JPH05197275A

JPH05197275A - 現像装置

Info

Publication number: JPH05197275A
Application number: JP4301938A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Ito; 孝之伊東; Kenji Hori; 健志堀
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1991-11-22
Filing date: 1992-11-12
Publication date: 1993-08-06

Abstract

(57)【要約】【構成】本発明の現像装置は、所定極性に帯電された
トナー４を電気的吸引力によって現像域に保持搬送する
回転駆動型現像剤搬送スリーブ２と回転ファーブラシ１
５とを備えたものであり、該ファーブラシと当接するよ
うに、トナー４と同極性の帯電板２０を設けたことを特
徴とする。【効果】トナー４の摩擦帯電が有効に補強され、未帯
電トナーの発生を有効に回避することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法に用いる一
成分系現像剤用現像装置に関し、より詳細には、電気的
吸引力により現像剤を現像域に保持搬送するタイプの現
像剤搬送スリーブを備えた現像装置に関する。

【０００２】

【従来技術】一般に複写機等の電子写真装置において
は、感光体表面に形成された静電潜像を、顕電性トナー
から成る現像剤を用いて現像し、該潜像が顕像化された
トナー像を得る。このような現像を行うための現像装置
は、回転駆動する現像剤搬送スリーブを備えており、該
スリーブにより摩擦帯電されたトナーを現像域に搬送
し、現像を行うものである。この様な現像装置として、
前記スリーブにバイアス電圧を印加し、電気的吸引力に
より現像剤、即ち帯電トナーの保持搬送を行うタイプの
装置が公知である。この種の装置においては、現像剤搬
送スリーブとともに回転ファーブラシが設けられてお
り、このファーブラシにより現像剤（トナー）を攪拌し
摩擦帯電せしめる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の現
像装置においては、トナーの摩擦帯電が十分に行われ
ず、多くの未帯電トナーが存在するという問題があり、
このような未帯電トナーが現像剤搬送スリーブによって
現像領域に搬送されると、トナー飛散やカブリ等の不都
合が生じる。

【０００４】従って本発明の目的は、電気的吸引力によ
り帯電トナーを現像域に保持搬送するタイプの現像剤搬
送スリーブを備えた現像装置において、トナーの摩擦帯
電が有効に行われ、且つ帯電されたトナーのスリーブ上
への供給を有効に行うことが可能な現像装置を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、所定極
性に帯電された現像剤を電気的吸引力によって保持搬送
する回転駆動型現像剤搬送用スリーブと、現像剤の摩擦
攪拌及び該スリーブ上への現像剤の供給を行うための可
撓性のブラシを表面に有する回転体とを備えた一成分系
現像剤用現像装置において、前記回転体は、前記現像剤
搬送用スリーブと非接触状態で設けられているととも
に、該回転体表面のブラシに当接する位置関係に、前記
現像剤の帯電極性と同極性の帯電板が設けられ、該回転
体の回転にともなって該ブラシが帯電板と接触すること
によって屈曲し、その復帰力によって現像剤を飛翔せし
めて現像剤搬送用スリーブ上に供給することを特徴とす
る現像装置が提供される。

【０００６】また本発明によれば、所定極性に帯電され
た現像剤を電気的吸引力によって保持搬送する回転駆動
型現像剤搬送用スリーブと、現像剤の摩擦攪拌及び該ス
リーブ上への現像剤の供給を行うための可撓性のブラシ
を表面に有する回転体とを備えた一成分系現像剤用現像
装置において、前記回転体表面のブラシが前記現像剤搬
送用スリーブ表面と接触するように該回転体は設けら
れ、且つ該ブラシと当接する位置に、前記現像剤の帯電
極性と同極性の帯電板が設けられ、該回転体の回転にと
もなって該ブラシが帯電板と接触することによって屈曲
し、その復帰力によって現像剤を飛翔せしめて現像剤搬
送用スリーブ上に供給することを特徴とする現像装置が
提供される。

【０００７】即ち本発明においては、現像剤の帯電電荷
と同極性の電荷を有する帯電板を、ファーブラシ等の回
転体に当接して設けることにより、該回転体による摩擦
帯電に加えて帯電板の圧接により帯電が行われるため、
未帯電トナーの発生を有効に抑制することが可能であ
り、さらに帯電板と当接した回転体のブラシの反発力を
利用して、帯電トナーのスリーブ上への供給を有効に行
うことが可能となるものである。

