JPH0193773A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、現像装置に係り、特に、１成分現像剤を保持
しながら現像領域に搬送せしめる現像剤担持体を、接着
剤層中に多数の微小電極を分散させて構成するようにし
た現像装置に関する。

（従来技術） １成分現像剤（以下トナーという。）を用いて現像を行
なう静電記録装置の現像装置においては、表面に潜像が
形成される感光体ドラム等の潜像担持体に対して、金属
性円筒状の現像スリーブ等からなる現像剤担持体が接触
して摺擦されるように設けられているとともに、さらに
この現像剤坦持体に対しては、ローラー状の弾性体等か
ら形成される現像剤補給部材が接触して摺擦されるよう
に設けられている。そしてまず、現像剤ホッパー内に貯
蔵されたトナーが、上記現像剤坦持体と現像剤補給部材
との間に形成されるニップ部に供給されると、トナーは
摺擦されることにより摩擦帯電されながら現像剤担持体
表面上に付着され、さらにブレード体等から形成される
現像剤規制部材により薄層化された後、現像領域に搬送
されて上記潜像担持体上の潜像に供給され、現像が行な
われるようになっている。

また、このような１成分現像剤を用いる現像装置におけ
る現像剤担持体は、その表面電極層として、絶縁性材料
からなる接着剤層中にカーボンブラック等からなる多数
の微小電極粒子を分散させてなるフロート電極を備える
ものが採用されることがあり、さらに、上記表面電極層
の接着剤層を弾性材料から形成することにより潜像担持
体表面を弾性化し、潜像担持体の損傷を防止するととも
に、現像における接触面積を拡大して現像効率の向上お
よび現像スピードの高速化を図るようにしたのものがあ
る。

しかし、このような従来の現像装置における弾性状の現
像剤担持体では、表面電極層のフロート電極を形成する
微小電極の表面部分のみにトナーが付着されるのが理想
であるにもかかわらず、表面電極層の全体にトナーが付
着されることがしばしば生じ、現像動作終了後の現像剤
担持体上に残留する摩擦帯電電荷を除電ブラシだけでは
除去しにくくなるという問題が生じている。これは、上
記のように接着剤層を弾性材料から形成する場合には、
該接着剤層の部分で現像剤規制部材の加圧力が弱まり、
その結果、トナーが通過し易くなることに基因するもの
であり、表面電極層のフロート電極を形成する微小電極
以外の絶縁性部分にトナーが付着されると、その部分の
絶縁性により残留電荷が除電しにくくなるものである。

（目　　的） そこで本発明は、現像剤担持体のフロート電極を構成す
る微小電極の表面部分にのみトナーを付着させ、これに
より現像動作終了後の現像剤担持体上に残留する摩擦帯
電電荷を良好に除去することができるようにした現像装
置を提供することを目的とする。

（構　　成） 上記目的を達成するため、本発明は、１成分現像剤を保
持しながら現像領域に搬送せしめる現像剤担持体を、接
着剤層中に多数の微小電極粒子を分散させて構成してな
る現像装置において、上記微小電極粒子は、弾性を有す
る導電性微粒子から形成されているとともに、接着剤層
は、高硬度を有する絶縁性材料から形成されてなる構成
を有している。

このような構成からなる現像装置においては、現像剤規
制部材が微小電極に接触される際に、この弾性状の微小
電極設置部分が上記現像剤規制部材に加圧されて圧縮状
態になされ、その部分の加圧力が弱められてトナーが通
過し易くなる。その結果、トナーは微小電極設置部分に
良好に付着されることとなる。一方、高硬度の接着剤層
は、上記微小電極設置部分に比して余り圧縮されること
がないため、該接着剤層上にはトナーが通過しにくくな
る。その結果、トナーは接着剤層部分には余り付着され
ないこととなる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図には、本発明の一実施例としての非磁性１成分現
像剤を使用する現像装置が示されている。

