JPH1020662A

JPH1020662A - 現像装置

Info

Publication number: JPH1020662A
Application number: JP8188552A
Authority: JP
Inventors: Naotaka Iwata; 尚貴岩田; Hiroharu Suzuki; 弘治鈴木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-23
Also published as: US5812917A

Abstract

(57)【要約】【課題】多層のトナー層を形成すると共に、現像にお
けるトナー消費の有無によつてトナー層厚が変動するこ
となく、１回の供給により所定のトナー帯電量と層厚を
安定して得ることができ、トナー担持ローラの長手方向
全面に斑なく良好にトナーを供給することができる現像
装置を提供することを目的とする。【解決手段】表面にブラシ繊維２６が形成されたブラ
シ状トナー供給ローラ１６ａと第２トナー供給ローラ１
８とが所定の間隔をおいて設置され、それぞれに現像ロ
ーラ２０に接触している。ブラシ状供給ローラ１６ａ
は、現像ローラ２０が感光体２４に対向する現像域を通
過した後最初に接触し、その接触部において現像ローラ
２０の回転方向と逆方向に回転する。第２トナー供給ロ
ーラ１８は、現像ローラ２０がブラシ状供給ローラ１６
ａとの接触位置を通過した後に接触し、その接触部にお
いて現像ローラ２０の回転方向と同一方向に回転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、現像装置に係り、
特にＰＰＣ（Plain Paper Copy）、ＰＰＦ、ＬＢＰ等の
電子写真方式の非磁性１成分現像剤を使用した画像形成
プロセスにおいて用いる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成分現像方式を、図８に
示す従来の非磁性１成分現像装置を用いて説明する。ホ
ッパ４０内に未帯電の状態で収容された非磁性１成分現
像剤としてのトナー４２は、アジテータ４４により撹拌
されつつ、現像剤供給ローラとしてのトナー供給ローラ
４６上に運ばれる。このトナー４２は摩擦帯電されない
と現像担持ローラとしての現像ローラ４８に対する吸看
力が発生しない。このため、トナー供給ローラ４６が現
像ローラ４８と接触しつつ現像ローラ４８の回転方向と
同一方向又は逆方向に回転することにより、トナー４２
を摩擦帯電させる。

【０００３】この帯電させたトナー４２を現像ローラ４
８表面に付着させた後、弾性規制部材としての弾性規制
ブレード（薄層化ブレード）５０によって均し、トナー
４２からなる適正な厚さのトナー層（図示せず）を現像
ローラ４８上に形成する。そしてこの現像ローラ４８と
潜像担持体としての感光体５２とが互いに対向する現像
領域において、現像ローラ４８上のトナー層から感光体
５２にトナー４２を転移させ、このトナー４２により感
光体５２に形成されている静電潜像を可視像化する。

【０００４】ここで、非磁性１成分現像装置におけるト
ナー４２の最適付着量と帯電量について説明する。例え
ば特開昭６０−２２９０５７号、特開昭６１−４２６７
２号に示される従来例においては、現像ローラ上のトナ
ー付着量は０．２〜０．５ｍｇ／ｃｍ²と少なかった。
但し、トナー付着量としては、転写紙上においては０．
５〜０．７ｍｇ／ｃｍ²が必要であり、感光体上におい
ては０．６〜１．０ｍｇ／ｃｍ²が必要である。このた
め、現像ローラ上のトナー付着量が少ない分だけ現像ロ
ーラのスピードを感光体のスピードの２〜４倍にし、ト
ナー付着量の不足をカバーしている。

【０００５】ところで、このような速度比で現像を行う
と、所謂「トナー後端より」という現象が発生する。こ
の現象は、ベタ部を現像した場合に画像の後端部の濃度
が高くなるというものであり、従来の白黒機においては
問題になったものの許容されてきたものである。

【０００６】しかし、カラー画像においては、「トナー
後端より」は大きな問題となる。即ち、この現象が発生
すると、カラー画像はトナーを透過してみるため後端部
において濃度が濃くなり、特に重ね画像の場合には色違
いとなってしまう。

【０００７】この現象の発生を抑制するには、現像ロー
ラのスピードと感光体のスピードとを略同速度にして現
像を行う必要がある。このため、現像ローラ上には、等
速現像の可能なトナー付着量として、現像効率の高い接
触現像法の場合には少なくとも０．８ｍｇ／ｃｍ²が、
現像効率の低い非接触現像法の場合には１．０ｍｇ／ｃ
ｍ²以上が必要である。そしてこのようなトナー付着量
を得るためにはトナー層を多層に積み重ねなければなら
ない。

【０００８】こうした要請に応えるため、特開平４−１
２７１７７号において、現像ローラ表面に選択的に電荷
を保持させてその表面近傍に多数の微小閉電界（マイク
ロフィールド）を形成し、この微小閉電界により多量の
トナーを現像ローラ表面に付着する現像装置が提案され
た。

【０００９】この特開平４−１２７１７７号に開示され
た現像装置においては、規則的又は不規則に微小面積で
分布した誘電部と接地された導電部とが表面に混在露出
している現像ローラを用いることにより、トナー供給ロ
ーラが現像ローラに接触して回転し、トナー供給ローラ
及びトナーとの摩擦によって現像ローラ表面の誘電部に
摩擦電荷を発生させて多数の微小閉電界を形成する。そ
してこの微小閉電界によってトナーを現像ローラ表面に
吸引することにより、現像ローラ上に多層のトナー層を
保持するようにしている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように多層のトナー層を保持することが可能なように現
像ローラを改良した現像装置であっても、以下のような
問題があった。即ち、図８の現像装置のトナー供給部を
一部拡大した図９に示すように、トナー供給ローラ４６
を現像ローラ４８に接触して回転させる際に、その回転
方向がその接触部において現像ローラ４８の回転方向と
逆方向の場合には、アジテータ４４によって汲み上げら
れたホッパ内のトナー４２は回転するトナー供給ローラ
４６上に乗って、図中の白抜き矢印で表すような方向に
搬送される。そしてトナー供給ローラ４６と現像ローラ
４８との接触部を通過することなく現像ローラ４８に付
着して、弾性規制ブレード５０へ搬送されてしまう。従
って、現像ローラ４８上には摩擦帯電の不十分な厚めの
トナー層が形成されてしまうという問題があった。

