JPS6143767A - 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】 五亘豆豆 本発明は、−成分系現像剤を用いる現像装置に関し、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。

鴛」θ１度 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、キャリヤを含まなし１−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
持管理性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。−成分系現像剤は、通常、トチー中にキャリ
ヤに相当する物質を含有させてあり、磁力を利用してト
ナーを移動させる場合は。

トナーに磁性体を含有させる。ところが、磁性体は不透
明であるから、カラー現像においてはその色素の影響を
受は鮮明なカラー画像を得ることが難しい。従って、特
にカラー現像に対しては、磁性体を含まない非磁性現像
剤を用いる方法が適しているが、この場合、現像剤を如
何にして円滑に所定経路に沿って移動させリサイクルす
るかが問題となり、これに付随して種々のｗｓ題が生じ
る。

ｌ−匁 本発明は１以上の点に鑑みなされたものであって、非磁
性現像剤を使用する場合も高度な画像品質を安定して得
ることができカラー現像用としても好適な応用範囲の広
い現像装置を提供することを目的とする。

豆−處 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、表面に現像剤を担持し現像領域を含む所定の
循環経路に沿って搬送する現像剤搬送体と、現像剤を貯
留する貯留手段と、前記貯留手段の現像剤を前記現像剤
搬送体に供給する現像剤供給手段と、一部を前記現像剤
搬送体表面に圧接させ搬送されてくる現像剤の層厚を規
制する層厚規制部材と、前記現像剤供給手段の現像剤の
搬送方向に対する上流側において前記現像剤搬送体表面
と接触可能に配設されており前記表面に残存する現像剤
を除去する現像剤除去手段とを有することを特徴とした
ものである。

以下１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ｌが回
転自在に支承されており１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１８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工を
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１例えばエポキシ
樹脂等の絶縁材料に電極粒子ＩＣ工としてのカーボンブ
ラック等の導電材料を均一に分散混合し、この混合材料
を絶縁ＷＪｌｂ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。電極粒子１ｃ１の材料としては、＃１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／！Ｊ
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０以上の如く、現像スリーブ１の表面層と
して電極粒子１ｃ工を分散させた電極Ｍ１　ｃ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、電極粒子としてのカ
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
の担持力が関与しない現像剤でも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に接続されている
。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
Ｊ１２像剤は、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、τこ仁こにナー
が充填されたカートリッジ３が′！Ａ着され、ホッパ２
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、トナーの凝集を防止しつつ現像スリーブ
１表面に向けて送り出すアジテータ４が回動自在に配設
されている。

ホッパ２の現像スリーブ１にトナーを供給する出口側に
は、トナーの現像スリーブ１表面上への移動を促進する
Ｉｎ剤供給手段としてのトナー供給ローラ５が回転自在
に配設されている。トナー供給ローラ５は、好適には、
その表面を現像スリーブ１表面に圧接可能な位置に支承
されると共に１８１スリーブ１と同方向に駆動回転され
ることが望ましい、即ち、接触部Ｃにおいて、双方の表
面が圧接しつつ逆方向に移動する状態が好ましい。

これにより、トナーが双方の表面間に挟圧されて効率良
く摩擦イ；Ｆ電されると共に層厚が規制され、適度な厚
さのトナ一層が現像スリーブ１表面に付着形成される。

然るに、トナー供給ローラ５を現像スリーブ１に対して
非接触状態に配設しても。

トナーを現像スリーブ１に供給することは可能であり、
イＩＦ電効率の良いトナーを用いるとか別個に抑圧部材
を設けてトナ一層を付着形成させる等の方法を併用する
ことにより、接触させる場合と同様な効果を得ることが
できる。又、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るが、総体的
には現像スリーブ１より高速度に設定し、現像スリーブ
１表面にトナー供給ローラ５表面を摺接しつつ回転する
状態が好ましい。然るに、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＠回内に
設定することが要求される。

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Ｓ′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、周面に好適には発泡度がセル数で１゜０〜１
００の例えばポリウレタンフォーム等の可撓材から成る
表面層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と同方向に駆動回転
可能に配設されている。

