JPS61176960A - 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】 １先立夏 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。

亘米五亙 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鴎キ
ャリアを含まない一成分系現像剤が用いられている。か
かる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
も現像剤担持体の不要な振動をできるだけ抑えるよう、
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。

■　この種現像装置における現像方式として、接触現像
と非接触現像のいずれかの方式が従来より採用されてい
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、Ｔ！Ｌ像剤像側体上のト
ナーをいかに効果的に静電潜像に飛翔させるかという点
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。ところが多色現像を行べく、複数の現像装置を潜
像担持体に対置させ、各現像装置によって潜像担持体に
順次トナー像を重ねて形成する場合、現像装置の現像剤
担持体に交流電圧を印加すると、第１の現像装置により
形成された一次トナー像のトナーが第１の現像装置以降
の現像装置に戻され、その現像剤の色を乱す虞れがある
。このような現像剤の混色を避けるため、現像剤担持体
に直流電圧を印加することによりトナーの飛翔性を高め
るようにすると、高い電圧を印加しなければならない。

■　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
め特に高抵抗トナーの一成分系現像剤を用いた場合には
、現像剤担持体と、これに担持されたトナーとの摩擦に
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
経時的に同者し、その帯電機能が低下する虞れがあった
。また層厚規制部材と現像剤担持体との間に異物が詰ま
り、可視像の画質を劣化させる虞れもある。

■　−成分系または二成分系の現像剤を用い、そのトナ
ーを摩擦帯電させる場合、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
の接触が不充分となり、トナーの帯電量不足を招く虞れ
がある。

■　トナー粒子は微小な粒子であるため、トナー同志が
静電的に凝集しやすく、強く凝集した状態で静電潜像の
現像が行われると、形成されたトナー像の画質が低下す
る。

■　低抵抗トナーの一成分系現像剤を使用する場合、静
電潜像の電荷による静電誘導に基き、現像剤担持体の現
像電極よりトナーに電荷を注入する人妻があるが、通常
の高画質を得るための低抵抗トナーにおいては注入効率
が悪く潜像担持体の非画像部へのトナーの付着が発生し
やすい。

■　従来現像剤担持体上の現像剤層に振動を与える方法
としては前記交流バイアスによるものの他、磁性トナー
を使用し現像剤担持体内部に回転する永久磁石を設ける
ことによる方法が採用されているが、この方法では磁性
トナーに限定され、カラートナー像の形成が困難である
という問題があった。

１敗 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。

本発明は、現像剤担持体にピエゾプラスチックス層を設
け、これによって現像剤担持体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０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、すなわち強磁性体を含まない非磁
性トナーのみ、あるいはこれに後述する如き粉末を外添
した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１
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
された現像剤層厚規制部材１図の例では規制ブレード７
によって薄層化され、その際トナーがブレード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
トナー像（可視像）化される。

現像動作は概ね以上の如く行われるが、この動作時に現
像ローラ６には本発明により機械的な振動が与えられる
。かかる作用が得られるように図示した現像ローラ６は
次の如く構成されている。

すなわち、回転駆動される軸１６のまわりに、ピエゾプ
ラスチックス層２２が設けられ、その外側に導電体から
成る電極層１４、および表層部１８が設けられており、
電極層１４は感光体８に対向して、その静電潜像に対す
る現像電極としての用をなす。ピエゾプラスチックス層
２２は図示していない面状の電極によってサンドイッチ
状に挟持され、これら電極を介してピエゾプラスチック
ス層２２に交流電圧、あるいは直流パルス状電圧等の変
動電圧が印加される。これによってピエゾプラスチック
ス層２２はその厚さ方向（分極方向）に垂直な方向に交
番的に伸縮し、このため現像ローラ６の表面が振動する
。ピエゾプラスチックス層２２は可撓性を有する軟質な
素材であり、成形加工性に優れ、通常１００μ程度の厚
さを有する素材であって、現像ローラ６に巻回した状態
で取付けることができるため、ローラ６の構造の大型化
を防止でき、現像ローラ６に振動を与える手段として有
効である。

