JPH0736267A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明はトナーを薄層化する為の弾性ブレード
をなくし、現像を行う為の静電潜像担持体と、これに対
向するトナー飛翔用ローラ間のギャップを容易に安定化
することで、ギャップ変動による現像ムラをなくし安定
した良好な現像を行うことを目的としている。 【構成】トナー補給容器から供給されたトナーを帯電機
構で帯電させ、帯電したトナーを掻き取り機構によって
帯電機構から掻き落して静電潜像担持体上に供給し、静
電潜像担持体の静電潜像に帯電トナーを静電力にて付着
させトナー像を形成する。良好な現像を得る為に、形成
したトナー像に余分に付着したトナーと静電潜像以外の
所に供給された帯電トナーを回収し、回収したトナーを
トナー補給容器へ搬送し再度現像剤として使用する構成
とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現像装置、特に電子写
真の非磁性１成分トナー現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の非磁性１成分トナー現像方式は、
電子写真学会誌 第２９巻 第１号論文：１ドラム色重
ねプロセス直流電界飛翔現像法に記載のように、ファー
ブラシで摩擦帯電したトナーを、表面を粗面化した金属
製の現像ローラ上に付着させ、これを現像ローラに押し
当てた弾性ブレード部を通すことによって、帯電したト
ナー薄層を現像ローラ上に形成させる。現像ロールは静
電潜像担持体とギャップを設け非接触の状態で配置し、
このギャップ間を薄層化された帯電トナーが静電力によ
り現像ローラから静電潜像担持体まで飛翔し、静電潜像
担持体の静電潜像部に付着させることによりトナー像を
形成するという現像方式であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記現像方式である
と、現像ローラ上に薄層化されて静電力で付着している
帯電トナーを、非接触で現像ロールから静電潜像担持体
の静電潜像部へ静電力で飛翔させるため、良好な画質で
現像を行う為には静電潜像担持体と現像ローラ間のギャ
ップを、高精度な値で保つようにしなければならない。
このギャップを維持するためには、現像ローラの長手方
向の反りや現像ローラの偏芯を少なくすることと、現像
ローラよりもギャップの分外径の大きい偏芯の少ないギ
ャップリングを現像ロールに取り付け、静電潜像担持体
へギャップリングを当てることで達成できる。この現像
ローラやギャップリングの偏芯を少なく加工することに
ついては、比較的容易に可能である。

【０００４】現像ローラの反りを少なく加工することに
ついては、現像ローラの長さと外径の太さによって加工
のし易さが異なり、現像ローラの長さは用紙幅よりも多
少長く必要とし決定されるため、加工のし易さは現像ロ
ーラの外径に左右される。このようなことから現像ロー
ラの反りを少なく加工する為には、外径をある程度太く
すれば容易に達成できる。しかし、現像ローラ径を太く
すると、現像ローラ上に帯電トナーを薄層化し形成する
為の弾性ブレードが強く押し当てられている為、現像ロ
ーラを回転させるトルクが大きくなってしまう。これに
よりギヤや現像ローラを回転させるモーターが大きなも
のにする必要がある等の問題が発生する。このようなこ
とから、現像ローラを回転させるのには低トルクが望ま
しく従来の技術は、現像ローラの外径をある程度細くし
帯電トナーを薄層化する為の弾性ブレードが現像ローラ
に強く押し当てられても、現像ローラを回転させる為の
トルクが大きくならないように対応していた。しかし、
現像ローラの外径を細くすると加工時の反りが発生し易
く、反りがでないようにする為には時間をかけて加工す
る必要があり、この為現像ローラは量産性及び品質管理
に課題が残る。

