JP2856007B2 - 電子写真記録装置の現像装置 - Google Patents

電子写真記録装置の現像装置

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JP2856007B2 JP4308397A JP30839792A JP2856007B2 JP 2856007 B2 JP2856007 B2 JP 2856007B2 JP 4308397 A JP4308397 A JP 4308397A JP 30839792 A JP30839792 A JP 30839792A JP 2856007 B2 JP2856007 B2 JP 2856007B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子写真記録装置の現像
装置に関し、特に非磁性一成分現像剤を用いる接触現像
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の電子写真記録装置の現像
装置においては、バネ性のある金属板材やシリコンゴム
などの板材からなる規制ブレードをシリコンゴムやウレ
タンゴムなどの各種導電性ゴムからなる弾性現像ローラ
に対向させ、この規制ブレードにより層厚を規制され且
つ所定の帯電量に帯電したトナー薄層が現像ローラ上に
形成される。弾性現像ローラのゴム硬度は、JIS A
型硬度計で30〜50゜が一般的である。弾性現像ロー
ラはバネなどの力により静電潜像が形成された感光体に
軽く圧接されていて、感光体上の静電潜像は現像ローラ
との間の電界に基づく力で帯電トナーにより現像され
る。この様な接触現像法においては、感光体へ十分なト
ナーを供給するために感光体と現像ローラとの周速度差
を大きく取りたいという要求がある。ところがその様な
周速度差を設けた場合感光体への現像ローラの圧接力が
大きいと、感光体と現像ローラとの接触部でいったん現
像され可視化された感光体上のトナー像がかき乱される
ことになる。さらに圧接力が大きいとトナーが感光体へ
電界の力以外の付着力により付着してしまい非画像部へ
のトナー付着が起こり、かぶり現象を生じる。これらの
ことから接触現像法においては現像ローラと感光体との
接触は可能なかぎり柔軟であることがのぞまれている。
この様な要求に対して、駆動ローラの周長より僅か長い
周長の筒状薄膜部材を外装して現像ローラとするものが
提案されている(特開平1−234869公報)。この
方式の現像装置について図3を参照して説明する。この
現像装置は、図3に示す様に、駆動ローラ2に、駆動ロ
ーラ2の周長よりも僅かに長い周長を有する筒状薄膜部
材7を外装し、この筒状薄膜部材7を駆動ローラ2に強
く押圧するガイド部材8を駆動ローラ2の両端に設けて
いる。ガイド部材8が筒状薄膜部材7を介して駆動ロー
ラ2を強く押圧することにより、駆動ローラ2と筒状薄
膜部材7との間に摩擦力を生じせしめ、筒状薄膜部材7
は駆動ローラ2と同じ速度で矢印A方向へ回転移動す
る。トナー5は攪拌部材4により筒状薄膜部材7表面に
達し、筒状薄膜部材7との接触および静電気力により筒
状薄膜部材7の表面に付着する。このトナー5は規制ブ
レード6と筒状薄膜部材7との圧接部に達して筒状薄膜
部材7の表面に薄層状に均一に塗布されるとともに、所
定の正または負の極性に摩擦帯電される。この薄層トナ
ーは自身の帯電による鏡像力により筒状薄膜部材7に保
持され移動し、感光体10との対向部で現像される。こ
こで、感光体10と接する筒状薄膜部材7は、駆動ロー
ラ2との間に空間部Sを有していて駆動ローラ2とは非
接触状態にあるため、筒状薄膜部材7はそれ自身の剛性
のみで感光体10に柔軟に安定したニップ幅を確保して
接触し、そのため感光体10の静電潜像に対し、均一な
トナー像を形成することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この従来の電子写真記
録装置の現像装置は、ガイド部材8を強く押圧して駆動
ローラ2の回転を筒状薄膜部材7に伝達するので、当然
のごとく摩擦力が大きく駆動トルクが大きくなり、必要
とされるモーターなどの駆動系の価格増大につながる。
【0004】また、駆動ローラ2の回転を筒状薄膜部材
7に確実に伝達する為には、駆動ローラ2の外周面と筒
状薄膜部材7の内周面との摩擦係数μ1 と、筒状薄膜部
材7の外周面とガイド部材8との摩擦係数μ2 との間
に、μ1 >μ2 の関係が必要とされ、従って駆動ローラ
2、筒状薄膜部材7およびガイド部材8の素材選択に大
きな制限を設けることになり、駆動ローラ2の外周面に
粗面化加工が必要になるなど、安価な材料が使用できな
い。
