JPH083678B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、電子写真複写機等に適用され、一成分系
現像剤等により静電潜像を現像する現像装置に関する。

（従来の技術） 電子写真複写機、ファクシミリ、又はプリンタ等の電
子写真装置においては、従来、カスケード法及びマグネ
ットブラシ法等の現像技術が主として使用されている
が、近年のカラー記録の実用化に際し、未定着像の重ね
現像が可能な感光体に非接触状態で現像する技術が検討
されている。この非接触現像技術については、米国特許
第3,232,190号、第38,657号及び第3,893,418号又は英国
特許第1,458,766号にその基本的構成が開示されてい
る。つまり、先ず、円筒状表面に均一な薄いトナー層を
形成し、約５乃至500μｍの微小間隙をおいて現像ロー
ラを静電潜像に近接させる。そして、この間隙に、直流
電圧又は交流電圧を偏奇させて印加し、トナーを飛翔振
動させて静電潜像部の電界が強い部分にトナーを付着さ
せる一方、非静電潜像部においては、飛翔を抑制するか
又は再帰（交流電圧印加の場合）させて、トナーを選択
付着させることにより現像する。また、米国特許第3,89
3,418号においては、現像された画像の階調性が印加す
る交流電圧の周波数によって変化することを利用し、階
調再現性を周波数の切替えによって選択する。

ところで、これらの技術において最も重要なことは、
現像ローラ上にトナー層を均一に形成し、かつトナーに
均一な帯電を付与することにある。このような点に着目
して本願発明者等は、特開昭59-31979号又は特願昭58-1
43340号若しくは特願昭58-161241号等において、トナー
層形成の改良技術を提案した。これらの技術において
は、弾性ブレードを現像ローラに当接させてトナー層を
形成するので、極めて小型かつ簡素な構造でトナー層を
均一に形成することができる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、負の静電潜像を現像する場合又は正の静電
潜像を反転現像する場合は、正極性に帯電したトナーを
使用する。この場合に、トナーへの摩擦帯電性の向上の
ために、帯電制御剤又は樹脂等をトナーに添加するが、
正帯電トナーの場合には、特性が優れた帯電制御剤又は
樹脂がなく、このため、現像ローラ上に層形成されたト
ナーは帯電量が不安定である。この結果、画質にかぶり
が発生しやすく、また、多湿下で、層形成特性が悪くな
る等の欠点がある。従って、正極性のトナーを使用する
場合は、負極性のトナーを使用する場合に比して、電子
写真特性が悪い。このような事情は２成分現像方式にお
いても同様であるが、１成分現像方式においては、この
欠点は顕著に現れ、抜本的解決手段が要望されている。

この発明は、かかる事情に基づきなされたもので、一
成分現像装置において、正帯電のトナーを使用する場合
であっても、充分にかつ均一にトナーを帯電することが
でき、優れた画像を得ることができる現像装置を提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明は、上記問題点に基づきなされたもので、一
成分現像剤を貯蔵する貯蔵手段と、前記一成分現像剤を
搬送し、像担持体に形成された静電潜像を現像する現像
ローラと、前記貯蔵手段と前記現像ローラとの間に設け
られ、前記貯蔵手段中の前記一成分現像剤を前記現像ロ
ーラに供給する周面にブラシを有する供給ローラと、前
記供給ローラを設置するために設けられた円弧状の収容
部と、前記収容部と対向して設けられ、前記供給ローラ
のブラシの外周縁とほぼ同一の曲率で湾曲し、前記供給
ローラの回転により前記ブラシが摺接するように前記供
給ローラの周縁を囲み、前記ブラシにより搬送される前
記一成分現像剤を摩擦帯電させる摩擦部材を有するとと
もに、前記貯蔵手段から前記供給ローラに前記一成分現
像剤を供給するための開口を形成するように、前記貯蔵
手段中の前記一成分現像剤と前記供給ローラとの間を仕
切る仕切り部材と、前記現像ローラに当接して設けら
れ、前記現像ローラに供給された前記一成分現像剤の厚
さを所定の厚さに規制するとともに摩擦帯電して前記現
像ローラ上に現像剤層を形成する規制部材と、を具備し
たことを特徴とする現像装置を提供するものである。

