JPH08202127A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、層形成ローラからバイアスにより現
像ローラ上に転移したトナー層を、さらに、第２の層厚
規制部材により一定の層厚に規制することで、均一で良
好な中間調画像を得られるようにした現像装置を提供す
ることを目的とする。 【構成】本発明は、弾性体からなる現像ローラ１２と、
この現像ローラ１２に対向して設けられ現像剤層を形成
する層形成ローラ１３と、この層形成ローラ１３上の現
像剤層の層厚を規制すると同時に所定極性に帯電させる
第１の層規制ブレード２０と、この第１の層規制ブレー
ド２０により形成された現像剤層を前記現像ローラ１２
上に転移させるような電位差を前記現像ローラ１２と層
形成ローラ１３との間に印加する電圧印加手段１６、１
７と、前記現像ローラ１２上に転移した現像剤層の層厚
を規制する第２の層規制ブレード２１とを具備してな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば、電子写真装
置に備えられる現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置はその装置本体内に感光体
ドラムを備え、この感光体ドラムの周囲部にはその回転
方向に沿って帯電チャージャー、現像装置、転写剥離チ
ャージャー、およびクリーニング装置等を配設してい
る。

【０００３】しかして、画像形成時には、帯電チャージ
ャーにより帯電された感光体ドラムの表面に原稿から反
射された反射光が照射され、原稿像に対応する静電潜像
が形成される。この静電潜像は感光体ドラムの回転によ
り現像装置に送られ、現像装置から現像剤が供給される
ことにより、顕像化される。そして、この顕像は転写チ
ャージャーの作用により、用紙に転写されたのち、剥離
されて定着器に送られ定着されたのち排出される。

【０００４】ところで、上記現像装置としては、たとえ
ば、１成分現像剤を供給するものが用いられる。この現
像装置はその現像容器内に現像ローラ、この現像ローラ
に転接するスポンジローラおよび攪拌ミキサを配設して
いる。また、上記現像ローラには層規制部材が押圧され
ている。

【０００５】しかして、現像剤供給時には、上記攪拌ミ
キサが回転されて現像剤が攪拌され、この攪拌された現
像剤はスポンジローラを介して現像ローラに送られる。
そして、この現像ローラに供給された現像剤は層規制部
材との間を通過することによって摩擦帯電されて薄層化
されたのち感光体ドラムに供給される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の１成
分現像器では現像ローラ上のトナー層厚が薄く、ソリッ
ド部の飽和濃度を確保するためには、感光体ドラムに対
する現像ローラの周速比を１．５〜２に高速化する必要
があった。

【０００７】このため、感光体ドラムの速度変動による
画像ジッタや、周速差によってソリッド後端に濃度上昇
や太りが発生してしまった。さらに、１成分現像の高速
化を考えた場合、現像ローラの周速が速いのは不利であ
る。

【０００８】そこで、これらの問題を解決するため、金
属製の層形成ローラを設け、この層形成ローラに層規制
部材を当接してトナー層の形成と帯電を行ない、電位差
により現像ローラ上にトナーを転移させることにより、
厚いトナー層を得ることが考えられている。

【０００９】しかし、この方法にも欠点がある。それ
は、層形成ローラと現像ローラの振れ、取り付け精度に
よって部分的に両ローラの当接圧力とニップ幅にむらが
生じるため、それが現像ローラ上のトナー層厚を不安定
にしてしまうのである。

【００１０】また、層形成ローラは、トナー搬送力を高
めるために表面粗さを持っているため、現像ローラ上に
転移したトナー層の表面にそれに対応した乱れが生じ易
い。特に、現像ローラと層形成ローラとの周速比を１付
近にすると中間調画像に層形成ローラの表面粗さに対応
した細かい濃度むらが発生する。

【００１１】そこで、本発明は、層形成ローラからバイ
アスにより現像ローラ上に転移したトナー層を、さら
に、第２の層厚規制部材により一定の層厚に規制するこ
とで、均一で良好な中間調画像を得られるようにした現
像装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、請求項１記載のものは、弾性体からなる現像
ローラと、この現像ローラに対向して設けられ現像剤層
を形成する層形成ローラと、この層形成ローラ上の現像
剤層の層厚を規制すると同時に所定極性に帯電させる第
１の層規制部材と、この第１の層規制部材により形成さ
れた現像剤層を前記現像ローラ上に転移させるような電
位差を前記現像ローラと層形成ローラとの間に印加する
電圧印加手段と、前記現像ローラ上に転移した現像剤層
の層厚を規制する第２の層規制部材とを具備してなる。

【００１３】請求項２記載のものは、弾性体からなる現
像ローラと、この現像ローラに対向して設けられ現像剤
層を形成する層形成ローラと、この層形成ローラ上の現
像剤層の層厚を規制すると同時に所定極性に帯電させる
第１の層規制部材と、この第１の層規制部材により形成
された現像剤層を前記現像ローラ上に転移させ、あるい
は、前記現像ローラ上に転移された現像剤を前記層形成
ローラ上に戻すような電位差を前記現像ローラと層形成
ローラとの間に切り替えて印加する電圧印加手段と、前
記現像ローラ上に転移した現像剤層の層厚を規制する第
２の層規制部材とを具備してなる。

