JPH0830064A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多色画像形成装置において、装置を大型化
することなく現像ロールと像担持体との間隙を精度良く
保つことのできる現像装置を低コストで提供する。 【構成】 現像装置３００は隔壁により仕切られた複
数の現像剤収容室３０１３０２、３０３、３０４からな
り、各現像剤収容室の開口部には現像ロールを備えてい
る。各現像ロールは、その軸線方向の両側に像担持体と
当接される位置決めロールを有すると共に像担持体側に
移動可能に支持されており、また付勢手段により現像ロ
ールと位置決めロールとが像担持体側に付勢されてい
る。これにより現像装置をコンパクトに扁平化できると
共に、現像ロールの振れなどの影響を受けることなく複
数の現像ロールのそれぞれと像担持体の間隙を一定に保
つことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法を利用して
感光体などの像担持体上に多色画像を形成する画像形成
装置において用いられ、像担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、現像ロ
ールと像担持体の間隙を正確に保つことのできる現像装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置では、像担
持体上に帯電電位の差による潜像を形成し、この潜像に
トナーを付着させて可視化した後、このトナー像を用紙
等に転写・定着して画像を得るようになっている。また
多色画像を形成する画像形成装置として、像担持体上に
複数色のトナー像を順次重ね合わせて形成し、一回の転
写工程で用紙上にトナー像を転写する画像形成装置も知
られている。図７はこのような多色画像を形成する画像
形成装置の一例を示す概略構成図である。

【０００３】この画像形成装置は、一様帯電した後、像
露光装置１１０からレーザー光１０９を照射することに
より表面に静電潜像が形成される像担持体１０１と、こ
の像担持体１０１の周囲に配置され、それぞれイエロ
ー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナーを収容する４
台の現像装置５０１，５０２，５０３，５０４と、前記
像担持体１０１の回転方向における前記現像装置５０１
の上流側で像担持体１０１の表面を一様に帯電させる帯
電器１０２と、前記現像装置５０４の下流側にあって像
担持体１０１上のトナーを適切な帯電量に帯電する転写
前帯電器１０４と、ペーパーガイド１１１により供給さ
れる用紙に像担持体１０１表面のトナー像を転写する転
写帯電器１０５と、転写された用紙を像担持体１０１か
ら剥離する剥離用帯電器１０６と、剥離された用紙を搬
送する搬送ベルト１１２と、前記剥離用帯電器１０６よ
りも下流側で前記像担持体１０１上に残留するトナーを
清掃するクリーニング装置１０７と、像担持体１０１を
除電する除電露光装置１０８とを有している。なお、各
現像装置には消費されたトナーを供給するためのトナー
供給部５０５，５０６，５０７，５０８が併設されてい
る。

【０００４】このような画像形成装置では、像担持体１
０１は帯電器１０２によって帯電され、レーザー光発生
器１０９からのレーザー光１０９ａでイエロー像に相当
する潜像が像担持体１０１の所定の位置に形成される。
このときレーザー光は、画像部を照射するようになって
おり、帯電された像担持体１０１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、バイアス電界内で現
像装置５０１から像担持体１０１のレーザー光照射部に
転移し、潜像が可視化される。次に２回目のサイクルと
して、像担持体１０１は帯電器１０２により再帯電さ
れ、前（イエロー）工程でレーザー光の照射を受け、電
位が下がった像担持体１０１の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１０９からのレ
ーザー光でマゼンタに相当する像光が像担持体１０１の
所定の位置に再度照射され、潜像が形成される。現像装
置５０２内には帯電された像担持体１０１の表面電位極
性と同じ極性電荷を持つマゼンタトナーが収容されてお
り、このトナーがレーザー光照射部に転移することによ
って潜像が可視化される。以後同様に、３回目のシアン
像の現像サイクル、４回目のブラック像の現像サイクル
を繰り返し、像担持体１０１上には照射像に応じたイエ
ロー，マゼンタ，シアン，ブラックの４色が重ね合わさ
れたトナー像が形成される。これらのトナー像と像担持
体１０１は転写前帯電器１０４の照射を受け転写に適切
な状態に帯電された後、転写帯電器１０５により、ペー
パーガイド１１２に沿って侵入してきた転写用紙上に、
像担持体１０１上のイエロー，マゼンタ，シアン，ブラ
ックの４色が重ね合わされたトナー像が１回の工程で転
写される。

