JPH04372964A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子複写装置、情報記
録装置などの画像形成装置に用いられる現像装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子複写装置、情報記録装置などの画像
形成装置における潜像担持体上の潜像を顕像化するため
の現像剤には、トナー粒子とキャリア粒子とを有する二
成分現像剤、トナー粒子からなる一成分現像剤などがあ
る。

【０００３】二成分現像剤を用いる現像方法の一つとし
て、図４に示すように、トナー粒子と磁性粒子とを接触
、摩擦によって帯電させ、トナー粒子８１が付着されて
いる磁性粒子８２を現像スリーブ３に担持させ、該現像
スリーブ３の回転によって磁性粒子８２をトナー粒子８
１とともに感光ドラム１と現像スリーブ３との間の現像
部に搬送し、該現像部に磁気力でキャリア粒子が連なる
磁気ブラシを形成し、感光ドラム１と現像スリーブ３と
の間に電源部２５からの現像バイアス電圧を印加しなが
ら磁気ブラシの先端部を感光ドラム１に接触させること
によって感光ドラム１の潜像部位にトナー粒子８１を供
給するものがある。

【０００４】二成分現像剤を用いる現像方法の他の一つ
として、図５に示すように、現像スリーブ３の回転によ
って磁性粒子８２をトナー粒子８１とともに感光ドラム
１と現像スリーブ３との間の現像部に搬送し、該現像部
に磁気力で磁性粒子８２が連なる磁気ブラシを形成し、
感光ドラム１と現像スリーブ３との間に印加されている
現像バイアス電圧によってトナー粒子８１、感光ドラム
１の潜像部位に向けて飛翔させ、感光ドラム１の潜像部
位にトナー粒子８１を供給するものがある。

【０００５】これに対し、一成分現像剤を用いる現像方
法の一つとして、図６に示すように、現像剤容器２１内
のトナー２０を層状に現像スリーブ３に担持させ、該現
像スリーブ３の回転によってトナー２０を感光ドラム１
と現像スリーブ３との間の現像部に搬送し、該トナー２
０を感光ドラム１の潜像部位に供給するものがあり、現
像スリーブ３には磁界発生手段１３が内包され、現像ス
リーブ３のトナー層厚はブレード４で規制されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の二成分
現像剤による一つの方法では、図４に示すように、磁気
ブラシが感光ドラム１に接触することにより、潜像部位
に付着しているトナー粒子８１と磁気ブラシとが接触す
るから、該接触によって可視像がかき乱され、がさつき
がある貧弱な画像が発生し易い。例えば、Ｒ１部分およ
びＲ２部分においては、現像が現像バイアス電圧によっ
て積極的に行われるが、Ｒ３部分においては、現像バイ
アス電圧による電界の強さが小さくなり、感光ドラム１
に形成された可視像２６が磁気ブラシ２７によってかき
乱される。よって、Ｒ４部分においては、現像バイアス
電圧による電界の影響を受けず可視像は乱れた状態に保
持され、がさつきがある画像が生成される。

【０００７】この接触磁気ブラシ系に対し、上述の二成
分現像剤による他の方法では、感光ドラム１の潜像の解
像度が向上されると、該解像度の向上に伴い現像スリー
ブ３の磁気ブラシの密度を増すことが必要になるが、磁
気ブラシの密度を上記解像度に対して満足する値に近づ
けることは難しく、感光ドラム１の高解像度の潜像に対
するトナー粒子８１の供給量が微妙に変化する。その結
果、がさつきがある画像が発生し易くなる。

【０００８】一成分現像剤を用いる現像方法では、感光
ドラム１と現像スリーブ３との間の現像部においてトナ
ー２０の各粒子が磁石１３の磁気力で互いに連なり合う
穂になることにより、該穂をなすトナー２０が潜像部位
に向けて飛翔するから、穂の大きさが潜像部位の大きさ
より大きくなることがある。例えば、図７に示すように
、感光ドラム上の潜像部位２８，２９，３０の大きさよ
りトナー２０がなす穂３１，３２，３３が大きくなり、
潜像に対して忠実な現像を行うことができない。その結
果、がさつきがある不均一な画像が発生し易くなる。

