JP2843064B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、潜像担持体に形成される静電潜像に一成分
現像剤を供給して現像を行なわせるようにした現像装置
に関する。

［従来の技術］ 一般に複写機、プリンター、ファクシミリなどの各種
画像形成装置においては、感光体などの潜像担持体に対
して画像に対応する静電潜像が形成され、この静電潜像
に対して現像装置内に設けられている現像剤担持体から
トナーが供給されて現像が行なわれ、これにより可視像
が得られるようになっている。

上記現像剤担持体はローラー状などに形成されてなる
ものであり、この現像剤担持体に対しては、同じくロー
ラー状などに形成されてなる現像剤補給手段が現像剤補
給領域に接触状態で付設されている。さらに上記現像剤
補給領域の下流側に形成されている現像剤薄層化領域に
はブレード状あるいはローラー状などに形成されてなる
現像剤薄層化規制手段が接触状態で付設されている。そ
して現像剤補給領域においてトナー蓄積部内に蓄えられ
ている新規トナーが上記現像剤補給手段の作用によって
現像剤担持体に補給され、これにより現像剤担持体の表
面上にトナーが付着されると、この現像剤担持体の表面
上に付着されたトナーは前記薄層化規制手段の均し作用
によって現像剤薄層化領域にて均一に薄層化される。さ
らにこの均一薄層化されたトナーは、上記現像剤薄層化
領域の下流側に形成されている現像領域に送り込まれて
静電潜像に選択的に供給され、これにより現像動作が行
なわれるようになっている。

上述した現像剤担持体としては、導電性の単体からな
る弾性ロールや導電性の基体上に誘電体層（トナー保護
層）を備えるようにしたものが一般に用いられている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが上記従来装置において、現像剤担持体が導電
性の単体からなる場合には、当然感光体からのショート
・リークが生じ易くなっているとともに、その抵抗値を
任意に選定すると同時に硬さを任意に設定することはほ
とんど不可能にい近い。一般的には一方を主体的に設定
するか、両者を一定の妥協値に定めることが行なわれて
いるが、例えば硬さがJISA30゜以下で抵抗が10⁶Ωcm以
下に設定するなどということは困難である。また導電性
の基体上に誘電体層を備えるようにしたものでは、バイ
アス電圧を高めてしまうこととなったり、画像部・非画
像部でのトナーを含めた電荷のやりとりに差が生じてい
わゆる残像が発生することがある。また誘電体層の温度
特性が非常に悪い（例えばNBRでは１〜２桁変化する）
ため、それにより現像特性に大きな影響が生じる。例え
ば低温になると濃度低下を生じるとともに地肌汚れを生
じてしまう如くである。

そこで本発明は、良好な現像特性を常に実現すること
ができるようにした現像剤担持体を備える現像装置を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明は、現像剤担持体の表
面上にトナーを保持させながら現像領域に送り込み、所
定の現像バイアス下で静電潜像にトナーを供給して現像
を行なわせるようにした現像装置において、上記現像剤
担持体は、絶縁部材からなる弾性保持層と、この弾性保
持層の外側に設けられた表面抵抗層とを備えてなるとと
もに、前記現像バイアスは上記表面抵抗層に接触配置さ
れている導電性のトナー補給ローラーに対し印加される
構成を有している。

［作用］ このような構成を備える手段においては、現像剤担持
体の表面部が導電性になされているため通常の導電性ロ
ールと同様な現像動作が行なわれる。このとき感光体か
らのショート・リーク経路の途中には、感光体と現像剤
担持体との接触部と現像剤担持体の導電性のトナー補給
ローラーとの接触部との２つの接触部が含まれており、
これら２つの接触部のいずれかが所定のタイミングで断
続されることによってリーク経路が良好に遮蔽状態にな
されるようになっている。また上記リーク経路は、現像
剤担持体の表面部において長尺円周状にかつ薄層状に形
成されることとなっているため、リーク経路の抵抗が大
きくなされることとなり、これによってもリークが抑え
られる。

一方上記現像剤担持体における弾性度の度合いは、絶
縁部材かななる弾性保持層によりほとんど決定され、薄
層状の表面抵抗層にはほとんど影響されない。したがっ
て現像剤担持体の硬さは弾性保持層の所定のものに選定
することにより任意に決定されるようになっている。

