JPH08314275A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子写真プロセスを用いた画像かぶりや画像
抜けのない均一な画像形成を長期間安定して行うことが
できるプリンターを提供すること。 【構成】 現像剤担持体２０近傍に配設された搬送部材
４０と、現像剤担持体２０とが対向する位置よりも現像
剤担持体２０上の現像剤の搬送方向について下流側に配
設された規制部材３０と、現像剤を所定の極性に帯電さ
せる帯電部材４５と、帯電した現像剤を貯留する現像剤
貯留空間６２を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現像剤によって潜像担
持体の潜像を可視化する現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、現像剤を担持し搬送する現像剤担
持体と、現像剤担持体上の現像剤によって潜像担持体の
潜像を可視化する現像装置としては、トナー及びキャリ
アからなる２成分現像剤やトナーのみからなる１成分現
像剤を用いる現像装置等、種々の現像装置が提案されて
いる。現像剤担持体に現像剤を供給する方法についても
種々の提案がなされており、特に磁気力を用いない１成
分非磁性現像剤は現像剤を安定して供給することが難し
く、近年数多くの提案がなされている。

【０００３】例えば、従来の現像装置としては、特開平
２−１９１９７４号公報、米国特許第４９９０９５８号
明細書、特開平３−４８８７７号公報が挙げられる。

【０００４】特開平２−１９１９７４号公報は、現像剤
担持体へ現像剤を供給する供給部材として発泡弾性体を
用いることにより、また、米国特許第４９９０９５８号
明細書は、現像剤担持体と供給部材が非接触に配設さ
れ、供給部材と現像剤担持体の間にバイアスを印加し現
像剤を現像剤担持体に供給し、供給部材から現像剤を除
去する手段を有することにより、さらに、特開平３−４
８８７７号公報は、現像剤担持体と所定間隔をもって対
向する供給部材と、供給部材上の現像剤を掻き取る掻取
部材と、掻き取られた現像剤を収容する収容部を設け、
収容部の現像剤圧力が上昇することにより、均一な現像
剤薄層が現像剤担持体上に形成することができるという
ものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
特開平２−１９１９７４号公報に開示されるような現像
装置では、現像剤担持体と供給部材が接触もしくは近接
しているため、供給部材と現像剤担持体の接触圧の変化
による供給むらや、供給部材に保持した現像剤量のむら
がそのまま現像剤担持体に移行することによる供給むら
により、供給部材の回転周期に起因して画像にむらが生
じるという問題点があった。

【０００６】また、前述の米国特許第４９９０９５８号
明細書に開示されるような現像装置では、供給部材自身
の加工精度もしくは配設の位置精度により供給部材と現
像剤担持体の距離が回転により振れを生じ、供給部材と
現像剤担持体間の電界がばらつくため、供給部材の回転
周期に起因して画像にむらが生じるという問題点があっ
た。

【０００７】さらに、前述の特開平３−４８８７７号公
報に開示されるような現像装置では、供給部材と現像剤
担持体が非接触のため、一旦現像剤担持体に供給された
現像剤は現像で消費される以外に現像剤担持体から剥離
されず、現像剤担持体上の現像剤は規制部材等の帯電部
材と接触することにより帯電量が上昇する。そのため、
供給部材から現像剤担持体に供給された直後の現像剤と
帯電量の差が生じ、印字で消費された部分とそうでない
部分で画像濃度に差が生じるという問題点（以下、印字
履歴による画像濃度差と呼ぶ）があった。また、供給部
材を経由しない現像剤が現像剤担持体に供給されてしま
う構造になっているので、供給部材から掻き取られた現
像剤ばかりでなく、直接現像剤担持体に帯電していない
現像剤が供給され、非画像部に現像剤が付着するという
画像かぶりが発生するという問題点があった。

【０００８】本発明は上述した従来技術に鑑みてなされ
たものであり、帯電した現像剤を一旦貯留し、その現像
剤のみを現像剤担持体に供給することにより、供給部材
の回転にともなう濃度むらや、非画像部に現像剤が付着
するという画像かぶりや、規制部材に現像剤が固着のた
めの画像抜けのない均一な画像を形成することができる
現像装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載の現像装置は、現像剤を担持
し搬送する現像剤担持体と、現像剤担持体上の現像剤に
よって潜像担持体の潜像を可視化する現像装置におい
て、現像剤を所定の極性に帯電させる帯電部材と、帯電
部材により帯電させた現像剤を貯留する現像剤貯留空間
を有することを特徴とする。

【００１０】さらに、請求項２記載の現像装置は、現像
剤担持体近傍に配設された搬送部材と現像剤担持体とが
対向する位置よりも、現像剤担持体上の現像剤の搬送方
向について下流側に配設された規制部材を有し、かつ現
像剤貯留空間が、規制部材と現像剤担持体と搬送部材に
より構成されることを特徴とする。

