JP2590922B2 - 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、電子写真複写機あるいはプリンタ等に用い
られる現像装置に関する。さらに詳しくは適正な帯電量
をおびたトナーを現像し供しうる現像装置に関する。

従来の技術 電子写真複写機、およびプリンタを用いて画像を得る
には感光体などの静電潜像担持体に静電潜像を形成し、
これに現像装置を用いて荷電トナーを供給し潜像にもと
づく画像を得る。

すなわち、電子写真方式による作像は主として次６つ
の工程からなる。第２図に示すごとく、感光体１の表面
を帯電チャージャー２により均一に帯電する工程、これ
を原画像に対応するパターンまたはデータ出力に基づき
露光して静電潜像を形成する露光工程、ついで、この静
電潜像を有する感光体１の表面を現像装置３を用いてト
ナーを含む現像剤により現像し可視像化する現像工程、
得られたトナー像を転写チャージャー４、分離チャージ
ャー５を介し紙などの転写材６に転写する工程、および
こらを搬送装置７により搬送し定着ローラー８にて定着
する工程、並びに感光体１の表面をクリーニング装置９
によりクリーニングする工程である。

発明が解決しようとする問題点 このような現像装置において用いられる二成分現像剤
中のトナーの平均帯電量は複写条件に基づき適正範囲に
設定される。しかしながら、トナー粒子の中には適正帯
電量に帯電していないものも存在し、トナー帯電量には
一定の広がりが存在する。このため荷電の不足したトナ
ーが、トナー担持体から飛散し、複写機内の汚染、地肌
カブリなどを生ずる、特に、高速複写の場合には帯電の
立ち上がりが悪く、荷電が不十分なトナーの割合が増加
し、前記傾向が生じやすくなる。また、環境変化によっ
てもトナーの帯電性が変動し、得られる画質が不安定と
なる。

本発明は、現像領域に至る前に適正帯電量に帯電して
いないトナーを除去し、適正なトナーのみを現像に供し
うる現像装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は磁性キャリアおよびトナーからなる二成分現
像剤を現像剤担持体にて現像領域に搬送し現像を行なう
現像装置において、現像剤の層厚規制後、現像剤が現像
領域にいたるまでの領域に現像剤担持体上の現像剤に近
接しかつ非接触な導電性部材を設け、該導電性部材と前
記現像剤担持体との間にトナーを該導電性部材に引き寄
せる方向の電界を設けることを特徴とする現像装置を提
供するものである。

作用 本発明の現像装置では帯電量が一定値以下のトナーは
印加電界によりトナー捕集部材に移行する、 実施例 つぎに本発明を添付の図面を参照しながら実施例およ
び試験例によりさらに詳しく説明する。

実施例１ 第１図は本発明現像装置の一具体例を示す断面図であ
る。現像装置11は矢印（ａ）方向に回転駆動する感光体
ドラム100に隣接して配置される。現像装置11は、マグ
ネットローラー12を内部に有し、回転体をなす現像スリ
ーブ13、該現像スリーブ13の表面との間に一定の間隔を
有する磁気ブラシの穂高規制板14、該規制板と現像領域
Ｘとの間の現像スリーブ13の表面に隣接して設けられた
導電性部材からなるトナー捕集装置15およびこれらを支
持収納するとともにトナーを貯留するケーシング16から
なる。

まず、トナー担持体である現像スリーブ13は、ブラス
ト処理して粗面化したアルミニウム、または表面に導電
性弾性ゴム層を有するアルミニウムなどの導電性部材に
より構造されており、回転により表面の現像剤を現像領
域Ｘに搬送して感光体100に接触させ現像を行なう。マ
グネットローラーは前記円筒状の現像スリーブ内に設け
られ、例えば、７極非対称に着磁され現像スリーブ13上
に現像剤を吸着し、現像剤の穂を形成する。前記穂高規
制板14は現像スリーブ13表面との間に所定の間隙を有し
ており磁気ブラシの穂高を規定し現像剤付着量を一定と
する。

トナー捕集装置15は現像スリーブの軸と平行に設けら
れた３本の支持ローラ17、該支持ローラ間に張設され、
前記現像スリーブ13の表面と一定の間隙を有するトナー
捕集ベルト18、現像スリーブ13対向面と反対側のベルト
18表面に当接する掻き落としブレード19および該ブレー
ド下方に設けられたトナー回収容器20からなる。

