JPH0273274A - 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】 本発明は一般に現像装置に関し、特に例えば電子写真複
写装置やレーザビームプリンタのごとき画像形成装置に
使用される現像装置に関する。

従」Ｌぬ」Ｌ術 周知のように、この種の現像装置は、トナーホッパの開
口部に回転自在に軸支されている現像スリーブにて該ト
ナーホッパに収容されている電気抵抗値の高い一成分磁
性トナーのごとき現像剤を保持し、現像スリーブに印加
される現像バイアス電圧によって前記現像剤を静電潜像
が形成されている像担持体に供給することで、前記静電
）ｌｆｆｔｌの可視化を行なうようになっているもので
ある。

上述した現像装置の基本構成としては、前記トナーホッ
パ及び現像スリーブに加えて、前記トナーホッパの開口
部に一端側か回動自在に軸支され且つ前記現像スリーブ
外周面と接触することによって前記現像スリーブ上に保
持された現像剤を均一に薄層化するためのブレードを備
えているものが一般的である。上述したごとき基本構成
の現像装ｔの他に、現像剤の供給、攪拌を促進するため
に、トナーホッパ内部に攪拌機構が設けられた現像装ご
も開発之れでいる。なお、前記現像スリブ内には、前記
現像スリーブ外周面上に前記トナーホッパ内の現像剤を
引き寄せて保持するために１円柱形状を呈したマグネッ
トが固定的に介装されており、又、前記現像スリーブに
は、現像時に前記現像剤を現像スリーブ外周面と（を担
持体外周面との間で往復動させるための交流電圧にα波
電圧が重畳された現像バイアス電圧を印加する現像バイ
アス電源が接続されている。前記ブレードには、磁性ブ
レードか或いは弾性ブレードが用いられている。

が　　　よ−　　る ところで、上述したごときＭＲ成の従来の現像装置にあ
っては、その基本的な構成が前記のようにかなり簡素化
されているので、現像装置の小型化を図るには適してい
るが、現像特性の面では、必らずしも満足のいくものと
はなっていない、その理由は、像担持体上に形成された
静電潜像を現像するプロセスにある。以下に該プロセス
に÷キ詳述する。即ち、−度現像スリーブ上に現像剤が
保持されると、該現像剤と前記現像スリーブとの間で生
ずる摩擦によって該現像剤が帯電し、該現像剤の持つ重
量比電荷量（Ｑ／Ｍ）が増加する。この現像剤の摩擦帯
電と同時に、鏡像力によって現像スリーブ上には現像剤
が得た電荷と絶対値が等しい異符号の電荷が出現し、該
現像剤は、現像スリーブ上に出現した異符号の電荷との
間に作用するクーロン力によって現像スリーブ上に強く
引き付けられることとなる。このような現象は、現像剤
の重量比７１！荷縫（Ｑ／Ｍ）が大きければ大きいほど
顕著となる。しかるに、現像時に、前記現像スリーブと
像担持体との間に印加される現像バイアス電圧によって
、像担持体外周面と現像スリーブの外周面との最近接領
域にある現像位置においては、前記現像剤の持つ鏡像力
よりも強い直流成分の取得された。交流電界が存在して
いる。現像剤は、この交流電界の作用によって像担持体
外周面と現像スリーブ外周面との間を往復動じながら（
所謂ジャンピング現象）、最終的には像担持体りの静電
Ｈｓ像の重付と現像バイアス電圧とによって決定される
現像剤の像担持体への静電吸着（リカ）、斥力の均衡に
より前記静電潜像を可視化する。この静１ｔＰＰＩ像の
可視化に際して、像担持体上の静電Ｈｇ像が形成されて
いる部位（以下「印字部」という）に対応する現像スリ
ーブ上の部位上の現像剤は、前記可視化のために消費さ
れるので前記部位上の現像剤の薄層は殆んど残存してい
ないが、を担持体上の静電潜像が形成されていない部位
（以下「非印字部」という）に対応する現像スリーブの
部位ヒの現像剤は、殆んど消費されることがなく、前記
部位りに残存している。このような状態で、引きＮＡ！
！ｔＩ１４１１ｆ持体上に形成された新たな静１！ＨＩ
像の可視化を実施すべく、新たな現像剤が現像スリーブ
上に保持されて現像剤の薄層が形成されると、従前の現
像工程で消費されなかった現像剤の残存している部位と
そうでない部位との間において現像剤の重量比電荷量（
Ｑ／Ｍ）及び凝集度に差異が生じてくる。そのため、像
担持体」二に新たに形成された静電潜像の可視化を行な
うと、従前の現像工程で消費されなかった現像剤が残存
している現像スリーブ上の部位に保持されている現像剤
によって可視化が行なわれた画像の部位と、そうでない
現像スリーブ上の部位に保持されている現像剤によって
可視化が行なわれた画像の部位とでは、画像濃度が相違
することがあった。そこで、前述したような後に形成さ
れた静電潜像の可視化に際してその画像濃度が従前の画
像パターンに依存するごとき濃度履歴をキャンセルする
ことを目的として、以下に記載するような２つの方法が
提案されるに至った。即ち。

