JP2878687B2 - 現像装置 - Google Patents

現像装置

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JP2878687B2
JP2878687B2 JP63016745A JP1674588A JP2878687B2 JP 2878687 B2 JP2878687 B2 JP 2878687B2 JP 63016745 A JP63016745 A JP 63016745A JP 1674588 A JP1674588 A JP 1674588A JP 2878687 B2 JP2878687 B2 JP 2878687B2
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【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、電子写真装置や静電記録装置において静電
潜像を可視像化する現像装置に関し、さらに詳しくは一
成分現像剤を用いて現像を行なう現像装置に関する。
(従来の技術) 一成分現像方式の一つとして加圧現像法(Impression
Development)が知られている。加圧現像法は、特開昭
47−13088号公報、同47−13089号公報、米国特許3,152,
012号明細書、同3,731,146号明細書等に開示されてお
り、その特徴とするところは、弾力性を有しかつ少なく
とも表面が導電性を有するトナー担持体ローラと、この
トナー担持体ローラの表面にトナー薄層を形成する手段
と、前記トナー担持体ローラの導電性表面に周知の現像
バイアス電圧を印加する手段とを有し、前記トナー薄層
を静電潜像保持体に押圧もしくは接触させることによっ
て静電潜像を可視像化する点にある。この方法によれ
ば、磁性材料が不要となるため現像装置を簡素化かつ小
型化することができる。また非磁性一成分現像剤を使用
できるため、磁性トナーを用いる一成分現像方式にくら
べ、カラー化に適しているなど、多くの利点を有してい
る。
加圧現像法のもう一つの特徴として、静電潜像保持体
とトナー層(もしくはトナー担持体)とを実質的に零の
相対速度で接触させることがあげられる。
これに対し発明者らは、トナー担持体ローラを静電潜
像保持体よりも速く移動させることにより、より良好な
現像像が得られることを見いだした。
しかしながら、この方法においても、上記の加圧現像
法と同様に次のような問題があることが明らかになっ
た。すなわち、これらの現像法においては、非磁性トナ
ーを使用しているため、トナー担持体ローラ周面の両端
部においてトナーが現像装置の外へこぼれ落ち、システ
ムや画質の劣化を招く場合が多い。これを防止するため
には、ローラ周面の両端部近傍にシール部材を押圧し、
ローラの端部にはトナー層が形成されないようにする方
法が有効である。ところが、このような非トナー付着部
においては、ローラ表面の導電層が露出しており、これ
が静電潜像保持体表面に直接接触することになるため、
次のような問題が生じる。
ローラ表面の導電層には周知の現像バイアス電圧が
印加されているため、静電潜像保持体の導電基体との間
に大電流が流れ、静電潜像保持体の絶縁破壊を招く場合
がある。
静電潜像保持体にピンホールや傷などの欠陥があ
り、接地された導電基体が露出していると、上記の非ト
ナー付着部すなわちローラ周面両端の導電層からこの欠
陥へ電流が流れ込む。その結果ローラ表面の導電層の電
位の絶縁値が降下して、周知のバイアスリークが発生
し、画像に欠陥をもたらす。
これらの問題のうち、の問題はローラ表面の導電層
とバイアス印加用電源との間に保護抵抗を挿入すること
によって解決できるが、の問題に対しては逆効果とな
ってしまう。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は上記の問題点のない、新規で優れた現像装置
を提供すべくなされたもので、静電潜像保持体の絶縁破
壊やバイアスリークの無い現像装置を提供することを目
的とする。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本願第1の発明は、弾力性を有し、かつ少なくとも表
面が導電性を有するトナー担持体ローラと、該トナー担
持体ローラの表面に一成分非磁性トナーによりトナー薄
層を形成する手段と、前記トナー担持体ローラの導電性
表面に電圧を印加する手段とを有し、前記トナー薄層を
静電潜像保持体に接触させることによって前記静電潜像
を可視像化する現像装置において、前記トナー担持体ロ
ーラ周面両端部の非ロトナー付着部と、前記静電潜像保
持体との間に高抵抗部材もしくは絶縁性部材を介在せし
めたことを骨子とし、本願第2の発明は、前記トナー担
持体ローラ両端の非トナー不受着部表面が高抵抗部材も
しくは絶縁性部材より成ることを骨子とするものであ
り、これにより前記従来技術の問題を解決することがで
きる。
(作 用) 第1及び第2の発明によれば、トナー担持体ローラ周
面両端部の導電層が高抵抗部材を介して静電潜像保持体
に接触することになるため、静電潜像保持体の絶縁破壊
やバイアスリークを確実に防止することができ、システ
ムの長寿命化や画質の向上に対し多大の効果をもたらさ
れる。
(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。
実施例1 第1図は、本発明にかかる現像装置の一実施例を示す
概略断面図である。
この図において、現像ローラ1は、金属シャフト2の
外周に弾性体層3および導電体層4を順に設けたもの
で、反時計まわりに回転する。弾性体層3はウレタン系
のマイクロセル発泡体(商品名ENDUR−C250−20;井上エ
ムテーピー社製)であり、ゴム硬度8度(アスカー
A)、外径20.5mmである。導電体層4は、内径20mm,厚
さ100μmのポリエステル系シームレスチューブの外周
面に設けられており、ポリエステル系樹脂中に導電性カ
ーボンを分散することにより体積固有抵抗値104Ω・cm
の導電性が付与されたものから形成されている。現像ロ
ーラ1は、上記のシームレスチューブの内部に金属シャ
フト2と弾性体層3より成る弾性体ローラを挿入するこ
とによって形成されている。シームレスチューブと弾性
体層3の界面は接着することが好ましいが、上記の弾性
体表面は摩擦係数が極めて高いため接着を省略しても実
用上さしつかえない。トナー薄層形成部材5は、厚さ0.
