JPH05289483A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 環境変動や長時間の使用等により非磁性一成
分現像剤の流動性が変化した場合にも、現像剤担持体上
に現像剤量が適正範囲の薄層の現像剤層を良好に形成し
て、良好な画像を長期間に亙り安定して得ることができ
る現像装置を提供することである。 【構成】 現像スリーブ１上の一成分現像剤の非磁性ト
ナー９を弾性ブレード２で規制してトナー層に形成する
規制部Ｔと、スリーブ１と感光ドラムとが対向した現像
部Ｐとの間に設けたトナー量検出手段６により、スリー
ブ１上のトナー層のトナー量を検出して、それに基づき
検出手段６にＣＰＵ８を介して接続された調整手段７に
より、ブレード２のスリーブ１への当接圧を調節して、
ブレード２よるトナー９の規制量をスリーブ１上に適正
なトナー量のトナー層が形成されるように調整させた。 【効果】 以上のようなトナー規制の制御により目的を
達成できる。

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、静電
記録機、磁気記録機等の画像形成装置に使用する現像装
置に関し、特に像担持体上に形成した潜像を非磁性一成
分現像剤を用いて現像する現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式等を利用した画像形成装置
では、像担持体上に形成した潜像を現像剤を用いて現像
して、可視化することが行なわれている。

【０００３】従来、現像剤として乾式の非磁性一成分現
像剤を用いた現像装置としては、各種の方式の装置が提
案され又実用化されており、一般的には、図９に示すよ
うな構成となっている。

【０００４】即ち、現像装置は、非磁性一成分現像剤と
しての非磁性トナー９を収容した現像容器２０の開口部
内に現像剤担持体としての現像スリーブ１を設け、開口
部の現像スリーブ１の上方位置に現像スリーブ１に接す
るように現像剤規制部材としての弾性ブレード２を、そ
の現像スリーブ１の回転方向上流位置に現像スリーブ１
に接するように剥ぎ取りローラ３をそれぞれ設けた基本
構成となっている。

【０００５】現像装置は、剥ぎ取りローラ３で現像スリ
ーブ１上の現像残りのトナーを剥ぎ取ると共に、容器２
０内の新たなトナー９を現像スリーブ１上に供給、担持
させる。そして現像スリーブ１上に担持されたトナー９
が現像スリーブ１の回転に伴い弾性ブレード２の箇所を
通過する際に、弾性ブレード２でトナー９を規制して現
像に必要な帯電量に摩擦帯電すると共に薄層のトナー層
に形成させ、そのトナー層を現像スリーブ１の回転によ
り図示しない像担持体に対向した現像部へ搬送して、像
担持体上に形成された静電潜像の現像に供し、静電潜像
をトナー像として可視化するようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の現像装置においては、非磁性トナー９の流動性が環
境変動や長時間の使用等により変化すると、これに伴い
現像スリーブ１上のトナー層のトナー量が変動する。こ
の変動により現像スリーブ１上のトナー量が適正範囲を
超えて過多になると、トナー層のムラやそこからのトナ
ー飛散が引き起こされ、逆にトナー量不足になると、現
像によって得られる画像の濃度が不足する等の問題が生
じる。

【０００７】本発明の目的は、環境変動や長時間の使用
等により非磁性一成分現像剤の流動性が変化した場合に
も、現像剤担持体上に現像剤量が適正範囲の薄層の現像
剤層を良好に形成して、これを用いた現像により広範な
環境で良好な画像を長期間に亙り安定して得ることがで
きる現像装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
現像装置にて達成される。要約すれば本発明は、非磁性
一成分現像剤を現像剤担持体上に担持してその現像剤
を、現像剤担持体に対して規制部に設けられた規制部材
により規制して薄層の現像剤層に形成しながら、前記現
像剤担持体により像担持体と対向した現像部へと搬送す
る現像装置において、前記規制部と現像部との間に前記
現像剤層の現像剤量を検出する検出手段を非接触に設け
ると共に、前記検出された現像剤量に基づき前記規制部
材による現像剤の規制量を調整して、前記現像剤担持体
上に適正な現像剤量の現像剤層を形成させる調整手段を
設けたことを特徴とする現像装置である。

