JP3008624B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、プリ
ンタ等の画像形成装置において用いられ、現像剤を静電
潜像に付着させて可視化する現像装置に係り、特に静電
潜像保持体と現像剤担持体との間で発生させた振動電界
内で現像剤を飛翔させて静電潜像を可視化する現像装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より現像剤を用いて静電潜像を可視
化する現像装置として、静電潜像保持体と対向して設け
られた現像剤担持体を有し、この現像剤担持体の周囲に
現像剤規制部材と、現像剤供給部材を備えたものが知ら
れている。このような現像装置では、ホッパー等に貯蔵
されている現像剤が現像剤供給部材から現像剤担持体に
供給され、現像剤担持体は現像剤を表面に付着して搬送
できるようになっている。また、現像剤規制部材は現像
剤担持体に所定圧力で接触するように設けられており、
現像剤担持体表面に付着している現像剤はこれによって
規制され、均一な薄層とされるとともに所望の電荷が付
与される。その後静電潜像保持体との対向位置まで送ら
れ、静電潜像保持体と現像剤担持体との間に生じている
振動電界によって現像剤は静電潜像保持体へ飛翔し静電
潜像を現像する。

【０００３】このように現像剤担持体上の現像剤層と静
電潜像保持体とが非接触で現像を行なう場合において、
濃度が淡い原稿や文字原稿などを再現するときには現像
剤を一度に多く必要としないので、均一な現像が行なわ
れて良好な可視像が得られる。しかし、濃度が極めて濃
く、広面積のベタ黒部分を含む画像を再現しようとする
場合には現像剤の消費量が一度に多量となるので、現像
剤の供給不足となり、均一な濃度の画像が得られない場
合がある。また、現像装置を小型化するために、形成さ
れる画像の幅方向全域に直接現像剤を供給するホッパー
に代えて、画像の幅方向の端部に、外部の現像剤貯蔵箱
から現像剤を供給する現像剤補給部が設けられる。この
ように現像剤を端部から供給した場合には、現像装置内
で現像剤をすみやかに搬送し、画像の幅方向の全域に充
分な量の現像剤を供給する手段が必要となる。

【０００４】このような問題点を解決するために図１９
に示すような現像装置が提案されている。この現像装置
は、多量の現像剤を均一に現像剤担持体１０１に供給す
るために現像剤担持体１０１と圧接されて回転する均一
化部材１０４と、現像剤を現像剤担持体１０１の軸方向
（形成される画像の幅方向）に搬送して現像剤収容室１
０６内および現像剤搬送室１１２内を循環させるととも
に現像剤収容室１０６内の現像剤量を常に一定に保つ現
像剤搬送部材（スクリューオーガー）１１０、１１１と
を有している。また、形成される画像の幅方向の一端に
現像剤貯蔵箱（図示せず）が設けられている。この図に
おいて符号１０２は静電潜像保持体、符号１０３は現像
剤規制部材、符号１０７及び符号１０８は、現像剤担持
体１０１に現像バイアス電圧を印加する交流電源及び直
流電源、符号１０９は均一化部材１０４と現像剤担持体
１０１との間にバイアス電圧を印加するための直流電源
を示す。

【０００５】このような現像装置では、現像される画像
の幅方向（現像剤担持体の軸方向）の一端から供給され
た現像剤は現像剤搬送部材１１０、１１１によって現像
剤担持体の軸方向全域に搬送され、均一化部材１０４に
よって現像剤担持体１０１に強く擦り付けられる。これ
によって適切な電荷が付与されるとともに現像剤担持体
１０１との間に印加されるバイアス電圧によって多量の
現像剤も均一に供給される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構成の現像装置においては、均一化部材１０４が現像
剤担持体１０１と、接触深さが１ｍｍ程度となる接触圧
で押圧されており、現像剤担持体駆動用モーターのトル
クを増大させる。また現像剤に応力をかけることから長
時間の使用によって現像剤の特性変化を招き、現像剤の
帯電量の低下およびこれに伴う画質の低下や現像剤の飛
散による装置内汚染を起こすことになる。さらに現像剤
搬送部材１１０、１１１が必要となり、装置が複雑化・
大型化し、製造コストも高くなるという問題がある。

【０００７】一方、上記の現像装置のような現像剤担持
体に接触する部材およびスクリューオーガー等の現像剤
を強制的に一方向へ搬送する部材を設けることなく現像
装置を小型化しようとすると、これらと代わる手段であ
って現像装置の一端から供給された現像剤を現像剤担持
体の軸線方向に均等となるように短い時間で搬送する手
段と、充分な現像剤を現像剤担持体に供給する手段とが
必要となる。特に流動性の悪い現像剤又は高温高湿の条
件下では、図２０に示すように現像装置内での移動が行
われにくくなり、充分な搬送力を有する手段を有してい
ないと、広面積、高濃度の画像の現像を繰り返し行った
ときに、現像剤が供給される位置から離れたところで現
像剤が不足し現像される画像の部分的な濃度低下が生じ
るという問題がある。

【０００８】また、現像装置内で現像する画像の幅方向
に現像剤が不均等に堆積することになり、一ケ所で現像
剤の残量を検知しても正確な残量を検知することができ
ず、現像剤の補給の制御が困難になるという問題もあ
る。

