JPH0251179A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子写真複写プロセスを用いた画像形成装置
に使用される現像装置に関するものである。

（従来の技術及びその問題点） 静電潜像担体の表面に形成されている静電潜像に荷電ト
ナーを静電的に付着させて前記静電潜像を顕像化する現
像方法では、前記トナーの粒径の大小により作成される
画質が異なる。

すなわち、大粒径トナーで形成された画像と小粒径トナ
ーで形成された画像とでは、小粒径トナーによる画像の
方がエツジ（輪郭）部分や細線が鮮明に表現される。

しかしながら、粉砕法又は分級法で製造されたトナーの
粒径はほぼガウス分布しており、大粒径から小粒径まで
幅広く粒径が分布している。

一方、現像装置として、トナーホッパのトナーと接する
トナー担持体にトナー層厚規制部材を圧接させ、前記ト
ナー担持体の回転に基づいてその表面に保持されたトナ
ーを前記規制部材で規制しつつ現像に供するようにした
ものが、本出願人により特開昭６２−２６７７８２号公
報で提案されている。ところが、この種の現像装置では
、小粒径トナーはどトナー担持体に保持される確率か高
いこと、また大粒径トナーはど規制部材でトナー担持体
の表面から掻き落とされる確率が高いことから、空状態
の現像装置にトナーを投入して現像を開始すると、現像
初期の段階では小粒径トナーが優先的に消費されてキメ
の細かい良質な画像が得られるものの、その後次第に大
粒径トナーが消費されるようになると、画質が粗くなる
という問題点を有していた。

（課題を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するためになされたもので、
一実施例を示す第１図を参照して説明すると、トナーホ
ッパ（２０）に収容されているトナーと接するトナー担
持体（１３）にトナー層厚規制部材（１８）を接触させ
、前記トナー担持体（１３）の移動に基づいてその表面
に前記トナー層厚規制部材（１８）でトナー薄層を形成
する現像装置（１）において、前記トナーホッパ（２０
）を前記トナー担持体（１３）側に位置する供給部（２
１）と、該供給部（２１）と開口部（２２）を介して連
絡される補給部（２２）とに分割し、前記供給部（２１
）のトナーを回収する回収手段（２６，２７）を設けた
ちのである。

（作用） 前記構成を備えた現像装置では、トナーホッパ（２０）
にトナーを投入して現像を繰り返し実行すると、トナー
層厚規制部材（１８）の先端部分で大粒径トナーが優先
的に規制されて、供給部（２Ｉ）の平均粒径は次第に大
きくなるが、回収手段（２６，２７）で適宜供給部（２
１）のトナーは回収されるため、そこでの平均粒径が極
端に大きくなることはない。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して説明する
。

第１図は複写機、プリンタ等の現像装置（１）を示し、
磁石体（６）は軸方向（紙面の表裏方向）に延在する磁
極を外周部にＳ極、Ｎ極交互に設けたもので、ケーシン
グ（３）とＭ（４）とで構成されるハウジング（２）の
前部（図中、左側）開口部（５）に感光体ドラム（１０
０）と対向して固定状態に収容されている。

円筒状の現像スリーブ（７）は磁石体（６）に回転駆動
可能に外装され、電源（１２）によって現像バイアス（
ｖｂ）が印加され、感光体ドラム（１００）と所定の現
像ギャップ（Ｄｓ）をもって対向するとともに、上部外
周部には主穂高規制部材（８）と副穂高規制部材（９）
の先端が所定のギヤ・２プをもって対向させて°ある。

トナー供給ローラ（１３）は外周部にブラスト処理又は
エツチング加工等により凹部を形成したもので、現像ス
リーブ（７）の後部に供給ギャップ（Ｄｓｓ）をもって
回転駆動可能に設けてあり、電源（１４）によって回収
バイアス（Ｖｓｓ）が印加されている。また、トナー供
給ローラ（１３）の下部外周面にはトナー漏出防止部材
（１５）が圧接され、上部外周面には支軸（１６）を介
して回転可能に支持された保持部材（１７）に設けた規
制ブレード（１８）の先端が、スプリング（１９）によ
って圧接させである。