【０００９】本発明の一態様によれば、前記規制部材
は、現像剤担持体に対して弾性的に当接する弾性ブレー
ドであり、前記調整手段は、前記弾性ブレードの現像剤
担持体への当接圧を調節して、前記弾性ブレードによる
前記現像剤の規制量を調整する当接圧調節手段である。

【００１０】

【実施例】

実施例１ 図１は、本発明の現像装置の一実施例を示す概略構成図
である。本実施例では、２色以上の多色複写機用に用い
られる現像装置であって、現像剤として非磁性一成分現
像剤の非磁性トナーを使用し、現像剤規制部材として弾
性ブレードを用いた現像装置に適用した場合について説
明する。

【００１１】図１に示すように、本実施例の現像装置
は、非磁性一成分現像剤として色トナーの非磁性トナー
９を収容した現像容器２０を有し、その現像容器２０内
に、現像剤担持体としての現像スリーブ１と、現像スリ
ーブ１に対しトナー９の剥ぎ取り及び供給を行なう供給
ローラ３と、現像スリーブ１上に担持されたトナー９の
規制部材としての弾性ブレード２とを備え、現像容器２
０内からのトナー９の漏出を防ぐために、容器２０の現
像スリーブ１両端の箇所に図示しない像担持体側と反対
側に両端シール部材４が、現像スリーブ１の下方の箇所
に下部シール部材５が設けられている。

【００１２】本発明によれば、更に、現像スリーブ１上
のトナー９を弾性ブレード２で規制することによって形
成された現像スリーブ１上のトナー層のトナー量を検出
する検出手段６と、弾性ブレード２によるトナー９の規
制量を調整する調整手段７ととが設置され、これら検出
手段６及び調整手段７の間は、検出手段９からの出力信
号を処理して調整手段７に駆動信号を送出するＣＰＵ８
で接続されている。本実施例では、トナー規制部材とし
て弾性ブレード２を用いたので、上記の調整手段７は、
弾性ブレード２の現像スリーブ１への当接圧を調節する
当接圧調節手段とされている。

【００１３】本実施例では、色トナーで光の反射体であ
るトナー９に対して、トナー量検出手段６の光学方式に
よる検出を感度良く行なわせるために、現像スリーブ１
には、アルミニウム又はステンレス鋼等の非磁性材料の
スリーブ基体表面上に光の吸収体であるカーボンブラッ
クをコーティングしたものを用いた。現像スリーブ１
は、図示しない像担持体としての感光ドラムと対向した
現像容器２０の開口部内に、感光ドラムと狭間隙の現像
部Ｐをなすようにして回転自在に支持され、図示しない
駆動源により矢印Ｂ方向に回転駆動される。

【００１４】供給ローラ３は、現像スリーブ１の下方に
これと摺擦部Ｒを形成するように弾性的に当接して設置
されている。供給ローラ３は、現像スリーブ１と同方向
に矢印Ｃ方向に回転して、現像スリーブ１を摺擦するこ
とにより現像スリーブ１上のトナー９を剥ぎ取ると共
に、現像容器２０内の新たなトナー９を現像スリーブ１
上に供給して担持させる。

【００１５】弾性ブレード２は、現像スリーブ１と供給
ローラ３との摺擦部Ｒよりも現像スリーブ１の回転方向
下流側に設けられている。弾性ブレード２は、調整手段
７の下方に突出した駆動ロッド７ａに支持部１０を介し
て取付けられ、現像スリーブ１の回転方向上流側に向け
て垂下して、その自由端の腹部で現像スリーブ１と規制
部Ｔを形成するように弾性的に当接されている。弾性ブ
レード２は、規制部Ｔで現像スリーブ１上に担持された
トナー９を規制して摩擦帯電すると共に、トナー９の通
過量の調節により現像スリーブ１上にトナー９の層を薄
層状に形成するようになっている。

【００１６】弾性ブレード２には、トナー９を所望の極
性に帯電するのに適した摩擦帯電系列の材料を用いるこ
とが好ましい。トナー９が例えばポリエステルを組成成
分とする負帯電性のトナーである場合には、その極性に
強く帯電させるためには、ナイロン、ポリウレタン、ス
チレン−ブタジエン等を用いればよい。以上のような材
料の弾性ブレード２によれば、トナー９を高い効率で摩
擦帯電することができる。

