JPS59129879A - 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】 本発明は絶縁性粉体トナーを用いる現像装置に関し、特
に感光体や絶縁体等に形成した静電潜像や磁性体に形成
した磁気Ｍ像を現像するのに用いる現像装置に関するも
のである。

従来、上記感光体等の像担持体に形成した潜像を現像す
るための現像方式は各種提案されている。例えば静電潜
像を現像するための現像方式として、キャリア粒子を併
用することなくトナー□のみで現像する一成分現像方式
が広く知られている。この方式は、更に磁性トナーを用
いるものと非磁性トナーを用いるものとに大きく分けら
れる。

しかし、いづれの場合もトナーを像担持体に供給するロ
ーラ等の手段の表面に均一な量のトナ一層を形成したシ
、又はこのトナ一層のトナーを十分に帯電することが求
められることがある。この様なトナー供給手段の表面に
トナーを均一に塗布することは、塗布層が薄くカれば万
るはと困難に力る。

この様な問題を解決するため、上記トナー供給手段の表
面に弾性ブレード板をこの供給手段の移動方向に従って
圧接し、これらブレード板と供給手段との間にトナーを
通すことで、薄層化及び帯電とを同時に行なうことが提
案されている。しかし、上記の構成によると、供給手段
と弾性ブレードとの間に異物がつまシ易く、その結果、
供給手段上にトナーが塗布されない筋状の領域が生じ、
この領域は現像不可能となり現像によシ得る画像の画質
を低下させることになる。

更に、非磁性トナーを用いる場合は、磁界による搬送が
できないため、上記供給手段に対する塗布及び搬送に磁
性トナーに対する以上の困難をともなう。

本発明の目的は、上記−成分系現像剤のトナーを用い現
像装置が有する問題点を解決するととにある。更に詳し
くはトナー供給手段へのトナーの塗布及び帯電を良好に
成し得る現像装置を提供することにある。更には簡単な
構成で磁性・非磁性トナーを問わず、均一な薄層でトナ
ー供給手段表面に薄層化し、且つ十分に帯電することか
可能な現像装置を提供するものである。

上記目的を達成する本発明の現像装置は、絶縁性粉体ト
ナーを貯蔵するトナー収納容器と、この収納容器のトナ
ー出口部に位置し像担持体　　　　゛に上記トナーを供
給するために回転するトナー供給手段と、この供給手段
に対向して回転し上記トナー出口部からトナーが流出す
るのを防止し、且つトナー供給手段の表面に一定厚のト
ナ一層を形成するためのトナー塗布量規制手段とを有し
、上記トナー供給手段と塗布量規制手段の少なくとも一
方に弾性を持たせ、両手段がニップを形成して圧接する
様に配設し、上記規制手段をニップ幅ＥＦ）も少ない量
だけ間欠移動するものである。

以下、実施例及びその説明図に従って本発明を更に詳し
く説明する。

第１図は本発明を適用した現像装置の狭部断面図を示す
。図において１は矢印方向に回転する感光ドラムで、図
示しない潜像形成手段により静電像が、その表面に形成
される。上記感光ドラム１に対して現像位置で対向する
２はトナー供給ローラで、矢印方向に回転しながらその
表面の絶縁性非磁性トナーを感光ドラム１に供給する。

このトナー供給ロー２２はステンレスやアルミニウム等
の金属スリーブ、又は硬質合成樹脂によシ構成され、そ
の表面はサンドブラストやツブ間でのトナーの滑９を更
に規制しトナーの撹拌及び摩擦帯電Ｑ効果を高めること
が可能となる。

上記ローラ２の現像位置上流側には、トナー塗布量を規
制するための規制ロー２３が対向しておシ、この規制ロ
ーラ３と上記供給ローラ２によシ、トナー貯蔵部からト
ナー４が外へ流出するのを阻止している。この規制ロー
ラ３は供給ローラ２との対向位置と同方向に回転し、そ
の速度は供給ローラ２と相違する。また、この規制ロー
ラ３は弾性を有しておシ、供給ローラ２に対してニップ
を形成して圧接対向している。

この規制ローラの構造は、回転中心軸となる剛体芯３ａ
と、この芯３ａｉ包む中間弾性層３ｂと表面弾性層３Ｃ
を有している。中間弾性層３ｂとしては、連続又は非連
続気泡を有する発泡樹脂やシリコンゴムの如き、特に柔
軟質な樹脂を用い得る。これら中間弾性層３ｂに用いる
弾性体のゴム硬度としては、アスカ−Ｆで３０度〜９０
度程度が適当で、このゴム硬度は両ローラ間に必要以上
の圧力を加えずにニップを形成することを考慮して決定
する。

