JPH0651639A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 円筒状のスリーブの表面に、トナーと磁性
粒子とを混合した現像剤の磁気ブラシを形成し、これを
感光体に接触または近接させて感光体表面に形成された
潜像を可視化する現像装置において、スリーブ上に付着
するトナーを除去し、濃度にムラのない高画質を得る。 【構成】 スリーブ３ａの回転方向における現像領域
の下流側に、スリーブ３ａの周面に近接対向して支持さ
れたシート状電極５を設け、この電極５とスリーブ３ａ
との間に、トナーを電極側に電気的に吸引する電圧を印
加する。または現像装置を移動可能に支持し、スリーブ
が感光体から離れた位置にあるときに、スリーブと対向
してこのスリーブとの間に交流電圧が印加される電極を
設ける。

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、感光体表面に
形成された静電潜像にトナーを付着させて可視化する現
像装置に係り、特にトナーと磁性キャリアとを混合して
なる二成分現像剤を用いる現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、静電潜像にトナーを付着させ
て可視化する現像装置として二成分現像剤を用いるもの
が広く知られている。

【０００３】この現像装置は、静電潜像保持体（感光
体）と近接して対向する現像剤担持体を備えており、こ
の現像剤担持体は、内部に複数の磁石を位置を不動にし
て配置した磁石ロールを備え、その外側に円筒状のスリ
ーブが回転可能となるように支持されている。現像剤は
磁石ロールの磁気力によってスリーブの表面に吸着さ
れ、磁性キャリアが穂状に連なった磁気ブラシが形成さ
れる。スリーブが回転することにより表面の磁気ブラシ
は、現像剤担持体と感光体とが対向する現像領域に搬送
され、磁気ブラシが感光体と接触又は近接する。このと
き、現像剤担持体と感光体との間にはバイアス電圧が印
加されており、感光体上の画像部とスリーブとの間では
電荷を有するトナーを感光体に引き寄せるように電位が
設定され、一方背景部とスリーブとの間では、スリーブ
表面にトナーを引き寄せるように電位が設定されてい
る。これにより、電荷を有するトナーは現像領域で感光
体上の画像部のみに転移し、潜像を可視化するようにな
っている。

【０００４】

【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、感光体上の背景部とスリーブとの
電位差によってトナーがスリーブに引き寄せられ、電気
力によって表面に付着して、スリーブ表面の汚れを生じ
てしまうことがある。このトナーは磁性キャリアの磁気
ブラシに付着するものと異なり、磁石ロールの磁気パタ
ーンによる作用のみでは剥離することができない場合が
生じる。このような付着トナーによるスリーブ表面の汚
れがあると現像領域における電界の形成にムラが生じ、
画像濃度に影響する。このため、高画質が得られないと
いう問題点が生じる。

【０００５】上記のような付着トナーによるスリーブ表
面の汚れは、図５に示すようにトナー帯電量が大きくな
ると発生し易く、トナー帯電量が小さくなると汚れの発
生は少ない。図中に示す“スリーブへのトナー付着非発
生領域”では、スリーブ表面に多少のトナーの付着は生
じるが、スリーブが回転すると磁石ロールの磁気パター
ンによって表面の磁性キャリアがずれ動き、容易に剥離
される。一方、図５中に示す“スリーブへのトナー付着
発生領域”であっても、現像開始前にスリーブを充分回
転させると上記と同様に磁性キャリアがずれ動くことに
よってスリーブ表面の汚れを解消できる場合もある。し
かし、フルカラー複写機等においては、コピースピード
を高めるために、現像開始前にスリーブを充分回転させ
る時間をとることができず、トナーの付着を解消するこ
とが難しい。また、トナー帯電量が大きくなると電気的
に付着しているトナーを磁性キャリアの動きによって掻
き落すといった物理的な作用のみでは充分にスリーブ表
面のトナーを除去することができない。

