JPH06149032A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像スリーブに付着された現像剤を摩擦帯電
させる規制部材が複数段設けられた現像装置において、
複数段目の規制部材による現像剤の薄層の乱れを防止し
て、所望の帯電状態にすることにより高品質の画像を再
現し得るようにすることである。 【構成】 現像スリーブ５１に隣接して現像スリーブ５
１による現像剤の搬送方向に位置をずらして複数の規制
部材６１、６２が設けられている。２段目の規制部材に
よる現像剤に対する接触応力は、１段目の規制部材６１
による接触応力よりも小さく設定されている。これによ
り、１段目の規制部材６１により形成された薄層を２段
目の規制部材６２が乱すことなく、全ての規制部材６
１、６２により現像剤には所望の電荷が帯電される。ま
た、２段目の規制部材６２と現像スリーブ５１との間に
電位差を形成すると、この規制部材６２によって現像剤
には電荷が注入されることになり、規制部材６１、６２
による摩擦帯電と相俟って現像剤には所望の電荷が帯電
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザビームプリンタ等
の作像装置用いられる現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザービームプリンタ等のように電子
写真複写方式により記録紙にトナー画像を形成する現像
装置としては、非磁性１成分系の現像剤を用いたＦＭＴ
現像装置がある。この方式の現像装置にあっては、現像
スリーブの表面に所定の厚みのトナー薄層を形成すると
共に、トナーを摩擦により帯電されるために、ブレード
つまり規制部材が用いられている。

【０００３】１つの規制部材を用いた場合には、現像ス
リーブの表面に付着したトナーは１度しか規制部材を通
過しないので、トナー帯電の立ち上り不足から、記録紙
にカブリやパターンメモリが発生するという問題点があ
った。パターンメモリとは、現像スリーブの画像にその
１回転前の画像パターンの履歴が現われる現象を言う。
例えば、直前つまり１回転前に、黒ベタ等の黒い部分を
現像した領域は、直前に白や低濃度の部分を現像した領
域に比べて、トナーの帯電量が低いために現像されるト
ナー量が増えてしまうことがある。

【０００４】このような問題点を解消するために、従来
からトナー帯電の立ち上り性を向上すべく、複数の規制
部材を用いることが検討されている。複数の規制部材を
用いた現像装置としては、特開昭５１−３６０７０号公
報に示されたものがある。このように、複数の規制部材
を用いた場合には、先ず１段目の規制部材でトナー薄層
形成とトナー帯電が行なわれる。１段目を通過して、薄
層が形成されると共に帯電されたトナーは、２段目で再
度荷電される。これにより、２段目の規制部材で１段目
の規制部材の荷電不足を補うことになる。これは、複数
の規制部材を用いることにより、現像スリーブと規制部
材の合計のニップ幅が増大し、トナーが荷電される機会
が増加するからであると考えられ、結果的にトナー荷電
の立ち上げ性が向上する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、複数の規制部材を用いる場合には、１段目の
規制部材で形成されたトナー薄層が次の段の規制部材に
より乱される虞れがある。例えば、２段目の規制部材の
部分にトナーが詰ってしまうと、高品質の画像を再現す
ることができなくなる。一方、規制部材にブレードバイ
アス電圧を印加して、規制部材と現像スリーブとの間に
電位差を設け、逆荷電あるいは荷電不足のトナーに電荷
注入をし、荷電不良のトナーに帯電を補う方法がある。
このような方法を用いる現像装置において、２段目の規
制部材と現像スリーブ間にも電位差を設けた場合には、
２段目の規制部材がトナー層を介さず、直接、現像スリ
ーブと接した際に、ブレードバイアス電圧のリークが生
じ、１段目の規制部材を通過したトナーが電界的に２段
階目の規制部材に付着してしまうことになり、高品質の
画像を記録紙に再現することができなくなる。

