JPH07219341A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像領域でトナーを飛翔させて非接触現像を
行う現像装置において、簡単な構成で層厚規制部材にト
ナー凝集体や異物が詰まるのを防止し、現像ロール表面
に薄い現像剤層を形成する。 【構成】 現像ロール１の回転方向における現像領域の
上流側に、現像ロール１と接触するように支持され、外
周面に周方向の溝３ａを軸線方向にほぼ等間隔で多数有
する層厚規制ロール３を設ける。さらに、層厚規制ロー
ル３を軸線方向に往復動させる軸方向駆動手段を設け
る。これにより、現像ロール１上の現像剤は層厚規制ロ
ール３の回転とともに現像剤の吸着量が規制され、適切
な量の現像剤が搬送される。また、異物等が層厚規制ロ
ール３の溝３ａを容易に通り抜けることができ、白抜け
の発生が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ等電
子写真式の画像形成装置において用いられ、静電潜像保
持体上の静電潜像にトナーを付着させて可視化する現像
装置に係り、特に現像領域でトナーを飛翔させる非接触
法を採用した現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複写機、プリンタ等電子写真
式の画像形成装置では、静電潜像保持体表面に帯電電位
の差による静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーの
付着により現像して可視像としている。この現像のため
に使用する装置が現像装置であり、現在までに数々の形
式の装置が提案され実用化されている。近年では、画像
のカラー化が進み高画質が要求されており、トナーを小
粒径化して画像を鮮明にしたり、さらには静電潜像保持
体上でトナー像の重ね合わせによりカラー像を形成する
ため、二成分現像剤による磁気ブラシを用いた非接触現
像法が提案されている。二成分現像剤を用い、非接触現
像法を採用する現像装置としては、従来より以下に示す
装置が知られている。

【０００３】図１２は、このような現像装置の一例を示
す概略構成図である。この現像装置１００は、静電潜像
保持体１１０に近接して設けられており、ハウジング１
０７内に、二成分現像剤を磁気的に吸着して搬送する現
像ロール１０１と、この現像ロール１０１の表面に形成
される現像剤層の層圧を規制する層厚規制部材１０３
と、現像ロールに現像剤を供給する現像剤供給部材１０
２と、現像剤を攪拌するとともに搬送する２つの攪拌部
材１０５，１０６とを備えている。上記層厚規制部材１
０３は、一方の端部がハウジング１０７に固定され、他
方の先端が刃状になっており、現像ロール１０１の表面
と近接するように突き出している。

【０００４】このような現像装置で用いられる二成分現
像剤は、帯電性の非磁性トナーと磁性キャリアとを含む
現像剤であって、攪拌によって非磁性トナーが帯電され
た後、磁極を内蔵する現像ロールの表面に磁気的に吸着
され、磁性キャリアが穂状に連なった磁気ブラシを形成
する。一方、現像領域には、静電潜像保持体と現像ロー
ルとの間にバイアス電圧を印加することにより振動電界
が形成されており、現像剤層中の非磁性トナーが静電潜
像上に飛翔し、静電潜像が可視化される。このような現
像装置では、現像ロール表面への現像剤の吸着が磁気的
な効果によるので、現像剤の現像ロールへの付着力が電
気的な作用に影響されず、現像領域においてトナーを飛
翔させるための電界制御が容易である。また、静電潜像
保持体と現像剤層とが接触しないので、静電潜像保持体
の非潜像部に現像剤が吸着する、いわゆるかぶり現像が
ほとんどなく、近年求められている画像の高画質化・カ
ラー化に応えるものである。

【０００５】上記のような現像装置において、現像ロー
ル１０１と静電潜像保持体１１０との距離が狭いと、現
像剤層を静電潜像保持体と非接触に保ちながら、現像に
必要な現像剤搬送量を確保することが困難となる。ま
た、現像ロール１０１や静電潜像保持体１１０の取り付
け誤差、振れの影響が大きくなり、安定した画像を得る
ことも困難となる。一方、現像ロール１０１と静電潜像
保持体１１０との距離が広いと、振動電界の効果が低下
したりエッジ効果の出現を招き、解像度が低下する。そ
のため、現像ロール１０１と静電潜像保持体１１０との
距離は、一定の範囲で適切に定められる。これにともな
い、非接触現像を行うためには現像ロール表面のスリー
ブ上に形成された現像剤層を、スリーブ表面と静電潜像
保持体表面との距離より薄く、一定に形成させることが
必要となる。このために、層厚規制部材１０３の先端
は、磁気ブラシの先端を静電潜像保持体に接触させる現
像装置と比較して、現像ロールの表面に近接するように
設定しなければならない。

【０００６】しかし、上記従来の現像装置では、層厚規
制部材１０３の刃状の先端縁と現像ロール１０１表面と
の距離に高い精度が要求され、層厚規制部材１０３を精
度よく固定するための手修正が必要となる。また、層厚
規制部材１０３を、ねじれやそりがないように刃状に作
製するために、加工後の研磨が必要となり、製造コスト
が高騰するという欠点もある。さらに、トナー粒子の凝
集体や、紙繊維等の異物が、現像ロール１０１と層厚規
制部材１０３との間に詰まり、画像に筋状の白抜けが生
じる等の欠点がある。

【０００７】このような欠点を解消し、現像ロール表面
に薄い現像剤層を形成するための手段として、例えば、
特開昭５４−５１８４８、特開昭６２−１９１８６８、
特開平２−６４６７５号公報に記載の現像装置が提案さ
れている。特開昭５４−５１８４８号公報に記載の現像
装置は、層厚規制部材として金属バネと弾性体とを重ね
合わせた板状弾性体を用い、弾性体の板状腹部を現像ロ
ール上の現像剤層に押圧して一成分現像剤の層厚を規制
するものである。

