JPH04155360A - 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〕 本発明は静電潜像受容体上に形成された静電潜像を現像
剤によって現像する現像装置に関し、特に磁性を含まな
い非磁性−成分現像剤によって現像を行う現像装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来から、感光体面上に形成された静電潜像や静電コー
ト紙上に形成された静電潜像を現像する方法として、取
扱いの容易性や安全性の面から乾式現像剤を用いた現像
方法が多用され、特にキャリアとトナーとからなる二成
分現像剤が用いられてきた。

ところが、近年では、トナー中に磁性を含む磁性−成分
現像剤を用いる現像装置が、装置構成の簡易性や小型化
と相まって二成分現像剤を用いる現像装置から置き替わ
ろうとしている。

しかし、磁性−成分現像剤を用いる現像装置も現像剤が
磁性を含むため、カラー化に対しては色再現の面から問
題を残すものである。

その対策として、非磁性−成分現像剤による現像方法が
提案され、そのための現像装置の開発が進められている
。しかし、トナーが磁性を含まないこともあって、トナ
ーの搬送性に対する工夫が求められている。

ところで、従来の非磁性−成分現像剤を用いる現像装置
では、静電潜像受容体に対して現像剤担持体が接触して
回転しているもの（以下、接触法による現像装置という
）と、非接触にて現像を行うもの（以下、非接触法によ
る現像装置という）とに大別される。

接触法乙こよる現像装置は、例えば第４図に示すように
、現像剤担持体４１が弾性体で構成され、現像剤担持体
４１と静電潜像受容体４０との摩擦帯電によりトナーＴ
が電荷を受け、帯電されたトナーＴにより静電潜像受容
体４０上の画像部を現像するものである。この接触法に
よる現像装置の場合、トナーＴは、現像剤容器４３から
現像剤担持体４１上に塗布され、ブレード４４により現
像剤担持体４】上で均一層化されて静電潜像受容体４０
と対向し、静電潜像受容体４０の画像部と現像剤担持体
４１との間に形成される電界によって画像部を現像する
。なお、第４図中、符号４５はリカバリブレード、４６
は攪拌パドル、Ｅｌは現像バイアス電源をそれぞれ示す
。

しかし、接触法による現像装置では、現像剤担持体４Ｉ
と静電潜像受容体４０との摺擦によって現像剤担持体４
１の駆動および静電潜像受容体４０の駆動に対してトル
クを必要とし、かつトナーＴの帯電と現像とを同時に行
うために現像が不安定であった。また、あらかしめトナ
ーＴを帯電しておく手段を現像剤担持体４１の回転上流
側に設けることで、現像の不安定さを多少低減できるが
、現像剤担持体４１と静電潜像受容体４０とが接触摺擦
していることで、静電潜像受容体４０および現像剤担持
体４１の寿命や未使用時の静電潜像受容体４０の変形も
心配されるものである。さらに、カラー現像の方法とし
て提案されているカラートナー色重ね現像に対しては採
用できないものである。

そこで、最近では、非接触法による現像装置が主流にな
りつつある。非接触法による現像装置は、例えば第５図
に示すように、静電潜像受容体５０と現像剤担持体５１
とが一定の現像ギヤノブｇを介して対向しており、静電
潜像受容体５０の画像部に現像剤担持体５１からトナー
Ｔが飛翔して現像するものである。この非接触法による
現像装置の場合、現像剤担持体５１上のトナーＴは、現
像剤容器５３から現像剤担持体５１上に塗布されるまで
の間でファーブラシ５２等により電荷を受けて帯電され
、ブレード５４により現像剤担持体５１上に均一層化さ
れ静電層像受容体５０と対向し、静電潜像受容体５０の
画像部と現像剤担持体５１との間に形成される電界によ
って画像部を現像する。なお、第５図中、符号５５はリ
カバリブレード、５６は攪拌パドル、Ｅ２は現像バイア
ス電源をそれぞれ示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、第５図に示した従来の非接触法による現像装
置では、現像剤担持体５１から静電潜像受容体５０にト
ナーＴが飛翔する条件において、トナーＴの電荷量や現
像ギャップｇが一定でないと、静電潜像受容体５０上に
形成されるトナー像（画像）にむらができるという問題
点がある。通常、現像ギャップｇは、５０〜２００μｍ
の中で設定されるが、例えば、現像ギャップｇが１００
μｍの場合に現像剤担持体５１の回転による偏心が１５
μｍあったとすると、現像ギャップｇは１５％の変動と
なり、画像むらが発生しやすくなる。

