JPH07271187A

JPH07271187A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH07271187A
Application number: JP6065017A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Endo; 修一遠藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1994-04-01
Filing date: 1994-04-01
Publication date: 1995-10-20
Also published as: US5548383A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】現像ローラと感光体の間に第２のトナー搬送
手段を設けた方式（μ−ＩＳＰ２段現像方式）の採用を
前提とし、異常画像の発生を防止することができる画像
形成装置を提供する。【構成】第１トナー搬送手段４３に当接しているトナ
ー規制手段４４の加圧力が、第１、第２トナー搬送手段
４３，４５の軸心Ｄ，Ｍを結んだ直線ＤＭと平行で、第
１トナー搬送手段４３の軸心Ｄから第２トナー搬送手段
４５の軸心Ｍに向かう成分を持ち、さらに第２トナー搬
送手段４５と像担持体１の軸心Ｍ，Ｏを結んだ直線ＯＭ
と平行で、第２トナー搬送手段４５の軸心Ｍから像担持
体１の軸心Ｏに向かう成分を持つようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、第２トナー搬送手段を
ローラ形状とした２段現像方式の現像装置を有する画像
形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一成分系高抵抗トナーを用いた現像方式
の主な従来例として、以下の３つがある。

【０００３】まず、第１の従来例としてソフト現像ロー
ラを用いた方式（Ｓ−ＮＳＰ現像方式）がある。図１８
は第１の従来例の概略構成を示す説明図である。第１の
従来例では、主としてトナー補給ローラ１０３と現像ロ
ーラ１０４との摩擦により、ホッパ１０２内のトナーが
帯電させられる。現像ローラ１０４には高電圧電源１０
６によりバイアスが掛けられているため、トナーＴは静
電力で現像ローラ１０４に載る。現像ローラ１０４上の
トナーはブレード１０５によって薄層化され、現像部に
搬送される。感光体ドラム１０１はハードであるため、
現像ローラ１０４をソフトにする（ゴムローラ等の柔軟
材にする）ことによって、現像に必要な感光体ドラム１
０１との接触ニップを作り出している。

【０００４】次に、第２の従来例としてハード現像ロー
ラを用いた方式（μ−ＩＳＰ現像方式）がある。図１９
は第２の従来例の概略構成を示す説明図である。

【０００５】第２の従来例では、磁性トナーは磁力によ
って現像ローラ１１１上に載る。現像ローラ１１１上の
トナーはブレード１０５で薄層化され、また、主として
ブレード１０５とトナー、トナーとトナーの摩擦によっ
て帯電し、現像部に搬送される。現像ローラ１１１はハ
ードであるため、ベルト感光体１１０を用いて、現像に
必要な感光体１１０との接触ニップを作り出している。

【０００６】次に、第３の従来例として現像ローラと感
光体の間に第２のトナー搬送手段を設けた方式（μ−Ｉ
ＳＰ２段現像方式）がある。この方式は、例えば特開昭
６１−３４５５７号公報に示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、第１の従来
例であるソフト現像ローラを用いた方式（Ｓ−ＮＳＰ現
像方式）には、以下の欠点がある。

【０００８】１．現像ローラがソフトであるため、ブレ
ードによって均一なトナー薄層を作るのが困難である。２．現像ローラがソフトであるため、クリープ変形（圧
縮永久歪）が発生しやすく、ブレードや感光体との接触
が不均一となって、現像不良が発生する。３．トナーを均一に帯電させることが困難であり、逆チ
ャージトナー（所望の極性とは逆極性に帯電したトナ
ー）が発生し、地汚れ等の画像不具合が発生する。

【０００９】上記１，２の不具合は現像ローラがソフト
であるために発生するものであるため、第２の従来例の
ハード現像ローラを用いた方式（μ−ＩＳＰ現像方式）
では発生しないが、第２の従来例では、１．ベルト感光体を用いているため、ベルト感光体の駆
動機構（駆動ローラやギヤ等）が必要となって、コスト
アップとなる。２．感光体ベルトの張力バランス等によって感光体ベル
トのよりが発生するため、よりの防止機構が必要とな
る。といった欠点が新たに発生する。

【００１０】逆チャージトナーに関する不具合は、ソフ
ト現像ローラを用いた方式と同様に、ハード現像ローラ
を用いた方式でも発生する。逆チャージトナーに関する
不具合を解決するために、第３の従来例の現像ローラと
感光体の間に第２トナー搬送手段を設けた方式（μ−Ｉ
ＳＰ２段現像方式）が提案されたが、第３の従来例では
第２トナー搬送手段としてベルト状のものを用いている
ため、ハード現像ローラを用いた方式の上記と同様の不
具合が発生する。

【００１１】このような不具合を解決するために本出願
人より、２段現像方式において、第２トナー搬送手段を
ローラとした現像方式が既に提案されている。この提案
によって、逆チャージトナーに関する不具合防止を低コ
ストで実現できたが、新たな現像方式（μ−ＩＳＰ２段
現像方式）で問題となる異常画像対策は十分になされて
いないのが現状である。

【００１２】本発明の第１の目的は、μ−ＩＳＰ２段現
像方式の採用を前提とし、加圧力Ｆ_Bによって第１トナ
ー搬送手段と第２トナー搬送手段、第２トナー搬送手段
と感光体とが常に一定の加圧力で加圧されていることに
なり、それぞれの回転体のくい込み量を大きくしなくて
もその接触が保たれて、各回転体（第１、第２トナー搬
送手段および像担持体）の寿命低下を引き起こさずに各
回転体間の接触を安定することができ、異常画像の発生
を防止することができる画像形成装置を提供することに
ある。

【００１３】本発明の第２の目的は、μ−ＩＳＰ２段現
像方式の採用を前提とし、、各回転体（第１、第２トナ
ー搬送手段および像担持体）の寿命低下を引き起こさず
に各回転体間の接触を安定することができ、異常画像の
発生を防止することができる画像形成装置を提供するこ
とにある。

