JPH0239790B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、表面に電荷パターンが形成されてい
る像担持体に現像剤を付着させてその潜像を現像
する現像装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、一般に用いられている電子写真法による
現像とは逆に、原稿の明部をプリント画像として
暗部に現像するネガデイブ→ポジテイブ現象又は
ポジテイブ→ネガテイブ現象を行うういわゆる反
転現像装置が提供されている。これらの反転現像
装置は、複写機、プリンタ、マイクロフイルム・
リーダ・プリンタ又はレーザープリンタ等に採用
されている。

ところで、この種の反転現像装置において従来
のカールソン法による電子写真プロセスを用いる
場合には、下記に挙げる問題点が障害となつてい
る。

即ち、反転現像にあつては例えば感光体を表面
電位800Vでプラス帯電し、ネガテイブな原稿の
明部に対応する領域の表面電位を露光によつて減
衰させ、この領域にプラス帯電トナーを付着させ
て現像するようになつている。このため、通常の
線画を主体とした原稿に対する反転現像の場合に
は、感光体表面の大部分は表面電位が減衰させる
ことなく高電位となつている。一方、現像剤を搬
送する現像ローラの現像バイアスは、感光体の静
電特性、耐電圧及び地肌カブリ等の問題により
500V近傍が限界となつている。このため、高電
位の感光体より現像ローラに向かう方向に強い電
界が形成され、プラス帯電性トナーはこの電界中
で現像ローラ側に引きつけられて現像ローラの周
面にトナー層が形成されてしまう。一度形成され
たトナー層は、現像ローラの回転に伴い何度も前
記電界中を通過することにより、トナー層がさら
に増長されることになる。即ち、トナー層中のト
ナーとトナー、トナーと現像ローラ表面、あるい
はトナー層とキヤリアとの接触点において、接触
抵抗のために局部的に大きな電位降下を生じ、前
記各接触点の極めて小さな間隙を隔てて相対向す
る面に誘電分極によつて正負の電荷が蓄えられる
（一種のコンデンサを形成する）。そしてこの間隙
に著しく高い電界を生じ、強力なマツクスウエル
のひずみ力の結果生ずる、いわゆるJohnsen−
Rahbech効果によつてトナー間に強い凝集力が生
ずる。

ところで、反転現像によつてブラツクソリツド
画像（現像領域の広い画像）を形成する際には、
画像のエツジ部のみが強調され中央部が低濃度と
なるいわゆるエツジ効果が大きいため、このエツ
ジ効果を低減して画像濃度の高い画像を得るため
に比較的帯電特性の低いトナーが用いられてい
る。

しかし、この帯電特性の低いトナーを用いた場
合には特に上記のトナー層が形成され易く、現像
性能に大きな影響を及ぼすことになる。具体的に
この影響を挙げれば、現像剤に一成分現像剤特に
非磁性トナーを用いた場合には、現像ローラ上の
トナー層に電荷が蓄積するため、現像能力が低下
して画像濃度の低下が生ずる。また、トナーとキ
ヤリアとを用いた二成分現像剤の場合には、トナ
ーとキヤリアとが分離して現像ローラ上にトナー
層を形成するため、現像ローラ上の表面はこのト
ナー層によつて絶縁層が生成されて現像バイアス
がきかなくなる。この結果、画像は低濃度でカブ
リの多い画像となつてしまう。

上記のトナー層の形成、及びこのトナー層形成
に基づく弊害は特に上述した反転現像の際に顕著
であるが、ポジテイブ→ポジテイブ現像又はネガ
テイブ→ネガテイブ現像のような従来複写機で用
いられている正転現像の際にも少なからず生ずる
ものであり、この対策が切望されていた。

［発明の目的］ 本発明は上記事情に鑑みて成されたものであ
り、現像剤担持体上のトナー層の形成、増長を防
止して、エツジ効果がなく画像濃度の高い、かつ
地肌カブリの少ない現像を行うことのできる現像
装置を提供することを目的とするものである。

［発明の概要］ 上記目的を達成するための本発明の概要は、像
担持体と現像剤担持体との間に生ずる電界の方向
とは逆方向の電界を、現像剤担持体と導電性部材
との間に形成し、現像剤担持体上の付着するトナ
ーを導電性部材側に解放してトナー層の形成を防
止するようにしたことを特徴とするものである。

［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。第１図は本発明に係る現像装置を適用した
画像形成装置の概略断面図である。第１図に示す
画像形成装置は、ネガテイブな原稿像をポジテイ
ブに現像して記録媒体に転写する装置である。第
１図おいて、この画像形成装置の本体中央部に
は、像担持体である感光体ドラム（以下、感光体
ともいう）１が配設されている。そして、この感
光体ドラム１の周囲には、帯電用帯電器２、本発
明に係る現像装置１０、転写用帯電器３、剥離用
帯電器４、清掃装置５及び除電ランプ６などが順
次配設されている。