【００１１】また、同じく図８の現像装置のトナー供給
部を一部拡大した図１０に示すように、トナー供給ロー
ラ４６を現像ローラ４８に接触して回転させる際に、そ
の回転方向がその接触部において現像ローラ４８の回転
方向と同一方向の場合には、アジテータ４４によって汲
み上げられたホッパ内のトナー４２は図中の白抜き矢印
で表すような方向に搬送され、トナー供給ローラ４６の
下側を通過して現像ローラ４８との接触部に供給され
る。従って、現像ローラ４８に付着するトナーの帯電の
均一性は良好となるものの、現像ローラ４８の下部に搬
送されてきたトナー４２を塞き止めるためのシール機構
５４を設置する必要が生じ、現像装置が複雑になってし
まうという問題があった。

【００１２】また、現像により現像ローラ４８上のトナ
ー４２が消費された後においては、１回のトナー供給に
よっては現像ローラ４８上へのトナー供給量が不足して
十分なトナー帯電量と層厚を得ることができず、トナー
供給ローラ４６が数回トナー供給部を通過して初めてト
ナー帯電量と層厚が回復することになる。従って、大面
積の画像の後端部においては濃度不足が生じるという問
題があった。

【００１３】そこで本発明は、上記問題点を鑑みてなさ
れたものであり、多層のトナー層を形成すると共に、現
像におけるトナー消費の有無によつてトナー層厚が変動
することなく、１回の供給により所定のトナー帯電量と
層厚を安定して得ることができ、トナー担持ローラの長
手方向全面に斑なく良好にドナーを供給することができ
る現像装置を提供することを目的とする。また、更に、
トナー担持ローラの現像履歴を消去する効果をより高
め、経時的にも画像の変動を少なくすることができる現
像装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
現像装置を、図１及び図２を用いて説明する。ここで、
図１は請求項１に係る現像装置を説明するための概略断
面図であり、図２はそのトナー供給部を示す一部拡大図
である。現像装置のホッパ１０内には、必要に応じて補
助剤を外添した非磁性１成分現像剤としてのトナー１２
が未帯電の状態で収容され、図中の矢印に示す方向に回
転するアジテータ１４により撹拌されるようになってい
る。そして未帯電のトナー１２を収容したホッパ１０に
隣接して、第１の現像剤供給ローラとしての第１トナー
供給ローラ１６及び第２の現像剤供給ローラとしての第
２トナー供給ローラ１８が所定の間隔をおいてほぼ上下
に設置されている点に特徴がある。

【００１５】また、これら第１及び第２トナー供給ロー
ラ１６、１８にそれぞれ接触して、現像剤担持ローラと
して現像ローラ２０が設置されている。また、この現像
ローラ２０に面接触して、弾性規制部材としての弾性規
制ブレード２２が設置されている。更に、このように構
成された現像装置の現像ローラ２０に対向して、潜像担
持体としての感光体２４が設置されている。

【００１６】第１トナー供給ローラ１６は、現像ローラ
２０が感光体２４に対向する現像領域を通過した後最初
に接触するものであり、図中の矢印に示すように、現像
ローラ２０との接触部において現像ローラ２０の回転方
向と逆方向に回転する点に特徴がある。他方、第２トナ
ー供給ローラ１８は、現像ローラ２０が第１トナー供給
ローラ１６との接触位置を通過した後に接触するもので
あり、図中の矢印に示すように、現像ローラ２０との接
触部において現像ローラ２０の回転方向と同一方向に回
転する点に特徴がある。即ち、第１トナー供給ローラ１
６はトナー層形成工程の上流に位置し、第２トナー供給
ローラ１８はトナー層形成工程の下流に位置する。

【００１７】従って、第１トナー供給ローラ１６は、現
像ローラ２０との接触部における現像ローラ２０の回転
方向と逆方向の回転により、現像後に残存している現像
ローラ２０上のトナー１２を掻き落として現像履歴を除
去し、更に第１トナー供給ローラ１６下部のトナー１２
をホッパ１０側へ送り戻す働きをする。

【００１８】また、第１及び第２トナー供給ローラ１
６、１８の回転により、アジテータ１４により撹拌され
つつ搬送されてきた未帯電トナー１２は、図中の白抜き
矢印で表すように、主要に第１トナー供給ローラ１６と
第２トナー供給ローラ１８とに挟まれた領域に搬送され
る。このため、第２トナー供給ローラ１８と現像ローラ
２０との接触部を通過することなく現像ローラ２０に付
着して弾性規制ブレード２２に搬送されてしまうことは
ないし、また第１トナー供給ローラ１６の下側を通過し
て蓄積されることもない。そして第１及び第２トナー供
給ローラ１６、１８間の領域に搬送されてきたトナー１
２は効率よく現像ローラ２０上に供給される。

【００１９】また、第２トナー供給ローラ１８は、第１
トナー供給ローラ１６と第２トナー供給ローラ１８との
間に搬送されてきた未帯電トナー１２を、第１トナー供
給ローラ１６と共に現像ローラ２０上へ搬送すると共
に、現像ローラ２０との接触部における現像ローラ２０
の回転方向と同一方向の回転により、現像ローラ２０と
の接触部において摩擦帯電と適量の付着量への規制を行
い、更にブレード２２下部に入り込んだ未帯電トナー１
２を再ぴホッパ内へ送り戻す働きをする。

【００２０】また、弾性規制ブレード２２は、現像ロー
ラ２０の回転に対してトレーリング方向から面接触で当
接していることにより、第２トナー供給ローラ１８と現
像ローラ２０との接触部において形成された現像ローラ
２０上のトナー層の層厚の均一化を行う。そして現像ロ
ーラ２０上の層厚が均一化されたトナー層は、現像ロー
ラ２０と感光体２４とが対向している現像領域において
感光体２４に移転し、感光体２４に形成されている潜像
を顕像化する。

【００２１】このように請求項１に係る現像装置におい
ては、第１及び第２トナー供給ローラ１６、１８の回転
により、ホッパ１０から第１トナー供給ローラ１６と第
２トナー供給ローラ１８との間の領域に常に一定量の未
帯電トナー１２が搬送され、蓄積されることとなるた
め、現像ローラ２０上への均一なトナー供給が可能にな
る。

