JPH03242663A - 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、電子写真装置装置等における感光体上の潜像
を現像するための現像装置に関する。

［従来の技術］ 従来、この分野の乾式現像方法には二成分現像方法と、
−４分現像方法とが知られている。

このうち二成分現像方法は、一般に樹脂と着色微粉末を
基本材料として作られたトナーと、このトナーを摩擦帯
電するための鉄粉等のキャリアとを混合攪拌し、円筒形
の多極磁石（以下、マグネットローラ）を内包した非磁
性円筒（以下、スリーブ）上にこの両者をブラシ上に形
成して静電潜像に摺擦して現像する、いわゆる磁気ブラ
シ現像法が代表的であるが、これには次のような問題点
があった。

まず下地かぶりを無くし、かつ高い像濃度を得るために
は、トナーとキャリアの混合比を適度な範囲内（キャリ
アの粒径や比重にもよるが、普通３　ｗｔ％ないし１０
ｗｔ％程度）にする必要があった。

このため両者の温合比を検知するトナー濃度センサと、
この出力に基ついてトナー供給量を制御するための制御
装置、及びトナー供給装置等を必要とした。また、前記
のように、磁気ブラシを形成するためのマグネットロー
ラか必要となり、このため装置全体か複雑でコストも高
いものとなっていた。

一方、−成分現像方法のうち磁性トナーを使うものは、
一般に内部に磁性粉と着色微粉末を含む樹脂から作られ
た磁性トナーを、マグネットローラを内包する非磁性ス
リーブ上に摩擦帯電させて塗布し、これを前記のマグネ
ットローラの磁気拘束力によって非磁性スリーブ上を潜
像形成面まで搬送し、静電潜像を現像するものである。

この方法は、前記の二成分現像方性に対してトナー濃度
の制御という問題かなく構成も簡素という利点はあるか
、磁気拘束力を得るためのマグネットローラか必要とな
り軽量化が難しいほか、コストも高いという問題点があ
った。また磁性粉が含まれるためトナーの着色性か劣り
、鮮明なカラー画像を得ることが困難であった。

また、磁性粉を用いないで着色微粉末と樹脂のみを基本
材料とする非磁性−成分トナーを、何らかの方法で帯電
させてスリーブに塗布し、現像部に搬送、現像する、い
わゆる非磁性−成分現像方法が知られている。しかし、
これは、上記のような問題点は少ないが、トナーを現像
に十分な帯電量にまで短時間で帯電させることや、帯電
量の均一化か難しいため、画像として下地かぶりかあっ
たり、低濃度のものになりがちであった。またトナー自
体が凝集し易い傾向かあるため、特に高湿時に容器内で
ブロック状に固化したり、架橋してスリーブに付着する
なと、粉体としての特性か失われ、結果として前記のよ
うな低画質のものになりかちであった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたもの
であり、マグネットローラを必要とせす軽量、安価であ
り、かつ鮮明なカラー画像の得られる現像装置を提供す
ることを目的としている。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するために本発明の現像装置は、非磁性
現像剤と非磁性粒子を攪拌し、互いに異極性に帯電させ
る攪拌装置と、前記帯電した非磁性現像剤を担持し、前
記感光体上の潜像形成面へ搬送する現像剤担持体であっ
て、非回転内筒と該非回転内筒の外側に設けられた回転
外筒とより成り、前記非回転内筒の表面の、前記感光体
と対向する位置には電極が埋め込まれ、前記電極以外の
部分には前記電極と絶縁された導電性部材が埋め込まれ
ている現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の非磁性現
像剤の層厚を均一にする層厚規制部材と前記電極と前記
感光体との間に電界を印加する電源とを備える。

［作用］ 上記の構成を有する本発明の現像装置において、非磁性
現像剤と非磁性粒子とが攪拌装置で攪拌され互いに異極
性に帯電させられ、前記帯電した非磁性現像剤は現像剤
担持体の非回転内筒の導電性部材による鏡像力により回
転外筒に担持され、層厚規制部材により層厚が均一にさ
れた後、前記非回転内筒の表面に埋め込まれた電極に電
源より印加される電界により、感光体上の潜像形成面へ
搬送される。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説
明する。

