JPH02242274A - トナー現像装置 - 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】 〔概　要〕 無端状の静電潜像担持体として例えば感光ドラムあるい
は誘電体ドラムを利用する静電記録装置に組み込まれる
トナー現像装置、−層詳しくは一成分非磁性トナーを用
いるトナー現像装置に関し、静電潜像担持体に対接して
設けられ、しかも帯電トナーを層状にして静電潜像担持
体に搬送するトナー搬送用回転体と、トナー層の厚さを
所定の厚さに均一にすべくトナー搬送用回転体に物理的
に作用するトナー層厚規制部材とを具備するトナー現像
装置であって、トナー層厚規制部材によるトナー層厚規
制時にトナー搬送用回転体の研磨加工表面特性に起因す
るトナー層厚規制部材のチャックリング現像を徘除し得
るトナー現像装置を提供することを目的とし、 かかるトナー現像装置において、トナー層厚規制部材が
トナー搬送用回転体に対してその表面研磨加工時の研磨
方向とは逆方向になるように接触させられることを特徴
とするトナー現像装置を構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は無端状の静電潜像担持体として例えば感光ドラ
ムあるいは誘電体ドラムを利用する静電記録装置に組み
込まれるトナー現像装置に関し、−層詳しくは一成分非
磁性トナーを用いるトナー現像装置に関する。

静電記録装置では、静電潜像担持体である感光ドラムあ
るいは誘電体ドラムの表面上に静電潜像が形成され、こ
の静電潜像は帯電トナーで現像されて可視像とされる０
次いで、そのようなトナー像に記録媒体すなわち記録紙
を適用させると共に該記録紙にその背面から帯電トナー
とは逆極性の電荷を与え、これによりトナー像は静電的
に該記録紙に転写される。このような転写トナー像を持
つ記録紙はドラムから分離されて、例えば熱定着器等に
送られ、そこで該転写トナー像は記録紙上に熱定着され
る。

このような静電記録装置に組み込まれるトナー現像装置
としては、そこで用いられるトナーのタイプに応じた種
々の形式のものが知られている。

性粉である磁性キャリヤとからなる。二成分トナーを用
いるトナー現像装置では、磁石を内蔵した現像ドラムが
設けられ、この現像ドラムの周囲に磁性キャリヤからな
る磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシによってトナー
を搬送して静電潜像坦持体の静電潜像に静電的に付着さ
せる。二成分トナーを用いるトナー現像装置の利点とし
ては、比較的安定したトナー現像が行われるという点が
挙げられるが、その不利点としては、磁性キャリヤの劣
化問題が伴うことから、またトナーと磁性キャリヤとの
混合比の変動が発生し易いことから、その維持管理が面
倒である点が指摘されている。

このような二成分トナーの問題点を解消するために着色
微粒子であるトナー自体に磁性体を混入させた一成分磁
性トナーが開発されているが、この−成分磁性トナーの
欠点はカラー現像には向かないという点が問題とされる
。というのは、磁性体は不透明であるから、その色剤の
影響を受けて、鮮明なカラー画像を得ることが難しいか
らである。

そこで、近年、特にカラー記録に対しては、成分非磁性
トナーが注目されているが、この−成分非磁性トナーを
用いるトナー現像装置では、高品位の記録画像を得るた
めにそれを如何にして−様なトナー搬送を行うかが配慮
されなければならない。

〔従来の技術〕

第３図を参照すると、静電記録装置の一例として、電子
写真方式を採用したレーザプリンタの構成が概略的に示
されている。レーザプリンタは略方形状のハウジング１
０を具備し、このハウジング１０の端面側壁の底部側に
は給紙トレイ１２が設けられる。給紙トレイ１２内には
記録紙Ｐが収容され、記録紙Ｐは操出ローラ１４によっ
て一枚づつ繰り出される。給紙トレイ１２がら繰り出さ
れた記録紙Ｐは一対の搬送ローラ１６によって記録部Ｉ
ＥＩ搬送される。

図示のレーザプリンタは電子写真方式を採用するもので
あるから、記録部１８には感光ドラム２０が設けられ、
この感光ドラム２ｏは矢印ａの方向に回転駆動される。

感光ドラム２ｏの周囲部にはその回転方向に沿って帯電
器２２、トナー現像装置２４、転写器２６およびクリー
ナ２８が順次配置される。帯電器２２は例えばコロナ放
電器として構成され、感光ドラム２０に負の電荷を帯電
させる。その帯電領域にはレーザビームしによって静電
潜像の書込みが行われ、その静電潜像はトナー現像装置
２４によって帯電トナーでもって現像される。この帯電
トナー像は転写器２６に向かって進み、−力感光ドラム
２０と転写器２６との間には記録紙Ｐが進入させられ、
この記録紙Ｐは転写器２６によって帯電トナー像の電荷
とは逆極性の電荷でもって帯電させられ、これにより該
帯電トナー像は記録紙Ｐに静電的に転写される。

