JPS6162084A - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、現像装置、特に−成分現像剤を用いた現像装
置に関する。

「従来の技術」 従来、電子写真、静電記録等の分野では、静電潜像を着
色微粉末により現像を行なうことが広く知られている。

中でも近年は、キャリアを用いない現像剤、いわゆる−
成分現像剤を用いる一成分現像方法が盛んに提案されて
いる。斯様な一成分現像剤を用いた現像方法としては、
■現像剤を現像剤担持体上に穂状に形成した上で静電潜
像を摺擦して現像を行なう方法（接触型現像法）と、■
静電潜像から微小間隙を維持した現像剤担持体上から現
像剤が飛翔、或いは伸長することにより静電潜像の現像
を行なう方法（非接触型現像法）とに大別できる。

第１の接触型現像法は、更に、導電性トナー接触型現像
法及び絶縁性（高抵抗）トナー接触型現像法とに分ける
ことができる。

「発明が解決しようとする問題点」 この導電性トナー接触型現像法は、例えば特開昭４９−
４５３２号公報で提案されている通り、磁気ロール上に
磁性導電性トナーの磁気ブラシを形成し、静電潜像に摺
接させ、静電潜像の電荷に応じて磁気ブラシに反対極性
の電荷を注入（誘導）させて現像を行なう方法である。

この方法は、カブリが少なく、現像に忠実な現像を行な
うことができるが、磁気ブラシが感光体に接触する為、
潜像電荷がリークして現像ができなかったり、あるいは
、感光体に付着したトナーが、磁気ブラシで更に摺擦さ
れて現像画像が乱れてしまうという欠点を有している。

絶縁性トナー接触型現像法は、摩擦帯電によりトナーに
あらかじめ電荷を与えた磁気ブラシを感光体に摺擦して
現像を行なう方法であり、前述の導電性トナー摺擦型現
像法と比較して、電荷リークが生じず、転写が容易等の
利点を有する。しかしながら、これは、トナーにあらか
じめ電荷を与えるものであり、トナーに均一な電荷を付
与することが困難であり、経時あるいは温湿度の影響に
より、電荷量に変動をきたし、現像画像に濃度ムラ、カ
ブリの発生等が生じるという欠点を有している。

又、第２の非接触型現像方法としては、例えば、特公昭
４１−９４７５号、特願昭５２−１０９２３７〜１０９
２４２、特開昭４９−１０４６３９号等に提案されてお
り、静電潜像担持体は、現像剤担持体上に形成された現
像剤層が直接触れない微小間隙を維持しており、現像剤
担持体上から、あらかじめ電荷を与えられた現像剤が、
飛翔或いは伸長する事により、静電潜像の現像を行なう
方法である。この方法においては、前者の現像方法の如
（、無差別に現像剤が静電潜像担持体に接触する事がな
く、画像部にのみ、現像剤が飛翔、或いは伸長する事に
より、カブリ現象の発生をほぼ無くし得る。

そして、現像剤を静電潜像部に於いて十分に飛翔させ得
る為には、何らかの方法で現像剤に電荷を付与する必要
があり、このために、電荷注入電極により電荷を注入す
る方式や、摩擦帯電部材等により摩擦帯電電荷を与える
方法等が提案されている。

前記電荷注入方式は、現像剤担持体に近接して現像剤に
接する様に設けられた電極に電圧を印加する事により現
像剤に電荷を付与する方式であり、多くの場合、電極は
トナ一層厚規制部材で兼用されている。この方式は、構
造が簡易であり、又、電極に印加する電圧の極性を選択
する事により現像剤に与え得る電荷の極性を任意に設定
し得るという利点を有している。

しかしながら、電荷が付与され得るのは、現像剤層の上
層部のみであり、内層部においては、現像剤同志の摩擦
で生じた逆極性現像剤が現像剤層中に混在しており、こ
の逆極性現像剤が、非画像部に飛翔、付着してカブリを
生じたり、また、極性の異なる現像剤同志が付着し合っ
てチェーンを形成し、チェーンのままで飛翔、現像され
る為、得られた画像の切れが悪化するという問題を有す
る。

一方、摩擦帯電部材等による摩擦帯電方式に於いては、
現像剤と現像剤担持体との摩擦によるものや別個に設け
られた摩擦帯電部材によって摩擦帯電効率を高める方法
等が提案されている。

