JPS59116668A - 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】 ［発明の属する技術分野］ この発明は、静電潜像に現像剤を付着させる現像器に関
する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 静電潜像を可視化するに際し、新しい２つの技術が注目
されている。

１つは、−成分現像剤を用いること、他の１つは、非接
触現像法である。この２つの技術は互いに関連しており
、両者が組み合わされた例がいくつかみられる。例えば
、特開昭５６−１１６０６０号公報、特開昭５６−２７
１５８号公報に示されるものが代表的−二ある。

これらの公報に開示された発明は、共に現像ローラ上の
帯電された現像剤を、電界によシ非接触状態で、感光ド
ラム上の静電潜像に飛翔付着させていた。

ところが、両発明とも現像ローラ」二に、機械的に現像
剤を付着させており、必ずしも一様に塗布されるとは限
らず、このことが現像における画質劣化の原因となって
いた。

このような問題により多くの利点を有する非接触現像法
は、実用化を阻まれていた。

［発明の目的］ この発明は、以上の欠截を除去し、現像される画像の画
質が優れた現像装置を提供することを目的とする。

［発明の概要］ この発明は現像ローラ上に付着した現像剤の層に対して
電界を作用させることにより、現像剤の層の厚さを一定
にするものである。

［発明の効果］ この発明では、帯電した現像剤の層に対して電界を作用
させることで、現像剤の層の厚さ、帯電曾共に一定状態
にすることができる。

現像装置で現像剤の厚さが一定になると、静電潜＠に対
しで、現像剤が常に一定量供給され、静電潜像を忠実に
現像することが可能となる。

「発明の実施例」 次に、この発明の実施例について、図面に従って説明す
る。

この実施例の現像装置は、非磁性−成分トナーを用いた
非接触現像装置であり、その外観は第１図に示される。

この現像装置は、概略、現像ローラ（Ｂｊと、クリーニ
ングブレードα２と、トナー付８部（１３）ト、トナー
補給部（１４）と、第１図では示さないワイヤ一部とか
ら成る。このワロヤ一部は、現（ｉ　ｏ−ラｏＤ（ｒ）
　前面に設けられ、更に、このワイヤ一部に対向して感
光ドラムが配置される。

このような装置は、トナー付着部（１３）により現像ロ
ーラＯｊ」にトナーを一様に塗布する工程と、一様に塗
布されたトナーを、ワイヤ一部、現像ローラ０１．１、
感光ドラムの間に作用する電界によって飛翔させる現像
の工程と、クリーニングブレード（Ｌ２）により未使用
トナーを取り除くと同時に、現像ローラ０１）の表面上
の除電を行う工程と、トナー補給部側から補給されたト
ナーをトナー伺着部（１３）に補給する工程とから成る
。。

更に、各部を詳しく説明する。現像ローラσ１）は導電
性材料から成る円柱状の形状をしている。この周面は、
絶縁性材料で′＄覆される。導電性材料としては、例え
ば、アルミニウムであり、絶縁性拐料としては、ポリ４
７ツ化エチレン（登録商標テフロンであり、この名称が
一般的なので、これを用いる。）である。テフロンは、
負に帯電する傾向が非常に強いので、トナーとの摩擦に
より正の帯電をトナーに与える。このテフロンの被覆厚
は、電気的な絶縁破壊を考慮して決定される。

更に、この現像ロー２０１）の導電性材料からなる部分
には、交流電源（ｌｌａ）　、直導電源（ｌｌｂ　）が
接続される。直流電源（ｌｌｂ）の接続は、その正側が
現像ローラαＪ）に接続するようにする。又、直流電源
（ｌｌｂ）の他端は接地される。

すなわち、直流電源（ｌｌｂ）による電位が交流型：ｍ
（ｌｌａ）の変位の中心となる。これは偏寄電圧と呼ば
れているのは周知である。

現ｒＳ：ローラ旧、１は、第２図中の矢印（２１）で示
されるように回転する。この回転方向に逆らうようにし
てクリーニングブレード（１２＋が設けられる。このク
リーニングブレード（１２）は、絶えず現像ローラ０】
）の表面に接している。この接する位置は、第２図の断
面図において、現像ローラＱ４ｊの中心・からやや左上
の箇所である。

