JPH03100680A

JPH03100680A - 現像装置

Info

Publication number: JPH03100680A
Application number: JP1237196A
Authority: JP
Inventors: Wataru Mitani; 渉三谷
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-09-14
Filing date: 1989-09-14
Publication date: 1991-04-25

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、例えば電子写真複写機、レーザプリンタなど
の画像形成装置に適用される現像装置に関する。

（従来の技術）近年、電子写真複写機、レーザプリンタなどの画像形成
装置の現像装置として、非磁性−成分現像剤を使用した
ものが実用化されつつある。この方式の現像装置によれ
ば、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いた
ものに比べ、大幅な小型軽量化が図れる。また、キャリ
アを用いていないために感光体ドラムや転写ドラムが傷
が付かない。また、非接触現像であるためにジッターが
生じない。また、磁性トナーでは特にカラープリンタと
した場合、トナーに磁性粉が混じっているために演色性
が悪くなるが、この様な問題がない等の種々の特長があ
る。

通常、この種の現像装置は、第４図のような構成となっ
ている。図中ａは現像ローラ、ｂは弾性発泡体ローラ、
Ｃはアルミローラである。

容器ｄに入った非磁性−成分現像剤（以後、トナーとい
う）ｔは、アルミローラＣおよび弾性発泡体ローラｂに
より図中右方向に運ばれ、現像ローラａによって汲み上
げられ、現像ローラａとこの現像ローラａに圧接するブ
レードｅとの間に送り込まれる。ここで、トナーｔは薄
層化されるとともに帯電され有機感光体ドラム（ＯＰＣ
感光体ドラム）ｆ側に送り出される。

そして、この時、現像ローラａには−２５０Ｖ。

ＡＣｌ、４ＫＶのバイアスが印加されているので、現像
ローラａと０．２５＋ｓｍ程度の微小間隔で対向する感
光体ドラムｆの露光部、すなわち静電潜像に向けてトナ
ーｔが飛翔し、静電潜像が顕像化する。

なお、飛翔しないで現像ローラａ上に残ったトナーｔは
、ウレタンブレードｇによって容器ｄ内に回収された後
、弾性発泡体ローラｂによって掻き落とされる。そして
、弾性発泡体ローラｂ１アルミローラＣの下側を通って
アルミローラＣの上方のトナー溜め部りに戻る構成とな
っている。

しかしながら、このような非磁性−成分現像装置にあっ
ては、まだ、多少の問題が残っている。

まず、第１に現像マージンが少なすぎる。現像バイアス
は１．４ＫＶと述べてきたが、これが１．６ＫＶになる
と放電してしまい、画像が汚れてしまう。また、１．２
ＫＶになると画像が薄くなってしまうといった問題があ
った。

また、第２に、例えば、感光体ドラムに傷があったり、
局所的にトナーが盛り上がっていたりすると放電パター
ンが現れたりすることが知られている。しかしながら、
耐圧を上げようとして例えばテフロンのような絶縁材で
被覆すると、絶縁材が帯電してしまってクーロン力によ
ってトナーを引付けるなどして、トナーが飛ばなくなっ
てしまうといった問題があった。

（発明が解決しようとする課題）このように、従来の非磁性−成分現像装置においては、
放電に対するマージンが広げられず、均一で自由な濃度
の現像状態を得ることが難しといった問題があった。

本発明は上記課題を解決すべくなされたもので、その目
的とするところは、現像剤保持体に層形成部材を圧接さ
せて現像剤保持体上に現像剤層を形成し、この現像剤層
を像担持体に形、成された静電潜像に対向させて現像す
る現像装置において、簡単な構成でありながら、放電に
対するマージンが広げられ、環境に対して安定な、しか
も、均一で自由な濃度の現像状態を得ることができる現
像装置を提供しようとするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、上記課題を解決するために、現像剤保持体に
層形成部材を圧接させて現像剤保持体上に現像剤層を形
成し、この現像剤層を像担持体に形成された静電潜像に
対向させて現像する現像装置において、現像剤保持体の
表面にハロゲン、炭素、窒素、酸素の内の少なくとも１
種類とシリコンとからなる単層あるい積層からなる被覆
層を形成したものである。