しかしながら、斯様な現像剤帯電過程は、帯電に寄与す
る種々の表面の経時変化、例えば、帯電部材に現像剤が
付着する事により摩擦帯電効率が低下し、現像剤帯電量
の不足から来る飛翔率の低下、低現像濃度化を生じたり
、環境変化によって大幅に摩擦帯電効率が変動する故に
、この変動に起因して現象の制御が困難になるという欠
点を有している。更には、現像剤同志も摩擦帯電するが
故に、現像剤層中に逆極性現像剤が存在し、前述の如き
画質上の欠陥として表われる。又、現像剤粒子個々の電
荷量が現像に寄与するが故に、現像剤粒子個々に一定の
電荷が付与されなければならないが、現像剤粒子の電荷
注入確率、接触確率が異なる為に、個々の粒子の電荷量
にばらつきを生じ、斯様な現像剤で現像を行なうと、現
像ムラ等の画質欠陥を生じるという問題がある。

本発明者等は、この様な従来の一成分現像法、を研究し
た結果、従来の欠点が、 ■、トナー粒子側々の電荷量にバラツキがあること、 ■、トナー粒子側々の電荷量が経時的にあるいは温湿度
の影響により変動すること、 ■、トナー粒子が潜像面に転移する際に、転移するトナ
ーの個数が一定でないこと、 によるものである事を解明した。

本発明は、この解明結果に基づき為されたものであり、
トナー粒子側々の電荷量にバラツキが無く、かつ経時、
環境等により変動する事が無く、更に、常に一定個数の
トナーが転移する事が可能であり、その結果、従来の一
成分現像方法に於ける種々の欠点、すなわち、現像画像
の乱れ、カブリの発生、濃度ムラ、及びこれらの経時的
変動、環境による変動を防止した現像装置を提供するも
のである。

「問題点を解決するための手段、作用」本発明は、現像
装置に関するものであり、特に−成分現像剤を用いた新
規な現像装置に関するものであり、静電潜像担持体或い
は電極に対向した現像剤担持体上に、導電性現像剤を薄
層に形成し、次いで、この現像剤を静電潜像担持体ある
いは電極と非接触状態となる様に現像領域に搬送し、静
電潜像担持体或いは電極と現像剤担持体とで形成する電
界中で、現像剤に静電潜像あるいは電極への印加電圧と
反対極性の電荷を誘導せしめ、画像部にのみ現像剤を飛
翔させて、現像する現像装置であって、前記現像剤担持
体に近接して、現像剤担持体に現像剤を圧接する圧接手
段と、圧接手段の圧接により形成された現像剤層厚を規
制する規制手段と、が設けられ、該圧接手段及び規制手
段は、現像剤担持体の移動方向に沿って、この順序で配
設されていることを特徴とする。

まず、本発明者は、前述した解明結果に基づき、次のよ
うな新規な現像装置を提案する。

すなわち、静電潜像担持体或いは電極に対向した現像剤
担持体上に、導電性又は低抵抗の一成分現像剤を均一な
略一層の薄層に形成し、次いで、この現像剤を静電潜像
担持体あるいは電極と非接触状態となる様に現像領域に
搬送し、静電潜像担持体或いは電極と現像剤担持体とで
形成する電界中で、現像剤に静電潜像あるいは電極への
印加電圧と反対極性の電荷を誘導せしめ、現像剤担持体
面から画像部にのみ現像剤を飛翔させて、現像する現像
装置を提案する。

かかる構成をとることによって、前記の従来の一成分現
像装置の欠点を克服し、画質にムラがなく、対経時、対
環境性に優れた良好な現像を行い得る。

そして、上述した新規な現像装置を具現化する為には、
現像剤担持体上に、現像剤を、均一に略単層の薄層に形
成して保持する必要がある。

均一、単層の現像剤層の形成方法には、磁性現像剤を磁
気的に保持する方法や、静電引力を利用する方法、分極
力を用いる方法、ドナー、□現像剤の粘着等の力を利用
する方法等が、提案されている。

以下、これらの現像剤層形成方法の問題点を説明する。

マグネットロールや磁性ドナー等に磁気的に吸引する方
法においては、現像剤が磁性粉を含有する磁性トナーで
なければならず、磁性粉自身の色（黒色ないし黒かっ色
）が発色し、白黒画像には適用できても、カラー画像で
は、良好な色再現が行なえず、不適当である。更に、マ
グネットロール上に、磁気的に形成さ土た薄層は見かけ
上は、薄層だが、実際は１０ケ〜数十ケの磁性トナーが
、チェーン状に並び、該チェーンが点在しており、この
ため、前述した従来現像法の欠点を解決するに至らない
。