帯電不良トナー捕集ベルト18は導電性材料よりなり現
像スリーブと略均一なギャップをもって対向する。現像
スリーブ13と捕集ベルト18との間にバイアス電圧を印加
することにより現像スリーブ13と捕集ベルト18との間に
トナーを捕集ベルト18に引き寄せる方向の電界を形成
し、帯電不良トナー（低帯電レベルのトナー）を分離捕
集する。

支持ローラ17は前記捕集ベルト18を回転可能に支持す
る。該支持ローラ17の一つは駆動手段（図示せず）にて
駆動され、トナー捕集ベルトを回転させる。トナー捕集
ベルト18をスリーブローラと略均一なギャップをもたせ
て張設するには、例えば、現像スリーブ軸方向の有効長
外の領域に現像スリーブと同心円状に絶縁性材料よりな
る回転可能なコロを設け、そのコロによってトナー捕集
ベルトを支持してもよい。

掻き落としブレード19はベルト18の表面に当たり、電
界により現像スリーブ上の現像剤から分離されてトナー
捕集ベルトへ回収されたトナーをトナー回収容器19内に
掻き落とす。

なお、ケーシング16には、トナーボトルより補給され
たトナーをキャリアと混合撹拌し、バケット部25に供給
する混合羽根26が設けられる。また該バケット部25に
は、トナーを現像スリーブの軸に対して平行に搬送する
搬送羽根27、および該搬送羽根27と共に回転し、現像剤
を撹拌しながら現像スリーブ13に供給するバケットロー
ラ28が設けられる。

したがって、本発明の装置によれば、バケットローラ
28にて現像スリーブ13上に供給された現像剤は現像スリ
ーブ13の回転により現像領域Ｘに向け搬送される。現像
スリーブ13上の現像剤は穂高規制板14とマグネットロー
ラ12の磁極により穂高が規制される。穂高が規制された
現像スリーブ13上に保持された現像剤は、帯電不良トナ
ーを捕集するトナー捕集ベルト18に対向する位置に来る
と、そこに印加された電界により帯電不良トナーが現像
スリーブ上の現像剤より捕集される。このようにして、
帯電不良トナーが除去された現像剤は、現像領域Ｘに送
り込まれた現像がおこなわれる。

実施例２ 第３図は本発明装置の他の具体例を示す断面図であ
る。第３図においてトナー捕集装置15は３本のトナー捕
集ローラ21a,21b,21cからなる。該捕集ローラ21a、21b,
21cは現像スリーブ13略均一なギャップをもって対向
し、現像スリーブとの間にバイアス電圧を印加すること
により現像スリーブ13とトナー捕集ローラ21a,21b,21c
との間にトナーをトナー捕集ローラ21a,21b,21cに引き
寄せる方向の電界を形成し、帯電不良トナーを分離捕集
する。なお、現像スリーブ13上の現像剤との対向面積を
確保するために導電性のトナー捕集ローラを数多く設け
るのが好ましい。

なお、現像スリーブと感光体の回転方向は第１図およ
び第３図のごとくカウンター方向であってもよく、ま
た、同方向であってもよい。

〔試験例〕

つぎに、本発明装置にて行われる帯電量に基づく分別
現像を試験した結果を示す。第４図は、分別現像の試験
に用いる装置の断面図である。第４図において現像スリ
ーブ13は非磁性かつ導電性の材料からなり回転可能であ
る。マグネットローラ12は、磁極強度1000ガウス、８極
であり、前記現像スリーブ13内に設けられる。トナー捕
集電極30は現像スリーブ上の現像剤と非接触な状態で現
像スリーブと均一なギャップを持って現像スリーブ13下
方を囲む。

この装置を用い、以下の試験条件において現像スリー
ブ12とトナー捕集電極30間に印加される電界強度を変化
させてトナー捕集電極30に捕集されるトナーの帯電量お
よび分離トナー量を測定した。結果を第５図、第６図に
示す。

試験条件： 現像スリーブとトナー捕集電極とのギャップ： 5mm トナー捕集電極が現像スリーブを取り囲む範囲：下方12
0゜の範囲 磁石ローラ： 固定 現像スリーブの回転数および回転時間： 260rpm、10秒 印加電界： ０〜6kv/cm なお、本測定において現像スリーブ13上の現像剤は印
加する電界強度を変化させる毎に同量新しいものに置き
換えた。