（作用）すなわち、本発明によれば、現像剤保持体の表面にハロ
ゲン、炭素、窒素、酸素の内の少なくとも１種類とシリ
コンとからなる単層あるい積層からなる被覆層を形成す
ることにより、放電を維持する電流密度を流さない程度
の抵抗を有した耐圧がＩＫＶ以上の・半導体性となる。

これにより、放電に対するマージンが広げられ、均一で
自由な濃度の現像状態を得ることができる。また、前記
被覆層はプラズマＣＶＤ法などで、比抵抗が１０３〜１
０１３Ω・■の範囲、かつ、さらに好ましくは厚みが０
．５〜５０μ−の範囲にある被覆層を形成するとにより
極めて簡単な構成で実現可能となる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図を参照し
て説明する。第２図は本発明の現像装置を採用したフル
カラーレーザプリンタの構成を示すもので、図中１は装
置本体である。この装置本体１内の中央上部には像担持
体としての有機感光体を表面に塗布した感光体ドラム２
が回転自在に設けられ、この感光体ドラム２の周囲には
その回転方向（矢印Ｅ方向）に沿って、帯電装置３、多
色現像装置４、転写ドラム５、クリニング装置６、およ
び除電装置７が順次配設されている。さらに、本体１内
上部には前記帯電装置３と現像装置４との間に画像情報
を露光するレーザ露光装置８が設けられている。多色現
像装置４は、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの非
磁性−成分現像剤（トナーという）ｔを収容した現像器
ユニット４ａ〜４ｄを備えた構成となっている。

また、装置本体１の一側部には、普通紙等の用紙Ｐを収
容した給紙カセット１０が装着されており、給紙手段１
１を介して順次１枚ずつ給紙されるようになっている。

給紙カセット１０から給紙された用紙Ｐは、Ｕターン搬
送路１２に沿って搬送され、給紙カセット１０の上方に
装着された排紙トレイ１３に導かれるようになっている
。Ｕターン搬送路１２には、前記転写ドラム５、剥離手
段１４、および定着装置１５が対向した状態となってい
る。

しかして、画像形成時には、感光体ドラム２が矢印Ｅ方
向に回転するとともに帯電装置３によって感光体ドラム
２の表面が一様に負帯電される。

この後、レーザ露光装置８により画像情報が露光され感
光体ドラム２の表面の電荷が選択的に除去され静電潜像
が形成される。

ついで、この静電潜像は、現像装置４の予めセットされ
た第１の色のトナーｔを収容した現像器ユニット４ａ（
もしくは４ｂ、４ｃ、４ｄ）に対向することにより、帯
電された非磁性−成分現像剤（トナー）ｔが非接触ジャ
ンピング法により付着して顕像化される。

一方、この時、転写ドラム５には、給紙カセット１０か
ら給紙された用紙Ｐがその先端がグリッパ５ａに保持さ
れた状態で巻き付けられた状態にある。そして、転写ド
ラム５はプラスバイアスが印加された状態で矢印Ｆ方向
に回転して転写位置Ａ点において、感光体ドラム２上の
トナー像が用紙Ｐに転写される。

なお、転写しきれなかったトナーｔは、クリーニング装
置６によって清掃されるとともに、除電装置７により感
光体ドラム２のメモリが除去され、次のサイクルに入る
。

ここで、複数の色を転写する場合には、転写ドラム５を
再び一回転させ、その間に現像装置４の第２の色の現像
器ユニット４ｂ　（４ｃ、４ｄ。

４ａ）を感光体ドラム２に順次対向するように切り替え
る。

この様にして、所定の回数の転写を行なわれた後は、剥
離手段１４が動作して転写ドラム５から用紙Ｐが剥離さ
れ排紙工程に入る。そして、定着装置１５により用紙Ｐ
上のトナー像が加熱定着され排紙トレイ１３上に排紙さ
れる。