【０００９】本発明は上記のような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、広面積のベタ黒部分を含
む画像を連続して均一な濃度に再現することができる一
成分現像装置であって、小型化し、製造コストの低減を
図ることができるものを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記のような問題点を解
決するために、請求項１に記載の発明は、 静電潜像保
持体に対向して設けられ現像剤を表面に付着して搬送す
る現像剤担持体と、この現像剤担持体上の現像剤量を規
制し現像剤の薄層を形成する現像剤規制部材とを備え、
前記現像剤担持体と静電潜像保持体とが近接して対向す
る現像領域で、前記現像剤担持体表面の現像剤を前記静
電潜像保持体上の静電潜像に付着させて可視化する現像
装置において、 周面に複数の開孔を有する筒状部材か
らなり、前記現像剤担持体と近接してほぼ平行に配置さ
れ、前記筒状部材の軸線回りに回転する搬送供給部材
と、 前記筒状部材の内部にあって、該筒状部材の内面
に付着する現像剤を接触することによって剥離する剥離
部材とを有するものとする。

【００１１】また、上記請求項１に記載の現像装置にお
いて、 前記剥離部材は筒状部材の内部で回転および移
動が可能となるように収容された棒状部材もしくは棒状
部材の周面に放射状に植毛したブラシであることが望ま
しい。

【００１２】請求項３に記載の発明は、 静電潜像保持
体に対向して設けられ現像剤を表面に付着して搬送する
現像剤担持体と、この現像剤担持体上の現像剤量を規制
し現像剤の薄層を形成する現像剤規制部材とを備え、前
記現像剤担持体と静電潜像保持体とが近接して対向する
現像領域で、前記現像剤担持体表面の現像剤を前記静電
潜像保持体上の静電潜像に付着させて可視化する現像装
置において、 周面に複数の開孔を有する筒状部材から
なり、前記現像剤担持体と近接してほぼ平行に配置さ
れ、前記筒状部材の軸線回りに回転する搬送供給部材を
備え、この搬送供給部材が、前記開孔の縁部から前記筒
状部材内側に張り出すように固着された薄板を有するも
のとする。

【００１３】また、上記請求項３に記載の現像装置にお
いて、 前記薄板は、前記搬送供給部材の回転方向にお
ける前記開孔の後方側縁部に設けられるものとするのが
望ましい。

【００１４】請求項５に記載の発明は、 静電潜像保持
体に対向して設けられ現像剤を表面に付着して搬送する
現像剤担持体と、この現像剤担持体上の現像剤量を規制
し現像剤の薄層を形成する現像剤規制部材とを備え、前
記現像剤担持体と静電潜像保持体とが近接して対向する
現像領域で、前記現像剤担持体表面の現像剤を前記静電
潜像保持体上の静電潜像に付着させて可視化する現像装
置において、 周面に複数の開孔を有する筒状部材から
なり、前記現像剤担持体と近接してほぼ平行に配置さ
れ、前記筒状部材の軸線回りに回転して遠心力で前記開
孔から現像剤を放出し、前記現像剤担持体にふりかける
ように供給する搬送供給部材を備え、 この搬送供給部
材の内部に、一体となって回転するように取り付けら
れ、現像剤を所定の方向に搬送することができる現像剤
搬送助成部材を有するものとする。

【００１５】また、上記請求項５に記載の現像装置にお
いて、 前記現像剤搬送助成部材の現像剤搬送方向が、
前記搬送供給部材の一方または両方の端部付近では他の
部分と逆方向に設定されているものとするのが望まし
い。

【００１６】請求項１から請求項６までに記載する現像
装置において、上記搬送供給部材が周面に有する開孔の
形状は円形・多角形・楕円形・長円形等任意のものとす
ることができるが、搬送供給部材の軸線方向にほぼ均等
に設けるのが望ましい。また、開孔率は２０〜７０％の
範囲であるのが望ましい。また、この搬送供給部材を形
成する材料は電気抵抗が１０¹⁰Ω・ｃｍ以下の導電性材
料とし、この搬送供給部材と現像剤担持体との間にバイ
アス電圧を印加することによって現像剤担持体への現像
剤の供給を促進させることもできる。請求項２に記載の
現像装置において、剥離部材として用いる上記棒状部材
は円形断面等の搬送供給部材内でころがるように回転し
やすい断面とするのが望ましい。また長さは搬送供給部
材のほぼ全長とするのが望ましいが、搬送供給部材の長
さの１／２程度まで短くすることもできる。

【００１７】請求項５に記載の現像装置において、搬送
供給部材に取り付けられる現像剤搬送助成部材は、板材
を螺旋状に形成したスクリューオーガーや棒状材または
線材を螺旋状に加工したもの等を用いることができ、螺
旋の中心に軸を有しないものが望ましい。上記現像剤搬
送助成部材は、搬送供給部材の全長の半分程度の範囲に
設けるのが望ましいが、搬送供給部材の回転速度、現像
剤が供給される位置等に応じて現像剤搬送助成部材を設
ける範囲を適宜定めることができ、連続的に設けてもよ
いし、断続的に設けてもよい。また請求項６において現
像剤搬送助成部材の搬送方向を逆にする部分は、一方の
端部から現像剤が供給される場合には他方の端部付近、
中央部付近から現像剤が供給される場合には両方の端部
付近とする。

【００１８】

【作用】上記請求項１に記載の現像装置では、搬送供給
部材が周面に複数の開孔を有する筒状部材からなり、こ
れが現像剤担持体と近接し、ほぼ平行に配置されて回転
するようになっているので、この筒状部材の内部および
周辺で現像剤が攪拌されるとともに、軸方向に搬送され
る。さらに回転による遠心力によって開孔から筒状部材
内部の現像剤が放出され、現像剤担持体の表面にふりか
けるようにして充分な量の現像剤が供給される。したが
って現像剤担持体とは非接触で現像剤の供給を行うこと
ができ、現像剤に大きな負荷をかけることはない。

