JP2623552B2 - 静電潜像現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複写機等の画像形成装置に使用される現像
装置に関するものである。

（従来の技術及びその問題点） 従来、前記静電潜像現像装置の一つとして、複数の磁
石を内蔵した現像スリーブと、表面に微小凹部を形成し
たトナー供給ローラとを備え、現像スリーブの周面に磁
気的に保持されているキャリアに対して前記トナー供給
ローラからトナーを供給するともに、現像スリーブの表
面上でキャリアとトナーとを混合撹拌して両者を異なる
極性に帯電した２成分現像剤を調整し、の現像剤を静電
潜像担体の静電潜像に接触させ、前記静電潜像に静電的
に荷電トナーを供給するものが提案されている。

したがって、この種の現像装置では、現像スリーブと
トナー供給ローラとの対向部（以下、「供給領域」とい
う）で現像スリーブに供給されたトナーは、現像スリー
ブと静電潜像担体との対向部（以下、「現像領域」とい
う）に搬送されるまでに、キャリアと十分摩擦接触させ
て、現像に適するまで荷電量をアップする必要がある。

このため、一般に、供給領域から現像領域までの間
に、現像スリーブの外周面に対向する穂高規制部材を設
け、現像スリーブの周面上を搬送されてくる現像剤を穂
高規制部材の手前側で充分に混合撹拌するようにしてい
る。

しかしながら、穂高規制部材の手前側でいったん穂切
りされた現像剤は、後から搬送されてくる現像剤に押さ
れて回転運動をし、現像スリーブ上の現像剤と不連続に
接するために、現像スリーブの表面には現像剤の撹拌模
様ができ、これがそのまま画像の濃度むらとなって現れ
るという問題点を有していた。

また、一定濃度の画像を安定的に得るためには、現像
領域で消費された量に見合うだけの量のトナーを現像ス
リーブの表面に補充する必要があり、特に、ベタ部の多
い画像を連続的に多数枚複写する場合はトナー消費量が
大きいためその補充量も多くなる。

しかし、そのために、トナー供給ローラの表面の微小
凹部形状を大きくして供給領域でトナーを完全補充しよ
うとすれば、通常の文字画像を現像する際にトナーが供
給過剰となり、未帯電トナーが粉煙となって静電潜像担
体の表面に付着して画像にかぶりが現れたり、機内が汚
染されるという問題点が発生する。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するためになされたもの
で、前記静電潜像現像装置において、前記静電潜像担体
との対向部を通過した現像剤がトナー供給ローラとの対
向部に至るまでの領域に、前記現像スリーブに所定の隙
間を置いて対向する穂高規制部材を設け、その現像剤搬
送方向上流側に、現像剤溜まり部を形成したものであ
る。

（実施例） 以下、本発明を一実施例を示す添付図面を参照して説
明する。

第１図は本発明にかかる現像装置を備えた複写機の概
略断面を示し、その構成を複写動作とともに説明する。

まず、プリントスイッチ（図示せず）がオンされ、本
体（１）の略中央に位置する感光体ドラム（31）が矢印
（ａ）方向に回転している状態において、帯電チャージ
ャ（32）の放電により感光体ドラム（31）の表面には一
様に電荷が付与される。

次に、原稿（図示せず）を載置された原稿台ガラス
（２）が矢印（Ｘ）方向にスキャン動作し、一方、光学
系（６）の露光ランプ（61）から前記原稿に照射された
光の反射光はミラー及びセルフォックスレンズアレイ
（62）を介して、前述のごとく帯電されている感光体ド
ラム（31）の表面に露光され、感光体ドラム（31）の表
面には原稿画像に対応した静電潜像が形成される。

この静電潜像は続く現像装置（33）との対向部にて現
像され、原稿画像に応じたトナー像が形成される。

一方、複写紙（Ｓ）は給紙部（図示せず）から供給さ
れ、搬送ローラ対（71），（72）にてタイミングローラ
対（73）の手前に運ばれ、該タイミングローラ対（73）
によって、前記トナー像とタイミングをとって、感光体
ドラム（31）と転写チャージャ（74）との対向部に搬送
され、転写チャージャ（74）の放電により前記トナー像
が複写紙に転写される。

この複写紙（Ｓ）は、適宜手段により感光体ドラム
（31）の表面から分離された後、搬送ベルト（75）にて
定着ローラ対（76）の間に運ばれ、ここで複写紙にトナ
ーが溶融定着された後、排紙部（図示せず）に排出され
る。

一方、トナー像が転写された感光体ドラム（31）の表
面は、続くクリーニング装置（34）のブレード（35）に
て残留トナーが掻き取られ、さらに、再度露光ランプ
（61）の光が照射されて残留電荷が消去されて次回の現
像に備える。なお、ブレード（35）で掻き取られたトナ
ーは回収ローラ（36）にて回収される。

