JPH0736276A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナー層形成を行わないことにより、非磁性
１成分トナーに与える機械的なストレスを小さくし、軟
化点の低いトナーでも良好に現像が行える現像装置を提
供する。 【構成】 トナータンク６に貯蔵されるトナーを、攪拌
器５によりファーブラシ４に供給し、ファーブラシ４で
はトナーを帯電させ、帯電トナーを電極ローラ１に供給
する。電極ローラ１とローラ対向電極２により、感光ド
ラム９に対向した空間で、感光ドラム９の面に平行な方
向に帯電トナーを往復運動させて、帯電トナーを拡散す
る。ドラム対向電極３により、感光ドラム９の静電潜像
に応じて、感光ドラム９上に拡散した帯電トナーを移動
させて、現像を行う構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、静電記録装置におけ
る現像装置に関し、特に、１成分非磁性トナー用現像装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からある現像装置には、２成分方式
と１成分方式があり、１成分方式にも磁性トナーを用い
るものと非磁性トナーを用いるものがある。２成分方式
とは、トナーと磁性をもったキャリアが混合した現像剤
を用いて現像を行う方式であり、キャリアによって、ト
ナーの帯電及び感光体へのトナーの搬送が行われる。２
成分方式の問題は、キャリアの劣化や、キャリアとトナ
ーの混合比の変化によって、形成画像の品質が低下しや
すく、この対策のため、メンテナンスを必要とすること
である。また、１成分方式の磁性トナーは、キャリアを
用いない利点があるが、磁性トナーのカラー化が困難で
あるため、カラーの静電記録装置には不向きであった。
これに対し、１成分方式で、非磁性トナーを用いる方式
では、キャリアを用いず、トナーも非磁性であるので、
メンテナンスフリーやカラー化が容易という利点があ
る。

【０００３】非磁性トナーを用いる１成分現像方式の従
来例を図２を用いて述べる。トナータンク６内の非磁性
トナー（以下、トナー）は、トナー供給体であるトナー
供給ローラ１０によって、現像スリーブ１１に搬送さ
れ、現像スリーブ１１と帯電ブレード１２の機械的圧力
によって、トナーが正あるいは負の極性に帯電し、現像
スリーブ１１上に帯電トナー層が形成される。現像スリ
ーブ１１は、画像担持体である感光ドラム９と、あるギ
ャップで対向して配置され、画像担持体上の画像に対応
した荷電分布（以下、静電潜像）に応じ、現像スリーブ
１１上の帯電トナーが感光ドラム９上に移動して、現像
がなされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のこのよ
うな技術においては、帯電トナー層形成の過程で、帯電
ブレード等を用いて、トナーに対し機械的圧力を加える
ため、軟化点の低いトナーを用いる場合、トナーの溶
融、凝固が生じやすい。このため、現像スリーブ上にト
ナー塊が発生したり、トナー層にスジが現れるなど、帯
電トナー層が不均一となり、形成画像にムラが生じると
いう課題があった。また、この問題は、軟化点の高いト
ナーを用いて解決される場合もあるが、この場合では、
軟化点が高いため、定着温度が高くなったり、軟化点の
高いトナーにみられる透明度の低さによって、複数のカ
ラートナーを重ね合わせるフルカラーの電子写真記録装
置に向かないという課題もあった。

【０００５】こうした課題は、従来の現像器が、トナー
の帯電や感光ドラムへのトナー移動といった機能の他
に、均一なトナー層を形成させる必要があったために起
きたものである。そこで、この発明の目的は、従来のこ
のような課題を解決するため、トナーに機械的なストレ
スを与えずにトナーを帯電させ、トナー層を形成しない
で現像するもので、画像担持体面に平行な方向にトナー
を往復運動させて拡散させることによって現像する現像
装置を得ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、現像すべき所望の画像の静電潜像を有
する画像担持体と、トナーを貯蔵するトナータンクと、
前記トナータンクから供給されたトナーを帯電する帯電
手段と、前記帯電手段によって帯電したトナーを、前記
画像担持体と対向する空間内で往復運動させて拡散する
トナー拡散手段と、を有し、前記トナー拡散手段によっ
て拡散された帯電トナーを、前記画像担持体上に移動さ
せて現像するように構成した。

【０００７】

【作用】上記のように構成された現像装置においては、
トナーを帯電させ、画像担持体に対向した空間で、画像
担持体面に平行な方向に帯電トナーを往復運動させて、
帯電トナーを拡散し、画像担持体の静電潜像に応じて、
画像担持体上に帯電トナーを移動させて、現像する。

