JPS627544B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真複写装置等における静電潜像
の１成分現像剤を用いた現像装置に関するもので
ある。

１成分現像剤を用いた現像方法は、２成分現像
剤を用いた現像方法でトナーとキヤリヤの混合比
を一定に保つためのトナー濃度検出装置が不要で
あるという利点を有している。特に低価格の複写
機やメンテナンスフリーという点で相当有利であ
る。この１成分現像方法としては、大別して現像
剤の抵抗が低抵抗のものと、高抵抗のものの２種
類があり、それぞれその現像方法は異なつてい
る。例えば、低抵抗現像剤（以下低抵抗トナーと
いう）を使用する方式は、トナーそれ自体無電荷
であり、従つて磁石を内蔵する回転円筒として導
電性のものを使用し、感光体と上記円筒との間に
トナーを介して電気的導電路を形成し、トナーに
感光体上の静電潜像の電荷とは逆極性の電荷を誘
起させて、静電潜像を現像させていた。しかしな
がら、この方法はトナーに電荷が静電誘導するの
に所定の時間的制約があり、高速の現像には適し
ておらず、又、トナー像の静電転写は困難である
という欠点を有するものである。

一方、高抵抗トナーを使用する現像方法は数多
くあるが代表的な例として第１図に示すような方
法が提案されている。第１図で静電潜像の形成さ
れた感光体１に微小間隙を保つて矢印方向に回転
する現像ローラー２の上部にはトナー３を貯蔵し
たホツパー４が設けられており、現像ローラー２
が回転するとホツパー４から必要量のトナーを補
給するように構成されている。ホツパー４から搬
出されたトナーは、上記現像ローラー２の表面に
圧接された摩擦帯電ブレード５によつて静電潜像
の極性とは逆極性に帯電されて、現像部Ａに送ら
れる。現像後、現像ローラー２の表面に残つたト
ナーは再びホツパー４内を通過し、新たなトナー
がその上に補充される。このような動作を繰り返
すと、ホツパー４内でトナー３の運動が行われ、
トナー３同士が互いに摩擦帯電されてそれぞれ異
極性の電荷を帯びるようになる。すると、トナー
の同士静電的に吸着してトナーの凝集現象が発生
してしまう。また、ホツパー４内のトナーが全く
帯電しておらず、ホツパー４の現像ローラー２に
補給されて摩擦帯電ブレード５によつて帯電され
ても、十分な電荷を有してはいない。即ち、高抵
抗トナーを摩擦帯電しても、帯電の立ち上がりが
遅く、帯電量が不十分である。そこで摩擦帯電ブ
レードを多数個配置すると、現像ローラー２上の
トナー層の厚さを大きくすることが出来ず、現像
濃度を高く出来ない等の不都合があつたり、現像
ローラー上のトナー層の表面部分のトナーのみし
か帯電されていないという不都合があり、適当な
現像を行うことが出来ない。

そこで、本発明は上述の欠点を解消し、十分に
帯電されたトナーで静電潜像の現像を行う新規な
現像装置を提供するものである。

以下、本発明の実施例について図面を参照しな
がら詳細に説明する。

第２図は本発明の実施例を示す電子写真複写装
置の概略構成図である。図において原稿載置台６
の下方に第１、第２可動反射鏡７，８が配置さ
れ、矢印方向に互いに１：１／２の速度比で移動
し、原稿載置台６上に置かれた原稿を露光走査す
る。原稿光はレンズ９及び固定の第３、第４反射
鏡１０，１１を通つて感光体ドラム１２に投影さ
れる。感光体ドラム１２は示矢方向に一定速度で
回転しており、帯電装置１３によつて均一帯電さ
れており、その上に露光によつて静電潜像が形成
される。次いで、静電潜像は現像装置１４につて
可視像化される。現像装置１４は現像ローラー１
５と１成分トナーを貯蔵しており、上記現像ロー
ラー１５にトナーを供給するトナーホツパー１６
とから構成されている。トナーホツパー１６から
現像ローラー１５上に供給されたトナーは所定極
性に帯電された後感光体ドラム１２表面と接触さ
れる。このトナー供給及び帯電作用については第
３図を用いて説明する。即ち、現像ローラー１５
は１成分現像剤が非磁性の場合には、トナーに対
し粘着性のあるシリコンゴムのような材質から構
成されており、一方、それが磁性トナーである場
合には、非磁性のスリーブとその内部に設けられ
た磁石又は磁気ローラーとから構成されている。
さて、現像ローラー１５の上部にはトナーホツパ
ー１６が設けられている。トナーホツパー１６の
出口側には、第１摩擦帯電部材１７と、該第１摩
擦帯電部材１７よりも現像ローラー１５上の現像
剤の移動方向の上流におけるトナーホツパー１６
内に設けられた第２摩擦帯電部材１８と上記両部
材間に挾持された支持板１９がある。第１、第２
摩擦帯電部材１７，１８はそれぞれ、トナーと摩
擦帯電序列で隔つた材質のものから選択されてお
り、かつトナーをどちらの極性に帯電させるかに
よつて上位、下位序列が定められている。第１摩
擦帯電部材１７と現像ローラー１５との間隙d₁
（0.05mm）は、第２摩擦帯電部材１８と現像ロー
ラー１５との間隔d₂よりも狭く設定されており、
それぞれ現像ローラー１５の進行方向に対し傾斜
して設けられている。第２摩擦帯電部材１８は第
４図に示すように板の中央やや下部に矩形の長穴
２０が形成されている。支持板１９の下端面は第
２摩擦帯電部材１８の上記長穴２０の上面と接続
されるよう配置されている。これによつて、現像
ローラー１５上の過剰のトナーが第１摩擦帯電部
材１７によつて除去され、このトナーが再びトナ
ーホツパー１６内へ戻されるトナー通路を形成し
ている。トナーは矢印ａで示すように上記通路内
を移動する。