【００１１】さらに、請求項３記載の現像装置は、搬送
部材上の現像剤を掻き落とす掻取部材を有し、かつ現像
剤を貯留する現像剤貯留空間が、規制部材と現像剤担持
体と搬送部材と掻取部材により構成されており、さらに
搬送部材と現像剤担持体が対向する位置から規制部材と
現像剤担持体が対向する位置までの現像剤担持体の外周
面上での距離をｌ１、現像剤担持体の線速をｖ１、帯電
部材により帯電させた現像剤を搬送部材に保持させる位
置から掻取部材が搬送部材に対向する位置までの搬送部
材外周面上での距離をｌ２、搬送部材の線速をｖ２とし
たとき、以下の関係を満たすことを特徴とする。

【００１２】ｌ２／ｖ２＜ｌ１／ｖ１ さらに、請求項４記載の現像装置は、少なくとも未使用
の現像剤を収容する現像剤補給空間と、帯電部材により
帯電させた現像剤を貯留する現像剤貯留空間と、現像剤
貯留空間からあふれた現像剤を収容する現像剤回収空間
を有する現像装置において、各空間の現像剤の電荷の絶
対値をｑ１、ｑ２、ｑ３としたとき、以下の関係を満た
すことを特徴とする。

【００１３】ｑ１＜ｑ３＜ｑ２

【００１４】

【作用】請求項１記載の発明によれば、帯電した現像剤
を一旦貯留し、現像剤担持体に供給することにより、供
給部材の回転周期に依存するような画像の濃度むらのな
い均一な画像を形成することができる。何故なら、供給
部材が回転することにより生じる現像剤の流れが直接現
像剤担持体に及ばないように帯電した現像剤を一旦貯留
する現像剤貯留空間を配設することで、現像剤担持体へ
の現像剤の圧力変化を緩和するからである。

【００１５】さらに、帯電した現像剤を一旦貯留し、現
像剤担持体に供給することにより、十分に帯電した現像
剤のみを現像剤担持体に供給し、印字履歴による画像濃
度差や画像かぶりのない均一な画像を形成することがで
きる。何故なら、帯電が不十分な現像剤が現像剤担持体
に供給されないように空間を区切り、帯電部材により帯
電した現像剤のみを現像剤担持体に供給しているからで
ある。

【００１６】また、請求項２記載の発明によれば、現像
剤担持体の現像剤の搬送方向に対して下流側に規制部材
を配設したことにより、規制部材と現像剤担持体と搬送
部材により区切られた現像剤貯留空間が形成され、帯電
部材により現像剤は帯電し搬送部材に付着移動し、現像
剤貯留空間において、搬送部材からこぼれ落ちることに
より、現像剤は現像剤担持体上に堆積することになる。
また、規制部材は現像剤担持体の現像剤の搬送方向に対
して下流側に設けられることにより、現像剤担持体の移
動にともない、現像剤は移動し、規制部材でせき止めら
れ貯留される。規制部材でせき止められた帯電した現像
剤は規制部材と現像剤担持体の圧接部もしくは近接部
に、現像剤担持体の移動にともない押し込まれ現像剤担
持体に付着供給される。規制近傍に帯電した現像剤を堆
積させることで、帯電した現像剤の必要な帯電量に対し
帯電を減ずる摩擦帯電部材と接触することなく、規制部
材に帯電した現像剤を供給し現像剤担持体に付着搬送で
きるので、帯電不良の現像剤が非画像部に付着する画像
かぶりが生じない。

【００１７】また、請求項３記載の発明によれば、搬送
部材上の現像剤を掻き落とす掻取部材を有することによ
り、搬送部材上の現像剤を効率よく掻き落とし、現像剤
貯留空間に帯電した現像剤を貯留することができる。さ
らに、図３を用いて説明するが、搬送部材と現像剤担持
体が対向する位置から規制部材と現像剤担持体が対向す
る位置までの現像剤担持体の外周面上での距離をｌ１、
現像剤担持体の線速をｖ１、帯電部材により帯電させた
現像剤を搬送部材に保持させる位置から掻取部材が前記
搬送部材に対向する位置までの搬送部材外周面上での距
離をｌ２、搬送部材の線速をｖ２としたとき、ｌ２／ｖ
２＜ｌ１／ｖ１の関係を満足することにより、掻取部材
により搬送部材から掻き取られた帯電した現像剤が規制
部材近傍に供給され、貯留される。現像剤は搬送部材に
帯電部材により擦りつけられることにより帯電して搬送
部材に静電気力により保持される。搬送部材上の現像剤
は掻取部材により現像剤担持体上に掻き落とされる。現
像剤が搬送部材に付着して搬送部材から掻き落とされる
までの時間ｌ２／ｖ２より、掻き落とされた現像剤が現
像剤担持体に達してから規制部材に達するまでの時間ｌ
１／ｖ１の方が大きくなることにより、規制部材と現像
剤担持体と搬送部材により構成された空間における現像
剤の収支は絶えず正になり、空間に帯電した現像剤が貯
留することになる。