クリーニングブレード０２）は、導電性シリコーンゴム
から成り、導電性を有する。このクリーニングブレード
Ｏりの一端を抵抗（１２ａ　）を介して接地しておくこ
とにより、現像ローラＱ４Ｈ表面の電荷を除去すること
ができる。

現ｆ象ローラ（１］）から除去されたトナーは、重力に
より下方に落ちる。ここが、トナー収納部（１３）であ
る。トナー収納部（１３）は、トナー溜めを形成してお
り、このトナー溜めの中に現像ローラ（１１）が侵され
ている。トナー収納部（１３）は、更に２つに分けられ
る。クリーニングブレードα２）の下方に位置するのが
、トナー供給部（２２）である。このトナー供給部（２
２）は、現像ローラ旧）の中心のほぼ真下庁で広がって
いる。

このトナー供給部（２２）の下底付近には、トナー供給
ローラ（至）が設けられている。このトナー供給ローラ
（２３）は、トナー補給部α４）−！で延びている。

トナー付着部０３）を構成するもう一つの要素は、トナ
ー厚調整部（２４）である。このトナー厚調整部（２４
）は、トナー供給部（２２）に対して、現像ローラ０１
）の回転方向に位置する。

このトナー厚調整部（２４１の容器の下底付近には、ト
ナー回収ローラ（２５）が設けられている。このトナー
回収ローラ（２５）は、トナー補給部（１４）　ｔで延
びている。但し、このトナー回収ローラ（“２５）とト
ナー供給ローラ（２３）とは、互いに回転方向が逆であ
る。又、両ローラ（２３）　、　（２５１の表面には、
連続したらせん状の突起が設けられており、形状は同一
である。

トナー厚調整部Ｃ２４＋には、第３図に示されるように
現像ローラαＰに対向してメソシュ＆　（２６）が設け
られている。このメッンー板０６）はステンレス製であ
る。このメツシュ板Ｃ６）の目の配列は、第４図に示さ
れるように、横方向（現像ローラａ１）の幅方向）には
−直線であるが、縦方向には一直線では々く途中で目の
配列方向が異なっている。この縦方向は、現像ローラ（
ＩＢの回転方向である。冬目のピッチｌは、１．５朋で
あシ、素線幅ｄは０．２　ｍｍである。

このようなメツシュ板（２６）には、交流電源（２６ａ
）直流電源（２６ｂ）が直列に接続される。直流電源（
２６ｂ）の正側端子は接地される。

この直流電源（２６ｂ）の接続は、現像ローラ旧！に接
続された直流電源（］、］ｂ）の接続と反対にな−・て
いること及び交流電源（１１ａ　）　、　（２６ａ　）
が同相であることが特徴である。

ワイヤ一部（２７）を、第２図での矢印（２８）の方向
から示したのが第５図である。このワイヤ一部端は、現
像ローラ（１１）の回転軸と同一方向に設けられた複数
本の線状導電材から成る。このワイヤ一部ｔ２７）には
、図示しない電源よシ偏奇交流電圧が印加される。

次に、このような現像装置を駆動する構成について説明
する。第６図及び第７図に示されるように、現像ローラ
（ｕＨ、トナー供給ローラ轍、トナー回収ローラ（２５
）とは同一側の端に、それぞれ第１から第３の歯車（３
１）　、　（３２１，（３３）が設けられている。第２
の歯車（３２１には、モータ０４）の回転軸（３（ト）
に取り付けられた第４の歯車０５）が噛み合っている。

この実施例では、第２の歯車（３２）の歯数が、第１及
び第３の歯車Ｃ３］）　、　（３３）の歯数よりも大き
く設定されており、トナー供給ローラ（２３）よりもト
ナー回収ローラ０５）の回転数が太きい。

次に、この現像装置の動作について説明する。

現像ローラ０Ｌ！ば、トナー供給部（２２）において、
トナー溜めに浸っている。このトナーは、非磁性−成分
トナーであシ、平均粒径は約１０μｍである、この現像
ローラ（ＩＬ！ば、回転している上に、その表面が７７
０ンで被覆されている。

このテフロン吉トナーとの摩擦により前述のようにテフ
ロン表面のトナーは正に帯電する。又、テフロンとの間
の静電力にょシトナーは、現像口−ラ（１１２の表面に
付着する。