【００１７】下部シール部材５は、現像容器２０の現像
スリーブ１下方の隙間を防いでトナー９の漏出を防止す
るためのもので、下部シール部材５はマイラー（商品
名。デュポン社製）等の可撓性シートからなっている。

【００１８】トナー量検出手段６は、規制部Ｔと現像部
Ｐの間に現像スリーブ１と約１ｍｍの間隔を隔てて非接
触に設けられ、現像スリーブ１上に形成されたトナー層
のトナー量を光学的に検出するようになっている。トナ
ー量検出手段６は、図２に示すように、発光素子である
発光ダイオード６１と受光素子であるフォトダイオード
６２とを備えており、発光ダイオード６１から発せられ
た検出光を現像スリーブ１上のトナー層に照射して、そ
のトナー９による反射光をフォトダイオード６２で受光
することにより、反射光の受光量からトナー量を検出す
るようになっている。

【００１９】以上のような現像装置の動作について説明
する。図１において、供給ローラ３は矢印Ｃ方向に回転
して、現像容器２０内のトナー９を現像スリーブ１との
摺擦部Ｒに搬送し、そのトナー９を現像スリーブ１と摺
擦することにより摩擦帯電すると共に、現像スリーブ１
上に供給して担持させる。

【００２０】現像スリーブ１上に担持されたトナー９
は、弾性ブレード２との規制部Ｔを通過する間に、現像
スリーブ１の表面とこれに当接した弾性ブレード２とに
よって摺擦され、摩擦帯電を更に受ける。このように摺
擦部Ｒ及び規制部Ｔで摩擦帯電することにより、トナー
９は十分な摩擦帯電電荷を付与される。

【００２１】以上のようにして十分に摩擦帯電を受けた
トナー９は、規制を受けながら規制部Ｔを通過して現像
スリーブ１上に薄層のトナー層に形成され、現像スリー
ブ１と図示しない感光ドラムとが対向した現像部Ｐへ搬
送される。現像部Ｐに搬送されたトナーは、その一部が
感光ドラム上の潜像の現像に消費され、他の現像残りの
トナーは現像スリーブ１の回転に伴い現像容器２０に搬
送され、容器２０の開口部の現像スリーブ１の下から容
器２０内に戻される。

【００２２】現像容器２０の開口部の下部に設けられた
下部シール部材５は、現像スリーブ１上のトナー９の通
過を許容すると共に、容器２０内のトナー９が下部から
外部へ漏出するのを防止する。現像容器２０内に戻され
たトナー９は、現像スリーブ１と供給ローラ３との摺擦
部Ｒで供給ローラ３によって現像スリーブ１上から掻き
落とされ、容器２０内に落下、収容される。

【００２３】さて、本発明では、現像スリーブ１上のト
ナー層のトナー量を制御するために、そのトナー量を検
出手段６によって検出する。現像スリーブ１上の単位面
積当たりのトナー量（ｍｇ／ｃｍ² ）と検出手段６の検
出出力（Ｖ）との関係は、図３に示すように、トナー量
が増すにつれて検出出力が単調増加するようになってい
る。ＣＰＵ８はこのような検出手段６によるトナー量の
検出出力に基づき、現像スリーブ１上のトナー量が適正
範囲になるのに必要な弾性ブレード２の当接圧を求め、
その当接圧が得られるような駆動信号を調整手段７の駆
動部へ出力する。調整手段７は、そのロッド７ａを上下
方向に伸縮して支持部１０に取付けられた弾性ブレード
２を上下方向に移動し、現像スリーブ１との当接圧を調
節して、弾性ブレード２によるトナー９の規制量を調整
する。

【００２４】本実施例での現像スリーブ１上のトナー量
の適正範囲は、トナー９として、ポリエステル系樹脂１
００部に顔料５部程度混入した平均粒径８μｍのトナー
を基本として、これに流動性向上のためにコロイダルシ
リカを０．５％外添したトナーを用いているので、現像
スリーブ１の表面単位面積当たり０．５〜０．６ｍｇ／
ｃｍ² であった。

