JPH0850413A

JPH0850413A - 現像装置

Info

Publication number: JPH0850413A
Application number: JP6185738A
Authority: JP
Inventors: Mitsushi Wakaisa; 充司若勇
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1994-08-08
Filing date: 1994-08-08
Publication date: 1996-02-20

Abstract

(57)【要約】【構成】エレクトレット層を表面に有する現像剤搬送
用スリーブを備え、該スリーブ表面に間隔をおいてトナ
ー層厚み調整ブレードが設けられている電子写真用現像
装置において、前記ブレードは、該ブレード先端と現像
剤搬送用スリーブの中心とを結ぶ直線と水平面とのなす
角が、３０度よりも小さくなるように設けられているこ
とを特徴とする。【効果】ブレードによって堰止められるトナーの滞留
を防止することができ、滞留トナーとスリーブ表面のエ
レクトレット層との摩擦接触によるエレクトレット層の
劣化を有効に防止することができ、現像装置の寿命を大
幅に向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エレクトレット層を表
面に有する現像剤搬送用スリーブ（以下、単にエレクト
レットスリーブと呼ぶことがある）を用いて帯電トナー
から成る現像剤を現像域に供給して現像を行う現像装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】商業的な電子写真装置における現像装置
としては、所謂磁気ブラシ現像装置が広く採用されてお
り、例えば磁性キャリヤと顕電性トナーとの混合物から
成る二成分系現像剤或いはそれ自体で磁性粉を有してい
る一成分系磁性現像剤を帯電させ、内部に磁石を有する
現像剤搬送用スリーブ上にこれら現像剤の磁気ブラシを
形成し、この磁気ブラシを静電潜像を有する感光体表面
にまで搬送し、バイアス電界の下で該表面に磁気ブラシ
を摺擦することによって現像を行い、画像形成を行って
いる。

【０００３】最近になって、現像剤搬送用スリーブとし
て、導電性ローラ上にエレクトレット層を設けたものを
使用して現像剤の搬送を行って現像を行う現像装置が知
られており（例えば特開昭60−136773号公報等参照）、
この種の装置においては、通常、回転ファーブラシが使
用され、該ブラシによりトナーの摩擦帯電と帯電トナー
の現像剤搬送用スリーブ（エレクトレットスリーブ）上
への供給が行われ、エレクトレットスリーブ上に供給さ
れた帯電トナーの層厚を、該スリーブと間隔を置いて設
けられたブレードによって一定厚みに調整して現像域に
搬送して現像が行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、上述した
エレクトレットスリーブを用いての現像装置において
は、長時間の現像に付した場合、エレクトレットスリー
ブ表面のエレクトレット層が劣化し、その表面電位が減
衰して帯電トナーの保持力が低下するという問題があ
る。従って本発明の目的は、エレクトレットスリーブを
用いての現像装置において、エレクトレット層の劣化が
有効に防止され、長時間にわたって現像を行った場合に
も表面電位の減衰が防止され、安定に帯電トナーの保持
搬送が行われて現像を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、エレク
トレット層を表面に有する現像剤搬送用スリーブを備
え、該スリーブ表面に間隔をおいてトナー層厚み調整ブ
レードが設けられている電子写真用現像装置において、
前記ブレードは、該ブレード先端と現像剤搬送用スリー
ブの中心とを結ぶ直線と水平面とのなす角が、３０乃至
−９０度となる位置に設けられていることを特徴とする
現像装置が提供される。

【０００６】

【作用】本発明者等は、エレクトレットスリーブのエレ
クトレット層の劣化について検討していく過程で、該ス
リーブ表面に間隔をおいて設けられているトナー層厚み
調整ブレードの位置が、エレクトレット層の劣化に大き
な影響を与えるという極めて興味ある事実を見いだし
た。即ち、エレクトレットスリーブ表面には、一般的
に、ブレード先端と該スリーブの中心とを結ぶ直線と水
平面となす角αが９０度となるようにブレードが設けら
れている。しかるに、このような場合には、エレクトレ
ットスリーブ上に実際にトナーを供給した時のエレクト
レット層表面の電位の減衰が顕著となり、一方、上記の
角度αを小さくするしたがって電位の減衰が小さくなる
傾向が認められたのである。

【０００７】例えば、トナー層厚み調整ブレードとエレ
クトレットスリーブとの間隔を７５μm に設定し、上記
の角αを９０度と３０度に設定した現像装置を、それぞ
れ市販の複写機に組み込んで５０枚の連続複写を行い、
複写終了後のスリーブ表面のエレクトレット層の表面電
位を測定し、複写開始前のエレクトレット層の初期表面
電位に対する電位保持率を測定したところ、下記表１に
示す様な結果が得られたのである。

