JPH0566677A - 静電潜像現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は現像器を現像ローラと現像剤供給ロ
ーラとで構成し、現像剤供給ローラはマグネット上に回
転可能なスリーブが設けられた構成であって、そのスリ
ーブとは現像剤が絶えず接触するように構成し、そして
その現像剤としてキャリアとトナーとの２成分系のもの
を用いることを特徴とする静電潜像現像装置である。 【効果】 本発明によれば、現像剤供給ローラからトナ
ーだけ現像ローラに転写できる為、現像がトナーだけで
行え、ひいては現像むらが生じなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、２成分現像剤を用い
た静電潜像現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】感光体表面に保持された静電潜像を現像
する従来の接触現像法は、多くの欠点が指摘されてい
る。鉄粉粒子をキャリアとして用いる接触現像法では感
光体表面がキャリアの摺擦によって傷つけられ感光体の
寿命が短かくなる。

【０００３】又、現像剤定着前に異なる色の現像剤によ
る複数回の現像を繰り返すカラー電子写真装置におい
て、既現像部の現像剤が、次段の現像でかきとられてし
まい、画質が劣化してしまった。更に、このかきとられ
た現像剤が他の色の現像器に入り、混色が生じてしまっ
た。

【０００４】これらの問題を解決するために、非接触現
剤法が提案されている。

【０００５】例えば、特開昭56-116060 号公報に開示さ
れた装置がある。この装置は図１３にも示されるよう
に、絶縁性非磁性トナー(11)を用い、現像ローラ(13)及
び感光ドラム(15)を非接触で設け、かつ両者の間に多孔
質電極(17)を配置している。

【０００６】絶縁性非磁性トナー(11)は、弾性ブレード
(19)により、回転する現像ローラ(13)の表面上に押しつ
けられ、摺擦帯電により付着し、現像ローラ(13)上に薄
層を形成する。

【０００７】薄層化されたトナー(11)は、電源(21)によ
り現像ローラ(13)及び多孔質電極(17)の間に発生した交
番電界により、感光ドラム(15)上の静電潜像に飛翔し、
現像が達成される。

【０００８】この装置の欠点は、絶縁性非磁性トナー(1
1)の現像ローラ(13)表面上での保持である。

【０００９】この保持は絶縁性非磁性トナー(11)の帯電
電荷に基づく鏡像力又は機械的付着力であるため、帯電
電荷量が大きいと、鏡像力が大きくなるので、トナー(1
1)の搬送は安定するが、ロナー(11)が現像ローラ(13)か
ら分離しにくくなり、現像感度が低下する。

【００１０】逆に、帯電電荷量が減少すると、鏡像力が
低下し、トナー(11)は現像ローラ(13)から分離しやすく
なるが、現像ローラ(13)におけるトナー(11)の搬送が安
定せず、結局画質が劣化する。

【００１１】したがって、帯電電荷量の厳格な制御が必
要となるが、これは非常に困難である。

【００１２】又、例えば、特開昭56-14452号公報に開示
された装置がある。この装置は図１４にも示されるよう
に、マグネットローラ(23)及び導電性スリーブ(25)から
成る現像ローラの表面に現像剤(27)を保持し、感光ドラ
ム(29)に対して非接触で配置される。感光ドラム(29)の
表面には、静電潜像が保持されている。

【００１３】現像剤(27)は、直流電源(31)及び交流電源
(33)により現像ローラ及び感光ドラム(29)の間に発生し
た電界により、現像ローラから飛翔し、感光ドラム(29)
上の静電潜像を現像する。

【００１４】この装置では１成分現像剤及び２成分現像
剤を用いることができると記載されている。特に２成分
現像剤として、上述の特開昭56-14452号公報の第３頁右
上段第６行目に記載されているように、２成分磁性現像
剤が適用される。

【００１５】しかし、本発明者等が実験したところによ
ると現像剤の搬送は安定するのだが、磁気力作用によっ
て生ずる現像剤の穂立ちむらが生じ、現像が一様にでき
なかった。

【００１６】すなわち、現状の非接触現像法では、１成
分現像剤及び２成分現像剤共に現像ムラが生じていた。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の静電潜像現像装置では、現象ローラにおけるトナーの
搬送が安定せず、結局画質が劣化するという問題があ
り、また現象むらが生じたりするという種々の問題もあ
った。

【００１８】この発明は、以上の欠点を除去し、現像む
らのない静電潜像現像装置を供給することを目的とす
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明は、現像器を現
像ローラと現像剤供給ローラとで構成し、現像剤供給ロ
ーラのスリーブを現像剤と絶えず接触するようにし、そ
の現像剤としてキャリアとトナーとの２成分系を用いる
ようにしたものである。

【００２０】

【作用】この発明によれば、現像剤供給ローラからトナ
ーだけ現像ローラに転写できるため、現像がトナーだけ
で行え、現像むらが生じることがなくなる。

【００２１】

【実施例】次にこの発明の概念を図面を用いて説明す
る。

【００２２】図１の装置は、３色カラープリンタを示す
構成図で、３層感光ドラム(35)と、第１乃至第３の現像
器(37)，(39)，(41)を有する。

【００２３】第１，第２及び第３の現像器(43)，(45)，
(47)は、後述するように、感光ドラム(35)周面に対向し
て設けられ、感光ドラム(35)上の静電潜像上にトナーを
飛翔付着させる。