イ）現像スリーブに、スクレーバを当接させ、該スクレ
ーバにて従前の現像工程において消費されずに現像スリ
ーブ上に残存している現像剤のＦ［を強制的に除去する
方法。

口）転写材のごとき複数枚の記録材が個々に画像形成部
に搬送されてくる時間間隔に合わせて該時間中に現像ス
リーブ、ヒに保持されている現像剤を像担持体上に均一
に供給し、画像形成装置の転写領域下流側にて前記像担
持体に供給した現像剤を像担持体から強制的に除去する
方法。

がそれである。

しかしながら、ｈａした２つの方法のいずれにあっても
、現像スリーブ上或いは像担持体上から現像剤をいわば
機械的に除去するだけであり、現像剤の循環性が悪く又
機構的な面で現像装置の小型化には適していなかった。

従って本発明は、上記に鑑みて創案されたものであって
、その目的は、現像装置の構成を複雑化することなく、
現像剤の榎歴を容易に除去することが可能で且つ小型化
をも図ることが可能な現像装置を提供することである。

るための 上記目的は、未発明に係る現像装置によって達成される
。要約すれば未発明は、画像形成装置内の像担持体と近
接する部位に設けられ、Ｐ！Ａ１１部が前記像担持体と
対向する部位に形成されている現像剤収容器と、前記開
口部に回転自在に支持され、前記現像剤収容器に収容さ
れている現像剤を保持して搬出する現像剤保持搬出手段
とを有する現ｉｔ装とにおいて、前記像担持体と前記現
像剤保持搬出手段とが対向している現像位置よりも前記
現像剤保持搬出手段の回転方向下流側に、前記現像剤保
持搬出手段によって保持される現像剤に対して電荷を付
与する電荷付与手段を設けたことを特徴とする現像装置
である。

見１１ 以下、図面により本発明に従う実施例について説明する
。

本発明に従う現像装置は、既に述べたように、画像形成
のプロセスに電子写真複写装置やレーザビームプリンタ
のごとき画像形成装置にて形成された静電潜像を所謂反
転現像方式にて可視画像化するのに用いられるものであ
り、前記現像装置は、本発明のｆｆ１ｌの実施例を参照
して明らかなように、画像形成装置内の像担持体即ち感
光体ドラム１に近接して配設されている現像極固定型の
現像装δである。第１図において、現像剤収容器即ちト
ナーホー、バフには、現像剤として！気抵抗値の高い負
極性の一戊分磁性トナー９が収容されており、前記トナ
ーホラバフは、感光体に負極性の有機光導電体を用いた
感光体ドラム１の外周面と対向している部位に、開口部
７ａが形成されている。該開口部７ａには、現像剤保持
搬出手段即ち現像スリーブ２が臨まされているとともに
、該現像スリーブ２の外周面と接触可能に一端側が前記
開口部７ａに対して固定されたブレード８が設けられて
いる。前記現像スリーブ２には、現像バイアス電源１４
が接続されている。一方、前記トナホッパ７内の現像ス
リーブ２と近接する位置、！ｐち、現像スリーブ２を介
して感光体ドラムｌと反対側の位置には、一端側が回転
自在に支持されている現像剤撹拌棒６が配設されている
。前記トナーホッパ７内の前記現像スリーブ２と前記現
像剤撹拌棒６との近傍の部位には、トナーホッパ７内に
収容されている一成分磁性トナー９の移動を規制する現
像剤規制板５が設けられている。現像剤規制板５には、
断面形状が略Ｕ字形状を呈している部材が使用されてい
る。

