JPH0915965A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非接触方式で現像剤担持体に現像剤を供給す
る現像装置において、現像剤担持体近傍の現像剤を流出
させないための現像剤移動規制部材を設け、現像剤の粉
圧を高めて、現像剤担持体への安定した現像剤の供給を
図る。 【解決手段】 断面形状において支軸１０ａを中心とし
た円弧状の表面と、とがった鈎爪形状の先端部１０ｂと
を有する剛体からなる現像剤移動規制部材１０を現像ロ
ーラ２に対して平行に設ける。この構成により、現像剤
移動規制部材１０の円弧状の表面が現像ローラに対向
し、且つ先端部が楕円形のパドル６側に押圧されて、パ
ドルの回転による変位に対して常に現像剤移動規制部材
の先端部がパドルに接触した状態で追従移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置に適用できる現像装
置に係り、詳しくは現像剤担持体表面に現像剤を供給し
て現像を行う現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の現像装置では、現像剤を摩擦帯
電させて現像剤担持体表面に付着させている。現像剤を
摩擦帯電する方式としては、現像剤担持体表面に接触し
た状態で回転する現像剤供給ローラを用いたものや、現
像剤担持体表面に非接触の部材を用いるものが知られて
いる。

【０００３】図１は、前者の一例を示すものである。こ
の例では、帯電及び露光プロセス（図示せず）を経て、
表面に静電潜像を形成した感光体１に対して、表面に現
像剤薄層を形成した弾性体の現像剤担持体２を接触させ
て現像を行う一成分現像装置において、表面に現像剤を
保持した現像剤供給ローラ３と現像剤担持体２とを接触
させて現像剤担持体２への現像剤の供給を行うと共に摩
擦帯電を行い、その後薄層化ブレード５によって現像剤
担持体２上の余分な現像剤を掻き落とすことにより、現
像剤担持体２への現像剤薄層の形成を行っている。とこ
ろが、このような現像剤担持体表面に接触した状態で回
転する現像剤供給ローラを用いたものでは、現像剤担持
体２と現像剤供給ローラ３との間に多大な摩擦力が生じ
るため、駆動出力を増大させる必要が生じたり、現像剤
が劣化しやすくなったりするという問題が残されてい
る。また、現像剤供給ローラ３を低硬度（アスカーＣ２
０程度）な弾性体にする必要がしばしば生じるため、現
像剤供給部材の部品コストがかかってしまうという問題
も残されていた。

【０００４】後者の一例として、例えば特開昭６３−４
８５７６号公報には、表面を粗にした回転体の表面を現
像剤担持体表面に対して間隙を保持して配置し、回転体
の回転によって現像剤を現像剤担持体側へ搬送し、現像
剤担持体表面に現像剤を接触させて現像剤担持体に現像
剤を付着させる現像装置が開示されている。ところが、
この現像装置では、現像剤と現像剤担持体との接触圧が
十分に得られないので現像剤の摩擦帯電が不十分とな
り、現像剤の供給不足になるという問題点が残されてい
る。

【０００５】また、後者の他の一例として、例えば特開
平２−１０１４８５号公報や特開平３−４８８７７号公
報には、現像剤供給部材表面に保持されてきた現像剤を
掻き出し部材又は掻き取り部材によって掻き取り、掻き
取った現像剤を現像剤担持体表面に面した収容部に押し
込んで圧力を高め、現像剤の供給を行う現像装置が開示
されている。この方式は、現像剤担持体表面に隣接した
収容部に現像剤を押し込むように構成しているため、現
像剤担持体と現像剤との接触圧をある程度得ることがで
き、前記のように収容部を設けずに現像剤を現像剤担持
体側に搬送する構成の現像装置に比して現像剤の供給能
力が高いと思われる。しかし、収容部に現像剤が充填さ
れた後は、掻き取り部材によって掻き取った現像剤が更
に収容部に入り込もうとしても収容部内の圧力が増加
し、掻き取り部材が変形して収容部内の現像剤が溢れ出
し、収容部内の圧力が現像剤の摩擦帯電に適する圧力よ
りも低くなってしまう恐れが残されている。