トナーホッパ（２０）は、ハウジング（２）の後部を、
前記トナー供給ローラ（１３）、トナー漏出防止部材（
１５）、規制ブレード（１８）、保持部材（１７）で仕
切ることにより形成されている。また、トナーホッパ（
２０）は、ケーシング（３）の後壁をトナー供給ローラ
（１３）に向けて延設するとともに、その先端部分をさ
らに規制ブレード（１８）の後部まで斜め上方に延設し
て仕切壁（２３）をバ３成することにより、トナー供給
ローラ（１３）の背後に位置する供給部（２１）と、撹
拌部材（２５）を備えた補給部（２２）とに分割され、
これら供給部（２１）と補給部（２２）は仕切壁（２３
）と規制ブレード（１８）の間に位置する通路（２４）
を介して連絡されている。さらに、仕切壁（２３）の下
には（３＞給部（２１）に通じる回収部（２６）が形成
され、該回収部（２６）の出口にはそこを塞ぐように回
収スクリュウ（２７）が回転駆動可能に配置されている
。

前記構成を備えた現像装置（１）では、供給部（２Ｉ）
のトナーが、トナー供給ローラ（１３）の回転に基づい
て表面の微小凹部に保持されて矢印（Ｃ）方向に搬送さ
れ、規制ブレード（９）の先端で余分なものか掻き落と
される。

トナー供給ローラ（１３）の表面に保持されて規制ブレ
ード（１８）の接触部を通過したトナーは供給領域（Ｙ
）に搬送され、ここで矢印（ｂ）方向に回転する現像ス
リーブ（７）の表面に保持されているトナーとキャリア
とからなる磁気ブラシ状現像剤の掻取作用と、回収バイ
アス（Ｖ　ｓｓ）と現像バイアス（ｖｂ）の電位差に基
づく静電気力とにより、現像スリーブ（７）の表面に供
給される。

現像スリーブ（７）の表面に供給されたトナーは現像剤
とともに矢印（ｂ）方向に搬送され、副穂高規制部材（
９）の先端又はそれに形成されている開口部（１０）を
介して撹拌部（１１）に送られ、ここでトナーは現像剤
と混合撹拌されて電荷が付与され、新たな現像剤が調製
される。

ここで調製された現像剤は、現像スリーブ（７）の回転
に基づいて主穂高規制部材（８）との対向部を通過し、
所定量の現像剤が現像領域（Ｘ）に搬送され、感光体ド
ラム（１００）の表面に形成されている静電潜像にトナ
ーを供給してこれをトナー像として顕像化する。なお、
現像領域（Ｘ）に搬送される現像剤量は、主穂高規制部
材（８）と現像スリーブ（７）との穂高規制ギャップ（
Ｄｂ）によって規定される。

現像領域（Ｘ）を通過した現像剤は現像スリーブ（７）
の下部外周面を矢印（ｂ）方向に搬送され、供給領域（
Ｙ）で現像によって消費した分のトナーが補充される。

また、供給領域（Ｘ）では、トナーの供給動作に加えて
、同時に、前記バイアス差（ｖＳＳ−Ｖｂ）に基づいて
現像スリーブ上のトナー濃度、即ちキャリアに対するト
ナーの重量濃度を一定に維持するためのトナー濃度制御
が行われ、現像スリーブ上のトナー濃度が一定の基準値
以上のときは余分なトナーがトナー供給ローラ（１３）
に回収される。

トナー供給ローラ（１３）に回収されたトナーは、トナ
ー供給ローラ（１３）の回転に基づいてトナー漏出防止
部材（１５）の接触部を通過して供給部（１１）に回収
される。

以上の動作が繰り返されることにより、供給部（２１）
のトナーが減少してくると、補給部（２２）より撹拌部
材（２５）の回転に基づいて開口部（２４）を通じて新
たなトナーが供給部（２１）に補充される。

ところで、一般に、粉砕法又は分級法で製造されたトナ
ーの粒径はほぼガウス分布しており、トナーホッパ（２
０）に収容されるトナーには、大粒径のものから小粒径
のものまで所定の割合で混在している。

一方、現像装置（１）では、供給部（２１）でトナー供
給ローラ（１３）の表面に保持されたトナーが規制ブレ
ード（１８）を通過する際に、大粒径トナーよりも小粒
径トナーの方が通過する確率が高い。

したがって、空状態のトナーホッパ（２０）にトナーを
投入して現像装置（１）をスタートすると、当初供給部
（２１）に収容されているトナーのうち小粒径トナーが
主として現像スリーブ（７）に供給されることになるた
め、当初作成される画像はきめが細かくエツジ部分や細
線が明瞭に再現される。

しかし、供給部（２１）のトナー平均粒径が次第に大径
化していくにつれて画像のきめが粗くなるため、トナー
供給ローラ（１３）の回転に同期して回収スクリュウ（
２７）を所定時間駆動し、供給部（２１）の大径化した
トナー所定量づつ抜き出す。

その結果、供給部（２１）におけるトナーの平均粒径は
極端に大きくならず、そこでの平均粒径は一定の値以上
にはならず、きめ細かな画像を継続的に作成することが
できる。