【０００８】

【発明の好適態様の説明】本発明を、以下、添付図面に
示す具体例に基づいて説明する。本発明の現像装置を示
す図１において、この装置においては、現像容器１内に
回転駆動型の現像剤搬送スリーブ２が設けられており、
さらに現像容器１の上部には現像剤補給用ホッパー３が
設けられ、該ホッパー３からそれ自体公知の顕電性トナ
ー４が補給される。このトナー４は、後述するファーブ
ラシ１５による攪拌等によって所定極性に摩擦帯電され
る。

【０００９】一方、現像剤搬送スリーブ２には、前記ト
ナー４の帯電電荷とは逆極性電荷を有するエレックトレ
ット層３０が設けられており、静電吸引力によって該帯
電トナー４の保持搬送が行われる。またスリーブ２の上
方には、適当な間隔をおいて厚み調整ブレード６が設け
られており、スリーブ２によって搬送される帯電トナー
４の厚みが一定となる様に調整される。

【００１０】上記の現像装置は、図１に示されている様
に、感光層１０を備えた感光体ドラム１１に前記現像剤
搬送スリーブ２が対面する様に設けられ、該スリーブ２
によって搬送された帯電トナー４により、該感光層１０
上に形成された静電潜像の現像が行われる。この場合、
図面においては感光体ドラム１１の回転方向と現像剤搬
送スリーブ２の回転方向が順方向で示されているが、こ
れは逆方向であってもよい。また現像は、所謂接触現像
で行ってもよいし、非接触現像で行なうこともできる。

【００１１】この装置において、上記エレックトレット
層３０を形成する材料としては、永久電気分極可能な任
意の高分子材料を使用することができるが、一般的に
は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−ブテン
共重合体、イオン−架橋オレフィン共重合体、エチレン
−アクリル共重合体等のオレフィン系樹脂；ポリフッ化
ビニル、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニル／フッ化
ビニリデン共重合体、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦ
Ｅ）、四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチ
レン共重合樹脂（ＰＦＡ樹脂）、四フッ化エチレン−六
フッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ樹脂）等のフッ素
樹脂；ポリ塩化ビニル、塩素化ポリオレフィン等の塩素
樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性ポ
リエステル；ナイロン６、ナイロン１２、ナイロン６，
６、ナイロン６，１０等のポリアミド；各種アクリル系
樹脂等が単独或いは２種以上の組合せで使用される。こ
れらの内でも、ＰＴＦＥ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＦＥＰ樹脂
等のフッ素樹脂が電荷の保持性がよく、耐久性もよいこ
とから好ましい。エレクトレットの生成は、熱エレクト
レット化法、エレクトロエレクトレット化法、放射線エ
レクトレット化法、光エレクトレット化法等のそれ自体
公知の任意の方法を、用いる高分子の種類に応じて適用
することにより行われる。上記高分子、特にフッ素樹脂
に対しては熱エレクトレット化法やエレクトロエレクト
レット化法が有利に適用される。

【００１２】またエレクトレット層３０の表面電荷密度
は、帯電トナー４との間に充分な電気的吸引力が作用す
る程度に設定されるが、通常、該エレクトレット層３０
の表面電位（絶対値）が感光層１０の表面電位（絶対
値）よりも小となる様に設定される。両者が同一であっ
たり或いは逆の関係にあるときには、スリーブ２（エレ
クトレット層３０）と帯電トナー４との間に作用する電
気的吸引力が大であるため、感光層１０上に形成された
静電潜像の現像を有効に行うことが困難となる。このエ
レクトレット層３０の厚みは、通常、１０乃至５００μ
m 程度に設定される。

【００１３】本発明の現像装置においては、前記エレク
トレット層３０と非接触となる位置関係で、回転ファー
ブラシ１５が設けられ、これによりトナー４の攪拌によ
る摩擦帯電とともに、帯電したトナー４のスリーブ２
（エレクトレット層３０）上への供給が行われる。この
ファーブラシ１５の回転方向は任意であるが、一般的に
は、図示する如く、スリーブ２の回転方向と同方向であ
ることが好ましい。

