JPS6145258A - 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】 １４氷！ 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。

菜】り１権 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、キャリヤを含まない一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有る。

そこで、上述の如き欠点を有しない−成分系現像剤が注
目される。−成分系現像剤は、通常、トナー中にキャリ
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する訳で
あるが、この場合、現像剤を如何にして円滑に所定経路
に沿って移動させるかが問題となり、これに付随して種
々の課題が生じる。

１−■ 本発明は、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。

構成 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、現像剤を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、多数の孔が穿設された円筒状基体の周面上に多孔
質材料から成る表面層が形成され回転自在に支承されて
おり前記貯留手段の現像剤を前記現像剤搬送体に供給す
る現像剤供給ローラと、前記基体内に加圧気体を供給す
る気体供給手段と、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
材とを有することを特徴としたものである。

以下、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１が回
転自在に支承されており、本例では、矢印入方向に所定
速度で回転駆動される。現像スリーブ１は、第２図に示
される如く、スリーブ状の例えばアルミニウム等の導電
性基体１ａ周面上にクロロプレン等の絶縁材料から成る
絶縁層１ｂを装着し、更にその上に多数の電極粒子１ｃ
工を互し・・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カーボン
ブラック等の４電性材料を均一に分散混合し、この混合
材料を絶縁層１ｂ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。微小電極ＩＣ工の材料としては、銅等の金属
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摩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。

以上の如く、現像スリーブ１の表面層として微小電極を
分散させた電極層１ｃ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、微小電極としてのカーボンブラック等の低抵
抗物質を分散させ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
剤をもその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９と同電位で
バイアス電［１０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、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。本例で使
用する現像剤は、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、ここにトナー
が充填されたカートリッジ３が装着され、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表面上への移動を推進する
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、第３図に示す如く円筒状の芯金５ａ
の局部に多数の透孔５ｂを略均−に点在する様に穿設し
、この周面上に多孔質材料から成る表面層５ｃが積層さ
れ、構成されている。表面層５ｃの材質は、トナーを効
率良く摩擦帯電させる為に、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。又、その孔径は、後述
する如く現像に好適なトナー薄層を形成する為には、小
さい方が好ましい。

本例では、第４図に示される如く、トナー供給ローラ５
として、芯金５ａの周面上に好適には発泡セル数が１０
〜１００程度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５ｃが被着形成されたスポンジローラが
採用されている。そして、回転自在に支承された芯金５
ａの中心部には、芯金５ａ内に加圧気体として本例では
エアーを導入し吐出するエアー管６が、軸方向に延在さ
せ配設されている。このエアー管６には、スリット状の
吐出口６ａが軸方向に沿って穿設されており、吐出口６
ａを後述するトナーの凝集が生じ易いトナー溜Ｓに向け
た態様で保持されている。従って、エアー管６の吐出口
６ａからエアーを吐出させれば、回転するスポンジロー
ラ５を通してトナー溜Ｓまでエアーを通流させることが
でき、トナー凝集を効率良く防止することができる。又
、このエアー通流により、スポンジローラ５の目詰りも
防止され、円滑な現像スリーブｌへのトナー供給効果を
安定して発揮することができる。更に。

トナー供給ローラ５の周囲にエアーが比較的少ない量で
はあるが通流される為、トナー溜Ｓだけでなく、ホッパ
２内のその他の領域でのトナー凝集が防止される。尚、
エアー管６を省略し比較的多めのエアー量を直接芯金５
ａ内に導入する構成としても、同様な効果を得ることが
できる。

以上の如く構成されたトナー供給ローラ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
承されると共に現像スリーブ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効率良く摩擦
帯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、帯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
正範囲内に設定することが要求される。

本例においては、前述したスポンジローラ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．
４ｍ−の現像スリーブ１が４００　ｒｐ＋ｎの速度で回
転されるのに対して、直径が１４ｍｍのトナー供給ロー
ラ５が８０Ｏｒｐｍで回転され、両者の周速度の比は、
略１０：１１に設定されている。この様にトナー供給ロ
ーラ５を設けることにより、ホッパ２内に貯留されアジ
テータ４の回動と共に送り出されてくるトナーは、トナ
ー供給ローラ５の回転に追従して移動し１円滑に接触部
Ｃに移送される。この場合、トナーをトナー供給ローラ
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、現像剤がキャリヤも磁性体も含まない非磁性−成
分系トナーであっても、トナー供給ローラ５の回転と共
にホッパ２から現像スリーブ１表面に円滑に移送するこ
とができる。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
移送されてきたトナーが挟圧され、この際に摩擦帯電さ
れると共にトナーが現像スリーブ１表面に付着せしめら
れる。尚、本例の如く可撓材でトナー供給ローラ５の表
面１５ｃを形成する場合は、その硬度が高い程、トナー
をより効率良く摩擦帯電させると共に均一に現像スリー
ブ１表面に付着させることができる。