そして、感光体１が図示ａ方向に駆動される
と、まず、帯電用帯電器２によつて感光体１を表
面電位800Vで一様にプラス帯電する。次に、こ
の帯電された感光体１に文字パターンに応じたレ
ーザー光、又はネガテイブな原稿像の反射光若し
くは透過光を照射し、照射され領域の表面電位を
減衰させて前記文字パターン又は原稿像に対応し
た電荷パターンを形成する。詳細を後述する前記
現像装置１０は、前記感光体１の電荷パターンに
プラス帯電性トナーを付着させて、ポジテイブな
画像に現像する。

一方、図示しない給紙カセツトより供給される
記録媒体が、前記感光体１の回転と同期されて図
示矢印Ａ方向に沿つて搬送され、転写用帯電器３
の作用によつて、前記感光体１上で現像化された
画像が記録媒体に転写される。その後、この記録
媒体は剥離用帯電器４によつて前記感光体１から
剥離され、図示Ｂ方向に沿つて搬送されながらヒ
ートローラ（図示せず）で転写像の溶融定着が行
われ、排紙トレイ（図示せず）に排出されること
になる。また、転写、剥離動作が終了後の前記感
光体１は、清掃装置５により残留トナーが除去さ
れ、除電ランプ６により残像が消去されて次の複
写動作に備えるようになつている。

次に、前記現像装置１０の詳細について説明す
る。この現像装置１０は、現像機構部２０とトナ
ー補給部４０から成つている。前記現像機構部２
０は現像ローラ２１と、この現像ローラ２１の表
面に形成される現像剤磁気ブラシの厚みを規制す
るドクタ２２と、前記現像ローラ２１の表面に残
留する現像剤磁気ブラシを掻き落とし、現像剤収
容部２５に導く第１、第２のスクレーパ２３，２
４と、前記現像剤収容部２５に収容された現像剤
撹拌体２６と、前記現像ローラ２１の周面に近接
配置された導電性部材２７とを、ケーシング（筐
体）２８内に収容した構成となつている。また、
前記導電性部材２７には電圧印加手段２９が接続
されている。

前記現像ローラ２１は磁気ロール３０と、この
磁気ロール３０に外嵌され図示矢印ｂ方向に回転
するスリーブ３１とから構成されている。前記磁
気ロール３０は、４つの磁極部３２〜３５を有
し、磁極部３２，３４はＮ極、磁極部３３，３５
はＳ極となつている。尚、前記ドクタ２２は、前
記磁極部３２と磁極部３３とのほぼ中間部に相当
する位置に配置されている。また、この現像ロー
ラ２１にはバイアス印加手段３６により例えば現
像バイアス400Vが印加されるようになつている。
尚、このバイアス印加手段３６は印加電圧を切り
換え可能となつており、本実施例のように感光体
１がプラス帯電の場合には図示するようにプラス
の電圧が印加され、感光体１がマイナス帯電の場
合にはマイナスの電圧が印加されるようになつて
いる。

前記現像剤収容部２５には、例えば正帯電性ト
ナーとフエライトキヤリアとから成る二成分現像
剤が収容されている。この現像剤は前記各磁極部
３２，３５の磁力によつて、その磁力線に沿つて
スリーブ３１の周面上に配列して現像剤磁気ブラ
シを形成する。尚、前記スリーブ３１は磁気ロー
ル３０のまわりを回転するので、前記各磁極部３
２〜３５のうちの現像極である磁極部３４には常
に新しい現像剤が供給されるようになつている。

前記導電性部材２７は、前記電圧印加手段２９
による電界印加によつて、前記感光体１を現像ロ
ーラ２１との間に生ずる電界の方向と逆方向の電
界を現像ローラ２１とこの導電性部材２７との間
に形成るようになつている。即ち、本実施例では
感光体１の表面の大部分は表面電圧が800Vであ
り、一方現像ローラ２１には400Vのバイアス電
圧が印加さているため、電界の方向としては感光
体１より現像ローラ２１に向かう方向となつてい
る。これに対し、前記導電性部材２７と現像ロー
ラ２１との間には、現像ローラ２１より導電性部
材２１に向かう方向に電界を形成するようになつ
ている。このため、電圧印加手段２９は前記導電
性部材２７に対して、少なくとも現像ローラ２１
の現像バイアス電圧よりも低い電圧を印加するよ
うになつている。尚、前記電圧印加手段２９は印
加電圧を可変可能であると共に、選択により正負
いずれの電圧をも印加できるようになつている。

