JP2001194901A

JP2001194901A - 現像装置

Info

Publication number: JP2001194901A
Application number: JP2000006563A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Tanaka; 健一田中
Original assignee: Katsuragawa Electric Co Ltd
Current assignee: Katsuragawa Electric Co Ltd
Priority date: 2000-01-14
Filing date: 2000-01-14
Publication date: 2001-07-19
Anticipated expiration: 2020-01-14
Also published as: JP4397085B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、簡単な構成により更にトナーの漏
洩を防止することができる現像装置を提供することを課
題とする。【解決手段】像担持体（１）表面に形成された静電潜
像に非磁性一成分トナーを供給する弾性の現像ローラ
（４）と、現像ローラ（４）に接触または近接して配置
され現像ローラ上に供給されたトナーを薄層に規制する
層厚規制ローラ（５）と、この層厚規制ローラ（５）に
圧接して設けられ層厚規制ローラ（５）に付着したトナ
ーを掻き落とす掻き落としブレード（２１）とを備え、
層厚規制ローラ（５）は軸線方向に中央側部分（５ａ）
と、端部側部分（５ｂ）とが相手側部分に対して電気的
に絶縁され、端部側部分（５ｂ）に弾性現像ローラ
（４）の端部側部分（５ｂ）へのトナーの付着を防止す
るバイアス電圧を印加しており、更に掻き落としブレー
ド（２１）により掻き落とされた端部側部分（５ｂ）の
トナーを受けて現像装置内に戻す薄厚の受け部材（３
０）を端部側部分（５ｂ）に面接触するように設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真装置に使用
される現像装置に関し、特には、像担持体上に形成され
た静電潜像を現像ローラ上に薄層状に形成した非磁性一
成分トナーによって現像して可視化する非磁性一成分現
像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、非磁性一成分トナーを用いた種々
の現像システムが開発され、実機へ応用がなされている
が、これら装置における問題の一つとして現像ローラの
両端部からの現像装置外へのトナー漏れの問題がある。
即ち、トナーが非磁性であるという性質状、従来の磁性
現像剤システムの如く磁力によりトナーを拘束すること
ができず、その代替としての幾つかの提案がなされてい
る。

【０００３】多くの提案は現像ローラの両端部と現像装
置の側板との間に潤滑性のシール材を配し、それにより
トナー漏れを防止しようとするものである。しかしなが
ら、このようなシール材を配した構成にあっては長期間
の使用によってシール材が摩耗しまたは劣化し、充分な
シール効果を維持できないといった問題を残している。

【０００４】上記問題を解決するため本出願人らは、特
願平１１−２３３２３６号において現像ローラに薄層を
形成するための層厚規制ローラを利用して、簡易な形で
上記トナー漏れの防止を可能とした現像装置を提案し
た。

【０００５】上記発明は、像担持体表面に形成された静
電潜像に非磁性一成分トナーを供給する現像ローラと、
現像ローラに接触または近接して配置され現像ローラ上
に供給されたトナーを薄層に規制する層厚規制ローラ
と、層厚規制ローラに圧接して設けられ層厚規制ローラ
に付着したトナーを掻き落とす掻き落としブレードとを
備え、前記層厚規制ローラは軸線方向中央側部分と端部
側部分とが相手部分に対して電気的に絶縁され、端部側
部分に弾性現像ローラの端部側部分へのトナーの付着を
防止するバイアス電圧を印加することにより達成され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成においては、層厚規制ローラに付着したトナーを掻き
落としブレードで掻き落としているが、掻き落としたト
ナーが現像ローラ付近に貯まってくると、現像装置の側
壁と現像ローラとの間の隙間からトナーが現像装置外部
へと漏洩してしまうという問題を有する。

