JP3464068B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタや電子写真装
置等の画像形成装置において非磁性一成分現像剤により
静電潜像を可視像化する現像装置及び画像形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年レーザプリンタや複写機等画像形成
装置の小型軽量化、低価格化を図るため、非磁性一成分
現像方式による現像装置が多用されている。

【０００３】そしてこの小型、軽量であるという事か
ら、この非磁性一成分現像方式による現像装置を複数の
現像装置を水平に連続して配置する事が必要とされるフ
ルカラータイプの画像形成装置に適用する事が検討さ
れ、画像形成装置内で複数の現像装置を効率良く配置す
るために、従来供給ローラに対し水平方向に長くなるよ
う設置されていたトナーホッパを、供給ローラ上方にて
縦長となるように設ける縦型構造の現像装置の開発が進
められている。

【０００４】即ち図１０に示すように供給ローラ３を従
来と同様、現像ローラ２の水平位置近傍に設ける一方、
従来点線で示すように供給ローラ３に対し水平に設けら
れていたトナーホッパ４を、供給ローラ３上方にて垂直
に設け、供給ローラ３上方の開口部４ａから、矢印ｃ方
向に回転される供給ローラ３にて現像ローラ２にトナー
６を供給し、矢印ｄ方向に回転される現像ローラ２の回
転力によりトナー６を上方に搬送し、層形成部材７によ
りトナー６の帯電及び層厚規制を行った後、感光体８に
接触し現像を行うものであり、更に現像終了後は、供給
ローラ３下方に設けられる回収ローラ９にて残留トナー
を供給ローラ３方向に回収し現像メモリの消去を行って
いた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来は、供給ローラに
対し水平に設けられていたトナーホッパを、供給ローラ
に対し垂直に設ける事により、４連タンデムの様に、複
数の現像装置を搬送ベルトに沿って配列するようなフル
カラータイプの画像形成装置の小型化を図っていた。

【０００６】しかしながらこの様な現像装置にあって
は、トナーホッパの奥行き方向の長さを縮小する為に、
現像ローラに対する供給ローラ等の配置はその侭で、単
にトナーホッパを横長から縦長になるよう垂直に配置し
ただけであり、その構造上、供給ローラは現像ローラと
逆方向に回転される事によりトナーの搬送を行ってい
た。

【０００７】このため、現像ローラ表面が供給ローラと
の摺接により摩耗され易く、その長寿命化が妨げられる
という問題を有していた。

【０００８】又、供給ローラにより供給されたトナーの
層形成部材方向への搬送は、現像ローラの回転力に依存
している事から、そのトナー搬送力が弱く、このため現
像ローラ表面にトナーが薄く固着する等して現像ローラ
のトナーに対する摩擦抵抗が減少すると、現像ローラ表
面上でトナーが滑り、層形成部材とのニップ部にトナー
が十分搬送されず、トナー不足による現像不良を生じて
しまうという問題を有していた。

【０００９】しかもその構造上ほとんどのトナーが、供
給ローラによる予備帯電を経る事無く、トナーホッパか
ら直接層形成部材に搬送されてしまう事から、層形成部
材のみでトナーを十分に帯電させる為に、層形成部材を
現像ローラに強く押し当てたり、或いは現像ローラと層
形成部材間のニップ幅を広くする等しなければならず、
現像ローラ表面の摩耗や、現像ローラ表面へのトナーの
固着がより発生し易くなり、上記欠点がより顕著になっ
ていた。

【００１０】一方回収ローラにあっては、その配置か
ら、回収したトナーをトナーホッパ更には層形成部材の
ニップ部に再搬送する為にはトナーをほぼ垂直上方に位
置する供給ローラに搬送しなければならず、その搬送が
難しく、回収後、行き場を失ったトナーが回収ローラと
供給ローラとの空間部に詰まって凝集し、トナー特性の
劣化を生じひいては現像装置外方へのトナー洩れを生
じ、周囲を汚損しひいては残留トナーの回収が不能とな
り、現像装置を使用出来なくなるという重大な問題も生
じていた。

【００１１】このため回収したトナーが凝集しないだけ
のスペースを確保するよう回収ローラ及び供給ローラ間
の空間部を拡大すると、再利用されないトナーが増えて
しまう一方、再利用の為回収トナーをトナーホッパに搬
送する為の手段を設けなければならず、その構造が複雑
となり、装置の小型化が妨げられるという別の問題も生
じてしまっていた。