【００２４】３層感光ドラム(35)は、導電性基本(37)上
に光導電性層(39)及び透明絶縁層(41)を順次形成してな
る。

【００２５】このような３層感光ドラム(35)に対して、
まず、第１のランプ(49)及び第１の帯電器(51)を同時に
作用させ第１帯電を行なう。第１の帯電器(51)により、
負極性の帯電を行う。すると透明絶縁層(41)表面上に負
の電荷、導電性基体(37)に正の電荷が誘起される。同時
に、第１のランプ(49)により全面露光を行うと、光導電
性層(39)が導電化され、ここに導電性基体(37)の正の電
荷が注入される。

【００２６】次に、感光ドラム(35)の回転に伴い、第２
の帯電器(53)により暗所において正極性の２次帯電を行
う。すると透明絶縁層(41)上の一部の負電荷が打ち消さ
れ導電性基体(37)には負電荷が誘起される。一方、光導
電層(39)の電荷は維持される。全体として、感光ドラム
(35)の表面電位は、正電位へ変化するが透明絶縁層上に
は負電荷が残っている。

【００２７】次に、レーザー露光系(55)により、像路光
を行う。このレーザー露光系(55)からのレーザー光は、
一定速度で走査できる。しかし、このレーザー光は単に
「０」「１」の画像情報のみならず、色についての情報
をレーザー光強度として担持している。すなわち、感光
ドラム(35)上には、色により強度の異なるレーザー光が
照射される。

【００２８】これによって、光導電性層(39)が選択的に
導電化され、光導電性層(39)での正負の電荷の結合が生
じる。すると、この結合の生じた箇所は、表面電位が低
下し透明絶縁層上に残っている負電荷の効果と相まっ
て、表面電位は正から負の極性に変化する。

【００２９】しかも、感光ドラム(35)に照射されるレー
ザー光強度（一定速度で走査しなければ、照射光量、又
は照射時間）により、正負の電荷の結合が変化する。
又、強度が強いほど、感光ドラム(35)上の正の表面電位
は低下し、負の表面電位を持つようになる。

【００３０】この例では、白色に対応した画像部には、
レーザー光を照射せず、以下、黒色、青色、赤色に対応
した画像部には順に、レーザー光強度を増していく。

【００３１】すると、感光ドラム(35)の表面電位は、白
色、黒色、青色、赤色に応じた領域毎に異なった表面電
位を持つ。レーザ光強度は赤色に応じた領域の表面電位
だけが露光により負になるように制御される。

【００３２】このような表面電位を有する感光ドラム(3
5)に対し、第１の現像器(43)により赤色トナーを用いて
赤画像を現像する。

【００３３】次に、第２のランプ(57)により全面露光を
行う。すると、赤色トナーにより現像された領域以外は
光の照射を受け、光導電性層(39)が導電化する。前述と
同様に、光導電性層(39)に保持されていた正の電荷が、
導電性基体(39)の負電荷と結合し、消滅してしまう。よ
って、赤画像以外の領域の電位は、全体として低下す
る。但し、その電位が負となるのは、青画像領域のみで
ある。

【００３４】次に、第２の現像器(45)により青色トナー
を用いて青画像の現像を行う。この後、第３のランプ(5
9)により、全面露光を行い、未現像領域の表面電位を低
下させる。この時、負電位となっているのは黒画像に対
応した領域のみである。この領域に対して、第３の現像
器(47)により、黒色トナーを用いて、現像を行う。

【００３５】このような現像において、トナーとして絶
縁性非磁性粒子を用い、キャリアとして絶縁性磁性粒子
を用いる。非磁性粒子は、着色可能であり、美しい色が
表現できる。

【００３６】感光ドラム(35)に対して、記録紙(61)を、
感光ドラム(35)の横方向から搬送させる。記録紙(61)
は、転写用帯電器(63)が設けられている位置で、感光ド
ラム(35)からのトナーの転写を受ける。この後、記録紙
(61)は、搬入方向と平行でかつ反対方向に搬出されてい
く。

【００３７】次に、クリーニング装置(65)により、感光
ドラム(35)の表面の清掃及び除電が行われる。特に、感
光ドラム(35)の導電性基体(37)、光導電性層(39)内の電
荷も全て除去される。これによって、新たな記録が行え
る。

【００３８】次に、第１乃至第３の現像器(43)，(45)，
(47)について説明する。これらの現像器(43)，(45)，(4
7)は、全て同一構造なので、ひとつの現像器(43)につい
て説明する。

【００３９】この現像器(43)は図２に示されるように、
感光ドラム(35)に対向して設けられる。現像器(43)は、
容器(30)と回転マグネットローラ(32)と、導電性スリー
ブ(34)と、電源(36)とから成る。

