JPH04333876A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式による複
写機、プリンタ、ファクシミリ等に用いられる静電潜像
担持体上に形成された静電潜像を、トナーを用い顕像化
する現像装置に関し、詳細には感光体に付着する不用な
トナーおよびトナー劣化を減少させる機構に係るもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来電子写真感光体上に帯電、光像露光
工程を経て形成した静電潜像を、現像、転写、定着工程
により記録紙上に顕像化するプロセスを用いた、画像形
成装置が知られている。

【０００３】係る画像形成装置に用いられる現像方法と
して従来キャリアとトナーとを混合した、２成分現像法
が用いられているが、この方法においてはキャリアの寿
命が短く、安定した作像性能を得るために、キャリアと
トナーとの混合比を一定範囲内に保つ必要があり、定期
的な保守管理が必要であるばかりか、装置自体も大型、
複雑化する等の不都合が内在していた。

【０００４】一方、前記２成分現像法の欠点を改善する
ため、磁性または非磁性１成分トナーのみを現像剤とし
用いる、１成分現像法が考案され実用化されている。 （例えば特公昭６３−４２２５７号公報）中でも非磁性
１成分現像法は、画像の解像度、鮮鋭度に優れると共に
、トナー中に磁性粉を含有しないために鮮やかなカラー
画像が得られるなどの特徴を有し、特開昭５２−１４３
８３１号公報に開示される弾性現像ローラを用いた現像
法法、および特開昭６４−６５５７９号公報に開示され
る中空の筒状導電性薄膜部材を感光体に摺接させること
により現像を実現する方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし係る非磁性１成
分現像法においては、トナーを現像ローラ、現像スリー
ブ等のトナー担持体表面へ担持させる吸着力として、磁
性トナーにみられる磁気吸引力が使用できず、帯電した
トナーの持つ静電的な鏡像力に依存している。この鏡像
力は、トナー粒子の帯電量の大小に左右されるため、ト
ナーが物理的なストレスによって劣化して帯電量が低下
した場合等に、現像装置外へ飛散する危険性を内包する
と共に、初期の現像特性を維持できないといった欠点を
有していた。また、前記磁性トナーは、現像時にも現像
スリーブの方向へ磁気的吸引力が作用するため、非画像
部に物理的に付着してしまったトナーを現像スリーブの
側へ引き戻すことが可能であるが、非磁性トナーにはこ
うした作用力が期待できないため、いわゆる地汚れが発
生し易く、トナーが無駄に使用されてしまうといった欠
点を有していた。

【０００６】そこで本発明はこのような課題を解決する
ものであり、その目的とするところは、トナー劣化及び
無駄なトナーの消費を抑えると共に、経時的に安定した
画像の得られる画像装置を提供するところにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の画像装置は、非
磁性現像剤を外周面に担持した筒状の導電性薄膜部材を
、感光体表面に摺接し潜像を前記非磁性現像剤にて現像
する現像装置において、前記潜像の非現像時に、前記導
電性薄膜部材を、前記感光体表面から離間することを特
徴とする。

【０００８】

【作用】本発明によれば、導電性薄膜部材を導電性薄膜
部材の円筒内部に配設した部材によって変形させ感光体
表面から離間させる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明をプリンタに応用した一実施例
を図面を用い説明する。図１および図２は、本発明の現
像装置１および静電潜像担持体である感光体ドラム２を
示す断面図および斜視図である。感光体ドラム２は、０
ＰＣ（有機光導電体）等から成り図中矢印Ａ示す方向に
図示しない駆動源からの駆動力を受け回転する。この際
コロナ放電を用いた帯電装置３によって、均一に約−７
００ｖに表面が帯電される。その後、画像信号によって
変調されたレーザービーム、ＬＥＤアレイ、液晶シャッ
タアレイ等の図示しない光信号発生装置によって露光す
ることによって静電潜像が形成される。通常プリンタ装
置においては、反転現像法が用いられるため、潜像は画
像部対応箇所の電位が低下したネガ、ポジタイプとなり
本実施例においては、−７０ｖである。このように形成
された潜像は、感光体ドラム２の回転に伴い、現像位置
に移動する。

