JPS5865458A - 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、潜像担持体に形成され穴静電潜像ｒ１現像剤
担持部材上の現像剤によって可視像化する現像装置に関
する。

電子複写機、静電記録装置、又はその他の各種記録装置
にて用いらねる上記形式の沖、像装置は従来より周知で
ある。従来のこの種現像装置においてけ′、一般に現像
剤担持部材上に担持されπ現像剤層ケ、潜像担持体表１
面に接触させて現像ケ行なう所謂接触現像法が採用され
ており、この接触現像法にも、′トナーのみから成る一
成分系現像剤ケ用いる方法と、トナーとキャリヤと會含
む多成分系現像剤ケ用いる方法とが知られている。この
接触現像法ケ採用した現像装置は、静電潜像の比較的高
い空間周波数成分（高空間周波数成分）？効率良く可視
像化できる利点ケ有している反面、静電潜像の形成さね
ていない潜像担持体部分（即ち地肌部）にトナーが付着
し、てしまう所謂地肌汚れケ生じ易い欠点？有してい穴
。こめような地肌汚れが発生する原因は、現像剤担持部
材上の現像剤（トナー）が潜像担持体表面に接触Ｅ７穴
とき、トナーの一部が機械的な力、例えばファンデルフ
ァールスカによって地肌部に付着するためでるると考え
らｊている。かかる現象は、トナーの特性が経時的に変
化した場合等に特に生じ易くなる。

一方、上述した接触現像法と異なり、現像剤担持部材上
の現像剤層と、潜像担持体表面の少なくとも地肌部と？
実質的に非接触状態に保ち、潜像の可視像化７行なう現
像法が提案されており、この現像法は、非接触現像法と
称せらｊている。この方法は、現像剤担持部材上に比較
的薄いトナ一層？形成し、このトナ一層と潜像担持体表
面の少なくとも地肌部と？実質的に非接触状態に保ち、
潜像担持体と、対向電極としての用になす現像剤担持部
材との間に生ずる電界によって、静電潜像にのみトナー
ケ静電的に付着でせる方法である。

この方法？採用した現像装置では、現像剤担持部材上の
トナ一層と、地肌部とが接触し、なム衾め、トナーが機
械的な力によって地肌部に付着することは少なく、従っ
て地肌部ｊの発生は少ないが、その反面、静電潜像の高
空間周波数成分の再現性が不充分である点に欠点がめつ
か。

不発明は、上記認識に基きなづねｋものであり、地肌活
力の発生を抑えることができると共に、潜像の高空間周
波数成分ケも効率良く現像することの可能々現像装置全
提供することケその目的とする。

本発明は、接触現像法又は非接触現像法だけで潜像の可
視像化を行なおうとする従来の考えケ棄て、両現像法？
組合せることによって、各現像法の持つ利点ケ生かしつ
つ、その欠点については互いにカバー１１合い、上述し
た目的？達成するもので２ある。

以下、本発明會、電子複写機における現像装置に適用し
た有利な実施例全図面に従って説明する。

第１図は、ドラム状の感光体１．！：して構成さｊた潜
像担持体と、該感光体に形成ざｎた静電潜像？可視像化
する現像装置２と？示す。感光体１の表面には、公知の
如く光導電層が設けられている。

現像装置２は、第１現像手段３と第２現像手段４と會有
しており、第１現像手段ｍ１−１．非磁性体から成る現
像スリーブ５として構成された現像剤担持部材と、この
スリーブ５に内設さ７１２ａ石６と、スリーブ５にバイ
アス電圧ケ印加するための電源７と？有している。まに
第２現像手段４も全く同様に、現像スリーブ５ａ、磁石
６ａ及び電源７ａｐ有り、でいる。尚、以下の説明では
、第１現像手段３と第２現像手段４．における各要素５
＋６，７；５ａｓ６ａ。

７ａ　ｐ区別讐る必要のるるときには、第１現像手段３
の要素５，６．７には、「第１」なる語ｒ１そして第２
現像手段４における要素５ａ、６ａ、７ａｌＣσ「第２
」なる語を付して、これら全識別することにする。

第１及び第２現像スリーブ５，５ａ（Ｉ′ｉ、共に感光
体１に対して僅かなギャップ（）１．０２（例えば０．
５閣程）ケろけてこれに平行に延びており、両スリーブ
５，５ａ間にも僅かな間隙が存在する。２つの現像スリ
ーブ５，５ａは、図示していない駆動装置によって共に
反時計方向に回転駆動ζ力るようになっているが、これ
らスリーブに内設ざｆ１７’（磁石６．６ａけ不動に固
定されている。この場合、第１現像スリーブ５の周速ｋ
　ｖｓ、第２現像スリー　７−５ａの周速ケ９２とした
とき、カ〈町なる関係が一保ｋｆＬるように各周速ｖ１
　、υ２が設足ζゎている。

