JP2557826C

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Publication number: JP2557826C
Authority: JP
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Publication date: 1998-07-09

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は、現像装置に係り、特に電子写真装置又は静電記録装置において感光
体もしくは誘電体上に形成された静電潜像を非磁性トナーのみからなる現像剤に
よって可視像化する現像装置に関する。［発明の技術的背景とその問題点］電子写真装置または静電記録装置における現像装置は、トナーとキャリアから
なる二成分現像剤を用いるものから、磁性トナーのみからなる一成分現像剤を用
いるものへと技術的改良がなされ、更に磁性トナーのみからなる一成分現像剤の
欠点を解消するため、非磁性トナーのみからなる一成分現像剤を用いる現像装置
へと改良されてきている。しかしながら、この非磁性トナーのみからなる現像剤を用いる現像装置は、非
磁性トナーを使用しているため、均一なトナー薄層を現像ローラ表面に安定的に
形成することが困難であるという大きな問題があった。このような問題を解消するため、本出願人は先に非磁性トナーの薄層形成を可
能ならしめる現像装置（特開昭５９−４５４６８号）を開発し特許出願した。第５図はこの現像装置の要部を示す断面図である。この現像装置は、非磁性トナーのみから成る一成分現像剤１を収納し下部に開口部２ａを有する現像剤容器２と、現像剤容器２の開口部２ａを覆ってこの現像
剤容器２に回転自在に装着され、かつ潜像保持体としての感光ドラム３に対向し
て配置された現像ローラ４と、一端を現像剤容器２の開口部２ａに固定され現像
ローラ４に面接触するように配置されたトナー層形成用弾性部材である弾性シー
ト状部材５と、トナー回収用弾性部材である図示しない弾性シート状部材とより
その主要部が構成されている。弾性シート状部材５は現像容器２から供給された
非磁性のトナーを現像ローラ４表面に塗粉してトナー薄層を形成するものであり
、他方の弾性シート状部材は現像に寄与せず現像ローラ４に残留したトナーを回
収する作用を有するものである。この現像装置によれば、現像ローラ４の表面とトナー層形成用の弾性シート状
部材５との接触面積を大きく設定することが可能となり、しかも弾性シート状部
材５のエッジが現像ローラ４表面に接触しないため、圧接力が局所的に加わるの
を回避することができる。また設定条件や機械精度の微妙な不良や摩耗等が原因
となって発生する圧接力の不均一性を緩和して、より均一なトナー層の形成が可
能となる。さらに、現像ローラ４の表面と弾性シート状部材５との接触面積が大
きいので、現像剤１はこの接触部分を通過する際、より長時間に亙って圧接力下
にて摩擦を受けることになり、その結果現像剤に均一かつ充分な摩擦帯電電荷が
与えられることになる。従って、充分に電荷を持った均一なトナー薄層を形成す
ることができ、静電潜像の現像を良好に行なうことができる。しかしながら、上述した現像装置を複写装置内に装着し、周知の非接触現像法
によって現像動作を多数回繰り返した場合、現像像に筋状の濃度ムラが発生し、
現像ローラ４表面のトナー層には、現像像のムラに対応したローラ円周方向の筋
が生じるという問題がある。本発明者等は、このような問題を解消すべく研究をすすめたところ、このよう
な筋状のムラの原因は、異物の混入やトナーの固着等ではなく、トナー層形成用
の弾性シート状部材５の圧力下におけるトナー相互の静電気的凝集作用によるも
のであることを見出した。ちなみにこのような濃度ムラが発生している状況でも
、弾性シート状部材５の圧接位置にはトナーの固着は認められず、弾性シート状
部材５を交換しても、同じ位置にトナー層厚のムラが発生する。また、現像ローラ４の表面にもトナー固着は認められなかった。したがって、一旦ローラ表面に
付着したトナーは、潜像の現像によって消費されない限りローラ表面にとどまり
、弾性シート状部材５の圧力下を繰り返し通過する際に静電気的な凝集作用によ
り寄り集まって、筋状の層厚ムラを生ぜしめるものと考えられる。［発明の目的］本発明は、上記の事情に対処してなされたもので、非磁性トナーのみから成る
一成分現像剤による現像において、高品質な画像を長期間にわたって安定的に形
成し得る一成分非磁性現像装置を提供しようとするものである。［発明の概要］本発明は、開口部を有し、非磁性トナーのみから成る一成分現像剤を収容する
現像剤容器と、前記開口部を覆うように配置され表面に前記現像剤を担持して回
転しこの現像剤を静電潜像に供給する現像ローラと、前記現像ローラに面接触す
るトナー回収用弾性部材と、前記現像ローラに面接触するトナー層形成用弾性部
材とを具備してなる一成分非磁性現像装置において、前記現像容器内に、前記現像ローラ表面のトナーの一部をかき落とすことに拠
って現像ローラ表面の凝集したトナーがかき落とされるように、弾性多孔性ロー
ラからなる除去部材を配設したことを特徴とする現像装置である。［発明の実施例］以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、前述した第
５図と同様の機能を有する部材には同じ符号を付して重複する説明を省略する。第１図は、本発明に係る現像装置の一実施例を示す要部の断面図である。この実施例では、除去部材としてシャフト７の周面にポリウレタンフォーム８
が同心円状に設けられた弾性体ローラ９が用いられ、現像剤容器２の内部にて、
現像ローラ４の周面に接触しつつ、時計まわりに回転される。このポリウレタン
フォーム８の周面には、第２図に示すように、螺旋状の溝がきざまれている。こ
の実施例では、この溝の溝幅が２mm、溝の深さが２mmとされ、溝の断面形状は第
３図に示すような形状とされている。この溝の螺旋は一方的に傾斜して刻まれて
いても良いが、トナーを効果的にかき落とし、現像剤容器２内のトナーの片寄り
を防ぐため、図示するように二方向に形成することが望ましい。このように構成された現像装置によれば、現像ローラ４の回転に伴って形成さ
れたトナー薄層のうち、潜像の現像に寄与せずにトナー回収用の弾性シート状部
材６の圧力下を通過して現像剤容器２の内部に戻されたトナーは、回転する弾性
体ローラ９に接触する。ここで、現像ローラ４表面のトナーの一部は、現像剤容
器２内で多孔性のポリウレタンフォーム８によってかき落とされ、かつ螺旋状の
交叉する溝に沿ってローラ長手方向に送られる。このように弾性ローラ９によって現像ローラ表面のトナーをかき落とすことに
よって、静電的凝集を抑制し、ローラ円周方向の筋の発生が防止される。なお、
この実施例に示したように弾性体ローラ９の周面をポリウレタンフォーム等の多
孔性材料で被包した場合には、表面の凹部にトナーが保持されるため、現像ロー
ラ４の表面へ円滑にトナーが供給され、従って黒ベタの現像等によって多量のト
ナーが消費された場合にも、ローラ表面には即座にトナーが供給されて常に均一
なトナー層を形成させることができる。さらにこの実施例に示したように、弾性
体ローラ表面の螺旋状の溝が交叉する二方向に刻まれている場合には、現像剤容
器２内のトナーが片寄ることもない。次にこの実施例の現像装置を用いて通常の方法により複写を行った実施例につ
いて説明する。実施例（実験条件）現像ローラ：現像ローラは、外径２４mmのアルミニウム円柱の周面をサンドブラント処理に
よって粗面化し（表面粗さ２μｍＲＺ）、その表面に無電解ニッケルメッキを施
したものを使用した。また、現像ローラには、地カブリ発生の防止を目的として
＋１００Ｖの直流バイアス電圧を印加した。トナー層形成用の弾性シート状部材：トナー層形成用の弾性シート状部材は厚さ０．２mmのリン青銅板により形成、