この場合、直径が２５．４ａ＋ｍの現像スリーブ１が４
ＱＯｒｐｍの速度で回転されるのに対して、直径が１４
ｍｍのトナー供給ローラ５が８００ｒｐｍで回転され、
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に移動させ好適なトナー
Ｆ！Ｊを］３’ｌ像スリ一ブ１表面に形成する為には、
可撓材の硬度は高い方が良く、発泡孔径は小さい方が良
い、尚、ローラ５の表面層の材料としては、可撓材に限
らず、ゴムや金灰等他の種々の材料も使用可能である。

以上の如＜トナー供給ローラ５を設けることにより、ホ
ッパ２内にＩｔ？留されアジテータ４の回動と共に送り
出されてくる１〜ナーは、１−ナー供給ローラ５の回転
に追従して円滑に接触部ｄに移送される。接触部Ｃにお
いては、互いに逆方向に移動する現像スリーブ１とトナ
ー供給ローラ５の各表面間に移送されてきた１〜ナーが
挟圧され、この際に摩擦帯電されると共に１−ナーが現
像スリーブ１表面に付着せしめられる。この場合、トナ
ー供給ローラ５の回転に追従させる力としては、主にト
ナーとトナー供給ローラ５との摩擦による静電気力等が
関与する。従って、現像剤が非磁性−成分系トナー等の
様にキャリヤも磁性体も含まず特別な担持力が設定され
ていない場合であっても、ホッパ２から現像スリーブ１
表面に円滑に移送供給することができる。

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、８２像スリ一ブ１表面に付χ１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１本
例のドクタブレード６は。

弾性部材から成る本体６ａの一方の側面に例えばテ１−
ラフルオロエチレンーバーフルオロアルキルビニルエー
テル共重合体（ＰＦＡ）等のフッ素系樹脂から成る絶縁
膜６ｂを被着して形成されており、この絶縁ｗＡ６ｂ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の支持方向は、現像スリー
ブ１の回転方向に沿って支持するトレーリング方向、ｙ
、いは、逆に本例の如く回転方向とは反対のカウンタ方
向の何れの方向でもよいが、先端エツジ部６Ｇを現像ス
リーブ１表面に当接させることが重要である。これによ
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確実且つ均一に規制することが
でき、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。

本例の如くフッ崇系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摩擦帯電が実施さ
れる。

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、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（ＯＰ　Ｃ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電荷が摩擦帯電
されたトナー薄層が現像スリーブエの表面に担持され搬
送されてくる。

この場合、現像スリーブ１の表面部の電極層ＩＣは、前
述した如くトナーが付着し易いエポキシ樹脂等の絶縁材
料で形成されているから、非磁性−成分系トナー等の特
別な担持力が設定されてｂｌない現像剤も周面の所要領
域にわたって均等に担持し搬送することができる。従っ
て、ｏｐｃベルト７に形成された静電潜像に層厚が均一
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ＩＣ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。本例
においては、導電性ブラシ毛８ａの先端腹部がそれ自体
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８８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
電荷や現像に供されなかった残存トナーの電荷を選択的
に効率良く除去できる。

而して、現像スリーブ１の回転方向に対して除電ブラシ
８の下流側でトナー供給ローラ５の上流側に隣接した位
置には、現像スリーブ１表面に残存するトナーを掻き取
りホッパ２内に返送する現像剤除去手段としての１−ナ
ー掻取ローラ１０が。

現像スリーブ１と接触しつつ自在に回転可能に配設され
ている。この場合、掻取ローラ１０の回転方向を、現像
スリーブ１及びトナー供給ローラ５と反対方向、即ち、
現像スリーブ１との接触部Ｒ及びトナー供給ローラ５と
の近接部Ｎにおいて両者の表面が夫々同方向に移動する
様に設定することが望ましい、これにより、接触部Ｒで
掻き取られたトナーをトナー供給ローラ５と協働して近
接部Ｎを通る矢印Ｂで示す如き経路に沿って円滑に返送
でき、ホッパ２内でのトナーの凝集防止に寄与する。又
、その周速度は、現像スリーブ１の周速度より速いこと
が望ましく、これにより、トナー掻取ローラ１０の表面
を現像スリーブ１の表面に摺接させて効率良く残存トナ
ーを掻き取ることができる。然るに、過度な高速化は前
述のトナー供給ローラ５と同様にトナー飛散等の副作用
が伴うため、適切な速度に設定することが要求される。

