JPH0315874A - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電子写真装置等に使用する現像装置に係り
、特に電界カーテンの作用を利用した現像装置に関する
ものである． ［従来の技術及びその問題点コ 従来より、複写機，ファクシミリ，プリンタ等において
広く利用されている電子写真装置に使用される現像装置
としては、カスケード法やマグネットブラシ法等による
二戒分式の現像装置や、米国特許第２７２５３０４号に
示されるパウダクラウド法，特公昭４１−９４７５号公
報に示されるタッチダウン法，特公昭４５−２８７７号
公報に示されるインプレッション法，特公昭５４−３６
２４号公報に示されるジャンピング法等による一成分式
の現像装置が知られている。

そして、近年においては、上記のような電子写真装置に
おいてカラー化が要求されるようになり、感光体等の像
担持体に様々な色彩の現像剤を重ねて現像させるため、
像担持体に現像剤担持搬送体等を接触させないで、現像
剤を像担持体に供給して現像を行える現像装置が注目さ
れるようになった。

ここで、このように感光体等の像担持体に現像剤担持搬
送体等を接触させないで、現像剤を像担持体に供給して
現像を行える従来の現像装置としては，パウダクラウド
法やジャンビング法等による現像装置が知られている． しかし、上記のパウダクラウド法による現像装置におい
ては、帯電したトナーを空気流で噴霧してトナー雲を形
威し、このトナー雪中に静電潜像が形或された像担持体
を通してトナーを供給するため、装置が複雑になり大型
化すると共に、空気中に漂うトナー雲の制御も困難であ
る等のｒ：′ｉ題があった． また、ジャンビング法による現像装置においては、トナ
ーが現像剤担持搬送体と像担持体との間で激しく往復運
動するため、高解像度のものが得難い上、重ね現像させ
てカラー化させる際に様々な色彩のトナーが混ざり合っ
てしまうという問題があった． このため、近年においては、上記のように感光体等の像
担持体に非接触状態で現像剤を供給して現像を行う現像
装置として、特開昭４７−４７８１１号公報，特開昭５
８−２０２２１７号公報，特開昭５９−１７６７５５号
公報，特開昭５９−１８１３７１号公報，特開昭５９〜
１８９３６７号公報，特開昭６３−１３０６８号公報等
に示されるように、電界カーテンの作用を利用した現像
装置が開発されるに至った。

そして、上記のような電界カーテンの作用を利用した現
像装置は、基本的には、第５図に示すように、電極（１
〉間に交番電圧電源（２）から交番電圧を印加して、電
ｉ（１）間に同図に破線で示すような電気力線をもった
交番不平等電界を作用させ、この交番不平等電界によっ
て帯電したトナー（３）を飛翔させながら像担持体と対
面する現像領域まで搬送させ、この現像領域において、
上記電界カーテンの作用により飛翔したトナーを像担持
体の静電潜像箇所に供給するようになっている。

ここで、上記電界カーテンの作用を第５図に基づいてよ
り具体的に説明すると、上記のように交番電圧電源（２
）から交番電圧が電極（１）に印加されて電気力線が形
成された電界域に、上記のように帯電したトナー（３）
が近づくと、この帯電したトナー（３）は、上記電気力
線に沿った方向の交番電気力を受け、上記トナー（３）
はほぼ上記の彎曲した電気力線に沿って振動するように
なる。

そして、上記トナー（３）は重力等の外力Ｆｅの池に、
上記振動の半周期ごとに電気力線の接線方向に対して外
向きに垂直な遠心力Ｆｃを受け、さらに電気力線に沿っ
た平均グラジエント力Ｆｇを受けるようになる．ここで
、上記遠心力Ｆｃは電気力線の方向の空間的変化に起因
し、また平均グラジエントカＦｇは電気力線の密度の空
間的変化に起因して作用し、これらはともに電界が不平
等でかつ交番的であることがら発生する。

ここで、定在波電界カーテンによって上記のように帯電
したトナー（３）に作用する電気力学的力Ｆｒ　（＝Ｆ
ｃ＋Ｆｇ）は、次のように示される。

Ｆ　ｒ　＝　−　ｇ　ｒ　ａ　ｄ　ＩＦ．＝−Ｋ　［　
（ｇｒａｄ）ｂ　（ｆ２）］（但し、？．＝Ｋｂ　ｆ２
） ここで、ｍ　［Ｋｇ］はトナー粒子の質量、ａ［ｍコは
トナー粒子の半径、ｑ［ｃｌはトナー粒子の帯電量、ω
［９−’］は電源角周波数、η［　Ｎ　−　ｓ　／　ｍ
”コは空気粘性抵抗、Ｅ［Ｖ／ｍ］は電界強度、Ｖ［Ｖ
］は印加電圧、ｂ　［ｒｎ）は隣接電極表面間最短距離
、Ｅ　ＱＩＩＬＸ　　［　Ｖ　／　ｍ　］は電極表面上
の最大電界強度、ζ＝（Ｖ／ｂ）／Ｅ　ｗａｘは電界利
用率、ｆ＝Ｅ／（Ｖ／ｂ）は規格化電界、（ｇｒａｄ）
ｂはｂで規格化した座標系（ｒ／ｂ，ｚ／ｂ）における
ｇｒａｄである。