【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、スリーブ上に付着した
トナーを除去することにより、画像濃度にムラのない高
画質が得られ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、請求項１に記載の発明は、 位置が固定
された磁極を有する磁石ロールと、前記磁石ロールの外
周に沿って回転可能に支持された円筒状のスリーブとを
備え、前記スリーブの表面にトナーと磁性粒子とを混合
した現像剤の磁気ブラシを形成し、前記スリーブと感光
体とが対向する現像領域で前記磁気ブラシを前記感光体
の表面に接触または近接させて感光体表面の静電潜像を
可視化する現像装置において、 前記スリーブの回転方
向における現像領域の下流側に、前記スリーブの周面に
近接対向して支持されたシート状電極を備え、 このシ
ート状電極と前記スリーブとの間に、前記トナーを該シ
ート状電極側に電気的に吸引する電圧が印加されるもの
とする。

【０００８】また、請求項２に記載の発明は、 位置が
固定された磁極を有する磁石ロールと、前記磁石ロール
の外周に沿って回転可能に支持された円筒状のスリーブ
とを備え、前記スリーブの表面にトナーと磁性粒子とを
混合した現像剤の磁気ブラシを形成し、前記スリーブと
感光体とが対向する現像領域で前記磁気ブラシを前記感
光体の表面に接触または近接させて感光体表面の静電潜
像を可視化する現像装置において、 この現像装置が、
前記スリーブと前記感光体とが近接対向する位置と、前
記スリーブが前記感光体から離れた位置とを含む範囲で
移動可能に支持され、 前記スリーブが前記感光体から
離れた位置にあるときに、前記スリーブと対向し、この
スリーブとの間に交流電圧が印加される電極を有するも
のとする。

【０００９】上記請求項１に記載の現像装置が備えるシ
ート状電極は、薄い金属板や導電性樹脂をシート状に形
成したもの等、その材料は適宜選択することが可能であ
り、スリーブとこのシート状電極との間に滞留するトナ
ーに大きな負荷を与えない柔軟性を有するものが望まし
い。また、シート状電極に印加される電圧は、スリーブ
に印加される電圧、トナーの電荷量等に応じて適宜設定
ことが可能であり、負帯電性のトナーを用いる場合に
は、スリーブに印加される直流電圧より高い電圧を印加
し、正帯電性のトナーを用いる場合には、低い電圧を印
加する。

【００１０】上記請求項２に記載の現像装置は、軌道に
沿って往復移動が可能となるように支持されるものでも
よいし、回転体周囲に支持されてこの回転体の回転によ
って移動が可能となるもの等とすることができる。ま
た、スリーブが感光体から離れた位置とは、感光体と近
接して潜像の現像を行う位置よりも感光体と離間して現
像を行うことなく待機する位置であり、スリーブのハウ
ジングより露出した部分に近接して電極を配置するスペ
ースが確保できる位置である。上記電極は、スリーブと
対向したときに、このスリーブとの間に交番電界を発生
させることができるものであればよく、放電をともなう
ことによってトナーの除電を行うコロトロンを用いるこ
ともできる。

【００１１】

【作用】上記請求項１に記載の発明に係る現像装置で
は、スリーブの回転方向における現像領域の下流側に、
このスリーブの周面に近接対向して支持されたシート状
電極を備え、このシート状電極とスリーブとの間に、ト
ナーをシート状電極側に電気的に吸引する電圧が印加さ
れるので、スリーブとシート状電極との間に電界が生
じ、電荷を有するトナーは電気的な力によってシート状
電極側に引き寄せられる。これによって現像領域ではス
リーブの表面に電気的に付着したトナーが、スリーブの
表面から引き離され、シート状電極に転移する。したが
ってスリーブの表面にはトナーの付着による汚れが残ら
ず、常に清浄な状態が維持され、画像濃度にムラのない
高画質が得られる。一方、シート状電極側に転移したト
ナーはスリーブとシート状電極との間に堆積するが、ス
リーブの回転にともなって掻き出される。

