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JP3073567B2 - 現像装置 - Google Patents

現像装置

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JP3073567B2
JP3073567B2 JP03248991A JP24899191A JP3073567B2 JP 3073567 B2 JP3073567 B2 JP 3073567B2 JP 03248991 A JP03248991 A JP 03248991A JP 24899191 A JP24899191 A JP 24899191A JP 3073567 B2 JP3073567 B2 JP 3073567B2
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弘二 今宮
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Toshiba Corp
Toshiba TEC Corp
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Toshiba Corp
Toshiba TEC Corp
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0806—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller
    • G03G15/0808—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller characterised by the developer supplying means, e.g. structure of developer supply roller

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Developing For Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、現像装置に関し、より
詳しくは、電子写真装置や静電記録装置において静電潜
像を可視化する現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来におけるこの種の現像装置として
は、ホッパー内に貯留されているトナーを現像ローラに
接触させるとともに、この現像ローラと同一方向に回転
するトナー供給ローラによりトナーを現像ローラに搬送
し、次いで現像ローラに均一な圧力で線接触している薄
層形成部材によって、現像ローラ上にトナーの薄層を形
成し、さらに、トナーの薄層を静電潜像を保持している
像保持体に接近又は接触させることによって前記静電潜
像を可視化する現像装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
装置では、現像ローラに対するのトナー搬送能力が不十
分であり、例えば、全面ベタ画像を用紙等に印画した場
合、用紙等の先端の画像濃度に比べて、後端の画像濃度
が低くなってしまうという問題があった。
【０００４】また、上述した従来装置を用いて連続で印
画動作を実行するとトナーの層形成不良が生じ、画像濃
度の低下を招くという問題もあった。
【０００５】本発明は上記事情に鑑み、現像剤の搬送能
力が十分あり、画像濃度の差や画像濃度の低下を招くこ
とのない現像装置を提供することを目的とするものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
非磁性一成分現像剤を収容する収容手段と、像担持体に
対向して所定の方向に回転可能に設けられ、前記現像剤
を前記像担持体に供給して現像を行う現像手段と、前記
現像手段と接触して、前記現像手段と同方向に回転可能
に設けられ、前記収容手段に収容された現像剤を前記現
像手段に供給する発泡弾性体で形成された供給手段と、
前記供給手段に対し、前記供給手段上の現像剤が現像手
段に移動するように第１のバイアス電圧を印加する第１