【０００８】

【表１】

【０００９】このように、ブレード先端と該スリーブの
中心を結ぶ直線と水平面となす角αが低い方がエレクト
レット層の表面電位保持率が極めて高く、該層の劣化が
有効に防止されていることが理解される。

【００１０】本発明は、このような新規な知見に基づい
て、上記角αが３０乃至−９０度となる位置にトナー層
厚み調整ブレードを設けたものである。この角αが上記
範囲外であると、エレクトレット層の劣化防止効果が不
満足なものとなる。

【００１１】本発明において、ブレード先端位置に由来
する角αを上記範囲に設定することにより、エレクトレ
ット層の劣化防止が有効に行われることの理由は次のよ
うなものであると本発明者等は考えている。即ち、上記
角αが従来の装置のように９０度に設定されている場合
には、ブレードがエレクトレットスリーブの丁度真上に
位置している（ブレード先端に対応するスリーブ表面の
接線が水平となる）ということであるから、スリーブ上
に帯電トナーが供給され現像が行われた場合、該ブレー
ドによって堰止められた帯電トナーがスリーブ上に乗っ
た状態で滞留する。この状態でスリーブは回転を続けて
いるため、該スリーブ表面と滞留した帯電トナーとの摩
擦力が大きなものとなり、摩擦帯電が生じてエレクトレ
ット層の劣化（永久電荷の消失）が促進されるものと思
われる。一方、上記角αを小さくして本発明で規定する
範囲に設定した場合には、該ブレード先端部に対応する
スリーブ面の接線と水平面とのなす角度（９０−α）が
かなり大きなものとなっている。このため、ブレードに
よって堰止められた帯電トナーの滞留が僅かなものとな
り、この結果としてエレクトレット層の劣化が有効に防
止されるものと思われる。

【００１２】

【実施例】本発明を以下、添付図面に示す具体例に基づ
いて詳細に説明する。図１は、本発明の現像装置の一例
を示す図であり、図２は、本発明の現像装置の他の例を
示す図である。

【００１３】（現像装置）図１において、この現像装置
は、感光体ドラム５０に対面して設けられ、現像容器１
内に回転駆動するエレクトレットスリーブ２及び回転フ
ァーブラシ３を有している。さらに現像容器１の上部に
は現像剤補給用ホッパー４が設けられ、該ホッパー４か
らは、それ自体公知の顕電性トナー５（この場合、非磁
性トナーである）が補給される。

【００１４】トナー５は、回転ファーブラシ３による摩
擦攪拌によって所定の極性に帯電される。また回転ファ
ーブラシ３には飛翔板６が当接して設けられ、この飛翔
板６に当接したファーブラシ３の反発力によって帯電ト
ナー５はエレクトレットスリーブ２上に供給される。
尚、回転ファーブラシ３とエレクトレットスリーブ２と
は、通常、スリーブ２の寿命の低下を防止するために非
接触で設けられる。

【００１５】またエレクトレットスリーブ２には、トナ
ーの帯電極性とは逆極性の永久電荷を有するエレクトレ
ット層２ａが形成されており、電気吸引力によって帯電
トナー５の保持搬送が行われる。さらにエレクトレット
スリーブ２と適当な間隔を置いて、トナー層厚み調整ブ
レード７が設けられており、スリーブ２によって保持搬
送される帯電トナー５は、一定の厚みに調整されて、感
光体ドラム５０に対面する現像域に帯電トナーが供給さ
れる。

【００１６】尚、本実施例においては、ブレード７のト
ナー層厚みの調整に寄与する先端部分の下方にブラシが
位置する様にファーブラシ３が配置されている。これに
より、ブレード７により堰止められ、除去されたトナー
がファーブラシ３によって容易に捕集される。

【００１７】また上記飛翔板６及びブレード７は、例え
ば金属等の導電性材で形成され、これらにバイアス電源
１０、１１をそれぞれを接続しておき、現像に際しては
トナーの帯電極性を同極性のバイアス電圧を印加するこ
とが好適である。このようなバイアス電圧の印加によ
り、飛翔板６及びブレード７にトナー５が圧接された時
にトナー５の摩擦帯電が補強され、高帯電のトナーを得
ることができる。このようなバイアス電圧は、通常、５
０乃至４００Ｖ（絶対値）程度でよい。