【０００５】本発明は、トナーを薄層化する為の弾性ブ
レードをなくし、また静電潜像担持体とトナーを飛翔さ
せる為の対抗ローラ（従来の方式では現像ローラと呼ん
だ）間のギャップ変動を容易に少なくし、安定した現像
を行うことを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、トナー補給容器から供給されるトナーを帯電機構で
帯電させ、この帯電したトナーを掻き取り機構によって
帯電機構から離し、静電潜像担持体に随時ふりかけ静電
潜像担持体の静電潜像に、帯電トナーを静電力にて付着
させトナー像を形成する。静電潜像担持体にふりかけら
れたトナーのうち、トナー像形成に寄与しなかったトナ
ー或いは形成したトナー像でも良好な現像状態を得るた
めのトナー像付着厚み以上のトナーを、回収機構で回収
することにより現像を容易に行うようにしたものであ
る。

【０００７】回収したトナーは、再度現像剤として使用
するため搬送機構を設け、回収機構付近に溜めること無
く随時トナー補給容器へ搬送する。

【０００８】回収機構は、トナー像を形成後に静電潜像
担持体と対向させて配置し、回収機構には良好な現像状
態を得るため、トナー像付着厚み以上のトナーが取れる
程度に電圧をかける。これによりトナー像に必要以上に
付着したトナーが取れる。また、トナー像以外の所にお
いては、静電潜像担持体とトナーの静電力による付着力
は十分に弱く、上記電圧をかけることにより回収部材へ
容易に付着させることができ、必要なトナー像のみを残
しトナーの回収ができる。この回収機構は、静電潜像担
持体と接触或いは非接触での配置が可能であるが接触さ
せて配置した場合、上記電圧をかけることにより帯電不
足のトナーがあった場合には、トナーが回収機構に接触
した時に帯電不足のトナーを再帯電させることができる
為、その再帯電トナーを静電潜像へ十分な静電力でより
確実に付けることができる。

【０００９】

【作用】本発明では、帯電機構で帯電したトナーを掻き
取り機構で掻き落し静電潜像担持体へ供給する為、静電
潜像担持体の静電潜像へ帯電トナーを飛翔させる為のギ
ャップを高精度に保つ必要が無く、静電潜像部へ容易に
帯電トナーを静電力で付着させトナー像を形成すること
ができる。

【００１０】またトナーを回収する為の回収機構を非接
触で配置した場合、回収機構に設けた回収ローラまたは
搬送ベルトと静電潜像担持体のギャップを精度良く保つ
必要があるが、回収機構には従来の現像ローラのように
トナーを薄層化する為の弾性ブレードを回収ローラまた
は搬送ベルト上に強く押し当て設置する構成を必要とし
ない為、回収ローラや搬送ベルトの回転を妨げる強い負
荷がないので、回収ローラ外径を太くしてもトルクをあ
まり大きくせずに配置することが可能となる。これによ
りローラ外径を太くできる為、回収ローラは反りや偏芯
を少なく容易に加工することができ、量産性に適した部
品とすることができる。この結果、回収機構を静電潜像
担持体と高精度なギャップを保ち非接触で配置すること
ができる為、ギャップ変動によるトナーの回収ムラをな
くすことができ安定した現像を行うことができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。

