JPH02157874A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、非磁性のトナーにより現像を行う現像装置に
関する。

［従来の技術］ 従来の現像方法あるいは装置は、ＵＳＰ−２６１８５５
２やＵＳＰ−２８４６３３３に代表される二成分現像法
や、ＵＳＰ−３９０９２５８やＵＳＰ−４１２１９３１
に代表される一成分磁性現像法から特開昭５７−１１４
１６３に代表される一成分非磁性現像法、特願昭６３−
９１０００で本出願人が提案した一成分非磁性非接触現
像法に至るまで様々な手段が考案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前述の従来技術では、二成分現像法の場合は、
現像電極効果により鮮明な画像は得られるがキャリアの
温度管理が必要なこととキャリアのかきとり効果により
画像が乱れるという問題点を有し、−成分磁性現像法の
場合は、二成分現像法でのキャリアの問題は解決された
ものの鮮明な画像を得るための各部品の高い位置精度が
必要な上に磁性粉の着色が困難なためカラー画像を形成
することが甚だ困難であるという問題点を有し、−成分
非磁性現像法の場合は、トナー搬送体に特殊な機能をも
たせるため高コストになるだけでなく接触現像法のため
非画像部へのトナー付着を生じ画質を劣化させてしまう
という問題点を有していた。

また、本出願人の提案による前述の従来技術では、トナ
ー搬送体上には先のプロセスにおいて付着したトナー　
はこり、その他の帯電粒子等の異物が付着したままであ
り、この上に均一に帯電した均一なトナー薄層を形成す
ることは困難であった。さらに、　トナー搬送体上への
トナーのフィルミングが発生し、画像品質を劣化させる
ことがあった。また、　トナー１疑集が発生し易く、出
力画像の安定性がないという問題点を有していた。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは、−成分非磁性現像法による高い
画像品質の得られる現像装置を提供するところにある。

さらに他の目的は、画像法度に寄与するトナーの帯電電
荷量の制御が可能な現像装置を提供するところにある。

さらに他の目的は、−成分非磁性のトナーを用いたフル
カラーの現像装置を提供するところにある。さらに他の
目的は、現像ギャップを小さくしてもトナー凝集がなく
非接触の現像が可能な現像装置を提供するところにある
。

［課題を解決するための手段］ 本発明の現像装置は、静電潜像を形成する潜像担持体に
隣接して配設され、像形成体であるトナーを搬送するト
ナー搬送体を有し、前記トナー搬送体上のトナーを静電
的に前記潜像担持体に付着させて前記静電潜像を顕像化
し、前記トナー搬送体は導電性支持体上に絶縁層を形成
してなる現像装置において、前記トナー搬送体に隣接し
てトナー攪拌手段が配設され、前記導電性支持体と前記
トナー攪拌手段との間には電圧印加手段により電界が印
加されることを特徴とする。

また、本発明の現像装置は、前記トナー攪拌手段が、複
数配設されることを特徴とする。

さらにまた、本発明の現像装置は、前記トナー搬送体の
トナー搬送方向に対して、前記トナー攪拌手段よりも上
流側に前記トナー攪拌手段と同様な部材から成るトナー
搬送体クリーニング手段が配設され、前記導電性支持体
と前記トナー搬送体クリーニング手段との間には電圧印
加手段により電界が印加されることを特徴とする。

さらにまた、本発明の現像装置は、前記トナー攪拌手段
のうち少なくとも一つが導電性のブレードであり、前記
導電性支持体と前記導電性ブレードとの間には交流成分
を含む電圧印加手段により電界が印加されることを特徴
とする。

［作用］ 本発明の上記の構成によれば、トナー搬送体に供給する
以前にトナーを攪拌する手段を配設することによりトナ
ーを摩擦帯電させ、トナーをトナー搬送体に静電気力に
より付着させることができる。また、トナー搬送体の導
電性支持体とトナー攪拌手段との間に電圧印加手段によ
り電界を印加することにより、　トナーのトナー搬送体
への静電的な付着をより効果的に行うことができる。

また、本発明の上記の構成によれば、さらにトナー搬送
体付近にトナー搬送体上のトナーを攪拌する手段を配設
することにより、トナー搬送体上で帯電量が小さく、ト
ナー搬送体に対する静電付着力の弱いトナーをかき取る
ことができる。かき取られたトナーはトナー攪拌手段に
より攪拌されｊｌＪ擦帯電量を増加させ、トナー搬送体
に静電的に付着させることができる。また、トナー攪拌
手段がトナー搬送体上のトナーを擦過することによりト
ナーの摩擦帯電量は増加し、さらに、トナー搬送体上に
フィルミングしているトナーをトナー搬送体からかき落
とすことができるため、トナーのフィルミングによる画
像孔れは生じなくなる。