【０００６】本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてな
されたものであり、複数段の規制部材を用いて現像剤に
対する荷電量を増加すると共に複数段目の規制部材によ
る現像剤の乱れを防止して高品質の画像を形成し得るよ
うにすることを目的とする。また、本発明は複数段目の
規制部材により現像剤に電荷注入を行ない高品質の画像
を形成し得るようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、現像剤供給部と感光体との間に、前記現像
剤供給部の現像剤を前記感光体に搬送する現像スリーブ
を設け、該現像スリーブに付着した現像剤に接触して該
現像剤を帯電させる規制部材を前記現像スリーブの搬送
方向に位置をずらして複数段設置し、搬送方向下流側に
位置する規制部材の前記現像剤への接触応力を、搬送方
向上流側に位置する規制部材よりも小さく設定したこと
を特徴とする現像装置である。また、本発明は、現像剤
供給部と感光体との間に前記現像剤供給部の現像剤を前
記感光体に搬送する現像スリーブを設け、該現像スリー
ブに付着した現像剤に接触して該現像剤を帯電させる規
制部材を前記現像スリーブの搬送方向に位置をずらして
複数段設置し、前記複数段目の規制部材に、該規制部材
と前記現像スリーブとの間に電位差を形成する電源手段
を接続し、前記複数段目の規制部材の長さを、前記現像
スリーブ現像剤搬送領域の幅よりも短く設定し、前記複
数段目の規制部材が前記現像スリーブに現像剤のみを介
して接触するようにしたことを特徴とする現像装置であ
る。

【０００８】

【作用】上記構成の本発明においては、現像スリーブに
付着された現像剤に接触する規制部材が現像剤の搬送方
向に位置をずらして複数段設置されており、まず、最上
流段の規制部材により、現像剤は薄層に形成されると共
にその規制部材との摩擦により帯電される。現像剤をそ
れぞれ摩擦帯電させる複数段の規制部材のうち、現像ス
リーブの現像剤搬送方向の下流側に位置する規制部材の
現像剤への接触応力を、上流側に位置する規制部材の応
力よりも小さくしたので、最上流段の規制部材により薄
層に形成された現像剤は、下流側の規制部材によって薄
層に影響を受けることなく、その規制部材との摩擦によ
り再荷電される。

【０００９】複数段の規制部材のうち、複数段目の規制
部材と現像スリーブとの間に電位差を形成すると、上流
側の規制部材との接触により摩擦帯電された現像剤に対
して、複数段目の規制部材により電荷が注入されて帯電
が補われる。複数段目の規制部材は、１段目の規制部材
により現像スリーブに形成された薄層の部分にのみ接触
するので、現像スリーブとの間でブレードバイアス電圧
がリークすることが防止される。

【００１０】

【実施例】次に、図示する実施例に基づいて本発明を詳
細に説明する。図１は本発明の一実施例に係る現像装置
が用いられたレーザビームプリンタの全体構造を示す概
略図であり、プリンタ本体１１の図１における左側がプ
リンタの正面となっている。このプリンタ本体１１の底
部側にはプリンタ本体１１の後方に向けて下向きに傾斜
してシート収容部１２が内蔵され、このシート収容部１
２の上に記録紙が積層して保持される。シート収容部１
２の先端部はプリンタ本体１１の外部にせり出し得るよ
うになっており、リーガルサイズ等の長い記録紙を保持
する場合には、シート収容部１２の先端部をせり出させ
ることになる。また、記録紙の幅方向を規制するため
に、シート収容部１２には幅規制板１３が設けられてい
る。記録紙のシート収容部１２に対する装填を容易に行
ない得るようにすべく、前面カバー１４がプリンタ本体
１１に対して開閉自在に取付けられている。

【００１１】プリンタ本体１１の中央部にはレーザービ
ーム走査光学系ユニット１５が備えられ、プリンタ本体
１１の後端部に設けられたヒンジ部１６を中心に揺動自
在に蓋部材１７が取付けられ、プリンタ本体１１内に
は、蓋部材１７の下側に位置させて作像カートリッジ２
０が着脱自在に装着されるようになっている。この作像
カートリッジ２０がプリンタ本体１１内に装填されて状
態では、作像カートリッジ２０を押し付けるために蓋部
材１７の内面には、図示しない押圧部材やばね部材を取
付けるようにしている。また、蓋部材１７には図示しな
いロック機構が備えられており、蓋部材１７が閉じられ
ると、蓋部材１７は装置本体１１にロックされ、ロック
を解除すると蓋部材１７を開放することができる。

【００１２】シート収容部１２の上に載置された記録紙
は、給紙ローラ２１及びカム２２とこれらに接触するピ
ンチローラ２３とにより１枚ずつ給紙されて、ガイド部
材に案内されながら搬送され、蓋部材１７に形成された
開口部２４から蓋部材１７の上に作像装置の前方向に向
て排出される。

【００１３】作像カートリッジ２０内には、感光体ドラ
ム２５が回転自在に組込まれており、この感光体ドラム
２５に形成された潜像を記録紙に転写するための転写ロ
ーラ２６が、プリンタ本体１１に回転自在に取付けられ
ている。転写画像を記録紙に対して熱融着するために、
プリンタ本体１１には定着ローラ２７、２８が取付けら
れている。画像が形成された記録紙を排出口２４を経て
蓋部材１７の上に排出するために、蓋部材１７の内側に
は排紙ローラ対２９が取付けられている。