【００１２】図中、１はトナーに帯電を行うための帯電
ブラシ、２は帯電したトナー層を形成し目的位置まで運
ぶ搬送ローラ、３は帯電したトナーを搬送ローラから機
械的に掻き取り静電潜像担持体へ供給するための掻き取
りブラシ、１６は掻き取りブラシに付着した帯電トナー
を機械的に掻き落す為のスクレーパ、４は良好なトナー
像形成に寄与しないトナーを回収するための回収ロー
ラ、５は良好なトナー像形成に寄与しない帯電トナーを
静電潜像担持体から静電力で直接ベルトに付着させて搬
送するための搬送ベルト、６は搬送ベルトに付着した回
収トナーをトナー補給容器へ導入するための導入ロー
ラ、７は回収ローラから導入ローラ間を途中ベルトが障
害物等に接触し破損しないように避けて配置するための
中間ローラ、８は導入ローラまで搬送されてきた回収ト
ナーをトナー補給容器へ落すための掻き取りプレート、
９は新規にトナーホッパーから供給されたトナーや回収
されたトナーを、帯電ブラシへ補給するために溜めてお
くためのトナー補給容器、１０はトナー補給容器内のト
ナーを長手方向に均一にすると同時にトナーの固形を防
止し、かつ、これをトナー補給容器の下側にあいている
スリット部へ停止させることにより、トナー補給容器内
のトナーを帯電ブラシに供給するのを止めることができ
ることを兼ね備えた撹拌棒、１１はトナー補給容器のト
ナーがなくなりかけた時に、トナーを新規に補給するた
めのトナーホッパー、１２はトナー像を形成する為の静
電潜像担持体、１３は帯電された帯電トナー、１４は静
電潜像担持体の静電潜像に帯電トナーが静電力で付着し
た現像後の良好なトナー像、１５は良好なトナー像を得
る為に、トナー像へ余分に付着した帯電トナーと静電潜
像部以外に供給された帯電トナーを回収した回収トナ
ー、１７は搬送ローラに付くトナーをある程度一定量に
規制するための規制プレート、１８は回収ローラ上の回
収トナーを搬送ベルトへコロナ放電を利用して電気的に
移し代えるためのワイヤー転写器、１９は搬送ベルトを
回収ローラに接触或いは非接触で配置する為のガイドロ
ーラ、２０は回収ローラ上の回収トナーを機械的に掻き
落す為の掻き取りプレート、２１は掻き取りプレートで
掻き落された回収トナーをその場へ溜めることなく一方
向へ送り、現像機内部から搬出する為の回収スクリュ
ー、２２は現像機内部から搬出された回収トナーをトナ
ー補給容器へ搬送する為の搬送スクリュー、２３は搬送
ローラに付着した帯電トナーを機械的に掻き落し静電潜
像担持体に帯電トナーを供給する為の弾性ブレード、２
４は帯電ブラシで帯電したトナーをイオン空間におくこ
とにより、さらにトナーの帯電を行う為のイオン空間を
作り出すイオン発生器、２５はイオン発生器によって作
り出されたイオン空間、２６はトナー補給容器内のトナ
ーを帯電ブラシへ供給する為のスリット、２７はトナー
補給容器内から補給されたトナーを帯電ブラシで摩擦帯
電させる為の摩擦用部材である。

【００１３】本実施例に於いて１７の規制プレートは４
と５の回収ローラ及び搬送ベルトでの回収能力または、
２の搬送ローラの回転数等の関係によっては必ずしも必
要ではない。また７の中間ローラは、回収ローラと導入
ローラの配置によっては必ずしも必要ではない。１６の
スクレーパも帯電トナーの掻き落す量によっては、必ず
しも必要ではない。また、１１のトナーホッパーは、新
たにトナーを補給しなければ必ずしも必要ではない。

【００１４】以下に本現像機における一連の流れを説明
する。

【００１５】トナー補給容器９の下側にあいているスリ
ット２６より落下して供給されたトナーは、回転してい
る帯電ブラシ１と摩擦用部材２７及び搬送ローラ２にこ
すられて摩擦帯電する。帯電した帯電トナー１３は、回
転させた搬送ローラ２に電気的に付着させ、帯電トナー
を静電潜像担持体１２上の供給位置まで搬送させる。搬
送ローラに付着させる帯電トナーは、規制プレート１７
を搬送ローラと非接触で配置させ、搬送ローラの長手方
向にある程度一定な厚みを持ったトナー層を形成させ
る。帯電トナーの供給位置まで帯電トナーが搬送されて
きた所に、回転させた掻き取りブラシ３を配置し、搬送
ローラに付着した帯電トナーを掻き落す。掻き落された
帯電トナーは、静電潜像担持体の静電潜像に静電力で付
着してトナー像を形成する。スクレーパ１６は掻き取り
ブラシに多少喰い込ます形で配置し、掻き取りブラシに
付着した帯電トナーも掻き落すようにした。