【０００８】特開昭６２−１９１８６８号公報に記載の
現像装置は、支持部材に支持された弾性体の先端を現像
スリーブ上の現像剤の移動方向の上流側に向けて配設
し、その弾性体を現像スリーブ上に押圧して二成分現像
剤の層厚を規制するものである。

【０００９】特開平２−６４６７５号公報に記載の現像
装置は、剛性と磁性を有する棒状の層厚規制部材を現像
ロール上の現像剤層に押圧し、位置調整部材によって押
圧力を調整することにより二成分現像剤の層厚を規制す
るものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような現像装置では以下に示すような問題点がある。特
開昭５４−５１８４８号公報、特開昭６２−１９１８６
８号公報に記載の現像装置は、ともに弾性体から成る層
厚規制部材の押圧力を利用して現像剤層の厚さを調整し
ているが、現像ロールの回転速度、圧接位置、振動によ
り変動を生じ易く、均一な層厚を得ることが難しい。ま
た、弾性体の摩擦により現像剤層の厚さに経時的な変動
を生じるという問題点もある。

【００１１】また、特開平２−６４６７５号公報に記載
の現像装置では、剛性と磁性を有する層厚規制部材によ
り現像剤を規制しているため、現像剤に過度のストレス
を与えて現像剤の凝集を引き起こし、均一な層厚を得る
ことが困難になる。さらに上記現像装置のいずれにおい
ても、トナーの凝集体や異物が層厚規制部材と現像ロー
ルとの間に詰まるのを解消することができず、画像に筋
状の白抜けが発生するという問題点がある。本発明は上
記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、簡単な構成によってトナー凝集体や異物の詰まり
を防止し、現像ロール表面に非接触現像が可能な薄い現
像剤層を形成し、静電潜像を良好に可視化することがで
きる現像装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、 静電潜像保持体と対
向するように設けられ、円周方向に回転駆動される中空
円筒状のスリーブと、このスリーブの内側に固定支持さ
れた円筒状の磁石ロールとからなる現像ロールを備え、
前記スリーブ上に現像剤を磁気的に吸着し、該スリー
ブの回転により静電潜像保持体と対向する現像領域に現
像剤を搬送して静電潜像保持体上の潜像を可視化する現
像装置において、 前記現像ロールの回転方向におけ
る現像領域の上流側で、該現像ロールと接触又は近接
し、平行に支持されたほぼ円筒状の部材であって、外周
面に周方向の溝を軸線方向にほぼ等間隔で多数有する層
厚規制ロールを備えるものとする。

【００１３】請求項２に記載に発明は、 前記請求項１
に記載の現像装置において、 前記現像ロールの回転に
ともなって、前記層厚規制ロールを軸線方向に往復動さ
せる軸方向駆動手段を有するものとする。

【００１４】請求項３に記載の発明は、 前記請求項１
又は請求項２に記載の現像装置において、 前記現像ロ
ールの回転方向における層厚規制ロールが対向する位置
の下流側で前記現像領域の上流側に、前記現像ロールと
接触又は近接し、該現像ロール上の現像剤層を軸線方向
に均等化する均し部材を有するものとする。

【００１５】請求項４に記載の発明は、 静電潜像保持
体と対向するように設けられ、円周方向に回転駆動され
る中空円筒状のスリーブと、このスリーブの内側に固定
支持された円筒状の磁石ロールとからなる現像ロールを
備え、 前記スリーブ上に現像剤を磁気的に吸着し、該
スリーブの回転により静電潜像保持体と対向する現像領
域に現像剤を搬送して静電潜像保持体上の潜像を可視化
する現像装置において、 前記現像ロールの回転方向
における現像領域の上流側で、該現像ロールと近接して
支持され、対向する部分が、該現像ロールの軸線方向に
複数のＮ極とＳ極とが交互に配列されるように着磁され
た層厚規制部材を備え、 前記磁石ロールは、前記層厚
規制部材との対向位置付近に少なくとも一つの磁極を有
するものとする。

【００１６】請求項５に記載の発明は、 前記請求項４
に記載の現像装置において、 前記現像ロールの回転方
向における層厚規制部材が対向する位置の下流側で前記
現像領域の上流側に、前記現像ロールと接触又は近接
し、該現像ロール上の現像剤層を軸線方向に均等化する
均し部材を有するものとする。

【００１７】請求項６に記載の発明は、 前記請求項５
に記載の現像装置において、 前記層厚規制部材と前記
均し部材とは、弾性部材によって一体に支持され、 前
記均し部材が、前記現像ロールの回転方向における前記
層厚規制部材との対向位置より下流側で、該現像ロール
と接触するように取り付けられているものとする。

【００１８】上記請求項１に記載の発明において、前記
層厚規制ロールに設けられる溝の断面形状は矩形、三角
形、丸みを帯びた形状等様々なものを選択することがで
きる。また、溝の深さ、幅等の寸法は、現像領域に搬送
する現像剤量に応じて適宜決定することができる。この
層厚規制ロールは周方向に回転可能に支持されるのが望
ましく、現像ロールとの対向位置で周面が同方向に移動
するように回転駆動されるもの、現像ロールの回転に従
動するものであってもよい。

【００１９】上記請求項２に記載の発明において、層厚
規制ロールを軸方向に往復動させる軸方向駆動手段は、
例えば、現像ロールの支持軸に固定された円盤状のカム
部材や、層厚規制ロールが回転する場合には、この層厚
規制ロール又はこれを支持するフレームに設けられたカ
ム部材等とすることができる。