【０００５】このような画像形成工程において、先に述
べた像担持体上の潜像にトナーを付着し可視化する装置
が現像装置であり、この現像装置には様々なものが提案
されている。このような現像装置の最も一般的なものと
して、図５に示すように、像担持体と近接・対向する位
置に現像ロール５１０を備え、この現像ロール上に現像
剤の薄層を形成して像担持体１０１との対向位置に搬送
するとともに、この対向位置に形成された電界内でトナ
ーを像担持体１０１に転移させて潜像を可視化するもの
がある。この現像装置は、ハウジング５８０内にトナー
とキャリアからなる現像剤を貯蔵し、この現像剤に一
部、または全部が埋没するように配設された現像剤供給
部材５３０ａと、攪拌部材５３０ｂと、現像ロール１０
１と、現像剤層厚規制材５２０とを有している。現像ロ
ール５１０は現像スリーブ５１０ａと複数の極を持つ永
久磁石５１０ｂとからなる。また、現像スリーブ５１０
ａには直流に交流を重畳したバイアス電圧が印加され
る。このような現像装置５００では、現像ロールと像担
持体との間隙ａが画像の濃度や画質に大きく影響するた
め、正確に間隔ａを保持する必要がある。このため図６
に示されるように、現像ロールの軸線方向の両側に、現
像ロールの半径よりわずかに径の大きい位置決めロール
５８４を現像ロール５１０と軸心を一致させて保持し、
この位置決めロールを像担持体に押圧することによって
現像ロールと像担持体との間隙を維持するようになって
いる。このため図５に示されるように現像装置のハウジ
ング５８０は、ガイド部材５８２により像担持体に対し
て進退が可能に支持され、ばね５８３によって像担持体
の方向に付勢する構造等が採用されている。

【０００６】

【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、現像装置全体を移動させるため、
複雑な機構を要し、コストもかかる。更にカラー画像形
成装置のように複数台の現像装置を要する場合等では大
きいスペースが必要となるため、画像形成装置が大型化
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、画像形成装
置を大型化することなく低コストで現像ロールと像担持
体との間隙を精度良く保つことのできる現像装置を提供
することである。

【０００７】

【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、 ハウジング内で隔
壁によって仕切られ、それぞれ異なる色の現像剤を収容
する複数の現像剤収容室と、 前記現像剤収容室のそ
れぞれが開口する部分に、回転可能に支持された複数の
現像ロールとを備え、 前記複数の現像ロールのすべ
てが単一の像担持体と近接して対向する現像装置におい
て、 前記現像ロールのそれぞれについて、 該現
像ロールの軸線方向における両側に、該現像ロールと軸
線が一致するように支持され、前記像担持体と当接され
る位置決めロールと、 固定支持された前記ハウジン
グに取り付けられ、前記像担持体に対して進退する方向
に、各現像ロールの移動が可能となるように、これらの
現像ロールを支持する複数の軸受部と、 該現像ロー
ルと前記位置決めロールとを前記像担持体側に付勢する
付勢手段と、 前記現像ロールの接線が該現像ロール
の移動方向とほぼ平行となる位置で該現像ロールと近接
又は当接される層厚規制部材とを有するものである。例
えば、上記層厚規制部材を現像ロールと近接・対向して
設けられたトリミング部材とすると、図８に示すよう
に、現像ロールが図中に示す符号ｂの方向に移動するよ
うに支持され、現像ロールの接線ａが現像ロールの移動
方向ｂとほぼ平行となる位置ｃに対向してトリミング部
材ｄが設けられる。