【０００７】また、掻き落としブレードの層厚規制ロー
ラへの押圧力は、層圧規制ローラの駆動トルクの軽減の
ため、層厚規制ローラの回転方向に対して順方向に当接
させている。このような構成において、層厚規制ローラ
の駆動に関するトルクの軽減がなされるが、掻き落とし
ブレードの掻き取り効果が少なくなってしまう。即ち、
層厚規制ローラの端部側部分においてトナーの掻き落と
しが不充分となって掻き落とし部材のからすり抜けるト
ナーが多くなる。このため、現像ローラ上のトナーを除
去する効率が低下してしまい、トナーが装置外部に漏洩
してしまうという問題を有する。

【０００８】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、
簡単な構成により更にトナーの漏洩を防止することがで
きる現像装置を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明は、像担持体表面に形成された静電潜像に非
磁性一成分トナーを供給する弾性の現像ローラと、現像
ローラに接触または近接して配置され現像ローラ上に供
給されたトナーを薄層に規制する層厚規制ローラと、こ
の層厚規制ローラに圧接して設けられ層厚規制ローラに
付着したトナーを掻き落とす掻き落としブレードとを備
え、前記層厚規制ローラは軸線方向に中央側部分と、端
部側部分とが相手側部分に対して電気的に絶縁され、端
部側部分に弾性現像ローラの端部側部分へのトナーの付
着を防止するバイアス電圧を印加しており、更に前記掻
き落としブレードにより掻き落とされた前記端部側部分
のトナーを受けて現像装置内に戻す薄厚の受け部材を前
記端部側部分に面接触するように設けたことを特徴とす
る。

【００１０】また、前記受け部材で受けたトナーは更に
前記現像装置の側壁を切り欠いた通路を通って前記現像
装置内のトナーを貯留している位置に導かれ、この通路
が前記現像ローラから離れるに従って漸次狭くなるよう
に形成され、前記受け部材と前記通路とがほぼ直線状に
傾斜するように設けられていることを特徴とし、前記受
け部材が薄厚のウレタンゴムよりなることを特徴とす
る。

【００１１】更に、前記掻き落としブレードが前記層厚
規制ローラの回転方向に対して順方向に圧接して設けら
れていることを特徴する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて図面を参照として説明する。図１は、本発明が適
用される現像装置の概略構成図である。図中、符号１は
矢印Ａで示す方向、即ち時計方向に回転するドラム状の
像担持体であり、例えば、アルミニウム等のドラム状基
体の表面に電子写真感光体を備えた構成よりなる。感光
体としては、ＯＰＣ感光体やアモルファスシリコン感光
体等の周知の感光体が使用し得る。

【００１３】図示していないが、像担持体１の周囲に
は、回転方向Ａに沿って像担持体の残留電荷を消去する
ためのイレーサランプ、像担持体を特定極性に一様に帯
電する帯電器、帯電された像担持体表面にデジタル光情
報を入射して像担持体上に静電潜像を形成させるＬＥＤ
ヘッド等の露光装置、像担持体にトナーを供給して前記
静電潜像を反転現像をして、即ち露光部分にトナーを付
着させてトナー像を形成する現像装置２（図１）、トナ
ー像を担持した像担持体表面を一様に露光して像担持体
およびトナーを一様に除電してトナーの転写効率の向上
を助勢するポストランプ、像担持体上のトナー像を紙等
の転写材上に転写させる転写装置が配置されている。こ
れら像担持体周りの構成は現像装置２を除き周知のもの
を採択できる。

【００１４】かかる配置において現像装置２は、例えば
絶縁性非磁性一成分トナーからなる現像剤が収容された
現像容器３と、弾性体からなる現像ローラ４と、現像ロ
ーラ４と適宜な圧力で接触して配置され現像ローラ４上
に形成するトナー層厚を規制する層厚規制ローラ５と、
層厚規制ローラに付着したトナーを掻き落とす掻き落と
しブレード２１と、後述する層厚規制ローラの端部側部
分で掻き落とされたトナーを受けてトナーが貯留されて
いる供給ローラ付近にトナーを導くように作用する受け
部材３０と、現像ローラ４と接触して設けられ現像ロー
ラ４にトナーを供給する供給ローラ６と、供給ローラ６
の後方に配置された撹拌部材７などを備え、現像ローラ
４、供給ローラ６、層厚規制ローラ５は、後述するよう
に、適当なバイアス電源に接続されてそれぞれに所定の
バイアス電圧が印加されている。なお、トナーは例えば
反転現像のために、像担持体の帯電極性と同じ極性のト
ナーが使用される。

