JPS6230275A - 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−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
搬送する現像剤担持体であ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
、トナ一層がさ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生ず
る、いわゆるＪ　ｏｈｎｓｅｎ　−Ｒａｈｂｅｃｈ効果
によってトナー間に強い；疑集力が生ずる。

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Ｉ！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。

［発明の概要コ 上記目的を達成するための本発明の概要は、筐体内に非
磁性トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤を収
納し、像担持体上の静電荷極性と同一極性の電荷を持つ
前記トナーを現像剤担持体上に吸着した前記キャリアに
よって搬送して反転現像を行う反転現像装置において、
前記現像剤担持体の近接する位置に現像剤除去部材と、
この現像剤担持体に接触させ・て少くとも１つのトナー
除去部材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、
像担持体である感光体ドラム（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＠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８００■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、照射された領
域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
ス帯電性トナーを付むさせて、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六方向に
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方向に沿って搬送されな
がらヒートローラ（図示せず）で転写録の溶融定石が行
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
掃装置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僅えるようになっ
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＜３ｔ”’９２２＆・１１１８°−
７２１（ＤＨｍｌ−’Ａ　　　。

留する現像剤磁気ブラシを掻き落とし、現像剤数　　　
　　ｌ容部２５に導く第１．第２のスクレーパ２３，２
４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の周面に配置されたトナー
除去部材４５．４６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、前記磁極部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。

尚、このバイアス印加手段３６は印加電圧を切り換え可
能となっており、本実施例のように感光体１がプラス帯
電の場合には図示するようにプラスの電圧が印加され、
感光体１がマイナス帯電の場合にはマイナスの電圧が印
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１ａ極部３２〜３５の磁力に
よって、その磁力線に沿ってスリーブ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
３１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のうちの現像極である磁極部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。

前記トナー除去部材４５．４６は、例えばポリエチレン
、テレフタレート、ウレタンゴムあるいは鋼等から形成
されている。このトナー除去部材４５．４６は前記現像
剤担持体上のスリーブ３１にその先端を接触させて、こ
のスリーブの回転と共にこのスリーブの表面に付着して
いるトナーを掻落す働きをしている。

尚、第２図に第１図に示すスリーブ３１とトナー除去部
材４５．４６周辺の拡大図を示す。同図においで、前記
トナー除去部材４５．４６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
置している。このように配置する事でスクレーパによっ
てキャリアがすでに除去されているのでトナーを効率よ
く除去することができる。

前記補給部４０は、前記現像機構部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ａｏｏｖ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５ｏｏｖ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、各磁極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２１
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、新たに設けたトナー除去部
材４５．４６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このトナー除去部材４５．４
６をスリーブ３１０周面上に配置する事で強制的にこの
トナーを剥離させてトナ一層の形成、増長を防止してい
る。

第２図に示すトナー除去部材４５．４６は直方体の形状
を有し、例えば像担持体にその先端が３ｍｍ程度接触す
るようになっている。前記現像剤担持体上に付着してい
るトナーは前述した像担持体と現像剤担持体との間で生
じる電界によって付着したものでおるが、その為にこの
トナーは強力な力で付着しているので、前述したスクレ
ーパでは除去する事ができない。そこで第２図に示すよ
うにトナー除去部材をこの像担持体の周面に接触させて
、付着したトナーを強制的に剥離させるものでおる。

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３図に第２図の一変形例を示すように、このト
ナー除去部材はスリーブに対して一個あるいは２個に限
定されるわけではなく、複数配置するようにしてもよい
。ざらにこのトナー除去部材に導電性の材質を使用した
際には、このトナー除去部材に交流電圧を印加する交流
電源を接続し、現像剤担持体上に付着しているトナーと
前記トナー除去部材とに動く、例えばクーロン力によっ
てトナーの除去効果を向上させる事も可能である。

尚、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、この現像剤担持体に接触して設けたトナー除
去部材で強制的に除去できるのでトナ一層の形成、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トナー除去部材
の位置関係を示す説明図、第３図はトナー除去部材の一
変形例を示す断面図である１・・・像担持体、２１・・
・現像剤担持体、２３．２４・・・現像剤除去部材、２
８・・・筐体、４５．４６・・・トナー除去部材。 代理人　弁理士　三　　澤　　正　　義第２図 手続補正書 昭和６１年７月１８日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）筐体内に非磁性トナーと磁性キャリアとからなる
   ２成分現像剤を収納し、像担持体上の静電荷極性と同一
   極性の電荷を持つ前記トナーを現像剤担持体上に吸着し
   た前記キャリア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、前記現像剤担持体の近接する位置に現
   像剤除去部材と、この現像剤担持体に接触させて少くと
   も１つのトナー除去部材を設けたことを特徴とする反転
   現像装置。
2. （２）トナー除去部材は現像剤除去部材の後段側に設け
   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。