【００２５】弾性ブレード２の現像スリーブ１への当接
圧と現像スリーブ１上のトナー量との関係は、トナー９
がいかなる状態であっても、当接圧を高めるに従いトナ
ー量が減少するので、本実施例での制御フローを示す図
４に示されるように、検出手段６により現像スリーブ１
上のトナー量が多いと判断された場合には、調整手段７
は弾性ブレード２によるトナー９の規制量を低くするべ
く、弾性ブレード２の当接圧を高め、トナー量が少ない
と判断された場合にはトナー９の規制量を高くするべ
く、弾性ブレード２の当接圧を低めるように調節する。
そして、この弾性ブレード２の当接圧の調節を行なった
都度、トナー量の検出を行なうことを繰り返して、現像
スリーブ１上のトナー層のトナー量を適正範囲内に納め
る。

【００２６】本発明の現像装置では、以上のような制御
を行なうことにより、トナー９がいかなる環境状態、長
期間の連続使用状態にあっても、現像スリーブ１上のト
ナー量を適正範囲とすることができ、現像剤層のムラや
現像剤の飛散、画像濃度の不足の問題を起こすことな
く、現像により良好な画像を常に安定して得られるよう
になった。

【００２７】実施例２ 図５は、本発明の現像装置の他の実施例を示す概略構成
図である。前の実施例１では、現像スリーブ１に当接し
た弾性ブレード２により非磁性一成分現像剤の非磁性ト
ナー９を規制して、現像スリーブ１上にトナー９の薄層
のトナー層を形成したが、本実施例では、図５に示すよ
うに、磁極Ｎ、Ｓを有する現像スリーブ１Ａに対し規制
部材として非接触の磁性ブレード１１を用い、磁性ブレ
ード１１により磁性粒子１２を磁気的に現像スリーブ１
Ａ上に磁極Ｎ、Ｓの間で拘束し、その拘束された磁性粒
子１２により非磁性トナー９を規制して、現像スリーブ
１Ａ上に薄層のトナー層を形成することが特徴である。

【００２８】磁性ブレード１１は、現像スリーブ１Ａの
磁極Ｎに向けて斜めに配設され、その支持部で磁性ブレ
ード１１を取付けた調整手段７のロッド７ａも、磁性ブ
レード１１と同じ傾斜で配設されている。調整手段７は
そのロッド７ａを伸縮して、磁性ブレード１１を傾斜し
て上下方向に移動し、現像スリーブ１Ａ上に磁気的に拘
束される磁性粒子１２の密度を変化して、磁性粒子１２
による現像スリーブ１Ａ上のトナー９の規制量を調整す
る。

【００２９】本実施例においても、現像スリーブ１Ａ上
のトナー層のトナー量を検出手段６で検出し、ＣＰＵ８
で磁性ブレード１１の移動量を求めて駆動信号を調整手
段７に出力し、調整手段７により磁性ブレード１１を移
動して磁性粒子１２によるトナー９の規制量を調整する
ことにより、現像スリーブ１Ａ上にトナー量が適正な範
囲のトナー層の薄層が形成される。従ってトナー９がい
かなる環境状態、長時間の連続使用状態であっても、現
像スリーブ１Ａ上のトナー量を適正範囲として、これを
用いた現像により良好な画像を常に安定して得られる。

【００３０】実施例３ 図６は、本発明の現像装置の更に他の実施例を示す概略
構成図である。本実施例では、ファーブラシ１３によっ
て現像スリーブ１上のトナー９を規制して、現像スリー
ブ１上に薄層状にトナー層を形成するようにしたことが
特徴である。

【００３１】調整手段７は、そのロッド７ａによりファ
ーブラシ１３を上下方向に移動して、ファーブラシ１３
の毛体の現像スリーブ１との当接量を調節することによ
り、ファーブラシ１３によるトナー９の規制量を調整し
て、現像スリーブ１上のトナー量を制御するようになっ
ている。

【００３２】本実施例においても、検出手段６により現
像スリーブ１上のトナー層のトナー量を検出し、それに
基づく駆動信号をＣＰＵ８から調節手段７に出力するこ
とにより、ファーブラシ１３によるトナー９の規制量を
適切に調整して、トナー９がいかなる環境状態、長時間
の連続使用状態にあっても、現像スリーブ１上にトナー
量が適正範囲のトナー層の薄層を形成し、これを用いた
現像により良好な画像を常に安定して得られる。

【００３３】実施例４ 図７は、本発明の現像装置の更に別の実施例を示す概略
構成図である。実施例１では、一成分現像剤の非磁性ト
ナー９として色トナーの非磁性トナーを用いたが、本実
施例では、非磁性トナー９としてカーボンブラックを着
色剤成分とした黒トナーを用いたことが特徴である。

