JPH10171246A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 像担持体及び現像剤担持体の軸線方向に対し
て垂直な方向の振動に起因して発生する画像濃度むらを
低減できる新規な現像装置を提供することである。 【解決手段】 現像スリーブ４表面に弾性層を形成し、
該現像スリーブ４の軸部４ａを回転自在に軸受けする軸
受部１２を有する固定部材１１を用いて、該弾性層が感
光体ドラム１との当接により変形する位置で、該変形に
伴う弾性層の復元力に対する抗力を該弾性層に作用させ
ることで、現像スリーブ４を感光体ドラム１に対して位
置決めして、感光体ドラム１に対する現像スリーブ４の
位置を維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置に採用される現像装
置に係り、詳しくは、現像剤担持体の表面に担持したト
ナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を、像担持体
と対向する現像領域に搬送することにより、該像担持体
上の潜像を現像する現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像品質を左右する像担持体と現
像剤担持体との距離を維持するための種々の方法が提案
されている。その中でも、現像剤担持体と同軸に支持さ
れた回転剛体（以下、スペーサコロという）を、像担持
体に当接させたものが一般に知られている。

【０００３】しかし、上記スペーサコロを備えた現像装
置においては、現像時の現像剤担持体上又は現像後の像
担持体表面から遊離、飛散する現像剤が、像担持体とス
ペーサコロとの接触面で加圧されて溶融し、両者の接触
面に微妙な突起を形成した。これにより、像担持体及び
現像剤担持体の軸間距離が変動し、像担持体とスペーサ
コロとが接触しながら回転する際に、像担持体が、該像
担持体及び現像剤担持体の軸線方向に対して垂直な方向
に振動して、画像濃度むらが発生するという問題点があ
った。

【０００４】上記問題点を解決すべく、特開平４−５０
９７５号公報には、現像剤担持体を像担持体と接触しな
いように配設するとともに、レーザー露光装置のレーザ
ーのスポット径及び露光強度分布を所定の条件を満足す
るように構成した画像形成装置が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の背景の
もとに鑑みなされたものであり、その目的とするところ
は、像担持体及び現像剤担持体の軸線方向に対して垂直
な方向の振動に起因して発生する画像濃度むらを低減で
きる新規な現像装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、現像剤担持体の表面に担持し
たトナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を、像担
持体と対向する現像領域に搬送することにより、該像担
持体上の潜像を現像する現像装置において、上記現像剤
担持体表面に形成された弾性層と該弾性層が担持してい
る二成分現像剤を介しての上記像担持体表面との当接に
より該弾性層が変形する位置で、該変形に伴う弾性層の
復元力に抗して該現像剤担持体を該像担持体に対して位
置決めする位置決め手段を備えることを特徴とするもの
である。

【０００７】請求項１の現像装置においては、現像剤担
持体表面に形成された弾性層は、該弾性層が担持してい
る二成分現像剤を介して像担持体表面と当接することに
より変形する。この弾性体が変形する位置で、位置決め
手段により、該変形に伴う弾性体の復元力を抗すること
で、現像剤担持体を像担持体に対して位置決めし、像担
持体に対する現像剤担持体の位置を維持する。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１の現像装置に
おいて、上記現像剤担持体の弾性層に、像担持体に形成
された潜像のトナー付着予定部が現像領域を通過してい
るときに、該現像領域を通過している該現像剤担持体上
の現像剤中のトナーのほとんどが該トナー付着予定部の
現像に用いられるようなキャリア１層程度の現像剤層を
形成することを特徴とするものである。

【０００９】請求項２の現像装置においては、像担持体
に形成された潜像のトナー付着予定部が現像領域を通過
しているときに、現像領域を通過している現像剤担持体
上の現像剤中のトナーのほとんどが該トナー付着予定部
の現像に用いられることにより、該トナー付着予定部の
現像ポテンシャルが互いに異なる場合でも、該トナー付
着予定部に常に一定量のトナーが付着する。

【００１０】また、請求項３の発明は、請求項１の現像
装置において、上記位置決め手段が、上記現像剤担持体
の軸部を回転自在に軸受けする軸受部を備えた固定部材
であることを特徴とするものである。

