(57)【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、掻き落としブレードにより掻き落とされたトナーを受ける受け部材と、受け部材で受けたトナーを前記現像装置内のトナーを貯留している位置に導く通路とを備え、
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付着を防止するバイアス電圧が印加され、
前記受け部材は、前記端部側部分のみ面接触するように設け、
前記通路は、前記現像装置内にトナーが貯留している側に向かって、漸次前記通路の幅が狭くなるように且つ前記通路の傾きが低くなるように切り欠いた前記現像装置の側壁に設け、前記現像ローラの両端部からの前記現像装置外へのトナー漏れを防止することを特徴とする現像装置。
【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、掻き落としブレードにより掻き落とされたトナーを受ける受け部材と、受け部材で受けたトナーを現像装置内のトナーを貯留している位置に導く通路とを備え、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付着を防止するバイアス電圧が印加され、受け部材は、端部側部分のみ面接触するように設け、通路は、現像装置内にトナーが貯留している側に向かって、漸次通路の幅が狭くなるように且つ通路の傾きが低くなるように切り欠いた現像装置の側壁に設け、現像ローラの両端部からの現像装置外へのトナー漏れを防止することを特徴とする。
【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１００〜５００Ｖ、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１０５〜１０８Ω・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、層圧規制ローラ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層厚規制ローラ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４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４の端部側部分のトナーの全てを転写して現像ローラ４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の中央側部分に薄層（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４のバイアス電位を約３００Ｖとした場合、中央側部分５ａ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４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＋６５０Ｖ、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３０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。徐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
【図１】
0004397085.tif 000002
【図２】
0004397085.tif 000003
【図３】
0004397085.tif 000004
【図４】
0004397085.tif 000005