（作用） この発明の現像装置によれば、一成分現像剤を貯蔵す
る貯蔵手段内の現像剤は、貯蔵手段から供給ローラにト
ナーを供給するための開口を形成するとともに、円弧状
の収容部と共働して供給ローラの周面に設けられたブラ
シが摺接するように供給ローラの周縁を覆うことによ
り、貯蔵手段内のトナーと供給ローラとの間を仕切る仕
切り部材により、供給ローラへの貯蔵手段からのトナー
の過剰供給が防止されるとともに、供給ローラの回転方
向に関わらず、仕切り部材あるいは円弧状の収容部と供
給ローラとの接触により、供給ローラ上に担持されてい
るトナーを予備的に帯電することができます。これによ
り、現像ローラに供給されるトナーは、適度に予備帯電
された状態で規制部材に案内され、規制部材により、さ
らに、適正な電位に帯電される。

これにより、現像ローラから像担持体に提供されるト
ナーは、適正な層厚が与えられるとともに、確実に、所
定の電位に帯電された状態で、像担持体との間の現像領
域に案内され、たとえば、正帯電のトナーを使用する場
合であっても、十分に帯電しかつ均一に帯電した現像剤
層を形成し、良好な画質を得ることのできる一成分現像
装置が提供される。

（実施例） 以下、添付の図面を参照して、この発明を電子写真感
光体に適用した場合の第１の実施例について説明する。
感光体ドラム１は矢印20方向に回転可能に設置されてお
り、この感光体ドラム１とその軸方向を同一にして導電
性の現像ローラ３が感光体ドラム１の周面と転動し、又
は適宜の間隔を保持して設置されている。この現像ロー
ラ３は矢印21方向に回転し、ハウジング２に囲まれてい
る。この現像ローラ３には、リン青銅、ステンレス鋼、
又はウレタンゴム等の板状の弾性体である現像剤規制部
材４の先端が接触している。この規制部材４により、現
像ローラ３の周面のトナー量を規制し、周面に20乃至50
μｍの厚さのトナー層を形成すると共に、現像ローラ３
の周面と規制部材４との摩擦によりトナーを所定の極性
に帯電させる。この摩擦帯電の量及び極性は、トナーの
材質、規制部材４及び現像ローラ３の材質、並びに摩擦
の強さ等により決まるので、従来なされているように、
所望の帯電量及び極性に応じてこれらの部材の材質を選
択すれば良い。

現像ローラ３を挟んで感光体ドラム１と対向する側に
は貯留器５が設置されており、この貯留器５内には、例
えば、平均粒径が５乃至20μｍであり、摩擦帯電可能な
一成分系のトナー６が貯留されている。この貯留器５と
現像ローラ３との間には、現像ローラ３から仕切り部材
７により仕切られた現像剤供給ローラ11が配設されてい
る。現像剤供給ローラ11は円筒状の基体部13と、この基
体部13の周面に植設されたブラシ状の弾性部分12とを有
する。そして、この現像剤供給ローラ11はその軸方向を
現像ローラ３と同一にして、矢印22方向に回転可能であ
り、仕切り部材７とハウジング２とにより囲まれるチャ
ンバ10内に設置されている。仕切り部材７は、弾性部分
12の外周縁と略々同一の曲率で湾曲しこの弾性部分の周
縁が約1mm以下の長さで接触する摩擦部分８と、チャン
バ10と貯留器５との間を連通するスリット状の開口部９
とを有する。

貯留器５の底部には、羽根状の攪拌器14がその回転軸
方向を現像剤供給ローラ11の回転軸方向と同一にして設
置されており、矢印23方向に回転する。この攪拌器14の
回転により、貯留器５の下部の開口部９を介してトナー
がチャンバ10内に円滑に移ることができ、貯留器５の下
部に空洞が形成されることが防止される。

現像剤供給ローラ11の弾性部分12においては、ポリテ
トラフルオロエチレン（商品名テフロン）、ポリメチル
メタクリレート（PMM）、又はビスコートレーヨン等の
繊維、好ましくはテフロン繊維が植設されている。これ
らの繊維で構成されたブラシ状の弾性部分12の周縁部が
約1mm以下の長さに亘って仕切り部材７の摩擦部分８に
摺接することによって、弾性部分12に搬送されるトナー
が摩擦部分８にこすりつけられ、正極性に帯電する。一
方、トナーを負極性に帯電させるためには、この弾性部
分12として、ポリエチレンテレフタレート又はポリアミ
ド等の繊維を使用すれば良い。

