JP2000227702A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像ローラ及びトナー供給ローラ等を備えた
現像室と、現像室に隣接配置されたトナーホッパとを備
えた現像装置において、現像ローラ周面、その他の箇所
にて一度摩擦帯電を受けたトナーが現像には供されずに
トナーホッパ側へ戻る際に発生し易いトナー凝集を有効
に防止する。 【解決手段】 像担持体上にトナーを供給する現像ロー
ラ３０及び該現像ローラにトナーを供給するトナー供給
ローラ３１を備えた現像ローラ室Ｄと、該現像ローラ室
に連通配置されて現像ローラ室にトナーを補給するトナ
ーホッパＴＨと、を備えた現像装置において、トナーホ
ッパと現像ローラ室との間にメッシュ部材３５を配置
し、現像ローラ室からトナーホッパに搬送されるトナー
をメッシュ部材を通過させることにより、トナーの凝集
を解消するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真式画像形成
装置に用いる現像装置の改良に関し、特に非磁性一成分
現像方式を用いた現像装置においてトナー凝集を有効に
防止することができる改良を施した現像装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等
の電子写真式の画像形成装置においては、像担持体上に
形成した静電潜像を現像する手段として現像装置を用
い、現像装置から供給されるトナ−により静電潜像を現
像することにより得たトナー像を転写紙上に転写してか
ら定着することにより画像形成を行っている。このよう
な現像装置として非磁性一成分トナーを用いたタイプが
知られている。このタイプの現像装置は、像担持体と対
面して像担持体にトナーを供給する現像ローラ、現像ロ
ーラに接して回転することによりトナーを供給するトナ
ー供給ローラ、及び現像ローラ周面に摺接してトナーを
薄層化する薄層化ブレードから成る現像室と、該現像室
に隣接配置されて現像室内にトナーを補給するトナーホ
ッパ等を有する。

【０００３】ところで、この非磁性一成分現像装置にあ
っては経時的にドット抜けや細線部分の掠れという画質
の低下が発生することがある。このような画質低下をも
たらす原因としては、現像ローラと供給ローラとの間の
摩擦によるトナーの摩耗、薄層化ブレードによるトナー
の加圧、擦れ、更にはトナー間での擦れ合い等の各種ス
トレスを挙げることができる。トナー表面にはトナー間
の凝集を防止する為の外添剤が塗布されているが、上記
した各種ストレスにより外添剤がトナーから剥離された
り、外部からの圧力によりトナーを構成する樹脂内に埋
没することがあり、その結果、トナーの凝集性が高ま
り、細線やドット部分の再現性が著しく低下することと
なる。実開平５−３３１６２号公報には、現像ローラ等
を収容した下函体上に、トナーを補給するための上函体
を配置し、上函体の下部に配置したメッシュ部材を含む
トナー補給部分が現像中に振動するように構成した現像
装置が開示されている。上記メッシュ部材は、静止状態
においてはトナーの通過を阻止する一方で、振動状態で
はトナーを通過させるように構成されており、現像によ
り消費した分に相当する量だけのトナーを下函体側に供
給するようにしている。しかし、この従来例は上函体か
ら下函体に供給するトナー量を安定化させることを目的
としており、凝集トナーの発生を経時的に防止する対策
としては不十分である。特に、一旦下函体内に補給され
て、一度現像ローラと供給ローラ等との間で摩擦帯電を
受けてから現像には供されず、トナーホッパに戻ってか
ら再度現像ローラに供給されようとするトナーの凝集を
上記メッシュ部材により解消することは不可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、次のとおりである。即ち、請求項１の発明
は、現像ローラ及びトナー供給ローラ等を備えた現像室
と、現像室に隣接配置されたトナーホッパとを備えた現
像装置において、現像ローラ周面、その他の箇所にて一
度摩擦帯電を受けたトナーが現像には供されずにトナー
ホッパ側へ戻ったときに発生し易いトナー凝集を有効に
防止することを課題とする。請求項２の発明は、トナー
の摩擦帯電、損耗等に起因した上記不具合ではなく、ト
ナーの逆帯電に起因して発生するトナー凝集を有効に防
止することを課題とする。請求項３の発明は、現像ロー
ラを介して現像に供される前のトナーが持つ電位がばら
ついていることによる凝集や、電位のばらつきに起因し
た摩擦帯電工程における帯電ムラ発生等の不具合を解決
することを課題とする。請求項４の発明は、凝集トナー
を解消するに際してトナー細分化をより効果的に行うこ
とを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、請求項１の発明は、像担持体上にトナーを供給する
現像ローラ及び該現像ローラにトナーを供給するトナー
供給ローラを備えた現像ローラ室と、該現像ローラ室に
連通配置されて現像ローラ室にトナーを補給するトナー
ホッパと、を備えた現像装置において、前記トナーホッ
パと現像ローラ室との間にメッシュ部材を配置し、現像
ローラ室からトナーホッパに搬送されるトナーをメッシ
ュ部材を通過させることにより、トナーの凝集を解消す
るように構成したことを特徴とする。請求項２の発明
は、上記メッシュ部材を、基材上に誘電体材料を被覆し
た構成としたことを特徴とする。請求項３の発明は、上
記メッシュ部材を導電性材料にて構成し、該メッシュ部
材に所要のバイアスを印加するように構成したことを特
徴とする。請求項４の発明は、上記メッシュ部材を網目
径の異なる複数のメッシュ片から構成すると共に、各メ
ッシュ片をトナー搬送方向下流側に沿って順次配置し、
下流側に位置するメッシュ片ほどその網目径が小さくな
るように構成したことを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した形態
例により詳細に説明する。図１は本発明の現像装置を適
用する画像形成装置の一例としてのフルカラー画像形成
装置の概略構成図、図２はその要部拡大図である。この
画像形成装置は画像形成部１、書込み光学系２、給紙部
３、電装部４等を備えている。画像形成部１は、ローラ
１１によりエンドレスに張設されたベルト状の感光体１
０と、感光体１０上の静電潜像にトナーを供給して現像
する現像装置１２と、感光体１０上を帯電する帯電器１
３と、感光体１０上のトナー像の転写を受ける中間転写
ベルト１４と、転写ローラ等の転写手段１５と、給紙部
３から搬送されてきた転写紙Ｐ上に中間転写ベルト１４
上のトナー像を転写する為の紙転写手段１６と、紙転写
位置に転写紙Ｐを搬送するレジストローラ１７と、トナ
ー像の転写を受けた転写紙Ｐを通過させる際に加熱しな
がら加圧することによりトナー像を定着させる定着装置
１８等を有する。定着を受けた転写紙は、排紙ローラ１
９により排紙トレイ２０上に排出される。書込み光学系
２は、レーザビームから成る画像情報を帯電器１３の直
下流側位置にある感光体上に照射することにより感光体
上に静電潜像を形成する。

