JPH0373979A - 一成分現像装置 - 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〉 本発明は一成分現像装置、特にトナーを所望の極性及び
所望の帯電量に強制的に帯電できる一成分現像装置に関
するものである。

（従来の技術） 感光ドラムのような画像形成部材上に形成した静電潜像
を可視像化する現像装置として二成分現像装置が広く実
用化されている。この二成分現像装置は、鉄粉のような
磁性キャリヤと絶縁性トナーとを混合攪拌し、キャリヤ
とトナーとの摩擦帯電によりトナーを所定の極性及び帯
を量に帯電させている。しかしながら、トナーとキャリ
ヤとを混合攪拌させているため、キャリヤ劣化が生じ易
く現像剤としての耐久性に限界がある欠点があった。さ
らに、適正な画像濃度を維持するためトナー濃度を制御
する必要があり、現像装置の構造が複雑化する欠点もあ
った。これらの欠点を解消する方法として、キャリヤを
用いない一戊分非磁性現像装置が既知であり、例えば特
公昭６０−７７９０号公報に開示されている。この既知
の現像装置では、現像剤として一成分非磁性トナーを用
い、トナーをホッパからその下部の開口部を経て現像ロ
ーラ上に直接供給し、現像位置の手前側に配置した帯電
板との摩擦帯電を利用して現像ローラ上を搬送するトナ
ーを所定の極性に帯電させている。すなわち、現像ロー
ラに近接してテフロン、ナイロン等から成る帯電板を配
置し、現像ローラにより搬送されるトナーが帯電板との
間の間隙を通過する間に、このトナーが帯電板との間で
生ずる摩擦帯電により所定の極性及び帯電量に帯電され
るように構成されている。

（発明が解決しようとする課題） 上述した既知の現像装置では、現像ローラ上のトナーが
帯電板を通過する間に帯電板との間で生ずる摩擦帯電に
よりトナー粒子を帯電させる構成としているため、帯電
量が不十分となり均一に帯電したトナー層を形成しにく
い欠点があった。すなわち、帯電板と現像ローラとの間
に形成されたギャップ中を多層に形成されたトナーが通
過する場合、帯電板と接触しないトナーが生じ、このよ
うなトナーは無帯電トナーとなってしまう。このような
無帯電トナーや帯電不良のトナーが発生すると、鮮明な
画像が形成されず画像性能が著しく劣化してしまう。

さらに、摩擦帯電によりトナーを帯電させるためには、
トナーの構成成分である樹脂及び帯電制御剤並びに帯電
板の材料を適切に選択しなければならず、現像剤の設計
の自由度が著しく制限される欠点がある。

従って、摩擦帯電を利用してトナーを帯電させる現像方
式は二成分現像方式及び−成分現像方式共に耐久性及び
画像性能上の点において種々の欠点があるものといわざ
るを得ない、従って、本発明の目的は摩擦帯電を利用せ
ずトナーを所望の極性に強制的に帯電させることができ
る一威分現像装置を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明による一成分現像装置は、現像ローラと、一成分
現像剤を収容し、この一成分現像剤を前記現像ローラに
供給するホッパと、前記現像ローラと対向配置され、電
極部材及び電極部材の外周面の少なくとも一部に形成さ
れている多孔質絶縁性被膜を有する放電体と、この放電
体を電気的に絶縁した状態で支持する支持部材と、前記
電極部材に放電電圧を印加する電源装置とを具え、前記
電極部材表面から多孔質絶縁性被膜の孔を介して放出さ
れる放電電荷によって前記現像ローラ上に供給される現
像剤を所望の極性に帯電するように構成したことを特徴
とするものである。

（作　用） 第１図は本発明による一成分現像装置のトナー帯電原理
を説明するための模式図である。対向電極１上にトナー
層２を形成する。対向電極１は例えば現像ローラとする
ことができ、電気的に接地し成る正又は負の極性にバイ
アスすることができる。トナー層２と対向して放電体３
を配置する。

この放電体３は電極部材４及び電極部材上に形成した多
孔質絶縁性被膜５を有し、この放電体３を絶縁性支持部
材６により支持する。電極部材４の多孔質絶縁性被膜が
形成されている表面には放電が生じ易いように曲率の大
きい微小凸部を一様に形成する０例えば電極部材４とし
てカーボン、金属粉等の導電性粒子や導電性繊維等が含
浸されている導電性ゴム材料で構成すれば、特別な表面
処理を施すことなく表面に微小凸部が形成されるのでそ
のまま電極部材として用いることができる。