静電的付着力を利用する方法においては゛、導電性ある
いは低抵抗現像剤を用いる為に、現像剤に電荷を付与し
、ドナー（現像剤担持体）に対し静電的に吸着させよう
としても、ドナーと現像剤間で電荷交換を生じ、短時間
中に付着力を失っ゛てしまう。

ドナーを絶縁体、又は高抵抗体で構成した場合には、付
着力は保たれるものの、現像工程において、ドナーから
現像剤への電荷の誘導注入が行なわれず、前述の現像方
法自体が損なわれてしまう。

又ドナー上に、くし歯状の電極を配し、ここに電圧を印
加する事により形成される電界で、トナーの分極を誘起
して、分極力によって保持する方法は、装置が複雑化し
、コストアップを生じるばかりでなく、電極部の汚れ等
により、信頼性の低いものになってしまう。

ドナー、現像剤間の粘着、あるいはファンデルワールス
力の如き非静電、非磁気的な力で、ドナー上に現像剤を
保持する方法は、経時的な変化がなく、且つ、保持力が
ドナー、現像剤間の界面で働く為に、現像剤が多層にな
る事を自動的に防止しており、従って、前述の現像方法
に用いる現像剤保持方法として、最も適している。

このような、粘着あるいはファンデルワールス力等を利
用した現像剤層形成法としては、ドナーロールに、現像
剤をブレードの圧接等により塗布する方法が提案されて
いる。

このブレード等の圧接による塗布方法は、簡易な構成の
装置であり、均一な単層を得る事は出来るが、塗布の際
に、ブレードにより加わる圧力によって、経時的にトナ
ー粒子の凝集やつぶれを生じ易く、このつぶれた粗大ト
ナー粒子が、ブレードの圧接部で詰まりを生じ、形成さ
れるトナ一層に白スジを生じる等、信頼性は低いもので
ある。

一方、トナーに何ら外力を加えずにドナーロールに付与
する方法として、トナーをクラウド化し、かかる状態の
トナーをドナーロールに接触せしめる事により、薄層を
得る方法が考えられる。

かかる方法により形成されたトナ一層は、極めて均−且
つ薄層であって、良好な現像を行い得るものであるが、
ドナーロールへのトナーの供給能率が低く、高速度の現
像には不適であり、且つ、現像装置内に形成したトナー
クラウドのしゃへいが難しく、又、装置の構成が複雑化
する等の欠点を有している。

本発明者は、簡易な機構で、より高速度でのトナー薄層
形成法を検討し、ドナ一部材とトナーとの付着力に着目
して調べた結果、ドナー、トナー間の付着力は、単にド
ナーにトナーを乗せた場合と比較して、ドナー、トナー
間に圧力を加えた場合には、著しく、大きくなる事を見
出した。

これは、加圧によって、ドナー、トナー間の接触面積が
増大する事に起因するものであると考えられる。

本発明者は、この現象に着目して、トナ一層形成方法を
探索した結果、ドナーロール上で厚層のトナ一層を加圧
し、しかる後に、上層のトナ一層をかき取る事によって
、ドナーロール上に薄層の均一なトナ一層を形成し得る
事を見い出した。本発明は、このようなことを用いたも
のであり、以下、本発明の詳細な説明する。

実施例 第１図には、本発明の実施例による現像装置が示されて
いる。

ドナーロール（現像剤担持体）２は、表面にサンドブラ
スト処理を行ないトナーとの付着性を高めたφ３Ｑｍｍ
のアルミ円筒から成り、潜像担持体１と一定の間隔を保
って回動自由に保持されておす、潜像担持体１とほぼ同
一の周速度（１６０１ｎｍ／ｓｅｃ　）で回転している
。なお１、ドナーロール２は矢印六方向に回転し、静電
潜像担持体ｌは矢印Ｂ方向に回転する。トナーは、ドナ
ーロール２上に貯えられており、フィルムシール６によ
り、機外にこぼれでる事を防止されている。ドナーロー
ル２上のトナーは、ドナーロール２の回転に従って、加
圧ブレード部３に搬送される。加圧ブレード３は、ポリ
ウレタンラバーから成り、トナーが存在しないときには
、ドナーロール２と接し、トナーが搬送されてくると、
約１１Ｉ１１厚のトナ一層を通過せしめる様に設定され
ている。

加圧ブレード３を通過したトナ一層は、次に、層厚規制
ロール４に搬送され、このとき、該トナ一層の最下部の
ドナー２と接しているトナーは、前述したように、ドナ
ー２に対、し、比較的強く付着している。アルミから成
る層厚規制ロール４は、ドナーロール２に近接して、約
０．３ＷＩＩｌの間隔を有して保持されており、矢印Ｃ
で示されるように、ドナーロール２と同一方向に、周速
１００ＩＩＩｌ／ｓｅｃで回転している。