【００１８】さらに、請求項４記載の発明によれば、図
１を用いて説明するが、少なくとも未使用の現像剤を収
容する現像剤補給空間６１と、帯電部材により帯電した
現像剤を貯留する現像剤貯留空間６２と、現像剤貯留空
間からあふれた現像剤を収容する現像剤回収空間６３を
有する現像装置において、各空間の現像剤の電荷の絶対
値をｑ１、ｑ２、ｑ３としたとき、ｑ１＜ｑ３＜ｑ２の
関係を満足することにより、帯電した現像剤が優先して
現像剤担持体に供給され、規制部材や、現像剤担持体に
現像剤が固着するために生じる画像抜けが発生しないと
ともに、現像装置中での現像剤の凝集も生じない。一般
に帯電した現像剤は帯電量分布をもつが、帯電量が揃っ
ているとき平均帯電量は高く、帯電量がばらつき分布が
広がっているとき平均帯電量は低くなる。帯電量がばら
ついていると、正帯電している現像剤と負帯電している
現像剤が近接して存在している状態であり、静電凝集を
生じやすい。静電凝集が規制部材や現像剤担持体近傍で
生じ、規制位置に凝集した現像剤が詰まったり、規制部
材や現像剤担持体に凝集物が固着したりすると、現像剤
の搬送不良が生じ、画像抜けを起こす。したがって、凝
集を生じやすい帯電量の低い現像剤は供給位置、さらに
は現像剤担持体に近傍に供給されないようにする必要が
ある。以上のことから、規制部近傍の現像剤を供給する
空間である現像剤の帯電量に相当するｑ２は現像装置中
最も高くすることで画像抜けが生じない。また、現像剤
は静電気力で現像剤担持体に付着しているので、現像剤
担持体に付着した帯電量の低い現像剤は、帯電量の高い
トナーと入れ替わるので、現像剤を供給する空間である
現像剤の帯電量に相当するｑ２が高いと、画像かぶりは
少なくなる。

【００１９】逆に帯電していない現像剤については、帯
電量分布が狭く、かつ平均帯電量は低くなるが、正帯電
している現像剤と負帯電している現像剤が近接している
ような状態でないため、静電凝集は生じにくい。したが
って、現像剤担持体に現像剤が供給される空間でない現
像剤の帯電量に相当するｑ１は現像装置中最も低くする
ことで静電凝集は抑制される。

【００２０】また、帯電量が低い現像剤が貯蔵されてい
る空間に帯電量の高い現像剤が混入すると、帯電量の低
い現像剤と帯電量の高い現像剤が互いに引き合い静電凝
集してしまう。したがって、現像剤担持体に現像剤が直
接供給されない空間に帯電量の高い現像剤を混入させな
いことで静電凝集は抑制される。そこで、現像剤貯留空
間からあふれた現像剤を収容し、さらには現像剤補給空
間へ現像剤を戻す役割を果たす現像剤回収空間で、高す
ぎる帯電量を有する現像剤の帯電量を減ずる必要があ
る。したがって、現像剤回収空間の現像剤の帯電量ｑ２
はｑ１より小さくすることにより、静電凝集は抑制され
る。また、現像剤の帯電量下げることで、現像剤回収空
間から現像剤補給空間に現像剤を戻す際に現像装置の壁
等に現像剤が固着するのを防止する。

【００２１】

【実施例】図１は本発明の実施例における現像装置の断
面概観図である。

【００２２】本実施例において、現像装置１１は、現像
剤１０であるトナーを搬送し潜像担持体１に形成された
静電潜像を現像するものである。トナーを搬送する現像
剤担持体２０である現像ローラーは、シャフトの外周に
導電性の弾性体を同心円状に配設したもので、潜像担持
体１に所定の圧力で圧接し、必要に応じてバイアス印加
手段２６により潜像担持体１と現像剤担持体２０の基材
間に電位差を設ける。帯電部材４５と搬送部材４０が接
触することにより形成される楔部分にトナーが導かれ
る。トナーは帯電部材４５により搬送部材４０に擦りつ
けられることにより帯電する。搬送部材４０は、帯電し
たトナーを表面に静電的に保持し、回転駆動することに
より、現像剤担持体２０に近接もしくは接触して配設さ
れた規制部材３０と現像剤担持体２０と搬送部材４０に
より囲まれた現像剤貯留空間６２まで搬送する。掻取部
材４８は、搬送部材４０上に保持されたトナーを掻き落
とし現像剤貯留空間６２にトナーを収容する。現像剤貯
留空間６２に貯留された帯電したトナーは現像剤持体１
１の回転にともない規制部材３０近傍に滞留するように
なる。規制部材３０と現像剤担持体２０の近接もしくは
接触によって形成される楔部分に現像剤担持体２０の回
転にともないトナーが押し込まれることにより現像剤担
持体２０に帯電したトナーが静電的に付着する。現像剤
担持体２０上のトナーは規制部材３０と現像剤担持体２
０が近接もしくは接触した規制位置において現像に適し
た搬送量に規制され、現像に供される。一方、規制部材
３０により現像剤担持体２０から剥ぎ取られたトナー
は、現像剤貯留空間６２のトナーと再び混じり合い規制
部材３０の楔部分に再供給されたり、搬送部材４０と現
像剤担持体２０と規制部材３０により形成される現像剤
貯留空間６２をトナーで埋め尽くす。さらには、規制部
材３０と逆側の空間である現像剤回収空間６３にもトナ
ーが入り込み、ついには新規トナーの貯蔵空間である現
像剤補給空間６１にあふれ、再び搬送部材４０と帯電部
材４５に供給される。この際、現像剤回収空間６３と現
像剤補給空間６１の境界は、現像剤回収空間６３から現
像剤補給空間６１へはトナーが流れ、現像剤補給空間６
１から現像剤回収空間６３へは直接トナーが流入しない
ように逆流防止弁５６が設けられている。また、規制部
材３０と逆側の現像剤回収空間６３に図３に示すような
攪拌部材７０を配設することにより、不要にトナーの凝
集等が発生するのを防止することができ、規制部材３０
と逆側の現像剤回収空間６３から新規トナーの現像剤補
給空間６１にいたるトナーの流れが円滑に行われる。ま
た、シール２７は、現像剤担持体２０が現像位置を通過
し現像されなかったトナーを現像装置１１内に収容する
に際し、現像剤担持体２０上と現像装置内のトナーを現
像装置１１外に漏洩することを防止する。シール２７
は、潜像担持体１と現像剤担持体２０が対向する位置よ
りも現像剤担持体２０の移動方向下流側にあって、搬送
部材４０と現像剤担持体２０が対向する位置よりも現像
剤担持体２０の移動方向上流側に配設する。