【０００９】本発明の目的は、がさつきがない均一でか
つ良好な画像を得ることができる現像装置を提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願第一の発明によれば
、上記目的は、トナー粒子と磁性粒子とを有する現像剤
を収容する現像剤容器と、潜像が形成される潜像担持体
との間に現像部を形成し、上記現像剤容器内の現像剤を
担持しながら上記現像部へ搬送する現像剤担持体と、該
現像剤担持体の内部に設けられている磁界発生手段とを
備え、上記現像部で上記現像剤を上記潜像担持体に供給
する現像装置において、上記現像部を形成する潜像担持
体と現像剤担持体の間にはその下流側に対向する電極が
設けられ、該電極に交番電圧が印加されることにより達
成される。

【００１１】本願第二の発明によれば、上記目的は、磁
性を有する一成分現像剤からなる現像剤を収容する現像
剤容器と、潜像が形成される潜像担持体との間に現像部
を形成し、上記現像剤容器内の現像剤を担持しながら上
記現像部へ搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体の
内部に設けられている磁界発生手段とを備え、上記現像
部で上記現像剤を上記潜像担持体に供給する現像装置に
おいて、上記現像部を形成する潜像担持体と現像剤担持
体の間にはその下流側に対向する電極が設けられ、該電
極に交番電圧が印加されることにより達成される。

【００１２】

【作用】本願第一の発明の現像装置では、上記潜像担持
体と上記電極とに交番電圧が印加される。現像時、上記
現像剤は上記現像剤担持体に担持されながら上記現像部
へ搬送される。上記現像部では上記磁界発生手段によっ
て上記現像剤の複数の磁性粒子が連なる磁気ブラシが形
成され、該磁気ブラシに含まれるトナー粒子が潜像部位
に付着することによって可視像が形成される。

【００１３】上記現像部で磁気ブラシが上記潜像担持体
に接触する接触磁気ブラシ系では上記可視像が上記磁気
ブラシでかき乱される。乱された可視像を形成するトナ
ー粒子は上記交番電圧による交番電界の影響を受け、該
トナー粒子は上記潜像担持体と上記電極との間を往復運
動する。そのトナー粒子の往復運動によって乱された可
視像は良好な像に形成し直される。

【００１４】上記現像部で磁気ブラシが上記潜像担持体
に接触しない非接触系では上記潜像に対するトナー粒子
の供給量が変化し、その変化によってトナー粒子の付着
が不均一な可視像が形成される。その可視像は、上述の
磁気ブラシ系と同様に、トナー粒子の付着が均一でかつ
良好な像に形成し直される。

【００１５】本願第二の発明の現像装置では、一成分現
像剤が用いられ、かつ上記潜像担持体と上記電極とに交
番電圧が印加される。現像部において、上記現像剤は穂
の状態で上記潜像部位に付着し、上記現像剤が形成する
穂の大きさが大きいとき、潜像に対して忠実に再現され
ていない可視像が得られる。その可視像は上記交番電圧
による交番電界を受け、該可視像を形成する穂またはそ
れを形成する現像剤が上記潜像担持体と上記電極との間
を往復運動する。その往復運動によって上記可視像は均
一でかつ良好な像に形成し直される。

【００１６】

【実施例】以下に、本発明の現像装置の実施例について
図面を参照しながら説明する。

【００１７】図１は本発明の現像装置の一実施例を示す
構成図である。

【００１８】電子複写装置に用いられ、外径寸法が８０
ｍｍである感光ドラム１の潜像を顕像化するための現像
装置は、図１に示すように、現像剤容器２を備える。

【００１９】現像剤容器２の内部は、隔壁５によって現
像室（第１室）Ｓ１と撹拌室（第２室）Ｓ２とに区画さ
れ、撹拌室Ｓ２の上方には隔壁６を隔ててトナー貯蔵室
Ｓ３が形成され、該トナー貯蔵室Ｓ３内には補給用トナ
ー（非磁性トナー）８１が収容されている。なお、隔壁
６には補給口６ａが設けられ、該補給口６ａを経て消費
されたトナー量に見合った量の補給用トナー８１が撹拌
室Ｓ２内に落下補給される。

