JP3087541B2

JP3087541B2 - 現像装置

Info

Publication number: JP3087541B2
Application number: JP05283162A
Authority: JP
Inventors: 義雄井上; 啓平田; 富夫大貫; 豊矢加部; 長和桶川
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1993-11-12
Filing date: 1993-11-12
Publication date: 2000-09-11
Anticipated expiration: 2015-09-11
Also published as: JPH07134500A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ、フ
ァクシミリなどの電子写真装置の潜像担持体に現像ロー
ル上のトナーを移動させて付着させる現像装置に関し、
特に、トナーと磁性キャリアとを有する二成分現像剤を
用い、現像ロール上の現像剤層が潜像担持体に非接触の
ままトナーを移動させる現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の現像装置として、従来、下記
（Ｊ01)の技術が知られている。（Ｊ01）（特開昭６０−１７６０６９号公報記載の技
術）この公報には、二成分現像剤の薄層を潜像担持体と
非接触となるように磁石を内包した現像ロール上に形成
し、直流電界に交流電界を重畳した現像電界を、潜像担
持体と現像ロール間に印加し、現像を行う方法が記載さ
れている。

【０００３】前記従来の技術（Ｊ01）は下記の問題点が
ある。前の工程で現像されたトナーを乱さないようにす
るため、現像剤を潜像担持体に十分接触させない設定に
なっている。そのため、現像効率を十分確保する事は困
難である。これを回避するには、トナー濃度をあげて、
非接触時の現像効率を上げる方策もあるが、この場合か
ぶりを抑えるために、トナー濃度を極めて精度よく制御
しなければならない。

【０００４】（Ｊ02）（特開平３−１１３４７４号公報
記載の技術）この公報には、磁気ロールを用いて二成分
現像剤をドナーロールに進ませ、前記ドナーロール上に
トナーを転移させてトナー層を形成し、前記ドナーロー
ル上に形成したトナー層に接触または近傍に配置された
電極部材ワイヤにより、トナー雲を形成して、潜像を現
像する方法が記載されている。この方法によれば、前記
ドナーロール上に形成したトナー層に接触または近傍に
配置された電極部材ワイヤに交流電圧を印加するなどの
方法により、電極部材ワイヤ近傍にトナー雲が形成さ
れ、高効率の現像が達成される。

【０００５】前記従来の技術（Ｊ02）は下記の問題点が
ある。副次的な問題点として、前記電極部材ワイヤに、
粗大トナー粒子、トナーの凝集体、空中を漂う埃の繊
維、転写紙を形成する紙の繊維などの所謂異物が現像動
作中に引っ掛かり、電極部材ワイヤ部に局部的に蓄積さ
れて、前記ドナーロール上に形成したトナー層に筋を作
ったり、電極部材ワイヤに印加するバイアス電圧により
形成される、電界の均一性を局部的に乱す原因となる
為、様々な画像欠陥をもたらすという現象がある。

【０００６】（Ｊ03）（特開昭５７−２０７２６６号公
報記載の技術）この公報には、ブラシ状ローラでクラウ
ドを作りワイヤ電極部材に交流電界と直流電界を与えて
トナーに泳動を与える方法が記載されている。

【０００７】前記従来の技術（Ｊ03）は下記の問題点が
ある。この方法の欠点は、ブラシ状ローラによるトナー
帯電の安定性が低いこととワイアー部へのトナーの塊や
繊維状の異物の引っ掛かりである。

【０００８】（Ｊ04）（電子写真学会誌第２８巻第３
号、第４０頁、山本肇他著（編）、「色がさね現象によ
るカラー電子写真プロセス」）この刊行物には、一成分
現像によりドナーロール上にトナー層を形成し、ドナー
ロールと潜像担持体間距離を１５０ミクロン程に非常に
近接させて、直流電界を印加し、既に潜像担持体上に現
像されている現像トナー像を乱すことなく色がさね現像
を可能とする装置の記載がある。

【０００９】前記従来の技術（Ｊ04）は下記の問題点が
ある。この装置においては一成分トナーの帯電を帯電ブ
レードに頼っており、トナーの帯電量が不安定なこと
や、ドナーロールとトナーの接触力がかなり強くトナー
が選択的に現像されるため、現像されにくいトナーが徐
々に現像装置内に残留し、画像濃度が比較的短期に低下
する欠点がある。

