JP2010061057A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】支持基板101の表面に沿うように複数の電極102が所定の間隔で配設され、支持基板及び電極の表面に絶縁性の表層である表面保護層103が積層された筒状のトナー担持体13aと、複数の電極に周期的な電圧を印加することによって、トナー担持体の表面に担持されている所定極性に帯電したトナーをホッピングさせる電界をトナー担持体の表面上に発生させるホッピング電界発生手段とを有し、トナー担持体の表面に担持されているトナーを潜像担持体11と対向する現像領域へ搬送して潜像担持体上の潜像にトナーを付着させることによって上記潜像を現像する現像装置13において、表面保護層に接触させて設けられた導電性部材を有する。
【選択図】図1
Description
また、請求項2の発明は、請求項1記載の現像装置において、上記表層が複数の層で構成されており、該複数の層の内の少なくとも一つの層が絶縁性を有することを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1または2の現像装置において、上記導電性部材は導電性ブラシであり、上記トナー担持体の表面に該導電性ブラシを接触させて設けたことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1または2の現像装置において、上記導電性部材は導電性ブレードであり、上記トナー担持体の表面に該導電性ブレードを接触させて設けたことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項4の現像装置において、上記導電性ブレードが、上記トナー担持体上のトナー量を規制する機能を有していることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1または2の現像装置において、上記導電性部材は導電性ローラであり、上記トナー担持体の表面に該導電性ローラを接触させて設けたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項6の現像装置において、上記導電性ローラが、上記トナー担持体へトナーを供給する機能を有していることを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項1または2の現像装置において、上記導電性部材は、上記表層と上記トナー担持体の内部で接触する電極であることを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7または8の現像装置において、上記表層が体積抵抗率にして109[Ω・cm]〜1012[Ω・cm]の材料からなることを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7または8の現像装置において、上記表層が、トナーとの摩擦によりトナーの正規帯電極性と同極性の電荷をトナーに対して付与し得る電気的特性を有した材料で形成されていることを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体の潜像にトナーを付着させて現像する現像手段とを有し、該潜像担持体上で現像されたトナー像を最終的に転写材上に転写させて画像形成を行う画像形装置において、該現像手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9または10の現像装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項11の画像形成装置において、複数色のトナーを各色ごとに対応付けされて収容する複数の上記現像装置を有しており、、上記潜像担持体に形成された各色のトナー像を複数互いに重ね合わせて得られるフルカラー画像を上記転写材上に形成することを特徴とするものである。
図2は本実施形態に係る画像形成装置の要部の概略構成を示したものである。本実施形態の画像形成装置は、図3に示すフレア方式の現像装置13を利用して構成されており、潜像担持体である感光体11上に各色のトナー像を重ねて形成する画像形成装置である。フレア現像方式については後で詳しく説明する。
図4は、フレアローラ13aの感光体11側表面を拡大した断面図である。フレアローラ13aは、支持基板101上に複数の電極102−1a、102−1b、102−2a、102−2b・・・をトナー移動方向に沿って所定の間隔で配置し、その上に絶縁性の表面保護層103を積層したものである。また、この表面保護層103の表面がトナー搬送面として機能する。
まずはじめに、フレキシブルな電極パターンを形成し、それを支持ドラムに巻きつけてフレアローラ13aを形成する場合について説明する。
まず、フレアローラ13aの表面保護層103であるが、絶縁性材料であるSiO2を単層にて厚み3[μm]形成したものを用いた。