【００１２】そこで、本発明は、上記課題を除去するも
ので、現像ローラ上方にて縦長に設けられるトナーホッ
パを有し、カラー画像形成装置の小型化を実現可能とす
る現像装置において、現像ローラ表面の摩耗を低減しそ
の長寿命化を図り、ひいては現像ローラによるトナー搬
送力の劣化を防止する事により、トナー供給不良による
画質の劣化を防止し、更に残留トナーの回収を効率的に
行いトナーの再利用を図る事が出来る現像装置及び画像
形成装置を提供する事を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するための第１の手段として、現像剤を担持すると共
に、潜像保持手段上に形成される静電潜像を現像する回
転可能な現像手段と、この現像手段上方に設けられ前記
現像剤を貯蔵し、開口部より前記現像手段に前記現像剤
を供給する貯蔵手段と、前記現像手段の鉛直上方から前
記現像手段の回転方向下流であって、前記開口部より下
流に設けられ前記現像手段に同方向かつ周速差を有する
よう回転接触し、前記貯蔵手段の前記開口部から供給さ
れる前記現像剤を前記現像手段に供給する供給手段と、
前記現像手段の回転方向に沿って前記供給手段より下流
に、前記現像手段に当接して設けられ、前記現像手段表
面にて前記現像剤を薄層化する層形成手段と、前記現像
手段の回転方向に沿って、前記現像手段による現像位置
よりも下流かつ、前記現像手段の鉛直上方から前記現像
手段の回転方向に対して−４５°迄の範囲に設けられ、
前記現像手段の回転に連れて回転し、前記貯蔵手段に前
記現像手段上の残留現像剤を回収する回収手段とを設け
るものである。又本発明は上記課題を解決する為の第２
の手段として、複数の潜像保持手段の各々に色の異なる
現像剤像を形成した後前記複数の潜像保持手段上の前記
現像剤像を被画像形成媒体に多重転写しカラー画像を得
る画像形成手段において、各色の現像剤を担持すると共
に、前記複数の潜像保持手段上に形成される各静電潜像
毎に各色を現像する回転可能な複数の現像手段と、この
複数の現像手段上方に設けられ前記各色の現像剤を貯蔵
し、開口部より前記現像手段に前記各色の現像剤を供給
する複数の貯蔵手段と、前記各現像手段の鉛直上方から
前記現像手段の回転方向下流であって、前記開口部より
下流に設けられ、前記現像手段に同方向かつ周速差を有
するよう回転接触し、前記貯蔵手段の前記開口部から供
給される前記各色の現像剤を前記現像手段に供給する複
数の供給手段と、前記各現像手段の回転方向に沿って前
記供給手段より下流に、前記現像手段に当接して設けら
れ、前記現像手段表面にて前記現像剤を薄層化する複数
の層形成手段と、前記各現像手段の回転方向に沿って、
前記現像手段による現像位置よりも下流かつ、前記現像
手段の鉛直上方から前記現像手段の回転方向に対して−
４５°迄の範囲に設けられ、前記現像手段の回転に連れ
て回転し、前記各貯蔵手段に前記各現像手段上の各残留
現像剤を回収する複数の回収手段とを設けるものであ
る。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【作用】本発明は上記手段により、トナーホッパが現像
ローラ上方に設けられ、カラー画像形成装置内における
感光体ユニットを効率的に配置可能な現像装置におい
て、供給ローラを現像ローラの鉛直上方から現像ローラ
の回転方向下流であって、トナーホッパ開口部より下流
に位置するよう設けると共に、現像ローラと同方向で周
速差を有するよう回転する事により、従来に比し現像ロ
ーラに掛かる負荷を低減し、その表面の摩耗を低減出来
る事から、トナーの層形成手段方向への搬送力を向上出
来、しかも全てのトナーを供給ローラにて予備帯電した
後、層形成部材に搬送する事によりトナーを十分帯電出
来る事から、トナー不足及び帯電不良を生じることが無
く、良好な現像画像を得られ、画質向上を図ると共に現
像ローラの長寿命化を図るものである。

【００１９】又、回収ローラを、現像ローラ鉛直上から
−４５°迄の範囲に設け、現像ローラの回転に連れて回
転させて、トナーホッパに残留トナーを回収する事によ
り、搬送の為の手段を講じる事無く回収したトナーを現
像ローラ上方に落下出来、更に容易に層形成手段方向へ
搬送出来る。従って、従来の様に回収ローラ近傍に回収
トナーが停滞し周囲に落下し周囲の汚損を生じるという
事も無く、汚損防止を図れると共に、回収トナーを有効
に再使用可能となりその特性の劣化も防止出来る。

【００２０】

【実施例】以下本発明の原理を図１及び図２を参照して
説明する。１０は現像手段である現像ローラ１１に対し
その上方にて縦長とされる貯蔵手段であるトナーホッパ
１２に任意の色の現像剤であり、ポリエステル樹脂、ス
チレン−アクリル樹脂等を主成分とし、染料・顔料、Ｃ
ＣＡ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｂｉｌ−ｉｔ
ｙ、帯電制御剤）、ワックス、外添剤等を添加した非磁
性一成分のトナー１３を貯蔵する現像装置であり、後述
する潜像保持手段である感光体１４周囲の現像位置に設
けられている。

【００２１】現像ローラ１１は、導電処理を施した弾性
を有するウレタンゴムからなり、必要であれば±１００
〜±２５０Ｖのバイアス電圧が印加され、現像時矢印ｅ
方向に回転されるようになっている。

【００２２】現像ローラ１１の垂直上方には撹拌羽根２
２を有すると共に底面に開口部１６を有するトナーホッ
パ１２が設けられ、現像ローラ１１とトナーホッパ１２
の間の、現像ローラ１１鉛直上方から回転方向下流であ
って、開口部１６より下流の任意の位置には、導電性処
理を施した発砲ウレタンゴム等の弾性体からなる供給手
段である供給ローラ１７が、十分なニップ幅を得られる
よう、現像ローラ１１に対して０．５〜３ｍｍ程度食い
込む様に設けられ、現像時には、現像ローラ１１と同方
向の矢印ｆ方向に回転されると共に、同速度（周速比
１）では現像ローラ１１との間で摩擦を生ぜず、トナー
１３の予備帯電機能を果たせない事から、現像ローラ１
１に対する周速比ｖが０＜ｖ＜１或いは１＜ｖ＜２とな
る様に、更に望ましくは０＜ｖ＜０．７５或いは１．２
５＜ｖ＜１．５となる様に回転される様になっている。

