JPH0812509B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、たとえば電子複写装置、ファクシミリ、プ
リンタなどに広く応用されている電子写真装置に適用さ
れる現像装置に係わり、特に一成分もしくはこれに類す
る現像剤を用いて静電潜像を現像する現像装置に関す
る。

（従来の技術） 従来、電子写真装置では、カスケード法やマグネット
ブラシ法などの現像方法が主に用いられてきているが、
近年、カラー記録に対する実用化要求が強まるなかで、
未定着像の重ね現像に有効な現像方法、すなわち、静電
潜像形成面に非接触状態で現像する現像方法が研究され
ている。

この一般に非接触現像法と呼ばれる現像方法に関して
は、米国特許3,232,190号、英国特許1,458,766号、およ
び米国特許38,657号、あるいは米国特許3,893,418号な
どにその基本的手段が記載されている。

これら一連の発明は、円筒状現像部材の表面に現像剤
（以後トナーと称する）の均一な薄い層を形成し、これ
を静電潜像面に近接（約５〜500ミクロン）させるとと
もにこの現像部材と静電潜像形成面間に直流電圧または
交流電圧を偏奇させて印加し、トナーを飛翔振動させ静
電潜像部の電界の強い部分ではトナーを付着させ、非静
電潜像部では飛翔を抑止するか、または交流印加の方法
によるものでは再帰させるようにして選択付着させるこ
とにより現像するものである。

また、米国特許3,893,418号は、現像された画像の階
調性が、印加する交流電圧の周波数によって変化するこ
とを利用して、階調再現性を周波数の切換によって選択
できるようにしたものである。

一方、これらの技術において最も重要な技術は、現像
剤として用いるトナーをより均一な層として現像部材
（現像ローラ）上に形成し、かつ均一な帯電を付与する
ことであることを見出だし、すでに本発明者は特願昭59
−31979号あるいは特願昭58−143340号あるいは特願昭5
8−161241号等でトナー層の形成手段における改良され
た手段を提供してきた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これらのトナー層形成手段のうち、弾
性ブレードを現像部材に当接させてトナー層を形成する
方法は、極めて小型かつ簡単な構成で目的を達すること
ができる。しかしながら、「負」の静電潜像を現像する
ため、あるいは「正」の静電潜像を反転現像するために
正極性帯電トナーを用いる場合、その摩擦帯電性向上の
為にトナーに添加すべき帯電抑制剤あるいは樹脂などに
優れたものがなく、現像部材上に層形成されたトナーは
帯電量が不安定で、その結果、画質上かぶりが生じ易
い。また、多湿化で層形成特性が悪くなる等の欠点を生
じやすいことが判明した。

これは、負特性のトナーを用いた場合に比して、明ら
かに劣っており、従来の２成分現像方式においても同じ
理由にもとずく問題点を有していたが、本方式では問題
は更に顕著であり、根本的解決が必要であった。

本発明は、上記事情に基づきなされたもので、その目
的とするところは、簡単な構成でありながら、トナー層
の形成と帯電が良好に行われ、使用初期から長期に亙っ
てかぶりの無い安定した現像状態が得られる現像装置を
提供しようとするものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するために、潜像が形成さ
れる像担持体に対して回転可能に設けられ、前記潜像を
現像する現像手段と、非磁性一成分現像剤を収容すると
ともに、開口部が形成された第１の収容部と、前記第１
の収容部と前記開口部を介して連通する第２の収容部
と、前記第１の収容部から前記開口部を介して前記第２
の収容部に供給される現像剤の供給量を規制する規制手
段と、前記第２の収容部の中に前記開口部に近接して設
けられ、前記規制手段によって供給量が規制された現像
剤を表面に担持し、この現像剤が前記現像手段に摺接す
るように前記現像手段の回転方向と同方向に回転するこ
とによって、前記現像手段との間に現像剤溜りを形成す
る現像剤供給手段と、前記現像剤溜りを形成し、現像剤
を担持する前記現像剤供給手段から前記現像手段への現
像剤供給量を制御するために、前記現像手段と前記供給
手段との間にバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加
手段と、前記現像手段に供給された現像剤の層厚を規制
するとともに、現像剤を摩擦帯電させる現像剤規制手段
とを有する構成としたものである。