【０００７】現像装置１２は、図２にも示すように、軸
２５を中心として回転する４つの現像器２６から成り、
これら現像器２６は夫々例えば黒、イエロー、シアン、
マジェンタのトナーを保持し、いずれかの現像器が感光
体１４と対面する現像位置にある時に感光体上の静電潜
像上にトナーを供給することにより当該トナーにより静
電潜像を現像する。個々の現像器２６は、軸２５を中心
として９０度づつの領域を占めており、夫々現像ローラ
３０、スポンジから成るトナー供給ローラ３１ａ，３１
ｂ、薄層化ブレード３２等を備えた現像ローラ室Ｄと、
現像ローラ室Ｄと隣接して連通配置されたトナーホッパ
ＴＨと、現像ローラ室ＤとトナーホッパＴＨとの境界に
位置してトナーが過剰に現像ローラ室Ｄに供給されるこ
とを防止する為のマイラーフィルム３３と、現像ローラ
室ＤとトナーホッパＴＨとの境界に位置する内壁適所に
配置されたメッシュ部材３５とを有する。トナーホッパ
ＴＨの手前側には図示しないトナーカートリッジが装着
されトナーホッパＴＨ内にトナーを補給する。トナーホ
ッパＴＨ内のトナーは、現像ローラ室Ｄ側へ供給され、
トナー供給ローラ３１ａと現像ローラ３０との間、その
他の部位において摩擦されることにより帯電される。帯
電して現像ローラ３０の周面に付着したトナーは薄層化
ブレード３２により層厚を規制され、感光体１０上に供
給される。

