JP3219508B2 - 現像装置 - Google Patents
現像装置Info
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
- G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
- G03G15/0806—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller
- G03G15/081—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller characterised by the developer handling means after the supply and before the regulating, e.g. means for preventing developer blocking
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- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Description
を用いて現像する現像装置に関する。
使用する従来の現像装置を図7に示す。電子写真感光ド
ラム1に対向する開口部2が設けられ、非磁性トナーを
収容する現像容器12、3を備える。
感光ドラム1に向けて搬送する導電性の現像スリーブ5
が収容されている。現像スリーブ5は、その外周面の一
部が開口部2から外部に突出するように現像容器12に
配置されている。現像スリーブ5は感光ドラム1と50
〜500μmの最小間隙をおいて対向され、現像スリー
ブ5に担持されているトナーを感光ドラム1に向けて供
給し、静電潜像を現像するための現像部Dが形成されて
いる。また、現像容器12には搬送手段6で搬送された
トナーを現像スリーブ5に供給するための供給ローラ7
が収容されている。
を重畳している現像バイアス電圧が印加される。現像バ
イアス電圧は、バイアス電源10から発生される。
ーブ5に担持され、現像部Dに搬送されるトナーの層厚
を規制する弾性ブレード8が配置されている。ブレード
8の一端は現像容器12に固定され、カウンター方向に
スリーブ5に当接されている。容器3へのトナーの戻り
口には、現像容器12の下部から外部へのトナー吹き出
しを防止するための吹き出し防止シート11が設けられ
ている。
回転する供給ローラ7に向けて搬送し、トナーは供給ロ
ーラ7で現像スリーブ5に塗布される。現像スリーブ5
は図中矢印が示す方向に回転され、現像スリーブ5に担
持されているトナーは、ブレード8でスリーブ、ドラム
間の最小間隙よりも薄い層厚に規制された後に上記現像
領域Dに送られる。現像領域Dにおいては、現像バイア
スによって振動電界が形成され、該電界の力によりトナ
ーは感光ドラム1上の潜像が形成されている部位に向け
て飛翔する。
は、供給ローラ7によって現像スリーブ5に摺り付けら
れる時にも、スリーブ5との摩擦で帯電するが、トナー
は主として、ブレード8とスリーブ5との当接部(ニッ
プ部)においてスリーブ5との摩擦により、或いは更に
ブレード8との摩擦により、潜像を現像可能な状態まで
摩擦帯電される。
が良好に行われない場合、図8に示すように、初期には
画像濃度が低く、画像形成動作を続けるに従って画像濃
度が高くなって行く、所謂濃度の立ち上がり現像という
現象が発生する。これは現像容器内のトナー循環が緩慢
であるため規制ブレード先端部近傍Aにトナーが滞留す
ることでトナーの過度のチャージアップが起こり、この
過度チャージアップトナーが新たなトナーへの摩擦電荷
付与を妨げ十分な摩擦電荷を保持できないことにより濃
度低下が発生する。そして連続画像形成を行うことで摩
擦電荷付与が妨げられたトナーも滞留を繰り返すことで
次第に十分な摩擦電荷を持ち濃度が上昇し図8に示すよ
うな濃度の立ち上がり現象が起こる。また、A領域にト
ナー滞留が起こることで連続画像形成を長期間行うとト
ナー劣化が促進されカブリ発生、濃度低下等の弊害を生
じてしまう。
像装置を提供するものである。
い、カブリ、濃度の経時変化の無い、信頼性に優れた高
品位な画像形成が可能な現像装置を提供することであ
る。
成分現像剤を担持して静電潜像を現像する現像部に搬送
する回転現像剤担持体と、現像剤担持体が現像部に搬送
する現像剤の層厚を規制する規制部材と、現像剤担持体
回転方向に関して規制部材の上流側の位置で現像剤担持
体に当接し、現像剤担持体に一成分現像剤を供給する、
現像剤担持体と同方向に回転する現像剤供給部材とを有
する現像装置に於いて、上記規制部材の先端よりも上方