さらに、本発明の上記の構成によれば、導電性支持体と
導電性ブレードとの間に印加される交流成分を含む電圧
による電界により、トナー搬送体上の帯電粒子及び空隙
に導かれた帯電トナーが往復運動しトナー搬送体に衝突
を繰り返すため、トナー搬送体上の不要な帯電粒子や異
物が除去され確実なトナー薄層形成が可能となり、さら
に静電凝集を起こしたトナー塊に交流電界を与えること
により、逆極性の電荷を持ったトナーにそれぞれ逆方向
にクーロン力が発生するためトナーの凝集を防止あるい
は解除できる。さらにトナーあるいはトナー塊同士、あ
るいはトナー搬送体やトナー搬送ｆｆｉ規制部材との衝
突によってもトナーの凝集が防止されまたは解除される
。また、交流成分を含む電圧を一定値に収束させるよう
に印加することは絶縁層を除電する効果を有し、安定な
トナー帯電が可能となる。

以下、実施例により本発明の詳細な説明する。

［実施例］ 第１図は本発明の実施例における現像装置の断面概観図
であって、潜像担持体１は導電性の支持部２の上に光導
電性を有する感光層３を塗膜したものであって、感光層
３を帯電器４により所定の電位になるように帯電させた
後にレーザー等の光源５から出射した光を回転多面鏡等
（図示せず）を用いて走査し結像光学系６により感光層
３に結像させて電位コントラストを得て潜像担持体１上
に静電潜像を形成し、一方現像器７は像形成体であるト
ナー８を帯電させかつトナー搬送体９で搬送するもので
あって、トナー搬送体９は導電性支持体１０の上に絶縁
層１１を薄層形成したものである。トナー搬送体９に隣
接して配設した第一トナー攪拌手段３１は、導電性円筒
状部材３２にファーブラシ３３を植え込んだもので、ト
ナー溜り２１においてトナーを攪拌し、トナーと摩擦部
材及びトナー同士の接触摩擦により帯電したトナー８が
トナー搬送体９に静電的鏡像力によって保持され搬送さ
れる。トナー搬送体９に隣接して導電性かつ平板状のブ
レード１４が配設され、導電性支持体１０とブレード１
４との間には交流成分を含む電圧印加手段１５を接続し
、所定の電荷量に帯電したトナー８をトナー搬送体９と
ブレード１４との空隙部において往復運動させる。また
、交流成分を含む電圧による電界によりトナー搬送体上
の帯電粒子も空隙に導かれた帯電トナーとともに往復運
動しトナー搬送体に衝突を繰り返すため、トナー搬送体
上の不要な帯電粒子や異物が除去され良好なトナー搬送
体表面状態を得ることができ、確実なトナー薄層形成が
可能となり、トナー凝集塊の中に含まれる互いに反対の
極性の電荷を持ったトナーは交流電界中のクーロン力に
より電荷の極性にしたがって反対方向に飛翔するという
攪拌効果、さらにトナーあるいはトナー塊同士の衝突あ
るいはトナー搬送体、トナー搬送量規制部材との衝突が
起こるためトナーの凝集を防止しあるいは解除できる。

また、現像プロセスの休止時間を利用して、一定値に収
束する交流成分を含む電圧を印加することにより絶縁層
を除電することができるため、絶縁層の過剰帯電による
放電の危険性を除去して安定なトナー帯電を行うことが
できる。

第二トナー攪拌手段４１は、第一トナー攪拌手段３１と
同様な部材からなり、　トナー搬送体９上のトナー層を
攪拌するものである。トナー搬送体９上のトナーは第二
トナー攪拌手段４１によって擦過、攪拌され、トナー同
士、あるいは他の摩擦部材と接触摩擦することにより帯
電量を増加させる。