【００１４】請求項３記載のものは、弾性体からなる現
像ローラと、この現像ローラに対向して設けられ、前記
現像ローラよりも速い周速で回動する現像剤供給ローラ
と、この現像剤供給ローラ上の現像剤層厚を規制すると
同時に所定極性に帯電させる第１の層規制部材と、この
第１の層規制部材により形成された現像剤層を前記現像
ローラ上に転移させるような電位差を前記現像ローラと
トナー供給ローラ間に印加する電圧印加手段と、前記電
位差により現像ローラ上に転移した現像剤層の層厚を前
記現像剤供給ローラ上の現像剤層厚よりも厚くなるよう
に規制する第２の層規制部材とを備えてなる。

【００１５】請求項４記載のものは、弾性体からなる現
像ローラと、この現像ローラに対向して設けられ、前記
現像ローラよりも速い周速で回動する現像剤供給ローラ
と、この現像剤供給ローラ上の現像剤層厚を規制すると
同時に所定極性に帯電させる第１の層規制部材と、この
第１の層規制部材により形成された現像剤層を前記現像
ローラ上に転移させるような電位差を前記現像ローラと
トナー供給ローラ間に印加する電圧印加手段と、前記ト
ナー供給ローラに対する第１の層厚規制部材の押圧力よ
りも小さな押圧力により前記現像ローラに接触し前記現
像ローラ上の現像剤層厚を規制する第２の層規制部材と
を備えてなる。

【００１６】請求項５記載のものは、弾性体からなる現
像ローラと、この現像ローラに対向して設けられ、前記
現像ローラよりも速い周速で回動する現像剤供給ローラ
と、この現像剤供給ローラ上の現像剤層厚を規制すると
同時に所定極性に帯電させる層規制部材と、この第１の
層規制部材により形成された現像剤層を前記現像ローラ
上に転移させるような電位差を前記現像ローラとトナー
供給ローラ間に印加する電圧印加手段と、前記現像ロー
ラ上に転移した現像剤層の層厚を前記現像剤供給ローラ
上の現像剤層厚よりも厚くなるように規制する層厚規制
ローラと、この層厚規制ローラ上に付着した現像剤を除
去する清掃手段とを具備してなる。

【００１７】請求項６記載のものは、弾性体からなる現
像ローラと、この現像ローラに対向して設けられ、前記
現像ローラよりも速い周速で回動する現像剤供給ローラ
と、この現像剤供給ローラ上の現像剤層厚を規制すると
同時に所定極性に帯電させる層規制部材と、この層規制
部材により形成された現像剤層を前記現像ローラ上に転
移させるような電位差を前記現像ローラと現像剤供給ロ
ーラ間に印加する第１の電圧印加手段と、前記現像ロー
ラ上に転移した現像剤層の層厚を前記現像剤供給ローラ
上の現像剤層厚よりも厚くなるように規制する層厚規制
ローラと、この層厚規制ローラ上に付着した現像剤を除
去する清掃手段と、前記現像ローラ上の一部の現像剤を
前記層規制ローラ上に移転させるような電位差を前記現
像ローラと層規制ローラ間に印加する第２の電圧印加手
段とを具備してなる。

【００１８】

【作用】請求項１記載のものは、現像ローラ上に移転し
た現像剤層の層厚を規制する第２の層規制部材を備える
ことにより、現像ローラ上に形成される現像剤層を厚
く、しかも、一定にし、像担持体に対する現像ローラの
周速比を小さくでき、複写機やプリンタの高速化に対応
し易すくなる。

【００１９】請求項２記載のものは、必要に応じて現像
ローラから層形成ローラへ現像剤が転移するようにバイ
アスを印加する電圧印加手段を備えることにより、第２
の層規制部材により掻き取られて層形成ローラと現像ロ
ーラ間に堆積する現像剤を内部に回収し、現像器外部に
漏れ出ることを防止する。

【００２０】請求項３記載のものは、現像剤供給ローラ
上の現像剤を第１の層規制部材により薄層化し、現像剤
供給ローラを現像ローラよりも速い周速で回動させるこ
とにより、現像ローラと現像剤供給ローラとの周速差に
より現像ローラ上に高い帯電量で且つ厚い現像剤層を形
成し、さらに、現像ローラ上の現像剤層が現像剤供給ロ
ーラ上の現像剤層よりも厚くなるように第２の層規制部
材を設定することにより、現像ローラ上に層厚のトナー
層を得る。

【００２１】請求項４記載のものは、現像ローラ上の現
像剤層厚を現像剤供給ローラ上の現像剤層厚よりも厚く
する手段として、現像ローラ上に当接させる第２の層厚
規制部材の押圧力を、現像剤供給ローラに当接させる第
１の層厚規制部材に比べて弱くすることにより、簡単な
構成で現像ローラ上の現像剤層厚を厚くする。

【００２２】請求項５記載のものは、現像ローラの層厚
規制を層厚規制ローラで行ない、層厚規制ローラに付着
する現像剤を除去手段により除去することにより、層厚
規制ローラ表面の現像剤などの固着による劣化を防止す
る。

【００２３】請求項６記載のものは、現像ローラ上の一
部の現像剤を層規制ローラ上に移転させるような電位差
を現像ローラと層規制ローラ間に印加する第２の電圧印
加手段を備えることにより、現像ローラ上の所定の厚さ
以上の現像剤を層規制ローラに転移し、さらに、層規制
ローラに移転された現像剤を清掃手段により除去するこ
とにより、現像ローラ上に安定した現像層を得る。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を図１および図２に示す一実施
例を参照して説明する。図２は電子写真装置の画像形成
部を示すもので、図中１は像担持体としての回転自在な
感光体ドラムである。この感光体ドラム１の周囲部に
は、その回転方向に沿って帯電チャージャー２、露光部
３、現像剤として一成分トナー１５を収容する現像装置
４、転写、剥離チャージャー５、６およびクリーニング
装置７さらに、除電ランプ８が順次配設されている。