【０００６】更に、図２に示すように、特開平２−１０
１４８５号公報に開示された現像装置では、外周面に凹
部を有し該凹部に現像剤を保持して回転するローラ４２
の表面の現像剤担持体から遠ざかる面に、弾性体で構成
した掻き出し部材４１の自由端を押圧させる構成をとっ
ていた。このため、ローラ４２と現像剤担持体２との間
に形成される収容部の現像剤の圧力が高くなってくる
と、掻き出し部材が現像剤に押されて図中Ａのように変
形しローラ４２との間に隙間が生じてしまい、この隙間
から現像剤が流出して、該収容部に所望の圧力が得られ
ないという恐れも残されている。以上のことから、上記
のような構成の現像装置においても現像剤の供給能力は
不十分であるという問題点が残されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の問題点
に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、
現像剤担持体に接触した状態で現像剤を供給する接触供
給方式の現像装置よりも低コスト化の可能性がある非接
触供給方式の現像装置において、現像剤担持体表面に対
する現像剤の十分な接触圧を維持でき、現像剤担持体へ
の安定した現像剤の供給を図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】上記目的を達成するため
に、請求項１の現像装置は、潜像担持体又は他の現像担
持体へ現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、現像
剤担持体に対して非接触に設けられ、回転によって現像
剤担持体表面周辺に現像剤を送りこむことができる形状
の送りこみ回転部材と、該送りこみ回転部材により現像
剤担持体表面に送りこまれた現像剤が現像剤担持体表面
の周囲から逃げるのを一部規制して、該表面に対する該
表面周辺の現像剤の粉圧を所定以上に保つ現像剤移動規
制部材とを有する現像装置であって、前記現像剤移動規
制部材を剛体で形成するとともに、先端部が前記送りこ
み回転部材の表面に常時接触した状態で、該現像剤移動
規制部材が該回転体の回転による該表面の変位に追従し
て移動し得るように該現像剤移動規制部材を保持する保
持手段と、該現像剤移動規制部材が前記粉圧により前記
現像剤担持体表面から離間するように変位するのを規制
する離間規制手段とを設けたことを特徴とするものであ
る。ここで、所定以上の粉圧とは、現像剤担持体への現
像剤の供給が十分となる程度に現像剤と現像剤担持体と
の接触圧を維持できる粉圧をいう。また、剛体とは、現
像剤移動規制部材が現像剤担持体表面周辺の現像剤の粉
圧を所定以上に保てる程度に変形しない固さのものをい
う。この現像装置においては、送りこみ回転部材を現像
剤担持体に対して非接触に配設して、送りこみ回転部材
及び現像剤担持体を回転駆動する際の駆動出力が小さく
なるようにする。送りこみ回転部材によって現像剤担持
体表面周辺に送りこまれた現像剤が逃げるのを一部規制
する剛体からなる現像剤移動規制部材が、変形すること
なく送りこみ回転部材の変位に追従移動して、該表面に
対する該表面周辺の粉圧を常に所定以上に保つ。また、
現像剤担持体周辺の現像剤の粉圧が高くなって所定以上
になっても、剛体の現像剤移動規制部材は変形しないの
で、現像剤移動規制部材と送りこみ回転部材とが常時接
触して追従移動し、現像剤移動規制部材と送りこみ回転
部材との間には現像剤が流出する隙間を生じさせない。