【００１４】本発明においては、既に述べた通り、ファ
ーブラシ１５と当接する様に、帯電板２０を設けること
が顕著な特徴である。この帯電板２０は、帯電トナー４
と同極性に帯電されたものであり、該帯電板２０とブラ
シ１５が当接することにより、帯電トナー４は該帯電板
２０からの電気的反発力及びブラシ１５の弾性復帰力に
よって飛翔し、現像スリーブ２上に供給されて保持搬送
され、現像に使用される。また帯電板２０による圧接に
よってトナー４の摩擦帯電が補強され、未帯電トナーの
発生が有効に抑制されるのである。かかる帯電板２０の
設置位置は、帯電トナー４の現像スリーブ２上への飛翔
が有効に行われるように設定される。この様な帯電板２
０としては、金属板等の導電性板が使用され、例えばバ
イアス電源３１により、バイアス電圧を印加して該金属
板をトナー４と同極性に帯電させる。この場合、バイア
ス電源としては、直流電源のみを使用してもよいし、直
流電源と交流電源との組み合わせにより、トナー４と同
極性にシフトした交番電圧を印加することもできる。ま
た帯電板２０に印加されるこのバイアス電圧は、通常、
１００Ｖ以上、特に２００Ｖ以上（絶対値）とすること
が好適である。この印加電圧が小さすぎると、トナーの
帯電を十分に行うことが困難となる。

【００１５】上述した現像装置においては、現像スリー
ブ２にエレクトレット層３０を用いて現像域への帯電ト
ナーの搬送を行っているが、本発明によれば、エレクト
レット層３０を使用せずに帯電トナーの搬送を行うこと
も可能である。この態様を、図２に示す。

【００１６】この図２の装置においては、現像スリーブ
２にエレクトレット層３０を用いる代わりに、バイアス
電源４０が設けられ、スリーブ２に帯電トナー４とは逆
極性のバイアス電圧を印加することにより、帯電トナー
４のスリーブ２による保持搬送が行われる。特にこの装
置においては、ファーブラシ１５をスリーブ２に接触す
るように設けることができ、これにより、摩擦帯電等と
ともに、スリーブ２上に残存した未使用のトナーを除去
することができる。即ち、エレクトレット層を設けた場
合には、エクトレット層の劣化を生じるために、ファー
ブラシをスリーブ２と接触させることは不適当であり、
残存トナーの除去を有効に行うことが困難であるが、図
２の装置によれば、残存トナーの除去を有効に行うこと
も可能である。勿論この装置においても、ファーブラシ
１５をスリーブ２と非接触で設けることもできる。

【００１７】尚、上述した図１及び図２の現像装置にお
いては、スリーブ２上にトナーを供給するための部材と
してファーブラシ１５が使用されているが、ファーブラ
シ以外にも、帯電板２０に当接した時に撓み且つ常態に
復帰するときの反発力によってトナーを飛翔させ得る様
な弾性力を有するもの、例えば可撓性のプラスチックテ
ープ等が回転体表面に設けられてハタキ状となっている
ものも使用することができる。

【００１８】また本発明において、現像剤として用いら
れるトナーは、非磁性トナーであり、基本的には、スチ
レン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹
脂等のそれ自体公知の定着用樹脂媒質中に、着色剤、電
荷制御剤等の周知のトナー用配合剤を配合したものであ
る。このトナーは、１×１０⁸乃至３×１０⁹Ω・cm、
特に２×１０⁸乃至８×１０⁸Ω・cmの体積固有抵抗を
有していることが好適であり、またその誘電率は2.５乃
至4.５、特に3.５乃至4.０の範囲にあることが望まし
い。定着用樹脂及びトナー用配合剤は、上記特性が得ら
れる様に選択使用すればよい。トナー粒子の粒径は、コ
ールターカウンターで測定した粒径として、体積基準メ
ジアン径で８乃至１４μm 、特に１０乃至１２μm の範
囲にあるのがよく、また粒子形状は溶融混練・粉砕法で
正像された不定形のものでも、また分散乃至懸濁重合法
で製造された球状のものでもよい。

