JPS5857154A - 静電潜像現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、非接触型の静電潜像現像装置に関する。

従来、電子写真現像法として、−成分現像剤の使用、高
絶縁性トナーの使用が望まれていた。

その理由は、−成分現像剤を使用することによシ現像剤
中のトナー濃度制御を行なう必要がなくなり、また、高
絶縁性トナーを使用することにより、現像されたトナー
偉を感光体から普通紙等への転写゛が容易に行なえるか
らである。

−成分現像剤の現像方法としては、トナー粒子を噴霧状
にして用いるノ臂つダークラウド法、ウニ！、シート等
よシなるトナー支持部材上に形成した一様トナ一層を静
電保持面に接触させて現像を行なうコンタクト現像法、
トナ一層を感光体に直接接触させず静電像の電界により
、トナーを選択的に飛翔させるジャンピング現像法等が
知られている。

ジャンピング現像法は非接触型であるため現像を複数回
繰返して行なうカラー現像に特に適している。これらの
技術は例えば特公昭４１−９４７５号、或いはこの改良
変形例として特開昭５４−４２１４１号を始めとする一
連の特許群或いは％開昭５６−２７１５８号で公開され
ている。

一方、近時、通常のジャンピング法の場合と異なシ、現
像ローラの表面に於いて働＜３１倫剤への束縛力を出来
る限シ小さくして、よシ良好な現像を行なうことができ
るパラダーク２ウド法とジャンピング法との中間の如き
形式の現像方法が開発されつつある。

この方°法祉靜電潜儂担持体と絶縁性薄膜層を有するｆ
Ａ偉部材（現像ローラ）との間に、互いに平行な複数本
のグリッド部材を配置し、現像部材の胃面に担持する帯
電した現像剤を一種のノ臂ウダークラウド状態にするこ
とにある。

この方法の原理を第１図および第２図に示す模型的断面
図を参照して説明する。第１図は絶縁性薄膜層１を有す
る現像部材すと、グリッド部材としてのグリッドワイヤ
Ｃ・・・との間に交流電圧を加えた場合の現像剤である
ところのトナーｄ・・・の動きを模型的に示すもので、
トナーｄ・・・はマイナスに帯電し、図の左半分は現像
部材すにグラスの電圧が印加された場合を、右半分はマ
イナスの電圧が印加された場合を示している。トナーｄ
・・・は全体として右半分では現像部材すから離脱する
方向に働き、左半分では復帰する方向に働いている。現
像部材すに印加される・々イアスは交ｆＩＩｔ、１１ｔ
圧であるからトナーｄ・・・は第１図の右半分と左半分
の動作全急速に交番して行なう。その結果近似的に等電
位面と考えられるグリッドワイヤＣ・・・の作る仮想面
附近では常にマイナスに帯電したトナーｄ・・・が空中
に浮遊する一種のノ’？ウダークラウド状態が出現する
。

また、第２図は前述の第１図に示した状態に静電潜像を
保有する靜電潜ｉ担持体ｅを接近させた場合のトナーｄ
・・・の動きを示すものである。

第２図の左半分は潜像保持面に潜像が在る無しに拘らず
、トナーｄ・・・は潜像保持面に到達するような動作を
示さない。しかし、・量ウダーグラウト状態において潜
像保持面に対向する第２図右手分では潜像がグリッドワ
イヤＣ・・・および現像部材すに対して作る静電界がト
ナーｄ・・・の動きを主体的に支配する。つまり、グリ
ッドワイヤＣ・・・の作る仮想面に対して同電位である
非画像部にはトナーｄ・・・のジャンプは行なわれず、
グリッドワイヤＣ・・・と電位勾配を持つ画像部にはト
ナーｄ・・・が飛翔する結果となる。上記の右半分、左
半分の現象が急速に繰返し行なわれる結果、画像部のみ
トナーｄ・・・が到達し、可視可を果すものである。

この方法によれば従来のジャンピング現像法と異って従
来のトナー保持部材に該当するのがグリッドワイヤＣ・
・・の作る仮想面になり、ここでは静電的な束縛や磁気
的な束縛が全く存在しない時間があるので、現像が極め
て速いことと、中間調の再現特性が極めて良好である。

着たパウダークラウド状態を出現させて現像するために
、トナー保持面に相当するグリッドワイヤＣ・・・と静
電潜像担持体・の潜像保持面との間隔を可成り大きく取
れる。実験的に行なわれ死所ではグリッドワイヤＣ・・
・と静電潜像担持体・の潜像保持面との間隔はｌ間近く
迄、遠ざけられても充分に良好な結果が得られ、これは
従来提案されているゾヤンピ／グ法が全て３００μ以下
の間隔に厳密に規制せざるを得なかったのに対して、非
常に広い間隔であり、機械的な間隔保鉦や印加電圧の精
度についても非常に楽な系を提供することができるなど
大きな特長を有している。