【００１０】現像装置１は、中空の筒状の導電性薄膜部
材である現像スリーブ５、この現像スリーブ内部に配設
され現像スリーブ５を回転駆動する駆動ローラ６、前記
現像スリーブ５の両端および底部からのトナー９の漏電
を防止するサイドシール７およびフロントシール８、前
記現像スリーブ５表面に繰り出されるトナー９の量を規
制するブレード１０、前記現像スリーブ５に対し高圧電
源１１から現像バイアスを印加する接点板１２、現像ス
リーブ５と駆動ローラ６との間に形成された間隙１４内
に配設され駆動ローラ６の軸と平行に延在する現像スリ
ーブ離間部材１５、およびこれらを支持すると共にトナ
ー９を貯蔵する筐体１３等から構成される。

【００１１】次に各部材の詳細を説明する。駆動ローラ
６は外径φ２４ｍｍの発泡ゴム、スポンジ等の高摩擦係
数を有する材質から成り、歯車等により図示しない駆動
源に接続され矢印Ｂ方向に回転する。

【００１２】現像スリーブ５は、前記駆動ローラ６の外
径よりもわずかに大きなφ２６ｍｍの内径を有し、Ｎｉ
電鋳法により形成された中空筒状で膜厚５０μｍ、長さ
２４５ｍｍで表面をサンドブラスト処理してなる。この
現像スリーブ５は、前記ブレード１０の規制圧力によっ
て前記駆動ローラ６に押圧される際発生する摩擦力によ
って矢印Ｂと同一方向に回転する。そして、感光体ドラ
ム２に対して、前記駆動ローラ６との間に形成された、
わずかな弛み部をソフトに摺接することによって、いわ
ゆるタッチダウン現像を行う。この際現像部４のニップ
幅は約２ｍｍで感光体ドラム２に対する周速比は３倍で
ある。

【００１３】現像装置１の筐体１３には、トナー９を貯
蔵するホッパ１６が形成され、略中央部には矢印Ｃ方向
に回転することによりトナー９を前記現像スリーブ５へ
搬送供給するアジテータ１７が配設される。

【００１４】一方、筐体１３の内壁面には、前記アジテ
ータ１６によって搬送されたトナー９を現像スリーブ５
上に薄層状に形成するブレード１０が、一端部を支持し
た片持ち梁状に固設される。このブレード１０の材質と
しては、リン青銅、Ｓｕｓ等のバネ性部材が用いられ、
前記現像スリーブ５に対し約０．５ｇ／ｍｍの押圧力で
当接することによって、トナー層圧を約０．５ｍｇ／ｍ
ｍ２に規制する一方で摩擦帯電によってトナー９を約−
４０μｃ／ｇに帯電する。

【００１５】前記現像スリーブ５の両端部には、筐体１
３と現像スリーブ５との間に形成される隙間を封止する
一対のサイドシール７が前記駆動ローラ６の外周形状に
沿って、筐体１３の内壁に凹状に配設される。このサイ
ドシール７の材質としては、前記現像スリーブ５との密
着性が良好でかつ摺接部の摩擦係数が小さくなるよう、
スポンジ等の弾性部材にＰＥＴ、フッ素樹脂シート等の
低摩擦部材を貼着した材質および構成が望ましい。一方
、前記現像スリーブ５低部と、前記筐体１３との間に形
成される隙間に対しても、前記サイドシール７と同様の
材質および構成のフロントシール８が、筐体１３前面下
部に前記現像スリーブ５と平行に延在配設される。以上
サイドシール７およびフロントシール８によって筐体１
３からトナー９が漏出することを防止する。