Ｌ述した構成について、更に説明すれば以下のようであ
る。即ち、ｔＪＪ像スリスリーブ２例えば表面が酸化さ
れているアルミニウムのごとき非磁性の金属材料にて形
成されていて第１図矢印方向に回転自在にトナーホッパ
７に軸支されており、その内部には、略円柱形状を呈し
たマグネット２０が固定的に介装されている。ブグネー
７ト２０は、Ｎ、、Ｓ、、Ｎｚ、ｓｚの４個の磁極をＪ
Ｌ備している。現像スリーブ２は、トナーホッパ７内を
自重によって降下して現像スリーブ２に向って移動して
きた一成分磁性トナー９を、マグネッ）２０の現像剤汲
み上げ極Ｓ２の磁気力により引き寄せて保持し、回転に
よって該引き寄せて保持した一成分磁性トナー９をトナ
ーホッパ７外へ向けて搬出するようになっている。ブレ
ード８には１例えば、現像スリーブ２と同電位になる磁
性（又は弾性）ブレードが使用されており、現像スリー
ブ２上に保持された一成分磁性トナー９の層をブレード
８の現像スリーブ２に対する接触圧力によって均一な薄
層に形成するものである。なお、プレード８に採用され
る弾性ブレードには、例えば高分子や燐青銅などによっ
て形成された金属ブレードが適している。現像剤撹拌棒
６は１回転することによってトナーホー２パフ内の一成
分磁性トナー９を攪拌し、感光体ドラム１外周面と現像
スリーブ２外周面との最近接領域である現像位置を通過
し且つ現像剤規制板５と現像スリーブ２とによって画定
される間隙を通過した後も現像スリーブ２から離れない
一成分磁性トナー９を現像スリーブ２から引き離し、−
を分融性トナー９のトナーホッパ７内における循環を良
好に保持するものである。

本発明の第１の実施例に従えば、前記感光体ドラムｌと
前記現像スリーブ２とが対向している部位の感光体ドラ
ム１の外周面と現像スリーブ２の外周面との最近接領域
にある現像位置よりも現像スリーブ２の回転方向下流側
、即ち、トナーホッパ７の最下部に、現像スリ−ブ２の
外周面と近接させて電荷付与手段即ち電荷付与ローラ３
が設けられている。前記電荷付与ローラ３は、第１図矢
印方向に回転自在に軸支されており、その回転速度は、
現像スリーブ２の回転速度と路間−に設定されている。

電荷付与ローラ３に用いられるローラ部材には、例えば
１表面抵抗値及び体端抵抗値が１０５〜１ＱｌｆｆΩ程
度のものが望ましい、？！電荷付与ローラには、前述し
た現像バイアス電源１４と直流の高圧電源４との直列体
から高電圧が印加されるようになっている０本実施例に
おいては、前述したように、感光体ドラムｌ上に形成さ
れている感光体に負極性の有機光導電体を用い、−成分
磁性トナー９には負極性のトナを用い、反転現像方式を
採用しているので、前記現像バイアス電源１４と高圧電
源４との直列体からは、前記電荷付与ローラ３に対して
正の高電圧が印加されることとなる。このように電荷付
与ローラ３を介して現像バイアス電源１４と高圧７！ｔ
１４との直列体から一成分磁性トナー９に対して正の高
電圧を印加することとした理由は、−成分磁性トナー９
が現像スリーブ２との間の摩擦によって受ける重量比電
荷量（Ｑ／Ｍ）の符号が負であるために、この負の屯着
比ｆｌｌＴ量（Ｑ／Ｍ）の絶対値を小をくするには、正
の高電圧を印加する必要があるからである。前記現像バ
イアス電源１４と高圧電源４との直列体から印加される
正の高電圧の上限値は、電荷付与ローラ３が一成分磁性
トナー９の付着によって汚染がひどくならないようにす
るために一成分磁性トナー９の摩擦帯電により一成分磁
性トナー９と現像スリーブ２との間に作用する鏡像力よ
りも前記正の高電圧の印加により形成される電界強度の
方が顕著にならない範囲内で適宜な値に設定される０本
実施例では、高圧電源４には直流の高圧電源を用いるこ
ととし、該高圧電源４と現像バイアス電源１４との直列
体から電荷付与ローラ３を介して正の高電圧を印加する
こととしているが、高圧電源４のみを単独で電荷付与ロ
ーラ３に接続することとしても差支えなく、又、高圧電
源４には、直流電源以外に交流電源や交流に［Ｉ！流が
重畳された電圧を出力する１ｔｌＲを採用しても差支え
ない、なお、高圧電源４に、交流電源や交流に直流が重
畳されたものを用いた場合には、−成分磁性トナー９に
対する電荷の付与がより効率的に行なわれることが１本
発明者を始めとする本願出願人の実験によって確認され
ている。

