JPS61159675A - 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】 韮」すＬＪ 本発明は、乾式現像装置に関し、より詳細には。

非磁性の一成分系現像剤を用いる現像方式に好適な現像
装置に関するものである。

災釆遣販 従来、電子写真や静電記録等に採用される乾式現像方法
には、トナーとキャリヤとを含む二成分系現像剤を用い
る方法と、キャリヤを含まない一成分系現像剤を用いる
方法が有る。前者の方法は。

比較的安定して良好な画像が得られるが、その反面、キ
ャリヤの劣化及びトナーとキャリヤとの混合比の変動等
が発生し易く、装置の維持管理やコンパクト化に難点が
ある。

そこで、上述の如き欠点を有しない一成分系現像剤が注
目される。−成分系現像剤を用いる場合は、現像剤に均
一に充分な電荷を付与する為に層厚が均一に薄い現像剤
の薄層を安定的に形成することが要求される。この為２
通常は、層厚規制部材を現像剤搬送体表面に圧接させこ
の間に現像剤を挟圧して機械的に層厚規制を行う方法が
採用されるが、この場合、層厚規制部材を相当な圧力で
現像剤搬送体表面に圧接させるから、経時的にその圧接
面が摩耗し層厚規制効果が低下する傾向がある。このよ
うな場合に、新たに補給され未だ帯電量が安定していな
い現像剤等が既存の現像剤とよく混合されず過剰に層厚
規制部に供給されると、摩擦帯電が不足すると共に層厚
を均一に規制することができない、その結果、画像濃度
が変化したり、カブリや地肌部残像１尾引き或いはスジ
等の画像不良が発生し、画像品質が低下する。

ｌ−煎 本発明は１以上の点に鑑みなされたものであって、必要
な帯電量が付与されると共に層厚の均一な現像剤の薄層
を安定して形成でき高度な画像品質を長期に亘って得る
ことができる現像装置を提供することを目的とする。

１−腹 本発明は、上記の目的を達成させるため、潜像担持体に
現像剤を薄層化して供給し潜像を可視像化する現像装置
において、現像剤を現像領域を含む所定の経路に沿って
搬送する現像剤搬送体と、一部に開口を備えており現像
剤を貯留すると共に該開口から排出する貯留手段と、前
記開口を閉止可能に該開口周縁に当接すると共に前記現
像剤搬送体表面に接触しつつ回動可能に配設されており
前記貯留手段内の現像剤を前記現像剤搬送体表面に適量
づつ供給する現像剤供給手段とを有することを特徴とし
たものである。

以下、本発明の実施例に基づいて具体的に説明する。第
１図は本発明の１実施例としての非磁性−成分系現像剤
を使用する現像装置を示した模式的断面図である。第１
図において、現像剤搬送体としての現像スリーブ１が回
転自在に支承されており、本例では、矢印Ａ方向に所定
速度で回転駆動される。現像スリーブ１は、第２図に示
す如く、スリーブ状の例えばアルミニウム等の導電性基
体１ａ周面上にクロロプレン等の絶縁材料から成る絶縁
層１ｂを被着し、更にその上に多数の電極粒子１ｃ、を
互いに電気的絶縁状態に分散させて成る電極層１ｃが積
層され、構成されている。この場合、例えばエポキシ樹
脂等の絶縁材料にカーボンブラック等の導電性材料を均
一に分散混合し、この混合材料を絶縁層１ｂ上に塗布す
ることにより、多数の微小電極が均一に分散する電極層
１ｃを容易に形成することができる。微小電極の材料と
しては、銅等の金属粉も使用できる。又、これらを互い
に電気的に絶縁状態に分散させる分散媒体材料としては
、アクリル系、ウレタン系、スチレン系、アクリル−ウ
レタン系、エポキシ−シリコン又はエポキシ−テフロン
系等の幅広い材料を使用できるが、現像剤としてのトナ
ーが効率良く摩擦帯電される様に使用するトナーに対す
る摩擦帯電系列が離れていることが要求される。