【００１９】

【実施例】図１の現像装置を使用し、帯電板に印加する
バイアス電圧を変化させながら、以下の条件でエレクト
レットスリーブ上にトナーの供給を行った。トナー組成：スチレン−アクリル系共重合体樹脂（８８重量
％）カーボン（９重量％）ワックス（２重量％）電荷制御剤（0.８重量％）シリカ（0.１重量％）アルミナ（0.１重量％）誘電率： 3.５抵抗： 2.５×１０⁸Ω・cm 平均粒径：１０μm帯電板材質：銅製厚み： 0.４mmエレクトレットスリーブエレクトレット材質：ＦＥＰエレクトレット層厚み：１００μm 表面電位：２００Ｖスリーブ径： φ１０回転数：５７rpmファーブラシ材質：ナイロン製径： φ２０回転数：４０rpm スリーブ上のトナー層厚：７５μm

【００２０】以上の条件でトナーの供給を行い、印加バ
イアス電圧毎に、スリーブ上のトナー層電位を測定し、
下記式からトナー粒子１個当たりの平均帯電量を測定し
た。トナー粒子１個当りの平均帯電量＝Ｔ_VOL×２ε₀ε×
Ｔ_C／Ｔ_P×(Ｔ_t)² Ｔ_VOL：トナー層電位 ε₀：真空誘電率 ε ：トナーの比誘電率Ｔ_C：トナー１個の体積であり、トナー粒子が完全に球
形であるとして算出Ｔ_P：トナー充填率であり、トナー層に占めるトナーの
体積率であって、全トナー重量とトナーの比重から算出Ｔ_t：トナー層厚

【００２１】上記の結果を図３に示す。この結果から、
帯電板を用いることにより、トナー粒子の帯電が有効に
行われることが理解される。

【００２２】

【発明の効果】本発明の現像装置によれば、ファーブラ
シによるトナーの摩擦帯電及びスリーブ上への帯電トナ
ーの供給が補強され、未帯電トナーの発生等を有効に回
避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の構造を示す図。

【図２】本発明の現像装置の他の例を示す図。

【図３】本発明の現像装置における帯電板への電圧印
加によるトナー帯電効果を示す線図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定極性に帯電された現像剤を電気的吸
引力によって保持搬送する回転駆動型現像剤搬送用スリ
ーブと、現像剤の摩擦攪拌及び該スリーブ上への現像剤
の供給を行うための可撓性のブラシを表面に有する回転
体とを備えた一成分系現像剤用現像装置において、前記回転体は、前記現像剤搬送用スリーブと非接触状態
で設けられているとともに、該回転体表面のブラシに当
接する位置関係に、前記現像剤の帯電極性と同極性の帯
電板が設けられ、該回転体の回転にともなって該ブラシ
が帯電板と接触することによって屈曲し、その復帰力に
よって現像剤を飛翔せしめて現像剤搬送用スリーブ上に
供給することを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記現像剤搬送用スリーブは、表面に高
分子エレクトレット層を有するものである請求項１に記
載の現像装置。
【請求項３】前記帯電板として金属板が使用され、該
金属板には、前記現像剤の帯電極性と同極性となるバイ
アス電圧が印加されている請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】前記金属板には、１００Ｖ（絶対値）以
上のバイアス電圧が印加される請求項３に記載の現像装
置。
【請求項５】所定極性に帯電された現像剤を電気的吸
引力によって保持搬送する回転駆動型現像剤搬送用スリ
ーブと、現像剤の摩擦攪拌及び該スリーブ上への現像剤
の供給を行うための可撓性のブラシを表面に有する回転
体とを備えた一成分系現像剤用現像装置において、前記回転体表面のブラシが前記現像剤搬送用スリーブ表
面と接触するように該回転体は設けられ、且つ該ブラシ
と当接する位置に、前記現像剤の帯電極性と同極性の帯
電板が設けられ、該回転体の回転にともなって該ブラシ
が帯電板と接触することによって屈曲し、その復帰力に
よって現像剤を飛翔せしめて現像剤搬送用スリーブ上に
供給することを特徴とする現像装置。
【請求項６】前記帯電板として金属板が使用され、該
金属板には、前記現像剤の帯電極性と同極性となるバイ
アス電圧が印加されている請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】前記金属板には、１００Ｖ（絶対値）以
上のバイアス電圧が印加される請求項６に記載の現像装
置。