JPH10177297A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、電子写真方式の現像装置に
おいて、トナー供給ローラとの接触摩擦により生じる現
像ローラ表面の摩耗において不均一な摩耗を防止するこ
とができ、また電子写真プロセスにおいてその不均一摩
耗のために生じる記録不良を防止することができる現像
装置を提供することである。 【解決手段】 電子写真方式の現像装置において、トナ
ー供給ローラの外径を中央部が最大で両端部に向かうに
従い徐々に小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プロセス
を用いるプリンタやファクシミリ、複写機等の画像形成
装置に関するもので、特にトナーを感光体である静電潜
像担持体に供給してトナー像を形成する現像装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を用いたプリンタ、ファク
シミリ及び複写機等の電子写真形成プロセスの例を以下
に記す。まず、感光体を露光することにより感光体表面
に静電潜像が形成される。この感光体の露光された部分
は帯電されている。別工程で感光体の帯電部分とは電気
的に逆極性に帯電されたトナーは、現像ローラと対向し
て設けられたトナー供給部材により、現像ローラに供給
される。次いで感光体に対向して設けられた現像ローラ
により、現像ローラの表面に形成されたトナー層を感光
体の露光された静電潜像に移動させ、トナー層を感光体
に形成する。その際、トナー規制部材により現像ローラ
表面のトナー薄層化と帯電及びトナー供給量の規制が行
われる。感光体上の静電潜像を形成しているトナーは印
字用紙等の記録媒体に転写され、定着されて電子写真画
像が得られる。このように電子写真プロセスに用いる現
像装置は、感光体と、感光体に対向して設けられている
現像ローラと、現像ローラに対向して設けられているト
ナー供給ローラと、現像ローラに圧接しているトナー規
制部材を有してなる。

【０００３】前記トナー供給ローラは、材質が発泡ウレ
タン等である。トナー供給ローラは現像ローラに対向し
て設けられており、トナーを現像ローラに擦り付けるこ
とでトナーを帯電させ、且つ、現像ローラにトナーを付
着させるために、現像ローラに食い込ませる構造となっ
ている。トナー供給ローラの適正な食い込み量は、ロー
ラの径やローラの材質等の違いにより異なり、形成され
る画像濃度やトナー供給ローラのトルク量などにより判
断される。食い込み量が大きいとトナー供給ローラへ供
給されるトナー量が少なくなり、形成される電子写真の
画像濃度が薄くなる。また、トナー供給ローラを回転さ
せるためのモータのトルクが大きくなり、これに耐えう
るモータを必要とするためコスト上昇につながる。逆に
食い込み量が小さいと、現像ローラへのトナー供給不足
が生じ、形成される画像の黒ベタ部分が薄くなる。ま
た、トナーの帯電が十分になされないため、印字用紙上
において本来はトナーが付着しない部分に帯電不足のト
ナーちりが付着するカブリと呼ばれる現象が頻繁に起こ
る。

【０００４】従来の現像ローラ及びトナー供給ローラを
含む現像装置は、現像ローラを回転させるための中心軸
とトナー供給ローラの中心軸との軸間距離が軸両端部と
もに等しい。トナー供給ローラの適正な食い込み量は軸
間距離及びトナー供給ローラの外径を変えることにより
調整していた。また、トナー供給ローラの形状は一般的
には円柱状であり、ローラの外径は中央部及び端部とも
に等しい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
の現像装置には、以下の問題点がある。対向して設けら
れている現像ローラの中心軸とトナー供給ローラの中心
軸との軸間距離は、通常軸両端部ともに等しく設けられ
ているので、トナー供給ローラの外径が中央部及び端部
ともに等しい場合には、現像ローラとトナー供給ローラ
を接触させ食い込ませた時にトナー供給ローラが撓み、
トナー供給ローラの現像ローラへの食い込み量とニップ
幅（トナー供給部材と現像ローラとの接触部分の接触
幅）がローラ中央部よりも端部の方が大きくなる。その
ため、食い込みが少なく十分圧接されいない中央部付近
のトナーは帯電されにくくなり、トナーによって帯電差
が生じるため、形成される電子写真の画像濃度にムラが
生じてしまう。

【０００６】また、使用するに従って摩耗する現像ロー
ラの表面において、上記のトナー供給ローラの食い込み
量及びニップ幅の違いにより摩耗速度が一定ではない。
撓みによる食い込み量が小さいローラ中央部よりも、食
い込み量が大きい端部の方が摩耗速度が速くなる。摩耗
速度は異なると、トナー供給ローラにより供給されるト
ナー量が、ローラの端部と中央部では異なり、食い込み
量を適正に調整しても摩耗によりその量が変化し、やは
り形成される電子写真の画像濃度にムラが生じてしま
う。