【００１４】光学系ユニット１５は、図示しない半導体
レーザーとコリメータレンズとからなる光源からの光が
照射されるボリゴンミリー３１を有しており、更に折り
返しミラー３２やトロイダルミラー３３等の公知の部材
を有している。この光学系ユニット１５からは、窓部に
設けられたガラス３４を透過したレーザビームが感光体
ドラム２５に照射される。

【００１５】図２は作像カートリッジ２０の内部構造を
示す図であり、上ケーシング４０と下ケーシング４１と
からなるカートリッジ本体には、感光体ドラム２５等が
収容される現像部材収納室４２と、この現像部材収納室
４２内に供給する現像剤つまりトナーが収容されるトナ
ー収容室４３とが設けられている。トナー収容室４３
は、下ケーシング４１と、これに一体的に形成された隔
壁４４と、上部を閉じる蓋状ケーシング４５とによって
カートリッジ本体内に区画形成されている。上ケーシン
グ４０の先端面には、光学系ユニット１５からのレーザ
ービームが入射する入射開口部４８が形成され、この入
射開口部４８から感光体ドラム２５に至る光路ガイド部
４９が、カートリッジ本体内に形成されている。

【００１６】現像部材収納室４２には、感光体ドラム２
５が回転自在に組込まれている。感光体ドラム２５の外
周面には帯電ブラシ４７が接触しており、この帯電ブラ
シ４７により外周面は所定の電位に帯電される。この感
光体ドラム２５に隣接して設けられたスリーブ駆動ロー
ラ５０には、樹脂製の現像スリーブ５１が設けられてお
り、この現像スリーブ５１は駆動ローラ５０の外表面と
の間の摩擦力により搬送され、駆動ローラ５０の回転に
従動して回転する。現像スリーブ５１の内径は駆動ロー
ラ５０の外径よりも若干大きい寸法を有している。この
現像スリーブ５１を感光体ドラム２５に向かう方向に沿
って駆動ローラ５０の表面に対して密着させる押えテー
プ５２が、現像スリーブ５１の軸方向両端部に摺接する
ように取付けられている。この押えテープ５２により、
現像スリーブ５１は、感光体ドラム２５に当接する位置
においては、駆動ローラ５０の表面から若干離間し、た
わんだ状態で感光体ドラム２５に当接している。

【００１７】隔壁４４と現像スリーブ５１との間の空間
は、バッファ５３となっており、このバッファ５３に
は、隔壁４４に形成されたトナー供給口５４を通ってト
ナーが送り込まれるようになっている。トナー供給口５
４を通ってバッファ５３内に、トナー収納室４３内のト
ナーを撹拌しつつ供給するために、トナー搬送部材５５
がトナー収納室４３内に設けられている。バッファ５３
内のトナーを現像スリーブ５１に供給するため、撹拌部
材５６と、この撹拌部材５６に対して所定の隙間を隔て
て位置する供給ローラ５７がバッファ５３内に回転自在
に設けられている。供給ローラ５７にはトナーを掻き落
とすスクレーパ５８が接触しており、バッファ５３はシ
ール材５９によりシールされている。

【００１８】図３はバッファ５３の部分を拡大して示す
図であり、現像スリーブ５１は駆動ローラ５０によって
矢印で示される方向に駆動され、矢印で示される方向に
駆動される感光体ドラム２５に対して現像スリーブ５１
が接触している。そして、バッファ５３側から感光体ド
ラム２５に向けて１段目規制部材６１と２段目規制部材
６２とがそれぞれ、前記隔壁４４に対して固定部材６３
により取付けられている。これにより、トナーは１段目
の規制部材６１によりこれとの摩擦で荷電されると共
に、２段目の規制部材６２によって再度電荷される。

【００１９】図３に示されるように、感光体ドラム２５
と現像スリーブ４１と１段目の規制部材６１には電源６
５からの電圧が印加されるようになっており、２段目の
規制部材６２には、これと現像スリーブ５１との間に電
位差を設けるために電源６６からの電圧が印加されるよ
うになっている。この規制部材６２に印加されるブレー
ドバイアス電圧は、現像バイアス電圧よりも高い電圧に
設定されている。両方の規制部材６１、６２に対して電
圧を印加させると、規制部材６１、６２にトナーが付着
しないようにする機能も得られる。