この段階で、本発明者等は現像ローラＱυの表面には、
トナ一層がやや厚すぎ、かつ一定でないことを確認して
いる。

このようにトナーが塗布された現像ローラ圓の領域が、
トナー厚調整部（２（イ）に到達すると、メツシュ板ｔ
２６）に対向する。

前述のように、メツシー板婦）には、偏寄電圧が印加さ
れているが、この実施例では、第８図に示されるように
、現像ローラ（■１）には波形（８１）の、メツシュ板
（２０には波形（８２）の交流電圧が印加される。

この波形（８１）と波形（８２）が同相であることから
、メツシュ板（２６）に印加される電圧は、現像ローラ
α１）に印加される電圧よりも絶えず小さい。

従って、現像ローラａυからメツシュ板（２６）に向か
って常に電界が発生する。この電界の中に、前述のよう
に現像ローラ（１］ｊ上に塗布されたトナーがさらされ
る。

すると、トナーは正に帯電しているので、静電力により
強制的にメツシュ板（至）側に引張られる。

メツシュ板（２ｂ”ｌに達したトナーは、メツシュ板ｔ
２６）を通過し、トナー厚調整部０イ）を形成する容器
中に落下する。このトナーの静電力傾よる剥離を詳細に
説明する。又、トナーの帯電過程は、前述のように、テ
フロンとの摩擦により機械的に行われるので、各トナー
の帯電量にはどうしてもばらつきが生じる。又、トナー
の穂立ちの高さも一足でない。

例えば、第９図のように、現像ローラ圓に対し、トナー
が塗布されているき、現像ローラ０１）に対し遠い箇所
のトナー、すなわち、現像ローラａＪ）に対し凸部を成
すトナーにはより強い静電力が作用するのでメツシュ（
２６）側に引かれやすい。又、特に強く帯電されたトナ
ーも同様にメツシー（２６）側に引かれやすい。

このように、このトナー厚調整部（２４１では、トナ一
層を一定にすると共に、トナーの帯電量をも一定にして
いる。

一方、メツシュ板（４）側に引張られたトナーは、メツ
シュ板弼を通シ抜はトナー厚調整部＋２４１の容器の中
に回収される。前述のようにこのトナー溜めには、トナ
ー回収ローラ（至）が設けられてお如、トナー回収ロー
ラ（２９の回転に沿ってトナー補給部（１４）Ｋ運ばれ
る。

次に、厚さと帯電量が規定されたトナ一層を担持した現
像ローラａＬ！の面がワイヤ一部（２７）に対向する０ このワイヤ一部（２７）において、トナーは電源（ｌｌ
ａ）。

（ｌｌｂ）とワイヤに印加される偶奇交流電圧及び感光
ドラムの表面電位によって生ずる電界にょシワイヤ一部
（２１と現像ローラ（ｌ］）との間の往復運動を繰シ返
しながら、画像形成に寄与するものだけが飛翔し、画像
形成に寄力しないものは、現像ローラθ１）の回転によ
シ搬送される。

こうして、画像形成に寄与しなかったトナーが付着した
現像ローラ（１１）上の領域は、やがてクリー辱ングブ
レードＯのに達する。このクリーニングブレード（１２
＋は、使用されなかったトナーを現像ローラα１）から
機械的に剥離する。しかも、この剥離は従来のように機
械的にトナーを塗布した場合に比べ、非常に弱い力で行
える。従ってクリーニングブレード（１２ｊの耐久性は
非常に向上する。

同時に、このクリーニングブレードαａは除電も行う、
除電されるのは、主に現像ローラαＰの表面を被覆して
いるテフロン層の負電荷である。

負電荷が除去されると現像ローラα１）は初期化され、
最初の工程に戻る。ここで除電を施しておかないと、現
像工程を繰り返すうちに電荷の蓄積が進み、安定な層形
成ができなくなる恐れがある。

以上詳述したこの実施例での効果は、 り摩擦帯電によｐ）ナーを現像ローラに付着させている
ので、トナーが押し固められることがない。従って、ト
ナーの除去が容易であシ、現像ローラをいためるとさも
ない。

的　現像ローラとメソシー板との間の電界により非接触
でトナ一層を一定にしているので、この段階でもトナー
に機械的な力は作用しない。又現像ローラ上のトナーの
帯電量も一定になる。

