JP2992319B2

JP2992319B2 - 現像装置

Info

Publication number: JP2992319B2
Application number: JP23810990A
Authority: JP
Inventors: 純一寺井; 真小夫; 英俊矢野; 尚史庄司; 伸介菊井; 朋子小川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1989-10-18
Filing date: 1990-09-07
Publication date: 1999-12-20
Anticipated expiration: 2014-12-20
Also published as: JPH03200985A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、静電潜像を担持する像担持体と該像担持体
に対向して配設した現像電極との間隙部にトナーとキャ
リヤとを有する二成分現像剤を落下させ、前記静電潜像
をトナーで現像する、電子写真複写機、ファクシミリ、
プリンタ等の画像形成装置に用いる現像装置に関する。

従来の技術トナーとキャリヤとを有する二成分現像剤を用いる現
像装置の現像方式は、一般に磁気ブラシ方式とカスケー
ド方式に大別される。

磁気ブラシ方式においては、べた画像の濃度再現性は
十分であり装置の小型化が容易である反面、画像に方向
性がありべた画像の後端が白く抜けたり、掃き目のよう
なすじが発生する。又線画像においても特に細線が切れ
切れになり、その画質は決して満足できるものではな
い。これは、この現像方式では、現像スリーブ内に配置
された磁石ローラの磁場によって形成される現像剤の磁
気ブラシにより、感光体上の静電潜像を摺擦しながら現
像するために発生する問題である。更にこの方式では、
現像装置内で最も高価な部品である磁石ローラを必要と
するため、現像装置の低コスト化に限界が生ずるという
課題もある。

一方、カスケード方式においては、線画像の再現性に
優れており画像の方向性もなく、又装置内で高価な部品
も使用されていない。

しかしべた画像の現像において、輪郭の再現性は良好
なものの中央部の現像能力が不十分である。これは現像
電界が不十分であることによる。しかし現像電界を強め
ると、重力が作用して落下しているキャリヤが分極によ
り感光体へ付着することになる。即ち、キャリヤに磁気
的束縛力の作用する磁気ブラシ方式のように、現像電界
強度を十分強めるまで現像電極を感光体に近接させるこ
とができない。

このような現像能力の不足を解決する手段の一つとし
て、ホッパをできるだけ高い位置に設け、現像剤の落下
により生ずる運動エネルギーを積極的に利用する方法が
考えられるが、装置が大型化することは免れない。

又、現像電極を感光体に沿って円弧状に形成する方法
も知られているが、この構成によれば、現像剤が遠心力
により電極に沿って流れるため、感光体にあまり接触せ
ず効果的でないと共に、同様に装置の大型化を招くとい
う問題がある。

発明が解決しようとする課題本発明は従来技術に於ける上記問題を解決し、カスケ
ード方式において装置を大型化させることなく現像能力
を向上させ、高画質を達成すると共に、低コストの現像
装置を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段本発明は上記課題を解決するために、請求項１の発明
は、静電潜像を担持する像担持体と該像担持体に対向し
て配設された現像電極との間隙部にトナーとキャリヤと
を有する二成分現像剤を落下させ、上記静電潜像をトナ
ーで現像する現像装置において、前記現像電極は円筒形
状であり、その前記像担持体に対向する側の表面周速の
向きが前記二成分現像剤の落下する方向と反対の方向で
あるように回転し、前記二成分現像剤は前記現像電極の
表面であって前記像担持体に対向する側の表面に落下す
ることを特徴とし、請求項２の発明は、上記に加えて、前記現像電極の表
面は凹凸を有する形状であることを特徴とする。

作用本発明によれば、請求項１の発明においては、二成分
現像剤を、その落下する方向と反対方向の周速をもって
回転する現像電極の表面に落下させることになるので、
現像電極に対する二成分現像剤の相対速度と両者間に作
用する摩擦力とにより二成分現像剤は大きな衝撃力を受
け、この位置でクラウドトナーが発生してこれが像担持
体の静電潜像を効果的に現像する。

請求項２の発明によれば、現像電極の表面を凹凸を有
した形状とすることにより、落下する二成分現像剤が現
像電極表面に衝突するときの入射角が、凹凸表面の凸部
側面に当たることで小さくなり、現像剤の受ける衝撃力
が一層大きくなる。また現像電極と現像剤との間の摩擦
係数を大きくすることにもなり、現像能力の向上に有利
である。

実施例第１図は請求項１又は２の発明の現像装置の概略構造
を示す。

現像装置は画像形成装置の像担持体１の静電潜像を現
像する場合を示す。

図示しない画像形成装置において画像形成工程が開始
されると、像担持体１が図において時計方向に回転を始
め、像担持体１は除電、帯電工程後露光されその上に静
電潜像が形成され、現像装置において静電潜像がトナー
により現像され、このトナー像が給送された転写紙上に
転写され、続いて定着された後排出されて画像が完成さ
れることになる。

現像装置の現像溜まり２内にはトナーとキャリヤとを
有する二成分現像剤が収納されている。

一般の磁気ブラシ現像装置においては、キャリヤ材質
としては、鉄、フェライト、マグネタイト等の磁性粒子
をそのままか、もしくはその表面にポリマーコート層を
被覆したものか、あるいはバインダーポリマー中に磁性
粒子を分散したものが使用されている。ところが本発明
においては磁気力を使用しないため、トナーとの摩擦帯
電系列を満たしていればキャリヤの磁性、非磁性は任意
であり、ガラス、セラミックス、ポリマー粒子等であっ
てもよい。

