JPH0368974A - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、例えばカラー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、カラープリンタなどの現像装置として、非磁性−
成分現像剤を使用したものが尖角化されつつある。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ちのに比べ、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何機感光体ドラム（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には一２５０Ｖ。

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關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Ｃ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、筒中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
表面を比抵抗１０３〜１ＱＩＩΩ・印の材料で被覆した
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を比抵
抗１０’〜１０１１Ω・ｃｍの材料で被覆することによ
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、例えば半導体ガラ
ス、５ｉＣ１Ａ−Ｓｉなどの材料を被覆するなど極めて
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を収容した現像帯
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
向に同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。

ついて、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・ソト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はプラスバイアスか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７古掃されるとともに、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４ｂ、
４ｃ、４ｄも現像器ユニット４ａと同−構成となってい
るため説明を省略する。

本発明の現（架装置としての現像器ユニ・ブト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
グてあり、このケーシング２０内には感光体ドラム２と
０．２５ｍｍ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山には、現像ローラ２］に転接
する状態にウレタンスポンジあるｔ、）は発泡ゴムなど
の弾性発泡体ローラ２２か配置サレ、さらに弾性発泡体
ローラ２２に転接する状態１こアルミローラ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０．１５ｍαのステンレスブード２４が、ま
た、斜め下部に番まウレタンブレード２５が圧接した状
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Ｊ３］整ねし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３
２，３２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にな
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、図示しない駆動力転達系を介
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、ＡＣ
ｌ、４ＫＶのバイア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、本発明にあっては、現像剤保持体としての現像ロ
ーラ２１の表面に半導体性被覆層４０が形成された状態
となっている。この被覆層４０は、比抵抗１０３〜１０
１１Ω・印の材料からなり、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以上となっ
ている。そして、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かで
きるようになっている。

具体的な抵抗値を見るために、グロー放電の最低値を目
安とする。

材料をＣｕとした時には２４０μＡ　／　ｃｍ　２であ
るｏ　　（Ａ＋ｅｒ１ｅａｎ　Ｉｎ５ｔ１ｔｕｔｃ　ｏ
ｆ’　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｈａｎ−ｄｏｂｏｏｋ） １．５ＫＶかげた時に上記以上の電流が流れないために Ｒ＞　１５／２４０−０．２５Ｘ　１０６Ω・ｃｒｎ２
＝ｉｌ）であることが必要である。

また、抵抗値の上限を見積もるために減衰時定数が現像
ローラ２１の１周期以下であることを目安とする。

単位面積の容量　　　−ｅＥｏｓ Ｓ：　コーティング層の厚さ、第一近似として５０μｍ
とする。

ε：　比誘電率、１とする。

ε。：　真空の誘電率 Ｃ−８，８５Ｘ　１０−１４１５０Ｘ　１０−’−１’
１．７ｃｙ　Ｆ　／ｃｍ２ｄ　： 現像ローラの直径、２０Φとする。

現像ローラの周速、１００　ｍ＋ｓ　／　ｓｅｅとする
。

（２）より となる。

したがって、耐摩耗性の点から見て、例えば半導体ガラ
ス、ＳｉＣ，Ａ−８ｉなどが適している。

また、被覆層４０の形成方法としては、半導体ガラスの
場合には、水ガラス状の半導体ガラスを塗布して後、焼
き付は工程を行い。ＳｉＣの場合にはＣＶＤ　（気相成
長）法、Ａ−Ｓｉの場合にはスパッタリング法などを用
いる。

この発明によれば、上述したように、現像ローラ２１の
表面に形成された比抵抗１０３〜１０′１Ω・ｃｔｌＩ
（さらに好ましくは１０７〜１０”Ω・Ｃｍ）の材料か
らなる被覆４０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、本発明は上述の一実施例に限るものでない。例え
ば、現像ローラ２１と感光体ドラム２との隙間Ｇを０．
２５關として説明してきたが、これをもっと小さく、例
えば０．１２ｍ＋＊とすることによりよっても耐環境性
が向上する。

隙間Ｇを小さくすることによって現像バイアスが小さく
取れるが、放電の限界値に関してはそれ程小さくならな
いためである。

その他、本発明は上記一実施例に限らず、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。 ２・・・像担持体（感光体ドラム）　　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）、４０・・・被覆層、ｔ・・・現像剤（トナ
ー）。

Claims (1)

【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を比抵抗１０＾３〜１０＾１１Ω・
   ｃｍの材料で被覆したことを特徴とする現像装置。