次に本発明にかかる現像装置（33）について、第２図
を参照して説明する。

なお、現像装置（33）は、感光体ドラム（31），帯電
チャージャ（32），クリーニング装置（34）とともに作
像ユニット（３）を構成し、該作像ユニット（３）は複
写機本体（１）に着脱可能としてあり、感光体ドラム
（31）にはバイアス（Vp）が印加されている。

現像装置（33）は、概略、現像部（40）とトナーホッ
パ（50）とからなり、現像部（40）に対してトナーホッ
パ（50）が着脱可能としてあり、異なる色のトナーを収
容した別のホッパと適宜交換できるようになっている。

現像部（40）は、上部フレーム（41）と下部フレーム
（42）と、図示しないサイドフレームとで形成された空
間内に現像スリーブ（43）を矢印（ｂ）方向に回転可能
に、かつ、感光体ドラム（31）と所定の現像部ギャップ
（0.7mm）をもって対向するように収容している。

現像スリーブ（43）は磁気ローラ（44）を固定状態に
内蔵しており、該磁気ローラ（44）には、軸方向に磁極
を延設した複数の磁石が、図示するように磁極をS,N交
互に外周部に位置させて取り付けてある。

また、現像スリーブ（43）には現像バイアス（Vb）が
印加されている。

下部フレーム（42）には穂高規制部材（45）が取り付
けてあり、その先端部は現像部スリーブ（43）の左斜め
下部外周面に所定の穂高規制ギャップ（0.4mm）をもっ
て対向させてあり、穂高規制部材（45）の現像スリーブ
回転方向上流側には現像剤溜まり部（46）が形成されて
いる。

トナーホッパ（50）の前方の開口部（52）にはトナー
供給ローラ（53）が矢印（ｃ）方向に回転可能に、か
つ、現像スリーブ（43）と所定の供給ギャップ（0.6m
m）をもって対向するように配置されており、開口部（5
2）の上部、下部に取り付けた非磁性体からなるブレー
ド（54）、トナーこぼれ防止部材（55）がそれぞれトナ
ー供給ローラ（53）の上下外周面に圧接し、開口部（5
2）が塞がれている なお、トナー供給ローラ（53）は、その外周面にブラ
スト処理、又はエッチング等により微小凹凸が形成され
ているとともに、直流（Vss）に交流（Vrms）を重畳し
た回収バイアス（Vs）が印加されている。

トナー供給ローラ（53）の後方には、２つの搬送羽根
（56），（57）が並列に、かつ、同一方向（矢印
（ｄ），（ｅ）方向）に回転可能に取り付けてある。

ところで、トナーホッパ（50）の内部にはトナーが収
容され、現像スリーブ（43）の外周面、及び現像剤溜ま
り部（46）にはキャリアに8wt％の割合でトナーを混合
した２成分現像剤が保持されている。

また、トナーとキャリアは相互に摩擦接触することに
よりトナーはラス、キャリアはマイナスに帯電されるも
のが使用される。

次に、以上の構成からなる現像装置（33）の動作につ
いて説明する。

まず、前述した複写動作がスタートすると、現像スリ
ーブ（43），トナー供給ローラ（53），搬送羽根（5
6），（57）がそれぞれ矢印（ｂ），（ｃ），（ｄ），
（ｅ）方向に回転する。

そして、トナーホッパ（50）内のトナーは、搬送羽根
（56），（57）の回転に基づいてトナー供給ローラ（5
3）に向かって搬送され、トナー供給ローラ（53）の表
面微小凹部に取り込まれる。

トナー供給ローラ（53）の表面に保持されたトナー
は、その回転に基づいて矢印（ｃ）方向に搬送され、規
制ブレード（54）の圧接部にて余分なトナーが掻き落と
されるとともに、ブレード（54）との接触によって帯電
され、１又は２層の薄膜状態で供給領域（Ｙ）に搬送さ
れる。

一方、現像スリーブ（43）の外周面では、磁気ローラ
（44）の磁石から発生している磁力線に沿って現像剤は
磁気ブラシ状態で保持されており、現像スリーブ（43）
とトナー供給ローラ（53）とが対向する供給領域（Ｙ）
で、前記磁気ブラシによってトナー供給ローラ（53）上
を搬送されるトナーが掻き取られる。

なお、トナー供給ローラ（53）には直流（Vss）に交
流（Vrms）を重畳したバイアス（Vs）が印加されている
ため、供給領域（Ｙ）には振動電界が生じ、これによっ
てトナー及び現像剤は振動するため、磁気ブラシとトナ
ーとが頻繁に接触してトナーは現像スリーブ（43）の表
面に効率良く供給される。

磁気ブラシに取り込まれたトナーは、現像スリーブ
（43）の回転に従って矢印（ｂ）方向に搬送される際
に、キャリアと接触してその帯電位向上が図られ、現像
領域（Ｘ）で感光体ドラム（31）の表面に形成されてい
る静電潜像画像部に静電的に供給される。