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、現像スリーブ１表面に付着形成されそ
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７が配設されている。本例の
ドクタブレード７は、弾性部材から成る本体７ａの一方
の側面に例えば商品名ＰＦＡ（パーフロロアルコキシ樹
脂）等のフッ素系樹脂から成る絶縁膜７ｂを被着して形
成されており、この絶縁膜７ｂ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７の先端エツジ部７ｃを現像
スリーブ１表面に当接させることにより、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
７ｂ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、本例の如くフッ素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ると共に
摩擦帯電が実施される。

ドクタブレード７によりその下流側への移動を規制され
たトナーは、上流側のトナー供給ローラ５とドクタブレ
ード７の間に戻され、トナー供給ローラ５の回転と共に
現像スリーブ１側に移動してくるトナーと合流してトナ
ー溜Ｓが形成される。

このトナー溜Ｓで均一な層厚のトナー薄層の形成に悪影
響を及ぼすトナーの凝集が生じ易い。そこで、本例では
、このトナー凝集を防止する為、前述した如くトナー供
給ローラ５からトナー溜Ｓに向けてエアーが吐出される
構成となっている。尚、トナー溜Ｓに別個のアジテータ
等の攪拌部材を設ければ、更に確実にトナー固着を防止
することができる。

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
７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（ＯＰＣベルト
）８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８
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
７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１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１ｃ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いない現像剤をも周面に万遍無
く担持し搬送することができる。従って、ＯＰＣベルト
８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９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７及び
ＯＰＣベルト８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１ｃ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、金屑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９ａ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９の取付位置が
設定されている。これにより、ブラシ毛９ａ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９は、前述した現像スリーブ１の導
電性基体１ｃと同一電位でバイアス電源１０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。かくして、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
回転と共にスポンジローラ５の配設位置に搬送され、こ
こで現像スリーブ１の表面から容易に掻き落とされる。

即ち、スポンジローラ５は、現像スリーブ１に圧接され
て撓み適長にわたって面接触状態となっており、接触部
Ｃのローラ５の回転方向に対して上流側では、前述した
如くローラ５に担持され搬送されてくるトナーを規制し
て現像スリーブ１表面に付着させるが、下流側では、現
像スリーブ１表面に付着した残存トナーを掻き取る効果
を発揮する。掻き取られたトナーは、ローラ５の回転と
共にホッパ２内に返送され、再使用に供せられる。

尚、上記実施例においては、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
。又、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、ドクタブ
レード７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７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。

皇−困 以上、詳述した如く、本発明によれば、現像剤を現像剤
搬送体に供給する供給ローラを設けると共にそのローラ
内部から加圧気体を吐出させることにより、供給ローラ
の周辺部における現像剤の凝集を防止することができる
と共に磁力を利用して移動させることができない非磁性
現像剤をも円滑に所定経路に沿って移送することができ
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層厚の現像に好
適なトナー薄層を安定的に形成供給でき、高度な画像品
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。

例えば、トナー供給ローラ５から吐出させる加圧気体は
エアーに限らず、他の種々の気体を利用することも可能
である。又、潜像担持体と現像剤搬送体を接触させず近
接させるだけで現像する方式にも２本発明は適用可能で
ある。

【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実施例の一部を示した説明図。 第３図は芯金５ａを示した斜視図、第４図は本発明の１
実施例の要部を示した模式的断面図である。 （符号の説明） １：　現像スリーブ ５：　トナー供給ローラ Ｓａ：　芯金 ５ｂ：　透孔 ５ｃ：　表面層 ６：　エアー管 ６ａ：　吐出口 特許出願人　　　　株式会社　リ　コ　−第２図

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、現像剤を現像領域を含む所
   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、多数の孔が穿設された円筒状基
   体の周面上に多孔質材料から成る表面層が形成され回転
   自在に支承されており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ローラと、前記基体内に
   加圧気体を供給する気体供給手段と、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、前記現像剤供給 ローラは表面層がポリウレタンから成るスポンジローラ
   であることを特徴とする現像装置。 ３、上記第１項又は第２項において、前記気体供給手段
   は前記基体内に配設され前記層厚規制部材の前記現像剤
   搬送体の回転方向に対して上流側領域に向けて開口され
   た吐出口を備えた吐出管であることを特徴とする現像装
   置。