JPH05216341A

JPH05216341A - 現像装置

Info

Publication number: JPH05216341A
Application number: JP4047785A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Kusumoto; 保浩楠本; Akihiko Noda; 明彦野田; Yoshiro Yamaguchi; 善郎山口; Takayuki Yamashita; 孝幸山下
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1992-02-05
Filing date: 1992-02-05
Publication date: 1993-08-27

Abstract

(57)【要約】【目的】現像剤担持体上の現像剤を振動電界内で静
電潜像保持体上の静電潜像に付着させて可視化する現像
装置であって、現像剤の搬送性を低下させずに現像剤の
帯電性を向上させ、安定した現像を行うことができる現
像装置を得る。【構成】現像剤貯留箱４から現像剤搬送路３を通っ
てハウジング２内にトナーが補給される位置に、２本の
ブラシを毛先の回転領域が重なるように配置した電荷付
与部材５を設ける。これにより、ハウジング内でトナー
が磁性キャリアと混合される前に、トナーの搬送性を低
下させることなくトナーに電荷を付与することができ、
現像領域で安定した現像を行うことが可能となる。

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
ンタなどの画像形成装置において用いられ、静電潜像保
持体上に形成された帯電電位の差による静電潜像に現像
剤を付着させて可視化する現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、感光体上の静電潜像を現像し
て可視像を形成する現像装置として、トナーを付着して
搬送することができる現像剤担持体を用い、帯電させた
トナーを現像剤担持体と感光体との間に形成した交番電
界内で飛翔させて現像するものが広く知られている。こ
のトナーに電荷を付与する方法として、二成分現像剤を
用いる現像装置においては磁性キャリアとトナーとを混
合し、攪拌することによりトナーを摩擦帯電させる方法
が、一成分現像剤を用いる現像装置においては、現像剤
担持体上のトナーを電荷付与用ブレードによって摺擦
し、帯電させる方法が広く知られている。

【０００３】しかし、磁性キャリアとトナーとを混合し
て攪拌する方法やトナーをブレードで摺擦する方法では
トナーの帯電電荷量が不充分となることがあり、特に一
成分現像剤を用いる現像装置の場合、高温高湿条件下で
この現象が顕著となる。このため、トナーに充分な電荷
を付与する手段を備えた現像装置が提案されており、例
えば特公平１−３１６０５号公報、特公平１−３１６０
６号公報に開示される現像装置、特開平２−１４４５７
７号公報、特開平２−１４４５７８号公報に開示される
現像装置、特開平２−１４１７８０号公報に開示される
現像装置等がある。

【０００４】特公平１−３１６０５号公報、特公平１−
３１６０６号公報に開示される現像装置は、現像剤担持
体上のトナー量を規制した後に、帯電用部材と現像剤担
持体との間に形成された交番電界内へトナーの薄層を搬
送し、電界内でトナーを振動させることによって電荷を
付与するものである。特開平２−１４４５７７号公報、
特開平２−１４４５７８号公報に開示される現像装置は
独立して回転するブラシ内にトナーを供給し、ブラシの
繊維毛と接触させることによってトナーを帯電させるも
のである。また、特開平２−１４１７８０号公報に開示
される現像装置は、互いに接触して回転する２本のロー
ルを備え、このロール間でトナーを摺擦して摩擦帯電さ
せるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の現像装置では、次のような問題点を有して
いる。特公平１−３１６０５号公報、特公平１−３１６
０６号公報に開示される現像装置では、電界内で振動す
るトナーの粒子同志の衝突や現像剤担持体表面への衝突
のみでは充分な電荷を付与できない。また、特開平２−
１４４５７７号公報、特開平２−１４４５７８号公報に
開示される現像装置のように、独立して回転するブラシ
の繊維毛にトナーを接触させるだけでもやはりトナーの
帯電電荷量は不充分となる。トナーの帯電電荷量が不充
分であると現像領域においてトナーの飛翔が充分に行な
われず、安定した現像ができないという問題点がある。
また、特開平２−１４１７８０号公報に開示される現像
装置では、接触するロール間でトナーが大きな負荷をう
け、トナー同志の凝集やロールへのトナーの固着が発生
し、トナーへの電荷付与性が低下するなどの問題点があ
る。

【０００６】本発明は上記のような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、一成分現像剤または二成
分現像剤を用いる現像装置において、トナーに大きな負
荷をかけることなくトナーの帯電性を向上させ、環境に
左右されることなく安定した現像を行うことができる現
像装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記のような問題点を解
決するために、本発明は、表面に静電潜像が形成され
る静電潜像保持体と対向するように配置され、現像剤を
付着して搬送することができる現像剤担持体と、前記現
像剤担持体の表面に供給される現像剤を貯留する現像剤
貯留室とを備える現像装置において、前記現像剤貯留
室から前記現像剤担持体までの現像剤の搬送経路に、軸
部材の周面に放射状に植毛され、軸回りに回転可能に支
持された複数のブラシからなり、毛先の回転領域が互い
に重なり合うように配置された電荷付与部材を有するも
のとする。