に、上記規制部材によって現像部方向への通過を阻止さ
れた一成分現像剤の反転方向への移動を案内する現像剤
案内面を備えており、上記現像剤供給部材の周速をVs
(mm/sec)、上記現像剤供給部材と現像剤案内面
の最近接距離をd(mm)とすると、0.02≦d/V
s≦0.1であることを特徴とする現像装置である。
装置の説明図である。
トナー)を収容した第2室4と、現像スリーブの長手方
向に長いスリット状開口13を介してこの第2室4と連
通している第1室3とを有している。
貼着したクランク状のトナー送り部材6を矢印方向に低
速で回転させてトナーを送ることにより、スリット状開
口13を通して第1室3内に供給される。
置に矢印方向に回転する現像スリーブ5が配置されてい
る。スリーブ5の第1室3外に露出している周面は電子
写真感光ドラム1に対向している。そして第1室3でス
リーブ5に供給されたトナーを担持して、ドラム1にト
ナーを供給し、ドラム1が担持している静電潜像を現像
する現像部Dに搬送する。現像部Dに於いて、スリーブ
5とドラム1の最小間隙は50〜500μmである。
ス銅製であり、表面に金やカーボン、白金、セラミック
等を塗布し、抵抗を下げたもの、またはそれら塗布材料
をそのまま一体成形したものを用いても良い。また、ス
リーブではなく、中実の現像ローラを用いても良い。
より、直流電圧成分に交流電圧成分を重畳させた現像バ
イアス電圧が印加されている。これにより現像部Dには
振動電界が形成される。
内に搬送されたトナーを現像スリーブ5に供給するため
の供給ローラ7が,現像スリーブ5に,現像スリーブ5
の上昇回転部に於いて当接するように収容されている。
このときトナーの供給、塗布を良好に行わせるために、
供給ローラ7はスポンジで作成されるか、ローレット状
加工またはブラシ状加工が施されている方が好ましい。
スリーブ5の回転方向と同方向に回転されている。即
ち、スリーブ5とローラ7の当接部、即ちニップ部で
は、スリーブ5の周面とローラ7の周面は逆方向に移動
する。
ラ7の上面部に供給されたトナーは、供給ローラ7の回
転によって、供給ローラ7の周速と略等しい速度で移動
して現像スリーブ5に付与される。
付与するばかりでなく、現像部Dを追加して現像スリー
ブ5上に残存したトナー層をスリーブ5上から除去する
機能も有している。即ち、ローラ7は、スリーブ5とロ
ーラ7間の前記ニップ部の、スリーブ5の回転入口側で
上記残存トナー層を除去し、スリーブ5の回転出口側で
スリーブ5にトナーを付与する。いずれにせよ、上記ス
リーブ上の残存するトナー層には現像により生じた像状
の履歴が存在するが、上記の如く残存トナー層を除去す
ることにより、現像画像にゴースト像が生ずることを防
止できる。
ブ5に供給されたトナーの層厚を規制する規制ブレード
8が設けられている。
内部材9に固定されており、他端側、即ち自由端側の腹
の面が、現像スリーブ5の上昇回転部に於いて、現像ス
リーブ5に弾性的に当接している。
9のトナー案内面9′より下方に位置しており、ブレー
ド8はスリーブ5にカウンター方向に当接している。即
ち、スリーブ5の回転方向に関し、ブレード8の自由端
は固定端の上流側に位置している。
薄板の弾性を有する金属板ばねまたはPET薄板の弾性
を有する合成樹脂板を基板とし、少なくとも現像スリー
ブ5への当接部にウレタンゴム、シリコーンゴム等のゴ
ム弾性体を有するものが好ましいが、ゴム弾性体のない
上記基板に相当するものだけのもの、あるいは上記基板
を無くしたゴム等の弾性体のみで構成してもかまわな
い。
り、現像部Dに搬送されるトナーの層厚が前記スリー
ブ、ドラム間の最小間隙よりも薄くなるように規制され
る。即ち、この実施例では所謂非接触現像が行われる。
トナーは現像部Dに於いて前記振動電界によりドラム1
上に飛翔せしめられ、潜像に付着する。
ラム間の最小間隙よりも厚いトナー層を形成してそのト
ナー層をドラムに接触させる。所謂接触現像方式の装置
にも適用できる。
に摺り付けられる時もスリーブ5との摩擦で帯電する
が、主として、スリーブ5とブレード8とのニップ部を
通過する際に、スリーブ5との摩擦により、或いは更に
ブレード8との摩擦により、潜像を現像するのに十分な
摩擦電荷を得る。
ム1は矢印方向に回転し帯電ローラ14で一様に帯電さ
れた後に、レーザー、LED等の発光素子により画像情
報に基づいた光束15の露光が行われ感光ドラム1上に
静電潜像が形成される。静電潜像は前記現像スリーブ5
によって可視像化される。可視像化された感光ドラム1
上のトナー像は転写ローラ16により転写材17上に転
写され、定着器18により転写材上に定着され永久像を
得る。転写工程終了後の感光ドラム1上の残トナーはク
リーナ19によりかきとられる。
ム1、クリーナ19、帯電ローラ14が外枠20内に一