多孔質絶縁性被膜は、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、
ポリエチレン、フッ素樹脂等の電気的絶縁材料で構成す
ることができ、この絶縁性被膜に微細孔を形成するには
、例えば上記絶縁材料を各種溶剤に溶解し、これを電極
部材上に被着した後溶剤を揮発させることにより簡単に
形成することができる。或は、電極部材表面に絶縁性微
細粒子を静電粉体塗布し、加熱処理することにより被膜
形成することができる。多孔質絶縁性被膜５に形成され
ている孔５ａの平均孔径は、絶縁性被膜表面にトナー層
２が接してもトナー粒子が孔５ａの内部に浸入しない程
度の大きさ、例えばトナーの平均粒径の１１５程度に設
定する。電極部材４に放電電圧源として作用する高圧電
源７を接続する。この高圧電源の極性は、トナーを正帯
電させる場合は正の極性とし、負帯電させる場合は負の
極性に設定する。また、直流電圧に交流電圧が重畳され
た電圧源を利用することもできる。高圧電源７から電極
部材４にＩＫＶ程度の放電電圧を印加すると、電極部材
４と対向電極１との間で気中放電が発生し、電極部材４
の表面で発生した放電電荷は多孔質絶縁性被膜５の孔５
ａを経て対向電極１に向けて放出される。従って、トナ
ーＮ２は放電電荷により所望の極性に強制的に帯電され
ることになる。この場合、トナーＮ２が放電体３に対し
て相対的に一定の速度で移動すれば、所定の電位に帯電
したトナー層を対向電荷上に形成することができる。従
って、対向電極を現像ローラとすれば、現像ローラ上に
所定の電位に均一に帯電したトナー層を形成できる。し
かも、トナー粒子が帯電すると、対向電極（現像ローラ
）側に逆極性の電荷が静！誘導されるので、トナー粒子
と現像ローラとの間にクーロン力が生じ、このクーロン
力により帯電トナーが現像ローラ上に保持される。この
結果、現像ローラを回転させることにより、所定の帯電
量のトナー層を感光ドラムと対向する現像位置まで移送
することができる。

本発明の放電体において、電極部材と対向電極との間の
距離は、介在するトナー層の厚さと絶縁性被膜５の膜厚
との和となるから、電極間距離は例えば２００μ請程度
の微小距離となる。この結果、放電開始電圧を極めて低
く設定できる。さらに、電極部材表面に微小凸部を形成
することにより、さらに−層放電開始電圧を低くするこ
とが可能になる。さらに、放電電荷が発生する電極部材
表面は、多孔質絶縁性被膜により保護されているから現
像剤層に直接接触させても何んら放電に悪影響を及ぼす
ことはない。

（実施例） 第２図は本発明による一成分現像装置の第１実施例の構
成を示すものであり、第２図ａは現像ローラの軸線と直
交する面で切った線図的断面図、第２図すは現像ローラ
及び帯電ローラの軸線を含む面で切った断面図、第２図
Ｃは現像ローラと帯電ローラとの関係を示す線図的断面
図である。静電潜像が形成されている感光ドラム１０と
対向して現像装置を配置する。現像装置はホッパ１１を
有し、このホッパ内に一成分現像剤を収容する。本発明
による一戒分現像装置は磁性一成分現像剤及び非磁性一
成分現像剤の両方に適用できるが、本例では絶縁性トナ
ーだけから成る非磁性一成分現像剤用の現像装置につい
て説明する。矢印ａ方向に回転する搬送バー１２により
ホッパ１１内の現像剤をホッパの開口部１１ａを経て現
像ローラ１３方向に移送する。現像ローラ１３は円筒状
の導電性スリーブローラで構成され、駆動装置（図示せ
ず）により矢印す方向に回転させる。現像ローラ１３を
電気的に絶縁した状態で支持すると共に現像バイアス１
４を接続する。この現像バイアスは感光ドラム１０の非
画像部の電位に等しいか又はこれより若干高く設定する
。現像ローラ１３と対向して帯電ローラ１５を配置する
。この帯電ローラは前述した放電体をローラ状に構成し
たものであり、第２図すに示すようにローラ状の電極部
材１５ａ及びこの電極部材の外周面上に形状した多孔質
絶縁性被膜１５ｂで構成する。そして、電極部材１５ａ
の両端を絶縁性軸受１６ａ及び１６ｂにより回転自在に
支持し、駆動装置（図示せず）により矢印Ｃ方向に回転
させる。さらに、電極部材１５ａの一端に電気ブラシを
当接させ放電発生用の高圧電源１７を接続する。第２図
Ｃに示すように、現像ローラ１３と帯電ローラ１５との
間にはギャップ、ｄｄを形成する。このギャップ、ｄｄ
は現像ローラ１３上に形成すべき現像剤層の厚さに対応
させる。帯電ローラ１５の外周面にブレード１８を当接
させて帯電ローラ表面をクリーニングすることができる
。搬送バー１２によって供給された現像剤は案内板１９
を経て現像ローラ上に移送され、現像ローラの回転によ
って帯電ローラ１５と対向する帯電位置を通過する。帯
電ローラ１５と現像ローラ１３とが対向する帯電位置に
おいて帯電ローラから現像ローラに向けて放電電荷が放
出されるので、現像ローラ上の現像剤は帯電ローラから
放出される電荷により正極性に帯電されることになる。

