JPH04124687A - 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］ 本発明は、電子写真装置等に用いられる、感光体上の静
電潜像を可視像に現像する現像装置に関するものである
。

［従来の技術］ 従来、感光体上に担持された静電潜像に一成分磁性トナ
ーを付着させて、静電潜像を可視像に現像する現像装置
としては第３図に示すような構成のものが考えられてい
た。

まず、第３図を参照して従来の現像装置の構成及び動作
について以下に説明する。

ここで示した現像装置１０は大別して、現像剤たる一成
分の磁性トナー（以下トナーと称す）１２を供給するト
ナー供給部と、供給されたトナー１２を現像領域まで搬
送して現像する現像部と、画像の静電潜像をその表面に
記録される感光体ドラム２８とから構成されている。

トナー供給部は、トナー１２を収容するトナーホッパ１
４と、トナーホッパ１４から現像部にトナー１２を一定
量ずつ供給するために、トナーホッパ１４の下部に設け
られたトナー補給ローラ１８とから構成されている。

現像部は、ｌ・ナー供給部から供給されたトナー１２を
その表面に付着して回転することにより現像領域に搬送
する現像剤搬送手段たる中空円筒状の現像スリーブ１６
と、現像スリーブ１６の内部に同心円状に設けられてお
り、現像スリーブ１６とは相対的に回転可能に支持され
ているとともに、トナー１２を現像スリーブ１６上に付
着させるための現像剤保持手段たる磁石ローラ２０と、
現像スリーブ１６の表面上にその自由端を圧接するよう
に設けられているとともに、現像領域の上流側に配設さ
れ、現像スリーブ１６の表面上に付着して搬送されてき
たトナー１２の層圧を規整する弾性ブレード２２と、現
像領域を過ぎてなお現像スリーブ１６の表面上に残留し
ているトナー１２を掻き落とすスクレーバ３６と、これ
らの構成要素を納めた現像器筐体２４とから構成されて
いる。

トナーホッパ１４と現像器筐体２４とは、一体的に形成
されていても良いし、別々に形成されていて現像器筐体
２４にトナーホッパ１４が固定されていても良い。

ここでトナー１２は、例えばスチレンアクリル系の樹脂
中に、フェライト微粉等の磁性体粉末及び着色剤として
カーボンブラックを含んだ平均粒径が約１０μｍ（マイ
クロ・メートル）の粉体で、さらにその表面に帯電制御
剤を外添した構成を有している。そして、弾性ブレード
２２は、現像スリーブ１６上に磁力によって付着した前
記の構成を有するトナー１２の層厚を規整するとともに
、所定の極性に帯電させる帯電手段としての機能も有し
ている。そのために弾性ブレード２２の材質は、例えば
ここで用いられているトナー１２を負極性に帯電させる
には、シリコンゴムなとから構成されていることが望ま
しい。また、現像スリーブ１６はバイアス印加手段２６
を有しており、バイアス印加可能なようにアルミニウム
等の導電性材料で製造されており、その表面か絶縁性物
質の被膜を有している場合もある。

像担持体たる感光体ドラム２８は、図示しない潜像記録
手段により、その表面上に画像の静電潜像を記録され、
現像領域でその静電潜像にトナー１２を付着されること
により、静電潜像か可視像化される。その後、図示しな
い転写手段で記録媒体にトナー像が転写されることによ
り、記録媒体上に画像が形成されるものである。

次に、この現像装置１０の動作について説明する。トナ
ーホッパ１４中のトナー１２は、トナー補給ローラ１８
の回転によって現像スリーブ１６上に落下し、現像スリ
ーブ１６内に設けられている磁石ローラ２０の磁力によ
って現像スリーブ１６の表面に付着する。付着したトナ
ー１２は、現像スリーブ１６の回転にともなって現像領
域へと運ばれるが、現像領域の上流側に備えられている
弾性ブレード２２によってトナー層厚を規整されるとと
もに所定の極性に摩擦帯電される。そして、現像領域で
感光体２８上に形成された静電潜像による電界によって
トナー１２は飛翔し、感光体２８上に担持された静電潜
像を可視像に現像する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら上記の構成を有する現像装置１０では、次
のような問題点があった。

トナー１２は、弾性ブレード２２によって摩擦帯電され
るが、トナー１２を均一に帯電するためにはトナー１２
層を非常に薄くしなければならず、現像領域での感光体
２８とのギャップを精度良くする必要があり、製造が困
難であるという問題点があった。また、トナー１２層を
厚くするとトナー１２層の下部では弾性ブレード２２と
の摩擦帯電が充分に行なわれないことで、未帯電のトナ
ー１２及びトナ−１２同士の摩擦帯電による逆極性トナ
ーが生じ、下地かぶり等の画像の汚れの原因となるとい
う問題点もあった。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
であり、製造か容易で、しかも未帯電及び逆極性トナー
を生じない現像装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段〕 上記の目的を達成するために本発明の現像装置は、画像
の静電潜像をその表面上に記録される像担持体と、磁性
を有する現像剤と、前記静電潜像を現像可能な現像領域
まで前記現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、前記現像
剤を該現像剤搬送手段の表面に保持させる現像剤保持手
段と、前記現像剤を帯電させる帯電手段とを有するもの
で、前記現像剤搬送手段に所定の間隔をおいて対向する
とともに、前記現像領域の上流側に配置された磁性体を
備えている。

