JPH035776A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子写真技術を用いたプリンターや複写装置の
現像装置に関するものである。

［従来の技術］ 第４図は従来の帯電露光により感光体表面上に形成され
た静電潜像を現像する現像装置である。

第５図にタイミングチャートを示す。露光装置４１１に
より時計方向に回転する感光体４０１表面上に周囲との
電位差として記録された潜像は現像ローラ４０２に接触
或は現像ギャップと呼ばれる微小な間隙を介して近接し
、ある電位に帯電したトナーが付着することにより可視
化される。現像装置とはトナーを均一にある電位に帯電
させ、帯電させた前記トナーを感光体４０１と現像ロー
ラ４０２の間に安定して供給する装置である。現像ケー
シング４０５に収納されたトナーは撹はん部材４０４に
より撹はんされ、前記現像ケーシング４０５に残された
トナーの残量にかかわらず安定して供給ローラ４０３へ
搬送される。前記供給ローラ４０３はある抵抗値と静電
容量を持った弾性体で構成されており前記現像ローラ４
０２とある一定の圧力をもって接触し、前記トナーを前
記現像ローラ４０２に付着させバイアス供給袋Ｗ１４０
６により供給された供給バイアスＶａにトナーを帯電さ
せる。前記現像ローラ４０２に付着したトナーは前記現
像ローラ４０２の回転と共にドクタブレードの前を通過
し、この時前記現像ローラ４０２に余分に付着したトナ
ーは前記ドクタブレードによりかき落とされ、また前記
ドクタブレードとの摩擦により帯電される。このように
して付着量、帯電量ともに一定になるようにコントロー
ルされたトナーは前記感光体４０１との接触点、或は近
接点に来るとバイアス供給装置４０６により前記現像ロ
ーラ４０２に供給される現像バイアスｖｂと前記感光体
４０１上の潜像部分の電位Ｖｏｎとの間に発生する電位
勾配により前記現像ローラ４０２から前記感光体４０１
へ搬送される。潜像部分の現像残りのトナーと非潜像部
分のトナーは前記現像ローラ４０２の回転により再び前
記現像ローラ４０２と供給ローラ４０３の接触点に搬送
され、前記供給ローラ４０３によりかきとられる。また
、供給バイアス供給装置に帯電したトナーの電荷は前記
供給ローラ４０３や、前記現像ケーシング４０５内の帯
電していないトナーを介して放電される。

次に第５図を用いてシーフェンスを説明する。

図に示さない給紙ローラから印刷装置内に搬送された紙
はエントリーセンサー４０８によりその先端が検知され
る。前記印刷用紙の先端がエントリーセンサー４０８に
検知されて一定時間Ｔｃ経過した後主帯電過程が、一定
時間Ｔｅ経過した後露光が、一定時間Ｔｄ経過した後現
像過程が、一定時間Ｔｔ経過した後転写過程がオンされ
、また、前記エントリーセンサー４０８が紙の先端を検
知しである一定の時間Ｔｇ経過し、印刷用紙が十分ゲー
トローラ４０７に押し付けられた後、前記ゲートローラ
４０７が回転を始め前記印刷用紙を感光体４０１と転写
チャージャー４０９の対向する位置に搬送する。主帯電
過程、露光過程、現像過程を経て前記感光体４０１の上
に形成されたトナー像を転写された印刷用紙は更に搬送
され定着器４１３に導かれ、やがて印刷用紙の後端がエ
ントリーセンサー４０８により検知されると一定時間Ｔ
ｃ経過した後主帯電過程が、一定時間Ｔｅ’経過した後
露光が、一定時間Ｔｄ’経過した後現像過程が、一定時
間Ｔｔ’経過した後転写過程がオフされ、また、前記エ
ントリーセンサー４０８が紙の後端を検知しである一定
の時間Ｔｇ’経過し、前記印刷用紙の後端が前記ゲート
ローラ４０７を通過するとゲートローラ４０７の回転が
停止して印字が終了する。連続して印字する場合主帯電
、現像過程はオンのまま維持し、前記エントリーセンサ
ー４０Ｂが紙の後端を検知しである一定時間Ｔｉ経過す
ると、前記給紙装置に給紙信号が送られ次の印刷用紙が
本体装置内に搬送されて次の印刷過程が開始する。前記
Ｔｃ、Ｔｅ、Ｔｄ、Ｔｔ。

は前記印刷用紙の先端が転写位置に来た時、前記感光体
４０１上の主帯電、露光、現像、転写のオフからオンに
切り替わる境界が前記印刷用紙の先端よりある一定距離
だけ前記印刷用紙の進行方向前方にあるように設定され
る。また、Ｔｃ’　、Ｔｅ’　、Ｔｄ’　　Ｔｔ’前記
印刷用紙の後端が転写位置に来た時、前記感光体４０１
上の主帯電、露光、現像、転写のオンからオフに切り替
わる境界が前記印刷用紙の後端よりある一定距離だけ前
記印刷用紙の進行方向後方にあるように設定される。

