JP3111885B2 - 現像装置 - Google Patents

現像装置

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JP3111885B2
JP3111885B2 JP08057197A JP5719796A JP3111885B2 JP 3111885 B2 JP3111885 B2 JP 3111885B2 JP 08057197 A JP08057197 A JP 08057197A JP 5719796 A JP5719796 A JP 5719796A JP 3111885 B2 JP3111885 B2 JP 3111885B2
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雅彦 斉藤
徹 宮坂
一臣 大西
正治 竹谷
勇 寺嶋
鉄郎 赤崎
岡野　　正
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    • G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0806—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller
    • G03G15/0812—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller characterised by the developer regulating means, e.g. structure of doctor blade
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は１成分現像装置、特
にトナー担持体上に供給されたトナーを摩擦規制部材に
より所定厚さの現像剤層として、感光体上の静電潜像を
可視化するための現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の装置は、特公昭63−16736 号公報
に記載のように、現像剤（以下トナーと略す）担持体上
のトナー層を層厚を規制すべく、腹の面がトナー担持体
に圧接して層厚を規制する規制部材を、トナー粉末の移
動方向に対して上流側に規制前のトナー粉末中に先端縁
が位置するように自由端を有する逆方向圧接の弾性規制
板を有するように形成されたり、順方向圧接の弾性規制
板により形成され、弾性規制板の腹の面はトナー担持体
の移動経路の上昇経路に位置している場合について考慮
している。
【０００３】通常、トナー像担持体の回転に対しトナー
担持体は逆方向に回転する様構成する。これは、トナー
像担持体に対しトナー担持体を同方向に回した場合に比
べ現像特性が向上するとか、トナー担持体の回転がトナ
ー像担持体と同方向回転にした場合負荷抵抗の増大によ
り振動等の問題が生じやすいためであった。よって、一
般には、トナー担持体の層厚規制部材はトナー担持体の
中心線より上側に設けていた。
【０００４】また、特開平5−134525 号公報には搬送ロ
ーラの下部に滞留するトナーを搬送ローラに送るため
に、斜め下部にオーガ（回転ローラ）を設けている現像
装置が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、トナ
ー像担持体が、例えば、右方向に回転する場合、トナー
担持体は右側もしくは下側に配置され、トナー像担持体
と逆方向の左回転させる。こうすることにより両者の対
向面は順方向に動作する。紙パスは左側もしくは下側に
配置される。これにより、現像効率が良く振動等の問題
の少ない現像構成が得られる。
【０００６】ところが、上記は単色印字の場合であり、
カラー印刷等において中間転写体等を用いて複数回の現
像を重ね合わせて印字する場合、中間転写体を右回転す
るとトナー像担持体は左回転、トナー担持体は右回転と
なりトナー担持体はケース底側からトナーを搬送する必
要が生じる。つまり、トナー層厚規制部材の規制面がト
ナー像担持体の下降経路に位置しなければならない。よ
って、トナー像担持体の中心線より下側にトナー層厚規
制部材の規制面を配置しなければならない。この場合、
層厚を規制されて残ったトナー（供給過剰分）は、層厚
規制板等の裏面に落下し降り積り寝雪となる。ここに溜
ったトナーは特別な汲み上げ装置を設けない限り使用さ
れることの無いトナーとなってしまう。また、次々に供
給過剰分のトナーが前述のように溜って次々と積り、ぎ
ゅうぎゅう積めになり高圧力となりトナー層厚が厚くな
る。このため、トナーが適正な帯電電圧を得ることがで
きず、また層厚規制板の圧力変動をもたらしトナー層厚
のムラ，トナー層厚変動の原因となってしまう。特開平