一方、従来、ジャンピング方法等を採用した′ｉＡｇ１
装置においては現像剤として磁性トナーを用いたものが
大部分であり、磁性トナーの場合、トナー粒子に磁性体
を含むため鮮明なカラートナーを作る事が困難である。

また、非磁性の−（ 成分の方法では二成分の現像剤と違ってキャリヤとの摩
擦帯電が行なわれないためにトナーの帯電量が一定しな
いという問題を有している。

現像ローラにＡＣを印加する方法、または特開昭５６−
２７１５８号に示されているようなコロナワイヤにＡＣ
を印加する方法ではトナーが成る値にまで充分帯電して
いなければトナーの飛翔がうまく行なわれず、従って安
定した現偉が行なわれない。

そこで、トナーに帯電量を付与するために、ブレード等
で摩擦するとか、コロナ放電等で強制帯電する方法も知
られているが、ブレード摩擦にしろコロナ放電にしろ、
現像ロー２のトナ一層の表面のみが帯電されるだけでト
ナ一層全体を均一に帯電することが難しく、従って安定
した画像を得ることができないといった問題を有してい
る。

本発明は、上記事情にも゛とづきなされた本ので、その
目的とするところは、極めて簡単な構成でありながら、
静電潜像担持体と現像部材との間に互いに平行な複数本
のグリッド部材金膜ける方式の現像装置において、非磁
性−成分現像剤の帯電量を均一にし、鮮明な画像を安定
して得ることができるようにした静電潜像現像装置を提
供しようとするものである。

以下、本発明を第３図に示す一実施例を参照して説明す
る。図中１は静電潜像担持体としての電子写真用感光体
ドラムであり、この感光体ドラ五１の表向は図示しない
帯電器で表面に一様に帯電され、次いで像露光が行なわ
れて静電潜像が形成される。また、２は像露光部の後段
に設けられた現像装置である。この現像装置２は、現像
剤としての非磁性−成分トナーｄを収容するトナー容器
３、このトナー容器Ｓの下端開口部に対向して設けられ
た現像部材としての現像ローラ４、上記トナー容器３内
のトナーｄ・・・を現像ローラ４の表面に一定量かつ均
一に供給するためのブレード５、および感光体ドラム１
と現像ローラ４との間に配置された複数本のグリッド部
材としてのグリッドワイヤ６・・・を有した構成となっ
ている。

また、上記グリッドワイヤ６・・・は直径約０．１露程
度のタングステン線からなり感光体ドラムｌおよび現像
ローラ４の軸心線と平行かつその中央部のグリッドワイ
ヤ６が感光体ドラム１の周面からＺｌ、現像ローラ４か
らｔ、の距離を存して配設され、それぞれ高周波交番電
源７と直流バイアス電源８に接続されている。

また、現像ローラ４は局面に絶縁性薄膜層９を有した導
電性ローラからなり、この現像ローラ４には１．　Ｋ　
Ｉｌｚ前後の交流電源１０と直流バイアス電源１１に接
続されている。

上記グリッドワイヤ６・・・Ｋ電圧を印加する交流電源
７と現像ローラ４に電圧を印加する交流電源１０とは位
相は同位相であるが電圧は現像ローラ４に印加する交流
電源１０の方が高くなるように設定されている。したが
って、現像ローラ４とグリッドワイヤ６・・・との間で
トナーｄ、・・・が交流電圧に従って往復動してクラウ
ド状態となる。そこえ、感光体ドラム１０回転に伴って
静電潜像が形成された部分が対向するとトナーｄが吸引
されて付着し、静電潜像が現像される仁とになる。また
、現像ローラ４およびグリッドワイヤ６・・・に印加さ
れる直流バイアス電源８．１ノは２成分磁気ブラシ現儂
法の直流バイアス電圧とはソ同等の働きをするもので、
正規現像の場合には露光後の感光体ドラ五１の残留電位
に近い電圧としてカブリ（地汚れ）を防止し、反転現像
の場合には未露光部の表面電位に近い電圧として無光に
より表面電位の減衰した部分を現像するものである。勿
論、正規現像の場合のトナー極性は感光体ドラム１の帯
電極性とは逆とし、反転現像の場合は同極性とする。

また、上記現像ローラ４の現像剤補給部からグリッドワ
イヤ６までの間に対向して対向電極１２が設けられてお
り、この対向電極１２には現像ローラ４に印加する直流
・ぐイアスミ源１１の電圧と同電圧を出力する直流電源
１３が接続されている。

しかして、このような構成で現像が開始されると、現像
ローラ４は矢印方向に回転する。トナーｄはブレード５
に・よυ現像ローラ４の表面に薄い層に付着する。現像
ロー２４と対向電極１２とが対向している所では、現像
ローラ４と対向電極Ｊ２との間には同じ電圧の直流電圧
が印加され、現像ロー２４には交流電圧が印加されてい
るか′ら現像ローラ４と対向電極１２との間には交流電
源１０による交流電圧差が発生することになる。したが
って、この間にはトナーｄがその交流電圧に従って現像
ロー２４と対向電極１２との間に往復することになり、
この往復運動によってトナーｄ・・・は現像ローラ４の
表面および対向電極１２０表面と接触し、次に述べる非
接触現像に都合のよい電位にまで摩擦帯電する。現像ロ
ー２４の材質および対向電極１２の材質はトナーｄ・・
・との摩擦帯電系列を考慮して選定ずぶ。