また、前記磁性体の表面に、電圧印加手段に接続された
導電体層を設けていることか望ましい。

また、前記導電体層の表面には、前記現像剤を所定の極
性に帯電させる物質で構成された被膜を備えていると効
果的である。

［作用］ 上記の構成を有する本発明によれば、現像剤搬送手段上
に送られた現像剤は、現像剤搬送手段内に備えられた現
像剤保持手段により現像剤搬送手段上に付着し、現像剤
搬送手段の回転によって現像領域に運ばれるが、現像領
域の上流側で現像剤搬送手段に所定の間隔をもって配置
された磁性体の領域を通過するとき、前記現像剤保持手
段から発生する磁力線が前記磁性体の存在により現像剤
搬送手段表面に対し垂直方向を向くことによって、前記
現像剤が磁気ブラシを形成してかつ転動しながら搬送さ
れる。その際、その磁気ブラシの穂立ち先端が磁性体表
面に摺擦され、それにより現像剤は磁性体表面で摩擦帯
電される。

また、磁性体の表面に設けられた導電体に交流電圧を印
加することにより現像剤搬送手段との間に交番電界を生
じ、この電界によって現像剤が現像剤搬送手段と磁性体
との間を往復運動し、導電体表面を被覆している被膜に
より所定の極性に摩擦帯電される。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説
明する。

最初に第１図を参照して本実施例の現像装置の構成を説
明する。尚、第３図に示した従来の現像装置と同一の構
成部材は、同一の数字で示しである。

現像装置５０は大別して、トナー１２を供給するトナー
供給部と、供給されたトナー１２を現像領域まで搬送し
て現像する現像部と、画像の静電潜像をその表面に記録
される感光体ドラム２８とから構成されている。

トナー供給部は、トナー１２を収容するトナーホッパ１
４と、トナーホッパ１４から現像部にトナー１２を一定
量ずつ供給するために、トナーホッパ１４の下部に設け
られたトナー補給ローラ１８とから構成されている。

現像部は、トナー供給部から供給されたトナー１２をそ
の表面に付着して回転することにより現像領域に搬送す
る中空円筒状の現像スリーブ１６と、現像スリーブ１６
の内部に同心円状に設けられており、現像スリーブ１６
とは相対的に回転可能に支持されているとともに、トナ
ー１２を現像スリーブ１６上に付着させるための磁石ロ
ーラ２０と、現像スリーブ１６の近傍で現像領域の上流
側に設けられた磁性体３０と、この磁性体３０の現像ス
リーブ１６に面した表面に設けられた電圧印加可能な導
電性部材３２と、磁性体３０の上流側に設けられた現像
スリーブ１６上のトナー層厚規整の為のドクターブレー
ド３４と、現像領域の下流側で現像スリーブ１６上の残
留トナー１２を掻き落とすためのスクレーバ３６と、以
上の構成要素を保持する現像器筐体２４とから構成され
ている。本実施例では特に現像スリーブ１６と磁石ロー
ラ２０とは逆回転するように構成されている。

また、トナーホッパ１４と現像器筐体２４とは、一体的
に形成されていても良いし、別々に形成されていて現像
器筐体２４にトナーホッパ１４が固定されていても良い
。

感光体ドラム２８は、図示しない潜像記録手段により、
その表面上に画像の静電潜像を記録され、現像領域でそ
の静電潜像にトナー１２を付着されることにより、静電
潜像が可視像化される。その後、図示しない転写手段で
記録媒体にトナー像が転写されることにより、記録媒体
上に画像が形成されるものである。

次に、この現像装置５０の動作について述べる。

トナーホッパ１４に納められている磁性トナー１２は、
トナー補給ローラ１８の回転によって現像器筐体２４内
に一定量ずつ供給される。現像器筐体２４内に供給され
たトナー１２は、現像スリーブ１６内の磁石ローラ２０
の磁力で現像スリーブ１６上に保持され、現像スリーブ
１６が図中の矢印方向に回転することにより現像領域ま
で搬送される。このとき、現像スリーブ１６と磁石ロー
ラ２０とは矢印で示すように逆方向に回転しているので
、現像スリーブ１６上のトナー１２は矢印Ａに示すよう
に転動しながら搬送される。搬送されてきたトナー１２
は、まずドクターブレード３４で層厚を規整されて、磁
性体３０と現像スリーブ１６とが対向している領域を通
過する。そこで、以下に述べるようなトナー１２の均一
な摩擦帯電が行なわれ、現像領域に於て、感光体２８上
に担持された静電潜像に静電界によって飛翔して画像部
に付着し、静電潜像を可視像に現像する。