【００２０】上記請求項３に記載の発明において、前記
均し部材は、例えば、表面が現像ロールに接触するよう
に支持されたフイルム状シート、弾性的に現像ロール表
面と接触するように支持された軟弾性部材等とすること
ができ、現像ロール上で搬送される現像剤量を規制する
ことなく層厚を均等に均すことができるものであれば、
構造、形状等を問わず適用することができる。

【００２１】上記請求項４に記載の現像装置において、
上記磁石ロールの磁極と層厚規制部材の磁極とは、これ
らの磁極間で現像剤層の穂立ちを調整することができる
程度の磁界を発生するように強さが設定されている。上
記請求項５に記載の現像装置において、上記均し部材は
請求項３に記載の発明で用いられるものと同様のものを
適用することができる。

【００２２】上記請求項６に記載の現像装置において、
上記弾性部材は、容易に弾性的な変形を生じる金属板、
樹脂等からなる板材、軟質樹脂の発泡体等とすることが
できる。なお、上記構成の現像装置は、非磁性トナーと
磁性キャリアとを含む二成分現像剤を用いる装置に適用
するのが望ましいが、磁性一成分現像剤を用いる装置に
適用することもできる。

【００２３】

【作用】請求項１に記載の発明に係る現像装置では、現
像ロールと接触又は近接し、外周面に周方向の溝を軸線
方向にほぼ等間隔で多数有する層厚規制ロールを備えて
いるので、現像ロール上の現像剤は、層厚規制ロールと
の対向位置を通過する際に前記外周面の形状に合わせて
現像剤搬送量が規制される。このため、溝と対向する部
分で現像剤量が多く、溝の間の現像ロールと近接する部
分で現像剤量が少なくなるように調節され、現像ロール
の軸線方向に平均すると適切な現像剤量が搬送されるこ
とになる。従って、従来の現像装置に用いられる層厚規
制部材のように、反り等の変形を防止するための研磨・
手修正等の後工程や複雑な間隙調整機構の必要がなくな
り、コストを低減して適切な現像剤層を得ることができ
る。また、トナー凝集体や現像剤中の異物が、層厚規制
部材の溝を容易に通り抜けることができ、異物詰まり等
により画像に筋状の白抜けが発生するのを防止すること
ができる。

【００２４】請求項２に記載の発明に係る現像装置で
は、軸方向駆動手段によって層厚規制ロールが軸線方向
に往復動されるので、現像ロール上の現像剤層の薄いと
ころ又は現像剤層の厚いところが軸線方向に変動し、現
像領域において静電潜像保持体に均一に現像剤を転移さ
せることができる。従って、現像ロールの軸線方向に均
一な現像が行われ、安定して均一な濃度の画像が得られ
る。また、軸線方向に往復動されることによって凝集ト
ナー等の異物が容易に溝部分に導かれ、滞留することな
く通り抜ける。

【００２５】請求項３に記載の発明に係る現像装置で
は、現像ロールの回転方向における層厚規制ロールの対
向位置の下流側に該現像ロールと接触又は近接する均し
部材を有しているので、層厚規制ロールによって吸着量
を規制された現像剤層は、均し部材との対向位置を通過
する際に軸線方向に均等化される。従って、軸線方向に
均一な層厚の現像剤層が形成され、安定した濃度の画像
が得られる。

【００２６】請求項４に記載の発明に係る現像装置で
は、現像ロールとの近接位置に軸線方向にＮ極とＳ極と
が交互に配列された層厚規制部材を有しているので、現
像ロール内に配設された磁極との間で、磁力による吸着
と反発とが軸線方向に交互に起こる。そのため、現像ロ
ール上の現像剤層は、層厚規制部材の磁極の吸着域で多
く、反発域で少なくなるように調整され、層厚規制部材
と現像ロールの表面との間隙を比較的大きく設定しても
適切な現像剤搬送量が得られる。また、現像ロールと層
厚規制部材との間隙を大きくできるので、トナー凝集体
や異物は容易に通り抜けることが可能となり、画質欠陥
の発生を防止することができる。さらに、層厚規制部材
の磁極の強さ、着磁間隔等の設定により現像ロール上の
現像剤量を適切に規制することができる。

【００２７】請求項５に記載の発明に係る現像装置で
は、現像ロールの回転方向における上記層厚規制部材の
対向位置の下流側に該現像ロールと接触又は近接する均
し部材を有しているので、層厚規制部材によって吸着量
を規制された現像剤層は、均し部材との対向位置を通過
する際に軸線方向に均等化される。従って、軸線方向に
均一な層厚の現像剤層が形成され、安定した濃度の画像
が得られる。

【００２８】請求項６に記載の発明に係る現像装置で
は、層厚規制部材と均し部材とが弾性部材によって一体
的に支持されており、層厚規制部材により搬送量を規制
された現像剤層は、均し部材との接触位置を通過し、軸
線方向に均等化される。そのため、簡単な構成で軸線方
向に均一な厚さの現像剤層を形成することができ、安定
した濃度の画像が得られる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は、請求項１又は請求項２に記載の発明の第１
の実施例である非接触二成分現像方式の現像装置１０
ａ、１０ｂ、１０ｃを適用したカラー画像形成装置を示
す概略構成図である。このカラー画像形成装置は、円筒
状の静電潜像保持体５１の周囲に、帯電器５２と、１台
の一成分現像方式の現像装置５０と、３台の二成分現像
方式の現像装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃとが静電潜像保
持体５１の回転方向における上流側から順に配置されて
いる。上記現像装置５０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、
例えばブラック用，イエロー用，マジェンタ用，シアン
用である。