転写トナー像を持つ記録紙Ｐは例えばヒートローラ熱定
着器３０を通過させられ、該転写トナー像は記録紙Ｐ上
に熱定着される。定着トナー像を持つ記録紙Ｐはガイド
３２に沿って案内されて、ハウジング１０の上部に形成
された記録紙取出部３４まで運ばれる。なお、記録紙Ｐ
に転写されずに感光ドラム２０上に残留したトナーはク
リーナによって清掃され、その清掃領域は再び帯電器２
２によって帯電させられる。

第３図に示したレーザプリンタに組み込まれたトナー現
像装置２４は一成分非磁性トナーを用いる形式のもので
あり、その詳細な構成は第４図に示される。

トナー現像装置２４は感光ドラム２０を対接して設けら
れた現像ローラ２４ａを具備し、この現像ローラ２４ａ
はトナー搬送用回転体として機能する。

現像ローラ２４ａは一般的には導電性ゴムローラとして
構成され、その周囲部には例えば導電性ウレタンゴム層
あるいは導電性シリコンゴム層が形成され、その導電性
ゴム層には現像バイアス電圧として例えば−５００ボル
トの電圧が印加される。現像ローラ２４ａは一成分非磁
性トナーＴ（以下トナー）を収容保持するトナー容器２
４ｂ内に配置され、しかも感光ドラム２０の周速度の１
ないし４倍の周速度で矢印すの方向に回転させられる。

トナーＴとしては、現像ローラ２４ａとの機械的摩擦に
よって負に帯電されるトナー、例えば着色ポリスチル樹
脂あるいは着色ポリエステル樹脂の微粉末が用いられ、
このためトナーＴは現像ローラ２４ａの回転に伴ってそ
の表面に付着させられて、そこにトナーＴの薄層が形成
される。このようなトナー層は現像ローラ２４ａの表面
に弾性的に圧接されたブレード要素２４ｃによって均一
な厚さにされた後、現像ローラ２４ａと感光ドラム２０
との保合部すなわち現像領域に向かって搬送される。

一方、感光ドラム２０は例えばＡＩ製の円筒体２０ａの
表面に感光材料層２０ｂを形成したものから構成される
。第５図に示す従来例ではトナーＴが負に帯電させられ
るので、感光材料層２０ｂは負の電荷を帯びる光導電性
物質によって形成される。

円筒体２０ａは第５図に示すように接地され、−力感光
材料層２０ｂは帯電器２２（第４図）によって例えば−
６００ボルトの電位を持つように帯電させられる。

第４図に示す従来のトナー現像装置２４の現像原理につ
いて説明すると、感光ドラム２０の感光材料層２０ｂに
形成された静電潜像領域は所謂“電荷の井戸”と呼ばれ
、そこの電位は一６００ボルトよりも高い電位例えば−
５０ボルト程度まで上昇させられた状態となっている。

というのは、静電潜像領域は上述したようにレーザＬの
照射によって形成された領域であり、そのレーザ照射領
域は導電性となってそこの負の電荷が円筒体２０ａを通
ってアースされるからである。このような高電位の静電
潜像領域が現像領域に進入すると、現像ローラ２４ａに
印加された現像バイアス電圧−５００ボルトのために該
静電潜像領域には負の帯電トナーＴが静電的に付着し、
これにより静電潜像はトナー像として現像されることに
なる。なお、静電潜像領域以外の領域の電位は現像バイ
アス電圧−５００ボルトよりも低い一６００ボルトとな
っているために静電潜像領域以外の領域へのトナーの付
着は阻止されることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第４図に示したような従来のトナー現像装置においては
、現像ローラ２４ａの表面に形成される帯電トナー層の
厚さが一様にならず、このため静電潜像に対する現像ト
ナー量に変動が生じて、記録画像の品位が劣化するとい
う点が指摘されている。

現像ローラ２４ａ上の帯電トナー層の厚さが不均一にな
るという主要な原因の１つとして、ブレード要素２４ｃ
がトナー層厚規制時にチャツタリング（微細な振動）を
起こし、このチャックリング現像のためにトナー層厚に
変動が生じることが知られている。