【００２３】これは、周速比が０の停止状態の場合或い
は０未満の逆方向回転の場合は、トナー１３供給を促進
する効果を有しないものの、少しでも同方向に回転して
いればその回転方向に沿ってトナー搬送を行える反面、
周速度が大きすぎてトナー１３を搬送し過ぎてしまうの
を防止している。

【００２４】この供給ローラ１７には、トナー１３の供
給を更に促進するため、現像バイアスに対し±１００〜
３００Ｖの供給バイアスを印加しても良い。

【００２５】又現像ローラ１１とトナーホッパ１２の間
の、現像ローラ１１鉛直上方から回転方向に対し−４５
°の範囲の任意の位置には回収手段である回収ローラ１
８が設けられている。この回収ローラ１８は現像ローラ
１１に対して０．１〜０．４ｍｍ程度食い込む様に押し
当てられて、現像ローラ１１の回転に連れて回転され、
現像ローラと同方向である矢印ｇ方向に現像ローラ１１
と同速回転される一方、現像ローラ１１上より残留トナ
ーを電位的に引き剥がす為、シャフトをグランド（０
ｖ）に落とすか、或いは±１００〜３００のバイアス電
圧が印加される様になっている。但しバイアス電圧を印
加する場合は、現像ローラ１１に印加される現像バイア
スの電圧降下を防止するため、回収ローラ１８表面に高
抵抗化処理を施しておく。

【００２６】尚、回収ローラ１８を現像ローラ１１の鉛
直上方から回転方向に対し−４５°迄の範囲に配置する
事により、図２に示すように、現像ローラ１１の回転に
伴い、その接線方向に生じる力Ｔの重力方向のベクトル
ｔ１よりも水平方向のベクトルｔ２の方が大きくなり、
回収ローラ１８から現像ローラ１１上に掻き落とされた
トナー１３が、現像ローラ１１の回転に伴い容易に搬送
され、トナーホッパ１２から供給されたトナーと混合さ
れて容易に再利用され易くなる。

【００２７】一方、回収ローラ１８を現像ローラ１１の
回転方向に対し−４５°より更に上流に設けると、回収
トナーを現像ローラ１１上にて重力方向ベクトルｔ１に
逆らって搬送しなければならず、トナー搬送力が低減さ
れ、現像ローラ１１側に落下された回収トナー１３が溜
まってしまい、トナーの滞留により、帯電々荷量及び平
均粒径のトナー特性も変化されるという現象を生じてし
まう。、又回収ローラ１８にはウレタンゴムからなり、
回収ローラ１８表面上のトナー１３を掻き落とすクリー
ニングブレード１９が当接されされている。

【００２８】そして現像装置１０内には、現像ローラ１
１、供給ローラ１７、トナーホッパ１２及び回収ローラ
１８で囲繞された空間部２０が形成される。

【００２９】更に現像ローラ１１上の供給ローラ１７よ
り下流には、現像ローラ１１中心に向かって、圧力１０
〜６００ｇ／ｃｍ² （０．９８×１０^-3〜５．８８×１
０^-2Ｎ／ｍｍ² ）で押し当てる事によりトナー１３を摩
擦帯電すると共にその層厚を規制するステンレス鋼、
銅、リン青銅、アルミ、亜鉛鍍金、ニッケル鍍金等の金
属或いはシリコンゴム、ウレタンゴム等の合成樹脂等か
らなる層形成手段である層形成部材２１が設けられてい
る。

【００３０】又感光体１４は、矢印ｉ方向の回転に従い
帯電ローラ２６により一様に±４００〜±８００Ｖに帯
電され、光学ユニット（図示せず）の露光ヘッド２７に
より画像情報に従って露光され静電潜像が形成され現像
装置１０により現像される事となる。

【００３１】即ち現像装置１０にあっては、トナーホッ
パ１２開口部１６より現像ローラ１１上に供給されたト
ナー１３が、現像ローラ１１及び供給ローラ１７の回転
により矢印ｅ方向に搬送され両ローラ１１、１７間のニ
ップ部を通過し、両ローラ１１、１７間の摩擦によって
静電潜像と同極性に軽く帯電され層形成部材２１に搬送
される。

【００３２】更にトナー１３は、現像ローラ１１及び層
形成部材２１間の摩擦により±５〜±２０μＣ／ｇの均
一な摩擦帯電々荷を得ると共に現像ローラ１１表面に薄
層塗布され、その回転に従い感光体１４と対向する現像
位置に達する。但しこの現像位置において現像ローラ１
１は感光体１４に対し、同方向或いは逆方向に周速比
１．２〜２で回転し、線圧５〜５００ｇ／ｃｍ² で接触
している。

【００３３】そして静電潜像と同極性に帯電されたトナ
ー１３は、現像位置にて静電潜像の電位に従い現像ロー
ラから感光体１４側に転移し現像を行う事となる。この
後感光体１４にあっては転写ローラ３０にて転写紙への
トナー像の転写及び除電を行われた後、クリーニング装
置３１にて残留トナーを除去され次の画像形成可能とさ
れる。

【００３４】一方、現像終了後現像ローラ１１上に残留
されるトナーは、回収ローラ１８にて、現像ローラ１１
及び回収ローラ１８間の電位差によりｌ回収ローラ１８
側に転移され、感光体１４上の現像メモリを消去し、ク
リーニングブレード１９にて現像ローラ１１上に掻き落
とされ、供給ローラ１７側に搬送され再利用される事と
なる。

