JPS6230269A - 反転現像装置 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、表面に電荷パターンが形成されている像担持
体に現像剤を付着させてその潜像を現像する反転現像装
置に関する。 ［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、一般に用いられている電子写真法による現像とは
逆に、原稿の明部をプリント画像として暗部に現像する
ネガディプ−ポジティブ現像又はポジティブリネガティ
ブ現像を行ういわゆる反転現像装置が提供されている。 これらの反転現像装置は、複写機とプリンタとの機能を
兼ね備えたコピアプリンタ、マイクロフィルム・リーダ
・プリンタ又はレーザープリンタ等に採用されている。 ところで、この種の反転現像装置において従来のカール
ソン法による電子写真プロセスを用いる場合には、下記
に挙げる問題点が障害となっている。 即ち、反転現像にあっては例えば感光体を表面電位８０
０ｖでプラス帯電し、ネガティブな原稿の明部に対応す
る領域の表面電位を露光によって減衰させ、この領域に
プラス帯電トナーを付着させて現像するようになってい
る。このため、通常の線画を主体とした原稿に対する反
転現像の場合には、感光体表面の大部分は表面電位が減
衰されることなく高電位となっている。一方、現像剤を
搬送する現像ローラの現像バイアスは、感光体の静電特
性、耐電圧及び地肌カブリ等の問題により５００Ｖ近傍
が限界となっている。このため、高電位の感光体より現
像ローラに向かう方向に強い電界が形成され、プラス帯
電性トナーはこの電界中で現像ローラ側に引きつけられ
て現像ローラの周面にトナ一層が形成されてしまう。一
度形成されたトナ一層は、現像ローラの回転に伴い何度
も前記電界中を通過することにより、トナ一層がざらに
増長されることになる。即ち、トナ一層中のトナーとト
ナー、トナーと現像ローラ表面、あるいはトナ一層とキ
ャリアとの接触点において、接触抵抗のために局部的に
大きな電位降下を生じ、前記各接触点の極めて小さな間
隙を隔てて相対向する面に誘電分極によって正負の電荷
が蓄えられる（一種のコンデンサを形成する）。そして
この間隙に著しく高い電界を生じ、強力なマックスウェ
ルのひずみ力の結果体ずる、いわゆるＪ　０ｈｎｓｅｎ
−Ｒａｈｂｅｃｈ効果によってトナー間に強い凝集力が
生ずる。 ところで、反転現像によってブラックソリッド画像（現
像領域の広い画像）を形成する際には、画像のエツジ部
のみが強調され中央部が低濃度となるいわゆるエツジ効
果が大きいため、このエツジ効果を低減して画像濃度の
高い画像を得るために比較的帯電特性の低いトナーが用
いられている。 しかし、この帯電特性の低いトナーを用いた場合には特
に上記のトナ一層が形成され易く、現像性能に大きな影
響を及ぼすことになる。具体的にこの影響を挙げれば、
現像剤に一成分現像剤特に非磁性トナーを用いた場合に
は、現像ローラ上のトナ一層に電荷が蓄積するため、現
像能力が低下して画像濃度の低下が生ずる。また、特に
トナーとキャリアとを用いた二成分現像剤の場合には、
トナーとキャリアとが分離して現像ローラ上にトナ一層
を形成するため、現像ローラ上の表面はこのトナ一層に
よって絶縁層が生成されて現像バイアスがきかなくなる
。この結果、画像は低濃度でカブリの多い画像となって
しまうという問題があった。 ［発明の目的］ 本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、現像剤
担持体上のトナ一層の形成、増長を防止して、エツジ効
果がなく画像濃度の高い、かつ地肌カブリの少ない現像
を行うことのできる反転現像装置を提供することを目的
とするものである。 ［発明の概要］ 上記目的を達成するための本発明の概要は、像担持体上
の静電荷極性と同一極性の電荷を持つトナーを現像剤担
持体によって搬送して反転現像を行う反転現像装置にお
いて、前記現像剤担持体表面に近接する位置に配置され
た電極部材と、この電極部材に交流電圧を印加する電圧
印加手段とを設けた事を特徴とするものである。 ［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は本発明に係る反転現像装置を適用した画像形成装
置の概略断面図である。第１図に示す画像形成装置は、
ネガティブな原稿像をネガティブに現像して記録媒体に
転写する装置である。 第１図において、この画像形成装置の本体中央部には、
像担持体でおる感光体ドラム（以下、感光体ともいう）
１が配設されている。そして、この感光体ドラム１の周
囲には、帯電用帯電器２゜本発明に係る現像装置１０．
転写用帯電器３．剥離用帯電器４．清掃装置５及び除電
ランプ６などが順次配設されている。 そして、感光体１が図示ａ方向に駆動されると、まず、
帯電用帯電器２によって感光体１を表面電位ａｏｏｖで
一様にプラス帯電する。次に、この帯電された感光体１
に文字パターンに応じたレーザー光、又はネガティブな