【００２２】また、請求項２に係る現像装置は、上記請
求項１に係る現像装置において、第１トナー供給ローラ
の表面にブラシ状部材、例えばブラシ繊維が形成されて
おり、このブラシ繊維の先端部が現像ローラに接触して
いることを特徴とする。

【００２３】このように第１トナー供給ローラがブラシ
状トナー供給ローラであることにより、第１トナー供給
ローラによる現像ローラの現像履歴の除去、第１及び第
２トナー供給ローラの回転による第１トナー供給ローラ
と第２トナー供給ローラとの間への未帯電トナーの安定
した搬送等、上記請求項１に係る現像装置における作
用、効果がより効率的に達成される。

【００２４】更に加えて、第１トナー供給ローラと第２
トナー供給ローラとの間に搬送され蓄積される未帯電ト
ナーのトナー圧力が一定以上に高まると、第１トナー供
給ローラ表面のブラシ繊維の隙間よりトナーが下側へ漏
れ出て、蓄積される未帯電トナーのトナー圧力は常に一
定に保持される。このため、第２トナー供給ローラと現
像ローラとの接触部を通過してブレード部ヘ向かうトナ
ー量は常に一定にすることが可能となり、また第１トナ
ー供給ローラと第２トナー供給ローラとの間に過剰のト
ナーが詰め込まれて流動しなくなるブロッキング現象の
ような不具合の発生が防止される。

【００２５】従って、現像装置内におけるトナーは常に
良好に循環し、特定方向にだけトナーが片寄ることな
く、現像ローラの長手方向にわたって均一なトナー供給
圧力が生み出され、安定した付着トナー層の形成が可能
になる。

【００２６】また、請求項３に係る現像装置は、上記請
求項２に係る現像装置において、第１トナー供給ローラ
表面に形成されたブラシ状部材、例えばブラシ繊維の先
端部が、第２トナー供給ローラにも接触していることを
特徴とする。

【００２７】このように第１トナー供給ローラは、その
表面のブラシ繊維の先端部が現像ローラと接触すると共
に、第２トナー供給ローラにも接触しているため、現像
ローラとの接触により現像ローラから掻き落とした帯電
トナーがブラシ繊維に付着しても、次の第２トナー供給
ローラとの接触点におけるたわみの衝撃によって付着ト
ナーはブラシ繊維から遊離してホッパ内へ戻されること
になる。

【００２８】従って、１度掻き取った帯電トナーを第１
トナー供給ローラのブラシ繊維によって現像ローラに再
付着させてしまうことはないため、トナー消費が殆どな
い状態において現像ローラを回転させても現像ローラ上
に形成されるトナー層厚が増加するようなことはなく、
画像濃度を一定に保つことができる。そして現像履歴の
除去と現像ローラの初期化の効果を更に向上させること
が可能になる。

【００２９】なお、この場合、上記請求項２に係る現像
装置において第１トナー供給ローラと第２トナー供給ロ
ーラとの間に搬送されていた未帯電トナーは、第１トナ
ー供給ローラ表面のブラシ繊維の間を通って搬送される
ため、未帯電トナーの循環が妨げられることはない。

【００３０】また、請求項４に係る現像装置は、上記請
求項２又は３に係る現像装置において、第１トナー供給
ローラ表面に形成されたブラシ状部材、例えばブラシ繊
維の密度が、５０００本／ｃｍ²以上１５０００本／ｃ
ｍ²以下であることを特徴とする。

【００３１】例えば第１トナー供給ローラ表面に形成さ
れたブラシ繊維の密度が５０００本／ｃｍ²以下である
と、現像ローラからの帯電トナーの掻き取りにムラが発
生して、現像ローラ初期化の作用に不具合が生じてしま
う。第１トナー供給ローラと第２トナー供給ローラとの
間又は第１トナー供給ローラ表面のブラシ繊維の間に搬
送してきた未帯電トナーがブラシ繊維の隙間から下方へ
流れてしまってトナー密度が高まらないため、十分なト
ナー供給圧力が生じない。

【００３２】反面、第１トナー供給ローラ表面に形成さ
れたブラシ繊維の密度が１５０００本／ｃｍ²以上であ
ると、第１トナー供給ローラと第２トナー供給ローラと
の間又は第１トナー供給ローラ表面のブラシ繊維の間に
搬送してきた未帯電トナーのトナー密度が高くなりすぎ
て、例えば第１トナー供給ローラ表面のブラシ繊維の間
に入り込んだトナーがブロッキング等の不具合を起こし
易くなってしまう。

【００３３】従って、第１トナー供給ローラ表面に形成
されたブラシ繊維の密度が５０００本／ｃｍ²以上１５
０００本／ｃｍ²以下であることにより、現像ローラの
長手方向全体にわたって均一にトナーの供給圧力が生み
出されると共に、現像ローラ上の帯電トナーの良好な掻
き取りが可能になる。

【００３４】また、請求項５に係る現像装置は、上記請
求項２又は３に係る現像装置において、第１トナー供給
ローラ表面に形成されたブラシ状部材、例えばブラシ繊
維の各々の太さ（１本当たりの直径）が１０μｍ以上６
０μｍ以下であり、ブラシ繊維の各々の長さが２ｍｍ以
上８ｍｍ以下であることを特徴とする。

【００３６】例えば第１トナー供給ローラ表面に形成さ
れたブラシ繊維の各々の太さが１０μｍ以下、又はブラ
シ繊維の各々の長さが２ｍｍ以下であると、このブラシ
繊維が現像ローラから帯電トナーを掻き落とすための機
械的な力が弱くなり、現像ローラの現像履歴の除去が良
好に行われない。

【００３７】反面、第１トナー供給ローラ表面に形成さ
れたブラシ繊維の各々の太さが６０μｍ以上、又はブラ
シ繊維の各々の長さが８ｍｍ以上であると、現像装置を
長期間にわたって放置した場合に、第１トナー供給ロー
ラのブラシ繊維と現像ローラとの接触部において毛倒れ
が固定化してしまい、やはり現像ローラから帯電トナー
を掻き落とす作用は弱まってしまう。