上記中間弾性層３ｂが連続気泡を有し、トナーが気泡中
に侵入して弾性を変化させてしまう場合、もしくはトナ
ーの組成によシ変質を生じる場合は、この中間弾性層３
ｂの周囲を覆う表面弾性層３Ｃを設けると良い。この様
な表面弾性層３Ｃとしては、例えば０，３〜２朋程度の
ゴム硬度がアスカ−Ｃで６０〜９０度の樹脂チューブを
用いたシ、又は中間弾性層の周面を別の物質で被覆して
も良い。勿論、上記弾性層３ｂの表面が好ましくない多
孔質を有さない連続気泡や比較的平滑な界面を有し、ト
ナーによる影響を受けない場合、更に表面弾性層を設け
る必要はない。

上記規制ローラ３の表面層は、供給ローラとのニップ部
で供給ローラへのトナーの付着層厚を規制し、且つ、ト
ナーに対して摩擦帯電を行なう。この摩擦帯電は主にニ
ップ部の供給ローラ表面とトナーとの間で成され、供給
ローラ上のトナーを所定極性に摩擦帯電するだめの材質
をこの供給ローラの表面に選ぶと良い。例えば正（＋）
にトナーを帯電するときはテフロン（商品名）を、そし
て、負（→に帯電するときはナイロン（商品名）等の合
成樹脂を用いれば良い。ただし、テフロン等の表面の摩
擦抵抗が小さいものを用い規制ローラの表面を平滑にす
ると、上記ニップ部をトナーが通過し易く、トナ一層厚
の規制及びトナーの摩擦帯電が十分に行なわれない場合
を生じることがある。この様なときは、規制ローラの表
面を荒すことで解決できる。またニップ部におけるニッ
プ幅は、両ローラ２・３間の圧力や規制ロー２３の弾性
力、更には両ローラの周速度差等の条件を考慮して設定
する。

上記第１図の現像装置においてトナー４の貯蔵部は、両
ローラ２・３及び装置の筐体５によシ構成されている。

また、この筐体５と各ローラ２・３間には、トナーが上
記貯蔵部から漏れるのを防止するだめのフィルム状のシ
ール部材６・７が設けである。上記トナー貯蔵部の中央
部には、トナーを撹拌し且つ両ローラのニップ部方向に
トナーを移送するための撹拌羽８が設けてあシ、供給ロ
ーラの動きに連動して矢印方向に回転する。

次に第１図の現像装置における供給ローラ２と規制ロー
ラ３との回転について述べる。本実施例においては両ロ
ーラはニップ部において同方向に回転することは既に述
べたが、その速度については規制ローラの周速度を供給
ローラの周速度よりも落とすことが好ましい。逆に内周
速度がまったく同一であったシ速い場合には、供給ロー
ラ上のｉ・ナーが規制ローラとの間に取込まれる状態で
挟持され、そのまま通過することがある。この様なトナ
ーの通過は供給ローラ上のトナーは現像時に必要となる
適正な量の摩擦帯電を発生しないため、潜像を十分に現
像できなかったり、更には供給ローラ上のトナーが飛散
する原因にもなる。

しかし、上記供給ローラと規制ローラと金具なる周速度
で回転させるのに、上記規制ローラを連続的に回転する
以外にも間欠回転しても良い。

なお、この間欠回転の場合には、第２図に示す如く供給
ローラ２と規制ローラ３とがニップを形成する規制ロー
２３側の角度αに対し、規制ローラ３の一度の間欠回転
角度βを小さくする。これによシ規制ローラ側の回転に
よる周速度は、供給ローラと異なること以外にも同速度
であっても、供給ローラ上にトナーを良好に規制し且つ
帯電することが可能になる。即ち、規制ローラ側の周速
度に自由度を持たせられるため、この規制ローラの駆動
機構を簡易化することができる。

