JPS59189370A

JPS59189370A - 現像装置

Info

Publication number: JPS59189370A
Application number: JP6409183A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Kasai; 笠井　利博
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1983-04-12
Filing date: 1983-04-12
Publication date: 1984-10-26

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、たとえば電子複写機などにおいて、感光体ド
ラム上に形成された静電潜像を非接触状態で現像する現
像装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、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少ない。これらのうち
、磁気ブラシ現像法とカスケード現像法が多く採用され
ている。それは、トナーの摩擦帯電が容易であり、安定
した画像が得やすい特徴があるためである。このうち、
磁気ブラシ現像法が最も普及しているが、キャリアの使
用寿命が比較的に短かく、キャリアを交換しなければな
らないという欠点がある。こういう背景からキャリアを
含まない、いわゆる磁性−成分現像法を用いるものが増
えつつある。

しかしながら、たとえば感光体ドラムの１回転で多色あ
るいはフルカラーの複写画像を得るためには、重ね現像
が必要となり、前記接触形の現像法では、前の複写画像
を乱したり、あるいは前の複写画像を形成するトナーが
現像装置に混入されるという欠点がある。また、磁性−
成分現像法では、潜像面と非接触状態でも現像が可能で
はあるが、磁性トナーに用いられる磁性粉の多くは黒ま
たは茶色を呈しており、混合によりカラートナーの色を
著しく濁すという欠点がある。そこで、カラー電子写真
法における重ね現像を行うには、非接触の非磁性−成分
現像法であることが要求される。

この非接触の非磁性−成分現像法として、たとえば第１
図に示すものが検討されている。す彦わち、感光体ドラ
ム１と相対向して表面に線状の電極群２を一定間隔で配
設したトナー担持体３を設け、その電極群２に時間的に
変化する電位を順次印加して、各電極間に交番電界を発
生させることにより、各電極間で非磁性トナー４を電極
の配設方向に沿って移動させるとともに、電気力線にし
たがって感光体ドラム１に向って上昇せしめることによ
り振動、浮遊、スモーク化させつつ移動させることによ
って搬送し、感光体ドラム１上の静電潜像へトナー４を
供給するものである。

しかしながら、この現像法では、トナーの飛翔効率が低
く、より低電位での確実な現像が困難であり、しかも画
像濃度をあまり高くするととができず、さらに常に一定
量のトナーを安定して供給できないなどの問題があった
。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、現像剤の飛翔効率を飛躍的に高め、より
低電位での確実な現像を可能ならしめるとともに、常に
一定量の現像剤を安定供給でき、高品質の画質が得られ
る現像装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、被現像面の近傍に設けられ少なくとも一部が
被現像面に相対向して設けられた電極群に時間的に変化
する電位を印加することにより、電極間で現像剤を移動
させて被現像面へ現像剤を搬送する現像装置において、
上記電極群の各電極表面を粗面にすることによって、そ
の微小な凹凸面が現像剤の飛翔効率を向上するようにし
たものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第２図において、１ノはたとえば電子複写機の感光体ド
ラムで、図示矢印ａ方向に回転する。

この感光体ドラム１１は、アルミニウム製ドラム１２０
表面に静電潜像保持体としてのセレン・テルル系感光層
１３が形成されてなり、その感光層１３の表面にたとえ
ば負に帯電された静電潜像が形成されている。そして、
この感光体Ｐラム１１と相対向して本発明による現像装
置１４が設けられており、次のように構成される。

すなわち、１５はロール状のトナー担持体で、図示矢印
す方向に回転する。このトナー担持体１５は、たとえば
第３図に展開して示すように、中空のアルミニウム製ロ
ール１６の表面にポリイミド樹脂などの絶縁膜１７をコ
ーティングしてなるものである。上記トナー担持体１５
の周面には、第３図に示すように、その軸方向と平行に
等間隔で配列されそれぞれが線状に形成された銅製の電
極群１８（数百ないし数千率）が設けられていて、この
電極群１８の各電極間に５− は上記絶縁膜１７と同様な絶縁物（誘電体）１９が介在
されている。上記電極群１８の各電極表面は、第３図に
示すように、たとえば数ミクロンないし数十ミクロンの
深さを持つランダムなサンドブラストされた凹凸面とな
っており、この凹凸面がトナーの飛翔およびトナー担持
体１５へのトナーのコーティングなどに対して多大な影
響をおよぼす。しかして、トナー担持体１５の右上方部
位には、現像剤としての非磁性トナー２０を収納および
供給するためのトナーホッパ２１、およびトナー２ｏを
トナー担持体１５上に略一定の厚さに保ってコーティン
グするための弾性ブレード２２が設けられている。

上記弾性ブレード２２は、たとえばウレタン。

スチレン・ブタジェン、シリコンなどからなるゴム材に
よって形成されており、その先端がほぼトナー担持体１
５上に水平になる程度の角度で当接されている。なお、
詳細に図示してないが、トナー担持体１５内の感光体ド
ラム１１と相対向する部位には、トナー担持体１５の回
転６− によりその部位に位置した電極群１８に対してそれぞれ
給電するだめの給電機構２３が設けられている。