ローラに対する圧力Ｐは１００ｇ／cmとした。但し、前記圧力Ｐはブレードの長
さをｌ、ローラに対する全圧力をＰ₀とした時、Ｐ＝Ｐ₀／ｌにて算出した線圧で
ある。非磁性トナー：トナーはポリエステル系の樹脂を主成分とし、カーボン等の顔料及びその他の
添加剤からなるもので、平均粒径が１２μｍのものを使用した。感光体ドラム：感光体ドラムはアルミニウム管の周面にセレン系光導電層を設け、外径を８０
mmとしたものを使用した。この感光体ドラムの回転周速度は前記現像ローラと同
じで、回転方向を前記ローラと逆の反時計回り方向としている。また、感光体ド
ラム表面に形成される静電潜像の最大表面電位は、＋８００Ｖとし、前記ローラ
に対する表面間距離は最近接位置において０．２mmとなるように配置した。弾性体ローラ：弾性体ローラは、ステンレス製シャフトの外径が８mm、ポリウレタンフォーム
の外径が１５mm、現像ローラとの接触部のニップ幅が３mmのものである。そして現像は、現像ローラ４を周速度１３０mm／sec で、弾性体ローラを周速
度３０mm／sec で、それぞれ時計回り方向に回転させ、この現像ローラ４の表面
に厚さ約２５μｍのトナー薄層を形成すると共に、トナー層形成用の弾性シート
状部材５との摩擦帯電によって負電荷を獲得したトナーを、クーコン力により感
光体ドラム３側に飛翔させる方法で行なった。この複写サイクルを１万回繰返し
ても、現像された画像には濃度ムラが認められず、現像ローラ表面のトナー層に
も筋等のムラは発生しなかった。なお、以上の実施例では除去部材として弾性体ローラを使用した例について説
明したが、本発明の除去部材はこのような弾性体ローラに限定されるものではな
く、例えば第４図に示すように現像ロールに周接された弾性を有するメッシュ板
、あるいは表面に微小な凹凸を有する弾性平板等によって形成された弾性シート
板１０とすることができる。［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、現像剤容器内に現像ローラに近接もし
くは摺接させて現像ローラ表面のトナーを均一化させる除去部材を配設したので
、現像ローラ表面のトナーがかき落とされ、高品質な画像を安定的に得ることが
可能となる。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing device, and more particularly, to a non-magnetic toner for forming an electrostatic latent image formed on a photosensitive member or a dielectric in an electrophotographic device or an electrostatic recording device. The present invention relates to a developing device that visualizes an image with a developer composed of only a developer. [Technical Background of the Invention and Problems Thereof] A developing device in an electrophotographic apparatus or an electrostatic recording apparatus uses a two-component developer composed of a toner and a carrier and uses a one-component developer composed only of a magnetic toner. Technical improvements have been made, and furthermore, in order to eliminate the drawbacks of a one-component developer composed of only a magnetic toner, a developing device using a one-component developer composed of only a non-magnetic toner has been improved. However, since the developing device using the developer composed of only the non-magnetic toner uses the non-magnetic toner, it is difficult to stably form a uniform thin toner layer on the surface of the developing roller. was there. In order to solve such a problem, the present applicant has previously developed a developing device (Japanese Patent Laid-Open No. 59-45468) capable of forming a thin layer of non-magnetic toner and applied for a patent. FIG. 5 is a sectional view showing a main part of the developing device. The developing device accommodates a one-component developer 1 composed of only non-magnetic toner and has an opening 2a at a lower portion. A developing roller 4 which is freely mounted and is arranged to face the photosensitive drum 3 as a latent image holding member; and one end is fixed to the opening 2 a of the developer container 2 and is arranged so as to make surface contact with the developing roller 4. The main parts of the elastic sheet-shaped member 5 serving as the elastic member for forming the toner layer and the elastic sheet-shaped member (not shown) serving as the elastic member for collecting the toner are formed. The elastic sheet-shaped member 5 forms a thin toner layer by applying the non-magnetic toner supplied from the developing container 2 to the surface of the developing roller 4, and the other elastic sheet-shaped member does not contribute to the development and It has a function of collecting the toner remaining on the roller 4. According to this developing device, it is