JPS6142671A - 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】 挟立汰夏 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、非磁性の二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。

凭」Ｕえ権 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二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二成分系現像剤が注
目される。−成分系現像剤は１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
剤を用いる方法が瑯しているが、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るかが１問題
となる。

又、−成分系現像剤は、薄い鉛筆等で書かれた文字等の
低コントラスト原稿画像に対する現像特性が劣る０選択
的に画像濃度が増すペターライン現像特性に劣るという
欠点がある。

ｌ一度 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−成分系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。

１−腹 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１表面に電気抵抗が小さい導電性領域と電気
的絶縁性領域を互いに点在させて成り現像剤を前記表面
に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、
前記現像剤搬送体上の不要電荷を除去する除電手段とを
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ユを互いに電
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、例えばエポキシ樹脂等の絶
縁材料に電極粒子としてのカーボンブラック等の導電性
材料、を均一に分散混合し、この混合材料を絶縁層ｌｂ
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淘ライン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ペターライン現像特
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源１０に接続されている
。又、絶縁１１ｂ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。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
トナー供給部材６が回転自在に配設されている。トナー
供給部材６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、適切なトナ一層が現像スリーブ１表面に付着形成さ
れる。この場合、トナー供給部材６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押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、トナー供給部
材６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表面とトナー供給部材６表
面とが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。

トナー供給部材６の表面部の材質は、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。

本例では、周面に好適には発泡度がセル数にて１０〜１
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６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＋ｗの現像スリーブ１が４
０Ｏｒｐｍの速度で回転されるのに対して、直径が１４
ｍ＋ａのトナー供給部材６が８０Ｏｒｐｍ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に搬送し好適なトナ一
層を現像スリーブ１表面に形成する為には、可撓材の硬
度は高い方が良く、孔径は小さい方が良い。

以上の如くトナー供給部材６を設けることし９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、トナー供給部材６の回転に追従して
移動し５円滑に接触部Ｃ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
供給部材６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。この場合、トナーをトナ
ー供給部材６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部材６との摩擦による静電気力
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、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。

尚、トナー供給部材としては、可撓性ローラに限らず、
ファ、−ブラシや金属若しくはプラスチックローラ等も
適用することができる。

現像スリーブ１の回転方向に沿って、トナー供給部材６
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０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
側面に例えばテトラフルオロエチレン−パーフルオロア
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、或
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７Ｃ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
領域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摩擦帯電が実施さ
れる。

尚、層厚規制部材としては、前述したＰＦＡの他、ポリ
テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、テトラフルオロエ
チレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）
、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦ
Ｅ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）等
のフッ素系高分子材料及びフッ素系高分子材料を含有す
る材料更に、ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコン
樹脂等トナーに対して離型性が高い材料が好ましい、又
、これらの材料に耐摩耗性を改善する為、カーボンブラ
ック、カーボン繊維、ガラス繊維。

シリカ微粉末、ｓｉｃ＊粉末等の添加剤を含有させても
よい。

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（ｏ　ｐ　ｃ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○ＰＣ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いない現像剤をも全周面に１遍
無く担持し搬送することができる。従って、ＯＰＣべ゛
ルト８に形成された静電潜像に充分な電荷を有すると共
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の回転方向に塗った下流側
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、トナー供給部材６やドクタブレード７及びＯ
ＰＣベルト８篭との摩擦により、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６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６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６の回転方向に対して上流側では、前
述した如くローラ６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６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。

羞−困 以上、詳述した如く、本発明によれば、表面に相対的に
電気抵抗値の小さい導電性領域が点在せしめられた現像
剤搬送体に対し、貯留された現像剤を現像剤搬送体上に
供給する現像剤供給手段と供給された現像剤の層厚を規
制する層厚規制部材とを組み合わせることにより、例え
ば磁力等の移動させる為の特別な推進力が設定されてい
ない一成分系非磁性トナー等の現像剤をも円滑に所定経
路に沿って移動させ、効率良く摩擦帯電と層厚規制を実
施すると共に好適なペターライン現像特性を発揮させる
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、現像に好適な必要な電荷を有す
る均一な層厚の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、トナー供給部材を
無端ベルト状に構成することも可能である。

【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実施例における要部を拡大して示した説明図で
ある。 （符号の説明） １：　現像スリーブ １ｃ：　電極層 ６：　トナー供給部材 （スポンジローラ） ７：　ドクタブレード ９：　除電ブラシ

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、表面に電気抵
   抗が小さい導電性領域と電気的絶縁性領域を互いに点在
   させて成り現像剤を前記表面に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、前記現像剤搬送体上の不要
   電荷を除去する除電手段とを有することを特徴とする現
   像装置。