すなわち、電界カーテンによる力は、トナー粒子の質量
ｍ，　トナー粒子の半径ａ，トナー粒子の帯電Ｊｔｑか
らなるトナー粒子側の条件と、電界強度Ｅ，電源周波数
ｆ（＝Ｏ），／２π）の外部条件に左右され、これらを
うまく調整することによって、トナー粒子を宙に舞い上
がらせることも可能になるのである． そして、電界カーテンの作用を利用した現像装置におい
ては、このようにして電界カーテンの作用により飛翔さ
せたトナーを、像担持体にソフトに接触して像担持体に
形成された！ＩＰ電潜像箇所に供給させることができ、
前記のような従来の像担持体に非接触状態で現像剤を供
給して現像を行う現像装置に比べ、重ね現像によるカラ
ー化がうまく行えるようになった．しかし、このように
電界カーテンの作用を利用した現像装置においては、ト
ナーを飛翔させながら搬送させるにあたり、トナーを十
分に帯電させる必要があった． このため、従来においては、特開昭５８−２０２２１７
号公報、特開昭６３−１３０６６号公報等に示されるよ
うに、電界カーテンを作用させる電極群の一部を露出さ
せ、この露出した電極群によってコロナ放電を行い、ト
ナーを強制的に帯電させるようにする等の方法が採られ
ていた。

しかし、このようにコロナ放電によりトナーを帯電させ
て、トナーを電界カーテンの作用によって搬送させるに
は、電極に非常に高い電圧を印加しなければならず、こ
れが誘電体に短期間に絶縁劣化を生じさせて、装置の寿
命を短縮させたり、またこれによってオゾンが発生した
り、騒音が発生したりするという問題があった。

また、適正な荷電量に帯電されていないトナーを電界カ
ーテンの作用によって飛翔させながら搬送させようとし
た場合、不良帯電トナーが飛散したり、形或される画像
に不良帯電トナーによるかぶりが生じる等の問題があっ
た。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は、電子写真装置等に使用する現像装置におい
て、感光体等の像担持体に非接触状態で現像剤を供給し
て現像を行う場合における上記のような問題を解決する
ことを課題とするものである． すなわち、この発明は、感光体等の像担持体に非接触状
態で現像剤を供給して現像を行う現像装置において、従
来のパウダクラウド法やジャンビング法による現像装置
のような問題がない電界カーテンの作用を利用して、現
像剤を感光体等の像担持体に非接触状態で供給するにあ
たり、現像剤を搬送させるために、非常に高い電圧を印
加させて現像剤を荷電させたりする必要がなく、またト
ナーを浮遊させて搬送することがないため、現像剤を感
光体等の像担持体に安定して搬送させることができると
共に、搬送時に現像剤が飛散したり、こぼれたりするこ
ともなく、形成される画像にかぶりが生じたりすること
もない現像装置を提供することを課題とするものである
。

［課題を解決するための手段コ この発明は、上記のような課題を解決するため、現像剤
担持搬送体を駆動させて現像剤を像担持体に搬送する現
像装置において、上記現像剤担持搬送体上に電界カーテ
ン発生用の電極を設けると共に、この現像剤担持搬送体
が上記像担持体と対面する現像領域においてのみ、上記
電界カーテン発生用の電極に交番電圧を印加させる交番
電圧印加手段を設けるようにしたのである。