以上の如く、現像スリーブ１の表面層として微小電極を
分散させた電極層１ｃを形成することにより、−成分系
トナーを使用する場合も線画像で画像濃度が選択的に上
昇するエツジ効果による好適な現像特性を得ることがで
きる。又、微小電極としてのカーボンブラック等の低抵
抗物質を分散せしめたエポキシ樹脂等の絶縁材料は、金
属等に比べてトナーとの付着性が良いから、非磁性−成
分系トナーの様に特別な磁力等の担持力が設けられてい
ない現像剤をもその充分な量を担持し搬送することがで
きる。尚、導電性基体１ａは、後述する除電ブラシ８と
同電位でバイアス電源９に接続されでいる。又、絶縁層
１ｂは、現像に適した電界強度を保持する為に設けてあ
り、必要に応じて省略することも可能である。

現像スリーブ１に対して１本例では図中右側に、現像剤
を貯留するホッパ２が形成されている６本例で使用する
現像剤は、強磁性体から成るキャリヤ等を含まない非磁
性の一成分系トナーである。

ホッパ２の上部には、補給口２ａが形成され、ここにト
ナーが充填されたカートリッジ３が装着され、ホッパ２
内に向けて新たなトナーが自然落下により補給される。

ホッパ２内には、アジテータ４が回動自在に配設されて
おり、新たに補給されたトナーを既存のものと混合撹拌
すると共にその凝集を防止する。

而して、第３図に示される如く、ホッパ２の現像スリー
ブ１に近い仕切り壁の一部に、現像スリーブ１表面に向
けて開口２ｂが形成されている。

本例の開口２ｂは、現像スリーブ１の軸方向に沿って延
在するスリット状を成し、少なくとも開口２ｂを形成す
る一対の仕切り壁２ｃ、２ｄの内の一方が図中上下及び
左右に自在に移動できる様に構成されており、これによ
り、開口２ｂの幅Ｗを適宜変化することができる。尚、
開口２ｂは、スリット状に限らず楕円状や円形に形成し
てもよい。

ホッパ２の開口２ｂから現像スリーブ１表面に至る領域
には、現像剤供給手段としてのトナー供給ローラ５が配
設されており、アジテータ４の回動と共に送り出されて
きたトナーを開口２ｂから現像スリーブ１表面に適量づ
つ搬送供給する。トナー供給ローラ５は、回転軸５ａに
可撓材料から成る表面層５ｂが固着されて形成されてお
り、その表面を現像スリーブ１表面に圧接させると共に
上述した開口２ｂの周縁部に摺接させてこれを閉止可能
な位置に１回転自在に支承されている。このトナー供給
ローラ５の回転方向は、現像スリーブ１に対して同方向
或いは逆方向の何れでも条件に応じて適切な方向を選定
すればよく、本例では接触部Ｃにおいて双方の表面が同
方向に移動すべく現像スリーブ１に対して逆方向に設定
されている。この場合、トナー供給ローラ５の表面の好
適な周速度は、現像スリーブ１の周速度によって異なり
、大略現像スリーブ１より高速度に設定するのが好まし
いが、過度に高速度に設定すると、トナー飛散や軸受部
でのトナー固着及びホッパ２内でのトナーの凝集の促進
等の副作用を伴う為、適正範囲内に設定することが要求
される。又、トナー供給ローラ５の表面部の材質は、ト
ナーを効率良く摩擦帯電させる為に、トナーに対して摩
擦帯電系列が離れていることが望ましい。

本例では、芯金５ａの局面に好適には例えば発泡度がセ
ル数にて１０〜１００のポリウレタンフォームから成る
表面層５ｂが被着されたスポンジローラ５が、現像スリ
ーブ１表面に圧接しつつ現像スリーブ１と逆方向に駆動
回転可能に配設されている。この場合、直径が２５．４
ｍｓの現像スリーブ１が４ＱＯｒｐｍの速度で回転され
るのに対して、直径が１４ｍｍのスポンジローラ５が８
０Ｏｒｐｍで回転され１両者の周速度の比は、約１０：
１１に設定されている。尚、トナーを適量ずつ接触部Ｃ
に搬送し好適なトナー薄層を現像スリーブ１表面に形成
する為には、可撓材の硬度は高い方が良く、孔径は小さ
い方が良い。