次に規制ローラを間欠回転させる機構を第３図、及び第
４図に従って説明する。

第３図の機構は、規制ローラ３を供給ローラに対し、間
欠回転の間隔が比較的長い間隔て間大回転させるもので
ある。

図において感光ドラムを駆動するドラムギヤ９と供給ロ
ーラを駆動する供給ローラギヤ１０は噛み合い、このド
ラムギヤ９が回転することで供給ローラギヤ１０は従動
回転する。また、この供給ローラギヤ１０は間欠回転用
のギヤ１１と噛み合い、このギヤ１１と一体構成されて
いるカム１２に回転力を伝える。なお、規制ローラ１３
とスリーブはニップを形成して接触しているため、トナ
ーを介したニップ面の摩擦力によって規制ローラ３及び
この規制ローラ３と一体構成されて回転する規制ローラ
ギヤ１４は回転力を得る。このギヤ１４と噛み合うギヤ
１５は、規制ローラギヤ１４からの回転力を更にギヤ１
６及び複数の歯を持つラチェツト車１７に伝える。一方
、このラチェツト車１７に対しては、軸１８を中心に回
転可能なレバー１９の承句 １９ａが噛み合い自由、在にあり、このレバー１９は別
の爪１９ｂが上記カム１２の凸部１３に追従する。更に
、レバー１９は引張シコイルばね２０によってその一端
が支持され、常に反時計方向の回転力を受けている。

上記構成において、感光ドラムギヤ９が駆動され、カム
１２が図の位置から反時計方向に回転するとレバー１９
の突出部１９ｂはカム１２の突起１３に押され、レバー
１９は実線の１９Ａの位置から鎖線の１９Ｂの位置へ移
動する。、これによシ爪１９ａはラチェツト車１７の歯
からはずれ、その結果、ラチェツト車１７とともに規制
ローラ１３がスリーブとの摩擦力で従動回転する。

しかしその後、レバー１９の突出部１９ｂがカム１２の
突起１３との当接から解除されるため引張りコイルばね
２００力により、レバー１９は位置１９Ａに戻シ同時に
ラチェツト車１７が−歯分回転した時点で突出部１９ａ
がラチェツト車１７にくい込み、規制ローラ１３の回転
は自動的に停止する。

以上の構成からカム１２の一回転毎に規制ローラ３が供
給ローラ２とほぼ等速でラチェツト車１７の一歯分だけ
回転する間欠回転が可能になる。従ってラチェツト車１
７の歯数を適当に選ぶことによって規制ローラ３の一回
の表面移動距離を供給ローラと規制ローラ１３のニップ
幅以下に設定することができる。

第４図は規制ローラの間欠回転させるだめの他の実施例
の駆動機構を示す。

この実施例では上記第３図の場合と比較して、供給ロー
ラと一体化した供給ローラギヤｌＯに噛み合うギヤ１１
に取付けたカム２１の形状及び、レバー２２の形状が相
違する。本実施例におけるカム２１はｔｌは半周ずつの
半径の異なる円孤状の形状からなっておシ、このレバー
２２は２つの爪２２ａ　、２２ｂ及びカム２１の形状に
応じて追従する突出部２２ｃから構成されている。上記
構成によシカム２１が第４図の位置から更に反時計方向
に回転すると、レバー２２は引張りコイルはね２０の力
によって時計方向に回転し、・実線位置２２Ａから破線
位置２２Ｂに変位する。そして、爪２２ａはラチェツト
車１７の歯からはずれ、その結果、上記実施例の場合と
同様に規制ローラ３が供給ローラ２との摩擦力によって
回転し、同時にラチェツト車１７が回転する。しかし、
その直後にレバー２２の爪２２ｂがラチェツト車１７の
歯に引掛かるため、ラチェツト車１７が一歯分回転した
時点で規制ローラ３の回転は停止する。さらにカム２１
が半回転するとレバー２２は、カム２１の形状に追従し
て実線位置２２Ａに戻り、レバー２２の爪２２ｂがラチ
ェツト車１７の歯からはずれ、一方の爪２２ａがラチェ
ツト車に引掛かる間にラチェツト車１７は一歯分だけ反
時計方向に回転し、規制ロー２３をわずかに回転する。

以上の構成からカム２１の半回転毎に規制ロー２３が供
給ローラとほぼ等速でラチェツト車１７の一歯分だけ回
転する間欠回転が可能となる。従って、ラチェツト車１
７の歯数を適当に選ぶことで規制ローラ３の一回の表面
移動量を供給ローラ２と規制ローラ３とのニップ幅以下
に設定することができる。

上記実施例の様に供給ローラ２と規制ローラ３との回転
方向を両者が対向する位置で逆方向とせずに同方向に設
定することの効果としては、ニップ間に挾まった固化し
たトナーや異物をニップ外に排出し、供給ローラ２上に
すじ状のトナーが存在しない領域が発生するのを防止す
る。