［作用］ このように構成された現像装置においては、現像剤を像
担持体と対面する現像領域に搬送させるにあたり、電界
カーテンは作用させずに、現（ＩＰｃ剤担持搬送体を駆
動させて現像剤を搬送させるようにしており、現像剤を
電界カーテンの作用によって荷電させながら飛翔させて
搬送させる場合のように、電界カーテンを作用させる電
極に非常に高い電圧を印加させる必要がなく、また搬送
時におけるトナーの飛散が少なくなる， そして、現像剤担持搬送体によって搬送された現像剤が
、像担持体と対面する現像領域に達すると、現像剤担持
搬送体上に設けられた電界カーテン発生用の電極に、上
記交番電圧印加手段から交番電圧を印加して電界カーテ
ンを作用させ、現像領域に搬送された上記現像剤をこの
電界カーテンを作用によって飛翔させ、像担持体の潜像
置所に非接触の状態で現像剤を供給するようになってい
る． ［実施例］ 以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて具体的に
説明する． この実施例に係る現像装置（１０〉においては、第１図
に示すように、現像剤（１２）を搬送させる現像剤担持
搬送体（１１〉として円筒状に形威されたものを用い、
この現像剤担持搬送体（１１）をドラム状になった像担
持体（３０）に対向するようにして配すると共に、この
現像剤担持搬送体〈１ｌ〉を上記像担持体（３０）と反
対方向に回転させるようにしている． そして、この現像剤担持搬送体（１１）の外周面におい
ては，ポリカーボネート，ナイロン，フッ素系樹脂，ポ
リアセタール，フェノール．ボリエチレン等の合戒樹脂
や、ニトリルゴム，シリコンゴム，スチレンゴム．ブタ
ジエンゴム等のゴムからなる絶縁性材料から構成された
絶縁Ｍ　（１３）の表面もしくは表面近傍の周面に、線
状に形成された電界カーテン発生用の電極〈１４〉を、
現像剤担持搬送体（１ｌ〉の軸方向と平行に等間隔で多
数配列させるようにしている。

また、このように現像剤担持搬送体（１ｌ）上に設けら
れた電界カーテン発生用の電極（１４）に、交番電圧を
像担持体（３０）と対面する現像領域においてのみ印加
させる交番電圧印加手段（１５）を設けるにあたり、こ
の実施例のものにおいては、第２図及び第３図に示すよ
うに、上記の電界カーテン発生用の電極（１４）と対応
するようにして、現像剤担持搬送体（１１）の側端面に
、側方に凸部を有するようにして折り曲げ加工された導
電性弾性板（１５ａ）を設け、この導電性弾性板（１５
ａ＞を電界カーテン発生用の電極ク１４）に接続させる
ようにしている． さらに、上記現像剤担持搬送体（１１）内に内部ローラ
（１５ｂ）を回転しないようにして内装させると共に、
像担持体（３０〉と対面する現像領域においてのみ、こ
の内部ローラ（１５ｂ）の側端面に、交番電圧電源（１
５ｄ）に接続された固定電極（１５ｃ）を所要数設け、
これらの固定電極（１５ｃ）と、電界カーテン発生用の
電極（１４〉に接続された上記導電性弾性板（１５ａ）
とが接触するようにしている． そして、このような状態で現像剤担持搬送体（１ｌ）が
回転すると、電界カーテン発生用の電極（１４〉に接続
された導電性弾性板（１５ａ）が、像担持体（−３０）
と対面する現像領域において、上記内部ローラ（１５ｂ
）の側端面に設けられた固定電極（１５ｃ）と接触しな
がら回転し、この固定電極＜１５ｃ）に接続された上記
交番電圧電源（１５ｄ）から、上記導電性弾性板（１５
ａ）を介して、現像領域における電界カーテン発生用の
電［！　（１４）にのみ交番電圧が印加され、現像領域
においてのみ電界カーテンが作用するようになっている
．そして、この実施例の現像装置（１０）においては、
上記現像剤担持搬送体（１１）より後方、すなわち、像
担持体（３０〉から離れた位置にある現像剤収容部（１
６）に現像剤（１２〉を収容させるようにし、この現像
剤収容部〈１６）の上方に設けられたホッパー（ｌ７）
より現像剤（１２〉を補給させるようにしている． ここで、ホッパ−（１７〉より現像剤（１２）を現像剤
収容部（ｌ６）に補給するにあたっては、ホッパ−　（
１７）内に設けられた攪拌部材（１８〉によって現像剤
〈１２〉を攪拌すると共に、このホッパー（１７）と上
記現像剤収容部（ｌ６）との間に設けられた補給ローラ
（１９）を回転させて、適当量の現像剤（ｌ２）を上記
現像剤収容部（１６）内に補給するようにしている． そして、このように現像剤収容部（１６）内に収容され
た現像剤（１２）を、上記現像剤担持搬送体（１ｌ）に
供給するにあたっては、この現渫剤収容部（１６）内に
設けられた第１及び第２の攪拌羽根（２０ａ　）　．　
（２０ｂ　）を回転させて、現像剤（ｌ２）を混合攪拌
させながら現像剤担持搬送体（１１）上に供給するよう
になっている． このようにして現像剤担持搬送体（１１）上に供給され
た現像剤（１２）は、現像剤担持搬送体（１１〉の回転
に伴って像担持体（３０）側に搬送され、像担持体（３
０）と対面する現像領域に導かれる途中の段階で、この
現像装置（１０）内に設けられたブレード（２１）によ
って、現像剤担持搬送体＜１１）上で圧接されて荷電さ
れると共に、現像剤担持搬送体（１１〉上における現像
剤（１２）の層厚が適当な量に規制されるようになって
いる． そして、このように荷電された現像剤（１２）が、現像
剤担持搬送体（１ｌ〉の回転に伴って像担持体（３０）
と対面する現像領域に搬送されると、この現像領域にお
いては、上記のように交番電圧電源（１５ｄ）に接続さ
れた固定電！（１５ｃ）と電界カーテン発生用のｔ極（
ｌ４）に接続された導電性弾性板（１５ａ）とが接触し
、現像剤担持搬送体（１１）上に設けられた電界カーテ
ン発生用のｔ極（１４）に、交番電圧電源（１５ｄ）か
らの交番電圧が印加されて、電界カーテンが作用するよ
うになる。

