JPH05204237A

JPH05204237A - 現像装置

Info

Publication number: JPH05204237A
Application number: JP4036897A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sugano; 誠菅野; Jun Abe; 純安部; Tetsuya Fujita; 徹也藤田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1992-01-29
Filing date: 1992-01-29
Publication date: 1993-08-13

Abstract

(57)【要約】【目的】磁性キャリアと非磁性キャリアとを混合し
てなる二成分現像剤を用い、非磁性トナーを付着して回
転するトナー担持体から静電潜像にトナーを転移させて
可視化する現像装置において、トナーの帯電量をほぼ一
定に制御し、濃度低下のない安定した現像を行うことの
できる現像装置を得る。【構成】トナー担持体２が、二成分現像剤の非磁性
トナーのみをトナー担持体に供給する現像剤担持体４と
表面に静電潜像が形成される静電潜像保持体１１とに違
った位置で対向するように配置され、トナー担持体２の
周回方向における現像剤担持体４との対向位置より下流
側に、トナー担持体と対向するコロトロン９を設ける。
また、このコロトロン９に代えてトナー担持体に当接す
る弾性部材を設けても良い。これにより、トナーの帯電
量がほぼ一定に制御され、現像領域で安定したトナーク
ラウドを形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、プリ
ンタ等の画像形成装置において用いられ、帯電電位の差
による静電潜像をトナーの付着により可視化する現像装
置に係り、特に非磁性トナーと磁性キャリアとを混合し
た二成分現像剤を用いる現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真の手法を用い、多色画像を形成
することができるカラー画像形成装置がいくつか提案さ
れている。その中に、異なる色の現像剤を各々収容した
複数の現像装置を感光体の周囲に配置し、感光体を一度
周回させる間に複数のトナー像を重ねて形成し、一度の
転写で紙面上にカラー画像を形成するものがある。

【０００３】このような画像形成装置ではたとえば次の
ような工程で画像の形成が行われる。感光体表面を第１
の帯電器で一様に負に帯電した後に、レーザーにより第
１の情報信号が感光体上に走査され、第１の静電潜像が
形成される。この静電潜像には第１の現像装置によって
トナーが付着され、可視化される。次に感光体表面を第
２の帯電器により帯電した後、第２の情報信号が走査さ
れ、既に現像された像と重ねて第２の静電潜像が形成さ
れる。この第２の静電潜像は第２の現像装置によって可
視像化される。このような工程を複数回繰り返して多色
のトナー像を形成し、転写帯電器によって紙面上に転写
して多色の顕画像が得られる。

【０００４】一方、カラー画像を形成する現像装置とし
て非磁性トナーと磁性キャリアとを混合した二成分現像
剤を使用するものが広く知られている。これは、現像剤
担持体上に磁性キャリアが穂状に連なった磁気ブラシを
形成し、現像領域でこの磁気ブラシが感光体表面に接触
または近接したときに、トナーを静電潜像に付着させ静
電潜像を可視化するものである。しかし、このような現
像装置を上記のような複数色のトナー像を重ねて形成す
るカラー画像形成装置に使用すると、現像剤担持体上の
磁気ブラシを感光体に接触させたり、感光体と現像剤担
持体との間に交番電界を発生させるため、感光体上に既
に形成されているトナー像を乱したり、他色のトナーが
現像剤担持体上に付着して混入、混色が発生するという
問題点がある。

【０００５】このような問題点を解決する現像装置は特
開平３−１１３４７４号公報等に開示されている。図４
はこのような現像装置の一例を示す概略構成図である。
この現像装置１１０は、二成分現像剤を収容するハウジ
ング１０８内に、静電潜像保持体１１１と近接して対向
し表面に非磁性トナーを吸着して搬送するトナー担持体
１０２と、このトナー担持体と近接して配置され、表面
に二成分現像剤を吸着しながら搬送する現像剤担持体１
０４と、この現像剤担持体１０４の表面に吸着される現
像剤量を規制する現像剤規制部材１０５と、前記現像剤
担持体とほぼ平行に配置され、現像剤を攪拌しながら搬
送する現像剤攪拌部材１０６、１０７とを有するもので
ある。なお、上記静電潜像保持体１１１は、一様帯電
後、像光の照射により表面に帯電電位の差による静電潜
像を形成することができるロール状感光体である。