【００１４】本発明の第３の目的は、μ−ＩＳＰ２段現
像方式の採用を前提とし、、各回転体（第１、第２トナ
ー搬送手段および像担持体）の寿命低下を引き起こさず
に各回転体間の接触を安定することができ、異常画像の
発生を防止することができる画像形成装置を提供するこ
とにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、一成分系ト
ナーを用い、トナー量規制手段と、第１及び第２トナー
搬送手段とを有し、前記第１トナー搬送手段上でトナー
量規制手段によりトナーの規制を行った後、前記第２ト
ナー搬送手段へトナーを転移付着させ、この第２トナー
搬送手段によりトナーを像担持体上に現像する現像装置
を備えた画像形成装置において、前記第１トナー搬送手
段に当接しているトナー量規制手段の加圧力が、前記第
１、第２トナー搬送手段の軸心を結んだ直線と平行で、
前記第１トナー搬送手段の軸心から前記第２トナー搬送
手段の軸心に向かう成分を持ち、さらに前記第２トナー
搬送手段と前記像担持体の軸心を結んだ直線と平行で、
前記第２トナー搬送手段の軸心から前記像担持体の軸心
に向かう成分を持つ第１の手段により達成される。

【００１６】また、上記目的は、一成分系トナーを用
い、トナー量規制手段と、第１及び第２トナー搬送手段
とを有し、前記第１トナー搬送手段上でトナー量規制手
段によりトナーの規制を行った後、前記第２トナー搬送
手段へトナーを転移付着させ、この第２トナー搬送手段
によりトナーを像担持体上に現像する現像装置を備えた
画像形成装置において、現像時に前記第１トナー搬送手
段と前記第２トナー搬送手段間に発生する摩擦力が前記
第２トナー搬送手段の軸心に作用する力と、前記第２ト
ナー搬送手段と前記像担持体間に発生する摩擦力が前記
第２トナー搬送手段の軸心に作用する力の合力が、前記
像担持体と前記第２トナー搬送手段の軸心を結んだ直線
と平行で、前記第２トナー搬送手段の軸心から前記像担
持体の軸心に向かう成分を持つ第２の手段により達成さ
れる。

【００１７】また、上記目的は、一成分系トナーを用
い、トナー量規制手段と、第１及び第２トナー搬送手段
とを有し、前記第１トナー搬送手段上で前記トナー量規
制手段によりトナーの規制を行った後、前記第２トナー
搬送手段へトナーを転移付着させ、この第２トナー搬送
手段によりトナーを前記像担持体上に現像する現像装置
を備えた画像形成装置において、現像時に前記第１トナ
ー搬送手段と前記第２トナー搬送手段間に発生する摩擦
力が前記第２トナー搬送手段の軸心に作用する力と、前
記第２トナー搬送手段と前記像担持体間に発生する摩擦
力が前記第２トナー搬送手段の軸心に作用する力の合力
が、前記第１トナー搬送手段の軸心と前記第２トナー搬
送手段の軸心と前記像担持体の軸心を結んで形成される
角の角度の小なる方向に向いている第３の手段により達
成される。

【００１８】

【作用】第１の手段においては、第１トナー搬送手段に
当接しているトナー量規制手段の加圧力が、第１、第２
トナー搬送手段の軸心を結んだ直線と平行で、第１トナ
ー搬送手段の軸心から第２トナー搬送手段の軸心に向か
う成分を持ち、さらに第２トナー搬送手段と像担持体の
軸心を結んだ直線と平行で、第２トナー搬送手段の軸心
から像担持体の軸心に向かう成分を持つことで、各回転
体（第１、第２トナー搬送手段及び像担持体）の寿命低
下を引き起こさずに各回転体間の接触が安定する。

【００１９】第２の手段においては、現像時に第１トナ
ー搬送手段と第２トナー搬送手段間に発生する摩擦力が
第２トナー搬送手段の軸心に作用する力と、第２トナー
搬送手段と像担持体間に発生する摩擦力が第２トナー搬
送手段の軸心に作用する力の合力が、像担持体と第２ト
ナー搬送手段の軸心を結んだ直線と平行で、第２トナー
搬送手段の軸心から像担持体の軸心に向かう成分を持つ
ことで、各回転体（第１、第２トナー搬送手段及び像担
持体）の寿命低下を引き起こさずに各回転体間の接触が
安定する。

【００２０】第３の手段においては、現像時に第１トナ
ー搬送手段と第２トナー搬送手段間に発生する摩擦力が
第２トナー搬送手段の軸心に作用する力と、第２トナー
搬送手段と像担持体間に発生する摩擦力が第２トナー搬
送手段の軸心に作用する力の合力が、第１トナー搬送手
段の軸心と第２トナー搬送手段の軸心と像担持体の軸心
を結んで形成される角の角度の小なる方向に向いている
ことで、各回転体（第１、第２トナー搬送手段及び像担
持体）の寿命低下を引き起こさずに各回転体間の接触が
安定する。

【００２１】

【実施例】図１は実施例に係る画像形成装置の要部構成
図である。

【００２２】図中、１は感光体、その感光体１の周りに
は、帯電装置（帯電ローラ）２、現像装置４、転写装置
（転写ローラ）５、クリーニング装置６等、光書き込み
部を除いた電子写真手段が配置されている。そして、こ
れらの電子写真プロセスの右側に光書き込み装置（レー
ザビーム光学装置）３が配置され、その光書き込み装置
３の下方に図示しない給紙カセットが配置されている。

【００２３】現像装置４は、図１に示すように、感光体
１の静電潜像にトナーを付着させて現像を行う第２トナ
ー搬送手段４５と、第２トナー搬送手段４５にトナーを
供給する第１トナー搬送手段４３と、第１トナー搬送手
段４３上のトナー量を規制するトナー量規制手段４４
と、アジテータ４２及びトナーホッパ４１、さらに図示
していないが第１及び第２トナー搬送手段４３，４５等
に所定の電圧を印加する電圧印加手段から構成されてい
る。クリーニング装置６はクリーニングブレード６１、
トナー回収ローラ６２、トナー剥離ブレード６３、トナ
ー収納部６４等を備えている。定着装置７は定着ローラ
７１、加圧ローラ７２を備えている。８はレジストロー
ラ、９は転写紙である。