【０００８】請求項２に記載の発明は、前記請求項１に
記載の現像装置において、 前記軸受部は、前記各々の
現像ロールが対向する像担持体表面の法線方向に移動可
能となるように支持するものである。請求項３に記載の
発明は、前記請求項１に記載の現像装置において、
前記軸受部は、前記各々の現像ロールが同方向に移動可
能となるように支持するものである。つまり、各々の現
像ロールの移動方向が平行となるように設定されてい
る。

【０００９】上記請求項１において、位置決めロールは
像担持体と当接し、位置決めロールと現像ロールの半径
の差により像担持体と現像ロールとの間隙を生じさせる
ため、位置決めロールの半径が現像ロールの半径よりも
間隙分大きく設定されるものである。従って、良好な画
像を得るために０．３〜０．９ｍｍ程度大きい半径を有
することが望ましい。また現像ロールと位置決めロール
とを像担持体側に付勢する手段としては位置決めロール
を像担持体に当接させる程度の圧力を生じるものであれ
ば特に限定されず、例えばバネなどを利用することがで
きる。上記層厚規制部材は、先端が像担持体と近接する
ように突き出した板状のトリマーであってもよいし、像
担持体と摺擦されるブレート等であってもよい。

【００１０】

【作用】請求項１に記載の発明に係る現像装置では、複
数のカラーの現像装置が独立して存在するのではなく、
一体化した現像装置を隔壁によって各現像剤収容部に仕
切り、それぞれの開口部分にそれぞれの現像ロールを備
えるものであり、また各色の現像ロールの軸線方向の両
側に像担持体と当接される位置決めロールと、前記現像
ロールが像担持体に対して進退する方向に移動可能に現
像ロールを支持する軸受部と、現像ロールと位置決めロ
ールを像担持体側に付勢する付勢手段とを有している。
このため、従来の画像形成装置で各現像装置を移動さ
せ、現像ロールを像担持体と所定間隔に維持するため必
要だった大掛かりな機構は不要となり、低コストでコン
パクトな画像形成装置が製造できる。また像担持体の振
れなどがあっても、現像ロールは軸受部により移動する
とともに、付勢手段により像担持体側に押えられている
ため、常に位置決めロールは像担持体に当接し、現像ロ
ールと像担持体の間隔は一定に保たれる。従って、均一
な画像を得ることができる。また、層厚規制部材は現像
ロールの接線が該現像ロールの移動方向と平行となる位
置で、現像ロールに近接または当接されるため、現像ロ
ールが移動した時の層厚規制部材と現像ロールとの間隙
又は接触圧の変動を最小限に抑えることができ、従って
現像ロールが多少移動しても現像ロール上に均一な現像
剤層を形成することができ、均一で良好な画像を得るこ
とができる。

【００１１】請求項２に記載の発明に係る現像装置で
は、軸受部が、現像ロールを対向する像担持体表面の法
線方向に移動可能となるように支持することにより、像
担持体が振れても像担持体表面の回転方向に対する位置
の変動はなく、現像ロールが確実に進退して振れ交差の
影響を受けることなく現像を行うことができる。請求項
３に記載の発明に係る現像装置では、現像ロールが像担
持体に対して進退する方向に移動可能に支持されると共
に、複数の現像ロールが同方向に移動可能となっている
ので各々の現像剤収容部を薄くすることができ、現像装
置を小型化することが可能となる。