【００３５】次に上述の様な原理の現像装置を実際に用
いた本発明の第１の実施例を図３及び図４を参照して説
明する。

【００３６】図３はカラープリンタの像形成部１を示す
概略構成図であり、像形成部１内には、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ
Ｋ）の各トナー１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３ＢＫを用
いて、画像形成を行う４組の感光体ユニット１００Ｙ、
１００Ｍ、１００Ｃ、１００ＢＫが搬送ベルト３６に沿
って並列配置されている。

【００３７】尚感光体ユニット１００については、各感
光体ユニット１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｂ
Ｋが全て同じ構成部材よりなっているので、任意の１つ
例えばイエローの感光体ユニット１００Ｙを参照して説
明し、他の感光体ユニット１００Ｍ、１００Ｃ、１００
ＢＫについてはその説明を省略する。

【００３８】図４に示すように感光体ユニット１００Ｙ
は、感光体１４Ｙ周囲に帯電ローラ２６Ｙ、露光ヘッド
２７Ｙ、現像装置１０Ｙ、転写ローラ３０Ｙ、クリーニ
ング装置３１Ｙが順次配置されている。

【００３９】尚３７は、給紙カセット装置（図示せず）
より取り出された転写紙を一旦停止させた後、感光体１
４Ｙ上の静電潜像に同期して搬送ベルト３６方向に搬送
するレジストロ−ラである。

【００４０】又搬送ベルト３６より下流側には、定着ロ
ーラ３８、更には図示しない排紙ローラ、排紙トレイが
配置されている。

【００４１】次に現像装置１０Ｙについて詳述する。こ
の現像装置１０Ｙは、全現像剤容量２００ｇとされ、シ
ャフト周囲に導電性ウレタンゴムの層を形成した直径１
８ｍｍの現像ローラ１１Ｙには、−２００Ｖの現像バイ
アス電圧が印加され、矢印ｉ方向に回転される感光体１
４Ｙと逆方向の矢印ｊ方向に周速比−１．８で回転され
る様になっている。

【００４２】又現像ローラ１１Ｙ上のトナーホッパ１２
Ｙの開口部１６Ｙより下流の現像ローラ１１Ｙ鉛直上方
から回転角度４５°の位置には、導電処理を施し、−４
００Ｖの供給バイアスが印加される、発砲ウレタンゴム
からなる直径１２ｍｍの供給ローラ１７Ｙが設けられ、
現像ローラ１１Ｙに対し約１ｍｍ食い込んだ状態で、現
像ローラ１１Ｙと同方向の矢印ｋ方向に周速比ｖ＝０．
５で回転されるようになっている。

【００４３】一方トナーホッパ１２Ｙの開口部１６Ｙよ
り上流の現像ローラ１１Ｙ鉛直上方から回転角度−３０
°の位置には、ＳＵＳ棒表面にポリカーボネイト樹脂を
コートし、グランド（０Ｖ）に接続される回収ローラ１
８Ｙが設けられ、現像ローラ１１Ｙに対し約０．２ｍｍ
食い込んだ状態で、現像ローラ１１Ｙの回転に連れて矢
印ｍ方向に、現像ローラ１１Ｙと同速で回転される様に
なっている。

【００４４】更に層形成部材２１ＹはＳＵＳの板バネ先
端にＲ４のシリコンゴムチップを接着し、現像ローラ１
１Ｙに対し５０ｇ／ｃｍ² の押圧力を有する様になって
いる。 次に作用について述べる。プリント開始により
像形成部１にカラーの画像信号が送られて来ると、画像
形成部の各装置が駆動され、各感光体１４Ｙ〜１４ＢＫ
の矢印ｙ方向の回転に従い順次画像形成工程が実施され
る。即ち、各感光体１４Ｙ〜１４ＢＫは、先ず各帯電ロ
ーラ１２Ｙ〜１２ＢＫにより一様に−７００Ｖに帯電さ
れる。

【００４５】次いで感光体１４Ｙ〜１４ＢＫは、各露光
ヘッド２７Ｙ〜２７ＢＫにて夫々イエロー、マゼンタ、
シアン、ブラック用の画像光を照射され、夫々画像信号
に応じた静電潜像を形成される。更に感光体１４Ｙ〜１
４ＢＫは、各現像装置１０Ｙ〜１０ＢＫにより現像さ
れ、各色のトナー像を形成される。

【００４６】即ち像形成開始時、現像ローラ１１Ｙが矢
印ｊ方向に回転されると共に、供給ローラ１７Ｙが現像
ローラ１１Ｙに対する周速比ｖ＝０．５で矢印ｍ方向に
回転される一方、回収ローラ１８Ｙが現像ローラ１１Ｙ
に連動し同速で矢印ｋ方向に回転される。

【００４７】これにより、トナーホッパ１２Ｙの開口部
１６Ｙから供給されたトナー１３及び回収ローラ１８Ｙ
より回収されたトナー１３が収容される空間部２０にて
現像ローラの回転方向に沿って矢印ｊ方向に搬送され、
現像ローラ１１Ｙ及び供給ローラ１７Ｙ間にて予備帯電
され、更に層形成部材２１Ｙ方向に搬送される。そして
層形成部材２１Ｙを通過する間にトナー１３は摩擦帯電
されると共に現像ローラ１１Ｙ上に均一に層形成され、
この後現像ローラ１１Ｙと対向する位置に搬送され感光
体１４Ｙを現像する事となる。

【００４８】又現像終了後、現像ローラ１１Ｙ上に残留
されたトナー１３は、グランド（０Ｖ）に接続される回
収ローラ１８Ｙにて、−２００Ｖの現像バイアスが印加
される現像ローラ１１Ｙとの電位差により回収ローラ１
８Ｙ側に転移され、その現像メモリを消去される。更に
回収ローラ１８Ｙ上のトナー１３は、クリーニングブレ
ード１９にて空間部２０に掻き落とされ、再度、供給ロ
ーラ１７Ｙ方向に搬送され再利用される事となる。