【００２４】次に、このプロセス部の動作を説明する。

【００２５】この装置では、感光体１は図１において右
回転（矢印方向）をしており、その感光体１上に画像を
形成して、最終的に転写紙９に画像を写しとり、ハード
コピーを得るようになっている。感光体１はまず、帯電
装置２によって表面を一様に帯電され、光書き込み装置
３から照射される光ビームＬによって画像情報を書き込
まれて、静電潜像を形成する。この静電潜像に、現像装
置４を通る時、トナーを電界の作用で付着させ、可視像
化（現像）するようになっている。現像装置４の動作に
ついては後で詳述する。続いて転写装置５で感光体１上
のトナー像を転写紙９に写しとり、転写紙９はその後、
感光体１から離れて定着装置７に送られ、そこで熱と圧
力によりトナーを転写紙９に融着させることで、画像を
固定化する。こうして出来上がったハードコピーは装置
外部に排出される。

【００２６】一方、転写紙９に移りきらずに感光体１に
残ったトナーはクリーニング装置６で感光体１表面から
除去され、回収される。このようにして清浄になった感
光体１表面は再び帯電装置２によって均一に帯電され、
再度の画像形成に使用することが可能となる。

【００２７】なお、ここでは図示しなかったが、帯電工
程の前に光照射して感光体１の残留電荷を消去すると、
良好な帯電が行える。また、帯電装置２及び転写装置５
をローラ方式で図示しているが、従来よりあるコロナチ
ャージャを用いることも可能である。もちろん光書き込
み装置３も、レーザビーム光学装置以外にＬＥＤアレイ
やアナログ複写機で用いられている結像装置などを搭載
することが可能である。

【００２８】次に２段現像装置４の動作について説明す
る。

【００２９】まず、現像装置４のトナーホッパ４１から
アジテータ４２で送り出されたトナーを第１トナー搬送
手段４３に付着させるには、磁性一成分トナーを用いる
場合、第１トナー搬送手段４３を磁界を発生するローラ
として、その磁力によって吸引させる。また、非磁性一
成分トナーの場合でも、第１トナー搬送手段４３との間
で摺擦する（図では摺擦部材は記入していない）ことで
トナーを摩擦帯電させて、静電気力でトナーを第１トナ
ー搬送手段４３に付着させることが可能である。

【００３０】この時点では、第１トナー搬送手段４３上
のトナーは帯電状態も不安定で、付着量も均一でないた
め、第１トナー搬送手段４３を反時計回り方向に回転さ
せて、第１トナー搬送手段４３と当接しているトナー量
規制手段４４で不用なトナーを掻き落とし、また間隙を
通過させることでトナーの帯電量を安定化して、適正量
のトナー層を第１トナー搬送手段４３上に形成する。

【００３１】第１トナー搬送手段４３と第２トナー搬送
手段４５は図中Ｂ部で当接していて、第２トナー搬送手
段４５は第１トナー搬送手段４３に対して摺擦しながら
回転している。第１、第２トナー搬送手段４３，４５に
はそれぞれ、電源より所定の電圧が印加されていて、画
像形成（現像）時には第１トナー搬送手段４３から第２
トナー搬送手段４５にトナーが転移する電圧条件に設定
される。

【００３２】例えば、トナーがマイナスに帯電する場合
には第１トナー搬送手段４３に印加する電圧Ｖ１に対し
て、第２トナー搬送手段４５に印加する電圧Ｖ２をＶ２
＞Ｖ１の関係とすると、第１、第２トナー搬送手段４
３，４５の接触部において、マイナス帯電トナーが第２
トナー搬送手段４５側に移動する電界が形成される。

【００３３】ここで、逆にＶ２＜Ｖ１とすると、トナー
は第１トナー搬送手段４３側に電気力を受け、第２トナ
ー搬送手段４５にほとんどトナーを移らなくすることも
できる。トナーがプラスに帯電する場合は上の説明と逆
の動作となる。第２トナー搬送手段４５は図１では回転
方向を記載していないが、どちらの回転方向にしても、
必要なトナー層を第２トナー搬送手段４５上に形成する
ことができる。

【００３４】ここで、第２トナー搬送手段４５上にトナ
ー層を形成する目的は、発明が解決しようとする課題の
項で述べた内容に加えて、第１トナー搬送手段４３上で
は僅かに残っていた逆帯電トナーを電界の作用で選択的
に第２トナー搬送手段４５表面に供給しないので、完全
に除去することができることが挙げられる。

【００３５】また、第１、第２トナー搬送手段４３，４
５のそれぞれの回転数を選択することで、第２トナー搬
送手段４５上のトナー付着量をある程度任意に設定可能
であり、従来では未帯電トナーが多く混在してしまって
困難だった0.7mg／cm²を超えるトナー層を帯電量が安定
した状態で実現することも容易になった（未帯電トナー
が混在すると、トナー飛散による機内汚染や上記逆帯電
トナーの発生につながる）。さらに、上述したように、
第２トナー搬送手段４５上に意識的にトナーを付着させ
ないで、画像形成時以外に感光体１にトナーが転移する
のを防止することもできる。

【００３６】第２トナー搬送手段４５は感光体１と図中
Ａ部で当接していて、感光体１と摺擦しつつ回転する。
感光体１の静電潜像にトナーを転移して現像（可視像
化）するのは画像形成装置の動作説明でも述べたが、第
２トナー搬送手段４５に印加した電圧Ｖ２を感光体１の
静電潜像の電位コントラストに対して適正な値に設定す
れば、第２トナー搬送手段４５から電界の作用により、
潜像パターンに応じてトナーが移動し、現像が達成され
る。

【００３７】図１では転写紙９の搬送経路に制約を受け
て感光体１の回転方向（右回転）が図示されているが、
それに対して第２トナー搬送手段４５の回転方向は影響
されず、第２トナー搬送手段４５は右、左回転のどちら
方向でも現像することは可能である。