導電性支持体１０と第一トナー帯電手段３１、第二トナ
ー攪拌手段４１との間に電圧印加手段４５を接続し電圧
を印加すれば効果的である。このとき、導電性支持体１
０と第一トナー攪拌手段３１との間に印加する電圧より
も、導電性支持体１０と第二トナー攪拌手段４１との間
に印加する電圧を高くすることは、トナー８の帯電量の
制御に有効である。また、帯電量が小さくトナー搬送体
９への付着力の小さなトナーは第二トナー攪拌手段４１
によりかき落とされ、攪拌され、摩擦帯電量を増加させ
、さらに、トナー搬送体９上のフィルミングも破壊され
る。帯電しているトナー８はトナー搬送体９に静電的鏡
像力によって保持され搬送されて現像ギャップ（潜像担
持体１とトナー搬送体９が近接する部分）に近付き、支
持部２と導電性支持体１０との間に現伸バイアス印加手
段１７により電圧を印加して潜像担持体１の静電潜像の
電位コントラストに応じて現像電界を発生させ電荷を持
ったトナー８を潜像担持体重の静電潜像に向かって飛翔
させ電位コントラストに応じたトナー付着量を得て潜像
を顕像化して、さらに転写器１８により潜像担持体１上
に付着したトナー８を静電的に記録紙１９に転写し加圧
や加熱等の手段によりトナー８を記録紙１９に定着し所
望の画像を得るものである。トナー搬送体のトナー搬送
方向に対して現像ギャップよりも下流において、トナー
攪拌手段３１と同様の部材であるトナー搬送体クリーニ
ング手段５１は、ブラシの先端部がトナー搬送体と接触
する位置に配設され、トナー搬送体９上のトナーはトナ
ー搬送体クリーニング手段５１によって擦過、攪拌され
、トナー同士、あるいは他の摩擦部材と接触摩擦するこ
とにより帯電量を増加させる。また、帯電量が小さくト
ナー搬送体９への付着力の小さなトナーはトナー搬送体
クリーニング手段５１によってかき落とされ、攪拌され
摩擦帯電量を増し、さらに、　トナー搬送体９上のフィ
ルミングも破壊される。また、　トナー搬送体クリーニ
ング手段として導電性のブラシを用いることにより絶縁
層１１の除電が可能であり、絶縁層１１の過剰帯電によ
る放電の危険性等を除去して安定なトナー搬送をおこな
うことができる。このときにも付着力の弱いトナーはか
き落とされ、フィルミングは破壊される。尚、第１図に
おいて、各部の電位は潜像担持体１の支持部２をＯｖと
すると導電性支持体１０が−３００Ｖ、第一トナー攪拌
手段３１が一６００Ｖ、第二トナー攪拌手段４１が一９
００ｖであり、ブレード１４には＋３００〜−９００Ｖ
　（Ｖｐ−ｐ＝１２００ｖ）、１０００Ｈｚの交流成分
を含む電圧が印加され、各部の空隙を潜像担持体ｌとト
ナー搬送体９との間がＱ、２ｍｍ、トナー搬送体９とブ
レード１４との間が０．１５ｍｍに設定された場合にコ
ントラストの高い漬度階調性の高いトナー像を形成する
ことができ、光源５に半導体レーザーを用いると高解像
で面槙階調性に優れたトナー像を形成することができた
。さらに、第１図において、矢印はそれぞれの部材の回
転方向を示すが本発明を限定するものではなく、また上
述の数値も本発明を限定するものでないのは同様であり
、潜像担持体１の感光層の構成方法等は本図に限定され
るものではない。また、印加する交流成分を含む電圧は
、望ましくは振幅１００〜２０００　Ｖ。

周波数５００〜５０００Ｈｚ程度であるが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、電圧波形も正弦波、矩形
波、三角波、鋸歯状波等、波形に限定されないことは言
うまでもない。

尚、第１図においてトナーの安定な供給を行うことがで
き、　トナー搬送体上のトナーの厚みを薄くできるため
非接触の現像を行うことができトナー層が２〜５層程度
ならば現像ギャップは１００〜２００μｍ程度に小さく
して鮮明な画像を得ることができ、トナー搬送体は円筒
状でも無端ベルト状でもよく、　トナー搬送体の絶縁層
はポリエチレンテレフタレートやポリカーボネートやポ
リサルホンやテフロンやナイロンやクロロブレンやニト
リルブタジェンラバーやポリエステルやポリスチレンや
ポリアクリロニトリルやポリ塩化ビニリデンやポリフッ
化ビニリデンやポリ酢酸ビニルやポリビニルブチラール
やポリウレタンゴムやシリコーンゴム等の高い絶縁性を
有する樹脂を用いることにより安定なトナー帯電を行う
ことができ、絶縁層の厚みは絶縁性と耐久性を考慮する
と１００μｍ以下が適当である。

また、本実施例においてトナー攪拌手段としてファーブ
ラシを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、例えば多数の導電性針状部材にそれぞれ樹
脂をコーティングした部材を円筒状部材に埋め込んだブ
ラシや、スポンジローラーを用いても同様な効果が得ら
れる。

さらにまた、第一トナー攪拌手段３１、第二トナー攪拌
手段４１、トナー搬送体クリーニング手段５１は、必ず
しも同様な部材である必要はないことは言うまでもない
。

以上実施例を述べたが、本発明は以上の実施例のみなら
ず、広く電子写真記録装置等の現像装置に応用すること
ができ、非磁性の一成分トナーを用いた複写機やページ
プリンター　ファクシミリ、表示体等、磁性を必要とし
ない現像剤を用いた現像装置に応用すれば有効である。