【００１９】また、搬送供給部材が、筒状部材の内面に
付着する現像剤と接触して剥離する剥離部材を有してい
るので、筒状部材の回転速度を大きくして搬送力を増大
させようとしたときにも、筒状部材の内面に遠心力で付
着する現像剤が剥離され、攪拌されて筒状部材内部での
搬送量が大きくなる。これにより、搬送供給部材軸方向
への現像剤搬送量が増加し、端部から現像剤が補給され
ても現像剤担持体の軸方向の全域に充分な現像剤が供給
可能となり、広面積の高濃度画像を連続して現像しても
濃度低下のない良好な画像が得られる。

【００２０】また、搬送供給部材の軸方向への現像剤の
搬送量が大幅に増加するため、現像装置内の現像剤堆積
量が均一となり、現像剤量を一ケ所で検知しても適切に
現像剤の補給を制御することが可能となる。

【００２１】現像装置の小型化の可能性については、上
記のように現像剤の攪拌・搬送・現像剤担持体への供給
という機能を搬送供給部材とその内部の剥離部材のみで
行うことが可能となり、別途搬送部材などを設ける必要
がなくなることによって、現像装置が小型化される。さ
らに、搬送量が増大することによって、現像装置内の現
像剤収容室を小さくしても充分な現像剤を供給すること
ができ現像装置が小型化される。

【００２２】請求項３に記載の現像装置では請求項１に
記載の現像装置と同じ搬送供給部材を有しているので、
同様に現像剤の搬送と現像剤担持体への現像剤の供給が
行なわれる。また、搬送供給部材がその開孔の縁部から
筒状の内側へ張り出すように固着された薄板を有してい
るので、この搬送供給部材が回転したときに、薄板の表
面で押された多くの現像剤が回転方向に移動する。した
がって回転方向の面内における攪拌が効率よく行われ、
これにともなって搬送供給部材の軸方向に不均等に堆積
している現像剤が効率よく搬送される。また、筒状の搬
送供給部材の内部における現像剤の攪拌力が増大するた
め、遠心力で内面に付着する現像剤層が形成されにく
く、回転開始初期の軸方向への現像剤搬送力が向上す
る。これにより、請求項１に記載の現像装置と同様に高
濃度画像の濃度低下の防止、現像剤量の適切な検知、装
置の小型化が実現される。さらに上記薄板を、搬送供給
部材の回転方向における開孔の後方側に設けると、搬送
供給部材の周辺から内部に取り込まれる現像剤、または
内部から排出される現像剤を効率よく攪拌することにな
り、上記軸方向への搬送力を向上させる効果が大きい。

【００２３】請求項５に記載の現像装置では、請求項１
に記載の現像装置と同じ搬送供給部材を有しており、同
様に現像剤の搬送と現像剤担持体への現像剤の供給が行
われる。また、搬送供給部材の内部には現像剤搬送助成
部材を有しているので、現像剤を均すように搬送するだ
けでなく、所定の方向に強制的に現像剤を搬送すること
ができ、搬送力が増大する。上記のように所定の方向に
強制的な搬送力を有すると一方の端部に現像剤が多量に
堆積して凝集を生じる場合があるが、一端付近で現像剤
搬送助成部材の搬送方向を逆にすることによって、端部
への現像剤の集中が回避され、搬送供給部材の軸方向に
ほぼ均等に分布させることができる。これにより、請求
項１に記載の現像装置と同様に、高濃度画像の濃度低下
の防止、現像剤量の適切な検知、装置の小型化が実現さ
れる。

【００２４】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は請求項１または請求項２に記載の発明の一実
施例である一成分現像装置の構成を示す概略断面図であ
り、現像を行う画像の幅方向と直角方向の断面を示す図
である。この一成分現像装置は、静電潜像保持体２と対
向して回転する円筒形状の現像剤担持体１と、この現像
剤担持体上の現像剤付着量を規制して現像剤の薄層を形
成する現像剤規制部材３と、周面に複数の開孔を有する
筒状部材からなり、現像剤を攪拌しながら現像剤担持体
軸方向に搬送するとともに現像剤担持体３に現像剤を供
給する搬送供給部材４とを備え、搬送供給部材の筒状部
材内には棒状部材からなる剥離部材５を有している。

【００２５】上記現像剤担持体１は表面に現像剤を付着
し、回転することによって搬送することができるもので
あり、静電潜像９を表面に保持できる静電潜像保持体２
と近接した位置が現像領域Ａとなる。この現像剤担持体
１は直径が５〜４０ｍｍ程度で、１００〜３００回／分
で回転するのが望ましく、本実施例では直径２０ｍｍと
し、２３０回／分で回転するようになっている。また、
これはアルミニウムやステンレススチールの丸棒または
パイプを切削加工した後円周表面にフェノール樹脂等の
半導電層を設け、エメリー研磨等の機械研磨を施して表
面粗さをＲａ＝０．１〜１．０μｍ程度としたものであ
る。フェノール樹脂の肉厚方向の体積抵抗は１０⁵ 〜１
０¹²Ωｍとされる。

【００２６】なお、現像剤担持体はアルミニウムやステ
ンレススチールの丸棒またはパイプを切削加工した後、
円周表面をサンドブラスト、液体ホーニングまたはエメ
リー研磨等の機械加工を施すか、あるいは化学腐食を施
すことによりＲａ＝０．１〜１．０μｍ程度の凹凸を形
成したものでもよい。また、現像剤担持体１には現像用
バイアス電源８から直流重量交流電圧が印加されてお
り、静電潜像保持体２と近接する位置である現像領域Ａ
に形成される電界によって電荷を有する現像剤が静電潜
像９に付着するようになっている。