第１図において、現像剤担持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、矢印方向に所
定速度で回転駆動される。この現像スリーブ１では、特
に第２図に示すように、スリーブ状の例えばアルミニウ
ム等からなる導電性基体１ａの周面上に、クロロプレン
等の絶縁材料からなる絶縁層１ｂが被着されているとと
もに、さらにその上に、表面電極層１Ｃが被着され構成
されている。この表面電極層１Ｃは、絶縁性の接着剤層
１　Ｃ＋中に、多数の微小電極粒子１０ｍを互いに電気
的絶縁状態に分散させることにより形成されているもの
である。

上記表面電極層１Ｃの微小電極粒子１Ｃ２は、硬化度の
低い、いわゆる弾性エポキシ樹脂にカーボンブラックを
分散させて硬度が２０〜３０度、電気抵抗が１０５〜１
０６Ωαとなるように形成してなるものを、一般に良く
知られている冷凍粉砕により平均粒子径が５０〜１００
μｍの粒子ｌｚ作成することにより得られるものである
。一方、上配接着剤層１　Ｃ，は、加熱または常温硬化
型の樹脂、例えば熱硬化性エポキシ樹脂から形成されて
おり、硬度が９０度以上の高硬度を有するように形成さ
れている。上記微小電極粒子１Ｃは、全表面積に対して
、４０％〜６０％の面積率となるように混合・分散され
ている。また、表面電極層１Ｃの表面部は、表面粗さが
２．５μｍＲＺ以下となるように研磨されている。

この場合、上記微小電極粒子１Ｃ２の材料としては、そ
の表面にトナーが付着し易いように摩擦帯電系列の上で
トナーと隔てられたものを採用することが好ましい。一
方、これとは逆に接着剤層１ｃ、の材料としては、その
表面にトナーがなるべく付着されないようにｊ！擦帯電
系列の上でトナーと同等ものを採用することが好ましく
、さらに、トナーとの離型性に富む材料を含有させるこ
とは一層好ましい。なお、上記微小電極粒子１へおよび
接着剤層１Ｃｔは、エポキシ系樹脂に限られず、ウレタ
ン系樹脂やアクリル系樹脂等幅広く採用することができ
、また、樹脂材料以外のものをも採用することも可能で
ある。

このような現像スリーブ１においては、後述する現像剤
規制部材としてのドクターブレード７が微小電極粒子１
Ｃ２に接触される際に、この弾性状の微小電極設置部分
がドクターブレード７に加圧されて圧縮状態になされ、
その部分の加圧力が弱められてトナーが通過し易くなる
。その結果、トナーは微小電極設置部分に良好に付着さ
れることとなる。一方、高硬度の接着剤１１１ｃ、は、
上記微小電極設置部分に比して余り圧縮されることがな
いため、該接着剤層１　ｃ、上にはトナーが通過しにく
くなる。その結果、トナーは接着剤層部分には余り付着
されないこととなる。

なお、前記導電性基体１ａは、後述する除電ブラシ９と
同電位でバイアス電源１０に接続されているとともに、
絶縁層１ｂは、現像に適した電界強度を保持するために
設けられているものであり、必要に応じて省略すること
も可能である。

上記現像スリーブ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ー２が形成されている。本例で使
用される現像剤は、非磁性の１成分系トナーである。上
記ホッパー２の上部には、補給口２ａが形成されており
、ここに、トナーが充填されたカートリッジ３が装着さ
れ、ホッパー２に向けて新たなトナーが自然落下により
補給されるようになっている。上記ホッパー２内には、
トナーの凝集を防止しつつ現像スリーブ１側に向けてト
ナーを送り出すアジテータ４が回動自在に配置されてい
る。

上記ホッパー２の現像スリーブ１側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の表面への移動を
推進するトナー供給部材６が回転自在に配設されている
。このトナー供給部材６は、好適には、その表面を現像
スリーブ１の表面上に圧接可能な位置に支承されるとと
もに、現像スリーブ１と同方向に回転駆動されることが
望ましい。