【００１２】上記請求項２に記載の発明に係る現像装置
では、スリーブと感光体とが近接対向する位置と、スリ
ーブが感光体から離れた位置とを含む範囲で移動可能に
支持されており、感光体上の潜像を現像するときにはス
リーブと感光体とが近接対向する位置に移動して固定さ
れる。それ以外のときには、スリーブが感光体と離れた
位置となるように現像装置を移動し、待機させることが
できる。さらに、この現像装置は、上記スリーブと感光
体とが離れた位置にあるときに、スリーブの表面と対向
し、このスリーブとの間に交流電圧が印加される電極を
有しているので、スリーブと電極との間に交番電界が発
生し、スリーブへ電気的な力（クーロン力）で付着して
いたトナーが電荷注入により中和される。これによって
トナーのスリーブへの付着力が低減され剥離しやすい状
態となる。その後スリーブが回転するとスリーブ表面に
磁気的に吸着された磁性キャリアがずれ動き、表面に付
着しているトナーを掻き落とす。したがってスリーブ表
面のトナー付着による汚れが解消され、常に清浄な状態
が維持される。上記電極として放電をともなうコロトロ
ンを用いると、スリーブの表面に付着しているトナーの
除電を行うことができ、トナーの帯電量が減少して磁性
キャリアがずれ動くことによる付着トナーの剥離が効率
よく行われる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は請求項１に記載の発明の一実施例である現像
装置の構成を示す概略断面図である。この現像装置１
は、表面に帯電電位の差による静電潜像を形成すること
ができる静電潜像保持体２と対向して設けられており、
ハウジング１０内に、静電潜像保持体２に近接して対向
し表面に現像剤を吸着して搬送することができる円筒状
の現像剤担持体３と、現像剤担持体３上の現像剤量を規
制し現像剤の薄層を形成する現像剤規制部材４と、現像
剤担持体３の周面に近接対向して支持されたシート状電
極５とを有している。また、ハウジング１０内には、前
記現像剤担持体３の軸方向に沿って第１の攪拌室６と、
隔壁１１によって前記第１の攪拌室６と仕切られた第２
の攪拌室７とが設けられており、第１の攪拌室６内およ
び第２の攪拌室７内にはそれぞれ現像剤を攪拌しながら
搬送する第１のオーガー８および第２のオーガー９が備
えられている。

【００１４】上記静電潜像保持体２は表面に高分子化合
物からなる感光体（ｏｐｃ感光体）を有しており、一旦
一様に帯電させ画像部分を露光して静電潜像を形成でき
るものである。上記現像剤担持体３は、複数の磁石が配
設され回転しないように固定された磁石ロール３ａと、
この周囲で回転自在に支持された非磁性円筒状のスリー
ブ３ｂとからなり、静電潜像保持体２と近接して配置さ
れて互いの表面の近接した部分が現像領域となってい
る。内部に配設された複数の磁石はＳ極とＮ極とが交互
に配置されたものであり、隣接する磁極間で形成される
磁界によって磁性キャリアとトナーを混合した二成分現
像剤の磁気ブラシをスリーブ３ｂの表面に形成するよう
になっている。また、スリーブ３ｂは回転することによ
り、上記磁気ブラシを現像領域に搬送できるようになっ
ている。

【００１５】上記現像剤規制部材４は、一端がスリーブ
３ｂの表面に近接するように突き出して取り付けられて
おり、スリーブ３ｂの表面に吸着されている現像剤量を
規制し、均一な現像剤の薄層を形成するものである。上
記シート状電極５は、導電性を有する金属の薄板からな
り表面は絶縁性処理がなされたものでスリーブ３ｂの回
転方向における現像領域の下流側に設けられている。ま
た、このシート状電極５には、トナーを引き寄せる電位
が与えられるものであり、この実施例では、負電荷を有
するトナーおよび負帯電性の感光体が用いられ、現像剤
担持体３には負のバイアス電圧（直流分）が印加されて
おり、シート状電極５は接地（アース）されている。

【００１６】前記第１の攪拌室６は現像剤担持体３に面
する位置において現像剤担持体３とほぼ平行に設けられ
ており、第１のオーガー８の回転によって現像剤を現像
剤担持体３に供給することができるようになっている。
第２の攪拌室７は第１の攪拌室６と現像剤担持体軸方向
の両端部で連通しており、第２のオーガー９は第１のオ
ーガー８と逆方向に現像剤を搬送するものである。