【００３０】円筒状の静電潜像保持体５１は帯電器５２
で帯電された後、半導体レーザーとポリゴン回転ミラー
５４とを内蔵するレーザー光発生器５３からのレーザー
光５３ａでブラックに相当する潜像が円筒状静電潜像保
持体５１の所定の位置に形成され、この潜像はブラック
用の現像装置５０により現像される。この時レーザー光
は、画像部を書き込むようになっており、帯電器５２で
帯電された静電潜像保持体５１の表面電位極性と同じ極
性電荷を持つトナーが静電潜像保持体５１のレーザー光
照射部に現像される。上記現像装置５０は、静電潜像保
持体５１と対向するように配置された現像ロール５０ａ
上に磁性一成分トナーを付着せしめ、層形成部材５１ｂ
でトナーを薄層化するとともに現像に必要な電荷を与え
る。その後、静電潜像保持体５１との対向部に搬送さ
れ、直流を重畳した交流バイアス電界内で、トナーが静
電潜像保持体５１に飛翔し現像される。

【００３１】次に２回目のサイクルとして、静電潜像保
持体５１は帯電器５２により再帯電され、前工程（ブラ
ック像の形成工程）でレーザー光５３ａの照射を受け、
電位が下がった部分が再び元の電位近くまで回復する。
その後レーザー光発生器５３からのレーザー光５３ａで
イエロー像に相当する像光が静電潜像保持体５１の所定
の位置に再度照射され、イエロー用の現像装置１０ａに
より静電潜像保持体５１の表面電位極性と同じ極性電荷
を持つイエロートナーが、静電潜像保持体５１のレーザ
ー光照射部に現像される。現像装置１０ａは、非磁性ト
ナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を用い交番電
界内でトナーを飛翔させる非接触方式の現像装置であ
り、前工程に於て現像装置５０により現像された静電潜
像保持体５１上のトナー像が乱されたり、静電潜像保持
体５１上のトナー像が現像装置１０ａ側に逆転移されな
いように、現像剤搬送量・エアギャップ・交番電界条件
等の最適化が施されている。この現像装置１０ａの詳細
については後述する。

【００３２】以後同様に、３回目のサイクルとして、帯
電器５２による再帯電、レーザー光発生器５３によるマ
ジェンタ像に相当する像光の照射、マジェンタ用の現像
装置１０ｂによるマジェンタ像の現像、４回目のサイク
ルとして、帯電器５２による再帯電、レーザー光発生器
５３によるシアン像に相当する像光の照射、シアン用の
現像装置１０ｃによるシアン像の現像の各工程を経る。
現像装置１０ｂ、１０ｃは前工程の現像装置により現像
された静電潜像保持体５１上の各色のトナー像が乱され
たり、静電潜像保持体５１上のトナー像が現像装置１０
ｂ、１０ｃ側に逆転移されないように現像装置１０ａと
同様の工夫が施されている。

【００３３】シアン用の現像装置１０ｃによるシアン像
の現像工程が終了した時点では、静電潜像保持体５１上
にブラック，イエロー，マジェンタ，シアンの４色が重
ね合わされたトナー像が存在する。これらのトナー像と
静電潜像保持体５１は必要に応じて転写前帯電器５５の
照射を受け転写に最適な状態に帯電または除電されたの
ち、転写帯電器５６により、ペーパーガイド５７より進
入してきた転写紙上に、４色のトナー像が１回の工程で
転写される。転写工程終了後、転写紙は剥離用帯電器５
８により除電され、静電潜像保持体５１から剥離されて
搬送ベルト５９により定着部（図示せず）に搬送され
る。転写工程終了後、静電潜像保持体５１上の残留トナ
ーは、クリーニング装置６０により除去され、引続き除
電露光装置６１からの露光を受けて再び帯電器５２によ
る帯電工程に入り、前述の前工程を繰り返して複数枚の
連続プリントを出力する。

【００３４】上記クリーニング装置６０は、偏心カム又
はクランク機構等を利用して、装置全体が静電潜像保持
体５１に対し当接した状態と、静電潜像保持体５１から
離れた退避状態とに保持できる構成となっている。これ
により、静電潜像保持体５１上にトナー像を作成してい
る間、クリーニング装置６０は静電潜像保持体５１から
離れた非接触の退避状態となっており、静電潜像保持体
５１に当接した状態への移動は、３色目（マジェンタ）
のトナー像が重ねて現像された部分の後端がクリーニン
グ装置との対向位置を通過し、４色目（シアン）のトナ
ー像が重ねて現像された部分の先端が転写工程を経てク
リーニング領域に達する直前になされる。

【００３５】次に、請求項１又は請求項２に記載の発明
の一実施例であって上記画像形成装置で適用される現像
装置１０ａ、１０ｂ、１０ｃについて説明する。図２
は、上記現像装置１０を示す概略構成図であり、図２
（ａ）は断面図、図２（ｂ）は（ａ）図中に示す矢印Ａ
の方向に見た断面図、つまり現像ロールの軸線方向に対
して直角方向から見た図である。この現像装置１０は、
図２に示すように、非磁性トナーと磁性キャリアとから
なる二成分現像剤を収容するハウジング７内に、静電潜
像保持体５１との対向位置で表面に二成分現像剤を磁気
的に吸着して現像剤の磁気ブラシを形成する現像ロール
１と、この現像ロール１の回転にともなって該現像ロー
ル１上に吸着された二成分現像剤の量を規制する層厚規
制ロール３と、前記現像ロール１表面に二成分現像剤を
供給するパドル２と、前記パドル２と隣接する位置で二
成分現像剤を軸方向へ搬送しながら攪拌する現像剤攪拌
部材５，６とを有している。