【００４０】容器(30)には、現像剤が収納される。導電
性スリーブ(34)は、回転マグネットローラ(32)を被覆す
るように設けられる。

【００４１】現像剤は、絶縁性磁性粒子及び絶縁性非磁
性粒子とから成る。絶縁性磁性粒子は、磁性体粉末及び
結着剤を主成分とする。例えば平均粒径１μのフェライ
ト200 重量部及びスチレン−アクリル共重合樹脂100 重
量部を混合練肉し、冷却後粉砕して分級して得られる。
平均粒径は約２５μである。

【００４２】この粒子は、従来磁性トナーとして用いら
れていたが、この実施例ではキャリアとして用いる。

【００４３】絶縁性非磁性粒子は、色材及び熱可塑性樹
脂を主成分とする。例えば、スチレン樹脂100 重量部、
カーボンブラック７重量部、黒色染料２重量部、コロイ
ダルシリカ0.5 重量を練肉し、冷却後、粉砕分級して得
られる。平均粒径は１３μである。

【００４４】絶縁性磁性粒子は、キャリアに相当し、そ
の平均粒径は、１０μ乃至５０μが好ましい。平均粒径
が１０μ未満ではキャリアとしての搬送性が低下する。
更に磁力に対し、帯電量の増加が顕著となりトナーであ
る絶縁性非磁性粒子との静電引力が、マグネットローラ
(32)への吸引力よりも強くなる。すると絶縁性磁性粒子
はトナーと共に感光ドラム(35)上の静電潜像に飛翔し付
着してしまう。

【００４５】又、絶縁性磁性粒子の平均粒径が５０μ以
上となると、磁化の強さは増大し、静電潜像に飛翔して
しまうことはないが、後述するように現像剤の穂立ちむ
らが目立ち、現像むらが生じ、画像品質が劣化する。放
電防止のため、絶縁性磁性粒子の体積抵抗は１０⁸ Ω・
cm以上であることが好ましい。

【００４６】絶縁性非磁性粒子は、トナーに相当し、そ
の平均粒径は、５μ乃至２５μが好ましい。５μ未満で
は、流動性が悪くなり、２５μ以上では画像があれたも
のとなる。放電防止上、絶縁性非磁性粒子の体積抵抗は
１０¹²Ω・cm以上であることが好ましい。

【００４７】このようなキャリアとしての絶縁性磁性粒
子及びトナーとしての絶縁性非磁性粒子から成る現像剤
においては、絶縁性磁性粒子をスリーブに保持する磁気
力が絶縁性非磁性粒子に作用する静電潜像に向う静電力
よりも大きくなるように、絶縁性磁性粒子の磁化の強
さ、絶縁性非磁性粒子の帯電量の大きさを調整すること
が必要である。

【００４８】このような現像剤が、回転マグネットロー
ラ(32)の回転に伴ない、感光ドラム(35)に対向する位置
にまで搬送される。

【００４９】この時の現像剤の状態を図３に示す。この
実施例の現像剤のうち、キャリアとしての絶縁性磁性粒
子(38)は、鉄粉に比較して粒径が均一であり、各々の粒
子がマグネットローラ(32)のメグネットによって直接吸
引されるため磁気ブラシは穂立ちの揃ったものとなる。

【００５０】この効果をより理解するために、キャリア
として鉄粉を用いた場合の磁気ブラシについて説明す
る。

【００５１】キャリアとして鉄粉を使用した磁気ブラシ
は、図４に示されるように一般に不揃いになる。

【００５２】この原因はマグネットローラ(32)のマグネ
ットの磁力により鉄粉キャリアの鎖を生ずるが、この鎖
が長く、かつ不揃いであることである。この鎖は、実質
的に放射状に立ってしまい、安定が悪く、くずれてしま
う。それで、穂立ちが不揃いになってしまう。更に、不
定形であると穂立ちの不揃いはより深刻になる。穂立ち
の不揃いは穂立ちに電界を作用させてトナーを飛翔させ
て現像を行なう非接触現像法では致命的な欠陥となる。
例えば穂立ちが不揃いになると、特に突出した磁気ブラ
シにおいて放電の起こる可能性がある。

【００５３】更に、トナーが感光ドラム上の静電潜像の
表面電位に付勢されて飛翔していく非接触現像法では穂
立ちが不揃いであると、高い位置の磁気ブラシのトナー
は現像に寄与する可能性が高く、低い位置の磁気ブラシ
のトナーは現像に寄与する可能性が低くなる。したがっ
て、現像むらが生じてしまう。このような欠点をこの実
施例では除去している。

【００５４】次に現像器による現像プロセスについて説
明する。

【００５５】背の低い、しかも穂立ちの揃った、磁気ブ
ラシの先端には、トナーである絶縁性非磁性粒子(40)が
保持されている。

【００５６】この粒子(40)には電源(36)により電界が作
用する。電源(36)は直流電源又は直流電源及び交流電源
とから成り、直流電圧又は直流電圧に交流電圧が重畳さ
れた電圧が出力される。