【００２３】規制部材３０と現像剤担持体２０と搬送部
材４０により囲まれた現像剤貯留空間６２の大きさによ
り、現像剤が一旦現像剤貯留空間６２に貯留され現像に
供されるか、貯留することなく消費されるか異なる。図
３を用いて説明するが、搬送部材４０と現像剤担持体２
０が対向する位置から規制部材３０と現像剤担持体２０
が対向する位置までの現像剤担持体２０の外周面上での
距離をｌ１、現像剤担持体２０の線速をｖ１、帯電部材
４５により帯電させた現像剤を搬送部材４０に保持させ
る位置から掻取部材４８が搬送部材４０に対向する位置
までの搬送部材４０外周面上での距離をｌ２、搬送部材
４０の線速をｖ２としたとき、搬送部材４０上の現像剤
を掻取部材４８により掻き落とし現像剤貯留空間６２に
供給するわけだが、搬送部材４０に現像剤が付着してか
ら掻き落とすまでに要する時間ｌ２／ｖ２が、搬送部材
４０と現像剤担持体２０の対向する位置から規制部材３
０と現像剤担持体２０が対向する位置まで現像剤担持体
２０の駆動により移動するのに要する時間ｌ１／ｖ１よ
り小さくなることにより、現像剤が現像剤貯留空間６２
に貯留した後に現像に供され、搬送部材４０の周長ピッ
チに起因する画像の濃淡むらがでることはない。ここ
で、搬送部材４０と現像剤担持体２０の対向位置から規
制部材３０と現像剤担持体２０の対向する位置までの外
周面上での距離を現像剤貯留空間６２として扱うのは、
これらの部材により形成された閉空間に現像剤が堆積し
ていくからである。

【００２４】本発明の他の実施例を図７を用いて説明す
る。機能が同一の部材については図中の番号を同一と
し、その説明は省略した。現像剤担持体２０上に静電気
力で付着したトナーを搬送部材４０に回収し、そのトナ
ーを掻取部材４８により掻き落とし、区画部材５０と搬
送部材４０と現像剤担持体２０により囲まれた空間に一
旦貯留した後、現像剤担持体２０に供給し、現像剤担持
体２０上のトナーを規制部材３０で規制し現像に供す
る。この場合、トナーの帯電は帯電部材４５により搬送
部材４０にトナーが擦りつけられることの代わりに、規
制部材３０により現像剤担持体２０に擦りつけられるこ
とによりなされる。現像に供した後に現像剤担持体２０
に残留したトナーを搬送部材４０により回収することに
なるので、現像により現像剤担持体２０上に発生する印
字履歴に起因する搬送むらを解消でき、常に均一な画像
を形成することができる。また、規制部材３０により帯
電したトナーを貯留し供給することになるので帯電した
トナーのみを現像に供することができるので画像かぶり
のない画像を形成することができる。

【００２５】現像剤担持体２０の外周の弾性体として
は、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポ
リエチレンフォーム、エラストマーフォーム、ゴムフォ
ーム等の軟質フォーム材料や、天然ゴム、シリコンゴ
ム、ウレタンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴ
ム、ネオプレンゴム、ＮＢＲ等のゴムや、スチロール樹
脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン
樹脂、メタクリル樹脂等を含むエラストマーを用いるこ
とができる。また、現像剤担持体の表層とシャフト間の
抵抗は１０乃至１０⁹Ωとした。抵抗は図８に示すよう
に、導電板８１に現像剤担持体２０であるローラーを置
き、シャフトの両端に各々５００ｇの重りを加え、１μ
Ａの定電流をシャフトに印加した際のシャフトと導電板
８１の間の電位差を電圧計８２で測定し算出した。