【００３８】従って、第１トナー供給ローラ表面に形成
されたブラシ繊維の各々の太さが１０μｍ以上６０μｍ
以下であり、ブラシ繊維の各々の長さが２ｍｍ以上８ｍ
ｍ以下であることにより、第１トナー供給ローラのブラ
シ繊維と現像ローラが接触する際にブラシ繊維の弾性が
作用して良好な加圧力が生じ、現像ローラ上の帯電トナ
ーの掻き取りが良好に行われる。

【００３９】また、請求項６に係る現像装置は、上記請
求項２又は３に係る現像装置において、第１トナー供給
ローラ表面に形成されたブラシ状部材、例えばブラシ繊
維の先端部が、直毛形状又はループ形状であることを特
徴とする。

【００４０】特に、第１トナー供給ローラ表面のブラシ
繊維の先端部がループ状に編まれたループ形状である場
合、その先端部が現像ローラに接触して現像ローラ上の
帯電トナーを掻き取る際に、ブラシ繊維の先端のループ
内に現像ローラ上の帯電トナーを取り込んで擦ることに
なるため、ブラシ繊維の先端が直毛形状の場合に比較し
て、現像ローラ上の帯電トナーがより効率的に掻き取ら
れ、良好な現像ローラ初期化が可能になる。

【００４１】また、請求項７に係る現像装置は、上記請
求項１乃至６のいずれかに係る現像装置において、現像
ローラと第１トナー供給ローラとの間に、所定の直流電
圧が印加されていることを特徴とする。

【００４２】このように現像ローラと第１トナー供給ロ
ーラとの間に所定の直流電圧を印加し、この印加電圧に
より、現像ローラ上から帯電トナーを容易に引き剥がし
て第１トナー供給ローラ側へ引き寄せることが可能にな
る。特に、第１トナー供給ローラ表面にブラシ状部材、
例えばブラシ繊維が形成されている場合には、ブラシ繊
維に中抵抗処理を施し、当接している現像ローラ上の帯
電トナーを引き剥がして容易にブラシ繊維側へ引き寄せ
る電圧設定にすることにより、ブラシ繊維の先端部が現
像ローラに僅かに食い込ませた接触条件において帯電ト
ナーの良好な掻き取りが可能となり、現像ローラ初期化
の効果が得られるため、経時的にブラシ繊維の毛倒れ等
の不具合が起きにくい。

【００４３】また、請求項８に係る現像装置は、上記請
求項１乃至７のいずれかに係る現像装置において、現像
ローラと第１トナー供給ローラとの間に、所定の交番電
圧が印加されていることを特徴とする。

【００４４】このように現像ローラと第１トナー供給ロ
ーラとの間に所定の交番電圧を印加し、交番電界を形成
することにより、現像ローラ上から帯電トナーを容易に
引き剥がして第１トナー供給ローラ側へ引き寄せること
が可能になる。特に、第１トナー供給ローラ表面にブラ
シ状部材、例えばブラシ繊維が形成されている場合に
は、中抵抗処理を施したブラシ繊維と当接している現像
ローラとの間に交番電界を形成することにより、現像ロ
ーラ上の帯電トナーがブラシ繊維との微小ギャップにお
いて往復運動するため、現像ローラ上から帯電トナーを
引き剥がして現像ローラ初期化をする効果は大きい。

【００４５】また、この場合、トナー層中の正規帯電ト
ナーに逆極性に帯電した不良トナーが混じっていても、
交番電界によってやはり往復動するため、正規極性トナ
ー及び逆極性トナーの双方とも現像ローラから掻き落と
す効果は変わらない。このため良好な現像ローラ初期化
が行われる。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態を詳細に説明する。（第１の実施形態）図３は第１の実施形態に係る現像装
置のトナー供給部を示す断面概略図である。なお、図３
は上記図２に対応するものであり、上記図２に示す構成
要素と同一要素には同一の符号を付して説明を省略す
る。

【００４７】第１の実施形態に係る現像装置は、上記図
１及び図２を用いて説明した請求項１に係る現像装置に
おける第１トナー供給ローラ１６として、ブラシ状部材
が表面に形成されているブラシ状トナー供給ローラ１６
ａを用いているものであり、請求項２に係る現像装置に
対応する。即ち、ブラシ状トナー供給ローラ１６ａと第
２トナー供給ローラ１８とが所定の間隔をおいてほぼ上
下に設置されているが、このブラシ状トナー供給ローラ
１６ａの表面にはブラシ状部材、例えばブラシ繊維２６
が多数形成されている。また、第２トナー供給ローラ表
面はスポンジ材質で形成されている。

【００４８】そしてこれらのブラシ状トナー供給ローラ
１６ａ及び第２トナー供給ローラ１８にそれぞれ接触し
て、現像ローラ２０が設置されている。また、この現像
ローラ２０に面接触して、弾性規制ブレード２２が設置
されている。更に、このように構成された現像装置の現
像ローラ２０に対向して、例えばドラムタイプの感光体
２４が設置されている。

【００４９】ブラシ状供給ローラ１６ａは、現像ローラ
２０が感光体２４に対向する現像領域を通過した後のト
ナー層形成工程の上流に位置し、図中の白抜き矢印に示
すように、現像ローラ２０との接触部において現像ロー
ラ２０の回転方向と逆方向に回転する点に特徴がある。
他方、第２トナー供給ローラ１８は、現像ローラ２０が
ブラシ状供給ローラ１６ａとの接触位置を通過した後の
トナー層形成工程の下流に位置し図中の矢印に示すよう
に、現像ローラ２０との接触部において現像ローラ２０
の回転方向と同一方向に回転する点に特徴がある。

【００５０】次に、動作を説明する。感光体２４は、図
中の矢印に示すように時計回りに、２００ｍｍ／秒のス
ピードで回転している。また、現像ローラ２０は、図中
の矢印に示すように反時計回りに、約２１０ｍｍ／秒の
スピードで回転している。従って、感光体２４と現像ロ
ーラ２０が対向している現像領域においては、両者は同
一方向に回転している。そしてこの現像領域において現
像を終了した後、現像ローラ２０はブラシ状トナー供給
ローラ１６ａと接触する。