【００２７】現像剤規制部材３は、厚さ０．０３〜０．
３ｍｍ程度のステンレススチールの板バネ３ａにＳｉゴ
ムやＥＰＤＭゴムを加硫接着したものであり、現像剤担
持体１との接触圧力を２０〜２００ｇ／ｃｍ程度として
当接されている。これにより現像剤は５〜３０μｍ程度
の薄層に形成されるとともに、２〜２０μＣ／ｇ程度の
電荷が付与される。

【００２８】搬送供給部材４は現像剤担持体１に面する
位置に設けられた現像剤収容室６内で現像剤担持体１に
近接して平行に支持され、現像剤担持体１と同方向に現
像剤担持体１の周速の１〜３倍程度の速度で回転する。
この搬送供給部材４は直径６ｍｍ〜３０ｍｍ程度のアル
ミニウムまたはステンレススチールの円筒部材に切削加
工により複数の開孔を設けて用いるのが望ましく、本実
施例では、外径１７ｍｍ、内径１０ｍｍのアルミニウム
の円筒部材４ａを用いている。開孔４ｂは図２および図
３に示すように円筒部材４ａの周面上にほぼ楕円状に切
削されたものであり、円筒部材４ａの軸方向に沿って直
線的に配列され、開孔部分の軸方向長Ｌ₁ と開孔と開孔
との間隔Ｌ₂ がほぼ等しくなるように設けられている。
またこの開孔４ｂの列は円周方向に９０°ずつに配分し
た位置に４列設けられており、開孔の位置が隣り合う列
の開孔の位置と１／２ピッチだけずらして配列されてい
る。さらにこの開孔の全円周面積に対する比（開孔率）
は２０〜７０％であることが望ましく、３０〜６０％程
度であればさらに好ましい。本実施例では開孔率がほぼ
５０％となっている。

【００２９】搬送供給部材４と現像剤担持体１との間に
は現像剤供給用バイアス電源７からバイアス電圧が印加
されており、搬送供給部材４から現像剤担持体１に充分
な現像剤が供給されるようになっている。なお、バイア
ス電圧を印加しなくても充分な現像剤を供給し得る場合
は印加する必要はない。

【００３０】上記剥離部材５はステンレススチールから
なり、円形断面を有する棒状部材であり、搬送供給部材
４の円筒内に移動および回転が可能となるように収容さ
れている。この部材の断面の直径は１〜１０ｍｍ程度と
することができ、円筒部材４ａの内空部４ｃの断面積の
約５０％以下の断面積を有するものであって搬送供給部
材が回転したときに、容易に転がって常に搬送供給部材
内の底部に位置することができる断面とされる。また、
長さは搬送供給部材とほぼ同じ程度とするのが望ましい
が攪拌搬送部材よりも短くても約１／２以上の長さがあ
ればよい。

【００３１】図１（ｂ）は本実施例の現像装置と外部に
設けられた現像剤貯蔵箱１１を示す図であり、現像剤搬
送路１０を通じて現像剤貯蔵箱１１内の現像剤は現像装
置の側面から円筒部材の内部４ｄに供給するようになっ
ている。

【００３２】上記のような一成分現像装置で用いる現像
剤として、例えば非磁性一成分現像剤であって、スチレ
ン樹脂やアクリル樹脂等の各種熱可塑性樹脂中にカーボ
ン等の顔料や含金属アゾ染料等の極性制御剤を分散し、
粉砕分級により５〜２０μｍの大きさにしたもので、電
荷制御剤を外添したものを用いることができる。電荷制
御剤は、疎水化処理したシリカ、アルミナ、チタン等の
０．１μｍ以下の微粒子が用いられるが、疎水性シリカ
が最も好ましい。

【００３３】次に上記のような一成分現像装置の動作に
ついて説明する。現像装置の外部にある現像剤貯蔵箱１
１から現像剤搬送路１０を通じて搬送供給部材４の内部
に現像剤が導入されると、搬送供給部材４が回転するこ
とによって攪拌され、画像を形成する幅方向に現像剤が
均等となるように搬送される。このとき現像剤は、搬送
供給部材４の回転する円筒部材の内部および周辺部にお
いて搬送されるが、搬送供給部材の回転速度が大きくな
ると円筒部材内部の現像剤は遠心力で内周面に付着す
る。付着したままの状態では攪拌されず搬送量が低下す
るが、図３に示すように円筒部材内部にある剥離部材５
が搬送供給部材４の内周面に付着した現像剤と接触して
剥離する。これによって攪拌され、円筒部材内部で多く
の現像剤が搬送される。

【００３４】上記のような現像剤の搬送とともに、搬送
供給部材が回転することによって、周面に設けられた複
数の開孔４ｂより、現像剤が現像剤収容室６内へ放出さ
れる。開孔４ｂから放出された現像剤の一部は現像剤担
持体１の表面に向かって飛翔し、現像剤担持体１の表面
に多量の現像剤が付着する。また搬送供給部材４と現像
剤担持体１との間にはバイアス電圧が印加されており、
多量の現像剤が均等に供給されるのを助ける。

【００３５】現像剤担持体１の表面に付着した現像剤は
現像剤規制部材３によって現像剤担持体１の表面に摺擦
され、薄層化されるとともに帯電される。さらに現像剤
担持体１が回転することにより、薄層化された現像剤は
現像領域Ａに搬送される。ここでは現像剤担持体１と静
電潜像保持体２との間に印加された直流重畳交流電圧に
よって振動電界が生じており、帯電された現像剤が静電
潜像保持体２に飛翔し、静電潜像９を可視化する。

