JPS6246868B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は静電潜像現像装置に関するものであ
る。更に詳細には、磁気ブラシを静電潜像に接触
させて可視像を得る磁気ブラシ現像装置に関する
ものである。

従来磁気ブラシ現像装置の画像再現特性は、磁
石表面の性質やバイアス印加手段の有無により大
きく変化することが知られている。ところで一般
には以下第１図と第２図に示す如き現像装置が考
えられているが、これら従来装置は各々欠点をも
つものであつた。まずこれら欠点について詳説す
る。

第１図はスリーブ現像装置の一形態で、内部に
固定されたロール磁石１と外周に回転可能に設置
された非磁性導電体円筒（スリーブ）２を基本構
成とするもので、そのスリーブ表面に磁気ブラシ
を形成し、この磁気ブラシで感光板等の潜像担持
体上の静電潜像を摺擦し可視像を得るものであ
る。また、スリーブの材質は機械強度、加工性の
点からアルミニウム、真鍮等の非磁性金属材料か
ら成り、一般的には電極効果を考慮して接地して
使用されていた。この点から云わば電極現象と称
しうるものである。

この様な現像装置は、構成が簡単である。とと
もに表面が接地されている効果としてその表面電
位は常に零であり、静電潜像との電位差は非常に
大きい。例えば特公昭42―23910号公報に開示の
電子写真法において、その画像再現性を略述する
と、感光板表面には現画像に応じて例えば、暗部
＋500V、明部−120Vの高コントラストの潜像電
位が得られる表面を接地されたスリーブを用いて
現像を行なつた時、トナーを感光板表面に吸着さ
せる静電コントラスト即ち感光板←→スリーブ表
面電位差は＋500Vと十分に大きく、又トナーを
感光板表面から反発させる逆静電コントラストも
−120Vと十分に大きな値を示している。そのた
め非常にカブリを生じにくい利点がある反面、階
調画像の再現特性が硬調すぎ、中間調の再現が十
分なされないため写真画像の現像では画像がつぶ
れやすい欠点がある。ところで、この欠点を解決
する一方法として、スリーブと静電潜像間に制御
した電位差を与える方法が公知であり具体的に
は、現像装置のスリーブを容器から電気的に絶縁
する方法や、他に第２図に示す様にスリーブ表面
を絶縁材３で均一に被覆する方法が考えられてい
る。これらの現像装置の再現特性を図示する。第
３図ａは原画像、第３図ｂは導電性スリーブを容
器から電気的に絶縁した装置を用いて上記原画像
を再現させた画像、また第３図ｃはスリーブ表面
を絶縁材で均一に被覆した装置を用いて上記原画
像を再現させた画像を示したものである。ところ
で、図からも明らなように従来装置の導電性スリ
ーブを容器から絶縁した場合には、第３図ｂに示
した様に、原画像にベタ黒が多い所では周辺の細
線の再現が不足してくる。これは現像ブラシと接
触している全潜像のほぼ平均電位がスリーブ表面
に誘起されるためである。

これに対して導電性円筒を絶縁材で被覆した構
成のスリーブを用いた時には画像の境界部分の強
調された単色コピーとして適した画像再現性とな
つてくる。

この状態は第４図で説明される。

第４図において表面電位がＶ_sの感光板に接触
した現像ブラシ抵抗Rdを介して感光板から導電
性円筒に被覆された絶縁層から成る容量部材Ｃに
充電電流ｉが流れ、絶縁層表面を潜像極性に充電
する。

ここで、感光板の電位Vsは画像形成のために
一様な帯電がなされるので、長時間の使用におい
ては帯電された表面が実質的な直流電源Vsとみ
なすことができる。従つて、第２図装置の等価回
路は第４図でしめされる。

この結果、現像特性を示す感光板表面電位とス
リーブ表面電位との差△Ｖは △Ｖ＝Rdi＝Ｖ_s−∫ｉ／Ｃｉdt で示される。

ベタ黒再現時には、スリーブ表面はベタ黒潜像
電圧＋500Vに応じて高い正極性電圧に充電され
る結果濃度の抑制された写真画像再現に適した特
性と又、ライン画像再現時には、スリーブの絶縁
層表面は、ライン部とライン周辺部の潜像電圧に
より負極性とバイアスされる結果、ライン画像の
再現性が強調された特性が得られる。