の電圧印加手段と、前記供給手段の回転方向に沿って前
記現像手段と前記供給手段の接触部上流において、前記
供給手段に対し、０．５〜２mmの深さで接触して設けら
れた導電性部材と、前記導電性部材に対し、前記現像剤
が前記供給手段に付着するような電界を形成するために
第２のバイアス電圧を印加する第２の電圧印加手段と、
前記現像手段に接触して設けられ、前記現像手段上の現
像剤を層規制する層規制部材とを有することを特徴とす
るものである。
【０００７】
【０００８】請求項２記載の発明は、非磁性一成分現像
剤を収容する収容手段と、像担持体に対向して所定の方
向に回転可能に設けられ、前記現像剤を前記像担持体に
供給して現像を行う現像手段と、前記現像手段と接触し
て、前記現像手段と同方向に回転可能に設けられ、前記
収容手段に収容された現像剤を前記現像手段に供給する
発泡弾性体で形成された供給手段と、前記供給手段の回
転方向に沿って前記現像手段と前記供給手段の接触部上
流において、前記供給手段に対し、０．５〜２mmの深さ
で接触して設けられた摩擦帯電付与部材と、前記現像手
段に接触して設けられ、前記現像手段上の現像剤を層規
制する層規制部材とを有するものである。
【０００９】
【００１０】
【作用】以下に上述した各現像装置の作用を説明する。
【００１１】請求項１記載の現像装置によれば、供給手
段に対し導電性部材を０．５〜２mmの深さで摺接させる
とともに、この導電性部材に電圧印加手段からバイアス
電圧を印加するようにしたので、供給手段に対する現像
剤の付着状態が良好となり現像手段に対する現像剤の搬
送能力を十分に確保できる。
【００１２】
【００１３】請求項２記載の現像装置によれば、供給手
段に対し摩擦帯電付与部材を０．５〜２mmの深さで当接
させたものであるから、請求項１記載の現像装置の場合
と同様供給手段に対する現像剤の付着状態が良好となり
現像手段に対する現像剤の搬送能力を十分に確保でき
る。
【００１４】
【００１５】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。
【００１６】図１は、本実施例の接触一成分型で電子写
真装置等に適用される現像装置１を示すものである。
【００１７】この現像装置１は、静電潜像を保持してい
る保持体としての感光体１０２の隣に配置している。
【００１８】この現像装置１は、現像剤貯留手段として
のトナー容器１１２と、このトナー容器１１２内に収納
した現像剤である非磁性トナー１１３と、前記トナー容
器１１２の一方の端部側において、前記感光体１０２と
接触する状態で、かつ、矢印方向に回転可能に配置した
現像部材としての導電性及び弾性を有する現像ローラ１
０９と、この現像ローラ１０９と接触する状態で、か
つ、この現像ローラ１０９と同方向に回転可能に配置し
た供給ローラ１１１と、前記トナー容器１１２内の非磁
性トナー１１３を撹拌するミキサー１１４と、前記現像
ローラ１０９の外周に接触する状態に配置され、前記供
給ローラ１１１から現像ローラ１０９に搬送される非磁
性トナー１１３の薄層を現像ローラ１０９の外周に形成
する薄層形成手段としてのブレード１１０とを有してい
る。
【００１９】さらに、前記現像装置１は、前記現像ロー
ラ１０９及び供給ローラ１１１に所定のバイアス電圧を
印加する抵抗１２３及び直流電源Ｅからなるバイアス電
源１０と、前記供給ローラ１１１に接触配置した導電性
金属部材１２１と、この導電性金属部材１２１に対して
前記非磁性トナー１１３の正負の極性に応じてバイアス
電源１０によるバイアス電圧と同電圧又は絶対値の大き
い電圧を印加する電圧印加手段２０とを具備している。
【００２０】この電圧印加手段２０は、抵抗１２２と直
流電源Ｅ1 とにより構成している。前記ブレード１１０
は、第１ブレードホルダー１１７，スペーサー１１８及
び第２ブレードホルダー１１９により、支軸１１６を中
心に回転可能に保持されている。
【００２１】尚、図１中、１２０は前記ブレード１１０
を現像ローラ１０９側に付勢するばねである。このばね
１２０のばね定数は、ブレード１１０のばね定数より小
さく設定され、このためブレード１１０の当接部が摩耗
しても、ほとんど加圧力の変化がなく、長期間安定した