１ｉｉ）現像ローラとメツシー板との間の電界の強さを
変えることによシ、任意の厚みのトナ一層を形成するこ
とができる。

ｉｖ）感光ドラムへの現像は、電界を用いるときにより
非接触で行っている。

このように、この実施例の現像ローラは、機械的接触は
、クリーニングブレードのみであシ、シカモこのクリー
ニングブレードの接触は、非常に滑らかである。

［発明の他の実施例］ メツシー板（２１現像ローラ（１１！（！：の間に発生
させる電界は、前述の実施例のように常に、メツシー板
Ｃ２６）に向かう電界でなくとも構わない。

例えば、交番電界を発生させても構わない。メツシュ板
（ハ）を接地すると、現像ローラαυ及びメソシュ板時
の間には交番電界が発生する。

又、第８図の曲線（８２’）で示される電圧波形をメツ
シー板（２０に供給しても構わない。

この電圧の特徴は、現像ローラ（１１）に供給される電
圧と同相ではあるが、大小関係が逆転するようになって
いる。すなわち、２つの電圧波形の振幅が異なっている
。

このように交番電界を発生させる電圧を供給しても構わ
ない。

［発明の他の実施例］ 次に現像ローラαＪ）とメツシー板（２６）との位置関
係についていくつかの実施例を示す。

前述の実施例では、第２図又は第１０図（ａ）に示され
るように、現像ローラＯＬ！の表面とメッンー板弼のメ
ツシー面とは平行であった。

第１０図（ｂ）は現像ローラ０１）の表面とメツシー板
（２ｅのメツシー面との距離を回転につれて大きくする
実施例を示す。但し、現像ローラ（■１）及びメツシー
板Ｃ６）に印加する電気信号は、前述の実施例と同−七
する。

第１０図（Ｃ）には、現像ローラα１）の表面とメツシ
ュ板（２０のメツシー面との距離を回転につれて小さく
する実施例を示す。電気信号は前述の実施例と同一であ
る。

このように、メソシュ板弼の位置は、前述の実施例には
限定されない。メツシュ板（４）の大きさも限定される
ことはないが、トナーが目詰まりを生じないように大き
く、かつメツシー板（２０の格子部分が電界を発生でき
るように、目の部分を小さくすることの２つの事項が要
求される。

更に、必ずしもメツシー板Ｃ２６）を用いる必要もなく
、第１１図に示されるように、現＠ローラａ１）の略断
面に垂直な方向に電極板（１１１）を設け、最初に説明
した実施例と同一の交流電源（ｌｌａ）、直流電源（１
，１１））を現像ローラａｌ）の導電性部分に供給する
。この電極板（１１１）には、この交流電源（ｌｌａ）
、直流電源（ｎｂ）から成る電源からの出力と、交流電
源（２６ａ）直流電源（２６ｂ　’）から成る電源から
の出力とを切換装（ｔｆｆｉ　（１１２）によって一定
時間間隔毎に切ジ換えて供給する。

すなわち、現像ローラａ］）と電極板（１１１）との間
には電界が一定時間間隔毎に発生したり消滅したシする
。

すると、電界発生時には、トナーが現像ローラ０１）か
ら除去され、電極板（１１１）に集められる。次に電界
が消滅するので、トナーは重力にょシ落下する。

このような実施例により、メツシー板（２Ｇ）に要求さ
れる機能がよシ明確になる。すなわち、現像ローラ（Ｉ
Ｉ３との間に電界を発生させる機能と、トナーを次々と
他の場所へ移す機能の２つである。後者の機能は主に装
置の小型化という要求のためである。

従って、メツシュ板（２６）の材質もステンレスに限定
されず、形状も特に限定されないことは明らかである。

また、導電性メツシュ板の表面をテフロン疫どの樹脂で
被覆したものも用うろことができるＯ 実施例での現像ローラａ１）は、テフロンによって被覆
されたが、これに限定されることなくトナーに必要な帯
電極性および帯電量にょシ選択される。

又、アルミでつくられた現像ローラ表面を酸化処理して
アルマイト層を形成し、絶縁性表面とすることもできる
。現像ローラの形状はローラ状ばかシでなく無端ベルト
状になしても良い。但し、トナーの帯電極性表静電潜像
の形成及び現像ローラａυとメツシー板（イ）とに印加
する電圧の関係には注意を要する。