【００１６】回収ローラ４は導電性とし、搬送ベルト５
は絶縁性としてトナー像形成後にこれ等を組み合わせた
回収機構を、静電潜像担持体と対向させ非接触で配置し
た。搬送ベルトは回収ローラに電圧をかけることにより
帯電状態となり、回収ローラにはトナー像に付着した余
分なトナーが、搬送ベルトに静電力で飛翔し付着する程
度に電圧をかける。これにより静電潜像担持体上のトナ
ー像部に必要以上に付着したトナーが取れる。また、静
電潜像担持体の静電潜像以外の所においては、静電潜像
担持体と帯電トナーの静電力による付着力は十分弱く、
上記電圧をかけることにより搬送ベルトへほとんど付着
させることができ、必要なトナー像１４のみを残し他の
不要な帯電トナーの回収（回収トナー１５）ができる。
搬送ベルトは帯電状態となっている為、静電力で付着し
た回収トナー１５は回収ローラを離れても、搬送ベルト
に付着したままで導入ローラ６まで搬送される。導入ロ
ーラは導電性としトナー補給容器９の上側に配置し、搬
送ベルトで搬送されてきた回収トナーをトナー補給容器
内に掻き取りプレート８で機械的に書き落とし現像剤と
して再度使用する。この時導入ローラには、搬送ベルト
に静電力によって付着している回収トナーを、掻き取り
プレートで掻き落し易いように搬送ベルトと回収トナー
間の静電力を弱めるような電圧をかけておく。ただし、
この電圧はトナーの掻き落し易さの問題で必ずしも必要
ではない。

【００１７】トナー補給容器の中に回収されたトナー
は、長手方向（本図奥行き方向）に不均一な量で回収さ
れるため、これをトナー補給容器の中で均一にすると同
時に、トナー補給容器の中でトナーが固まるのを防止す
るために撹拌棒１０を設け、これを回転させることによ
りトナーの固まりを防止し長手方向に均一にする。また
撹拌棒は、トナー補給容器内のスリットの幅よりも厚く
しておくことにより、静電潜像担持体へ帯電トナーの供
給を止める時には撹拌棒をトナー補給容器のスリット２
６に停止させることで容易に行うことができる。本図に
おいて撹拌棒は、撹拌棒を回転させる軸上に１本とした
が回転軸回りに複数配置しても良い。

【００１８】このような過程によって現像を行い、トナ
ー補給容器内のトナーがなくなりかけた時は、トナーホ
ッパー１１からトナーを補給する。

【００１９】上記図１の実施例では、搬送ベルト５を絶
縁性としたが導電性としても回収機構としては同様の目
的を達成できる。

【００２０】また本発明では、回収ローラ４と搬送ベル
ト５を一体にしたが図２，図３，図４に示すように分離
して配置してもよい。

【００２１】図２は、絶縁性の搬送ベルト５を回収ロー
ラ４に接触させるようにガイドローラ１９を配置し、回
収ローラ上の回収トナーをワイヤー転写器１８に高電圧
をかけコロナ放電することによって搬送ベルトに移し代
え、トナー補給容器９まで搬送するようにした例であ
る。

【００２２】尚、これの代りとして搬送ベルトを導電性
のローラと回収ローラとで挟み込む形でワイヤー転写器
の位置に導電性のローラを配置し、これに電圧をかける
方式でも同様の目的を達成できる。