ところで、現像ローラ２４ａの表面には研磨加工処理が
施され１．このような研磨加工処理は現像ローラ２４ａ
の表面に研磨工具を適用することによって行われ、従来
では、その現像ローラ２４ａにその研磨方向と順方向に
なるようにブレード要素２４ｃを接触させてトナー層厚
規制を行うことが好ましいと考えられていた。その理由
は現像ローラ２４ａにその研磨方向と順方向となるよう
にブレード要素２４ｃを接触させた方が現像ローラ２４
ａとブレード要素２４ｃとの間に滑らかな接触が得られ
ると考えられていたからである。しかしながら、実際に
は、第５図に示すように、現像ローラ２４ａの研磨加工
表面にはその研磨方向（矢印Ｃ）に順目となるような微
細な鋸歯状突出要素２５が見られ、このため現像ローラ
２４ａを研磨方向に回転させて該現像ローラ２４ａにそ
の研磨方向と順方向になるようにブレード要素２４ｃを
接触させると、微細な鋸歯状突出要素２５が逆立つよう
にブレード要素２４ｃと接触し、その結果ブレード要素
２４ｃにチャックリング現象が生じて、トナー層厚に変
動が生じ易くなることが判明した。

また、現像ローラ２４ａ上の帯電トナー層の厚さが不均
一になるという主要な原因のもう１つとして、トナー現
像を繰り返し行っているうちに、現像ローラ２４ａの周
囲に形成されるトナー層の厚さが次第に不均一になるこ
とも指摘されている。詳しく述べると、現像ローラ表面
には絶えず現像に用いられなかった帯電トナーが残留し
、このため現像ローラの表面は電位的に不安定な状態と
なり、しかも残留帯電トナーの物理的性質は感光ドラム
との接触時に圧縮力を受けるためにトナー容器内の帯電
トナーの物理的性質とは異なることになる。

したがって、そのようなトナー残留領域上にトナー層が
繰り返し重なり合うように形成されると、現像ローラ表
面への帯電トナーの付着量が局部的に変動し、このため
トナー層厚規制部材すなわちブレード要素の使用だけで
はトナー層の厚さを均一化し得な（なって、トナー層の
厚さに不均一が生じ、その結果記録画像の品位が劣化す
ることになる。要するに、帯電トナーを層状にして静電
潜像担持体に搬送するトナー搬送用回転体には常に現像
履歴が残され、その現像履歴の影響のためにトナー層厚
規制部材による帯電トナー層の厚さの均一化が困難とな
って、静電潜像担持体への帯電トナーの搬送量が不安定
になる点が問題とされる。

したがって、本発明の目的は、帯電トナーを層状にして
静電潜像担持体に搬送するトナー搬送用回転体と、トナ
ー層の厚さを所定の厚さに均一にすべくトナー搬送用回
転体に物理的に作用するトナー層厚規制部材とを具備す
るトナー現像装置であって、該トナー層厚規制部材によ
るトナー層厚規制時に該トナー搬送用回転体の研磨加工
表面特性に起因すする該トナー層厚規制部材のチャツタ
リング現像を排除し得るトナー現像装置を提供すること
である。

また、本発明の別の目的は、かかるトナー現像装置にお
いて、更に、トナー搬送体から現像履歴を消滅させて、
トナー層厚規制部材による帯電トナー層厚の均一化を可
能とし、これにより静電潜像担持体へのトナー搬送量を
常に均一にし得るトナー現像装置を提供することである
。

〔課題を解決するための手段〕

かかる目的を達成するために、本発明によるトナー現像
装置は、静電潜像担持体に対接して設けられ、しかも帯
電トナーを層状にして該静電潜像担持体に搬送するトナ
ー搬送用回転体と、そのトナー層の厚さを所定の均一厚
さにすべくトナー搬送用回転体に物理的に作用するトナ
ー層厚規制部材とを具備し、このトナー層厚規制部材が
該トナー搬送用回転体に対してその表面研磨加工時の研
磨方向とは逆方向になるように接触させられる。

また、本発明によるトナー現像装置は、更に、トナー搬
送体から未現像残留トナーを物理的に分離させるべく該
トナー搬送体と係合し、しかもトナー搬送体から未現像
残留トナーを静電的に分離すべく該トナー搬送体の現像
バイアス電圧よりも高い電位を持つトナー回収手段を具
備する。

〔作　用〕

以上の構成から明らかなように、本発明によるトナー現
像装置にあっては、トナー層厚規制部材が該トナー搬送
用回転体に対してその表面研磨加工時の研磨方向とは逆
方向になるように接触させられるので、トナー搬送用回
転体の研磨加工表面上の微細な鋸歯状突出要素がトナー
層厚規制部材との接触によって逆立つことはなく、その
結果績トナー層厚規制部材のチャツタリング現象が排除
される。

