JP2703210B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、一成分系現像剤を
用いる現像装置に関し、より詳細には、非磁性の一成分
系現像剤を用いる現像方式に好適な現像装置に関するも
のである。 【０００２】 【従来の技術】従来、電子写真や静電記録等に採用され
る乾式現像方法には、トナーとキャリヤとを含む二成分
系現像剤を用いる方法と、キャリヤを含まない一成分系
現像剤を用いる方法が有る。前者の方法は、比較的安定
して良好な画像が得られるが、その反面、キャリヤの劣
化及びトナーとキャリヤとの混合比の変動等が発生し易
く、装置の維持管理性やコンパクト化に難点がある。 【０００３】そこで、上述の如き欠点を有しない一成分
系現像剤が注目される。一成分系現像剤は、通常、トナ
ー中にキャリヤに相当する物質を含有させてあり、磁力
を利用してトナーを移動させる場合は、トナーに磁性体
を含有させる。ところが、磁性体は不透明であるから、
カラー現像においてはその色素の影響を受け鮮明なカラ
ー画像を得ることが難しい。従って、特にカラー現像に
対しては、磁性体を含まない非磁性現像剤を用いる方法
が適しているが、この場合、現像剤を如何にして円滑に
所定経路に沿って移動させるかが、問題となる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みなされたものであって、非磁性現像剤を使用する場
合も高度な画像品質を安定して得ることができカラー現
像用としても好適な応用範囲の広い現像装置を提供する
ことを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、潜像担持体に非磁性一成分現像剤を供給
し潜像を可視像化する現像装置において、現像剤を現像
領域を含む所定の循環経路に沿って搬送する現像剤搬送
部材と、表面部が可撓性多孔質材料により構成されてお
り、前記現像剤搬送部材に圧接して該現像剤搬送部材に
現像剤を供給すると共に現像剤を摩擦帯電する現像剤供
給手段と、前記現像剤供給手段によって前記現像剤搬送
部材上に形成した現像剤層の層厚を規制する層厚規制手
段と、を有することを特徴とする現像装置を提供するも
のである。 【０００６】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に基づいて
具体的に説明する。図１は本発明の１実施例としての非
磁性一成分系現像剤を使用する現像装置を示した模式的
断面図である。図１において、現像剤搬送体としての現
像スリーブ１が回転自在に支承されており、本例では、
矢印Ａ方向に所定速度で回転駆動される。現像スリーブ
１は、図２に示す如く、スリーブ状の例えばアルミニウ
ム等の導電性基体１ａ周面上にクロロプレン等の絶縁材
料から成る絶縁層１ｂを被着し、更にその上に多数の電
極粒子１ｃ₁ を互いに電気的絶縁状態に分散させて成る
電極層１ｃが積層され、構成されている。この場合、例
えばエポキシ樹脂等の絶縁材料にカーボンブラック等の
導電性材料を均一に分散混合し、この混合材料を絶縁層
１ｂ上に塗布することにより、多数の微小電極が均一に
分散する電極層１ｃを容易に形成することができる。微
小電極の材料としては、銅等の金属粉も使用できる。
又、これらを互いに電気的に絶縁状態に分散させる分散
媒体材料としては、アクリル系、ウレタン系、スチレン
系、アクリル−ウレタン系、エポキシ−シリコン又はエ
ポキシ−テフロン系等の幅広い材料を使用できるが、現
像剤としてのトナーが効率良く摩擦帯電される様に使用
するトナーに対する摩擦帯電系列が離れていることが要
求される。 【０００７】以上の如く、現像スリーブ１の表面層とし
て微小電極を分散させた電極層１ｃを形成することによ
り、一成分系トナーを使用する場合も線画像で画像濃度
が選択的に上昇するエッジ効果による好適な現像特性を
得ることができる。又、微小電極としてのカーボンブラ
ック等の低抵抗物質を分散せしめたエポキシ樹脂等の絶
縁材料は、金属等に比べてトナーとの付着性が良いか
ら、非磁性一成分系トナーの様に特別な磁力等の担持力
が関与しない現像剤をもその充分な量を担持し搬送する