そして、帯電した現像剤は、現像ローラ側に誘起される
反対極性の電荷との間で生ずるクーロン力により現像ロ
ーラ表面に保持され、感光ドラム１０と対向する現像位
置まで移送される。また、帯電位置において、帯電ロー
ラ１５の外周は現像ローラ１３の外周に対して反対方向
に移動するから、現像ローラ表面にはギャップａｄにほ
ぼ等しい厚さの現像剤Ｎ２０が形成される。さらに、現
像ローラ上の現像剤層２０は帯電ローラに対して相対移
動するから、帯電位置において拡散され（スミア効果）
、現像ローラ上に多層のトナー層が形成されても表層部
から内層部（現像ローラ表面に近い側）に向けてほぼ均
一帯電した現像剤層を形成することができる。すなわち
、現像ローラ上の現像剤粒子は放電ローラに対して自転
しながら相対移動し、移動中各現像剤粒子間においても
位置をかえながら移動するため均一に帯電させることが
できる。現像ローラ１３上に形成されたトナー層は、感
光ドラムと対向する現像装置まで移送され静電潜像を現
像する。この場合、トナー層２０を感光ドラム１０に対
して接触させてもよく、或は感光体表面から離間させて
ジャンピング現像させることもできる。

尚、現像剤の帯電量は、現像ローラと帯電ローラとの間
のギャップ、ｄｄ並に現像ローラの径及び回転数を予め
定め、これらの因子に対応して高圧電源１７の出力値を
制御することにより容易に制御することができる。

第３図は本発明による一戒分現像装置の第２実施例の構
成を示す線図である。第２図で用いた部材と同一の部材
には同一符号を付して説明する。

本例では第１図で説明したようなプレート状の放電体を
現像剤帯電装置として用いる。ホッパ１１内の現像剤を
第１の搬送バー１２により現像ローラ１３側に向けて移
送し、さらに第２の搬送バー３０により現像ローラ１３
に向けて移送する。現像ローラ１３の下側にプレート状
の放電体を有する帯電プレート３１を配置する。この帯
電プレート３１は、第３図すに示すようにプレート状の
電極部３１ａ及びこの電極部材上に形成した多孔質絶縁
性被膜３１ｂを有し、電極部材を絶縁性支持部材３１ｃ
により支持する。そして、この支持部材３１ｃを、絶縁
性被膜３１ｂが現像ローラ表面に軽く圧接するようにハ
ウジング３２に固定する。第２の搬送バー３０により移
送されてくる現像剤は、現像ローラ１３の回転移送力に
よって移送され、帯電プレート３１との間をすり抜ける
。この時帯電プレート３１から現像ローラ１３に向けて
放出される放電電荷によって正帯電され、現像ローラ表
面に均一な厚さの現像剤層が形成される。この現像剤層
は感光ドラム１０と対向する現像位置まで移送され、感
光ドラム１０上に形成された静電潜像を現像し、残りの
現像剤はトナー流出防止用のシート部材３３を経てハウ
ジング３２内まで移送される。そして、この残留現像剤
はスクレーバ３４によってかき落され、現像ローラ表面
がクリーンな状態にされ新しい現像剤が供給される。尚
、現像ローラ１３の移送力を高めるため、現像ローラ表
面にサンドブラスト処理を施し、微小な凹部を形成する
こともできる。また、本例では、帯電プレートを現像ロ
ーラに圧接させたが、帯電プレートと現像ローラとの間
に微小間隙が形成されるように帯電プレートを装着して
もよい。