薄層形成能力を維持するようになっている。
【００２２】また、図１中、１１５はマイラーフィルム
製のリカバリーブレードである。
【００２３】前記供給ローラ１１１は、先に述べた非磁
性トナー１１３の搬送を行うほかに、現像されずに現像
ローラ１０９上に残存している非磁性トナー１１３の一
部をかき落とす機能をも兼備している。
【００２４】前記感光体１０２の周速は例えば７０ｍｍ
／ｓｅｃ、現像ローラ１０９の周速は例えば１８０ｍｍ
／ｓｅｃに設定している。
【００２５】ここで、前記現像ローラ１０９について図
２を参照してさらに詳述する。
【００２６】この現像ローラ１０９は、円筒状のシャフ
ト１０９ａの外周に弾性体層１０９ｂと、導電層１０９
ｃとを積層した構造となっている。
【００２７】前記弾性体層１０９ｂは、ゴム硬度２５
度、伸び４２５％程度、抵抗値５×１０3 Ωｃｍ程度の
シリコンゴムを使用している。前記導電層１０９ｃは、
導電性ポリウレタン塗料（日本ミラクトラン株式会社製
スパレックス）で抵抗値５×１０3 Ωｃｍ程度、伸び
３５３％程度のものを使用し、約７０μｍの層厚として
る。この結果、形成された現像ローラ１０９のゴム硬度
は、約３０度、シャフト１０９ａと導電層１０９ｃとの
抵抗は約１００ＫΩ，表面粗さは３μｍ程度となった。
【００２８】前記供給ローラ１１１は、金属シャフト１
１１ａの周囲に１０6 Ωｃｍ以下の導電性を有する軟質
発泡ポリウレタンフォーム層１１１ｂを有したローラで
あり、図中の矢印の方向に周速９０ｍｍ／ｓｅｃで回転
駆動されるようになっている。
【００２９】次に、前記バイアス電源１０及び電圧印加
手段２０の電圧及び極性について説明する。
【００３０】本実施例では、負帯電性の感光体１０２を
用いた反転現像方式を採用しているため、前記非磁性ト
ナー１１３の帯電は負帯電である。
【００３１】このため、感光体１０２の表面電位−５５
０Ｖ、また、１００Ｋ乃至５０ＭΩの抵抗１２３を介し
て、現像ローラ１０９の金属シャフト１０９ａに現像バ
イアス電圧−２２０Ｖが印加されるようになっている。
【００３２】次に、前記現像装置１の作用を図３をも参
照して説明する。
【００３３】前記トナー容器１１２内の非磁性トナー１
１３は、ミキサー１１４により撹拌されつつ供給ローラ
１１１に送られ、導電性金属部材１２１と供給ローラ１
１１の間で摩擦された後、現像ローラ１０９の外周に供
給される。
【００３４】現像ローラ１０９に供給された非磁性トナ
ー１１３は、現像ローラ１０９により摩擦帯電され、静
電気的な力及び物理的な力により、前記ブレード１１０
へと搬送されていく。そして、現像ローラ１０９上の非
磁性トナー１１３は、ブレード１１０によりその通過量
を規制される。
【００３５】この結果、ブレード１１０を通過した後の
非磁性トナー１１３は、十分に帯電されており、かつ、
均一な薄層に形成されている。この非磁性トナー１１３
の薄層は、静電潜像を保持している感光体１０２に近接
または接触し、これにより前記静電潜像は現像されて可
視化する。
【００３６】尚、現像されない非磁性トナー１１３は、
前記リカバリーブレード１１５を通り抜け、トナー容器
１１２内に戻る。
【００３７】ところで、非磁性一成分現像方式の本実施
例装置１においては、磁石の力を利用して非磁性トナー
１１３を搬送することができないため、ベタ画像の現像
に際して、現像ローラ１０９への非磁性トナー１１３の
供給が追いつかず、先端の画像濃度と、後端の画像濃度
の差が大きくなってしまう。
【００３８】ベタ搬送性Ｒｂ（％）＝（Ｄｅ／Ｄｓ）×
１００（％）で定義し、ベタ画像の先端と後端の画像濃
度の変動を評価した結果を図３に示す。ここに、Ｄｓ：
ベタ先端画像濃度、Ｄｅ：ベタ後端画像濃度である。
【００３９】尚、図３は、前記導電性金属部材１２１と
して、厚み１ｍｍのＳＵＳ板を使用し、導電性金属部材
１２１とトナー供給ローラ１１１との接触深さをｄ（ｍ
ｍ）としたときの、Ａ４サイズのベタ画像の先端画像濃
度Ｄｓ，後端画像濃度Ｄｅ，ベタ搬送性Ｒｂを示したも
のである。
【００４０】図３から明らかなように、ベタ先端画像濃
度Ｄｓ，ベタ後端画像濃度Ｄｅが各々１．２以上で、か
つ、ベタ搬送性Ｒｂが９０％以上であれば、良好なベタ
画像と判定することができる。