【００３８】ところで、このような感光体１とトナー搬
送手段を直接接触させて現像させる方式では、各回転体
間の接触の保持が重要で、第１トナー搬送手段４３と第
２トナー搬送手段４５の接触が悪くなると、第１トナー
搬送手段４３から第２トナー搬送手段４５にトナーの転
移が行われず、また、第２トナー搬送手段４５と感光体
１の接触が悪くなると、現像が行われなくなり、共に画
像情報の欠落という問題を引き起こすので、それぞれの
接触状態はどうしても確保しなくてはならない。

【００３９】図１において、第１トナー搬送手段４３、
第２トナー搬送手段４５、感光体１はそれぞれ、接触し
つつ回転摺擦しているが、各々の接触幅（ニップ幅と言
われる）はそれぞれの軸心の位置を固定して、一定のく
い込み量を確保することで接触を保っている。

【００４０】したがって、三者ともすべて硬度が高く変
形量が少ない材料で構成すると、相互の接触圧力が大き
くなって機械的に実現が困難である。

【００４１】このため、第２トナー搬送手段４５を変形
容易な材料で構成するか、若しくは第１トナー搬送手段
４３と感光体１を変形容易な材料で構成するかのどちら
かの構成を取らなければならない。ここでは前者の構成
について説明を進める。

【００４２】第２トナー搬送手段４５を変形容易な材料
で構成した場合にも、その機械的な寸法精度や回転軸で
のふれ、軸受のがた等で第２トナー搬送手段４５と感光
体１、及び第１トナー搬送手段４３間の接触状態が回転
によって随時変化する。その変化に対して接触関係を維
持するためには、上記くい込み量を変化量以上に設定す
ることで対応すると、今度は最大のくい込み位置で必要
以上のくい込み量となり、各回転体間の接触圧力が過剰
になってしまい、摩擦によって回転体自身の寿命や、軸
受部、回転駆動部の寿命が著しく低下することとなって
しまう。

【００４３】本発明ではそのような寿命低下を引き起こ
さずに各回転体間の接触を安定化するために、図１に示
した最小の構成で接触方向に力を作用させる構成を提案
するものである。

【００４４】以下、各回転体の具体的な圧接構造につい
て説明する。なお、各例で前記図１の構成部分と同一部
分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【００４５】図２及び図３は第１の実施例に係る各回転
体の圧接構造を示す模式図である。

【００４６】この第１の実施例ではトナー量規制手段４
４が第１トナー搬送手段４３に当接しているが、その加
圧力Ｆ_Bを、第１トナー搬送手段４３の軸心Ｄと第２ト
ナー搬送手段４５の軸心Ｍを通る直線ＤＭ（ＤからＭの
方向を正とする）方向の成分Ｆ_B1と、それと垂直方向の
成分Ｆ_B2で分解した時、Ｆ_B1がＤＭ方向に向く（正とな
る）ように加圧力Ｆ_Bを設定する（図２参照）。

【００４７】さらに、加圧力Ｆ_Bを第２トナー搬送手段
４５の軸心Ｍと感光体１の軸心Ｏを通る直線ＭＯ（Ｍか
らＯの方向を正とする）方向の成分Ｆ_B3と、それと垂直
方向の成分Ｆ_B4とに分解した時、Ｆ_B3がＭＯ方向に向く
（正となる）ようにすると、加圧力Ｆ_Bによって第１ト
ナー搬送手段４３と第２トナー搬送手段４５、第２トナ
ー搬送手段４５と感光体１とが常に一定の加圧力で加圧
されていることになり、それぞれの回転体のくい込み量
を大きくしなくてもその接触が保たれる。

【００４８】このように構成された前記第１の実施例に
あっては、加圧力Ｆ_Bによって第１トナー搬送手段４３
と第２トナー搬送手段４５、第２トナー搬送手段４５と
感光体１とが常に一定の加圧力で加圧されていることに
なり、それぞれの回転体のくい込み量を大きくしなくて
もその接触が保たれて、各回転体（第１、第２トナー搬
送手段４３，４５および像担持体１）の寿命低下を引き
起こさずに各回転体間の接触を安定することができ、異
常画像の発生を防止することができる。

【００４９】次に、第２の実施例を図４〜図１１を参照
して説明する。この第２の実施例は、現像時に第１トナ
ー搬送手段４３と第２トナー搬送手段間に発生する摩擦
力が第２トナー搬送手段４５の軸心Ｍに作用する力と、
第２トナー搬送手段４５と像担持体１間に発生する摩擦
力が第２トナー搬送手段４５の軸心Ｍに作用する力の合
力Ｆ_Mが、像担持体１と第２トナー搬送手段４５の軸心
Ｍを結んだ直線ＯＭと平行で、第２トナー搬送手段４５
の軸心Ｍから像担持体１の軸心Ｏに向かう成分を持つこ
とを特徴とするものであり、以下各例について説明す
る。

【００５０】今まで述べてきたように、本画像形成装置
では感光体１と第２トナー搬送手段４５、並びに第２ト
ナー搬送手段４５と第１トナー搬送手段４３がそれぞれ
当接しつつ回転しているので、それらの接触部で等速、
同方向に回転していない限り、それぞれの当接部におい
て摩擦力が発生し、それが各回転体の軸心に作用する。
この軸心に働く摩擦力の大きさと向きは各回転体同士の
トナー層を介在させた状態での摩擦係数、回転体間の当
接圧力、回転方向、回転速度に依存している。

【００５１】そこで図４に示す第２の実施例の第１の例
での作用する力について説明する。なお、前記実施例と
同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
図４は、感光体１が右回転（図１と同じ）していて、そ
れに対して第２トナー搬送手段４５が感光体１との接触
部で同方向（左回転）に感光体１よりも速い線速で回転
している状態を示す説明図である。なお、第１のトナー
搬送手段４３は左回転である。

【００５２】ここで、図４中黒塗りの矢印は各回転体の
回転を示し、矢印の長さでその速さ（感光体１の速さを
Ｖ_O、第１トナー搬送手段４３の速さをＶ_D、第２トナー
搬送手段４５の速さをＶ_Eとする）を簡略的に示してい
る。