【０００９】請求項２の現像装置は、請求項１の現像装
置において、上記現像剤移動規制部材に上記追従移動に
よって揺動するための支軸を設け、現像剤移動規制部材
の表面の一部を該支軸を回転中心とする円弧状に形成
し、該現像剤移動規制部材の上記追従移動によるいかな
る位置においても、該円弧状の表面が現像剤担持体に対
向するよう現像剤移動規制部材を構成したことを特徴と
するものである。この現像装置においては、支軸を中心
として現像剤移動規制部材が移動する時、常に該支軸を
回転中心とする円弧状の表面が現像剤担持体に対向し、
該表面と現像剤担持体との間隙を一定に保つ。

【００１０】請求項３の現像装置は、請求項１の現像装
置において、上記送りこみ回転部材として、断面形状が
楕円形状の部材を用いたことを特徴とするものである。
この現像装置においては、断面形状が楕円形状の送りこ
み回転部材表面を現像剤移動規制部材の該送りこみ回転
部材に接触している部分がスムーズに追従移動する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を画像形成装置であ
る電子写真複写機（以下、複写機という）に用いられる
現像装置に適用した実施例について説明する。始めに、
本件発明の前提となる構成について説明する。図３
（ａ），（ｂ）は現像剤担持体としての現像ローラ２へ
の現像剤（以下、トナーという）４の簡素な供給機構を
有するトナー供給部の説明図である。このトナー供給部
は、トナー４を収容する現像剤収容部としてのトナー４
ホッパ部７と、現像ローラ２上に供給された現像剤の厚
みを規制する薄層化ブレード５と、現像ローラ近傍に現
像剤を送りこむ送りこみ回転部材としてのパドル６とが
設けられている。

【００１２】上記パドル６は、円筒状の現像ローラ２の
軸に平行で且つ現像ローラ２から一定の距離にある軸６
ａと、該軸を中心として回転する翼部６ｂ有しており、
現像ローラ２に対して非接触に回転するようにトナー４
ホッパ部７内に配設されている。この構成によれば、パ
ドル６の回転によって、図３（ａ）のように現像ローラ
２に近づく方向に移動する翼部６ｂはトナーホッパ部７
内のトナー４を現像ローラ２近傍に送りこむ働きをす
る。しかし、一方で、図３（ｂ）のように現像ローラ２
から遠ざかる方向に移動する翼部６ｂは現像ローラ近傍
のトナー４を掻きだしてしまうため、現像ローラ近傍の
トナー４の粉圧を高めることはできない。

【００１３】ここで、上記粉圧を高めるために、現像ロ
ーラ２から遠ざかる方向に移動するパドル６の翼部６ｂ
によって掻きだされようとするトナー４を、現像ローラ
２側に掻き落とす掻き落とし部材８を設ける。この掻き
落とし部材８は、現像ローラ２近傍からトナー４がパド
ル６によって掻きだされるトナー４の流路を遮るように
設け、自由端がパドル６に接触するようにしている。こ
の構成よれば、図３（ｃ）のように、現像ローラ２近傍
に送りこまれるトナー４が再びパドル６の翼部６ｂで掻
きだされようとするとき、翼部６ｂに接触してこのトナ
ー４を現像ローラ２側に掻き落とす。よって、現像ロー
ラ２近傍の領域のトナー４密度が高くなるので、この領
域内のトナー４は、ある程度の大きさ以上の圧力をもつ
ことができ、さらに余分なトナー４が掻き落とし部材と
現像ローラ２との隙間Ｂから溢れだす。しかし、この掻
き落とし部材８は、パドル６の回転を妨げないようにす
るため弾性部材から構成しているので、図３（ｄ）のよ
うに現像ローラ２近傍のトナー４の粉圧がある程度の大
きさ以上になると、掻き落とし部材８が粉圧に負けて湾
曲し、図３（ｄ）のように、パドル６と掻き落とし部材
８先端部との間に隙間Ｃができた状態に曲がったままに
なってしまう。このようになると現像ローラ２近傍のト
ナー４がその隙間から流出してしまい、現像ローラ２近
傍に所望の粉圧が得られないという不具合が生じる。