【００４９】一方、感光体１４Ｙにあっては、現像ロー
ラ１１Ｙによる現像後、転写紙に順次トナー像を転写す
る事となる。

【００５０】即ち、感光体１４Ｙ〜１４ＢＫ上にトナー
像が形成される間、給紙カセット装置（図示せず）より
転写紙が取り出され、レジストローラ３７位置にて一旦
停止されている。

【００５１】次いで転写紙は、感光体１４Ｙ〜１４ＢＫ
上のトナー像と同期して搬送ベルト３６の転写ローラ３
０Ｙ位置に送られ、各感光体１４Ｙ〜１４ＢＫより順次
トナー像を多重転写される。この後転写紙は、搬送ベル
ト３６より剥離され、定着ローラ３８に搬送されトナー
像を加熱定着され画像を完成された後、図示しない排紙
ローラにより排紙トレイ上に排紙される。

【００５２】尚、転写紙上へのトナー像転写後、感光体
１４Ｙは、クリーニング装置３１Ｙ〜３１ＢＫを経て次
の画像形成を待機する事となる。

【００５３】そしてこの像形成部１を用い、［Ａ４］サ
イズ全面ベタ画像で５０００枚のランニング試験を行っ
たところ、トナーは安定に供給され十分な画像濃度を得
られた。又印字率５％のテストチャートでの１００００
枚のランニング試験においても、トナーの帯電量が均一
に保持され、かぶりがなく、又現像メモリが現れる事の
無い良好な画像が得られた。更にベタ画像及びテストチ
ャートのいずれのランニングテストにおいても良好なト
ナー供給特性を獲られ、印字率５％のテストチャートの
場合、現像装置１０Ｙ内のトナー１３Ｙ残量が２０ｇと
なる４５００枚迄良好なトナー供給特性を得られた。

【００５４】この様に構成すれば、供給ローラ１７Ｙが
現像ローラ１１Ｙ同方向に回転しており、現像ローラ１
１Ｙの回転方向に現像剤の流れが強く発生し、従来に比
しトナー１３Ｙの搬送力が増大され、トナーの供給不足
による画像の低下を生じる事も無い。

【００５５】又一般に、トナーは平均粒径が５〜１０μ
ｍの微小粒子である事から流動性が悪く、トナーホッパ
１２Ｙ開口部１６Ｙでアーチを形成して流出されなくな
ったり、或いは長時間放置されトナーホッパ１２Ｙ中の
トナー１３Ｙの重さにより現像ローラ１１Ｙに接する部
分のトナーが圧接されて凝集を起こしたりする場合を生
じるが、従来に比しトナー搬送力が増大されており、ア
ーチや凝集を容易に崩すことが出来、流動性の低下を防
止出来る。

【００５６】更に長時間の使用により現像ローラ１１Ｙ
表面が摩耗したり、現像ローラ１１Ｙ表面にトナー１３
Ｙが軽く固着したりしても、従来に比しトナー１３Ｙの
搬送力が増大される事から十分なトナー供給量を得られ
る。

【００５７】しかも現像装置１０Ｙの空間部２０Ｙから
層形成部材２１Ｙに搬送されるトナー１３Ｙは、現像ロ
ーラ１１Ｙ及び供給ローラ１７Ｙ間のニップ部を必ず通
過して、周速差を有する両ローラ１１Ｙ、１７Ｙ間で予
備帯電されており、層形成部材２１Ｙにて容易に十分な
帯電量を得られる事となる。

【００５８】又供給ローラ１７Ｙが、現像ローラ１１Ｙ
の鉛直上方から現像ローラ１１Ｙの回転方向下流側に配
置され、トナーホッパ１２の開口部１６Ｙが現像ローラ
１１Ｙより上部に設けられる事から、従来の様に供給ロ
ーラ１７Ｙにより供給されたトナーを上方に搬送すると
いうように重力に逆らってトナを搬送する必要がなく、
上方から下方へのスムースなトナーの流れを得られ、十
分なトナー供給量を容易に得られる。

【００５９】しかも現像ローラ１１Ｙの鉛直上方より回
転方向上流部分であって、現像ローラ１１Ｙ上方−４５
°迄のスペースに回収ローラ１８を配置出来る事から、
従来に比し現像装置１０Ｙの奥行き方向の幅を縮小出
来、搬送ベルト３７に沿って並べられた４組の感光体ユ
ニット１００の奥行き方向の縮小を図れ、カラープリン
タにおける像形成部１の小型化を容易に実現可能とな
る。

【００６０】更に回収ローラ１８Ｙにあっては、回収ト
ナー１３Ｙをクリーニングブレード１９Ｙにより空間部
２０Ｙにて現像ローラ１１Ｙ上にそのまま剥離出来るの
で、新たな搬送手段を用いる事無く、回収トナー１３Ｙ
の再利用が容易に可能となる。

【００６１】しかも回収ローラ１８Ｙは現像ローラ１１
Ｙの鉛直上方から回転方向に対し−４５°迄の範囲に配
置されており、現像ローラ１１Ｙ上にて回収トナーの滞
留を生じることがなく、トナーの帯電量や平均粒径に変
化を生じる事無く長時間の使用によっても良好な現像特
性を得られる。

