JPS61173276A - 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】 侠亙分互 本発明は、現像剤を現像剤担持体に担持しつつ現像領域
へ搬送し、潜像担持体に形成された静、電潜像を前記現
像剤によって可視像化する現像装置に関する。

災釆挟監 電子複写機、プリンタ等の作像装置において上記形式の
現像装置を用いることは従来より周知であり、この種装
置ではトナーとキャリアを含む二成分系現像剤またはキ
ャリアを含まない一成分系現像剤が用いられている。こ
の現像装置の現像剤担持体は、回転駆動されるものと不
動に固定されるものとがあるが、従来はいずれの場合も
現像剤担持体に不要な振動ができるだけ発生しないよう
にこれを設計、製作するのが普通であった。ところがこ
のような現像剤担持体を用いると、次の如き不都合の発
生することが確認された。

■　この種現像装置を用いて行う現像方式としては、接
触現像と非接触現像の２つの方式が従来より知られてい
る。前者の接触現像は現像剤担持体を、現像剤を介して
潜像担持体に圧接させて現像を行う方法であり、後者の
非接触現像は現像剤担持体と潜像担持体を互いに離間さ
せ、現像剤担持体上の現像剤（トナー）を飛翔させてこ
れを静電潜像に付着せしめる方法である。後者の非接触
現像を行うとき重要なことは、現像剤担持体」二のトナ
ーをいかに効果的に静電潜像に飛翔させる゛がという点
にある。このため従来は現像剤担持体に交流電圧を印加
し、トナーを飛翔させやすい状態にする方法を採用して
いるが、Ｉ・ナーの飛翔性を高めるには高い電圧を印加
する必要があった。また直流バイヤスによりトナーを飛
翔せしめることは困難であり、二色あるいはフルカラー
コピー等に有利な重ね現像性に問題があった。

■　現像剤によって可視像を得るには、現像に先立ちそ
のトナーを所定の極性に帯電させる必要がある。このた
め特に−成分系現像剤を用いた場合には、現像剤担持体
と、これに担持された１−ナーとの摩擦により、あるい
はこのトナーとその層厚を規制する層厚規制部材との摩
擦によってトナーを所定極性に帯電している。ところが
、トナーが現像剤担持体や層厚規制部材に経時的に固着
し、その帯電機能が低下する虞れがあった。

■　−成分または二成分系のいずれの現像剤を用いたと
きも、その１−ナーを摩擦帯電させる必要があるが、ト
ナーとその相手物体、すなわちキャリア、現像剤担持体
、または層厚規制部材等との接触が不均一となり、部分
的にトナーの帯電量不足を招く虞れがある。

■　ｌ・ナーが懸装した状態にて現像が行われることが
あり、これにより画像があれる現象が発生し、これは特
に−成分系現像剤の場合に顕著であった。

−ロー的一 本発明の目的は、上述の如き従来の欠点を除去可能な現
像装置を提供することである。

１隨 本発明は、現像剤担持体は振動すべきではないとする従
来の考えを棄て、これに積極的に振動を与える構成を提
案する。

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明に係る現像装置１を有する電子複写機の
部分図であり、現像装置１のタンク２に現像剤３が収容
されている。本例では説明の便宜上、この現像剤３が非
磁性−成分系現像剤であるとする。タンク２内の現像剤
３は、アジテータ４によって攪拌作用を受けながら供給
ローラ５によって、反時計方向に回転駆動される現像剤
担持体、本例では現像ローラ６の表面に供給される（矢
印Ａ）。

現像ローラ６に供給された現像剤はこのローラ６に圧接
されたトナ一層厚規制部材、図の例では規制ブレード７
によって薄層化され、その際トナーカフレード７との摩
擦接触、あるいは現像ローラ６との摩擦接触によって所
定の極性に均一に帯電される。したがってこの現像剤層
が、潜像担持体、本例では矢印Ｂ方向に回転するドラム
状の感光体８に対向した現像領域Ｃに至ったとき、現像
ローラ６上の現像剤が感光体８に形成された静電潜像（
トナーの帯電極性と逆極性）に静電的に移行し、潜像が
可視像化される。

現像動作は概ね以上の如く行われるが、その際現像ロー
ラ６は振動発生装置９によって機械的な振動が与えられ
る。すなわち、第２図に示すように、現像ローラ６の周
面に適数の、図の例では２個の振動ローラ１０がころが
り接触し、これらのローラ１０は振動発生装置９によっ
て矢印り方向に加振される支持部材１１に回転自在に支
承されている。このため振動発生装置９の作動により、
現像剤を担持しつつ回転する現像ローラ６には、少なく
ともその表面に、支持部材１１と振動ローラ１０を介し
て振動が与えられ、現像ローラ６−にの現像剤も振動す
る。したがって現像剤３と現像ローラ６、ならびに現像
剤３とブレード７は従来よりも激しく接触し合い、現像
剤（トナー）の帯電効率が高められ、しかもトナーの帯
電均一性が高めらる。のみならず現像ローラ６ないしは
規制ブレード７に凝集しようとする現像剤が振動によっ
て破壊され、これら部材６，７にトナーが固着する不都
合が防止される。また振動によるならし作用によって、
現像ローラ龜」二の現像剤層を一層均一化できる。さら
に現像時のトナー凝集を防止できこれによっても可視像
の画質向上を期待できる。