原稿像の反射光若しくは透過光を照射し、照射された＠
賊の表面電位を減衰させて前記文字パターン又は原稿像
に対応した電荷パターンを形成する。詳細を後述する前
記現像装置１０は、前記感光体１の電荷パターンにプラ
ス帯電性］〜ナーを付着させて、ポジティブな画像に現
像する。 一方、図示しない給紙カセットより供給される記録媒体
が、前記感光体１の回転と同期されて図示矢印へ方向に
沿って搬送され、転写用帯電器３の作用によって、前記
感光体１上で現像化された画像が記録媒体に転写される
。その後、この記録媒体は剥離用帯電器４によって前記
感光体１から剥離され、図示Ｂ方向に治って搬送されな
がらヒートローラ（図示せず）で転写像の溶融定着が行
われ、排紙トレイ（図示せず）に排出されることになる
。また、転写、剥離動作が終了後の前記感光体１は、清
ｎ装置５により残留トナーが除去され、除電ランプ６に
より残像が消去されて次の複写動作に備えるようになっ
ている。 次に、前記現像装置１０の詳細について説明する。この
現像装置１０は、現像機構部２０とトナー補給部４０か
ら成っている。前記現像機構部２０は現像ローラ２１と
、この現像ローラ２１の表面に形成される現像剤磁気ブ
ラシの厚みを規制するドクタ２２と、前記現像ローラ２
１の表面に残留する現像剤磁気ブラシを掻き落とし、現
像剤収容部２５に導くスクレーパ２３と、前記現像剤収
容部２５に収容された現像剤攪拌体２６と、前記現像ロ
ーラ２１の周面に近接配置された電極部材２７とを、ケ
ーシング（筐体）１８内に収容した構成となっている。 前記現像ローラ２１は磁気ロール３０と、この磁気ロー
ル３０に外嵌され図示矢印す方向に回転するスリーブ３
１とから構成されている。前記磁気ロール３０は、４つ
の磁極部３２〜３５を有し、磁極部３２．３４はＮ極、
磁極部３３．３５はＳ極となっている。尚、前記ドクタ
２２は、前記磁イ※部３２と磁極部３３とのほぼ中間部
に相当する位置に配置されている。また、この現像ロー
ラ２１にはバイアス印加手段３６により例えば現像バイ
アス４００Ｖが印加されるようになっている。 前記現像剤収容部２５には、例えば正帯電性トナーとフ
ェライトキャリアとから成る二成分現像剤が収容されて
いる。この現像剤は前記各磁極部３２〜３５の磁力によ
って、その磁力線に冶ってスリーブ３１の周面上に配列
して現像剤磁気ブラシを形成する。尚、前記スリーブ３
１は磁気ロール３０のまわりを回転するので、前記各磁
極部３２〜３５のうちの坦像極である磁極部３４には常
に新しい現像剤が供給されるようになっている。 前記電極部材２７は、例えば導電性の鉄等から形成され
、第１図に示すように交流電源２９が接続されて交流電
圧が印加され、スリーブ３１の表面に吸着された前記ト
ナーを強制的に剥離するようになっている。 尚、第２図に第１図に示すスリーブ３１と電極部材２７
周辺の拡大図を示す。同図において前記電極部材２７は
、前記現像ローラ２１による現像剤搬送方向に対してド
クタ２２よりも前段側に配置し、かつ、磁極部３５と対
向する位置に配置している。 前記トナー補給部４０は、前記現像芸構部２０にトナー
を補給するためのもので、トナー補給口４１を前記現像
剤収容部２５に臨ませたホッパ４２と、このホッパ４２
内で前記トナー補給口４１を閉塞する状態に設けられた
トナー補給ローラ４３と、このトナー補給ローラ４３側
にトナーを搬送するようにホッパ４２内のトナーを攪拌
する攪拌ローラ４４とから構成されている。 以上のように構成された反転現像装置の作用について説
明する。 像担持体である感光体１は、前記第１図に示す帯電用帯
電器２によって表面電位８００Ｖにプラス帯電され、像
露光によって画像部となる領域のみの表面電位が減衰さ
れる。尚、感光体１上の非画像部は表面電位ａｏｏｖを
維持することになる。 通常の線画を主体としたネガティブな原稿に基づく感光
体１上の電荷パターンは、大部分が非画像部を占めるこ
とになる。　　　　 一方、現像装置１０の現像剤収容部２５内では、現像剤
攪拌体２６の作用又はスリーブ３１の回転作用等により
トナーとキャリアとが充分に摩擦接触され、両部材の摩
擦帯電系列に従ってトナーはプラスに、キャリアはマイ
ナスにそれぞれ帯電されることになる。このトナーとキ
ャリアとから成る現像剤は、各ｍ極３２〜３５の磁力に
基づく磁力線に沿ってスリーブ３１の周面上に配列され
て現像剤磁気ブラシを形成し、また、ドクタ２２によっ
て現像剤磁気ブラシの厚みが規制される。ざらに、前記
スリーブ３１の回転により順次新たな現像剤が現像ロー
ラ２１によって搬送されることになる。そして、この現
像剤が前記感光体１上の電荷パターンと対向する位置に
搬送されると、プラス帯電されたトナーがクーロン力に
よって感光体１上の表面電位減衰領域に吸着され、ネガ
ティブな原稿に基づく電荷パターンに対してポジティブ
な現像が実行されることになる。 ところで、上記のような反転現象にあっては感光体１上
の大部分の領域は８００Ｖの表面電位を維持する非画像
部となっているため、この高電位の感光体１より現像゛