［実 施 例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

図に示される実施例において、潜像担持体としての感
光体ドラム１は接地されている基板上に光導電層を有し
ており、図示を省略した駆動機構によって一定方向へ回
転駆動されている。この感光体ドラム１は例えば有機感
光体（OPC）から形成されており、帯電チャージャー２
によって所定電位に一様に初期帯電されるとともに、露
光光学系３による光像の結像作用によって静電潜像が形
成され、この静電潜像が現像装置４から供給されるトナ
ーによって現像されトナー可視像が得られるようになっ
ている。形成されたトナー可視像は転写チャージャー５
により記録紙側に転写されて送り出され、転写後の感光
体ドラム１上に残留するトナーがクリーニング装置６に
より除去されるようになっている。

上記現像装置４の現像ケーシング41内には現像剤担持
体としての現像ローラー42が軸支されており、この現像
ローラー42は現像領域において上記感光体ドラム１の表
面に弾性的に接触するように配置されている。感光体ド
ラム１および現像ローラー42は各矢印で示されるように
互いに逆の方向すなわち両者の接触部分において同一の
方向にそれぞれ回転駆動されており、両者の接触部分に
は現像動作が行なわれる現像領域が上述のように形成さ
れている。

上記現像ローラー42には中心側から、芯金42aと、絶
縁部材からなる弾性保持層42bと、この弾性保持層42bの
表面部に薄層状に被着されてなる表面抵抗層42cとが備
えられている。上記弾性保持層42bとしてはゴム系の各
種弾性体を採用することができるほか、熱可塑性弾性体
例えばスチレン系、オレフィン系、ウレタン系、ポリエ
ステル系、塩化ビニル系などをも採用することができ
る。一方前記表面抵抗層42cとしては、一般のゴム、プ
ラスチックあるいはこれらにカーボン、セラミック、金
属などの粉末を混入して必要な抵抗値を備えるようにし
たものが採用されており、上記弾性保持層42bより抵抗
値が１桁以上好ましくは２桁以上低くなされている。具
体的には、NBR、CR、EP、シリコン、ヒドリン、ウレタ
ンなどの各種ゴム類あるいはエポキシ、フッ素、エチレ
ンなどの各種プラスチック類、さらにはこれらの変性樹
脂類などが採用されている。また抵抗値が10⁸Ωcm程度
に設定される場合にはカーボン粉が５〜20wt％前後混入
され、抵抗値が10⁶Ωcm程度に設定される場合にはカー
ボン粉が20〜30wt％以上混入されるようになっている。

現像ローラー42の実施例としては、直径が20mm、抵抗
値が10¹⁰ΩcmのNBRからなる弾性保持層42bに対して、NB
Rを主体とした抵抗値10³Ωcmの表面抵抗層42cを20μｍ
〜100μｍの薄層状に塗布することとしており、感光体
ドラム１とのニップ幅が0.1〜0.2mmになされている。

さらに上記現像ローラー42には導電性回転ローラー部
材としてのトナー補給ローラー43が接触配置されてお
り、このトナー補給ローラー43に対して電源回路44から
現像バイアスが印加されている。現像バイアスの実施例
としては、DC1KV、AC1KV、周波数1KCのものが採用され
ている。なお現像ローラー42の芯金42aに対しても電源
回路45から所定のバイアス電圧が印加されている。

上記トナー補給ローラー43は、芯金43aに対して10⁸Ω
以下の導電性ロール体43bを巻き付けてなるものであ
り、導電性ロール体43bとしては任意な表面形状を備え
るスポンジロール、金属ロール、ゴムロールなどが採用
されている。

トナー補給ローラー43の実施例としては、直径が10m
m、抵抗値が10³Ωcmのスポンジ状導電性ロールが用いら
れているとともに、現像ローラー42とのニップ幅が0.5
〜10mmの範囲で適切に選択されており、図示矢印の方向
に100〜300mm/secの線速度で回転駆動されるようになっ
ている。

なお本実施例に用いられているトナーとしては、粒径
が１〜30μに分布されるものが採用されている。

さらに前記現像ローラー42と現像領域との間部分であ
るトナー搬送領域には、現像ローラー42の表面に補給さ
れ付着されたトナーを薄層化する薄層化規制手段として
のトナー層規制ブレード46が現像ローラー42に接触する
ようにして配置されている。