【００１６】接点板１２は、プリンタ装置内に配設され
た高圧電源１１から現像バイアスを前記現像スリーブ５
に対し供給する。本実施例の現像装置を用いた際の現像
特性を図３に示す。感光体ドラム２の表面電位Ｖｏと現
像バイアスＶＢとの差を、縦軸には紙上の画像濃度を表
す。本実施例においては、現像バイアス−３００ｖにて
、画像濃度１．４以上を得ている。前記接点板１２の材
質としては、リン青銅、ベリリウム銅、Ｓｕｓ等の導電
性のバネ性を有する材質が望ましく、前記サイドシール
７の外側部であって前記現像スリーブ５の外周部面に摺
接するように筐体１３に固接されている。

【００１７】次に本願特徴である現像スリーブ５の離間
部材１５について説明する。離間部材１５は、略コ字形
状をなすφ１ｍｍの剛性を有する線材からなる。この離
間部材１５は、前記駆動ローラ６と現像スリーブ５との
間に形成された間隙１４に貫通し揺動支点１８を中心に
ソレノイド等の作用力を受け揺動動作を行う。この動作
によって、現像スリーブ５は弾性変形し、感光体ドラム
２から離間する。

【００１８】以上構成による本発明現像装置１を用い、
現像を行う動作を説明する。駆動ローラ６、アジテータ
１７は図示しない駆動源からの駆動力によって図中矢印
Ｂ、Ｃ方向に回転しホッパ１６内に貯蔵されたトナー９
は現像スリーブ５方向へ搬送供給される。現像スリーブ
５は、ブレード１０の押圧力によって駆動ローラ６側に
押圧され摩擦力によって矢印Ｂと同一方向に回転する。 トナー９はブレード１０による規制力を受け薄層化され
ると同時に摩擦帯電され現像スリーブ５上に鏡像力で担
持搬送される。現像スリーブ５の回転に伴い現像位置ま
で搬送されたトナー９は、現像スリーブ５に対し接点板
１２から印加された現像バイアスと、感光体ドラム２上
に形成された静電潜像電位との間で形成される電界に沿
って、感光体ドラム２側へ移動し現像動作は終了する。

【００１９】以上説明によって、トナー９は現像スリー
ブ５上から順次感光体ドラム２側へ現像消費されるが記
録用紙の一面内に占める画像（文字）比率が低い場合な
どは、トナー９の消費量が少ないために同一のトナー粒
子が現像スリーブ５上に長時間担持され、ブレード１０
および感光体ドラム２との物理的な擦過を繰り返すこと
になる。こうしたストレスによってトナー粒子は、最悪
の場合互いに凝集を生じたり、偏平に押し潰されたりし
て帯電量が変化し、非画像部に付着するいわゆるカブリ
やトナー飛散が増加する。

【００２０】一方前記構成によるプリンタ装置において
、像作成を開始する前は感光体ドラム２の表面電位は全
域にわたり、ほぼＯｖである。この状態からプロセスが
スタートするわけであるが、本実施例による現像装置１
は、反転現像方式を用いているためトナー９は感光体ド
ラム２の表面電位が低下している部分に現像される。 つまりプロセスのスタート時に同期し現像バイアスを印
加すると第１図中領域Ｄが全面現像されてトナーを浪費
する結果となる。この現像を完全に解決する方法として
は、図３に示した現像特性の現像量がゼロとなるＥ点の
電位関係に現像バイアスを領域Ｄ相当時間保持すればよ
いことになる。しかし図３から明らかなように、感光体
ドラム２の表面電位がＯｖの際、Ｅ点の状態を実現する
ためには、現像バイアスを＋６０ｖとする必要がある。 しかし通常現像されている状態での現像バイアスの極性
は、マイナスでなければならないため、電気的に前記領
域Ｄに付着するトナーをゼロにするには、正負両極性の
電源を準備しこれらを切り換える制御が例えば必要とな
りコスト高の原因となる。