（作用） すなわち、本発明は現像剤を収容する第１の部屋とこ
れに開口部を介して連通し内部に回転部材を収容した第
２の部屋とを設け、前記開口部の大きさを設定すること
により第１の部屋から第２の部屋に少量ずつ現像剤が供
給される状態とし、この状態で回転部材の回転に伴って
現像剤を現像部材に供給するとともに、ついで、現像部
材上の現像剤を現像剤規制部材により均一な層となるご
とく圧接摺擦するようにしたから、帯電能力以上の多量
の現像剤が現像剤層形成部に供給されることがなく安定
した現像剤層の形成が可能となり、しかも、良好な摩擦
帯電を現像剤層形成時に行なうことが可能となる。

また、回転部材の材質や形状を変えることにより、現
像剤特性に合せた現像装置の設計が可能となり、従来現
像剤の特性改善にのみ頼っていたため本方式現像装置に
用いる現像剤の開発が困難であった点も大幅に改善さ
れ、使用初期から長期に亙ってかぶりのない安定した画
像を得ることが可能となる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

図中１は電子写真装置（図示しない）内に配置された
現像装置であり、この現像装置１は、像担持体としての
感光体ドラム２に対向して配置される。このとき、現像
装置１の現像手段としての現像ローラ３が、感光体ドラ
ム２の周面からなる公知の手段により潜像が形成される
潜像形成面2aに所定の間隙Ｇ（０〜500μｍ）を存して
固定されるようになっている。この所定の間隙Ｇは、現
像装置本体４のサイドフレーム4a,4aの外側かつ上記現
像ローラ３と同軸状態に設けられたガイドローラ5,5を
感光体ドラム２の両端非画像形成部に転接させた状態で
装着することにより自動的に設定できるようになってい
る。

また、現像装置本体４内には現像剤の供給量を規制す
る規制手段としての仕切り板６が設けられ、内部に摩擦
帯電可能な平均粒径が５〜20μｍの一成分系の磁性また
は非磁性の現像剤（以下トナーと称する）７を収容する
第１の収容部としての第１の部屋８と、この第１の部屋
８と開口部９を介してのみ連通する第２の収容部として
の第２の部屋10とが形成された状態となっている。

上記第１の部屋８内の底部、すなわち、第１の部屋８
と第２の部屋10とを連通する前記開口部９と対応する位
置には、トナー７の空洞現象を防止するための羽根車状
の撹拌部材11が設けられている。

また、上記第２の部屋10内には、回転に伴ってトナー
７を搬送する現像剤供給手段としての回転部材12および
この回転部材12の近傍に設けられ回転部材12を介して供
給されるトナー７を静電潜像面2aに転移させるための上
記現像ローラ３が収容された状態となっている。

また、前記仕切り板６の下端は、スリット状の開口部
９を形成するように底部近傍まで延出した状態となり開
口部９を通過して回転部材12により搬送されるトナー７
の量を規制するようになっている。

また、上記上記回転部材12は、スポンジ状のウレタン
・スチレンブタジエンゴムなどの弾性体からなる材料、
あるいはポリフルオロエチレン（商品名テフロン），ア
クリル，レーヨンなどの繊維からなるブラシ状材料、あ
るいは表面に多数の磁極を配列してなる磁石ロールに表
面酸化処理鉄粉あるいはフィライト粉を吸着してなる磁
気ブラシ等の中から選ばれる。

この回転部材12には、スリット状の開口部９を介して
第１の部屋８から送られてきたトナー７を適量表面に載
せて現像ローラ３に摺擦させるようになっている。この
とき、回転部材12の回転スピードおよび回転部材12に供
給されるトナー７の量に応じて現像ローラ３と回転部材
12との間に形成されるＶ字状空間部に少量のトナー７の
溜りである現像剤溜りとしてのトナー溜り14が形成され
た状態となる。

このようにしてトナー７は、搬送中に不十分ながら摩
擦帯電をしながら現像ローラ３に次々塗布される。トナ
ー７の正帯電を助長するためにはテフロンが有効であ
る。また、この意味で、他の磁性粉やスポンジ、ブラシ
の材質を選ぶ。

また、上記現像ローラ12に摺接する状態に現像剤規制
手段としてのトナー規制体15が設けられている。このト
ナー規制体15はリン青銅板，ステンレス板，ウレタンゴ
ムブレードなどからなる金属製あるいは非金属製の弾性
板からなり、現像ローラ12の周面に形成されたトナー層
７′の厚さを均一、かつ所望の厚さである20〜50μｍと
するとともに、同時に摩擦によりトナー７に所望の電荷
たとえば正極性の電荷を生じさせるようになっている。