【００２６】現像剤担持体２０として、シャフトの外周
に導電性の弾性体を同心円状に配設する構造の他には、
ベルトを用いることもできる。また、潜像担持体１とし
て、ベルト等の弾性体もしくは弾性構造を用いた場合
は、現像剤担持体２０としては、金属、樹脂等の剛体ロ
ーラーを用いることも可能である。

【００２７】規制部材３０は、支持体３１とこの支持体
３１の先端部に取り付けられた当接部材３２からなり、
当接部材３２が現像剤担持体２０に圧接されている。ま
た、支持体３１は回転中心３３を有し、支持体３１にモ
ーメントを負荷することにより、規制部材３０を現像剤
担持体２０に圧接している。加圧方法としては、支持体
３１の当接部材３２取り付け位置の反対側の端に圧縮コ
イルバネ３５を設置する例の断面図を図１〜３に、側面
図を図９に、正面図を図１０に示したが、引っ張りコイ
ルバネ、板バネ、ねじりバネ等で所定の接触圧を付与し
ても良い。当接部材３２としては、軟弾性体の天然ゴ
ム、ウレタンゴム、シリコンゴム、ブタジエンゴム、ク
ロロプレンゴム、ネオプレンゴム、ＮＢＲ等の弾性材料
を用いることができる。また、当接部材３２としては、
現像剤担持体２０が弾性体もしくは弾性構造の場合は、
金属、樹脂といった剛体を用いることもできる。さら
に、規制部材は図５に示すようにステンレスや、りん青
銅等の板バネや、図４に示すように天然ゴム、ウレタン
ゴム、シリコンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴ
ム、ネオプレンゴム、ＮＢＲ等の弾性材料の板状部材を
当接させる形をとっても差し支えない。

【００２８】搬送部材４０は、アルミニウム、ステンレ
ス、鉄等の金属ローラーもしくはその表面にニッケルメ
ッキを施した物や、ポリウレタンフォーム、ポリスチレ
ンフォーム、ポリエチレンフォーム、エラストマーフォ
ーム、ゴムフォーム等の軟質フォーム材料や、天然ゴ
ム、シリコンゴム、ウレタンゴム、ブタジエンゴム、ク
ロロプレンゴム、ネオプレンゴム、ＮＢＲ等のゴムや、
スチロール樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、
ポリエチレン樹脂、メタクリル樹脂等を含むエラストマ
ーをシャフトの外周に同心円状に配設したものを用いる
ことができる。

【００２９】掻取部材４８、帯電部材４５は、厚さ０．
０５乃至０．２０ｍｍのポリエステルフィルムやウレタ
ンゴムやシリコンゴム等や、ステンレスやりん青銅等の
板バネを用いた。図１に示すように掻取部材を搬送部材
の回転方向に対して上流側に開放端を持つように支持す
ることにより、低トルクで確実に搬送部材上のトナーを
掻き落とすことができる。また、掻取部材としては、図
６（ａ）に示すようにウレタンゴムや、シリコンゴム等
の弾性材料の板状部材を搬送部材の回転方向に対して下
流側に開放端を持つように支持することにより、掻取部
材がトナーを搬送部材に導く案内部材を兼ねることがで
きる。さらに、図６（ｂ）に示すようにステンレスやり
ん青銅等の板バネの先端を折り曲げたものを用いること
により、掻取部材を搬送部材に安定して当接することが
できる。

【００３０】以下、実験例を示し詳細に説明する。

【００３１】（実験例１）潜像担持体１としてベルト
を、図１に示すような現像装置１１の現像剤担持体２０
として金属ローラーを、搬送部材４０としてアルミニウ
ムローラーを、掻取部材４８、帯電部材４５としてポリ
エステルフィルムを用い画像形成を行った。

【００３２】現像装置１１を駆動し、現像剤貯留空間６
２にトナーを貯留した後、画像形成を行ったところ、画
像濃度むら、画像かぶり、印字履歴による画像濃度差の
ない均一な画像を形成することができた。

【００３３】（比較例１）実験例１と同様の現像装置１
１を用い、現像剤貯留空間にトナーがない状態で画像形
成を行ったところ、搬送部材の回転周期に起因する画像
濃度むらが生じた。（実験例２）実験例１と同様の現像
装置１１を用い、搬送部材４０として、外径６ｍｍのア
ルミニウムローラーを用い線速１２０ｍｍ／ｓで回転駆
動し、現像剤担持体２０として、外径１２ｍｍのローラ
ーを用い線速１８０ｍｍ／ｓで回転駆動した。なお、帯
電部材により帯電させたトナーを搬送部材に保持させる
位置から掻取部材が搬送部材に対向する位置までの搬送
部材外周面上での距離を４ｍｍとした。

【００３４】上記の現像装置１１で、搬送部材と現像剤
担持体が対向する位置から規制部材と現像剤担持体が対
向する位置までの現像剤担持体の外周面上での距離ｌ１
を変更して、現像剤貯留空間６２にトナーを貯留した
後、画像形成を行い評価した結果を表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】なお、濃淡ピッチとは、搬送部材の回転周
期に起因した画像濃度むらのことである。

