(57)【要約】    【課題】電子写真装置等で利用される現像装置に関するものであり、特に装置の寿命を延ばすとともに鮮明な画像を得ることができることを課題とする。    【解決手段】像担持体５０の帯電極性と同極性の現像剤を担持し、像担持体５０上に現像剤像を形成する現像剤担持体１０と、現像剤担持体１０に現像剤を供給する現像剤供給手段３０と、現像剤担持体１０上に現像剤の層を形成する層厚規制手段２０とを有し、  現像剤を像担持体５０に一定に供給するように、現像剤担持体１０および現像剤供給手段３０の各印加する電圧を設定するとともに、現像剤担持体１０と現像剤供給手段３０との間隔を設定することを特徴とする。    【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の帯電極性と同極性の現像剤を担持し、前記像担持体上にトナー像を形成する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給手段と、現像剤担持体上に現像剤の層を形成する層厚規制手段とを有し、
前記現像剤を前記像担持体に一定に供給するように、前記現像剤担持体および前記現像剤供給手段の各印加する電圧を設定するとともに、前記現像剤担持体と前記現像剤供給手段との間隔を設定することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤担持体と前記現像剤供給手段との間隙を０ｍｍから０．３ｍｍに設定したことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記像担持体の表面電位を−６００Ｖから−９００Ｖとなるように帯電し、前記現像剤担持体に印加する電圧を−１６０Ｖから−３６０Ｖに設定するとともに、前記現像剤供給手段に設定する電圧を−６００Ｖから−８５０Ｖに設定することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真装置等で利用される現像装置に関するものであり、特に装置の寿命を延ばすことができるとともに鮮明な画像を得ることができる現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題がクローズアップされ、電子写真装置等においても例外ではない。この環境問題に対応したものの一つとして、現像装置により清掃装置（クリーナ）を兼用するクリーナレス方式がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この方式は、非磁性一成分現像プロセスを採用することにより、感光体上に静電潜像を反転現像すると同時に、前工程で転写後も感光体に残留していた現像剤を現像装置内に回収され再使用することが可能となる。この結果、装置本体を小型化することができるとともに、清掃で回収された後に破棄されていた現像剤が発生せず環境廃棄物をなくすことができるという利点を有する。
【特許文献１】特許第２８３５１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上で述べた特許文献に記載されたトナー担持体ローラへのトナーの供給は、第３頁第５欄第５行ないし第２８行、第３頁第６欄第１７行ないし第３８行の記載および図１ないし図３に示されているように、トナー供給ローラ（トナー供給部材）をトナー担持体ローラに対して圧接摺擦して行われている。
【０００５】
この構成は、高印字率の画像（トナー像）を感光体ドラム（潜像保持体）表面上に形成する場合は、トナー消費量が多くなることにより、常に、トナー供給ローラ（トナー供給部材）に新しいトナーが補充され、効率よくトナーがトナー担持体ローラに搬送される。
【０００６】
一方、低印字率の画像（トナー像）を感光体ドラム（潜像保持体）表面上に形成する場合は、トナー消費量が少なくなり、トナー担持体ローラに搬送される新しいトナーは、高印字率の画像（トナー像）を形成する時よりも少なくなる。
【０００７】