2mmのリン青銅板の先端部を内径2mmの半円形に成形した
もので、円弧の一部が現像ローラ表面に所定の圧力で押
圧されている。現像ローラ1の表面には、この他にトナ
ーこぼれ防止用のリカバリーブレード6、トナー供給ロ
ーラ7および感光体ドラム8が圧接されている。
リカバリーブレード6は、トナー容器9の内部に収納
されている一成分非磁性トナー10が現像器外にこぼれる
ことを防止すると同時に、現像ローラ表面の現像残りの
トナーをこぼさずにトナー容器内に回収する機能を持っ
ており、この実施例では厚さ0.5mmのウレタンゴムシー
トをスポンジ上に接着したものを用いた。トナー供給ロ
ーラ7は密度75kg/m3、発泡セル数80個/25mmの軟質ポリ
ウレタンフォームより成っており、現像ローラ1に対す
る接触深さを0.5mm、回転周速度を現像ローラ1 1/2とし
た。トナー薄層形成部材5を線圧80g/cmで現像ローラ1
に押圧し、現像ローラ1を94mm/secの周速で回転させた
ところ、現像ローラ表面には単位面積あたり0.5mgの均
一なトナー薄層が形成された。このトナー薄層をエアー
にて吸引しファラデーケージ内に導入して電荷量を測定
したところ、−9.0μc/gであった。ここで使用したトナ
ーは、ポリエステル系樹脂中にカーボンブラックを分散
した負帯電型の絶縁性黒色トナーで、トナーの帯電は主
としてトナー薄層形成部材5との摩擦によって行なわれ
ている。
本実施例においては、表面がに帯電された有機光導電
体にレーザビームを照射することによって潜像を形成
し、これを反転現像法によって可視像化するいわゆるレ
ーザビームプリンタに上記現像装置を適用した場合を例
示する。
画像部電位すなわち露光部電位を−50V、非画像部電
位すなわち未露光部電位を−500V、現像バイアス(現像
ローラ1の導電体層4の電位)を−250V、感光体ドラム
8と現像ローラ1の接触幅を1.5mmとして反転現像を実
行する。
ここで、現像ローラ1周面両端部に非トナー付着部が
生じる理由を第2図を用いて説明する。
第2図は、本実施例にかかる現像装置の構成部材のう
ち、現像ローラ1およびサイドフレーム11、12に注目し
て示された要部斜視図である。不図示の支持部材によっ
て現像ローラ1両端のシャフト13、14は回転可能に支持
されている。
現像ローラ1周面の両端部とサイドフレーム11、12に
設けた保持部11a、12aの間にはトナーこぼれ防止用シー
ル部材15が配設されている。ここではシール部材15を体
積抵抗値103Ω・cmの導電性発泡ウレタンによって構成
し、片面をサイドフレームに接着した。このような構成
にすると、現像ローラ1を図中矢印の方向に回転させて
もトナー容器9内に収納されたトナーはローラ両端部へ
到達することができず、従ってトナーこぼれを防止する
ことができる。このことは、とりもなおさずシール部材
15が接触している領域のローラ表面にはトナー層が形成
されず、導電体層4が露出した非トナー付着部16が生じ
ることを意味している。本実施例では、このようにシー
ル部材15と導電体層4が導通状態となることを利用し、
シール部材15に不図示の直流電源を接続して導電体層に
現像バイアス電圧を供給するようにした。
しかしながら、非トナー付着部16を有する現像ローラ
1を静電潜像保持体8に直接接触させると、前述の絶縁
破壊やバイアスリークをひきおこすことになる。トナー
付着部17においては、感光体ドラムと導電体層の間に常
時トナー層が介在しており、これが抵抗層としての機能
を発揮するため上述の問題は生じない。測定によれば、
ローラ表面に0.5mg/cm2のトナー層が存在する時、この
トナー層はローラ回転時に107Ω以上の抵抗体としてふ
るまうことが明らかになった。これ対し、非トナー付着
部16においては感光体表面に電圧の印加された導電体層
が直接接触するため、感光体の絶縁破壊が頻繁に発生
し、破壊された領域には感光体の導電基体が露出するた
め、バイアスリークの原因となった。バイアス印加用直
流電源とローラ表面の導電体層4の間に10M・Ω程度の
保護抵抗を挿入し、電流値を制限すると絶縁破壊を防止
できるが、何らかの原因で感光体表面に傷やピンホール
などの欠陥が生じ、導電体層4と感光体の導電基体が導
通状態となると上述の保護抵抗の両端に電位差が生じ導
電体層4の電位の絶縁値が減少するため、画像部の濃度