【００２３】図３は、回収ローラ４に付着した回収トナ
ー１５を搬送ベルト５と回収ローラ４の間に、回収ロー
ラへ接触させて配置した掻き取りプレート２０で掻き落
し、回収トナーが搬送ベルトの上に落ち、かつ搬送ベル
トが回収ローラに接触しないようにガイドローラ１９を
配置した。回収ローラに電気的に付着している回収トナ
ーは、掻き取りプレートによって機械的に掻き落され、
その後搬送ベルトに電気的に付着させトナー補給容器９
まで搬送するようにした。本方式では、回収ローラ上の
回収トナーを掻き取りプレートで機械的に落し搬送ベル
トに移し代えるが、掻き取りプレートの代りとして、３
と同様の掻き取りブラシを回収ローラに接触させて搬送
ベルト側へ搬送ベルトに接触しないで配置し回転させる
ことによって、回収ローラ上に付着している回収トナー
を機械的に掻き落し搬送ベルト上に移し代え、その回収
トナーを搬送ベルトに電気的に付着させトナー補給容器
まで搬送するようにしても良い。

【００２４】また、掻き取りブラシを搬送ベルトに接触
させて配置した場合には、回収ローラ上の回収トナーを
掻き取りブラシに電圧をかけることにより電気的に掻き
取りブラシに移し代え、その後回収トナーを掻き取りブ
ラシから搬送ベルトに電気的に付着させトナー補給容器
まで搬送しても同様の効果が得られる。

【００２５】また、搬送ベルトを回収ローラに接触させ
搬送ベルトへ電圧をかけることにより、回収ローラ上の
回収トナーを電気的に搬送ベルトへ移し代え、トナー補
給容器まで搬送しても同様の効果が得られる。

【００２６】図４は、回収ローラ４上の回収トナー１５
を掻き取りプレート２０で掻き落した時、回収トナーが
回収ローラの下側に配置した回収スクリュー２１に入る
ように掻き取りプレート及び、回収ローラを配置し、掻
き落したトナーを螺旋状の回収スクリューで現像機内部
から一方向へ搬送して現像機外部へ搬出し、その後螺旋
状の搬送スクリュー２２でトナー補給容器９まで搬送す
るようにした例である。

【００２７】以上の説明では回収ロール４または搬送ベ
ルト５を非接触で配置したが、回収ローラや搬送ベルト
を例えばゴムのような低硬度で弾力性のある材質や静電
潜像担持体をキズ付けない構造に代えることにより接触
させて配置することも可能である。

【００２８】また、トナーを帯電させて静電潜像担持体
に供給する方法は図５，図６，図７に示すような方式で
も同様の目的を達成できる。

【００２９】図５は、帯電ブラシ１と摩擦用部材２７に
よって摩擦帯電したトナーを搬送ローラ２に付着させ、
その付着したトナーを搬送ローラに接触させた弾性ブレ
ード２３を用いて搬送ローラから機械的に掻き落し、静
電潜像担持体に供給した例である。

【００３０】図６は掻き取りブラシ３を帯電ブラシ１に
喰い込ませて、帯電ブラシの斜め下側に配置し、帯電ブ
ラシに付いている帯電トナーを帯電ブラシから静電潜像
担持体へ直接掻き落すように、帯電ブラシと掻き取りブ
ラシを回転させ帯電ブラシから静電潜像担持体に帯電ト
ナーを供給する例である。

【００３１】図７は帯電ブラシ１と摩擦用部材２７によ
って摩擦帯電したトナーを、帯電ブラシ１に多少喰い込
ませたスクレーパ１６でトナーを帯電ブラシから掻き落
し、静電潜像担持体に供給するものである。この時トナ
ーの帯電補助としてイオン発生器２４を用い、これによ
って作り出されるイオン空間２５を、帯電ブラシと掻き
落されたトナーに当るように配置することによって、ト
ナーに帯電を行うようにしたものである。

【００３２】本実施例によれば、静電潜像担持体上に安
定した品質の良い現像を行うことができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、以上説明したように構
成されているので以下に記載されるような効果を奏す
る。

【００３４】帯電させたトナーを静電潜像担持体上へ掻
き落して供給し、静電潜像担持体の静電潜像に静電力で
付着させる方式であるので、現像に必要なトナー量を十
分供給でき従って安定したトナー像を作ることができ
る。