【００６２】又回収ローラ１８Ｙは現像ローラ１１Ｙと
連れ回りをすることから、現像ローラ１１Ｙに速度変動
を生じさせる事が無く、現像ローラ１１Ｙの速度変動が
原因で発生される濃度むらや画像の乱れを生じる事もな
い。

【００６３】更に回収ローラ１８Ｙは、現像ローラ１１
Ｙの鉛直上方から回転方向に対し−４５°迄の範囲にて
現像ローラ１１Ｙに載置されており、現像ローラ１１Ｙ
に対しては外部からの押圧力と共に自重が掛かり、現像
ローラ１１との連動をよりスムースに行う事が出来る。

【００６４】従って、外部から回収ローラ１８Ｙを現像
ローラ１１Ｙに押圧する為の押圧力を従来に比し低減出
来、強い押圧力をシャフト両端に掛けた場合にシャフト
が撓み、現像ローラ１１Ｙの長手方向に対し、回収ロー
ラの当たりムラを生じるという現象も防止出来、良好な
トナー回収を得られる。

【００６５】次に本発明の第２の実施例を図５を参照し
て説明する。但しこの第２の実施例は第１の実施例にお
ける供給ローラ１７Ｙ及び回収ローラ１８Ｙの配置を逆
にし、更には層規制手段をローラ状にすると共にその配
置も逆にしたものであり、感光体１４Ｙに対し現像ロー
ラ１１Ｙは同方向に周速比ｖ＝１．８となるように回転
しており、他は第１の実施例と同様である事から同一部
分については同一符号を付しその説明を省略する。

【００６６】即ち、矢印ｉ方向に回転される感光体１４
Ｙと同方向の矢印ｎ方向に周速比１．８で回転される現
像ローラ１１Ｙ上のトナーホッパ１２Ｙの開口部１６Ｙ
より下流の現像ローラ１１Ｙ鉛直上方から回転角度４５
°の位置には、第１の実施例と同一の供給ローラ１７Ｙ
が設けられ、矢印ｏ方向に回転されるようになってい
る。 一方、トナーホッパ１２Ｙの開口部１６Ｙより上
流の現像ローラ１１Ｙ鉛直上方から回転角度−４０°の
位置には、第１の実施例と同一の回収ローラ１８Ｙが現
像ローラ１１Ｙに連れ回り、矢印ｐ方向に回転される様
になっている。

【００６７】更に現像ローラ１１Ｙ上の供給ローラ１７
Ｙより下流には、ステンレス鋼からなり、現像ローラ１
１Ｙに対し３０ｇ／ｃｍ² の押圧力を有する様に圧接さ
れる直径１４ｍｍのローラ状の層形成部材４０Ｙが設け
られている。

【００６８】即ち現像操作時、第１の実施例と同様、空
間部２０Ｙのトナー１３Ｙは、現像ローラ１１Ｙ及び供
給ローラ１７Ｙの回転により矢印ｎ方向に搬送され、現
像ローラ１１Ｙ及び供給ローラ１７Ｙ間にて予備帯電さ
れ、更に層形成部材４０Ｙ方向に搬送される。そして層
形成部材４０Ｙを通過する間にトナー１３Ｙは摩擦帯電
されると共に現像ローラ１１Ｙ上に均一に層形成され、
この後感光体１４Ｙを現像する事となる。

【００６９】又現像終了後、現像ローラ１１Ｙ上の残留
トナー１３Ｙは、回収ローラ１８Ｙ及び現像ローラ１１
Ｙとの電位差により回収ローラ１８Ｙ側に転移され、ク
リーニングブレード１９にて空間部２０に掻き落とさ
れ、再度、供給ローラ１７Ｙ方向に搬送され再利用され
る事となる。

【００７０】そしてこの現像装置５０Ｙを用い、［Ａ
４］サイズ全面ベタ画像で５０００枚のランニング試験
を行うと共に、印字率５％のテストチャートでの１００
００枚のランニング試験を行ったところ、いずれにおい
ても第１の実施例と同様十分なトナー１３Ｙ供給が行わ
れ、濃度低下を生じる事無く又、トナーの帯電々荷量が
均一に保たれかぶりや現像メモリの無い鮮明な画像を得
られた。

【００７１】しかも現像ローラ１１Ｙが感光体１４Ｙと
同方向に回転される事から、現像ローラ１１Ｙ及び感光
体１４Ｙのニップ部分での速度差が第１の実施例に比し
小さくなり、第１の実施例に比し感光体１４Ｙの振動や
速度変動を抑える事が出来、これ等の振動等による濃度
ムラや画像の乱れが防止される。

【００７２】次に本発明の第３の実施例を図６及び図７
を参照して説明する。但しこの第３の実施例は第２の実
施例における供給ローラ１７Ｙを現像ローラ１１Ｙの鉛
直上方に配置し、その現像ローラ１１Ｙに対する周速比
ｖ＝０．５とすると共に、回収ローラ１８Ｙを現像ロー
ラ１１Ｙの中心より下方に配置し、現像ローラ１１Ｙへ
の食い込みを０．３ｍｍとしたものである。又層形成部
材４２Ｙをブレード状にしたものであり他は第２の実施
例と各ローラ１１Ｙ、１７Ｙ、１８Ｙの回転方向を含め
同様である。

【００７３】そしてこの現像装置６０Ｙを用い、［Ａ
４］サイズ全面ベタ画像で５０００枚のランニング試験
を行ったところ、第２の実施例と同様トナーは安定に供
給され十分な画像濃度を得られた。

