JP3060765B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、プリ
ンタなどの現像装置に関し、特に非磁性一成分現像剤を
用いる現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の現像装置として一般的なものは、
まずばね性のある金属板材やシリコンゴムなどの板材か
らなるトナー規制部材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、このトナー規制部財により層厚を規制され、かつ所
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。

【０００３】弾性現像ローラのゴム硬度は、ＪＩＳ Ａ
型硬度計により測定し３０〜５０°が一般的である。弾
性現像ローラは、ばねなどの力により静電気潜像が形成
された感光体に軽く圧接されており、帯電トナーが感光
体上の静電潜像と現像ローラ間の電界により現像され
る。このような現像法においては、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の周速度差を大
きく取りたいという要求がある。

【０００４】ところが、そのような周速度差を設けた場
合感光体への現像ローラの圧接が大きいと、感光体と現
像ローラ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。また、感光
体と現像ローラとの駆動力にも問題が生じやすい。

【０００５】さらに、圧接力が大きいと別の問題点とし
て、トナーが感光体への電界の力以外の付着力によって
付着してしまう、すなわち、非画像部へのトナー付着が
起こり、かぶり現象となってしまう。これらのことか
ら、接触現像法において現像ローラと感光体の接触は可
能なかぎりソフトであることが望まれている。

【０００６】このような要求に対して、駆動ローラにそ
の周長より僅かに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（例えば、特開平
１−２３４８６９号公報）。この方式の現像装置につい
て図を参照して説明する。図２はこの従来方式の現像装
置を示す断面図である。

【０００７】この方式の現像装置は、図２に示すよう
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
で矢印方向へ回転移動する。

【０００８】トナー５は撹拌部材４により筒状薄膜部材
７表面に達し、筒状薄膜部材７との接触及び静電気力に
よって、筒状薄膜部材７の表面に付着し矢印方向へ搬送
される。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共に、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静電気力に
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。

【０００９】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を有しており駆動
ローラ２とは非接触状態にあるため、筒状部材７はそれ
自身の剛性のみで感光体１０にソフトに、かつ安定した
ニップ幅を確保して接触し、その為に感光体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。

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにガイド部材８を強く押圧して駆動ローラ２の回転を
薄膜部材７に伝達する方式においては、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という欠点が
ある。

【００１０】また、前記のような方式で駆動ローラ２の
回転を筒状薄膜部材７に確実に伝達するためには、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 との間には、μ₁ 〉μ₂ の関係が必要とさ
れ、従って、駆動ローラ，筒状薄膜部材，ガイド部材の
素材選択に大きな制限を設けることになり、駆動ローラ
の外周面に粗面加工が必要になるなど、安価な材料が使
用できないという欠点がある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、１成分非磁性
トナーを表面に保持し、前記１成分非磁性トナーを感光
体上の静電潜像に接触させるための筒状薄膜部材と、こ
の筒状薄膜部材の外部からこれを押圧し回転駆動する駆
動ローラと、前記筒状薄膜部材を介し前記駆動ローラと
対向して配設され前記筒状薄膜部材の内部からこれを押
圧し従動回転する従動ローラとを備えている。

【００１２】また、前記駆動ローラが導電性金属芯材の
外周に導電性ゴム層、もしくは導電性発泡体層を設けた
ローラからなり、かつ前記導電性金属芯材にバイアス電
圧が印加されれていることを特徴とし，前記筒状薄膜部
材の両端に前記１成分非磁性トナーの洩れ防止のための
導電性のシール材を備え、かつ前記シール材にバイアス
電圧が印加されていることを特徴とする。

【００１３】さらに、前記筒状薄膜部材の表面抵抗が１
０⁹ Ω以下でもよく、その厚さが２０〜５００μｍの加
撓性材料からなっていてもよい。

【００１４】また、前記筒状薄膜部材が前記従動ローラ
から離間する位置から回転下流方向の位置にあって前記
筒状薄膜部材に圧接し、前記１成分非磁性トナーのトナ
ー層厚を規制するためのブレードを備えてもよく、前記
駆動ローラに圧接する前記トナーの掻き落とし部材を備
えてもよい。

【００１５】

【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縦断面図である。図
１において、現像装置１は、矢印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、この筒状薄膜部材７に内包される従
動ローラ２３、筒状薄膜部材７を外部から圧接駆動する
駆動ローラ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、トナー５を貯留
及び前記各部材を支持し収納する現像ハウジング１１な
どからなる。