つぎに、前記多色現像装置４の現像器ユニット４ａの構
成について説明する。なお、他の現像器ユニット４　ｂ
＋　４　ｃ　＊　４　ｄも現像器ユニット４ａと同一構
成となっているため説明を省略する。

本発明の現像装置としての現像器ユニット４ａは、・第
３図のような構成となっている。図中２０はケーシング
であり、このケーシング２０内には感光体ドラム２と０
．２５ｍ＋ｓ程度の微小の間隙Ｇを存して対向する現像
剤保持体としての現像ローラ２１が設けられている。こ
の現像ローラ２１はステンレス製のスリーブの表面に＃
６００のサンドブラスト加工したものが用いられる。

さらに、ケーシング２０内には、現像ローラ２１に転接する状態にウレタンスポンジある
いは発泡ゴムなどの弾性発泡体ローラ２２が配置され、
さらに弾性発泡体ローラ２２１；転接する状態にアルミ
ローラ２３が配置された状態となっている。

また、現像ローラ２１の斜め上部には、層形成部材とし
ての厚みが０．１５ｍ■のステンレスブレード２４が、
また、斜め下部にはウレタンブレード２５力ぐ圧接した
状態となっている。

なお、２６は蓋部材であり、２７．２７（一方のみ図示
）はサイドフレームである。

また、層形成部材としてのステンレスブレード２４は、
保持体としてのブレードホルダ２８により上端縁部を保
持され現像ローラ２１と平行状態に配置されている。

ブレードホルダ２８は、長手方向両端部に装着された支
軸３０を回動中心として回動可能に支持されているとと
もに、サイドフレーム２７．２７間に横架されたステイ
３１に螺挿された圧接力調整ねじ３２，３２により上面
が押されることにより第３図中、矢印Ｂ方向に回動変位
するようになっている。そして、圧接力調整ねじ３２．
３２の締め付は具合によりステンレスブレード２４の現
像ローラ２１に対する圧接力が調節できるよう３なって
いる。

また、前記現像ローラ２１、弾性発泡体ローラ２２、お
よびアルミローラ２３は、図示しない駆動力伝達系を介
して駆動されるようになっている。

現像ローラ２１の両端部には同軸状態に図示しない位置
決めローラが取り付けられており、現像器ユニット４ａ
全体が軸３５を中心に回動付勢されることにより前記位
置決めローラが感光体ドラム２に転接し、前記所定の間
隙Ｇを確保できるようになっている。

しかして、ケーシング２０に入った非磁性−成分トナー
ｔは、アルミローラ２３および弾性発泡体ローラ２２に
より第３図中、右方向に運ばれ、現像ローラ２１によっ
て汲み上げられ、現像ローラ２１とこの現像ローラ２１
に圧接するステンレスブレード２４との間に送り込まれ
る。ここで、トナーｔは薄層化されるとともに帯電され
感光体ドラム２側に送り出される。

そして、この時、現像ローラ２１には一２５０Ｖ、ＡＣｌ、４ＫＶ（７）／（イ７スが印加さ
れているので、現像ローラ２１と微小間隔Ｇを存して対
向する感光体ドラム２の露光部、すなわち静電潜像に向
けてトナーｔが飛翔し、静電潜像が顕像化する。

なお、飛翔しないで現像ローラ２１上に残ったトナーｔ
は、ウレタンブレード２５によってケーシング２０内に
回収された後、弾性発泡体ローラ２２によって掻き落と
される。そして、弾性発泡体ローラ２２、アルミローラ
２３の下側を通ってアルミローラ２３の上方のトナー溜
め部３６に戻ることになる。

また、本発明の現像剤保持体としての現像ローラ２１は
、金属支持円筒４０の表面に半導体性被覆層４１が形成
された状態となっている。この被覆層４１は、放電を維
持する電流密度を流さない程度の抵抗を有した耐圧がＩ
ＫＶ以上の半導体性となっており、放電に対するマージ
ンが広げられ、均一で自由な濃度の現像状態を得ること
ができるようになっている。