【００１２】

【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は本発明の現像装置が用いられるカラー画像形
成装置の一例を示す概略構成図である。この画像形成装
置は、円筒状の像担持体１を有しその周囲には、隔壁に
よりそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの
トナーを収容する複数の現像剤収容室に仕切られた現像
装置３００と、前記像担持体１の回転方向における前記
現像装置３００の上流側で像担持体１の表面を一様に帯
電させる帯電器２と、前記現像装置の下流側にあって像
担持体１上のトナーを適切な帯電量に帯電する転写前帯
電器４と、ペーパーガイド１１により供給される用紙に
像担持体１表面のトナー像を転写する転写帯電器５と、
転写された用紙を像担持体１から剥離する剥離用帯電器
６と、剥離された用紙を搬送する搬送ベルト１２と、前
記剥離用帯電器６よりも下流側で前記像担持体１上に残
留するトナーを清掃するクリーニング装置７と、像担持
体１を除電する除電露光装置８とを有している。

【００１３】円筒状の像担持体１は図中に示す矢印の方
向に１６０ｍｍ／ｓｅｃで回転し、帯電器２によって−
６５０Ｖに帯電され、半導体レーザーとポリゴン回転ミ
ラー９とを内蔵する像露光装置１０からのレーザー光９
ａでイエロー像に相当する潜像が像担持体１の所定の位
置に形成される。この時レーザー光は画像部を照射する
ようになっており、像担持体１の帯電極性と同じ極性電
荷を持つイエロートナーが現像剤収容室３０１内の現像
ロール３１０から像担持体１のレーザー光照射部に転移
して潜像が可視化される。次に２回目のサイクルとし
て、像担持体１は帯電器２により再帯電され、前（イエ
ロー）工程でレーザー光の照射を受け、電位が下がった
像担持体１の部分が再びもとの電位近くまで回復する。
その後像露光装置１０からのレーザー光でマゼンタ像に
相当する像光が像担持体１の所定の位置に再度照射さ
れ、潜像が形成される。現像剤収容室３０２内には帯電
された像担持体１の表面電位極性と同じ極性電荷を持つ
マゼンタトナーが収容されており、このトナーがレーザ
ー光照射部に転移することによって潜像が可視化され
る。以後同様に、３回目のシアン像の現像サイクル、４
回目のブラック像の現像サイクルを繰り返し、像担持体
１上には照射像に応じたイエロー、マゼンタ、シアン、
ブラックの４色が重ね合わされたトナー像が形成され
る。これらのトナー像と像担持体１は転写前帯電器４の
照射を受け転写に適切な状態に帯電された後、転写帯電
器５により、ペーパーガイド１２に沿って侵入してきた
転写用紙上に４色が重ね合わされたトナー像が１回の工
程で転写される。

【００１４】上記画像形成装置において、現像装置に印
加されるバイアス電界形成用の現像バイアス電圧と像担
持体上の露光を受けた部分の潜像電位との電位差を現像
電位差と呼ぶと、この現像電位差は、像担持体や現像剤
の特性変化、バラツキ、及び温度・湿度の環境変動に影
響されずに、像担持体上に安定してトナー像を形成でき
るように設定されている。

【００１５】上記現像装置３００は図２に示されるよう
に、ハウジング３８１内が４つの現像剤収容室３０１、
３０２、３０３、３０４に隔壁で仕切られ、それぞれの
現像剤収容室にはトナー供給部３０５、３０６、３０
７、３０８から、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラッ
クのトナーがそれぞれ補充・供給されるようになってい
る。この現像剤収容室が像担持体と対向する部分にそれ
ぞれ現像ロールが設けられており、これらの現像ロール
は図３に示すように、ハウジング側面の長孔３８６に装
着され、ガイド３８２に沿って移動し得る軸受部３８５
に支持されている。この長孔３８６の長軸およびガイド
３８２は、像担持体へ進退する方向に設定されており、
現像ロールは付勢手段であるバネ３８３により像担持体
側に付勢されている。