5−134525 号公報でもこのような滞留トナーを無くすこ
とができるが、トナー供給ローラの側方に配置している
ため、どうしても現像装置底部側にトナーが滞留するた
め、滞留しないように底部の構造を複雑にする必要があ
る。
【０００７】また、カラー印刷のためには複数の現像器
を配設しなければならず、例えば、４個の現像器を配設
するためには薄型化しなければならず薄型構成の中で前
記する特別なトナー汲み上げ装置の様な構成を設ける事
は非常に難しかった。
【０００８】また、トナー層厚規制板の先端が自由端の
場合、トナー担持体とトナー層厚規制部材の規制面との
間の摩擦係数の変動により、トナー層厚規制部材の規制
面が微小変動することがあり、トナー層厚変動の原因と
なってしまう。
【０００９】よって、前述のような従来の装置では非磁
性１成分現像に必須な均一で薄層のトナー層を長期的に
安定して形成するのが困難であった。
【００１０】本発明の目的は、上記するトナー担持体上
に供給されたトナーを、所定厚さで均一な薄層のトナー
層を長期にわたり安定して作成可能な構成を、簡単な構
成で薄型，コンパクトに出来、低価格を実現した現像装
置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、微小着色粉体であるトナーと、感光体に前記トナー
を供給するトナー担持体と、前記トナー担持体上に圧接
し前記トナーを摩擦帯電すると共に前記トナー担持体上
にトナー薄層を形成する摩擦規制部材と、前記トナー薄
層の形成されたトナー担持体を回動し、静電潜像の形成
されたトナー像担持体上の対向する位置へトナー薄層を
搬送して、前記静電潜像を可視化するものであって、前
記トナー担持体側方に回転可能に接触するトナー供給ロ
ーラを配設し、その下流側に前記摩擦規制部材を設け、
前記トナー供給ローラの下方および摩擦規制部材側方に
近接して、回転可能なトナー掻き出し部材を備え、前記
感光体と前記トナー担持体は接触或いは微小ギャップを
保持し、前記感光体は下方から上方に移動し、前記トナ
ー担持体と前記感光体が接触或いは微小ギャップを保持
した部分で前記感光体の移動方向と前記トナー担持体の
回転方向が同じ方向となるように前記トナー担持体を回
転し、前記トナー供給ローラを前記トナー担持体と同じ
方向に回転し、前記トナー掻き出し部材を前記トナー担
持体の回転方向と異なる方向に回転するように構成し
た。
【００１２】また、摩擦規制部材、及びトナー掻き出し
部材の回転軸位置は、トナー担持体の中心軸よりも下方
に配置する。
【００１３】また、摩擦規制部材の該トナー担持体と接
触する規制面の反対側の面へのトナーの侵入を阻止する
トナーシール部材、あるいは、トナー担持体に摩擦規制
部材の規制面への接触圧力を付加する加圧手段と加圧手
段周辺へのトナーの侵入を阻止するトナーシール部材
と、そのシール部材と当接する現像ケースの壁の角度が
４５°以上の傾斜を持ちトナー掻き出し部材にトナーを
円滑に導く様構成する。ここで、トナーシール部材とし
て、スポンジ，ゴム板等の弾性体、もしくはシート状の
薄板(ポリエステルフィルムシート，ウレタンシート，
ナイロンシート等)が配置され近辺の隙間を無くし、摩
擦規制部材裏面あるいは加圧手段周辺へのトナーの侵入
を防止する。また、上記のトナーシール部材は現像装置
のケース部材との当接により摩擦規制部材に適度な加圧
力が作用し、それがトナー層厚規制部材の規制面に作用
するよう構成する。
【００１４】また、カラー印刷のために現像器は異なる
４色のトナーが入った４個の現像器を装置内に並べて配
置できるように、現像装置の厚さを５０mm以下に構成し
たものである。
【００１５】現像装置のトナー担持体に対して、トナー
担持体側方に回転可能に接触するトナー供給ローラを配
設することにより、トナー供給ローラに付着したトナー
がトナー担持体に付着しトナー供給される。その下流側
にトナー担持体に対し接触圧力を付加する加圧手段によ
り一定の圧力になるように配設された摩擦規制部材を配
設することによりトナーを薄層形成する。ここで、摩擦
規制部材により層厚を規制されて残ったトナー（供給過
剰分）は、層厚規制板の裏面に落下する。その後供給過
剰のトナーは、回転可能なトナー掻き出し部材により掻
き出されトナー層厚規制部材の規制面近辺に余剰なトナ
ーの溜りが生じないため安定したトナー薄層形成が可能
となる。
【００１６】また、摩擦規制部材、及びトナー掻き出し
部材の回転軸位置は、トナー担持体の中心軸よりも下方
に配置するため、現像装置のケース底側からトナー搬送
可能となる。
【００１７】また、摩擦規制部材のトナー担持体と接触
する規制面の反対側の面へのトナーの侵入を阻止するト
ナーシール部材、あるいは、トナー担持体に摩擦規制部
