JPH07219337A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】常に現像ロール上に均一にトナー層を形成し、
均一なトナー雲を形成可能とし、安定して高画質の画像
が得る。 【構成】現像ロール上にトナー層を形成し、前記現像ロ
ール上に形成したトナー層に接触または近傍に配置され
た電極ワイヤにより、トナー雲を形成して、潜像を現像
するように構成される現像装置において、前記電極ワイ
ヤと現像ロールの間の間隔をｄ（μｍ）、前記現像ロー
ル上のトナー層端部と電極ワイヤの保持位置の距離をｗ
（ｍｍ）、前記現像ロールと前記磁気ロール間の直流成
分の電位差をＶ（ｖ）とするとき、 ｗ＋０．４ｄ−０．１６Ｖ≧１ を満足するように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式を利用す
る複写機、プリンター等の画像形成装置に関し、更に詳
細には、トナー層を現像ロール上に形成し、前記現像ロ
ール上に形成したトナー層により、感光体上の潜像を非
接触で現像するための現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トナー層を現像ロール上に形成し、前記
現像ロール上に形成したトナー層により、感光体上の潜
像を非接触で現像する装置はすでに多種公開されてい
る。例えば、米国特許第３９２９０９８号明細書には、
磁気ロールを用いて二成分現像剤を現像ロールに進ま
せ、前記現像ロール上にトナーを転移させてトナー層を
形成する装置が示されている。さらに、トナーを現像ロ
ール上に形成し、前記現像ロール上に形成したトナー層
に接触または近傍に配置された電極ワイヤーを有し、こ
れにより、現像領域においてトナー雲を形成して潜像を
現像するようになっている現像装置に関しては、特開平
１−３０４４７７号公報に記載されている。また、特開
平３−１１３４７４号公報には、磁気ロールを用いて二
成分現像剤を現像ロールに進ませ、前記現像ロール上に
トナーを転移させてトナー層を形成し、前記現像ロール
上に形成したトナー層に接触または近傍に配置された電
極ワイヤにより、トナー雲を形成して、潜像を現像する
ようになっている現像装置について記載されている。

【０００３】これらの現像装置によれば、現像ロールに
トナー層を形成するための手段が一成分であれ二成分で
あれ、最終的には現像領域では、トナー層だけが感光体
への現像に寄与することになり、高効率でしかも、磁気
ブラシの感光体への接触のない高画質の現像が達成され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の現像装置の場合には、現像ロール上に配置された電
極ワイヤにより、トナー雲を均一に形成し現像領域に運
び潜像を現像させることが難しく、従来よりある粉体現
像の欠陥は未解決のままであり、様々な画像欠陥をもた
らすために高画質の利点が十分に発揮することができな
いという問題を有している。

【０００５】特に、現像ロールと現像ロール上に形成し
たトナー層に接触または近傍に配置された電極ワイヤの
接触圧力が中央部と両端部で異なり、両端部では現像ロ
ールと電極ワイヤが引っ掛かり、機械的にトナーをはじ
いてトナー雲を形成し、形成される画像にスジやかぶり
などが発生するという重大な画像欠陥が生じた。これを
防ぐために、現像ロールと電極ワイヤとの距離を離す
と、現像領域で十分なトナー雲が発生せず、プリント濃
度が低下するという画像欠陥が生じる。

【０００６】本発明は上記問題を解決するものであっ
て、現像ロール上に形成したトナー層に接触または近傍
に配置された電極ワイヤによりトナー雲を形成して現像
する現像装置において、常に現像ロール上に均一にトナ
ー層を形成し、均一なトナー雲を形成可能とし、安定し
て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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのために本発明の現像
装置は、現像ロール上にトナー層を形成し、前記現像ロ
ール上に形成したトナー層に接触または近傍に配置され
た電極ワイヤにより、トナー雲を形成して、潜像を現像
するように構成される現像装置において、前記電極ワイ
ヤと現像ロールの間の間隔をｄ（μｍ）、前記現像ロー
ル上のトナー層端部と電極ワイヤの保持位置の距離をｗ
（ｍｍ）、前記現像ロールと前記磁気ロール間の直流成
分の電位差をＶ（ｖ）とするとき、ｗ＋０．４ｄ−０．
１６Ｖ≧１を満足するように設定することを特徴とす
る。さらに、これに加えて前記電極ワイヤと現像ロール
の間隔ｄがｄ≦３０μｍを満足するように設定するよう
にしてもよい。