【００２１】本願現像装置によれば上記２つの問題点を
も同時に解決するものである。以下に図４に示すタイミ
ングチャートを用い、本願現像装置の特徴である現像ス
リーブ５の離間部材１５の制御方法について詳説する。

【００２２】離間部材１５は、下記の３つの期間稼働し
現像スリーブ５を変形させることによって感光体ドラム
２表面から現像スリーブ５を離間させる。

【００２３】■感光体ドラム回転開始時点から潜像の先
頭直前までの期間。

【００２４】■連続印字時の紙間に相当する期間。

【００２５】■最後の潜像直後から記録用紙を排紙し、
感光体ドラムが停止するまでの期間。

【００２６】まず■について説明する。期間■では主に
前述の領域Ｄに付着浪費されるトナーをゼロにするもの
である。プリンタ本体が停止している初期状態において
、離間部材１５は現像スリーブ５を駆動ローラ６との間
に形成された間隙１４に位置し、現像スリーブ５は感光
体ドラム２に接触している。外部のホストコンピュータ
等から印字データがプリンタに入力され作像のために感
光体ドラム２が回転を開始する直前に、離間部材１５の
アーム２０はリレノイドの作用で図２中矢印Ｊ方向に引
かれこれに伴い離間部材１５は矢印Ｆ方向に揺動し、現
像スリーブ５を内周面から押圧することで変形させて感
光体ドラム２から離間させる。これによって初期帯電が
不可能な領域Ｄを現像位置に対し通過させて領域Ｄへの
トナー付着を確実に防止する。この離間状態は、印字さ
れる画像に対応した潜像の先頭が現像位置に到達する直
前まで持続される。そして、潜像の先頭が現像位置に到
達する直前で離間部材１５のアーム２０は図中矢印Ｋ方
向に戻りこれに伴い離間部材１５は図２中矢印Ｇ方向に
揺動復帰し、現像スリーブ５は感光体ドラム２に摺接し
所定の現像動作を開始する。図９（ａ）に現像時、図９
（ｂ）に離間状態の現像スリーブ５の様子を示す。ここ
で潜像の先頭とは、記録用紙の先頭と同一としてもよい
が、図５示す画像のように記録用紙の後半部等から先頭
の画像が始まる場合は、コントローラで判断し図５中領
域Ｈ相当時間、現像スリーブ５を離間する制御を実施す
ることも可能である。

【００２７】次に■について説明する。■は連続的に複
数枚の記録用紙に印字する場合、紙と紙との間の非画像
部相当領域に対し現像スリーブ５を離間するものである
。離間部材１５の動作を説明する。前記期間■で説明し
た現像動作を開始した後、当該印字すべき記録用紙の後
端位置に対応した感光体ドラム２の後端相当部が現像部
４を通過するに同期し、離間部材１５を矢印Ｆ方向へ揺
動し現像スリーブ５を感光体ドラム２より離間させる。 その後、後続の記録用紙の先端位置に対応した感光体ド
ラム２の先端相当部が現像部４に到達する直前に離間部
材１５を矢印Ｇ方向へ揺動し、現像スリーブ５を感光体
ドラム２に摺接し所定の現像動作を開始する。こうして
紙間相当領域に対し現像スリーブ５を離間することで、
トナー９が現像スリーブ５と感光体ドラム２との間のス
トレスを受け、変質する危険性を低減する。以上は所定
の紙間相当期間離間させる動作について説明したが、図
６に示すよう、先行の記録用紙上の画像が前半部に存在
し、後続の記録用紙上の画像が後半部に存在するような
場合は、紙間相当時間Ｔ１以上に非画像部相当時間Ｔ２
の期間現像スリーブ５を離間させる制御を実行すること
も可能である。