【００１０】（Ｊ05）（特開平４−７０８７４号公報記
載の技術）この公報には、現像ロールの周速を略１と
し、励起電極を設け、トナーを現像剤表面に引き上げる
方法が提案されている。

【００１１】前記従来の技術（Ｊ05）は下記の問題点が
ある。潜像担持体と現像剤が接触状態である事から、前
段階で現像したトナー像を乱すことは避けられない。ま
た現像ロール上の現像剤は現像ロール磁極部でトナー密
度の高い表層が反転し底層に移動するため、磁極と電極
部材の位置によっては高効率の現像が実現できないとい
う欠点を有している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記従来技術
に鑑み、下記の記載内容を課題とする。（Ｏ01）十分な現像効率を有し、トナーの帯電量が安定
で、色重ね現像が可能な非接触型の現像装置を提供する
こと。

【００１３】

【課題を解決するための手段】次に、前記課題を解決す
るために案出した本発明を説明するが、本発明の要素に
は、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実
施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。ま
た、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する
理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明
の範囲を実施例に限定するためではない。

【００１４】（本発明）前記課題を解決するために、本発明の現像装置は、現像
領域（Ｒ）において潜像担持体（Ｓ）に対向して配置さ
れるとともに表面に付着したトナー及び磁性キャリアか
らなる現像剤を前記現像領域（Ｒ）に搬送する現像ロー
ル（３）と、前記現像ロール（３）内側に配置された磁
石（８，９，１０）と、前記磁石（８，９，１０）を固
定状態で支持するとともに前記現像ロール（３）を回転
可能に支持する現像装置ケース（１）と、前記現像領域
（Ｒ）において現像ロール（３）表面及び潜像担持体
（Ｓ）表面間に電界を形成して前記現像ロール（３）表
面のトナーを前記潜像担持体（Ｓ）に移動させるバイア
ス電源とを備えた現像装置において、下記の要件を備え
たことを特徴とする、（Ｙ01）前記現像領域（Ｒ）において現像ロール
（３）表面に沿う磁力線が形成されるように前記現像ロ
ール（３）内側の磁石（８，９）の磁極が前記現像領域
（Ｒ）の現像剤搬送方向の両外側に配置されたこと、（Ｙ02）前記磁極間でかつ前記現像領域（Ｒ）の前記
現像剤搬送方向上流側の現像ロール（３）表面から所定
距離離れた位置に電極部材（１１）を配置したこと、（Ｙ03）前記電極部材（１１）は前記現像ロール
（３）に対して前記現像ロール（３）表面の現像剤層中
のトナーを現像剤表層側に引き寄せる直流電圧のみが印
加されていること。

【００１５】前記本発明の構成要件（Ｙ03）中の「前記
現像ロール（３）表面の現像剤層中のトナーを現像剤表
層側に引き寄せる直流電圧のみが印加されている」の意
味は、接地されている場合（０ボルトの直流電圧が印加
されている場合）を含むものとする。（本発明の実施態様１）本発明の実施態様１の現像装置は、前記本発明の現像装
置において下記の要件を備えたことを特徴とする、（Ｙ04）前記電極部材（１１）は接地電極部材とした
こと。

【００１６】（本発明の実施態様２）本発明の現像装置
の実施態様２は、前記本発明または本発明の実施態様１
の現像装置において、下記の要件を備えたことを特徴と
する、（Ｙ05）前記電極部材（１１）を現像ロール
（３）表面の現像剤に接触するように配置したこと。

【００１７】（本発明の実施態様３）本発明の現像装置
の実施態様３は前記本発明の実施態様２の現像装置にお
いて、下記の要件を備えたことを特徴とする、（Ｙ06）
前記電極部材（１１）を現像ロール（３）表面の現像
剤の層厚規制部材として用いたこと。

【００１８】（本発明の実施態様４）本発明の現像装置
の実施態様４は前記本発明または本発明の実施態様１〜
３のいずれかの現像装置において下記の要件を備えたこ
とを特徴とする、（Ｙ06）前記現像ロール（３）表面
及び潜像担持体（Ｓ）表面間に印加される電界は、直流
電界に交流電界を重畳した電界であること。