【００７４】但し回収ローラ１８Ｙが現像ローラ１１Ｙ
下方に配置され、供給ローラ１７Ｙとの距離があるた
め、空間部２０Ｙの回収ローラ１８Ｙ近辺のトナー１３
Ｙは供給ローラ１７Ｙに搬送されずに残ってしまいトナ
ー１３Ｙの再利用が成されず、印字率５％のテストチャ
ートによるランニング試験を行ったところ、印字枚数約
３５００Ｙ枚でトナー１３Ｙの補給が必要となった。

【００７５】更に回収ローラ１８Ｙにより回収された残
留トナーの粒子径分布はトナーホッパ１２Ｙ内の補給ト
ナーの粒子径分布より若干広く、しかも回収ローラ１８
Ｙ近辺に残ってしまい再利用されない為、粒子径分布の
広い残留トナーが増加される事から、多数の印字を繰り
返す間に現像ローラ１１状のトナーの粒子径分布も徐々
に変化し、トナーの帯電特性が変動され、かぶりの増加
による画質の低下が見られた。

【００７６】尚、テストチャートによる１００００枚の
ランニング試験により、画像形成開始時と１００００枚
のランニング試験を実施した後のそれぞれの粒子径分布
を測定したところ、図７に示す様に画像形成開始時に比
し、１００００枚のランニング試験後におけるトナーの
方が粒径分布が拡大された。

【００７７】又テストチャートの非画像部に相当する感
光体上のかぶりは、画像形成開始時には０．９％であっ
たものの、１００００枚のランニング試験後は５．６％
と上昇された。

【００７８】更に現像メモリは７０００枚程度から画像
中央部に現れ、約９０００枚程度にあっては回収ローラ
１８Ｙ周辺から回収トナーの洩れが発生された。

【００７９】このように構成すれば、回収ローラ１８Ｙ
の設置位置が低い事から、回収後のトナーの搬送力が低
下されるものの、供給ローラ１７Ｙにより、十分なトナ
ー供給を得られる事から、良好な画像濃度を得る事が出
来た。

【００８０】次に本発明の第４の実施例を図８及び図９
を参照して説明する。但しこの第４の実施例は第３の実
施例における供給ローラ１７Ｙを設けておらず、又、回
収ローラ１８Ｙを、現像ローラ１１Ｙの鉛直上方から現
像ローラ１１Ｙの回転方向に対して−３０°の位置に
て、現像ローラ１１Ｙへの食い込みが０．２ｍｍとなる
よう設けるものである。そしてトナーホッパ１２Ｙ開口
部１６Ｙにはトナー１３Ｙの供給を促進する供給用撹拌
羽根４３Ｙを設けるものの、他は第３の実施例と各ロー
ラ１１Ｙ、１８Ｙの回転方向を含め同様である。

【００８１】そしてこの現像装置７０Ｙを用い、印字率
５％のテストチャートによるランニング試験を行ったと
ころ、画像上に現像メモリを生じること無く良質の画像
を得られると共に、回収ローラ１８Ｙ近傍でのトナー洩
れも発生されなかった。

【００８２】又、画像形成開始時とテストチャートの１
００００枚のランニング試験を実施した後のそれぞれの
粒子径分布を測定したところ、図９に示す様に両者ほと
んど同じであった。

【００８３】しかしながらかぶりは紙上及び感光体上の
いずれにおいても画像形成開始当初から若干高めであ
り、転写紙上の画像にあっては、画像形成開始時には
０．５７％であり、１００００枚のランニング試験後は
０．８３％と上昇された。一方、感光体上では、画像形
成開始時には０．５２％であり、１００００枚のランニ
ング試験後は７．１％と上昇された。これは、供給ロー
ラによる予備帯電が成されず、トナー１３Ｙの摩擦帯電
が層形成部材４２Ｙで行われるのみである事から十分な
帯電々荷量を得られない為と思われる。

【００８４】更に［Ａ４］サイズ全面ベタ画像でランニ
ング試験を行ったところ、供給ローラが無いことから、
現像装置１０Ｙ内の残留現像剤量が約８０ｇである約２
００枚で現像剤供給不良が発生した。

【００８５】このように構成すれば、供給ローラを設け
ない事から、トナー供給不良を生じるものの、画像上の
現像メモリの発生を防止出来ると共に、回収トナーの停
滞を生じる事が無い事から回収ローラ近傍からのトナー
洩れを生じることがなく、良好なトナー回収更にはその
再利用が可能とされる。

【００８６】しかも回収ローラ１８Ｙを現像ローラ１１
Ｙの鉛直上方より回転方向上流の−３０°の位置に配置
している事から、現像装置７０Ｙの奥行き方向の幅を縮
小出来、搬送ベルト３７に沿って並べられた４組の感光
体ユニット１００の奥行きの縮小を図れ、カラープリン
タにおける像形成部１の小型化を容易に実現可能とな
る。

【００８７】尚本発明は上記実施例に限定されず種々設
計変更可能であり、供給手段から現像手段更に、現像手
段から回収手段へと現像剤が容易に転移可能であれば、
その材質或いは各手段間の電位差の設定等任意である。

【００８８】又層規制手段の形状も板バネ、棒状、ロー
ラ状、チップ状等任意であるし、現像剤の帯電を促進す
るために、電圧を印加し現像剤に注入電荷を与える等し
ても良い。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、現
像手段の鉛直上方から現像手段の回転方向下流にて現像
手段と同方向に周速比を有する様に回転される供給手段
を設ける事により、現像手段を摩耗する事無く、現像手
段上方の貯蔵手段及び回収手段から現像手段上に供給さ
れる現像剤を必ず予備帯電出来ると共に、層形成手段方
向への現像剤搬送力を増大出来、十分に帯電された現像
剤の良好な供給を確保でき、帯電不足によるかぶりを生
じたり或いは現像剤の不足によるかすれ等を生じる事が
なく良質な画像を得られる。

