JPS59185364A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、たとえば電子写真等に用いられる静電潜像の
現像装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

静電潜像の現像方法としては、磁気ブラシ現像法、カス
ケード現像法、ファーブラシ現像法、などの乾式現像法
、あるいは、電気泳動法を用いた液体現像法などをはじ
め、種々の変形も含めて多くのものが知られているが、
実用化されているものは比較的すくない。

ところで一つの現像法として第１図（ａ）に示すような
被現像面である静電潜像保持面１に非接触状態で非磁性
の現像剤２の薄層を有する電極３を対向させて潜像と電
極３の間で発生する電界と、更に外部から印加するバイ
アス電圧によって現像剤２を潜像部に静電気力により飛
翔付着させて現像する（以下非接触現像という）方法が
検討されている。

しかしながらこの非接触現像においては、現像剤２を選
択的に飛翔させるに必要な、現像剤２の帯電が均一でか
つ、所定の電荷量を保つ有効な手段がなく、また、現像
剤２を飛翔させるのに要する電界が大きく、例えば、潜
像面１と電極３の間隔りは１５０μｍに近接させても潜
像の電位は約１０００Ｖも必要であり、これに耐える感
光体は限られてしまう。さらにこれを軽減するために外
部バイアスを印加する場合にも、電極３が近接している
ためにアーク放電を生じて各部を損じたり、あるいは現
像剤２の荷電が不均一なためにかぶりやむらを生じると
いう問題があり、未解決なままとなっている。

これらの問題のうち、現像剤２の帯電を均一に保つ手段
としては、二成分現像剤中からトナーだけを分離して用
いる方法があるがキャリアーが完全に分離されないでト
ナー中に混じった時には、アークが更に発生しゃすく又
、現像剤の定期交換も必要であり好ましくは、キャリア
ーをもたぬ一成分現像剤である事が好ましい。

更には、非接触現像の主たる目的はカラー電子写真法に
おける重ね現像を行なうに際し、先に現像された像を乱
さぬためのものであるから各種の色を呈するカラー現像
剤としては、黒色を呈する磁性粉を含有する磁性トナー
である事も好ましくなく、非磁性の一成分現像剤（以下
単にトナーと呼ぶ）である事が要求される。

現在トナーの均一帯電法として指向される他の方法は、
トナーをウレタンなどのゴムグレード等で現像ロール上
にこすりつけて、薄層を形成させることにより層形成と
同時にロール又は、ブレードとの摩擦帯電による荷電を
行なおうとするものであるが、トナーとロール又は、グ
レードとの接融確率および効率は極めて低く、トナ一層
のトナーに均一な電荷を付与することは、不可能に近く
、前述したような、画像不良を発生させろ原因となって
いる。一般的にトナーの飛翔を束縛する最も支配的な力
は、トナーの電荷による現像電極３との間に生じる鏡像
力である事が判明した。これは異なる帯電量のトナーを
用いたり、現像電極３上に第１図（ｃ）のように誘電体
層３−１を設けて、トナーの飛翔に必要な電界の強さと
の関係を検討した結果の判断である。鏡像力Ｆｍは第１
図（ｂ）のように半径ｒのトナーの中心に電荷ｑを有し
ているとするとで表わされる値であり、トナーの粒子径
、もしくはトナーと電極３との距離の２乗に反比例して
変化する性質を有しており、現像領域の間隙りに生じる
潜像による電界Ｅによって生じるトナーの吸引力すなわ
ち飛翔力をＦｎとすると、の関係が成立するこ七が、ト
ナーの飛翔条件であり、トナーの性質としては粒子径は
画質の許す範囲で大きく、かつ帯電量としては、両辺の
ｑ＝１３πε。ｒＥなる値を与えた時ＦＤは最大値をと
り、最も飛翔しやすいことが理解される。トナーの帯電
量は、材料の調整によりある程度可能であるが、前述し
たように個々のトナーに均一に帯電を与える事は従来不
可能であったもので、これを解決する事が重要である。

さて、現像感度もしくは、トナーの飛翔を容易にするに
５− は、トナーを電極３から遠ざければ良い事は、この考察
から理解されるが、その−案として、第１図（ｃ）のよ
うに電極３の上にポリエステルあるいは、エポキン系の
樹脂などの１０〜２０μｍの誘電層３−１をもうける事
により鏡像力Ｆｍは急激に小さくする事ができ、事実ト
ナーの飛翔は、良好となる事が認められる。しかし誘電
体層３−１は、これ自身摩擦帯電を避ける事ができず、
結果としてトナーと誘電体層３−１間に生ずる新たな静
電気力の干渉により、画像の均一性や安定性がはなはだ
しくそこなわれてしまう。