第１図は本発明の一実施例で、カールソンプロセスによ
る電子写真プロセズユニットの構成を示す説明図である
。同図で、感光体ドラム１１は、帯電器１２のコロナ放
電により均一な帯電を帯びた後、画像信号により点滅す
る図示しない光源からの光ビームにより露光されて、静
電潜像が形成された後、現像装置２０によってこの静電
潜像が現像される。感光ドラム１１上のトナーは、転写
帯電器１４によってトナーと逆極性の電荷を裏面に帯び
た用紙１５に静電的に転写され、図示しない定着器によ
って用紙１５の上に定着される。用紙１５に転写されな
いで感光体ドラム１１上残留したトナーは、クリーニン
グブレード１６によってクリーニングされる。

現像装置２０は、非磁性のトナー３１を収納するトナー
容器３２、トナー３１と非磁性粒子３３を混合攪拌する
攪拌室３４、この攪拌室３４内で非磁性粒子３３とトナ
ー３１を攪拌する攪拌羽根３５、攪拌室３４とトナー容
器３２を分け、トナー粒径よりは大きく非磁性粒子より
は小さい開口を持つメツシュスクリーン３６、トナーを
現像部まで搬送するためのスリーブ４０．スリーブ４０
上のトナーを均一な層厚に均すための層厚規制プレート
３７、現像後のスリーブ４０上のトナーを掻き取るため
のスクレーバプレート３８から構成される。

スリーブ４０は非回転内筒４３と絶縁性の樹脂でできた
回転外筒４１より構成されており、非回転内筒４３の表
面の、感光体ドラム１１と対向する位置には電極４２か
埋め込まれ、電極４２以外の部分には電極４２と絶縁さ
れた導電性部材４４か埋め込まれている。

また、電極４２には電源５０によりトナー３１と同極性
の電圧が印加されている。

トナー３１は、例えばポリエステル系の樹脂をバインタ
ポリマとし、これに、黒色トナーであればカーボンブラ
ックなどの着色微粉末と、モノアゾ染料の金属錯体なと
の荷電制御剤を脛練後平均粒径約１０ｕｍに粉砕して得
られるものである。また、非磁性粒子３３は、例えばカ
ラスなとの平均粒径約５５０−１Ｏ０ｕのほぼ球形のビ
ーズに、必要に応じてトナーと帯電系列で比較的離れた
樹脂（たとえばスチレンアクリル系の樹脂）をコーティ
ングして得る。

攪拌室３４は、攪拌羽根３５の直径よりも若干大きめの
半径の内壁と、この内壁とほぼ同じ内径で湾曲したメツ
シュスクリーン３６、及びスリーブ４０．スクレーバブ
レード３８に囲まれて形成される。

また、感光体ドラム１１とスリーブ４０の最接近点（現
像部）でのギャップは、図示しない間隙保持部材によっ
て、約２００ｕｍに設定されている。

前記のように、電源５０によってスリーブ４０には、感
光体ドラム１１上の静電潜像の暗部電位ＶＯ（約−７０
０ｖｏｌｔ）と明部電位Ｖｌ（約１００　ｖｏｌｔ）の
間の正極性の電圧ｖｂ（約２００　ｖｏｌｔ）が印加さ
れているので、現像部では約２　、５ｖｏｌｔ／ｕｍの
現像電界が形成されている。この電界強度は、帯電した
トナーがスリーブから感光体ドラムまで飛翔するのに十
分な大きさである。

層厚規制ブレード３７は、金属性の薄板か、あるいはこ
れに樹脂の被覆を施したもので、第１図に示すように、
その先端ではなく、腹の部分でスリーブに約０　、５ｇ
／ｃｍないし２　、５ｇ／ｃｍの圧力で圧接されている
。　スクレーバブレード３８は、層厚規制ブレード３７
と同様金属薄板か、これに樹脂を被覆したものを、比較
的先端部分をスリーブ４０に対してカウンタ一方向に圧
接されて設けられている。

次に作用を説明する。

トナー容器３２中のトナー３１は、メツシュスクリーン
３６を介して攪拌室３４中のトナーの消費量分に見合っ
た量だけ自然落下で供給される。

攪拌室３４では、図示しない駆動源から駆動される攪拌
羽根３５が回転し、非磁性粒子３３とトナー３１を攪拌
し、両者を互いに異極性に帯電させる。この実施例では
、前記のように両者の摩擦帯電系列の関係から、トナー
が負帯電、非磁性粒子が正帯電を帯びる。攪拌室３４内
に於けるトナー３１と非磁性粒子３３の混合比は、一般
の二成分現像方法に於ける混合比はど厳密に制御する必
要はない。

攪拌によって負帯電を帯びたトナー３１は、非磁性粒子
３３と共にスリーブ４０に接触すると、導電性部材４４
による鏡像力によりスリーブ４０に転移する。次に、ス
リーブ４０上のトナー３１は、スリーブ４０の回転にと
もない、層厚規制ブレード３７によって層厚的３０ない
し５０ｕｍに均されて、現像部に達する。