【0005】さらに、トナー薄層の搬送部材として駆動
ローラ2と筒状薄膜部材7という2つの長尺且つ大径の
部材を必要としている為に、部品原価が増加してしま
う。しかも筒状薄膜部材7に現像バイアスを印加する為
に、駆動ローラ2を導電性の素材で形成する必要がある
が、その具体例としては、アルミニウム等の導電性部材
上に導電性を付与したゴム、プラスチック等の弾性部材
が被覆された駆動ローラが必要とされていた。この場
合、導電性を付与したゴム、プラスチックは高価であ
り、やはり部品原価が増加してしまう。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の電子写真記録装
置の現像装置は、静電潜像担持体上の静電潜像を、表面
に保持するトナーで接触させて現像する筒状薄膜部材
と;前記筒状薄膜部材の両端に位置し前記筒状薄膜部材
の外部から前記筒状薄膜部材を押圧し回転駆動する駆動
手段と;前記筒状薄膜部材を介して前記駆動手段と対向
する位置に前記筒状薄膜部材の内部から前記筒状薄膜部
材を押圧し従動回転する従動回転手段と;前記駆動手段
の回転軸を芯材としその外周に発泡弾性体あるいはブラ
シからなる層を設け前記筒状薄膜部材表面に前記トナー
を供給するローラ状トナー供給部材と;前記筒状薄膜部
材が前記従動回転部材から離間する位置より回転下流方
向の位置で前記筒状薄膜部材に圧接し前記筒状薄膜部材
の膨らみを押さえる様に取り付け前記トナー層厚を規制
する手段とを備える。
【0007】また、本発明の電子写真記録装置の現像装
置は、前記筒状薄膜部材の表面抵抗が109 Ω以下であ
ることを特徴とする。
【0008】さらに、本発明の電子写真記録装置の現像
装置は、前記筒状薄膜部材が厚さ20〜500μmの可
とう性材料からなることを特徴とする。
【0009】さらに、本発明の電子写真記録装置の現像
装置は、前記駆動手段表面の少なくとも1つと前記駆動
手段の回転軸との間に電気的導通があり、前記駆動手段
の前記回転軸に現像バイアス電圧が印加されていること
を特徴とする。
【0010】さらに、本発明の電子写真記録装置の現像
装置は、前記トナー供給部材が65〜90個/インチの
発泡セル数の発泡体スポンジローラであり、前記筒状薄
膜部材との接触深さが0.3〜1mmになる外径を有す
ることを特徴とする。
【0011】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の一実施例を示す断面図であり、図2
はこの実施例の現像装置端部の拡大斜視図である。図1
および図2を参照すると、現像装置1は矢印B方向に回
転する感光体10に隣接して配置されている。現像装置
1は、回転する筒状薄膜部材7、筒状薄膜部材7に内包
される従動コロ23、筒状薄膜部材7を外部から圧接駆
動する駆動コロ21、筒状薄膜部材7に外から圧接しト
ナー層厚を規制する規制ブレード6、筒状薄膜部材7両
端のトナー漏れを防止するシール部材22、筒状薄膜部
材7にトナーを付着させるトナー供給部材26およびこ
れらの部材を支持収納しトナー5を貯留する現像ハウジ
ング11から構成される。
【0012】この実施例では、トナー5は、ポリエステ
ル系樹脂100重量部に対してカーボンブラック5部、
電荷制御剤2部,定着でのオフセット防止用ポリプロピ
レン系のワックス1部などからなり、体積中心粒径10
μmの負帯電のトナーを用いる。
【0013】筒状薄膜部材7の材質は、表面導電性を付
与した円筒状エンドレスの高分子フィルムや、ステンレ
ス、アルミなどの金属薄膜などが好ましい。高分子フィ
ルムの例として、負帯電トナーの場合には、いわゆる帯
電系列上正側に位置する材料が好ましく、例えばカーボ
ンブラックなどの導電性粒子を分散させたナイロンなど
のポリアミドの押し出し成形チューブが好ましい。反対
に正帯電トナーの場合には、帯電系列上負側に位置する
材料が好ましく、例えばフッ素系樹脂チューブなどが好
ましい。筒状薄膜部材7の表面抵抗は現像バイアスを有
効に印加する為に109 Ω以下である必要がある。筒状
薄膜部材7の厚みは、それ自身が円筒形状に復元する弾
性を持つ必要が有り、従っていわゆる可とう性を必要と
されるので下限と上限が設けられ、20〜500μmが
好ましい。
【0014】筒状薄膜部材7の両端には駆動コロ21が
筒状薄膜部材7の外部から圧接している。駆動コロ21
は、ステンレス、アルミなどの金属で駆動コロ回転芯材
24と一体に形成され、筒状薄膜部材7との接触面に導
電性のゴム被覆層などを設けて、筒状薄膜部材7との間
の摩擦係数を大きくしている。筒状薄膜部材7の表面に
は、駆動コロ回転芯材24と駆動コロ21とを介して図
示省略の電源から負極性の直流現像バイアス電圧が印加