そこで、上述した問題を解消するものとして特願昭５７
−１８０９４号に示すようなものが開発されてきた。こ
れは絶縁性基板上に多数の電極群を配設し、これら電極
群にそれぞれ端子を接続し、前記端子に次々に電圧を印
加走査してトナー２を電極間で飛翔と回帰を繰り返させ
てスモーク層を形成して搬送し、これを感光体などの静
電潜像形成面１に供給して現像するものである。

−６＝ しかしながら、この装置においては、メンテナンス時な
どに人体が電極群に触れて感電する虞れがあり危険であ
り、また、現像剤と現像剤搬送面との摩擦帯電性が充分
に優れず、さらに、現像剤の飛翔領域に導電性の粉末や
金属片などが入り込むと、スパークが発生し、画像が欠
陥したり、装置を損傷させるといった不都合があった０ 〔発明の目的〕 本発明は上記事情に着目してなされたもので。

その目的とするところは、安全性が高いとともに現像剤
の摩擦帯電性が優れ、高品質の画像を得ることができる
ようにした現像装置を提供するものである。

〔発明の概要〕

本発明は現像剤供給体の電極群の少なくとも現像剤との
接触面側に高抵抗部材を設け、この高抵抗部材に接触し
その除電を行なう除電部材を備えたものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を複写機に用いた例について説明
する。

第２図は、本発明による現像装置の適用された電子複写
機の主要部の断面図である。非晶質のセレン、ノリコン
、セレン、テルルなどの無機感光体、酸化亜鉛、硫化カ
ドミニウムなどの樹脂分散系感光体、各種有機感光体な
どからえらばれる電子写真用感光体（以下単に感光体）
１はコロナ帯電装置４により５００〜５ｏｏｖ程度に均
一帯電される。次いで、原稿５が、光学系６により感光
体１上に投影されて、潜像が形成される。潜像は、後述
する本発明による現像装置７により現像され、給紙カセ
ット１２から送られた転写紙上にそれぞれ転写コロナ１
３と記録紙剥離コロナ１４とによって転写される。この
未定着像は定着用ヒートローラー装置１５によって加熱
定着されて、機外に排出されて複写コピーとして使用に
供される。−力感光体１上に残留したトナーは、除電コ
ロナ１６により除電されて、付着力を弱められて図では
一部が省略されたファーブラシクリーナー１７によって
清掃除去されて感光体１は再使用可能な状態に戻される
。

なお、本発明は、以上の例で説明したような周知の電子
複写装置の他にも静電潜像を用いる種々の像記録装置の
現像装置に適用されるものである。

次に、上記現像装置１を詳細に説明する。

本例の現像装置７は第３図および第４図にも示すように
表面に多数の円筒に平行な線状に形成された数百〜数千
水の小電極群８ｎを有する現像剤供給体としての現像ロ
ール８、現像剤としてのトナー２を収納および供給する
ためのホッパー９およびトナー２を現像ロール８に、は
ぼ一定の厚さに保ってコーティングするためのウレタン
、スチレンブタジェン、シリコンなどからなるゴム材を
用いた弾性ブレード１０が先端がほぼ現像ロール８に水
平になる程度の角度で当接されている。また、上記現像
ロール８の表面および電極群８ｎの表面は第５図にも拡
大９− して示すように高抵抗部材としての被覆樹脂材８−ｃに
よって被覆されている。前記樹脂材８−ｅとしてはポリ
アミド、エポキシ、ポリエステル、ポリテトラゾロエチ
レンなどが用いられ、その層厚は１０〜２０μｍである
とともに電気的抵抗は１０８Ω備以上の高抵抗とされて
いる。

また、上記小電極群８ｎ・・・には第５図に示すように
、それぞれ端子８１〜Ｓｎが接続され、これら端子Ｓｉ
〜Ｓｎには電圧印加部Ｅにより次々に数ミリセカンドの
スピードで波状に電圧が印加走査されるようになってい
る。上記小電極群８ｎの直接的作用は、トナー２を現像
ロール８上でわずかに飛翔させる事である。これは次の
モデルで説明される。第６図（！Ｌ）　、　（ｂ）は、
小電極群８ｎのなかの任意の隣接する二つの小電極８−
ａとｓ−ｂとが、誘電体１８を介している部分の拡大図
であり、第６図（＆）の状態で小電極ｓ−ｂ上に存在す
るトナー２（この場合プラス極性と仮定する）は、外部
バイアス電圧Ｅが、スイッチＳｎが閉じた瞬間第６図（
ｂ）のようにト１０− ナー２は小電極８−ｂからは、反発を受け、小電極８−
ａに吸引を受けて、図中の矢印のように電極８−ｔＬ、
８−ｂ間の電気力線に沿って飛翔しながら移動する。こ
の飛翔条件は、電極間の距離による電極間に発生する電
界の形や電極間に印加する電圧の強さ、およびトナー２
の帯電量で変化するが、例えば、電極間の距離を２００
μｍ、）ナーの電荷量５μｅ／ｇ、トナーの平均粒径１
３μｍにおいて、バイアス電圧Ｅが２００〜５００Ｖ以
上で良好にトナー２の飛翔移動が観測された。これは更
に第５図のように多数の小電極群８ｎに接続されている
、端子Ｓ、〜Ｓｎに次々に電圧印加部を数ミリセカンド
のスピードで波状に移動させてゆくと、トナー２は約１
０〜１００μｍと推定されるスモーク層ｄｉを形成しな
がらかつ、電圧の移動方向（図中太矢印）に移動し、現
像ロール８の周囲を回るこのスピードは、印加電圧の高
さと走査スピードに依存するが、数十ミリメートル−１
００ミリった。