この結果、トナー供給ローラ（トナー供給部材）に新しいトナーが僅かしか補充されなくなり、画像（トナー像）として消費されるトナーは、感光体ドラム（潜像保持体）表面上に残留したトナー、感光体ドラム（潜像保持体）からトナー供給ローラ（トナー供給部材）側に回収されたトナーおよびトナー担持体ローラに搬送されないでトナー供給ローラ（トナー供給部材）側に貯蔵されたトナーとからなる。
【０００８】
これらトナーの搬送は、感光体ドラム（潜像保持体）とトナー担持体ローラ間、およびトナー担持体ローラとトナー供給ローラ（トナー供給部材）間で、摺擦が繰り返されて行われるため、トナーの流動性が低下したり、高帯電量化等の劣化が生じ、画像ががさつきや画像濃度の低下等の画像劣化が発生しやすい。
【０００９】
特に、トナー担持体ローラとトナー供給ローラ（トナー供給部材）は圧接摺擦しているため、画像劣化が著しく発生するとともに、トナー担持体ローラおよびトナー供給ローラ（トナー供給部材）の摩耗が著しく、装置の寿命が短くなってしまう。
【００１０】
また、上記の構成のもとで、大型の装置で小サイズの印字を大量に行った後、大サイズの印字を行うと、トナー担持体ローラ表面にあるトナーは小サイズの幅に対応した部分のみが著しく消費される。この間、小サイズの幅に対応した部分には、新しいトナーがトナー供給ローラ（トナー供給部材）から供給される。一方、消費されていない部分（小サイズの幅から外れたトナー担持体表面部分）のトナーは、新しいトナーが供給されないまま、トナー担持体ローラとトナー供給ローラ（トナー供給部材）に摺擦するため、先に述べた画像劣化が発生する。
【００１１】
さらに、印字するデータ量が多い場合には、処理時間に長い時間がかかるため、アイドル期間中に、トナー供給ローラ（トナー供給部材）を回転させるため、トナー担持体ローラおよびトナー供給ローラ（トナー供給部材）の摩耗してしまい、装置の寿命が短くなってしまう傾向が高くなるという問題が生じた。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記問題を解決するために、本発明は、請求項１においては、像担持体の帯電極性と同極性の現像剤を担持し、像担持体上にトナー像を形成する現像剤担持体と、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給手段と、現像剤担持体上に現像剤の層を形成する層厚規制手段とを有し、現像剤を像担持体に一定に供給するように、現像剤担持体および現像剤供給手段の各印加する電圧を設定するとともに、現像剤担持体と現像剤供給手段との間隔を設定することを特徴とする。
【００１３】
請求項２においては、現像剤担持体と現像剤供給手段との間隙を０ｍｍ〜０．３ｍｍに設定したことを特徴とし、さらに、請求項３においては、像担持体の表面電位を−６００Ｖ〜−９００Ｖとなるように帯電し、現像剤担持体に印加する電圧を−１６０Ｖ〜−３６０Ｖに設定するとともに、現像剤供給手段に設定する電圧を−６００Ｖ〜−８５０Ｖに設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１は、現像剤担持体と現像剤供給手段との間隔を設定するとともに、現像剤担持体および現像剤供給手段の各印加する電圧を設定することにより、印字率の高低にかかわらずトナーの劣化を防いで鮮明な画像を得ることができるとともに現像装置本体の寿命を延ばすことができる。
【００１５】
請求項２は、現像剤担持体と現像剤供給手段との間隙を０ｍｍ〜０．３ｍｍに設定して、現像剤供給手段を現像剤担持体に対して圧接摺擦をさせない構成にすることにより、先に述べたように、トナーの劣化を防いで鮮明な画像を得ることができるとともに現像装置本体の寿命を延ばすことができる。
【００１６】
さらに、請求項３は像担持体の表面電位を−６００Ｖ〜−９００Ｖとなるように帯電し、現像剤担持体に印加する電圧を−１６０Ｖ〜−３６０Ｖに設定するとともに、現像剤供給手段に設定する電圧を−６００Ｖ〜−８５０Ｖに設定することにより、現像剤供給手段を現像剤担持体に対して圧接摺擦することなくトナーの搬送性を良好にして先に述べた効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。図1に、本発明の現像装置の概略図を示す。現像装置は、非磁性一成分現像剤を使用した接触現像方式によるクリーナレス現像方式よりなる。