現像領域（Ｘ）を通過した現像剤は引き続き矢印
（ｂ）方向に搬送され、穂高規制部材（45）との対向部
にて大部分のものが現像スリーブ（43）の表面から掻き
落とされる。

この掻き落とされた現像剤は、現像剤溜まり部（46）
内に貯留されている現像剤とともに混合され、あるもの
は磁気ローラ（44）の磁力に引かれて現像スリーブ（4
3）の表面に保持され、穂高規制部材（45）との対向部
を通過して供給領域（Ｙ）に搬送される。

なお、現像領域（Ｘ）でトナーを消費してトナー濃度
の低下した現像スリーブ（43）上の消費パターンには、
前記現像剤溜まり部（46）で混合撹拌されてトナー濃度
が平均化されたのち次の供給領域（Ｙ）を通過した時点
では、現像スリーブ（43）の表面には均一な現像剤層が
形成されている。

なお、現像剤溜まり部（46）が現像スリーブ（43）の
表面に補充される量にむらがあっても、その補充むらは
次の供給領域（Ｙ）におけるトナー供給動作によって消
去されるため、現像領域（Ｘ）には濃度むらの無い一定
濃度の現像剤が供給され、静電潜像には一様にトナーが
供給される。

また、ベタ部の多い画像を連続複写しても、その消費
パターンにはまず現像剤溜まり部（46）で現像剤の混合
撹拌が行われ、現像スリーブ（６）上の現像剤濃度が平
均化された後、その不足分を供給領域（Ｙ）で補えばよ
いため、トナー供給ローラ（53）のトナー供給能力は通
常の画像を現像するのに足るだけのものでよい。

ところで、前記実施例では、第２図に示すように、現
像剤は現像領域（Ｘ）を通過した後、現像スリーブ（4
3）の下面に沿って供給領域（Ｙ）に搬送され、その間
の領域で現像スリーブ（43）に穂高規制部材（45）を対
向させるものとしたが、これに限らず、現像スリーブ
（43）が矢印（ｂ）方向と逆の方向に回転するものなら
ば、穂高規制部材（45）は現像スリーブ（43）の上面に
対向させるようにしてもよい。

ただし、前記実施例のように、現像スリーブ（43）の
下に現像剤溜まり部（46）を形成するようにすれば、現
像剤の重さがそのまま現像スリーブ（43）にかかり、ま
た、穂高規制部材（45）と現像スリーブ（43）との間に
現像剤が詰まり、回転トルクが大きくなるという欠点が
無い。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明にかかる現像装
置では、現像スリーブ上に保持されている現像剤が現像
領域から供給領域まで搬送される間の領域に、現像スリ
ーブに対向する穂高規制部材を設けて現像剤溜まり部を
形成し、ここで充分トナーとキャリアが混合された現像
剤を現像スリーブの表面に補充し、その後供給領域にて
不足した分をさらに補充するようにしている。

したがって、穂高規制部材との対向部を通過する際に
トナーの濃度むらがあっても、このむらは次の供給領域
でトナーが補充されて消去されるため、常に現像領域に
は一定濃度の現像剤が供給され、濃度むらのない均質な
画像を得ることができる。

また、連続して多数枚の複写等を行っても、現像スリ
ーブのトナー消費パターンに対して、まず現像剤溜まり
部でトナーが補充され、その後、不足分が供給領域で補
充されるため、いきなりトナー供給領域でトナーを補充
する必要はなく、トナー供給ローラの供給能力を通常の
ままで維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は複写機の断面図、第２図は本発明にかかる現像
装置を有する作像ユニットの断面図である。 １……本体、２……原稿台ガラス、３……作像ユニッ
ト、６……光学系、31……感光体ドラム、33……現像装
置、40……現像部、43……現像スリーブ、44……磁気ロ
ーラ、45……穂高規制部材、46……現像剤溜まり部、50
……トナーホッパ、53……トナー供給ローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 衛藤 浩一 大阪市東区安土町２丁目30番地 大阪国 際ビル ミノルタカメラ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−13269（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−261761（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の磁石を内蔵した現像スリーブと、該
   現像スリーブの外周面に磁気吸着されているキャリアに
   対してトナーを供給するトナー供給ローラとを備え、前
   記現像スリーブの周面上で、トナーとキャリアとからな
   る現像剤を調整し、該現像剤を用いて静電潜像担体の表
   面に形成されている静電潜像にトナーを供給する静電潜
   像現像装置において、前記静電潜像担体との対向部を通
   過した現像剤がトナー供給ローラとの対向部に至るまで
   の領域に、前記現像スリーブに所定の隙間を置いて対向
   する穂高規制部材を設け、その現像剤搬送方向上流側
   に、現像剤溜まり部を形成したことを特徴とする静電潜
   像現像装置。