【００１９】

【作用】

（本発明の作用）次に、前述の特徴を備えた本発明の作
用を説明する。前述の特徴を備えた本出願の第１発明の
現像装置では、現像装置ケース（１）により現像ロール
（３）が回転可能に支持され、その現像ロール（３）内
側に配置された磁石（８，９，１０）は固定状態で支持
されている。前記現像ロール（３）はその表面に付着し
たトナー及び磁性キャリアからなる現像剤を前記現像領
域（Ｒ）に搬送する。前記現像ロール（３）内側の磁石
（８，９）の磁極は現像領域（Ｒ）の上流側および下流
側に配置されており、前記現像領域（Ｒ）においては磁
力線が現像ロール（３）表面に沿って形成されている。
このため、前記現像領域（Ｒ）においては、現像ロール
（３）表面の現像剤は磁力線に沿って配置されるため、
現像剤の層厚が薄くなる。このため、現像領域（Ｒ）で
の現像剤の層厚は潜像担持体（Ｓ）に接触しないよう規
制される。

【００２０】前記磁極間でかつ前記現像領域（Ｒ）の前
記現像剤搬送方向上流側の現像ロール（３）表面から所
定距離離れた位置に配置された電極部材（１１）は現像
ロール（３）との間の直流電位差により、現像ロール
（３）表面の現像剤中のトナーを現像ロール（３）表面
から外方（現像剤表層側）に引き寄せる。すなわち、現
像ロール（３）上の現像剤層中のトナーは電極部材（１
１）近傍で潜像担持体（Ｓ）に近づく側（現像剤表層
側）に引き寄せられる。前記現像領域（Ｒ）に対応した
現像ロール（３）内部には磁極が存在しないため、現像
剤表層側に引き寄せられたトナーはそのままの状態で現
像領域（Ｒ）に進行するため、非接触で高効率の現像が
実現できる。

【００２１】（本発明の実施態様１の作用）前記本発明
の実施態様１の現像装置は前記電極部材（１１）を接地
電極部材としたので、電源を用いる必要がない。

【００２２】（本発明の実施態様２の作用）前記本発明
の実施態様２の現像装置では、前記電極部材（１１）を
現像ロール（３）表面の現像剤に接触するように配置し
ているので、現像剤が常に電極部材（１１）をこすりな
がら移動する。このため、電極部材（１１）上にトナー
が付着してそれが固まるというような事態の発生が防止
される。前記電極部材（１１）を現像ロール（３）表面
上の現像剤から離れて配置した場合には、電極部材（１
１）上にトナーが溜まって固まり、そのトナーの固まり
が落ちたときに、画質が悪くなるという事態が発生し得
るが、本発明の実施態様の２ではそれを防止することが
できる。

【００２３】（本発明の実施態様３の作用）前記本発明
の実施態様３の現像装置では、前記電極部材（１１）を
現像ロール（３）表面の現像剤の層厚規制部材として用
いたので、従来用いていた層厚規制部材は省略すること
ができる。

【００２４】（本発明の実施態様４の作用）前記本発明
の実施態様４の現像装置では、前記現像ロール（３）表
面及び潜像担持体（Ｓ）表面間に印加される電界が、直
流電界に交流電界を重畳した電界であるので、現像効率
を上げることができる。

【００２５】

【実施例】次に図面を参照しながら、本発明の実施例を
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。（実施例１）図１は本発明の現像装置の実施例１の縦断
面図である。図２は図１の現像領域Ｒ部分の拡大図で同
実施例１の作用説明図である。図１および図２におい
て、潜像担持体Ｓに隣接して図中右側に現像装置Ｇが配
置されている。現像装置Ｇの現像装置ケース１は図１
中、前記潜像担持体Ｓに対向する左側面に開口部２が形
成されている。現像装置ケース１の内部には前記開口部
の右側に現像ロール３が回転可能に支持されている。こ
の現像ロール３は反時計周りに回転駆動されるようにな
っている。この現像ロール３と前記潜像担持体Ｓとが対
向する部分の狭い空間により現像領域Ｒが形成されてい
る。