【００１１】請求項３の現像装置においては、軸受部で
現像剤担持体の軸部を回転自在に軸受けする固定部材
が、上記弾性体に上記復元力に対する抗力を作用させて
現像剤担持体を像担持体に対して位置決めする。

【００１２】また、請求項４の発明は、請求項３の現像
装置において、上記軸受部を弾性体で形成することを特
徴とするものである。

【００１３】請求項４の現像装置においては、固定部材
の軸受部を弾性体で形成している。よって、像担持体及
び現像剤担持体間以外、例えば駆動系などから発生する
振動が固定部材に伝達されても、該振動は軸受部で吸収
され、像担持体及び現像剤担持体に振動が伝達されにく
い。なお、この軸受部は現像剤担持体の軸部を回転自在
に軸受けする必要があるため、該軸受部を比較的摩擦係
数の小さいテフロンなどの弾性体で形成している。

【００１４】また、請求項５の発明は、請求項４の現像
装置において、上記軸受部における弾性体からなる弾性
部の内側に、ベアリングを設けることを特徴とするもの
である。

【００１５】請求項５の現像装置においては、軸受部に
おける弾性体からなる軸受部の内側に、ベアリングを設
けている。よって、現像剤担持体の軸部が回転しやすく
なり、ベアリングを設けない場合に比して回転時の摩擦
が減少する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を電子写真方式の画
像形成装置に採用される現像装置に適用した実施形態に
ついて説明する。図１は本実施形態に係る現像装置の概
略構成を示す部分断面図である。この現像装置は複写機
の像担持体として用いられる円筒状の感光体ドラム１の
側方に配設され、感光体ドラム１に向けて開口部が形成
された支持ケース２、該開口部から一部が露出した、ト
ナー及び磁性キャリア（以下、単に「キャリア」とい
う。）からなる現像剤３を表面に担持する現像剤担持体
としての現像スリーブ４、該現像スリーブ４上の現像剤
３の層厚を規制する現像剤規制部材としてのドクタ６、
現像スリーブ４に直流の現像バイアス電圧を印加する電
源７などを備えている。

【００１７】上記支持ケース２は、現像剤を収容する現
像剤収容部Ａを形成しており、支持ケース２の上側の端
部はドクタ６を支持するドクタ支持部２ａとなってい
る。

【００１８】上記感光体ドラム１及び上記現像スリーブ
４は、両者の表面が現像領域で同方向に移動するように
回転駆動されている。

【００１９】上記現像スリーブ４は、固定磁石群からな
るマグネットローラ５ａ、非磁性剛体層５ｂ及び弾性層
５ｃから構成されている。

【００２０】なお、図１に、マグネットローラ５表面の
磁極の極性を図示している。また、非磁性剛体層５ｂの
材料としてはＡｌや非磁性ＳＵＳ等を用いることがで
き、弾性層５ｃの材料としてはスポンジゴムが好まし
い。また、弾性層５ｃの表面は、現像剤のキャリアの一
部が埋没する凹部を有する程度の表面粗さＲｚ（例え
ば、キャリアの平均粒径と同オーダーの１０〜数１０μ
ｍ）を有することが望ましい。より具体的には、弾性層
５ｃの材料としてスポンジを用いる場合は、そのスポン
ジのセルの平均直径がキャリアの平均粒径と同等以下の
単泡発泡タイプが好適である。また、非発泡タイプのゴ
ムを用いる場合は、現像スリーブ４の軸方向における凸
部の平均間隔がキャリアの平均粒径と同等以下が好適で
あり、さらに連続態様で凹部の平均深さもキャリアの平
均粒径と同等以下が好適である。

