JPH01147488A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 帆墓火Δ机堆分顆 本発明はＩ成分系または２成分系現像剤を用いる電子写
真方式の複写機、またはプリンター等の現像装置に関す
る。

従来の技術 近年、情報処理量の増加に伴い電子写真方式の作像装置
は利用方法が多様化している。すなわち、複写機にとど
まらずオリジナル文書の作成用プリンターとしても用い
られるようになり一層高画質で多機能な製品が要求され
ている。

このような電子写真方式の現像において、現像に用いら
れる帯電トナーは現像ロールの回転に伴って一方向に移
動し感光体表面近傍に供給されるに対し、感光体面上に
形成された潜像電場は空間的に複雑な形となっている。

すなわち、潜像電場は像の縁辺部では強く（エツジ効果
と呼ばれる）、このため現像により得られた画像はエツ
ジ部の強調された電子写真特有の画像となる。このよう
な現象は、現像剤の移動方向とエツジ部の電場との関係
で生じ、その効果はエツジの方向により異なる。

すなわち、現像剤の移動方向に対し垂直なエツジ、細線
の現像濃度は低く、画質低下を生じる。

このような画像濃度低下の原因としては、かぶり防ＩＥ
のために印加されたバイアス電位により感光体近傍の白
地部のトナー濃度が減少すること、また、細線の場合潜
像電場が局所に限られ、近接する潜像の縁辺電場によっ
て遮蔽されて現像不良を起こすこと、及びエツジや細線
近傍に生成する逆電場によりトナーが感光体潜像面から
反撲されることなどが挙げられる。

このような現象は、ロールを用いた現像方法に共通して
おり、特に二成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像の場合
に顕著に認められる。

二成分現像法は高速複写が可能で優れた画質の得られる
現像法であるが、プリンター用など特にオリジナルの文
書作成には、未だ充分満足できる画質が得られていない
。

かかる二成分現像が有する大きな欠点は、現像剤中のト
ナー濃度が通常１０％未満と少ないことである。したが
って、充分な現像濃度を得るためには、感光体の表面に
対する現像ローラの相対速度を大きく保ち充分なトナー
の供給を行う必要がある。

一般に感光体面へのトナー付着量りは Ｄ＝ＡθＶ／（１＋１／Ｂθ）で表される。

ここでＡ、Ｂは定数、■は感光体表面垂直方向の電場で
あり、θは現像ロール上のスリーブ周速の感光体面に対
する速度比であってθが小さく、速度比の低い場合には
充分な画像濃度を得ることができない。一方θを大きく
すれば画像濃度は得られるが、横細線や画像端部の現像
不良を起こし易い。

発明が解決しようとする問題点 このような現像不良を防止するため、従来はトナー濃度
を高くしたり、あるいはキャリヤ導電率を高くする等の
方法がとられた。しかし、トナー濃度を高くすればかぶ
りが発生しやすく、また、キャリヤ導電率を大きくすれ
ば除電作用を生じ、筋やかすれの原因となり、キャリヤ
付着も発生し易い。

本発明は、かぶりの増大、キャリア付着、筋、かすれが
なく、しかも横細線の再現性のよい優れた画質が得られ
る現像装置を提供することを目的とする。

本発明は現像剤を表面に保持し回動する現像ロールの感
光体近接領域において、該現像ロール面が感光体に接近
する部分と、現像ロール面が感光体より離れる部分との
間に感光体に対する現像バイアスの差を設けたことを特
徴とする現像装置を提供するものである。

作用 現像ロール表面が現像領域に接近する部分では、弱いバ
イアス電場もしくはトナーと同極性のバイアス電場とな
りトナーを感光体に移動させ、一方、現像ロール表面が
現像領域から離れて行く部分ではトナーと同極性の強い
バイアス電場となり、トナーを感光体より取り除く作用
をする。

実施例 つぎに本発明を実施例に基づきさらに具体的に説明する
。

第１図は本発明装置の一具体例を示す断面図である。第
１図に示すごとく、現像装置１は表面に感光体層１００
ａを設は矢印ａ方向に回転する感光体１００に近接して
配置される。該現像装置１は前記感光体１００に近接す
る円筒状の回転可能な現像ロール３、該現像ロール表面
と一定の間隙を有し現像剤量の規制を行う規制板７およ
びこれらを収納固定すると共に、キャリアとトナーから
なる現像剤８を貯留する現像剤貯槽９を設けたケーシン
グ１０からなる。現像ロール３内には、現像ロール３周
面に現像剤を刷子状に保持するための磁石ロール１３が
固設されている。キャリアは電気抵抗１０８Ωｃｍ以上
、粒径５〜１００μ次の磁性キャリアである。なお、現
像剤貯槽９には図示しない補給装置からトナーが適宜補
給されるようになっており、現像剤貯槽９内には現像剤
を撹拌する撹拌部材１１が設けられている。