【００１４】以下、上記不具合を解消できる本発明に係
る現像装置の構成について説明する。本実施例において
は、掻き落とし部材８の代わりに図４（ａ）（ｂ）に示
すように、現像剤移動規制部材１０を設ける。この現像
剤移動規制部材１０は、硬質の材質で形成し、円筒状の
現像ローラ２に対して平行に設け、その断面において支
軸１０ａを中心とした円弧状の表面ととがった鈎爪形状
の先端部１０ｂとを有する形状に形成して、円弧上の表
面を現像ローラ２に対向させ、且つ該先端部１０ｂを楕
円形のパドル６６に接触させている。また、現像ローラ
２下部とトナーホッパ部７との間の隙間を塞ぐために、
現像ローラ２回転方向（図中矢印方向）に対して順方向
から該現像ローラ２に接触させるシール部材２０を設け
ている。上記現像剤移動規制部材１０は、図５に示すよ
うに長手方向に延在した回転軸１１が装置側板１２に支
持され、回転軸にねじりコイルバネ１３が巻きつけられ
ると共に、ねじりコイルバネ１３の一端が回転軸と一体
形成された突起部１４に、他端が装置側板と一体形成さ
れた突起状の引っ掛け部１５に引っ掛けられている。こ
の構成によって、現像剤移動規制部材１０は、支軸を介
してパドル６側（図中矢印Ｄ方向）への押圧力が掛けら
れ、パドル６に常時接触した状態で、パドル６の回転に
追従移動するように保持されている。

【００１５】上記構成により、図４（ａ）のようにパド
ル６の翼部６ｂが現像ローラ２に近づく方向に移動する
とき、現像ローラ２近傍１６にトナー４が送りこまれ
る。この時、現像剤移動規制部材１０の先端がパドル６
の幅方向全域に渡って接触しているので、現像ローラ近
傍のトナー４は現像剤移動規制部材１０と現像ローラ２
との間の間隙１７のみからしか外部に流出できない。次
に、図４（ｂ）のようにパドル６の翼部６ｂが現像ロー
ラ２から遠ざかる方向に移動するとき、現像ローラ近傍
１６のトナー４が該翼部６ｂで排出されようとするの
を、現像剤移動規制部材１０が翼部６ｂに接触して掻き
落とす。この場合も、現像剤移動規制部材１０の先端が
パドル６の幅方向全域に渡って接触しているので、現像
ローラ近傍１６のトナー４のは現像剤移動規制部材１０
と現像ローラとの間の間隙１７のみからしか外部に流出
できない。図６は、パドル６が１回転するときのパドル
６の変位と現像剤移動規制部材１０の移動状態を示した
ものである。この例では、現像剤移動規制部材１０の回
転軸に設けたねじりコイルバネ１３が、該部材の先端部
１０ｂをパドル６の変位に応じて常にパドル６側に押し
つけており、かつ、現像剤移動規制部材１０をトナー粉
圧によって変形しない剛体の材質で構成しているので、
現像ローラ近傍１６のトナー粉圧を高圧に維持すること
ができる。

【００１６】上記構成の現像装置においては、現像ロー
ラ近傍１６のトナー４は、現像剤移動規制部材１０と現
像ローラ２との間の間隙１７のみからしか外部に流出で
きないように構成しているので、この間隙１７の幅によ
って、現像ローラ近傍１６のトナー４の粉圧が変化する
ことになる。

【００１７】ここで、パドル６の回転速度を３段階に設
定して、これをパラメータとして現像剤移動規制部材１
０と現像ローラ２との間の間隙１７に対するトナー４の
帯電量及び現像ローラ近傍１６のトナー４の粉圧の関係
について調べたところ、図７，８のような結果を得た。
図７より、トナー４の帯電量は、間隙１７が大きいほど
少なく、間隙１７が小さいほど多くなり、間隙１７が
０．５ｍｍ〜５ｍｍにおいては、その間隙１７の変化に
対する帯電量の変化が顕著でかつ広範囲に変化し、間隙
１７がそれより大きくても、また小さくても帯電量はほ
とんど変化しない。図８より、現像ローラ２表面周辺の
トナー４の粉圧は、間隙１７が小さくなればなるほど大
きくなる。従って、間隙１７が小さくなればなるほどパ
ドル６を回転させるための駆動系に係る負荷が大きくな
る。そして、間隙１７が０．５ｍｍより小さいとパドル
６の駆動系にかかる負荷が多きくなりすぎる。