【００５１】この現像ローラ２０との接触部において、
ブラシ状トナー供給ローラ１６ａは現像ローラ２０の回
転方向と逆方向に回転し、そのブラシ繊維２６の先端部
により現像ローラ２０上に付着している帯電トナーを掻
き落とすと共に、第２トナー供給ローラ１８との間に挟
まれた領域、即ち図４中に斜線で示す領域を通って未帯
電トナーを現像ローラ２０上に供給する。

【００５２】他方、第２トナー供給ローラ１８は現像ロ
ーラ２０と接触しつつその接触部において現像ローラ２
０の回転方向と同一方向に回転し、ブラシ状トナー供給
ローラ１６ａとの間に挟まれた領域を通って未帯電トナ
ーを現像ローラ２０上に供給すると共に、現像ローラ２
０との接触面において現像ローラ２０上のトナーの摩擦
帯電と付着量の適量化を行い、トナー層を形成する。

【００５３】このとき、第２トナー供給ローラ１８がス
ポンジ材質で形成されているのに対し、第１トナー供給
ローラとしてのブラシ状トナー供給ローラ１６ａは文字
通りその表面に多数のブラシ繊維２６が形成されてい
る。このため、ブラシ状トナー供給ローラ１６ａの反時
計回りの回転と第２トナー供給ローラ１８の時計回りの
回転とにより、未帯電トナーは両者ローラ１６ａ、１８
の間に挟まれた領域に効率よく搬送されて蓄積される
が、この領域におけるトナー密度が所定の密度以上に高
くなり過ぎると、ブラシ状トナー供給ローラ１６ａのブ
ラシ繊維２６の間からトナーが抜け落ちてしまう。

【００５４】従って、ブラシ状トナー供給ローラ１６ａ
と第２トナー供給ローラ１８との間の領域に過剰のトナ
ー１２が詰め込まれて流動しなくなるようなブロッキン
グ現象が発生することもなく、第２トナー供給ローラ１
８によって現像ローラ２０上に供給される未帯電トナー
のトナー供給圧力は常に一定に保たれ、経時的に安定し
た画像形成が可能になる。また、トナー消費が現像ロー
ラ２０の長手方向のいずれか一方に片寄った場合でも、
１度トナー供給領域を通過した後は現像ローラ２０の長
手方向全面にわたつて均一なトナー層が形成され、現像
履歴が現れるようなことはなくなる。

【００５５】（第２の実施形態）図４は第２の実施形態
に係る現像装置のトナー供給部を示す断面概略図であ
る。なお、図４は上記第２の実施形態における図３に対
応するものであり、上記図３に示す構成要素と同一要素
には同一の符号を付して説明を省略する。第２の実施形
態に係る現像装置は、上記図３に示す第１の実施形態に
係る現像装置におけるブラシ状トナー供給ローラ１６ａ
が、第２トナー供給ローラ１８と接触している点に特徴
がある。

【００５６】即ち、表面にブラシ繊維２６が形成されて
いるブラシ状トナー供給ローラ１６ａと表面がスポンジ
材質で形成されている第２トナー供給ローラ１８とが接
触して上下に設置されている。

【００５７】そしてこれらのブラシ状トナー供給ローラ
１６ａ及び第２トナー供給ローラ１８にそれぞれ接触し
て、現像ローラ２０が設置されている。また、この現像
ローラ２０に面接触して、弾性規制ブレード２２が設置
されている。更に、このように構成された現像装置の現
像ローラ２０に対向して、感光体２４が設置されてい
る。

【００５８】次に、動作を説明する。第１の実施形態の
場合と同様に、感光体２４は図中の矢印に示すように時
計回りに２００ｍｍ／秒のスピードで回転し、また現像
ローラ２０は図中の矢印に示すように反時計回りに約２
１０ｍｍ／秒のスピードで回転している。また、ブラシ
状トナー供給ローラ１６ａは、図中の白抜き矢印に示す
ように、現像ローラ２０との接触部において現像ローラ
２０の回転方向と逆方向に回転し、第２トナー供給ロー
ラ１８は、図中の矢印に示すように、現像ローラ２０と
接触しつつその接触部において現像ローラ２０の回転方
向と同一方向に回転している。

【００５９】そしてブラシ状トナー供給ローラ１６ａと
第２トナー供給ローラ１８とは互いに接触しつつその接
触部においては同一方向に回転している。このため、上
記図３に示すようなブラシ状トナー供給ローラ１６ａと
第２トナー供給ローラ１８との間に未帯電トナーを搬送
・蓄積する領域はなく、ブラシ状トナー供給ローラ１６
ａ表面のブラシ繊維２６の間を通って搬送される。従っ
て、搬送される未帯電トナーの量は、ブラシ状トナー供
給ローラ１６ａ及び第２トナー供給ローラ１８のそれぞ
れの回転のスピード及びブラシ繊維２６の密度によって
制御される。即ち、現像ローラ２０上に供給されるトナ
ーの量が、高精度に制御することが可能になる。

【００６０】また、ブラシ状トナー供給ローラ１６ａの
ブラシ繊維２６によって現像ローラ２０から掻き落とし
た帯電トナーがブラシ繊維２６に付着しても、次の第２
トナー供給ローラ１８との接触点におけるたわみの衝撃
によって付着トナーはブラシ繊維２６から遊離してしま
う。このため、１度掻き取った帯電トナーがブラシ状ト
ナー供給ローラ１６ａのブラシ繊維２６よって現像ロー
ラ２０に再付着することはない。

【００６１】従って、画像面積が小さくてトナー消費が
殆どない場合であっても、現像ローラ２０上へのトナー
供給量が必要以上に増大するようなことはなく、常に一
定の面像濃度を保持することができる。そして現像履歴
の除去と現像ローラ２０の初期化の効果を更に向上させ
ることが可能になる。

【００６２】

【実施例】本発明の上記第１及び第２の実施の形態にお
ける種々の現像部品及び現像条件を具体的に説明する。（第１の実施例）上記図３及び図４に示すブラシ状トナ
ー供給ローラ１６ａは、以下の条件で構成されている。
即ち、・ローラ表面に形成するブラシ繊維２６の材質：ポリエ
ステル繊維・ブラシ繊維２６の形状：直毛形状・ブラシ繊維２６の長さ：３ｍｍ・ブラシ繊維２６の太さ（１本当たりの直径）：４０μ
ｍ・ブラシ繊維２６の密度：８０００本／ｃｍ² ・ローラ径：１３ｍｍ・対現像ローラ食い込み量：０．８ｍｍ・対現像ローラ線速比：０．５倍速（但し、回転方向は、現像ローラ２０との接触部におい
て現像ローラ２０の回転方向と逆方向）である。

