JPH0274972A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、潜像担持体に形成される静電潜像に現像剤を
供給して現像を行なわせる現像剤担持体を備えるように
した現像装置に関する。

［従来の技術］ 一般に複写機などの各種画像形成装置においては、感光
体などの潜像担持体に対して画像に対応する静電潜像が
形成され、この静電潜像に対して現像装置内に設けられ
ている現像剤担持体から現像剤（以下トナーという。）
が供給されて現像が行なわれ、これにより可視像が得ら
れるようになっている。

上記現像剤担持体はローラー状などに形成されてなるも
のであり、この現像剤担持体に対しては、同じくローラ
ー状などに形成されてなる現像剤補結手段が現像剤補給
領域に接触状態で付設されている。さらに上記現像剤補
給領域の下流側に形成されている現像剤薄層化領域には
ブレード状あるいはローラー状などに形成されてなる現
像剤薄層化規制手段が接触状態で付設されている。そし
て現像剤補給領域においてトナー蓄積部内に蓄えられて
いる新規トナーが上記現像剤補給手段の作用によって現
像剤担持体に補給され、これにより現像剤担持体の表面
上にトナーが付着される。現像剤担持体の表面上に付着
されたトナーは前記薄層化規制手段の作用によって現像
剤薄層化領域にて均一に薄層化される。この均一薄層化
された現像剤は、上記現像剤薄層化領域の下流側に形成
されている現像領域に送り込まれて静電潜像に現像剤が
選択的に供給され現像動作が行なわれるようになってい
る。

上述したように現像剤補給手段は現像剤担持体側にトナ
ーを補給する機能を有するものであるが、このようなト
ナー補給機能を一層良好になすため。

例えば特開昭６０−１４０２７５号公報に記載されてい
るように、上記現像剤補給手段に対してトナーの帯電極
性と同極性のバイアス電圧を印加する装置が提案されて
いる。このような装置では、現像剤補給手段と現像剤担
持体との間においてトナーを現像剤担持体側に送り出す
電界が形成されこの電界によりトナーの補給動作が円滑
に行なわれるようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが上記従来装置のように、現像剤補給手段に対し
てトナーの帯電極性と同極性のトナー補給用バイアス電
圧を印加し、現像剤担持体に対するトナー補給性を向上
させるようにした装置においては、現像剤担持体として
、導電性のものあるいは体積固有抵抗が１０ＩｌＱ印以
下の比較的電気抵抗が低いものを採用する場合にはトナ
ー補給動作を支障なく良好に行なわせることができるが
、１０”０Ω１以上の高抵抗の現像剤担持体を採用する
場合に現像不良を招来することがある。すなわち高抵抗
の現像剤担持体を採用する場合には、上記トナー補給用
のバイアスによって現像剤担持体がトナーと同極性に帯
電されてしまい、現像剤補給手段と現像剤担持体との間
に形成されるべきトナー補給電界が十分でなくなること
となるものである。またこのように現像剤担持体がトナ
ーと同極性に帯電されてしまうと、現像剤薄層化領域に
おいて薄層化規制手段にトナーを掻き取らせるように電
界が形成されることとなり、そのためトナーの薄層が良
好に形成されなくなってしまうという問題もある。

このような従来装置における問題点は、高画質化のため
に体積平均粒子径が１０μｍ以下の微粒子１ヘナーを使
用する装置を特に高湿度下の環境で使用するような場合
等、トナーの流動性などの粉体特性が低下される条件下
では一層大きな問題となっている。さらに現像剤担持体
におけるトナーフィルミングを防止するため、現像剤担
持体の表面部に対して低表面エネルギーを備える物質、
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）、ポリテトフルオロ
エチレン（ＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンーへキサ
フルオロプロピレン共重合体（ＦＥＤ）、ポリクロロト
リフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）などのフッ素系高分子
材料あるいはこれらのフッ素系高分子材料を含有する材
料、さらにはポリエチレン、ポリプロピレン、シリコー
ン樹脂などトナー離型性が高い材料を使用した場合にお
いても、現像剤担持体に対するトナー補給性が低下され
てしまうという同様の問題を生じている。

そこで本発明は現像剤補給手段に対してトナーの帯電極
性と同極性のトナー補給用のバイアス電圧を印加するこ
とによって現像剤担持体に対するトナーの補給性を向上
させるようにした装置において、高抵抗の現像剤担持体
を採用する場合においても良好にトナー補給を行ないつ
るとともに、所望のトナー薄層を良好に形成することが
でき、画像品質を長期にねたって高度かつ安定的に維持
させ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。