尚、本実施例においては、前記現像ローラ２１
と導電性部材２７とのギヤツプを2.1mm、現像ロ
ーラ２１と感光体１との間の現像領域におけるギ
ヤツプを2.0mm、現像ローラ２１とドクタ２２と
のギヤツプをを1.85mmに設定している。また、前
記導電性部材２７は、前記現像ローラ２１による
現像剤搬送方向に対して現像位置よりも後段側に
配置し、かつ、磁極部３５と対向する位置に配置
している。

前記トナー補給部４０は、前記現像機構部２０
にトナーを補給するためのもので、トナー補給口
４１を前記現像剤収容部２５に臨ませたホツパ４
２と、このホツパ４２内で前記トナー補給口４１
を閉塞する状態に設けられたトナー補給ローラ４
３と、このトナー補給ローラ４３側にトナーを搬
送するようにホツパ４２内のトナー層を撹拌する
撹拌ローラ４４とから構成されている。

以上のように構成された現像装置の作用につい
て説明する。像担持体である感光体１は、前記帯
電用帯電器２によつて表面電位800Vにプラス帯
電され、像露光によつて画像部となる領域のみの
表面電位が減衰される。尚、感光体１上の非画像
部は表面電位800Vを維持することになる。通常
の線画を主体としたネガテイブな原稿に基づく感
光体１上の電荷パターンは、大部分が非画像部を
占めることになる。

一方、現像装置１０の現像剤収容部２５内で
は、現像剤撹拌体２６の作用又はスリーブ３１の
回転作用等によりトナーとキヤリアとが充分に摩
擦接触され、両部材の摩擦帯電系列に従つてトナ
ーはプラスにキヤリアはマイナスにそれぞれ帯電
されることになる。このトナーとキヤリアとから
成る現像剤は、各磁極３２〜３５の磁力に基づく
磁力線によつてスリーブ３１の周面上に配列され
て現像剤磁気ブラシを形成し、また、ドクタ２２
によつて現像剤磁気ブラシの厚みが規制される。
さらに、前記スリーブ３１の回転により順次新た
な現像剤が現像ローラ２１によつて搬送されるこ
とになる。そして、この現像剤が前記感光体１上
の電荷パターンと対向する位置に搬送されると、
プラス帯電されたトナーがクーロン力によつて感
光体１上の表面電位減衰領域に吸着され、ネガテ
イブな原稿に基づく電荷パターンに対してポジテ
イブな現像が実行されることになる。

ところで、上記のような反転現像にあつては感
光体１上の大部分の領域は800Vの表面電位を維
持する非画像部となつているため、この高電位の
感光体１より現像ローラ２１に向かう方向に電界
が形成されている。従つて、現像ローラ２１上に
形成された現像剤磁気ブラシのうちのプラス帯電
トナーは、この電界中で現像ローラ２１側に引き
つけられて現像ローラ２１の周面にトナーが付着
することになる。従来装置のように、このような
状態を放置してスリーブ３１を回転させれば前記
電界中を何度も通過することによりトナー層が形
成、増長され、種々の幣害が生ずることになる。

そこで、本実施例装置では、新たに設けた導電
性部材２７と前記現像ローラ２１との間で、導電
性部材２７側に向かう方向の電界を形成し、前記
現像ローラ２１の周面に付着するトナーを導電性
部材２７側に解放してトナー層の形成、増長を防
止している。ここで、本実施例装置において感光
体１の表面電位が800V、現像バイアスが400Vの
条件下で、導電性部材２７への印加電圧と現像ロ
ーラ２１表面へのトナ付着量との関係を実験によ
り測定してみた。第２図は上記の関係を示す特性
図であり、現像バイアス400Vよりも低い電圧を
導電性部材２７に印加することによりトナー付着
量が減少することが確認できた。特に、現像バイ
アスとの電位差が大きい程、即ち、導電性部材２
７と現像ローラ２１との間の電界が強い程トナー
の付着量が低減することが判明し、現像バイアス
電位とは逆極性の電圧を印加することにより大き
な効果が奏されることが分つた。本実施例装置で
は導電性部材２７を単に接地するだけでも大きな
効果が得られ、かつ、構成も極めて簡易となる。

また、本実施例装置のように導電性部材２７を
現像ローラ２１による現像剤搬送方向に対して現
像位置よりも後段側に配置することにより、導電
性部材２７に吸着された現像剤がスリーブ３１の
回転により順次搬送される現像剤によつて現像剤
収容部２５内に押入れられるため、現像剤を確実
に回収することができる。尚、第３図に示すよう
に現像ローラ２１の回転方向が同図図示矢印Ｃ方
向であり、感光体１の回転方向ａに対していわゆ
るwith mode方式を採用する場合には、同図に
示す位置に導電性部材２７を配置すれば、前記実
施例と全く同一の効果を得ることができる。尚、
導電性部材２７の設定位置は上記実施例に示すも
のに限らず、現像極である磁極部３４以外の磁極
部と対向する位置であれば、効果的にトナー層の
形成を防止することができ、例えば第４図に示す
ように現像ローラ２１による現像剤搬送方向に対
して現像位置の前段側に配置してもよい。尚、こ
の場合には連続コピーモード時において導電性部
材２７に吸着された現像剤をケーシング２８より
漏出することを防止する手段を講ずる必要があ
る。