【０００８】上記現像装置において用いる現像剤は、磁
性一成分あるいは非磁性一成分現像剤であってもよい
し、非磁性トナーと磁性キャリアとを混合した二成分現
像剤であってもよい。上記電荷付与部材は、回転領域が
重なるブラシ間で現像剤が搬送される方向と同じ方向に
ブラシの繊維毛が移動するように、回転方向が設定され
るのが望ましい。また、放射状に植毛された繊維毛の太
さと密度とは現像剤への電荷付与性と現像剤の搬送性と
がともに良好となるように適宜設定することができる。

【０００９】上記ブラシの繊維毛の材料は、摩擦により
トナーに電荷を付与することができるものであり、繊維
毛に過度の電荷が蓄積されるのを回避することができる
ような電気抵抗値を有するものである。また、上記電荷
付与部材が設置される位置は、一成分現像剤を用いる場
合には現像装置のハウジング外に設けられた現像剤貯留
室内、現像剤貯留室からハウジングへ現像剤を搬送する
現像剤搬送路の途中、現像剤搬送路からハウジングへの
入口付近等とすることができ、現像剤が現像剤担持体の
表面に供給されるまでの位置に設けられる。二成分現像
剤を用いる場合には、一成分現像装置と同様に、現像剤
貯留室内、現像剤搬送路、またはハウジングへの入口付
近等とすることができるが、磁性キャリアと混合される
ところよりも上流側とするのが望ましい。

【００１０】

【作用】上記のような構成の現像装置では、現像剤貯留
室から現像剤担持体までの現像剤の搬送経路に、回転可
能に支持された複数のブラシからなり、毛先の回転領域
が互いに重なり合うように配置された電荷付与部材を有
しているので、現像剤は回転する電荷付与部材の繊維毛
の間で摺擦され、電荷が付与される。このとき、ブラシ
の繊維毛は他の繊維毛と接触し、たわみを生じた後離間
して復元することを繰り返し、繊維毛同志が叩き合わさ
れる。これにより、帯電された現像剤が機械的にブラシ
の回転領域から叩き出される。したがって、現像剤に電
荷が付与されるとともに、現像剤が静電的に電荷付与部
材に吸着されたままにならずに搬送され、現像剤の凝集
やブラシへの固着の発生が防止される。

【００１１】

【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、本発明の第１の実施例である現像装置であ
って二成分現像剤を用いるものを示す概略構成図であ
る。この現像装置では、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２内に、表
面に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６と、この現像剤担持体６上に吸着された現像
剤量を規制する現像剤規制部材９と、二成分現像剤を攪
拌しながら前記現像剤担持体６に供給するパドルホイー
ル８と、このパドルホイール８に近接してほぼ平行に配
置され、現像剤を攪拌しながら搬送するスクリューオー
ガー７とを有している。また、ハウジング２には、前記
スクリューオーガー７の上方部に、ハウジング外部の現
像剤貯留室４から非磁性トナーを搬入するための現像剤
搬送路３が接続されており、この現像剤搬送路３が接続
された位置のハウジング２内に、軸部材の周面に放射状
に植毛した２本のブラシをほぼ平行に配置してなる電荷
付与部材５が備えられている。

【００１２】上記現像剤担持体６は、静電潜像保持体１
と近接して対向する位置において回転可能に支持された
円筒状の部材であり、内部に複数の磁極を有し、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。上記電荷付
与部材５は、２本のブラシが軸回りに回転可能に支持さ
れ、対向するブラシの毛先の回転領域が互いに重なり合
うように配置されており、繊維毛の重なり合う中心部あ
たりに上記現像剤搬送路３からトナーが補給されるよう
になっている。また、２本のブラシの回転方向は、その
対向位置で繊維毛がトナーの搬送方向と同方向に移動す
るように設定されている。

【００１３】この電荷付与部材５として用いられるブラ
シは円筒状の軸部材の直径が２０ｍｍ、長さが４０ｍ
ｍ、ブラシの繊維毛の長さが１５ｍｍとなっており、２
本の軸部材の軸中心間距離が３５ｍｍになるように支持
されている。ブラシの繊維毛の材料は体積抵抗値が１０
⁶ 〜１０⁹ Ω・ｃｍの高抵抗導電性樹脂を用いるのが望
ましく、例えばナイロン１２又はナイロン６の表面にＰ
ＭＭＡ或はシリカをコート処理したものが用いられる。
またブラシの繊維毛の太さは６〜１６デニール、密度は
２５０００〜１０００００本／ｉｎｃｈ² の範囲内に設
定されている。