ことができる。尚、導電性基体１ａは、後述する除電ブ
ラシ１０と同電位でバイアス電源１１に接続されてい
る。又、絶縁層１ｂは、現像に適した電界強度を保持す
る為に設けてあり、必要に応じて省略することも可能で
ある。 【０００８】現像スリーブ１に対して、本例では図中右
側に、現像剤を貯留するホッパ２が形成されている。本
例で使用する現像剤は、非磁性の一成分系トナーであ
る。ホッパ２の上部には、補給口２ａが形成され、ここ
にトナーが充填されたカートリッジ３が装着され、ホッ
パ２に向けて新たなトナーが自然落下により補給され
る。ホッパ２内には、トナーの凝集を防止しつつ現像ス
リーブ１表面に向けて送り出すアジテータ４が回動自在
に配設されている。 【０００９】而して、ホッパ２の現像スリーブ１にトナ
ーを供給する出口側には、トナーの現像スリーブ１表面
上への移動を推進するトナー供給部材５が配設されてい
る。トナー供給部材５は、その表面を現像スリーブ１表
面に圧接可能な位置に回転自在に支承されており、その
回転方向は現像スリーブ１と同方向に駆動回転されるこ
とが望ましい。即ち、接触部Ｃにおいて、双方の表面が
圧接しつつ逆方向に移動する状態が好ましい。これによ
り、トナーが双方の表面間に挟圧され効率良く摩擦帯電
されると共に層厚が規制され、適度な層厚のトナー層が
現像スリーブ１表面に付着形成される。この場合、トナ
ー供給部材５の表面の好適な周速度は、現像スリーブ１
の周速度によって異なるが、総体的には、現像スリーブ
１より高速度に設定し、現像スリーブ１表面とトナー供
給部材５表面とが摺接しつつ回転する状態が好ましい。
然るに、過度に高速度に設定すると、トナー飛散や軸受
部でのトナー固着及びホッパ２内でのトナーの凝集の促
進等の副作用を伴う為、適正範囲内に設定することが要
求される。トナー供給部材５の表面部の材質は、トナー
を効率良く摩擦帯電させる為に、トナーに対して摩擦帯
電系列が離れていることが望ましい。 【００１０】本例では、芯金５ａの周面に好適には発泡
度がセル数にて１０〜１００の例えばポリウレタンフォ
ーム等の可撓材から成る表面層５ｂが被着されたスポン
ジローラ５が、現像スリーブ１表面に圧接しつつ現像ス
リーブ１と同方向に駆動回転可能に配設されている。こ
の場合、直径が２５．４ｍｍの現像スリーブ１が４００
ｒｐｍの速度で回転されるのに対して、直径が１４ｍｍ
のスポンジローラ５が８００ｒｐｍで回転され、両者の
周速度の比は、約１０：１１に設定されている。尚、ト
ナーを適量ずつ接触部Ｃに搬送し好適なトナー薄層を現
像スリーブ１表面に形成する為には、可撓材の硬度は高
い方が良く、孔径は小さい方が良い。 【００１１】以上の如くトナー供給部材５を設けること
により、ホッパ２内に貯留されアジテータ４の回動と共
に送り出されてくるトナーは、トナー供給部材５の回転
に追従して移動し、円滑に接触部Ｃに移送される。接触
部Ｃにおいては、互いに逆方向に移動する現像スリーブ
１とトナー供給部材５の各表面間に移送されてきたトナ
ーが挟圧され、この際に摩擦帯電されると共にトナーが
現像スリーブ１表面に付着せしめられる。この場合、ト
ナーをトナー供給部材５の回転に追従させる力として
は、主にトナーとトナー供給部材５との摩擦による静電
気力等が関与する。従って、現像剤がキャリヤも磁性体
も含まない非磁性一成分系トナーであっても、ホッパ２
から現像スリーブ１表面に円滑に搬送供給することがで
きる。 【００１２】更に、図３に示される如く、周表面の適所
にトナーによる目詰りを防止する為のローラ５ｃ等の部
材を摺接可能に配設してもよい。これにより、スポンジ
ローラ５の目詰りによる摩擦帯電効率の低下を避けるこ
とができる。 【００１３】現像スリーブ１の回転方向に沿って、トナ
ー供給部材５の下流側には、現像スリーブ１表面に付着
形成されその回転と共に搬送されてくるトナー層の層厚
を規制して薄層化するドクタブレード８が配設されてい
る。本例のドクタブレード８は、弾性部材から成る本体
８ａの一方の側面に例えばテトラフルオロエチレン−パ
ーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）
等のフッ素系樹脂から成る絶縁膜８ｂを被着して形成さ
れており、この絶縁膜８ｂを介してその先端部を現像ス