前記現像ロール３は、金属ドラム４、該金属ドラム表面
に設けられた絶縁層５、およびさらにその表面に設けら
れた微少電極６からなる。

また、前記微少電極６は現像ロール３の長平方向にわた
って回転軸に対し平行に多数分割して形成される。該電
極の分割方向の幅は現像ロール表面の現像有効幅以下と
するのが好ましい。この上うな微少電極としては絶縁層
の上に設けられた金属の蒸着層、あるいは化学メツキの
メタライジングを施した後フォトレジストを塗布光学的
に焼付してエツチングを行う方法などにより得られた電
極が用いられる。さらに、細かな例えばｍｍあたり１〜
５本の軸に平行な溝をロール面の絶縁性層上に作成し、
この溝上にカーボンブラック、金属粉等を含有する塗料
を塗布し、ブレードで溝の間の山部の塗料を除去して縞
状に電極を作成してもよい。また、印刷によって電極を
形成してもよい。

なお、前記規制板７および撹拌部材１１は従来公知の材
質、構造のものがいずれも好適に用い得る。

第２図は前記微小電極６にバイアス電圧を印加する回路
図、また第３図は微小電極６にバイアス電圧を供給する
刷子の構造を示す斜視図である。

第２図および第３図に示ごとく、現像ロール３上に設け
られた前記各縞状の微小電極６は無端状の抵抗Ｒ８によ
り相互に結合される。各縞状の電極６は、感光体１００
に対する最接近位置の上流側（手前側）の一定の位置で
現像ロール３端部に設けられた摺擦刷子１２ａ及び１２
ｂにより、抵抗Ｒ３及びＲ２からなる回路を介して直流
電源１４．１５に接続されており、刷子１２ａ及び１２
ｂにはそれぞれ電圧Ｅ１、Ｒ２が印加されている。刷子
１２ｂに印加される電圧Ｅ、はトナーを現像ロール３側
へ引き付けるようトナーと逆極性の電圧であり、刷子１
２ａに印加される電圧Ｅ８はトナーの感光体ｌＯＯ側へ
の移動を容易にするよう電圧Ｅ、よりも低い電圧もしく
はそれと逆極性の電圧が印加される。刷子１２ａ及び１
２ｂに印加される電圧Ｅ、及びＥ、は抵抗Ｒ３、Ｒ７に
よって必要な値に設定されるが、その電圧は刷子１２　
ａ　、　１２　ｂの抵抗Ｒ３に対する接触位置により異
なり、両者が離れているほど電圧Ｅ３、Ｅ。

の差が大きくなるように設定する必要がある。通常現像
領域は１１以内であり、この範囲でスリーブ面に発生す
るバイアス電圧の差が１００〜５ｏｏｖあれば充分な効
果を得ることができる。現像領域の中央部におけるバイ
アス電圧の値は従来と同様表面電位の６０％以内でよい
。また、第２図に示すようにコンデンサＣを介して刷子
１２ａと１２ｂの間に交流電圧を重畳して現像特性を改
良することができる。交流電源は５０〜２０００Ｈ２，
２０００Ｖ（ｐ−ｐ）以上で効果が得られる。

なお、各縞状電極を結合する抵抗として、前記第３図の
抵抗Ｒ３のかわりに、電極面上にカーボンブラック等を
分散混入した高抵抗の保護被覆層を設けてもよい。該高
抵抗層の抵抗は、層表面の帯電の時定数が１秒以下、印
加バイアス電圧で発熱しない程度の抵抗値であることが
必要であり、面抵抗１００にΩ〜１００ＭΩの範囲であ
ればよい。