体的に内包されたプロセスカートリッジを用いた。この
プロセスカートリッジは、電子写真装置本体に設けたガ
イド21に沿って、この本体に着脱できる。従って、現
像容器12内のトナーが消費され終ると、使用済のカー
トリッジがガイド21に沿って本体から抜き出され、新
たなカートリッジがガイド21に沿って本体内に挿入さ
れる。
りも上方に、ブレード8によりブレード8とスリーブ5
間のニップの通過を阻止された(即ち現像部Dの方への
通過を阻止された)トナーを、ブレード8から遠ざかる
方向に移動するように案内するトナー案内面9′を有し
ている。
らスリット状開口13の上縁部の位置まで延在してい
る。
13の下縁近傍を通して第1室3に供給されたトナー
は、供給ローラ7の回転による搬送力を受けて、第1室
3内を矢印aに示すように移動する。
ーは、矢印aの移動方向とは逆の方向b、即ち反転方向
bに移動する。案内面9′は、このようなトナーの横方
向への移動を案内し、トナーは案内面9′に案内されつ
つ、スリット状開口13の上縁近傍から再び第2室4に
戻る。
きは供給ローラ7の回転によって支配され、ブレード8
先端部近傍のトナー移動速度は、供給ローラ7の周速度
Vsとほぼ等しい速度であることがわかった。
近傍にトナーがいつまでも滞留してしまうと、過度にチ
ャージアップしたトナーが発生し濃度の立ち上がり現象
及びカブリが発生してしまうために、ブレード8先端部
近傍の、前記ニップの通過を阻止されたトナーは速やか
にトナー収納容器である第2室4側に戻す必要がある。
ラ7の周面との間の最小間隔、即ち最近接距離をd(m
m)、供給ローラ7の周速をVs(mm/sec)とし
た時、d/Vsの値が0.02以上、0.1以下の範囲
にあるようにdとVsを設定すれば、ブレード8先端部
近傍でのトナーの滞留が防止され、トナーは案内面9′
に案内されて速やかに第2室4に戻ることを見出した。
図5に初期濃度から飽和濃度に至るまでのA4版紙で
のプリント枚数nと(d/Vs)の関係を示す。飽和濃
度は光学反射濃度値1.5以上で変動幅が0.05未満
の状態に達したときの濃度を言う。
0枚以内で濃度の立ち上がりが完了していることが解
る。
立ち上がりが激しく、d/Vs=1においては700枚
で所定濃度に達した。これはブレード8の先端部近傍に
トナーが滞留してしまい、或いはトナーが一旦は反転し
ても第2室4に戻る前に矢印a方向のトナーの動きの内
に取り込まれてしまい、ローラ7の上部からブレード8
付近の狭い領域で滞留状に循環するだけとなり、トナー
の過度のチャージアップを招来するからである。
度も1.48のプリントが得られたが、ブレード8方向
へのトナー移動が速すぎ、トナー収容容器側へトナーが
戻りきらず再び供給ローラ7の回転にともなって押し戻
され、結果としてブレード8先端部でトナーの滞留を招
きカブリ、濃度低下等の不具合が発生してしまった。
象を防ぎ、かつトナーの過度のチャージアップ現象を防
止するためには、d/Vsが0.02≦d/Vs≦0.
1なる関係を満たすことで、濃度の安定したカブリの無
い良好なプリント画像が得られる。図6にd/Vsが
0.1と0.5の時のプリント枚数と画像濃度値の推移
を示したグラフを示す。図6においてラインAがd/V
s=0.1のとき、ラインBは従来例のd/Vs=0.
5のときのものであり、本実施例により濃度の立ち上が
りが改善されたことが示されている。
合に、均一な画像特に均一なベタ画像が得られるもので
ある。また本実施例は画像形成プロセスの高速化にも適
している。
トナーは供給ローラ7により現像スリーブ5に供給さ
れ、ブレード8により規制され現像スリーブ5上に均一
なトナー層が形成される。一方、トナー層形成に寄与し
なかったトナーはブレード8の裏側を経由し、更にトナ
ー案内面9′を経由して再び第2室4側に戻される。こ
のとき、0.02≦d/Vs≦0.1の関係を満たせ
ば、前記したように濃度の立ち上がり現象を防止するこ
とができる。
合、現像スリーブ1回目は濃く2回転目以降は、それよ
りも薄い画像が形成されてしまうということを防止する
ためには、前述の0.02≦d/Vs≦0.1の関係を
満たすとともに、現像スリーブ5が1回転する間に第1
室3に取り込まれたトナーがトナー収容容器に戻ること
が望ましい。そしてこれは、{(d+La+Lb)/V
s}<(πR/Vd)となるようにd,La,Lb,V
s,R,Vdを設定することで達成される。
案内面9’のトナー案内方向の幅であり、Lbはトナー
供給ローラ7と現像スリーブ5との当接部と、スリット
状開口13の下縁との間の水平方向の距離(mm)であ
り、Vdは現像スリーブ5の周速度(mm/sec)、
Rは現像スリーブ5の直径(mm)である。