【０００７】さらに、この現像ローラに生じる摩耗は、
現像ローラの周方向に溝状の凹凸を形成する傾向があ
る。この摩耗により現像ローラ表面に形成された溝状の
凹凸に、トナー供給ローラにより供給されたトナーが入
り込むと、その部分においてトナー供給ローラ及びトナ
ー規制部材によるトナー摩擦が十分に行われず、帯電が
不十分となる。帯電が不十分なトナーは静電潜像に付着
せず、その結果、印字用紙上でカブリが生じる。

【０００８】本発明が解決しようとする課題は、トナー
供給ローラとの接触摩擦により生じる現像ローラ表面の
摩耗において不均一な摩耗を防止することができ、電子
写真プロセスにおいてその不均一摩耗が原因となり生じ
る記録不良を防止することができる現像装置を提供する
ことである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、請求項１に記載の現像装置は、静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体表面にトナー層を形成する現像ロー
ラと、前記現像ローラにトナーを供給するトナー供給ロ
ーラと、前記現像ローラに圧接し薄層のトナー層を形成
するトナー規制部材を少なくとも有する現像装置におい
て、トナー供給ローラの長手方向の中央部の外径が両端
部の外径よりも大なることを特徴とする。

【００１０】請求項２に記載の現像装置は、請求項１に
記載の現像装置において、トナー供給ローラの外径が長
手方向の中央部において最大であり、両端に向かうに従
い次第に小さくなることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の現像装置は、トナー供給
ローラの外径がその中央部よりも両端部が小さいことを
特徴とする。このトナー供給ローラは、長手方向の中央
部の外径が最大であり、両端部に向かうに従い小さくな
る。トナー供給ローラにおいて、中央部の外径よりも両
端部の外径を小さくすることで、現像ローラとトナー供
給ローラを接触させ食い込ませた時のトナー供給ローラ
が撓むことによる、トナー供給ローラのローラ中央部と
ローラ端部との食い込み量の差を軽減できる。そのた
め、現像ローラとトナー供給ローラとが接触・回転する
ことで発生する現像ローラ表面の不均一摩耗を抑制す
る。

【００１２】本発明の現像装置の一実施の形態について
図面を参照して説明する。図１には本発明の現像装置の
トナー供給ローラ１の長手方向の外形図を示す。本発明
のトナー供給ローラ１においては、ローラ中央部の外径
φｄ１とローラ両端部の外径φｄ２とを比較すると、φ
ｄ１＞φｄ２の関係となっている。つまり、ローラ端部
における外径がローラ中央部よりも小さい。また、長手
方向の中央部の外径φｄ１が最大であり、両端部に向か
うに従い小さくなり、φｄ２が最小となっている。

【００１３】図２には、図１に示したトナー供給ローラ
を含む本発明の現像装置の断面図を示す。現像装置には
円柱状の感光体２と、その感光体２に対向して現像ロー
ラ３が設けられている。現像ローラ３にはトナー規制部
材４が圧接している。また、現像ローラ３にはトナー供
給ローラ１が、反感光体２側に接触している。感光体
２、現像ローラ３及びトナー供給ローラ１はそれぞれの
回転軸が平行になるように配設されている。トナー供給
ローラ１へのトナー５の供給を行うため、トナー室６内
にはトナー撹拌部材７が配設されている。感光体２に
は、感光体２を帯電するための帯電器８及びクリーニン
グ部材９が接触している。

【００１４】以下に、本発明の現像装置による電子写真
形成プロセスを説明する。感光体２の表面には帯電工程
及び露光工程により静電潜像が形成される。この静電潜
像にトナー５が供給され、像を形成する。トナー５の供
給過程は、以下の通りである。トナー撹拌部材７の回転
によりトナー供給ローラ１付近にトナー５が供給され、
トナー供給ローラ１が回転することにより現像ローラ３
の表面に供給される。前記の様にトナー供給ローラ１が
現像ローラ３に食い込むことによりトナー５の帯電が行
われる。また、トナー規制部材４によってもトナー５の
帯電が行われ、且つ、現像ローラ３表面のトナー５の薄
層化及び供給量の規制が行われる。帯電されトナー供給
ローラ１により供給された現像ローラ３上のトナー５
は、現像ローラ３の回転により感光体２表面へ運ばれ、
露光工程により形成された静電潜像に付着する。

【００１５】前記のようにトナー供給ローラのローラ中
央部は、トナー供給ローラが撓むことで、トナー供給ロ
ーラの現像ローラへの食い込み量がローラ端部よりも小
さくなる。しかし、本発明のトナー供給ローラ１ではロ
ーラ中央部における外径が大きいことによる食い込みの
増加量と、トナー供給ローラ１の撓みによる食い込みの
減少量とが相殺される。このローラ中央部の外径を、ロ
ーラ中央部の食い込み量とローラ端部での食い込み量と
がほぼ等しくなるよう調整することで、トナー供給ロー
ラ１と現像ローラ３の摩擦をトナー供給ローラ１全面に
渡ってほぼ等しくすることができる。