【００１７】このような現像装置では、現像剤が第１の
攪拌室６および第２の攪拌室７内を循環するように搬送
され、磁性キャリアとトナーとが充分に攪拌される。こ
れにより、トナーに充分な電荷が付与され、現像剤担持
体３の表面に供給される。現像剤担持体３に供給された
現像剤は、磁石ロール３ａによる磁界により、スリーブ
３ｂ上で磁気ブラシを形成する。この磁気ブラシはスリ
ーブ３ｂの回転により搬送され、現像剤規制部材４によ
って現像剤量が規制された後、現像領域へ送られる。

【００１８】現像領域では静電潜像保持体上の画像部に
対してはトナーが静電潜像保持体２に転移し、現像が行
われるが、背景部に対してはスリーブ３ｂにトナーを引
き寄せる電界が生じ、トナーの一部はスリーブ３ｂの表
面に電気的に付着する。さらにスリーブ３ｂが回転し、
シート状電極５と対向する部分では、スリーブ３ｂの表
面に付着したトナーおよび穂状に連なった磁性キャリア
に付着したトナーがシート状電極５に転移する。これに
よってスリーブ３ｂの表面へのトナーの付着が解消され
る。このシート状電極５との対向部分でトナー濃度が低
下したスリーブ３ｂ上の現像剤は、磁気的に付着してい
るものであり、図２に示すような磁石ロール３ａの磁気
パターンにより、反発極間でスリーブ３ｂから剥離さ
れ、第１の攪拌室６に回収される。

【００１９】本実施例の現像装置では上記のような工程
で現像が行われるのでスリーブ３ｂ上にトナーの付着に
よる汚れが残らず現像領域で安定した電界を生じて高画
質の現像を行うことができる。

【００２０】図３は、請求項２に記載の発明の一実施例
である現像装置の構成を示す概略断面図である。この現
像装置２１は、図１に示す現像装置と同じ現像剤担持体
２３と、現像剤規制部材２４と、第１の攪拌室２６と、
第２の攪拌室２７と、第１のオーガー２８と、第２のオ
ーガー２９とを備えている。ただし、図１に示す現像装
置が備えているようなシート状電極は用いられていな
い。この現像装置２１は、図４に示すようなフルカラー
複写機において用いることができるものであり、回転体
３２の周囲に同じものを４台取り付けて用いられてい
る。これらの現像装置２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ
はそれぞれ、黒・イエロー・シアン・マジェンタのトナ
ーを用いるものであり、回転体３２が支持軸３２ａを中
心に回転することによって順次すべての現像装置が静電
潜像保持体２２と対向する位置に移動するようになって
いる。

【００２１】これらの現像装置のうち一つの現像装置２
１ａが静電潜像保持体２２と対向しているときは、他の
現像装置２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、静電潜像保持体２
２と離れた位置にあり、その内の一つの現像装置２１ｄ
のスリーブ２３ｄは除電コロトロン３３と対向してい
る。この除電コロトロン３３には交流電圧が印加され、
スリーブ２３ｄとの間に交番電界を生じるとともに放電
によってトナーの除電を行うようになっている。なお、
図４中に示す符号３４は帯電器、符号３５は書き込み装
置、符号３６は転写ロール、符号３７は転写装置、符号
３８はクリーニング装置である。

【００２２】このような現像装置２１では、静電潜像保
持体２２と対向する位置において図１に示す実施例の現
像装置と同様に静電潜像の現像を行う。このとき、スリ
ーブ２３には現像領域における電界によりトナーの付着
が生じることがある。現像が終了すると回転体３２が回
転し、他の現像装置が静電潜像保持体２２と対向する位
置に移動するとともに、先の工程で現像を行った現像装
置は、除電コロトロン３３と対峙する位置に移動する。
この位置でスリーブ２３が回転するとともに、このスリ
ーブ２３と除電コロトロン３３との間に交流電圧が印加
され、交番電界が発生する。先の現像工程でスリーブ表
面に付着したトナーは電界内で揺り動かされ、スリーブ
２３の表面から剥離し易い状態となる。さらに放電によ
ってトナーの帯電量が減少し、スリーブ２３との間の電
気引力が低下し、スリーブ２３から離れ易くなる。

【００２３】このような状態の付着トナーは、スリーブ
２３が回転し表面に磁気的に付着した磁性キャリアが磁
気パターンによってずれ動くときの物理作用によってス
リーブ表面から掻き落とされる。このようにスリーブ表
面のトナー付着による汚れは除去され、この現像装置が
再び静電潜像保持体２２と対向する位置に移動して現像
を行うときに、高画質のトナー像が得られる。

