JP2860104B2 - 現像装置 - Google Patents

現像装置

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JP2860104B2
JP2860104B2 JP63237892A JP23789288A JP2860104B2 JP 2860104 B2 JP2860104 B2 JP 2860104B2 JP 63237892 A JP63237892 A JP 63237892A JP 23789288 A JP23789288 A JP 23789288A JP 2860104 B2 JP2860104 B2 JP 2860104B2
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英俊 矢野
純一 寺井
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  • Developing For Electrophotography (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、現像装置に係り、特に、現像剤を現像剤担
持体により現像領域に搬送せしめて、潜像担持体上に形
成された静電潜像にトナーを供給することにより現像を
行なうようにした現像装置に関する。
(従来の技術) 一般に、電子写真複写機などに設置されている2成分
現像剤を使用する磁気ブラシ現像装置においては、現像
タンク内の現像剤を現像剤担持体上に穂立ちさせて磁気
ブラシを形成するとともに、その磁気ブラシを現像領域
に搬送し、その穂端部を潜像担持体側に摺接せしめ、こ
れにより静電潜像を現像し可視化するようにしている。
現像剤は、磁性キャリアとトナーとから構成されてお
り、所定の電位状態にある静電潜像に対して一定の極性
関係にあるように帯電されたトナーを、静電潜像側に選
択的に移行させることにより現像が行なわれるようにな
っている。
また現像剤担持体側には、静電潜像およびトナーの各
帯電状態と所定の関係にある現像バイアスが印加されて
おり、この現像バイアスによって地肌部へのトナー汚れ
を防止するなど、画像に対してトナーが良好に選択的に
移行されるようにしている。
第7図は、ベタ潜像電位による電界強度分布の一例を
示した模式図である。本図に示されるように、ベタ画像
部においては、トナーを現像剤担持体側から潜像担持体
側に向かって吸引する現像電界が形成されているととも
に、それ以外の地肌部、特に上記ベタ画像部の周辺部に
は、トナーを現像剤担持体側に押しやる方向の逆電界が
形成されているものである。これらの電界の強さは、上
記現像バイアスの値によって定められることとなる。
また第8図は、潜像担持体1と現像剤担持体2との間
に現像電界が作用されている場合において、磁気ブラシ
3中のトナー粒子が潜像担持体1側に移動される状態を
示した模式図である。本図に示されるように、現像電界
によってトナー粒子3aは、現像剤担持体2側から穂立ち
されたキャリア粒子3bの穂端側に向かって移動されるこ
ととなり、その結果トナー粒子3aは潜像担持体1側へ良
好に移行されていく。
(発明が解決しようとする課題) 一方第9図には、潜像担持体1と現像剤担持体2との
間に逆電界が作用されている場合が示されている。この
ような逆電界は、上述のように地肌部およびベタ画像部
の周辺に形成される。そしてこの逆電界によってトナー
粒子3aは、現像剤担持体2側すなわち穂立ちされたキャ
リア粒子3bの根元側に向かって移動され、その結果キャ
リア粒子3bの穂端部にはトナー粒子3aが少なくなる。特
に、逆電界が強く形成されるベタ画像部の周辺部では、
キャリア粒子3bの穂端部にトナー粒子3aが存在しなくな
ることもある。
このように磁気ブラシ3が、その穂端部にトナー粒子
が少なくなったり存在しなくなった状態で現像領域に入
り込んでいき静電潜像に接触すると、良好な現像作用が
行なわれなくなって、濃度の淡い画像しか得られなくな
ったり画像にいわゆる白抜けが発生したりする。さら
に、キャリア粒子はトナー粒子と逆極性に帯電されてい
るため、キャリア粒子の穂がすでに現像が行なわれた画
像部に接触すると、画像部のトナーが再びキャリア側に
取られてしまうこともある。この場合、キャリア側に所
定量のトナーが付着されていれば、キャリアとトナーと
の間に生じる電気力線は閉じた系を形成することとな
り、外部に対して電気力を作用させることはない。しか
し、上記のような逆電界力によってトナー量が少なくな
って来ると、キャリアの帯電電荷の力が外部に作用する
こととなる。このような傾向は、キャリアの抵抗値や誘