リーブ１表面に圧接させトナーの層厚を規制する。この
場合、ドクタブレード８の先端エッジ部８ｃを現像スリ
ーブ１表面に当接させることにより、トナーの層厚を現
像スリーブ１の幅方向における所要範囲の略全域にわた
り均一に規制することができ、層厚の均一なトナー薄層
を安定的に形成することが可能となる。又、絶縁膜８ｂ
はトナーの固着防止と帯電特性の向上を図る為に設けら
れており、本例の如くフッ素系材料を使用することによ
り、より効果的にトナーの固着が防止され摩擦帯電が実
施される。 【００１４】尚、層厚規制部材としては、前述したＰＦ
Ａの他、ポリテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、テト
ラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合
体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重
合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン
（ＣＴＦＥ）等のフッ素系高分子材料及びフッ素系高分
子材料を含有する材料、更に、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、シリコン樹脂等トナーに対して離型性が高い材
料が好ましい。又、これらの材料に耐摩耗性を改善する
為、カーボンブラック、カーボン繊維、ガラス繊維、シ
リカ微粉末、ＳｉＣ微粉末等の添加剤を含有させてもよ
い。 【００１５】現像スリーブ１の回転移動経路におけるド
クタブレード８の下流側の適所には、回動自在に張設さ
れた潜像担持体としての無端状の有機性感光体ベルト
（ＯＰＣベルト）９の一部と現像スリーブ１表面が転動
接触し、現像領域Ｄが形成されている。適所で一様帯電
及び像露光の工程を経てＯＰＣベルト９の表面に形成さ
れた静電潜像は、その回動と共に現像領域Ｄまで搬送さ
れる。現像領域Ｄには、ドクタブレード８により層厚が
規制されると共に充分な電荷が摩擦帯電されたトナー薄
層が現像スリーブ１の表面に担持され搬送されてくる。
この場合、現像スリーブ１の表面部の電極層１ｃは、前
述した如くトナーが付着し易いエポキシ樹脂等の絶縁材
料で形成されているから、非磁性−成分系トナー等の特
別な担持力が設定されていない現像剤をも全周面に万遍
無く担持し搬送することができる。従って、ＯＰＣベル
ト９に形成された静電潜像に充分な電荷を有すると共に
層厚が均一なトナー薄層が安定して供給され、均一に潜
像が可視像化される。 【００１６】現像領域Ｃの現像スリーブ１の回転方向に
沿った下流側には、現像スリーブ１表面に蓄積された不
要な電荷を除去する除電ブラシ１０が配設されている。
現像スリーブ１表面には、トナー供給部材５やドクタブ
レード８及びＯＰＣベルト９等との摩擦により、現像に
不要な極性に帯電された電荷が蓄積される傾向がある。
この不要な電荷は、地肌汚れやスジ等の画像不良を発生
させる原因となるので、確実に除去することが要求され
る。特に、現像スリーブ１の電極層１ｃの材料であるエ
ポキシ樹脂等の絶縁材料に蓄積された電荷は、金属等の
場合に比べて除去が困難であり、効率の良い除電手段が
要求される。本例においては、導電性ブラシ毛１０ａの
先端腹部がそれ自体の弾性による適度な圧力で現像スリ
ーブ１表面に当接できる様に、その長さや材質及び除電
ブラシ１０の取付位置が設定されている。これにより、
ブラシ毛１０ａが現像スリーブ１表面の幅方向の所要領
域にわたり均一に当接でき、除電ムラの無い良好な除電
効果を得ることができる。そして、除電ブラシ１０は、
前述した現像スリーブ１の導電性基体１ｃと同一電位で
バイアス電源１１に接続されている。これにより、現像
スリーブ１表面の不要な蓄積電荷や現像に供されなかっ
た残存トナーの電荷を選択的に効率良く除去できる。か
くして、除電処理を受け静電気的付着力を消失した残存
トナーは、現像スリーブ１の回転と共にトナー供給手段
５の配設位置に搬送されると共に現像スリーブ１表面か
ら脱離し、新たな現像プロセスに供される。本例では、
トナー供給部材としてのスポンジローラ５を圧接接触状
