JP2598199B2

JP2598199B2 - 現像装置

Info

Publication number: JP2598199B2
Application number: JP4038436A
Authority: JP
Inventors: 雅弘細矢; 毅上野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-01-30
Filing date: 1992-01-30
Publication date: 1997-04-09
Anticipated expiration: 2012-04-09
Also published as: JPH0561338A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、静電像を可視化する現
像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】静電像を可視化するための現像装置とし
ては、フアーブラシ現像、カスケード現像、磁気ブラシ
現像を利用したものが知られている。これらの従来の現
像装置にあっては、静電像を保持する保持体に対して、
現像剤を無差別に接触させるものであるから、保持体の
静電像の存在する部分（画像領域という）のみならず、
静電像の存在しない部分で、しかも現像剤が付着しては
ならない部分（非画像領域という）にも現像剤が付着し
てしまい、かぶりを生じてしまう欠点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に艦みてなされたものであって、かぶりを生ずること
なく、鮮明な像を得ることのできる現像装置を提供する
ことを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本願発明の現像装置は、所定の速度で回転する像担持
体に形成された潜像を非磁性一成分現像剤によって現像
する現像装置において、前記像担持体に対向し、前記像
担持体の回転方向と逆方向に回転可能に設けられ、表面
に非磁性一成分現像剤を担持するとともに、前記表面に
現像剤の粒径と同程度の深さの凹凸が形成された現像剤
支持体と、非磁性一成分現像剤を収容し、前記現像剤支
持体に非磁性一成分現像剤を供給する供給手段と、弾性
体より構成されるとともに、この弾性体の中央部が前記
現像剤支持体表面に所定のニップ幅で圧接して設けら
れ、前記現像剤支持体の回転により、前記現像剤支持体
上に前記供給手段から供給された前記非磁性一成分現像
剤を摩擦帯電させるとともに、この現像剤の層厚を現像
剤の粒径程度に規制する現像剤層厚規制部材と、前記現
像剤支持体を前記像担持体よりも高速に回転させること
により、前記現像剤層厚規制部材によって形成された帯
電した現像剤層を前記像担持体に対向させ、前記潜像に
非磁性一成分現像剤を付着させる手段と、前記像担持体
と前記現像剤支持体とが対向する位置と、前記弾性体が
前記現像剤支持体に圧接する位置との間で、前記現像剤
支持体に圧接して設けられ、前記潜像に現像剤を供給し
た後に前記現像剤支持体の表面に担持されている非磁性
一成分現像剤をかき落とすかき落とし部材とを具備する
ことを特徴とする。

【０００５】

【作用】現像剤の粒径と同程度の深さの凹凸が形成され
た現像剤支持体表面に担持された非磁性一成分現像剤
は、現像剤層厚規制部材である弾性体の中央部が所定の
ニップ幅で圧接することにより、現像剤支持体上に押し
付けられ、摩擦帯電されると同時に、現像剤層の層厚
は、現像剤支持体表面の凹凸の深さと同程度の現像剤の
粒径程度に確実に規制される。従って、現像剤支持体上
には、現像剤の粒径と同程度の層厚を有し、均一にかつ
充分に帯電された非磁性一成分現像剤の現像剤層が形成
される。現像剤支持体が回転することによって、像担持
体上の潜像と対向したとき、現像剤支持体上に支持され
ていた現像剤が、潜像に電気的に付着し、像担持体上の
潜像が現像される。このとき、現像剤支持体は像担持体
よりも高速に、かつ像担持体の回転方向と逆方向に回転
しているので、現像領域に対して、常に充分な量の現像
剤が供給される。現像が終了した現像剤支持体上からは
現像で使用されなかった現像剤がかき落とし部材によっ
てかき落とされる。これによって、次回の現像動作の際
に現像剤支持体上に担持される現像剤の層厚を確実に現
像剤の粒径程度に規制することができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明を図示した実施例を参照しつつ
説明する。