【００２１】図２は、上記ドクタ６周辺の概略構成を示
す拡大図である。本実施形態では、現像スリーブ４の弾
性層５ｃ上に、感光体ドラム１に形成された潜像のトナ
ー付着予定部が現像領域を通過しているときに、該現像
領域を通過している該現像剤スリーブ４上の現像剤中の
トナーのほとんどが該トナー付着予定部の現像に用いら
れるようなキャリア１層程度の層厚の現像剤薄層を形成
する。そのために、ドクタ６を現像スリーブ４に対して
弾性的に押し当てている。図２において、段付ビス８を
ドクタ６に形成した長孔６ａを貫通させ、支持ケースの
ドクタ支持部２ａに取り付けることにより、ドクタ６が
ドクタ支持部２ａの内側で鉛直方向（図中の矢印Ｂ方
向）に移動可能になっている。そして、ドクタ６の上端
面とドクタ支持部２ａの内壁面との間にバネ９を圧縮さ
せた状態で取り付け、このバネ９の弾性反発力によって
ドクタ６を現像スリーブ４に対して押し当てている。現
像剤がない状態でドクタ６の初期設定をおこなうときに
ドクタ６を現像スリーブ４の表面に接触させた場合で
も、現像スリーブ４の表面粗さが磁性キャリアの粒径と
同等の粗さを有していれば、現像剤３がドクタ６の下に
入り込み、均一な薄層を形成することができる。現像ス
リーブ４の表面粗さで薄層の層厚及び均一性が変化する
が、現像スリーブ４の表面が滑らかすぎると均一な薄層
ができにくく、逆に現像スリーブ４の表面が粗すぎると
層厚が厚くなってしまうため、キャリア粒径と同等の表
面粗さが好ましい。また、上記ドクタ６の現像スリーブ
４に対する圧力は、バネ９の上端に接触するようにドク
タ支持部２ａに取り付けたドクタ圧調整ネジ１０で、バ
ネ９の圧縮の度合いを変えることによって調整できる。
なお、上記ドクタ６は、上述のように鉛直方向に移動可
能になっているので、ドクタ６に過大な力がかかっても
その力をバネ９で吸収することができる。また、上記バ
ネ９は、針金に限らず、ゴム等の弾性体を用いてもよ
い。

【００２２】なお、現像剤３を担持する弾性層５ｃを弾
性体で構成した現像スリーブ４を用いることにより、現
像スリーブ４の弾性層５ｃをドクタ６圧縮する態様で所
定レベルの現像剤薄層を容易に得ることができる。ま
た、現像剤３に大きなストレスがかからないようにし、
トナーがドクタ６に固着するのを防止することができ
る。さらに、現像スリーブ４上の現像剤薄層を現像領域
まで搬送し、静電潜像を担持する感光体ドラム１（剛
体）の表面に該現像剤薄層を安定して圧接させて静電潜
像に忠実な現像をムラなく行うことができる。

【００２３】上記構成の現像装置において、現像スリー
ブ４上の現像剤３は、該スリーブ４の矢印方向の回転に
伴って搬送され、ドクタ６により規制されてキャリア１
層程度に薄層化される。この薄層化された現像剤３は、
矢印方向に回転している感光体ドラム１と対向する現像
領域に搬送される。そして、現像領域では、現像スリー
ブ４上の現像剤３からなる磁気ブラシが感光体ドラム１
表面に接触した状態で該ドラム１上に形成されている静
電潜像に現像剤中のトナーのほとんどが供給され、該静
電潜像の顕像化が行われる。

【００２４】ここで、前述したように、感光体ドラムに
対する現像スリーブの位置を維持するために、スペーサ
コロなどの回転剛体を感光体ドラムに当接させている現
像装置においては、スペーサコロと感光体ドラム１との
接触面に形成される突起により、感光体ドラムと現像ス
リーブとの軸間距離が変動し、感光体ドラムとスペーサ
コロとが接触しながら回転する際に、感光体ドラムが、
該ドラム及び現像スリーブの軸線方向に対して垂直な方
向に振動するため、画像濃度むらが発生した。そこで、
本実施形態は、上記振動の発生原因である感光体ドラム
１に当接させた回転剛体を用いることなく、現像スリー
ブ４を感光体ドラム１に対して位置決めする位置決め手
段を備えている。