性が保たれると共に、高速で画像形成を行った場合にお
いても十分にベタ濃度の追従性が得られる。つまり、ス
リーブ5が1回転する間に供給ローラ7とトナー案内面
9′間の空間のトナーの入れ換えが可能となる。
例を示す。
現像装置に準ずる部分については、その符号を同一化す
ることで詳細な説明を省略する。
する側の表面がトナーと逆極性に摩擦帯電する材質によ
り被覆されていることを特徴としている。この被覆層2
2はそれ自身がトナーと逆極性に帯電するものであり、
トナーにより強く摩擦電荷付与が行えるためブレード8
とスリーブ5のニップ部で瞬間的に十分な摩擦電荷付与
を行う必要がある一成分現像方式には最適である。この
瞬間的なトナー摩擦帯電を立ち上げが達成されること
で、濃度の立ち上がりが現象が殆ど無くなる。
変化にも大きく影響し、図6のラインAで示す濃度の立
ち上がりを示す現像装置で200μmのライン画像を形
成したときに、イニシャルのライン幅から50枚目(立
ち上がり完了時)のライン幅の変化量は約20μmであ
り、高精細画像形成を目的とした現像装置においては許
容し難い変動量である。従って、高精細画像を要求する
場合、濃度の立ち上がり現象を無くすことが必要とな
り、第1室内でのトナーの滞留を防止し更にブレード部
での瞬間的な摩擦電荷付与を達成させる必要がある。従
って、被覆層22を設けることで濃度の立ち上がり現象
が防止できる。
ーの帯電能力を被覆層22により向上させることが可能
となり、使用環境範囲を広げられる。
ているが、被覆層22として正帯電特性の材料であるナ
イロン、アクリル、セロファン、ビニルアルコール等の
材料を溶剤中に分散させて、塗布したものを用いた。本
実施例では塗布成形により被覆層22を形成したが、上
記正帯電特性材料をシート状に成形したものをブレード
8の弾性体上に接着しても同様な効果が得られた。
場合は、被覆層22として負帯電特性の材料であるPT
FE、ポリイミド、PVdF、シリコーン等の材料を用
いブレード8の弾性体上に塗布若しくはシート状のもの
を接着して使用、若しくはシリコーン等はゴム成形を行
い基盤上に直接接着することで、本実施例と同様な効果
が得られる。
平行、或いは、スリーブから離れて行く方向に関して水
平面に対し上り斜面とするようにすることが好ましい。
持体に供給されたトナーがトナー層厚規制部材の近傍で
滞留することを防止できるから、濃度の立ち上がり現象
が防止できると共に、カブリ、トナー劣化に伴う濃度低
下現象等の不具合が解決できる。
説明図。
図。
Claims (6)
- 【請求項1】 一成分現像剤を担持して静電潜像を現像
する現像部に搬送する回転現像剤担持体と、現像剤担持
体が現像部に搬送する現像剤の層厚を規制する規制部材
と、現像剤担持体回転方向に関して規制部材の上流側の
位置で現像剤担持体に当接し、現像剤担持体に一成分現
像剤を供給する、現像剤担持体と同方向に回転する現像
剤供給部材とを有する現像装置に於いて、上記規制部材
の先端よりも上方に、上記規制部材によって現像部方向
への通過を阻止された一成分現像剤の反転方向への移動
を案内する現像剤案内面を備えており、上記現像剤供給
部材の周速をVs(mm/sec)、上記現像剤供給部
材と現像剤案内面の最近接距離をd(mm)とすると、
0.02≦d/Vs≦0.1であることを特徴とする現
像装置。 - 【請求項2】 前記現像剤担持体、規制部材、現像剤供
給部材及び現像剤案内面の配置された第1室と、この第
1室とスリット状開口を介して連通されており、一成分
現像剤が収容される第2室と、第2室に配置されてお
り、第2室内の現像剤を上記スリット状開口を通して第
1室に供給する現像剤送り部材とを備えており、前記現
像剤案内面は、前記規制部材によって現像部方向への通
過が阻止された現像剤が上記第2室に戻るように案内す
る請求項1に記載の現像装置。 - 【請求項3】 前記現像剤担持体の周速をVd(mm/
sec)、直径をR(mm)、現像剤案内面の幅をLa
(mm)、現像剤担持体と現像剤供給部材の当接部と前
記スリット状開口下部との間の距離をLb(mm)とす
ると、{(d+La+Lb)/Vs}<(πR/Vd)
である請求項2に記載の現像装置。 - 【請求項4】 前記規制部材は現像剤担持体にカウンタ
ー方向に当接された弾性ブレードである請求項1乃至3
のいずれかに記載の現像装置。 - 【請求項5】 前記規制部材は、現像部での像担持体と
現像剤担持体の最小間隙よりも薄い厚みに一成分現像剤
層厚を規制する請求項1乃至4のいずれかに記載の現像
装置。 - 【請求項6】 前記現像剤担持体には振動バイアス電圧
が印加される請求項5に記載の現像装置。
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