第５図、第６図より現像スリーブ13とトナー捕集電極
30との間に印加する電界強度に応じ、帯電量の小さい方
のトナーから順次、分離捕集されることが分かる。すな
わち、現像装置に使用する二成分現像剤の持つ帯電量分
布に応じて適切な電界を印加することにより帯電不良ト
ナーの分離除去が有効に行われる。また、現像スリーブ
13の回転数は実際の現像条件と同等の条件に設定し、実
機における荷電トナー分離除去効果の確認の信頼性の向
上をはかった。

なお、現像装置は、実施例に示したスリーブ回転現像
方式のもののほか、マグネット回転方式、あるいはスリ
ーブ、マグネット回転現像方式のいずれであっても帯電
不良トナーの分離除去が同様に行われる。

つぎに、前記第４図に示す試験装置を用い、同一現像
剤にて現像剤とトナー捕集電極30とが非接触状態（ギャ
ップ5mm）の場合と、接触状態の場合とを比較して測定
を行った結果を第７図に示す。第７図より明らかなごと
く、電極と現像剤が接触した状態では帯電量によるトナ
ーの分別捕集は認められないのに対して、非接触状態の
場合には、電界強度に依存してトナー帯電量による分別
捕集が行われる。

つぎに、現像スリーブと帯電不良トナー捕集ベルトと
が非接触（ギャップ5mm、印加電圧100V）の場合、接触
（印加電100V）の場合、各々の除去トナーおよび残留ト
ナーのトナー帯電量分布を第８図、第９図に示す。図
中、斜線部は除去されたトナーの帯電量分布を示す。第
８図に示すごとく、非接触の場合は、印加電圧を適当に
設定すれば、荷電不十分なトナーのみが有効に除去で
き、カブリが防止される。かかる電圧値は、ギャップと
の関係で決まり、電界強度が200v/cm程度が好ましい。

一方、第９図に示すごとく、接触状態の場合、前記と
同様100Vのバイアスを印加すると、適正帯電量成分を含
む広範囲のトナーが除去されて荷電不十分なトナーのみ
の有効な除去は不可能となる。かかる方法ではトナーが
静電的吸引力以外に、帯電不良トナー捕集ベルトとの接
触撹乱によっても機械的に引きはがされるためと考えら
れる。

また、比較的高帯電性のトナーはキャリアから分離さ
れず撹乱による摩擦帯電作用により帯電量が上昇する。
したがって、接触状態を用いた場合はトナーが全体に減
少し、濃度低下をきたす。

つぎに、第10図および第11図は、各々前記第８図の場
合よりも帯電量分布が広い現像剤、および狭い現像剤に
ついて非接触にて帯電不良トナー捕集を行った結果を示
すものである。

トナーの帯電量分布が異なっても、現像スリーブと帯
電不良トナー捕集ベルトとの間に第８図と同様の電圧を
印加することにより、帯電不十分なトナーのみが有効に
除去される。

発明の効果 荷電の不十分なトナーが現像前に除去されトナーの飛
散、地肌カブリがなくなった、また高速複写など現像剤
中のトナーの消費が著しい場合も、荷電の不十分なトナ
ーは確実に除去され複写画像の濃度が安定し常に高品位
の画質が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明現像装置の一具体例を示す断面図、第２
図は電子写真複写機の機構を示す模式図、第３図は本発
明装置の他の具体例を示す断面図、第４図は不良トナー
捕集試験に用いた試験機を示す断面図、第５図および第
６図はトナー捕集装置と現像スリーブ内の印加電圧に対
する捕集されたトナーの帯電量および分離トナー量を示
すグラフ、第７図はトナー捕集装置と現像スリーブが接
触、非接触の場合の印加電圧とトナー帯電量の関係を示
すグラフ、第８〜第11図はトナー帯電量分布を示すグラ
フである。図中の主な符号はつぎのとおりである。 13:現像スリーブ、14:穂高規制板 15:トナー捕集装置、X:現像領域

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁性キャリアおよびトナーからなる二成分
   現像剤を現像剤担持体にて現像領域にて搬送し現像を行
   なう現像装置において、現像剤の層厚規制後、現像剤が
   現像領域にいたるまでの領域に現像剤担持体上の現像剤
   に近接しかつ非接触な導電性部材を設け、該導電性部材
   と前記現像剤担持体との間にトナーを該導電性部材に引
   き寄せる方向の電界を設けることを特徴とする現像装
   置。