【００２０】これに対し、現像室Ｓ１および撹拌室Ｓ２
内には現像剤８が収容されている。現像剤８は非磁性ト
ナー８１と磁性粒子（キャリア）８２とからなる二成分
現像剤である。非磁性トナー８１は１０μｍ以下の体積
平均粒径を有する。磁性粒子８２は、樹脂コーティング
されているフェライト粒子（最大磁化６０ｅｍｕ／ｇ）
からなり、その重量平均粒径は３０〜８０μｍであり、
その抵抗値は１０７Ωｃｍ以上の値を示す。また、磁性
粒子８２の透磁率は約５．０である。なお、磁性粒子８
２の重量平均粒径を４０〜７０μｍとすることが好まし
く、抵抗値を１０８Ωｃｍ以上とすることが好ましい。

【００２１】現像剤容器２の感光ドラム１に近接する部
位には開口部が設けられ、該開口部から現像スリーブ３
が外部に突出している。現像スリーブ３は現像剤容器２
内に回転可能に組み込まれている。現像スリーブ３の外
径寸法は３２ｍｍであり、その周速は２８０ｍｍ／ｓで
ある。現像スリーブ３はそれと感光ドラム１との間隔が
８００μｍとなるように配置されている。現像スリーブ
３は非磁性材からなり、その内部には磁界発生手段であ
る磁石１３が固定されている。

【００２２】磁石１３は、現像磁極Ｎ１とその下流に位
置する磁極Ｓ１と、現像剤８を搬送するための磁極Ｎ３
，Ｎ２，Ｓ２とを有する。磁石１３は現像磁極Ｎ１が感
光ドラム１に対向するように現像スリーブ３内に配置さ
れている。現像磁極Ｎ１は、現像スリーブ３と感光ドラ
ム１との間の現像部の近傍に磁界を形成し、該磁界によ
って磁気ブラシが形成される。

【００２３】現像スリーブ３の上方には、ブレード４が
該現像スリーブ３と所定の間隔をおいて配置されている
。現像スリーブ３とブレード４との間隔は５００μｍで
ある。ブレード４は現像剤容器２に固定されている。 ブレード４は、アルミニウム、ＳＵＳ３１６などの非磁
性材からなり、現像スリーブ３上の現像剤８の層厚を規
制する。

【００２４】現像室Ｓ１内には搬送スクリュ９が収容さ
れている。搬送スクリュ９は図中の矢印が示す方向に回
転され、該搬送スクリュ９の回転駆動によって現像室Ｓ
１内の現像剤８は現像スリーブ３の長手方向に向けて搬
送される。

【００２５】撹拌室Ｓ２内には搬送スクリュ１０が収容
され、該搬送スクリュ１０が図中の矢印が示す方向に回
転駆動されることによって撹拌室Ｓ２内の現像剤８は現
像スリーブ３の長手方向に向けて搬送される。

【００２６】貯蔵室Ｓ３内には搬送スクリュ１１が収容
されている。搬送スクリュ１１はその回転によってトナ
ー８１を現像スリーブ３の長手方向に沿って搬送し、そ
のトナー８１は補給口６ａから撹拌室Ｓ２内に自由落下
する。

【００２７】現像剤容器２には一体的に連なる収容部１
２が設けられている。収容部１２には、その内部と外部
とを連通する開口１４が設けられている。開口１４は収
容部１２の感光ドラム１に対向するようにかつ現像スリ
ーブ３の下方位置になるように配置されている。

【００２８】収容部１２内には電極１５が収容されてい
る。電極１５は現像スリーブ３の長手方向に延びる円柱
状の固定電極からなり、その外周面の一部は開口１４を
経て外部に突出している。電極の直径寸法は１５ｍｍで
ある。電極１５はその外周面と感光ドラム１の外周面と
の間隔が３００μｍとなるように収容部１２内に配置さ
れている。