【００１５】これら構成について詳述する。現像容器３
内には所定量非磁性一成分現像剤（以下、トナーとい
う）が収容されており、像担持体１と対向する位置に
は、像担持体１の長さとほぼ等しい長さを有し、像担持
体１の軸線と平行する方向に延びている現像ローラ４
が、現像容器３に形成された開口８からその周面の一部
を像担持体側に露出するようにして配置されている。現
像容器３内のトナーの収容量は、図示していないが、供
給ローラ６の頭が露出する程度の量とされ、常時に現像
容器の後壁に設けたセンサーにより監視され、所定量以
下となった時にはトナーカートリッジ９からトナーを補
給すべく指示信号が発せられる。

【００１６】現像ローラ４はステンレス等の導電性の剛
体からなる中心軸１１の周りに弾性中間層１２を形成
し、更に中間層１２の外周に弾性表面層１３を形成した
構成よりなり、表面層１３、中間層１２が弾性変形をし
て４mm以上、好ましくは５〜１０mmのニップ幅で像担持
体１の表面に圧接するように配置され、像担持体１の回
転と順方向に、即ち反時計方向Ｂに回転するようになっ
ている。

【００１７】先に述べたように、現像ローラ４の中心軸
１１は不図示のバイアス電源に接続されている。バイア
ス電源は、画像背景部（非画像部）へのトナーのかぶり
を防止するためのバイアス電圧を印加する。かかるバイ
アス電圧は、像担持体１の表面帯電位よりも絶対値で１
００〜５００Ｖ、好ましくは３００〜４００Ｖ低い値に
設定されている。かかる電位差が３００Ｖ以下の場合に
は現像濃度が低下し、４００Ｖ以上になるとクリーニン
グがされにくく高画質の複写像が得にくくなるという傾
向がある。

【００１８】再び現像ローラ４の構成に戻ると、中心軸
１１の外側に形成されている中間層１２とその外周に形
成されている表面層１３とは、例えば中間層１２が比較
的高抵抗であり、表面層１３が相対的に低抵抗であるよ
うな体積抵抗値を持つ異なる性質を持つシリコンゴムか
らなる２層の弾性体により形成される。現像ローラ４と
しては、かかる二層構造に限定されることなく、単層の
構造であっても良く、逆に三層以上の構造であっても良
い。また材料としては、シリコンゴムの他、中間層１２
としてＮＢＲゴム（アクリロニトリルブタジエン共重合
ゴム）やウレタンゴム等の弾性を有する多孔質発泡体か
らなるものを使用し、表面層１３もウレタンゴム等の弾
性体で形成したものを使用しても良い。

【００１９】これら単層の現像ローラの弾性層または多
層の現像ローラの中間層および表面層からなる弾性層の
比抵抗は１０^５〜１０^８Ω・cmの範囲内が好ましく、ま
たゴム硬度は２０〜３０度程度の範囲のものが好まし
く、特には表面層１３はトナー搬送力を得るめに微小な
凹凸を表面に有し且つトナーとの離型性が良く、トナー
に対して摩擦帯電系列が離れた材料によって形成される
ことが望ましい。

【００２０】現像ローラ４の後方に位置する供給ローラ
６は、現像ローラ４の軸線と平行に延びて配置され、現
像ローラ４とほぼ全長にわたって接触している。供給ロ
ーラ６は、例えばカーボン微粉末が混入されたウレタン
ゴムの発泡体からなり、現像ローラ４に対して所定の圧
力で接触しながら現像ローラ４の回転方向とは対向する
方向、即ち反時計方向に回転し、現像容器３内のトナー
を現像ローラ４に供給すると共に、摩擦帯電により現像
ローラ４上のトナーを荷電する。現像ローラ４や供給ロ
ーラ６との摩擦によるトナーの帯電は現像品質に大きく
影響し、帯電が不足した場合には、カブリや濃度ムラが
発生する。