以上の如くトナー供給ローラ５を配設すれば。

トナー供給ローラ５の回転が停止しているときは開口２
ｂ側に送り出されてきたトナーの排出が阻止される。然
るに、トナー供給ローラ５を回転させれば、その回転に
追従してトナーが移動し、その内の適量が本例ではトナ
ー供給ローラ５の回転方向に対して下流側の仕切り壁２
ｄの先端２ｄ。

とトナー供給ローラ５表面の摺接部Ｓ２を通過する。そ
して、この通過の際にトナーが双方の間に挟圧されであ
る程度摩擦帯電されると共に層状化されてトナー供給ロ
ーラ５表面に担持され、その回転と共にトナー供給ロー
ラ５と現像スリーブ１の接触部Ｃまで搬送される。接触
部Ｃでは、同方向に移動する双方の表面間にトナーが挟
圧されて摩擦帯電されると共に層厚が規制され、適度な
層厚のトナ一層が現像スリーブ１表面に付着形成される
。この層状化されたトナーが、現像スリーブ１の回転と
共に後述する下流側の層厚規制部材６の配設位置まで搬
送される。

斯くの如くして、不用意に過剰なトナーが開口２ｂに送
り出されてきても、トナー供給ローラ５によりその排出
が規制され、過剰なトナーが直接層厚規制部材に供給さ
れたりトナー供給ローラ５の回転に伴って他の領域や装
置外に吹き出す不都合が防止される。尚、現像剤供給手
段としては、本例の如きスポンジローラに限らず、他の
弾性ローラやフェルトローラ、或いは、ファーブラシや
無端状ベルトを設けてもよい。

現像スリーブ１の回転方向に沿って、トナー供給ローラ
５の下流側には、現像スリーブ１表面に付着形成されそ
の回転と共に搬送されてくるトナ一層の層厚を規制して
薄層化するドクタブレード６が配設されている。本例の
ドクタブレード６は。

第３図に示す如く１弾性部材から成る本体６ａの一方の
側面に、例えばテトラブルオロエチレン−パーフルオロ
アルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等の含フツ
素材料から成る絶縁膜６ｂを被着して形成されており、
この絶縁膜６ｂを介してその先端部を現像スリーブ１表
面に圧接させトナーの層厚を規制する。この場合、ドク
タブレード６の先端エツジ部６ｃを現像スリーブ１表面
の幅方向略全域に均等に１接させることにより、トナー
の層厚を現像スリーブ１の幅方向における所要範囲の略
全域にわたり均一に規制することができ１層厚の均一な
トナー薄層を安定的に形成することが可能となる。又、
絶縁膜６ｂはトナーの固着防止と帯電特性の向上を図る
為に設けられており、本例の如く含フツ素材料を使用す
ることにより、より効果的にトナーの固着が防止され所
望の摩擦帯電が実施される。尚、絶縁膜６ｂを設けず層
厚規制部材６全体を含フツ素材料で形成してもよい。

ところで、この場合、含フツ素材料は耐摩耗性の面にお
いて不充分であるため、層厚規制を長期的に実施するう
ちに当接先端部６ｃが摩耗し、その層厚規制効果が低下
する傾向がある０層厚規制効果の低下は、前述した如く
、トナー薄層の帯電電荷の不均一化の原因となり種々の
画像不良を招来する。然しなから、本発明においては、
トナー供給ローラ５のトナー排出規制効果により、ドク
タブレード６に供給されるトナー量が均一化されると共
に、帯電電荷が不安定な新たな補給トナーが直接ドクタ
ブレード６の上流側に供給される不都合が防止される。

従って、ドクタブレード６の層厚規制効果が低下しても
、トナーはホッパ仕切り壁２ｃ、２ｄとトナー供給ロー
ラ５間の摺接部Ｓ□ｆ　Ｓ　２や接触部Ｃににおける予
備的な層厚規制を経てきているから１層厚が均一で必要
な帯電量が確保されたトナー薄層を安定して形成するこ
とができる。