【００２５】画像形成時には、図示しない露光ランプに
より原稿面が露光され、原稿からの反射光が上記感光体
ドラム１の表面に照射される。感光体ドラム１の表面は
帯電チャージャー２によって帯電され、この帯電された
表面に上記した反射光が照射されることにより、原稿像
に対応した静電潜像が形成される。この静電潜像は感光
体ドラム１の回転により、現像器４へ送られ、現像器４
から供給されるトナー１５により顕像化される。

【００２６】一方、このときには、図示しない給紙部か
ら用紙が供給され、感光体ドラム１と転写チャージャー
５との間の画像転写部に送り込まれ、前記転写チャージ
ャー５の作用により、感光体ドラム１上の静電潜像が転
写される。この静電潜像が転写された用紙は剥離チャー
ジャー６の作用により感光体ドラム１から剥離され、つ
いで、搬送ベルト９の走行により、図示しない定着器に
送られて画像が定着されたのち、排出される。

【００２７】ところで、上記現像装置４は図１に示すよ
うに構成されている。すなわち、図中１１は現像容器
で、この現像容器１１内には上記感光体ドラム１に接触
する現像ローラ１２、この現像ローラ１２に接触する層
形成ローラ１３およびミキサ１４が配設されている。

【００２８】上記層形成ローラ１３としては金属（たと
えば、アルミニューム）製のものが用いられ、トナー１
５の搬送性を向上させるため、その表面に予め１０〜１
５μｍ程度の表面粗さを有している。上記層形成ローラ
１３上には第１の層厚規制部材である層規制ブレード２
０の先端部が接続されている。この層規制ブレード２０
により、層形成ローラ１３上のトナーが薄層化される。

【００２９】上記層形成ローラ１３、現像ローラ１２に
は電圧印加手段１６、１７が接続され、上記層形成ロー
ラ１３には−４００〜−６００ｖ、現像ローラ１２には
−２００ｖ程度の電圧がそれぞれ印加されるようになっ
ている。

【００３０】上記現像ローラ１２は金属ローラである層
形成ローラ１３との電圧リークを防止するため、シャフ
ト１２ａと表面間の抵抗が１０⁶ 〜１０⁸ Ωのものが用
いられている。この現像ローラ１２上には第２の層厚規
制部材である層規制ブレード２１の先端部が接続されて
いる。この層規制ブレード２１により、現像ローラ１２
上のトナーは薄層化される。薄層化されたトナー層は、
感光体ドラム１と現像ローラ１２とが接触する現像ニッ
プにおいて現像に用いられ感光体ドラム１上の静電潜像
を可視化する。

【００３１】上記層厚規制ブレード２１としてはトナー
を−極性に帯電させるために、それ自身は＋極性に帯電
しやすいものでなければならない。例としては図３
（ａ），（ｂ）に示すように金属シャフト２４にシリコ
ン製のチップ２５を付けたもの、また、図４（ａ），
（ｂ）に示すように板バネ２６にシリコン製のチップ２
７を付けたもの、あるいは、図５（ａ），（ｂ）に示す
ように、金属の板バネ２８を直接現像ローラ１２に当接
するものなどが考えられている。

【００３２】次に、感光体ドラムの周速が１２５ｍｍ／
ｓの反転現像方式の複写機に本現像器を搭載した場合に
ついて説明する。なお、層形成ローラ１３と現像ローラ
１２との周速比をアゲインスト方向に１倍とし、第１、
第２の層規制ブレード２０、２１の押圧力をもとに、５
００ｇｆとした。

【００３３】このときの層形成ローラ１３上のトナーの
帯電量（Ｑ／ｍ）は−１０〜−１３μＣ／ｇ程度であ
り、トナー層厚（単位面積当たりのトナー付着量）は
１．０〜１．３ｇ／ｃｍ² 程度であった。

【００３４】また、現像ローラ１２上のトナー帯電量は
−１２〜−１５μＣ／ｇ、トナー層厚は０．９ｇ／ｃｍ
² 程度であった。従来型の現像装置では、現像ローラ１
２上のトナー帯電量は通常−６〜−１０μＣ／ｇ、トナ
ー層厚は０．４〜０．７ｇ／ｃｍ² であり、この値に比
べて本現像装置４では帯電量、トナー層厚ともに上昇し
ている。

【００３５】また、中間調画像を印字しても、第２の層
規制ブレード２１の効果により大幅な濃度むらが発生せ
ず、良好な画像が得られた。本現像器４は、金属ローラ
１３と第１の層厚規制ブレード２０により得た高帯電量
で厚いトナー層を電気的に現像ローラ１２に転移させ、
さらに第２の層厚規制ブレード２１によりトナー層を均
一にするもので、これにより良好な中間調画像を印字す
ることができ、１成分現像の高画質化を可能にしたもの
である。

【００３６】上記層形成ローラ１３は、トナーの帯電量
が所望の極性に高く得られる物質で且つ所定の表面粗さ
によりトナーの搬送性に優れていればどのようなもので
もよい。