【００５３】この摺擦による摩擦力は、感光体軸心Ｏに
は力Ｆ₁′として働き、第２トナー搬送手段４５の軸心
Ｍには同じ大きさで向きの違う力Ｆ₁として働く。

【００５４】ここで、白抜きの矢印は作用する力を示
し、矢印の大きさでその力の大きさを表すことにする。
また、第２トナー搬送手段４５の回転に対して第１トナ
ー搬送手段４３はその接触部で逆方向（左回転）に第２
トナー搬送手段４５よりも速い線速で回転しているの
で、そこで発生する摩擦力は第２トナー搬送手段４５の
軸心ＭにＦ₂として働き、第１トナー搬送手段４３の軸
心ＤにはＦ₂′として作用する。

【００５５】この第２の実施例の第１の例では、第１、
第２搬送手段４３，４５間に働く摩擦力が第２トナー搬
送手段４５、感光体１間に働く摩擦力よりも大きい場合
を示している。第２トナー搬送手段４５の軸心Ｍに作用
する力はＦ₁とＦ₂の合力であるから、図４のＦ_Mとな
る。

【００５６】ところで、この合力Ｆ_Mは、感光体１と第
１、第２トナー搬送手段４３，４５の軸心Ｏ，Ｄ，Ｍが
同一直線上に配置してある場合には摩擦力は接線力であ
るために、合力Ｆ_Mも接線方向の成分のみとなり、軸心
−軸心方向には作用しない。

【００５７】しかし図４の第２の実施例の第１の例のよ
うに、直線ＯＭと直線ＭＤが同一直線でない場合には合
力Ｆ_Mは直線ＯＭ方向の成分も持つようになる。したが
って、図４のような各回転体（１，４３，４５）の回
転、配置条件であれば、動作時には第２トナー搬送手段
４５は合力Ｆ_Mの直線ＯＭ方向の成分により感光体１方
向に圧力を受けることになり、上述したように、食い込
み量を大きくしなくても接触を安定に保つことができ
る。

【００５８】この図４の第２の実施例の第１の例では、
さらに合力Ｆ_Mが第２トナー搬送手段４５を感光体１と
第１トナー搬送手段４３間の間隙に楔として作用してい
る（後に詳述）ので、各回転体（１，４３，４５）の接
触の安定性がより一層増している。

【００５９】本画像形成装置で使用する感光体１は、有
機感光体、無機感光体（ａ−Ｓｉ，Ｓｅ）共に可能で、
第２トナー搬送手段４５は、ゴムローラ単独やゴムロー
ラに低摩擦材をコーティングしたもの、スポンジローラ
上にゴム層を形成したもの、スポンジローラに低摩擦材
をコーティングしたもの、チューブ材で被覆したもの等
が使用できる。

【００６０】また、第１トナー搬送手段４３には、金属
ローラ、ゴムローラ、プラスチックローラ、ゴムマグネ
ットローラ、プラスチックマグネットローラ等が使用で
きる。

【００６１】各回転体（１，４３，４５）の回転数は供
給するトナー量によるが、第１トナー搬送手段４３のト
ナー付着量を少なめ（例えば0.3mg／cm²）にして、第２
トナー搬送手段４５のトナー付着量を第１トナー搬送手
段４３より多く（例えば0.7mg／cm²）するには、第１ト
ナー搬送手段４３の方を速く回転させる。また、感光体
１への黒べた現像を保証するためには、0.7〜1.0mg／cm
²程度のトナーを付着させないといけないので、第２ト
ナー搬送手段４５は感光体１よりも速く回転させること
になる。そのように設定したのが図４の第１の例であ
る。

【００６２】また、第１トナー搬送手段４３のトナー付
着量を少なく設定した場合、その表面をトナーで覆い尽
くせないので、第２トナー搬送手段４５との摩擦力は若
干大きいものとなる。一方、第２トナー搬送手段４５と
感光体１の間では十分なトナーが介在しているので、ト
ナーが潤滑剤の役割をするために、第２トナー搬送手段
４５、感光体１間の摩擦力は下がり、結果的に図４のよ
うな力関係となる。

【００６３】次に、第２の実施例の第２の例を説明す
る。図５は第２の実施例の第２の例に係る各回転体の圧
接構造を示す模式図、図１２は回転体のくい込み量とニ
ップ幅の関係を示す特性図、図１３は回転体のくい込み
量と加圧力の関係を示す特性図である。なお、第２の例
の感光体１、第１トナー搬送手段４３、第２トナー搬送
手段４５の回転方向は前記第１の例と同じであり、また
前記実施例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明
を省略する。

【００６４】第２の実施例の第２の例に示すように、前
記第２の実施例の第１の例とは逆に、第２トナー搬送手
段４５、感光体１間の摩擦力の方が大きくなる場合もあ
る（図５参照）。これは第１トナー搬送手段４３のトナ
ー付着量を前記第１の例よりも多くし、第１、第２トナ
ー搬送手段４３，４５間の摩擦力を下げ、一方、第２ト
ナー搬送手段４５と感光体１の間ではニップ幅を大きく
とることで、摩擦力が大きくなる場合である。

【００６５】この第２の実施例の第２の例では、第１ト
ナー搬送手段４５の軸心Ｍに作用する摩擦力の合力Ｆ_M
は、直線ＭＯの方向に正の成分を有しているので動作時
には感光体１側への圧力は加わるように働き、第２トナ
ー搬送手段４５の感光体１への接触が保たれる。

【００６６】しかし、前記図４の第１の例と異なり、第
１トナー搬送手段４３に対しては逃げる方向に作用する
ので、第１、第２トナー搬送手段４３，４５間の接触を
保持するためには食い込み量で対応するしかない。

【００６７】ここで第１トナー搬送手段４３は第２トナ
ー搬送手段４５よりも曲率半径が小さいので、図１２、
図１３に示すように、大きい場合に比べて多少くい込み
量を増やしても、加圧力、ニップ幅ともに急激に大きく
なることはない。即ち、摩擦力も急激には大きくならず
に対応可能である（このことを曲率半径の大きな感光体
１で行うと、加圧力、摩擦力の増大を招いてしまう）。