一方、上記ホッパー９内には第３図にも拡大して示すよ
う除電部材としての導電性弾性ロール１１が設けられて
いる。この導電性弾性ロール１１はアルミニウムなどの
導電性金属の周囲を発泡ウレタンあるいはウレタンゴム
などにカーｙ３＝”ンなどの導電フィラーを混合したも
ので被覆し、抵抗が１０４〜１０６０σ以下のものが用
いられている。この導電性弾性ロール１１は上記現像ロ
ール８および電極群８ｎの表面を被覆する樹脂材８−ｃ
に接触されるとともに接地され、あるいはバイアス電源
Ｅ′に接続される。前記バイアス電源Ｅ′はＯ〜５００
，ｔ”ルトの電圧を印加し、被覆樹脂材８−ｃの静電荷
が正の場合には負のバイアス、静電荷が負の場合には正
のバイアスが選択されるようになっている。

しかして、現像時には電極群８ｎ・・・の端子Ｓ１〜Ｓ
ｎに電圧印加部Ｅにより電圧が印加走査され、これによ
り、ホラ・ぐ９内のトナー２は現像ロール８の電極８ｎ
間で上述した原理にもとづいて飛翔と回帰を繰り返しな
がら、スモーク状を呈して被覆樹脂材８−ｃの表面に沿
って図中矢印方向に搬送され、感光体１の静電潜像に対
向することにより吸引されて静電潜像を現像することに
なる。

この現像時にはトナー２は被覆樹脂材８−ｃの表面に接
触しながら搬送されるため、従来のようにアルミニウム
アルマイ′ト．銅，黄銅，錫。

クロムなどによって成形される電極群８ｎに直接接触す
る場合と比較し充分な摩擦帯電が得られる。

また、感光体１と電極群８ｎとの間に金属片や導電性の
粉末などが入り込んだ場合でも被覆樹脂材８−ｃが高抵
抗であるため、電気的なアークやス／ぐークの発生は防
止される。

さらに、電極群８ｎは被覆樹脂材８−ｅによって被覆さ
れるため、電圧印加状態の電極面に直接人体の一部が触
れるようなことがなく感電を防止することができる。

また、被覆樹脂材８−ｅはトナー２との接触１３− あるいは現像領域での放電などにより、帯電を帯びるが
、導電性帯電ロール１１との摺接により、その表面上の
静電荷が除去される。したがって、被覆樹脂材８−ｃが
その表面上の静電気力によりトナー２の飛翔を妨げるこ
ともない◇〔発明の効果〕 本発明は以上説明したように、現像剤供給体の電極群の
少なくとも現像剤との接触面側に高抵抗部材を設けたか
ら、現像剤の摩擦帯電性を著しく向上できるとともに現
像剤の移動領域に金属片などが入り込んでも電気的なア
ークやスパークが発生せず、高品質の画像を提供でき、
また、電極群に人体の一部が直接接触することがないの
で、感電を防止でき安全である。さらに、高抵抗部材に
は除電部材を接触させて除電するから、静電気力により
現像剤の移動を妨げることもなく低電位での現像を可能
ならしめるという効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（、）〜（ｃ）は従来例を示す側断面図、第２１
４− 図〜第６図は本発明の一実施例を示すもので、第２図は
電子複写機の内部構成図、第３図は要部を示す構成図、
第４図は現像ロールを示す斜８・・・現像剤供給体、８
ｎ・・・電極群、８−Ｃ・・・高抵抗部材（被覆樹脂材
）、１１・・・除電部原導電性弾性ロール）。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦１５− 第覆図 第２図 第３図 第４図 第５図 ｓｎ、！−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像剤供給体に電極群を配設し、これら電極部に
   電圧を印加してその電極間で現像剤を移動させるものに
   おいて、上記現像剤供給体の電極群の少なくとも現像剤
   との接触面側に高抵抗部材を設け、かつ、前記高抵抗部
   材に接触しその除電を行なう除電部材を備えたことを特
   徴とする現像装置。
2. （２）高抵抗部材は？リアミド、エポキシ、ポリエステ
   ル、ポリテトラフロロエチレンなどの樹脂材で、抵抗が
   １０Ωの以上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。