【００１８】本発明において、上記のブレード７は、ブ
レード７の先端と現像剤搬送用スリーブの中心Ｏとを結
ぶ直線Ｑと水平面とのなす角αが、３０乃至−９０度の
範囲となるような位置に設けられている。前述した様
に、このような位置にブレード７を設けることにより、
エレクトレット層２ａの劣化を防止し、装置寿命を向上
させることができる。この場合、ブレード７自体は、上
記直線Ｑ上に位置していることが好ましいが、該直線Ｑ
とブレード７とのなす角度βが±１５度の範囲であれ
ば、該ブレード７は傾斜していてもよい。この角度β
が、上記範囲外となると、ブレード７の前後で帯電トナ
ーの圧縮を生じ、結局エレクトレット層２ａに加わる摩
擦力が大きくなって該層２ａの劣化を有効に防止するこ
とが困難となる傾向がある。

【００１９】またブレード７とエレクトレットスリーブ
２との間隔は、一般的に、５０乃至３００μm 、好まし
くは７５乃至１５０μm 、最も好適には１００乃至１２
５μm の範囲に設定することが好適である。この間隔が
あまり大きくなると、トナー飛散やカブリ等を生じる
し、またあまり小さいと、ブレード７によるトナーの圧
縮力が大きくなり、エレクトレット層２ａに加わる摩擦
力が大きくなってその劣化を有効に防止することが困難
となる。

【００２０】上述した現像装置において、エレクトレト
層２ａは、永久電気分極された高分子ポリマーから成る
ものであるが、このような高分子ポリマーとしては、任
意の高分子を使用することができる。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−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
ン樹脂（ＰＴＦＥ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化樹
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等のポリアミド樹
脂、ポリ（２，６−ジメチルフェニレンオキサイド）等
のポリフェニレンオキサイド、各種アクリル系樹脂等が
単独或いは２種以上の組み合わせで使用される。エレク
トレット化は、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方法を、用いる高分子
材料に応じて適用することにより行われる。

【００２１】エレクトレット層２ａの形成は、予めエレ
クトレット化されたフィルムを、必要により適当な接着
剤を用いて基体となるスリーブ上に積層させることによ
り行われるが、プラスチックフィルムを積層させた後に
エレクトレット化を行なってもよい。

【００２２】エレクトレット層２ａの表面電荷密度は、
帯電トナーに対して適当な電気的吸引力を与えるように
設定されるが、一般的には、1.95×１０^-9乃至1.17×１
０^-7Ｃ／cm²（絶対値）の範囲に設定することが好適で
ある。またエレクトレット層２ａの厚みは、通常、１０
乃至５００μm の範囲とすることが好ましい。

【００２３】上述したエレクトレットスリーブ２により
搬送されるトナーは、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、１×１０⁸〜３×１０⁹Ω
・cm、特に２×１０⁸〜８×１０⁸Ω・cmの体積固有抵
抗を有していることが望ましく、また誘電率が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、上記特性が満足され
るように選択使用される。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
あることが好ましく、また粒子形状は、溶融混練・粉砕
法で製造された不定形のものでもよいし、分散乃至懸濁
重合法で製造された球状のものでもよい。

【００２４】上記の現像装置において、エレクトレット
スリーブ２上に供給された帯電トナー５は、該スリーブ
２の回転によって搬送され、ブレード７によって厚み調
整されて現像域に供給される。現像域においては、主帯
電及び画像露光等の公知の操作によって感光体ドラム５
０上に形成された静電像の現像が行われる。

【００２５】尚、ブレード７によって除去されたトナー
は下方に落下し、ファーブラシ３により捕集される。こ
の捕集トナーは、前述した様にして、スリーブ２上に供
給される。本実施例では、この様な構成とすることによ
り、現像域に供給されなかったトナーも、タイムリーに
且つ無駄なく再びスリーブに供給される。この結果、ド
クターブレードの上流側でのトナーの滞留が抑制される
ことにより懸念されるトナー不足も未然に回避される。

【００２６】現像域における静電像の現像は、所謂接触
現像で行ってもよいし、非接触現像とすることもでき
る。また必要により、感光体ドラム５０とエレクトレッ
トスリーブ２との間に適当なバイアス電圧を印加して行
うこともできる。さらに図１には、現像域において、感
光体ドラム５０とエレクトレットスリーブ２との移動方
向が同方向で示されているが、これを逆方向とすること
もできる。

【００２７】上記の現像により、感光体ドラム５０上に
形成されたトナー像は、例えば感光体ドラム５０の回転
方向下流に設けられている転写装置（図示せず）によっ
て所定の用紙に転写される。転写されたトナー像は、公
知の定着装置によって用紙に定着され、一方、転写後の
感光体ドラムは、さらに回転し、図示されていないが、
その周囲に設けられているトナークリーニング装置及び
露光除電機構によって、残存トナーの除去及び除電が行
われ、画像形成の１サイクルが終了し、次の画像形成行
程が行われる。