［発明の効果コ 本発明の上記の構成によれば、トナー搬送体に供給する
以前にトナーを帯電させる手段を配設することにより、
　トナーをトナー搬送体に静電気力により付着させるこ
とができる。

また、本発明の上記の構成によれば、トナー搬送体付近
にトナー搬送体上のトナーを攪拌する手段を配設するこ
とにより、トナー搬送体上で帯電量が小さく、　トナー
搬送体に対する静電付着力の弱いトナーをかき取ること
ができる。かき取られたトナーはトナー攪拌手段により
攪拌され摩擦帯電■を増し、トナー搬送体に対する静電
付着力を強めることができる。また、　トナー攪拌手段
がトナー搬送体上のトナーを擦過することにより、　ト
ナーの摩擦帯電量は増加する。さらに、トナー搬送体上
にフィルミングしているトナーをトナー搬送体からかき
落とすことができる。この結果トナー搬送体上のトナー
帯電量は増加して安定し、トナーのフィルミングによる
画像孔れは生じなくなる。

トナー搬送体のトナー搬送方向に対して現像ギャップよ
りも下流において、　トナー攪拌手段と同様の部材であ
るトナー搬送体クリーニング手段をブラシの先端部がト
ナー搬送体と接触する位置に配設すると、トナー搬送体
上のトナーはトナー搬送体クリーニング手段によって擦
過、攪拌され、トナー同士、あるいは他の摩擦部材と接
触摩擦することにより帯電量を増加させることができる
。

また、帯電量が小さくトナー搬送体への付着力の小さな
トナーはトナー搬送体クリーニング手段によってかき落
とされ、攪拌され摩擦帯電量を増し、さらに、　トナー
搬送体上のフィルミングも破壊される。また、　トナー
搬送体クリーニング手段として導電性のブラシを用いる
ことにより絶縁層の除電が可能であり、絶縁層の過剰帯
電による放電の危険性等を除去して安定なトナー搬送を
おこなうことができる。このときにも付着力の弱いトナ
ーはかき落とされ、フィルミングは破壊される。

さらにまた、本発明によれば、ブレードと導電性支持体
との間に交流成分を含む電圧を印加することにより、簡
単な構造で低コストでメインテナンスが簡単な一成分非
磁性のトナーを用いた現像装置が可能になり、現像プロ
セスを実行しなからｌ・ナー搬送体のクリーニングが行
え、さらにトナーの攪拌効果があるためトナーの凝集を
防止しあるいは解除するため高品質な画像を得ることが
でき、絶縁層の過剰帯電による放電の危険性を除去して
安定なトナー帯電を行うことができ、電圧印加手段の電
圧を制御することによりトナーの帯電電荷■を制御して
画像の種類や環境変化によらず鮮明で高渣度の画像を得
ることができ、−成分弁６ｇｉ性のトナーを用いたフル
カラーの現像が転写等の問題もなく可能になり、現像ギ
ャップを小さくしてもトナー搬送体上のトナー層の厚み
を十分薄くして鮮明な画像を形成することができ、簡単
な構造で高画質の画像の得られるフルカラーの現像が可
能になる、という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における現像装置の断面概観図
。 潜像担持体 ト ナート ナー 導電性支持体 絶縁層 ブレード 電圧印加手段 第一トナー攪拌手段 第二トナー撹拌手段 電圧印加手段 トナー搬送体クリーニング手段 電圧印加手段 以　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電潜像を形成する潜像担持体に隣接して配設さ
   れ、像形成体であるトナーを搬送するトナー搬送体を有
   し、前記トナー搬送体上のトナーを静電的に前記潜像担
   持体に付着させて前記静電潜像を顕像化し、前記トナー
   搬送体は導電性支持体上に絶縁層を形成してなる現像装
   置において、前記トナー搬送体に隣接してトナー攪拌手
   段が配設され、前記導電性支持体と前記トナー攪拌手段
   との間には電圧印加手段により電界が印加されることを
   特徴とする現像装置。
2. （２）前記トナー撹拌手段が、複数配設されることを特
   徴とする請求項１記載の現像装置。
3. （３）前記トナー搬送体のトナー搬送方向に対して、前
   記トナー搬送体上のトナーを静電的に前記潜像担持体に
   付着させて前記静電潜像を顕像化する部分よりも下流側
   に前記トナー攪拌手段と同様な部材から成るトナー搬送
   体クリーニング手段が配設され、前記導電性支持体と前
   記トナー搬送体クリーニング手段との間には電圧印加手
   段により電界が印加されることを特徴とする請求項１記
   載の現像装置。
4. （４）前記トナー攪拌手段のうち少なくとも一つが導電
   性のブレードであり、前記導電性支持体と前記導電性ブ
   レードとの間には交流成分を含む電圧印加手段により電
   界が印加されることを特徴とする請求項１記載の現像装
   置。