【００３７】本発明の例では−極性に帯電するトナーを
用いているため、層規制部材と同じように摩擦により＋
に帯電しやすい物質、例えばシリコンや、酸化錫などの
金属が用いられている。

【００３８】上記現像ローラ１２の構成は、本発明に関
わる実験に使用した、金属に単純に表面粗さを設けたも
のや、金属表面のローラに導電性の粒子を付着させて表
面粗さを設けたり、あるいは、導電性のローラ表面に金
属粉を電着またはスプレーのようなもので付着させて表
面粗さを得るようにしてもよい。

【００３９】なお、帯電量測定は吸引式のものを用い、
現像ローラ１２を予め１０周回動させた後、１０周分の
トナーを吸引し、帯電量と吸引量の測定を行なった。次
に、本発明の第２の実施例を図６を参照して説明する。

【００４０】現像容器１１内にはミキサ１４が設けら
れ、時計方向に回転し、１成分トナーを攪拌しながら現
像剤供給ローラとしてのトナー供給ローラ３１上にトナ
ーを搬送する。トナー供給ローラ３１はウレタンなどの
弾性ローラでも、あるいは、金属製でもよく、但し、金
属性の場合は上記第１の実施例と同様にトナーの搬送性
を考慮して予め１０〜１５μｍの表面粗さを形成する必
要がある。

【００４１】トナー供給ローラ３１上のトナーは第１の
層厚規制部材である層規制ブレード２０とトナー供給ロ
ーラ３１との隙間を通過することで薄層化され、このと
きブレード２０やトナー供給ローラ３１との摩擦により
負極性に帯電される。続いてトナーはトナー供給ローラ
３１と現像ローラ１２との接触部において、電気的な力
により現像ローラ１２上に転移する。このときトナー供
給ローラ３１には−４００〜−６００ｖ、現像ローラ１
２には−２００ｖ程度の電圧が印加されている。

【００４２】トナー供給ローラ３１は、現像ローラ１２
よりも大きな周速比で回転しており、このため、現像ロ
ーラ１２上のトナー層は、トナー供給ローラ３１のトナ
ー層厚に比べて厚くなり、さらに、両ローラ１２、３１
の周速比が大きいためにトナーの摩擦帯電量は著しく上
昇する。そして、現像ローラ１２上に転移したトナー層
は、第２の層厚規制ブレード２１により薄層化される
が、ここで、第２の層厚規制ブレード２１は、第１の層
厚規制ブレード２０にくらべてトナー層厚を厚くするよ
うに設定されている。

【００４３】本現像器４では、トナー供給ローラ３１上
で第１の層規制ブレード２０により薄層化し、帯電させ
たトナーを電気的に現像ローラ１２に転移させるとき
に、現像ローラ１２よりもトナー供給ローラ３１の周速
比を大きくすることにより、現像ローラ１２上に高帯電
量で厚いトナー層を形成し、さらに、第１の層規制ブレ
ード２０よりもトナー層厚を厚くするように設定された
現像ローラ１２上の第２の層厚規制ブレード２１により
トナー層厚を一定にすることで、良好な中間調画像を得
られるようにしたものである。

【００４４】実験は、トナー供給ローラ３１には硬度３
０°（ＪＩＳ−Ａ）の弾性ウレタンローラを用いて現像
ローラ１２に対し１００〜２００μｍ食い込ませた状態
で行なった。トナー供給ローラ３１は現像ローラ１２に
対して周速比２．５で回動するように設定し、第１の層
規制ブレード２０の押圧力は１ｋｇｆ、第２の層規制ブ
レード２１では３００ｇｆ程度とした。

【００４５】上記現像ローラ１２には−２００ｖを印加
し、トナー供給ローラ３１には−５００ｖを印加した。
トナー供給ローラ３１におけるトナーの帯電量（Ｑ／
ｍ）は−７〜−１０μＣ／ｇ、層厚は０．５〜０．７ｍ
ｇ／ｃｍ² であったが、現像ローラ１２上ではトナー帯
電量は−１５〜−２０μＣ／ｇ、層厚は１．２〜１．５
ｇ／ｃｍ² に上昇した。このように現像ローラ１２では
トナー供給ローラ３１に比べて大幅に帯電量が高く層厚
の厚いトナー層を得ることができた。

【００４６】現像ローラ１２上のトナー層をトナー供給
ローラ３１上よりも厚く規制する方法はいくつか考えら
れる。一例としては上記したように、単純に層規制ブレ
ードの当接力の設定を第１と第２の規制ブレード２０、
２１で変えることである。

【００４７】具体的には、図７のように、第１と第２の
層規制部材を同一の部材（例えばローラ形状）により兼
用し、押圧方向を規制するガイド状の支持部材３７に、
層規制部材３５とスプリング３６を取り付け、支持部材
３７の押圧方向により層形成ローラ３１と現像ローラ１
２にそれぞれ加わる圧力を分散させる構造でる。

【００４８】また、さらに安定して同様な効果を得るに
は図８〜図１０のような方法がある。通常の層規制部材
は、例えば図８のように板バネ４１にシリコンチップ４
２をつけ、このチップ４２を一定荷重でトナー供給ロー
ラ３１に押し当てている。これを第１の層規制部材とし
て使用する。