すなわち、接触部Ｃにおいて、双方の表面が圧接しつつ
逆方向に移動される状態が好ましい。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
ともに、層圧が規制され、適切なトナー層が現像スリー
ブ１表面に形成されるようになっている。この場合、ト
ナー供給部材６を現像スリーブ１に対して非接触状態に
配設しても、トナーを現像スリーブ１に供給することは
可能であり、帯電効率の良いトナーを用いるとか、別個
に押圧部材を設けてトナー層を付着形成させる等の手段
を併用することにより、接触させる場合と同様な効果を
得ることができる。また、トナー供給部材６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の表面とトナー供給部材６の表面とが摺
接しつつ回転される状態が好ましい。しかるに、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
着およびホッパー２内でのトナーの凝集の促進等の副作
用を伴うため、適性範囲内に設定することが要求される
。トナー供給部材６の表面部の材質は、トナーを効率良
く摩擦帯電させるために、トナーに対して＊ｔ＊帯電系
列が離れていることが望ましい。

本実施例では、周面に好適に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性材から
なる表面層が被着されたスポンジローラ６が、現像スリ
ーブ１の表面に圧接されつつ現像スリーブ１と同方向に
回転駆動可能に配設されている。

この場合、直径が２５．４ＪＩＩ＋＋の現像スリーブ１
が４００　ｒｐｍの速度で回転駆動されるのに対して、
直径が１４顛のトナー供給部材６が８０　Ｏｒｐｍで回
転駆動され、両者の速度比は、約１０：１１に設定され
ている。なお、トナーを適位づつ接触部Ｃに搬送し、好
適なトナー層を現像スリーブ１の表面に形成するために
は、可撓性材の硬度は高いほうが良く、孔径は小さいほ
うが良い。

以上のようにトナー供給部材６を設けることにより、ホ
ッパー２内に送り出されてくるトナーは、トナー供給部
材６の回転に追従して移動され、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され
る現像スリーブ１とトナー供給部材６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
とともに、トナーが現像スリーブ１の表面に付着せしめ
られる。この場合、トナーをトナー供給部材６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
６とのｒｓ擦による静電気力が関与する。

したがって、現像剤がキャリアも磁性体も含まない非磁
性１成分系トナーであっても、ホッパー２から現像スリ
ーブ１の表面に円滑に移送・供給させることができる。

なお、トナー供給部材としては、可撓性ローラに限らず
、ファーブラシや金属もしくはプラスチックローラ等も
適用することが給部材６の下流側には、現像スリーブ１
の表面に付着形成されその回転とともに搬送されてくる
トナー層の層厚を規制して薄層化せしめる現像剤規制部
材としてのドクターブレード７が配設されている。この
ドクターブレード７は、弾性材料あるいは硬質材料のい
ずれから形成されるものでも構わないが、本例では、弾
性部材からなる本体７ａの一方側の側面に例えば、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なる絶縁
［１７ｂを被着して形成されており、上記絶縁膜７ｂを
介してその先端部が現像スリーブ１の表面に圧接されト
ナーの層厚が規制されるようになっている。

この場合、ドクターブレード７の支持方向は、現像スリ
ーブ１の回転方向に沿って支持するトレーリング方向、
あるいは逆に本例のごとく、回転方向とは反対のカウン
タ方向のいずれであってもよいが、先端エツジ部７Ｃを
現像スリーブ１の表面に当接させることが重要である。

本例においては、長さ１ｃａ＋当たり１０〜１５９の圧
接力にて当接されている。これにより、トナーの層厚を
現像スリーブ１の幅方向における所用領域の略全域にわ
たり確実かつ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。また
、上記絶縁膜７ｂは、トナーの固着防止と帯電特性の向
上を図るために設けられており、本例のごとくフッ素系
材料を使用することにより、−層効果的にトナーの固着
が防止され摩擦帯電が実行されることとなる。なお、現
像剤規制部材としては、前述したＰＦＡのほかに、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（ＥＴＦ
Ｅ）　、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およびフッ素系高分子材料を含
有する材料、さらに、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。また、これらの材料の耐摩耗性を改善するため、
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るようにし
てもよい。