また、本発明によるトナー現像装置にトナー回収手段を
設けた場合には、トナー搬送体から未現像残留トナーが
物理的かつ静電的に分離され、これによりトナー搬送体
からは現像履歴が消滅されることになる。

（実施例） 次に、添付図面の第１図を参照して本発明によるトナー
現像装置の一実施例について説明する。

第１図を参照すると、本発明によるトナー現像装置が参
照番号３６によって全体的に示され、このトナー現像装
置３６は第４図のレーザプリンタに組み込まれた従来の
トナー現像装置２４と置き換え得るものである。

トナー現像装置３６は感光ドラム２０に対接して設けら
れたトナー搬送用回転体すなわち現像ローラ３８を具備
し、この現像ローラ３８は第４図を参照して説明した従
来の場合と同様に導電性ゴムローラとして構成される。

すなわち、現像ローラ３８の周囲部には例えば導電性ウ
レタンゴム層あるいは導電性シリコンゴム層が形成され
、その導電性ゴム層には現像バイアス電圧として例えば
−５００ボルトの電圧が印加される。また、現像ローラ
３６が一成分非磁性トナー（第１図では図示されない）
を収容保持するトナー容器４０内に配置され、しかも感
光ドラム２０の周速度の１ないし４倍の周速度で矢印す
の方向に回転させられる点も第４図の場合と同様である
。ここで注目すべき点は、現像ローラ３８の導電性ゴム
層表面には先に述べたように研磨加工処理が施されるが
、現像ローラ３８の回転方向（矢印ｂ）が該研磨加工処
理の際の研磨方向（矢印Ｃ）とは逆向きにされる点であ
り、この点については後で詳しく述べる。

なお、トナー容器４０内にはトナー攪拌器４２が設けら
れ、このトナー撹拌器４２はトナーに摩擦帯電を生じさ
せる攪拌翼４２ａと、この攪拌翼４２ａを回転駆動さセ
る電導モータ４２ｂとからなる。

また、トナー現像装置３６は現像ローラ３８から未現像
トナーを分離させるためのトナー回収手段４４を具備し
、このトナー回収手段４４は本実施例では適当な導電性
樹脂ローラとして構成される。そのような導電性樹脂ロ
ーラは例えば導電性発泡ウレタン材料から形成され得る
ものであり、それはプリジストン社製のエバーライト（
商標名）として入手可能である。トナー回収手段すなわ
ち導電性樹脂ローラ４４は現像ローラ３８と接触するよ
うにトナー容器４０内に配置され、しかも現像ローラ３
８と同じ方向に回転駆動させられる。

導電性樹脂ローラ４４の回転速度はその周速度が現像ロ
ーラ３８の周速度の０．５ないし２倍の範囲内とされ、
好ましくはその両者の周速度が異なるようにされる。と
いうのは現像トナー３８と導電性樹脂ローラ４４との周
速度が異なると、その間に相対的な摺動変位が生じ、こ
れにより現像ローラ３８からその未現像トナーが物理的
に掻き落とされることになるからである。また、注目す
べき点は、導電性樹脂ローラ４４には電圧が印加され、
その電位が現像ローラ３８の現像バイアス電圧−５００
ボルト以上、例えば−４００ボルトにされ、現像ローラ
３８からその未現像トナーが導電性樹脂ローラ４４によ
って静電的に分離されるということである。

トナー現像装置３６は、更に、トナー搬送用回転体すな
わち導電性樹脂ローラ４４に帯電トナーを静電的に供給
してそこでのトナー層の形成を促進させるためのトナー
供給手段４６を具備し、このトナー供給手段４６は本実
施例では導電性レーヨン繊維からなる回転ファーブラシ
として構成される。トナー供給手段すなわち回転ファー
ブラシ４６も導電性樹脂ローラ４４と同様に現像ローラ
３８と同じ方向に回転駆動させられ、またその周速度も
同じく現像ローラ３８の周速度の０．５ないし２倍の範
囲内とされる。回転ファーブラシ４６にはその電位を現
像ローラ３８の現像バイアス電圧−５００ボルト以下、
例えば−６００ボルトとするような電圧が印加され、こ
れにより回転ファーブラシ４６はそれと現像ローラ３８
との間に取り込まれた帯電トナーを静電的に現像ローラ
３８に供給して、そこでの帯電トナー層の形成が促進さ
れることになる。