【００４９】続いて、現像ローラ１２に当接させる第２
の層厚規制部材では図９に示すように、現像ローラ１２
の非画像部に対応する板バネ両端にプラスチック製のガ
イド４３を設け、画像部の板バネ４１の当接部４１ａの
当接力を弱くした。現像ローラ１２の硬度は３０〜５０
°（ＪＩＳ−Ａ）であり、ガイド４３にはデルリンを用
いた。デルリンの形状はカマボコ型のものや、また、現
像ローラ１２への負担を考慮して、図１０に示すよう
に、端部ほど特記が深い形状の突起部４４にしても良
い。

【００５０】同様な例としては図１１に示すように、第
１と第２の層厚規制部材とが同一部材４５にあり、第１
の規制部材にはチップ４６がついており、第２の規制部
材には両端部にデルリンの突起４７がある部材を、図１
２に示すように現像ローラ１２とトナー供給ローラ３１
に押圧することにより、現像ローラ１２上の規制部材の
当接圧力をトナー供給ローラ３１側に比べて安定して小
さくすることができる。

【００５１】また、これと同じような効果は、現像ロー
ラ１２の端部にガイドを設けることでも可能である。す
なわち、図１３に示すように、現像ローラ１２の両端部
に、現像ローラ１２の径よりも僅かに小径のガイド５１
を設けると、層規制部材５２はガイド５１に当たり、そ
れ以上は現像ローラ１２に食い込むことがないため弱い
荷重を保つことができる。

【００５２】また、層規制部材をローラ形状にし、非画
像部に対応するローラ両端部の径を大きくして、画像領
域の現像ローラ１２への押圧力を小さくする方法もあ
る。例えば、図１４に示すように、第１と第２の層規制
部材とを同じローラ形状の部材５５とし、トナー供給ロ
ーラ３１は直接、層規制ローラ５５に押圧されるように
して、現像ローラ１２は非画像部に対応する層規制ロー
ラ５５の径の大きな部分５５ａによって画像部の押圧力
が弱まるような設定にしておけばよい。

【００５３】このような構成にすることによって、現像
ローラ１２上のトナー層厚は、トナー供給ローラ３１上
に比べて厚くしかも一定に形成されるが、層厚規制部材
を長期間使用すると、例えばシリコンチップの場合は層
規制部材の摩耗や、また金属の場合はトナーなどの固着
による性能の劣化が発生する。

【００５４】そこで、図１５に示したように、層厚規制
部材に付着したトナーを書き落とすクリーニング装置を
当接させると効果がある。図１５に示した現像装置は、
第１と第２の層厚規制部材を同一のローラ状部材で兼用
した図７をもとにしている。

【００５５】ここで、層規制ローラ５７を回動させ、層
規制ローラ５７にクリーニングブレード５８を当接させ
ることで、層規制ローラ５７に付着した不必要なトナー
を掻落とし、層規制ローラ５７の劣化を防ぐようにし
た。クリーニング装置は、通常の感光体のクリーナとし
て使用するウレタン製ブレードを使用した。層規制ロー
ラ５１の現像ローラ１２に対する周速比は１とし、アゲ
インスト方向に回転させ、現像ローラ１２には３００ｇ
ｆ、トナー供給ローラ３１には１ｋｇｆの荷重で押圧し
た。バイアスは現像ローラ１２には−２００ｖ、トナー
供給ローラ３１には−５００ｖを印加した。

【００５６】以上の条件に於いて５％チャートを印字し
て、５，０００枚のランニングテストを行なったときの
ドラム上かぶりとソリッド濃度を図１６に示す（回収モ
ードはＯＮ：１００枚印字につき５枚分、回収モードに
ついては後述）。クリーニング装置の有無は５，０００
枚後では、ドラム上かぶり、ソリッド濃度とも画質に大
きな影響を与えていることがわかる。このとき、現像装
置を分解して層厚規制ローラ表面を観察してみると、ク
リーニング装置がない方にはトナーの固着が見られた。
このように層規制ローラ５７にクリーニングブレード５
８を当接させることで、層規制ローラ５７のトナーの固
着を防止することができ、画質の劣化を防ぐことができ
る。

【００５７】続いて層厚規制部材の押圧力ではなく、現
像ローラ１２上のトナー層厚をバイアスにより制御する
方法を図面に基づいて説明する。図１７は、現像ローラ
１２上の層厚規制部材を導電性ローラ６１にしたもので
ある。使用したのはアルミニューム製ローラであり、現
像ローラ１２に３００ｇｆで押圧してアゲインスト方向
に周速比１で回転させた。

【００５８】上記導電性ローラ６１には−２００〜−４
００ｖのバイアスを印加し、さらに金属ローラ６１には
ウレタンブレード６２を当接し、付着したトナーをクリ
ーニングする機構を設けた。

【００５９】現像ローラ１２上には高い帯電量で且つ厚
いトナー層が形成されているため、トナー層の表面の電
位は現像バイアスの−２００ｖに対して大幅に−側にシ
フトしている。

【００６０】実験によればトナー層表面電位は−３００
ｖ〜−４００ｖにも達しており層厚が厚い部分ほど高く
なっている。ここで−２００〜−４００ｖが印加された
金属ローラ６１が現像ローラ１２に接触すると現像が起
き、現像ローラ１２上のトナー層が厚い部分は、表面電
位が−側に高いために金属ローラ６１に現像され、トナ
ー層が厚くない部分は現像されない。

