JPH04166863A - 乾式現像装置 - 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、潜像担持体に対置されたトナー担持体に、ト
ナーとキャリアを有する二成分系現像剤中のトナーを移
行させて担持せしめ、該担持トナーによって、潜像担持
体に形成された潜像を可視像化する乾式現像装置に関す
る。

〔従来の技術〕

電子複写機、静電式プリンタまたはファクシミリ等の画
像形成装置に使用される」二記形式の現像装置は、例え
ば特開昭５８−８２２６４号公報に開示されているよう
に、従来より公知である。この種の現像装置は、二成分
系現像剤中のトナーだけをトナー担持体に移行させ、こ
の１−ナーによって現像を行うので、潜像担持体へのキ
ャリアの付着を防止できる利点も有している。

従来提案されているこの形式の現像装置は、複数の磁石
を内設した現像剤供給ローラヒに、磁力によって二成分
系現像剤の磁気ブラシを形成し、現像剤供給ローラに対
置された１−ナー担持体に、磁気ブラシ中のトナーを静
電的に移行させ、１−ナー担持体上にトナーの薄層を形
成して現像を行っていた。

ところが上記構成によると、現像剤の磁気ブラシを形成
する目的で、複数の磁石を用いる必要があるため、現像
装置のコストが高くなる欠点を免れない。磁石は大変高
価な部品であり、装置全体のコストのうち大きな割合を
占めるものである。

また磁石ローラを用いると、その重さによって装置全体
の重量が増大する欠点も免れない。

さらに、二成分系現像剤中のキャリアとして、必ず磁性
体より成るものを用いなければならず、キャリアの選択
の自由度が狭められる。

また従来のこの種の現像装置は、磁性体より成るキャリ
アと、トナーを有する二成分系現像剤の磁気ブラシを形
成し、これを担持したローラを回転する構成であるため
、該ローラを、磁石と現像剤が互いに引き合う磁力に打
ち勝つ力で回転させなければならず、その駆動トルクが
大きくならざるを得ない。

そこで、このような問題を解決するために本出願人は、
先に出願した実願平１−２１３５９号によって、トナー
担持体と、二成分系現像剤を撹拌しつつ汲み上げる現像
剤撹拌汲み上げ部材との間に電極板を設け、該電極板と
トナー担持体との間の間隙をして現像剤を落下せしめ、
この落下する現像剤のうちのトナーのみをトナー担持体
の方へ静電的に吸引付着させて、トナー担持体上にトナ
ーによる薄層を形成するようにした技術を提案した。

このような形式の乾式現像装置によれば、磁気ブラシを
形成するための比較的高コストになる磁石が不要であり
、しかも、キャリアとしては磁性体でなくとも済む。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし乍ら、上述の乾式現像装置では、トナーの静電吸
引のための電界形成用の特別な電極板を必要とすること
のみならず、電極板と１−ナー担持体との間を通る二成
分系現像剤に対しては自然落下するのにまかされ、それ
には積極的な搬送力が付与されず、その搬送量が限られ
るため、トナーの、トナー担持体への移行量も少なくな
り、所定の厚さの薄層が得られなくなったりして、特に
トナー担持体を高速で回転させると、薄層形成能力に劣
るという欠点があった。このように薄層形成能力が劣る
と、特に、高速現像を行おうとする場合に、現像能力が
低下するようになり、所定の画像濃度が得られなくなっ
たりするおそれがあった。

本発明の目的は、磁石を用いず、しかも、キャリアとし
て必ずしも磁性体のものでなくても済むような方式の乾
式現像装置において、特別な電極板が不要であり、且つ
、トナーの薄層形成能力に優れる冒頭に記載した形式の
乾式現像装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため、導電性材料より成り
、前記トナー担持体に間隙を隔して対向配置され、前記
二成分系現像剤を撹拌しつつ汲み上げると共に、前記間
隙において前記トナー担持体の表面に沿って現像剤を搬
送する現像剤撹拌汲み上げ部材と、該現像剤撹拌汲み上
げ部材とＩ・ナー担持体との間に電界を印加し、前記間
隙を通る二成分系現像剤中の１−ナーのみをトナー担持
体側に静電的に吸引させるための電界印加手段とを設け
た構成を提案する。