【００３６】次に上記実施例における搬送供給部材の内
部に収容した剥離部材の効果を明らかにするために行っ
た実験の結果を示す。図５は、次の３つの場合について
搬送供給部材の軸方向における端部から投入した現像剤
が軸方向に搬送されて他端に到達するまでの時間を示す
ものである。 （１）搬送供給部材に剥離部材を用いなかった場合 （２）剥離部材の断面をやや転がりにくい形状とし、搬
送供給部材が回転したときに図４に示すように遠心力で
搬送供給部材内に押圧されたまま回転してしまう場合 （３）剥離部材が搬送供給部材内で転がり、常に底部で
回転している場合。 剥離部材が搬送供給部材の底部で転がるように回転する
場合（３）は剥離部材を用いない場合（１）に比べて現
像剤の搬送所要時間が著しく短縮されている。しかし、
剥離部材１５が搬送供給部材の内面に押圧されていっし
ょに回転する場合（２）では剥離部材を用いない場合
（１）と変わらず、剥離部材を用いた効果は現われてい
ない。

【００３７】図６は、上記剥離部材を用いない場合
（１）および剥離部材が搬送供給部材の底部で転がるよ
うに回転する場合（３）について、搬送供給部材の回転
速度と端部から投入された現像剤が軸方向に搬送されて
他端に到達するまでの時間との関係を示すものである。
図中に示す数字は上段が、現像剤の投入開始後他端に到
達するまでに現像剤収容室内に投入することができた現
像剤量であり、この数字が大きいほど、搬送供給部材の
搬送力が大きいことを示している。また下段の数字は上
段の数字を他端に到達するまでの所要時間で除したもの
であり、単位時間当りの平均投入量である。剥離部材を
用いない場合（１）では、攪拌搬送部材の回転速度を大
きくすることによって、現像剤の搬送速度を高めること
ができるが、剥離部材が搬送供給部材の底部で転がるよ
うに回転する場合（３）に比べて搬送速度は小さい。

【００３８】図７は現像剤収容室内で搬送供給部材の円
筒状部材内部で搬送される現像剤（Ａ）と、円筒状部材
周辺で搬送される現像剤（Ｂ）との搬送される量を比較
して示す図である。剥離部材を用いない場合は、搬送供
給部材の回転速度が小さいときにはほとんどが円筒状部
材内部で搬送され、回転速度が大きくなるにしたがって
周辺で搬送される現像剤量が増加する。これに対し、搬
送供給部材の底部で転がるように回転する剥離部材を用
いた場合には搬送供給部材の回転数が大きくなっても円
筒状部材内部で搬送される現像剤量の比率が大きく、円
筒状部材内部での搬送力が増大していることが認められ
る。

【００３９】図８は剥離部材を用いない場合（１）
［（ａ）図］および剥離部材が搬送供給部材の底部で転
がるように回転する場合（３）［（ｂ）図］について、
通常の現像を行う場合の現像剤収容室内の現像剤分布を
示す図である。この図に示されるように剥離部材を用い
ることによって搬送供給部材の軸方向に現像剤の分布が
均一となるため、一ケ所で現像剤量の検知をしても、現
像剤の補給を適切に制御することが可能となる。

【００４０】図９は、本発明の実施例である一成分現像
装置で用いることができる剥離部材の他の例を示す概略
断面図である。（ａ）図は、上記実施例における棒状の
剥離部材に代えて、棒状部材の周面に放射状に植毛した
ブラシ２５を用いるものである。（ｂ）図は、位置が固
定されて搬送供給部材の円筒状部材内面に摺擦されるブ
レード３５を剥離部材として用いたものである。この剥
離部材は位置を固定するため（ｃ）図に示すように搬送
供給部材４の回転軸４ｄの内部に固定軸３５ａを貫通さ
せることによって支持されている。

【００４１】図１０は、本発明の実施例である一成分現
像装置で用いることができる搬送供給部材の他の例を示
す正面図および部分側面図である。この搬送供給部材
は、回転する円筒部材に設ける開孔を軸方向に細長く
し、円周方向に配置される開孔の例の数を増加したもの
である。このような搬送供給部材とすると、円筒状部材
の生産において形打ち抜によって開孔部を加工しても、
部材のひずみ誤差が少なくなり、生産コストを低減する
ことができる。

【００４２】図１１は、請求項３または請求項４に記載
の発明の一実施例である一成分現像装置の構成を示す概
略断面図である。この現像装置では、周面に複数の開孔
を有する筒状部材からなり、現像剤を攪拌しながら現像
剤担持体１の軸方向に搬送するとともに現像剤担持体１
に現像剤を供給する搬送供給部材１４を備え、この搬送
供給部材１４の回転方向における開孔の後方側縁部に
は、図１２に示すように筒状の搬送供給部材内に張り出
した薄板４５が固着されている。この薄板４５はマイラ
ーフィルムまたはステンレススチールの厚さが１００μ
ｍ〜１ｍｍ程度の板材であり、開孔の搬送供給部材の軸
方向長以内でできるだけ大きな幅を有するように設けら
れている。また、張り出し長は搬送供給部材の内径の１
／４程度以下とされている。

【００４３】その他、現像剤担持体１、現像剤規制部材
３、および搬送供給部材１４は図１に示す実施例で用い
られるものと同じである。また、現像剤担持体１および
搬送供給部材１４には図１に示す実施例と同様に現像用
バイアス電源８、現像剤供給用バイアス電源７からバイ
アス電圧が印加され、現像剤も同じものを用いることが
できる。