［課題を解決すべき手段］ 上記目的を達成するため請求項の１に記載されている発
明は、現像剤補給領域において現像剤担持体に接触する
ように設けられた現像剤補給手段により現像剤担持体に
対し現像剤を補給して付着させ、現像剤担持体上に付着
された現像剤を上記現像剤補給領域の下流側に形成され
ている現像領域に送り込んで、静電潜像に現像剤を供給
し現像を行なわせるようにした現像装置において、上記
現像剤補給手段の少なくとも現像剤担持体側への接触部
分は、１０１１Ω口以上の体積固有抵抗を備える材質か
ら形成される構成を有している。

また請求項の２に記載されている発明は、請求項の１に
記載された現像装置において、現像剤補給手段は、現像
剤担持体側に接触配置される絶縁層と、現像剤担持体側
と非接触状態となるように上記絶縁層の内側に配置され
た導電層と、この導電層に所定のバイアス電圧を印加す
る電圧印加回路とからなる構成を有している。

［作　　　用］ 請求項の１に記載された構成を備える手段においては、
現像剤補給手段と現像剤担持体との間に高抵抗材質が介
挿されるため、上記現像剤補給手段側に印加されるトナ
ー補給用のバイアス電圧によって現像剤担持体が帯電さ
れることが防止され、現像剤補給手段と現像剤担持体と
の間にはトナー補給用の電界が十分に形成されてトナー
の補給性が良好に維持されるようになっている。さらに
現像剤補給領域の下流側に形成されている現像剤薄層化
領域において薄層化規制手段にトナーを掻き取らせるよ
うに電界は形成されなくなり、トナーは十分な力で現像
剤担持体側に付着されて現像剤薄層化手段によるトナー
の掻き取り現象が回避され、そのためトナーの薄層が良
好に形成されるようになっている。

また請求項の２に記載された構成を備える手段において
は、現像剤補給手段と現像剤担持体との間に高抵抗材質
からなる絶縁層が介挿されるため、現像剤補給手段の導
電層を通して印加されるトナー補給用のバイアス電圧に
よって現像剤担持体が帯電されることが防止され、上記
請求項の１に記載された発明の作用と同様な作用が実行
されるようになっている。

［実　施　例コ 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２図には１成分非磁性現像剤（トナー）を用いる現像
装置１が表おされている。この現像装置１は、潜像担持
体としての感光体ドラム２の近傍に付設されている。上
記感光体ドラム２は、負側に帯電される有機感光体（ｏ
ｐｃ）から形成されており、同じく負側に帯電されるト
ナーにより反転現像が行なわれるようになっている。

現像装置１の現像ユニット３内には現像剤担持体として
の現像ローラー４が軸支されており、この現像ローラー
４は現像領域において上記感光体ドラム２の表面に弾性
的に接触するように配置されている。感光体ドラム２お
よび現像ローラー４は矢印ＡおよびＢで示される逆の方
向すなわち両者の接触部分において同一の方向にそれぞ
れ回転駆動されており、両者の接触部分には現像動作が
行なわれる現像領域が上述のように形成されている。

上記現像ローラー４は、外圧に追随して撓む弾性体ロー
ラー、例えば硬度が１５°〜５０’ＪＩＳＡを有するシ
リコーンゴムロールやアクリロニトリルブダジエンゴム
ロールなどから形成されており、フッ素系高分子材料な
ど低表面エネルギーを有する物質が耐トナーフイルミン
グ性向上のために必要に応じて表面上に被着されている
。さらにこの現像ローラー４は、現像特性特に中間調の
画像や低コントラストの画像を忠実に再現する現像特性
を確保しうるように体積固有抵抗が１０１１〜１０１２
Ω１程度の絶縁性を備える材料から形成されている。

上記現像ユニット３には、トナー蓄積部としてのトナー
ホッパー５が設けられているとともに、このトナーホッ
パー５内に菩えられている新規トナーを上記現像ローラ
ー４の表面に補給する現像剤補給手段としてのトナー補
給ローラー６、現像ローラー４の表面に補給され付着さ
れたトナーを薄層化する薄層化規制手段としてのトナー
層規制ローラー７、上記トナーホッパー５内に蓄えられ
ているトナーを撹拌しながらトナー補給ローラー６側に
搬送させるアジテータ−８などが、前記現像ユニット３
内に矢印Ｃ，Ｄ、Ｅでそれぞれ示される方向に回転坊区
動されるように軸支されている。

上記トナー補給ローラー６およびトナー層規制ローラー
７は現像ローラー４の表面上に接触されるようにして配
置されており、現像ローラー４の回転方向上流側からト
ナー補給ローラー６、トナー層規制ローラー７の順に所
定の間隔を持ってそれぞれ配置されている。上記トナー
補給ローラー６およびトナー層規制ローラー７の現像ロ
ーラー４に対する接触部分には現像剤補給領域および現
像剤薄層化領域がそれぞれ形成されることとなっている
。