ドナーロール２上のトナ一層は、この層厚規制ロール４
部で受ける摩擦によって、トナー上層部の付着力の弱い
トナーが除却され、最下層近くの強く付着しているトナ
一層のみが層厚規制ロール４を通過する。

クリーニングブレード５は、層厚規制ロール４に付着し
たトナーを除却し、トナーが機外にこぼれ出る事を防止
している。

現像領域においては、潜像部に対応する部分のトナーに
は、潜像の形成する電界により、ドナーロール２から潜
像の電位と逆の極性の電荷が注入され、該電荷が、前述
の電界により受ける力によって、トナーは、ドナーロー
ル２の表面から、潜像部へ移行して可視像を形成する。

このとき、潜像の存在しない部分に対向するトナーには
、電荷が誘導されず、且つ、潜像担持体１と非接触に保
持されている為に、トナーの移行は起らず、カブリは生
じない。

現像されたトナーの電荷は、トナーとドナー口−ル２間
の付着力及び潜像の電位により決定されており、現像に
必要な電荷が誘導されると、現像が行なわれる為に、環
境及び経時変化を生じる事がなく、安定した現像が行な
われる。特に、ドナーロール２上にトナーが単層で形成
されている為に、現像像についても略一層の埋まりの良
い均質な画像を得る事が出来る。

他の実施例 第２図は、本発明の他の実施例による現像装置を示す図
であって、加圧ブレード３の代わりに、加圧ロール７を
用いたものである。加圧ロール７は、φ３　ｍｍの金属
芯材の周囲に５　ｍｍ厚でクロロプレンゴム層を設けた
弾性を有するロールであり、ドナーロール２と０．５ｍ
ｍの間隙を有して保持されており、矢印り方向に、ドナ
ーロール２と同じ周速（１６０ｍｍ／ｓｅｃ　）で回転
している。

この加圧ロール７を通過することによって、約１．０ｍ
ｍ厚のトナ一層をドナーロール２上に形成し、前記実施
例と同様にして、層厚規制ロール４部でほぼ単層の均一
なトナ一層が、ドナーロール２上に形成される。

なお、加圧手段としては、前記２つの実施例に示した加
圧ブレードや加圧ロールによるものの他、バネ等に付勢
された押え部材や、振動等のカを利用したものであって
も良く、又、加圧ブレードや加圧ロールの材質や形状、
並びに設定パラメータ等本、前記２つの実施例に示した
ものに限定されない。

又、層厚規制手段についても、加圧手段で形成されたト
ナ一層の上部トナーを除却し得るものであれば良く、ド
クターブレードを圧接したものや、ドナーロールとの間
に微少間隙を有するトリマーブレード、ブラシ状部材、
回動するファーブラシ等であっても良く、又、層厚規制
ロールの材質や形状、設定パラメータ等についても、前
記２つの実施例に記載したものに限定されるものではな
い。

「発明の効果」 以上述べた如く、本発明によれば、ドナーロールに、略
単層且つ均一なトナ一層を簡易な構成で安定して形成す
る事が可能であり、従って、かかるトナ一層で現像を行
う事により、均一でムラのない画像を安定して得る事が
出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による現像装置の説明図、 第２図は本発明の他の実施例による現像装置の説明図で
ある。 ■・・・静電潜像担持体、２・・・ドナーロール、３・
・・加圧ブレード、４・・・層厚規制ロール、５・・・
クリーニングブレード、６・・・フィルムシール、７・
・・加圧ローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電潜像担持体或いは電極に対向した現像剤担持
   体上に、導電性現像剤を薄層に形成し、次いで、この現
   像剤を静電潜像担持体あるいは電極と非接触状態となる
   様に現像領域に搬送し、静電潜像担持体或いは電極と現
   像剤担持体とで形成する電界中で、現像剤に静電潜像あ
   るいは電極への印加電圧と反対極性の電荷を誘導せしめ
   、画像部にのみ現像剤を飛翔させて、現像する現像装置
   であって、 前記現像剤担持体に近接して、現像剤担持体に現像剤を
   圧接する圧接手段と、圧接手段の圧接により形成された
   現像剤層厚を規制する規制手段と、が設けられ、 該圧接手段及び規制手段は、現像剤担持体の移動方向に
   沿って、この順序で配設されていることを特徴とする現
   像装置。