【００５７】この電圧によって電界が生じ、この電界に
よって絶縁性非磁性粒子のみが、感光ドラム(35)の静電
潜像上に飛翔していく。

【００５８】静電潜像部の電位と非静電潜像部の電位と
のコントラストが充分ある場合には、直流電圧を印加す
れば良い。又、交流電圧も印加すると、かぶりのない現
像が行える。

【００５９】交流電圧が印加されると、トナーには交流
電界が作用する。感光ドラム(35)の潜像部に対向するト
ナーに作用する電界は、単に電源(36)に基づく電界のみ
ならず、潜像部が有する電位による電界をも加わり、図
５に示されるようになる。

【００６０】潜像部でのトナーに作用する電界の強さＥ
₁ は、Ｅ_f より大きくＥ_b より小さくなることが必要で
あるＥ_f はトナーがキャリアより遊離するのに最低必要
な電界である。Ｅ_b は、感光ドラム(35)に付着したトナ
ーが除去されてしまう電界である。Ｅ₁ がこのような条
件を満たすと、潜像部にトナーが飛翔し現像がなされ
る。

【００６１】一方、非潜像部においては、感光ドラム(3
5)の電位が前述の潜像部とは異なり、トナーに作用する
電界は図８に示されるようになる。ここでのトナーに作
用する電界の強さＥ₂ は、Ｅ_f よりも小さく、Ｅ_b より
大きいことが必要である。Ｅ₂ がこの条件を満足する
と、非潜像部にはトナーが付着することなく、かぶりが
生じない。

【００６２】このようにして、非接触によって、現像が
なされる。以上の実施例において、導電性スリーブ(34)
及び感光ドラム(35)との間隔は、0.05乃至１mmが好まし
い。0.05mm未満では導電性スリーブ(34)での現像剤の穂
立ちむらの影響が出やすい。又、１mm以上であると電源
(36)からの電圧を高くすることが必要となり、放電又は
ソリッドパターンにおける周辺ボケなどが生じ、画質が
劣化する。

【００６３】又、導電性スリーブ(34)、マグネットロー
ラ(32)共に回転させることより強いトナー搬送力が得ら
れる。スリーブ(34)の回転速度υｓとマグネットローラ
(32)の回転速度υｍとの関係は、υｓ＜υｍとなるのが
好ましい。スリーブ(34)の回転数は１０乃至100 ｒ・ｐ
・ｍ、マグネットローラ(32)の回転数500 乃至3000ｒ・
ｐ・ｍが好ましい。マグネットローラ(32)の回転数が50
0 ｒ・ｐ・ｍ未満になると、現像むらを生じる恐れがあ
る。例えば、スリーブ(34)は４０ｒ・ｐ・ｍ、マグネッ
トローラ(32)は1500ｒ・ｐ・ｍで両者とも同方向に駆動
されたものを用いることができる。電源(36)はPeak to
Peak値100 Ｖ乃至3000Ｖ、周波数500 Ｈｚ乃至５ＫＨｚ
の交流電圧又は±100 Ｖ〜±1000Ｖの直流電圧に交流電
圧を重畳させた電圧を印加することができる。印加電圧
値は潜像電位、非潜像部電位、あるいは両者の関係によ
り、適当に選択することができる。周波数は、現像部に
おける磁性変化速度との関係考慮して決めることができ
る。

【００６４】図２に示される現像装置で、平均粒径約２
５μの絶縁性磁性粒子及び平均粒径約１３μの絶縁性非
磁性粒子を現像剤として用い、導電性スリーブ(34)の回
転数３０ｒ・ｐ・ｍ、マグネットローラ(32)の回転数12
00ｒ・ｐ・ｍとし、スリーブ(34)上の現像剤厚約１mm、
現像剤表面及び感光ドラム(35)表面との間隙約150 μと
した。感光ドラム(35)上の表面電位は、画像部約800
Ｖ、非画像部約100 Ｖにして、スリーブ(34)及び感光ド
ラム(35)との間に200 Ｖの交流電圧を印加したところ、
濃度むらのない現像が行えた。

【００６５】３色の場合は、絶縁性非磁性粒子を、赤、
青、黒に着色し、平均粒径は約１３μのカラートナを用
いた。絶縁性磁性粒子の粒径は、赤色用は約２５μ、青
色用は約３０μ、黒色用は約５０μのものを用いた。ス
リーブ(34)の回転数、マグネットローラ(32)の回転数
は、各々３０ｒ・ｐ・ｍ、1500ｒ・ｐ・ｍである。現像
剤層の厚さは約１mmである。