【００６３】なお、ブラシ状トナー供給ローラ１６ａの
ブラシ繊維２６の長さ及び太さを変化させて、ブラシ状
トナー供給ローラ１６ａによるトナー供給と現像ローラ
初期化の様子を調べると、図５のグラフに示すような結
果となった。このグラフにおいて、○印は従来よりも良
好なトナー供給と現像ローラ初期化を示したもの、△印
は従来と同程度のトナー供給と現像ローラ初期化を示し
たもの、×印は従来よりも低度のトナー供給と現像ロー
ラ初期化を示したものである。

【００６４】この図５のグラフに示す実験結果から明ら
かなように、良好なトナー供給と現像ローラ初期化を得
るためには、ブラシ状トナー供給ローラ１６ａのブラシ
繊維２６の長さは２ｍｍ以上８ｍｍ以下の範囲内である
ことが望ましく、例えば上記の３ｍｍが好適である。ま
た、ブラシ繊維２６の太さは１０μｍ以上６０μｍ以下
以下の範囲内であることが望ましく、例えば上記の４０
μｍが好適である。

【００６５】また、ブラシ状トナー供給ローラ１６ａの
ブラシ繊維２６の密度を３０００本／ｃｍ²として実験
を行ったところ、１周後の現像ローラ２０においてトナ
ーを消費した部分は画像が薄くなり、トナーの消費のな
い部分は濃くなってしまい、現像履歴が現れた。更に、
ブラシ繊維２６の密度を２００００本／ｃｍ²とした実
験においては、１０００枚程度の画像を形成した後に、
ブラシ繊維２６間にトナーが固まってブロッキング状態
となり、トナーの供給が不能になった。

【００６６】そしてブラシ繊維２６の密度が５０００〜
１５０００本／ｃｍ²の範囲内であると、このような不
具合は発生することなく、良好なトナーの供給と現像ロ
ーラ初期化が可能であった。従って、ブラシ繊維２６の
密度は例えば上記の８０００本／ｃｍ²が好適である。

【００６７】また、上記図３及び図４に示す第２トナー
供給ローラ１８は、以下の条件で構成されている。即
ち、・ローラ表面の材質：カーボン練り込みポリウレタンス
ポンジ・スポンジ肉厚：３ｍｍ・ローラ径：１３ｍｍ・対現像ローラ食い込み量：ｌｍｍ・対現像ローラ線速比：０．８倍速（但し、回転方向は、現像ローラ２０との接触部におい
て現像ローラ２０の回転方向と同一方向）である。

【００６８】また、上記図３及び図４に示す現像ローラ
２０は、図６に示されるように構成されている。ここ
で、図６（ａ）は現像ローラ２０の外観を示す斜視図で
あり、図６（ｂ）はそのローラ表面の一部拡大図ある。
即ち、現像ローラ２０はアルミニウム芯金をもつローラ
径２０ｍｍのローレットタイプのローラである。そして
そのローラ表面には、導電面２８と誘電面３０とが３：
７の割合で規則的に分布している。

【００６９】次に、この図６に示す現像ローラ２０の作
成方法を説明する。現像ローラ２０のアルミ芯金に、深
さ０．１ｍｍ、溝巾０．２ｍｍの溝を、例えば０．３ｍ
ｍのピッチをもって４５度の角度で形成するアヤメロー
レット加工を行う。続いて、表面に誘電層コートを行
う。即ち、エポキシ変性シリコーン樹脂（例えば商品
名：東レＳＲ２１１５）をコーティングし、温度５０℃
で約９０分間の乾燥を行う。その後、誘電層コートを行
ったローラ表面を切削して、アルミニウムからなる導電
面２８とエポキシ変性シリコーン樹脂からなる誘電面３
０とを３：７の割合で露出させる。このようにして図６
に示す現像ローラ２０を作成する。

【００７０】また、上記図３及び図４に示す弾性規制ブ
レード２２は、以下の条件で構成されている。即ち、・材質：ウレタンゴム・厚み：２ｍｍ・自由端までのブレード長さ：ｌｌｍｍ・現像ローラに対するブレード食い込み量０．６ｍｍ・ブレード当接部から自由端までの突き出し量：０．５
ｍｍである。

【００７１】また、上記図３及び図４に示す感光体２４
は、以下の条件で構成されている。即ち、・感光体種類：ＯＰＣ・地肌部の表面電位：ＤＣ（直流電圧）−８５０Ｖ・書き込み部（画像部）の表面電位：ＤＣ−Ｉ００Ｖである。

【００７２】また、現像ギャップ、即ち対向する現像ロ
ーラ２０と感光体２４との間隔は、１５０μｍである。
また、現像バイアスは、ＤＣ−７５０Ｖである。また、
トナーは、以下の条件で構成されている。即ち、・非磁性スチレンアクリル系樹脂及びポリエステル系樹
脂を使用したマイナス帯電トナー・体積平均粒径：１０μｍ・外添剤：疎水性シリカ微粉末０．７ｗｔ％添加である。

【００７３】（第２の実施例）第２トナー供給ローラ１
８、現像ローラ２０、弾性規制ブレード２２、感光体２
４、現像ギャップ、現像バイアス、及びトナーは上記第
１の実施例と同様の条件で構成されている。そしてブラ
シ状トナー供給ローラ１６ａにおいて、そのブラシ繊維
２６の材質として、上記第１の実施例におけるポリエス
テル繊維の代わりに、カーボン練り込みアクリル繊維を
用いる。

【００７４】このカーボン練り込みアクリル繊維は、抵
抗値が１０⁷Ωｃｍ〜１０⁹Ωｃｍ（電圧１０Ｖ印加
時）であり、導電性の現像ローラ２０と接触しながら５
００Ｖ程度までの電位差をとることができる。このた
め、現像時の現像ローラ２０の電位−７５０Ｖに対し
て、ブラシ状トナー供給ローラ１６ａのローラ軸には−
５５０Ｖの電位を設定する。