そこで、現像ギャップｇを一定化するためには、非常に
高精度な部品加工とともに組立てが必要となる。

また、現像剤担持体５１の回転による偏心は、現像剤担
持体５１とブレード５４との圧接状態や電荷を付与する
ファーブラシ５２との摺接状態を変動させることにもな
り、トナーＴの電荷量や層厚の変動を発生させ、これも
現像むらを起こす原因になるという問題点がある。

本発明の目的は、上述の点に鑑み、非磁性−成分現像剤
を用いて非接触法で現像を行う現像装置において、現像
剤担持体内にエレクトレット材を保持電荷極性が交互に
なるように配列して移動させることにより、現像剤担持
体を移動させることなしに現像剤担持体上でトナーを搬
送できるようにした現像装置を提供することにある。

すなわち、本発明の現像装置は、従来の磁性−成分現像
剤を用いた現像装置で現像剤担持体内でマグネットロー
ラを回転させていたことに着目し、同様の考えに基づい
て現像剤担持体内で電荷保持材であるエレクトレット材
を保持電荷極性が交互になるように配列して移動させる
ようにしたものである。これまでエレクトレット材を現
像装置ムこ用いた例としては、例えば特開昭６０−１３
６７７３号公報などに開示されているように、現像剤担
持体自体として使用するものはあるが、現像剤担持体内
に設置するものはない。

なお、現像剤担持体内にエレクトレット材を設置する場
合の実際的な問題は、現像バイアスを印加する方法であ
るが、発明者による種々の実験の結果、エレクトレット
材を裏面側に狭い間隙を介して対向させた誘電体におい
て表面で表面電位が観測され、静電誘導電荷が発生する
ことが確認されている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の現像装置は、静電潜像受容体と対向して設置さ
れた現像剤担持体と、保持電荷極性が交互になるように
形成され前記現像剤担持体の内部に移動可能に配置され
たエレクトレット材とを備えることを特徴とする。

〔作用〕

本発明の現像装置では、現像剤担持体を移動させること
なく内部のエレクトレット材を移動させることで、現像
剤担持体上のトナーが帯電電荷によってエレクトレット
材との間で静電的な吸引力を受けて移動し、かつ現像域
に至る間においてエレクトレット材の保持電荷極性が変
化することでトナーが現像剤担持体上をころがり現像剤
担持体とトナーとの摩擦帯電によってトナーはより安定
した電荷状態となって現像剤担持体が静電潜像受容体と
対向する現像域に搬送される。また、現像剤担持体が回
転しないことによって、現像剤担持体と静電潜像受容体
との間は常に一定の現像ギャップにあるため、安定した
現像が行われる。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る現像装置の断面図で
ある。本実施例の現像装置は、ドラム状の静電潜像受容
体１０と現像ギャップｇを介して対向して現像剤容器３
の開口部に設置されたスリーブ状の現像剤担持体１と、
第２図に示すように分極され現像剤担持体１の内面と近
接対向して矢印方向に回転するエレクトレットロール２
と、トナーＴを収納する現像剤容器３と、現像剤容器３
に取り付けられ現像剤担持体１上のトナー層を均一化す
る均一層化規制板４と、現像後に現像剤担持体１上に残
留するトナーＴを現像剤容器３内に導入しかつ現像剤容
器３内のトナーＴのこぼれを防止するりカバリプレード
５と、現像剤容器３内のトナーＴを攪拌する撹拌パドル
６とから構成されている。

現像剤担持体１としては、厚さ１ｍｍ前後の円筒状誘電
体、例えば樹脂ロールが用いられる。

エレクトレットロール２は、ポリプロピレン等の樹脂を
高温成形時に高圧電極間に挟み両電極間に高電圧を印加
することで作られたエレクトレット円弧状板を、第２図
に示すように保持電荷極性が表裏両面で交互になるよう
に絶縁性接着側により貼り付けてロール状とするか、あ
るいはエレクトレットロール２を高温成形する際に第２
図に示す保持電荷極性に対応するように配置された電極
群にそれぞれ高電圧を印加してロール状に作ることが可
能である。

現像剤担持体１と静電潜像受容体１ｏとは、現像ギャッ
プｇを介して対向しており、また現像剤担持体１は絶縁
物で作られた均一層化規制板４と均一層化ギャップｔを
介して対向している。

次に、このように構成された本実施例の現像装置の動作
について説明する。

エレクトレットロール２の矢印方向への回転番こより、
現像副容器３内のトナーＴのうちの現像剤担持体１に近
いトナーＴは、均一層化規制板４の方に導かれ、均一層
化規制板４により一定層厚にされ、さらに現像剤担持体
１上を静電潜像受容体１０と対向する現像域へと導かれ
る。