が減少しいわゆるバイアスリークと呼ばれる画像欠陥が
生じるのである。
第3図は本願発明の骨子を示す要部斜視図である。20
は、現像ローラ1の非トナー付着部と感光体ドラムとの
間に介在するよう配設された高抵抗もしくは絶縁性部材
である。高抵抗部材20としては、体積抵抗値が106Ω・c
m以上のシート状部材を用いることができる。これによ
り上述の問題を完全に解決することができる。高抵抗部
材20の例としては厚さ50〜500μm程度のポリエステル
フィルム、ポリエチレンフィルム、テフロンフィルムな
どがあげられる。体積抵抗値が106Ω・cm以下の部材を
用いると上述の絶縁破壊やバイアスリークを有効に防止
することができない。
実施例2 第2図において、非トナー付着部16を106Ω・cm以上
の抵抗値を有する抵抗層によって構成すれば、上述の高
抵抗部材20は不要となり、現像装置により簡素なものと
なる。ただし、この場合にはシール部材15よりバイアス
電圧を供給することが出来ないため、現像ローラ1の弾
性体層3を導電性とし、金属シャフト2より現像バイア
スを供給するような構成を採る必要がある。
なお本発明は、これらの実施例の内容に限定されるも
のではなく、正規現像法、アナログ複写機、誘電体ドラ
ムを用いた静電記録方式等にも適用できることはもちろ
んである。
[発明の効果] 以上、詳述したように、本発明によれば比較的簡便な
方法によって静電潜像保持体の絶縁破壊やバイアスリー
クを確実に防止することができ、システムの長寿命化や
画質の向上に対し、多大の効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す概略断面図、第2図は
現像ローラのサイドフレームへの装着部部を示す斜視
図、第3図は本発明の実施例の要部斜視図である。 1……トナー担持体ローラ 3……弾性体層 4……導電体層 5……トナー薄層形成部材 16……非トナー付着部 20……高抵抗部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二俣 幸男 静岡県田方郡大仁町大仁570 東京電気 株式会社大仁工場内 (56)参考文献 特開 昭59−34560(JP,A) 特開 昭61−176959(JP,A) 特開 昭62−208073(JP,A) 実開 昭60−191056(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 15/08 - 15/09

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】弾力性を有し、かつ少なくとも表面が導電
    性を有するトナー担持体ローラと、該トナー担持体ロー
    ラの表面に一成分非磁性トナーによりトナー薄層を形成
    する手段と、前記トナー担持体ローラの導電性表面に電
    圧を印加する手段とを有し、前記トナー薄層を静電潜像
    保持体に接触させることによって前記静電潜像を可視像
    化する現像装置において、 前記トナー担持体ローラ周面両端部の非トナー付着部
    と、前記静電潜像保持体表面との間に高抵抗部材もしく
    は絶縁性部材を介在せしめたことを特徴とする現像装
    置。
  2. 【請求項2】弾力性を有し、かつ少なくとも表面が導電
    性を有するトナー担持体ローラと、該トナー担持体ロー
    ラの表面に一成分非磁性トナーによりトナー薄層を形成
    する手段と、前記トナー担持体ローラの導電性表面に電
    圧を印加する手段とを有し、前記トナー薄層を静電潜像
    保持体に接触させることによって前記静電潜像を可視像
    化する現像装置において、 前記トナー担持体ローラ両端の非トナー付着部表面が高
    抵抗部材もしくは絶縁性部材より成ることを特徴とする
    現像装置。
  3. 【請求項3】前記トナー担持体ローラ周面両端部を、ト
    ナーこぼれ防止用シール部材を介してトナー容器のサイ
    ドフレームに設けた保持部に回動自在に保持させたこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載の現
    像装置。
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