【００３６】上記静電潜像保持体５１は、前述のカラー
画像形成装置本体に支持され、像光の照射によって表面
に帯電電位の差による静電潜像を形成することができる
ものである。上記現像ロール１は、非磁性の中空円筒状
の部材であって、表面が導電性のスリーブ１ａと、この
スリーブ１ａの内部に固定支持され、周面に沿って複数
の磁極を有する円筒状のマグネット１ｂとを備えるもの
であり、前記スリーブ１ａのみが一定方向に回転駆動さ
れる構造となっている。これにより、スリーブ１ａ表面
に二成分現像剤の磁気ブラシを形成して搬送できるよう
になっている。

【００３７】上記層厚規制ロール３は、図２及び図３に
示すように現像ロール１と近接して軸線方向にほぼ平行
に支持された円筒状の部材であり、現像ロール１の回転
にともない、対向位置で周面が同方向に従動するように
支持されている。この層厚規制ロール３は非磁性の金属
等で形成されており、外周面には周方向の溝３ａを軸線
方向にほぼ等間隔で多数有している。上記溝３ａの深
さ、幅、個数等は、所望の現像剤層厚によって決定され
る。また、溝３ａの深さは現像剤の層厚ムラに影響する
ため、０．３ｍｍ以下が望ましい。本実施例では、上記
溝３ａの深さは０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ、幅は２ｍｍに
設定され、溝と溝の間の凸部３ｂと現像ロール１との間
隙は０．１ｍｍ〜０．２ｍｍに設定されている。このよ
うに、上記層厚規制ロール３の溝３ａの深さ、幅、個
数、及び層厚規制ロール３と現像ロール１との間隙を調
節することにより、現像ロール１上の現像剤層が０．３
ｍｍ程度の層厚になる。

【００３８】また、図４に示すように層厚規制ロール３
を軸線方向に往復動させる軸方向駆動手段として、現像
ロール１の支持軸に固着され、この現像ロールとともに
回転するカム部材８が設けられている。層厚規制ロール
３の支持軸はバネ９により、カム部材８側に付勢される
とともに先端がこのカム部材８に当接しており、カム部
材８の回転にともなって層厚規制ロール３が軸線方向に
往復動するようになっている。この軸方向駆動手段の動
作により、現像ロール１上の現像剤が静電潜像に均等に
転移され、凝集トナー等の異物が層厚規制ロール３と現
像ロール１との対向部に滞留することもない。

【００３９】上記現像装置は、現像ロール１上の現像剤
層を静電潜像保持体５１表面に接触させない非接触現像
方式のものであり、現像ロール１と静電潜像保持体５１
との間隙を適切に設定し、現像剤層の厚さを静電潜像保
持体５１に接触しない範囲でなるべく厚くすることが望
ましい。この静電潜像保持体５１と現像ロール１との間
隙は０．３ｍｍより狭くなると、静電潜像保持体５１や
現像ロール１の持つ振れ等のバラツキの影響を受け、均
一な濃度の画像を安定して得ることが難しくなる。一
方、上記間隙が０．９ｍｍを越えると、現像ロール１に
振動電界を与えてもその効果が低下して十分な現像濃度
が得られなかったり、エッジ効果が現れて美しく鮮明な
画像が得られなくなる。従って、静電潜像保持体５１と
現像ロール１の間隙は０．３ｍｍ〜０．９ｍｍの範囲に
するのが望ましく、本実施例では０．５ｍｍに設定し、
現像剤層の厚さを０．３ｍｍに制御した。また、上記静
電潜像保持体５１とスリーブ１ａとの間にはバイアス電
源（図示せず）から直流成分に交流成分を重畳したバイ
アス電圧が印加されており、ここで生じる交番電界によ
って両者の対向部分に現像領域が形成されるようになっ
ている。

【００４０】なお、本実施例の現像装置で用いる現像剤
は、摩擦帯電制御が容易で交番電界内での現像剤の制御
を効果的に行うことができる点を考慮し、非磁性トナー
と磁性キャリアを混合した二成分現像剤を使用した。こ
の二成分現像剤は、体積平均粒径４０μｍで飽和磁化が
６０ｅｍｕ／ｇである磁性キャリアに体積平均粒径１０
μｍのポリエステル系トナーを混合攪拌したものであ
り、現像剤に占めるトナーの混合率がおよそ１０重量％
のものである。

【００４１】次に上記現像装置１０の動作について説明
する。現像剤攪拌部材５、６によって混合攪拌された二
成分現像剤中の非磁性トナーは適切な帯電量に帯電さ
れ、パドル２の回転により二成分現像剤が現像ロール１
表面に供給される。現像ロール１の内部には複数の磁極
を有するマグネット１ｂを備えており、非磁性トナーを
付着した磁性キャリアがスリーブ表面上に連なるように
吸着され、スリーブ表面に二成分現像剤の磁気ブラシが
形成される。

【００４２】さらに、この磁気ブラシは、スリーブ１ａ
の回転により層厚規制ロール３との対向位置を通過し、
層厚規制ロール３の回転とともに外周面の形状に合わせ
て現像剤の搬送量が規制される。このとき、溝３ａの
幅、深さ、及び層厚規制ロール３と現像ロール１との間
隙等が適切に設定されていることにより、現像ロール１
上の現像剤量がほぼ所定の値となる。さらに、この層厚
規制ロール３を通過する際には該層厚規制ロール３が軸
方向に往復動されており、上記溝の部分を通過し、現像
剤層の厚い部分及び層の薄い部分は現像ロール１の軸線
方向に変動するように形成される。こうして形成された
現像剤層は、スリーブ１ａの回転により静電潜像保持体
５１と現像ロール１が対向する現像領域に搬送される。