態で回転させてあるから、搬送されてきた残存トナーは
現像スリーブ１の表面から容易に効率良く掻き落とされ
る。即ち、スポンジローラ５は、現像スリーブ１に圧接
されて撓み適長にわたって面接触状態となっており、接
触部Ｃのローラ５の回転方向に対して上流側では、前述
した如くローラ５に担持され搬送されてくるトナーを規
制して現像スリーブ１表面に付着させるが、下流側で
は、現像スリーブ１表面に付着した残存トナーを掻き取
る効果を発揮する。掻き取られたトナーは、ローラ５の
回転と共にホッパ２内に返送され、再使用に供せられ
る。現像剤として非磁性一成分系トナーを用いている
が、これに限らず磁性トナーを用いる現像装置に対して
も本発明を適用することができる。 【００１７】更に、感光体ドラム等の剛性を有するドラ
ム式潜像担持体に対しても本発明は適用可能であ。加え
て、ドクタブレード８を弾性磁性体で形成し現像スリー
ブ１内部に配設した磁石の磁力より、ドクタブレード８
を現像スリーブ１表面に適度に圧接させる構成としても
よい。 【００１８】 【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によれば、現
像剤搬送ローラと現像剤供給手段との間の圧接部へ搬送
される現像剤を圧接部において良好に帯電させることを
可能としている。その場合に、本願発明においては、現
像剤供給手段の表面が可撓性多孔質材料から構成されて
いるので、その孔により圧接部へ現像剤を良好に搬送さ
せることが可能である。更に、現像剤供給手段は現像剤
搬送ローラよりも一層早い速度で移動されるので、現像
剤搬送ローラが搬送する現像剤の量に対して十分な量の
現像剤を圧接部へ供給することを可能としている。又、
現像剤供給手段の表面には孔が設けられているので、こ
れらの孔に蓄えられた現像剤は現像剤搬送ローラと摩擦
し十分に摩擦帯電が行われることを確保している。更
に、現像剤供給手段の表面は可撓性多孔質材料から構成
されているので、この可撓性によって現像剤は現像剤搬
送ローラに押し付けられることとなり、このことは摩擦
帯電を良好に行われることを助長している。更に、本発
明においては、層厚規制手段が設けられているので、十
分な量の現像剤が現像剤搬送ローラによって搬送されて
も、層厚規制手段によって適量の層厚に規制され、高品
質の現像が行われることを可能としている。尚、本発明
は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、本発
明の技術的範囲内において種々の変形が可能であること
は勿論である。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の１実施例を示した模式図。 【図２】 本発明の１実施例における一部を示した説明
図。 【図３】 本発明の１実施例におけるトナー供給部材５
の変形実施例を示した説明図。 【符号の説明】 １ 現像スリーブ ５ トナー供給部材（スポンジローラ） ８ ドクタブレード

フロントページの続き (72)発明者 清宮 龍文 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー 内 (72)発明者 樽見 紀慶 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー 内 (56)参考文献 特開 昭59−231560（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−126567（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．潜像担持体に非磁性一成分現像剤を供給し潜像を可
   視像化する現像装置において、 現像剤を現像領域を含む所定の循環経路に沿って搬送す
   る現像剤搬送部材と、表面部が可撓性多孔質材料により
   構成されており、前記現像剤搬送部材に圧接して該現像
   剤搬送部材に現像剤を供給すると共に現像剤を摩擦帯電
   する現像剤供給手段と、 前記現像剤供給手段によって前記現像剤搬送部材上に形
   成した現像剤層の層厚を規制する層厚規制手段と、 を有することを特徴とする現像装置。