【００６１】本発明では、現像ローラ１２が感光体ドラ
ム１と接触して現像する前の段階で、トナー層の厚い部
分のみを金属ローラ６１により予め現像してしまうもの
で、これにより感光体ドラム１の現像時には一定の層厚
で、安定して現像特性を得ることができる。金属ローラ
６１は、感光体ドラム１の場合と同様に実際に現像して
しまうため、クリーニング機構がないと、均一な膜厚規
制が難しい。実験では通常の感光体のクリーナに使用す
るウレタン製のクリーニングブレード６２を層規制ロー
ラ６１に当接させた。現像ローラ１２へは−２００ｖ、
トナー供給ローラ３１には−５００ｖを印加し、層規制
ローラ６１に印加するバイアスを−２００ｖ、−３００
ｖ、−４００ｖと３種類振った。

【００６２】その結果、現像ローラ１２上のトナー帯電
量は−１５〜−２０μＣ／ｇでほぼ一定であったが、ト
ナー層厚が変化した。層規制ローラ３１に印加するバイ
アスが−２００ｖでは層厚は０．５ｍｇ／ｃｍ² 程度に
まで薄くなり、−３００ｖでは１．０〜１．２ｍｇ／ｃ
ｍ² 、−４００ｖでは１．２〜１．５ｍｇ／ｃｍ² にな
った。中間調画像を印刷すると、−２００ｖ、−３００
ｖでは濃度むらが現れなくなったが−４００ｖではむら
が発生した。

【００６３】このように、層規制ローラ６１に印加する
バイアスによって現像ローラ１２上のトナー層厚を制御
することができ、実験では−３００ｖ程度が均一で厚い
トナー層を得る最適条件であると判明した。このような
手段によっても、現像ローラ１２上のトナー層厚のむら
をなくすことができ、１成分現像の高画質化が可能にな
ることがわかった。

【００６４】この方法をさらに簡略化すると、図１８の
ような構成になる。第１と第２の層規制部材を同一の導
電性の層規制ローラ７１で兼用する。トナー供給ローラ
３１は、層規制ローラ７１によりアゲインスト方向に摺
擦され、そこでトナーの薄層形成と帯電を行なう。続い
て現像ローラ１２も同じ層規制ローラ７１により摺擦さ
れ、そのとき層規制ローラ７１に印加したバイアスによ
って必要以上付着したトナーのみ現像が行なわれ、現像
ローラ１２上のトナー層厚を一定にする。

【００６５】使用条件の例としては、トナー供給ローラ
３１への印加バイアスを−４００ｖ、現像ローラ１２は
−２００ｖ、層規制ローラ７１は−４００ｖ、層規制ロ
ーラ７１のトナー供給ローラ３１への押圧力はおよそ５
００ｇｆとし、現像ローラ１２へは３００ｇｆ程度とし
た。

【００６６】上記トナー供給ローラ３１の現像ローラ１
２に対する周速比は２．５とし、層規制ローラ７１と現
像ローラ１２との周速比は１とした。この方法では、層
規制ローラ７１に印加するバイアスをトナー供給ローラ
３１のそれよりも＋にすると、トナー供給ローラ３１か
ら層規制ローラ７１にトナーが転移してしまい、トナー
薄層形成においてロスが多くなってしまう。

【００６７】そこで、層規制ローラ７１とトナー供給ロ
ーラ３１のバイアスを等しくして実験を行なった。この
方法では層規制ローラ７１のバイアスをこれ以上大きく
＋側に調節できないために、濃度むらをなくす効果が若
干弱くなってしまうが、複雑な現像器構造を簡略化する
ことができる。

【００６８】本発明のすべてにおいて、第２の層厚規制
部材によって掻取られたトナーは現像ローラ１２と層形
成ローラ１３（第２の発明ではトナー供給ローラ３１に
対応）との間の空間部（図１の８１の部分）に堆積して
いき、やがて現像器１１外へ漏れ出す可能性がある。ま
た、規制部材により掻き取られてから時間が経ち、電荷
を失ったトナーがこの部分８１に堆積すると画像印字時
に現像トナーに混在し画質に悪影響が生じる。

【００６９】そこで、非印字動作時に、層形成ローラ１
３と現像ローラ１２に印加されているバイアスを反転さ
せることで、現像ローラ１２近辺に残存するトナーを層
形成ローラ１３側に戻す処理を行なうと良い。

【００７０】特に、長期的な使用においては画質劣化や
トナーの漏れが抑えられる。実験では５％チャートを１
００枚印字するごとに現像ローラバイアスの−２００ｖ
は変えずに、層形成ローラ１３のバイアスをアースして
５枚分現像器を動かし、それを５，０００枚行なって処
理を行なわなかった現像器と比較した。

【００７１】図２０はドラムかぶり上について測定した
結果である。現像器は図１９のようなローラ層規制部材
タイプを使用し、その他の現像器条件は、図１７と同じ
にした。

【００７２】処理を行なわなかった現像器はドラム上か
ぶりが初期３％以下であったものが５，０００枚時では
１０％近くまで増加している。一方、処理を行なった現
像器では５，０００終了時でも５％以下ではほとんど上
昇していない。また、５，０００枚印字後に現像器を分
解したところ、処理を行なっていない現像器では現像ロ
ーラとトナー供給ローラ（層形成ローラ）との間にトナ
ーが堆積していたが、処理を行なった現像器ではほとん
ど見られなかった。