【０００７】図１は本発明の一実施例を示す正面図で、
概略的な構成が示されている。

【０００８】１は静電像を保持する像担持体としての保
持体であって、表面に絶縁層もしくは感光層を有してい
る。一例として、直径７８mm、厚さ０．８mmのアルミニ
ウムドラムの表面に、酸化亜鉛微粉末を樹脂分散媒に分
散させたものを塗工した感光ドラムが用いられた。この
保持体１の表面には、静電像２が形成されている。静電
像２は、上述の例にあっては、保持体１の表面を周知の
コロナ帯電法などにより一様帯電せしめ、次いで像露光
を行なうことによって形成させる。もちろん、これ以外
にも形成すべき像に応じたパターンを、陰極線管もしく
はレーザ光を用いて形成してもよいし、針電極等を用い
て静電荷のドットパターンを形成してもよい。

【０００９】さて、上述した保持体１は図示の矢印方向
に、周速８０mm／ｓｅｃをもって回転せしめられ、表面
の静電像２の電位は−５００Ｖであった。なお、保持体
１のアルミニウムドラムは接地されている。

【００１０】保持体１に対向して現像剤支持体としての
移動部材３が設けられている。移動部材３は、一例とし
て直径２５mmのアルミニウムローラの表面に、梨地加工
をしたものが用いられた。この梨地加工としては、たと
えば、この加工によって形成される凹凸の深さが、現像
剤の粒径と同程度もしくはその数倍となるような加工が
行なわれた。移動部材３は、軸４によって回転自在に支
持され、一例として周速８０mm／ｓｅｃで回転せしめら
れる。また、移動部材３は、接地もしくは、ＡＣバイア
ス用の電源５に接続され、いずれかの接続となるようス
イッチによって切換えられる。スイッチとしては図示の
１回路２接点のスイッチ６を用いた。

【００１１】移動部材３は、保持体１に対して間隙ｇを
もって対向配置されている。間隙ｇとしては、実験によ
れば５０μｍ〜３００μｍが適当であり、一例として８
０μｍの間隙ｇが設定された。

【００１２】一方、移動部材３には、現像剤層厚規制部
材としての層形成部材７が圧接されている。この部材７
は、たとえば弾性体であって、一例として硬度６０〜７
０度のゴムブレードが用いられ、このゴムブレードは、
ホルダ８によって一端が保持されている。そして、ゴム
ブレードの中央部が移動部材３に圧接されている。部材
７の圧接力を強めると、移動部材３の表面に形成される
現像剤の層の現像剤の密度は小さくなり、圧接力を弱め
たときは、密度は大きくなる。

【００１３】これらの移動部材３、層形成部材７は、現
像装置としての外形を形成するケース９内に収納されて
いる。ケース９は、プラスチックなどの適当な材料で構
成された筐体であって、内部に現像剤１０（以下、トナ
ーという）を収納している。トナー１０としては、粒径
１２〜１５μｍ、抵抗値１０¹²〜１０¹⁴Ωcmであって、
スチレンアクリル樹脂にカーボンを混入させた非磁性一
成分トナーを用いた。

【００１４】ケース９の下端は、ウレタンなどのシール
部材１１によってシールされ、トナー１０が漏れないよ
うになっている。

【００１５】また、移動部材３には、かきおとし部材１
２が圧接されている。この部材１２は、たとえばリン青
銅板であって、移動部材３に固着したトナー１０をかき
おとし、移動部材３の表面につねに新しいトナー１０を
支持せしめる作用をなす。

【００１６】なお、移動部材３は図示の方向に回転し、
周速は上述した通りであるが、保持体１と同周速とする
だけでなく、それ以上の周速とすることにより、現像さ
れた画像の濃度を上げることができる。

【００１７】また、層形成部材７は、前述したように、
ゴムブレードを用いたが、この硬度６０〜７０度のゴム
ブレードを、ニップ幅が２mmで移動部材３に圧接せし
め、その圧接点での圧接力は７００ｇ／cm²とし、この
場合に形成されたトナー１０の層はほぼトナー１０の粒
径程度となった。

【００１８】しかして上記構成の動作を説明すると、ま
ず保持体１の表面には静電像２が形成される。その表面
電位は−５００Ｖであって、この負に帯電した部分が画
像領域となる。