電率が大きくなるほど強くなり、キャリアの放電時定数
τ(=ρε)に依存する。
以上のような問題を解消するため、現像ギャップを狭
小化させたり現像剤を低抵抗化させたりするなどの手段
が考えられている。しかしながらこれら両手段とも白抜
けを十分に低減させることができない上に、現像ギャッ
プを狭小化させる場合には現像特性が変動されてしま
い、また現像剤を低抵抗化させる場合には環境変動に対
する安定性が低下されてしまうという問題がある。
そこで本発明は、地肌部、特にベタ画像の周辺部に発
生する白抜け現象を簡易な構造で良好になくすことがで
き、高品質な画像を安定的に得ることができるようにし
た現像を提供することを目的とする。
(課題を解決すべき手段) 上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、潜
像担持体に近接するように現像剤担持体を設置してこれ
ら両部材の対向部分に、上記現像剤担持体上の磁気ブラ
シによる現像領域を形成するとともに、上記現像剤担持
体によりトナーとキャリアとからなる現像剤を現像領域
に搬送せしめ、上記現像剤担持体に現像バイアス電圧を
印加する第1のバイアス印加手段を設け、該現像バイア
ス電圧により潜像担持体上に形成された静電潜像に現像
剤担持体側からトナーを供給し現像を行うようにした現
像装置であって、上記現像領域の現像剤搬送方向上流側
部分に電極板を設置し、この電極板に上記現像剤担持体
上の現像剤中のトナーを上記磁気ブラシの表層部分に引
き寄せるバイアス電圧を印加する第2のバイアス印加手
段を設け、上記第1、第2の現像バイアス印加手段の出
力を制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
(作用) 請求項1に記載された構成を有する手段においては、
磁気ブラシが現像領域に搬入されるまであるいは搬入直
後までは、磁気ブラシ中のトナー粒子が電極板によって
穂端部側に引き寄せられることとなり、逆電界力による
現像剤担持体側へのトナー引き付け作用が弱められるよ
うになっている。
(実 施 例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
第2図は、本発明を適用した現像装置11を示してい
る。2成分現像剤を収容しているケーシング12の後端側
(図中右端側)には、トナーホッパー部13が設けられて
おり、このトナーホッパー部13に対して、トナーカート
リッジ14が着脱自在に装着されている。該トナーカート
リッジ14内には、内部に蓄えられた新規トナーを撹拌す
るアジテータ15が装着されているとともに、このトナー
ホッパー部13の下方部に設けられた出口部には、トナー
補給ローラ16が軸支されている。そして、アジテータ15
の撹拌作用によりトナーカートリッジ14から送り出され
るトナーは、トナーホッパー部13に一旦蓄えられた上で
トナー補給ローラ16の間欠回転駆動によって、上記ケー
シング12内に設けられたパドルホイール17の近傍に所定
量ずつ送給されていく。
また上記パドルホイール17の前方側(図面左方側)に
は、現像剤担持体としての現像ローラ18が配置されてお
り、パドルホイール17により撹拌されながら現像ローラ
18上に汲み上げられたトナーとキャリアとからなる現像
剤は、現像ローラ18の中空スリーブ内に設置されたマグ
ネット19によってスリーブ表面上に穂立ちされ、磁気ブ
ラシ20を形成するようになっている。この磁気ブラシ20
は矢印方向に搬送され、その搬送方向下流側に、現像剤
規制部材としてのドクターブレード21が配置されてい
る。このドクターブレード21は、磁気ブラシ20の穂高さ
すなわち現像剤の量を規制する機能を有している。また
上記ドクターブレード21により掻き落とされた余剰現像
剤は、該ドクターブレード21の直後に設置されたセパレ
ータ22および撹拌スクリュー23により横撹拌されなが
ら、パドルホイール17側に再び戻されている。
さらに上記現像ローラ18を形成する中空スリーブは、
その前端外表面側の一部が、ケーシング12の前端開口部
から潜像担持体としての感光体ドラム24側に対面するよ
うに露出されており、特に第1図に示すように、現像ロ
ーラ18と感光体ドラム24との対向部分に現像領域25が形
成されるようになっている。そしてこの現像領域25内に
おいて、磁気ブラシ20の穂端部が感光体ドラム24の表面
上に接触されることにより現像作用が行なわれることと
なる。なお本実施例では、上記感光体ドラム24は矢印の
方向に向かってVp(mm/sec)で搬送されるように回転駆
動されているとともに、現像ローラ18は矢印の方向に向
かってvs(mm/sec)で搬送されるように回転駆動されて