トナーの介在をなくし、供給ローラ13bとフレアローラ13aとの影響のみを抽出するために、供給ローラ13bとフレアローラ13aのみを空回転させ、フレアローラ13aの表面電位の時間推移を測定した結果を図13に示す。この挙動は図14に示したRC直列回路のコンデンサーに蓄積される電荷が生み出すコンデンサーの表面電位に他ならない。すなわち、供給ローラ13bとフレアローラ13aとの表面電位の電位差がなくなるまでフレアローラ13aの表面保護層103に電荷が蓄積し、電位が飽和する。
供給ローラ13bとフレアローラ13aとの表面電位の影響のうち、さらに、供給ローラ13bに印加するバイアス、フレアローラ13aに印加するバイアスの影響を取り除き、両者の摩擦帯電特性のみを調べるために、供給バイアス、2相(A相及びB相)のフレアローラ印加バイアス、をすべてグランド接続して、同様にフレアローラ表面電位の時間推移を測定した結果を図15に示す。この挙動から、フレアローラ13aと供給ローラ13bとの摩擦帯電のみでフレアローラ13aが−40[V]程度帯電することが分かった。この値、収束速度は、供給ローラ13bとフレアローラ13aの表面保護層103との材料の帯電列の関係や、供給ローラ13bの食い込み量なども影響する。
供給ローラ13bから供給されたトナーがフレアローラ13a上でホッピングしていると、トナーとフレアローラ13aの表面保護層103とが衝突することで互いに摩擦し合い、逆チャージのプラス電荷がフレアローラ13aの表面保護層103に誘起される。そのため、図16に示すように、トナーを除去(吸引)した後のフレアローラ表面電位を測定すると、プラス側の表面電位を持つ。トナーの帯電量が高いほど、この値は顕著となる。
そこで、本実施例では、表面保護層103として、まず絶縁層としてシリコーン系樹脂を5[μm]コートした上に、カーボンを微分散させて、1010[Ω・cm]の抵抗層としたシリコーン樹脂を3[μm]、最表層としてコートした。
本実施例では、図3に示す現像装置13を用い、トナー層厚規制部材13cとして導電性ブレード(SUSブレード)を用いた。その他条件は、実施例1と同じである。この構成においても、トナー層厚規制部材13cを介してフレアローラ13aの最表層の電荷が逃げることで、常にフレアローラ13aの表面電位を一定の状態にすることができ、実施例1と同様の効果を得ることができた。また、トナー層厚規制部材13cに代えて、フレアローラ13aの最表層の電荷を逃がす導電性部材として、供給ローラ13bを導電性ローラとすることでも同様の効果が得られた。
本実施例では、図18に示すように、電極層であるA層とB層とを同一層(表面保護層)には形成せず、片方の電極層(図18ではA層)と表面保護層103とを接触させることで、電極層(図18ではA層)を介して電荷を逃がすことが可能であることも確認された。電極層であるA層とB層とを同一層(表面保護層)としないことで、表面保護層103が電極102間の電界を阻害することなく、且つ、表面保護層103の表面に導電性部材を当接させずとも、表面保護層103の電荷を逃がす構成をとることが可能である。
また、本実施形態によれば、表面保護層103が複数の層で構成されており、上記複数の層の内の少なくとも一つの層が絶縁性を有するような表面保護層103であっても、本発明を適用することにより、上述したように、フレアローラ13aが帯電するのを抑えられ、トナーのホッピング状態を良好に保つことができ、感光体11上の潜像を良好に現像することができる。
また、本実施形態によれば、上記導電性部材は導電性ブラシ13hであり、フレアローラ13aの表面に導電性ブラシ13hを接触させて設けることで、簡易な構成でフレアローラ13aの表面保護層103の電荷を逃がすことができる。
また、本実施形態によれば、上記導電性部材は導電性ブレードであり、フレアローラ13aの表面に上記導電性ブレードを接触させて設けることで、簡易な構成でフレアローラ13aの表面保護層103の電荷を逃がすことができる。
また、本実施形態によれば、上記導電性ブレードが、フレアローラ13a上のトナー量を規制する機能を有しているトナー層厚規制部材13cであることで、フレアローラ13aの表面保護層103の電荷を逃がすため専用の上記導電性ブレードを別途設ける必要が無く、現像装置13の小型化や低コスト化を図ることができる。
また、本実施形態によれば、上記導電性部材は導電性ローラであり、フレアローラ13aの表面に上記導電性ローラを接触させて設けることで、簡易な構成でフレアローラ13aの表面保護層103の電荷を逃がすことができる。
また、本実施形態によれば、上記導電性ローラが、フレアローラ13aへトナーを供給する機能を有している供給ローラ13bであることで、フレアローラ13aの表面保護層103の電荷を逃がすため専用の上記導電性ローラを別途設ける必要が無く、現像装置13の小型化や低コスト化を図ることができる。
また、本実施形態によれば、上記導電性部材は、表面保護層103とフレアローラ13aの内部で接触する電極102であることで、フレアローラ13aの表面保護層103の電荷を逃がすため専用の導電性部材を別途設ける必要が無く、また、フレアローラ13aの外周に導電性部材を設けないので、現像装置13の小型化や低コスト化を図ることができる。
また、本実施形態によれば、表面保護層103が体積抵抗率にして109[Ω・cm]〜1012[Ω・cm]の材料からなることが望ましい。