キャリヤ鉄粉を用いる２成分用トナーと同じ升性を示す
樹脂系のトナーの場合には、現像ロー２４および対向電
極１２を鉄系の材質にする。

現像部の作用は、前述したようにグリッドワイヤ６・・
・に現像ローラ４よシ低い同位相の交流を印加しである
から、今度はグリッドワイヤ６・・・と現＊ｏ−−ｙ４
との間でトナーｄ・・・が往復運動して・母ウダークラ
ウド状態を出現する。この状態はトナーｄ・・・が充分
帯電しているので、現像ローラ４と対向電極１２との交
流電位差よシ低い電圧でも往復運動し易い状態になって
いる。

そとに、感光体ドラム１上の静電潜像が接近すると靜ｔ
Ｓ像にトナーｄが吸引されて現像される。

現像時のグリッド部材６・・・の役割＃′ｉ現像ローラ
４に印加する交流電圧をｖＩとし、グリッド部材６・・
・に印加する交流電圧をＶ、とすると、現像ロー２４と
グリッド部材６との間の距離’ｔ＋感光体ドラム１とグ
リッド部材６との間の距離１、から ’ｂ／ｌ＋　＜　Ｖ＋　　Ｖｔ／Ａ２ となる様な関係にすることにょシ、トナーｄ・・・の現
像ローラ４とグリッド部材６との間での往復運動量を多
くし、感光体ドラム１とグリッド部材６との間の往復運
動量を少くし、カブリ（地汚れ）を防止できる。

このような非接触現像法ではトナーｄ・・・が成る値以
上に均一に帯電していることが必要であるが、対向電極
１２と現像ローラ４との間の飛翔を繰返して帯電するた
めトナーｄ・・・が均一でしかも確実に帯電が行なわれ
画質安定化に有効である。

また、現像ロー２４の下方に対向電極１２を設けること
により、トナーｄ・・・の落下が無ぐなりトナーｄ・・
・の飛散による周囲の汚れ防止にもなる。

本発明は、以上説明したように、表面に現像　　うされ
るべき静電潜像を担持する静電潜像担持体と、この静電
潜像担持体に対して非接触状態で、かつ現像剤を表面に
担持する現像部材との間に互いに平行な複数本のグリッ
ド部材を設け、現像部材およびグリッド部材に直流電圧
で偏寄された交流電圧を印加することにより現像剤を静
電潜像に飛翔せしめて現像するもので、上記現像部材の
現像剤補給部からグリッド部材までの間に対向して対向
電極を設け、現像部材と同電位の直流電圧を印加し、現
像部材の表面に担持した現像剤を現像部材と対向電極と
の間を飛翔せしめる構成としたことを特徴とする静電潜
像現像装置にある。したがって、現像が極めて速く、中
間調の再現特性が良く、しかも高い位置精度を必要とし
ない等の特長を有する現像装置において、極めて簡単な
構成であシながら、グリッド部材の所に供給される現像
剤の帯電量を均一にでき、鮮明な画像を安定して得るこ
とができるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明装置の現像方法の原理を示
すもので、第１図は現像部材とグリッド部材との間に交
流電圧を加えた場合のトナーの動きを示す模型的断面図
、第２図は第１図に示した状態に潜像保持面が接近した
場合のトナーの動きを示す模型的断面図、第３図は本発
明の現像装置の概略的構成図である。 １・・・静電潜像担持体（電子写真用感光体ドラム）、
２・・・現像装置、ｄ・・・現像剤（非磁性−成分トナ
ー）、４・・・現像部材（現像ローラ）、６・°°グリ
ッド部材（グリッドワイヤ）、７・・・交流電源、８・
・・直流バイアス電源、１０・・・交流電源、１１・・
・直流バイアス電源、１２・・・対向電極、１３・・・
直流電源。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表面に現像されるべき靜電潜儂を担持する静電潜像担持
   体と、この静電潜像担持体に対して非接触状態で、かつ
   現像剤を表面に担持する現像部材との間に互いに平行な
   複数本のグリッド部材を設妙、現像部材およびグリッド
   部材に直流電圧で偏寄された交流電圧を印加することに
   より現像剤を靜電潜儂に飛翔せしめて現像するもので、
   上記現像部材の現像剤補給部からグリッド部材までの間
   に対向して対向電極を設け、現像部材と同電位の直流電
   圧を印加し、現像部材の表面に担持した現像剤を現像部
   材と対向電極との間を飛翔せしめる構成としたことヲ！
   Ｐ！ｊ黴とする靜電潜＊３ｊｉ像装置。