材の規制面への接触圧力を付加する加圧手段と加圧手段
周辺へのトナーの侵入を阻止するトナーシール部材によ
りトナーの進入が無く、加圧力が安定となるため、常に
安定したトナー薄層形成が可能となる。
【００１８】また、シール部材と当接する現像ケースの
壁の角度が４５°以上の傾斜を持ち、トナー掻き出し部
材にトナーを円滑に導く様構成されるためブレード近辺
の供給過剰のトナーは、回転可能なトナー掻き出し部材
により掻き出され、トナー層厚規制部材の規制面近辺に
余剰なトナーの溜りが生じないため、トナーの詰まりが
無く、トナーがぎゅうぎゅう積めになり高圧力になるこ
とはなく安定したトナー薄層形成、及びトナーへの適正
帯電が可能となる。
【００１９】ここで、トナーシール部材は現像装置のケ
ース部材との当接により摩擦規制部材に適度な加圧力が
作用し、それがトナー層厚規制部材の規制面に作用する
ため、トナー規制面の摩擦力変動時に起こる微小振動を
吸収し、適度なダンパー効果が得られるため画像の均一
性が向上する効果もある。
【００２０】また、現像装置の厚さを５０mm以下に構成
するため、カラー印刷のために必要な異なる４色のトナ
ーが入った４個の現像器を装置内に並べて配置できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して説明する。
【００２２】図３において、トナー像担持体としてのベ
ルト状感光体(以下感光体１と略す)と、この感光体１の
周囲には４個のそれぞれ色の異なるトナーＴを充填した
現像装置２０Y，２０M，２０C，２０Kを配置し、感光体
１を帯電する帯電装置２，露光装置３，感光体１に圧接
させて中間転写体４を配置し、残像消去装置５，感光体
清掃装置６が配置される。
【００２３】また、中間転写体４の周囲には、転写装置
７，紙剥離装置８，中間転写体清掃装置９が順次配置さ
れていると共に用紙Ｐを前記中間転写体４と転写装置７
との間の転写部４ｂを通過させる用紙搬送路１０が形成
され、トナー画像Ｔ′を転写された用紙Ｐ′を定着する
定着装置１１が配置される。
【００２４】前記感光体１は図示しない駆動機構により
矢印方向１２に駆動される。そして、まず最初に帯電装
置２により感光体１表面の感光層が一様に帯電され、表
面電位で−４００Ｖ〜−６００Ｖに帯電される。次に露
光装置３によりパソコン，イメージスキャナ等による画
像，文字データをドット単位で感光体１上に結像し、静
電潜像を形成する。その後、この感光体１上の静電潜像
は現像装置２０のいずれか選択された１つの現像器によ
り図示しない電源により現像バイアス電圧（表面電位よ
り１００Ｖ〜２００Ｖ高い電圧）を印加し、現像されト
ナー像として可視像化され第一転写部４ａに送り込まれ
る。
【００２５】ここで、感光体１は図示しない電源により
−数百Ｖに接続されており、中間転写体４はアースに接
続されている。このため、画像第一転写部４ａではこれ
らの電位差により感光体１から中間転写体４へのトナー
の転写が行われる。
【００２６】第一転写部４ａを通過後の感光体１は残像
消去装置５により光照射され静電潜像を消去し、電位が
一定レベル以下に落とされる。その後、感光体清掃装置
６により第一転写での残トナーを清掃し、次のプリント
の動作可能の状態と成る。
【００２７】カラー画像形成時には、前記した１サイク
ルの動作を現像装置２０を順次切替、中間転写体４の１
周のタイミングに合わせて所望のサイクルの動作を行う
ことにより中間転写体４上にトナー画像の重ね合わせが
可能となる。
【００２８】一方、用紙Ｐがタイミングを取って転写部
４ｂに供給され、前述の動作により中間転写体４上に形
成されたトナー像Ｔ′が転写装置７の働きで用紙Ｐに転
写される。さらに、紙剥離装置８により中間転写体４よ
り引き剥がされて用紙搬送路１０を搬送され、定着装置
１１によりトナー像が用紙Ｐに溶融定着され排紙部に排
出される。一方、用紙Ｐへのトナー像転写後に中間転写
体４上に残った残留トナーは、中間転写体清掃装置９に
より清掃され、次のプリントの動作可能の状態と成る。
【００２９】さて、図１，図２は本発明に係る現像装置
２０の一実施例である。感光体１の感光ベルト１′は矢
印１２の様に下方から上方へ駆動される。現像装置２０
のトナー担持体２１は、感光ベルト１′に接触あるいは
０.１〜０.３程度のギャップに保持し、矢印２８の様に
駆動される。材質はアルミ，ステンレス等の導電体もし
くは導電性ゴム材により構成される。トナー担持体２１
の周囲にはトナー供給ローラ２２，トナー層厚規制部材
２４が配置される。トナー層厚規制部材２４は、加圧手
段２５によりトナー担持体２１に適当な加圧力により加
圧される。加圧手段の構成は、ステンレス，リン青銅等
の薄板による板バネにより構成される。トナー層厚規制