前記被覆層４１の成膜にあたっては、材料がＳ　Ｕ　Ｓ
　３０３からなる金属支持円筒４０の表面にプラズマＣ
ＶＤ　（気相成長）法によって成膜した。

使用ガスはＳＩ　Ｈａ　　　（２００ＳＣＣＭ）　、　
ＣＨ４（Ｉ　ＳＬＭ　）、　圧力０．７５ｔｏｒｒ、　
印加パワー１、ＯＫＷで９０分成膜し、非晶質の炭化シ
リコン層（ａ　−Ｓ　１：０層）を得た。膜厚は３．５
μｓで、比抵抗は２．２Ｘ１０”Ω・（至）であった。

これを非磁性−成分現像装置に組み込み、画像形成装置
に装填して画像を調べたところ現像バイアスが０．５Ｋ
Ｖから２．５までの範囲に渡って放電が無く良好な画像
を得た。

なお、本発明者が行った実験によると、現像バイアスの
マージン問題から、被覆層４１としては、比抵抗が１０
３〜１０１３Ω−国の範囲にあることが望ましく、さら
に、この被覆層４１の厚みが０．５〜５０μ■の範囲に
あることが好ましいとの結論に至った。これを実現する
ためには、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法などに
より、ハロゲン、炭素、窒素、酸素の内の少なくとも１
種類とシリコンとからなる単層または積層の被覆層４１
を形成すれば良いとの結論に至った。

また、被覆層４１が膜中に水素を含むものであっても良
好な結果が得られた。

この発明によれば、上述したように、現像ローラ２１の
表面に形成された被覆層４１により、放電を維持する電
流密度を流さない程度の抵抗を有した状態、すなわち、
耐圧がＩＫＶ以上となっている。

このため、放電に対するマージンが広げられ、均一で自
由な濃度の現像状態を得ることができる。

さらに、耐環境性の向上、例えば高地で気圧が下がった
時に放電による現像むらを生じることへの対策がなされ
る。

なお、上述の一実施例をカラープリンタに適用した場合
について説明したが、本発明はこれに限るものでなく、
例えば、単色プリンタ、電子写真複写装置などに適用し
ても良い。その他、本発明の要旨を変えない範囲で種々
変形実施可能なことは勿論である。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、現像剤保持体に
層形成部材を圧接させて現像剤保持体上に現像剤層を形
成し、こ゛の現像剤層を像担持体に形成された静電潜像
に対向させて現像する現像装置において、簡単な構成で
ありながら、放電に対するマージンが広げられ、環境に
対して安定な、しかも、均一で自由な濃度の現像状態を
得ることができる現像装置を提供できるといった効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は現像装置の概略的構成図、第２図は本発明の現
像装置を採用したフルカラープリンタの内部構成図、第
３図は現像ローラの一部断面図、第４図は従来例を示す
図である。４ａ〜４ｄ・・・現像装置（現像器ユニット）２１・・
・現像剤保持体（現像ローラ）、２４・・・層形成部材
（ステンレスブレード）、４１・・・被覆層、ｔ・・・
現像剤（トナー）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）現像剤保持体に層形成部材を圧接させて現像剤保
持体上に現像剤層を形成し、この現像剤層を像担持体に
形成された静電潜像に対向させて現像する現像装置にお
いて、現像剤保持体の表面にハロゲン、炭素、窒素、酸
素の内の少なくとも１種類とシリコンとからなる単層の
被覆層を形成したことを特徴とする現像装置。
（２）現像剤保持体に層形成部材を圧接させて現像剤保
持体上に現像剤層を形成し、この現像剤層を像担持体に
形成された静電潜像に対向させて現像する現像装置にお
いて、現像剤保持体の表面にハロゲン、炭素、窒素、酸
素の内の少なくとも１種類とシリコンとからなる積層の
被覆層を形成したことを特徴とする現像装置。