【００４３】現像領域まで搬送されると、現像ロール１
内の複数の磁極に対応して現像剤の穂の起立した部分が
複数形成され、現像ロール１と静電潜像保持体５１との
間に形成される振動電界により、磁気ブラシ中のトナー
が静電潜像に飛翔し、現像が行われる。このような現像
装置では、層厚規制ロール３及び軸方向駆動手段により
所定の厚さの現像剤層が形成され、濃度の安定した良好
な画像が得られる。また、従来の板状の層厚規制部材と
異なり、変形を生じないよう精度良く作るための研磨・
手修正等の後工程の必要がなくなり、コストも低減され
る。さらに、層厚規制ロール３の回転及び溝３ａによっ
て現像剤中に混ざっている異物や凝集トナー等が層厚規
制ロール３と現像ロール１との間を容易に通り抜けるこ
とができ、異物詰まりによる画像の白抜けの発生を防止
することができる。

【００４４】図５は、請求項１又は請求項２に記載の発
明の第２の実施例である現像装置において用いられる層
厚規制ロールを示す概略構成図である。この現像装置で
は、上記図２に示す現像装置に配設された層厚規制ロー
ル３に代えて、外周面の周方向に設けられた溝が丸みを
帯びた断面形状となり、軸線方向に波形の凹凸をほぼ等
間隔で多数有する層厚規制ロール１３を有している。こ
の層厚規制ロール１３は現像ロール１表面に近接してほ
ぼ平行に支持されており、現像ロール１の回転にともな
い、対向位置で双方が同方向に従動するように支持され
ている。上記波形の凹部１３ａの深さは０．１ｍｍ〜
０．２ｍｍ、ピッチは２ｍｍに設定されてる。なお、こ
の現像装置の他の構成は上記図２に示す現像装置と同じ
である。このような層厚規制ロール１３を用いても、従
来のような精度の良い加工を施すことなく現像剤吸着量
が適切に調整され、さらに、均し部材４で摺擦されるこ
とにより現像ロール１上の現像剤層が軸方向に均等化さ
れる。従って、適切な厚さの現像剤層が形成され、濃度
の安定した画像が得られる。

【００４５】図６は、請求項１又は請求項２に記載の発
明の第３の実施例である現像装置において用いられる層
厚規制ロールを示す概略構成図である。この現像装置で
は、上記図２に示す現像装置に配設された層厚規制ロー
ル３に代えて、両端部に現像ロール１表面と接触する樹
脂層２３ｃを被覆した層厚規制ロール２３を有してい
る。上記層厚規制ロール２３は、樹脂層２３ｃが現像ロ
ール１表面と接触して従動するようになっており、樹脂
層２３ｃの厚さによって現像ロール１と層厚規制ロール
２３との間隙が調整されるようになっている。また、こ
の層厚規制ロール２３の外周面には周方向の溝２３ａを
軸線方向に等間隔で多数有している。なお、この現像装
置の他の構成は、上記図２に示す現像装置と同じであ
る。

【００４６】このような現像装置では、上記現像ロール
１と層厚規制ロール２３との間隙寸法や溝２３ａの深さ
が適切に設定されることによって、現像ロール１上の磁
気ブラシが層厚規制ロール２３との対向位置を通過する
際の現像剤吸着量が適切に調整される。さらに、上記均
し部材４によって摺擦されることにより軸線方向に均一
な厚さの現像剤層が形成され、白抜け等の欠陥がなく濃
度の安定した良好な画像が得られる。なお、本実施例で
は樹脂層２３ｃとしているが、これに代えてゴム層を設
けても良いし、層厚規制ロールの両端部の径を中間部分
より大きく設定したものでも良い。

【００４７】図７は、請求項３に記載の発明の一実施例
である現像装置を示す概略構成図である。この現像装置
は、現像ロール１の回転方向における層厚規制ロール３
の対向位置の下流側に、一端がハウジング７内に支持さ
れ、他端付近で現像ロール１と接触する均し部材４を有
している。この均し部材４は、厚さ０．５ｍｍのウレタ
ン樹脂からなるフィルム状シートにより形成されてお
り、現像ロール１の回転にともなって摺擦され、表面の
現像剤量を規制することなく軸線方向に均等化するよう
になっている。なお、上記現像装置の他の構成は上記図
２に示す現像装置と同じである。

【００４８】このような現像装置では、現像ロール１上
の現像剤は、層厚規制ロール３を通過する時に溝３ａ付
近で現像剤吸着量が多く、溝と溝の間の凸部３ｂ付近で
現像剤吸着量が少ない所謂波形の現像剤層となるが、溝
３ａの幅、深さ、及び層厚規制ロール３と現像ロール１
との間隙等が適切に設定されていることにより、現像ロ
ール１上の現像剤量がほぼ一定になる。さらにこの現像
剤層は、スリーブ１ａの回転により均し部材４に摺擦さ
れ、現像ロール１の軸線方向に均等化される。こうして
形成された現像剤層は軸線方向に均一で約０．３ｍｍの
厚さに調整され、白抜け等の欠陥がなく濃度の安定した
画像が得られる。なお、本実施例の現像装置は、上記層
厚規制ロール３に代えて図４又は図５に示す層厚規制ロ
ール１３、２３を用いてもよい。