上記のように構成した装置において現像を行つ
た結果、ブラツクソリツド画像に対してもエツジ
効果のない高コントラストの画像を得ることがで
きた。また、本装置において連続コピーを行つた
ところ、初期の画像状態が維持され、現像ローラ
２１のトナー層形成による絶縁被膜が形成されな
いことが確認できた。

尚、本発明は前記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が
可能である。例えば、前記導電性部材を第５図に
示すように現像ローラ２１に近接して延在形成し
た前記ケーシング２８で構成することもできる。
この際、電圧印加手段２９は前記ケーシング２８
に上述した電圧を印加すればよい。このようにす
れば、別個に導電性部材２７を配置する必要がな
いので構成が簡易となり、装置の小型化が図れ
ず。さらに、前記ケーシング２８の延在部を、第
６図に示すように磁極部３５による現像剤の穂立
ち始め部分に接触するように配置することによ
り、トナー飛散の防止効果が向上し、現像剤を効
率よく現像剤収容部２５内に回収することができ
る。

また、本発明は二成分現像剤を用いた現像装置
に適用されるものに限らず、一成分現像剤を用い
た現像装置にも適用できることは言うまでもな
い。さらに、本発明は特に反転現像装置に特有な
幣害を防止することに有効であるが、本発明を正
転現像装置に適用することによつてより画像濃度
の高い鮮明な画像を形成することができる。ま
た、マイナス帯電を行うＮ型感光体を用いる場合
にも感光体１の帯電電位及び現像バイアスに応じ
て電圧印加手段２９の電圧を設定することによ
り、現像ローラ２１と導電性部材２７との間に逆
電界を形成すれば、上記実施例と同様な効果を奏
することができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば像担持体
と現像剤担持体との間の電界によつて現像剤担持
体上に付着するトナーを、導電性部材側に解放吸
着してトナー層の形成、増長を防止することので
きる現像装置を提供することができる。従つて、
このトナー層の形成、増長の防止によつて、低帯
電性トナーを用いた場合にあつてもブラツクソリ
ツド画像のエツジ効果を防止することができ、画
像濃度が高くかつ地肌かぶりの少ない画像を形成
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る現像装置を適用した画像
形成装置の概略断面図、第２図は導電性部材への
印加電圧と現像ローラへのトナー付着量との関係
を示す特性図、第３図は感光体と現像ローラの回
転方向をwith mode方式とした場合の導電性部
材の設定位置の一例を示す概略断面図、第４図は
導電性部材の設定位置の他の例を示す概略断面
図、第５図はケーシングの一部を導電性部材とし
た例を示す概略断面図、第６図は導電性部材であ
るケーシングの磁極部に対する位置関係を示す概
略説明図である。 １……像担持体、２１……現像剤担持体、２７
……導電性部材、２８……筐体、２９……電圧印
加手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面に電荷パターンが形成される像担持体に
   対抗する位置でこれと相対移動する現像剤担持体
   により、筐体内に収納された前記電荷パターンと
   同一の極性の現像剤を搬送し、この搬送途上の現
   像剤を前記電荷パターンに付着させて現像を行う
   現像装置において、前記現像剤担持体に近接し、
   かつ、前記現像剤担持体による現像剤搬送方向に
   対して現像位置よりも後段側に配置された導電性
   部材と、前記現像剤担持体と像担持体との間に生
   ずる電界の方向と逆方向の電界を現像剤担持体と
   導電性部材との間に形成すべく導電性部材に電圧
   を印加する電圧印加手段とを設けたことを特徴と
   する現像装置。 ２ 電圧印加手段は、前記現像剤担持体に対する
   現像バイアス電位とは逆極性の電圧を印加するも
   のである特許請求の範囲第１項に記載の現像装
   置。 ３ 電圧印加手段は、前記導電性部材を接地する
   ものである特許請求の範囲第１項に記載の現像装
   置。 ４ 導電性部材は、前記筐体の一部を前記現像剤
   担持体に近接させて延在形成したものである特許
   請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の
   現像装置。 ５ 導電性部材は、前記現像剤担持体内部の磁極
   部と対抗する位置に配置したものである特許請求
   の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の現像
   装置。