【０００６】上記現像剤担持体１０４は、内部に位置を
固定して配置された複数の磁極を有しており、非磁性ト
ナーを伴う磁性キャリアが穂状に連なった磁気ブラシを
表面に形成することができるものである。上記現像剤攪
拌部材１０６及び１０７は、隔壁１１８によって仕切ら
れ両端部で連通する二つの現像剤攪拌室１１６、１１７
の内部に配置され、それぞれ現像剤を逆方向に搬送する
ものである。これにより現像剤は現像剤攪拌室１１６、
１１７内で一定方向に循環するようになっている。

【０００７】このような現像装置において、現像剤攪拌
部材１０６、１０７により攪拌された現像剤は摩擦帯電
により所定の電荷が付与され、現像剤担持体１０４に供
給される。この現像剤は現像剤担持体１０４上で磁気ブ
ラシを形成し、現像剤担持体表面の回転により搬送さ
れ、現像剤規制部材１０５によって表面の現像剤量が規
制される。さらに、トナー担持体１０２との対向位置ま
で搬送され、現像剤の磁気ブラシがトナー担持体１０２
の表面に摺擦される。現像剤担持体１０４とトナー担持
体１０２との間にはバイアス電圧の印加により振動電界
が形成されており磁性キャリアに付着しているトナーは
トナー担持体１０２の表面に転移し、トナーの薄層を形
成する。このトナーの薄層はトナー担持体１０２の回転
により、静電潜像保持体１１１と近接して対向する現像
領域へ搬送される。現像領域においては、トナー担持体
１０２と静電潜像保持体１１１との間隙に制御電極１０
１が配置され、バイアス電源（図示せず）から直流重畳
交流電圧が印加されており、これによりトナーはクラウ
ド化し、静電潜像保持体上に既に形成されたトナー像を
乱すことなくトナーが静電潜像に付着して現像が行われ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような現像装置では、トナーの帯電電荷は主にトナーを
磁性キャリアと混合して攪拌することにより得られるも
のである。これは現像剤攪拌室１１６、１１７内での攪
拌により、トナー粒子と磁性キャリアとが摺擦され、そ
の摩擦によって得られるものであるが、トナーをクラウ
ド化するのに充分な帯電量を常に得ることは難しい。こ
のため、トナーの帯電が不充分となることがあり、この
場合には制御電極１０１に電圧を印加して交番電界を発
生させてもトナーが充分に飛翔せず、安定したトナーク
ラウドの形成が妨げられ、現像濃度の低下を生じるとい
う問題点がある。本発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、現像領域で安定したトナークラウドを形
成し、濃度低下のない高画質の画像が得られる現像装置
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、請求項１に記載の発明は、磁石を内蔵し、表
面に磁性キャリアと非磁性トナーとからなる二成分現像
剤の磁気ブラシを形成して搬送する現像剤担持体と、露
光によって表面に静電潜像が形成される静電潜像保持体
と前記現像剤担持体とにそれぞれ違った部位で対向する
ように配置され、表面に前記非磁性トナーを付着して周
回移動するトナー担持体とを備え、前記静電潜像保持体
と前記トナー担持体とが対向する現像領域で前記トナー
担持体上の非磁性トナーを前記静電潜像に付着させて可
視化する現像装置において、前記トナー担持体表面の移
動方向における前記現像剤担持体との対向位置よりも下
流側であって前記現像領域よりも上流側に、前記トナー
担持体と近接して対向する帯電器を有するものとする。

【００１０】また、請求項２に記載の発明は、磁石を
内蔵し、表面に磁性キャリアと非磁性トナーとからなる
二成分現像剤の磁気ブラシを形成して搬送する現像剤担
持体と、露光によって表面に静電潜像が形成される静電
潜像保持体と前記現像剤担持体とにそれぞれ違った部位
で対向するように配置され、表面に前記非磁性トナーを
付着して周回移動するトナー担持体とを備え、前記静電
潜像保持体と前記トナー担持体とが対向する現像領域で
前記トナー担持体上の非磁性トナーを前記静電潜像に付
着させて可視化する現像装置において、前記トナー担持
体表面の移動方向における前記現像剤担持体との対向位
置よりも下流側であって前記現像領域よりも上流側に、
前記トナー担持体に圧接される弾性部材を有するものと
する。

【００１１】上記帯電器は、例えばコロナ帯電器とする
ことができる。また上記弾性部材は例えばシリコンゴム
やＥＰＤＭゴムとすることができ、板バネ等の変形によ
り、トナー担持体の表面に圧接されるものとすることが
できる。