【００３５】また本発明のトナー回収機構は、構成部品
の回収ローラの外径を太くしてもトナー回収が低トルク
で実現できる為、モーターやギヤを小型化できる。さら
に回収ローラの外径を太くできるので、反りや偏芯の少
ない精度の良いローラを容易に製作が可能となり、量産
性に適した部品とすることができる。

【００３６】また上記の回収ローラを用いることで、静
電潜像担持体とトナー回収機構とのギャップを精度良く
安定化できるので、安定した現像をすることができる。

【００３７】また、トナー像形成に寄与しなかったトナ
ーを回収し、トナー補給容器に戻して再度現像剤として
使用しているため、トナー補給容器内のトナーが現像に
よって消費されなくなりかけた時に、トナーをトナー補
給容器へ補給することにより、従来の現像機ごと交換す
る方式よりはランニングコストを下げることができ、ま
た環境保護や省資源の面でも有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像機構成の一例を示した図である。

【図２】静電潜像担持体上の良好なトナー像形成に寄与
しないトナーを回収搬送する機構で、他の実施例を示し
た図である。

【図３】同じく他の実施例を示した図である。

【図４】同じく他の実施例を示した図である。

【図５】トナーの帯電から静電潜像担持体上へ帯電トナ
ーを供給する機構で、他の実施例を示した図である。

【図６】同じく他の実施例を示した図である。

【図７】同じく他の実施例を示した図である。

【符号の説明】

１…帯電ブラシ、２…搬送ローラ、３…掻き取りブラ
シ、４…回収ローラ、５…搬送ベルト、６…導入ロー
ラ、７…中間ローラ、８…掻き取りプレート、９…トナ
ー補給容器、１０…撹拌棒、１１…トナーホッパー、１
２…静電潜像担持体、１３…帯電トナー、１４…トナー
像、１５…回収トナー、１６…スクレーパ、１７…規制
プレート、１８…ワイヤー転写器、１９…ガイドロー
ラ、２０…掻き取りプレート、２１…回収スクリュー、
２２…搬送スクリュー、２３…弾性ブレード、２４…イ
オン発生器、２５…イオン空間、２６…スリット、２７
…摩擦用部材。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静電潜像担持体上に形成された静電潜像
   を、帯電した微小粉体を用いて可視化する現像装置にお
   いて、トナーを帯電する機構と帯電したトナー層を形成
   する中間体を有すると共に、中間体上に形成された帯電
   したトナー層を静電潜像担持体上に掻き落す手段と静電
   潜像担持体上の非画像部に付着したトナーを回収する回
   収機構を備えたことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のトナーを帯電する機構とし
   て中間体や摩擦用部材に摩擦接触するブラシ状部材また
   は、ローラ状部材を用いることを特徴とする現像装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の掻き取り機構は、中間体に
   接触するブラシ状部材、または弾性ブレード部材である
   ことを特徴とする現像装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の回収機構として、静電潜像
   担持体と非接触で、電気的にトナー回収が可能な電圧を
   付与できるローラ、または無端ベルトを用いることを特
   徴とする現像装置。
5. 【請求項５】請求項１記載の回収機構として、静電潜像
   担持体と接触で電気的にトナー回収が可能な電圧を付与
   できる弾性ローラ、または無端ベルトを用いることを特
   徴とする現像装置。
6. 【請求項６】請求項１記載の現像装置において中間体を
   有せず、トナーを帯電する機構から直接帯電したトナー
   を静電潜像担持体上に掻き落すことを特徴とする現像装
   置。
7. 【請求項７】請求項６記載の現像装置において、トナー
   を帯電する機構としてイオン発生器を用いることを特徴
   とする現像装置。
8. 【請求項８】トナーを帯電機構に供給するトナー補給容
   器内の撹拌部材において、撹拌部材がトナー補給容器内
   のトナーを帯電機構に供給するのを遮断するシャッター
   を兼ねていることを特徴とする現像装置。