上記トナー補給ローラー６は、第１図に示されるように
、支軸としての芯金６ａの回りに導電性材料から形成さ
れる本体層６ｂが設けられてなるとともに、この本体層
６ｂの外周部には絶縁性材料からなる被Ｎ層６ａが被着
されている。このトナー補給ローラー６は、上述したよ
うにトナーホッパー５内に蓄えられている新規トナーを
上記現像ローラー４の表面に補給する機能および現像後
現像ローラー４の表面に残留付着されている未現像の現
像剤を掻き落す機能を備えるものである。

上記本体層６ｂは、体積固有抵抗が１０８Ω口以下に導
電処理された発泡ウレタン、発泡シリコーンなどのスポ
ンジローラ一体あるいはカーボンなどの導電性微粉末が
分散されてなる各種ゴムローラ一体から形成されている
。また上記被覆層６ｃは、シリコーン系樹脂、フッ素系
樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹
脂などから形成されており、体積固有抵抗が１０１１Ω
印以上、望ましくは１０１３Ω印以上を備える材料から
形成されている。この被覆層６ｃの厚さは、機械的強度
および電気的特性から決定されることとなるが、一般的
には１０μｍ〜５００μｍに設定することが好ましい。

さらに上記導電性のトナー補給ローラー６には電圧印加
回路９が付設されており、この電圧印加回路９からトナ
ー補給ローラー６にトナー補給用の所定のバイアス電圧
、すなわちトナー補給ローラー６と現像ローラー４との
間に生じる挟圧摩擦力によって負側に帯電されたトナー
を現像ローラー４がわに移動させる方向のバイアス電圧
が印加されている。

トナー層規′制ローラー７は硬質ローラー手段から形成
されており、その材質としては金属材料あるいは硬質性
の樹脂材料が採用されている。このトナー層規制ローラ
ー７の回転周速度は現像ローラー４の回転周速度に対し
て１以下となるように設定されている。さらにこのトナ
ー層規制ローラー７は前記現像ローラー４に対して接触
・離間されるように軸直角方向に往復移動可能に設置さ
れている。これによりトナー層規制ローラー７は現像ロ
ーラー４の表面からトナーの層厚さ分だけ浮き上がり、
現像ローラー４に対する接触圧がほぼ一定に維持される
ように構成されている。また該トナー層規制ローラー７
の表面上にはトナー掻き落しブレード１０の先端縁部が
圧接されており、このトナー掻き落しプレー１く１０の
摺擦力によってトナー層規制ローラー７の表面上に付着
されたトナーが良好に掻き落されクリーニングされるよ
うになっている。

このような実施例における現像装置１では、まず−様帯
電された感光体ドラム２の表面に対して露光９き込みが
行なわれ画像に対応する静電潜像が形成される。この静
電潜像に対して現像装置１の現像ローラー４から現像領
域においてトナーが選択的に供給され、これにより上記
静電潜像の現像が行なわれて可視像が得られるようにな
っている。現像ローラー４に対しては、現像剤補給領域
においてトナー補給ローラー６によりトナーホッパー５
内の新規トナーが補給されるとともに、この現像ローラ
ー４の表面上に付着されたトナーは現像剤薄層化領域に
おいてトナー層規制ローラー７により均一に薄層化され
現像領域に送り込まれるようになっている。

この場合現像剤補給領域において、トナー補給ローラー
６と現像ローラー４との間に生じる挟圧摩擦力によって
トナーが負側に摩擦帯電されるとともに、この帯電トナ
ーが、電圧印加回路９から印加されるバイアス電圧によ
って現像ローラー４側に移動される。このときトナー補
給ローラー６の本体層６ｂと現像ローラー４との間には
高抵抗材質である被覆層６ｃが介挿されているため、ト
ナー補給ローラー６側に印加されるトナー補給用のバイ
アス電圧によって現像ローラー４の帯電現象はほとんど
生じなくなり、第３図中の実線で示されるように、トナ
ー補給ローラー６側に印加されるトナー補給用のバイア
ス電圧（横軸）に対する現像ローラー４の帯電電位（縦
軸）の上昇は極めて小さく抑えられる。したがってトナ
ー補給ローラー６と現像ローラー４との間にはトナー補
給用の電界が十分に形成されることとなり、トナーの補
給性は良好に維持されるようになっている。