【００３７】距離ｌ１が６ｍｍ未満の時、画像形成前に
現像剤貯留空間６２にトナーを貯留しても、画像形成を
することによるトナー消費により、現像剤貯留空間６２
にトナーが貯留している状態を維持することができず、
搬送部材から現像剤貯留空間６２に掻き落とされたトナ
ーは、直接現像剤担持体に供給され、搬送部材の回転周
期に依存したトナー量のむらを現像剤担持体上に形成し
てしまい、画像に濃淡ピッチむらとして現れてしまっ
た。

【００３８】規制部材がない場合、または搬送部材と現
像剤担持体が対向する位置から規制部材と現像剤担持体
が対向する位置までの現像剤担持体の外周面上での距離
が６０ｍｍを越える場合はトナーを貯留することによる
効果は認められなかった。

【００３９】（実験例３）実験例１と同様の現像装置１
１を用い、搬送部材４０として、外径８ｍｍのアルミニ
ウムローラーを用い、搬送部材４０と現像剤担持体２０
が対向する位置から規制部材３０と現像剤担持体２０が
対向する位置までの現像剤担持体２０の外周面上での距
離が１０ｍｍとなる点で線速１２０ｍｍ／ｓで回転駆動
し、現像剤担持体２０として、外径１２ｍｍのローラー
を用い線速６０ｍｍ／ｓで回転駆動した。

【００４０】上記の現像装置１１で、帯電部材により帯
電させた現像剤を搬送部材に保持させる位置から掻取部
材が搬送部材に対向する位置までの搬送部材外周面上で
の距離ｌ２を変更して、現像剤貯留空間６２にトナーを
貯留した後、画像形成を行った。

【００４１】

【表２】

【００４２】（実験例４）実験例１と同様の現像装置１
１を用い、搬送部材４０として、外径６ｍｍのアルミニ
ウムローラーを用い、搬送部材４０と現像剤担持体２０
が対向する位置から規制部材３０と現像剤担持体２０が
対向する位置までの現像剤担持体２０の外周面上での距
離が８ｍｍとなる点で線速１２０ｍｍ／ｓで回転駆動
し、現像剤担持体２０として、外径１２ｍｍのローラー
を用いた。なお、帯電部材４５により帯電させたトナー
を搬送部材４０に保持させる位置から掻取部材４８が搬
送部材４０に対向する位置までの搬送部材４０外周面上
での距離を５ｍｍとした。

【００４３】上記の現像装置で、現像剤担持体２０の駆
動速度を変更し、現像剤貯留空間６２にトナーを貯留し
た後、画像形成を行った。

【００４４】

【表３】

【００４５】（実験例５）実験例１と同様の現像装置１
１を用い、搬送部材４０として、外径６ｍｍのアルミニ
ウムローラーを用い、搬送部材４０と現像剤担持体２０
が対向する位置から規制部材３０と現像剤担持体２０が
対向する位置までの現像剤担持体２０の外周面上での距
離が６ｍｍとなる点で回転駆動し、現像剤担持体２０と
して、外径１２ｍｍのローラーを用い線速１８０ｍｍ／
ｓで回転駆動した。なお、帯電部材４５により帯電させ
たトナーを搬送部材４０に保持させる位置から掻取部材
４８が搬送部材４０に対向する位置までの搬送部材外周
面上での距離を５ｍｍとした。

【００４６】上記の現像装置１１で、搬送部材４０の駆
動速度を変更し、現像剤貯留空間６２にトナーを貯留し
た後、画像形成を行った。

【００４７】

【表４】

【００４８】なお、現像装置１１は、図１に示すような
現像剤担持体２０が重力方向下向きに配設したときばか
りでなく、図２に示すように現像剤担持体２０が横向き
に配設しても何等問題はない。その際、第２の攪拌部材
７５を現像剤補給空間に設け、トナーを搬送部材４０に
供給することにより、現像剤貯留空間の帯電したトナー
の量は一層安定する。

【００４９】本発明において、現像剤担持体の近傍に搬
送部材ならびに帯電部材及び掻取部材を配設することに
より、現像装置内が３空間に区分されることになる。図
１を用いて説明すると、３空間とは、少なくとも未使用
の現像剤を収容する現像剤補給空間６１と、帯電部材に
より搬送部材上に付着させたトナーを掻取部材により掻
き落とすことにより帯電したトナーを貯留する現像剤貯
留空間６２と、現像剤貯留空間からあふれたトナーを収
容する現像剤回収空間６３をさす。区分された３空間に
トナーが貯蔵されることになるが、それぞれのトナーの
帯電量により現像特性が影響される。