【００１８】そこで、現像剤移動規制部材１０と上記現
像ローラ２との間の間隙１７を、現像ローラ表面周辺の
トナー４の粉圧が該間隙１７に伴って顕著にかつ広範囲
に変化する０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲内で変化させれ
ば、該間隙１７を調整することで容易に所望の粉圧を得
ることができ、現像ローラ２への安定したトナー４の供
給を行うことができるという効果がある。また、該間隙
１７が０．５ｍｍ以上ではパドル６の駆動系にかかる負
荷が大きくなり過ぎないので、より確実に駆動出力の低
減を図ることができる。

【００１９】次に、現像ローラ近傍の現像剤の粉圧を所
望の圧を高めて現像ローラ２への安定したトナーの供給
を行うことができる変形例について説明する。図９は、
前述のパドル及び現像剤移動規制部材を変形させた図で
ある。パドル（以下、変形パドルという）４２は凹部及
び凸部をそれぞれ曲面とし、これらを交互に連結して外
周面の断面形状に凹凸が現れるように形成している。現
像剤移動規制部材２０は、剛体から形成されており、変
形パドル４２の長手方向端部まで延在する長さの板形状
（以下、板状移動規制部材という）で、変形パドル４２
の上方から垂直に変形パドル４２に突き当たるように設
けられている。この板状移動規制部材２０の上部には、
この部材を下方に押し出すようにスプリング２１が取り
付けられ、このスプリング２１と、板状規制部材２０と
を上部及び現像ローラ２に対する前面及び後面とを囲ん
で、板状規制部材２０を上下のスライド可能に挾持する
ように支持部材２２が設けられている。

【００２０】上記構成によって、変形パドル４２が図中
矢印方向に回転して、現像ローラ近傍にトナーを送りこ
むと、変形パドル４２の回転と共に板状規制部材２０
は、変形パドル４２の上方からスプリング２１の押圧力
によって変形パドル４２に押しつけられ、現像ローラ近
傍から遠ざかろうとする変形パドル４２の凸部からトナ
ー４を掻き落とす。そして、現像ローラ近傍のトナー４
の粉圧が上昇して板状規制部材２０を現像ローラ２から
遠ざかる方向に押圧する力が働いても、板状規制部材２
０が支持部材２２の内面に突き当たって、板状規制部材
の下端部が現像ローラ２から遠ざかる方向に移動するの
が防止される。以上の構成により、現像ローラ近傍のト
ナー４の粉圧を高めることができる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、送りこみ回転
部材を現像剤担持体に対して非接触に配設し、送りこみ
回転部材及び現像剤担持体を回転駆動する際の駆動出力
を小さくするので、駆動出力の低減を図ることができる
という効果がある。また、剛体の現像剤移動規制部材が
変形せず送りこみ回転部材に追従移動して、現像剤移動
規制部材と送りこみ回転部材との間に現像剤が流出する
隙間が生じないようにしているので、現像剤担持体表面
周辺に送りこまれた現像剤が逃げるのを確実に一部規制
して、該表面に対する該表面周辺の現像剤の粉圧を常に
所定以上に保つことができ、現像剤担持体への安定した
現像剤の供給を図ることができる。また、現像剤供給部
材には弾性部材を使用していないので、弾性部材をする
場合に比して低コスト化を図ることができるという効果
がある。また、現像剤担持体と現像剤供給部材とを非接
触状態にしているので、両者を接触させた状態で回転さ
せるとともに両者間に現像剤を挾持し現像剤に多大な摩
擦力をかける場合に比して、現像剤には余分な摩擦力が
かからず、現像剤の長寿命化が図れるという効果があ
る。