【００１９】一方、移動部材３は図示の矢印方向に移動
するから、この移動に伴ってトナー１０も移動し、やが
て部材７の圧接力に抗して、部材７と部材３との間を、
部材３とともに移動する。そして、この際にトナー１０
はトナー１０同士の物理的な接触、トナー１０と部材７
（この部材７としては、上述のようにゴムブレードが用
いられるが、その抵抗値は、一例として１０¹⁰〜１０¹⁶
Ωcmのものが選ばれた）との物理的な接触により、帯電
せしめられる。この場合、画像領域が負に帯電している
ので、トナー１０は正に帯電させる。

【００２０】しかして、層形成部材７によって摩擦帯電
せしめられ、しかもその圧接力によって移動部材３の表
面には、トナー１０の薄い層Ｔが形成される。この薄い
層Ｔは移動部材３に支持されつつ移動し、やがて現像領
域Ｄに達する。すなわち、トナー１０は帯電しているの
で移動部材３に静電吸着せしめられ、その状態で現像領
域に達するのである。そして領域Ｄにおいて、丁度静電
像２が対向するので、トナー１０は像２の負電荷によ
り、支持体１側に吸引せしめられて、ついには飛翔す
る。すなわち、正に帯電しているトナー１０は、トナー
１０と移動部材３との間に作用するクーロン力fsと、ト
ナー１０と支持体１との間に作用するクーロン力fjとに
よって、それぞれ、第１図において左右方向に力を受け
る。そして、現像領域Ｄにおいて、fs＜fjとなりトナー
１０は支持体１に向って飛翔し、トナー１０は、像２に
付着する。

【００２１】このようにして現像が行なわれると、移動
部材３は、あいかわらず矢印方向に移動しているから、
やがてシール部材１１を通過し、次いでかきおとし部材
に対向する。そして、かきおとし部材１２によって、移
動部材３の表面に付着している残留トナーの層Ｔ´はか
きおとされる。そして、さらに移動部材３が移動するこ
とにより、再び層形成部材７に対向し、上述した動作が
繰返される。このようにして、連続的な現像が行なわれ
る。

【００２２】なお、スイッチ６を切換えて移動部材３を
接地すると、もっともかぶりの少ない鮮明な画像を得る
ことができた。逆に、スイッチ６を切換えて、ＡＣバイ
アスを電源５によって印加すると、若干のかぶりを生じ
たものの、トナー１０の飛翔効率が著しく高まり、その
分だけ間隙ｇを大きく設定することができた。またＤＣ
バイアスを印加して、周知の現像電極としての効果をも
たせることもでき、ＡＣ、ＤＣバイアスを併用すること
により、上述の２つの効果も得られる。

【００２３】さて、いくつか他の実施例をさらに説明す
ると、まず図２を参照して説明する。

【００２４】これは、層形成部材７の他の例を示すもの
で、ここでは部材７は導電性ゴムブレード１４にアルミ
ニウム電極１３を重合した構成のものである。

【００２５】なお、移動部材３として、ここでは軸４に
よって軸支された金属ローラ３ａに導電性ゴムの表面３
ｂを設けたものが用いられる。

【００２６】また部材７には電極１３を介して、スイッ
チ１７が接続され、このスイッチ１７は接地または電源
１６に接続されている。

【００２７】そして部材７に電源１６を接続させると、
トナー１０の帯電が良好に行なわれた。また、移動部材
３の表面３ｂが弾性を有しているので、部材７との圧接
部分において、トナーに与える圧接力を緩衝することが
でき、トナーに物理的な力が大きく加わることはなく、
その帯電特性に影響を与えない。

【００２８】さらに、現像領域Ｄにおいて、移動部材３
の軸方向にその表面に接してワイヤ１５を張設しておく
と、移動部材３の移動に伴ってトナー層Ｔがこのワイヤ
１５に衝突し、トナー１０の移動部材３から離脱し、保
持体１に向って飛翔する効率を高めることができる。こ
れは前述したＡＣバイアスによる効果を機械的に得るも
のといえる（前者は、この効果を電気的手段により得て
いる）。