ところで、トナーホツパー１６内のトナーは現
像ローラー１５の移動によつて搬出されるが、ま
ず第２摩擦帯電部材１８の先端部１８ａによつて
帯電され、次いで第１摩擦帯電部材１７によつて
再び帯電される。この第１摩擦帯電部材１７は、
現像ローラー１５上のトナー量規制のドクターも
兼用しており、ここで過剰のトナーはその移動が
阻止されるが、上述したように通路を通つてトナ
ーホツパー１６に戻される。この時、トナーが第
２摩擦帯電部材１８と再び接触して、わずかでは
あるが帯電される。以下、この動作を繰り返すこ
とによつてトナーホツパー１６内のトナーは徐々
に、全体的に帯電され、かなりの電荷量を有する
ようになる。従つて第１摩擦帯電部材１７によつ
て帯電されて搬出されるトナーは十分に帯電され
た状態になつている。このように、トナーを予備
的に帯電させるために、トナーを循環させること
は必要であり、第１、第２摩擦帯電部材１７，１
８の間隙d₁，d₂の関係は重要である。

このようにして現像された感光体ドラム１２は
給紙カセツト２１から、給紙ローラー２２によつ
て給紙された転写紙と密着させられる。転写部に
おいて、転写紙の背後からコロナ転写装置２３に
よつてコロナ放電を行い、トナーを転写紙に静電
的に転写する。次いで、交流コロナ等からなる除
電コロナ装置２４により、転写紙上の電荷を中和
して、転写紙を感光体ドラム１２から分離し、搬
送ベルト２５に載せて搬送する。分離を促進する
ために転写紙先端部に圧縮空気をタイミングをと
つて吹き付けるように空気分離装置２６が設けら
れている。転写後、感光体ドラム１２上が残留し
ている未転写のトナーはブレードクリーニング装
置２７によつて感光体ドラム１２表面から除去さ
れる。クリーニングされた感光体ドラム１２は除
電装置２８によつて除電される。一方、転写紙は
加熱定着ローラー装置２９を通過し、その上にト
ナー像を永久的に定着させられ排紙トレー３０に
画像面を上向きにして排出される。このようにし
て１回の複写サイクルが終了する。

第５図は本発明の変形実施例を示すもので、第
３図の第１、第２摩擦帯電部材１７，１８の代わ
りに導電性の材質から構成された帯電部材３１，
３２が設けられている。第１帯電部材３１はトナ
ー量規制のドクターを兼用している。第１、第２
帯電部材３１，３２は外部電源Ｅによつて電圧が
印加されており、この下をトナーが通過する時、
トナーにプラス極性の電荷を注入したり、放電等
により電荷を付与する。その他の構成は第３図と
同一であるので詳細な説明は省略する。

第６図は第３図又は第５図に示すトナー帯電部
材でのトナー循環通路を改良することによつてト
ナーにかかる負荷を出来るだけ軽減し、トナーが
スムーズに循環通路を移動しやすいようにしたも
のである。即ち、第１、第２帯電部材３３，３４
のトナー循環通路に対する面３３ａ，３４ａ及び
支持板３５の下部面３５ａは連続した曲面となる
ように形成されている。第２帯電部材３４の長穴
の下面３４ｂも曲面に形成されており、トナーの
流れを円滑にさせている。