【００１６】また、軸受部により支持された現像ロール
の両側には、現像ロールと同軸的に位置決めロール３８
４が取り付けられ、位置決めロールが像担持体に当接さ
れることにより、位置決めロールと現像ロールとの半径
の差が、現像時の現像ロールと像担持体の間隙として一
定に保たれる。更に像担持体が振れても、バネにより像
担持体に押圧された位置決めロールが像担持体と当接し
た状態に維持されるので、振れに伴って現像ロールはガ
イドに沿って移動することができる。本実施例において
現像ロールと像担持体の間隙は０．３ｍｍより狭くなる
と、現像剤飛散を起こしたりして安定して均一な濃度の
画像を得られにくく、０．９ｍｍを越すと、現像ロール
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、エッジ効果が現れたりし、鮮明
な画像が得られないことがある。このため、現像ロール
と像担持体の間隔は０．３〜０．９ｍｍ程度とするのが
好ましい。

【００１７】現像ロール３１０は現像スリーブ３１０ａ
と複数の極を持つ磁石ロール３１０ｂとからなり、磁石
ロール３１０ｂはその両端が固定される一方、現像スリ
ーブ３１０ａは駆動装置（図示しない）により対向する
像担持体と周面が同方向に移動するように回転駆動され
る。また現像スリーブ３１０ａには、−５００Ｖの直流
電圧に、ピークツーピーク電圧が１．５Ｋｖ、周波数が
６ＫＨｚの交流が重畳された現像バイアス電圧が印加さ
れている。

【００１８】このような現像装置において、現像剤は攪
拌部材３３０ａ，３３０ｂにより攪拌されて現像剤収容
室３０１内を循環し、現像ロール３１０に供給される。
現像によりトナーが消費されるのにともない、トナー供
給部３０５から新たなトナーが供給され、現像剤収容室
内で現像剤のトナー濃度は一定に保たれる。現像ロール
３１０に供給された現像剤は現像スリーブ３１０ａの回
転により移動し層厚規制部材３２０により現像領域で必
要な現像剤の層厚に調整される。この時層厚規制部材
は、現像ロールの接線が、該現像ロールの移動方向と平
行となる位置で該現像ロールと近接するように設けられ
ており、現像ロール３１０が軸受部により移動した時に
層厚規制部材と現像ロールとの間隙が変動するのを最小
限に留めることができる。

【００１９】本実施例においては像担持体の直径を１２
０ｍｍとした時、各現像剤収容室３０１、３０２、３０
３、３０４における層厚規制部材と現像ロールの距離を
０．５ｍｍに調整したところ、像担持体の振れ交差０．
１ｍｍに対して層厚規制部材と現像ロールの距離の変動
は見られず、一定層厚の現像剤層を現像ロール上に形成
できることを確認した。更に本実施例において、現像剤
の摩擦帯電の制御を適切に行い、振動電界による現像剤
の制御を効果的に行うために平均粒径１０μｍのトナー
と平均粒径４０μｍのキャリアとからになる二成分現像
剤を用いたが、高画質画像を得るためには平均粒径２０
ｍｍ以下のトナーと平均粒径１０〜６０μｍのキャリア
を組み合わせることが好ましい。

【００２０】本実施例によれば、複数の現像装置を独立
させて設置するのではなく、一体となったハウジング内
に隔壁により仕切られた複数の現像剤収容室と、各現像
剤収容室に配設された現像ロールとを有し、各々の現像
ロールと像担持体との間隙を一定に保つことができる。
このため現像装置全体の部品数を減らし、装置を小型化
・扁平化させることができると共に優れた画像を得るこ
とができる。また層厚規制部材と像担持体との間隙が、
像担持体の振れに影響されることなく、現像スリーブ上
に一定厚の現像剤層を形成できるので得られる画像濃度
は安定している。