エレクトレットロール２が回転することにより現像剤担
持体１の表面上に静電誘導される！荷極性も変化し、ト
ナーＴは現像剤担持体ｌ上をころがるようにして現像剤
担持体ｌおよびトナーＴ同士間で摩擦帯電を起こし電荷
をもっことになって、現像域に達するまでに現像に十分
な帯電電荷となる。

トナーＴを摩擦帯電するＳこは、エレクトレットロール
２の電荷密度１分極数および回転数に影響されるが、ｌ
　Ｏ−５〜Ｉ　Ｏ−”Ｃ／　ｃ　ｍ２程度のエレクトレ
ットロール２の電荷密度でかつ４〜１４極の分極および
静電潜像受容体ｌＯの周速より速い周速でのエレクトレ
ットロール２の回転で対応可能である。

現像域では、帯電されたトナーＴをもった現像剤担持体
ｌと画像部が形成された静電潜像受容体ｌＯとが現像ギ
ヤノブｇを介して対向しており、第３図（ａ）に示すよ
うに帯電された静電潜像受容体１０の画像部に対して、
反転現像の場合、第３図（ｂ）に示すように、静電潜像
受容体１０の帯電極性と同極性に帯電されたトナーＴを
用い、エレクトレットロール２の回転に伴う現像剤担持
体１上の変動誘導電圧と静電潜像受容体１０の画像部と
の間で形成される交流電界により現像剤担持体ｌから静
電潜像受容体１０の画像部へとトナー丁が移動する。

また、正規現像の場合には、第３図（Ｃ）に示すように
、静電潜像受容体ｌＯの帯電極性と異極性に帯電された
トナーＴを用い、同じく交流電界シこよって現像剤担持
体１から静電潜像受容体１０の画像部にトナーＴが移動
する。この場合、現像トナーＴの量は、現像ギャップｇ
１　エレクトレットロール２の電荷密度１分極数２回転
数２現像剤担持体１の誘電率および静電潜像受容体１０
の電荷密度から定まる。

このようにして静電潜像受容体１０上に形成されたトナ
ー像は、転写部（図示せず）にて記録媒体に転写され、
定着部（図示せず）を遣って出力される。

一方、現像を終えた現像剤担持体１上に残留するトナー
Ｔは、やはりエレクトレットロール２の回転により現像
剤担持体１とリカバリブレード５との圧接部を介して現
像剤容器３内へと導かれ、現像剤容器３内で攪拌バドル
６により攪拌され、次の現像に使用されることになる。

ところで、上記実施例では、静電潜像受容体１０をトラ
ム状としたが、静電ロール紙等の静電記録紙の場合でも
現像の動作は同様である。

また、エレクトレットロール２および現像剤担持体ｌを
それぞれ円筒状としたが、ヘルド状のエレクトレットを
用い、それに対向したスリーブ形状の現像剤担持体を用
いるようにしてもかまわない。

さらに、均一層化規制板４をトナーＴの帯電極性と同極
性の電源に接続された導電材で形成することにより、ト
ナーＴへの電荷付与をより促進させ、現像性能を向上さ
せることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、非磁性−成分現
像剤を用いて非接触法で現像を行う現像装置において、
現像剤担持体内にエレクトレット材を保持電荷極性が交
互になるように配列して移動させることにより、現像の
際にポイントとなる静電層像に対する現像条件、すなわ
ちトナーの帯電および搬送が安定的に行われるばかりで
なく、現像剤担持体が固定されていることにより、現像
ギヤ、プや均一層化ギヤノブも一定であるため、現像む
らがなく安定した画像再現が行われるとともに、部品加
工コストおよび組立てコストが大幅に低減するという効
果がある。

また、エレクトレット材を用いることで現像バイアスと
しての特別な電源もいらず、部品加工コストおよび組立
てコストの低減とともに、大幅なコストダウンを図るこ
とができるという効果がある。

さらに、現像装置をユニット化した場合においても、簡
易にメンテナンスが可能な構成となるので、ユーザにお
ける取扱いも容易なものになるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る現像装置の構成を示す
断面図、 第２図は第１図中のエレクトレットロールの帯電極性を
例示する図、 第３図（ａ）〜（ｃ）は本実施例の現像装置における現
像方式を説明する図、 第４図は従来の現像装置の一例を示す断面図、第５図は
従来の現像装置の他の例を示す断面図である。 図において、 １・・・現像側担持体、 ２・・・エレクトレットロール、 ３・・・現像副容器、 ４・・・均一層化規制板、 ５・・・リカバリブレード、 ６・・・攪拌パドル、 １０・・静電潜像受容体、 Ｔ・・・トナーである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 静電潜像受容体と対向して設置された現像剤担持体と、 保持電荷極性が交互になるように形成され前記現像剤担
   持体の内部に移動可能に配置されたエレクトレット材と を備えることを特徴とする現像装置。