【００７３】このような第２の層規制部材による悪影響
は、非印字時にトナーの回収モードを設けることにより
容易に解決することができる。以上の発明は、１成分現
像器の高画質化と高速化を同時に達成するためのもので
あり、これにより、現像ローラ１２上に厚い帯電量の高
いトナー層を形成することができる。

【００７４】本実施例では、トナーを搬送するローラ
は、現像ローラ１２とトナー供給ローラ３１（もしくは
層形成ローラ１３）の２本であったが、例えばトナーホ
ッパーからのトナーの搬送性を考慮して、トナー供給ロ
ーラ３１もしくは層形成ローラ１３の前段に発泡スポン
ジなどで構成された中間ローラを設けても良い。この場
合、現像器構成は複雑になるが、トナーの搬送性は確実
に上昇することは言うまでもない。

【００７５】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、請求項１
記載のものは、現像ローラ上に移転した現像剤層の層厚
を規制する第２の層規制部材を備えたから、現像ローラ
上に形成される現像剤層を厚く、しかも、一定にするこ
とができる。

【００７６】したがって、感光体ドラムに対する現像ロ
ーラの周速比を小さくでき、複写機やプリンタの高速化
に対応し易すくなる。また、現像ローラと感光体ドラム
との周速比を１にすると、ソリッド画像においても、後
端の濃度上昇や太りが発生せず高画質化が可能になる。

【００７７】さらに、中間調画像においても、むらのな
い均一な画像を得ることができる。請求項２記載のもの
は、必要に応じて現像ローラから層形成ローラへ現像剤
が転移するようにバイアスを印加する電圧印加手段を備
えるから、第２の層規制部材により掻き取られて層形成
ローラと現像ローラ間に堆積する現像剤を内部に回収で
き、現像器外部に漏れ出ることを防止できる。

【００７８】請求項３記載のものは、現像剤供給ローラ
上の現像剤を第１の層規制部材により薄層化し、現像剤
供給ローラを現像ローラよりも速い周速で回動させるか
ら、現像ローラと現像剤供給ローラとの周速差により現
像ローラ上に高い帯電量で且つ厚い現像剤層を形成で
き、さらに、現像ローラ上の現像剤層が現像剤供給ロー
ラ上の現像剤層よりも厚くなるように第２の層規制部材
を設定するから、現像ローラ上に層厚のトナー層を得る
ことができる。現像剤の帯電量が高いと現像特性が低γ
になるため、高階調な画像が得られ１成分現像の高画質
化が可能となる。

【００７９】請求項４記載のものは、現像ローラ上の現
像剤層厚を現像剤供給ローラ上の現像剤層厚よりも厚く
する手段として、現像ローラ上に当接させる第２の層厚
規制部材の押圧力を、現像剤供給ローラに当接させる第
１の層厚規制部材に比べて弱くしたから、簡単な構成で
現像ローラ上の現像剤層厚を厚くできる。

【００８０】請求項５記載のものは、現像ローラの層厚
規制を層厚規制ローラで行ない、層厚規制ローラに付着
する現像剤を除去手段により除去するから、層厚規制ロ
ーラ表面の現像剤などの固着による劣化を防止できる。

【００８１】請求項６記載のものは、現像ローラ上の一
部の現像剤を層規制ローラ上に移転させるような電位差
を現像ローラと層規制ローラ間に印加する第２の電圧印
加手段を備えたから、現像ローラ上の所定の厚さ以上の
現像剤を層規制ローラに転移でき、さらに、層規制ロー
ラに移転された現像剤を清掃手段により除去するから、
現像ローラ上に安定した現像層を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である現像装置を示す構成
図。