【００２６】この現像ロール３の右側には現像装置ケー
ス１内部のトナーおよび磁性キャリアから構成される現
像剤を撹拌し且つ現像ロール３に供給する第１オーガー
４が配置されている。この第１オーガー４の右側には前
記現像剤を撹拌する第２オーガー６が配置されている。
前記現像装置ケース１には、現像剤層厚規制部材７が支
持されている。この現像剤層厚規制部材７は、その先端
部が前記現像ロール３表面に隣接して配置されており、
現像ロール３表面に付着して搬送される現像剤の層厚を
規制する機能を有している。

【００２７】前記現像ロール３の内側には、３個の磁石
８，９，１０が配置されている。磁石８は反時計周りに
回転駆動される現像ロール３内部において、前記現像領
域Ｒの上流側の位置に対応して配置され、磁石９は下流
側の位置に対応して配置されている。また、磁石１０は
前記第１オーガー４に対向する位置の少し上方に配置さ
れている。前記現像装置ケース１により支持された電極
部材１１は、前記現像領域Ｒの上流側で且つ、前記磁石
８の下流側に配置されている。この電極部材１１は前記
現像ロール３表面に付着した現像剤層が接触するよう
に、現像ロール３表面から所定の距離だけ離れた位置に
配置されている。この電極部材１１は接地されており、
前記現像ロール３に対して相対的にプラスのバイアス電
位が付与されている。なお、前記潜像担持体Ｓも現像ロ
ール３に対して相対的にプラスのバイアス電位が付与さ
れている。

【００２８】（実施例１の作用）次に前述の構成を備えた本発明の実施例１の作用を説明
する。現像剤は前記第１、第２オーガー４，６で攪拌／
搬送され、現像ロール３にピックアップされる。現像ロ
ール３付着した現像剤は現像剤層厚規制部材７にて搬送
量を規制される。現像剤層厚規制部材７を通過した現像
剤は現像ロール３の表面に付着して搬送され、前記電極
部材１１を接触通過した後、現像領域Ｒに進入する。こ
の時、潜像担持体Ｓは、前工程で−５００〜−８００Ｖ
程度に一様に帯電され、その後、画像部を露光され、画
像部の電位は−１００〜−２００Ｖ程度に低下する。こ
の状態で潜像担持体Ｓは矢印Ａ方向に沿って移動してく
る。ここでトナーは負帯電トナーのため、露光部は現像
が行われ、残った現像剤は現像装置ケース１内部に回収
される。

【００２９】次に図２により、現像領域Ｒ近傍の現像剤
の挙動を説明する。現像ロール３に付着した現像剤は、
磁力線に沿ってほぼ図２に示すのような形態で搬送され
る。図中で白丸はキャリア、黒丸はトナーを示す。従来
の現像方式では、磁極上に付着した現像剤を使い、磁極
上の現像剤ブラシで現像するのが一般的であるが、トナ
ー像を重ねて現像を行う方式の場合、この方式だと、前
工程で現像されたトナーを、前記の現像剤ブラシがこす
ってしまい、画像を著しく乱してしまう。そこで、本発
明では磁石を現像領域Ｒの両側に配置している。それに
より現像領域Ｒでは磁力線が潜像担持体Ｓに沿って存在
し、かつ非接触に設定されているため、現像剤は前のト
ナー像を乱す事はない。

【００３０】しかしながらこの状態では現像効率が著し
く低下するため、何らかの手段によって現像効率を確保
する必要がある。特開昭６０−１７６０６９において
は、直流電界に交流電界を重畳した現像電界を現像ロー
ルに印加し、現像効率を上げる方策が考案されている。
しかしながら、先に述べたように十分な現像効率を確保
する事は困難である。そこで、本発明では、現像領域Ｒ
の上流側で、かつ前記の磁石の下流側に電極部材１１を
設けている。この電極部材１１は現像ロール３に対して
電位差を設けるように設定される。すなわち、現像ロー
ル３上のトナーが電極部材１１側に引き寄せられるよう
設定されており、そのためのバイアス電位は、電極部材
１１を接地させることで形成している。

【００３１】これによりトナーは、現像ロール３の搬送
に伴い、電極部材１１近傍で現像剤の表層側に引き寄せ
られる。これにより現像領域Ｒ近傍でトナーは現像剤の
表層側に多く存在するので、潜像担持体Ｓ上に移動し易
くなり、非接触状態のまま現像効率を上げる事が可能に
なる。また、電極部材１１近傍では現像剤が非接触であ
る必然性はないため、電極部材１１と現像剤を接触させ
ることで、トナーを効率良く現像剤の表層側に引き寄せ
る事が可能になる。さらに本実施例１では現像ロール３
に直流電界に交流電界を重畳した電界（たとえばＤＣ−
４００Ｖ、ＡＣＰｅａｋｔｏＰｅａｋ１．５ＫＶ
（周波数１．５ＫＨｚ））を印加する事で、現像効率を
さらに上げている。