つぎに、本発明装置を用いて現像を行う場合について説
明する。第１図に示すごとく、感光体１００は矢印ａ方
向に、現像ロール３は矢印す方向に回転する。一方、現
像剤８は磁気的に現像ロール３の表面に刷子状に保持さ
れる。該トナーは規制板７にて穂高を規制され、現像ロ
ールの回転に伴って感光体と近接した現像領域に向かう
。各微少電極は回転して上流側の摺擦刷子１２ａと接触
し電位Ｅ１が印加される。また微少電極６は、さらに回
転して下流側摺擦刷子１２ｂと接触し電圧Ｅ。

が印加される。したがって、感光体１００に対して一定
の位置関係を有する微少電極部分は常に所定の電位とな
る。すなわち、感光体面１００に対して現像剤の接触が
始まる位置では印加されるバイアスは弱められるか場合
によってはトナーと同極性のバイアスが印加され充分な
トナーを感光体面に供給する。一方、現像剤面が感光体
から離れろ位置（現像の終点）では前記バイアスに比べ
強いバイアスが印加され不要トナーが完全に感光体面よ
り除去される。

現像開始位置にて弱い負バイアスあるいは正バイアスと
することにより、この部分に充分なトナーが送り込まれ
る。また、分割された縞状電極間に現像中心部を挟んで
電圧が印加されることにより、現像剤層のなかに感光体
面に対して平行な電場成分が生じ、キャリヤ中のトナー
の移動を助ける。

また電圧供給を行う摺擦刷子の接触部分は、露出した電
極との接触摩擦に耐える材質であればよなお、本発明は
、−成分系現像剤を用いる現像装置にも適用でき、この
場合現像ロール３は非磁性の部材からなり現像ロール３
に圧接されたブレードによりトナーは帯電され、現像ロ
ール３の表面に静電的に保持され現像領域へ搬送される
。

また、本発明装置の現像ロールは表面に前記微小電極を
設けた無端ベルトの形態であってもよい。

このように本発明では現像ロールなどの現像剤担持体と
静電潜像を有する感光体との間のバイアスが部分的に異
なり均一でない電場を有している。

実験例 二成分磁気ブラン現像の現像ロール（２４，５ｍｍφ）
のアルミスリーブに約４０μｍの厚さに熱硬化性エボキ
ン樹脂を塗装し、加熱、エージングして硬化した。この
上にスクリーン印刷法を用いカーボンブラックを含有す
る導電性塗料で中０．６４　ｍｍ、ピッチ１．２８ｍｍ
の軸に平行な縞模様を印刷して、縞状の微小電極（厚さ
１０〜２０μＪりとした。熱硬化後、カーボンブラック
を含有する高抵抗塗料（１−１００ＭΩ）を厚さ５〜Ｉ
Ｏμｍ塗布して現像ロールとする。なお、端部約１ｃｍ
は高抵抗塗料を塗布せず、この部分に摺擦刷子が接触す
る。摺擦刷子は現像部を挿んで６ｍｍの間隔で接触し、
上部刷子には正電圧２００ｖを印加、下部刷子は負電圧
−４００■を印加する。感光体の画像暗部表面電位は一
７００■、周速（現像部では下方に移動）　２５０　ｍ
ｍ１ｓｅｃ、現像ロール周速は４００　ｍｍ１ｓｅｃで
ある。

この現像ロールを組み込んだ現像装置を用いて複写を行
ったところ、従来の方法よりも細線及びエツジ部の濃度
が良好なかぶりのない画像が得られた。

発明の効果 本発明の現像装置によれば現像時のエツジ効果の方向性
、横細線再現性が改善され、画像濃度が向上する。また
、現像ロールの回転速度を低下させることが可能となっ
た結果、現像剤の飛散が減少する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一具体例を示す断面図、第２図は
バイアス電圧を印加する回路図、第３図は微小電極にバ
イアスを印加する刷子の部分の構造を示す斜視図である
。 図中のおらな符号は次のとおりである。 ３：現像ロール、６．微小電極、１２ａ、１２ｂ　：摺
擦刷子。 特許出願人　ミノルタカメラ株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像剤を表面に保持し回動する現像ロールの感光
   体近接領域において、該現像ロール面が感光体に接近す
   る部分と、現像ロール面が感光体より離れる部分との間
   に感光体に対する現像バイアスの差を設けたことを特徴
   とする現像装置。
2. （２）該現像ロールが、回転軸に対し平行に分割された
   複数の電極を有し、現像ロール面が感光体に近接する部
   分と、現像ロール面が感光体から離れる部分とに異なる
   バイアス電位を与えた前記第（１）項の現像装置。