【００４１】即ち、接触深さｄが０．５ｍｍより小さい
場合、また、接触深さｄが２．０ｍｍより大きい場合、
ベタ搬送性Ｒｂが９０％以下となり、ベタ搬送性が不良
となる。
【００４２】但し、図３に示すグラフは、現像ローラ１
０９のバイアス電圧は−２２０Ｖ，トナー供給ローラ１
１１のバイアス電圧は−３００Ｖ，導電性金属部材１２
１のバイアス電圧は−３００Ｖの場合である。
【００４３】また、導電性金属部材１２１のバイアス電
圧を−２００Ｖにしたときは、接触深さｄが０．５ｍｍ
乃至２ｍｍの範囲でベタ搬送性が９０％以上となること
はなかった。さらに、導電性金属部材１２１のバイアス
電圧が−４００Ｖのときは、図３に示すものと略同様の
結果であり、ｄ＝０．５乃至２ｍｍの範囲でベタ搬送性
は９０％以上となった。
【００４４】前記導電性金属部材１２１を使用しない場
合には、図３に示す接触深さｄ＝−１ｍｍの場合と同様
であった。
【００４５】本実施例では、負帯電性の感光体１０２を
用いた反転現像であるため、非磁性トナー１１３の帯電
は負帯電である。このため、前記バイアス電源１０から
現像ローラ１０９及び供給ローラ１１１に負極性のバイ
アス電圧を印加し、また、前記導電性金属部材１２１に
対しても電圧印加手段２０から前記バイアス電圧と等し
いか負側に大きい負極性の電圧を印加するようにした
が、逆に非磁性トナー１１３の帯電を正帯電とした現像
装置の場合には、供給ローラ１１１に印加される正極性
のバイアス電圧と等しいか負側に大きい負極性の電圧を
前記電圧印加手段２０の極性を変えて印加すればよい。
【００４６】次に、本発明の他の実施例について図４乃
至図６を参照して説明する。
【００４７】尚、図４に示す現像装置１Ａにおいて、前
記現像装置１と同一の機能を有するものには同一の符号
を付して示す。
【００４８】図４に示す現像装置１Ａは、前記導電性金
属部材１２１及び電圧印加手段２０の代りに、摩擦帯電
部材１３０を前記供給ローラ１１１の外周に接触配置し
たことが特徴である。
【００４９】この摩擦帯電部材１３０は、図５に示すよ
うに、厚さ１ｍｍのＳＵＳ板からなる指示部材１３１の
上面に摩擦帯電付与板１３２を積層配置したものであ
る。摩擦帯電付与板１３２は、非磁性トナー１１３が本
実施例のように負極性の場合にはこの非磁性トナー１１
３よりも摩擦帯電系列が正側の材料によりで形成してい
る。この場合には、摩擦帯電付与板１３２の材質として
シリコンゴム、ポリアミド樹脂、メラミン樹脂、ポリウ
レタン樹脂、アクリル樹脂などが使用される。
【００５０】逆に非磁性トナー１１３が正極性の場合に
はこの非磁性トナー１１３よりも摩擦帯電系列が負側の
材料によりで形成している。この場合には、摩擦帯電付
与板１３２の材質としてフッソ樹脂、塩化ビニール樹
脂、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂などが使用され
る。
【００５１】図６に、摩擦帯電部材１３０の摩擦帯電付
与板１３２をシリコンゴムで形成し、摩擦帯電部材１３
０とトナー供給ローラ１１１との接触深さをｄ（ｍｍ）
としたときの、Ａ４サイズのベタ画像の先端画像濃度Ｄ
ｓ，後端画像濃度Ｄｅ，ベタ搬送性Ｒｂを示す。
【００５２】図６から明らかなように、接触深さｄが
２．０ｍｍよりも大きいとき、又は、接触深さｄが０．
３ｍｍよりも小さいときには、ベタ搬送性Ｒｂが９０％
以下となり不良状態となる。
【００５３】尚、前記摩擦帯電部材１３０を使用しない
場合には、図６に示す接触深さｄ＝−１ｍｍの場合と同
様であった。また、前記摩擦帯電部材１３０にフッソ樹
脂を使用した場合、接触深さｄ＝−１乃至３ｍｍの範囲
でベタ搬送性Ｒｂが９０％以上となることは無かった。
【００５４】本発明は、上述した実施例に限定されるも
のではなく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能であ
る。
【００５５】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば以下の効果
を奏する。
【００５６】請求項１記載の発明によれば、上述した構
成としたので、供給手段に対する現像剤の付着力が大き