〔作用〕

１−ナー担持体と現像剤撹拌汲み上げ部材との間を通る
二成分系現像剤中のトナーは両者間に印加された電界に
よってトナー担持体に静電的に移行し、潜像の可視像化
に供される。キャリアはトナー担持体に移行せず、現像
剤中に残される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。

図において、潜像担持体の一構成例であるドラム状の感
光体１は時計方向に回転駆動され、図示していない除電
部、帯電部および露光部を通り、感光体表面に静電潜像
が形成される。この潜像は、乾式現像装置２を通るとき
、後述するように１−ナーによって可視像化され、該可
視像は図示していない転写紙に転写された後、転写紙が
同じく図示していない定着部を通るとき、転写紙上に定
着される。

図に一例として示した乾式現像装置２は、必要に応じて
補助剤を外添したトナーと、キャリアより成る二成分系
現像剤りを収容した現像剤ケース、　　３を有している
。

現像ケース３内には、感光体１と対向するようにトナー
担持体の一構成例である導電性の１〜ナー担持ローラ８
が設けられ、該ローラ８は反時計方向に回転駆動される
ようになっている。現像ケース３内には、又、１〜ナー
担持ローラ８と所定の間隙Ｇを隔して対向配置された現
像剤撹拌汲み上げ部材４が設けられている。

上記現像剤撹拌汲み上げ部材４は、導電性材料より成り
１反時計方向に回転駆動されるようになっている。この
回転により、現像剤りが撹拌され。

トナー粒子とキャリアとが互いに逆極性に摩擦帯電され
る。同時に、後述する如く現像剤りが上方へ汲み上げら
れる。

現像剤りのトナー濃度が所定値よりも低下すると、１〜
ナー補給ローラ５が回転し、トナー容器６内の１−ナー
Ｔが現像剤ケース３内に補給される。

その際、トナーは回転するアジチータフによって撹拌さ
れつつ、現像剤り中に混入される。

前述のように現像剤撹拌汲み上げ部材４が反時計方向に
回転することによって、現像剤りが撹拌混合されつつ、
現像剤撹拌汲み上げ部材４のフィン１０によっで上方に
汲み上げられるが、汲み上げられた現像剤りは現像剤撹
拌汲み上げ部材４と１−ナー担持ローラ８との間の間隙
Ｇに矢印Ｘを付して示す如く供給され、その間１１Ａ’
Ｇのところを、トナー担持ローラ８の表面に沿って現像
剤撹拌汲み上げ部材４により強制的に搬送される。この
とき、現像剤は、間隙Ｇ内で激しく撹拌され、トナー粒
子とキャリア粒子の帯電性が高められる。またこのとき
、現像剤撹拌汲み上げ部材４とトナー担持ローラ８との
間には電界が印加されていて、これによって、両者の間
を搬送される現像剤り中の１〜ナーだけが１−ナー担持
ローラ８の表面に静電的に移行する。現像剤撹拌汲み上
げ部材４とトナー担持ローラ８との間に所定の電位差が
保たれているのである。

例えば現像剤り中のトナー粒子がキャリア粒子との摩擦
によりプラスに帯電し、キャリア粒子がマイナスに摩擦
帯電している場合には、トナー担持ローラ８がマイナス
側、現像剤撹拌汲み上げ部材４が、トナー担持ローラ８
に対して相対的にプラス側となるように、両者間に電界
が印加され、プラスに摩擦帯電したトナー粒子がトナー
担持ローラ８側に静電的に吸引され、該ローラ８の表面
にトナーの薄層を形成して付着する。