尚、絶縁膜６ｂ等の現像スリーブ１との圧接部を形成す
る非粘着性材料としては、前述したＰＦＡの他、ポリテ
トラフルオロエチレン（ＴＦＥ）。

テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共
重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−エチレン
共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレ
ン（ＣＴＦＥ）等のフッ素系高分子材料及びフッ素系高
分子材料を含有する材料、更に、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、シリコン樹脂等トナーに対して非粘着性が高
い材料が好ましい、又、これらの材料に耐摩耗性を改善
する為、カーボンブラック、カーボン繊維、ガラス繊維
、シリカ微粉末、ＳｉＣ微粉末等の添加剤を含有させて
もよい、そして、これらの材料から、現像すべき静電潜
像の極性と逆極性の電荷を摩擦帯電可能な材料を選定す
れば良い０例えば、フッ素系高分子材料やシリコン樹脂
等はトナーを正極性に帯電させる摩擦帯電系列に属する
から、本例の如く負極性の静電潜像を形成する有機性感
光体ベルトを使用する場合に使用できる。

現像スリーブ１の回転移動経路におけるドクタブレード
６の下流側の適所には１回動自在に張設された潜像担持
体としての無端状の有機性感光体ベルト（ＯＰＣベルト
）７の一部と現像スリーブ１表面が転勤接触し、現像領
域りが形成されている。

適所で一様帯電及び像露光の工程を経てｏＰＣベルト７
の表面に形成された負極性の静電潜像は、その回動と共
に現像領域りまで搬送される。現像領域りには、ドクタ
ブレード６により層厚が規制されると共に充分な正極性
の電荷が摩擦帯電されたトナー薄層が現像スリーブ１の
表面に担持され搬送されてくる。従って、ＯＰＣベルト
７に形成された静電潜像に必要な電荷を充分に有すると
共に層厚が均一なトナー薄層が安定して供給され。

均一に潜像が可視像化される。

現像領域りの現像スリーブ１の回転方向に沿った下流側
には、現像スリーブ１表面に蓄積された不要な電荷を除
去する除電ブラシ８が配設されている。現像スリーブ１
表面には、トナー供給ローラ５やドクタブレード６及び
ＯＰＣベルト７等との摩擦により、現像に不要な極性に
帯電された電荷が蓄積される傾向がある。この不要な電
荷は。

地肌汚れやスジ等の画像不良を発生させる原因となるの
で、確実に除去することが要求される。特に、現像スリ
ーブ１の電極層１ｃの材料であるエポキシ樹脂等の絶縁
材料に蓄積された電荷は、金属等の場合に比べて除去が
困難であり、効率の良い除電手段が要求される１本例に
おいては、導電性ブラシ毛８ａの先端がそれ自体の弾性
による適度な圧力で現像スリーブ１表面に当接できる様
に、その長さや材質及び除電ブラシ８の取付位置が設定
されている。これにより、ブラシ毛８ａが現像スリーブ
１表面の幅方向の所要領域にわたり均一に当接でき、除
電ムラの無い良好な除電効果を得ることができる。そし
て、除電ブラシ８は、前述した現像スリーブ１の導電性
基体１ａと同一電位でバイアス電源９に接続されている
。これにより。

現像スリーブ１表面の不要な蓄積電荷が選択的に効率良
く除去される。かくして、除電処理を受は静電気的付着
力が弱められた残存トナーは、現像スリーブ１の回転と
共に再びトナー供給手段５の配設位置に搬送され、ここ
で現像スリーブ１表面から脱離せしめられ、新たな現像
プロセスに供される。

次に１本発明の他の実施例にについて第４図の要部説明
図に基づき説明する。尚、上記実施例と同一の構成要素
については同一符号を付し、その説明を省略する０本例
では、ホッパ２の仕切り壁２ｃ、２ｄの先端にポリエス
テルフィルムや金属板等の弾性部材から成るシール部材
２ｅを設けてあり、トナー供給ローラ５がこのシール部
材２ｅと摺接しトナーの排出規制効果を発揮する構成と
なっている。この場合、一対の仕切り壁２Ｃ２２ｄの何
れか一方が図中左右又は上下の何れか一方向に可動に構
成されており、これにより、簡単な駆動機構で開口２ｂ
の幅Ｗを変えることが可能となる。その他の構成は、上
記実施例と同一である。