上述の如く現像ローラ６はピエゾプラスチックス層２２
によって機械的な振動を与えられるため、これに担持さ
れた現像剤も振動し、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）の帯電効率およびその帯電均一性が
高めらる。しかも現像ローラ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
。また規制ブレード７に異物が侵入してきたときも現像
ローラ６の振動によって異物は一部に滞留することなく
好都合にブレード７を通過し、ここに詰まることはない
。さらに振動によるならし作用によって、現像ローラ６
上の現像剤層を均一化でき、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上の現
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１２と、
その表面の感光層１３を有し、この導電層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。これにより導電層１２と電極層１４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。この場合、現像ローラ６には機
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、現像剤は一層飛翔しやすい状態になり。

よってそのトナーが感光体８上の潜像電荷に引かれると
、トナー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、ある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１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多色ないし
は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に加振力が作用したとき、その表面が効果
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。たとえば第
２図に示す実施例のように、現像ローラ６の軸１６の外
側に弾性体層１７を設け、その外側にピエゾプラスチッ
クス層２２を設ける。このようにすれば、弾性体層１７
は容易に変形できるため、ピエゾプラスチックス層２２
の振動を効果的に現像ローラ６の表面に伝えることがで
きる。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
弾性体層１７の外方に位置する電極層１４と表層部１８
は剛体から成り１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１８および電極層１４も弾性体によって構成するこ
とが可能である。

また、Ｉ！を像ローラ６はその表面が振動すれば足り、
したがってピエゾプラスチックス層２２は現像ローラ６
の表面近傍、または表面自体に設けることが望ましい。

現像剤の高い飛翔性を得るにはローラ６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、特に２００　ｃ／
ｓｅｃ以上に設定することが好ましい。また１０’　ｃ
／５ｅｃ（正確には１．６Ｘ１０’　ｃ／ｓｅｅ以上）
の超音波領域に設定すると、音の発生をなくし、エネル
ギーを大きくできる利点が得られる。

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、トナーよりも小径な無機化合物から成
る微粉末をトナーに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、その飛翔性が高まり、しかもトナーが現像ローラ６
および規制ブレード７に固着する不都合もより効果的に
抑制でき有利である。微粉末としては、５ｉ０２．Ｓｉ
Ｃ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以下の微粒径
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は第１図および第２図に例示した形態
以外に適宜構成でき、要は少なくとも現像電極とピエゾ
プラスチックス層を有していれば足りる。たとえば、そ
れ自体公知のように表層部１８を省略し、または表層部
１８を誘電体層とし、アルイは表面にピエゾプラスチッ
クス層を設けることもでき、またその表面側のピエゾプ
ラスチックス暦月の電極に現像電極を兼用させることも
可能である。また図示したように表層部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に対しても絶縁すれば
、それ自体公知の如く一成分系現像剤を用いたときも可
視像形成時に高いエツジ効果を得ることが可能である（
これについてはたとえば特開昭５７−１１４１６３号公
報参照）。

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
用できる。後者の場合は現像剤担持体の振動によってト
ナーとキャリアの攪拌効果、すなわち摩擦帯電効果を高
める目的に対しても本発明を採用することが可能である
。また導電性トナー、特に導電性非磁性トナーの一成分
系現像剤を用いた場合、現像剤に振動を与えることによ
って、トナーへの電荷の注入性を改善することができる
。現像ローラ以外の形態のたとえばベルト状の現像剤担
持体を備えた現像装置、電子複写機以外の作像装置にお
ける現像装置等にも本発明を広く適用できることも明ら
かである。

腹果 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、ｉ・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。しかもピエゾプラスチックス層を用いているため、
現像装置の大型化を抑制できる利点も得られる。

【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図は現像ローラの他の具体例を示す断面図である。

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、 前記現像剤担持体にピエゾプラスチックス層を設け、こ
   れに変動電圧を印加する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、トナーの平均粒径よりも小なる平
   均粒径の無機化合物から成る微粉末をトナーに外添して
   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。