摩擦帯電の大きさや極性は、トナー７の材質と上記ト
ナー規制体15,現像ローラ３などの摩擦部材の材質およ
び摩擦の大きさにより変化するため種々知られた経験に
もとずいて最適な組合せを行なう。

しかして、現像ローラ３上に正極性で形成されたトナ
ー層７′は、次いでマイナス400〜800ボルトの静電潜像
を形成した感光体ドラム２に近接し、マイナス０〜200
ボルトの直流現像バイアスあるいはマイナス側に０〜20
0ボルト偏奇したピークトゥーピーク値が800〜1600ボル
トの交流電圧（周波数200Hz以上〜4KHz以下）を感光体
ドラム２と導電性の現像ローラ３との間に印加すること
により潜像に応じてトナー７を転移させて現像を行なう
ことになる。また、回転部材12を導電処理し、現像ロー
ラ３との間に現像剤供給バイアス電圧を印加し、トナー
７の移送量をコントロールすることになる。

このとき、感光体ドラム２と現像ローラ３との間隙Ｇ
は、感光体ドラム２と現像ローラ３が等速である場合に
は、実質的に接触状態でも良いが、階調性を得るために
は、非接触とする方が有利である。

また、交流バイアスを用いる場合には、現像ローラ３
と感光体ドラム２は等速である必要はなく、現像ローラ
３のスピードをある程度速くした方が濃度が高くなる。

以上の説明からわかるように本装置では、帯電能力以
上の多量のトナー７が一度にトナー層７′の形成部であ
る第２の部屋10側に供給されるのが防止されるため安定
したトナー層７′の形成と帯電が行われる。また、回転
部材12の材質や形状を変えることにより、トナー特性に
合せた現像装置の設計もできるため、従来のトナー特性
改善にのみ頼っていたため本方式現像装置に用いるトナ
ーの開発が困難であった点も大幅に改善され使用初期か
ら長期に亙ってかぶりのない安定した画像が得られる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば簡単な構成であ
りながら、トナー層の形成と帯電が良好に行われ、使用
初期から長期に亙ってかぶりの無い安定した現像状態が
得られる現像装置を提供できるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は感光体
ドラムに対向して配置した状態の概略的縦断側面図、第
２図は概略的斜視図である。 １…現像装置、２…感光体ドラム（像担持体）３…現像
ローラ（現像手段）、６…仕切り板（規制手段）、７…
トナー（非磁性一成分現像剤）、８…第１の部屋（第１
の収容部）、９…開口部、10…第２の部屋（第２の収容
部）、12…回転部材（現像剤供給手段）、14…トナー溜
り（現像剤溜り）、15…トナー規制体（現像剤規制手
段）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潜像が形成される像担持体に対して回転可
   能に設けられ、前記潜像を現像する現像手段と、 非磁性一成分現像剤を収容するとともに、開口部が形成
   された第１の収容部と、 前記第１の収容部と前記開口部を介して連通する第２の
   収容部と、 前記第１の収容部から前記開口部を介して前記第２の収
   容部に供給される現像剤の供給量を規制する規制手段
   と、 前記第２の収容部の中に前記開口部に近接して設けら
   れ、前記規制手段によって供給量が規制された現像剤を
   表面に担持し、この現像剤が前記現像手段に摺接するよ
   うに前記現像手段の回転方向と同方向に回転することに
   よって、前記現像手段との間に現像剤溜りを形成する現
   像剤供給手段と、 前記現像剤溜りを形成し、現像剤を担持する前記現像剤
   供給手段から前記現像手段への現像剤供給量を制御する
   ために、前記現像手段と前記供給手段との間にバイアス
   電圧を印加するバイアス電圧印加手段と、 前記現像手段に供給された現像剤の層厚を規制するとと
   もに、現像剤を摩擦帯電させる現像剤規制手段とを有す
   ることを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】現像手段が、現像ローラであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の現像装置。
3. 【請求項３】現像剤供給手段が、弾性体またはブラシ状
   の材料で形成された回転部材からなるものであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の現像装置。
4. 【請求項４】現像剤供給手段が、磁気ロールとこれに吸
   着された磁性粉とよりなる磁気ブラシであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の現像装置。
5. 【請求項５】現像剤供給手段と現像手段との間には現像
   剤供給バイアス電圧が、また、現像剤供給手段と像担持
   体の静電潜像形成面との間には現像バイアスがそれぞれ
   印加されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の現像装置。