【００１６】なお、本実施例では、トナー５としてポリ
エステル系樹脂１００重量部に対しカーボンブラック５
部、電荷制御剤２部、定着の際のオフセット防止用ポリ
プロピレン系のワックス１部などよりなり、体積中心粒
径が１０μｍの負帯電のトナーを用いた。

【００１７】まず、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。図１において、矢印方向に回転す
る筒状薄膜部材７の近くに撹拌部材により送り込まれた
トナー５は、筒状薄膜部材７との接触による摩擦帯電
と、矢印方向に回転する駆動ローラ２１との接触により
摩擦帯電し、筒状薄膜部材７と駆動ローラ２１との接触
で形成されニップ部に送り込まれ筒状薄膜部材７に付着
する。その後、規制ブレード６により、このトナー５は
所定の薄膜になり、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。

【００１８】このよう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。そして、この感光体上トナー像は公知の電
子写真法転写・定着プロセスを経て紙等へ記録される。

【００１９】次に、各部材について詳細に説明する。筒
状薄膜部材７の材料としては、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、ステンレス鋼，ア
ルミニウムなどの金属薄膜などが好ましい。高分子フィ
ルムの例としては、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
などのポリアミド樹脂の押し出し成形チューブが好まし
い。また、反対の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。

【００２０】さらに、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ために１０₉ Ω以下である
必要がある。また、厚みとしては、それ自身が円筒形状
に復元する弾性を持つ必要があり、従って、いわゆる可
撓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。

【００２１】駆動ローラ２１は筒状薄膜部材７の外部か
ら圧接している。駆動ローラ２１の材料としては、ステ
ンレス鋼，アルミニウムなどの導電性金属芯材の外周に
導電性のゴムまたは発泡体層を設けたものが好ましく、
筒状薄膜部材７との間の摩擦係数を大きくしている。こ
の駆動ローラ２１は絶縁性のゴムまたは発泡体で構成さ
れていてもトナーを筒状薄膜部材７上に付着させるため
には何ら問題はないが、導電性であればバイアス電圧を
印加可能となり、積極的にトナーへ荷電できるので、ト
ナーの帯電を促進する意味から好ましくなる。駆動ロー
ラ２１の導電性芯材には、電源（図示せず）より負極性
（正電性トナーの場合には正極性）の直流バイアス電圧
が印加されている。

【００２２】駆動ローラ２１の外周に用いられる導電性
ゴム材料の例としては、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，金属粉，ＳｉＯ₂ などの導電性
粒子を分散させたシリコンゴム，ウレタンゴム，エチレ
ンプロピレンゴム，アクリロニトリルブタジエンゴム，
スチレンブタジエンゴム，クロロプレンゴムなどが好ま
しい。また、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、フッ素ゴム
などが好ましい。

【００２３】次に、駆動ローラ２１の外周に用いられる
導電性発泡体材料の例としては、カーボンブラックなど
の導電性粒子を後含浸あるいは発泡前の材料段階で分散
させて得られたポリエステル系またはポリエーテル系ポ
リウレタンフォーム，シリコンスポンジ，クロロプレン
スポンジなどが好ましい。

【００２４】ポリウレタンフォームの発泡体スポンジロ
ーラを用いる場合、発泡セル数は７０箇／インチ以上の
ものがトナー粒子が入り込まず、ローラが硬くなること
が無く好ましい。また、この範囲であると発泡体の硬度
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ためには、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。

【００２５】以上の導電性ゴムまたは導電性発泡体で構
成される駆動ローラ２１の電気抵抗値は、この駆動ロー
ラ２１を導電性金属基板の上に静置し、ローラ軸両端に
５００ｇ重ずつの荷重を掛けた状態で、ローラ軸と導電
性金属基板との間にＤＣ１００Ｖの電圧を印加し、１分
後の値を測定し１０⁹ Ω以下であることが駆動ローラ２
１に印加されるバイアス電圧を種々の環境下で安定して
トナーへの電荷注入に利用できる意味で好ましい。