【００２１】供給ローラ６の中心軸１６はツェナーダイ
オードを介して不図示のバイアス電源に接続されており
所定のバイアス電圧が印加されている。かかる供給ロー
ラ６へ印加されるバイアス電位は、現像ローラ４のバイ
アス電位よりも絶対値で１００〜２００Ｖ高い電位に設
定されており、この電位差によりトナーを供給ローラ６
から現像ローラ４へと移転させる。

【００２２】供給ローラ６の後方に設けられた撹拌部材
７は、現像ローラ４の軸線と同方向に延びる中心軸１８
と、該軸に軸線方向の複数箇所において設けられた複数
の撹拌翼１９を有し、その回転により現像容器３内のト
ナーを撹拌すると共にトナーを供給ローラ６へと搬送し
供給する。この例では撹拌翼１９は時計方向に回転して
いる。

【００２３】供給ローラ６により現像ローラ４上に層状
に供給されたトナーは層厚規制ローラ５によりその層厚
が規制される。層厚規制ローラ５は、現像ローラ４の回
転方向で見て、現像ローラ４と像担持体１との接触部、
即ち現像ニップ区間の上流位置に配置された導電性また
は半導電性のローラ体からなり、現像ローラ４とほぼ同
じ長さを有し、現像ローラ４の全長にわたって、その周
面の一部が現像ローラ４の表面層に対し接触しながら、
または規制しようとするトナー層の厚さと対応した微小
な隙間を隔てて近接して位置し、現像ローラ４の回転方
向とは対向する方向、即ち反時計方向に回転するように
設けられている。図示例では層厚規制ローラ５は現像ロ
ーラ４の直上位置に配置されている。

【００２４】図２および図３に示すように、層厚規制ロ
ーラ５は、軸線方向中央側部分５ａと端部側部分５ｂと
が相手部分に対して電気的に絶縁されて構成されてい
る。図示例では、中央側部分５ａの支軸５ｄに絶縁性樹
脂からなるカラー５ｃが中央側部分５ａの支軸５ｄと中
央側部分５ａの端面を絶縁して覆うようにして固定さ
れ、該カラー５ｃの外側に端部側部分５ｂがそれらの外
周面が中央側部分５ｂと面位置が一致するようにして固
定されている。もちろん、絶縁方法はかかるカラーによ
るものに限定されるものではなく、絶縁塗料等のその他
の絶縁方法であっても良い。また、図においては、現像
ローラ５の一端の側のみを示しているが、他方の端部側
も同様な構造よりなる。

【００２５】これら電気的に分離された現像ローラ５の
中央側部分５ａと端部側部分５ｂにはそれぞれ異なる電
位のバイアスが印加される（現像ローラ５の電位によっ
ては、一方をグランド電位としても良い）。基本的に、
端部側部分５ｂには、現像ローラ５の端部側部分のトナ
ーの全てを転写して現像ローラ５の端部側部分へトナー
が付着しない、即ち当該部分にトナー層が形成されない
ような電位とされ、他方、中央側部分では、現像ローラ
４の中央側部分に付着したトナーの一部を現像ローラ４
の中央側部部に薄層（トナーの１〜３層）分だけを残す
ように、その他のトナーをその周面に転写吸着して除去
するように働く電位とされる。層厚規制ローラ５により
剥ぎ取られ転写された余剰のトナーは、層厚規制ローラ
５の周面と先端が当接するようにして配置された掻き落
としブレード２１により層厚規制ローラ５から除去され
る。かかるバイアス電位として、例えば、現像ローラ５
のバイアス電位を約３００Ｖとした場合、中央側部分５
ａの電位を約１５０Ｖ、端部側部分の電位を約５０Ｖ以
下とすると上述の作用を得ることができる。勿論かかる
電位に限定されるものではなく、上述の作用をなす範囲
において任意に設定できる。