【００５０】一般に帯電した現像剤は帯電量分布をもつ
が、帯電量が揃っているとき平均帯電量は高く、帯電量
がばらつき分布が広がっているとき平均帯電量は低くな
る。帯電量がばらついていると、正帯電している現像剤
と負帯電している現像剤が近接し混在している状態であ
り、静電凝集を生じやすい。静電凝集が規制部材や現像
剤担持体近傍で生じ、規制位置に凝集した現像剤が詰ま
ったり、規制部材や現像剤担持体に凝集物が固着したり
すると、現像剤の搬送不良が生じ、画像抜けを起こす。
したがって、凝集を生じやすい帯電量の低い現像剤は供
給位置、さらには現像剤担持体に近傍に供給されないよ
うにするのが望ましい。以上のことから、規制部近傍の
現像剤を供給する空間である現像剤の帯電量に相当する
ｑ２は現像装置中最も高いことが望ましい。また、現像
剤を現像剤担持体に供給する空間ではないが、現像剤担
持体に現像剤が接している空間である現像剤の帯電量に
相当するｑ３は、ｑ２に準じ高いことが望ましい。逆に
帯電していない現像剤については、帯電量分布が狭く、
かつ平均帯電量は低くなるが、正帯電している現像剤と
負帯電している現像剤が混在しているような状態でない
ため、静電凝集は生じにくい。したがって、現像剤担持
体に現像剤が供給される空間でない現像剤の帯電量に相
当するｑ１は現像装置中最も低いことが望ましい。

【００５１】以上述べたように、３空間に貯蔵されるト
ナーの帯電量には望ましい関係が明かであり、この関係
を整理すると、 ｑ１＜ｑ３＜ｑ２ の関係を満足することにより、良好な現像特性が維持で
きることがわかった。

【００５２】本発明の現像装置によれば、未使用トナー
を帯電部材により搬送部材に擦りつけ帯電することによ
り付着させ、搬送部材に付着した帯電したトナーを掻取
部材により掻き落とし、規制部材と現像剤担持体と搬送
部材により構成された現像剤貯留空間６２に供給するこ
とにより、ｑ１＜ｑ２の関係が保たれる。

【００５３】また、現像剤貯留空間６２に供給されたト
ナーのうち、現像剤担持体に供給されなかったトナーは
現像剤貯留空間６２を埋め尽くした後、現像剤回収空間
６３に供給されるわけだが、その際、トナー同士等トナ
ーの帯電を減ずる方向の摩擦帯電部材と接触したり、自
己放電によりトナーの帯電量は現像剤貯留空間６２より
小さくなり、ｑ２＞ｑ３の関係が満足される。

【００５４】さらに、現像剤回収空間６３を埋め尽くし
たトナーは、現像剤補給空間６１に戻される。現像剤補
給空間６１に戻されたトナーは現像剤回収空間で帯電量
を減じれて未使用のトナーと混合されることになり、ｑ
３＞ｑ１の関係が満足される。

【００５５】本発明の現像装置によれば、以上の工程を
経ることにより、 ｑ１＜ｑ３＜ｑ２ の関係が満たされることになる。

【００５６】（実験例６）実験例１と同様の現像装置１
１を用い、画像形成を行った。

【００５７】現像装置１１を駆動し、現像剤貯留空間６
２にトナーを貯留し、続いてトナーが現像剤貯留空間６
２から現像剤回収空間６３にあふれ、さらにトナーが現
像剤回収空間６３から現像剤補給空間６１にあふれた
後、画像形成を行ったところ、画像かぶりのない均一な
画像を形成することができた。

【００５８】この時、現像剤補給空間６１、現像剤貯留
空間６２、現像剤回収空間６３の帯電量を測定した結果
を表５に示す。なお、帯電量は、吸引法により各空間の
トナーを吸引し測定した。吸引法とは、トナーをポンプ
等により捕集器に吸引する際、帯電したトナーが捕集器
に接触する際に流入する電荷量ｑをクーロンメーターで
測定し、同時にフィルターが取り付けられた捕集器に帯
電したトナーを捕集しその重量ｍを測定し、電荷量ｑを
重量ｍで除したｑ／ｍを帯電量として算出する方法であ
る。

【００５９】

【表５】

【００６０】（実験例７）実験例１と同様の現像装置１
１を用い、画像形成を行った。

【００６１】現像装置１１を駆動し、現像剤貯留空間６
２にトナーを貯留した後、５０００枚画像形成を行った
ところ、画像かぶり、規制部材にトナーが固着し現像剤
担持体上のトナーの搬送抜けによる画像抜けのない均一
な画像を形成することができた。

【００６２】この時、現像剤補給空間６１、現像剤貯留
空間６２、現像剤回収空間６３の帯電量を測定した結果
を表６に示す。

【００６３】

【表６】

【００６４】以上、実験例を用いて説明したが、本発明
の現像装置は、帯電したトナーを現像剤貯留空間に貯留
し、長期間放置した後、画像形成を行っても、トナーの
帯電は保持され、画像かぶりや画像濃度むらのない均一
な画像を形成することができた。

【００６５】また、本発明の現像装置は、現像剤担持
体、搬送部材の構造、材質、駆動方向、駆動速度や、規
制部材、掻取部材、帯電部材の構造、材質により限定さ
れるものではなく、広く帯電した現像剤を貯留した後、
現像剤担持体に供給する現像装置に応用可能なものであ
る。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、現像剤を所定の極
性に帯電させる帯電部材と、帯電部材により帯電させた
現像剤を貯留する空間を有することにより、搬送部材部
材の周長ピッチの画像の濃淡むらがない、印字履歴によ
る画像濃度差がない、規制部材への現像剤の固着による
画像欠陥が生じないことにより、長期間均一な画像を安
定して形成することができる。