【００２９】なお、部材７によって帯電されたトナーの
層Ｔを形成する点、現像メカニズムについては図１の例
と同じであるので詳説しない。

【００３０】また、図３は、移動部材３の他の例を示す
ものである。

【００３１】すなわち、部材３は金属ローラ３ｃに、絶
縁層、たとえばマイラ、テフロン（いずれも商品名）を
コーティングした層３ｄを設けてなるものである。

【００３２】そして、部材３は部材７に対向する位置の
前において、帯電器１８により帯電せしめられる。帯電
器１８は、ここでは接触形のものが用いられる。これ
は、ホルダ１９にカーボンペーパ２０を設け、このペー
パ２０に導電性接着剤層２１を設け、この層２１に導電
性繊維、たとえばＲＥＣ−Ａ（商品名）を植毛してなる
ものである。この繊維は、符号２２であらわされてい
る。

【００３３】しかして、このような構成で、電源２３に
より負電圧を、帯電器１８に印加すると、各繊維２２間
の微少な放電によって、マイラ、もしくはテフロンなど
の絶縁層３ｄが負に帯電せしめられる。そして移動部材
３が、第３図で時計方向に回転することにより、やがて
部材７に対向する。そして、ここでトナー１０の層Ｔが
形成される。このとき、部材７の圧接力によってトナー
１０が摩擦帯電せしめられることは、前述の通りであ
る。また、層３ｄは負に帯電しているから、トナー１０
と部材３との静電吸着力は、図１の例よりも大きい。

【００３４】そして、部材３が像２に対向すると、図３
に示したように、トナー１０と部材３とにはクーロン力
f's が作用し、トナー１０と保持体２との間にはクーロ
ン力f'j が作用し、これらの力関係がf's ＜f'j になる
と、トナー１０が部材３から離脱し、保持体１に向って
飛翔する。そして、ここでは前述したように、層３ｄが
負に帯電しているから、f's ＞fsであり、従ってトナー
１０が離脱するのに要するエネルギをコントロールで
き、前述のＤＣバイアスの効果と同様に、かぶりの防止
を行なうことができる。

【００３５】以上述べたように、本願発明によれば次の
ような効果がある。

【００３６】移動部材が保持体に対して間隙をもって移
動するから、現像剤は画像領域の電荷の存在によるクー
ロン力によって引きつけられ、しかも非画像域に現像剤
が接触しないので、画像領域にのみ現像剤が付着し、か
ぶりのない鮮明な画像を得ることができる。

【００３７】また、帯電された現像剤を移動部材に支持
させるから、磁力等の特別な現像剤搬送手段を必要とし
ない。

【００３８】さらに、移動部材が保持体よりも高速で移
動するから、画像領域に対向する現像剤の層が次々と補
給されることになり、画像濃度を高めることができる。

【００３９】また、移動部材上に担持された現像剤は、
かき落とし部材によって現像後かき落とされるので、移
動部材の表面には常に新しいトナーが支持される。さら
に、かき落とし部材は層形成部材よりも上流に位置して
いるので、移動部材上に固着したトナーが、トナー層厚
をトナーの粒径程度に規制することに悪影響を与えるこ
とがない。

【００４０】また、非磁性一成分現像剤を用いることに
より、磁気的な現像剤搬送手段を不要にし、さらに磁性
一成分現像のように転写効率が悪いなどの欠点を生じな
い。これは、本発明を間接式電子写真法に適用した場合
は十分メリットのある点である。

【００４１】また、像形成部材として移動部材に圧接す
る弾性体を使用することによって、現像剤を摩擦帯電せ
しめ、しかも均一な現像剤を形成することができる。

【００４２】また、移動部材が導電性であって、これを
接地することにより、現像領域における保持体との電位
差が安定して確立できるので、画像が鮮明になる。

【００４３】また、移動部材にＡＣバイアスを印加する
ことにより、現像剤の飛翔効率が高まる。

【００４４】移動部材の表面に凹凸を形成することによ
り、移動部材による現像剤の支持が確実に行なわれ、し
かも移動時の現像剤のこぼれ落ちをなくすことができ
る。これによってかぶりも防止できる。