【００６８】次に、第２の実施例の第３の例を説明す
る。図６は第２の実施例の第３の例に係る各回転体の圧
接構造を示す模式図である。

【００６９】ここで図６は第１トナー搬送手段４３の回
転方向が前記第１，２の例と逆なので（右回転）、トナ
ー規制手段４４は、図１とは逆の配置になっている（感
光体１、及び第２トナー搬送手段４５とも右回転であ
る）。

【００７０】この摺擦による摩擦力は、図６に示すよう
に、感光体軸心Ｏには力Ｆ₁′として働き、第２トナー
搬送手段４５の軸心Ｍには同じ大きさで向きの違う力Ｆ
₁として働く。また、第２トナー搬送手段４５の回転に
対して第１トナー搬送手段４３はその接触部で逆方向
（左回転）に第２トナー搬送手段４５よりも速い線速で
回転しているので、そこで発生する摩擦力は第２トナー
搬送手段４５の軸心ＭにＦ₂として働き、第１トナー搬
送手段４３の軸心ＤにはＦ₂′として作用する。

【００７１】この第２の実施例の第３の例では、第１、
第２搬送手段４３，４５間に働く摩擦力が第２トナー搬
送手段４５、感光体１間に働く摩擦力よりも大きい場合
を示している。第２トナー搬送手段４５の軸心Ｍに作用
する力はＦ₁とＦ₂の合力であるから、図６のＦ_Mとな
る。

【００７２】図６のように、直線ＯＭと直線ＭＤが同一
直線でない場合には合力Ｆ_Mは直線ＯＭ方向の成分も持
つようになる。したがって、図６のような各回転体
（１，４３，４５）の回転、配置条件であれば、動作時
には第２トナー搬送手段４５は合力Ｆ_Mの直線ＯＭ方向
の成分により感光体１方向に圧力を受けることになり、
上述したように、食い込み量を大きくしなくても接触を
安定に保つことができる。

【００７３】この第２の実施例の第３の例では、さらに
合力Ｆ_Mが第２トナー搬送手段４５を感光体１と第１ト
ナー搬送手段４３間の間隙に楔として作用しているの
で、各回転体（１，４３，４５）の接触の安定性がより
一層増している。

【００７４】次に、第２の実施例の第４の例を説明す
る。図７は第２の実施例の第４の例に係る各回転体の圧
接構造を示す模式図である。なお、第４の例の感光体
１、第１トナー搬送手段４３、第２トナー搬送手段４５
の回転方向は前記第３の例と同じである。

【００７５】第２の実施例の第４の例に示すように、前
記第２の実施例の第３の例とは逆に、第２トナー搬送手
段４５、感光体１間の摩擦力の方が大きくなる場合もあ
る（図７参照）。これは第１トナー搬送手段４３のトナ
ー付着量を前記第３の例よりも多くし、第１、第２トナ
ー搬送手段４３，４５間の摩擦力を下げ、一方、第２ト
ナー搬送手段４５と感光体１の間ではニップ幅を大きく
とることで、摩擦力が大きくなる場合である。

【００７６】次に、第２の実施例の第６の例〜第８の例
を説明する。図８は第２の実施例の第５の例に係る各感
光体の圧接構造を示す模式図、図９は第２の実施例の第
６の例に係る各感光体の圧接構造を示す模式図、図１０
は第２の実施例の第７の例に係る各感光体の圧接構造を
示す模式図、図１１は第２の実施例の第８の例に係る各
感光体の圧接構造を示す模式図である。なお、前記実施
例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略す
る。

【００７７】図８ないし図１１に示す第２の実施例の第
５の例〜第８の例は第１トナー搬送手段４３よりも第２
トナー搬送手段４５を速く回転させている例であり、こ
の時、第２トナー搬送手段４５のトナー付着量は第１ト
ナー搬送手段４３よりも少なくなるが、結果的に第２ト
ナー搬送手段４５と感光体１の線速比が大きくなってい
るために現像上は問題はない。

【００７８】なお、第５，６の例の感光体１、第１トナ
ー搬送手段４３の回転方向は右回転、第２トナー搬送手
段４５の回転方向は左回転で、トナー規制手段４４は、
前記図６と同じ配置になっており、第７，８の例の感光
体１、第２トナー搬送手段４５の回転方向は右回転、第
１トナー搬送手段４３の回転方向は左回転でトナー規制
手段４４は、図１と同じ配置になっている。

【００７９】このように構成された前記第２の実施例に
あっては、現像時に第１トナー搬送手段４３と第２トナ
ー搬送手段４５間に発生する摩擦力が第２トナー搬送手
段４５の軸心に作用する力Ｍと、第２トナー搬送手段４
５と像担持体１間に発生する摩擦力が第２トナー搬送手
段４５の軸心Ｍに作用する力の合力が、像担持体１と第
２トナー搬送手段４５の軸心Ｍを結んだ直線ＯＭと平行
で、第２トナー搬送手段４５の軸心Ｍから像担持体１の
軸心Ｏに向かう成分を持つことで、各回転体（第１、第
２トナー搬送手段４３，４５および像担持体１）の寿命
低下を引き起こさずに各回転体間の接触を安定すること
ができる。

【００８０】次に、第３の実施例を説明する。図１４な
いし図１７は第３の実施例の第１〜第４の例に係る各回
転体の圧接構造を示す模式図である。なお、前記実施例
と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略す
る。

【００８１】前記第２の実施例の説明で述べたように、
第２トナー搬送手段４５の軸心Ｍには感光体１および第
１トナー搬送手段４３との摩擦力の合力Ｆ_Mが作用す
る。即ち、図１４の第３の実施例の第１の例では、感光
体１が右回転（前記図１と同じ）していて、それに対し
て第２トナー搬送手段４５が感光体１との接触部で逆方
向（右回転）に感光体１よりも速い線速で回転してい
る。