されている。筒状薄膜部材7の内部からは筒状薄膜部材
7を介して駆動コロ21に対向する様に従動コロ23が
圧接している。駆動コロ21は図示省略の駆動系によ
り、図の矢印C方向に回転する。従動コロ23は回転自
由な様に保持されている。従動コロ23の材質は、ゴム
および発泡体などの弾性体を金属芯材の外周に接着した
もの、あるいは金属およびプラスチック類などを用いる
ことができる。この方式により駆動コロ21と従動コロ
23に挟まれた筒状薄膜部材7は、図の矢印D方向に回
転する。
【0015】規制ブレード6の材質は、従来公知のトナ
ー層厚規制ブレードが使用可能である。例えば、バネ性
の有る磁性金属薄板材料、またはSUSおよびリン青銅
板などの非磁性金属薄板を所定の圧力で筒状薄膜部材7
に面あてあるいはエッジあてで用いることができる。ま
たこれらの金属板材先端に負帯電トナーの場合はシリコ
ンゴム、正帯電トナーに対してはテフロンなどの高分子
材料を貼り合わせたものを用いることもできる。この規
制ブレード6を圧接する位置としては、筒状薄膜部材7
が従動コロ23から離間する位置より回転下流の筒状薄
膜部材7が膨らみ始めた位置が好ましい。この様な位置
で規制ブレード6が筒状薄膜部材7を圧接することによ
り、筒状薄膜部材7が感光体10との圧接により撓み、
感光体10から逃げる方向へ変形しすぎることを押さえ
ることができる。トナー供給部材26は、導電性の駆動
コロ回転芯材24の外周にブラシ層や発泡弾性体層など
を設けたローラを用いることができる。この実施例では
ポリウレタンフォームの発泡体スポンジローラを用い
た。発泡セル数は65〜90個/インチの範囲のもの
が、トナー粒子が入り込まず、耐刷によりローラが堅く
なることが無く、また発泡体の硬度がトナーを筒状薄膜
部材7に押圧するのに適当な領域になる。さらにトナー
入り込みを防止する為には、一般に発泡体表面に残存す
るセル皮膜はあえて取り去らないほうが良い。トナー供
給部材26の外径は、発泡体が筒状薄膜部材7との接触
深さ0.3〜1mmになる外径とするのが好ましい。こ
れは、0.3mm以下であると、筒状薄膜部材7へのト
ナー供給部材26の押圧力が不足してトナー薄層にむら
が生じやすくなり、また感光体10と筒状薄膜部材7と
の接触部の現像領域で発生し、筒状薄膜部材7上に残存
してトナー供給部材26のところへ戻ってくる現像パタ
ーン(トナーが消費された部分と未消費の部分の痕跡)
を完全に消去し難くなる。さらにトナー供給部材26と
しての発泡体ローラの接触深さが1mm以上になると駆
動トルクが増加して好ましくない。なお、発泡セル数が
30個/インチの発泡体も、トナー粒子の入り込みは有
るが充分使用可能である。これは個々のセルが大きい為
に一度入り込んだトナーが簡単に発泡体外へ出ることが
できる為と思われる。但しこの場合は、発泡体ローラの
硬度は非常に小さくなるので、外径を接触深さ0.5〜
2mmとなるように設定することが最適な押圧力を得る
意味で好ましい。上述のトナー供給部材26の発泡体層
或いはブラシ層は絶縁体で構成されてもなんらその機能
に問題は無いが、導電性の発泡体層や導電性のブラシ層
を用いると、駆動コロ回転芯材24に印加されている現
像バイアス(負帯電トナーの場合には負極性)をトナー
への電荷注入に使用可能となり、より安定した帯電トナ
ーを得ることが可能となる。
【0016】次に、この筒状薄膜部材7上へのトナー薄
層形成について説明する。回転する筒状薄膜部材7の近
くに攪拌部材4により送りこまれたトナー5は、筒状薄
膜部材7との接触による摩擦帯電と、駆動コロ21と同
一回転軸を有するローラ状トナー供給部材26の回転に
より、筒状薄膜部材7に付着する。その後規制ブレード
6により、このトナーは所定の薄層になり、かつ規制ブ
レード6との摩擦により所定の帯電量に達する。この様
にして筒状薄膜部材7の上に形成されたトナー層は、公
知の方法で静電潜像の形成された感光体10に接する部
分において、静電潜像の電位と筒状薄膜部材7に印加さ
れた現像バイアス電位との電位差に基づいて現像され、
感光体上に可視化されたトナー像が得られる。この感光
体上トナー像は公知の各種電子写真の転写定着プロセス
を経て紙等へ記録される。
【0017】次に図2により、この実施例の現像装置端
部の各部材配置について説明する。図2において、トナ
ー供給部材26と駆動コロ21は同一の回転軸である駆
動コロ回転芯材24の回転力により矢印C方向に回転し
ている。トナー供給部材26と駆動コロ21との間には
現像ハウジング側壁25とシール部材22とがあり、ト
ナー5が駆動コロ21付近には漏れ出さない様に構成さ
れている。シール部材22としては、毛足の長い(例え
ば2〜5mm)フェルトなどを筒状薄膜部材7へトナー