【００６６】赤色現像では、感光ドラム(35)上の画像部
は−500 Ｖ、非画像部は＋100 Ｖ、スリーブ(34)−感光
ドラム(32)間に直流電圧−100 Ｖ、周波数1.0 ＫＨｚ、
Peakto Peak値の交流電圧900 Ｖを印加した。青色現像
では、画像部−700 Ｖ、非画像部０Ｖの感光体潜像条件
で、直流電圧−100 Ｖ、周波数1.1 ＫＨｚ、Peak toPea
k値1.05ＫＶの交流電圧を印加した。黒色現像では画像
部−550 Ｖ、非画像部０Ｖの感光体条件で、直流電圧−
100 Ｖ、周波数1.5 ＫＨｚ、Peak to Peak値1.2 ＫＶの
交流電圧を印加した。すると、画像濃度の高い、カブリ
のない高品質のものが得られた。また、各現像器への他
色現像剤の混入は観察されなかった。次に、本発明の現
像器についての一実施例を示す。装置の全体的構成は、
前述の図３と同一であり、現像器は３個用いられる。第
１乃至第３の現像器(43)，(45)，(47)の構造は同一なの
で、以下の説明では第２及び第３の現像器(45)，(47)に
ついて述べる。

【００６７】図７に示されるように、第３の現像器(47)
は、感光ドラム(35)の真下に配置され、第１乃至第３の
現像器(43)，(45)，(47)は、感光ドラム(35)の円周に対
し連続して半周を占める。

【００６８】第２の現像器(45)は、現像ローラ(67)及び
現像剤供給ローラ(69)とを有する。

【００６９】現像ローラ(67)は、アルミニウムから成
り、表面には酸化処理及びサンドプラスト処理が施され
ており、凹凸が形成されている。現像剤供給ローラ(69)
は固定マグネット（図示しない）及び回転可能なスリー
ブとから成る。

【００７０】現像剤供給ローラ(69)は、現像剤が収納さ
れている現像剤容器(71)の上部に位置し、スリーブの下
半分が現像剤と絶えず接触している。現像剤は、非磁性
粒子及び鉄粉から成り、非磁性粒子は着色が施されてい
るトナーである。この非磁性体粒子は鉄粉との摩擦帯電
により電荷を帯びる。

【００７１】導電性回転スリーブは、矢印(73)に示され
る方向に回転にする。この回転に伴ない現像剤が搬送さ
れる。この時、例えば鉄製の薄い金属片(75)により現像
剤が規制される。

【００７２】更に、導電性回転スリーブの回転に伴い、
現像剤は現像ローラ(67)に対向する位置に迄搬送され
る。現像供給ローラ(69)の固定マグネットは、現像供給
ローラ(69)の周面と、現像ローラ(67)の周面が最も近接
する位置で、磁気ブラシが立つように配置されている。

【００７３】すると、磁気ブラシが現像ローラ(67)の表
面に接触する。前述のように現像ローラ(67)は、その周
面にサンブラスト処理により、凹凸が形成され、現像剤
の搬送が安定するようになっている。

【００７４】したがって、磁気ブラシが現像ローラ(67)
の周面と接触することは何ら構わないばかりか、かえっ
て好ましい。

【００７５】図８に示されるように、現像ローラ(67)及
び現像剤供給ローラ(69)との間には第１の交流電源(7
7)、第１及び第２の直流電源(79)，(81)が設けられてい
る。

【００７６】現像ローラ(67)に対しては図９の曲線(83)
に示されるように、接地電位に対して第１の交流電源(7
7)による交流電圧に第１の直流電源(79)による直流電圧
を付加した偏奇電圧が付加される。

【００７７】現像剤供給ローラ(69)に対しては、図９の
曲線(85)に示されるように、接地電位に対して、第１の
交流電源(77)による交流電圧に、第１の直流電源(81)に
よる直流電圧を付加した偏奇電圧が付加される。

【００７８】但し、第２の直導電源(81)からの電圧は、
第１の直流電源(79)からの電圧より小さく設定すると、
現像ローラ(67)及び現像剤供給ローラ(69)との間に常に
一定の電位差が生じており、常に現像剤供給ローラ(69)
から現像ローラ(67)に向かう一定の電界が生じている。
この電界の作用により現像ローラに接触しているトナー
は、現像剤供給ローラ(69)より現像ローラ(67)に転写・
塗布される。

【００７９】現像ローラ(67)表面の凹凸トナーの電荷に
より、トナーは現像ローラ(67)周面上に付着し、薄層を
形成する。

【００８０】トナー転写後、回転スリーブは更に回転
し、図示しない剥離板により鉄粉等がはぎ取られる。こ
の剥離板はマイラ等により構成される。

【００８１】鉄粉等ははぎとられた回転スリーブの周面
は、再び現像剤容器(71)内の現像剤と接触し、以上の工
程を繰り返す。

【００８２】現像剤容器(71)内には、現像剤回収ローラ
(77)及び現像剤供給ローラ(79)が設けられている。現像
剤回収ローラ(77)は、前述の剥離板の下方に設けられて
いる。現像剤供給ローラ(79)は、金属片(75)の下方に設
けられている。