さて、上述したように構成された電極群１８の給電機構
２３と対応する霜−極群１８（以後これを電１極群１Ｂ
ｍと称す）は、給電機構２３を介してたとえば第４図に
示すように結線され、グループ化される。すなわち、た
とえば８つのグルー７’　ｎ０％　Ｒ７に分割してあり
、１つの電極グループに篇する電極はそれぞれ８つおき
に結線されている。そして、各電極グループｎｏ〜ｎ７
には、第５図ないし第７図に示す制御回路によって電圧
が印加されるもので、以下その詳細を説明する。

第５図ないし第７図は、第４図のようにグループ化され
た電極群１８ａに対して電圧の印加制御を行う制御回路
を示すものである。まず、第５図は全体的な構成を概略
的に示すもので、電極群への印加電圧の走査速度を決め
る基準発振器３１、この発振器３１から出力されるノ４
ルスによってカウント動作し、一連の電圧走査周期を制
御する８進カウンタ３２、このカウンタ３２の値に応じ
て電圧制御コードｖｃｏ、、−ｖｃｏ３゜ＶＣ１Ｏ〜ｖ
Ｃ１３ｐｖＣ２０〜■Ｃ２３１ＶＣ３ｏゝｖＣ３３ＩＶ
Ｃ４０ゝＶＣ４３＋　ＶＣｓｏ　ゞＶＣ５３＋　ＶＣａ
ｏ　ゞＶＣ６３ｒＶＣ７ｏ〜■Ｃ７３を発生する電圧制
御コード発生回路３３、この電圧制御コード発生回路３
３がらの各電圧制御コードによってその各コードに対応
した電圧Ｅｎ６　”□　Ｅｎ７を発生し、それを電極群
１８ａに印加する制御電圧発生回路３４によって構成さ
れる。

第６図は前記電圧制御コード発生回路３３を詳細に示す
もので、前記カウンタ３２の出力をデコードするデコー
ダ３５、このデコーダ３５の各出力端に縦続接続され、
各電極グループｎｏ　””　Ｒ７への電圧制御コードを
発生するコード発生回路３６０〜３６７によって構成さ
れる。

上記コード発生回路３６０〜３６７は、それぞれたとえ
ばダイオードマトリクス回路（ＲＯＭ　）によって構成
されていて、あらかじめアドレスに対応する出力コード
を記憶しており、カウンタ３２で指定されるアドレス変
化とともに出力コードが変化するようになっている。

第７図は前記制御電圧発生回路３４を詳細に示すもので
、前記電圧制御コード発生回路３３からの各電圧制御コ
ードに対応した電圧Ｅｎｏ〜Ｅｎ７を発生し、各電極グ
ループｎ。−Ｒ７にそれぞれ印加する電圧発生回路３７
０〜３７７によって構成される。上記電圧発生回路３７
０〜３７７は、電圧制御コード（たとえばＶＣｏｏ〜Ｖ
Ｃｏｓ　）に対応してオン、オフする出力電圧制御用の
トランジスタＱｏ−Ｑｓ、これらトランジスタＱｏ＝Ｑ
３を動作させるだめの抵抗Ｒ１〜Ｒ８、上記トランジス
タＱｏ〜Ｑ３のオン。

オフ動作に応じて電源電圧Ｅを分割するための抵抗Ｒ９
〜Ｒ１２によって構成される。なお、上記抵抗Ｒ９〜Ｒ
１２は、たとえば抵抗ＲＩＯの値をＲとすると、抵抗Ｒ
（１＋　Ｒ１１は３Ｒに、抵抗Ｒ１２は９Ｒにそれぞれ
設定される。ここで、この制御電圧発生回路３４におけ
る電圧側＝９− 御コード（たとえばｖＣｏｏ〜ＶＣＯ３）と出力電圧（
Ｅｎｏ）との関係を示すと下記表のようになる。

上記表において、電圧制御コードｖｃｏｏ〜ｖＣｏ３の
制御電圧発生回路３４への与え方は、５種類のモードＭ
Ｏ−Ｍ４であり、その各モードでの出力餉；圧Ｅｎ（１
の値は０　、１／４Ｅ　、　１／２Ｅ　。