【００２６】また、現像ローラ４のバイアス電源として
正逆異なる極性の２またはそれ以上の数の電源を備え、
これらを適当なスイッチ手段によりバイアス極性や電位
を、現像ローラ４が主として現像に寄与する画像形成時
と、例えば、画像形成前、または画像形成と画像形成と
の間のアイドリング中など主としてクリーニングに寄与
する時とに依り所定のタイミングで切り換えるようにし
ても良く、即ち、現像ローラのバイアス電位を現像時に
は像担持体１の表面の帯電電位と同極性に、クリーニン
グ時には像担持体１の表面の帯電電位と逆極性となるよ
うに切り換えても良い。一例として負極性の静電潜像を
備えた像担持体に対し、コピー時において、現像ローラ
５のバイアス電位を約−４５０Ｖ、供給ローラ６のバイ
アス電位を約−７５０Ｖとし、層厚規制ローラ５中央側
部分５ａの電位を約−２００Ｖ、端部側部分の電位を約
−５０Ｖ以下とすると上述の作用を得ることができ、ア
イドル中においては現像ローラ５のバイアス電位を約＋
４００Ｖ、供給ローラ６のバイアス電位を約＋７５０Ｖ
とし、層厚規制ローラ５中央側部分５ａの電位を約＋６
５０Ｖ、端部側部分の電位を約８００Ｖとすると上述の
作用を得ることができた。勿論かかる電位に限定される
ものではなく、上述の作用をなす範囲において任意に設
定できる。

【００２７】受け部材３０は、好ましくは０．２〜１．
０mmの厚さの薄厚のウレタンゴムが層厚規制ローラ５の
端部側部分５ｂに面接触するように設けられている。こ
れにより端部側部分５ｂに付着したトナーが受け部材３
０を容易にすり抜け、掻き落としブレード２１により掻
き落とされて、掻き落とされたトナーを受け部材の上面
が受けてトナーを現像装置内の所望する位置に導くこと
ができる。

【００２８】また、掻き落としブレード２１が層厚規制
ローラ５の回転方向に対して順方向に圧接して設けるこ
とが好ましく、これにより層厚規制ローラ５が小さいト
ルクで駆動することができる。

【００２９】図４に図１の上方向から見た側壁の部分概
略図を示す。図示するように受け部材３０によって掻き
落とされたトナーは、更に現像装置の側壁３１を切り欠
いた通路３２を通って現像装置内のトナーを貯留してい
る位置に導いており、例えば、供給ローラ６の位置に導
かれている。また、実施例において、受け部材３０は、
層厚規制ローラ５の中央側部分にわずかにはみ出すよう
に設けられている。通路３２は、現像ローラから離れる
に従って漸次狭くなるように形成されていることが好ま
しく、例えば、側壁部分を斜めに切り欠くことによって
現像装置の内側に導かれ、掻き落とされたトナーが再度
現像に寄与することが可能となる。こうして層厚規制ロ
ーラ５と側壁３１との間に設けたシール３３からトナー
の漏洩がなくなる

【００３０】また、図１に示すように受け部材３０と通
路３２とがほぼ直線状に層厚規制ローラから離れるに従
って低くなるように傾斜して設けられていることが好ま
しい。これにより受け部材３０に受けたトナーが上記傾
斜により負荷なく傾斜面を押し出されるように移動す
る。

【００３１】このような構成により動作について説明す
る。供給ローラ６により現像ローラ４にトナーを供給
し、層厚規制ローラ５の中央部側部分で現像ローラの層
厚が規制され、層厚規制ローラの端部側部分において現
像ローラ上に付着したトナーを電気的に吸着させる。層
厚規制ローラの端部側部分に吸着したトナーを掻き落と
しブレードが掻き落とし、掻き落とされたトナーを受け
部材が受ける。除々に受け部材上に貯まったトナーは、
押し出されるように側壁に設けた傾斜した通路を通って
現像装置内の供給ローラ近傍に導かれて落とされ、再度
現像に寄与される。