【００１８】
この現像装置１は、現像剤を収容し装置本体Ａに着脱自在な現像容器２と、弾性ローラからなる現像剤担持体１０と、現像剤担持体１０に適宜な圧力で接触して配置され、現像剤担持体１０上に一定の現像剤の薄層を形成する層厚規制手段２０と、現像容器２内の現像剤を現像剤担持体１０に供給する現像剤供給手段３０と、現像剤供給手段３０の後方に配置された攪拌部材４０等を備える。
【００１９】
現像剤担持体１０は、ステンレス等の導電性の剛体からなる中心軸１０ａの周りに、弾性中間層１０ｂを形成し、この中間層の外周に弾性表面層１０ｃを形成した構成からなり、反時計方向に回転し、さらに、現像剤担持体１０の中心軸１０ａは、図示しない電源に接続されている。現像剤担持体１０に印加する電圧は−１６０Ｖ〜−３６０Ｖに設定することが望ましく、特には約−２３０Ｖが好適である。
【００２０】
また、弾性中間層１０ｂと弾性表面層１０ｃとは、体積抵抗値等の異なる性質を持つシリコンゴムからなる二層の弾性体により形成される。材料は、例えば、シリコンゴムのほか、弾性中間層として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体で形成したものを使用し、弾性表面層１０ｃもウレタンゴム等の弾性体で形成したものでもよい。
【００２１】
なお、現像剤担持体１０は、先に述べたように二層構造に限定されることなく、単層、または三層以上の構造であってもよい。これら現像剤担持体１０の比抵抗は、１０５〜１０８Ω・ｃｍの範囲が好ましく、特に約１０７Ω・ｃｍが望ましい。
【００２２】
現像剤供給手段３０は、現像剤担持体１０の軸線と並行に延びて配置されている。また、現像剤供給手段３０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、反時計方向に回転し、現像剤担持体１０に対して所定の間隔を有して配置されている。現像剤供給手段３０の中心軸３０ａは、図示しない電源に接続されている。現像剤供給手段３０に設定する電圧を−６００Ｖ〜−８５０Ｖとすることが望ましく、特には約ー７５０Ｖが好ましい。また、現像剤供給手段３０の比抵抗は、１０４〜１０６Ω・ｃｍの範囲が好ましく、特に約１０５Ω・ｃｍが望ましい。
【００２３】
攪拌部材４０は、現像剤供給手段３０の後方に設けられ、現像剤担持体１０の軸線と同方向に延びる中心軸４０ａと、中心軸４０ａに軸線方向の複数箇所において設けられた攪拌翼４０ｂとを有し、攪拌翼４０ｂは時計方向に回転する。
【００２４】
層厚規制手段２０は、現像剤供給手段３０により現像剤担持体１０上に層状に供給された現像剤の層厚を規制するものである。現像剤担持体１０の回転方向からみて、現像剤担持体１０と像担持体との接触部の上流位置に配置された導電性または半導電性の回転可能なローラ体からなり、反時計方向に回転する。層厚規制手段２０の具体例として、ステンレス材のローラブレードがある。また、層厚規制手段２０の周面には、先端が当接するようにして弾性体のブレード２０ａが配置されている。さらに、層厚規制手段２０は、図示しない電源に接続されている。層厚規制手段２０に印加する電圧は、−５０Ｖ〜−２００Ｖに設定することが望ましく、特には約−１００Ｖが好適である。
【００２５】
このような構成により、現像装置１は、現像剤担持体１０に形成した薄層を像担持体５０に押しつけるようにして像担持体５０表面に現像剤を供給し、像担持体５０の表面に形成された静電潜像を反転現像して現像剤像を形成する。
【００２６】
像担持体５０は、ＯＰＣ（有機光導電体）やアモルファスシリコンよりなるドラム状感光体を使用し、矢印方向に回転する。像担持体５０の周辺には、図１に示すように、像担持体５０の表面を所定の極性に均一帯電する帯電装置６０、像担持体５０の表面に光信号を照射（像露光）して像担持体５０の表面に静電潜像を形成する露光装置７０（具体的にはＬＥＤヘッド）、露光装置７０によって形成された静電潜像を、静電潜像を像担持体５０の帯電極性と同極性に帯電された現像剤により現像して現像剤像を形成する先に述べた現像装置１、像担持体５０上に形成された現像剤像をシートに転写する転写装置８０および像担持体５０の表面に残留した電荷を除去する除電装置９０が配置されている。