第７図は第２の発明の実施例を示すものであつ
て、トナーホツパー内における現像剤循環通路に
現像剤の移動を促進する回転部材を設けたもので
ある。感光体ドラム３６は示矢方向に回転してお
り、その感光体ドラム３６の下方に移動する部分
に現像装置３７が配置されている。現像装置３７
は内部に１成分磁性トナーを収容し、非磁性の回
転スリーブ３８に上記磁性トナーを補給する容器
３９を有している。スリーブ３８内には、Ｎ極、
Ｓ極を交互に着磁した磁気ローラー４０が固設さ
れている。磁気ローラー４０は回転するようにす
ることも出来るし、その時スリーブ３８は回転又
は固定していてもよい。また磁気ローラー４０に
代えて、永久磁石をスリーブ３８内に取付けるよ
うにしてもよい。スリーブ３８は感光体ドラム３
６に近接して設けられる一方、容器３９内に貯蔵
された磁性トナー内にその一部を浸漬させるよう
に設けられている。スリーブ３８が回転すると、
磁性トナーは該スリーブ３８表面に磁気的に吸引
され、上方に汲み上げられる。スリーブ３８の上
部には、第１帯電部材４１がスリーブ３８に間隙
d₁を有して配設されており、該第１帯電部材４１
の直前には第２帯電部材４２が間隙d₂を有して配
設されている。ここで間隙d₂，d₂の関係はd₁＜d₂
となるように定められている。第１、第２帯電部
材４１，４２は導電性材質で構成されており、直
流電源Ｅに接続されており、潜像とは逆極性の電
圧が印加されている。スリーブ３８上の磁性トナ
ーは、まず第２帯電部材４２によつて帯電される
が、過剰の磁性トナーは第１帯電部材４１につ
て、移動を阻止される。もちろん、この第１帯電
部材４１はトナー量規制のためのドクターとして
の役割を果している。所定量の磁性トナーは第１
帯電部材４１によりさらに帯電され、十分な電荷
を有して現像部へ磁気的に搬送される。ところ
で、第２帯電部材４２は第４図に示したように板
に長穴が形成されており、第１帯電部材４１と第
２帯電部材４２との間に架設された支持板４３と
によつてトナー循環通路が形成されている。この
循環通路の中に時計方向に回転する羽根車４４が
設置されている。この羽根車４４は、第１帯電部
材４１によつて除去された磁性トナーを循環通路
を通して容器へ戻すのを促進している。羽根車４
４は粉体等をその回転軸と直角方向に移動させる
ことの出来るものであれば何でも使用可能である
が、トナーがこれに付着しない材質が必要であ
る。例えば非磁性の物質で構成し、場合によつて
は、トナーとの相対運動を利用して、トナーを静
電潜像とは逆極性に摩擦帯電させるように材質を
選定することも出来る。羽根車４４の回転方向
は、それが設けられた場所や、羽根車の種類によ
つて適宜決まるものであり、またその数も１個に
は限定されるものではない。そして、この羽根車
４４を磁性トナーが通過する時、トナーをその回
転軸方向に撹拌させるようなものを使用すると、
トナーの帯電をより一層効果的に行わせることが
出来る。

第８図は第１発明のさらに別の実施例を示すも
ので、その特徴とするところは、帯電部材を複数
個設けたことである。２つの回転ローラー４５，
４６間に導電性シリコンゴムの如き可撓性のエン
ドレスベルト４７が張設されており、矢印方向に
回転されている。駆動はローラー４５の方を図示
しない駆動装置によつて行われており、エンドレ
スベルト４７の上面を引張り勝手になるようにし
て、トナー補給及び帯電部分を出来る丈平面にし
ている。エンドレスベルト４７の上面には非磁性
の１成分トナーを貯蔵したホツパー４８が設けら
れており、その出口端には第１帯電部材４９、内
側に３つの帯電部材５０，５１，５２がそれぞれ
所定の間隔を保つて配設されている。３つの帯電
部材５０，５１，５２を総称して第２帯電部材と
する。各帯電部材４９〜５２のエンドレスベルト
４７との間隙はそれぞれd₁，d₂，d₃，d₄で、これ
らの関係d₁＜d₂＜d₃＜d₄となるように定められて
いる。そして第２帯電部材５０，５１，５２は、
第４図に示す構造であるが、それぞれの長穴５
３，５４，５５は順次その穴が大きくなるように
形成され、トナーの循環通路を形成している。図
において、第１、第２帯電部材はそれぞれ平行に
傾斜して設けられているがこれに限定されること
はない。第１、第２帯電部材４９〜５２は、導電
性の材質から構成され、それぞれ所定の電圧が印
加されている。もちろん、電圧の印加されない、
摩擦帯電可能なブレードでも同様に実施出来る。
さて、ホツパー４８からエンドレスベルト４７に
補給されたトナーは帯電部材５２によつて帯電さ
れ、次いで帯電部材５１によつて２次帯電される
が過剰トナーは矢印方向にトナー循環通路を通つ
てホツパー４８内に戻される。帯電されたトナー
は帯電部材５０により３次帯電されるが過剰トナ
ーは同様にホツパー４８に戻される。同様にし
て、最後の第１帯電部材４９はトナーの最終的な
搬出量を規制するものであり、ここで十分に帯電
されて、現像部へ送り出される。各帯電部材４９
〜５１によつて除去されたトナーは共通のトナー
循環通路を通つてホツパー４８に戻される。戻さ
れたトナーは帯電されているために、次にエンド
レスベルト４７によつて搬出される時には、帯電
を十分に行われることを保証する。