第４図は本発明による一成分現像装置の第３実施例の構
成を示す線図である。第２図及び第３図で用いた部材と
同一の部材には同一符号を付して説明する。帯電ローラ
１５と対向して微小ギャップだけ離間させて第１の現像
ローラに相当する第１の導電性スリーブ−ローラ４０を
回転自在に配置し駆動装置（図示せず）により矢印方向
に回転させるど共に、電気的に接地する。搬送バー３０
によって帯電ローラ１５と第１のスリーブローラ４０と
の間に送り込まれた現像剤は第１のスリーブローラ４０
の回転力によって帯電ローラ１５と対向する位置まで移
送される。そして、帯電ローラ１５から放出される放を
電荷によって正極性に帯電され、第１のスリーブローラ
の表面上に均一に帯電した現像剤層が形式される。第１
の導電性スリーブローラ４０と対向して第２の現像ロー
ラに相当する第２の導電性スリーブローラ４１を配置し
駆動装置（図示せず）により矢印方向に回転させる。こ
の第２の導電性スリーブローラは現像ローラとして作用
するものであり、バイアス源４２により負極性にバイア
スする。第１のスリーブローラ４０上に形式された正極
性に帯電した現像剤層は、第１のスリーブローラと第２
のスリーブローラとの間に形式される電界により第２の
スリーブローラ側に静電的に移行する。この時、第１の
スリーブローラ４０上の帯電が不十分な現像剤粒子は第
２のスリーブローラ側に移行できず、従って第２のスリ
ーブローラ（現像ローラ）表面には一部レベル以上に帯
電した現像剤だけが移行し均一に帯電した現像剤層が形
式されることになる。そして、第２スリーブローラ４１
上に形式された現像剤層により感光ドラム１０上に形式
された静電潜像を現像する。

本発明は上述した実施例だけに限定されるものではなく
種々の変形が可能である。例えば、上述した実施例では
一戒分非磁性現像剤を例にして説明したが、絶縁性の一
成分磁性現像剤にも勿論適用することができる。

上述した実施例では、現像ローラに対して１個の帯電ロ
ーラ又は帯電プレートを配置する例を以て説明したが、
２以上の帯電ローラを多段に配置することも可能である
。

さらに、現像ローラとして、外周面に多数の導電性繊維
が形式されているブラシローラ、外周面に導電性ゴム層
が形式されている現像ローラ等の種々の形式の現像ロー
ラを用いることができる。

さらに、上述した実施例では正規現像（ポジ）する場合
を例にして説明したが、勿論反転現像する場合にも適用
することができる０反転現像する場合静電潜像と同極性
の電荷を現像剤に与え、画像部の電位に等しい電位又は
これより若干高い電位のバイアスを現像ローラに印加す
る。

（発明の効果） 以上説明した本発明の効果を要約すると以下の通りであ
るつ （１）電極部材及びその外周の少なくとも一部に形式さ
れた多孔質絶縁性被膜から成る放電体を用い、この放電
体から放出される放電電荷により現像剤を強制的に所望
の極性に帯電させる構成としているから、現像ローラ上
にほぼ均一に帯電した現像剤層を形成することができる
。

（２）放電電荷が発生する電極部材表面には多孔質絶縁
性被膜が形式され、この多孔質絶縁性被膜が放電電荷を
発生させる電極部材に対して保護層として機能するので
、放電体を現像ハウジング内に配置しても放電を安定し
て持続させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の帯電原理を示す模式図、第２図ａ　”
−’　ｃは本発明による一戊分現像装置の第１実施例の
構成を示す線図的断面図、第３図ａ及びｂは本発明によ
る一戒分現像装置の第２実施例の構成を示す線図的断面
図、第４図は第３実施例の構成を示す線図的断面図であ
る。 １０・・・感光ドラム　　　　１１・・・ホッパｔ２・
・・搬送バー　　　　　１３・・・現像ローラ１５・・
・帯電ローラ　　　　１５ａ・・・電極部材１５ｂ・・
・多孔質絶縁性被膜 １７・・・高圧電源　　　　　２０・・・現像剤層第１
図 第３図 ａ 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、現像ローラと、一成分現像剤を収容し、この一成分
   現像剤を前記現像ローラに供給するホッパと、前記現像
   ローラと対向配置され、電極部材及び電極部材の外周面
   の少なくとも一部に形成されている多孔質絶縁性被膜を
   有する放電体と、この放電体を電気的に絶縁した状態で
   支持する支持部材と、前記電極部材に放電電圧を印加す
   る電源装置とを具え、前記電極部材表面から多孔質絶縁
   性被膜の孔を介して放出される放電電荷によって前記現
   像ローラ上に供給される現像剤を所望の極性に帯電する
   ように構成したことを特徴とする一成分現像装置。 ２、前記現像ローラを第１の現像ローラとし、第１の現
   像ローラと対向して第２の現像ローラを配置し、第２の
   現像ローラと第１の現像ローラとの間に電位差を与え、
   第１の現像ローラ上に形成した帯電した現像剤層を第２
   の現像ローラ側に移行させ、第２の現像ローラ上に形成
   された現像剤層により画像形成部材上に形成した静電潜
   像を可視像化するように構成したことを特徴とする請求
   項１に記載の一成分現像装置。 ３、前記放電体がローラ状又はプレート状に形成されて
   いることを特徴とする請求項１又は２に記載の一成分現
   像装置。 ４、前記電源装置が直流電圧、又は直流電圧に交流電圧
   が重畳されている電圧を出力することを特徴とする請求
   項１から３までのいずれか１項に記載の一成分現像装置
   。