JPS62211674A - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は静電プリンタや電子複写機に利用され得る現像
装置に関し、特に非磁性の一成分曳像剤にて現像するも
のである。

ｔｌｆｆ＋　　従来の技術 従来よ＃）、現像法としては、トナーとキャリアの混合
物にて現像する二成分現像法と、キャリアを使用しない
一成分現像法が周知である。

前記二成分現像法にあっては、定期的にキャリアを変換
しなければならず、またトナー濃度をコントロールする
必要があるために、近年は一成分現像法が賞用されつつ
ある。

一成分現像法には、トナーに磁性物質が混入されている
所領磁性トナーを使用するものと、磁性物質が混入され
ていない所謂非磁性トナーを使用するものが存在する。

このうち、磁性トナーを使用するものでは、前述のよう
にトナー粒子中に磁性物質が混入されているため、記録
紙への転写効率や定着性が悪＜、また黒色以外のトナー
を使用しても前記磁性物質によって、全体に明度が低下
して、鮮やかな色彩のものを得ることができなかった。

そこで、前述の非磁性の一成分トナーを使用する現像法
（例えば特開昭５７−１１１５６４号公報参照）が注目
されて来ているが、トナーが非磁性であるため、磁気ブ
ラシは形成されず、トナーに対する摩擦帯電が不充分で
あった。この摩擦帯ｉｔ充分ならしめるために、ドクタ
ーブレードが装着されているが、ドクターブレードによ
る摩擦帯電は不安定である。

また、ファーブラシを使用して現像する方法も提案され
ているが（特開昭５６−１１０９６４号公報参照）、こ
のファーブラシは高価であると共にその寿命は短い。

ｌ／Ｎ　　発明が解決しようとする問題点前述のように
、−成分の非磁性現像剤を使用する現像法を使用すると
メンテナンスフリー化が実現でき、かつ良質の言己録物
を得ることができるが。

高価となったり、トナーの帯電が不充分故現像にムラが
生じる虞があった。

本発明は斯る従来技術の問題点に鑑みてなされたもので
、低価でトナーを充分帯電し得る現像装置を実現せんと
するものである。

に）問題点を解決するための手段 本発明は、静電潜像担持体に転接する導電性の現像ロー
ラと、前記現像ローラに交流バイアスを印加するための
交流バイアス手段と、前記現像ローラに並設されこの現
像ローラ上にトナーを供給するための感電性のトナー供
給ローラと、前記トナー供給ローラに所定極性の直流バ
イアスを印加するための直流バイアス手段と、トナーを
所定堪性に帯電させる帯電電極とが具備されていること
を特徴とする現像装置である。

（ホ））作　用 本発明では、トナーを所定離性に帯電させる帯電電極が
備えられているので、トナーは摩擦帯電のみならず前記
帯電電極で充分帯電される。

（へ）実施例 第１図はこの発明の一実施例の要部を示し、′！Ｊ＆２
因は他の実施例の要部を示す図解図である。現像装置１
０は、たとえばアモルファスンリコンのような光導電層
が形成され九靜電層像担持体としての感光体ドラム１２
の近傍に、開口部が配置される現像剤室１４を含む。こ
の現像剤室１４内には、感光体ドラム１２とほぼ等しい
幅を有し、たとえばアルミニクムのような導電性の材料
によって形成されたトナー供給ローラとしてのスリーブ
１６が回転可能（駆動機構は内示せず）に設けられる。

このスリーブ１６には、＠流電源１８の一方の端子が接
続され、この直流電源１８の他方の端子は接地される。

したがって、この直流電源１８から、スリーブ１６に対
して電圧ｖまたとえば−１０００Ｖの直流バイアスが印
加される。

スリーブ１６の上部には、ドクタブレード２２が設けら
れ、このドクタブレード２２は現像剤室１４の一部に固
着される。この実施例では、ドクタブレード２２とスリ
ーブ１６の間Ｓａは、たとえば０．３閣に設定される。

現像剤室１４のスリーブ１６が配置された近傍には、磁
性を有しない一成分現像剤であるトナー３４が溜められ
る。このトナー３４はその抵抗率が１０１３Ω・ａｌｌ
　　以上の絶縁性材料で形成される。

スリーブ１６の左側すなわち下流側には、感光体ドラム
１２と接触して回転する現像ローラ２４が設けられる。

この現像ローラ２４の表面には。

たとえばゴムなどのような弾力性を荷した弾性体層２６
が設けられる。弾性体層２６の厚さはたとえば０．２〜
０．８ｍに設定される。現像ローラ２４に弾性体層２６
を設けているのは、現像ローラ２４が感光体ドラム１２
と接触して回転しても感光体ドラム１２の表面に傷をつ
けないようにするためである。

現像ローラ２４には、２ＩＣらに交流電源２Ｂの一方の
端子が接続され、この交流電源２８の他方の端子は直流
電源３０に接続される。直流電源３０の他方の端子は接
地され、この直流電圧ｖ２は。