各現像スリーブ５，５ａに内設ざｎた第］及び第２磁石
６，６ａの各磁極Ｎ、ＳＩ′ｉス１１−ブの周方向に沿
って交互に逆極性となっている。

第１現像スリーブ５に対向した位置には、現像剤ケ収容
するタンク８が設けられている。不例でけこの現像剤と
して、高抵抗磁性トナ〜から成る一成分系現像剤が用い
らねている（その体！固有抵抗率は１０１０Ω−ｍ以上
、特に１ｏ１３Ω−（７）以上でろる）。このトナー１
２Ｆｉ、タンクの出口９がらタンク外へ搬出され、入口
］Ｏｐ通してタンク８へ戻ｇｈるようになっているが、
この出口９には、スリーブ５に平行に延びるドクターブ
レード１１が設けられ、該ブレード１１の先端は、スリ
ーブ５の局面に対し、所定の微小間ＩＩ？おけて位置し
ている〇複写動作が開始されると、第１及び第２現像ス
リ〜ブ５，５ａが反時計方向に回転駆動さ−れる。この
とき、第１現像スリーブ５の回転と第１磁石６の磁力と
の協働作用により、タンク８内のトナー】２け出口９ヶ
通し、てタンク外へ搬出され、第１現像スリーブ５に担
持さ名つつ反時計方向に搬送はねる。トナーがブレード
１１とスリーブ５との間の間隙？通過するとき、該トナ
ーはブレード１１によって掻き取り作用？受ける。こね
によってスリーブ５上へ供給されるトナーの量が規制さ
れ、該スリーブ上に所定の厚さの、トナ一層が形成さｊ
る。

スリーブ５上？搬送されるトナーが第１及び第２現像ス
リーブ５，５ａの対同領域に至ると、このトナーは磁石
６，６ａの磁力の作用で第２現像スリーブ５ａの局面に
受は渡され、該スリーブ５ａの回転と第２磁石６ａの磁
力との協働作用により、第２現像スリーブ５ａの局面ケ
反時計方向に搬送ａｆｌる。第１現像スリーブ５から第
２現像スリーブ５ａへと受は渡でねたトナーは、両スリ
ーブ５，５ａの周速が既述のように町〈τ２に設定され
ているため、第２現像スリーブ５ａ上にて薄く引き延ば
さｊる。このため第２現像スリーブ５ａ上のトナ一層１
４ａの厚ざは第１現像スリーブ５上のトナ一層よりも薄
くなる。第２現像スリーブ５ａ上？搬送ざねるトナーが
、該スリーブ５ａと感光体１との近接領域（以下第２現
像領域という）″１３ａ？通過するとき、後に詳し。

（説明する非接触現像が行なわねる。そして第２現像領
域１３３？通過し、たトナーは再び第１現像スリーブ５
に受は渡され、該スリーブ５上？、比較的厚いトナ一層
１４會なして反時計方向に搬送さ負、第１現像スリーブ
５と感光体１との近接領域（以下第１現像領域という）
１ａケ通過Ｉ２、このとき後述する腰触現像が行なわれ
る。第１現像領域１３ケ通過したトナーは入口１０旨１
びノグ＄杓に戻される。

トナーは両スリーブ５，５ａ上？上述の如く搬送される
が、その際、本例ではトナーとして高抵抗トナーが用い
らｎているため、このトナーが第２現像領域１３ａへ至
るまでに、スリーブ５ａの表面又は他の摩擦手段（図示
せず）との摩擦、或いは他の帯電手段（図示、せず）に
よって帯電される。この帯電極性７本例では正とする。

一方、感光体１は反時計方向に回転駆動され、その際図
示していない潜像形成装置によってその表面に静電潜像
が形成ざ名る。この潜像は正又は負のいす力の電荷によ
っても形成できるが、本例ではトナーの帯電極性き逆極
性の負の電荷により形成されるものとする。静電潜像の
形成された感光体部分が第１現像領域１３に至ると、該
部分は第１現像スリーブ５上の比較的厚いトナ一層１４
に接触し、潜像の可視像化が行なわれるが、その際、第
１現像スリーブ５には第１電源７によって負側に非常、
に高いバイアス電圧が印加ざねでおり、このため静電潜
像の高空間周波数成分は可視像化されるものの、低空間
周波数成分は殆んど現像さｊない。またこのように構成
することによって、静電潜像の形成−ｇ？ていない感光
体部分、即ち地肌部へトナーが付着する地肌汚れは効果
的に抑制さｊ葛。その理由は以下の通りである。

