JPH0830104A

JPH0830104A - 現像装置

Info

Publication number: JPH0830104A
Application number: JP6184158A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Tanaka; 善朗田中; Kazuhiro Yuasa; 一弘湯浅; Shuichi Endo; 修一遠藤; Iwao Matsumae; 巌松前; Hiroshi Hosokawa; 浩細川; Mugijirou Uno; 麦二郎宇野; Koji Saito; 廣司齋藤; Eiji Takenaka; 英二竹中; Toshihiro Sugiyama; 敏弘杉山; Tetsuo Yamanaka; 哲夫山中
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1994-07-14
Filing date: 1994-07-14
Publication date: 1996-02-02

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】像担持体と第１トナー搬送手段との間に第２
トナー搬送手段を介在させた２段現像方式において、前
記第１トナー搬送手段に適正量のトナー保持と搬送力を
確保し、第２トナー搬送手段にトナーを転移させると
き、トナー層ムラが生じないように防止し、かつ画像濃
度ムラを低減させる。【構成】一成分系のトナーをその表面に付着させて搬
送する第１トナー搬送手段２８と、前記第１トナー搬送
手段によって搬送される前記トナー量を規制すると共
に、前記トナーを摩擦帯電させるトナー量規制手段３０
と、前記第１トナー搬送手段に接触して前記帯電された
トナーを吸引して表面に転移させる第２トナー搬送手段
２９と、この第２トナー搬送手段から転移された前記帯
電トナーを現像して可視像化する像担持体１２とを備え
た現像装置において、前記第１トナー搬送手段に磁界発
生層を設け、その磁界発生層の着磁ピッチを１〜５ｍｍ
に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、複写機、デジタル複
合機、レ−ザ−プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装
置に用いられる現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、感光体１と現像スリーブ４との
間に搬送ベルト６を形成させる２段現像方式の構成図で
ある。現像スリーブ４は磁界発生層を形成したローラ
で、このローラに弾性を有するドクターブレード５が当
接している。前記現像スリーブ４は磁界によって磁性を
有するトナーを周面に保持させている。前記ドクターブ
レード５は前記現像スリーブ４上に形成するトナー層の
層厚を規制し、かつ前記トナーを摩擦帯電させる。搬送
ベルト６は、その表面に誘電層を有し、前記現像スリー
ブ４と感光体１に対し所定面積の領域をもって接触して
いる。またその表面には、現像スリーブ４からの帯電さ
れたトナー３が電気的な力によって転移されている。感
光体１は図示しない潜像手段により、その表面に像を形
成し、前記搬送ベルト上に付着している帯電トナー３を
前記潜像部分に転移付着させて可視像化する。

【０００３】また図７は、感光体ベルト８と磁性の現像
ローラ１１を直接接触させる現像方式である。現像ロー
ラ１１は、その表面もしくは表面層近くに磁界発生層を
形成したローラで、このローラにドクターブレード１０
が当接している。前記現像ローラ１１は磁界によって磁
性を有するトナーを、その表面に保持させている。前記
ドクターブレード１０は前記現像ローラ１１上に形成す
るトナー層の層厚を規制し、かつ前記トナーを摩擦帯電
させる。感光体ベルト８はその表面上に図示しない潜像
手段により像を形成させ、前記現像ローラ１１上に帯電
されたトナーＴを潜像部分に転移付着させて可視像化す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
７の感光体ベルト８と磁性の現像ローラ１１を直接接触
させ略同周速で回転させる現像方式では、現像ローラ１
１の周面を着磁する着磁ピッチがそのまま画像欠点とし
て図８に示すようにピッチムラが生じるため、前記現像
ローラ１１を３〜４倍周速度を上げて、着磁ピッチをで
きる限りの最小ピッチにして実現させていた。しかし前
記着磁ピッチにおいては、着磁時の磁気干渉等が生じ、
平均的な磁束が現像ローラ１１表面上に形成できなくな
ること、さらには所定の磁束が得られない等の問題があ
った。その問題を除くため現像ローラ１１を速く回転さ
せることにより、供給不足のトナーを補っていたが、黒
ベタ記録及び中間調記録におけるトナー寄り、あるいは
ジター等の問題が新たに発生した。

【０００５】図９が黒ベタ及び中間調記録におけるトナ
ー寄りの原因となるトナー溜りを示したもので、これは
現像ローラ１１から感光体ベルト８に供給するトナーが
供給過剰となったときに生じる。特に黒ベタ記録時の終
端部にトナーが余分に付着する。