【００４４】このような現像装置では、現像剤収容室６
内に搬入された現像剤は搬送供給部材１４の回転によっ
て搬送供給部材１４の周辺から内部への移動および内部
からの排出が繰り返され、攪拌される。これにともなっ
て現像剤の分布が搬送供給部材１４の軸方向に不均等で
あると、これを均すように現像剤が搬送される。このと
き、図１３に示すように搬送供給部材１４の開孔の縁部
から内側に向けて設けられている薄板４５によって多量
の現像剤が回転方向に移動し、攪拌と軸方向への搬送の
効率が増大する。

【００４５】図１４は、上記薄板４５を設けたことによ
る効果を明らかにするために行った実験の結果を示すも
のであり、次に示す４つの場合について搬送供給部材１
４の軸方向における端部から投入した現像剤が搬送され
て他端に到達するまでの時間を示すものである。 （１）薄板を設けない場合 （２）薄板を開孔の回転方向における前方側縁部のみに
設けた場合 （３）薄板を開孔の回転方向における後方側縁部のみに
設けた場合 （４）薄板を開孔の回転方向における前方側及び後方側
の双方の縁部に設けた場合 薄板を設けた場合はいずれも、薄板を設けなかった場合
に比べ現像剤の搬送所要時間は短縮され、搬送効率の向
上することが認められる。しかし、薄板を開孔の前方側
に設けた場合よりも後方側に設けた場合の効率が大き
く、前方側と後方側の双方に設けた場合には後方側のみ
に設けた場合とほとんど変わらない。

【００４６】図１５は、薄板を設けない場合（１）およ
び開孔の後方側にのみ薄板を設けた場合（４）につい
て、搬送供給部材の回転速度と端部から投入された現像
剤が軸方向に搬送されて他端に到達するまでの時間との
関係を示すものである。図中に示す数字は上段が、現像
剤の投入開始後他端に到達するまでに現像剤収容室内に
投入することができた現像剤量である。また、下段の数
字は上段の数字を他端に到達するまでの所要時間で除し
たものであり、単位時間当たりの平均投入量である。こ
の数字が大きいほど、搬送供給部材の搬送力が大きいこ
とを示している。搬送供給部材に薄板を設けなかった場
合にも、搬送供給部材の回転速度を大きくすることによ
って搬送速度および現像剤収容室に投入可能な現像剤量
を増大させることができるが、薄板を設けた場合には、
薄板を設けなかった場合に比べて常に大きな搬送力を有
することが示される。また、現像剤担持体へ充分な現像
剤の供給が可能な回転速度の範囲（リロードが発生しな
い搬送供給部材の回転速度の範囲）も搬送力の増大によ
って広がり、搬送供給部材の回転を低速にすることがで
きる。これによって現像剤に作用するストレスを低減す
ることが可能となる。

【００４７】図１６は請求項５または請求項６に記載の
発明の一実施例である一成分現像装置の構成を示す概略
断面図である。この現像装置では、周囲に複数の開孔を
有する筒状部材からなり、現像剤を攪拌しながら現像剤
担持体の軸方向に搬送するとともに現像剤担持体に現像
剤を供給する搬送供給部材２４を備え、この搬送供給部
材２４の内部に板材を螺旋状に形成してなるスクリュー
５５（現像剤搬送助成部材）が設けられている。このス
クリュー５５は図１７に示すように搬送供給部材と一体
となって回転するように取り付けられており、螺旋状の
板材の内周側（スクリューの中心側）は開放されて搬送
供給部材の軸線方向に貫通する部材等を有していない。
また本実施例の現像装置は図１に示す実施例と同様に現
像剤が搬送供給部材２４の軸方向における一方の端部付
近から供給されるようになっており、スクリュー５５は
現像剤が供給される側の端部から搬送供給部材の長さ方
向のほぼ中央部までと、現像剤が供給される側と反対側
の端部付近とに設けられている。現像剤が供給される側
と反対側の端部付近ではスクリューの螺旋の方向が他の
部分と逆方向に設定されている。なお、上記スクリュー
５５はステンレススチールあるいは樹脂等からなるもの
を用いることができ、ピッチは１０〜１００ｍｍ程度、
望ましくは１５〜４０ｍｍ程度である。

【００４８】その他、現像剤担持体１、現像剤規制部材
３、および搬送供給部材２４は図１に示す実施例で用い
られるものと同じである。また、現像剤担持体１および
搬送供給部材２４には図１に示す実施例と同様に現像用
バイアス電源８、現像剤供給用バイアス電源７からバイ
アス電圧が印加され、現像剤も同じものを用いることが
できる。

【００４９】このような現像装置では、現像剤が搬送供
給部材２４の一方の端部付近から現像剤収容室６内に搬
入され、搬送供給部材２４の回転によって攪拌されると
ともに他方の端部に向かって搬送される。この時、搬送
供給部材１４の内部にはスクリュー５５が設けられてい
るのでスクリュー５５が搬送供給部材とともに回転し、
現像剤が搬送供給部材２４の軸方向に強制的に搬送され
る。また、スクリュー５５の中心にシャフト等が設けら
れていないので搬送供給部材内の空間の断面が減少され
ることもなく、効率の良い搬送が行われる。これによ
り、現像剤は搬送供給部材２４の軸方向の全域すなわち
形成される画像の幅方向の全域に効率よく供給される。
また継続して、搬送供給部材２４とスクリュー５５とを
回転駆動すると、スクリュー５５が現像剤を強制的に搬
送するので、現像剤が供給される側から他方の端部に向
かっての搬送が続くが、他方の端部付近のスクリュー５
５の螺旋の方向が逆に設定されており、この部分では現
像剤が逆方向に搬送される。このため、供給された現像
剤が他方の端部へ過剰に供給されて端部に過大な圧力を
かけたり、現像剤の凝集を生じたりするのが防止され
る。