【００８３】現像剤回収ローラ(77)及び現像剤供給ロー
ラ(79)は共に同一形状をしており、円柱周面上にねじ切
りを施した形状である。

【００８４】現像剤容器(71)において現像剤回収ローラ
(77)の進行方向側の端部には現像剤補供源としての現像
剤溜りがある。

【００８５】現像剤回収ローラ(77)は、未使用の現像剤
等を現像剤溜りに搬送し、ここから現像剤供給ローラ(7
9)は，現像剤を、現像剤容器(71)内に搬送する。

【００８６】一方、トナーが一様に塗布された現像ロー
ラ(67)は、図７の矢印(95)で示されるように、現像剤供
給ローラ(69)の回転方向と反対方向に回転する。

【００８７】この現像ローラ(67)は、装置筐体に固定さ
れた歯車(83)を介してモータ（図示しない。）の回転軸
と同軸の歯車(85)により回転される。

【００８８】現像ローラ(67)の回転軸は、装置筐体に対
して移動できるようになっている。

【００８９】すなわち、現像ローラ(67)の回転軸の両端
であって感光ドラム(35)の画像部が存在しない箇所に、
感光ドラム(35)に接するようにギャップ調整ローラ（図
示しない）が設けられている。

【００９０】このローラは、感光ドラム(35)及び現像ロ
ーラ(67)の距離を一定にするために設けられている。た
とえ感光ドラム(35)が偏心しても現像ローラ(67)の回転
軸には感光ドラム(35)方向に絶えずバネ（図示しない）
による力を受け、調整ローラが感光ドラム(35)と接する
ように移動し、現像ローラ(67)及び感光ドラム(35)間の
距離は一定となる。

【００９１】現像ローラ(67)に対向して感光ドラム(35)
が設けられる。感光ドラム(35)は、図７の矢印(87)に示
されるように、対向する位置で、現像ローラ(35)と同一
方向に向かって回転する。

【００９２】このような現像ローラ(35)及び現像ローラ
(67)との間にトナーを飛翔させるワイヤー部(89)が設け
られる。

【００９３】このワイヤー部(89)は、現像ローラ(67)の
回転軸に平行に張られ、単一の導電性線材から成る。例
えば、φ0.1 のタンステンワイヤから形成し、１mmのピ
ッチで８本設けている。このワイヤー部(89)の線材の表
面は絶対材で被覆することにより異常な放電を除去でき
る。

【００９４】このようなワイヤー部(89)には、図８に示
すように第２の交流電源(91)及び第３の直流電源(93)か
らの電圧を重畳した電圧が印加される。ただし、これら
の電源(91)，(93)の接地電位は、交流電源(77)の接地電
位と同一とする。

【００９５】又、第２の交流電源(91)からの電気信号は
第１の交流電源(77)の電子信号と、周期が同一であるが
電圧の振幅が異なるように設定する。

【００９６】すると、ワイヤー部(89)及び現像ローラ(6
7)との間には、交番電界が発生し、現像ローラ(67)上の
トナーがパウダークラウド状になる。

【００９７】ワイヤー部(89)でのトナーは、束縛力がな
くなり、感光ドラム(35)上の静電潜像による電位に付勢
されて、選択的に飛翔する。これによって、現像が行わ
れる。

【００９８】このような非接触現像法において、現像ロ
ーラ(67)上に均一の薄層が形成されることが重要であり
磁気ブラシにより良好に達成される。

【００９９】又、現像ローラ(67)は、酸化処理等するこ
となく約20μのマイラーフィルムを被覆して、絶縁層と
形成しても構わない。

【０１００】この実施例での現像剤は、前述の図３に示
す例と同様にキャリアとしての絶縁性磁性粒子及びトナ
ーとしての絶縁性非磁性粒子から構成される。しかしこ
の実施例での現像装置は、キャリアとして鉄粉を用いて
良い。

【０１０１】粒径約100 μの鉄粉キャリアに対してトナ
ー比が６重量％の粒径１３μのトナーからなる２成分現
像剤を用い、導電性スリーブの回転数は240 ｒ・ｐ・ｍ
とした。現像ローラ(67)の回転数は３６ｒ・ｐ・ｍで、
現像剤供給ローラ(69)のスリーブの回転方向と同方向と
してある。図２の直線電源(81)は−500 Ｖ、第３の直流
電源(93)は200 Ｖ、第２の交流電源(91)は周波数1.0 Ｋ
Ｈｚ、振幅値2000Ｖ、第１の直流電源(79)は100 Ｖ、第
１の交流電源(77)は周波数1.0 ＫＨｚ、振幅値800 Ｖの
交流電圧と設定した。また現像ローラ(67)と電極(89)の
間隙は0.6mm 、電極(89)と感光ドラム(35)の間隙は0.4m
m とした。