【０００８】

【作用】本発明によれば、前記したように、ｗ＋０．４
ｄ−０．１６Ｖ≧１を満足させることにより、現像ロー
ル端部で発生する不均一なトナー雲によるプリント端部
のスジやかぶりなどの画質欠陥を解決することができ、
また、電極ワイヤと現像ロールの間隔ｄが、ｄ≦３０μ
ｍを満たすことにより、電極ワイヤと現像ロールの間隔
ｄが離れたことによるプリント上の端部と中央部の濃度
差を防止することができる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明の現像装置の１実施例を示す断面図
である。本実施例は、磁気ロールを用いて二成分現像剤
を現像ロールに進ませ、前記現像ロール上にトナーを転
移させてトナー層を形成し、前記現像ロール上に形成し
たトナー層に接触または近傍に配置された電極ワイヤに
より、トナー雲を形成して、潜像を現像するように構成
される現像装置である。 図１において、現像装置は、
或る供給量の現像剤を貯蔵するためのハウジング１０を
有し、その内部に現像ロール２０、磁気ロール４０、搬
送オーガ９０が取り付けられている。本実施例では、現
像ロール２０、磁気ロール４０、感光体８０を時計方向
に回転させているが、これらのロールの回転方向は、必
ずしも本実施例と同じでなくてもよく使用される現像
剤、層厚規制部材３０の置かれる位置等によって変える
ことができる。現像ロール２０と感光体８０の間に電極
ワイヤ５０が設置されている。図では、キャリアとトナ
ーから成る二成分現像剤が、ほぼ図示ｋの高さまで入れ
られており、搬送オーガ９０、磁気ロール４０の回転に
よって磁気ロール４０の方向に搬送される。磁気ロール
４０上の現像剤は途中で層厚規制部材３０により計量さ
れ、常に一定量の現像剤が磁気ロール４０に搬送され
る。

【００１０】磁気ロール４０には直流バイアス電圧電源
６０および交流電源７０が接続され、現像ロール２０に
は直流バイアス電圧電源６１が接続されている。本実施
例では、これらの電源から磁気ロール４０には−３００
ボルトの電圧が、現像ロール２０には−２００ボルトの
電圧が印加され、現像ロール２０と磁気ロール４０との
間に静電界が形成され、これにより、トナー粒子が磁気
ロール４０から現像ロール２０へ引き付けられ、現像ロ
ール２０の表面にほぼ一様な厚さのトナー層が形成され
る。

【００１１】また、電極ワイヤ５０には、交流バイアス
電圧電源７１により交流バイアス電圧が印加される。こ
の印加された交流バイアス電圧により、電極ワイヤ５０
と現像ロール２０の間に交流電界が作られ、これによ
り、現像ロール２０の表面からトナーが分離されて前記
電極ワイヤ５０の回りにトナー雲が形成される。この交
流バイアスの大きさは、本実施例では、５ｋＨｚの周波
数においてピーク電圧が８００ボルトである。現像ロー
ル２０には直流バイアス電源６１から−２００ボルトの
電圧が印可されるので、現像ロール２０と感光体８０の
間に静電界が形成され、電極ワイヤ５０の回りに形成さ
れたトナー雲から分離されたトナー粒子が、感光体８０
上に記録されている潜像へ引き付けられる。

【００１２】現像ロール２０の表面からトナーが分離さ
れて前記電極ワイヤ５０の回りに形成されるトナー雲に
は、電極ワイヤ５０印加された交流バイアスによるもの
と、電極ワイヤ５０とトナー層の機械的接触によるもの
とがある。これを図２を用いて詳述する。図２におい
て、現像ロール２０はハウジング１０に回転可能に支持
され、ハウジング１０に固定した支持部材１１に電極ワ
イヤ５０が取り付けられている。電極ワイヤ５０はトナ
ー層ａとの接触の際、領域ｂのトナーを掻きとり他の部
分より大量のトナー雲が発生するために、プリント端部
にかぶりやスジを発生する。したがって領域ｂの掻きと
り量を減少させれば、プリント端部のかぶりやスジを防
ぐことができる。領域ｂのトナーの掻きとり量は、電極
ワイヤ５０の保持高さｄと電極ワイヤ５０の保持位置と
トナー層端の距離ｗを変化させることにより減少させる
ことができる。

