JP2996985B2 - 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，プリンタ等の現像装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、前記現像装置として、感光体に対向するトナー
担持体と、該トナー担持体の外周部に接触する規制部材
と、前記トナー担持体に対向する供給ローラを備えたも
のが、特開昭63−48576号公報で提案されている。

この現像装置では、供給ローラが回転することにより
その外周部にトナーが付着し、これがトナー担持体との
対向部に搬送される。トナー担持体の外周部近傍に搬送
されたトナーは、トナー担持体の外周面に付着して搬送
され、規制部材の接触部を通過する際に帯電されて現像
に供給される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記現像装置では、トナー担持体に積
極的にトナーを押し付ける手段を備えていないので、ト
ナー担持体に保持されるトナー量が充分なものでなかっ
た。したがって、現像に供給されるトナー量が少なく、
画像面積の多い画像を現像すると、画像濃度が低下した
り、白抜け、濃度むらを生じて画質が低下するという問
題点を有していた。

〔課題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、 回転するトナー担持体（５）と、 前記トナー担持体（５）に接触するシール部材（６）
と、 前記トナー担持体（５）の回転方向に関して前記シー
ル部材（６）の下流側で、前記トナー担持体（５）と所
定の間隔を置いて対向するとともに、トナーと接触しな
がら前記トナー担持体（５）と同一方向に且つトナー担
持体（５）の周速よりも速い周速をもって回転し、前記
トナー担持体（５）にトナーを供給する供給ローラ（1
4）と、 前記シール部材（６）を支持する保持部材（７）と、 前記保持部材（７）に支持され、前記供給ローラ（1
4）の外周面に接触して前記供給ローラ（14）の外周部
に保持されているトナーを掻き取る掻取部材（15）とを
有し、 前記トナー担持体（５）、シール部材（６）、保持部
材（７）、掻取部材（15）及び供給ローラ（14）で囲ま
れ、前記トナー担持体（５）と供給ローラ（14）との間
の隙間を通じてのみ外部と連通する収容部（16）を形成
したものである。

なお、前記トナー担持体（５）と供給ローラ（14）と
の間隔を１から3mmとするのが望ましい。

また、前記掻取部材（15）の少なくとも表面部を絶縁
材料で構成するのが望ましい。

〔作用〕

前記構成の現像装置によれば、供給ローラ（14）の外
周部に保持されたトナーは、この供給ローラ（14）の回
転に基づいて搬送され、掻取部材（15）で掻き取られて
収容部（16）に保持される。

供給ローラ（14）は、トナー担持体（５）と同一方向
に回転する。また、供給ローラ（14）の周速は、トナー
担持体（５）の周速よりも速くしてある。したがって、
収容部（16）に収容されるトナー量が増し、その結果、
そこでのトナー圧力が高く保たれる。この高いトナー圧
力により、収容部（16）に収容されているトナーと接す
るトナー担持体（５）には必要量のトナーが供給され
る。なお、トナー担持体（５）と供給ローラ（14）との
間隔を１から3mmとすることで、両者の間の領域におけ
るトナーの流れがスムーズになる。また、掻取部材（1
5）の少なくとも表面部を絶縁材で構成することで、掻
取部材（15）へのトナーの付着を防止し、収容部（16）
におけるトナーの移動をスムーズに行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について添付図面を参照して説
明する。

第１図において、現像装置（１）の現像槽（２）に
は、感光体（100）との対向部に開口部（３）が設けて
ある。回転体（４）は前記開口部（３）の内側に配置さ
れ、矢印（ａ）方向に回転駆動するようにしてある。ベ
ルトスリーブ（５）は外周部に微小凹凸を設けた薄膜円
筒体で、回転体（４）の周長よりも僅かに長い周長を有
し、回転体（４）に外装されている。また、ベルトスリ
ーブ（５）は両端側に位置する図示しない押圧部材で感
光体（100）の反対側が回転体（４）の外周面に密着し
てあり、これにより感光体（100）との対向部に形成し
た膨らみ（5a）が感光体（100）の外周面に接触させて
ある。シール部材（６）は現像槽（２）の底板に設けた
保持部材（７）に取り付けてあり、ベルトスリーブ
（５）の下部外周面に接触させてある。ブレード（９）
は現像槽（２）の天井部に設けた保持部材（10）に取り
付けてあり、一側面がベルトスリーブ（５）を介して回
転体（４）の外周部に腹当たりさせてある。回転体
（４）の後部には、現像槽（２）の底板を上方に伸張し
て、回転体（４）の後部に位置するバッファ空間（12）
と更にその後部に位置する補給室（13）とが設けてあ
る。供給ローラ（14）はバッファ空間（12）に収容して
あり、矢印（ｂ）方向に回転駆動するようにしてある。
また、供給ローラ（４）の外周部には、保持部材（７）
に設けたスクレーパ（15）の先端が圧接してある。そし
て、スクレーパ（15）、シール部材（６）、保持部材
（７）によりベルトスリーブ（５）に面する収容部（1
6）が形成されている。