粒子が漏れ出さない程度に軽く圧接して用いる。筒状薄
膜部材7には従動コロ23が内包されている。図2に示
す様に、従動コロ23の幅は、駆動コロ21とシール部
材22の圧接力を受けとめる(対向する)幅であれば良
い。筒状薄膜部材7は駆動コロ21およびトナー供給部
材26と同一速さで、図の矢印D方向に回転する。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
静電潜像担持体上の静電潜像を、表面に保持するトナー
で接触させて現像する筒状薄膜部材と、この筒状薄膜部
材の両端に位置しこの筒状薄膜部材の外部からこの筒状
薄膜部材を押圧し回転駆動する駆動手段と、この筒状薄
膜部材を介して駆動手段と対向する位置に筒状薄膜部材
の内部から筒状薄膜部材を押圧し従動回転する従動回転
手段と、駆動手段の回転軸を芯材としその外周に発泡弾
性体あるいはブラシからなる層を設け筒状薄膜部材表面
にトナーを供給するローラ状トナー供給部材と、筒状薄
膜部材が従動回転部材から離間する位置より回転下流方
向の位置で筒状薄膜部材に圧接し筒状薄膜部材の膨らみ
を押さえる様に取り付けトナー層厚を規制する手段とを
備えることにより、安価な部材で少ない駆動負荷を達成
することが可能となる。さらに、静電潜像担持体上に現
像されたトナー像を乱すことなく、またかぶり現象のす
くない現像ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図2】この実施例の現像装置端部の拡大斜視図であ
る。
【図3】従来例の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1 現像装置 4 攪拌部材 5 トナー 6 規制ブレード 7 筒状薄膜部材 10 感光体 11 現像ハウジング 21 駆動コロ 22 シール部材 23 従動コロ 24 駆動コロ回転芯材 25 現像ハウジング側壁 26 トナー供給部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−51274(JP,A) 特開 平4−21878(JP,A) 特開 平3−231775(JP,A) 特開 平1−237676(JP,A) 特開 平1−234869(JP,A) 特開 昭61−169860(JP,A) 特開 平6−230664(JP,A) 実開 平4−33047(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 15/06 - 15/095

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静電潜像担持体上の静電潜像を、表面に
    保持するトナーで接触させて現像する筒状薄膜部材と;
    前記筒状薄膜部材の両端に位置し前記筒状薄膜部材の外
    部から前記筒状薄膜部材を押圧し回転駆動する駆動手段
    と;前記筒状薄膜部材を介して前記駆動手段と対向する
    位置に前記筒状薄膜部材の内部から前記筒状薄膜部材を
    押圧し従動回転する従動回転手段と;前記駆動手段の回
    転軸を芯材としその外周に発泡弾性体あるいはブラシか
    らなる層を設け前記筒状薄膜部材表面に前記トナーを供
    給するローラ状トナー供給部材と;前記筒状薄膜部材が
    前記従動回転部材から離間する位置より回転下流方向の
    位置で前記筒状薄膜部材に圧接し前記筒状薄膜部材の膨
    らみを押さえる様に取り付け前記トナー層厚を規制する
    手段とを備えることを特徴とする電子写真記録装置の現
    像装置。
  2. 【請求項2】 前記筒状薄膜部材の表面抵抗が109 Ω
    以下であることを特徴とする請求項1記載の電子写真記
    録装置の現像装置。
  3. 【請求項3】 前記筒状薄膜部材が厚さ20〜500μ
    mの可とう性材料からなることを特徴とする請求項1記
    載の電子写真記録装置の現像装置。
  4. 【請求項4】 前記駆動手段表面の少なくとも1つと前
    記駆動手段の回転軸との間に電気的導通があり、前記駆
    動手段の前記回転軸に現像バイアス電圧が印加されてい
    ることを特徴とする請求項1記載の電子写真記録装置の
    現像装置。
  5. 【請求項5】 前記トナー供給部材が65〜90個/イ
    ンチの発泡セル数の発泡体スポンジローラであり、前記
    筒状薄膜部材との接触深さが0.3〜1mmになる外径
    を有することを特徴とする請求項1記載の電子写真記録
    装置の現像装置。
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