現像スリーブ１の回転移動経路におけるドクターブレー
ド７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感光体ベルト（ＯＰＣベルト
）８の一部と上記現像スリーブ１の表面とが転勤接触さ
れ、現像領域りが形成されている。適所で一様帯電され
像露光の工程を経て上記ＯＰＣベルト８の表面に形成さ
れた静電潜像は、その回動とともに現像領域りまで搬送
される。現像領域りには、ドクターブレード７により層
厚が規制されるととも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。

現像領域りの現像スリーブ１の回転方向に沿った下流側
には、現像スリーブ１の表面に蓄積された不要な電荷を
除去する除電ブラシ９が配設されている。現像スリーブ
１の表面には、トナー供給部材６やドクターブレード７
およびｏＰＣベルト８等との接触により、現像に不要な
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、
確実に除去され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、金属等の場合に比して除去が困
難であり、効率のよい除電手段が要求される。本例では
、前述したように、ドクターブレード７が電極層１Ｃの
微小電極粒子１Ｃ２に接触される際に、この弾性状の微
小電極設置部分がドクターブレード７に加圧されて圧縮
状態になされ、その部分の加圧力が弱められてトナーが
通過し易くなされ、トナーは微小電極設置部分に良好に
付着されるとともに、高硬度の接着剤層１　ｃ、ば、上
記微小電極設置部分に比して余り圧縮されることがない
ため、該接着剤層１　Ｃ，上にはトナーが通過しにくく
なり、トナーは接着剤層部分には余り付着されないこと
となる。すなわち、表面電極層のフロート電極を形成す
る微小電極以外の絶縁性部分にトナーが付着されなくな
るため、その部分の絶縁性により残留電荷が除電しにく
くなるような事態が回避され、除電作用は良好に行なわ
れる。

除電ブラシ９は、前述した現像スリーブ１の導電性基体
１ａと同一電位でバイアス電源１０に接続されている。

これにより、現像スリーブ１の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
よく除去することができる。かくして、除電処理を受は
静電気的付着力が消失されたトナーは、現像スリーブ１
の回転とともにスポンジローラ６の配設位置に搬送され
、ここで現像スリーブ１の表面から容易に掻き落される
。すなわち、スポンジローラ６は、現像スリーブ１に圧
接されて撓み、所定長さにわたって面接状態になされて
おり、接触部Ｃにおけるスポンジローラ６の回転方向に
対して上流側では、前述したように、スポンジローラ６
に担持され搬送されてくるトナーを規制しながら現像ス
リーブ１の表面に付着させるが、下流側では、現像スリ
ーブ１の表面に付着された残存トナーを掻き取る作用を
発揮する。掻き取られたトナーは、スポンジローラ６の
回転とともにホッパー２内に搬送され、再使用に供せら
れることとなる。

本発明は、磁性トナー、非磁性トナーのいずれを使用す
る現像装置にも適用することができるものである。

（効　　果） 以上述べたように、本発明による現像装置は、現像剤担
持体の微小電極粒子を、弾性を有する導電性微粒子から
形成するとともに、接着剤層を、高硬度を有する絶縁性
材料から形成してなる構成としたから、現像剤担持体の
フロート電極を構成する微小電極の表面部分にのみトナ
ーを付着させることができ、その結果、現像動作終了後
の現像剤担持体上に残留する摩擦帯電電荷を良好・確実
に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における現像装置の縦断面説
明図、第２図は現像スリーブの一部を拡大して示した説
明的断面図である。 １・・・現像スリーブ、１Ｃ・・・電極層、１Ｃ・・・
微小電極粒子、１Ｃ・・・接着剤層、８・・・感光体ベ
ルト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、１成分現像剤を保持しながら現像領域に搬送せしめ
   る現像剤担持体の表面電極層を、絶縁性の接着剤層中に
   多数の微小電極粒子を分散させて構成するようにした現
   像装置において、上記微小電極粒子は、弾性を有する導
   電性微粒子から形成されているとともに、接着剤層は、
   高硬度を有する絶縁性材料から形成されていることを特
   徴とする現像装置。 ２、微小電極粒子を構成する弾性状導電性微粒子は、弾
   性を有する樹脂にカーボンブラックを分散させて形成さ
   れているとともに、接着剤層は、加熱または常温硬化型
   の樹脂から形成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の現像装置。