【００９０】しかも供給手段が現像手段上の貯蔵手段よ
り下流に配置される事から、貯蔵手段より供給された現
像剤を無理無く層形成手段方向に搬送出来現像剤の供給
が更に容易とされる。

【００９１】又現像手段の鉛直上方から回転方向に対し
−４５°迄の範囲に、現像手段と連動する回収手段を設
ける事により、回収手段から現像手段上に落下される現
像剤が回収手段近傍に滞留されることがなく、その再利
用が容易に可能となり、現像剤帯電量や平均粒径に変化
を生じる事が無く、長時間の使用によっても良好な現像
特性ひいては良好な画像を得られる。

【００９２】しかも回収手段を現像手段の上方に配置出
来る事から、従来に比し現像装置の奥行き方向の幅を縮
小出来、カラープリンタ等複数の現像装置を並べて設置
する場合の装置の小型化を効果的に実現する事が出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明する為の感光体ユニットを
示す概略構成図である。

【図２】本発明の原理を示す現像ローラの接線方向に生
じるベクトルの概略説明図である。

【図３】本発明の第１の実施例の像形成部を示す概略構
成図である。

【図４】本発明の第１の実施例の現像装置を示す概略構
成図である。

【図５】本発明の第２の実施例の現像装置を示す概略構
成図である。

【図６】本発明の第３の実施例の現像装置を示す概略構
成図である。

【図７】本発明の第３の実施例のトナー粒径分布及びト
ナーの体積粒径の積算量を示し（ａ）はその画像形成開
始時におけるグラフであり、（ｂ）はその１００００枚
ランニング後のグラフである。

【図８】本発明の第４の実施例の現像装置を示す概略構
成図である。

【図９】本発明の第４の実施例のトナー粒径分布及びト
ナーの体積粒径の積算量を示し（ａ）はその画像形成開
始時におけるグラフであり、（ｂ）はその１００００枚
ランニング後のグラフである。

【図１０】従来の現像装置を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１…像形成部 １０…現像装置 １１…現像ローラ １２…トナーホッパ １３…トナー １４…感光体ドラム １７…供給ローラ １８…回収ローラ ２０…層形成部材 １００…感光体ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠井 利博 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会 社東芝 柳町工場内 (72)発明者 高木 修 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会 社東芝 柳町工場内 (72)発明者 橋本 佳也 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会 社東芝 柳町工場内 (72)発明者 福留 康行 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会 社東芝 柳町工場内 (56)参考文献 特開 平６−175487（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−20713（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−115181（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 112 G03G 15/08 507 G03G 15/01

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤を担持すると共に、潜像保持手段
   上に形成される静電潜像を現像する回転可能な現像手段
   と、 この現像手段上方に設けられ前記現像剤を貯蔵し、開口
   部より前記現像手段に前記現像剤を供給する貯蔵手段
   と、 前記現像手段の鉛直上方から前記現像手段の回転方向下
   流であって、前記開口部より下流に設けられ前記現像手
   段に同方向かつ周速差を有するよう回転接触し、前記貯
   蔵手段の前記開口部から供給される前記現像剤を前記現
   像手段に供給する供給手段と、 前記現像手段の回転方向に沿って前記供給手段より下流
   に、前記現像手段に当接して設けられ、前記現像手段表
   面にて前記現像剤を薄層化する層形成手段と、 前記現像手段の回転方向に沿って、前記現像手段による
   現像位置よりも下流かつ、前記現像手段の鉛直上方から
   前記現像手段の回転方向に対して−４５°迄の範囲に設
   けられ、前記現像手段の回転に連れて回転し、前記貯蔵
   手段に前記現像手段上の残留現像剤を回収する回収手段
   とを具備する事を特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 複数の潜像保持手段の各々に色の異なる
   現像剤像を形成した後前記複数の潜像保持手段上の前記
   現像剤像を被画像形成媒体に多重転写しカラー画像を得
   る画像形成手段において、 各色の 現像剤を担持すると共に、前記複数の潜像保持手
   段上に形成される各静電潜像毎に各色を現像する回転可
   能な複数の現像手段と、 この複数の現像手段上方に設けられ前記各色の現像剤を
   貯蔵し、開口部より前記現像手段に前記各色の現像剤を
   供給する複数の貯蔵手段と、 前記各現像手段の鉛直上方から前記現像手段の回転方向
   下流であって、前記開口部より下流に設けられ、前記現
   像手段に同方向かつ周速差を有するよう回転接触し、前
   記貯蔵手段の前記開口部から供給される前記各色の現像
   剤を前記現像手段に供給する複数の供給手段と、 前記各現像手段の回転方向に沿って前記供給手段より下
   流に、前記現像手段に当接して設けられ、前記現像手段
   表面にて前記現像剤を薄層化する複数の層形成手段と、 前記各現像手段の回転方向に沿って、前記現像手段によ
   る現像位置よりも下流かつ、前記現像手段の鉛直上方か
   ら前記現像手段の回転方向に対して−４５°迄の範囲に
   設けられ、前記現像手段の回転に連れて回転し、前記各
   貯蔵手段に前記各現像手段上の各残留現像剤を回収する
   複数の回収手段とを具備する事を特徴とする画像形成装
   置。