possible to set a large contact area between the surface of the developing roller 4 and the elastic sheet-shaped member 5 for forming a toner layer. Since there is no contact, it is possible to avoid that a pressing force is locally applied. Further, the unevenness of the pressing force generated due to the setting condition, the subtle defect of the mechanical accuracy, the abrasion or the like is reduced, and the toner layer can be formed more uniformly. Further, since the contact area between the surface of the developing roller 4 and the elastic sheet-shaped member 5 is large, the developer 1 is subjected to friction under the pressing force for a longer time when passing through the contact portion. As a result, a uniform and sufficient triboelectric charge is given to the developer. Therefore, a uniform toner thin layer having a sufficient charge can be formed, and the electrostatic latent image can be favorably developed. However, when the above-described developing device is mounted in a copying machine and a developing operation is repeated many times by a well-known non-contact developing method, streaky density unevenness occurs in a developed image,
The toner layer on the surface of the developing roller 4 has a problem that a streak in the circumferential direction of the roller corresponding to unevenness of the developed image occurs. The present inventors have conducted research to solve such a problem, and the cause of such streak-like unevenness is not the mixing of foreign matter or the sticking of toner, but the elastic sheet for forming a toner layer. It has been found that the toner 5 is caused by an electrostatic agglomeration action of the toner under the pressure of the member 5. By the way, even in the situation where such density unevenness occurs, the toner is not fixed at the pressure contact position of the elastic sheet member 5, and even if the elastic sheet member 5 is replaced, the toner layer thickness is kept at the same position. Unevenness occurs. Further, no toner was fixed on the surface of the developing roller 4. Therefore, the toner once adhered to the surface of the roller remains on the surface of the roller unless consumed by the development of the latent image. It is considered that this causes unevenness in the layer thickness. [Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above circumstances, and is capable of stably forming a high-quality image for a long period of time in the development using a one-component developer composed of only a non-magnetic toner. It is intended to provide a component non-magnetic developing device. [Summary of the Invention] The present invention provides a developer container having an opening and containing a one-component developer composed of only a non-magnetic toner, and a developer container arranged to cover the opening and carrying the developer on a surface. A developing roller that rotates and supplies the developer to the electrostatic latent image, a toner collecting elastic member that comes into surface contact with the developing roller, and a toner layer forming elastic member that comes into surface contact with the developing roller. In the one-component non-magnetic developing device, in the developing container, as the agglomerated toner on the developing roller surface is scraped off by scraping off a part of the toner on the developing roller surface, from the elastic porous roller A developing member provided with a removing member. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that members having the same functions as those in FIG. 5 described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. FIG. 1 is a sectional view of a main part showing an embodiment of the developing device according to the present invention. In this embodiment, a polyurethane foam 8 is provided on the peripheral surface of the shaft 7 as a removing member.