また図示した実施例では、現像領域Ｃにおいて、現像ロ
ーラ６と感光体８は互いに離間し、現像ローラ６」―の
現像剤を飛翔させてこれを感光体８の静電潜像に付着さ
せる非接触現像が採用されている。

すなわち、感光体８が支持体を兼用する導、電層］２と
、その表面の感光層１３を有し、現像ローラ６も感光体
８の静電潜像に対する対向電極層１４を有している。感
光体８の導電層１２はアースされ、現像ローラ６の電極
層１４には、電源１５によって現像剤（トナー）を飛翔
させるための交流電圧が印加されている。これにより電
極層１４と導電層１２の間には交流電界が印加され、現
像ローラ上の現像剤が静電潜像へ向けて飛翔できるよう
に構成されている。この場合、現像ローラ６には既述の
如く機械的な振動が与えられ、これに担持された現像剤
も振動するため、現像剤はより一層飛翔しやすい状態に
あり、よってこれが感光体８上の潜像電荷に引かれると
、現像剤は現像ローラ側から潜像へ向けて効率よく飛翔
し、潜像に付着する。このため現像ローラ６への印加電
圧を従来より下げることも可能である。

現像剤を飛翔させる目的で、現像ローラ６に交流電圧を
印加する外、直流パルス電圧、或いは直流を重畳した交
流電圧を印加することもできる。

また、従来は現像ローラ６にトナーの帯電極性と同極性
の直流電圧を印加し、これによって現像ローラ６の電極
層１４と感光体８の導電層１２の間に電界を形成するだ
けであると、トナーの飛翔性が弱く、非接触現像は難し
いとされていたが、本発明では現像ローラ６に振動を与
え、現像剤を特に飛翔させやすい状態にしているため、
現像ローラにトナーと同極性の直流電圧を印加するだけ
でも非接触現像を行うことが可能である。交流電圧を印
加すると、静電潜像に一旦付着したトナーが再び現像ロ
ーラ側に戻る虞れがあり、したがってそれぞれ色の異な
るトナーを収容した現像装置を複数個用いるカラー複写
機においては、第１の現像装置で潜像に付着したトナー
が第２の現像装置にて、その現像ローラ側へ戻され、第
２の現像装置の現像剤の色調を乱す虞れがあるが、直流
電圧によりトナーを飛翔させれば、このような不都合は
発生しない。

現像ローラ６に加振力を与えたとき、これが効果的に振
動できるようにするため、現像ローラ６の少なくとも一
部が弾性体から成ることが望ましい。このため第１図に
示した実施例では、現像ローラ６が、芯材としての軸１
６の外側に弾性体層１７を有し、その外側に既述の電極
層１４、更にその外側に表層部１８が設けられている。

弾性体層１７は、たとえばゴム、スポンジゴム、ウレタ
ン等の発泡体等から適宜構成される。図の例では弾性体
［１７の外側に位置する電極層１４と表層部１８は剛体
から成り、弾性体層１７を介して軸１６に支持された表
層部１８に効果的に振動を与え得るようになっているが
、得ようとする振動の態様いかんによっては、表層部１
８および電極層１４も弾性体によって構成することも可
能である。

第１図に示した如き現像ローラ６を用いた場合、現像剤
の高い飛翔性を得るにはローラ６の表面の振動の振幅は
、感光体８と現像ローラ６とのギヤツブＧ以下とし、そ
の振動数を５０ｃ／ｓｅｃ以上、好ましくは２００　ｃ
／ｓｅｅ以上に設定することが有利である。またこの振
動数を１．６　Ｘ　１０’　ｃ／ｓｅｃ以上の超音波領
域とし、音が発生しないようにすることも好都合である
。

また図示した実施例の如く現像剤として一成分系現像剤
を用いたときは、トナーに、これよりも小径なたとえば
無機化合物から成る微粉末を外添した現像剤を用いると
、微粉末の作用によってトナーの流動性を高めることが
できるため、その飛翔性を高め、しかもトナーが現像ロ
ーラ６および規制ブレード７に固着する不都合をより効
果的に抑制でき有利である。微粉末としては、ＳｉＣ２
゜ＳｉＣ等を適宜用いることができ、その添加割合は重
量比で０．１％乃至１０％程度とすることが望ましい。