しかし前記の現像法には連続印字しているうちに印字濃
度の変化、非印字部の地汚れの発生という問題が発生す
る。その原因は印字を続けるうちに前記現像ローラ４０
２上に付着したトナーの帯電量が変化することに起因し
ている。トナーの帯電量が少ないと印字濃度が低下し、
帯電量が多いと印字濃度の過剰、非印字部の地汚れが発
生する。

上述のようにトナーは前記バイアス供給装置４０６によ
り前記供給ローラ４０３を介して電荷を供給され、ドク
タブレードとの摩擦により帯電する。

更に非印字部は前記感光体４０１との摩擦により帯電し
、印字部では帯電したトナーが前記感光体４０１に現像
されることにより急激に前記現像ローラ４０２上のトナ
ーの電荷量は減少する。このようにして前記現像ローラ
４０２上に発生した電荷量の凹凸は前記供給ローラ４０
３と接触して、電荷供給と放電を行うことにより平滑化
される。この供給ローラ４０３による電荷供給、放電特
性は前記供給ローラ４０３の抵抗値、静電容量、供給バ
イアスＶａと現像バイアスｖｂとの電位差、前記現像ロ
ーラ４０２と前記供給ローラ４０３との接触幅、接触抵
抗、トナーの静電容量、抵抗値等により変動する。しか
し上述のうち前記供給ローラ４０３の抵抗値、静電容量
、前記現像ローラ４０２と前記供給ローラ４０３との接
触幅、接触抵抗、トナーの静電容量、抵抗値は温度湿度
の影響を非常に受は易いため広い範囲の使用環境で良好
な印字品質を得ることは困難であった。

上述のような問題を解決するために従来以下のような対
策が取られている。

（１）温度および湿度を検知して供給バイアスＶａ、或
は現像バイアスｖｂを切り換える。

しかし、供給バイアスＶａ、或は現像バイアスｖｂを切
り換えると印字濃度そのものが変化してしまう。また、
前記供給ローラ４０３の抵抗値、静電容量、前記現像ロ
ーラ４０２と前記供給ローラ４０３との接触幅、接触抵
抗、トナーの静電容量、抵抗値は温度湿度により徐々に
変化するため、前記感光体４０１や現像装置がおかれて
いた過去の温度湿度により供給バイアスＶａ、或は現像
バイアスｖｂをコントロールする必要がある。

（２）トナーかきとり装置を取り付ける。

第６図を用いて従来例を説明する。現像ローラ２０２の
回転方向で、感光体２０１と現像ローラ２０２の接触点
と、供給ローラ２０３と現像ローラ２０２の接触点との
間に、前記現像ローラ２０２とある圧力を持って接触す
るようにある導電性を持ったかきとりローラ２１３を配
置し、前記かきとりローラ２１３に現像バイアスｖｂと
かきとりローラ２１３に供給されたかきとりバイアスＶ
ｋの差Ｖｂ−Ｖｋがトナーの帯電極性と同じになるよう
にかきとりバイアスＶｋを供給し、前記現像ローラ２０
２と逆方向に回転させる。すると、前記現像ローラ２０
２に付着した帯電トナーは前記かきとりローラ２１３に
かき取られる。かきとられた前記トナーは前記かきとり
ローラ２１３にある圧力で押し付けられたかきとりブレ
ード２１４で現像ケーシング２０５の中にかき落とされ
る。

トナーをかきとられた現像ローラ２０２には供給ローラ
２０３と接して改めて新しいトナーが付着する。

上記の方法にはかきとりローラ２１３、かきとリブレー
ド２１４、かきとりローラ２１３駆動のための駆動装置
、かきとりバイアスＶｋのための高圧電源が必要になり
、印字機械体の構造が複雑になり、また印字装置のレイ
アウトの自由度を大きく損ねるという欠点がある。また
前記現像ローラ２０２と前記書き取りローラ２１３が常
に接触して回転しているためトナーにストレスがかかり
トナーが凝集し、凝集したトナーが前記現像ローラ２０
２に付着すると異物として作用して印字上に現像不良と
して現われる。また前述のストレスによりトナーの粒径
や形状が変化するとトナーの搬送性が変化し印字濃度の
変化として現われる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明はかかる問題を解決し安定して高い印字品質を確
保する現像装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 感光体に接して、或はある一定の間隙を持って対向する
回動可能な現像ローラと、該現像ローラに接して回動可
能な導電性の弾性部材で構成された供給ローラ、撹はん
部材、前記現像ローラ、供給ローラ、撹はん部材とトナ
ーを収納する現像ケーシング５、前記現像ローラと供給
ローラにあるバイアス電位を供給するバイアス供給装置
、前記現像ローラと供給ローラに回転を供給する駆動装
置と非接触式除電装置からなり、該非接触式除電装置を
前記感光体と前記現像ローラの接触点と前記現像ローラ
と前記供給ローラの接触点の間、かつ前記現像ローラの
回転方向下流側に設置したことを特徴とする。以下に図
を用いて本発明の詳細な説明する。