Are used concentrically, an elastic roller 9 is used, and inside the developer container 2,
The developing roller 4 is rotated clockwise while being in contact with the peripheral surface of the developing roller 4. A spiral groove is formed in the peripheral surface of the polyurethane foam 8, as shown in FIG. In this embodiment, the width of the groove is 2 mm, the depth of the groove is 2 mm, and the cross-sectional shape of the groove is as shown in FIG. Although the spiral of this groove may be unilaterally inclined and carved, it should be formed in two directions as shown in order to effectively scrape off the toner and prevent the toner in the developer container 2 from shifting. Is desirable. According to the developing device configured as described above, of the thin toner layer formed by the rotation of the developing roller 4, the pressure of the elastic sheet-like member 6 for toner collection is reduced without contributing to the development of the latent image. , The toner returned to the inside of the developer container 2 comes into contact with the rotating elastic roller 9. Here, a part of the toner on the surface of the developing roller 4 is scraped off by the porous polyurethane foam 8 in the developer container 2 and is sent in the longitudinal direction of the roller along a spiral intersecting groove. By scraping off the toner on the surface of the developing roller by the elastic roller 9 in this manner, electrostatic aggregation is suppressed and the generation of streaks in the circumferential direction of the roller is prevented. In addition,
When the peripheral surface of the elastic roller 9 is covered with a porous material such as polyurethane foam as shown in this embodiment, the toner is held in the concave portions on the surface, so that the surface of the developing roller 4 can be smoothly transferred. Even if a large amount of toner is consumed due to the supply of toner and the development of solid black or the like, the toner is immediately supplied to the roller surface and a uniform toner layer can always be formed. Further, as shown in this embodiment, when the spiral groove on the surface of the elastic roller is cut in two intersecting directions, the toner in the developer container 2 does not shift. Next, an embodiment in which copying is performed by a normal method using the developing device of this embodiment will be described. Examples (Experimental Conditions) Developing Roller: The developing roller used was one in which the peripheral surface of an aluminum cylinder having an outer diameter of 24 mm was roughened by sand blunting (surface roughness 2 μm RZ), and the surface was subjected to electroless nickel plating. did. A DC bias voltage of +100 V was applied to the developing roller for the purpose of preventing the occurrence of background fog. Elastic sheet member for forming toner layer: The elastic sheet member for forming the toner layer is formed of a phosphor bronze plate having a thickness of 0.2 mm.