【００２４】上記除電コロトロン３３の作用を確認する
実験を行った結果、トナーの帯電量が大きく図５に示す
“スリーブへの付着発生領域”にあるトナーについて
も、スリーブ２３を回転させることによる磁性キャリア
の作用でスリーブ表面から掻き落とされることが認めら
れた。なお、上記実施例の現像装置における除電コロト
ロン３３に代えて、スリーブ２３の表面にほぼ平行に近
接して張設したワイヤー線等を用いることもできる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
現像装置では、スリーブの回転方向における現像領域の
下流側に、スリーブの周面に近接対向して支持されたシ
ート状電極を備え、このシート状電極と前記スリーブと
の間に、トナーをシート状電極側に電気的に吸引する電
圧が印加されるので、スリーブ表面に電気的に付着した
トナーはスリーブの表面から引き離され、シート状電極
に転移する。これにより、スリーブ表面のトナー付着に
よる汚れが解消され、画像濃度にムラのない高画質の現
像を行うことができる。

【００２６】また、請求項２に記載の現像装置では、感
光体に対向する位置から退避した位置へ移動できるよう
になっており、退避した位置で交流電圧が印加された電
極とスリーブとが対峙するようになっているので、これ
らの間に生じる交番電界でスリーブに付着したトナーを
剥離し易い状態にすることができる。これにより、スリ
ーブを回転してスリーブ上に付着したトナーを容易に掻
き落とすことができ、したがってスリーブはトナーの付
着による汚れがない状態に維持され、高画質の現像が可
能となる。

【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
置を示す概略断面図である。

【図２】上記実施例の現像装置で用いられる磁石ロール
の磁気パターンを示す概略図である。

【図３】請求項２に記載の発明の一実施例である現像装
置を示す概略断面図である。

【図４】上記図３に示す実施例の現像装置を用いた画像
形成装置の構成を示す概略図である。

【図５】スリーブと付着トナーとの間に作用する電気引
力とトナー帯電量との関係を示す図である。

【符号の説明】

１，２１ 現像装置 ２，２２ 静電潜像保持体 ３，２３ 現像剤担持体 ４，２４ 現像剤規制部材 ５ シート状電極 ６，２６ 第１の攪拌室 ７，２７ 第２の攪拌室 ８，２８ 第１のオーガー ９，２９ 第２のオーガー １０ ハウジング １１ 隔壁 ３２ 回転体 ３３ 除電コロトロン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 位置が固定された磁極を有する磁石ロ
   ールと、前記磁石ロールの外周に沿って回転可能に支持
   された円筒状のスリーブとを備え、前記スリーブの表面
   にトナーと磁性粒子とを混合した現像剤の磁気ブラシを
   形成し、前記スリーブと感光体とが対向する現像領域で
   前記磁気ブラシを前記感光体の表面に接触または近接さ
   せて感光体表面の静電潜像を可視化する現像装置におい
   て、 前記スリーブの回転方向における現像領域の下流側に、
   前記スリーブの周面に近接対向して支持されたシート状
   電極を備え、 このシート状電極と前記スリーブとの間に、前記トナー
   を該シート状電極側に電気的に吸引する電圧が印加され
   ることを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 位置が固定された磁極を有する磁石ロ
   ールと、前記磁石ロールの外周に沿って回転可能に支持
   された円筒状のスリーブとを備え、前記スリーブの表面
   にトナーと磁性粒子とを混合した現像剤の磁気ブラシを
   形成し、前記スリーブと感光体とが対向する現像領域で
   前記磁気ブラシを前記感光体の表面に接触または近接さ
   せて感光体表面の静電潜像を可視化する現像装置におい
   て、 この現像装置が、前記スリーブと前記感光体とが近接対
   向する位置と、前記スリーブが前記感光体から離れた位
   置とを含む範囲で移動可能に支持され、 前記スリーブが前記感光体から離れた位置にあるとき
   に、前記スリーブと対向し、このスリーブとの間に交流
   電圧が印加される電極を有することを特徴とする現像装
   置。