【００３２】（実施例２）次に、図３，４により本発明
の現像装置の実施例２について説明する。図３は本発明
の現像装置の実施例２の縦断面図である。図４は同実施
例２で使用される電極部材１１の詳細説明図である。な
お、この実施例２の説明において、前記実施例１の構成
要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その
詳細な説明を省略する。この実施例２は、下記の点（Ｓ
01），（Ｓ02）で前記実施例１と相違しているが、他の
点では前記実施例１と同様に構成されている。（Ｓ01）前記実施例１の現像剤層厚規制部材７を省略
して、電極部材１１を現像ロール３表面の現像剤の層厚
を規制する部材（現像剤層厚規制部材）として用いた
点。（Ｓ02）この実施例２の電極部材１１は、図３，４に
示すように、現像装置ケース１に支持された板バネ１１
a、この板バネ１１aの先端に固着された弾性部材１１
b、および電極１１cから構成されている。

【００３３】（実施例２の作用）前記板バネ１１a先端
に固着された電極１１cを現像剤と接触させることで、
現像剤の層厚を規制すると共に、電極部材１１としての
効果（現像剤層の中のトナーを現像剤表層側に引き寄せ
る効果）を得ることができる。なおこの実施例２は、表
現を変えると、前記図１に示す実施例１の現像剤層厚規
制部材７を前記磁石８，９間の上流側に設け、その現像
剤層厚規制部材７先端に電極を形成したものであるとも
言える。

【００３４】（変更例）以上、本発明の実施例を詳述し
たが、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内
で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更
実施例を下記に例示する。

【００３５】（Ｈ01）現像ロール３と第１オーガー４
との間に、現像剤を現像ロール３に搬送するパドルホイ
ールを配置することも可能である。

【００３６】

【発明の効果】前述の本発明の現像装置は、下記の効果
を奏することができる。（Ｅ01）非接触現像を達成した上で、十分な現像効率
を低コストで実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の現像装置の実施例１の縦断面
図である。

【図２】図２は前記図１の現像領域Ｒ部分の拡大図で
同実施例１の作用を説明ための図である。

【図３】図３は本発明の現像装置の実施例２の縦断面
図である。

【図４】図４は同実施例２で使用される電極部材１１
の詳細説明図である。

【符号の説明】

Ｒ…現像領域、Ｓ…潜像担持体、１…現像装置ケース、
３…現像ロール、８…磁石、９…磁石、１０…磁石、１
１…電極部材、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者矢加部豊神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者桶川長和神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社内 (56)参考文献特開平６−118799（ＪＰ，Ａ) 特開平３−145664（ＪＰ，Ａ) 特開平４−70874（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/095 G03G 15/06 101

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】現像領域において潜像担持体に対向して
配置されるとともに表面に付着したトナー及び磁性キャ
リアからなる現像剤を前記現像領域に搬送する現像ロー
ルと、前記現像ロール内側に配置された磁石と、前記磁
石を固定状態で支持するとともに前記現像ロールを回転
可能に支持する現像装置ケースと、前記現像領域におい
て現像ロール表面及び潜像担持体表面間に電界を形成し
て前記現像ロール表面のトナーを前記潜像担持体に移動
させるバイアス電源とを備えた現像装置において、下記
の要件を備えたことを特徴とする現像装置、（Ｙ01）前記現像領域において現像ロール表面に沿う
磁力線が形成されるように前記現像ロール内側の磁石の
磁極が前記現像領域の現像剤搬送方向の両外側に配置さ
れたこと、（Ｙ02）前記磁極間でかつ前記現像領域の前記現像剤
搬送方向上流側の現像ロール表面から所定距離離れた位
置に電極部材を配置したこと、（Ｙ03）前記電極部材は前記現像ロールに対して前記
現像ロール表面の現像剤層中のトナーを現像剤表層側に
引き寄せる直流電圧のみが印加されていること。