【０００６】これ等の問題を上記図３の感光体１と現像
スリーブ４との間に搬送ベルト６を介した２段現像方式
を採用して、現像スリーブ４の回転を前記搬送ベルト６
で一旦受けさせて感光体１に現像させるようにした。こ
れにより前記着磁時の磁気干渉等をなくせる着磁ピッチ
まで幅がとれ、さらにその分、現像ローラの周速度を上
げても、現像部分とは直接関係のない搬送ベルト６上に
トナーを転移させているので問題は生じなかった。

【０００７】ところが前記現像スリーブ４の着磁ピッチ
を５ｍｍ以上にさせると、着磁する磁極間の間隔が開
き、その磁極間において磁束回路が形成されるとしても
着磁間隔が広がっているため、その間の磁束回路は弱い
ものとなり不安定となる。さらに現像ローラ上の着磁し
た磁極間の中間点はもともと磁気中和状態でトナーを吸
引し保持するだけの磁力はなく、磁極間を結ぶ磁束によ
ってトナー同士が吸着し、前記中間点を覆っているに過
ぎずない。したがってその部分は着磁した磁極間の間隔
が大きければ、磁束力も弱くそれだけ機械的な力によっ
て位置が振られることになる。そのため搬送ベルト６に
接触し、かつ周速度が前記搬送ベルトより速い現像スリ
ーブが、該搬送ベルト上にトナーを転移させるとき、前
記磁極間の中間位置に存在するトナーが前記接触により
位置が振られ、その結果搬送ベルト上でトナー層ムラを
引き起こす。そのために現像において、トナー画像の濃
度ムラを生じさせるという問題があった。

【０００８】本発明は、感光体１と現像スリーブ４との
間に搬送ベルト６等の中間搬送手段を形成させる２段現
像方式において、前記現像スリーブに適正量のトナー保
持とトナー搬送力を確保し、前記搬送ベルト６上にトナ
ー層ムラが生じないように、安定した均一薄層トナー層
を維持できるようにして画像濃度ムラのない現像装置を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明の現像装置では、一成分系のト
ナーをその表面に付着させて搬送する第１トナー搬送手
段に磁界発生層を設け、その磁界発生層の着磁ピッチを
１〜５ｍｍとしたことを特徴とする。

【００１０】請求項２に係る発明の現像装置では、一成
分系のトナーをその表面に付着させて搬送する第１トナ
ー搬送手段に磁界発生層を設け、その磁界発生層の着磁
ピッチを１〜５ｍｍで、その磁束密度が１０〜５０テス
ラであることを特徴とする。

【００１１】請求項３に係る発明の現像装置では、一成
分系のトナーをその表面に付着させて搬送する第１トナ
ー搬送手段に磁界発生層を設け、その磁界発生層の着磁
ピッチを１〜５ｍｍ、その磁束密度が１０〜５０テスラ
で、前記第１トナー搬送手段に接触するトナー量規制手
段を磁性材にしたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】前記請求項１記載の構成によれば、第１トナー
搬送手段の磁界発生層の着磁ピッチを１〜５ｍｍとする
ことにより、着磁時、磁気干渉のない着磁状態が得ら
れ、所定の磁力を確保できると共に、第１トナー搬送手
段から第２トナー搬送手段へトナーを転移させるときに
生じるトナー層ムラを防げる着磁状態がとれる。よって
トナー量規制手段によるトナー薄層化が容易にでき、適
正量のトナーをムラなく供給することが可能となる。

【００１３】前記請求項２記載の構成によれば、第１ト
ナー搬送手段の磁界発生層の着磁ピッチを１〜５ｍｍと
したことに加えて、さらにその着磁量の磁束密度を１０
〜５０テスラにすることにより、前記第１トナー搬送手
段の磁界発生層が保持するトナー量が環境や経時変化の
影響に関係なく適量に安定的に保持され、かつトナー量
規制手段によるトナー薄層化が容易にでき、前記第１ト
ナー搬送手段から前記第２トナー搬送手段へトナーを供
給するときには、トナー層ムラが防げる適正量のトナー
をムラなく供給することが可能となる。

