JP2803822B2 - 現像装置 - Google Patents

現像装置

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JP2803822B2
JP2803822B2 JP63270324A JP27032488A JP2803822B2 JP 2803822 B2 JP2803822 B2 JP 2803822B2 JP 63270324 A JP63270324 A JP 63270324A JP 27032488 A JP27032488 A JP 27032488A JP 2803822 B2 JP2803822 B2 JP 2803822B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、1成分非磁性トナーを静電潜像に供給する
現像剤担持体に対してトナー薄層化規制部材を付設する
ようにした現像装置に関する。
[従来の技術] 一般に複写機などの各種画像形成装置においては、感
光体などの潜像担持体に対して画像に対応する静電潜像
が形成され、この静電潜像に対して現像装置内に設けら
れている現像剤担持体から現像剤(以下トナーとい
う。)が供給されて現像が行なわれ、これにより可視像
が得られるようになっている。
上記現像剤担持体はローラー状などに形成されてなる
ものであり、この現像剤担持体に対しては、同じくロー
ラー状などに形成されてなるトナー補給部材が現像剤補
給領域に接触状態で付設されている。さらに上記現像剤
補給領域の下流側に形成されている現像剤薄層化領域に
はプレード状あるいはローラー状などに形成されてなる
トナー薄層化規制部材が接触状態で付設されている。そ
して現像剤補給領域においてトナー蓄積部内に蓄えられ
ている新規トナーが上記トナー補給部材の作用によって
現像剤担持体に補給され、これにより現像剤担持体の表
面上にトナーが付着される。現像剤担持体の表面上に付
着されたトナーは前記トナー薄層化規制部材の作用によ
って現像剤薄層化領域にて均一に薄層化される。この均
一薄層化されたトナーは、上記トナー薄層化領域の下流
側に形成されている現像領域に送り込まれて静電潜像に
トナーが選択的に供給され現像動作が行なわれるように
なっている。
[発明が解決しようとする課題] ところが上記トナー薄層化規制部材としてブレード状
のものを採用すると、構成の簡易化を図ることはできる
が、現像剤担持体とトナー薄層ブレードとの接触部分に
おいてトナー固着が発生し易くなる。トナー固着部では
トナーの薄層が形成されなくなり、画像に白筋が生じる
こととなる。またトナー固着部における擦れ現象から装
置の寿命も短くなるという問題もある。
さらに上記トナー薄層化規制部材としてローラー状の
もの(ドクターローラー)を採用すると、トナーの固着
をなくすことによって装置の長寿命化を図ることができ
るとともに、トナー層厚のむらやトナー帯電量のむらを
良好に防止することができる。しかしながら上記ドクタ
ーローラーは、一定厚さのトナー層を得るために現像剤
担持体の線速度に対してかなり小さな線速度を備えるよ
うに設定する必要がある。例えば、現像剤担持体の線速
度VRに対するドクターローラーの線速度VR/Rの比は、
従来0.03〜0.3に設定されており、これ以上の線速度に
設定すると、トナー層厚が薄くなり過ぎてしまう。この
ためドクターローラーを採用する装置においては、駆動
力伝達手段に大きな減速比をもたせる機構が必要とな
り、このため駆動力伝達手段の複雑化および大型化を招
来している。
そこで本発明は、装置の複雑化・大型化を招来させる
ことなく、しかも長寿命の現像装置を提供することを目
的とする。
[課題を解決すべき手段] 上記目的を達成するため本発明は、感光体の表面上に
形成されている静電潜像に1成分非磁性トナーを供給す
る現像剤担持体と、この現像剤担持体上に現像前に付着
されているトナーの厚さを均一に規制するように上記現
像剤担持体の表面に接触配置されたトナー薄層化規制部
材と、このトナー薄層化規制部材に付設されこのトナー
薄層化規制部材に付着されたトナーを剥離させるトナー
掻き落し部材とを備え、上記現像剤担持体が外圧により
弾性変形する弾性ローラー部材から形成され、上記トナ
ー薄層化規制部材が硬質ローラー部材から形成されてい
る現像装置において、上記トナー薄層化規制部材が、画