従つて、前述の電極現像の欠点であつた現像剤
トナーの乗り過ぎを防止し、ライン画像を強調し
た黒白コピーに適した画像性を得ることを可能と
している。

ところが、この様な絶縁スリーブを使用する
と、繰返し現像を行なうとカブリ易くなる傾向が
見出された。特に、原稿の白色部が連続した場合
に著しい傾向に有つた。

本発明は、上述の点に鑑み、良好な画像再現を
可能とする現像装置を提供するものである。

即ち、本発明の目的は、階調性の良好で、カブ
リの無い良好な画像再現を可能とする現像装置を
提供するものである。

更に、本発明の目的は、長期間の使用において
も安定に良好な画像再現を可能とする現像装置を
提供するものである。

本発明は上記目的を達成するもので、 非磁性の導電性部材の表面に帯電可能な絶縁表
面を備えた現像剤担持回転部材を有し、該現像剤
担持回転部材が現像剤を現像領域に搬送し、静電
潜像に現像剤を接触させて現像を行う現像装置に
おいて、 上記現像領域以外で上記現像剤担持回転部材の
絶縁表面に当接して、絶縁表面に蓄積され現像に
悪影響を及ぼす蓄積電荷を除電する手段を有する
ことを特徴とする現像装置である。

本発明は過帯電した如き不要な蓄積電荷をもつ
絶縁性表面に対して直接接して除電を行うため、
現像剤担持回転部材表面の除電ムラ（離間して除
電する場合でも発生する）を防止して、現像の濃
度ムラを防止できるものである。

本発明の具体的実施例は第７図、第８図の導電
ロール（アース、交流印加）２２を参照された
い。

以下、本発明の詳細を具体例により図面を参照
して説明する。

第５図に示すのが、本発明の構成に係わり、本
発明にとつて比較例となる非接触の除電（現像剤
を介したもの）を説明するための具体例装置の説
明図である。

１は、磁気ブラシ形成用の磁力源である磁気ロ
ーラ、２は、アルミ等の非磁性導電性部材より成
るスリーブ円筒、３は、その円筒表面に被覆した
絶縁層である。このスリーブ円筒は、現像器本体
から絶縁されている。４は、スリーブ円筒に接続
した交流電圧源で、他端を接地している。５は、
上記スリーブ絶縁層表面近傍に設けた電極部材で
接地される。そして、スリーブ円筒表面に形成し
た磁気現像ブラシにより静電潜像を担持した感光
体ドラムＰ表面を摺擦し現像を成すものである。
しかも、このスリーブ円筒表面に対し接地した電
極部材を配置しているので交流電源により印加さ
れる交流電圧が導電性スリーブ円筒と電極間に除
電電界を形成する。この交流電源と接続したスリ
ーブ円筒と電極部材間の電気的関係は、第６図に
示した等価回路で説明される。

この場合、第５図は現像剤担持回転部材として
の現像スリーブの現像部通過後の円周面に沿つた
面をもつ導体電極部材５はここを通過する現像剤
（この抵抗をRdとする）に対してアースとして作
用し、コンデンサーとして電荷を蓄積した絶縁層
３は除電される。このとき感光体表面Ｐは、帯電
によつて現像スリーブに蓄積された電位よりもは
るかに高電位であるし、感光体自信は電極５とは
異なり回転するものであるので潜像の除電期間は
極めて短く、この除電電界によつて除電される量
が無視できる。現像スリーブに交流が印加される
ことは現像効果が向上される。

上述の如く除電々界を形成することで、カブリ
の発生を良好に防止するものである。

これは、カブリ発生の機構がスリーブ絶縁被覆
表面に現像の度に、白紙部に相当する潜像電位の
負電荷が、充電蓄積されて、感光体表面電位とス
リーブ表面電位との差△Ｖが減少して、感光体表
面の現像剤トナーに対する静電反発力が小さくな
る為と考えられるが、上記構成により、その充電
蓄積された電荷が除去される為と考えられる。