【０００８】摩擦帯電されて現像に供されなかった残留
トナーは矢印の経路を経て再びトナーホッパＴＨ内へ戻
され、再び現像ローラ室Ｄに搬送されて順次現像ローラ
周面に再供給される。このように一旦摩擦帯電を受けた
トナーは勿論、現像ローラと供給ローラ、或は現像ロー
ラと薄層化ブレードとの間で経時に亙って再三加圧、摩
擦を受け続けたトナーは、凝集、固形化し易くなる。そ
こで本発明の第１の形態例では、図３に示すように、少
なくとも一度摩擦帯電工程を受けたトナーがトナーホッ
パＴＨへ戻る途中において通過するトナー搬送経路中に
メッシュ部材３５を配置して、大半のトナーを強制的に
メッシュ部材３５の網目を通過させることにより、凝
集、固化しようとするトナーを細分化して本来の粒径に
戻すようにしている。現像ローラ室Ｄからトナーホッパ
ＴＨに移動しようとする時、トナー中の凝集トナー（ト
ナー塊）はメッシュ部材３５の表面に当接し、トナーの
流れからの圧力により強制的にメッシュ部材３５の網目
を通過させられる際に、粉砕作用によって塊が崩され細
かいトナーに細分化されてトナーホッパＴＨに入り込む
ことができる。

【０００９】ところで、現像装置内における経時でのト
ナー凝集が発生する原因は、上記のごとき摩擦、圧力に
よる場合に限らない。種々の要因によってトナーが本来
の帯電極性とは逆極性に帯電することがあり、逆帯電し
たトナーは正常に帯電したトナーとの間の結合を引き起
こし、凝集を促進する原因となっている。図３はこのよ
うな不具合を解決する為の第２の形態例をも示してお
り、この形態例では基材をステンレス等の金属とするメ
ッシュ部材３５の表面に樹脂コーティング（誘電体コー
ティング）を施すことにより、樹脂コーティングを施し
た網目がトナーを通過する際に現像に寄与する前のトナ
ー（正極性、逆極性全てを含めた現像されていないトナ
ー）の帯電電位を下げ、トナー間の静電気に起因した搬
送中のトナー同士の凝集を抑制するようにしている。こ
の樹脂（誘電体）を、正規に帯電したトナーと同極性に
帯電し、かつより極性の強い材質とすることにより、上
記のごとき帯電電位を下げる効果を発揮できる。

【００１０】次に、図４は本発明の第３の形態例の現像
装置の略図であり、この形態例ではメッシュ部材３５の
基材の材質として導電性材料を使用し、このメッシュ部
材３５に対して電源４０から所要のバイアスを印加する
ことにより、トナーがメッシュ部材の網目を通過する際
に各トナーがもつバラバラの電位を一定値に揃え、電位
が揃った状態でトナーホッパＴＨに送り込むことによ
り、次の摩擦帯電工程での帯電をむら無く行わせるよう
にしている。例えば、トナーがマイナス極性に帯電して
いる場合には、バイアスとして例えば−４０〜６０Ｖ程
度の電位を印加することにより通過トナーの帯電量を均
一化することができる。次に、図５は本発明の他の形態
例の現像装置の概略構成図であり、この形態例では、メ
ッッシュ部材３５を網目径の異なる複数のメッシュ片３
５ａ，３５ｂから構成し、各メッシュ片を現像ローラ室
ＤからトナーホッパＴＨへ向かうトナー流の搬送経路途
中に順次配置した構成が特徴的である。上流側のメッシ
ュ片３５ａの網目の径は、下流側のメッシュ片３５ｂの
網目の径よりも大きくする。つまり、下流に向かうほど
メッシュ片の網目径が小さくなるように構成する。この
ように構成することにより、凝集トナーの粉砕、細分化
を段階的に順次行うことができ、トナー細分化をより効
果的に行うことが可能となる。例えば、第１の実施例の
ように網目径が同一の一枚のメッシュ部材のみを用いた
場合には、網目径との関係で比較的大きなトナー塊につ
いては粉砕できずにメッシュ部材上に残留することもあ
り得るが、上流側に大きなトナー塊用に網目の大きいメ
ッシュ片を配置して大きなトナー塊を粗く粉砕してお
き、次段の下流側に位置する目の細かいメッシュ片によ
り更に細かく細分化することができるようになる。この
例のようにメッシュ片を２枚とした場合には、下流側の
メッシュ片３５ｂの網目径を上流側のメッシュ部材３５
ａの７０〜８０％程度に設定することにより、一枚目と
２枚目との間でトナーが詰まることもなくなり、トナー
凝集防止効果を有効に発揮できることとなる。このよう
にトナーの細分化を念入りに行うことにより、経時にお
いて細線掠れやドット抜け等のない良好な画像の提供が
可能となる。なお、図４の形態例と図５の形態例を組み
合わせて、複数のメッシュ部材にバイアスを印加するよ
うにしてもよい。