【００１４】前記請求項３記載の構成によれば、第１ト
ナー搬送手段の磁界発生層の着磁ピッチを１〜５ｍｍと
し、さらにその着磁量の磁束密度を１０〜５０テスラに
したことに加えて、さらにトナー量規制手段に磁性材を
備えることにより、該磁性材が第１トナー搬送手段の磁
界発生層に吸引され、かつ圧接状態になるので、トナー
量規制手段の長手方向のそり、撓み等から生じる片あた
りや圧接力のムラがなくなり、前記第１トナー搬送手段
上のトナー層厚を安定して規制できる。よってトナー層
ムラが防げる適正量のトナーをムラなく供給することが
可能となる。

【００１５】

【実施例】本願発明の一実施例について説明する。

【００１６】図１は、本願発明の一実施例に係る画像形
成装置の構成を示したものである。４０は装置本体で、
上構造体４０ａと下構造体４０ｂとで構成されている。
前記上構造体４０ａは前記下構造体４０ｂに軸５０によ
って開閉自在に軸支されている。１２は像担持体で、そ
の周囲に帯電手段１３、現像装置１４、転写手段１５、
クリーニング手段１６及び前記像担持体１２上に潜像さ
せる光書込み手段１７が配置されている。１８は記録紙
Ｐを内在させた給紙カセットで、記録紙Ｐは給紙ローラ
１９により繰り出され、レジスト手段２０と同期をとっ
て前記像担持体１２の下側に搬送される。前記像担持体
１２は矢印Ａ方向に回転し、前記帯電手段１３によって
一様に帯電された後、前記光書込み手段１７からのレー
ザー光に照射されて静電潜像を形成する。この静電潜像
は現像装置のトナーよって可視像化される。このトナー
の可視像は前記像担持体１２の下側に搬送されてきた記
録紙Ｐの上面に転写手段１５により転写され、さらに定
着手段２１によって定着される。この記録紙Ｐは排紙ロ
ーラ２２によって排出され排紙トレイ２３にスタックさ
れる。

【００１７】２４はトナーカートリッジで、補給トナー
部２４ａと回収したトナーを貯蔵する廃トナー部２４ｂ
と一体の構成になっている。前記補給トナー部２４ａに
充填されているトナーは、一成分系の磁性トナーあるい
は一成分系高抵抗トナーでアジテータ２５によりトナー
搬送ローラ２６に送られ、そこで適量づつ現像装置１４
のトナー溜め１４ｂへ補給される。現像装置１４の撹拌
補給部材２７は第１トナー搬送手段２８へトナーを適量
補給をするようになっている。

【００１８】図２は現像装置の要部構成を示す。

【００１９】２８は第１トナー搬送手段である第１トナ
ー搬送ローラで、その表面に磁界発生層を有している。
３０はトナー量規制手段であるドクターブレードで、弾
性を有す部材で形成され、前記第１トナー搬送ローラ２
８に当接している。２９は第２トナー搬送手段である第
２トナー搬送ローラで、導電性ゴム等により形成された
誘電層を有し、適正な当接量を維持して前記第１トナー
搬送ローラ２８と前記像担持体１２に当接している。

【００２０】前記トナー溜め１４ｂに補給されたトナー
は、前記撹拌補給部材２７により適量づつ前記第１トナ
ー搬送ローラ２８に補給され、該第１トナー搬送ローラ
２８の磁界発生層の磁力により吸着され保持される。前
記第１トナー搬送ローラ２８に保持されたトナーは、前
記ドクターブレード３０でトナー層厚の規制を受けると
共に適正な極性に摩擦帯電される。本実施例での帯電極
性はマイナスであるが、このときトナー同士の摩擦によ
り逆帯電トナー３３ｂ（プラス）がわずかに発生する場
合がある。

【００２１】この逆帯電トナーは、現像時に像担持体上
の潜像以外の部分に転移付着して、記録紙の地肌汚れを
生じさせるため、前記第１トナー搬送ローラ２８上にあ
る逆帯電トナー３３ｂを、先ず第２トナー搬送ローラ２
９に転移させないように除去する必要がある。そのため
に前記第１トナー搬送ローラ２８と第２トナー搬送ロー
ラ２９との間にバイアス電圧を印加させるバイアス手段
３２を設け、その電気的な力によって適正帯電トナー３
３ａのみが前記第１トナー搬送ローラ２８から第２トナ
ー搬送ローラ２９へ転移していくようにして、逆帯電ト
ナー３３ｂの転移を防止している。したがって第２トナ
ー搬送ローラ２９には適正帯電トナー３３ａのみが転移
していき、逆帯電トナー３３ｂは前記第１トナー搬送ロ
ーラ２８上に残り前記トナー溜め１４ｂに回収される
か、再び前記ドクターブレード３０によって規制され、
かつ適正な極性に摩擦帯電されるかの形となる。このト
ナー層３３は十数μｍ以下の薄い層である。