一般に現像スリーブは、感光体に対する対同電極として
作用し、このスリーブと感光体との間の現像領域に電界
が生ぜしめられる。そしてこの電界中に存する、例えば
正の電荷ケ有するトナーが、例え−は負の電荷により形
成された静電潜像に静電的に付着して潜像が可視像化さ
れる。即ち、トナー粒子の有する電荷量？ｒｑとし、現
像領域の電界強度？Ｅとすると、トナー粒子はｑＢなる
力？受けて潜像に引き付けられ、潜像の可視像化が行な
わねる。この場合、第１図に示す構成のように、静電潜
像と同極性の非常に高い電圧ケ現像スＩＪ　−ブ５に印
加すると、感光体・現像スリーブ間の電界は弱まり、そ
の結果、静電潜像の低空間周波数成分にはトナーが殆ん
ど付着しなくなる。例えば静電潜像の低空間周波数成分
の表面電位が一８００Ｖであるときに、現像スリーブ５
に例えば−６００Ｖ程の電圧？印加すれば、この潜像の
現像は殆んど行なわれず、この印加電圧ｖ−ｓｏｏｖに
近づけｎは近づける程、この傾向は強まる。ところが、
静電潜像の高空間周波数成分においては、よく知らｊで
いるように、感光体の近傍でその電界ケ閉じており、と
のよ１うなＷ電潜像近傍の電界強度は、現像スリーブの
印加電圧によって殆んど影響？受けない。従って、現像
スリーブ５上のトナ一層】４がかかる静電潜像（高空間
周波数成分）に接触すわば、該潜像はトナーによって効
果的に可視像化でねる。このように第１現像手段３によ
っては、主として、静電潜像の高空間周波数成分のみが
可視像化されるが、その際、効果的に可視像化はねる空
間周波数成分と、実質的に可視像化されることのない空
間周波数成分との境は、第１現像手段の具体的な条件に
よって異なり、しかも成る値の空間周波数ケ境として、
可視像化さｊる部分と、可視像化されない部分とに明確
に分ｎるというものでもない。即ち比較的高い空間周波
数成分が有効に可視像化さね、比較的低い空間周波数成
分の現像効率は低くなるということでらる。そして、そ
の境は、上述の如く具体的な条件によって変動するが、
その−例？挙げれば１不／■乃至２本／−程度の空間周
波数成分以上の高い空間周波数成分ケ主として効果的に
可視像化するように構成することが可能である。一方、
感光体表面における地肌部も、静電潜像より大幅に低く
いものの、成る程度帯電されているのが普通でるるか、
第１現偉スリーブ５に高いバイアス−圧？印加すること
によって、地肌部へのトナーの付着は積極的に阻止され
る。即ち、例えば地肌部の表面電位か一２００■であり
、スリーブ５への印加電圧が先の例と同じ＜−６００Ｖ
であるとすると、静電潜像とスリーブ５との間に生ずる
電界の向きと逆向きの電界が、地肌部とスリーブ５との
間に生じ、現像領域１３におけるトナーはむしろ地肌部
から反発する力を受け、地肌部へのトナーの付着が有効
に抑制される。

上述の如く第１現像手段３においては、現像スリーブ５
上のトナ一層が感光体ｌの表面に接触する接触現像が行
なわれるにもかかわらず、従来のような著しい地肌汚れ
が発生することはない。