［実施例］ 第１図は非接触除電装置に除電ブラシ、或は除雪針を用
いた本発明の現像装置の構成、第３図は現像バイアスｖ
ｂと感光体１表面上の電位Ｖｏｎとの差Ｖｂ−Ｖｏｎと
現像の濃度の関係を示した図である。感光体１のグラン
ドは一１００ボルトに接続されている。印刷装置が待機
状態にある時前記感光体１表面は一１００ボルトの状態
であり、また、バイアス供給装置６により現像ローラ２
に現像バイアスＶｄ＝０ボルトが、供給ローラ３に供給
バイアスＶａ＝Ｏボルトが供給されている。

印刷装置に印字開始信号が送り込まれると、メインモー
ターが回転し始め前記感光体１、現像ローラ２、供給ロ
ーラ３、撹はん部材４も回転を始める。この時前記感光
体１と前記現像ローラ２の間にできた電界Ｖｏ−Ｖｄ＝
−１００と負であるため負帯電特性を持つトナーは前記
感光体１には現像されない。図に示さない給紙ローラか
ら印刷用紙が印刷装置内に搬送される。エントリーセン
サー８により前記印刷用紙の先端が検知され一定時間Ｔ
ｃ経過すると主帯電装置１１により前記感光体１の表面
は一９００ボルトに帯電される。また、一定時間Ｔｅ経
過すると露光装置１１により露光され静電潜像が前記感
光体１の表面上に表面電位−１００ボルトの領域として
書き込まれる。一定時間Ｔｄ経過すると、バイアス供給
装置６により現像ローラ２への現像バイアスはＶｂ＝−
５００ボルト、供給ローラ３への供給バイアスはＶａ＝
−６５０ボルトに切り換えられる。この時、前記現像ロ
ーラ２と前記供給ローラ３の間にできた電界Ｖｄ−Ｖａ
＝１５０ミニ１５０ボルトため負帯電特性のあるトナー
は前記現像ローラ２に搬送され、また前記感光体１の潜
像部分と前記現像ローラ２の間にできた電界Ｖｏ−Ｖｄ
＝４００ボルトと十であるため負帯電特性のあるトナー
は現像され前記感光体１の静電潜像はトナー像として可
視化され、前記感光体１の非潜像部分と前記現像ローラ
２の間にできた電界Ｖｏ−Ｖｄ＝−４００ｏ−Ｖｄニー
４００ボルト電特性のあるトナーは現像されない。前記
感光体１上に現像されたトナー像は、前記感光体１と転
写チャージャー９との対向位置で前記印刷用紙に転写さ
れる。一方現像を終えた前記現像ローラ２上のトナーは
除電ブラシの前を通過する。この際ドクタスリーブや前
記感光体１との摩擦により必要以上に帯電したトナーの
電荷は第２図に示した除電ブラシ、或は除電針１１４と
前記現像ローラ２の間に発生した電界により除電される
。一般に除雪ブラシ、多数の尖頭部を持った除雪針１１
４の先端の曲率に比べて十分に大きい曲率を持った導体
に対向した除電ブラシ、或は多数の尖頭部を持った除電
針１１４の電気力ｕ１１１５は約９０度の範囲に広がる
。従って、前記現像ローラと除電ブラシ、或は除電針１
１４の先端との距離をｌｌＴ１１１とすると前記現像ロ
ーラ表面上的２ｎｎの範囲に除電効果を及ぼす。除電前
後のトナーの電位の変化量は前記現像ローラ２と前記除
電ブラシ、或は除電針１１４の先端の間の電位差が大き
いほど大きく、前記現像ローラ２と除電ブラシ、或は除
電針１１４の先端との距離が大きいほど小さくなる。ま
た除電効果を及ぼす範囲が広いほど大きくなる。従って
、前記除電ブラシ、或は除電針１１４に接続する電位、
前記現像ローラ２前記除電ブラシ、或は除電針１１４の
先端との間の距離はトナーの電位を−５００ボルト以上
に除電できるように決定する。更に前記現像ローラ２は
回転を続け、除電ブラシ或は除電針１１４で除電された
電気的にフレッシュなトナー層は前記現像ローラ２と前
記供給ローラ３の接触点に到達し、前記感光体１と前記
現像ローラ２の接触点で現像されて薄くなった前記現像
ローラ２上のトナー層は前記供給ローラ３により供給さ
れ一定の厚さに復元され再びドクタースリーブ１２を経
由して前記感光体１との接触点に向かう。