他方、マイナスに摩擦帯電したキャリアはトナー担持ロ
ーラ８に移行せず、現像剤り中に残される。このような
電界を形成するには、例えば電源１１．１２によってト
ナー担持ローラ８と現像剤撹拌汲み上げ部材４のそれぞ
れに、上述の如き電界を形成できるように、所定の直流
バイアス電圧を印加する。或いは現像剤撹拌汲み上げ部
材４とトナー担持ローラ８のいずれか一方をアースし、
他方にだけバイアス電圧を印加する等の各種の構成を採
用することができる。

なお、後述するように感光体１とトナー担持ローラ８と
の間に交番バイアス電圧を印加するときは、トナー担持
ローラ８に対して、電源１１によって交番バイアス電圧
又はこれに直流バイアス電圧を重畳した電圧を印加すれ
ばよい。

このように図に示した例では、現像剤撹拌汲み上げ部材
とトナー担持体との間に電界を印加し、これらの間を搬
送される二成分系現像剤中のトナーだけをトナー担持体
側に静電的に吸引させるための電界印加手段が、電源１
１，１．２によって構成されている。

現像剤り中のキャリアは、トナー粒子と逆極性に帯電し
ているため、前述のようにトナー担持ローラ８に付着せ
ず、現像剤り中に残されたまま、現像剤撹拌汲み上げ部
材４と１ヘナー担持ローラ８との間を搬送され、再び現
像剤ケース３の底部側に移動して現像剤撹拌汲み上げ部
材４によって撹拌される。

一方、トナー担持ローラ８に移行したトナーは該ローラ
８の表面に薄層をなして担持され、トナー担持ローラ８
の反時計方向の回転によって、該ローラ８と感光体１と
の間の現像領域Ａに搬送される。ここで、感光体上の静
電潜像の表面電位とトナー担持ローラ８の電位との差に
よりトナーが静電潜像に静電的に移行し、該潜像が可視
像化される。トナー担持ローラ８には、電源１１により
直流又は交番、或いは直流に交番を加えたバイアスが印
加されている。

なお、この例では感光体１とトナー担持ローラ８との間
隔は、トナー担持ローラ８上の均一な厚さの薄層が感光
体１に接触しないような間隔となっていて、上記トナー
の移行は、薄層が感光体に接触しない状態で行われる。

すなわち、非接触現像方式が採用されているのであるが
、勿論、接触現像方式を採用することもできる。

上述のように現像剤撹拌汲み上げ部材４とトナー担持ロ
ーラ８との間に電界を形成し、現像剤り中のトナーだけ
をトナー担持ローラ８に移行させてこれを現像領域に搬
送するので、二成分系現像剤を用いる従来の一般的な現
像装置のように、ローラ８の内部に磁石を設ける必要は
ない。すなわち磁石は全く不要であり、乾式現像装置全
体のコストを大幅に低減できる。しかも１−ナー担持ロ
ーラ８の回転に要する駆動トルクを低減できる利点も得
られ、また現像剤中のキャリアとして、磁性　　、体よ
り成るものだけでなく、非磁性体より成るものを用いる
こともできる。従来の磁気ブラシ式の現像装置において
は、キャリアとしては例えば鉄、フェライト又はマグネ
タイト等の磁性粉をそのまま用いるか、或いはその各粒
子の表面にポリマーコート層を被覆したものを用いたり
、バインダーポリマー中に磁性微粒子を分散したもの等
を使用していたが、本発明に係る構成においては、磁気
力を使用しないため、１〜ナーとの摩擦帯電系列を満た
し、トナー粒子に対して互いに逆極性に摩擦帯電するキ
ャリアであれば、上記各材質のキャリアのほか、非磁性
キャリア、例えばガラス、ポリマー粒子等を用いること
もできる。このようにキヤリアの選択の自由度が大幅に
拡大するので、低コストなキャリアを用いることも可能
となる。