像形成時においては静止され、画像非形成時においては
トナー層の厚さを現像不可能程度に薄くするように上記
現像剤担持体の回転駆動方法と同方向に回転駆動される
構成を有している。
[作用] このような構成を備える手段においては、トナー薄層
化規制手段としてのドクターローラーが画像形成時点に
おいて静止されながらトナーの薄層化作用が実行される
とともに、画像非形成時点においては、比較的大きな線
速度で現像剤担持体の回転駆動方向と同方向に回転駆動
されながらトナーの薄層化作用が実行され、これにより
該ドクターローラーのトナー薄層化作用が増大され、ト
ナー層の厚さは現像不可能程度に薄くされるようになっ
ている。またこのドクターローラーの回転駆動時におい
ては、上述したトナー薄層化作用に伴ってドクターロー
ラー上に付着されるトナーがトナー掻き落し部材によっ
てドクターローラーから除去されるようになっている。
[実 施 例] 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
第1図には1成分非磁性現像剤(トナー)を用いる現
像装置1が表わされている。この現像装置1は、図示を
省略した潜像担持体としての感光体ドラムの近傍に付設
されている。上記感光体ドラムは、所定の極性に一様帯
電される例えば有機感光体(OPC)から形成されてお
り、所定の極性に帯電されるトナーにより現像が行なわ
れるようになっている。
現像装置1の現像ユニット3内には現像剤担持体とし
ての現像ローラー4が軸支されており、この現像ローラ
ー4は現像領域において上記感光体ドラムの表面に弾性
的に接触するように配置されている。現像ローラー4は
矢印Aで示される方向すなわち感光体ドラムと逆の方向
に回転駆動されており、感光体ドラムとの接触部分にお
いて現像ローラー4と感光体ドラムとが互いに同一の方
向にそれぞれ回転駆動されている。そして両者の接触部
分には現像動作が実行される現像領域が上述のように形
成されている。
上記現像ローラー4は、外圧に追随して撓む弾性体ロ
ーラー、例えばシリコーンゴムロールやアクリロニトリ
ルブタジエンゴムロールなどから形成されており、フッ
素系高分子材料など低表面エネルギーを有する物質が耐
トナーフィルミング性向上のために必要に応じて表面上
に被着されている。
上記現像ユニット3には、トナー蓄積部としてのトナ
ーホッパー5が設けられているとともに、このトナーホ
ッパー5内に蓄えられている新規トナーを上記現像ロー
ラー4の表面に補給する現像剤補給手段としてのトナー
補給ローラー6、現像ローラー4の表面に補給され付着
されたトナーを薄層化するトナー薄層化規制部材として
のトナー層規制ドクターローラー7、上記トナーホッパ
ー5内に蓄えられているトナーを撹拌しながらトナー補
給ローラー6側に搬送させるアジテーター8などが、前
記現像ユニット3内に矢印B,C,Dでそれぞれ示される方
向に回転駆動されるようにして軸支されている。上記ト
ナー補給ローラー6およびトナー層規制ドクターローラ
ー7は現像ローラー4の表面上に接触されるようにして
それぞれ配置されており、現像ローラー4の回転方向上
流側からトナー補給ローラー6、トナー層規制ドクター
ローラー7の順に所定の間隔を持ってそれぞれ配置され
ている。そして上記トナー補給ローラー6およびトナー
層規制ドクターローラー7の現像ローラー4に対する接
触部分には現像剤補給領域および現像剤薄層化領域がそ
れぞれ形成されることとなっている。
上記トナー層規制ドクターローラー7は硬質ローラー
部材から形成されており、その材質としては金属材料あ
るいは硬質性の樹脂材料が採用されている。このトナー
層規制ドクターローラー7は前記現像ローラー4に対し
て接触・離間されるように軸直角方向に往復移動可能に
設置されている。これによりトナー層規制ドクターロー
ラー7は現像ローラー4の表面からトナーの層厚さ分だ
け浮き上がり、現像ローラー4に対する接触圧がほぼ一
定に維持されるように構成されている。また該トナー層
規制ドクターローラー7の表面上にはトナー掻き落しブ
レード10の先端縁部が圧接されており、このトナー掻き
落しブレード10の摺擦力によってトナー層規制ドクター
ローラー7の表面上に付着されたトナーが良好に掻き落
されクリーニングされるようになっている。
また第2図に示されるように、上記現像ローラー4の