【０１０２】現像剤として前述の現像剤にキャリアに対
する重量比が0.3 ％のコロイダルシリカを添加した、現
像剤を用いても構わない。先の実施例のうち、電源(9
1)，(77)，(79)の電圧を変えた。又、現像ローラ(67)と
して、アルミドラムの表面を約１２μのマイラーフィル
ムで被覆したものを用いた電源(91)は、周波数1.3 ＫＨ
ｚ、振幅値1800Ｖ、電源(77)，(79)の出力は100 Ｖの直
流電圧に周波数1.3 ＫＨｚ、振幅値600 Ｖの交流電圧を
重多々魅した電圧配置とした。コロイダルシリカの添加
により、より低い印加電圧により現像ができた。この
時、現像ローラの絶縁層であるマイラーはコロイダルシ
リカとの摩擦帯電により負極に、トナーとの摩擦帯電で
は正極に帯電したが、３者の摩擦帯電ではトナー・マイ
ラーは負極に帯電した。現像ローラの絶縁層形成材料と
しては他に、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレ
ン、ポリスチレンなどの絶縁性樹脂が好適に利用でき
る。また２成分現像剤としては、鉄粉キャリアを使用し
た現像剤の他に、テフロンなどで樹脂コートされた金属
粉キャリアを使用した現像剤や、磁性体と結着剤樹脂か
らなる絶縁性磁性キャリアを用いることもできる。ワイ
ヤ部(89)にはワイヤ電極の他に、薄板に１mm〜２mmの丸
孔、角孔を開けたものなどトナーを通過させ得る電極が
利用できる。

【０１０３】この実施例でのシリカ粉末は極性制御手段
として働く。すなわち、トナー、現像ローラの極性を制
御して両者が同極性となるように作用するのでトナーは
現像ローラに弱く付着している。又、トナーは感光ドラ
ム(35)の静電潜像の表面電位と反対で、かつ飛翔現像法
に適した大きさの電荷を帯びている。

【０１０４】極性制御手段形成材料と現像ローラ(67)表
面の絶縁層形成材料とトナー材料は、摩擦帯電系列上、
極性制御手段形成材料、絶縁層形成材料、トナー材料の
順に並んでいる。ここでいう帯電系列上の順とは、互い
に摩擦帯電した時の順であり、単に各形成材料の一成分
のみの比較ではない。

【０１０５】例えば、トナーは一般に色材、結着剤、帯
電極性制御剤よりなりたっており、組成重量比では結着
剤が一番多いが帯電特性については帯電極性制御材も合
せて得られるものであり、単に結着剤材料の帯電系列上
の順のみでは本発明でいう帯電系列上の順には合致しな
い。

【０１０６】極性制御手段形成材料は、帯電系列のマイ
ナスエンド及びプラスエンドに近い材料から選択するこ
とが望ましい。このような材料としてシリカ粉末の他に
ポリフッ化エチレンなどのポリフッカ物、ポリ塩化ビニ
ル、ポリエチレン又はこれらでコーティングしたもの、
ナトリウムガラスなどがあげられる。微粒子の粒径とし
ては１０μ以下で、トナーの粒径より小さいことが望ま
しく、特に１μ以下のものが適する。トナーに対する極
性制御手段微粒子の添加率は２％以下が適当であり、0.
5 ％〜0.1 ％が好適に使用される。２％以上添加する
と、トナーと極性制御手段微粒子の間の付着量が増加
し、トナーのみかけ上の帯電量が著るしく減少し飛翔感
度に悪影響を及ぼす。トナーと絶縁層は、極性制御手段
の微粒子との摩擦帯電によって同極性に帯電する材料で
構成されなければならない。またトナーの帯電能（帯電
する能力）が絶縁層より大きいことが望ましい。これら
の関係が維持されていれば、トナーとしては、熱可塑性
樹脂であるスチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合樹
脂、スチレン−ブタジエン共重合体樹脂、エポキシ樹
脂、石油系オレフィン樹脂などに、カーボンブラック、
銅フタロシアニンなどのスルホンアミド誘導体染料、ア
ゾ系顔料やアジン系ニグロシン、トリフェニルメタン系
染料、フタハシアニン系染料など有機油溶性染料などか
らなる粒径５〜２５μの磁気ブラシ現像法などに常用さ
れている絶縁性非磁性粒子を利用できる。絶縁層材料と
してはポリエチレンテレフタレート、エポキシ樹脂、Ａ
ＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリスチレンなどの絶縁性樹
脂が利用できる。また現像剤の磁性キャリアとしては、
通常の２成分磁気ブラシ現像法で用いられる鉄粉、銅
粉、Ｆｅ−Ｓｉ合金などの粒径５０μ〜200 μの金属粉
や、フェライトなどの磁性粒子を核とした粒径１０μ〜
５０μの絶縁性磁性粒子を用いることができる。

【０１０７】図１１に他の実施例を示す。正極に帯電す
る絶縁性非磁性黒色粒子（トナー）(120) を表面にエポ
キシ樹脂で厚み３０μの絶縁層(122) を形成したげのず
ローラ(124) にテフロンブレード(126) によって押しつ
け、トナーの薄層を形成する。トナーは、テフロンブレ
ード(126) によって正極に帯電し、また、エポキシ絶縁
層(122) も正極に帯電する。トナーとエポキシ絶対層と
の摩擦帯電では、トナーは負極に帯電した現像ローラ(1
24) と感光ドラム(35)の間にはトナーを通過させ得る電
極(128) が放置されており、現像ローラ(124) と電極(1
28) の間隙は0.5mm 、電極(128) と感光ドラム(35)との
間隙は0.2mm に設定した。現像ローラ(124) と電極(12
8) の間に電源(130) により電圧を印加する。電源(130)
は−200Ｖの直流電圧に周波数1.0 ＫＨｚ、振幅値1500
Ｖの直流電圧を重畳した。この装置では極性制御手段が
テフロンブレードになっている。感光ドラム(35)に画像
部−600 Ｖ、非画像部−100 Ｖの静電潜像を形成し、現
像したところ、画像濃度の高い良好な画像が得られた。