【００３２】

【発明の効果】以上、本発明によれば、現像ローラ上へ
のトナーの層厚を規制する層厚規制ローラと、層厚規制
ローラに付着したトナーを掻き落とす掻き落とし部材
と、層厚規制ローラの両端部側部分において掻き落とし
たトナーを受ける受け部材を利用するという簡単な構成
により、現像ローラの両端部側部分へのトナーの付着を
防止し、それにより現像ローラの両端部からの現像装置
外へのトナーの漏れを有効的に防止することができる。

【００３３】また、受け部材を面接触することにより端
部側部分に付着したトナーが容易にすり抜け易い。

【００３４】通路が現像ローラから離れるに従って漸次
狭くなるように形成され、また受け部材と通路とがほぼ
直線状に傾斜するように設けられていることにより、受
け部材に受けたトナーがスムーズに現像装置内の所望の
位置に戻すことができる。

【００３５】更に、掻き落としブレードが層厚規制ロー
ラの回転方向に対して順方向に圧接して設けることによ
り、層厚規制ローラ５が小さいトルクで駆動することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による現像装置の好適な一例を示す図
である。

【図２】図１の現像装置における現像ローラと層厚規
制ローラとの関係を示す斜視図である。

【図３】図２の層厚規制ローラの縦断面図である。

【図４】図１の上方向から見た側壁の部分概略図。

【符号の説明】

１像担持体２現像装置３現像容器４現像ローラ５層厚規制ローラ５ａ中央側部分５ｂ端部側部分５ｃ絶縁カラー５ｄ軸支６供給ローラ７撹拌手段８開口９トナーカートリッジ１１中心軸１２弾性中間層１３表面層１６中心軸１８中心軸１９撹拌翼２１掻き落としブレード３０受け部材３１側壁３２通路３３シール

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年３月１４日（２０００．３．１
４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、像担持体表面に形成された静電潜像に非
磁性一成分トナーを供給する現像ローラと、現像ローラ
に接触または近接して配置され現像ローラ上に供給され
たトナーを薄層に規制する層厚規制ローラと、この層厚
規制ローラに圧接して設けられ層厚規制ローラに付着し
たトナーを掻き落とす掻き落としブレードとを備え、前
記層厚規制ローラは軸線方向に中央側部分と、端部側部
分とが相手側部分に対して電気的に絶縁され、端部側部
分に現像ローラの端部側部分へのトナーの付着を防止す
るバイアス電圧を印加しており、更に前記掻き落としブ
レードにより掻き落とされた前記端部側部分のトナーを
受けて現像装置内に戻す受け部材を前記端部側部分に面
接触するように設けたことを特徴とする。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体表面に形成された静電潜像に非
磁性一成分トナーを供給する弾性の現像ローラと、現像
ローラに接触または近接して配置され現像ローラ上に供
給されたトナーを薄層に規制する層厚規制ローラと、こ
の層厚規制ローラに圧接して設けられ層厚規制ローラに
付着したトナーを掻き落とす掻き落としブレードとを備
え、前記層厚規制ローラは軸線方向に中央側部分と、端
部側部分とが相手側部分に対して電気的に絶縁され、端
部側部分に弾性現像ローラの端部側部分へのトナーの付
着を防止するバイアス電圧を印加しており、更に前記掻
き落としブレードにより掻き落とされた前記端部側部分
のトナーを受けて現像装置内に戻す薄厚の受け部材を前
記端部側部分に面接触するように設けたことを特徴とす
る現像装置。
【請求項２】前記受け部材で受けたトナーは更に前記
現像装置の側壁を切り欠いた通路を通って前記現像装置
内のトナーを貯留している位置に導かれ、この通路が前
記現像ローラから離れるに従って漸次狭くなるように形
成され、前記受け部材と前記通路とがほぼ直線状に傾斜
するように設けられていることを特徴とする請求項１記
載の現像装置。
【請求項３】前記受け部材が薄厚のウレタンゴムより
なることを特徴とする請求項１または２記載の現像装
置。
【請求項４】前記掻き落としブレードが前記層厚規制
ローラの回転方向に対して順方向に圧接して設けられて
いることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の現
像装置。