【００２０】図示する現像装置においては、下流側の２
段目の規制部材６２とスリーブ５１との間に電位差を設
けるようにしている。このように、電位差を設けると、
逆荷電あるいは荷電不足のトナーに電荷を注入して、荷
電不良のトナーの帯電を補うことができる。しかし、２
段目の規制部材６２と現像スリーブ５１との間に電位差
を設けた場合には、２段目の規制部材６２がトナー層を
介さずに直接現像スリーブ５１と接触してブレードバイ
アス電圧のリークが発生し、１段目の規制部材６１を通
過したトナーが電界的に２段目の規制部材６２に付着す
ることになる。このようなリークによるトナー付着を防
止するために、２段目の規制部材６２をトナー層のみを
介して現像スリーブ５１に接触させるようにしている。

【００２１】そのために、図４に示されるように、現像
スリーブ５１の端部以外の現像剤搬送領域５１ａのみに
規制部材６２が接触するように、２段目の規制部材６２
の駆動ローラ５０の回転中心軸に沿う方向の長さ寸法を
現像剤搬送領域５１ａの幅寸法よりも短く設定してい
る。これにより、２段目の規制部材６２と現像スリーブ
５１とが直接接触することが防止される。また、１段目
の規制部材６１と２段目の規制部材６２とに電源６６を
接続して、これらの規制部材６１、６２を同電位に設定
しても良く、その場合には、１段目の規制部材６１と現
像スリーブ５１とが電位差を持つので、１段目の規制部
材６１によって摩擦帯電に加えて電荷注入を行なうこと
ができるが、これらが直接接触しないように、１段目の
規制部材６１の端部には、絶縁部材６７を貼り付けるよ
うにしても良い。

【００２２】規制部材を通過した後に現像スリーブに付
着しているトナーの量と、規制部材による現像スリーブ
に対する応力との関係を測定したところ、図５の通りの
関係が得られた。ここで、応力は、（規制部材の線圧／
規制部材のニップ幅）と定義した。図５に示すように、
応力が大きくなると、トナー付着量が減少することが理
解できる。したがって、図３に示されるように、規制部
材を複数段設け、複数段目の規制部材６２の応力を、第
１段目の規制部材６１の応力よりも高く設定した場合に
は、１段目で形成されたトナー薄層は、複数段目の規制
部材により影響を受けることになる。つまり、複数段目
の規制部材にトナーが溜ってしまう。

【００２３】本発明にあっては、第１段目と複数段目の
規制部材の応力を次のように設定した。つまり、（１段
目の規制部材の応力）≧（複数段目の規制部材の応力）
このように設定することにより、第１段目で形成された
トナー薄層が複数段目で乱されることはない。図示する
第１段目の規制部材６１と第２段目の規制部材６２の設
定条件を示すと以下の表の通りである。

【００２４】

【表１】

【００２５】上記構成の現像装置にあっては、トナー収
納室４３内のトナーはトナー搬送部材５５によりバッフ
ァ５３に送り込まれる。バッファ５３内に搬送されたト
ナーは、供給ローラ５７により現像スリーブ５１の近傍
まで搬送されてスクレーパ５８に掻き落とされて現像ス
リーブ５１の表面に付着される。現像スリーブ５１に付
着したトナーは、１段目の規制部材６１によって薄層形
成されかつ帯電される。１段目の規制部材６１を通過し
たトナーは、２段目の規制部材６２により再荷電を受
け、潜像が形成された感光体ドラム２５に現像される。

【００２６】図６は１段目の規制部材６１を通過した後
の感光体ドラム２５の表面電位Ｖｓに対する現像量とカ
ブリ量とを示すグラフであり、図７は１段目と２段目の
規制部材６１、６１を通過した後の感光体ドラム２５の
表面電位Ｖｓに対する現像量とカブリ量とを示すグラフ
である。図示する場合にはマイナスに帯電されるトナー
を正規帯電トナーとして使用した場合であり、感光体ド
ラム２５の表面電位はレーザー光が照射された部分が低
くなり、その部分にトナーが現像される。１段目の規制
部材６１を通過した状態のトナーは、充分に摩擦帯電が
なされておらず、一部に逆荷電トナーを含んでおり、そ
のままの状態で記録紙に再現すると、逆荷電トナーは感
光体ドラム２５の表面電位が高い部分に、電界的に現像
されてしまい、図６に示されるようなカブリが発生す
る。