【００１１】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、現像ローラ及びトナー供給ローラ等を備えた現像室
と、現像室に隣接配置されたトナーホッパとを備えた非
磁性一成分式現像装置において、現像ローラ周面、その
他の箇所にて一度摩擦帯電を受けたトナーが現像には供
されずにトナーホッパ側へ戻る過程等において発生し易
いトナー凝集を有効に防止することができる。即ち、少
なくとも一回の摩擦帯電工程を受けたトナーが現像に供
されずにトナーホッパへ戻される過程で通過するトナー
搬送経路にメッシュ部材を設けて常に網目にトナーを通
過させることにより、凝集、固化したトナーを粉砕し、
細分化することができ、画質の低下を防止することがで
きる。つまり、経時において、細線掠れやドット抜けを
なくすることができる。請求項２の発明によれば、トナ
ーの摩擦帯電、損耗等に起因した上記不具合ではなく、
トナーの逆帯電に起因して発生するトナー凝集を有効に
防止することができる。即ち、メッシュ部材にトナーと
同極性に帯電し、かつ極性の強い樹脂をコーティング
し、このメッシュの網目を通過させるように構成するこ
とにより、現像に寄与していないトナーの帯電を解消
し、主として搬送中のトナー同士の凝集を有効に抑制す
ることができる。その結果、経時において、細線掠れや
ドット抜けをなくすることができる。

【００１２】請求項３の発明によれば、現像ローラを介
して現像に供される前のトナーが持つ電位がばらついて
いることに起因した凝集や、同じ原因による摩擦帯電工
程における帯電ムラ発生等の不具合を解決することがで
きる。即ち、メッシュ部材の材質として導電性材料を使
用し、このメッシュ部材に対してバイアスを印加するこ
とにより網目を通過する各トナーの電位のバラツキを揃
え、次の摩擦帯電工程での帯電をムラ無く行うことがで
きる。その結果、経時において、細線掠れやドット抜け
をなくすることができる。請求項４の発明によれば、網
目径の異なる複数のメッシュ部材をトナー搬送経路に沿
って順次配置し、上流側から下流に向かうにつれてメッ
シュ部材の網目径が小さくなるようにしたので、凝集ト
ナーを解消するに際してトナー細分化をより効果的に行
うことができる。その結果、経時において、細線掠れや
ドット抜けをなくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置を備えた画像形成装置の一例
の全体図。

【図２】図１の要部拡大図。

【図３】本発明の一つの形態例の構成を説明する要部断
面図。

【図４】本発明の他の形態例の構成を説明する要部断面
図。

【図５】本発明の他の形態例の構成を説明する要部断面
図。

【符号の説明】

１ 画像形成部、２ 書込み光学系、３ 給紙部、４
電装部、１０ 感光体、１１ ローラ、１２ 現像装
置、１３ 帯電器、１４ 中間転写ベルト、１５転写手
段、１６ 紙転写手段、１７ レジストローラ、１８
定着装置、１９排紙ローラ、２０ 排紙トレイ、２５
軸、２６ 現像器、３０ 現像ローラ、３１ａｑ，３１
ｂ トナー供給ローラ，３２ 薄層化ブレード，Ｄ 現
像ローラ室，ＴＨ トナーホッパ，３５ メッシュ部
材．

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上にトナーを供給する現像ロー
   ラ及び該現像ローラにトナーを供給するトナー供給ロー
   ラを備えた現像ローラ室と、該現像ローラ室に連通配置
   されて現像ローラ室にトナーを補給するトナーホッパ
   と、を備えた現像装置において、 前記トナーホッパと現像ローラ室との間にメッシュ部材
   を配置し、現像ローラ室からトナーホッパへ搬送される
   トナーをメッシュ部材を通過させることにより、トナー
   の凝集を解消するように構成したことを特徴とする現像
   装置。
2. 【請求項２】 上記メッシュ部材を、基材上に誘電体材
   料を被覆した構成としたことを特徴とする請求項１記載
   の現像装置。
3. 【請求項３】 上記メッシュ部材を導電性材料にて構成
   し、該メッシュ部材に所要のバイアスを印加するように
   構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の現像装
   置。
4. 【請求項４】 上記メッシュ部材を網目径の異なる複数
   のメッシュ片から構成すると共に、各メッシュ片をトナ
   ー搬送方向に沿って順次配置し、トナー搬送方向下流側
   に位置するメッシュ片ほどその網目径が小さくなるよう
   に構成したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の
   現像装置。