現像部に於いては、電極４２と感光体ドラム１１の基材
部分に印加されたバイアス電圧によって、感光体ドラム
１１からスリーブ４０に向かう電界が生じ、スリーブ４
０のトナー３１が感光体ドラム１１に付着する（反転現
像）。

現像を終了したスリーブ４０上では、非現像部と現像部
でトナー層厚、及び帯電量に差があるが、これらのトナ
ーは共にスクレーパブレード３８によってスリーブ４０
から掻き取られ、攪拌室３４内に回収される。攪拌室３
４内では再び、非磁性粒子３３とトナー３１が攪拌羽根
３５によって所定量まで飽和帯電され、スリーブ４０に
印加されるバイアス電圧に見合った量だけ、スリーブ４
０に付着する。

こうして、感光体ドラム１１には静電潜像に応じてトナ
ー３１か反転現像され、以下前述のように用紙１５に静
電転写され、定着される。

以上、詳述したことから明らかなように本実施例の現像
装置２０では、非磁性のトナー３１を使用しているので
着色剤を混練した場合の色鮮明度が高いものになり、カ
ラー画像の再現性に優れている。また、トナー３１と非
磁性粒子の攪拌混合による帯電を利用しているため、従
来の非磁性−成分現像方法で用いられていたスリーブと
弾性ブレード間の摩擦帯電に比べて、トナーの帯電性が
均一で時間的な立ち上がりも早いものとなり、結果的に
安定した画質を得ることかできる。さらにマグネットロ
ーラを必要とせず、構成が簡素、軽量でコスト的にも安
価なものとすることかできる。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく
、その主旨の範囲に於いて種々の変形が可能である。

例えば、トナー容器３２から攪拌室３４にトナーを供給
する手段は、第２図に示すように、メツシュスクリーン
３６に代えて、外周がポリウレタンスポンジで構成され
た円筒形のトナー供給ローラ４５を用いてもよい。この
場合は、感光体ドラムに記録される画像信号の点灯時間
を累積してトナー消費量を推定し、これに見合った時間
だけトナー供給ローラ４５を回転して、トナーを攪拌室
３４内に供給すればよい。

また、スリーブ４０と感光体トラム１１の間に印加する
現像電界は、先の実施例のように直流電界に限定されず
、たとえば米国特許第３８６６５７４号公報に記載され
るような、交互電界であってもよい。

［発明の効果］ 以上、詳述したことから明らかなように本発明の現像装
置では、非磁性現像剤を使用しているので着色剤を混練
した場合の色鮮明度が高いものになり、カラー画像の再
現性に優れている。また、非磁性現像剤と非磁性粒子の
攪拌混合による帯電を利用しているため、従来の非磁性
−成分現像方法で用いられていたスリーブと弾性ブレー
ド間の摩擦帯電に比べて、トナーの帯電性が均一で時間
的な立ち上がりも早いものとなり、結果的に安定した画
質を得ることができる。さらにマグネットローラを必要
とせず、構成が簡素、軽量でコスト的にも安価なものと
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第２図は本発明を具体化した実施例を示すも
ので、第１図は本実施例の現像装置の構成を示す説明図
、第２図は他の実施例を示す説明図である。 図中、１１は感光体ドラム、２０は現像装置、３１はト
ナー、３３は非磁性粒子、３４は攪拌室、３５は攪拌羽
根、３７は層厚規制ブレード、４０はスリーブ、４１は
回転外筒、４２は電極、４３は非回転内筒、４４は導電
性部材、５０は電源である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電子写真装置装置等における感光体上の潜像を現像
   するための現像装置であって、 非磁性現像剤と非磁性粒子を攪拌し、互いに異極性に帯
   電させる攪拌装置と、 前記帯電した非磁性現像剤を担持し、前記感光体上の潜
   像形成面へ搬送する現像剤担持体であって、非回転内筒
   と該非回転内筒の外側に設けられた回転外筒とより成り
   、前記非回転内筒の表面の、前記感光体と対向する位置
   には電極が埋め込まれ、前記電極以外の部分には前記電
   極と絶縁された導電性部材が埋め込まれている現像剤担
   持体と、前記現像剤担持体上の非磁性現像剤の層厚を均
   一にする層厚規制部材と、 前記電極と前記感光体との間に電界を印加する電源と を備えたことを特徴とする現像装置。