【０００８】

【実施例】以下に、この発明の実施例を図に基づいて説
明する。図１は、本発明の現像器の構造を示した図であ
る。以下、現像器の動作を図１を用いて説明する。本実
施例では、第１の実施例として、トナーを非磁性の負帯
電性トナーとし、感光ドラムの非画像部が負帯電した、
反転現像を行う例で、説明する。

【０００９】トナータンク６内に貯蔵されているトナー
は、攪拌板５によって、攪拌され、ファーブラシ４に、
ムラなくトナーを供給する。ファーブラシ４は、導電性
繊維をブラシ状に構成した構造であり、電極ローラ１と
接触している。ファーブラシ４には、マイナス極性の電
圧が印加され、回転運動している。この結果、印加電圧
による電荷注入と、回転による摩擦により、トナーが負
帯電し、電極ローラ１に負帯電トナーを供給している。
このときのトナーへの機械的ストレスは、トナーが溶
融、凝固しない程度のものである。

【００１０】電極ローラ１は、ローラ形状の導電体、例
えば、アルミニウムのローラで構成されている。ローラ
表面は、サンドブラスト処理等により、数μｍの凸凹が
形成されており、ファーブラシ４が供給した帯電トナー
を付着しやすくする。電極ローラ１は、交流電圧が印加
され、回転運動している。

【００１１】ローラ対向電極２は、ローラ電極１に対向
する位置に設けられ、電極ローラ１に印加されている交
流電圧に対し、位相が１８０゜シフトした交流電圧が印
加されている。電極ローラ１とローラ対向電極２のギャ
ップは、約１００μｍ〜２０００μｍ程度が望ましい。

【００１２】交流電圧が印加された電極ローラ１とロー
ラ対向電極２により、電極ローラ１上の帯電トナーは、
電極ローラ１とローラ対向電極２の間を往復運動する。
電極ローラ１は、回転することで、往復運動するトナー
を補給する。上記の往復運動を図３を用いて説明する。
印加された交流電圧により、電極ローラ１の極性が負極
性、ローラ対向電極２の極性が正極性となっている場合
を、図３の（ａ）に示す。この場合、帯電トナー層内の
負帯電トナーは、静電気力により、電極ローラ１と反発
し、ローラ対向電極２へ引き寄せられて、ローラ対向電
極２の方向へ移動する。電極ローラ１の極性が正極性、
ローラ対向電極が負極性になった場合、図３の（ｂ）に
示すように、負帯電トナーは、ローラ対向電極２と反発
し、電極ローラ１に引き寄せられ、電極ローラ１の方向
へ移動する。電極ローラ１の極性が交互に変わることに
より、トナーは往復運動を起こす。この往復運動によ
り、感光ドラム９に面した位置に、トナーが拡散した状
態となる。

【００１３】ドラム対向電極３は、感光ドラム９に対向
した位置にあり、ドラム対向電極３と感光ドラム９の間
には、トナーが往復運動して拡散した空間がある。ドラ
ム対向電極３と感光ドラム９のギャップは、約１００μ
ｍ〜約２０００μｍ程度が望ましい。ドラム対向電極３
には、負極性の直流電圧が印加される。この印加電圧の
大きさは、トナーが、感光ドラム上で負帯電している非
画像部に飛翔しない程度の大きさである。

【００１４】現像におけるトナーの移動プロセスを図４
を用いて、説明する。感光ドラムの静電潜像が画像部で
ある場合を、図４の（ａ）に示す。ドラム対向電極３お
よびトナーともに負極性であるので反発し、トナーに、
感光ドラム９側への静電気力Ｅ１が働く。この結果、ト
ナーは、感光ドラムに移動、付着する。感光ドラムの静
電潜像が非画像部の場合を、図４の（ｂ）に示す。図４
の（ａ）で説明した静電気力Ｅ１の他に、非画像部での
負帯電によって、ドラム対向電極３側への静電気力Ｅ２
が、トナーに働く。ドラム対向電極３の印加電圧は、非
画像部にトナーが飛翔しない大きさにするため、静電気
力Ｅ１とＥ２は、つりあっている。このため、トナー
は、往復運動を保持したままとなり、感光ドラムに移動
しない。以上、述べたプロセスにより、トナーの移動選
択がなされ、現像が行われる。

【００１５】以上、負帯電トナーを用いて、反転現像す
る場合の、本発明の第１の実施例を説明した。本発明
は、正帯電トナーを用いて、反転現像を行う場合でも適
用できる。その実施例は、第１の実施例において、ファ
ーブラシ４で印加する電圧の極性を正極性とし、ドラム
対向電極３に印加する印加する電圧の極性を正極性とす
ることによって、実現できる。なお、この場合、感光ド
ラム９の非画像部は、正極性に帯電されていることは勿
論である。