更に、同方向に従動回転することによυ、供給ローラと
接触した状態又はトナーが介在した状態でこの供給ロー
ラと対方向に回転させないので、高い回転トルクを必要
としない点にある。

即ち、逆方向に回転すると、規制ローラ上に付着したト
ナーが外に持出されるのを防ぐために除去しなければな
らなぐ、このための規制ローラに対するトナー除去部材
もこの規制ローラの回転を妨げる方向に作用する。従っ
て、駆動系の構造が本実施例のものよシも大型化したり
、または重くなることは避けられない。

この様に供給ローラ２と規制ローラ３との回転方向を上
記各実施例の如く設定することにより、回転トルクの低
減及び装置構造の簡易化等が可能になった。

次に上記第１図の現像装置による現像動作を説明する。

第１図において供給ローラ２の回転にともない、このロ
ーラ２上のトナーは規制ローラ３の位置へ移動する。そ
して、ニップ部を形成して圧接している両ローラ間に至
ったトナーは、規制ローラを通過する隙、所定極性に帯
電されると同時に供給ローラ上に一定の層厚に塗布され
る。なお、このときの規制ローラの間欠回転は、ニップ
幅内のニップ部上流側でとのニップ幅よυも小さな距離
をこの規制ローラが回転する様にする。これによシ規制
ローラが間欠回転中でもニップ幅内には常に供給ローラ
と規制ローラとが圧接し続ける部分があるため、規制ロ
ーラの回転による影響は伺ら得ることはなく、安定した
良好なトナーの供給ローラに対する塗布が可能となる。

この様にして供給ローラ上に塗布されたトナーは、感光
ドラムの現像位置に至る。この現像位置ではドラム１と
ローラ３とが１００〜５００μの間隙で対向しており、
両部材間に印加した交流バイアスにより生じる交番電界
の作用によシ、トナーは感光ドラム１の潜像へ飛翔し現
像を完了する。

ところで上記弾性層は、規制ローラ側のみに設けた場合
について述べたが、この様な弾性層は供給ローラ側のみ
に設けたシ、又は供給ローラと規制ローラの両者に設け
ても良い。

実施例 供給ローラとしては直径３０１ｍのステンレスラは直径
８ｆｌのステンレスの芯金にゴム硬度１０度のウレタン
ゴムを注型成形し、最大外径を１５絽とし、その表面を
テフロン熱収縮チューブで抜機して外径を１６鶴にした
。そして、第１図の構成に現像装置を作成し、両ローラ
を約２．０ゆで圧接し、ニップ幅を約５　ｍｍとした。

上記構成で現像装置を作動させるときは、上記第３図の
駆動機構を適用し、供給ローラを１２０５ｓｅｃの周速
度で駆動し、一方の規制ロー２は、供給ローラ２が１／
２回転する都度３Ｒだけとの供給ローラに従動させて回
転させた。

現像位置では感光ドラムとトナー供給ローラとの間隙を
３００μとし、両部月間に現像ｌくイアスとして周波数
１．５　ｋ　Ｈｚ　　で１．４　ｋ　Ｖｐｐ　（ピーク
・ツー・ピーク電圧）の電圧を印加し、感光体上の負極
性で一６００Ｖの潜像を現像した。なお、トナーとして
は磁性成分を有さないポリスチレン９５部と、荷電制御
剤５部よ構成る平均粒径１０μの黒色トナーを用いた。

上記構成の現像装置を用い、感光ドラム上の潜像を現像
する耐久実験を行なったところ、Ａ４サイズ（ＪＩＳ）
の従方向を感光ドラムの縦方向にして２０００枚分に渡
シ連続現像したが、何ら現像器に支障を来たさず、現像
画像にも白すじ状の模様の発生は見られなかった。

しかし、上記規制ローラの回転を供給ローラにまったく
従動させた場合、現像画像は所定濃度に達せず、同時に
背景にかぶりを生じた。このことからまったく従動させ
た場合、十分な摩擦帯電が行なわれず、同時にトナーが
必要以上に持ち出され、トナーの塗布量が規制されてい
ないことがわかった。