【００１２】

【作用】請求項１に記載の発明に係る現像装置では、ト
ナー担持体の周回方向における現像剤担持体との対向位
置よりも下流側に、トナー担持体と近接して対向する帯
電器が設けられているので、トナー担持体表面に形成さ
れたトナーの薄層は、トナー担持体表面の周回によって
現像領域に至るまでの間に前記帯電器との対向位置を通
過し、帯電量が制御される。このため、現像領域へ搬送
されるトナーは充分な電荷を有し、制御電極に印加され
る直流重畳交流電圧によって安定したトナークラウドが
形成され、濃度低下のない安定した現像が行われる。

【００１３】請求項２に記載の発明に係る現像装置で
は、トナー担持体の周回方向における現像剤担持体との
対向位置よりも下流側に、トナー担持体に圧接される弾
性部材が設けられているので、トナー担持体上のトナー
の薄層は現像領域に至るまでの間に弾性部材により摺擦
され、摩擦帯電されるとともに、層厚分布の均一なトナ
ー層が形成される。このため、現像領域へ搬送されるト
ナーは充分な電荷を有し、安定したトナークラウドが形
成されて濃度低下のない安定した現像が行われる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は請求項１に記載の発明の一実施である現像装
置を示す概略構成図である。この現像装置は、帯電電位
の差による静電潜像を保持することができる静電潜像保
持体１１と対向して設けられており、非磁性トナーと磁
性キャリアとからなる二成分現像剤を収容するハウジン
グ８内に、二成分現像剤を磁気的に吸着し、磁気ブラシ
を表面に形成する現像剤担持体４と、この現像剤担持体
４と前記静電潜像保持体１１とにそれぞれ違った部位で
近接するように配置され、非磁性トナーを付着して回転
する円筒状のトナー担持体２と、前記現像剤担持体４上
に吸着された現像剤量を規制する現像剤規制部材５と、
トナー担持体２と近接して対向するコロトロン９とを有
している。また、ハウジング８内の前記現像剤担持体４
と隣接する位置に第１の現像剤攪拌室１６が設けられ、
さらにこの第１の現像剤攪拌室と隔壁１８によって仕切
られた第２の現像剤攪拌室１７が設けられている。

【００１５】上記現像剤担持体４は、位置が不動の磁石
を内蔵した磁石ロールの外周に、円筒状のスリーブを配
置したものであり、スリーブの表面に二成分現像装置を
磁気的に吸着して磁気ブラシを形成するとともに、円筒
状のスリーブの回転により現像剤を搬送することができ
るものである。上記トナー担持体２は表面が陽極酸化処
理されたアルミニウム円筒体やフェノール樹脂からなる
円筒体、または金属の円筒体の表面に樹脂層を形成した
もの等表面に抵抗層をもつものが用いられ、現像剤担持
体４との対向位置で双方の対向面が同じ方向に移動する
ように回転方向が設定されている。なお、この回転方向
は双方の対向面が逆方向に移動するように設定してもよ
い。

【００１６】上記現像剤担持体４には、周波数が２ＫＨ
ｚ以上でＡＣ成分が３００Ｖｐｐ（ピークツーピーク電
圧）、ＤＣ成分が−２５０Ｖの直流重畳交流電圧がバイ
アス電源（図示せず）から印加されており、またトナー
担持体２には直流電源（図示せず）から−２００Ｖの電
圧が印加されており、現像剤担持体４とトナー担持体２
とが近接して対向する位置に振動電界を生じるようにな
っている。

【００１７】前記トナー担持体１と静電潜像保持体５と
の対向位置にはトナー担持体１と１０〜１００μｍ程度
の間隙を保持しトナー担持体１の軸方向に４本の細いワ
イヤーを配した制御電極１が設けられており、この制御
電極１にはバイアス電源（図示せず）からＡＣ成分が２
００〜１０００Ｖｐｐ、ＤＣ成分が−１００〜−４００
Ｖの直流重畳交流電圧が印加されている。これにより、
制御電極１とトナー担持体２との間、制御電圧１と静電
潜像保持体１１との間およびトナー担持体２と静電潜像
保持体１１との間に電界を生じ、これらの対向部分が現
像領域となっている。なお、トナー担持体２の回転方向
と静電潜像保持体１１の回転方向とは、双方の対向位置
で同方向、逆方向のどちらに設定してもよい。