このような実施例における装置では、まず一様帯電さ
れた感光体ドラム１の表面に対して露光書き込みが行な
われ画像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜
像に対して現像装置４の現像ローラー42から現像領域に
おいてトナーが選択的に供給され、これにより上記静電
潜像の現像が行なわれて可視像が得られるようになって
いる。現像ローラー42に対しては、現像剤補給領域にお
いてトナー補給ローラー43により現像ケーシング41内の
新規トナーが補給されるとともに、この現像ローラー42
の表面上に付着されたトナーは現像剤薄層化領域におい
てトナー層規制ブレード46により均一に薄層化され現像
領域に送り込まれるようになっている。

この場合現像ローラー42の表面部は、表面抵抗層42c
により一定の導電状態になされているため通常の導電性
ロールと同様な現像動作が行なわれる。このとき感光体
ドラム１と現像ローラー42とトナー補給ローラー43とに
よりショート・リーク経路が形成されることとなるが、
このショート・リーク経路の途中には、感光体ドラム１
と現像ローラー42との接触部および現像ローラー42とト
ナー補給ローラー43との接触部の２つの接触部が含まれ
ており、これら２つの接触部のいずれかが所定のタイミ
ングで断続されることによってリーク経路が遮蔽状態に
なされうようになっている。加えて上記リーク経路は、
表面抵抗層42cにより現像ローラー42の表面部に長尺円
周状かつ薄層状に形成されることになり、これによって
リーク経路の実質抵抗は大きくなされるようになってい
る。このため従来のようなリーク現象は防止されること
となる。なお実験により、上記表面抵抗層42cの抵抗値
をより低く設定することによって好ましい現像結果を得
ることができ、誘電層を有する従来ロールより低い電圧
で現像を行なわせることができることが確認された。

さらに上記現像ローラー42の弾性度の度合いは、絶縁
部材からなる弾性保持層42bによりほとんど決定される
こととなり、薄層状の表面抵抗層42cにはほとんど影響
されない。したがって現像ローラー42の硬さは弾性保持
層42bを所定のものに選定することにより任意に決定さ
れるようになっている。

現像ローラー42の他の実施例としては、抵抗値10¹⁴Ω
cmのCRゴム（クロロプレンゴム）からなるJISA50〜70゜
の弾性保持層42bを備えるものがある。このとき電源回
路44から出力される現像バイアスが500V、電源回路45か
ら出力される現像バイアスが０〜700Vとした場合に得ら
れる画像にほとんど変化はみられなかった。弾性保持層
42bが高いためであると考えられる。

また現像ローラー42のさらに他の実施例としては、抵
抗値10⁶Ωcmのシリコンゴムからなる弾性保持層42bを備
えるもののがあり、その他の条件を上記実施例と同様な
ものとすることによって同様な好結果を得ることができ
た。

さらに必要に応じて現像ローラー42の表面部にはコー
ト層が被着される。この場合のコート層の抵抗値は、弾
性保持層42bと表面抵抗層42cとの間の値に設定される。
具体的には、抵抗値が10⁶cmのシリコン樹脂にアルミ粉
を10wt％入れて10¹⁰Ωcmとなすとともに、厚さを10μｍ
とし、Rv≒10⁷の実測値で前述した第１実施例に採用す
ることとしている。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明は、絶縁部材からなる弾性保
持層の外側に表面抵抗層を設けて現像剤担持体を形成す
るとともに、この現像剤担持体に接触配置されている導
電性のトナー補給ローラーを通して現像バイアスを印加
することとしたから、感光体からのリークを抑え、かつ
現像剤担持体の弾性度の度合いを任意に決定することが
できる。したがって本発明によれば、常に良好な現像特
性を実現することができ、画像品質を向上させることが
できる。

また、トナー補給ローラーで表面抵抗層に電圧を供給
するため、電圧供給するための部材を個別に設ける必要
がなく兼用でき安価に装置を構成することができる。

【図面の簡単な説明】 図は本発明の一実施例における１成分トナーを用いる現
像装置を表わした縦断面説明図である。 １……感光体ドラム、２……現像装置、42……現像ロー
ラー、42b……弾性保持層、42c……表面抵抗層、43……
トナー補給ローラー、43……導電性ロール体、44……電
源回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像剤担持体の表面上にトナーを保持させ
   ながら現像領域に送り込み、所定の現像バイアス下で静
   電潜像にトナーを供給して現像を行わせるようにした現
   像装置において、 上記現像剤担持体は、絶縁部材からなる弾性保持層と、
   この弾性保持層の外側に設けられた表面抵抗層とを備え
   てなるとともに、 前記現像バイアスは、上記表面抵抗層に接触配置されて
   いる導電性のトナー補給ローラーに対し印加されている
   ことを特徴とする現像装置。