【００２６】なお、上述したように、駆動ローラ２１は
筒状薄膜部材７を駆動する機能以外に、筒状薄膜部材７
上にトナーを送り込み付着させる機能も果しているが、
駆動ローラ２１の表面にトナーが所望量以上に載り、駆
動ローラ２１と筒状薄膜部材７とで形成されるニップ部
に送り込まれると、駆動負荷の増大や筒状薄膜部材７上
のトナー付着量が過大になるなどの問題を引き起こすた
め、図１に示されるように、駆動ローラ２１にトナーの
掻き落し部材２４を接触させることが好ましい。この掻
き落し部材２４の材質としては、ブラシまたはポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなどを用いれば
よい。

【００２７】筒状薄膜部材７の内部からは、筒状薄膜部
材７を介して駆動ローラ２１に対向するように従動ロー
ラ２３が圧接している。駆動ローラ２１は駆動系（図示
せず）により、矢印方向に回転する。従動ローラ２３は
回転自在なように保持されている。従動ローラ２３の材
質としてはゴム，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，プラスチック類などの
ローラを用いることができる。この方式により駆動ロー
ラ２１と従動ローラ２３とに挟まれた筒状薄膜部材７
は、小さな駆動負荷で矢印方向に回転できる。効果があ
る。

【００２８】規制ブレード６の材質としては、従来より
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、ばね性を有する磁性金属薄板材料、またはステンレ
ス鋼，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、面当てもしくはエッジ当てで用いる
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。さらに、ブラシを用いることもできる。

【００２９】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が従動ローラ２３から離間する位置
より回転下流方向の、筒状薄膜部材７が膨らみ始めた位
置が好ましい。このよう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から離れる方
向へ変形しようとするのを規制することができる。

【００３０】次に、筒状薄膜部材７の両端に位置し、こ
の部分からトナーが漏れないように筒状薄膜部材７へ圧
接されているシール部材２２について説明する。シール
部材２２としては、毛足の長い（例えば、２〜５ｍｍ程
度）導電性フェルトや導電性ブラシなどを用いることが
できる。このシール部材２には電源（図示せず）から現
像バイアス電圧が印加されており、表面導電性を有する
筒状薄膜部材７に現像バイアス電圧を伝える機能も備え
ている。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の現像装置
は、筒状薄膜部材をこれに内包された従動ローラと外部
から圧接する駆動ローラとの組み合わせで回転駆動する
ことにより、少ない駆動負荷で済むため、駆動系の価格
低減に寄与できると共に、筒状薄膜部材の素材選択の幅
が増えるため、安価な材料が使用できるという効果があ
る。

【００３２】さらに、トナー規制ブレードの圧接力によ
り、筒状薄膜部材の過度の変形を防止しつつ、可撓性を
有した筒状薄膜部材を感光体にソフトに接触させるの
で、感光体上に現像されたトナー像を乱すことなく、か
ぶり現象の少ない現像ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す縦断面図である。

【図２】従来例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 現像装置 ２，２１ 駆動ローラ ４ 撹拌部材 ５ トナー ６ 規制ブレード ７ 筒状薄膜部材 ８ ガイド部材 １０ 感光体 １１ 現像ハウジング ２２ シール部材 ２３ 従動ローラ ２４ 掻き落し部材 Ｓ 空間部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １成分非磁性トナーを表面に保持し、こ
   の１成分非磁性トナーを感光体上の静電潜像に接触させ
   るための筒状薄膜部材と、この筒状薄膜部材の外部から
   これを押圧し回転駆動する駆動ローラと、前記筒状薄膜
   部材を介し前記駆動ローラと対向して配設され前記筒状
   薄膜部材の内部からこれを押圧し従動回転する従動ロー
   ラとを備える現像装置において、前記筒状薄膜部材の両
   端に前記１成分非磁性トナーの洩れ防止の為の導電性シ
   ール材を備え、この導電性シール材に現像バイアス電圧
   を印加し、前記駆動ローラの導電性芯材に前記現像バイ
   アス電圧とは異なる電圧を印加したことを特徴とする現
   像装置。
2. 【請求項２】 駆動ローラが、導電性金属芯材の外周に
   導電性ゴム層を設けたローラ、もしくは導電性発泡体層
   を設けたローラであることを特徴とする請求項１記載の
   現像装置。
3. 【請求項３】 駆動ローラに圧接する前記トナーの掻き
   落とし部材を備えることを特徴とする請求項１または２
   記載の現像装置。