本実施例では非接触除電装置として除電ブラシ或は除電
針を用いたが、前記除電ブラシ、或は前記除電針と同様
の位置に、十の電位に接続されたコロナ放電装置を設は
十の電荷を現像ローラ上に供給して負帯電したトナーを
中和することにより本実施例と同様の効果が得られる。

本発明では除電手段と現像ローラが非接触であるために
トナーに機械的ストレスが作用しないためトナーの凝集
や粒径の変化が発生しない。また除電ブラシや除電針１
１４の除電効果は上述の条件により決定されるため温度
湿度の影響を受けにくくまた除電効果の及ぶ範囲が広い
ため確実安定した除電を行うことができる。

［発明の効果］ 感光体と現像ローラの接触点と現像ローラと供給ローラ
の接触点の間、現像装置の回転方向下流側に除電ブラシ
、或は除電針などの非接触式除電手段を設けることによ
り、温湿度条件や印字枚数に左右されず確実に除電を行
うことができ、過帯電トナーにより発生する印字地汚れ
の無い常に安定した印字品質を確保することができ、ま
た、現像ローラと除霜手段は非接触であるためトナーに
機械的ストレスを及ぼすことがなく、機械的ストレスを
受けて発生したトナーの凝集やトナー粒径の変化に起因
する印字抜けや印字濃度の変化も防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の側断面図。 第２図は本発明の電気力線分布の図。 第３図は本発明の印字濃度曲線の図。 第４図は従来例の側断面図。 第５図はタイミングチャートの図。 第６図は従来例の詳細な現像装置側断面の図。 １０５．感光体 ２０９．現像ローラ ３０１．供給ローラ ４０８．撹はん部材 ５、　、　。 ６、　、　。 ７゜ ８、　、　。 ９、　、　。 １０゜ １１　。 １２　。 １３゜ １４　。 ４０１　。 ４０２゜ ４０３゜ ４０４゜ ４０５　。 ４０６゜ ４０７゜ ４０８゜ ４０９゜ ４１０゜ 現像ケーシング バイアス供給装置 レジストローラ エントリーセンサー 転写チャージャー 、主帯電器 、露光装置 ドクターブレード 、定着器 、除電ブラシ、或は除雪針 、感光体 、現像ローラ 、供給ローラ 、撹はん部材 、現像ケーシング 、バイアス供給装置 レジストローラ 、エントリーセンサー 、転写チャージャー 、主帯電器 ４１１　。 ４１２゜ ４１３゜ ２０１゜ ２０２゜ ２０３゜ ２０４゜ ２０５゜ ２０６゜ ２１２゜ ２１３゜ ２１４゜ ０．露光装置 １．ドクターブレード ８．定着器 、感光体 、現像ローラ 、供給ローラ 、撹はん部材 ６．現像ケーシング 、バイアス供給装置 ドクターブレード 、かきとりローラ 、かきとりブレード 以上

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）帯電露光により感光体の上に形成された静電潜像
   を現像する現像装置が、前記感光体に接して或はある一
   定の間隙を持って対向する回動可能な現像ローラと、該
   現像ローラに接して回動可能な導電性の弾性部材で構成
   された供給ローラ、撹はん部材、前記現像ローラ、供給
   ローラ、撹はん部材とトナーを収納する現像ケーシング
   、前記現像ローラと供給ローラにあるバイアス電位を供
   給するバイアス供給装置、前記現像ローラと供給ローラ
   に回転を供給する駆動装置と非接触式除電装置からなり
   、該非接触式除電装置を前記感光体と前記現像ローラの
   接触点と前記現像ローラと前記供給ローラの接触点の間
   、かつ前記現像ローラの回転方向下流側に設置したこと
   を特徴とする現像装置。
2. （２）前記非接触式除電装置を除電ブラシで構成したこ
   とを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. （３）導電性材質で構成され多数の尖頭部を持つ除電針
   で構成した非接触式除電装置を持つことを特徴とする請
   求項１記載の現像装置。
4. （４）前記現像ローラに対向する側に開口を有し導電性
   シールドケースと該シールドケースの両端に固定された
   絶縁性固定部材と該固定部材の間に張られ高圧電源に接
   続されたワイヤとからなるコロナ放電装置で非接触式除
   電装置を構成したことを特徴とする請求項１記載の現像
   装置。