なお、現像剤供給ローラ11の弾性部分12は、この実施
例のように、繊維を植設したものに限らず、例えば、ス
ポンジ状のポリウレタン又はスチレンブタジエンゴム等
で基体部分13の周面を被覆して構成しても良い。このウ
レタン又はスチレンブタジエンゴムの場合には、トナー
は正極性に帯電する。トナーを負極性に帯電させるため
には、ポリプロピレン又はポリアミド等の材料でスポン
ジ状の弾性部分を構成すれば良い。いずれにしても、こ
れらの材料は目安であり、トナーとの組合せを実験で確
認して、トナーを所要の極性に帯電させる材料を選択す
ればよい。

仕切り部材７の摩擦部分８は、ステンレス鋼、リン青
銅、黄銅、及びアルミニウム等の金属、若しくはこれら
にニッケルメッキ若しくはアルマイト処理したもの、又
はポリエステル、若しくはテフロン等のプラスチック類
で形成すれば良い。これらの摩擦部分８は弾性部分12が
摺接する内面を粗くして摩擦面積を大きくすることによ
り、帯電量を増大することができる。また、仕切り部材
７の内面に、スポンジ又は毛ブラシを貼付することによ
り、このスポンジ部分又はブラシ部分と弾性部分12との
摩擦によりトナーを帯電しても良い。いずれにおいて
も、摩擦部分８の材質は、トナーとの摩擦帯電性を考慮
して選択すれば良い。

次に、このようにして構成された現像装置の動作につ
いて説明する。感光体ドラム１には、マイナス400乃至8
00ボルトの電圧で静電潜像が形成され、感光体ドラム１
は矢印20方向に定速回転している。この感光体ドラム１
と現像ローラ３との間には、適宜のバイアス電源（図示
せず）により、マイナス０乃至200ボルトの直流バイア
ス電源又はマイナス側に０乃至200ボルト偏寄した800乃
至1600ボルトの交流電圧（周波数200Hz以上）が印加さ
れている。この現像ローラ３は感光体ドラム１と等速で
ある場合には、実質的に感光体ドラム１に転動してもよ
いが、画像に階調性を持たせる場合には、感光体ドラム
１と非接触状態に保持する。また、交流バイアスを印加
する場合には、現像ローラ３の回転速度を感光体ドラム
１の回転速度より大きくしたほうが画像濃度を高くする
上で好ましい。

貯留器５内のトナーは、攪拌器14によって攪拌されて
おり、このトナーは仕切り部材７の開口部９を介して現
像剤供給ローラ11に供給される。トナーは、矢印22方向
に回転する現像剤供給ローラ11の弾性部分12により現像
ローラ３まで搬送され、この搬送の過程で、この弾性部
分12と仕切り部材７の摩擦部分８との間の摩擦により所
定の極性に帯電する。このようにして、トナーは現像剤
供給ローラ11により所定の極性に帯電すると共に、その
回転により現像ローラ３まで搬送されるから、ほぼ一定
の供給量で現像ローラに与えられる。トナーは現像ロー
ラ３に機械的及び静電的な力により付着し、その周面に
塗布される。

現像ローラ３の周面のトナーは、規制部材４により余
剰分がかきとられ、20乃至50μｍの均一な厚さのトナー
層が形成される。また、この規制部材４の摩擦により、
トナーは所定の極性に更に帯電する。次いで、現像ロー
ラ３の回転により、その周面のトナー層は、現像バイア
スの存在下で、感光体ドラム１と接触して転移し、又は
感光体ドラム１の周面の近傍にて感光体ドラム１に飛翔
して転移し、感光体ドラム１の周面の静電潜像が現像さ
れる。

この実施例においては、トナー貯留器５と現像ローラ
３との間に、現像剤供給ローラ11が介在しており、その
回転による搬送によってトナーが貯留器５から現像ロー
ラ３まで供給されるから、現像ローラ３に不規則に大量
のトナーが付着することが回避される。また、トナーは
規制部材４による摩擦帯電に加え、弾性部分12と摩擦部
分８との間の摩擦によっても帯電する。従って、現像ロ
ーラ３には、充分に帯電したトナー層が均一な厚みで形
成される。このため、かぶりがない安定した画像が得ら
れる。更に、弾性部分12及び摩擦部分８の材質又は形状
を適宜選択することによって、トナーを所定の極性に帯
電することができるので、従来のようにトナーの特性改
善による画質の向上では困難であった正極性へのトナー
帯電も容易である。