部材２４の摩擦規制面２４ａは、加圧手段２５の板バネ
材２５ａを伸ばして直接トナー担持体２１に当接しても
良いし、もしくは板バネ２５ａに摩擦規制面２４ａであ
るゴム板（ウレタンゴム，シリコンゴム等）を貼り合わ
せた２層構造により構成したものである。トナー層厚規
制部材２４の裏面にはトナーシール部材２６を配置す
る。トナーシール部材２６は、発泡スポンジ，ゴム板等
の弾性部材２６ａやシート状の薄板（ポリエステルフィ
ルムシート，ナイロンシート，ウレタンシート等）等の
シート材により構成される。トナーシール部材２６は現
像装置２０のケース部材２７と当接し近辺の隙間を無く
しトナーの侵入を防止する。また、上記のトナーシール
部材２６は現像装置２０のケース部材２７との当接によ
り適度な加圧力が作用し、それがトナー層厚規制部材２
４の規制面に作用するよう構成する。また、トナーシー
ル部材２６と当接する現像ケース２７の壁２７ａの角度
θが４５°以上の傾斜に形成する。４５°以上にするこ
とにより壁上をトナーＴが円滑にすべり降りトナー掻き
出し部材３０にトナーＴを円滑に導く様構成する。トナ
ー掻き出し部材３０は、トナー供給ローラ２２の下方お
よびトナー層厚規制部材２４の摩擦規制面２４ａ側方に
近接して、回転可能に配設される。トナー掻き出し部材
３０は、φ２程度の丸棒３０ａを回転軸中心から偏心し
て回転するよう形成する。または、パドル状に形成した
り３０ｂ、回転軸にシート状のトナー搬送体を貼り付け
た物でも良い。
【００３０】また、トナー担持体２１の中心線２９より
下側にトナー層厚規制部材２４の摩擦規制面２４ａ、及
びトナー掻き出し部材３０を配置する。
【００３１】また、現像装置２０の厚さを５０mm以下に
構成するため、カラー印刷のために必要な異なる４色の
トナーＴが入った４個の現像装置２０を装置内に並べて
配置することが出来る。ここで感光体１と中間転写体４
の周長は、色合わせの面から同一もしくは整数倍にする
のが望ましく、例えば、Ａ３サイズの印字をする場合の
周長は、Ａ３サイズ＋αの約４５０mm程度の長さとな
り、感光体１を図３の様にローラに張架し折り返さなけ
ればならず現像装置２０を配置するための平坦部は約２
００mmとなり４個の現像装置２０を並べるには現像装置
２０の厚さを５０mm以下にしなければならない。
【００３２】以上の構成による現像装置２０の動作は、
トナー担持体２１に対して、トナー担持体２１側方に回
転可能に接触するトナー供給ローラ２２を配設すること
により、トナー供給ローラ２２に付着したトナーＴがト
ナー担持体２１に付着しトナー供給される。その下流側
にトナー担持体２１に対し接触圧力を付加する加圧手段
２５ａにより一定の圧力になるように配設された摩擦規
制面２４ａを配設することによりトナーＴを薄層形成す
る。ここで、トナー層厚規制部材２４により層厚を規制
されて残ったトナーＴ（供給過剰分）は、層厚規制面２
４ａの裏面に落下する。その後供給過剰のトナーＴは、
回転可能なトナー掻き出し部材３０により掻き出され、
トナー層厚規制部材２４の摩擦規制面２４ａ近辺に余剰
なトナーＴの溜りが生じないため安定したトナー薄層形
成、及びトナーへの適正帯電が可能となる。
【００３３】本現像装置２０による１００００枚の印字
試験において、トナー薄層を0.55±０.０５mg／cm2、ト
ナー帯電量で１０〜１５μＣ／ｇの長期的安定性を達成
することが出来た。
【００３４】また、トナー担持体２１の中心線２９より
下側にトナー層厚規制部材２４の摩擦規制面２４ａ、及
びトナー掻き出し部材３０を配置するため、現像装置２
０のケース底側からトナー搬送可能となる。
【００３５】また、トナー層厚規制部材２４の摩擦規制
面２４ａのトナー担持体２１と接触する規制面の反対側
の面へのトナーの侵入を阻止するトナーシール部材２
６、あるいは、トナー担持体２１にトナー層厚規制部材
２４の摩擦規制面２４ａへの接触圧力を付加する加圧手
段２５と加圧手段周辺へのトナーの侵入を阻止するトナ
ーシール部材２６によりトナーの進入が無く、加圧力が
安定となるため、常に安定したトナー薄層形成、及びト
ナーへの適正帯電が可能となる。
【００３６】また、シール部材２６と当接する現像ケー
スの壁２７の角度が４５°以上の傾斜を持ちトナー掻き
出し部材３０にトナーを円滑に導く様構成されるためブ
レード近辺の供給過剰のトナーＴは、回転可能なトナー
掻き出し部材３０により掻き出され、トナー層厚規制部
材２４の摩擦規制面２４ａ近辺に余剰なトナーの溜りが
生じないためトナーＴの詰まりが無く、トナーがぎゅう
ぎゅう積めになり高圧力になることはなく安定したトナ
ー薄層形成、及びトナーへの適正帯電が可能となる。
【００３７】ここで、トナーシール部材２６は現像装置
のケース部材２７との当接によりトナー厚規制部材２４