【００１３】図３は、現像ロール２０と磁気ロール４０
の印加電圧の直流成分の電位差Ｖ（ｖ）が５０，７５，
１００ｖについて電極ワイヤ５０の保持高さｄ（μｍ
）とワイヤの保持位置とトナー層端の距離ｗ（ｍｍ）
を変化させ、プリント端部のかぶりおよびスジの発生の
なくなる条件を調べたものである。図３中の直線は実験
データを近似したもので、 ｗ＋０．４ｄ−０．１６Ｖ＝１ であり、実験データと良く一致している。ここでプリン
ト端部のかぶりおよびスジの発生を防ぐには、電極ワイ
ヤ５０の保持高さｄおよびワイヤの保持位置とトナー層
端の距離ｗは大きいほうが良いので、図４中の直線の上
の範囲であればプリント端部のかぶりおよびスジを防ぐ
ことができるということになる。したがってこの結果よ
り各条件が ｗ＋０．４ｄ−０．１６≧１ を満たせばプリント端部のかぶりおよびスジの発生を防
ぐことができる。ここで電極ワイヤ５０の保持高さｄ
（μｍ ）は、保持位置が現像ロール２０の回転中心か
ら現像ロール２０の半径までの距離より内側にある時
は、現像ロール２０の電極ワイヤ５０との接触位置が電
極ワイヤの保持高さｄ、現像ロール２０端部の電極ワイ
ヤ５０との接触位置からトナー層端の距離がｗとなるた
め、ｄ＜０となることはない。

【００１４】次に、図４は電極ワイヤ５０の保持高さｄ
を高くすることによりプリント端部の濃度の低下を示し
ている。これにより３０μｍをこえるとプリント端部と
中央の濃度低下に差が生じることがわかる。このことか
ら、カラー画像等の高画質画像を得る場合には、電極ワ
イヤの保持高さｄは、ｄ≦３０μｍとするのが好まし
い。

【００１５】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種々
の変形が可能である。例えば、上記実施例においては二
成分現像剤の実施例について説明しているが、一成分現
像剤の場合にも適用可能である。

【００１６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、現像ロール上に形成したトナー層に接触または
近傍に配置された電極ワイヤによりトナー雲を形成して
現像する現像装置において、常に現像ロール上に均一に
トナー層を形成し、均一なトナー雲を形成可能とし、安
定して高画質の画像が得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の１実施例を示す断面図であ
る。

【図２】本発明の構成を説明するための図１の現像装置
の部分拡大図である。

【図３】プリント端部のかぶりおよびスジがなくなる条
件を示す図であり、電極ワイヤの保持位置とトナー層端
部間の距離と、電極ワイヤの保持高さの関係を示す図で
ある。

【図４】電極ワイヤの保持位置の変化による濃度の変化
を示す図である。

【符号の説明】

２０…現像ロール、４０…磁気ロール、５０…電極ワイ
ヤ、８０…感光体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像ロール上にトナー層を形成し、前記現
   像ロール上に形成したトナー層に接触または近傍に配置
   された電極ワイヤにより、トナー雲を形成して、潜像を
   現像するように構成される現像装置において、前記電極
   ワイヤと現像ロールの間の間隔をｄ（μｍ）、前記現像
   ロール上のトナー層端部と電極ワイヤの保持位置の距離
   をｗ（ｍｍ）、前記現像ロールと前記磁気ロール間の直
   流成分の電位差をＶ（ｖ）とするとき、 ｗ＋０．４ｄ−０．１６Ｖ≧１ を満足するように設定することを特徴とする現象装置。
2. 【請求項２】前記電極ワイヤと現像ロールの間隔ｄは、
   ｄ≦３０μｍを満足するように設定するすることを特徴
   とする請求項１に記載の現像装置。