おり、両者の関係がvs>vpとなるように設定されてい
る。
さらにまた、上記現像領域25の磁気ブラシ搬送方向上
流側部分には、磁気ブラシ20を形成する現像剤中のトナ
ーを磁気ブラシ20の表層部分に引き寄せる電極板30が設
置されている。この電極板30は、現像ローラ18の回転軸
方向に所定の長さを備えるとともに磁気ブラシ20の搬送
方向に所定の幅を備える導電性材質の薄板部材から形成
されている。その薄板部材の表面上には絶縁層をコーテ
ィングすることもできる。この電極板30は、磁気ブラシ
20の穂端部に接触あるいは近接される状態にて配置され
ており、現像領域25の境界部まで延在されている。この
ような電極板30には、トナーの帯電極性と逆極性を備え
るバイアス電圧が電源回路31により印加されており、こ
のバイアス電圧によって磁気ブラシ20すなわち現像剤中
のトナーが磁気ブラシ20の表層部分に引き寄せられるよ
うになっている。
このような実施例においては、特に第3図に示される
ように、磁気ブラシ20が現像領域25内に搬入される直前
まで、磁気ブラシ20中のトナーは、電極板30の電界力に
よって地肌部による逆電界力に抗して磁気ブラシ20の表
層部分に引き寄せられることとなる。このため、磁気ブ
ラシ20の穂端部にトナー粒子が少なくなったり存在しな
くなってしまうような状態は回避され、正常な状態で磁
気ブラシ20が現像領域25内に入り込んで静電潜像に接触
されることにより、良好な現像作用が行なわれることと
なる。したがって、従来のように濃度の淡い画像しか得
られなくなったり画像にいわゆる白抜けが発生したりす
ることが防止される。
さらに上記のように磁気ブラシ20がキャリアのみの状
態となることが回避されることとなるため、キャリアの
みからなる穂がすでに現像が行なわれた画像部に接触す
ることはなくなり、その結果画像部のトナーが再びキャ
リア側に取られてしまうような事態が防止される。また
このようにトナーが良好に分布された磁気ブラシ20を得
ることによって、ベタ画像部の画像濃度が高められるこ
ととなり、一層白抜けのない均質な画像を形成すること
が可能となる。なお画像濃度は、電極板30に印加されて
いるバイアス電圧値を調整することによって所望値にな
すことができる。
また、第4図に示される実施例においては、電極板40
が一定の曲率で湾曲するように形成されており、これに
よって上記電極板40が現像ローラ18の曲率に沿って配置
されるようになされることとなる。このような構成とす
ると、電極板40を感光体ドラム24側に接触させることな
く長尺状に延在させることができ都合がよい。
さらに第5図に示される実施例では、電極板50に対し
てバイアス印加装置51が付設されているとともに、この
バイアス印加装置51には、作像タイミングに基づいて出
力制御を行なう制御装置52が付設されている。非画像領
域に対して現像剤が接触されるときに上記制御装置52に
よってバイアス印加装置51から発せられるバイアス電圧
がトナーと同極性側に切り替えられるように構成されて
いる。このような実施例によれば、現像動作が行なわれ
ないときにはトナー粒子が現像ローラ18側に移動され、
これにより上記電極板50上に付着されたトナーが除去さ
れてトナーの固着が防止され、トナー間の摩擦による逆
帯電トナーの発生などの不都合を回避させることができ
る。現像ローラ18に現像バイアスを印加するバイアス印
加装置53に対しても、作像タイミングに基づいて出力制
御を行なう制御装置54が付設されている。このような制
御装置54により現像バイアスの出力を制御することによ
って上述した電極板50上における付着トナーの除去動作
をより一層効果的に行なわせることが可能となる。なお
上記各バイアス印加装置51,53は、2種以上の互いに異
なるバイアス値を出力することができるように回路構成
されている。。
さらにまた第6図に示されている実施例においては、
電極板60が現像領域の一部にかかるようにして設置され
ている。このような実施例においても上記各実施例と同
様な作用・効果を得ることができる。なお本実施例にお
いては、電極板60の感光体ドラム24側に接触される部分
が絶縁処理されており、これにより静電潜像のリークが
防止されるようになっている。絶縁処理としては、ポリ
エチレンテレフタレート(PET)にアルミニウムを蒸着
することなどを採用することができる。
上記各実施例において、電極板へのバイアスに交流を
重畳させることとすれば、白抜けの改良など同様な効果
を得ることができると同時に交流電圧の作用によって電
極板へのトナー付着を防止することも可能となり都合が
よい。
なお、本発明は、正転現像あるいは反転現像にかかわ