【００１８】上記コロトロン９は、トナー担持体２の回
転方向における前記現像剤担持体４との対向位置から現
像領域までの間にトナー担持体２と近接するように設け
られており、このコロトロン９には直流電源１０から−
２ＫＶ〜−４ＫＶの電圧が印加されている。

【００１９】上記第１の現像剤攪拌室１６と第２の現像
剤攪拌室１７とは、現像剤担持体４の軸線方向における
両端部で連通しており、それぞれに現像剤の攪拌と軸方
向への現像剤の搬送を行なう第１のスクリューオーガー
６と第２のスクリューオーガー７とが設けられている。
これら２つのスクリューオーガー６、７は互いに逆方向
に現像剤を搬送するように回転方向が設定されており、
現像剤が第１の現像剤攪拌室１６と第２の現像剤攪拌室
１７とを循環するようになっている。

【００２０】このような現像装置において非磁性トナー
と磁性キャリアとは第１の現像剤攪拌室１６と第２の現
像剤攪拌室１７とにおいて搬送されるとともに均一とな
るように攪拌され、現像剤中の非磁性トナーの分布が一
定に維持されるとともに非磁性トナーと磁性キャリアと
の間の摩擦帯電により非磁性トナーに電荷が付与され
る。攪拌された現像剤は、第１のスクリューオーガー６
によって現像剤担持体４に供給される。現像剤担持体４
は現像剤を磁気的に吸着して現像剤の磁気ブラシを形成
し、円筒上のスリーブが回転することにより搬送する。
現像剤担持体４上に吸着された現像剤は現像剤規制部材
によってその量が規制され、トナー担持体２との対向位
置まで搬送されてトナー担持体２の表面に摺擦される。
トナー担持体２と現像剤担持体４との間には直流重畳交
流電圧が印加されており、電荷を有するトナーはクーロ
ン力によってトナー担持体２へ転移し、トナー担持体表
面にトナーの薄層を形成する。一方、磁性キャリアは現
像剤担持体４に磁気的に吸着されたまま転移せずに残
る。

【００２１】トナー担持体２上に形成されたトナー層は
トナー担持体２の回転によりコロトロン９との近接位置
まで搬送される。このコロトロン９には一定の電圧が印
加されており、トナー層は−８μｃ／ｇ〜−１５μｃ／
ｇの帯電量に制御される。コロトロン９との対向位置を
通過したトナー担持体２上のトナー層はトナー担持体２
の回転とともに現像領域へ搬送される。このトナー層は
制御電極１との近接位置を通過し、制御電極１に印加さ
れた直流重畳交流電圧により現像領域内でトナークラウ
ドを発生する。クラウド化されたトナーは電界内で飛翔
し、静電潜像保持体１１上の静電潜像に付着して現像が
行なわれる。このとき、トナーの帯電量は−８μｃ／ｇ
〜−１５μｃ／ｇに制御されており、帯電量の経時変化
や環境の変化などに影響されずにほぼ一定の帯電量に維
持されることによって安定したトナークラウドが形成さ
れ、濃度低下のない高画質の像を得ることができる。

【００２２】なお、トナー層の帯電量が上記の範囲外で
あると、電荷が小さいために交番電界でトナーがクラウ
ド化しなかったり、電荷が大きすぎるためにトナーのト
ナー担持体２への付着力が大きくなり現像領域でトナー
クラウドが発生しにくくなったりして濃度低下などのト
ラブルを発生する。上記トナー帯電量の範囲はこれらを
考慮し、適切な値として設定されたものであり、トナー
の粒径、種類、感光体の帯電電位、バイアス電圧等によ
り適切な値を選択することができる。

【００２３】図２は請求項２に記載の発明の一実施例で
ある現像装置を示す概略構成図である。この現像装置で
は、前記実施例においてトナー担持体に近接して配置さ
れたコロトロン９の代わりに、トナー担持体２に圧接さ
れるブレード２１が設けられている。このブレード２１
は、トナー担持体２の表面に圧接される弾性部材２１ａ
とこれを先端付近で支持する板バネ材２１ｂとからなる
ものであり、板バネ材２１ｂとしてＳＵＳ等の金属性部
材、弾性部材２１ａとしてシリコンゴムやＥＰＤＭゴム
等を用いることができる。上記板バネ材２１ｂの後端は
ハウジング８に固定され、弾性部材２１ａが設けられた
先端をトナー担持体２の回転方向下流側に向けて１０〜
２００ｇ／ｃｍの圧力でトナー担持体と圧接するように
配設されている。なお、この現像装置の他の構成は上記
実施例と同様である。