【００１６】そのため、従来の円柱状トナー供給ローラ
である場合に生じやすい、現像ローラ３の両端部表面の
摩耗が促進する不均一摩耗の発生を抑制することができ
る。また、従来の現像装置において、その稼働時間が経
過するにつれて、摩擦により現像ローラ３表面に形成さ
れる傾向にあった溝状の摩耗が形成されない。また、溝
状の摩耗に起因するトナーの帯電が不十分となることが
ないため、印字用紙上で生じるカブリ等の印字不良が防
止される。

【００１７】

【実施例】次に、本発明の現像装置を用いて電子写真を
形成した一実施例を説明する。従来のトナー供給ローラ
及び本発明のトナー供給ローラ１を有する現像装置を用
いた電子写真形成を行った。トナー供給ローラの外径は
以下に示す通りである。 （条件１）φｄ１＝１３．２（ｍｍ）、φｄ２＝１３．
０（ｍｍ） （条件２）φｄ１＝φｄ２＝１３．１（ｍｍ） （条件１）は本発明のトナー供給ローラ１であり、（条
件２）は従来の円柱状のトナー供給ローラに相当する。
なお、φｄ１及びφｄ２は図１におけるトナー供給ロー
ラ１の外径であり、それぞれφｄ１はローラ中央部の外
径、φｄ２はローラ端部の外径である。

【００１８】各条件のトナー供給ローラを含む現像装置
を用いて、電子写真を形成した。６０００枚の用紙に印
字を行った後の各条件の現像ローラを観察した。（条件
２）の従来のトナー供給ローラを有する現像装置では、
現像ローラ３の両端部において特に摩耗が進行してお
り、両端部の周方向に溝状の摩耗が形成された。一方、
（条件１）の本発明のトナー供給ローラを有する現像装
置では、現像ローラ３の両端部の摩耗量は（条件２）に
比較して極めて微小であった。これは、現像ローラの表
面全体がほぼ均一に摩耗しているためである。

【００１９】また、用紙上における印字された画像の状
態を比較したところ、（条件２）の従来のトナー供給ロ
ーラを有する現像装置では、およそ５０００枚目以降の
画像においてカブリ等の印字不良が顕著となっているの
が確認された。これは、現像ローラの摩耗により形成さ
れた溝状の凹凸のためにトナーの帯電が十分に行われて
おらず、そのため静電潜像に十分な静電力で付着せず、
トナーちりとして印字されたためである。一方、（条件
１）の本発明のトナー供給ローラを有する現像装置によ
る印字では、６０００枚目の画像におけるカブリ等の印
字不良はほとんど認められなかった。このことから、現
像ローラの不均一な摩耗に伴うトナーの帯電不良による
印字不良が起こっていないことがわかる。

【００２０】また、印字された画像の黒ベタ部の濃度を
マクベス濃度測定器にて測定したところ、（条件１）の
本発明のトナー供給ローラを有する現像装置による印字
では６０００枚目の画像においてもＩ．Ｄ．＝１．４以
上を保っており、十分黒く印字されていると言える。こ
の場合、Ｉ．Ｄ．とは画像濃度を表す単位である。さら
に、６０００枚目の画像においては、濃度のムラもなく
良好な画像が得られた。このように本発明の現像装置は
従来の現像装置に比べて、電子写真を形成した場合に現
像ローラの不均一摩耗が生じにくいため、形成される電
子写真は継続して美麗なものが得られる。

【００２１】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような優れた効果を奏する。
電子写真方式の現像装置において、トナー供給ローラの
外径を中央部が最大で両端部に向かうに従い徐々に小さ
くすることで、現像ローラとトナー供給ローラとの接触
回転により発生する現像ローラの両端部の摩耗が促進す
るのを抑止できる。また、電子写真を形成した場合に現
像ローラの不均一摩耗に基づくカブリ等の印字不良も軽
減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置に含まれるトナー供給ローラ
１の外形図を示す。

【図２】図１に示したトナー供給ローラ１を含む現像装
置の断面図を示す。

【符号の説明】

１ トナー供給ローラ ３ 現像ローラ ５ トナー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体
   表面にトナー層を形成する現像ローラと、前記現像ロー
   ラにトナーを供給するトナー供給ローラと、前記現像ロ
   ーラに圧接し薄層のトナー層を形成するトナー規制部材
   を少なくとも有する現像装置において、トナー供給ロー
   ラの長手方向の中央部の外径が両端部の外径よりも大な
   ることを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記トナー供給ローラの外径が長手方向
   の中央部において最大であり、両端に向かうに従い次第
   に小さくなることを特徴とする請求項１に記載の現像装
   置。