即ち、上述構成により、スリーブ円筒の絶縁被
覆表面に充電される画像に悪影響を及ぼす電荷を
除去することが出来るからである。

それ故、上記構成において交流電圧を印加する
ことが極めて重要なのである。

更に、本実施例構成における交流電圧の印加
は、カブリの防止と共に以下に述べる如く画像域
の濃度を良好に保つ為にも重要なのである。

何故なら、上記カブリ発生機構の考察に基けば
カブリ防止の目的から負極性電荷の除去する為に
逆極性電圧を印加することも考えられるものであ
る。

しかし、上記交流電源に替えて例えば正極性
250〜300Vのバイアスを印加した場合、最初の数
枚の現像においては良好な画像を得られるものの
更に現像が進むと現像濃度が著しく低下すること
が見出されるのである。

これは、スリーブ絶縁被覆面上は、現像開始時
は略零Ｖの状態であるのが、現像を重ねスリーブ
回転を続けるに従い、上記直流バイアス及び潜像
電荷で該スリーブ絶縁被覆面が次第に正に充電さ
れ、感光体表面潜像電位とスリーブ絶縁被覆表面
の電位差△Ｖが減少して、実質的に静電潜像電位
を低下せしめることになると考えられるのであ
る。この為に、現像々の濃度が極めて薄いものと
なる訳である。

ところが、本実施例に示した如く交流電圧を印
加する場合には、この様な正極性電荷充電が有つ
た場合にも、その電荷を除去することが出来るの
である。従つて、現像を繰返しても、現像々の濃
度低下が生ずる恐れは無いのである。

それ故に、実施例に示す上記構成は重要なもの
であり、繰返し現像に際しても濃度を良好に保つ
と云う顕著な効果を発揮するものである。

第６図に示すのが、該構成の等価回路を説明す
る図である。

ところで、印加する交流電圧は、スリーブ円筒
の回転数や、現像剤の電気抵抗に応じて選択設定
するものである。

例えば、感光体ドラムＰの周速が200mm／sec，
スリーブ円筒の周速300mm／secとして、10⁷〜10⁹
Ωcmの現像剤を用いて現像する場合200〜500Hz，
200〜400Vの高周波電圧で、好適な結果を得るも
のである。

尚、この場合現像剤は、320〜370℃で焼成され
た200〜500メツシユ粒度のキヤリアーにトナーを
混合し、トナー濃度12％に調製したものである。

しかしながら、前述した非接触の除電では、現
像剤を介して除電を行うものであるため、現像剤
を介した導電パスが形成された部分ではスリーブ
表面の蓄積電荷は除去されるが、導電パスの分布
ムラを防止することができない。従つて、スリー
ブ表面に部分的に残された蓄積電荷を除去するこ
とは重要である。

第７図は、本発明の実施例で、この問題を解決
する構成を有した装置を説明するものである。

現像すべき静電潜像を担持する感光体等の像担
持体ドラムＰの周沿に、前述第５図示と同様の構
成の、磁気ロールを装着した絶縁被覆を有する非
磁性導電性スリーブ１１，１２及び１３が配置さ
れる。その下方に現像剤貯槽１４が配置され、現
像後の現像剤を収容し、新たな現像に備えられ
る。Ｄが現像剤である。現像剤貯槽１４内のその
現像剤Ｄを撹拌し、更に供給位置へ移送する撹拌
スクリユー１５，１６が該貯槽底部近傍に配置さ
れる。撹拌スクリユーで十分撹拌された現像剤を
前記スリーブに搬送する搬送手段が１７である。
図示例では、複数のバケツトを無端状に移動する
如く構成したバケツトコンベアーである。

このバケツトコンベアーで搬送された現像剤は
第１のスリーブ１１と受板１８間のくさび型空間
へ落下する。このくさび型空間は現像剤溜めを形
成し、第１スリーブ１１で現像に持ち出すに十分
な量を確保するものである。

第１スリーブ１１表面に付着した現像剤は導電
性の規制板１９で所定厚さに規制され像担持体表
面の現像を成す。

像担持体現像位置を通過した第１スリーブ１１
上の現像剤は、該スリーブ２０表面に当接したス
クレーパーで掻き落され、丁度その下方に位置す
る第２スリーブ１２上に落下する。この様に移送
された現像剤は、このスリーブ上でも像担持体を
現像し、その後、同様なスクレーパー２１で、該
スリーブ１２表面から掻き落され、第３スリーブ
１３上へ移される。そして第３スリーブ１３で現
像に用いられた後、前述現像剤貯槽１４内に回収
されるのである。この様に複数の現像スリーブに
より広域な現像を成すので確実な現像が成される
訳であるが、この各スリーブに前記第５図示の場
合と同様に交流電圧を印加する構成としているの
である。