【００８２】この摺擦による摩擦力は感光体軸心Ｏには
力Ｆ₁′として働き、第２トナー搬送手段４５の軸心Ｍ
には同じ大きさで向きの違う力Ｆ₁として働く。また、
第２トナー搬送手段４５の回転に対して第１トナー搬送
手段４３はその接触部で同方向（左回転）に第２トナー
搬送手段４５よりも速い線速で回転しているので、そこ
で発生する摩擦力は第２トナー搬送手段４５の軸心Ｍに
Ｆ２として働き、第１トナー搬送手段４３の軸心Ｄには
Ｆ２′として作用する。

【００８３】この第３の実施例の第１の例では図１４に
示すように、第１、第２トナー搬送手段４３，４５間に
働く摩擦力が第２トナー搬送手段４５、感光体１間に働
く摩擦力よりも大きい場合を示している。第２トナー搬
送手段４５の軸心Ｍに作用する力はＦ₁とＦ₂の合力であ
るから、図１４のＦ_Mとなる。この場合のＦ_Mは感光体１
の軸心Ｏと第２トナー搬送手段４５の軸心Ｍを結んだ直
線ＭＯと、第１、第２トナー搬送手段４３，４５の軸心
Ｄ，Ｍを結んだ直線ＤＭのなす角∠ＯＭＤの小さい方に
向いているので、第２トナー搬送手段４５は感光体１と
第１トナー搬送手段４３の間隙に丁度、楔のような形で
圧力を受けて、回転体相互の接触状態が保たれる。

【００８４】以下に同様な構成を図１５ないし図１７に
示してある。

【００８５】図１５に示す第３の実施例の第２の例で
は、前記第２の実施例の第１の例とは逆に、第２トナー
搬送手段４５、感光体１間の摩擦力の方が大きくなる場
合である。これは第１トナー搬送手段４３のトナー付着
量を前記第１の例よりも多くし、第１、第２トナー搬送
手段４３，４５間の摩擦力を下げ、一方、第２トナー搬
送手段４５と感光体１の間ではニップ幅を大きくとるこ
とで、摩擦力が大きくなる場合である。なお、第２の例
の各回転体の回転方向は前記第３の実施例の第１の例と
同じである。

【００８６】図１６、図１７に示す第３の実施例の第
３，４の例は第１トナー搬送手段４３の回転方向が前記
第１，２の例と逆なので（第２トナー搬送手段４５も逆
に左回転である）、トナー規制手段４４は前記図１とは
逆の配置とする。

【００８７】第３の実施例の第３の例は第２トナー搬送
手段４５、感光体１間の摩擦力の方が小さくなる場合
で、また第３の実施例の第４の例は第２トナー搬送手段
４５、感光体１間の摩擦力の方が大きくなる場合であ
る。

【００８８】摺擦による摩擦力は、図１６に示すよう
に、感光体軸心Ｏには力Ｆ₁′として働き、第２トナー
搬送手段４５の軸心Ｍには同じ大きさで向きの違う力Ｆ
₁として働く。また、第２トナー搬送手段４５の回転に
対して第１トナー搬送手段４３はその接触部で逆方向
（左回転）に第２トナー搬送手段４５よりも速い線速で
回転しているので、そこで発生する摩擦力は第２トナー
搬送手段４５の軸心ＭにＦ₂として働き、第１トナー搬
送手段４３の軸心ＤにはＦ₂′として作用する。

【００８９】この第３の実施例の第３の例では、第１、
第２搬送手段４３，４５間に働く摩擦力が第２トナー搬
送手段４５、感光体１間に働く摩擦力よりも大きい場合
を示している。第２トナー搬送手段４５の軸心Ｍに作用
する力はＦ₁とＦ₂の合力であるから、図１６のＦ_Mとな
る。

【００９０】また第３の実施例の第４の例では、第２ト
ナー搬送手段４５、感光体１間に働く摩擦力が第１、第
２搬送手段４３，４５間に働く摩擦力よりも大きい場合
を示している。第２トナー搬送手段４５の軸心Ｍに作用
する力はＦ₁とＦ₂の合力であるから、図１７のＦ_Mとな
る。

【００９１】このように第３の実施例の第２〜４の例に
あっても、合力Ｆ_Mは感光体１の軸心Ｏと第２トナー搬
送手段４５の軸心Ｍを結んだ直線ＭＯと、第１、第２ト
ナー搬送手段４３，４５の軸心Ｄ，Ｍを結んだ直線ＤＭ
のなす角∠ＯＭＤの小さい方に向いているので、第２ト
ナー搬送手段４５は感光体１と第１トナー搬送手段４３
の間隙に丁度、楔のような形で圧力を受けて、回転体相
互の接触状態が保たれる。

【００９２】このように構成された前記第３の実施例に
あっては、現像時に第１トナー搬送手段４３と第２トナ
ー搬送手段４５間に発生する摩擦力が第２トナー搬送手
段４５の軸心Ｍに作用する力と、第２トナー搬送手段４
５と像担持体１間に発生する摩擦力が第２トナー搬送手
段４５の軸心Ｍに作用する力の合力Ｆ_Mが、第１トナー
搬送手段４３の軸心と第２トナー搬送手段４５の軸心Ｍ
と像担持体１の軸心Ｏを結んで形成される角の角度の小
なる方向に向いていることで、各回転体（第１、第２ト
ナー搬送手段４３，４５および像担持体１）の寿命低下
を引き起こさずに各回転体間の接触を安定することがで
きる。

【００９３】なお、上記の実施例では、感光体１が第２
トナー搬送手段４５よりも速く回転する場合については
記載していないが、そのような構成でも上記に述べた考
え方で各回転体の接触を安定化することが可能である。

【００９４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、第１トナ
ー搬送手段に当接しているトナー規制手段の加圧力が、
第１、第２トナー搬送手段の軸心を結んだ直線と平行
で、第１トナー搬送手段の軸心から第２トナー搬送手段
の軸心に向かう成分を持ち、さらに第２トナー搬送手段
と像担持体の軸心を結んだ直線と平行で、第２トナー搬
送手段の軸心から像担持体の軸心に向かう成分を持つこ
とで、各回転体（第１、第２トナー搬送手段および像担
持体）の寿命低下を引き起こさずに各回転体間の接触を
安定することができる。