一方第３図中の破線は、トナー補給ローラー６として１
０９Ωｃｍ以下の体積固有抵抗を有する導電性スポンジ
ローラーを使用した場合を表わしている。この場合には
トナー補給ローラー６側に印加されるトナー補給用のバ
イアス電圧（横軸）によって現像ローラー４の帯電電位
が（縦軸）大幅に上昇されることとなり、トナー補給用
の電界が十分に形成されなくなってトナーの補給性が損
なわれることとなる。

また上記現像後において現像ローラー４の表面上に残留
する未現像のトナーは、トナー補給ローラー６の回転摺
擦力によって現像ローラー４側から掻き落され、これに
より現像ローラー４は初期化され再びトナーの補給が行
なわれるようになっている。

なお上述した実施例においてはトナーを負極性に帯電さ
せているが、トナーを正極性に帯電させる実施例も同様
に考えられる。また上記実施例におけるトナー補給ロー
ラー６の回転方向は逆方向に設定することも可能である
。

第４図に示される現像ローラー２４においては、支軸を
形成する芯金２４−　ａの回りに一定厚さの弾性層２４
ｂが付着されているとともに、この弾性層２４ｂの外周
面部に低表面エネルギーを備える物質からなる耐トナー
フィルミングＭ２４ｃが被着されている。このような現
像ローラー２４を用いる場合においても１本発明によれ
ば良好なトナー補給性が確保される。さらに高画質化の
ために微粒子トナー例えば体積平均粒子径が１０μｍ以
下のトナーを用いる場合において、特に高湿度な環境下
においてトナーの流動性が著しく悪化された状況におい
ても、本発明によれば良好なトナー補給性が確保される
。

［発明の効果コ 以上述べたように請求項の１に記載された発明は、現像
剤補給手段に対しトナーの帯電極性と同極性のトナー補
給用のバイアス電圧を印加して現像剤担持体に対する現
像剤の補給性を向上させるようにした装置において、上
記トナー補給用のバイアス電圧により現像剤担持体が帯
電されることのないように、現像剤補給手段の少なくと
も現像剤担持体側への接触部分が１０１１Ω■以上の体
積固有抵抗を備える材質から形成される構成を採用して
なるから、現像剤補給領域でトナー補給電界が十分に形
成されるとともに、現像剤薄層化領域で現像剤の掻き取
り電界は形成されなくなる。したがって本発明によれば
、高抵抗の現像剤担持体を採用する場合においても現像
剤担持体に対して現像剤の補給を良好に行なわせること
ができるとともに、所望の現像剤の薄層を良好に形成す
ることができ、画像品質を長期にわたって高度かつ安定
的に維持させることができるができる。

また請求項の２に記載された発明は、トナー補給用のバ
イアス電圧により現像剤担持体が帯電されることのない
ように、現像型補給手段は、現像剤担持体側に接触配置
されるＭＡ縁層と、現像剤担持体側と非接触状態となる
ように上記絶縁層の内側に配置された導電層と、この導
電層に所定のバイアス電圧を印加する電圧印加回路とか
ら構成してなるので、上記請求項の１に記載された発明
による効果を確実に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における１成分非磁性トナー
を用いる現像装置の一部を拡大して表わした縦断面説明
図、第２図は本発明を適用した１成分非磁性トナーを用
いる現像装置の全体を表わした縦断面説明図、第３図は
現像剤担持体の帯電電位状態を表わした線図、第４図は
現像剤担持体の変形例を表わした部分断面説明図である
。 １・・・現像装置、２・・・感光体ドラム、４，２４・
・・現像ローラー、６・・・トナー補給ローラー、６Ｑ
・・・絶縁性被覆層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、現像剤補給領域にて現像剤担持体に接触するように
   設けられた現像剤補給手段により上記現像剤担持体に対
   し現像剤を補給して付着させるとともに、この現像剤担
   持体上に付着された現像剤を上記現像剤補給領域の下流
   側に形成されている現像領域に送り込んで、静電潜像に
   現像剤を供給し現像を行なわせるようにした現像装置に
   おいて、上記現像剤補給手段の少なくとも現像剤担持体
   側への接触部分は、１０＾１＾１Ωｃｍ以上の体積固有
   抵抗を備える材質から形成されていることを特徴とする
   現像装置。 ２、請求項の１に記載された現像装置において、現像剤
   補給手段は、現像剤担持体側に接触配置される絶縁性材
   料からなる被覆層と、現像剤担持体側と非接触状態とな
   るように上記絶縁性の被覆層の内側に配置された導電性
   の材料からなる本体層と、この導電性の本体層に所定の
   バイアス電圧を印加する電圧印加回路とから構成されて
   いることを特徴とする現像装置。