トナー現像装置３６は、更にまた、現像ローラ３８上に
形成された帯電トナー層を所定の均一な層厚に規制する
ためのトナー層厚規制部材４８を具備し、このトナー層
厚規制部材４８は適当なゴム材料から形成されたブレー
ド要素として構成される。上述したように、現像ローラ
３８の回転方向（矢印ｂ）は該研磨加工処理の際の研磨
方向（矢印Ｃ）とは逆向きにされるので、トナー層厚規
制部材すなわちブレード要素４８は現像ローラ３８にそ
の表面研磨加工時の研磨方向とは逆方向になるように接
触させられる。その結果、ブレード要素４８は第５図に
示すように現像ローラ３８の研磨加工表面の微細な鋸歯
状突出要素５０を逆立てることなくその順目方向に沿っ
て該研磨加工表面と接触させられ、これにより微細な鋸
歯状突出要素５０の逆立てに起因するブレード要素４８
のチャックリングは排除されることになる。

第１図に示したトナー現像装置３８の作動について簡単
に述べると、現像ローラ３８によって現像領域に搬送さ
れた帯電トナー層でもって感光ドラム２０上の静電潜像
が現像される態様については、第４図を参照して説明し
た場合と同様である。

静電潜像の現像に用いられなかった未現像トナーはトナ
ー回収手段４４によって現像ローラ３８から上述したよ
うに物理的かつ静電的に分離され、その分離トナーはト
ナー容器４０内のトナーと一緒にされる。このように現
像履歴は絶えず消滅させられ、このためトナー供給手段
４６によって現像ローラ３８の表面に帯電トナーを静電
的に付着させる際の帯電トナーの付着むらが排除されて
、ブレード要素４８によるトナー６層厚の均一化が可能
となる。一方、現像ローラ３８の研磨加工表面特性に起
因するブレード要素４８のチャツタリング現象が排除さ
れて、トナー層厚の規制時での変動が回避される。要す
るに、現像ローラ３８によって現像領域に搬送されるト
ナー層は均一でしかも変動のない層厚とされる。

以上に述べた実施例では、感光ドラムを負の電荷で帯電
して、そこに形成された静電潜像を負の帯電トナーで現
像する場合について説明したが、感光ドラムを正の電荷
で帯電して、そこに形成された静電潜像を正の帯電トナ
ーで現像する場合にも本発明を適用し得ることは言うま
でもない。

また、上述の実施例では、静電潜像担持体として感光ド
ラムが示されたが、無端ベルト形式のものにも、本発明
によるトナー現像装置は実施化し得ることも言うまでも
ない。

更に、トナー搬送用回転体として現像ローラが用いられ
たが、それが無端ベルト形式のトナー搬送用回転体であ
ってもよい。

〔発明の効果〕

以上の記載から明らかなように、本発明によるトナー現
像装置においては、トナー搬送用回転体によって現像領
域に搬送されるトナー層は均一でしかも変動のない層厚
とされるので、常に現像むらのない安定したトナー現像
が達成されて、記録画像の品位が向上されることになる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるトナー現像装置の一実施例を示す
概略図、第２図は第１図に示したトナー現像装置でのト
ナー搬送用回転体とトナー層厚規制部材との接触状態を
詳細に示す詳細図、第３図は電子写真方式を採用したレ
ーザプリンタであって、従来のトナー現像装置を組み込
んだレーザプリンタの概略図、第４図は第３図に示した
従来のトナー現像装置の詳細図、第５図は従来のトナー
現像装置でのトナー搬送用回転体とトナー層厚規制部材
との接触状態を詳細に示す詳細図である９３６・・・ト
ナー現像装置、 ３８・・・トナー搬送用回転体、 ４０・・・トナー容器、　　４２・・・トナー撹拌器、
４４・・・トナー回収手段、４６・・・トナー供給手段
、４８・・・トナー層厚規制手段、 ５０・・・鋸歯状突出要素。 本発明によるトナー現像製雪の概略図 第１図 従来のトナー現像装置を組み込んだレーサプリンタの概
略図本発明での現像ローラとブレード要素との接触状態
を示す９契さ 従来技術での現像ローラとブレード要素との接触状態を
示す図 コ ロ４５−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、静電潜像担持体（２０）に対接して設けられ、しか
   も帯電トナーを層状にして該静電潜像担持体に搬送する
   トナー搬送用回転体（３８）と、そのトナー層の厚さを
   所定の均一厚さにすべく前記トナー搬送用回転体に物理
   的に作用するトナー層厚規制部材（４８）とを具備する
   トナー現像装置において、 前記トナー層厚規制部材が前記トナー搬送用回転体に対
   してその表面研磨加工時の研磨方向とは逆方向になるよ
   うに接触させられることを特徴とするトナー現像装置。