【００２２】図３は横軸に着磁ピッチ、縦軸に磁力（テ
スラ）の関係を示した線図３５である。この線図３５
は、第１トナー搬送ローラ２８の磁界発生層に一定の着
磁量を印加したときの着磁された磁力の変化を計測した
もので、着磁ピッチが１以下になると急激ら低下し、ピ
ッチが微細になればなるほど着磁の量が低下している。
これは着磁時において、隣接された着磁電極に磁気が飛
び、かつ電極間で着磁時の磁気干渉等が生じるためであ
る。したがって本発明の構成では隣接する電極の接近間
隔は約１ｍｍが限度となる。

【００２３】図４は横軸に着磁ピッチ、縦軸に記録画像
に発生したトナー層ムラの箇所数の関係を表した線図３
６である。トナー層ムラの箇所数は、着磁ピッチが大き
くなると増加の傾向があり、特に着磁ピッチ５ｍｍ以上
になると急激に増加する。これは着磁ピッチ間隔が大き
くなったことにより、着磁する磁極間の間隔が開き、そ
の磁極間において磁束回路が形成されるとしても着磁間
隔が広がっているため、その間の磁束回路は弱いものと
なり不安定となる。さらに現像ローラ上の着磁した磁極
間の中間点はもともと磁気中和状態でトナーを吸引し保
持するだけの磁力はなく、磁極間を結ぶ磁束によってト
ナー同士が吸着し、前記中間点を覆っているに過ぎずな
い。したがってその部分は着磁した磁極間の間隔が大き
ければ、磁束力も弱くそれだけ機械的な力によって位置
が振られることになる。そのため搬送ベルト６に接触
し、かつ周速度が前記搬送ベルトより速い現像スリーブ
が、該搬送ベルト上にトナーを転移させるとき、前記磁
極間の中間位置に存在するトナーが前記接触により位置
が振られ、その結果搬送ベルト上でトナー層ムラを引き
起こす。よって本実施例では着磁ピッチの上限を５ｍｍ
以下に設定することにより、画像濃度に影響を及ぼすト
ナー層ムラを低減でき、かつ前記トナー層ムラの発生を
防止することができる。

【００２４】図５は横軸に磁力、縦軸に第１トナー搬送
ローラ上のトナー量の関係を示した線図３７である。第
１トナー搬送ローラ上に吸引されるトナーは、均一に安
定的に、しかも薄層化できることが必要である。そのた
め第１トナー搬送ローラがトナーをどの程度、磁力で保
持できるかにかかっている。特に図５において着磁量が
ａ領域の１０テスラ以下であると、トナーの付着量にお
いて非常に不安定となり急激に低下する。これはトナー
を保持するだけの磁力が備わっていないことからであ
る。また着磁量がｂ領域の５０テスラ以上になると、磁
性材のドクターブレードを使用しているため、第１トナ
ー搬送ローラとの吸着力が増加すると共に当接圧が上が
り、第１トナー搬送ローラの磁力によるトナー量の付着
力よりも前記ドクターブレードの規制が上回り、結果と
してトナー付着量が減少していくようになる。したがっ
て着磁量がｃ領域の範囲、すなわち１０〜５０テスラで
あれば安定したトナーの付着量が得られることになる。
なお、前記トナー量規制手段の材質として、マルテンサ
イト系のステンレス材を用いてもよい。

【００２５】

【発明の効果】前記請求項１に係る発明によれば、第１
トナー搬送手段の磁界発生層を有するローラの着磁ピッ
チを１〜５ｍｍにすれば、着磁時における隣接電極間の
影響は避けられ、所定の着磁量を得ることができ、かつ
第２トナー搬送手段に対してもトナー層ムラが生じない
ようにトナーを転移させることができる。したがってト
ナー層厚の変動による画像濃度ムラが低減でき、地肌汚
れや画像ムラのない画像品質が得られる。

【００２６】前記請求項２に係る発明によれば、第１ト
ナー搬送手段の磁界発生層に所定量のトナーを保持させ
る磁力に幅をもたせることができるから、装置内温度あ
るいは外気温度等の環境変化に対しても十分に対応で
き、さらに均一の薄層化したトナー層も形成でき、安定
的に第２トナー搬送手段に対して転移付着ができる。ま
たさらに第１トナー搬送ローラ自体あるいはドクターブ
レードの経時変化にも対応がとれる。よってトナー層厚
の変動による画像濃度ムラが低減でき、地肌汚れや画像
ムラのない画像品質が得られ、かつ信頼性の高い現像装
置が得られる。