【００１４】上記現像剤搬送路３は、内径２０ｍｍのシ
リコンホースが用いられ、スクリューオーガー７の設け
られた位置の上方部であって、ハウジング２の現像剤担
持体軸方向における一方の端部付近に接続されている。
また、シリコンホースの他方の端部はハウジング外に設
けられた現像剤貯留室４に接続され、適宜非磁性トナー
を補給することができるようになっている。上記スクリ
ューオーガー７は、棒状部材の周面にらせん状の翼を有
し、回転により二成分現像剤を攪拌しながら現像剤担持
体軸方向に搬送できるものであり、現像剤担持体６のほ
ぼ全長にわたって設けられている。上記パドルホイール
８は、円筒状部材の周面から放射状にはり出した攪拌翼
を有するものであり、回転により二成分現像剤を攪拌な
がら現像剤担持体６に供給するようになっている。

【００１５】このような現像装置で用いるトナーは、例
えばバインダーがポリエステル系のマイナス帯電性を有
する非磁性トナーであり、現像による非磁性トナーの消
費量に応じて外部の現像剤貯留室４から非磁性トナーの
みが補給され、ハウジング２内で磁性キャリアと混合さ
れるようになっている。

【００１６】このような現像装置において、外部の現像
剤貯留室４から現像剤搬送路３を通じてハウジング２内
に補給されたトナーは、電荷付与部材５の２本のブラシ
間に供給される。ここでは対向する２本のブラシの繊維
毛が重なるようにして回転しており、トナーは双方のブ
ラシの繊維毛によって充分に摺擦され電荷が付与され
る。さらにこのトナーは、電荷付与部材５の回転により
繊維毛同志が叩き合わされる際の力によって機械的に回
転領域から叩き出され、下部に配置されたスクリューオ
ーガー７の搬送領域へ落下する。このトナーはハウジン
グ２内に収容されている二成分現像剤と混合され、スク
リューオーガー７の回転により攪拌されながら現像剤担
持体軸方向へ搬送される。攪拌によりトナーは、磁性キ
ャリアと摺擦されてその接触摩擦によりさらに帯電さ
れ、現像に必要な充分な電荷が付与される。

【００１７】攪拌によりトナーの分布が均等化された現
像剤は、パドルホイール８の回転によって現像剤担持体
６へ供給される。現像剤担持体６は二成分現像剤を磁気
的に吸着して現像剤の磁気ブラシを形成し、現像剤規制
部材９によって現像剤量が規制された後、静電潜像保持
体１と対向する現像領域に搬送する。現像剤担持体６と
静電潜像保持体１との間には直流重畳交流電圧が印加さ
れ、現像領域に交番電界が発生しており、電荷を有する
トナーが静電潜像保持体１上に形成された静電潜像に付
着し、現像が行なわれる。このとき、トナーには充分な
電荷が付与されており、温度、湿度等の環境の変化に左
右されることがなく、高温高湿下でも安定した現像が行
なわれる。上記の現像工程をくり返し、トナーが消費さ
れると、さらに現像剤貯留室４からトナーが搬送され、
電荷付与部材５により電荷を付与されたトナーがハウジ
ング２内に補給される。

【００１８】表１は、上記実施例の現像装置において、
電荷付与部材として用いたブラシの繊維毛の太さまたは
密度とトナーの搬送性またはトナーへの電荷付与性との
関係を示すものである。なおこの電荷付与部材の繊維毛
はナイロン１２にＰＭＭＡをコート処理したものを用
い、トナーはバインダーがポリエステル系のマイナス帯
電性を有するものを用いている。（このぺージ以下余白）

【００１９】

【表１】

【００２０】この表に示されるように、繊維毛の太さが
６〜１６デニールの範囲で電荷付与性の効果が確認さ
れ、密度は過大となっても過小となっても適切な電荷の
付与ができない。また、搬送性は繊維毛の太さが大きく
なるほど、密度が大きくなるほど悪くなる。本実施例の
現像装置では電荷付与性と搬送性とを考慮すると太さが
１０デニール、密度が３００００本／ｉｎｃｈ² 程度が
最適である。また、電荷付与性の効果が認められる範囲
のときに、トナー同志の凝集や、ブラシへのトナーの固
着などの問題は発生しなかった。これはロールによって
トナーを摺擦して電荷を付与するものに比べ、トナーに
作用する負荷が小さく、トナーの粒子同志を強く押圧し
たり、ブラシの軸部材に強く押圧されることがないため
と考えられる。