以上の如く開口２ｂから接触部Ｃに至る現像剤供給経路
を形成することにより、上記実施例と同様にトナーの吹
き出しや過剰供給が防止され、必要な電荷が充分に付与
されると共に層厚が均一なトナー薄層を安定して現像に
供することができ、濃度不足やカブリ等のない高度な画
像品質を常時得ることかできる。

尚、上記実施例等においては、独自の層厚規制部材とし
てのドクタブレード６が配設されているが、トナー供給
ローラ５と摺接する開口２ｂの周縁部、即ち、仕切り壁
２ｃ、２ｄやシール部材２ｅをドクタブレード６と同一
のフッ素系高分子材料で形成し、それと同等の層厚規制
効果が発揮させる様にトナー供給ローラ５表面に圧接さ
せることにより、ドクタブレード６を省略することが可
能である。この場合、トナーは各実施例における下流側
摺接部Ｓ２を通過する際に充分な層厚規制効果を受け、
現像に必要な電荷が摩擦帯電されると共に均一に薄層化
されたトナー薄層がトナー供給ローラ５周面に付着形成
される。このトナ一層はトナー供給ローラ５の回転と共
に接触部Ｃに搬送され、ここで挟圧されて現像スリーブ
１表面に付着せしめられると共に再度層厚規制を受け、
現像に好適なトナー薄層に仕上げられる。

又、現像剤として非磁性−成分系トナーを使用している
が、これに限らず磁性トナーや磁性キャリヤを用いる現
像装置に対しても本発明を適用することができる。この
場合、現像剤を移動させる推進力として磁力が設定され
ているから、トナー供給ローラ５を省略することも可能
である。更に。

感光体ドラム等の剛性を有するドラム式潜像担持体に対
しても本発明は適用可能である。加えて、ドクタブレー
ド６の本体６ａを弾性磁性体で形成し現像スリーブ１内
部に配設した磁石の磁力により、ドクタブレード６の先
端エツジ部６ｃを現像スリーブ１表面に適度に圧接させ
る構成としてもよい。

劾−」」 以上、詳述した如く、本発明によれば、現像剤貯留手段
の開口に対してこれを閉止可能に現像剤供給手段を設け
て現像剤の排出規制を行う構成とすることにより、過剰
な現像剤が層厚及び帯電状態が不均一なまま直接層厚規
制部に供される不都合が防止される。従って１層厚規制
部材の摩耗により層厚規制効果が低下しても現像に必要
な電荷及び層厚が均一な現像剤の薄層を安定して形成す
ることかでき１画像濃度の変化やスジやカブリ等の画像
不良の発生が防止され、常時高度な画像品質を得ること
ができる。尚、本発明は上記の特定の実施例に限定され
るものではなく１本発明の技術的範囲内において種々の
変形が可能であることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示した模式図、第２図は本
発明の１実施例の現像スリーブ１の構成を示した拡大断
面図、第３図は本発明の１実施例における要部を示した
説明図、第４図は本発明の他の実施例を示した要部説明
図である。 （符号の説明） １：　現像スリーブ ２ｂ：　開口 ２ｃ、２ｄ：　　仕切り壁 ２ｅ：　シール部材 ５：　トナー供給ローラ （スポンジローラ） ６：　ドクタブレード 第１図 ２工２ 第２図 １ｃ＋ 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、潜像担持体に現像剤を薄層化して供給し潜像を可視
   像化する現像装置において、現像剤を現像領域を含む所
   定の経路に沿って搬送する現像剤搬送体と、一部に開口
   を備えており現像剤を貯留すると共に該開口から排出す
   る貯留手段と、前記開口を閉止可能に該開口周縁に当接
   すると共に前記現像剤搬送体表面に接触しつつ回動可能
   に配設されており前記貯留手段内の現像剤を前記現像剤
   搬送体表面に適量づつ供給する現像剤供給手段とを有す
   ることを特徴とする現像装置。 ２、上記第１項において、前記貯留手段の開口の幅が可
   変であることを特徴とする現像装置。 ３、上記第１項又は第２項において、前記貯留手段の少
   なくとも開口周縁部が弾性部材から成ることを特徴とす
   る現像装置。