【図２】図１の現像装置を備える電子複写機の内部構成
図。

【図３】図１の現像装置における第２の層規制ブレード
の第１の他の例を示すもので、図３（ａ）はその正面
図、図３（ｂ）はその斜視図。

【図４】図１の現像装置における第２の層規制ブレード
の第２の他の例を示すもので、図４（ａ）はその正面
図、図４（ｂ）はその斜視図。

【図５】図１の現像装置における第２の層規制ブレード
の第３の他の例を示すもので、図５（ａ）はその正面
図、図５（ｂ）はその斜視図。

【図６】本発明の第１の他の実施例である現像装置を示
す構成図。

【図７】本発明の第２の他の実施例である現像装置を示
す構成図。

【図８】図７の現像装置における第１の層規制ブレード
の第１の他の例を示す斜視図。

【図９】図７の現像装置における第２の層規制ブレード
の第１の他の例を示す斜視図。

【図１０】図７の現像装置における第２の層規制ブレー
ドの第２の他の例を示す斜視図。

【図１１】図７の現像装置における第２の層規制ブレー
ドの第３の他の例を示す斜視図。

【図１２】図１１の第２の層規制ブレードを図７の現像
装置に取り付けた状態を示す図。

【図１３】図７の現像装置における第２の層規制ブレー
ドの第４の他の例を示す斜視図。

【図１４】本発明における第１および第２の層規制部材
を単一のローラ部材で構成した例を示す斜視図。

【図１５】本発明の第３の他の実施例である現像装置を
示す構成図。

【図１６】図１５の現像装置を使用しての画像形成時に
おけるランニング枚数と、感光体ドラム上のトナーかぶ
り、およびソリッド部の飽和濃度との関係を示すグラフ
図。

【図１７】本発明の第４の他の実施例である現像装置を
示す構成図。

【図１８】本発明の第５の他の実施例である現像装置を
示す構成図。

【図１９】本発明の第６の他の実施例である現像装置を
示す構成図。

【図２０】図１９の現像装置を用いての画像形成時にお
けるランニング枚数と感光体ドラム上のトナーかぶりと
の関係を示すグラフ図。

【符号の説明】

１…感光体ドラム、１２…現像ローラ、１３…層形成ロ
ーラ、１４…ミキサ、１６、１７…電圧印加手段、２０
…第１の層規制ブレード（第１の層厚規制部材）、２１
…第２の層規制ブレード（第２の層厚規制部材）、３１
…現像剤供給ローラ（トナー供給ローラ）、３５，５
２，５７，７１…層規制部材。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性体からなる現像ローラと、 この現像ローラに対向して設けられ現像剤層を形成する
   層形成ローラと、 この層形成ローラ上の現像剤層の層厚を規制すると同時
   に所定極性に帯電させる第１の層規制部材と、 この第１の層規制部材により形成された現像剤層を前記
   現像ローラ上に転移させるような電位差を前記現像ロー
   ラと層形成ローラとの間に印加する電圧印加手段と、 前記現像ローラ上に転移した現像剤層の層厚を規制する
   第２の層規制部材と、を具備したことを特徴とする現像
   装置。
2. 【請求項２】 弾性体からなる現像ローラと、 この現像ローラに対向して設けられ現像剤層を形成する
   層形成ローラと、 この層形成ローラ上の現像剤層の層厚を規制すると同時
   に所定極性に帯電させる第１の層規制部材と、 この第１の層規制部材により形成された現像剤層を前記
   現像ローラ上に転移させ、あるいは、前記現像ローラ上
   に転移された現像剤を前記層形成ローラ上に戻すような
   電位差を前記現像ローラと層形成ローラとの間に切り替
   えて印加する電圧印加手段と、 前記現像ローラ上に転移した現像剤層の層厚を規制する
   第２の層規制部材と、を具備したことを特徴とする現像
   装置。
3. 【請求項３】 弾性体からなる現像ローラと、 この現像ローラに対向して設けられ、前記現像ローラよ
   りも速い周速で回動する現像剤供給ローラと、 この現像剤供給ローラ上の現像剤層厚を規制すると同時
   に所定極性に帯電させる第１の層規制部材と、 この第１の層規制部材により形成された現像剤層を前記
   現像ローラ上に転移させるような電位差を前記現像ロー
   ラと現像剤供給ローラ間に印加する電圧印加手段と、 前記電位差により現像ローラ上に転移した現像剤層の層
   厚を前記現像剤供給ローラ上の現像剤層厚よりも厚くな
   るように規制する第２の層規制部材と、を備えたことを
   特徴とする現像装置。
4. 【請求項４】 弾性体からなる現像ローラと、 この現像ローラに対向して設けられ、前記現像ローラよ
   りも速い周速で回動する現像剤供給ローラと、 この現像剤供給ローラ上の現像剤層厚を規制すると同時
   に所定極性に帯電させる第１の層規制部材と、 この第１の層規制部材により形成された現像剤層を前記
   現像ローラ上に転移させるような電位差を前記現像ロー
   ラと現像剤供給ローラ間に印加する電圧印加手段と、 前記現像剤供給ローラに対する第１の層厚規制部材の押
   圧力よりも小さな押圧力により前記現像ローラに接触し
   前記現像ローラ上の現像剤層厚を規制する第２の層規制
   部材と、を備えたことを特徴とする現像装置。
5. 【請求項５】 弾性体からなる現像ローラと、 この現像ローラに対向して設けられ、前記現像ローラよ
   りも速い周速で回動する現像剤供給ローラと、 この現像剤供給ローラ上の現像剤層厚を規制すると同時
   に所定極性に帯電させる層規制部材と、 この層規制部材により形成された現像剤層を前記現像ロ
   ーラ上に転移させるような電位差を前記現像ローラと現
   像剤供給ローラ間に印加する電圧印加手段と、 前記現像ローラ上に転移した現像剤層の層厚を前記現像
   剤供給ローラ上の現像剤層厚よりも厚くなるように規制
   する層厚規制ローラと、 この層厚規制ローラ上に付着した現像剤を除去する清掃
   手段と、を具備したことを特徴とする現像装置。
6. 【請求項６】 弾性体からなる現像ローラと、 この現像ローラに対向して設けられ、前記現像ローラよ
   りも速い周速で回動する現像剤供給ローラと、 この現像剤供給ローラ上の現像剤層厚を規制すると同時
   に所定極性に帯電させる層規制部材と、 この層規制部材により形成された現像剤層を前記現像ロ
   ーラ上に転移させるような電位差を前記現像ローラと現
   像剤供給ローラ間に印加する第１の電圧印加手段と、 前記現像ローラ上に転移した現像剤層の層厚を前記現像
   剤供給ローラ上の現像剤層厚よりも厚くなるように規制
   する層厚規制ローラと、 この層厚規制ローラ上に付着した現像剤を除去する清掃
   手段と、 前記現像ローラ上の一部の現像剤を前記層規制ローラ上
   に移転させるような電位差を前記現像ローラと層規制ロ
   ーラ間に印加する第２の電圧印加手段と、を具備したこ
   とを特徴とする現像装置。