【００１６】本発明は、負帯電トナーを用いて、感光ド
ラムの画像部を正帯電とした正規現像や、正帯電トナー
を用いて、感光ドラムの画像部を負帯電した正規現像に
も、適用できる。この場合で、負帯電トナーを用いる例
で説明すると、第１の実施例において、感光ドラム９の
画像部が正帯電されているために、往復運動している負
帯電トナーは、感光ドラムの静電気力により引き寄せら
れ、未帯電の非画像部では、トナーは引き寄せられず、
この結果、現像される。したがって、ドラム対向電極３
を設置せずに実現できる。この場合の帯電トナーの移動
は、感光ドラムの静電気力のみなので、トナーが往復運
動する空間と感光ドラムのギャップは、カブリが生じな
い程度にできるだけ小さくし、感光ドラムの画像部の帯
電量をできるだけ大きくする方が望ましい。

【００１７】本発明の実施例では、電極ローラ１をロー
ラ形状としているが、導電性のベルトでも実現できる。
また、電極ローラ１をアルミローラのサンドブラスト表
面処理したもので説明したが、導電性ゴム等を表面にコ
ートしても実現できる。本発明の実施例では、ローラ対
向電極２を設けたが、これを設置しなくても実現でき
る。この場合、往復運動しているトナーが、電極ローラ
１の対向面付近まで達するように、印加する交流電圧を
大きくする必要があり、また、設置した場合と比較して
むらが生じやすい問題がある。

【００１８】本発明の他の実施例では、ローラ対向電極
２の代わりに、ローラ電極１と同じものをとりつけ、第
２のファーブラシを接触させて、トナーを帯電、搬送さ
せた構成でもよい。この場合、交流電圧の印加は、第１
の電極ローラと第２の電極ローラで、位相のシフトを１
８０゜にしなくてもよい。

【００１９】本発明の他の実施例では、ローラ電極１と
ローラ対向電極２の交流電圧の位相差を１８０゜とした
が、別の位相差でも実現できる。この場合、むらが発生
しやすい問題がある。本発明の他の実施例では、ドラム
対向電極の印加電圧を直流電圧としたが、交流電圧や、
交流電圧及び直流電圧を重畳したものでも実施できる。

【００２０】本発明の他の実施例では、ファーブラシ４
に、ファーブラシを用いたが、これに限らず、トナーを
機械的ストレスをあまり与えずに帯電させ、電極ローラ
１にトナーを供給するものであれば使用可能である。例
えば、導電性ゴムで構成された帯電ローラや、コロナ帯
電器とトナー供給ローラの組み合わせ等でも実現でき
る。

【００２１】本発明を、モノカラーやフルカラーの静電
記録装置に適用できることは勿論である。

【００２２】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように、トナ
ーを帯電させ、画像担持体に対向した空間で、画像担持
体面に平行な方向に帯電トナーを往復運動させて、帯電
トナーを拡散し、画像担持体の静電潜像に応じて、画像
担持体上に帯電トナーを移動させて、現像する構成とし
たので、トナーに機械的ストレスを与えるトナー層形成
が不要となる。このため、軟化点の低いトナーを使用す
ることができ、フルカラー化が容易となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の第１の実施例を示した説明
図である。

【図２】従来の現像方法の説明図である。

【図３】トナーの往復運動を示した説明図である。

【図４】本発明の現像装置における現像プロセスを示し
た説明図である。

【符号の説明】

１ 電極ローラ ２ ローラ対向電極 ３ ドラム対向電極 ４ ファーブラシ ５ 攪拌板 ６ トナータンク ７ 交流電源 ８ 電源 ９ 感光ドラム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川口 幸治 東京都江東区亀戸６丁目31番１号 セイコ ー電子工業株式会社内 (72)発明者 小岩 進雄 東京都江東区亀戸６丁目31番１号 セイコ ー電子工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像すべき所望の画像の静電潜像を有す
   る画像担持体と、 トナーを貯蔵するトナータンクと、 前記トナータンクから供給されたトナーを帯電する帯電
   手段と、 前記帯電手段によって帯電したトナーを、前記画像担持
   体と対向する空間内で往復運動させて拡散するトナー拡
   散手段と、を有し、前記トナー拡散手段によって拡散さ
   れた帯電トナーを、前記画像担持体上に移動させて現像
   することを特徴とする現像装置。