【００２２】特に請求項２の現像装置においては、現像
剤移動規制部材の支軸を回転中心とする円弧状の表面が
常に現像剤担持体に対向することにより該表面と現像剤
担持体との間隙を一定に保つので、現像剤担持体表面周
辺の現像剤の粉圧の変動をなくすことができ、安定した
現像剤の供給を行うことができるという効果がある。ま
た、現像剤移動規制部材の送りこみ回転部材に対する追
従移動を、現像剤移動規制部材に設けた支軸を中心とす
る揺動によって行っているので、現像剤移動規制部材の
移動機構を簡素化することができ、かつ、安定化するこ
とができる。

【００２３】特に請求項３の現像装置においては、楕円
形状の送りこみ回転部材表面を現像剤移動規制部材の該
送りこみ回転部材に接触している部分がスムーズに追従
移動するので、現像剤移動規制部材のスムーズな移動が
図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の現像装置の概略構成図。

【図２】従来提案されていた現像装置の不具合の説明
図。

【図３】（ａ）及び（ｄ）は、実施例に係る現像装置の
考案過程の説明図。

【図４】（ａ）、（ｂ）は、実施例に係る現像装置の平
面図。

【図５】本実施例に係る現像剤移動規制部材の斜視図。

【図６】本実施例に適用できる現像剤移動規制部材の送
りこみ回転部材に対する追従移動の説明図。

【図７】現像剤担持体と現像剤移動規制部材との間隙
と、帯電量との関係を示した図。

【図８】現像剤担持体と現像剤移動規制部材との間隙
と、現像剤の粉圧との関係を示した図。

【図９】本実施例に係る現像装置の変形例の平面図。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 現像ローラ ３ トナー補給ローラ ４ トナー ６ パドル ６ａ 翼部 ７ トナーホッパ部 １０ 現像剤移動規制部材 １３ ねじりコイルばね ２０ 板状規制部材 ４１ 掻き出し部材 ４２ 変形パドル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潜像担持体又は他の現像担持体へ現像剤を
   担持して搬送する現像剤担持体と、現像剤担持体に対し
   て非接触に設けられ、回転によって現像剤担持体表面周
   辺に現像剤を送りこむことができる形状の送りこみ回転
   部材と、該送りこみ回転部材により現像剤担持体表面に
   送りこまれた現像剤が現像剤担持体表面の周囲から逃げ
   るのを一部規制して、該表面に対する該表面周辺の現像
   剤の粉圧を所定以上に保つ現像剤移動規制部材とを有す
   る現像装置であって、 前記現像剤移動規制部材を剛体で形成するとともに、先
   端部が前記送りこみ回転部材の表面に常時接触した状態
   で、該現像剤移動規制部材が該回転体の回転による該表
   面の変位に追従して移動し得るように該現像剤移動規制
   部材を保持する保持手段と、該現像剤移動規制部材が前
   記粉圧により前記現像剤担持体表面から離間するように
   変位するのを規制する離間規制手段とを設けたことを特
   徴とする現像装置。
2. 【請求項２】請求項１の現像装置において、上記現像剤
   移動規制部材に上記追従移動によって揺動するための支
   軸を設け、現像剤移動規制部材の表面の一部を該支軸を
   回転中心とする円弧状に形成し、該現像剤移動規制部材
   の上記追従移動によるいかなる位置においても、該円弧
   状の表面が現像剤担持体に対向するよう現像剤移動規制
   部材を構成したことを特徴とする現像装置。
3. 【請求項３】請求項１の現像装置において、上記送りこ
   み回転部材として、断面形状が楕円形状の部材を用いた
   ことを特徴とする現像装置。