支軸4aにはカップリング12が固定されているとともに、
図示を省略した装置本体側の回転駆動源から発せられる
回転駆動力の出力部が上記カップリング12に接続されて
いる。そしてこれにより現像ローラー4が所定の方向に
所定の線速度で回転移送されるようになっている。さら
に上記現像ローラー4の支軸4aには、回転伝達用の出力
歯車13が固定されているとともに、前記トナー補給ロー
ラー6の支軸6aおよびアジテーター8の支軸8aには従動
歯車14および15がそれぞれ固定されている。そして上記
出力歯車13に対して従動歯車14が噛み合わされていると
ともにこの従動歯車14に対して従動歯車15が噛み合わさ
れている。そしてこれによりトナー補給ローラー6およ
びアジテーター8が所定の方向に所定の線速度で回転移
送されるようになっている。
さらにまた第3図にも示されるように、上記現像ロー
ラー4の支軸4aの反対側にはドクターローラー駆動用の
出力歯車16が固定されているとともに、トナー層規制ド
クターローラー7の支軸7aにはクラッチ17を介して入力
歯車18が固定されており、上記出力歯車16は、中間アイ
ドル歯車19を介して入力歯車18に噛み合わされている。
そしてこれによりトナー層規制ドクターローラー7が矢
印Aで示される現像ローラー4の回転駆動方向と同方向
の、矢印Cで示される方向に所定の線速度で回転移送さ
れるようになっている。このときトナー層規制ドクター
ローラー7の線速度VR/Rは現像ローラー4の線速度VR
を越える大きさに設定されている。さらにこのトナー層
規制ドクターローラー7は、第4図に示されるように、
帯電・露光がオン状態になされる画像形成時において静
止され、かつ帯電・露光がオフ状態になされる画像非形
成時において上記線速度で回転駆動されるようになされ
ている。
このような実施例における現像装置1では、まず一様
帯電された感光体ドラムの表面に対して露光書き込みが
行なわれ画像に対応する静電潜像が形成される。この静
電潜像に対して現像装置1の現像ローラー4から現像領
域においてトナーが選択的に供給され、これにより上記
静電潜像の現像が行なわれて可視像が得られるようにな
っている。現像ローラー4に対しては、現像剤補給領域
においてトナー補給ローラー6によりトナーホッパー5
内の新規トナーが補給されるとともに、この現像ローラ
ー4の表面上に付着されたトナーは現像剤薄層化領域に
おいてトナー層規制ドクターローラー7により均一に薄
層化され現像領域に送り込まれるようになっている。
この場合上記トナー薄層規制ドクターローラー7は画
像形成時点において静止され、この静止状態で現像ロー
ラー4上のトナーの薄層化作用が実行されるようになっ
ている。第5図は現像ローラー4の線速度VRとトナー
薄層規制ドクターローラー7の線速度VR/Rとの比(横
軸)に対する現像ローラー4上のトナー付着量(縦軸;M
/A)を表わしたものである。本発明者は、トナー薄層規
制ドクターローラー7が静止されている状態において、
0.65mg/cm2程度のトナー付着量を得るとともに、このト
ナー付着量によって良好な画像を得ることができること
を確認している。
また画像非形成時点において上記トナー薄層規制ドク
ターローラー7は比較的大きな線速度で回転駆動され、
現像ローラー4上に付着されているトナーの薄層化作用
が高速回転状態にあるトナー薄層規制ドクターローラー
7により実行されるようになっている。トナー薄層規制
ドクターローラー7が高速回転されると、該トナー薄層
規制ドクターローラー7のトナー薄層化作用が増長さ
れ、トナー層の厚さは現像不可能程度に薄くされるよう
になっている。本発明者は、トナー薄層規制ドクターロ
ーラー7が現像ローラー4より大きい線速度で回転移送
される状態において、0.05mg/cm2程度以下のトナー付着
量を得るとともに、このトナー付着量によっては現像ロ
ーラー4側にトナーの供給が行なわれず非画像領域に対
する現像動作は実行されないことを確認している。
一般的には第6図に示されるように、帯電・露光がオ
フ状態になされる画像非形成時において、現像動作を阻
止させるように通常の現像バイアスに対する逆バイアス
が印加される。しかしながら本発明におけるように、ト
ナー薄層規制ドクターローラー7を画像非形成時におい
て比較的大きな線速度で回転駆動させることにより上記