そして、この電界カーテンの作用により、上記のように
荷電された現像剤（１２）が、．電界カーテン発生用の
電極（１４）間を飛翔しながら搬送・され、像担持体（
３０）上に形戒された静電潜像箇所に吸着されて、像担
持体（３０〉上にトナー像が形成されるようになる。

このようにして像担持体（３０）に現像剤（１２）を供
給した後は、現像剤担持搬送体（１１）上に残った現像
剤（１２）を、この現像剤担持撮送体（１１）の回転に
伴って現像装置（１０〉内に戻し、この現像装置（１０
）内において、現像剤担持搬送体（■１）に新たに現像
剤（１２）を補給し、前記のような動作を繰り返して行
い、現像剤（１２）を像担持体（３０）に形成された静
電潜像箇所に供給するようになっている． なお、現像剤担持搬送体（１１）上に設けられた電界カ
ーテン発生用の電極（１４）に、交番電圧を現（’Ａｐ
ｌ域においてのみ作用させる交番電圧印加手段（ｌ５）
は、上記の実施例に示すものに限定されず、例えば、第
４図に示すように、現像剤担持搬送体（１１）上に設け
られた電界カーテン発生用の電極（１４）を、この現像
剤担持搬送体（１１）の側端面側に導くと共に、段部を
有する導電性アーム（１５ｅ）の先端部を、像担持体（
３ｏ）と対面する現１象領域においてのみ、現像剤担持
搬送体（１１〉の側端面に導かれた電極（１１）に接触
させ、この導電性アーム（１５ｅ）を介して、交番電圧
を、現像領域においてのみ電界カーテン発生用の電！　
（１４）に印加させるようにすることも可能である， ［発明の効果コ 以上詳述したように、この発明に係る現像装置において
は、現像剤を像担持体と対面する現像領域に搬送するに
あたり、現像剤担持搬送体を駆動させて現像剤を搬送さ
せるようにし、この現像剤担持搬送体が上記像担持体と
対面する現ｕＡ領域においてのみ、現像剤担持搬送体上
に設けられた電界カーテン発生用の電極に、交番電圧印
加手段から交番電圧を印加して電界カ−テンを作用させ
、この電界カーテンの作用により現像剤を飛翔させて、
像担持体の静電潜像箇所に現像剤を供給するようになっ
ている。

この結果、この発明に係る現像装置においては、従来の
電界カーテンを利用した現像装置のように、現像剤を搬
送させるために、電界カーテン発生用の電極に非常に高
い電圧を印加させて現像剤を荷電させる必要がなく、ま
た搬送時において帯電不良の現像剤が飛散したりすると
いうこともなく、現像剤を像担持体に安定して搬送させ
ることができるようになると共に、形成される画像にか
ぶりが生じたりすることもなくなり、高品位の画像が得
られるようになった． また、このように搬送された現像剤を像担持体に供給す
る現像領域においては、電界カーテンの作用により現像
剤を飛翔させて、像担持体の静電潜像箇所に供給するよ
うにしたため、現像剤が像担持体にむらなくソフトに接
触し、重ね現ｆ☆によるカラー化も容易に行えるように
なった．

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る現像装置の概略断面
図、第２図及び第３図は同実施例において使用した現像
剤担持搬送体の概略側面図及び部分縦断面図、第４図は
現像領域においてのみ電界カーテン発生用の！極に交番
電圧を印加させる交番電圧印加手段の変更例を示す斜視
図、第５図は電界カーテンの原理を示す図である． （１０）・・・現像装置，　（１１）・・・現像剤担持
搬送体，（１２）・・・現像剤，　（１４）・・・電界
カーテン発生用の電極，　（１５）・・・交番電圧印加
手段，　（３０＞・・・像担持体．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、現像剤担持搬送体を駆動させて現像剤を像担持体に
   搬送する現像装置において、上記現像剤担持搬送体上に
   電界カーテン発生用の電極を設けると共に、この現像剤
   担持搬送体が上記像担持体と対面する現像領域において
   のみ、上記電界カーテン発生用の電極に交番電圧を印加
   させる交番電圧印加手段を設けたことを特徴とする現像
   装置。