【００２８】本実施例においては、ファーブラシによ
りトナーをスリーブ上に飛翔させて供給し、スリーブ
上のトナーをブレードにより下方に除去させているた
め、現像器内部のトナーのスリーブへの接触が殆どない
状態でスリーブ上の滞留トナーも除去される。このこと
により、エレクトレット層の劣化をより有効に防止する
ことができる。

【００２９】上述した本発明の現像装置においては、エ
レクトレットスリーブ２上への帯電トナー５の供給は、
回転ファーブラシ３に当接して設けた飛翔板６を利用し
て行っているが、この回転ファーブラシ３に加えて別個
の回転ファーブラシを用いることもできる。この様な他
の形式の現像装置の例を図２に示す。

【００３０】即ち、図２の現像装置は、別個の第２の回
転ファーブラシ２０を設けたものである。第２の回転フ
ァーブラシ２０は、第１の回転ファーブラシ３とブラシ
先端が接触するように重ねられて設けられており、この
接触によるブラシの反り返りによる反発力によっても、
帯電トナー５をエレクトレットスリーブ２上に飛翔させ
て供給するものである。

【００３１】この態様では、ファーブラシ３及び２０が
停止した状態では、ブラシの毛倒れが殆どないため、ブ
ラシの耐久性を向上させることができる。またブレード
７により除去されたトナーは、ファーブラシ２０により
捕集され、現像に供される。

【００３２】この態様において、第１の回転ファーブラ
シ３と第２の回転ファーブラシ２０とのブラシ接触幅
は、これらのブラシ長によっても異なるが、一般的には
ブラシ長の１／１０乃至１／３の範囲とすることが好適
である。また、第２の回転ファーブラシ２０には、前述
した飛翔板と同様、帯電トナーと同極性のバイアス電圧
を印加することにより、トナー５の摩擦帯電を補強する
ことができる。

【００３３】さらに、上述した第２の回転ファーブラシ
２０の代わりに、サンドブラスト処理された金属ローラ
やスポンジローラ等を設けることもできる。これらの場
合にも、現像容器１の下部へのトナーの積防止或いは
堆積したトナーの回収利用を有効におこなうことができ
る。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、エレクトレットスリー
ブと間隔をおいて設けられるトナー層厚み調整用ブレー
ドの位置を、ブレード先端とスリーブ中心とを結ぶ直線
が水平面となす角度を３０度よりも小さくなるように設
けることにより、スリーブ表面のエレクトレット層の劣
化を有効に防止することができ、現像装置の寿命を大幅
に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一例を示す図である。

【図２】本発明の現像装置の他の例を示す図である。

【符号の説明】

２：エレクトレットスリーブ，３：回転ファーブラ
シ，５：トナー，６：飛翔板，７：
トナー層厚み調整ブレード，２０：第２の回転ファーブ
ラシ，５０：感光体ドラム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エレクトレット層を表面に有する現像剤
搬送用スリーブを備え、該スリーブ表面に間隔をおいて
トナー層厚み調整ブレードが設けられている電子写真用
現像装置において、前記ブレードは、該ブレード先端と現像剤搬送用スリー
ブの中心とを結ぶ直線と水平面とのなす角が、３０乃至
−９０度となる位置に設けられていることを特徴とする
現像装置。
【請求項２】ブレード先端と現像剤搬送用スリーブの
中心とを結ぶ直線と、ブレードとのなす角が±１５度以
内の範囲にある請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】ブレード先端と現像剤搬送用スリーブと
の間隔が0.０５乃至0.３mmの範囲に設定されている請求
項１に記載の現像装置。
【請求項４】前記ブレード先端の鉛直線下方部分に回
転ファーブラシが配置されており、該ファーブラシによ
り、前記ブレードによって堰止められ、落下したトナー
が捕集され、さらにスリーブ上に供給される請求項１に
記載の現像装置。
【請求項５】前記回転ファーブラシには飛翔板が当接
して設けられ、飛翔板との当接によるブラシの反発力に
よって帯電トナーがスリーブ上に供給される請求項４に
記載の現像装置。
【請求項６】２個の回転ファーブラシが、該ブラシ部
分が互いに重なり合う様に設けられ、これらの重複部分
におけるブラシの反発力によって、現像剤搬送用スリー
ブ上に帯電トナーが供給される請求項１に記載の現像装
置。
【請求項７】前記２個の回転ファーブラシの内の一方
が、前記ブレード先端の鉛直線下方部分に配置され、他
方の回転ファーブラシには飛翔板が当接して設けられて
いる請求項５に記載の現像装置。