かかる割合で微粉末を添加すると、平均粒径７μ以下の
トナーを用いても、非接触現像が可能となり、可視像の
画質を向上させることができる。

また現像ローラ６の表層部１８を、内側の誘電層１９と
、多数の微小電極２０を分散させた電極分散層２１とか
ら構成し、微小電極２０を互いに電気的に絶縁状態とす
ると共に、電極層１４に対しても絶縁することによって
、それ自体公知の如く一成分系現像剤を用いたときも、
高いエツジ効果を得ることができ有利である（これにつ
いてはたとえば特開昭５７−１１４１６３号公報参照）
。

勿論１表層部１８を省略して電極層１４を表面に出した
り、その」二に誘電層を設けただけの現像ローラを用い
てもよい。

現像ローラ６に振動を与える手段としては、他の構成も
適宜採用でき、たとえば現像ローラ６の適所に設けたピ
エゾ素子によってローラ６を振動させることができる。

第３図はその一例を示し、軸１６の外側の弾性体層１７
のまわりにピエゾプラスチックス２２が巻回され、その
外側に電極層１４、表層部１８が設けられている。この
ピエゾプラスチックス２２は図示していない電極によっ
てサンドイッチ状に挟持され、この電極を介して交流電
圧、あるいは直流パルス状電圧が印加され、これによっ
てピエゾプラスチックス２２はその厚み方向と垂直な方
向に伸縮して交番的に歪み、現像ローラ６に振動を与え
ることができる。ピエゾプラスチックス２２は、可撓性
を有する軟質な素材であり、成形加工性にも優れ、通常
１００μ程度の厚さを有する素材であって、現像ローラ
に振動を与える手段として、その構成をコンパクト化で
き特に有効である。この素子２２は、現像ローラ６の表
面に設けることも可能である。その外の振動発生装置と
して、現像ローラにころがり接触させた偏心カムを用い
、その回転によって現像ローラを振動させることもでき
るし、変動磁界内での鉄心の振動により、あるいは固定
磁場内のコイルの振動により現像ローラを振動させるこ
ともできる。また振動発生装置の振動子を直接現像ロー
ラに接触・摺動させることもできる。

また実施例では、主として非接触現像について述べたが
、接触現像においても同様な効果を奏し得ないことはも
ちろんのことである。

図示した実施例では説明の便宜上、非磁性−成分系現像
剤を用いた例を示したが、本発明は磁性−成分系現像剤
は当然として、二成分系現像剤を用いた現像装置にも適
用でき、また現像ローラ以外の形態を有する現像剤担持
体を備えた現像装置、電子複写機以外の作像装置におけ
る現像装置等に広く適用可能である。また−成分系現像
剤としては高抵抗トナーだけではなく、低抵抗トナーを
用いたときも同様な効果が得られ、高画質、画質の安定
性が保証される。

慕米 本発明によれば、現像剤担持体に振動を与えることがで
きるため、非接触現像を行った場合には。

トナーの飛翔性を高めることができ、また−成分系現像
剤を用いたときは、そのトナーが現像剤担持体や層厚規
制部材に固着する不都合を抑制することが可能である。

またトナーの帯電効率を高めるために本発明を採用する
こともできる。

【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を示す断面図、第
２図は振動発生手段の構成を明示する部分正面図、第３
図は振動発生手段の他の例を示す、現像ローラの断面図
である。 ■・・・現像装置 ３・・・現像剤 １２・・・導電層 Ｃ・・・現像領域 ＝１５−

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像剤を現像剤担持体に担持しつつ現像領域へ搬
   送し、潜像担持体に形成された静電潜像を前記現像剤に
   よって可視像化する現像装置において、 前記現像剤担持体の少なくとも表面に振動を与える手段
   を設けたことを特徴とする前記現像装置。
2. （２）前記現像剤担持体の少なくとも一部を弾性体によ
   り構成した特許請求の範囲第１項に記載の現像装置。
3. （３）前記現像剤担持体と潜像担持体とを互いに離間さ
   せ、潜像担持体に対向した現像剤担持体上の現像剤を静
   電潜像へ飛翔させるため、現像剤担持体にバイアス電圧
   を印加し、潜像担持体の導電層と現像剤担持体の間に電
   界を生ぜしめる特許請求の範囲第１項または第２項に記
   載の現像装置。
4. （４）前記バイアス電圧が交流電圧である特許請求の範
   囲第３項に記載の現像装置。
5. （５）前記バイアス電圧が直流パルス電圧である特許請
   求の範囲第３項に記載の現像装置。
6. （６）前記バイアス電圧が直流電圧である特許請求の範
   囲第３項に記載の現像装置。
7. （７）現像剤として、トナーにその粒径よりも小なる径
   の無機化合物から成る微粉末を外添して成る一成分系現
   像剤を用いた特許請求の範囲第１項乃至第６項のうちい
   ずれか１つに記載の現像装置。