らず適用しうるものである。
(発明の効果) 以上述べたように、請求項の1に記載された発明によ
る現像装置は、地肌部特にベタ画像部の周辺部に生じる
逆電界によって磁気ブラシ中のトナーが深層部内に入り
込んでしまうことがないように、トナーを磁気ブラシの
表層部に引き寄せる電極板を現像領域の上流側に設置し
てなるうえに、制御手段が作像タイミングに基づいてバ
イアスの出力を制御するから、上記逆電界に抗してトナ
ー粒子を良好な分布状態に維持させることができるとと
もに作像領域に応じてバイアス電圧を適宜制御すること
により電極板に付着したトナーを除去してトナーの固着
を防止することができることに加え、電極板に印加する
バイアス電圧に交流成分を重畳するので、電極板へのト
ナー付着を防止して付着トナーによる逆帯電トナーの発
生を防止できるから、トナー間の摩擦により逆帯電トナ
ーが発生することを防止できるので、簡易な構造で、地
肌部特にベタ画像の周辺部に従来発生しがちであった白
抜け現象を良好にすくすことができると同時に、ベタ画
像部の画像濃度を一層高めることができ、高品質な画像
を安定的に得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における現像装置の一部を拡
大して示した模式的説明図、第2図は現像装置の全体を
示した概略的縦断面図、第3図は電極板の作用を示した
模式的説明図、第4図は本発明の他の実施例における現
像装置の一部を拡大して示した模式的説明図、第5図お
よび第6図は本発明のさらに他の実施例における現像装
置の一部を示した模式的説明図、第7図はベタ潜像電位
により形成される電界強度分布の一例を示した模式的分
布図、第8図は潜像担持体と現像剤担持体との間に現像
電界が作用されている状態を示した模式的説明図、第9
図は潜像担持体と現像剤担持体との間に逆電界が作用さ
れている状態を示した模式的説明図である。 11……現像装置、18……現像ローラ、24……感光体ドラ
ム、25……現像領域、30,40,50,60……電極板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢野 英俊 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (72)発明者 寺井 純一 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (72)発明者 小川 朋子 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 昭57−177170(JP,A) 特開 昭53−110844(JP,A) 特開 昭53−116844(JP,A) 特開 昭58−70258(JP,A) 特開 昭58−70259(JP,A) 特開 昭58−156973(JP,A) 特開 平1−186986(JP,A) 特開 平1−186987(JP,A) 実開 昭61−42552(JP,U) 実開 昭62−170955(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 15/06 - 15/095

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】潜像担持体に近接するように現像剤担持体
    を設置してこれら両部材の対向部分に、上記現像剤担持
    体上の磁気ブラシによる現像領域を形成するとともに、
    上記現像剤担持体によりトナーとキャリアとからなる現
    像剤を現像領域に搬送せしめ、上記現像剤担持体に現像
    バイアス電圧を印加する第1のバイアス印加手段を設
    け、該現像バイアス電圧により潜像担持体上に形成され
    た静電潜像に現像剤担持体側からトナーを供給し現像を
    行うようにした現像装置であって、上記現像領域の現像
    剤搬送方向上流側部分に電極板を設置し、この電極板に
    上記現像剤担持体上の現像剤中のトナーを上記磁気ブラ
    シの表層部分に引き寄せるバイアス電圧を印加する第2
    のバイアス印加手段を設け、上記第1、第2の現像バイ
    アス印加手段の出力を制御する制御手段を設けた現像装
    置において、 上記第2のバイアス印加手段は上記電極板に交流成分を
    重畳したバイアス電圧を印加し、上記制御手段は作像タ
    イミングに基づいて上記第1のバイアス印加手段または
    上記第2のバイアス印加手段の出力を制御することを特
    徴とする現像装置。
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