【００２４】本実施例では、トナー担持体２上に形成さ
れたトナー層はトナー担持体２の回転とともに前記弾性
部材２１ａにより摺擦され、摩擦帯電により所定の電荷
が付与される。これにより安定したトナークラウドが形
成され、濃度低下のない高品位の画像が得られる。ま
た、弾性部材２１ａがほぼ一定圧でトナー担持体２に当
接されることによりトナー層の層厚分布が均一となり、
濃度ムラのない安定した画像が得られる。なお、弾性部
材２１ａの材質は反転現像の場合、現像剤との摩擦帯電
性が静電潜像の帯電極性と逆の極性となる材料が好まし
い。

【００２５】図３は請求項２に記載の発明の他の実施例
である現像装置を示す概略構成図である。この現像装置
では、トナー担持体２に圧接するように配設されたブレ
ード３１が、トナー担持体２の回転方向上流側に先端を
向けて支持されている。また、この現像装置の他の構成
は上記図２の実施例と同様である。本実施例による現像
装置では、上記図２に示す実施例と同様、トナー担持体
２上のトナーが摩擦帯電され、充分な電荷が付与される
とともに層厚分布が均一となり、安定したトナークラウ
ドが形成され、濃度低下のない高画質の像が得られる。
さらに弾性部材３１ａとトナー担持体表面との圧接力を
より安定させることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明に係る現像装置では、トナー担持体の周回方向におけ
る現像剤担持体との対向位置よりも下流側であって現像
領域よりも上流側にトナー担持体と近接して帯電器が設
けられているので、トナー担持体上のトナーは使用環境
の変化等による影響を受けずにほぼ所定の帯電量に制御
される。これにより、現像領域で安定したトナークラウ
ドが形成され、濃度低下のない高画質のトナー像を得る
ことができる。請求項２に記載の発明に係る現像装置で
は、トナー担持体の周回方向における現像剤担持体との
対向位置よりも下流側であって現像領域よりも上流側
に、トナー担持体に圧接される弾性部材が設けられてい
るので、トナー担持体上のトナーは摩擦によって帯電さ
れ、ほぼ所定の帯電量に制御される。これにより、現像
領域で安定したトナークラウドが形成され、濃度低下の
ない高画質のトナー像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の発明の一実施例である現像装
置を示す概略構成図である。

【図２】請求項２に記載の発明の一実施例である現像装
置を示す概略構成図である。

【図３】請求項２に記載の発明の他の実施例である現像
装置を示す概略構成図である。

【図４】従来の現像装置を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１制御電極２トナー担持体３シール部材４現像剤担持体５現像剤規制部材６スクリューオーガー７スクリューオーガー８ハウジング９帯電器（コロトロン）１０電源１１静電潜像保持体１６現像剤攪拌室１７現像剤攪拌室１８隔壁２１ブレード３１ブレード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁石を内蔵し、表面に磁性キャリアと
非磁性トナーとからなる二成分現像剤の磁気ブラシを形
成して搬送する現像剤担持体と、露光によって表面に静
電潜像が形成される静電潜像保持体と前記現像剤担持体
とにそれぞれ違った部位で対向するように配置され、表
面に前記非磁性トナーを付着して周回移動するトナー担
持体とを備え、前記静電潜像保持体と前記トナー担持体
とが対向する現像領域で前記トナー担持体上の非磁性ト
ナーを前記静電潜像に付着させて可視化する現像装置に
おいて、前記トナー担持体表面の移動方向における前記現像剤担
持体との対向位置よりも下流側であって前記現像領域よ
りも上流側に、前記トナー担持体と近接して対向する帯
電器を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】磁石を内蔵し、表面に磁性キャリアと
非磁性トナーとからなる二成分現像剤の磁気ブラシを形
成して搬送する現像剤担持体と、露光によって表面に静
電潜像が形成される静電潜像保持体と前記現像剤担持体
とにそれぞれ違った部位で対向するように配置され、表
面に前記非磁性トナーを付着して周回移動するトナー担
持体とを備え、前記静電潜像保持体と前記トナー担持体
とが対向する現像領域で前記トナー担持体上の非磁性ト
ナーを前記静電潜像に付着させて可視化する現像装置に
おいて、前記トナー担持体表面の移動方向における前記現像剤担
持体との対向位置よりも下流側であって前記現像領域よ
りも上流側に、前記トナー担持体に圧接される弾性部材
を有することを特徴とする現像装置。