【００２９】電極１５には電源部（図示せず）からの交
番電圧が印加される。電源部は電極１５の交番電圧を発
生するとともに現像スリーブ３に印加される交番電圧を
発生する。電極１５には、周波数２０００Ｈｚ、電圧２
０００ＶＰ−Ｐの交流電圧に−３５０Ｖの直流電圧を重
畳した交番電圧が印加される。現像スリーブ３には、暗
電位を−６５０Ｖ、明電位を−２００Ｖとし、周波数２
０００Ｈｚ、電圧２０００ＶＰ−Ｐの交流電圧に−３５
０Ｖの直流電圧を重畳した交番電圧が印加される。

【００３０】感光ドラム１の潜像を現像するとき、感光
ドラム１および現像スリーブ３は回転される。感光ドラ
ム１の周速は１６０ｍｍ／ｓであり、現像スリーブ３の
周速は２８０ｍｍ／ｓである。

【００３１】現像スリーブ３は磁極Ｎ２近傍の位置で現
像剤８を担持し、現像スリーブ３の回転に伴い現像剤８
は現像部へ向けて搬送される。現像剤８が現像部近傍に
到達すると、現像剤８の磁性粒子８２が磁極Ｎ１の磁気
力で連なりながら現像スリーブ３から立ち上り、現像剤
８の磁気ブラシが形成される。磁気ブラシの先端は感光
ドラム１の表面を摺擦し、現像スリーブ３と感光ドラム
１との間の交番電圧によって磁気ブラシのトナー８１は
感光ドラム１の潜像部位に付着される。

【００３２】しかし、磁気ブラシの先端が感光ドラム１
の潜像部位に接触しているから、トナーの潜像への付着
により形成された可視像は磁気ブラシによって乱される
ことがある。感光ドラム１上の乱された可視像が形成さ
れている部位が電極１５に近づくと、乱された可視像の
トナー８１が電極１５の交番電圧による電界を受けるこ
とにより、そのトナー８１が電極１５と感光ドラム１と
の間で往復運動されるから、可視像の対象部位にトナー
８１が付着し、がさつき感がない均一でかつ良好な画像
を得ることができる。

【００３３】また、レーザビームによるデジタル潜像ま
たはハロゲンランプ、蛍光灯などによるアナログ潜像の
いずれの潜像に対しても同様の効果を得ることができる
。

【００３４】なお、本実施例では、円柱状の電極１５を
用いているが、図２に示すように、平板状の電極１６を
用いることもできる。

【００３５】次に、一成分現像剤を用いる現像装置につ
いて説明する。図３は本願第二の発明の現像装置の一実
施例を示す構成図である。

【００３６】一成分現像剤（以下、「トナー」と称す。 ）２０を用いる現像装置は、図３に示すように、現像剤
容器２１を備える。現像剤容器２１は互いに一体的に連
なる二つの収容部２２，２３からなる。収容部２２には
トナー２０が収容されている。トナー２０は撹拌搬送手
段２４で撹拌されながら現像スリーブ３に向けて搬送さ
れる。

【００３７】現像スリーブ３は収容部２２内に回転可能
に組み込まれ、その外周面は収容部２２に設けられてい
る開口から外部に突出している。現像スリーブ３は感光
ドラム１に対向し、現像スリーブ３と感光ドラム１との
間隔は３００μｍである。現像スリーブ３の外径寸法は
３２ｍｍであり、感光ドラム１の直径寸法は８０ｍｍで
ある。

【００３８】現像スリーブ３の内部には磁石１３が固定
され、磁石１３は磁極Ｎ１，Ｓ１，Ｎ２，Ｓ２を有する
。

【００３９】現像スリーブ３の上方にはブレード４が設
けられている。ブレード４は現像スリーブ３に担持され
るトナー層厚を規制する。

【００４０】収容部２３には、電極２５が組み込まれて
いる。電極１５は円柱状の固定電極からなり、その外周
面は収容部２３に設けられている開口から外部に突出し
ている。電極１５は感光ドラム１に対向し、電極１５と
感光ドラム１との間隔は３００μｍである。

【００４１】電極１５には電源部（図示せず）からの交
番電圧が印加される。電源部は電極１５の交番電圧を発
生するとともに現像スリーブ３に印加される交番電圧を
発生する。電極１５には、周波数２０００Ｈｚ、電圧２
０００ＶＰ−Ｐの交流電圧に−３５０Ｖの直流電圧を重
畳した交番電圧が印加される。現像スリーブ３には、暗
電位を−６５０Ｖ、明電位を−２００Ｖとし、周波数２
０００Ｈｚ、電圧２０００ＶＰ−Ｐの交流電圧に−３５
０Ｖの直流電圧を重畳した交番電圧が印加される。