くなり、現像手段に対する現像剤の搬送能力が向上して
画像濃度の劣化や、連続印字の際の画像濃度低下を招く
ことはなく良質な画像形成に寄与し得る現像装置を提供
することができる。
【００５７】
【００５８】請求項２記載の発明によれば、上述した構
成としたので、現像剤は現像剤供給手段と摩擦帯電付与
部材との間で摩擦帯電され、現像剤への鏡像力が強くな
るので、現像手段に対する現像剤の搬送能力が向上して
画像濃度の劣化や、連続印字の際の画像濃度低下を招く
ことはなく良質な画像形成に寄与し得る現像装置を提供
することができる。
【００５９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の現像装置の概略断面図
【図２】本実施例の現像装置における現像ローラの切欠
斜視図
【図３】本実施例の現像装置における接触深さと、ベタ
画像の先端画像濃度，後端画像濃度，ベタ搬送性との関
係を示すグラフ
【図４】本発明の他の実施例の現像装置の概略断面図
【図５】他の実施例の現像装置における摩擦帯電部材を
示す斜視図
【図６】他の実施例の現像装置における接触深さと、ベ
タ画像の先端画像濃度，後端画像濃度，ベタ搬送性との
関係を示すグラフ
【符号の説明】
１ 現像装置 ２０ 電圧印加手段 １０９ 現像ローラ １１１ 供給ローラ １１３ 非磁性トナー １２１ 導電性金属部材 １３０ 摩擦帯電部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−101772（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−53370（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−255879（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−164765（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 15/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 非磁性一成分現像剤を収容する収容手段
    と、像担持体に対向して所定の方向に回転可能に設けら
    れ、前記現像剤を前記像担持体に供給して現像を行う現
    像手段と、前記現像手段と接触して、前記現像手段と同
    方向に回転可能に設けられ、前記収容手段に収容された
    現像剤を前記現像手段に供給する発泡弾性体で形成され
    た供給手段と、前記供給手段に対し、前記供給手段上の
    現像剤が現像手段に移動するように第１のバイアス電圧
    を印加する第１の電圧印加手段と、前記供給手段の回転
    方向に沿って前記現像手段と前記供給手段の接触部上流
    において、前記供給手段に対し、０．５〜２mmの深さで
    接触して設けられた導電性部材と、前記導電性部材に対
    し、前記現像剤が前記供給手段に付着するような電界を
    形成するために第２のバイアス電圧を印加する第２の電
    圧印加手段と、前記現像手段に接触して設けられ、前記
    現像手段上の現像剤を層規制する層規制部材とを有する
    ことを特徴とする現像装置。
  2. 【請求項２】 非磁性一成分現像剤を収容する収容手段
    と、像担持体に対向して所定の方向に回転可能に設けら
    れ、前記現像剤を前記像担持体に供給して現像を行う現
    像手段と、前記現像手段と接触して、前記現像手段と同
    方向に回転可能に設けられ、前記収容手段に収容された
    現像剤を前記現像手段に供給する発泡弾性体で形成され
    た供給手段と、前記供給手段の回転方向に沿って前記現
    像手段と前記供給手段の接触部上流において、前記供給
    手段に対し、０．５〜２mmの深さで接触して設けられた
    摩擦帯電付与部材と、前記現像手段に接触して設けら
    れ、前記現像手段上の現像剤を層規制する層規制部材と
    を有することを特徴とする現像装置。
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