逆バイアスは不要となる。したがって逆バイアス印加用
の電源は不要となる。さらに従来のようにトナー薄層規
制ドクターローラー7を大きく減速させる必要がなくな
るため、従来のような大型の減速機構が不要となり、装
置全体を小型化させることが可能となる。
上記実施例においては、現像ローラー4の支軸4aを本
体側からの駆動入力軸としているが、現像側板上のアイ
ドラーなどを介して本体側から入力を受けることとして
もよいし、また本体側からの駆動入力手段としてギアを
用いてもよい。さらに上記実施例においては、現像ロー
ラー4の支軸4aを介してトナー層規制ドクターローラー
7の駆動を行なっているが、第7図に示されるように、
回転駆動モーター21からの駆動力を2系統の駆動系に分
け、一方の駆動系をカップリング22を介して現像ローラ
ー4の支軸4aに伝達させるとともに、他方の駆動系をク
ラッチ23およびカップリング24を介してトナー層規制ド
クターローラー7の支軸7aに伝達させる構成とすること
もできる。このような実施例によれば、現像装置にクラ
ッチを固定する必要がなくなり、現像装置を一層コンパ
クトになすことができる。
[発明の効果] 以上述べたように本発明におけるトナー薄層化規制部
材は、画像形成時点において静止されながら現像剤担持
体上のトナーの薄層化作用が実行されるとともに、画像
非形成時点において比較的大きな線速度で現像剤担持体
の回転駆動方向と同方向に回転駆動されながら現像剤担
持体上のトナーの薄層化作用が実行されるように構成さ
れてなるから、従来のような大型の減速機構が不要とす
ることができるとともに、装置の複雑化・大型化を招来
させることなく現像装置の長寿命化を図ることができ、
画像品質を長期にわたって高度かつ安定的に維持させる
ことができるができる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明の一実施例における1成分
非磁性トナーを用いる現像装置を表わした縦断面説明図
および平面図、第3図はトナー層規制ドクターローラー
への回転駆動力伝達機構における歯車構成を表わした側
面説明図、第4図はトナー層規制ドクターローラーの動
作タイミングを表わしたタイミング図、第5図はローラ
ーの回転速度と現像剤担持体上のトナー付着量との関係
を表わした線図、第6図は一般の現像装置における逆バ
イアス印加タイミングを表わしたタイミング図、第7図
は本発明の他の実施例におけるトナー層規制ドクターロ
ーラーへの回転駆動力伝達機構を表わした平面説明図で
ある。 1……現像装置、4……現像ローラー、7……トナー層
規制ドクターローラー。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−129880(JP,A) 特開 昭60−103367(JP,A) 特開 昭62−291678(JP,A) 特開 昭64−37571(JP,A) 特開 昭60−45271(JP,A) 特開 平2−56572(JP,A) 実開 昭63−364(JP,U) 実開 昭63−86650(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 15/08 - 15/095

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】感光体の表面に形成されている静電潜像に
    1成分非磁性トナーを供給する現像剤担持体と、 この現像剤担持体上に現像前に付着されているトナーの
    厚さを均一に規制するように上記現像剤担持体の表面に
    接触配置されたトナー薄層化規制部材と、 このトナー薄層化規制部材に付設されこのトナー薄層化
    規制部材に付着されたトナーを剥離させるトナー掻き落
    し部材とを備え、 上記現像剤担持体が外圧により弾性変形する弾性ローラ
    ー部材から形成され、上記トナー薄層化規制部材が硬質
    ローラー部材から形成されている現像装置において、 上記トナー薄層化規制部材が、画像形成時においては静
    止され、画像非形成時においてはトナー層の厚さを現像
    不可能程度に薄くするように上記現像剤担持体の回転駆
    動方法と同方向に回転駆動されることを特徴とする現像
    装置。
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