感光体ドラム１２の潜像電位よりも小さいたとえば一１
００ｖに設定される。交流電源２８の交流電圧Ｖ！は１
周波数が九とえば１．６　Ｋ　ＨＺでそのピーク値がた
とえばＶＰ−Ｐ　１０００Ｖに設定される。

第１図における２０は前記トナー３４を帯電させる丸め
の電橋としてのコロトロンで、［流電源３５の一方の端
子が愕続され、この直流電源３５の他方の端子は接地さ
れる。し九がってこの直流電ｆｆＡ３５からコロトロン
２０に対して一５０００Ｖの直流バイアスが印加される
。

１１１８２図における２１は、第１図のコロトロン２０
と同様な作用を行なう導電性のプランであって前記第１
図に示されると同様の直流電源３５に接続される。

現像ローラ２４の下方には、現像ローラ２４と接触して
回転し、感光体ドラム１２の表面へ吸着されずに残った
トナーを掻き落とすための剥離ローラ３２が設けられる
。

動作において、トナー３４は、前記コロトロン２０や導
電性ブラシ２’によって、またそれら相互間の摩擦やス
リーブ１６あるいはドクタブレード２２との接触により
、それぞれ＋または−に帯電される。その目的で、この
実施例では、抵抗率が１０１３Ω・（至）以上の絶縁性
材料によってトナー３４を形成している。このようにし
て、帯電されたトナー３４が、鏡像力によってスリーブ
１６上へ集められる。このトナー３４は１回転するスリ
ーブ１６によって転送され、途中でドクタブレード２２
で高さが整えられる。

ドクタブレード２２で高さが整えられたトナー３４はス
リーブ１６の回転によってさらに転送され、導電性の現
像ローラ２４の弾性体層２６に接触する。トナー３４が
弾性体層２６に接触すると現像ローラ２４上にトナー３
４が供給される。スリーブ１６には上述のように直流バ
イアスｖ１富−１０００Ｖが印加され、また現像ローラ
２４にはその平均値が一１００ｖの交流バイアスが印加
されているので、磁気ブランからは、このとき。

負に帯電され九トナーのみが、現像ローラ２４に供給さ
れる（第３図参照）。

現像ローラ２４に供給された帯電トナー（負極の）は、
現像ローラ２４の回転に応じて、感光体ドラム１２の静
電潜像面へ運ばれる。静電潜像面が現像ローラ２４と接
触すると１弾性体１１２６上のトナー３４は静電潜像面
へ吸着され現像が行われる。

の 上述のように、現像ローラ２４には、−ヘ極性（たとえ
ば負：これは正規現像か反転現像かあるいは潜像電位の
極性などによって任意に選択できる）の帯電トナー３４
のみが供給される。したがって、ドクタブレード２２の
作用と相俟って、そのトナ一層の厚みは非常に薄くなり
、たとえば３０μｍ〜１００μｍ程度となる。また、現
像ローラ２４に印加されている交流バイアスによって。

トナー３４の均整化が行われ、そのためトナ一層は一層
均一な薄層として形成される。したがって過剰トナーに
よる０かぶり１は殆ど生じることがない。

次に１発明者等の実験結果に基づいて、スリーブ１６と
ドクタブレード２２との間隙ａと、スリーブ１６と現像
ローラ２４との間隙１との関係について説明する。

第４図は、実験結果に基づいて、横軸に間隙比ｔｌ　／
　ａ　、縦軸に現像ローラ２４上のトナーの厚みをそれ
ぞれ示すグラフである。この結果から明らかなように１
間隙比１３／ａが０．８以下になると。

両ローラ１６および２４の間の電界が強くなってトナ一
層が厚くなり、良好な現像が行えない。すなわち、トナ
一層が厚くなると弾性体層２６によってトナー３４が感
光体ドラム１２に過剰に押しつけられることになる。そ
うすると、帯電潜像画くいわゆるトナー溜りによる“か
ぶり・が生じ。

良好な現像が行えない。

逆に間隙比’ｂ／ａが１３以上になると、トナー溜りの
心配はなくなるが１間隙）が大きくなるため１両ローラ
１６および２４間の電界が弱くなってスリーブ１６から
現像ローラ２４へのトナー３４の供給が少なくなる。そ
うすると、現像濃度が低くなって良好な現像が行えなく
なる。

以上の実験結果から１間Ｆｌ！ＩＬとｂの関係は０．８
１≦ｂ≦ｔｅａに設定すれば良好な現像を行えることが
わかつ念。

次に、第５図を参照して、スリーブ１６および現像ロー
ラ２４に印加する電圧すなわち直流バイアス電圧ｖ１．
交流バイアス電圧の平均値ｖ２と周速度比Ｎおよび間隙
すに対する°かぶり１の関係について説明する。