即ち、図示の如く各スリーブは、その非磁性導
電性スリーブ円筒を接地状態としている。そして
第１スリーブ１１の場合はスリーブ表面に近接配
置された導電性規制板１９に交流電源２３を接続
して同スリーブ絶縁被覆表面の除電を成す。

この場合（第３スリーブ１３も同様）、現像剤
の一部分にスリーブ表面除電用の導電パスが形成
される。この導電パスは部分的であるために、現
像剤の除電は現像に支障がないもののスリーブ表
面は前述したように部分的な除電しかできない。

第２スリーブ１２につてはその絶縁被覆表面に
導電ローラ２２を接触させ、この導電ローラ２２
に交流電源２４を接続して、同スリーブ絶縁被覆
表面の除電を成す。

第３スリーブ１３については、現像剤貯槽１４
を導電性として交流電源２５を接続し、第１スリ
ーブと同様に現像剤を介して除電を成すものであ
る。

叙上の如く構成しているので、本実施例装置に
おいても、非画像域にカブリが全く無く、かつ画
像域も階調性が良好で十分な濃度の現像々を得ら
れるのである。

特に、第１スリーブ及び第３スリーブの場合、
除電々圧が印加される規制板或は端部１４_１は十
分スリーブ表面に近接することが重要である。こ
の様に配置することで、該スリーブ表面に交流除
電電界が集中するからである。それ故第２スリー
ブの場合の如く直接導電ロール２２をスリーブ表
面に接触することは極めて確実な方式である。

第８図に示すのが本発明に基く更に異なる実施
例である。前述第７図示装置における交流電源の
接続を全く変えたものである。

即ち本実施例においては、第１スリーブ１１、
第２スリーブ１２及び第３スリーブ１３を接地す
る代わりに、各々に交流電源２３′，２４′及び２
５′を接続する様にしたものである。

そして前述例で電源を接続していた規制板１
９、導電ローラ２２、現像剤貯槽１４の各々を接
地する如く成したものである。

この様に構成することで、各スリーブ表面には
確実に交流電界が形成され、十分な除電が保障さ
れる訳である。

以上具体例に詳述した如く、本発明は、現像に
悪影響を及ぼす絶縁表面に蓄積された電荷を表面
に接触して除電する様にしたので、極めて良好な
現像々を得ることを可能としたものである。そし
て、本発明現像装置は、カブリが無く、かつ階調
性の良好な画像を得る顕著な効果を発揮するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の現像装置を説明する
模式図、第３図ａ，ｂ及びｃは従来方式の現像装
置で現像された画像を示す説明図、第４図は、第
２図示方式の等価回路図、第５図は本発明に係わ
る構成の装置を説明する模式図、第６図は、第５
図の方式を説明する等価回路図、第７図は本発明
に基く構成を含む実施例装置の説明図、第８図
は、本発明に基く第７図例とは異なる実施例装置
の説明図。 図中、１；ロール磁石、２；スリーブ、３；絶
縁材、４；交流電源、５；電極部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非磁性の導電性部材の表面に帯電可能な絶縁
   表面を備えた回転する現像剤担持回転部材を有
   し、該現像剤担持回転部材が現像剤を現像領域に
   搬送し、静電潜像に現像剤を接触させて現像を行
   う現像装置において、 上記現像領域以外の上記現像剤担持回転部材の
   絶縁表面に当接して、絶縁表面に蓄積され現像に
   悪影響を及ぼす蓄積電荷を除電する手段を有する
   ことを特徴とする現像装置。 ２ 上記除電手段は上記絶縁表面に当接する、接
   地された導電性部材を有する特許請求の範囲第１
   項記載の現像装置。 ３ 上記除電手段は上記絶縁表面に当接する、交
   流電圧が印加された導電性部材を有する特許請求
   の範囲第１項記載の現像装置。