【００５０】上記のような実施例において、現像剤搬送
の改善効果を確認するするため、長時間の現像テストを
行ったが、約６０，０００枚の現像を行った後でも現像
剤収容室内の現像剤量はほぼ一定に保たれ、安定性が確
認された。この実験に用いた一成分現像装置装置の条件
は下記に示すとおりである。 静電潜像保持体 負帯電有機感光体 プロセススピード １６０ｍｍ／ｓｅｃ 現像剤担持体 Φ２４ｍｍ，１８０ｒｐｍ フェノー流樹脂ロール（１０⁶ Ω・ｃｍ） 現像剤供給部材 Φ１９ｍｍ，６００ｒｐｍ ステンレスロール（開口部あり） 現像剤規制部材 ＳＵＳ３０３，０．１２ｍ
ｍの板バネに１ｍｍ厚のＥＰＤＭゴムを接着したもの。
接触圧は約１２０ｇｆ／ｃｍ 静電潜像保持体と現像剤担持体との間隔約２００μｍ 潜像電位 −１００Ｖ 背景部電位 −３５０Ｖ 現像バイアス電位 直流−２００Ｖに交流２４
００Ｖｐｐ，４ｋＨｚを重畳 現像剤供給用バイアス ６００Ｖ 現像剤 非磁性一成分カラー現像剤
（ポリエステル系） 現像剤搬送助成部材 ステンレスオーガー、ピッ
チ２０ｍｍ（１０ピッチ分）

【００５１】以上説明した図１、図１１、図１６に示す
現像装置はいずれも一成分現像剤を用いるものである
が、請求項１〜６までに記載の現像装置はいずれもカプ
セルトナーを用いることもでき、磁性キャリアが現像剤
担持体に供給されるのを防止する手段を付加することに
よって二成分現像剤を用いる現像装置に適用することも
可能である。また、上記実施例の現像装置はいずれも搬
送供給部材の軸方向における端部から現像剤を投入する
ようになっているが、軸方向の中央部付近等他の部位か
ら投入することもできる。また、現像剤貯蔵箱から現像
剤を搬送する現像剤搬送路がハウジングと接続される構
造もさまざまのものを選択することができ、例えば図１
８に示すように、ハウジング６０の端部から張り出して
設けられた現像剤搬入室６１に筒状の搬送供給部材６２
が延長して貫入され、この現像剤搬入室６１に現像剤搬
送路６３が接続されるものとすることもできる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１または請求
項２に記載の発明の現像装置では、周面に複数の開孔を
有する筒状部材からなり、現像剤担持体と近接し、ほぼ
平行に配置されて回転する搬送供給部材を有し、剥離部
材が搬送供給部材を構成する筒状部材の内面に付着する
現像剤を剥離するようになっているので、端部から投入
された現像剤を搬送供給部材の軸方向にすみやかに搬送
し、搬送供給部材から現像剤担持体に、連続してベタ黒
画像を現像するのに充分な多くの現像剤量を供給するこ
とができる。特に、搬送供給部材が高速で回転する場合
であっても剥離部材が筒状部材内部での現像剤の充分な
攪拌を維持し、大きな搬送力を有する。

【００５３】請求項３または請求項４に記載の現像装置
では、周面に複数の開孔を有する筒状部材からなり、現
像剤担持体と近接し、ほぼ平行に配置されて回転する搬
送供給部材を備え、開孔の縁部から筒状部材の内側に張
り出すように固着された薄板を有するので、回転するこ
とによって現像剤が効率よく攪拌され、現像剤の軸方向
への搬送力が増大される。

【００５４】請求項５または請求項６に記載の現像装置
では、周面に複数の開孔を有する筒状部材からなり、現
像剤担持体と近接し、ほぼ平行に配置されて回転する搬
送供給部材を備え、その内部に一体となって回転する現
像剤搬送助成部材を有しているので、現像剤が搬送供給
部材の軸方向に強制的に搬送され、効率のよい搬送が可
能となる。

【００５５】このように請求項１から請求項６までに記
載の現像装置はいずれも、搬送供給部材の軸方向に現像
剤を効率よく搬送することができ、また搬送供給部材は
現像剤担持体と非接触となっているので現像剤に大きな
負荷をかけることもない。したがって広面積の高濃度画
像を連続して現像しても濃度低下のない良好な画像が得
られる。また、筒状の搬送供給部材の外部に他の搬送部
材等を設ける必要がなく、現像剤収容室を小さくするこ
とができ小型化した一成分現像装置を実現できる。さら
に、現像剤収容室での現像剤の搬送が速やかに行われ現
像剤量を一ケ所で検知しても適切に現像剤の補給を制御
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の発明の一実施例である現像装
置を示す概略断面図および概略斜視図である。