【００２１】次に本発明の第二の実施例について図４を
用いて説明する。本実施例は、現像ロール４１０の下方
で現像ロールの接線が現像ロールの移動方向と平行とな
る位置において、各層厚規制部材４２０を現像ロールと
近接するものとした以外は先に述べた実施例と同様の構
成を備えるものである。本実施例においても像担持体の
振れ交差の影響を受けることなく現像スリーブ上の現像
剤の層厚を一定に保つことができ安定した濃度の画像が
得られた。なお、上述の実施例には二成分現像剤を用い
て非接触現像を行うものを例に挙げたが、これに限定さ
れず本発明は、広くその他のタイプの現像装置にも適用
できる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明に係る現像装置は、隔壁により複数の現像剤収容室に
仕切られ、各現像剤収容室の開口部には現像ロールを備
えるものであり、各現像ロールはその両側に像担持体と
当接される位置決めロールを有し、像担持体側に現像ロ
ールが移動可能とする軸受部と、現像ロールと位置決め
ロールを像担持体側に付勢する手段を有するので、現像
装置をコンパクトに扁平化できると共に、振れなどの影
響を受けることなく現像ロールと像担持体の間隙を一定
に保つことができる。また、現像ロールが像担持体の振
れなどにより移動しても層厚規制部材と現像ロールの間
隙の変動を最小限に留めることができる。従って現像ロ
ール表面の現像剤層を均一に保つことができ、安定した
現像濃度の画像が得られる。

【００２３】請求項２に記載の発明に係る現像装置で
は、像担持体や現像ロールが振れても現像ロールは像担
持体表面の法線方向に移動するので現像位置のズレなど
不都合が生じず、現像ロールが適切に進退して、像担持
体との間隙が常に一定に維持される。請求項３に記載の
発明に係る現像装置では、複数の現像ロールが同方向に
移動可能となっているので、各々の現像剤収容部は薄く
することができ、現像装置を小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である現像装置を適用した画
像形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】上記現像装置における主要部の構成を示す概略
斜視図及び部分断面図である。

【図４】本発明の他の実施例である現像装置を示す概略
構成図である。

【図５】従来の画像形成装置に用いられる現像装置の例
を示す概略構成図である。

【図６】従来の現像装置で用いられる位置決めロールを
説明する図である。

【図７】従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図で
ある。

【図８】本発明の構成を説明する概略図である。

【符号の説明】

１，１０１ 像担持体 ３００，５００ 現像装置 ３０１，３０２，３０３，３０４ 現像剤収容室 ３０５，３０６，３０７，３０８ トナー供給部 ３１０，４１０，５１０ 現像ロール ３２０，４２０，５２０ 層厚規制部材 ３３０，４３０ 攪拌部材 ３８２，５８２ ガイド ３８３，５８３ バネ（付勢手段） ３８４，５８４ 位置決めロール ３８５ 軸受部 ３８６ 長孔 ４０５，４０６，４０７，４０８ トナー供給部 ５０１，５０２，５０３，５０４ 現像装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内で隔壁によって仕切ら
   れ、それぞれ異なる色の現像剤を収容する複数の現像剤
   収容室と、 前記現像剤収容室のそれぞれが開口する部分に、回転可
   能に支持された複数の現像ロールとを備え、 前記複数の現像ロールのすべてが単一の像担持体と近接
   して対向する現像装置において、 前記現像ロールのそれぞれについて、 該現像ロールの軸線方向における両側に、該現像ロール
   と軸線が一致するように支持され、前記像担持体と当接
   される位置決めロールと、 固定支持された前記ハウジングに取り付けられ、前記像
   担持体に対して進退する方向に、各現像ロールの移動が
   可能となるように、これらの現像ロールを支持する複数
   の軸受部と、 該現像ロールと前記位置決めロールとを前記像担持体側
   に付勢する付勢手段と、 前記現像ロールの接線が該現像ロールの移動方向とほぼ
   平行となる位置で該現像ロールと近接又は当接される層
   厚規制部材とを有す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、 前記軸受部は、前記各々の現像ロールが対向する像担持
   体表面の法線方向に移動可能となるように支持するもの
   であることを特徴とする現像装置。
3. 【請求項３】 前記請求項１に記載の現像装置におい
   て、 前記軸受部は、前記各々の現像ロールが同方向に移動可
   能となるように支持するものであることを特徴とする現
   像装置。