【００２７】前記請求項３係る発明によれば、第１トナ
ー搬送手段の磁界発生層を有するローラに磁性材を有す
るドクターブレードを当接したので、当接圧が均一にな
り、そのため第１トナー搬送手段におけるトナー層の均
一化がさらに図れ、よってトナー層厚の変動による画像
濃度ムラが低減でき、地肌汚れや画像ムラのない画像品
質が得られる。さらにトナー量規制手段の取付け精度や
部品精度の構成が簡単になり、コストの低減も図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の概要を示す構成図である。

【図２】本願発明の現像装置の要部構成図である。

【図３】着磁ピッチと磁力の関係を表す線図である。

【図４】着磁ピッチとトナー層ムラを表す線図である。

【図５】磁力と第１トナー搬送ローラ上のトナー量の関
係を示した線図である。

【図６】２段現像方式の従来例である。

【図７】現像装置の従来例を示す断面図である。

【図８】従来例の要部を示す。

【図９】従来例の要部を示す。

【符号の説明】１…感光体２…現像器３…トナー４,１１…現像スリーブ５，１０，３０…ドクターブレード６…搬送ベルト７…ローラ８…ベルト感光体９…補給ローラ１２…像担持体１３…帯電手段１４…現像装置１４ａ…トナー補給口１４ｂ…トナー溜め１５…転写手段１６…クリーニング手段２４…トナーカートリッジ２４ａ…補給トナー部２４ｂ…廃トナー部２５…アジテータ２６…トナー搬送ローラ２７…撹拌補給部材２８…第１トナー搬送ローラ２９…第２トナー搬送ローラ３２…バイアス手段３３…トナー層３３ａ…適正帯電トナー３３ｂ…逆帯電トナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松前巌東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者細川浩東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者宇野麦二郎東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者齋藤廣司東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者竹中英二東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者杉山敏弘東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者山中哲夫東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一成分系のトナーをその表面に付着させ
て搬送する第１トナー搬送手段と、前記第１トナー搬送
手段によって搬送される前記トナー量を規制すると共
に、前記トナーを摩擦帯電させるトナー量規制手段と、
前記第１トナー搬送手段に接触して前記帯電されたトナ
ーを吸引して表面に転移させる第２トナー搬送手段と、
この第２トナー搬送手段から転移された前記帯電トナー
を現像して可視像化する像担持体とを備えた現像装置に
おいて、前記第１トナー搬送手段に磁界発生層を設け、
その磁界発生層の着磁ピッチが１〜５ｍｍであることを
特徴とする現像装置。
【請求項２】一成分系のトナーをその表面に付着させ
て搬送する第１トナー搬送手段と、前記第１トナー搬送
手段によって搬送される前記トナー量を規制すると共
に、前記トナーを摩擦帯電させるトナー量規制手段と、
前記第１トナー搬送手段に接触して前記帯電されたトナ
ーを吸引して表面に転移させる第２トナー搬送手段と、
この第２トナー搬送手段から転移された前記帯電トナー
を現像して可視像化する像担持体とを備えた現像装置に
おいて、前記第１トナー搬送手段に磁界発生層を設け、
その磁界発生層の着磁ピッチが１〜５ｍｍで、その磁束
密度が１０〜５０テスラであることを特徴とする現像装
置。
【請求項３】一成分系のトナーをその表面に付着させ
て搬送する第１トナー搬送手段と、前記第１トナー搬送
手段によって搬送される前記トナー量を規制すると共
に、前記トナーを摩擦帯電させるトナー量規制手段と、
前記第１トナー搬送手段に接触して前記帯電されたトナ
ーを吸引して表面に転移させる第２トナー搬送手段と、
この第２トナー搬送手段から転移された前記帯電トナー
を現像して可視像化する像担持体とを備えた現像装置に
おいて、前記第１トナー搬送手段に磁界発生層を設け、
その磁界発生層の着磁ピッチを１〜５ｍｍ、磁束密度を
１０〜５０テスラとし、かつ前記第１トナー搬送手段に
接触する前記トナー量規制手段を磁性材で形成したこと
を特徴とする現像装置。