【００７５】このような条件に設定した第２の実施例に
おいては、現像ローラ２０上の帯電トナーがブラシ状ト
ナー供給ローラ１６ａのブラシ繊維２６の方ヘ効率的に
転移してくるため、ブラシ繊維２６の現像ローラ２０に
対する食い込み量が０．２５ｍｍ程度であっても十分な
現像ローラ初期化の効果を得ることができた。このた
め、上記の第１の実施例と比較して、ブラシ繊維２６の
毛倒れ等の不具合が起き難く、その寿命を約２倍に伸ば
すことが可能となった。

【００７６】（第３の実施例）第２トナー供給ローラ１
８、現像ローラ２０、弾性規制ブレード２２、感光体２
４、現像ギャップ、現像バイアス、及びトナーは上記第
１の実施例と同様の条件で構成されている。また、ブラ
シ状トナー供給ローラ１６ａは上記第２の実施例と同様
の条件で構成されている。そしてこのとき、現像ローラ
２０の電位−７５０Ｖに対して、ブラシ状トナー供給ロ
ーラ１６ａのローラ軸には−７５０ＶのＤＣバイアス
に、更にＶp-p ５００ＶのＡＣ（交流）バイアスを重畳
した電位設定とする。

【００７７】このような条件に設定した第３の実施例に
おいては、現像装置内に逆極性の不良帯電トナーが存在
して現像ローラ２０上に現れた場合でも、ブラシ状トナ
ー供給ローラ１６ａに印加されたＡＣバイアスによって
正規極性のトナーと同様にして現像ローラ２０から引き
剥がされる。このため、現像装置のホッパ内にトナーを
継ぎ足しながら使用して徐々に逆極性トナーの割合が増
加しても、ブラシ状トナー供給ローラ１６ａによる現像
ローラ初期化の効果は変わず維持することが可能となっ
た。

【００７８】（第４の実施例）第２トナー供給ローラ１
８、現像ローラ２０、弾性規制ブレード２２、感光体２
４、現像ギャップ、現像バイアス、及びトナーは上記第
１の実施例と同様の条件で構成されている。そしてブラ
シ状トナー供給ローラ１６ａにおいて、そのブラシ繊維
２６の形状が、上記第１の実施例における直毛形状の代
わりに、ブラシ繊維２６の先端が図７に示すようにルー
プ状に編まれている。

【００７９】この場合、ブラシ繊維２６の現像ローラ２
０に対する食い込み量を上記第１の実施例の直毛形状の
場合の０．８ｍｍより減少させ、例えば０．４ｍｍにし
ても、直毛形状の場合の０．８ｍｍの食い込みの場合と
同様なトナーの掻き落としと現像ローラ初期化の効果を
得ることができた。このため、上記第１の実施例と比較
して、先端がループ状のブラシ繊維２６では毛倒れ等の
不具合が発生し難く、長期にわたって良好なトナー供給
と現像ローラ初期化が可能になった。

【００８０】

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明に係
る現像装置によれば、次のような効果を奏することがで
きる。即ち、請求項１に係る現像装置によれば、現像剤
担持ローラが現像領域を通過した後最初に接触する第１
の現像剤供給ローラと、現像剤担持ローラが第１の現像
剤供給ローラとの接触位置を通過した後に接触する第２
の現像剤供給ローラとを有し、第１の現像剤供給ローラ
が現像剤担持ローラとの接触部において現像剤担持ロー
ラの回転方向と逆方向に回転し、第２の現像剤供給ロー
ラが現像剤担持ローラとの接触部において現像剤担持ロ
ーラの回転方向と同一方向に回転することにより、第１
の現像剤供給ローラと第２の現像剤供給ローラとの間に
常に一定量の現像剤が最適に搬送され蓄積されることと
なり、現像剤担持ローラ上への均一な現像剤供給が可能
になるため、現像前後での画像濃度の変動を防止した簡
便な現像装置を提供することができる。

【００８１】また、請求項２に係る現像装置によれば、
上記請求項１に係る現像装置において、第１の現像剤供
給ローラの表面にブラシ状部材が形成されており、この
ブラシ状部材の先端部が現像剤担持ローラに接触してい
ることにより、第１の現像剤供給ローラと第２の現像剤
供給ローラとの間の現像剤が所定の現像剤圧力以上に高
まると、第１の現像剤供給ローラの表面のブラシ状部材
の隙間より下側へ漏れ出て現像剤圧力が常に一定に保持
されるため、上記請求項１に係る現像装置の場合の効果
に加えて、現像装置内における現像剤は常に良好に循環
し、現像剤担持ローラの長手方向にわたって均一な現像
剤供給圧力が生み出され、安定した付着現像剤層の形成
が可能になる。

【００８２】また、請求項３に係る現像装置によれば、
上記請求項２に係る現像装置において、第１の現像剤供
給ローラ表面に形成されたブラシ状部材の先端部が、第
２の現像剤供給ローラにも接触していることにより、現
像剤担持ローラとの接触により現像剤担持ローラから掻
き落とした帯電現像剤がブラシ状部材に付着しても、次
の第２の現像剤供給ローラとの接触点におけるたわみの
衝撃によって付着現像剤はブラシ状部材から遊離して現
像剤担持ローラに再付着させることはないため、現像剤
消費が殆どない状態において現像剤担持ローラを回転さ
せても画像濃度を一定に保つことができると共に、現像
履歴の除去と現像剤担持ローラ初期化の効果を更に向上
させ、経時的な現像剤消費状態によって現像剤層厚の変
動がない現像装置を提供することができる。

【００８３】また、請求項４に係る現像装置は、上記請
求項２又は３に係る現像装置において、第１の現像剤供
給ローラ表面に形成されたブラシ状部材の密度が、５０
００本／ｃｍ²以上１５０００本／ｃｍ²以下であるこ
とにより、現像剤担持ローラの長手方向全体にわたって
均一に現像剤の供給圧力が生み出されると共に、現像剤
担持ローラ上の帯電現像剤の良好な掻き取りが可能にな
るため、安定的な現像剤供給と現像履歴の除去を行うこ
とができる。