【００９５】請求項２記載の発明によれば、現像時に第
１トナー搬送手段と第２トナー搬送手段間に発生する摩
擦力が第２トナー搬送手段の軸心に作用する力と、第２
トナー搬送手段と像担持体間に発生する摩擦力が第２ト
ナー搬送手段の軸心に作用する力の合力が、像担持体と
第２トナー搬送手段の軸心を結んだ直線と平行で、第２
トナー搬送手段の軸心から像担持体の軸心に向かう成分
を持つことで、各回転体（第１、第２トナー搬送手段お
よび像担持体）の寿命低下を引き起こさずに各回転体間
の接触を安定することができる。

【００９６】請求項３記載の発明によれば、現像時に第
１トナー搬送手段と第２トナー搬送手段間に発生する摩
擦力が第２トナー搬送手段の軸心に作用する力と、第２
トナー搬送手段と像担持体間に発生する摩擦力が第２ト
ナー搬送手段の軸心に作用する力の合力が、第１トナー
搬送手段の軸心と第２トナー搬送手段の軸心と像担持体
の軸心を結んで形成される角の角度の小なる方向に向い
ていることで、各回転体（第１、第２トナー搬送手段お
よび像担持体）の寿命低下を引き起こさずに各回転体間
の接触を安定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る画像形成装置の要部構成
図である。

【図２】本発明の第１の実施例に係る各感光体の圧接構
造を示す模式図である。

【図３】本発明の第１の実施例に係る各感光体の圧接構
造を示す模式図である。

【図４】本発明の第２の実施例の第１の例に係る各感光
体の圧接構造を示す模式図である。

【図５】本発明の第２の実施例の第２の例に係る各感光
体の圧接構造を示す模式図である。

【図６】本発明の第２の実施例の第３の例に係る各感光
体の圧接構造を示す模式図である。

【図７】本発明の第２の実施例の第４の例に係る各感光
体の圧接構造を示す模式図である。

【図８】本発明の第２の実施例の第５の例に係る各感光
体の圧接構造を示す模式図である。

【図９】本発明の第２の実施例の第６の例に係る各感光
体の圧接構造を示す模式図である。

【図１０】本発明の第２の実施例の第７の例に係る各感
光体の圧接構造を示す模式図である。

【図１１】本発明の第２の実施例の第８の例に係る各感
光体の圧接構造を示す模式図である。

【図１２】回転体のくい込み量とニップ幅の関係を示す
特性図である。

【図１３】回転体のくい込み量と加圧力の関係を示す特
性図である。

【図１４】本発明の第３の実施例の第１の例に係る各感
光体の圧接構造を示す模式図である。

【図１５】本発明の第３の実施例の第２の例に係る各感
光体の圧接構造を示す模式図である。

【図１６】本発明の第３の実施例の第３の例に係る各感
光体の圧接構造を示す模式図である。

【図１７】本発明の第３の実施例の第４の例に係る各感
光体の圧接構造を示す模式図である。

【図１８】Ｓ−ＮＳＰ現像方式の現像器の構成図であ
る。

【図１９】μ−ＩＳＰ現像方式の現像器の構成図であ
る。

【符号の説明】

１感光体（像担持体）４３第１トナー搬送手段４４トナー規制手段４５第２トナー搬送手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一成分系トナーを用い、トナー量規制手
段と、第１及び第２トナー搬送手段とを有し、前記第１
トナー搬送手段上でトナー量規制手段によりトナーの規
制を行った後、前記第２トナー搬送手段へトナーを転移
付着させ、この第２トナー搬送手段によりトナーを像担
持体上に現像する現像装置を備えた画像形成装置におい
て、前記第１トナー搬送手段に当接しているトナー量規制手
段の加圧力が、前記第１、第２トナー搬送手段の軸心を
結んだ直線と平行で、前記第１トナー搬送手段の軸心か
ら前記第２トナー搬送手段の軸心に向かう成分を持ち、
さらに前記第２トナー搬送手段と前記像担持体の軸心を
結んだ直線と平行で、前記第２トナー搬送手段の軸心か
ら前記像担持体の軸心に向かう成分を持つことを特徴と
する画像形成装置。
【請求項２】一成分系トナーを用い、トナー量規制手
段と、第１及び第２トナー搬送手段とを有し、前記第１
トナー搬送手段上でトナー量規制手段によりトナーの規
制を行った後、前記第２トナー搬送手段へトナーを転移
付着させ、この第２トナー搬送手段によりトナーを像担
持体上に現像する現像装置を備えた画像形成装置におい
て、現像時に前記第１トナー搬送手段と前記第２トナー搬送
手段間に発生する摩擦力が前記第２トナー搬送手段の軸
心に作用する力と、前記第２トナー搬送手段と前記像担
持体間に発生する摩擦力が前記第２トナー搬送手段の軸
心に作用する力の合力が、前記像担持体と前記第２トナ
ー搬送手段の軸心を結んだ直線と平行で、前記第２トナ
ー搬送手段の軸心から前記像担持体の軸心に向かう成分
を持つことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】一成分系トナーを用い、トナー量規制手
段と、第１及び第２トナー搬送手段とを有し、前記第１
トナー搬送手段上で前記トナー量規制手段によりトナー
の規制を行った後、前記第２トナー搬送手段へトナーを
転移付着させ、この第２トナー搬送手段によりトナーを
前記像担持体上に現像する現像装置を備えた画像形成装
置において、現像時に前記第１トナー搬送手段と前記第２トナー搬送
手段間に発生する摩擦力が前記第２トナー搬送手段の軸
心に作用する力と、前記第２トナー搬送手段と前記像担
持体間に発生する摩擦力が前記第２トナー搬送手段の軸
心に作用する力の合力が、前記第１トナー搬送手段の軸
心と前記第２トナー搬送手段の軸心と前記像担持体の軸
心を結んで形成される角の角度の小なる方向に向いてい
ることを特徴とする画像形成装置。