補給羽根（17）は補給室（13）に収容され、矢印
（ｃ）方向に回転駆動するようにしてある。

前記構成において、現像剤であるトナーは補給室（1
3）に収容される。補給室（13）のトナーは、補給羽根
（17）の回転によりバッファ空間（12）に供給される。

バッファ空間（12）では、供給ローラ（14）の回転に
よりその外周面と接触するトナーが摩擦により荷電さ
れ、この荷電トナーが供給ローラ（14）の外周面に静電
的に保持される。そして、供給ローラ（14）に保持され
たトナーは、第２図に示すように、供給ローラ（14）の
回転とともに矢印（ｂ）方向に搬送され、ベルトスリー
ブ（５）との対向部（18）を通過して収容部（16）に至
ると、そこでスクレーパ（15）の先端で掻き取られて収
容部（16）の中を点線で示す経路に沿って移動し、ベル
トスリーブ（５）の外周面に保持されて矢印（ａ）方向
に搬送される。

収容部（16）におけるトナー量が多くなると、そこで
のトナー圧力及び密度が上昇する。そして、その上昇し
た圧力がベルトスリーブ（５）に対するトナーの押し付
け力として作用し、ベルトスリーブ（５）のトナー保持
量及び搬送量が増加する。また、収容部（16）のトナー
圧力は、供給ローラ（14）による搬入量とベルトスリー
ブ（５）によるトナー搬出量とがバランスした状態で安
定し、この状態でベルトスリーブ（５）のトナー搬送量
が一定状態になる。

ベルトスリーブ（５）に保持されて搬送されるトナー
は供給ローラー（14）との対向部（18）を通り、ブレー
ド（９）の接触部（19）で薄層状態に均される。また、
トナーは接触部（19）を通過する際にブレード（９）と
接触して荷電される。

接触部（19）を通過したトナーはベルトスリーブ
（５）とともに矢印（ａ）方向に移動し、感光体（10
0）とベルトスリーブ（５）との接触領域（現像領域）
で矢印（ｄ）方向から移動してくる感光体（100）の外
周面に接触し、この感光体（100）の外周面に静電潜像
が形成されていればこれに対して荷電トナーが付着し、
静電潜像が顕像化される。

現像領域を通過したトナーはベルトスリーブ（５）と
ともにシール部材（６）の接触部を通過し、収容部（1
6）を通過する際に、現像領域で消費した量に相当する
量のトナーが補充される。

以上のようにしてバッファ空間（12）のトナーが消費
されると、補給羽根（17）の回転に基づいて補給室（1
3）内のトナーがバッファ空間（12）に補給される。

実験１ 供給ローラ（14）の回転数（周速度）を変えて、ベタ
黒画像の画像濃度の測定をした。結果を表−１に示す。

なお、トナーは50％平均粒径（D₅₀）が10.5μｍの非
磁性のものを使用した。供給ローラ（14）は外周面に深
さ平均２μｍ以下の微小凹部を有するアルミニウムロー
ラを使用し、回転体（４）はゴムローラを使用した。ベ
ルトスリーブ（５）は外周面に深さ２〜３μｍの微小凹
部を有する厚さ40μｍのニッケル電鋳ベルトを使用し、
スクレーパ（15）は厚さ0.1mmのポリエステルフィルム
シートを使用した。この条件は後述する他の実験でも同
一である。

次に、感光体（100）の周速を変化させて同様の実験
を行った。結果を表−２に示す。

以上の実験より、供給ローラ（14）の周速が感光体
（100）の周速よりも速いとき、ベタ黒の画像を現像し
てもこれを濃度低下はなく一定の濃度状態で再現できる
ことが確認された。

これは次の理由によるものと考えられる。すなわち、
供給ローラ（14）のトナー搬送はその表面に直接付着す
るトナーの静電気力にのみ基づくものであり、トナー搬
送量は略一層のトナー量に限られる。また、一層のトナ
ー付着量は約1mg/cm²であるが、これはほぼベタ黒画像
のトナー付着量に相当する。そのため、供給ローラ（1
4）の周速が感光体（100）の周速を上回っている限り、
現像には必要なトナーが供給されていることになる。

換言すれば、現像装置（１）では、少なくともベタ黒
画像形成によって消費する量のトナーは収容部（16）に
供給する必要があり、それだけのトナー搬送性が供給ロ
ーラ（14）に要求される。つまり、供給ローラ（14）の
周速は感光体（100）の周速よりも速くなければならな
い。

実験２ ベルトスリーブ（５）と供給ローラ（14）とのギャッ
プ（Ｄ）及び供給ローラ（14）の径を変えてベタ黒画像
を現像し、その画質を評価した。結果を表−３に示す。