【００２５】図３は、本実施形態に係る位置決め手段を
説明する平面図である。感光体ドラム１及び現像スリー
ブ４の軸方向端部に、両者の軸部１ａ、４ａをその軸受
部１２で回転自在に軸受けする固定部材１１を設けてい
る。この固定部材１１は、現像スリーブ４の弾性層５ｃ
と二成分現像剤を介しての感光体ドラム１との当接によ
り該弾性層５ｃが変形する位置で、該変形に伴う弾性層
５ｃの復元力に対する抗力を該弾性層５ｃに作用させ
る。これにより、現像スリーブ４は感光体ドラム１に対
して位置決めされる。なお、本実施形態では、現像スリ
ーブ４の弾性層５ｃと該弾性層５ｃが担持している二成
分現像剤を介しての感光体ドラム１との当接により、該
弾性層５ｃへの感光体ドラム１のくい込み量が０．１ｍ
ｍ以下となるように構成している。

【００２６】図４（ａ）は、上記固定部材１１の構成を
示す部分断面図である。この固定部材１１の軸受部１２
は、摩擦係数の小さいテフロンなどの弾性体で形成され
ている。よって、感光体ドラム１及び現像スリーブ４間
以外、例えば駆動系などから発生する振動が固定部材１
１に伝達されても、該振動は軸受部１２で吸収されるた
め、感光体ドラム１及び現像スリーブ４に振動が伝達さ
れにくい。

【００２７】図４（ｂ）は、上記固定部材１１の変形例
を示す部分断面図である。この固定部材１１は、軸受部
１２として、弾性体からなる弾性部１２ａの内側にベア
リング１２ｂを設けている。よって、図４（ａ）に示す
ベアリングを設けていない場合に比して、現像スリーブ
４の軸部４ａの回転時における摩擦が減少する。

【００２８】以上のように、本実施形態は、現像スリー
ブ４表面に弾性層５ｃを形成し、現像スリーブ４の軸部
４ａを回転自在に軸受けする軸受部１２を有する固定部
材１１を用いて、該弾性層５ｃが感光体ドラム１との当
接により変形する位置で、該変形に伴う弾性層５ｃの復
元力に対する抗力を該弾性層５ｃに作用させることによ
り、現像スリーブ４を感光体ドラム１に対して位置決め
して、感光体ドラム１に対する現像スリーブ４の位置を
維持する。この位置決め手段は、感光体ドラム１及び現
像スリーブ４の軸線方向に対して垂直な方向の振動の発
生原因である、感光体ドラム１に当接させた回転剛体を
設けることなく感光体ドラム１に対する現像スリーブ４
の位置を維持するものであるため、該振動の発生が抑制
され、画像濃度むらを低減できる。

【００２９】また、本実施形態は、感光体ドラム１に形
成された潜像のトナー付着予定部の現像ポテンシャルが
互いに異なる場合でも、該トナー付着予定部に常に一定
量のトナーが付着するため、該トナー付着予定部の現像
ポテンシャル等の変動が発生した場合でも安定したトナ
ー付着量を得ることができる。よって、ドットの画像濃
度や大きさのばらつきがない安定した画像品質を保持す
ることができるデジタル方式の画像形成装置に好適な現
像装置を提供できる。

【００３０】また、上記固定部材１１の軸受部１２を弾
性体で形成することにより、駆動系などから発生する振
動が固定部材１１に伝達されても、該振動は該軸受部１
２で吸収され、感光体ドラム１及び現像スリーブ４に該
振動が伝達されにくいため、該振動の影響を回避でき
る。

【００３１】また、上記固定部材１１の軸受部１２にベ
アリングを用いることで、現像スリーブ４の軸部４ａの
回転時における摩擦が減少するため、摩擦熱が生じにく
くなる。よって、材料の劣化を抑制できる。また、上記
摩擦の減少により現像スリーブ４の回転駆動時のトルク
を下げることができるため、駆動用モータを小型化でき
る。よって、スペース効率を上昇させることができると
ともに、装置全体のコストも低減できる。