【００４９】図８は、請求項４に記載の発明の一実施例
である現像装置を示す概略構成図であり、図８（ａ）は
断面図、図８（ｂ）は現像ロールの軸線方向に対して直
角方向［（ａ）図中に示す矢印Ｂ］から見た図である。
この現像装置では、上記図２に示す現像装置に配設され
た層厚規制ロール３に代えて、現像ロール３１に向かっ
て突き出した板状の部材からなり、該現像ロール３１と
近接して対向する部分が軸線方向に複数のＮ極とＳ極と
が交互に配列するように着磁された層厚規制部材３３を
有している。また、現像ロール３１の内部には上記層厚
規制部材３３との対向位置に軸線方向にほぼ均一なＮ極
性の磁極３１ｃを有している。上記層厚規制部材３３
は、磁極ピッチを２ｍｍに設定し、磁力を２００Ｇに着
磁した樹脂磁石（樹脂に強磁性材料の粉体を混合したも
のを形成し、着磁したもの）を使用した。なお、上記現
像装置の他の構成は、上記図２に示す現像装置と同じで
ある。

【００５０】このような現像装置では、現像領域に搬送
される現像剤の量は、現像ロール３１と層厚規制部材３
３との間隙を通過することによって規制されるが、層厚
規制部材３３としてＮ極とＳ極とを交互に着磁した磁石
を用いることにより、現像ロール３１内に配設された磁
極との間で磁力による吸引と反発とが現像ロール３１の
軸線方向に交互に起こる。このため、図９に示すように
現像ロール３１上の現像剤層は、層厚規制部材３３の磁
極の吸引域で多くなり、反発域で少なくなるように調整
され、層厚規制部材３３と現像ロール３１との間隙が大
きくても現像に適切な現像剤搬送量を得ることができ
る。従って、このような現像装置では、図１２に示す従
来の現像装置と較べて層厚規制部材３３と現像ロール３
１との間隙を広くすることができ、凝集トナーや異物が
容易に通り抜け、画像に筋状の白抜けが発生するのを防
止することができる。

【００５１】図１０は、請求項５に記載の発明の一実施
例である現像装置を示す概略構成図である。この現像装
置では、現像ロール３１の回転方向における層厚規制ロ
ール３３の対向位置の下流側に、一端がハウジング３７
内に支持され、他端付近で現像ロール３１と接触する均
し部材３４を有している。この均し部材３４は、上記図
７に示した均し部材４と同じ構成のものである。なお、
上記現像装置の他の構成は上記図８に示す現像装置と同
じである。このような現像装置でも、溝３３ａの幅、深
さ、及び層厚規制ロール３３と現像ロール３１との間隙
等が適切に設定されていることにより、現像ロール３１
上の現像剤量がほぼ一定となり、さらに上記均し部材３
４に摺擦され、現像ロール１の軸線方向に均等化され
る。こうして形成された現像剤層は軸線方向に均一で約
０．３ｍｍの厚さに調整され、濃度の安定した画像が得
られる。

【００５２】図１１は、請求項６に記載の発明の一実施
例である現像装置を示す概略構成図である。この現像装
置では、上記図１０に示す現像装置に配設された層厚規
制部材３３及び均し部材３４に代えて、層厚規制部材４
３ａ及び均し部材４３ｂが弾性部材４３ｃによって一体
に支持された層形成部材４３を有している。この層形成
部材４３は、弾性部材４３ｃの一面に層厚規制部材４３
ａと均し部材４３ｂとが貼着されており、弾性部材４３
ｃの反対側の面でハウジング４７内に固定支持されてい
る。そして、上記均し部材４３ｂが現像ロール４１の回
転方向における層厚規制部材４３ａとの対向位置より下
流側で現像ロール４１と接触するように取付けられてお
り、上記層厚規制部材４３ａは現像ロール４１表面と離
隔されている。上記弾性部材４３ｃには容易に弾性変形
を生じる柔軟な材料、例えば軟質樹脂の発泡体等が用い
られ、均し部材４３ｂと現像ロール４１との接触は、現
像ロール４１上で搬送される現像剤量を規制することな
く層厚を軸線方向に均等に均す程度の接触圧に設定され
ている。また、上記層厚規制部材４３ａは、上記図１０
に示す層厚規制部材３３と同様に現像ロール４１の軸線
方向に複数のＮ極とＳ極とが交互に配列するように着磁
されている。なお、上記現像装置の他の構成は、上記図
１０に示す現像装置と同じである。

【００５３】このような現像装置では、現像ロール４１
上を搬送される現像剤は、層厚規制部材４３ａとの対向
位置を通過することによって磁極の吸引域で多く、反発
域で少なく搬送量が規制され、均し部材４３ｂとの接触
位置を通過することにより軸線方向に均一な厚さの現像
剤層が形成される。このような現像装置でも、層厚規制
部材４３ａと現像ロール４１との間隙を大きく設定する
ことができ、さらに均し部材４３ｂと現像ロール４１と
の接触圧が弱いため、凝集トナーや異物等が詰まること
がなく、画像に白抜け等の欠陥が生じるのが防止され
る。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明に係る現像装置では、層厚規制ロールの溝の深さ、
幅、寸法とを適切に設定することにより、適切な層厚の
現像剤層が得られる。また、層厚規制ロールの構造が簡
単であり、製作コストの低減も図れる。さらに、トナー
凝集体や異物等が溝を容易に通り抜けることができ、異
物詰まり等による画質欠陥の発生を防止することができ
る。請求項２に記載の発明に係る現像装置では、層厚規
制ロールが軸線方向に往復動され、現像ロール上の現像
剤層の薄いところ又は厚いところが軸線方向に変動す
る。従って、現像領域において均一な濃度の安定した現
像を行うことができる。また、往復動されることによっ
てトナー凝集体や異物等は容易に溝に導かれ、現像ロー
ルと層厚規制ロールとが対向する位置に滞留することな
く通り抜ける。請求項３又は請求項５に記載の発明に係
る現像装置では、均し部材により現像ロール上の現像剤
層が軸線方向に均等化され、均一な厚さの現像剤層が形
成されることにより濃度の安定した画像が得られる。