次に、第２図を参照してこの発明の第２の実施例につ
いて説明する。この第２図において、第１図と同一物に
は同一符号を付して説明を省略する。この実施例におい
ては、規制部材15を、その先端を開口部９に望ませて仕
切り部材７に取付けてある点が第１の実施例と異なる。
つまり、この規制部材15は現像剤供給ローラ11の弾性部
分12の周縁に摺接し、開口部９を介して弾性部分12に供
給されるトナー量を規制する。この規制部材15は規制部
材４と同様の材質で形成すればよい。この規制部材15に
より、現像剤の供給量の調整が更に一層容易になる。ま
た、弾性部分12として、ブラシ状のものでなく、スポン
ジ状の比較的平滑なものを使用した場合には、規制部材
15によりトナーを予備帯電する効果が得られ、画質が更
に改善される。

なお、この発明は上記各実施例に限定されないことは
勿論であり、種々の変形が可能である。また、仕切り部
材７の摩擦部分８は、通常、現像剤供給ローラ11の周縁
の約1/3を覆うように形成すればよいが、この弾性部分1
2と摩擦部分８との間の摺接長さはトナーの搬送量又は
トナーの帯電量等に応じて決めればよい。更に、仕切り
部材７の開口部９は、極力狭い方が好ましい。貯留器５
内の未帯電トナーを現像剤供給ローラ11に少量づつ供給
する方が均一なトナー層を現像ローラ上に形成すること
ができるからである。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の現像装置によれば、
一成分現像剤を貯蔵する貯蔵手段内の現像剤は、貯蔵手
段から供給ローラにトナーを供給するための開口を形成
するとともに、円弧状の収容部と共働して供給ローラの
周面に設けられたブラシが摺接するように供給ローラの
周縁を覆うことにより、貯蔵手段内のトナーと供給ロー
ラとの間を仕切る仕切り部材により、供給ローラへの貯
蔵手段からのトナーの過剰供給が防止されるとともに、
供給ローラの回転方向に関わらず、仕切り部材あるいは
円弧状の収容部と供給ローラとの接触により、供給ロー
ラ上に担持されているトナーを予備的に帯電することが
できます。これにより、現像ローラに供給されるトナー
は、適度に予備帯電された状態で規制部材に案内され、
規制部材により、さらに、適正な電位に帯電される。こ
れにより、現像ローラから像担持体に提供されるトナー
は、適正な層厚が与えられるとともに、確実に、所定の
電位に帯電された状態で、像担持体との間の現像領域に
案内され、たとえば、正帯電のトナーを使用する場合で
あっても、十分に帯電しかつ均一に帯電した現像剤層を
形成し、良好な画質を得ることのできる一成分現像装置
が提供される。従って、かぶりのない優れた画質の画像
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例を示す図、第２図はこ
の発明の第２の実施例を示す図である。 1;感光体ドラム、3;現像ローラ、4;規制部材、5;貯留
器、6;トナー、7;仕切り部材、8;摩擦部分、9;開口部、
11;現像剤供給ローラ、12;弾性部分、15;規制部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一成分現像剤を貯蔵する貯蔵手段と、 前記一成分現像剤を搬送し、像担持体に形成された静電
   潜像を現像する現像ローラと、 前記貯蔵手段と前記現像ローラとの間に設けられ、前記
   貯蔵手段中の前記一成分現像剤を前記現像ローラに供給
   する周面にブラシを有する供給ローラと、 前記供給ローラを設置するために設けられた円弧状の収
   容部と、 前記収容部と対向して設けられ、前記供給ローラのブラ
   シの外周縁とほぼ同一の曲率で湾曲し、前記供給ローラ
   の回転により前記ブラシが摺接するように前記供給ロー
   ラの周縁を囲み、前記ブラシにより搬送される前記一成
   分現像剤を摩擦帯電させる摩擦部材を有するとともに、
   前記貯蔵手段から前記供給ローラに前記一成分現像剤を
   供給するための開口を形成するように、前記貯蔵手段中
   の前記一成分現像剤と前記供給ローラとの間を仕切る仕
   切り部材と、 前記現像ローラに当接して設けられ、前記現像ローラに
   供給された前記一成分現像剤の厚さを所定の厚さに規制
   するとともに摩擦帯電して前記現像ローラ上に現像剤層
   を形成する規制部材と、 を、具備したことを特徴とする現像装置。