以下、第１図に示す現像装置（１）と、該現像装置（１
）から回収部（２６）及び回収スクリュウ（２７）を取
り除いた現像装置（図示せず）とを駆動して各部におけ
るトナー粒径の変化について実験を行い調べた。

な′お、トナー粒径は下記する点で測定した。

・測点Δ・・・補給部（２２） ・測点Ｂ・・・供給部（２１） ・測点Ｃ・・・規制プレート（１８）の先端部を通過し
たトナー供給ローラ（１３）の 表面 ・測点Ｄ・・・現像領域（Ｘ）を通過した感光体ドラム
（１００）の表面 （実験条件） ａ、現像スリーブ（７） ・直径・・・・・・２４．５ｍｍ ・回転数・・・・・・２００ｒｐｍ ・現像バイアス（ｖｂ）・・・・・・ＤＣ−２００Ｖｂ
、トナー供給ローラ（１３） ・直径・・・・・・２０ｍｍ ・回転数・・・・・・２０Ｏｒｐｍ ・回収バイアス（Ｖｓｓ）・・・・・・ＤＣ−４００Ｖ
ＡＣ７００Ｖ　ｒｍｓ ・交流周波数・・・・・・３００Ｈｚ ・表面粗さ・・・・・・４０μｍ Ｃ１回収スクリュウ（２７） ・直径・・・・・・６．　５ｍｍ ・回転数・・・・・・１．Ｏｒｐｍ ・回収率・・・・・・全体トナーの１０％ｄ、ギャップ ・現像ギャップ（Ｄｓ）・・・・・・０．　６ｍｍ・穂
高規制ギャップ（Ｄｂ）・・・・・・０．４５ｍｍ・供
給ギャップ（Ｄｓｓ）・・・、・・・０．８ｍｍｅ、規
制ブレード（１８） ・材質・・・・・・ステンレス ・厚さ・・・・・・ｔ＝１００μｍ ・圧接力・・・・・・Ｏ，Ｉｇ／ｍｍ １、　トナー ・没入時平均拉径・・・・・・１４μｍ以上の条件に設
定された現像装置（１）と回収部（２６）の無い現像装
置を用いて現像を行い、所定の枚数ごとの各測点のトナ
ー平均粒径を測定した結果、それぞれ第２，３図に示す
平均粒径の変化を示した。

その結果、回収部の無い現像装置では、第３図に示すよ
うに、補給部（２２）〔測点Ａ〕のトナー平均粒径は複
写枚数のいかんに拘わらず投入時の平均粒径（１４μｍ
）を維持した。供給部（２１）［測点Ｂ〕の平均粒径は
複写枚数が約５００枚まで大径化の一途を辿ったが、そ
の後安定して約１６゜２μｍの平均粒径で安定した。ト
ナー供給ローラ（１３）の表面〔測点Ｃ〕では当初１２
μｍであった平均粒径が複写枚数の増加とともに大きく
なり、複写枚数５００枚で約１３．８μｍまで大きくな
り、その後は安定して複写枚数２，０００枚で殆ど大径
化が止まり、１４μｍで安定した。感光体ドラム（１０
０）の表面〔測点Ｄ〕では当初トナーの平均粒径は約１
１．５μｍであったが、トナー供給ローラ（１３）の表
面〔測点Ｃ〕と同様の傾向をたどり、トナーの平均粒径
は複写枚数５００枚数で約１３．３μｍまで大径化し、
その後安定して複写枚数２，０００枚で殆ど大径化が止
まり、約１３．７μｍで安定した。

このように、回収部（２６）の無い現像装置では、供給
部（２１）の平均粒径こそ装填時平均粒径（１４μｍ）
よりも大径化するが、実際に現像に供されるトナーの平
均粒径は投入時の平均粒径（１４μｍ）となり、結果的
にトナーホッパ（２０）に装填されたトナーがそのまま
現像に供給されることになる。

一方、回収部（２６）を設けた現像装置（１）では、補
給部（２２）Ｃ測点Ａ〕のトナー平均粒径は終始投入時
平均粒径（１４μｍ）を維持した。供給部（２１）［測
点Ｂ〕では複写開始から徐々に平均粒径が大径化し、複
写枚数５００枚では１４．９μｍとなり、その後はぼ１
５．２μｍで安定した。さらに、トナー（ｊ％給ローラ
（１３）の測点Ｃでは当初１２μｍであったか徐々に大
径化し、１２７μｍで安定した。感光体ドラム（１００
）の〔測点Ｄ］では当初１１．５μｍであったが、測点
Ｃと同様に除々に大径化し、１２．２μｍで安定した。