【００５５】請求項４に記載の発明に係る現像装置で
は、層厚規制部材と磁石ロールの磁極により吸引域で現
像剤量が多く、反発域で現像剤量が少なく調整されるの
で、磁極のピッチ、磁力の強さ等を適切に設定すること
により、適切な現像剤量が得られる。また、層厚規制部
材と現像ロールとを比較的離して支持することができ、
トナー凝集体や異物等の詰まりが解消され、良好な画像
が得られる。請求項６に記載の発明に係る現像装置で
は、層厚規制部材と均し部材とが一体的に支持されてお
り、簡単な構成で軸線方向に均一な現像剤層を形成する
ことができる。また、層厚規制部材と現像ロールとが離
隔され、均し部材と現像ロールとの接触圧が弱いため、
異物等の詰まりもなく良好な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１又は請求項２に記載の発明の第１の実
施例である現像装置を適用した画像構成装置を示す概略
構成図である。

【図２】上記実施例の現像装置を示す概略構成図であ
る。

【図３】上記実施例の現像装置で用いられる層厚規制ロ
ールを示す斜視図である。

【図４】上記実施例の現像装置で用いられる軸方向駆動
手段の構成を示す概略図である。

【図５】請求項１又は請求項２に記載の発明の第２の実
施例である現像装置で用いられる層厚規制ロールを示す
概略構成図である。

【図６】請求項１又は請求項２に記載の発明の第３の実
施例である現像装置で用いられる層厚規制ロールを示す
概略構成図である。

【図７】請求項３に記載の発明の一実施例である現像装
置を示す概略構成図である。

【図８】請求項４に記載の発明の一実施例である現像装
置を示す概略構成図である。

【図９】上記図８に示す現像装置において、現像ロール
上の現像剤が層厚規制部材を通過する際の吸着状態を示
す図である。

【図１０】請求項５に記載の発明の一実施例である現像
装置を示す概略構成図である。

【図１１】請求項６に記載の発明の一実施例である現像
装置を示す概略構成図である。

【図１２】従来の現像装置を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１、３１、４１ 現像ロール ２、３２、４２ パドル ３、１３、２３ 層厚規制ロール ４、３４ 均し部材 ５、６、 現像剤攪拌部材 ７、３７、４７ ハウジング ８ カム部材 ９ バネ １０ 現像装置 ３３ 層厚規制部材 ３５、３６ 現像剤攪拌部材 ４３ 層形成部材 ４３ａ 層厚規制部材 ４３ｂ 均し部材 ４３ｃ 弾性部材 ４５、４６ 現像剤攪拌部材 ５１ 静電潜像保持体

フロントページの続き (72)発明者 千原 朋義 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像保持体と対向するように設け
   られ、円周方向に回転駆動される中空円筒状のスリーブ
   と、このスリーブの内側に固定支持された円筒状の磁石
   ロールとからなる現像ロールを備え、 前記スリーブ上に現像剤を磁気的に吸着し、該スリーブ
   の回転により静電潜像保持体と対向する現像領域に現像
   剤を搬送して静電潜像保持体上の潜像を可視化する現像
   装置において、 前記現像ロールの回転方向における現像領域の上流側
   で、該現像ロールと接触又は近接し、平行に支持された
   ほぼ円筒状の部材であって、外周面に周方向の溝を軸線
   方向にほぼ等間隔で多数有する層厚規制ロールを備える
   ことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載の現像装置におい
   て、 前記現像ロールの回転にともなって、前記層厚規制ロー
   ルを軸線方向に往復動させる軸方向駆動手段を有するこ
   とを特徴とする現像装置。
3. 【請求項３】 前記請求項１又は請求項２に記載の現
   像装置において、 前記現像ロールの回転方向における層厚規制ロールが対
   向する位置の下流側で前記現像領域の上流側に、前記現
   像ロールと接触又は近接し、該現像ロール上の現像剤層
   を軸線方向に均等化する均し部材を有することを特徴と
   する現像装置。
4. 【請求項４】 静電潜像保持体と対向するように設け
   られ、円周方向に回転駆動される中空円筒状のスリーブ
   と、このスリーブの内側に固定支持された円筒状の磁石
   ロールとからなる現像ロールを備え、 前記スリーブ上に現像剤を磁気的に吸着し、該スリーブ
   の回転により静電潜像保持体と対向する現像領域に現像
   剤を搬送して静電潜像保持体上の潜像を可視化する現像
   装置において、 前記現像ロールの回転方向における現像領域の上流側
   で、該現像ロールと近接して支持され、対向する部分
   が、該現像ロールの軸線方向に複数のＮ極とＳ極とが交
   互に配列されるように着磁された層厚規制部材を備え、 前記磁石ロールは、前記層厚規制部材との対向位置付近
   に少なくとも一つの磁極を有することを特徴とする現像
   装置。
5. 【請求項５】 前記請求項４に記載の現像装置におい
   て、 前記現像ロールの回転方向における層厚規制部材が対向
   する位置の下流側で前記現像領域の上流側に、前記現像
   ロールと接触又は近接し、該現像ロール上の現像剤層を
   軸線方向に均等化する均し部材を有することを特徴とす
   る現像装置。
6. 【請求項６】 前記請求項５に記載の現像装置におい
   て、 前記層厚規制部材と前記均し部材とは、弾性部材によっ
   て一体に支持され、 前記均し部材が、前記現像ロールの回転方向における前
   記層厚規制部材との対向位置より下流側で、該現像ロー
   ルと接触するように取り付けられていることを特徴とす
   る現像装置。