クリーニングブレードは従来良く知られているプラン状
のものでも構わない。

現像ローラ（１１ｊと感光ドラム（１２１１）との相対
運動は、第１２図（ａ）　Ｋ示されるように、その回転
方向が互いに反対方向になっても、第１２図（ｂ）に示
されるように、その回転方向が同一方向であっても構わ
ない。回転速度は１対１ばかシでなく、任意に認定しう
る。

以上、この発明についていくつかの実施例を示したが、
この発明は、これらの実施例には何等限定されず、非接
触のみならず、−成分非磁性トナーを用いるインプレッ
ション現像法のような接触現像法にも適用され、又、こ
の発明に含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、一実施例に係る現像装置の外観を示す斜視図
、第２図は警部断面図、第３図は第２図に示されるメツ
シュ板を示す平面図、第４図は第３図に示されるメツシ
ュ板の拡大図、第５図は第２図に示されるワイヤ一部を
第２図の矢印端で示される方向から見た図、第６図は現
像装置の側面図、第７図は第６図に示されるＡ−Ａ曲線
に沿った断面図、第８図は現像ローラとメツシーに印加
される電気信号を示す波形図、第９図はメツシュによる
トナ一層の厚さ規制を説明するだめの模式図１．第１０
図は現像ローラとメツシュとの位置関係を示す模式側面
図、第１１図はメツシーについての他の実施例を示す図
、第１２図現像ローラと感光ドラムとの相対運動を示す
模式断面図である。 α１）・・・現像ローラ、 （１２）・・・導電性ブレード、 （２Ｇ）・・・メツシュ板、 （２７し・ワイヤ一部。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 （ほか１名） 第２図 第８図 第９図 第１０図 ｔｃＬ）　　　　　　　　　　　　　　　　　（ムノ、
乙、　　　　　　　　　　　　Ｐ 第１２ （α〕 （ムリ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）絶縁性表面上に一成分非磁性トナーを担持する無
   端のトナー保持部材と、このトナー保持部材を移動させ
   る駆動手段と、この駆動手段によシ移動する前記トナー
   保持部材の絶縁性表面の一部が前記−成分非磁性トナー
   と接触するように前記−成分非磁性トナーを収納する収
   納容器と、このトナー収納容器内で摩擦帯電によシ付着
   した前記−成分非磁性トナーを担持した前記トナー保持
   部材の絶縁性表面に対向して設けられた電極と、この電
   極及び前記トナー保持部材との間に電圧を印加する電源
   き、この電源による電界の作用を受けた一成分非磁性ト
   ナーが付着した前記絶縁性表面に対向して設けられその
   表面に静電潜像を担持する無端の潜像保持部材と、この
   潜像保持部材表面の静電潜像上に前記−成分非磁性トナ
   ーを移動させる手段とを備えることを特徴とする現像装
   置。 （２）電極をメツシュ構造とすることを特徴とする特許
   請求の範囲第１．！Ｊ記載の現像装置。 （３ノトナ一担持部材を、円柱状の導電性物質と、この
   導電性物質周面を被覆する絶縁性物質で構成することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の現像装置。 （４）周面が絶縁性物質で被覆されだ略円柱状の現像ロ
   ーラと、この現像ローラを回転させるモータと、とのモ
   ータによる前記現像ローラの回転に伴い前記現像ローラ
   の少なくとも除電された周面と摩擦接触する非磁性トナ
   ーを収納する容器と、前記現像ローラの回転に伴い前記
   非磁性トナーが付着した前記現像ローラの周面と非接触
   で設けられたメツシー板と、このメツシー板及び前記現
   像ローラとの間に電界を発生させるように前記メツシュ
   板及び前記現像ローラとに電位を与える第１の電源と、
   この第１の電源による電界作用を受けた前記現像ローラ
   の周面が、回転に伴い前記メツシュ板を通過し、前記電
   界作用が略零になった位置に、前記現像ローラと対向し
   て設けられた導電性のワイヤ一部と、このワイヤ一部及
   び前記現像口−ラとの間に電界を発生させるように電圧
   を供給する第２の電源と、前記境部ローラの回転に伴い
   前記現像ローラが前記メツシー板及び前記ワイヤ一部を
   通過した箇所に、前記現像ローラの周面に