【００６７】また、現像剤担持体上の現像剤の搬送方向
について下流側に規制部材を配設することにより、帯電
した現像剤を直接規制部材近傍に貯留することができる
ので、画像かぶりのない均一な画像を形成することがで
きる。

【００６８】さらに、搬送部材と現像剤担持体が対向す
る位置から規制部材と現像剤担持体が対向する位置まで
の現像剤担持体の外周面上での距離をｌ１、現像剤担持
体の線速をｖ１、帯電部材により帯電させた現像剤を搬
送部材に保持させる位置から掻取部材が搬送部材に対向
する位置までの搬送部材外周面上での距離をｌ２、搬送
部材の線速をｖ２としたとき、ｌ２／ｖ２＜ｌ１／ｖ１
の関係を満足することにより、帯電した現像剤を貯留す
ることができる。

【００６９】少なくとも未使用の現像剤を収容する現像
剤補給空間と、帯電部材により帯電させた現像剤を貯留
する現像剤貯留空間と、現像剤貯留空間からあふれた現
像剤を収容する現像剤回収空間を有する現像装置におい
て、各空間の現像剤の電荷の絶対値をｑ１、ｑ２、ｑ３
としたとき、ｑ１＜ｑ３＜ｑ２の関係を満足することに
より、画像かぶりのない、規制部材への現像剤の固着に
よる画像欠陥が生じないことにより、長期間均一な画像
を安定して形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における現像装置の断面概観
図。

【図２】本発明の実施例における現像装置の断面概観
図。

【図３】本発明の実施例における現像装置の断面概観
図。

【図４】本発明の実施例における現像剤貯留空間の概観
図。

【図５】本発明の実施例における現像剤貯留空間の概観
図。

【図６】本発明の実施例における搬送部材、帯電部材、
掻取部材の概観図。

【図７】本発明の他の実施例における現像装置の断面概
観図。

【図８】本発明の現像剤担持体の抵抗測定法の概観図。

【図９】本発明の実施例における現像装置の側面概観
図。

【図１０】本発明の実施例における現像装置の正面概観
図。

【符号の説明】

１ 潜像担持体 １０ 現像剤 １１ 現像装置 ２０ 現像剤担持体 ２６ バイアス印加手段 ２７ シール ３０ 規制部材 ３１ 支持体 ３２ 当接部材 ３３ 回転中心 ３５ 圧縮コイルバネ ４０ 搬送部材 ４５ 帯電部材 ４８ 掻取部材 ５０ 区画部材 ５６ 逆流防止弁 ６１ 現像剤補給空間 ６２ 現像剤貯留空間 ６３ 現像剤回収空間 ７０ 攪拌部材 ７５ 第２の攪拌部材 ８１ 導電板 ８２ 電圧計

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤を担持し搬送する現像剤担持体
   と、前記現像剤担持体上の現像剤によって潜像担持体の
   潜像を可視化する現像装置において、現像剤を所定の極
   性に帯電させる帯電部材と、前記帯電部材により帯電さ
   せた現像剤を貯留する現像剤貯留空間を有することを特
   徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記現像剤担持体近傍に配設された搬送
   部材と前記現像剤担持体とが対向する位置よりも、前記
   現像剤担持体上の現像剤の搬送方向について下流側に配
   設された規制部材を有し、かつ現像剤貯留空間が、前記
   規制部材と前記現像剤担持体と前記搬送部材により構成
   されることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記搬送部材上の現像剤を掻き落とす掻
   取部材を有し、かつ現像剤貯留空間が、前記規制部材と
   前記現像剤担持体と前記搬送部材と前記掻取部材により
   構成されており、さらに前記搬送部材と前記現像剤担持
   体が対向する位置から前記規制部材と前記現像剤担持体
   が対向する位置までの前記現像剤担持体の外周面上での
   距離をｌ１、前記現像剤担持体の線速をｖ１、前記帯電
   部材により帯電させた現像剤を前記搬送部材に保持させ
   る位置から前記掻取部材が前記搬送部材に対向する位置
   までの前記搬送部材外周面上での距離をｌ２、前記搬送
   部材の線速をｖ２としたとき、以下の関係を満たすこと
   を特徴とする請求項２記載の現像装置。 ｌ２／ｖ２＜ｌ１／ｖ１
4. 【請求項４】 少なくとも未使用の現像剤を収容する現
   像剤補給空間と、帯電部材により帯電させた現像剤を貯
   留する現像剤貯留空間と、前記現像剤貯留空間からあふ
   れた現像剤を収容する現像剤回収空間を有する現像装置
   において、各空間の現像剤の電荷の絶対値をｑ１、ｑ
   ２、ｑ３としたとき、以下の関係を満たすことを特徴と
   する請求項１記載の現像装置。 ｑ１＜ｑ３＜ｑ２