この表−３に示すように、ギャープ（Ｄ）が0.8mmよ
りも狭くなると画像に濃度むらが表われ、さらにＤ＝0.
6mmで供給ローラ（14）のトルクが増大した。

これは次の理由によるものと考えられる。すなわち、
ベルトスリーブ（５）と供給ローラ（14）とのギャップ
（Ｄ）が狭くなると、両者の対向部（18）でのトナーの
動きが衝突し、ベルトスリーブ（５）の回転に伴うトナ
ーの動きが妨げられる。その結果、収容部（16）でのト
ナーの圧力（密度）が必要以上に高くなり、トナーの流
動性が損われ、またトナーが固まることもあり、ベルト
スリーブ（５）に対する均一なトナー供給が不能とな
り、ベタ黒画像に濃度むらを生じたり、トルクが増大す
るものと考えられる。

したがって、トルクスリーブ（５）と供給ローラ（1
4）との間隔は、少なくも1mm以上確保することが必要で
ある。または間隔を離していくと、それにつれて収容部
（16）でのトナーの圧力（密度）が徐々に低下していく
ので、その上限は3mm程度にとどめるのが望ましい。

実験３ スクレーパ（15）の材質を変えてベタ黒画像を現像
し、その画質を評価した。結果を表−４に示す。

この表−４より、収容部（16）に臨む面が導電性材料
で形成されているスクレーパでは画像に濃度むらを生
じ、表面を絶縁材で構成したものと表面に絶縁膜（テフ
ロンテープ）を取り付けたものでは画像に問題を生じな
かった。

現像後、現像槽（２）の内部を観察したところ、スク
レーパとして導電性材料を使用したものでは、収容部
（16）に面するスクレーパ（15）の表面に、第３図に示
すようにトナー（Ｔ）が付着していた。

以上のことから、スクレーパ（15）が導電性材料の場
合、スクレーパ（15）で掻き取られた帯電トナーが静電
気力に基づいてスクレーパ（15）の表面に強く付着する
ことにより、収容部（16）におけるトナーの循環が行わ
れず、ベストスリーブ（５）に対して必要なトナーを供
給できないものと考えられる。

したがって、本発明の現像装置ではスクレーパ（15）
に沿ってスムーズにトナーを移動させることが必要であ
り、そのためにはスクレーパ（14）の少なくとも表面を
絶縁体で構成する必要がある。

〔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
置によれば、収容部にトナーが収容され、そこでの一定
のトナー圧力に基づいてトナー担持体にトナーが保持さ
れる。

したがって、トナー担持体により現像に直接又は間接
的に供給されるトナー量が多くしかも安定しているの
で、濃度むらのない均一濃度の画像が得られる。

また、トナー担持体と供給ローラとのギャップを１〜
3mmとすることにより、収容部に搬入されるトナーとそ
こから搬送されるトナーが干渉することなくスムーズに
移動するので、収容部でのトナー圧力（密度）が安定す
る。また、掻取部材を絶縁部材で構成することにより、
スクレーパへのトナーの付着を防止し、収容部内でのト
ナーの移動をスムーズにすることができる。さらに、供
給ローラの周速を感光体の周速よりも速くすることによ
り、ベタ黒画像でも濃度むらなく再現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は現像装置の断面図、第2,3図は現像装置の部分
拡大図である。 １……現像装置、４……回転体、 ５……ベルトスリーブ、６……シール部材、 ９……ブレード、14……供給ローラ、 15……スクレーパ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊吉 直樹 大阪府大阪市中央区安土町２丁目３番13 号 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式 会社内 (72)発明者 後藤 浩 大阪府大阪市中央区安土町２丁目３番13 号 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式 会社内 (72)発明者 長谷川 博史 大阪府大阪市中央区安土町２丁目３番13 号 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式 会社内 (72)発明者 宮下 健児 大阪府大阪市中央区安土町２丁目３番13 号 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63−48576（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−210462（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−223158（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−14260（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−103275（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転するトナー担持体（５）と、 前記トナー担持体（５）に接触するシール部材（６）
   と、 前記トナー担持体（５）の回転方向に関して前記シール
   部材（６）の下流側で、前記トナー担持体（５）と所定
   の間隔を置いて対向するとともに、トナーと接触しなが
   ら前記トナー担持体（５）と同一方向に且つトナー担持
   体（５）の周速よりも速い周速をもって回転し、前記ト
   ナー担持体（５）にトナーを供給する供給ローラ（14）
   と、 前記シール部材（６）を支持する保持部材（７）と、 前記保持部材（７）に支持され、前記供給ローラ（14）
   の外周面に接触して前記供給ローラ（14）の外周部に保
   持されているトナーを掻き取る掻取部材（15）とを有
   し、 前記トナー担持体（５）、シール部材（６）、保持部材
   （７）、掻取部材（15）及び供給ローラ（14）で囲ま
   れ、前記トナー担持体（５）と供給ローラ（14）との間
   の隙間を通じてのみ外部と連通する収容部（16）を形成
   したことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】前記トナー担持体（５）と供給ローラ（1
   4）との間隔を１から3mmとしたことを特徴とする請求項
   １の現像装置。
3. 【請求項３】前記掻取部材（15）の少なくとも表面部を
   絶縁材料で構成したことを特徴とする請求項１の現像装
   置。