【００４５】さらに、移動部材を予め帯電させておくこ
とにより、現像剤飛翔の際のエネルギをコントロールで
き、かぶりを防止できる。

【００４６】その他、本願発明はいくつか変形すること
ができ、たとえば層形成部材として前述したものの他、
導電性ゴムブレード、金属ブレードなどが使用できる。
そして、これら弾性ブレードの中央部を移動部材に当接
させることにより、ブレードが滑らかに圧接し、現像剤
の帯電特性に影響を与えることなく、均一な層を形成す
ることができるのである。

【００４７】

【発明の効果】以上詳述したように、本願発明にあって
は、現像剤支持体表面に現像剤の粒径と同程度の深さの
凹凸を形成し、この現像剤支持体表面に担持された非磁
性一成分現像剤に、弾性体の中央部を所定のニップ幅で
圧接させる構成を有している。このため、現像剤は、こ
の現像剤支持体上において、弾性体によって摩擦帯電さ
れるとともに、層厚を現像剤の粒径程度に確実に規制さ
れ、充分にかつ均一に帯電した非磁性一成分現像剤の薄
層を形成することができる。また、この薄層を担持した
現像剤支持体は、像担持体の回転方向と逆方向に、しか
も像担持体の回転速度よりも大きな回転速度で回転する
ので、帯電した現像剤を、像担持体に形成された潜像に
充分な量供給することができる。しかも現像剤は弾性体
によって、一様に薄層となるように摩擦帯電されている
ので、かぶりが無く、また画像濃度の高い鮮明な画像を
形成できるという効果を奏する。さらに、本願発明にお
いては、現像剤支持体から、潜像を現像した後に現像剤
支持体上に残留した現像剤をかき落とし部材によって除
去するため、新しい現像剤が現像剤支持体上に供給さ
れ、この供給された現像剤が弾性体によって、摩擦帯電
及び層規制されるという現像サイクルが乱されることが
無く、鮮明な画像を長期間に渡って得る事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の正面図である。

【図２】本発明の第２の実施例の正面図である。

【図３】本発明の第３の実施例の要部の正面部である。

【符号の説明】

１保持体（像担持体）２静電像３移動部材（現像剤支持体）３ｄ絶縁層５電源７層形成部材（現像剤層厚規制部材）１２かき落とし部材１８帯電器

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の速度で回転する像担持体に形成され
た潜像を非磁性一成分現像剤によって現像する現像装置
において、前記像担持体に対向し、前記像担持体の回転方向と逆方
向に回転可能に設けられ、表面に非磁性一成分現像剤を
担持するとともに、前記表面に現像剤の粒径と同程度の
深さの凹凸が形成された現像剤支持体と、非磁性一成分現像剤を収容し、前記現像剤支持体に非磁
性一成分現像剤を供給する供給手段と、弾性体より構成されるとともに、この弾性体の中央部が
前記現像剤支持体表面に所定のニップ幅で圧接して設け
られ、前記現像剤支持体の回転により、前記現像剤支持
体上に前記供給手段から供給された前記非磁性一成分現
像剤を摩擦帯電させるとともに、この現像剤の層厚を現
像剤の粒径程度に規制する現像剤層厚規制部材と、前記現像剤支持体を前記像担持体よりも高速に回転させ
ることにより、前記現像剤層厚規制部材によって形成さ
れた帯電した現像剤層を前記像担持体に対向させ、前記
潜像に非磁性一成分現像剤を付着させる手段と、前記像担持体と前記現像剤支持体とが対向する位置と、
前記弾性体が前記現像剤支持体に圧接する位置との間
で、前記現像剤支持体に圧接して設けられ、前記潜像に
現像剤を供給した後に前記現像剤支持体の表面に担持さ
れている非磁性一成分現像剤をかき落とすかき落とし部
材とを具備することを特徴とする現像装置。