【００２１】このような現像装置は例えば電子写真複写
機等の画像形成装置において用いられる。図２は上記現
像装置を使用した画像形成装置の一例を示す概略構成図
である。静電潜像保持体１は図中矢印Ａの方向に回転す
るものであり、帯電装置３３で一様に帯電され、露光装
置３４によって表面に静電潜像が形成される。この静電
潜像は現像装置３０と対向する位置でトナーの付着によ
り現像される。一方、給紙トレイ３１から図中の矢印Ｃ
の方向に送り出された用紙は転写ロール３２上に静電吸
着され、転写ロールが矢印Ｂの方向へ回転することによ
って搬送される。静電潜像保持体１と対向する位置には
転写コロトロン３５が設けられており、これにより静電
潜像保持体１上のトナー像が上記用紙上に転写される。
転写された用紙は定着器３７によって加熱加圧され、ト
ナー像の定着が行なわれて排紙トレー３８に排出され
る。転写後の静電潜像保持体１の表面はクリーニング装
置３６によって表面の清掃が行なわれ、次の現像工程に
供される。このようなプロセスを経て一枚の画像が得ら
れる。

【００２２】このような画像形成装置において、上記実
施例の現像装置を用いて現像を行なう試験を行なった結
果、温度、湿度等の環境の変化に左右されることなく安
定した画像が得られることが確認された。

【００２３】図３は本発明の第２の実施例である現像装
置であって、二成分現像剤を用いるものを示す概略構成
図である。この現像装置では、前記実施例における２本
のブラシをほぼ平行に配置した電荷付与部材５の代わり
に、４本のブラシを用いた電荷付与部材１５を有してい
る。この電荷付与部材１５は上記実施例の電荷付与部材
５とほぼ同じ位置に設けられ、２本ずつが対向してブラ
シの繊維毛の回転領域が重なり合うように配置されてい
る。また、それぞれのブラシはこの対向部分でトナーの
搬送方向と同方向に繊維毛が移動するように回転方向が
設定されている。なお、この現像装置で用いられる現像
剤担持体６、スクリューオーガー７、パドルホイール８
等の他の構成は上記実施例と同じである。本実施例の現
像装置でも、現像剤搬送路３を通じて補給されたトナー
が対向するブラシの間を通過して電荷が付与されるとと
もに、滞留することなく搬送され、上記実施例と同様に
良好なトナーへの電荷付与性およびトナーの搬送性が認
められた。

【００２４】図４は本発明の第３の実施例である現像装
置であって、一成分現像剤を用いるものを示す概略構成
図である。この現像装置では、一成分現像剤を収容する
ハウジング２２内に、表面に現像剤を付着して搬送する
現像剤担持体２６と、この現像剤担持体上の現像剤付着
量を規制するとともに現像剤の薄層を形成する現像剤規
制部材２９と、現像剤を攪拌するとともに搬送するスク
リューオーガー２７とを有しており、前記第１の実施例
と同様に、２本のブラシをほぼ平行に配置した電荷付与
部材２５がハウジング内の現像剤搬送路との接続位置に
設けられている。この電荷付与部材２５の回転方向等は
前記第１の実施例と同様である。この現像装置では、上
記現像剤規制部材２９で摺擦されて現像剤に電荷が付与
される前に、上記電荷付与部材２５により現像剤が補助
的に帯電される。本実施例の現像装置でも上記実施例と
同様に、現像剤への電荷付与性および現像剤の搬送性の
効果が認められた。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像装置
では、現像剤貯留室から現像剤担持体までの現像剤の搬
送経路に、複数のブラシを毛先の回転領域が互いに重な
り合うように配置した電荷付与部材が設けられているの
で、現像剤はブラシの繊維毛によって繰り返し摺擦され
て電荷が付与されるとともに、電荷付与部材の回転によ
り機械的に回転領域から叩き出されて搬送される。この
ため、現像剤の帯電電荷を安定化させ、均一な現像を行
なうことができるとともに、電荷付与部材への現像剤の
凝集や固着を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である現像装置を示す概
略構成図である。

【図２】上記実施例の現像装置を用いた画像形成装置の
一例を示す概略構成図である。

【図３】本発明の第２の実施例である現像装置を示す概
略構成図である。

【図４】本発明の第３の実施例である現像装置を示す概
略構成図である。

【符号の説明】

１静電潜像保持体２ハウジング３現像剤搬送路４現像剤貯留室５電荷付与部材６現像剤担持体７スクリューオーガー８パドルホイール９現像剤規制部材１５電荷付与部材２２ハウジング２５電荷付与部材２６現像剤担持体２７スクリューオーガー２９現像剤規制部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山下孝幸神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に静電潜像が形成される静電潜像
保持体と対向するように配置され、現像剤を付着して搬
送することができる現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面に供給される現像剤を貯留する
現像剤貯留室とを備える現像装置において、前記現像剤貯留室から前記現像剤担持体までの現像剤の
搬送経路に、軸部材の周面に放射状に植毛され、軸回り
に回転可能に支持された複数のブラシからなり、毛先の
回転領域が互いに重なり合うように配置された電荷付与
部材を有することを特徴とする現像装置。