上述した構成の現像装置において、マグネット２０の汲
み上げ極Ｓｚの磁気力によって現像スリーブ２に引ｙ″
ＩＪせられ保持された一成分磁性トナー９は、現像スリ
ーブ２の回転によりブレード８方へと搬送され、ブレー
ド８によって均一に薄層化される。ブレード８によって
薄層化された一成分磁性トナー９は、引き続き第１図矢
印方向に回転する現像スリーブ２上にて、マグネット２
０の４個の磁極から発生する磁界の作用と現像スリーブ
２との間に生ずる摩擦力とにより自転しながら重量比電
荷量（Ｑ／Ｍ）を増加して行く、このように現像スリー
ブ２上を自転することによって次第に重量比電荷量（Ｑ
／Ｍ）を増加させた一成分磁性トナー９が、現像スリー
ブ２の回転により前述した現像位置にまで搬送されてく
ると、現像バイアス電源１４によって現像スリーブ２と
感光体ドラム１との間に印加される現像バイアス電圧に
より、感光体ドラム１上に形成されている静電潜像を可
視化することとなる。この静′Ｆｌｔ潜像の可視化に際
しては、既に説明したように、感光体ドラム１上の印字
部と対応する現像スリーブ２上の部位には、−成分磁性
トナー９は殆ど存在せず（但し、ハーフトーン現像の場
合は、その度合により残存トナー量が胃なる）、−力感
光体ドラム１上の非印字部と対応する現像スリーブ２上
の部位には、静’１１１潜像の可視化を行なう前と略同
様な一成分磁性トナー９の薄層が残存している。上述し
たごとき態様で静電潜像を可視化する現像工程が完了し
た後も現像スリーブ２上に残存している一成分磁性トナ
ー９の薄層は、現像スリーブ２の第１図矢印方向への回
転に伴って電荷付与ローラ３が配設されている部位へと
搬送される。ＴｒＬ荷付与ローラ３方へと搬送された一
成分磁性トナー９は、電荷付与ローラ３を介して高圧電
源４と現像バイアスｉｔｔ源１４との直列体から印加さ
れる高電圧により、−成分磁性トナー９が受けた重量比
電荷量（Ｑ／Ｍ）とは異符号の電荷が付与される。この
ようにして電荷付与ローラ３を介して前記重量比電荷ｆ
ｌｉｔ　（Ｑ／Ｍ）とは異符号の電荷が付与されて一成
分磁性トナー９と現像スリーブ２との間に作用する鏡像
力が減殺せしめられた一成分磁性トナー９の薄層は、現
像スリーブ２の第１図矢印方向への回転に伴って現像剤
規制板５と現像スリーブ２とによって画定される微小間
隙を通過し、現像剤撹拌棒６により一成分磁性トナー９
が攪拌、循環せしめられている領域へと搬送される。現
像剤撹拌棒６により一成分磁性トナー９が攪拌、循環せ
しめられている領域へと搬送された前記−成分磁性トナ
ー９の薄層は、現像剤撹拌棒６の回転駆動によって現像
スリーブ２の外周面から引き離されてトナーホッパ７内
に収容されている他の一成分磁性トナー９と混合される
。その後混合された一成分磁性トナー９は、再度マグネ
ッ）２０の汲み上げ極Ｓｚにより現像スリーブ２に引き
寄せられて保持された後、現像スリーブ２のＭ１図矢印
方向への回転によってブレード８方へと搬送されること
となる。