The pressure P on the roller was 100 g / cm. Here, the pressure P is a linear pressure calculated by P = P ₀ / l when the length of the blade is 1 and the total pressure on the roller is P ₀ . Non-magnetic toner: The toner was mainly composed of a polyester-based resin, and was composed of a pigment such as carbon and other additives, and had an average particle diameter of 12 μm. Photoconductor drum: The photoconductor drum is provided with a selenium-based photoconductive layer on the peripheral surface of an aluminum tube, and has an outer diameter of 80 mm.
mm was used. The rotation peripheral speed of the photosensitive drum is the same as that of the developing roller, and the rotation direction is the counterclockwise direction opposite to the roller. The maximum surface potential of the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum was set to +800 V, and the distance between the surfaces to the roller was set to 0.2 mm at the closest position. Elastic Roller: The elastic roller has an outer diameter of a stainless steel shaft of 8 mm, an outer diameter of a polyurethane foam of 15 mm, and a nip width of a contact portion with a developing roller of 3 mm. In the development, the developing roller 4 is rotated clockwise at a peripheral speed of 130 mm / sec and the elastic roller at a peripheral speed of 30 mm / sec, and a thin toner layer having a thickness of about 25 μm is formed on the surface of the developing roller 4. At the same time, the toner was charged negatively by frictional charging with the elastic sheet-like member 5 for forming a toner layer. Even when this copying cycle was repeated 10,000 times, no unevenness in density was observed in the developed image, and no unevenness such as streaks occurred in the toner layer on the surface of the developing roller. In the above embodiment, the example in which the elastic roller is used as the removing member has been described. However, the removing member of the present invention is not limited to such an elastic roller. For example, as shown in FIG. The elastic sheet plate 10 may be made of an elastic mesh plate circumferentially in contact with the developing roll, or an elastic flat plate having fine irregularities on the surface. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, since the removing member is provided in the developer container to make the toner on the surface of the developing roller uniform by bringing the toner close to or in sliding contact with the developing roller. The toner on the surface is scraped off, and a high-quality image can be stably obtained.

【図面の簡単な説明】第１図は本発明に係わる現像装置の一実施例を示す要部の断面図、第２図は均
一化部材の一例を示す概略斜視図、第３図は第２図に示したトナー撹拌部材表面
の螺旋溝の形状を示す断面図、第４図は本発明の他の実施例の要部を示す断面図
、第５図は従来の現像装置の要部を示す断面図である。１…一成分現像剤２…現像剤容器４…現像ローラ５、６…弾性シート状部材９、１０…除去部材BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view of a main part showing an embodiment of a developing device according to the present invention, FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of a uniformizing member, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a shape of a spiral groove on the surface of the toner stirring member shown in FIG. 4, FIG. 4 is a cross-sectional view showing a main part of another embodiment of the present invention, and FIG. It is sectional drawing. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... One-component developer 2 ... Developer container 4 ... Developing roller 5, 6 ... Elastic sheet member 9, 10 ... Removal member

Claims

Claims: (1) A developer container having an opening and containing a one-component developer composed of only a non-magnetic toner, and a developer container arranged to cover the opening and carrying the developer on a surface. A developing roller that rotates and supplies the developer to the electrostatic latent image, a toner collecting elastic member that comes into surface contact with the developing roller, and a toner layer forming elastic member that comes into surface contact with the developing roller. In the one-component non-magnetic developing device, in the developing container, as the agglomerated toner on the developing roller surface is scraped off by scraping off a part of the toner on the developing roller surface, from the elastic porous roller A developing member provided with a removing member.