ところで、先にも述べたように、現像剤撹拌汲み上げ部
材４とトナー担持ローラ８との間に電極板を設ける構成
の現像装置では、電極板とトナー担持ローラとの間を通
る現像剤に対しては自然落下するのにまかされ、それに
は積極的に搬送力が付与されず、その搬送量が限られる
ため、トナーの、トナー担持ローラ８への移行量も絶対
量として少なくなり、薄層が所定の厚さにならなくなっ
たりして、薄層形成能力に劣るという問題があった。特
に、高速現像の場合、すなわち、感光体１やトナー担持
体８や現像剤撹拌汲み上げ部材４などを高速で回転させ
る現像方式の場合、現像能力が低下するようになり、画
像濃度が低下したりするおそれがあった。

薄層形成能力を高めるためには、電極板とトナー担持ロ
ーラとの間の電界を強くする必要があるが、これを有効
にするためには両者間の間隙を出来るだけ小さくする必
要がある。上記形式の現像装置では、そのようにすると
、間隙を通る現像剤量も限られてしまい、ましてや自然
落下にたよるものでは、その搬送量の増大化を図ること
も難しく、又、その部分での現像剤の撹拌性も劣るため
、薄層形成能力を高めることが難しかったのである。

然るに本例においては、現像剤撹拌汲み」二げ部材４の
回転によって、間隙Ｇのところで現像剤に対して積極的
な搬送力が付与されるため、充分な搬送量を確保するこ
とができ、又、その現像剤撹拌汲み上げ部材部分を含む
前後のところで、現像剤が激しく撹拌され、現像剤撹拌
汲み上げ部材４側に位置する内側のトナーも外側に供出
分散されるようになるため、トナーの転移効率が良くな
り、薄層形成能力が向上して、必要とする厚さの薄層を
形成することが可能になる。

又、上記部分で現像剤が激しく撹拌されるようになるた
め、トナーとキャリアとの相互の摩擦帯電性も一段と向
上するところとなり、更に、現像剤撹拌汲み上げ部材４
自体が電極としての機能裂兼用して達成してしまうので
、専用の電極が不要になり、構成の一段の簡素化が約束
される。

なお、本発明は、感光体以外の潜像担持体を用いる画像
形成装置用の乾式現像装置にも適用できることは当然で
ある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、磁気ブラシを形成するための磁石が不
要であって、キャリアが必ずしも磁性体でなくても済む
方式の乾式現像装置において、薄層形成能力を一段と向
上させることができ、特に、高速現像対応型の現像装置
においても、画像濃度の低下を来たさないようにするこ
とができる。また、独立した電極板が不要であるため現
像装置構成を簡素化でき、コストの一層の低減化も可能
である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る乾式現像装置を備えた画像形成装置の
一部を示した断面図である。 ２・・・乾式現像装置 ４・・・現像剤撹拌汲み上げ部材 ８・・・トナー担持体としてのトナー担持ローラＤ・・
・現像剤 Ｇ・・・間隙 代理人　弁理士　　星　野　則　夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 潜像担持体に対置されたトナー担持体に、トナーとキャ
   リアを有する二成分系現像剤中のトナーを移行させて担
   持せしめ、該担持トナーによって、潜像担持体に形成さ
   れた潜像を可視像化する乾式現像装置において、 導電性材料より成り、前記トナー担持体に間隙を隔して
   対向配置され、前記二成分系現像剤を撹拌しつつ汲み上
   げると共に、前記間隙において前記トナー担持体の表面
   に沿って現像剤を搬送する現像剤撹拌汲み上げ部材と、
   該現像剤撹拌汲み上げ部材とトナー担持体との間に電界
   を印加し、前記間隙を通る二成分系現像剤中のトナーの
   みをトナー担持体側に静電的に吸引させるための電界印
   加手段とを設けたことを特徴とする乾式現像装置。