【０１０８】以上の説明で明らかなようい、この実施例
でいう極性制御手段とは、トナー、トナー剤を担持する
現像ローラ表面の絶縁層の両者と接触し、摩擦帯電し、
かつトナー、現像ローラ表面絶縁層、極性制御手段３者
の帯電特性の関係が特許請求の範囲に述べられた関係を
満たすものであれば、形状、構成にかかわらず用いるこ
とができる。

【０１０９】次に本発明の他の実施例を図１０を用いて
説明する。

【０１１０】図１０に示されるように図２に示される現
像装置にワイヤー電極(102) を設けてもよい。

【０１１１】このワイヤ電極(102) 及びスリーブ(34)上
の現像剤表面との間隙は約500 μ、ワイヤ電極(102) 及
び感光ドラム(35)との間隙は約300 μと設定した。

【０１１２】この現像装置を図７に示される装置構成の
カラープリンタに配置し、現像を行なった。

【０１１３】赤色現像では、画像（露光）部−800 Ｖ、
非画像部＋100 Ｖの潜像条件で、スリーブ(34)−感光ド
ラム(35)間に、周波数1.4 ＫＨｚ、中心地100 Ｖ、Peak
toPeak値1600Ｖ、ワイヤ電極(102) −感光ドラム(35)
間に周波数1.4 ＫＨｚ、中心地０Ｖ、Peak to Peak値75
0 Ｖの交流電圧を印加した。青色現像では、画像部−70
0 Ｖ、非画像部−０Ｖの感光条件で、スリーブ(34)−感
光ドラム(35)間に、周波数1.2 ＫＨＺ、中心地０Ｖ、Pe
ak to Peak値1800Ｖ、ワイヤ電極(34)−感光ドラム(32)
間に周波数1.2 ＫＨｚ、中心地−100 Ｖ、Peak to Peak
値800 Ｖの交流電圧を印加した。黒色現像は画像−550
Ｖ、非画像部０Ｖの感光条件で、スリーブ(34)−感光ド
ラム(35)間に周波数1.4 ＫＨｚ、中心地−５０Ｖ、Peak
to Peak値1800Ｖ、ワイヤ電極(102) −感光ドラム(35)
間に周波数1.4 ＫＨｚ、中心地−150 Ｖ、Peak to Peak
値750 Ｖの交流電圧を印加した、濃度ムラのない細線再
現性の良いカラープリントが得られた。

【０１１４】なお、図１０に示される実施例において、
電源(101) を省略し、図１２に示されるような装置構成
とし、電源(103) は、Peak to Peak値100 乃至3000Ｖ、
周波数500 Ｈｚ乃至５ＫＨｚの交流電圧又は±100 Ｖ乃
至±1000Ｖの直流電圧に交流電圧を重畳させた電圧を用
いればよい。

【０１１５】このように、この発明は、当業者の考え得
る全ての変形例を含むものである。

【０１１６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、現像剤供給ローラからトナーだけ現像ローラに転写
できるため、現像がトナーだけで行え、現像むらが生じ
ることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概念を説明するための３色プリンタの
構成を示す図。

【図２】図１に示される装置を構成する現像装置を示す
模式図。

【図３】図２に示される装置を効果を説明するための
図。

【図４】図２に示される装置の効果を説明するための
図。

【図５】図２に示される装置内の電源に基づきトナーに
印加される電界を示す図。

【図６】図２に示される装置内の電源に基づきトナーに
印加される電界を示す図。

【図７】本発明の一実施例を示す現像装置の構成図。

【図８】図７に示される装置での電圧印加状態を示す
図。

【図９】図７に示される電圧変化を示す図。

【図１０】本発明の他の実施例を説明するための図。

【図１１】本発明の他の実施例を説明するための図。

【図１２】本発明の他の実施例を説明するための図。

【図１３】従来例を説明するための図。

【図１４】従来例を説明するための図。

【符号の説明】

(35)…感光ドラム、(43)，(45)，(47)…現像器、(67)…
現像ローラ、(69)…現像剤供給ローラ、(71)…現像剤容
器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 昌文 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式会 社東芝総合研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光ドラムの周周に沿って現像器が設けら
   れ、その現像器は現像ローラと現像剤供給ローラとで構
   成され、この現像剤供給ローラはマグネット上に回転可
   能なスリーブが設けられており、そのスリーブは現像剤
   が絶えず接触するように構成され、その現像剤はキャリ
   アとトナーの２成分系から構成されていることを特徴と
   する静電潜像現像装置。
2. 【請求項２】現像剤のキャリアは鉄粉、トナーは非磁性
   粒子である請求項１記載の静電潜像現像装置。