３／４Ｅ、Ｅの５種類の電圧値となっている。他の電圧
制御コードと出力電圧との関係も同様である。

このような構成において、トナー担持体１５が回転する
と、トナー２ｏはトナー担持体１５１０− および弾性ブレード２２に接触し、摩擦されて正に帯電
する。こうして帯電したトナー２０は、トナー担持体１
５上に供給されるが、このとき弾性ブレード２２によっ
て略一定の厚さにコーティングされ、トナー担持体１５
の回転によって現像部へ搬送される。この際、つまり弾
性ブレード２２でトナーをコーティングする際、第８図
に示すように電極群１８の各電極表面に無数の微小な凹
凸があると、主にその凹部内にトナー７）ｆコーティン
グされることになり、したがって均一なトナ一層の形成
が容易となるのはすぐ理解できる。均一なトナ一層は、
高品質な画像を安定に得るためには最も重要な要素の１
つである。しかして、トナー担持体１５の回転により、
給電機構２３と対応する電極群１８ａには、前述した制
御回路によってたとえば第９図に示すような分布状態の
電圧が印加される。なお、図中ｎｏｔ　＋　ｎｉｌ　＋
　ｎ２１　＋　ｎ３１　＋　”’は各電極を示している
。すなわち、ある瞬間においては一点鎖線ａＱで示すよ
うな電位分布が、次の瞬間においては実線ａ１で示すよ
うな電位分布が、次の瞬間においては破線ａ２で示すよ
うな電位分布が、次の瞬間には更に右へずらした電位分
布が、というように右方向へ順次変化する電位分布が与
えられる。その結果、電極群１８ａの各電極間には進行
波状の交番電界が発生し、その交番電界の作用により、
トナーは電極間で振動を行いながらトナー担持体１５の
表面付近に浮遊、スモーク化し、感光体ドラム１１上の
静電潜像に吸引されることにより、静電潜像の現像が行
われる。現像に寄与しないトナーは、トナー担持体１５
の回転とともに交番電界領域を通過し、再びトナー相持
体１５の表面に付着してトナーホッパ２１に戻る。

以上説明したような現像装置であれば、電極群１８の各
電極表面を微小な凹凸面とすることによって、以下に説
明するような作用効果が得られる。すなわち、第１０図
は電極群１８ａのある電極１８ｂを通過しているトナー
Ｔの搬送および飛翔のモデル図である。図において、ト
ナーＴが右から左方向へ移動するような電位分布が電極
群１８ａに与えられているものとする。

なお、矢印ＦＴはトナーＴが受ける力である。

今、トナーＴが図の右から左方向へ移動すると、電極１
８ｂの無数の凸部１８ｃに当って強く跳ね、高く舞い上
がる。また、感光体ドラム１１の感光層１３に形成され
た静電潜像２４が近接すると、上記凸部１８ｃとの間に
破線で示すように電界が集中されるため、この凸部１１
３ｃで跳ね上げられたトナーＴは容易に静電潜像２４に
吸着される。したがって、トナーの飛翔効率が飛躍的に
高まり、トナーのスモーク状態の形成が容易となり、現
像効率が著しく向上するとともに、より低電位での確実
な現像が可能となる。さらに、前述したように均一なト
ナ一層が形成されるため、画質が高く安定性の高い画像
が得られる。

なお、前記実施例では、トナー担持体がロール状の場合
に適したが、たとえばベルト状の場合にも適用できる。

また、電子複写機の現像部１３− 置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、静電潜像を用いる種々の像記
録装置にも適用できる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、現像剤の飛翔効率
を飛躍的に高め、より低電位での確実な現像を可能なら
しめるとともに、常に一定量の現像剤を安定供給でき、
高品質の画質が得られる現像装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来検討された現像法を説明するだめの概略図
、第２図ないし第１０図は本発明の一実施例を説明する
だめのもので、第２図は全体的な構成を示す側面図、第
３図はトナー担持体およびそれに対する電極群の設置状
態を展開して示す側断面図、第４図は電極群の結線状態
を示す図、第５図は電極群に対して電圧の印加制御を行
う制御回路の概略構成図、第６図は第５図における電圧
制御コード発生回路の構成図、第７図は第５図における
制御電圧発生回路の構１４− 成因、第８図は弾性ブレードによるトナーのコーティン
グ状態を説明するための図、第９図は各電極に印加する
電位分布例を示す図、第１０図はトナーの搬送および飛
跳運動を説明するだめのモデル図である。１ノ・・・感光体ト９ラム、１４・・・現像装置、１５
・・・トナー担持体、１８・・・電極群、２０・・・非
磁性トナー、２ノ・・・トナーホッパ、２２・・・弾性
ブレード、２３・・・給電機構、３１・・・発振器、３
２・・・カウンタ、３３・・・電圧制御コード発生回路
、３４・・・制御電圧発生回路。出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦１５− ＋１Ｘ　ＨｌＴ　　　罎８・１♀２了。特許庁長官　　若　杉　矛Ｄ　夫　　殿１、事件の表示特願昭５８−６４０９１号２、発明の名称現像装置３、補正をする者事件との関係　　特許出願人（３０７）東京芝浦電気株式会４′、至４、代理人６　補正の対象明細書、図面７、補正の内容（１）　　明細書の第５頁第７行目に「たとえば負に」
とあるな「たとえば正に」と訂正する。（２）　　明細書の第１１頁第２行目「正に」とあるな
［負にｊと訂正する。（３）　図面の第１図および第１０図を別紙の通り訂正
する。

Claims

【特許請求の範囲】

被現像面の近傍に設けられ少なくとも一部が被現像面に
相対向して設けられた電極群に時間的に変化する電位を
印加することにより、電極間で現像剤を移動させて被現
像面へ現像剤を搬送する現像装置において、前記電極群
の各電極表面を粗面にしたことを特徴とする現像装置。