ローラ２１に向かう方向に電界が形成されている。従っ
て、現像ローラ２１上に形成された現像剤磁気ブラシの
うちのプラス帯電トナーは、この電界中で現像ローラ２
１側に引きつけられて現像ローラ２１の周面にトナーが
付着することになる。従来装置のように、このような状
態を放置してスリーブ３１を回転させれば前記電界中を
何度も通過することによりトナ一層が形成、増長され、
種々の弊害が生ずることになる。 そこで、本実施例装置では、新たに設けた電極部材２７
と前記現像ローラ２１との間で、現像ローラに付着して
いるトナーを電極部材２７に交流電圧を印加する事で吸
引し、スリーブの回転と共にトナーを強制剥離させてト
ナ一層の形成、増長を防止している。 第３図はこの原理を示す拡大説明図である。同図におい
てドクタ２２の前段側にはスリーブ３１と所定の間隙例
えば磁極部３５に形成された磁気ブラシ（トナー）に軽
く接触するように電極部材２７が設けられている。尚、
図中黒丸で示すものは非磁性トナーである。又この電極
部材２７には前述した交流電源２７が接続されて、この
電極部材２７に交流電圧を印加するようになっている。 現像剤担持体のスリーブ３１上に付着した前記トナーは
図に示す矢印す方向にスリーブ３１が回転すると共にこ
のスリーブ３１と電極部材２７の間に移動する。この時
、前記電極部材２７にマイナスの電圧が印加されている
時には、スリーブ３１上に付着しているトナーはこの電
極部材２７に吸引されて、強制的に前記スリーブ３１上
から剥離させられる。次にこの剥離されて前記電極部材
２７に吸引されたトナーは印加電圧が今度はプラスに変
化するとこの電極部材２７表面より再び剥離して例えば
スリーブ３１上に落下し、スクレーパ２３によってこの
剥離したトナーは現像剤担持体（スリーブ３１）上から
除去される事になる。この原理から、印加する交流電圧
の周波数はスリーブ３１上にトナーが積層しない範囲内
で定めればよい。又、前記交流電圧を印加するタイミン
グは、像担持体に表面電位を与える時（例えば図示しな
い複写開始キーに連動）、あるいは現像バイアスを印加
する時が良い。又この交流電圧は前記現像バイアスの半
分以下にすると良い結果を得る事ができる。 このように構成した装置において現像を行った結果、ブ
ラックソリッド画像に対してもエツジ効果のない高コン
トラストの画像を得ることができた。また、本装置にお
いて連続コピーを行ったところ、初期の画像状態が維持
され、現像ローラ２１のトナ一層形成による絶縁被膜が
形成されないことが確認できた。 尚、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例
えば、第４図に第２図の一変形例を示すように、ドクタ
２２の後段側に電極部材を配置しても同様の効果を得る
事ができる。又、この電極部材はスリーブに対して一個
に限定されるわけではなく、複数配置してもよい。ざら
に、本発明は特に反転現像装置に特有な弊害を防止する
ことに有効であるが、本発明を正転現像装置に適用する
ことによってより画像濃度の高い鮮明な画像を形成する
ことができる。 ［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば像担持体と現像剤
担持体との間の電界によって現像剤担持体上に付着する
トナーを、磁性部材側に解放吸着してトナ一層の形成、
増長を防止することのできる現像装置を提供することが
できる。従って、このトナ一層の形成、増長の防止によ
って、低帯電性トナーを用いた場合にあってもブラック
ソリッド画像のエツジ効果を防止することができ、画像
濃度が高くかつ地肌かぶりの少ない画像を形成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る反転現像装置を適用した画像形成
装置の概略断面図、第２図は現像剤担持体と電極部材の
位置関係を示す説明図、第３図は現像剤担持体と電極部
材とによるトナーの作用を示す説明図、第４図は第２図
に示す一実施例装置の一変形例を示す断面図である。 １・・・像担持体、２１・・・現像剤担持体、２７・・
・電極部材、２９・・・電圧印加手段。 代理人　弁理士　三　　澤　　正　　義手続補正歯 昭和６１年７月１８日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体上の静電荷極性と同一極性の電荷を持つ
   トナーを現像剤担持体によつて搬送して反転現像を行う
   反転現像装置において、前記現像剤担持体表面に近接す
   る位置に配置された電極部材と、この電極部材に交流電
   圧を印加する電圧印加手段とを設けた事を特徴とする反
   転現像装置。
2. （２）電極部材は、前記現像剤担持体による現像剤搬送
   方向に対して現像位置よりも後段側に配置されたもので
   ある特許請求の範囲第１項に記載の反転現像装置。
3. （３）電極部材は、前記現像剤担持体内部の磁極部と対
   向する位置に配置したものである特許請求の範囲第１項
   記載の反転現像装置。