第５図は１発明者等の実験結果を示し、横軸にＩ　Ｖｌ
　−Ｖｌ　１−　Ｎ／ｌｌｉ　縦軸ニ”カフリ−ｃ７）
度合を示すグラフである。ただし、Ｎはスリーブ１６と
現像ローラ２４の周速度比を示す。この結果から明らか
なように、１Ｖ１−Ｖ２１−Ｎ／ｂがＡ点板下になると
、白地部分の°かぶり１が増加する。Ｉ　ｖｌ−Ｖ　２
１　・Ｎ　／　ｔ１カＡ点以下ＩＣする理由の１つには
、スリーブ１６および現像ローラ２４に印加されている
電圧差の絶対値１’Ｖｊ−Ｖ２１が小さくなることが挙
げられる。電圧差の絶対値ＩＶ１−７２１が小さくなる
と１ｇＡ偉ローラ２４上の電界が弱くなってトナーの極
性を選択する作用が低下し、感光体ドラム１２の静電潜
像と同じ極性に帯電されたトナーが紛れ込んで供給され
ることが考えられる。この静電潜像と同じ極性に帯電さ
せ九トナーには、静電潜像との間に吸引力は生じないが
吸引力を生じているトナーに混じって帯電潜像面へ付着
される。このため、過剰なトナーが供給されていわゆる
°かぶり一が生じるものと考えられる。

一方、絶対値Ｉ　Ｖｌ　−Ｖｌ　１−’Ｎ／ｂがＢ点以
上になると、再び°かぶり・は増加する。この原因は現
像ローラ２４上のトナー膳が厚くなりすぎることによっ
て生じるものと考えられる。すなわち、現像ローラ２４
上のトナー、智が厚くなると。

現像ローラ２４の回転によってトナーどうしが摩擦帯電
をし、静電潜像面と同じ極性に帯電され九トナーがわず
かに発生し、上述のように供給されて１かぶり・が増加
するものと考えられる。

以上の結果から、現像の適正領域はＡ点とＢ点の間に限
定され、Ａ≦１Ｖ１−Ｖ２％−Ｎ／’ｂ≦Ｂの関係を満
足させる必要がある。しかし１周速度比Ｎが大きくなっ
て電圧差の絶対値１ｖ１−’７２１が小さくなると、電
界が弱くなって“かぶり一が増加する（１３で、ＶＰ−
−Ｐ；、ｉＶ２１≦ｌＶ１１の関係をも満足しなければ
ならない。ただし、Ｖｙ−ｐは、交流電源２８のピーク
値である。このようにして、′かふり−のない良好な画
面を得るためには、必要に応じて　ＩＶＩ−７２１，Ｎ
および）などを適当に選択すればよい。

なお、実施例では、現像ローラｚ４と感光体ドラム１２
との周速比はｔＯ〜１５に、またトナー供給ローラ１６
と現像ローラ２４との周速比Ｎはｔ２〜２．０に設定し
た。

（ト１　発明の効果 本発明では、非磁性の一成分現像剤であっても帯電電極
によって充分帯電されるので、高価なファーブラシを使
用せずとも、均一かつ充分に現像することが可能となる
。

１ｆＦ、、現像ローラには接触によってトナーの供給が
行われるので過剰なトナーの供給は行われない。しかも
、交流バイアスによって現像ローラのトナー−が均一な
薄層として形成されるので、過剰なトナーの供給によっ
て生じる“かぶシ′″を十分に防止できる。それととも
にトナーを現像ローラに接触させて確実に堆給するので
、ｉ７ヤンビング方式のようにトナーが飛散することは
彦い。さらに、ＦＡ像クローラ静電潜像担持体に接触さ
せる現像方式であるので、従来の接触現像と同じように
高速現像が可能となる。

【図面の簡単な説明】

′！Ｊ１図および′！Ｊ２図は本発明の相異なる実施例
を示す図解因である。 第３図はスリーブおよび現像ローラに印加する電圧を説
明するための図である。 第４図は間隙比′ｂ／＆に対する現像ローラ上のトナー
の厚みを示すグラフである。 第５図はｌ　Ｖｌ−Ｖｌ　１−　Ｎ／’ｔｔに対スル静
電潜像の１かぶシ１の度合を示すグラフである。 １２・・・感光体ドラム（静電潜像担持体）、１４・・
・現像剤室、１６・・・スリーブ（トナー供給ローラ）
、１８．３０．３５・・・直流電源、２４・・・現像ロ
ーラ、２８・・・交流電源、３４・・・トナー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、静電潜像担持体上に形成されている静電潜像を非磁
   性の一成分現像剤にて現像する現像装置において、 前記静電潜像担持体に転接する導電性の現像ローラと、
   前記現像ローラに交流バイアスを印加するための交流バ
   イアス手段と、前記現像ローラに並設されこの現像ロー
   ラ上にトナーを供給するための導電性のトナー供給ロー
   ラと、前記トナー供給ローラに所定極性の直流バイアス
   を印加するための直流バイアス手段と、トナーを所定極
   性に帯電させる帯電電極とが具備されていることを特徴
   とする現像装置。 ２、帯電電極がコロトロンである特許請求の範囲第１項
   に記載の現像装置。 ３、帯電電極が金属製のブラシである特許請求の範囲第
   １項に記載の現像装置。