【００８４】また、請求項５に係る現像装置によれば、
上記請求項２又は３に係る現像装置において、第１の現
像剤供給ローラ表面に形成されたブラシ状部材の各々の
太さが１０μｍ以上６０μｍ以下であり、ブラシ状部材
の各々の長さが２ｍｍ以上８ｍｍ以下であることによ
り、第１の現像剤供給ローラのブラシ状部材と現像剤担
持ローラが接触する際にブラシ状部材の弾性が作用して
良好な加圧力が生じ、現像剤担持ローラ上の帯電現像剤
の掻き取りが良好に行われるため、安定的な現像剤供給
と現像履歴の除去を行うことができる。

【００８５】また、請求項６に係る現像装置によれば、
上記請求項２又は３に係る現像装置において、第１の現
像剤供給ローラ表面に形成されたブラシ状部材の先端部
がループ状に編まれていることにより、ブラシ状部材の
先端が直毛の場合に比較して、現像剤担持ローラ上の帯
電現像剤がより効率的に掻き取られ、良好な現像剤担持
ローラ初期化が可能になる。

【００８６】また、請求項７に係る現像装置によれば、
上記請求項１乃至６のいずれかに係る現像装置におい
て、現像剤担持ローラと第１の現像剤供給ローラとの間
に、所定の直流電圧が印加されていることにより、現像
剤担持ローラ上から帯電現像剤を引き剥がして第１の現
像剤供給ローラ側へ容易に引き寄せることが可能になる
ため、特に第１の現像剤供給ローラ表面にブラシ状部材
が形成されている場合には、ブラシ状部材の先端部が現
像剤担持ローラに僅かに食い込ませた接触条件において
帯電現像剤の良好な掻き取りが可能となるため、第１の
現像剤供給ローラの不具合が起き難く、経時的に第１の
現像剤供給ローラの部品を効率的に用いて寿命を延ばす
ことができる。

【００８７】また、請求項８に係る現像装置によれば、
上記請求項１乃至７のいずれかに係る現像装置におい
て、現像剤担持ローラと第１の現像剤供給ローラとの間
に、所定の交番電圧が印加されていることにより、現像
剤層中の正規帯電現像剤に逆極性に帯電した不良現像剤
が混じっていても、現像剤担持ローラ上から帯電現像剤
を容易に引き剥がして第１の現像剤供給ローラ側へ引き
寄せることが可能になるため、経時的な現像剤劣化状態
に関わらず良好な現像剤担持ローラ初期化を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に係る現像装置を説明するための概略
断面図である。

【図２】図１の現像装置のトナー供給部を示す一部拡大
図である。

【図３】第１の実施形態に係る現像装置のトナー供給部
を示す断面概略図である。

【図４】第２の実施形態に係る現像装置のトナー供給部
を示す断面概略図である。

【図５】第１の実施例に係るブラシ状トナー供給ローラ
のブラシ繊維の長さ及び太さの変化によるトナー供給と
現像ローラ初期化の良否を調べたグラフである。

【図６】第１の実施例に係る現像ローラ２０の外観を示
す斜視図及びそのローラ表面の一部拡大図ある。

【図７】第４の実施例に係るブラシ状トナー供給ローラ
１６ａのブラシ繊維２６の形状を示す概略図である。

【図８】従来の非磁性１成分現像装置をを説明するため
の概略断面図である。

【図９】図８の現像装置のトナー供給部を示す一部拡大
図（その１）である。

【図１０】図８の現像装置のトナー供給部を示す一部拡
大図（その１）である。

【符号の説明】

１０ホッパ１２トナー１４アジテータ１６第１トナー供給ローラ１６ａブラシ状トナー供給ローラ１８第２トナー供給ローラ２０現像ローラ２２弾性規制ブレード２４感光体２６ブラシ繊維２８導電面３０誘電面４０ホッパ４２トナー４４アジテータ４６トナー供給ローラ４８現像ローラ５０弾性規制ブレード５２感光体５４シール機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤担持ローラ上に現像剤を担持し、
前記現像剤により潜像担持体上に形成された潜像を顕像
化する現像装置であって、前記現像剤担持ローラが現像領域を通過した後最初に接
触する第１の現像剤供給ローラと、前記現像剤担持ローラが前記第１の現像剤供給ローラと
の接触位置を通過した後に接触する第２の現像剤供給ロ
ーラとを有し、前記第１の現像剤供給ローラが、前記現像剤担持ローラ
との接触部において前記現像剤担持ローラの回転方向と
逆方向に回転し、前記第２の現像剤供給ローラが、前記現像剤担持ローラ
との接触部において前記現像剤担持ローラの回転方向と
同一方向に回転することを特徴とする現像装置。
【請求項２】請求項１記載の現像装置において、前記第１の現像剤供給ローラの表面に、ブラシ状部材が
形成されており、前記ブラシ状部材の先端部が、前記現
像剤担持ローラに接触していることを特徴とする現像装
置。
【請求項３】請求項２記載の現像装置において、前記第１の現像剤供給ローラ表面に形成された前記ブラ
シ状部材の先端部が、前記第２の現像剤供給ローラに接
触していることを特徴とする現像装置。
【請求項４】請求項２又は３に記載の現像装置におい
て、前記第１の現像剤供給ローラ表面に形成された前記ブラ
シ状部材の密度が、５０００本／ｃｍ²以上１５０００
本／ｃｍ²以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項５】請求項２又は３に記載の現像装置におい
て、前記第１の現像剤供給ローラ表面に形成された前記ブラ
シ状部材の各々の太さが、１０μｍ以上６０μｍ以下で
あり、前記ブラシ状部材の各々の長さが、２ｍｍ以上８
ｍｍ以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項６】請求項２又は３に記載の現像装置におい
て、前記第１の現像剤供給ローラ表面に形成された前記ブラ
シ状部材の先端部が、直毛形状又はループ形状であるこ
とを特徴とする現像装置。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれかに記載の現像
装置において、前記現像剤担持ローラと前記第１の現像剤供給ローラと
の間に、所定の直流電圧が印加されていることを特徴と
する現像装置。
【請求項８】請求項１乃至７のいずれかに記載の現像
装置において、前記現像剤担持ローラと前記第１の現像剤供給ローラと
の間に、所定の交番電圧が印加されていることを特徴と
する現像装置。