第１現像領域１３Ｆ通過し、た感光体部分は次いで第２
現像手段４における第２現像領域１３ａに至る。

このとき、第２現像スリーブ５ａの表面に担持ざ九たト
ナ一層１４ａの厚さけ、既述のように非常に薄く、スリ
ーブ５ａ上のトナ一層１４ａが、感光体の表面の少なく
とも地肌部には接触しないようになっている。これが非
接触現像でるるが、この現像法によると潜像の高空間周
波数成分に対する再現性は低い。この場合、第２現像ス
リーブ５ａには、第２電源７ａによって負の電圧が印加
されているが、仁の印加電圧は、静電潜像の低空間周波
数成分ケ確実に可視像化できる程度の低い電圧、例えば
、−２００Ｖ程度に設定されている。より具体的に言え
ば、例えば潜像の低空間周波数成分の表面電位が一８０
０■、第２現像スリーブ５ａへの印加電圧が−２００Ｖ
程であった場合、第２現像スリーブ５ａがらこの潜像（
低空間周波数成分）へ向う強い電界が生じ、これによっ
て正の電荷？有するトナーが、トナ一層１４ａから離れ
てこの潜像に移行し、該潜像が効果的に可視像化される
。一方、第２現像スリーブ５ａ上のトナ一層１４ａの厚
ざけ極く薄いため、このトナ一層と潜像との距離は比較
的大きくな９、このトナ一層の存する位置における、潜
像の高空間周波数成分の電界強さは弱くなシ、高空間周
波数成分の再現性は低くフる。この点については後によ
り詳しく説明する。尚、この場合にも、どの程度の空間
周波数成分までケ第２現像手段４によって可視像化可能
であるかけ、現像手段の具体的な構成の定め方によって
異なるが、少なくとも第１現像手段３によって実質的に
可視像化でねながつ大抵空間周波数成分については、第
２現像手段４で可視像化できるように該手段４を構成す
る必要がある。例えば、第１現像手段３によって、既述
の如く１本／ｗａ乃至２不／Ｗ以上の空間周波数成分ケ
可視像化するようにしたときには、第２現像手段４？、
例えば１本／１−乃至２本／ＩＩＩｍ以下の空間周波数
成分ケ有効に可視像化し得るように構成すればよい（第
１及び第２現像手段３，４によって有効に可視像化し得
る空間周波数成分が上に挙げた例のように一部重複しに
−とじても問題は生じない）。このように第２現像手段
４においては、非接触現像法によって主として潜像の低
空間周波数成分のみを可視像化するが、高空間周波数成
分については既に第１現像手段３によって可視像化ｌｔ
’ｌているので、結局、現像装置２ケ通過した感光体表
面の潜像は、その全体が有効に可視像化すれていること
は、上述し穴説明からよく理解されよう。また第２現イ
象手段４においては非接触現像が行なわＶるので、第２
現像スリーブ５ａ上のトナ一層が感光体１の地肌部に接
触することはなく、従って地肌汚れは殆んど発生しない
。のみならず、第２現像スリーブ５ａへの印加電圧Ｙ１
感光体ｌにおける地肌部の表面電位よりも、負側にやや
高く設足しておけば、第１現像手段３にて地肌部に僅か
なトナーが付着したとしても、該トナー全第２現像゛ス
リーブ５ａ側に引き戻し、地肌部ケ清掃することも可能
である。或いは場合により、第２現像スリーブ５ａへの
印加電圧全地肌部の表面電位とほぼ等Ｌ−＜シ、又はこ
れより僅かに負側に低く設足し、でも、第２現像領域１
３ａに存するトナーには、第２磁石６ａによる磁力が作
用するので、地肌部に付着したトナ−１第２３１像スリ
ーブ５ａ側へ引き戻すことが可能である。

尚、第２現像手段４にて行なわれる非接触現像において
は、スリーブ５ａ上のトナ一層が上述の如く潜像の低空
間周波数成分に引か１１このように引かわたトナーが穂
の状態？なして延びることもめるが、かかる状態ケ、ス
リーブ上のトナ一層が感光体に接しているとみることも
でき、他方、スリーブ５ａのトナ一層が感光体上の地肌
部に実質的に接触することはない。こわが、非接触現像
ではスリーブ５ａ上のトナ一層１４ａか、感光体の表面
の少なくとも地肌部には接触しない旨、先に説明した理
由である。

以上の如く第１図に示した現像装置によｊば、第１現像
手段３にて、地肌汚ｆ１ヶ防止しつつ主さして潜像の高
空間周波数成分？可視像化することにより、接触現像法
の利点のみケ生かし、他方、第２現像手段４−において
は、第１現像手段３では行なわねなかった低空間周波数
成分の可視像化？主として行なうことによって、ここで
も非接触現像法の利点のみケ生かすようになっており、
地肌汚ｆ’ｌ−抑制しつつ高空間周波数成分及び低空間
周波数成分ケ共に良好に再現することができる。