【００４２】感光ドラム１の潜像を現像するとき、感光
ドラム１および現像スリーブ３は回転される。感光ドラ
ム１の周速は１６０ｍｍ／ｓであり、現像スリーブ３の
周速は２８０ｍｍ／ｓである。

【００４３】現像スリーブ３は収容部２２内のトナー２
０を担持しながら回転され、トナー２０は感光ドラム１
と現像スリーブ３との間に形成されている現像部へ搬送
される。現像部において、トナー２０の各粒子が磁石１
３の磁気力で連なり、互いに連なる複数の粒子からなる
穂が形成される。穂は交番電圧による電界によって対応
する感光ドラム１の潜像部位に向けて飛翔し、感光ドラ
ム１の潜像部位には穂状態のトナー２０が付着する。

【００４４】トナー２０の付着によって潜像は可視像化
され、感光ドラム１の可視像が形成されている部位は電
極１５に対向する位置に移動される。上記可視像を形成
しているトナー２０は電極に印加されている交番電圧に
よる電界の影響を受けることにより、トナー２０は感光
ドラム１と電極１５との間で往復運動するから、可視像
の対象部位に所定のトナー２０が付着し、がさつきがな
い均一でかつ良好な画像を得ることができる。

【００４５】なお、本実施例では、円柱状の電極１５を
用いているが、平板状の電極、または他の形状の電極を
用いることもできる。

【００４６】

【発明の効果】以上に説明したように、本願第一の発明
の現像装置によれば、接触磁気ブラシ系において乱され
た可視像を上記交番電圧によって良好な像に形成し直す
ことができ、非接触磁気ブラシ系において不均一な可視
像を均一でかつ良好な像に形成し直すことができ、がさ
つきがなく均一でかつ良好な画像を得ることができる。

【００４７】本願第二の発明の現像装置によれば、潜像
に対して忠実に再現されていない可視像を再現性の高い
像に形成し直すことができ、がさつきがなく均一でかつ
良好な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願第一の発明の現像装置の一実施例を示す構
成図である。

【図２】図１の現像装置に用いられる電極の他の例を示
す図である。

【図３】本願第二の発明の現像装置の一実施例を示す構
成図である。

【図４】従来の二成分現像剤による一つの現像方法を説
明するための図である。

【図５】従来の二成分現像剤による他の現像方法を説明
するための図である。

【図６】従来の一成分現像剤による現像方法を説明する
ための図である。

【図７】図６の現像方法による現像剤が潜像部位に付着
している状態を示す平面図である。

【符号の説明】

１　　感光ドラム ２，２１　　現像剤容器 ３　　現像スリーブ ４　　ブレード １５，１６　　電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　トナー粒子と磁性粒子とを有する現像
   剤を収容する現像剤容器と、潜像が形成される潜像担持
   体との間に現像部を形成し、上記現像剤容器内の現像剤
   を担持しながら上記現像部へ搬送する現像剤担持体と、
   該現像剤担持体の内部に設けられている磁界発生手段と
   を備え、上記現像部で上記現像剤を上記潜像担持体に供
   給する現像装置において、上記現像部を形成する潜像担
   持体と現像剤担持体の間にはその下流側に対向する電極
   が設けられ、該電極に交番電圧が印加されることを特徴
   とする現像装置。
2. 【請求項２】　　磁性を有する一成分現像剤からなる現
   像剤を収容する現像剤容器と、潜像が形成される潜像担
   持体との間に現像部を形成し、上記現像剤容器内の現像
   剤を担持しながら上記現像部へ搬送する現像剤担持体と
   、該現像剤担持体の内部に設けられている磁界発生手段
   とを備え、上記現像部で上記現像剤を上記潜像担持体に
   供給する現像装置において、上記現像部を形成する潜像
   担持体と現像剤担持体の間にはその下流側に対向する電
   極が設けられ、該電極に交番電圧が印加されることを特
   徴とする現像装置。