本例のトナー掻取ローラ１０は５回転自在に支承された
芯金１０ａの周面上に発泡ポリウレタンから成る表面部
１０ｂが被着形成されており、図中矢印の方向に所定の
速度で駆動回転される１本例の如く、表面部１０ｂを可
撓性多孔質材料で形成すれば、トナー掻取ローラ１０を
現像スリーブ１に対して圧接させることにより若干撓ま
せて両者を面接触させることができ、残存トナーを確実
に掻き取ることが可能となる。従って、除電処理を受は
静電気的付着力を消失した残存トナーは、現像スリーブ
１の回転と共にトナー掻取ローラ１０の配設位置に搬送
され、ここで面接触状態で摺接するトナー掻取ａ−ラ１
０により、ＪＪｉ！像スリーブ１の表面から容易且つ確
実に掻き落とされる。

掻き取られたトナーは、トナー掻取ローラ１ｏ及びトナ
ー供給ローラ５の夫々の回転と共に近接部Ｎを通り、矢
印Ｂで示す経路に沿って円滑にホッパ２内に返送され、
再使用に供せられる。又、トナー掻取ローラ１０には、
ローラに付着したトナーを掻き落す為に、バー１０’を
設けてあり、これにより、トナーの掻取り能力の低下が
防止される。

斯くの如く、現像スリーブ１表面に付着させて現像領域
りに搬送した後返送されてきたトナーを確実に現像スリ
ーブ１表面から一旦掻き取った後再使用するから、トナ
ーの固着が防止されると共に再使用による画像への悪影
響が抑制される。尚、１−ナー掻取ローラ１０の表面部
１０ｂの材料としては、可撓性多孔質材に限らず、ゴム
等の可撓材や金属等も使用できる。又、少なくとも現像
スリーブ１と接触する表面部１０ｂの周表面を導電処理
し、除電ブラシ８と同様にバイアス電源等に接続すれば
、除電手段としても機能し、除電ブラシ８を省略するこ
とも可能となる。

上記実施例においては、現像剤除去手段としてローラタ
イプについて述べたが、これに限定されず１例えばブレ
ードを使用することも可能である。

好適なブレード部材としては、ゴムで特にウレタンゴム
、フッ素樹脂若しくはポリエチレン等の高分子材料又は
全屈弾性体等が挙げられる。又、現像剤として非磁性−
成分系トナーを用いているが。

これに限らず磁性トナー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。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。更に又、ドクタブレード６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。

効果 以上、詳述した如く、本発明によれば、現像剤搬送体へ
の現像剤の供給を促進する現像剤供給手段の上流側に現
像剤を搬送体から除去する現像剤除去手段を別個に設け
ることにより、移動させる為の特別な担持力が設定され
ていない非磁性−成分系トナー等の現像剤をも円滑に所
定経路に沿って循環移動させて効率良く所定の現像プロ
セスを実施することができる。従って、−成分系非磁性
トナーを使用する現像装置においても、必要な電荷を有
する均一な居厚のトナー：ａＷＪを安定的に形成供給で
きると共にトナーの固着や凝集が抑制され、高慶な画像
品質を長期間にわたって得ることが可能となる。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、
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１例えば、現像剤搬送体と潜像担持体
を接触させず近接させるだけで現像する方式にも本発明
を適用することが可能である。又、現像剤供給手段は無
端ベルト状に形成してもよい。

【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実施例における一部を拡大して示した説明図で
ある。 （符号の説明） １：　　Ｉ！Ａ像スリスリ ーブ　トナー供給ローラ ６：　ドクタブレード １０：　　トナー掻取ローラ １０ｂ　：　　表面部

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、表面に現像剤を担持し現像
   領域を含む所定の循環経路に沿って搬送する現像剤搬送
   体と、現像剤を貯留する貯留手段と、前記貯留手段の現
   像剤を前記現像剤搬送体に供給する現像剤供給手段と、
   一部を前記現像剤搬送体表面に圧接させ搬送されてくる
   現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、前記現像剤供
   給手段の現像剤の搬送方向に対する上流側において前記
   現像剤搬送体表面と接触可能に配設されており前記表面
   に残存オス現像剤を除去する現像剤除去手段とを有する
   ことを特徴とする現像装置。 ２、上記第１項において、前記現像剤除去手段は表面部
   が可撓性多孔質材料で形成されており前記現像剤搬送体
   表面と同方向に移動しつつ接触することを特徴とする現
   像装置。 ３、上記第２項において、前記可撓性多孔質材料は発泡
   ポリウレタンであることを特徴とする現像装置。