以上説明したように、本発明の２１の実施例によれば、
？荷付芋ローラ３を介して、従前の現像工程が完了した
後もなお現像スリーブ２上に残存している一成分磁性ト
ナー９の薄層に対し、所定の高電圧を印加することによ
って該ｌｉｔ層が有している１琶比電荷量（Ｑ／Ｍ）を
減少せしめ、該薄層と現像スリーブ２との間に作用する
鏡像力を低下させることが可能となったので、現像剤撹
拌棒６の回転駆動によって一戊分磁性トナー９の循環を
活発化せしめ、これにより前記−成分磁性トナー９の薄
層を現像スリーブ２Ｉ：からスムーズに弓き離すことが
でざるようになった。

本実施例では、現像剤撹拌棒６を回転させてトナーホッ
パ７内の一成分磁性トナー９を撹拌することで、該−成
分磁性トナー９をトナーホッパ７内において循環的に移
動せしめ、これによって現像スリーブ２上に残存してい
る一成分磁性トナー９の薄層を現像スリーブ２から引き
離すこととしたが、前述したように、電荷付与ローラ３
を介して前記−成分磁性トナー９のＷＩ層と現像スリー
ブ２との間に作用する鏡像力を低下せしめているので、
現像剤撹拌棒６を用いずとも、トナーホッパ７内に静市
状態にて収容されている一成分磁性トナー９と回転して
いる現像スリーブ２どの間の相対速度によっても、比較
的容易に一成分磁性トナー９の薄層を現像スリーブ２上
から引き離すことが可能である。上述したような態様で
、−成分磁性トナー９の薄層を現像スリーブ２から引き
離すことによって、以後の現像工程において可視化され
る画像濃度が従前の現像工程より現像スリーブ２上に残
存している一成分磁性トナー９の薄層によって影響され
ることがなくなった。

第２図（イ）は、本発明の第２の実施例に従う現像装置
を示したものである８本実施例においては、第２図（イ
）を参照して明らかなように、電荷付与手段として電荷
付与ローラ３に代えてブラシローラ１０を用いることと
した点で前記第１の実施例と相違している。前述したブ
ラシローラｌＯは、ブラシが植毛された金属ローラであ
り、前記ブラシには、半導電性のもの或いは電気抵抗値
がｌＯ〜ｌｏ　１００程度の材料が使用されている。＠
記ブラシは細いものほど良く、植毛数の多いものほど現
像スリーブ２上に残存している一成分磁性トナー９の薄
層に対して有効に電荷を付与することができる。前記ブ
ラシローラｌＯの植毛間の地肌は、金属部が露出しない
ように高分子にて被覆されている。なお、ブラシローラ
ｌＯの回転速度は、前記第１の実施例と同じく現像スリ
ーブ２の回転速度と略凹−に設定されている。

上述したブラシローラ１０を用いることによって、第１
の実施例にて示した電荷付与ローラ３を用いた場合と比
較して前記−成分磁性トナー９の薄層に対してより有効
に電荷を付与することができた。これは、所謂コロナ開
始電圧が植毛の先端部で低圧となっており、このように
低電圧を印加することによって周囲の空気に電離が起こ
ることによると思料される０本実施例では、上述したよ
うにブラシローラｌＯの回転速度を現像スリーブ２の回
転速度と略凹−に設定しているので、ブラシローラ１０
が現像スリーブ２に接触してもそれによって現像スリー
ブ２Ｆ−、の−成分磁性トナー９の薄層が容易にかき落
されるものではない、又、木実施例では、たとえ、プラ
ン口、−ラ１０に一成分磁性トナー９の薄層が付着して
ブラシが汚れても、ブラシローラ１０が回転することに
よって前記付着した薄層を比較的容易に除去することも
可能である。更には１図示しないがブラシローラｌＯの
ブラシに、該ブラシに付着した一成分磁性トナー９をか
き落すかき落し板を接触せしめることとしてもよい、な
お２その他の構成については、前記第１の実施例と同様
であるので、それらの説明については省略する。