現像工程が開始されると、パドルホイール３は反時計
方向に回転を始め、現像剤は攪拌、帯電されながら汲み
上げられ、図に示す矢印Ａ方向に飛ばされる。この場
合、現像剤が流れるケーシング４の部分は滑らかな曲面
に形成されることが望ましい。

飛ばされた現像剤は、ケーシング４の端部と部材10と
で構成された現像剤ホッパ６内に落下し、オリフイス７
を通過して流下する。

現像剤溜まり２内のトナー濃度が低下すると、トナー
補給ローラ８が回転しトナーホッパー９内から現像剤溜
まり２内へトナーが補給される。

パドルホイール３から現像剤ホッパ６内に供給される
現像剤の量をW₀、オリフイス７から流出する量をW₁とす
ると、W₀＞W₁なる関係を満たすようにオリフイス７の間
隔及びパドルホイール３の回転数を設定する。この結
果、現像剤ホッパ６では現像剤が溜まり勝手になり、現
像領域への一定の現像剤供給量が保証される。

なお現像剤ホッパ６内に供給された過剰の現像剤はホ
ーバーフローすることになる。又、現像装置停止時には
自然流出により現像剤ホッパ６内は空になるので、像担
持体１及び現像装置の交換やメンテナンス作業の際のこ
れらの取り出しが容易になる。

オリフイス７から流出した現像剤は、像担持体に対向
して配設された現像電極５上に落下して飛ばされ、像担
持体１に衝突した後落下し再び現像剤溜まり２内に流れ
込み、新鮮な現像剤と混合される。この際現像剤の流速
による運動エネルギーの助けを受け、現像電極５と対向
する像担持体１の表面において像担持体１にその電位に
対応したトナー付着が行われる。

現像電極５は接地又は直流もしくは交流等の適当な電
圧印加手段に接続され、現像電界が強調される。

現像電極５はローラ状であり、その像担持体１側の周
速が矢印に示す如く現像剤の落下する方向とは反対方向
の向きとなるように時計方向に回転される。そして現像
剤は、現像電極５の像担持体１側の表面上に落下する。

第２図は一般的なカスケード方式の現像における現像
剤の運動エネルギーと現像能力との関係を示した曲線図
である。本図から明らかなように、現像能力は現像剤の
運動エネルギーの増加にほぼ比例して増加する。これ
は、現像剤が像担持体１又は現像電極５に衝突した時に
運動エネルギーが衝撃力に変換され、この衝撃力が大き
くなると現像が促進されるためである。従って現像能力
を向上させるには、現像剤の速度を増加させる必要があ
る。

一般に現像剤速度を増すには、現像剤が像担持体１に
衝突する位置からオリフィス７までの高さを高くする方
法があるが、この場合には必然的に現像装置の大型化を
招くことになる。

そこで本発明では、現像電極５を現像剤の落下方向と
は逆向きに、図で見て時計方向に回転させ、位置エネル
ギーに基づく現像剤の運動エネルギーが一定であって
も、現像電極と現像剤の間の相対速度差を大きくして、
現像剤に大きな衝撃力を与えるようにしている。その結
果、現像剤中のトナーはキャリヤから離脱して電界のみ
に束縛される状態となり、像担持体１上の静電潜像、即
ち画像のある部分ではこれに転移し、一方、非画像部に
おいては現像電極５に吸着し、静電潜像に一致した正確
なトナー像を形成する。

また、高速現像をする場合等において更に現像能力を
大きくする必要がある場合には、現像電極５の表面を、
例えばＶ溝、アヤメローレット、サンドブラスト加工等
により、凹凸を有する形状にすることが望ましい。この
ようにすれば、現像剤の受ける衝撃力を更に増加させ、
より一層現像能力の向上を図ることができる。

第３図は像担持体としてベルト状の像担持体１を用い
た場合の実施例を示す。現像装置としては第１図に示す
ものと同様であり、このような像担持体を有する画像形
成装置に対しても同様に本発明を適用することができ
る。

第４図は、本実施例の現像装置における現像電極５の
回転速度が現像能力に与える影響を示す曲線図である。
図示の如く、現像能力を向上させるためには現像電極５
の回転速度を速くするのが良い。

効果以上の如く、請求項１の発明によれば、二成分現像剤
が現像電極表面に対して相対速度をもつことになるの
で、両者間の摩擦力の作用の下に二成分現像剤が現像電
極から大きな衝撃力を受けクランドトナーが発生し、現
像能力を向上させ像担持体上の静電潜像を効果的に現像
することができる。

請求項２の発明においては、現像電極の表面を凹凸を
有する形状にするので、二成分現像剤に与える衝撃力を
更に大きくし現像能力をより一層向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の現像装置の説明図、第２図は二成分現
像剤の運動エネルギーと現像能力との関係を示す曲線
図、第３図は他の実施例の現像剤の説明図、第４図は現
像電極の回転速度による運動エネルギーと現像能力との
関係を示す曲線図である。１……像担持体５……現像電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者庄司尚史東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者菊井伸介東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者小川朋子東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (56)参考文献特開昭50−96232（ＪＰ，Ａ) 実開昭52−162146（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/09 G03G 15/06 101

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像を担持する像担持体と該像担持体
に対向して配設された現像電極との間隙部にトナーとキ
ャリヤとを有する二成分現像剤を落下させ、上記静電潜
像をトナーで現像する現像装置において、前記現像電極は円筒形状であり、その前記像担持体に対
向する側の表面周速の向きが前記二成分現像剤の落下す
る方向と反対の方向であるように回転し、前記二成分現像剤は前記現像電極の表面であって前記像
担持体に対向する側の表面に落下することを特徴とする
現像装置。
【請求項２】前記現像電極の表面は凹凸を有する形状で
あることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。