の摩擦規制面２４ａに適度な加圧力が作用し、それがト
ナー層厚規制部材２４の摩擦規制面２４ａに作用するた
め摩擦規制面２４ａの摩擦力変動時に起こる微小振動を
吸収し適度なダンパー効果が得られるため画像の均一性
が向上する効果もある。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、上記する現像装置２０
のケース底側からトナー搬送しても、トナー層厚規制部
材２４の加圧力を安定に保持できるのでトナー担持体２
１との均一な接触が得られ安定したトナー薄層形成、安
定した所望のトナーの帯電が可能となり、ユーザメンテ
に適した１成分現像装置を簡単な構成で薄形，コンパク
トに出来、低価格を実現できる現像装置を提供すること
ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の現像装置の縦断面図で
ある。
【図２】本発明の第２の実施例の現像装置の縦断面図で
ある。
【図３】本発明の電子写真装置印写系の一実施例の縦断
面図を示す。
【符号の説明】
１…感光体、２…帯電装置、３…露光装置、４…中間転
写体、５…残像消去装置、６…感光体清掃装置、７…転
写装置、８…紙剥離装置、９…中間転写体清掃装置、１
０…用紙搬送路、１１…定着装置、２０…現像装置、２
１…トナー担持体、２２…トナー供給ローラ、２４…ト
ナー層厚規制部材、２５…加圧手段、２６…トナーシー
ル部材、２７…ケース部材、２９…中心線、３０…トナ
ー掻き出し部材、Ｔ…トナー、Ｐ…用紙。
フロントページの続き (72)発明者 竹谷 正治 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株式会社 日立製作所 電化機器事業部 多賀本部内 (72)発明者 寺嶋 勇 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株式会社 日立製作所 電化機器事業部 多賀本部内 (72)発明者 赤崎 鉄郎 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株式会社 日立製作所 電化機器事業部 多賀本部内 (72)発明者 岡野 正 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株式会社 日立製作所 電化機器事業部 多賀本部内 (56)参考文献 特開 平５−281846（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−72732（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−127503（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−46013（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−24250（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 13/08 - 13/095 G03G 15/08 - 15/095

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】微小着色粉体であるトナーと、感光体に前
    記トナーを供給するトナー担持体と、前記トナー担持体
    上に圧接し前記トナーを摩擦帯電すると共に前記トナー
    担持体上にトナー薄層を形成する摩擦規制部材と、前記
    トナー薄層の形成されたトナー担持体を回動し、静電潜
    像の形成されたトナー像担持体上の対向する位置へトナ
    ー薄層を搬送して、前記静電潜像を可視化する現像装置
    において、前記トナー担持体側方に回転可能に接触する
    トナー供給ローラを配設し、その下流側に前記摩擦規制
    部材を設け、前記トナー供給ローラの下方および摩擦規
    制部材側方に近接して、回転可能なトナー掻き出し部材
    を備え、前記感光体と前記トナー担持体は接触或いは微
    小ギャップを保持し、前記感光体は下方から上方に移動
    し、前記トナー担持体と前記感光体が接触或いは微小ギ
    ャップを保持した部分で前記感光体の移動方向と前記ト
    ナー担持体の回転方向が同じ方向となるように前記トナ
    ー担持体を回転し、前記トナー供給ローラを前記トナー
    担持体と同じ方向に回転し、前記トナー掻き出し部材を
    前記トナー担持体の回転方向と異なる方向に回転するこ
    とを特徴とする現像装置。
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