【００２７】
ここで、帯電装置６０による帯電は、像担持体５０の表面電位が−６００Ｖ〜−９００Ｖとなるようにすることが望ましく、特には約−７５０Ｖが好適である。なお、この実施の形態において、転写装置８０は、転写ローラであるが、現像剤の帯電極性とは逆極性のコロナを放電させる転写コロナ放電器とＡＣ分離コロナを放電させる分離コロナ放電器とであってもよい。
【００２８】
現像剤担持体１０と現像剤供給手段３０との隙間の設定は０〜０．３ｍｍの範囲が望ましい。なお、ここでいう０ｍｍとは、現像剤供給手段３０が現像剤担持体１０に圧接摺擦しない程度に接している状態をいう。この結果、現像剤は、現像剤供給手段３０および現像剤担持体１０との間に進入しやすくなり、印字率の高低にかかわりなく、鮮明な画像形成を行うことができる。また、現像剤供給手段３０および現像剤担持体１０の摩滅が回避され、現像装置１の寿命が延びるとともに、現像剤供給手段３０と現像剤担持体１０との間で、現像剤が繰り返し摺擦されることがなくなりトナーの劣化を防ぐことができる。さらに、現像剤担持体１０、現像剤供給手段３０に先に述べた電圧を印加し、その電位差を生じさせることにより、現像剤供給手段３０と現像剤担持体１０との圧接摺擦による摩擦帯電によることなく、トナーの搬送性を良好にすることができる。以下、具体的な条件によって行った実施例を示す。
【実施例】
【００２９】
像担持体５０を直径１８０ｍｍ、周長約１ｍ、周速２４０ｍｍ／Ｓｅｃ、暗部電位約ー７５０Ｖ、明部電位約ー３０ＶとするＮタイプＯＰＣ（有機光導電体）とし、現像剤担持体１０を、周速を像担持体５０と略同速（ただし、回転方向は像担持体５０と逆方向）、バイアス電位−７５０Ｖ、比抵抗約１０７Ω・ｃｍとする導電性弾性ローラとし、現像剤供給手段３０をバイアス電位−７５０Ｖ、比抵抗１０５Ω・ｃｍとする導電性弾性ローラとし、層厚規制手段２０をバイアス電位約ー１００Ｖとするステンレス材のローラブレードとした。さらに、像担持体５０と現像剤担持体１０のニップ幅を約５〜７ｍｍの範囲とした。
【００３０】
この構成により、現像剤担持体１０と現像剤供給手段３０との隙間を０．３ｍｍ以上離れている場合、０．３ｍｍ離れている場合、０ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲で接している場合、０．３ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲で接している場合とに分けて実験を行った結果、印字率の低高に関係なく０．３ｍｍ離れている場合に鮮明な画像を得ることができた。また、０ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲で接している場合においては、印字率の低高に関係なく、鮮明な画像を得ることができた。この０ｍｍ〜０．２５ｍｍ範囲は、現像剤担持体１０と現像剤供給手段３０とが圧接摺擦する範囲ではないことがいえる。
【００３１】
これら０．３ｍｍ以上離れている場合、０．３ｍｍ離れている場合および０ｍｍ〜０．２５ｍｍの範囲で接している場合は、約５００Ｖ程度の電位差と現像剤担持体１０と現像剤供給手段３０との間に形成された空間とにより、現像に必要な現像剤の供給が行われていると考えられる。
【００３２】
なお、０．３ｍｍ以上離れている場合は印字率の高低に関係なく鮮明な画像を得ることができなかった。これは、現像剤供給手段３０との間に形成された空間は十分あるが、現像剤を現像剤担持体１０に移動させる作用に十分な（先に述べた）電位差がないと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の現像装置の概略図。
【符号の説明】
【００３４】
１０  現像剤担持体
２０  層圧規制手段
３０  現像剤供給手段
５０  像担持体
【図１】
2005099102.tif 000003