さて、帯電されたトナーは、エンドレスベルト
４７の下面において感光体ドラム又は静電記録体
ドラム５６と接触させられ、その上に形成された
静電潜像を現像する。現像時、地肌汚れ防止、又
は画像濃度制御のために、エンドレスベルト４７
にバイアス電圧を印加するため、ローラー４５に
電源を接続している。

なお、この場合、トナー循環通路内に第７図に
おいて説明した羽根車を設置することも出来る。

以上のように、本発明によれば、１成分トナー
を少なくとも２つの帯電部材によつて帯電させる
ので十分な帯電を行わせることが出来、帯電不足
による地肌汚れや、低コントラスト部の再現不良
を完全に防止することが出来る。そして、過剰の
トナーを第２帯電部材等によつて帯電させて、ト
ナー貯蔵部へ戻すようにしたので、ホツパー内に
おいてトナーを積極的に一方極性に帯電している
ため、トナー粒子間に作用する静電的反撥力によ
り、トナー凝集を防止するばかりでなく、予備帯
電されているので、そのトナーを使用する場合に
は、十分な帯電を行うことが出来る。また、トナ
ー供与部材としてのスリーブやエンドレスベルト
上のトナー層の表層のみではなく、全体的に帯電
させることが出来るので現像時、十分な作用を行
わせ濃度を上げることが出来る。さらにまた、従
来のようにトナー層厚を薄くしなければならない
という制約がないために、現像余裕度の広い現像
が行えるという利点を有している。

そして、第２の発明によれば過剰のトナーを帯
電してホツパー等に戻す際に、その循環を促進さ
せる回転部材を設けたことにより、帯電部材にる
トナー帯電の効率を上げることが出来ると共に、
負荷を軽減することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の現像装置の断面図、第２図は本
発明の実施例を示す電子写真複写装置の概略構成
図、第３図は第２図に示す現像装置の拡大部分断
面図、第４図は第２帯電部材の斜視図、第５図及
び第６図は本発明の変形実施例を示す現像装置の
断面図、第７図及び第８図は本発明の別の実施例
を示す現像装置の断面図である。 １４，３７……現像装置、１５……現像ローラ
ー、１６，４８……ホツパー、１７，３１，３
３，４１，４９……第１帯電部材、１８，３２，
３４，４２，５０，５１，５２……第２帯電部
材、３８……スリーブ、４４……羽根車、４７…
…エンドレスベルト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 成分現像剤を担持して回転する現像剤供与部
   材と、該現像剤供与部材の上方に配置され、該現
   像剤供与部材に上記１成分現像剤を供給する現像
   剤補給部材と、上記現像剤補給部材の現像剤出口
   近傍であつて現像剤供与部材に近接して設けられ
   た、現像剤層規制兼帯電ブレードである第１帯電
   部材と、該第１帯電部材と上記現像剤供与部材と
   の間隙よりも大きい間隙をもつて、上記第１帯電
   部材よりも上記現像剤供与部材上の現像剤の移動
   方向の上流における上記現像剤補給部材内に設け
   られ上記第１帯電部材によつて除去された過剰の
   現像剤を現像剤補給部材に戻す循環通路の形成さ
   れた第２帯電部材とから成ることを特徴とする静
   電潜像現像装置。 ２ １成分現像剤を担持して回転する現像剤供与
   部材と、該現像剤供与部材の上方に配置され、該
   現像剤供与部材に上記１成分現像剤を供給する現
   像剤補給部材と、上記現像剤補給部材の現像剤出
   口近傍であつて現像剤供与部材に近接して設けら
   れた、現像剤層規制兼帯電ブレードである第１帯
   電部材と、該第１帯電部材と上記現像剤供与部材
   との間隙よりも大きい間隙をもつて、上記第１帯
   電部材よりも上記現像剤供与部材上の現像剤の移
   動方向の上流における上記現像剤補給部材内に設
   けられた上記第１帯電部材によつて除去された過
   剰の現像剤を現像剤補給部材に戻す循環通路の形
   成された第２帯電部材と、上記循環通路内にあつ
   て現像剤の移動を促進する回転部材とから成るこ
   とを特徴とする静電潜像現像剤置。