次に、上記規制ローラの間欠回転をモツプ幅と同じ５暫
扉に設定したところ、規制ローラが停止しているときと
回転するときとで画質の差を生じた。この差は移動時に
のみ濃度の低下と背景にかぶシを生じた。また、今度は
規制ローラをニップ幅と同じ幅である５Ｉ１１だけ供給
ローラとは異なる６　Ｑ　謂＋ｌｌ／′ｓｅｃで間欠回
転してみた。その結果、従動させた場合よシも顕著では
ないが、やはシ規制ローラが停止しているときと回転し
ているときとでは画質の特に濃度に差を生じた。

これはニップ幅だけ規制ローラを回転してしまうと、停
止時の摩擦帯電との差が保償できないためであると考え
られる。

以上述べた本発明は、非磁性トナーのみ々らず、−成分
磁性トナーに対しても有効に作用する。第５図はこの様
な磁性トナーを用いた現像装置の断面図を示す。

したアルミニウムやステンレス等の金属スリーブを示す
。この供給ローラ２３の中には固定した磁石２４が配設
しである。磁石２４にはローラ２３表面に磁性トナー２
５を保持するための、及び現像位置でトナーをほぐすた
めの複数の磁極が配設しである。

なお、本発明の規制ローラの駆動は供給ローラとの従動
の他に、ステンビングモータ等によても良い。実験によ
ると上記規制ローラを供給ローラの周速１２０　ｍｍ／
ｓｅｃと同じ等速で反対方向に回転する場合も、上述の
ニップ幅以上に規制ローラの間欠回転幅を設定すると、
規制ローラが停止しているときと回転するときで画質に
差を生じた。この差とは移動時のみ濃度に低下を生じた
。また同じ回転幅で供給ローラとは異なる遅い６０１１
１／／Ｓｅｃで間欠回転すると、等速で回転するときよ
りも若干濃度低下は低減するが、やはシ画質に差を生じ
た。この事実から反対方向に回転する場合でもニップ幅
よシも少ない量だけ間欠移動させることが必要であるこ
とがわかる。

上記本発明によれば供給ローラ上には磁性。

非磁性を問わずトナー供給手段表面に均一な厚さのトナ
一層が形成できた。そして、同時に供給手段と塗布量規
制手段の少なくとも一方に弾性を持たせることで形成し
たニップ間をトナーが通過することで、トナーを十分な
電位に帯電することが可能となった。また、両手段をト
ナー貯蔵部の出口部に設けるため、貯蔵部のトナーが直
接これら両部材によシ像担持体に供給されるため、構成
が簡単になるという構成上の効果をも生じた。更に、本
発明の現像装置では、弾性体により形成されたニップ部
をトナーが常に通過して現像位置に至るため、トナーの
よυ一層の均平化及び摺擦による摩擦帯電効果を得るも
のとなった。

なお、本発明の供給手段や規制手段はローラ状の場合以
外にも、無端回動する帯状のものであって両者がニップ
を形成して対向するものであれば良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用可能な現像装置の一実施例を示す
装置断面図、第２図は本発明の原理を示す説明図、第３
図と第４図は本発明を実施するための駆動機構の一例を
示す側面図、第５図は本発明が適用可能な現像装置の他
の実施例を示す装置断面図を示す。 図において、２，２３は供給ローラ、３は規制ローラ、
４，２５はトナーを示す。 代理人　　丸　島　懐　−朝ターな 苦：、−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）絶縁性粉体トナーを貯蔵するトナー収納容器と、
   この収納容器のトナー出口部に位置し像担持体に上記ト
   ナーを供給するために回転するトナー供給手段と、この
   供給手段に対向して回転し上記供給手段と協同してトナ
   ー出口部からトナーが流出するのを防止し、且つトナー
   供給手段の表面に一定厚のトナ一層を形成するためのト
   ナー塗布量規制手段とを有し、上記トナー供給手段と塗
   布量規制手段の少なくとも一方に弾性を持たせ、両手段
   がニップを形成して圧接し、上記塗布量規制手段をニッ
   プ幅よシも少ない量だけ間欠移動する（２）上記トナー
   供給手段の表面を阻血化することを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項に記載の現像装置。 ナー塗布量規制手段に弾性を持たせることを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項に記載の現像装置。 （４）上記トナー供給手段を剛体で構成し、像担持体に
   対して離間して配設し、この供給手段と像担持体との間
   に交番電界を形成し現像することを特徴とする特許請求
   の範叩第（１）項に記載の現像装置。 （５）上記トナー供給手段に弾性を持たせ、像担持体に
   密着させて現像することを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項に記載の現−像装置。