また、本実施形態によれば、表面保護層103が、トナーとの摩擦によりトナーの正規帯電極性と同極性の電荷をトナーに対して付与し得る電気的特性を有した材料で形成されていることで、ホッピングに伴うトナーの帯電量(正規帯電極性)の低下を抑えることができ、トナーのホッピング不良による現像不良の発生を抑えることができる。
また、本実施形態によれば、潜像を担持する潜像担持体である感光体11と、感光体11上の潜像にトナーを付着させて現像する現像手段とを有し、感光体11上で現像されたトナー像を最終的に転写材上に転写させて画像形成を行う画像形装置において、上記現像手段として、本発明の現像装置13を用いることによって、経時で良好な画像形成を行うことができる。
また、本実施形態によれば、複数色のトナーを各色ごとに対応付けされて収容する複数の現像装置13を有し、感光体11に形成された各色のトナー像を複数互いに重ね合わせて得られるフルカラー画像を上記転写材上に形成する画像形成装置に対して、本発明の現像装置13を用いることで、感光体11上に一度形成されたトナー像に対して全く影響を与えることが無く、しかも、感光体11上に形成された先行色のトナー層を後続色の現像装置13内に転移させることも無い。よって、スキャベンジ(掻き取り)や混色などの問題などが一切無く、高画質な画像を作像できる作像プロセスを長期にわたって安定して行うことができる。
4 クリーナ
11 感光体
12 帯電装置
13 現像装置
13a フレアローラ(トナー担持体)
13b 供給ローラ
13c トナー層厚規制部材
13d 攪拌パドル
13e 撹拌パドル
13f シール部材
13g トナー収容部
13h 導電性ブラシ
40 電極軸
45 電源
47 摺擦接点部材
51 円筒
52 軸穴
72 光ビーム
101 支持基材
101 支持基板
102 電極
103 表面保護層
Claims (12)
- 支持基材の表面に沿うように複数の電極が所定の間隔で配設され、該支持基材及び該電極の表面に絶縁性の表層が積層された筒状のトナー担持体と、
該複数の電極に周期的な電圧を印加することによって、該トナー担持体の表面に担持されている所定極性に帯電したトナーをホッピングさせる電界を該トナー担持体の表面上に発生させるホッピング電界発生手段とを有し、
該トナー担持体の表面に担持されているトナーを潜像担持体と対向する現像領域へ搬送して該潜像担持体上の潜像にトナーを付着させることによって該潜像を現像する現像装置において、
該表層に接触させて設けられた導電性部材を有することを特徴とする現像装置。 - 請求項1記載の現像装置において、
上記表層が複数の層で構成されており、該複数の層の内の少なくとも一つの層が絶縁性を有することを特徴とする現像装置。 - 請求項1または2の現像装置において、
上記導電性部材は導電性ブラシであり、上記トナー担持体の表面に該導電性ブラシを接触させて設けたことを特徴とする現像装置。 - 請求項1または2の現像装置において、
上記導電性部材は導電性ブレードであり、上記トナー担持体の表面に該導電性ブレードを接触させて設けたことを特徴とする現像装置。 - 請求項4の現像装置において、
上記導電性ブレードが、上記トナー担持体上のトナー量を規制する機能を有していることを特徴とする現像装置。 - 請求項1または2の現像装置において、
上記導電性部材は導電性ローラであり、上記トナー担持体の表面に該導電性ローラを接触させて設けたことを特徴とする現像装置。 - 請求項6の現像装置において、
上記導電性ローラが、上記トナー担持体へトナーを供給する機能を有していることを特徴とする現像装置。 - 請求項1または2の現像装置において、
上記導電性部材は、上記表層と上記トナー担持体の内部で接触する電極であることを特徴とする現像装置。 - 請求項1、2、3、4、5、6、7または8の現像装置において、
上記表層が体積抵抗率にして109[Ω・cm]〜1012[Ω・cm]の材料からなることを特徴とする現像装置。 - 請求項1、2、3、4、5、6、7または8の現像装置において、
上記表層が、トナーとの摩擦によりトナーの正規帯電極性と同極性の電荷をトナーに対して付与し得る電気的特性を有した材料で形成されていることを特徴とする現像装置。 - 潜像を担持する潜像担持体と、
該潜像担持体の潜像にトナーを付着させて現像する現像手段とを有し、
該潜像担持体上で現像されたトナー像を最終的に転写材上に転写させて画像形成を行う画像形装置において、
該現像手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9または10の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項11の画像形成装置において、
複数色のトナーを各色ごとに対応付けされて収容する複数の上記現像装置を有しており、、
上記潜像担持体に形成された各色のトナー像を複数互いに重ね合わせて得られるフルカラー画像を上記転写材上に形成することを特徴とする画像形成装置。
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