【００３２】

【発明の効果】請求項１乃至５の発明によれば、現像剤
担持体表面に弾性層を形成し、該弾性層が像担持体との
当接により変形する位置で、該変形に伴う弾性層の復元
力を抗して現像剤担持体を像担持体に対して位置決めす
る位置決め手段を備えた新規な現像装置により、像担持
体に対する現像剤担持体の位置を維持する。この位置決
め手段は、像担持体及び現像剤担持体の軸線方向に対し
て垂直な方向の振動の発生原因である、像担持体に当接
させた回転剛体を設けることなく像担持体に対する現像
剤担持体の位置を維持するものであるため、該振動の発
生が抑制され、画像濃度むらを低減できるという優れた
効果がある。

【００３３】特に、請求項２の発明によれば、像担持体
に形成された潜像のトナー付着予定部の現像ポテンシャ
ルが互いに異なる場合でも、該トナー付着予定部に常に
一定量のトナーが付着するため、該トナー付着予定部の
現像ポテンシャル等の変動が発生した場合でも安定した
トナー付着量を得ることができる。よって、ドットの画
像濃度や大きさのばらつきがない安定した画像品質を保
持することができるデジタル方式の画像形成装置に好適
な現像装置を提供できるという効果がある。

【００３４】特に、請求項３の発明によれば、現像剤担
持体の軸部を回転自在に軸受けする軸受部を有する固定
部材を設けるという簡易な方法で、像担持体に対する現
像剤担持体の位置を維持できるという優れた効果があ
る。

【００３５】特に、請求項４の発明によれば、駆動系な
どから発生する振動が固定部材に伝達されても、該振動
は軸受部で吸収され、像担持体及び現像剤担持体に該振
動が伝達されにくいため、該振動の影響を回避できると
いう優れた効果がある。

【００３６】特に、請求項５の発明によれば、現像剤担
持体の軸部の回転時における摩擦が減少するため、摩擦
熱が生じにくくなる。よって、材料の劣化を抑制できる
という優れた効果がある。また、上記摩擦の減少により
現像剤担持体の回転駆動時のトルクを下げることができ
るため、駆動用モータを小型化できる。よって、スペー
ス効率を上昇させることができるとともに、装置全体の
コストも低減できるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る現像装置の内部の概略
構成を示す正面図。

【図２】同現像装置のドクタ周辺の概略構成を示す拡大
図。

【図３】位置決め手段を説明する平面図。

【図４】（ａ）は、固定部材周辺の拡大図。（ｂ）は、
変形例に係る固定部材周辺の拡大図。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 支持ケース ２ａ ドクタ支持部 ３ 現像剤 ４ 現像スリーブ ５ａ マグネットローラ ５ｂ 非磁性剛体層 ５ｃ 表面層 ６ ドクタ ６ａ 長孔 ７ 電源 ８ 段付ビス ９ バネ １０ ドクタ圧調整ネジ １１ 固定部材 １２ 軸受部 １２ａ 弾性部 １２ｂ ベアリング

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像剤担持体の表面に担持したトナーと磁
   性キャリアとを含む二成分現像剤を、像担持体と対向す
   る現像領域に搬送することにより、該像担持体上の潜像
   を現像する現像装置において、 上記現像剤担持体表面に形成された弾性層と該弾性層が
   担持している二成分現像剤を介しての上記像担持体表面
   との当接により該弾性層が変形する位置で、該変形に伴
   う弾性層の復元力に抗して該現像剤担持体を該像担持体
   に対して位置決めする位置決め手段を備えることを特徴
   とする現像装置。
2. 【請求項２】請求項１の現像装置において、 上記現像剤担持体の弾性層に、像担持体に形成された潜
   像のトナー付着予定部が現像領域を通過しているとき
   に、該現像領域を通過している該現像剤担持体上の現像
   剤中のトナーのほとんどが該トナー付着予定部の現像に
   用いられるようなキャリア１層程度の現像剤層を形成す
   ることを特徴とする現像装置。
3. 【請求項３】請求項１の現像装置において、 上記位置決め手段が、上記現像剤担持体の軸部を回転自
   在に軸受けする軸受部を備えた固定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３の現像装置において、 上記軸受部を弾性体で形成することを特徴とする現像装
   置。
5. 【請求項５】請求項４の現像装置において、 上記軸受部における弾性体からなる弾性部の内側に、ベ
   アリングを設けることを特徴とする現像装置。