【００２８】次に■について説明する。■は最終の記録
用紙の後端位置に対応した感光体ドラム２の後端相当部
が現像部４を通過するに同期し、離間部材１５を矢印Ｆ
方向へ揺動し現像スリーブ５を感光体ドラム２より離間
させる。その後この離間状態を保持し、排紙が完了し感
光体ドラム２が停止した後、離間部材１５を矢印Ｇ方向
へ揺動し現像スリーブ５を感光体ドラム２へ接触させる
状態に復起させる。以上は最終の記録用紙の後端に相当
する位置から離間動作を行う場合の説明であったが、図
７に示すよう、最終の記録用紙上の画像が前半部に存在
する場合は、用紙の後端を待たずに画像の最終端つまり
Ｉ点に対応する感光体ドラム２の相当が現像部４を通過
するに同期し、現像スリーブ５を離間させる動作を開始
する制御を実施することも可能である。こうして最終の
記録用紙が排紙される期間現像スリーブ５を離間するこ
とで、トナー９が現像スリーブ５と感光体ドラム２との
間のストレスを受け、変質する危険性を低減回避する。

【００２９】以上述べた離間部材１５の揺動制御方法に
おいては、プリンタ本体が完全停止状態時、前記現像ス
リーブ５を感光体ドラム２へ接触状態に保持したが、逆
に完全停止状態時には離間状態に保持し、前述の潜像を
現像する必要がある期間矢印Ｇ方向への離間部材１５を
揺動し、現像スリーブ５を摺接し現像動作を実行する制
御方法を用いることも可能である。一方本実施例におい
て離間部材１５は、現像スリーブ５の間隙１４に長手方
向全域にわたって差渡す構造であったが図８に示すごと
く現像スリーブ５の両端のみを押圧し現像スリーブ５の
弾性力によって現像スリーブ５の全域を変形させ、感光
体ドラム２から離間させることも可能である。また現像
スリーブ５の変形位置も前述実施例に示した現像部４よ
り上流側ではなく下流位置を離間部材１５で押圧し、現
像スリーブ５を下方向に変形させ感光体ドラム２から離
間させることも可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、非磁
性現像剤を外周面に担持した筒上の導電性薄膜部材を、
感光体表面に摺接し潜像を前記非磁性現像剤にて現像す
る現像装置において、前記潜像の非現像時に、前記導電
性薄膜部材を、前記感光体表面から離間することによっ
て現像スリーブと感光体ドラム表面とが摺擦することで
受けるトナーの物理的ストレスを低減する。これによっ
てトナーが凝集及び変形することで帯電量が低下し地カ
ブリの発生やトナー飛散といった不具合が発生すること
を回避し経時的に安定した印字品質を得ることが可能で
あるという効果を有する。またさらなる効果として、画
像形成時の最初に帯電位置から現像位置までの領域に付
着するトナーの発生が防止されるために、無駄にトナー
が浪費されることがなく、有効にトナーが利用できラン
ニングコストを低減することが可能であるといった別の
効果も有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による現像装置を説明するための断面図
。

【図２】本発明による現像装置内の離間部材を説明する
ための斜視図。

【図３】本発明による現像装置の現像特性曲線。

【図４】本発明による現像装置を用いたプリンタ装置の
動作タイミングチャート。

【図５】

【図６】

【図７】印字状態と非印字領域との関係を説明するため
の図。

【図８】本発明による現像装置における離間部材の他の
実施例を説明するための斜視図。

【図９】本発明による現像装置における離間部材を揺動
させ現像スリーブを感光体ドラムから離間させる状態を
説明するための図。

【符号の説明】

１　　現像装置 ２　　感光体ドラム ５　　現像スリーブ ６　　駆動ローラ １５　　離間部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　非磁性現像剤を外周面に担持した筒状
   の導電性薄膜部材を、感光体表面に摺接し潜像を前記非
   磁性現像剤にて現像する現像装置において、前記潜像の
   非現像時に、前記導電性薄膜部材を、前記感光体表面か
   ら離間することを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】　　前記離間動作が、前記導電性薄膜部材
   を変形させることによることを特徴とする請求項１記載
   の現像装置。