【図２】上記実施例の現像装置で用いられる搬送供給部
材を示す概略斜視図および正面図、部分側面図である。

【図３】上記実施例の現像装置で用いられる剥離部材の
機能を示す説明図である。

【図４】上記実施例の一成分現像装置で剥離部材の機能
が充分に生じない場合の状態を示す説明図である。

【図５】上記実施例の一成分現像装置における現像剤の
搬送所要時間を従来の一成分現像装置と比較して示す図
である。

【図６】上記実施例の一成分現像装置における現像剤の
搬送所要時間と搬送供給部材の回転速度との関係を従来
の一成分現像装置と比較して示す図である。

【図７】上記実施例の一成分現像装置における搬送供給
部材内部を搬送される現像剤と搬送供給部材の周辺を搬
送される現像剤との比率を示す図である。

【図８】上記実施例の一成分現像装置における搬送供給
部材内部の現像剤の分布状態を従来の一成分現像装置と
比較して示す説明図である。

【図９】上記実施例の一成分現像装置において用いられ
る棒状の剥離部材に代えて用いることができる他の剥離
部材の例を示す概略図である。

【図１０】上記実施例の一成分現像装置において用いら
れる搬送供給部材に代えて用いることができる他の搬送
供給部材の例を示す概略正面図および部分側面図であ
る。

【図１１】請求項３に記載の発明の一実施例である現像
装置を示す概略断面図である。

【図１２】上記図１１に示す実施例の現像装置で用いら
れる搬送供給部材を示す概略斜視図および断面図であ
る。

【図１３】上記図１１に示す実施例の現像装置におけ
る、搬送供給部材および薄板の機能を示す説明図であ
る。

【図１４】上記図１１に示す実施例の現像装置における
現像剤の搬送所要時間を従来の一成分現像装置と比較し
て示す図である。

【図１５】上記図１１に示す実施例の現像装置における
現像剤の搬送所要時間と搬送供給部材の回転速度との関
係を従来の現像装置と比較して示す図である。

【図１６】請求項５に記載の発明の一実施例である現像
装置を示す概略断面図である。

【図１７】上記図１６に示すの実施例の現像装置で用い
られる搬送供給部材および現像剤搬送助成部材を示す側
面図である。

【図１８】現像剤貯蔵箱から現像剤収容室に現像剤を搬
入する構造であって、上記請求項１から請求項６までに
記載の現像装置において適用することができる他の例を
示す概略断面図である。

【図１９】従来の一成分現像装置を示す概略断面図であ
る。

【図２０】現像剤の搬送所要時間を通常環境下と高温高
湿下とを比較して示す図である。

【符号の説明】

１ 現像剤担持体 ２ 静電潜
像保持体 ３ 現像剤規制部材 ４，１４，２
４ 搬送供給部材 ５ 剥離部材 ６ 現像剤
収容室 ７ 現像剤供給用バイアス電源 ８ 現像用
バイアス電源 ９ 静電潜像 １０ 現像剤
搬送路 １１ 現像剤貯蔵箱 ４５ 薄板 ５５ 現像剤搬送助成部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 美樹夫 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社海老名事業所内 (56)参考文献 特開 昭58−95765（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−164653（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−6658（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像保持体に対向して設けられ現
   像剤を表面に付着して搬送する現像剤担持体と、この現
   像剤担持体上の現像剤量を規制し現像剤の薄層を形成す
   る現像剤規制部材とを備え、前記現像剤担持体と静電潜
   像保持体とが近接して対向する現像領域で、前記現像剤
   担持体表面の現像剤を前記静電潜像保持体上の静電潜像
   に付着させて可視化する現像装置において、 周面に複数の開孔を有する筒状部材からなり、前記現像
   剤担持体と近接してほぼ平行に配置され、前記筒状部材
   の軸線回りに回転する搬送供給部材と、 前記筒状部材の内部にあって、該筒状部材の内面に付着
   する現像剤を接触することによって剥離する剥離部材と
   を有することを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載の現像装置におい
   て、 前記剥離部材が筒状部材の内部で回転および移動が可能
   となるように収容された棒状部材もしくは棒状部材の周
   面に放射状に植毛したブラシであることを特徴とする現
   像装置。
3. 【請求項３】 静電潜像保持体に対向して設けられ現
   像剤を表面に付着して搬送する現像剤担持体と、この現
   像剤担持体上の現像剤量を規制し現像剤の薄層を形成す
   る現像剤規制部材とを備え、前記現像剤担持体と静電潜
   像保持体とが近接して対向する現像領域で、前記現像剤
   担持体表面の現像剤を前記静電潜像保持体上の静電潜像
   に付着させて可視化する現像装置において、 周面に複数の開孔を有する筒状部材からなり、前記現像
   剤担持体と近接してほぼ平行に配置され、前記筒状部材
   の軸線回りに回転する搬送供給部材を備え、 この搬送供給部材が、前記開孔の縁部から前記筒状部材
   内側に張り出すように固着された薄板を有することを特
   徴とする現像装置。
4. 【請求項４】 前記請求項３に記載の現像装置におい
   て、 前記薄板が、前記搬送供給部材の回転方向における前記
   開孔の後方側縁部に設けられていることを特徴とする現
   像装置。
5. 【請求項５】 静電潜像保持体に対向して設けられ現
   像剤を表面に付着して搬送する現像剤担持体と、この現
   像剤担持体上の現像剤量を規制し現像剤の薄層を形成す
   る現像剤規制部材とを備え、前記現像剤担持体と静電潜
   像保持体とが近接して対向する現像領域で、前記現像剤
   担持体表面の現像剤を前記静電潜像保持体上の静電潜像
   に付着させて可視化する現像装置において、 周面に複数の開孔を有する筒状部材からなり、前記現像
   剤担持体と近接してほぼ平行に配置され、前記筒状部材
   の軸線回りに回転して遠心力で前記開孔から現像剤を放
   出し、前記現像剤担持体にふりかけるように供給する搬
   送供給部材を備え、 この搬送供給部材の内部に、一体となって回転するよう
   に取り付けられ、現像剤を所定の方向に搬送することが
   できる現像剤搬送助成部材を有することを特徴とする現
   像装置。
6. 【請求項６】 前記請求項５に記載の現像装置におい
   て、 前記現像剤搬送助成部材の現像剤搬送方向が、前記搬送
   供給部材の一方または両方の端部付近で他の部分と逆方
   向に設定されていることを特徴とする現像装置。