【００３４】本実施例のその他の構成は、トナー９が光
の吸収体となるので、現像剤担持体としてアルミニウム
又はステンレス等の非磁性材料製の現像スリーブ１Ｂを
使用する点を除けば、実施例１と基本的に同じである。
現像スリーブ１Ｂは、その表面を鏡面仕上して使用する
ことが好ましい。

【００３５】本実施例での現像スリーブ１Ｂ上の単位面
積当たりのトナー量と検出手段６の検出出力との関係
は、図８に示すようになる。現像スリーブ１Ｂ上のトナ
ー層のトナー量が増すに従って、トナー量の検出出力は
単調減少している。

【００３６】いずれにせよ、本実施例においても、実施
例１のときと同様に、このようなトナー量の検出出力に
よりＣＰＵ８で弾性ブレード２の移動量を求めて、駆動
信号を調整手段７に出力し、調整手段７で弾性ブレード
２を移動して現像スリーブ１Ｂへの当接圧を調節し、弾
性ブレード２によるトナー９の規制量を調整することに
より、トナー９がいかなる環境状態、長時間の連続使用
状態であっても、現像スリーブ１上にトナー量が適正な
範囲のトナー層の薄層を形成でき、これを用いた現像に
より良好な画像を常に安定して得ることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像装置
では、現像剤担持体上に担持して搬送される非磁性一成
分現像剤を規制して薄層の現像層に形成する規制部材が
設けれた規制部と、現像剤担持体と像担持体とが対向し
た現像部との間に、現像剤担持体と非接触に現像剤量検
出手段を設置して、現像剤担持体上の現像剤層の現像剤
量を検出し、更に規制部材を調節して規制部材による現
像剤の規制量を調整する調整手段を設けて、検出された
現像剤量に基づき規制部材に現像剤担持体上の現像層の
現像剤量が適正範囲となるように現像剤を規制させたの
で、現像剤がいかなる環境状態、長時間の連続使用状態
にあっても、現像剤担持体上に現像剤量が適正な範囲の
現像剤層の薄層を形成でき、現像剤層のムラや現像剤の
飛散、画像濃度の不足の問題を起こすことなく、これを
用いた現像により良好な画像を常に安定して得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一実施例を示す概略構成図
である。

【図２】図１の現像装置に設けられたトナー量検出手段
及び現像スリーブを示す断面図である。

【図３】図２の検出手段の検出出力とトナー量の関係を
示すグラフである。

【図４】図１の現像装置におけるトナー量の制御方法を
示すフローチャートである。

【図５】本発明の現像装置の他の実施例を示す概略構成
図である。

【図６】本発明の現像装置の更に他の実施例を示す概略
構成図である。

【図７】本発明の現像装置の更に別の実施例を示す概略
構成図である。

【図８】図７の現像装置におけるトナー量検出手段の検
出出力とトナー量の関係を示すグラフである。

【図９】従来の現像装置を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１、１Ａ、１Ｂ 現像スリーブ ２ 弾性ブレード ３ 供給ローラ ６ トナー量検出手段 ７ 調整手段 ７ａ ロッド ８ ＣＰＵ ９ 非磁性トナー １１ 磁性ブレード １３ ファーブラシ ２０ 現像容器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性一成分現像剤を現像剤担持体上に
   担持してその現像剤を、現像剤担持体に対して規制部に
   設けられた規制部材により規制して薄層の現像剤層に形
   成しながら、前記現像剤担持体により像担持体と対向し
   た現像部へと搬送する現像装置において、前記規制部と
   現像部との間に前記現像剤層の現像剤量を検出する検出
   手段を非接触に設けると共に、前記検出された現像剤量
   に基づき前記規制部材による現像剤の規制量を調整し
   て、前記現像剤担持体上に適正な現像剤量の現像剤層を
   形成させる調整手段を設けたことを特徴とする現像装
   置。
2. 【請求項２】 前記規制部材は、現像剤担持体に対して
   弾性的に当接する弾性ブレードであり、前記調整手段
   は、前記弾性ブレードの現像剤担持体への当接圧を調節
   して、前記弾性ブレードによる前記現像剤の規制量を調
   整する当接圧調節手段である請求項１の現像装置。