【００２７】これに対して、２段目の規制部材６２を通
過させると、図７に示されるように、トナーの帯電立ち
上り性が向上でき、カブリを防止する効果が得られる。
図８（Ａ）（Ｂ）はパターンメモリに対しても効果があ
ることを示す。つまり、図８（Ａ）に示されるように、
１段目の規制部材６１のみを用いた場合には、１回転前
に黒ベタ画像等の黒い部分を現像した領域には、付着し
たトナーの帯電量が充分に確保されておらず、逆荷電の
トナーが多く付着しているので、破線で示されるような
現像量となり、実線で示されるように１回転前に白い部
分や低濃度部を現像した領域に比して、現像されるトナ
ー量が増えてしまう。

【００２８】本発明のように、２段目の規制部材６２を
用いた場合には、図８（Ｂ）に示されるように、１回転
前に黒い部分を現像した領域でも、トナーの帯電量が確
保できるので、現像トナー量は白い部分を現像した領域
とあまり変らず、パターンメモリは現われない。

【００２９】上記実施例にあっては、規制部材を２段設
けた場合を示すが、これよりも多くの段数の規制部材を
設けるようにしても良い。また、２段目の規制部材６２
を１段目の規制部材６１の応力よりも小さく設定すると
共に、２段目の規制部材６２と現像スリーブ５１との間
に電位差を設けるようにしても良い。更に、図示する規
制部材としてはブレードタイプのものが用いられている
が、ブロック状の規制部材を用いることも可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、現像ス
リーブに付着した現像剤に接触して現像剤を摩擦帯電さ
せる規制部材を複数段設けるようにし、１段目の規制部
材に対して現像剤搬送方向の下流側に位置する複数段目
の規制部材の現像剤への接触応力を１段目の接触応力よ
りも小さく設定したので、１段目の規制部材により薄層
形成されると共に摩擦帯電された現像剤は、薄層が乱さ
れることなく、複数段目の規制部材により再度荷電さ
れ、パターンメモリやカブリ等を発生させることなく、
高品質の画像を記録紙に再現することができる。

【００３１】また、少なくとも複数段目の規制部材と現
像スリーブとの間に電位差を設けるようにして、１段目
の規制部材により摩擦帯電され薄層が形成された現像剤
に対して、複数段目の規制部材により電荷注入を行なう
ようにしたので、摩擦帯電と相俟って現像剤は確実に荷
電され、高品質の画像を再現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明の一実施例に係る現像装置が組込まれ
たレーザビームプリンタの内部構造を示す概略断面図、

【図２】は図１に示された作像カートリッジの内部構造
を示す断面図、

【図３】は図１の要部を示す断面図、

【図４】は現像スリーブと規制部材とを示す斜視図、

【図５】は規制部材により現像剤に加えられる応力と現
像剤の付着量との関係を示すグラフ、

【図６】は１段目の規制部材を通過し後の現像剤の現像
量とカブリ量とを示すグラフ、

【図７】は２段目の規制部材を通過した後の現像剤の現
像量とカブリ量とを示すグラフ、

【図８】は１段目の規制部材を通過した後と２段目の規
制部材を通過した後とにおけるパターンメモリの発生状
況を示したグラフである。

【符号の説明】

２０…作像カートリッジ、２５…感光体ドラム、５１…
現像スリーブ、５１ａ…現像剤搬送領域、５３…バッフ
ァ（現像剤供給部）、６１、６２…規制部材、６５、６
６…電源手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 秀一 大阪市中央区安土町二丁目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 河崎 明博 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタカメラ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤供給部と感光体との間に、前記現
   像剤供給部の現像剤を前記感光体に搬送する現像スリー
   ブを設け、 該現像スリーブに付着した現像剤に接触して該現像剤を
   帯電させる規制部材を前記現像スリーブの搬送方向に位
   置をずらして複数段設置し、 搬送方向下流側に位置する規制部材の前記現像剤への接
   触応力を、搬送方向上流側に位置する規制部材よりも小
   さく設定したことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 現像剤供給部と感光体との間に前記現像
   剤供給部の現像剤を前記感光体に搬送する現像スリーブ
   を設け、 該現像スリーブに付着した現像剤に接触して該現像剤を
   帯電させる規制部材を前記現像スリーブの搬送方向に位
   置をずらして複数段設置し、 前記複数段目の規制部材に、該規制部材と前記現像スリ
   ーブとの間に電位差を形成する電源手段を接続し、 前記複数段目の規制部材の長さを、前記現像スリーブ現
   像剤搬送領域の幅よりも短く設定し、前記複数段目の規
   制部材が前記現像スリーブに現像剤のみを介して接触す
   るようにしたことを特徴とする現像装置。