第２図（ロ）は１本発明の第３の実施例に従う現像装置
を示したもので、電荷付与手段として第２図（イ）にて
図示したブラシローラ１０に代えて、固定型のブラシバ
ッド１１を用いることとしたものである０本実施例は、
現像剤容量の比較的小さな現像装置に特に好適である。

なお、その他の構成については、前記第１．第２の実施
例と同様であるので、それらの説明については省略する
。

第３図は１本発明の第４の実施例に従う現像装置を示し
たものである０本実施例においては、第３図を参照して
明らかなように、電圧付４手段として非接触タイプの部
材即ちコロナ放電ワイヤ１２を用いることとした点及び
、該コロナ放電ワイヤ１２が臨まされているトナーホッ
パ７の最下部内壁側に、コロナ絶縁シー）１３を設けた
点で前記第１〜第３の実施例と相違している。前述した
コロナ放電ワイヤ１２は、高圧電源４と現像バイアス電
源１４との直列体から印加される高電圧によってコロナ
イオンを発生し、現像スリーブ２上の一成分磁性トナー
９の薄層が有している重量比電荷１　（Ｑ／Ｍ）の除電
を行なうものである。コロナ放電ワイヤ１２と現像スリ
ーブ２との間隔は、ＩＫＶに対して１．５ｍｍ程度の割
合で設定するのがψましい、コロナ放電ワイヤ１２には
、前述した高圧電源４と現像バイアス電源１４との直列
体からコロナ開始電圧以上の電圧が印加されるようにな
っている。一方、前記コロナ絶縁シー）１３は、ハウジ
ング即ちトナーホッパ７に対するコロナイオンの付与を
制限して、コロナイオンによる一成分磁性トナー９の除
電をより効果的に行なうために設けられるもので、材質
としては例えば、ポリエチレンテレフタレート製或いは
ポリカーボネート製のものが好ましい、なお、前記高圧
１源４には、交流電源或いは交流に直流が重畳された電
圧を出力する電源が使用される。その他の構成について
は、前記第１〜第３の実施例と同様であるので、それら
の説明については省略する。

発」Ｌの」Ｌ里 以上説明したように１本発明によれば、像担持体と現像
剤保持搬出手段とが対向している現像位こよりも現像剤
保持搬出手段の回転方向下流側に、現像剤保持搬出手段
によって保持される現像剤に対して電荷を付与する電荷
付与手段を設けることとしたので、現像装置の構成を複
雑化することなく現像剤の履歴を容易に除去することが
可能で且つ小型化をも図ることが可能な現像装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、未発明の第１の実施例に従う現像袋ごを示す
部分縦断面図である。 第２図（イ）は、本発明の第２の実施例に従う現像装置
を示す部分縦断面図である。 第２図（ロ）は１本発明の第３の実施例に従う現像装置
を示す。 第３図は１本発明の第４の実施例に従う現像装置を示す
部分縦断面図である。 ｌ：感光体ドラム ２：１見像　ス　リ　−　ブ ３・電荷付与ローラ ４：高圧電源 ７：トナーホッパ ７ａ：開口部 ｌＯ：ブラシローラ １１：ブラシパッド Ｉ２：コロナ放′准ワイヤ １４：現像バイアス電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）画像形成装置内の像担持体と近接する部位に設けら
   れ、開口部が前記像担持体と対向する部位に形成されて
   いる現像剤収容器と、前記開口部に回転自在に支持され
   、前記現像剤収容器に収容されている現像剤を保持して
   搬出する現像剤保持搬出手段とを有する現像装置におい
   て、前記像担持体と前記現像剤保持搬出手段とが対向し
   ている現像位置よりも前記現像剤保持搬出手段の回転方
   向下流側に、前記現像剤保持搬出手段によって保持され
   る現像剤に対して電荷を付与する電荷付与手段を設けた
   ことを特徴とする現像装置。