このように、回収部（２６）を設けた現像装置（１）で
は、副点りの最終的な平均粒径が、回収部（２６）の無
い現像装置に比べて約１，５μｍ（＝Ｉ３゜７μｍ−１
２，２μｍ）はと低く、小粒径のトナーが安定的に現像
に供給されて、キメの細かい画像を継続的に得ることが
できる。

第４図に示す第２実施例の現像装置（３０）は、前記実
施例の現像装置（１）と違って一成分現像剤を使用する
もので、ハウジング（３１）の下部開口部に設けた現像
ローラ（３２）の外周部にはトナー漏出防止部材（３３
）と規制ブレード（３４）とが圧接させてあり、トナー
ホッパ（３４）の内部はハウジング（３１）の一部を規
制ブレード（３４）の後部まで延設した仕切壁（３５）
で供給部（３６）と補給部（３７）とに分割され、供給
部（３６）の側部には回収部（３８）が形成され、該回
収部（３８）と供給部（３７）とを連絡する開口部には
回収スクリュウ（３９）が設けである。

前記現像装置（３０）では、現像回数が多くなるにつれ
て供給部（３７）のトナー平均粒径は次第に大径化して
いくが、そこでのトナーは現像ローラ（３２）の回転と
ともに少しづつ回収部（３８）に回収されるため、現像
ローラ（３２）を介して感光体ドラム（１００）の表面
に供給されるトナーは現像装置（３０）に投入された粒
径のトナーよりも小径のトナーが供給され、きめの細か
い鮮明な画像が得られる。

以上の実施例では、供給部のトナーを回収部に回収する
手段として回収スクリュウを使用するものとじてか、第
５〜９図に示すように、モルトプレーンローラ（５１）
（第５図）、外周部に軸方向の溝を有するハードローラ
（５２）（第６図）、マイラ等の弾性フィルム又はリン
青銅、リボン鋼、ステンレス等の金属板からなる羽根を
周方向に複数配置した羽根部材（５４）（第７図）、又
はブラシ（５５）（第８図）を使用するようにしてもよ
い。なお、各図中、（５０）は回収部、第６図の（５３
）は溝に溜まったトナーを回収部（５０）に掻き落とす
掻き落とし板である。

また、第１０図に示すように、回収部（５６）を現像装
置ハウジング（５７）に対して着脱自在に設けてもよい
。

さらに、前記実施例では、回収スクリュウはトナー供給
ローラ（１３）又は現像ローラ（３２）と同期して回転
駆動させるものとしたが、複写枚数ごとに、又は所定の
複写枚数ごとの間欠的に回収するようにしてもよい。

そして、前記実施例ではトナーの回収率をトナーホッパ
に収容されるトナーの１０％としたが、回収率を上げる
とさらに現像に供するトナーの平均粒径を小さくして、
画質を向上させることかできる。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明にかかる現像装置
では、供給部のトナーを回収する回収手段を設け、適宜
供給部のトナーを供給部から回収するようにしているた
め、現像に供給されるトナーの平均粒径゛はトナーホッ
パに投入時の粒径よりも小粒径のトナーを安定的に現像
に供給することかできる。

したがって、画像エツジ部分や細線が鮮明な画像を安定
的に得ることができる。

また、小粒径のトナーは帯電量が高いため、現像装置か
らトナーかこぼれることも少なく、現像装置を内蔵した
画像形成装置の内部を清潔な状態に保持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は現像装置の断面図、第２図は第１図の現像装置
による複写枚数とトナー平均−粒径との関係を示す図、
第３図は回収部の無い現像装置による複写枚数とトナー
平均粒径との関係を示す図、第４図は現像装置の他の実
施例を示す断面図、第５図から第９図は回収部の他の実
施例を示す断面図である。 ｌ・・・現像装置、　　　２・・・ハウジング、１３・
・・トナー供給ローラ、１８・・・規制ブレード、２０
・・トナーホッパ、２１・・・供給部、２２・・・補給
部、　　　２３・・・仕切壁、２６・・・回収部、　　
　　２７・・・回収スクリュウ。 特許出願人　ミノルタカメラ株式会社 代理人　弁理士　青白　葆　はか１名 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナーホッパに収容されているトナーと接するト
   ナー担持体にトナー層厚規制部材を接触させ、前記トナ
   ー担持体の移動に基づいてその表面に前記トナー層厚規
   制部材でトナー薄層を形成する現像装置において、 前記トナーホッパを前記トナー担持体側に位置する供給
   部と、該供給部と開口部を介して連絡される補給部とに
   分割し、前記供給部のトナーを回収する回収手段を設け
   たことを特徴とする現像装置。