尚、既述のように、非接触現像法によっては潜像の低空
間周波数成分の現像全効率良く行なえる反面ミ高空間周
波数成分の再現性は低下するが、参考までにその理由を
第２図？参照して簡単に説明し、ておく６第２図は第２
現像手段４における第２現像領域１３ａの電界強度ケ縦
軸にと２す、横軸に感光体】に形成さｔｌに静電潜像の
空間周波数？とって示すグラフ、である。そし、て曲線
Ａは感光体ｌから１０μ離れた位置での電界強度？示し
、同様に曲線Ｂ、−，Ｃは、そ名、ぞれ感光体１から１
００μ及び２００μ離ｒた位置での電界強度？示ｆ（但
シ２、静電潜像と地肌部の表面電位けそねぞわ一８００
■及び−−２００Ｖでろり、第２現像スリーブへの印加
電圧は一２００Ｖ、感光体１の光導電層の厚さは１０μ
、その比誘電率Ｆｉ３．０　、そして感光体１とスリー
ブ。

５ａとの間のギャップＩｄ　０．５　’ｍ　ｒ″ある）
。非接触現像法では、現像スリーブ５ａ上のトナ一層と
感光体１とは離ねており、その距離は、例えば１００μ
〜２００μとなるから、非接触現像法における電界強度
は、第２図における曲線Ｂ、（、ｒ考えればよＧＡｏそ
こでこｎら両曲線Ｂ　、ａｙ見ると、比較的低Ｇ１空間
周波数においては、その電界強度はかなり強いものの、
高い空間周波数におけるキねは弱くなっていることが判
る。このため、潜像の低空間周波数成分には多量のトナ
ーが付着する力；、潜イ象の高空間周波数成分に付着す
るトナーの量は少なくなり、高空間周波数成分の再現性
が低下する。このことから従来の非接触現像法にて生じ
ていた欠点ｒも良く理解できる。尚、第２図は潜像の空
間周波数と電界強度との関係の一例ケ示したにすぎず、
現像条件ケ変えることによって、このグラフの状態は種
々変化することは当然でるる。

以上、第１図ケ参照して本発明の有利な実施例ｒ説明＋
４が、本発明は上記実施例に駆足されず各種改変するこ
・とができる。例えば、図示した実施例では、第１現像
手段と第２現像手段とにおい為 て同一のタンクから供給されたトナーヶ用いたが、両現
像手段ケ互いに分離し、第２現像手段用のタンク７設け
ることによってそれぞれ別個に現像剤？供給するように
してもよい。その場合、接触現像７行なう第１現像手段
において使用さ力る現像剤々して、トナーとキャリヤと
？含む多成分系現像剤？用いることもできるし、この第
１現像手段として、図示し＊ｍき磁気ブラシ現像装置で
はなく、ファーブラシ現像装置、又はカスケード現像装
置ケ用いることも可能である。また図示し穴第１及び第
２現像手段の位置ケ入れ換え、先ず非接触現像によって
潜像の低空間周波数成分ケ主として可視像化し、次いで
接触現像により高空間周波′数成分ケ主として可視像化
することもできる。

更に当業者にとって自明な範囲で第１図に示した現像装
置？各種改変でき、例えば、現像スリーブに代えてベル
トから成る現像剤担持部材？用いたり、この担持部材ケ
回転はせる代りにこねに内股され六磁石ケ回転させ、或
いは現像剤担持部材と磁石と？共に回転させることもで
きる。また、実施例では高抵抗トナーケ用いたが、その
代りに低抵抗トナー？使用してもよいし、採用する現像
手段の形態によっては非磁性現像剤？使用することもで
きる。またｔｑ像剤担持部材に印加するバイアスとして
、直流ケ重畳した交流バイアス、又はパルスバイアスケ
用いることもできる。更に、本発明は静電記録装置等に
おける現像装置にも適用できるし、ベルト状ないしはシ
ート状の潜像担持体ケ有する記録装置用の現像装置にも
適用できることは当然である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る現像装置の一例？示す断面図、第
２図は静電潜像の空間周波数と電界強度との関係の一例
ケ示すグラフでめる。 ３・・・第１現像手段 ４・・・第２現像手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　静電潜像ケ担持した潜像担持体の表面に、現
   −剤担持部材上の現像剤層？接触させ、王として、静電
   潜像の高空間周波数成舒可視像化する第１現像手段と、 現像剤担持部材上の現像剤層と潜像担持体表面の少なく
   とも地肌部と全実質的に非接融成る現像装置。
2. （２）　　前記第１現像手段による現像動作ケ行なった
   後に、前記第２現像手段による現像動作ケ行ない得るよ
   うに、こｎら現像手段ケ装置した特許請求の範囲第１項
   に記載の現像装置。