第２図に、現像スリーブ１６に磁性体３０が対向して設
けられている領域の拡大図を示す。現像スリーブ１６上
で磁性トナー１２は磁気ブラシを形成しており、現像ス
リーブ１６内の磁石ローラ２０が回転することでその磁
気ブラシは矢印へに示すように転動しつつ搬送されるか
、磁性体３０が対向している領域では、磁石から発生す
る磁力線か磁性体３０に引き寄せられて現像スリーブ１
６表面に対して垂直方向を向いており、磁気ブラシの穂
立ち高さが高くなる。そして、磁気ブラシの穂立ち先端
が磁性体３０表面に設けられている導電体層たる導電性
部材３２に摺擦され、ここで所定の極性に摩擦帯電され
る。従来でも、現像スリーブ１６と磁石ロール２０を両
回転させてその上を磁性トナーが転動することにより摩
擦帯電させるという方式はあるが、本発明ではさらにト
ナー１２を現像スリーブ１６に対向して設けた磁性体３
０の表面に摺擦することによって、トナー１２の摩擦帯
電の効果を高めている。つまり、磁気ブラシは磁石０−
ラ２０の回転によって現像スリーブ１６と磁性体３０表
面に備えられた導電性部材３２との間を矢印Ｂに示すよ
うに転動しつつ搬送されるので、トナー１２は現像スリ
ーブ１６上の層厚を均一にならされつつ、現像スリーブ
１６表面と導電性部材３２表面で摩擦され所定の極性に
均一帯電される。この摩擦帯電をより積極的に行なうた
めに、導電性部材３２には第２のバイアス印加手段３８
によって交流電圧を重畳したバイアスＶ１が印加されて
いる。このバイアスの値は、トナー１２が導電性部材３
２表面に静電力で付着しないためには現像スリーブ１６
に印加されている現像バイアスｖｂよりもその絶対値が
大きければ良く、例えば静電潜像を担持している感光体
２８の初期電位■０とほぼ同じ値でよい。導電性部材３
２に交流バイアスを印加する事により、現像スリーブ１
６上のトナー１２は、現像スリーブ１６と導電性部材３
２との間に生ずる交番電界からの力を受けて往復運動を
行なうことになるので、トナー１２は現像スリーブ１６
と導電性部材３２の表面とより多く接触することになり
、その結果トナー１２の均一な摩擦帯電がより行なわれ
易くなる。

ここでトナー１２は、スチレンアクリル系の樹脂中に、
フェライトなとの磁性粉を１０％ないし６５％含んでお
り、着色剤としてカーボンブラックを混合した平均粒径
的１０μｍの粉体で、正帯電トナーにはニグロシン染料
、脂肪酸金属塩、第４級アンモニウム塩などの電子供与
性物質が、負帯電トナーにはアゾ系含金属染料、塩素化
パラフィン、塩素化ポリエステルなどの電子受容性物質
か外添されている。また、前記した現像スリーブ１６及
び磁性体３０表面の導電性部材３２は、トナー１２を所
定の極性に帯電させるような物質で被覆されていること
が望ましく、その物質は例えばトナー１２を正帯電させ
るためにはテフロン、ポリエチレンなどが、負帯電させ
るにはシリコンなどが選ばれる。

以上のような構成を有する現像装置５０では、現像スリ
ーブ１６と現像スリーブ１６近傍に対向して設けられた
磁性体３０との間がトナー１２の帯電器として作用し、
ここを通過するトナー１２は所定の極性に均一に帯電さ
れ、その結果、感光体２８上に担持された静電潜像の下
地かぶりの無い美しい現像を行なうことができる。また
、現像スリーブ１６とそれに対向して設けられた磁性体
３０との間隙をトナー１２層が通過することにより、ト
ナー１２層をより一様に規整することかできる効果も有
する。

本発明は以上詳述した実施例に限定されることなく、そ
の主旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えるこ
とができる。

例えば、磁性体３０表面に設けられた導電性部材３２は
必ずしも必要ではなく、現像スリーブ１６近傍に磁性体
３０を備えることでトナー１２の均一な摩擦帯電は行な
われるので、導電性部材３２はトナー１２帯電をより効
果的に行なうという作用のみを有しているので、従って
現像スリーブ１６近傍で現像領域の上流側に磁性体３０
を設けた現像装置か、本発明に含まれることは明らかで
ある。

また、本発明は、上記の例である一成分磁性トナーを用
いた現像方法に限定されず、例えば二成分磁気ブラシ現
像方式のように現像剤が磁性を有してさえいれば良い。

［発明の効果コ 以上詳述したことから明らかなように、上記の構成を有
する本発明では、現像剤搬送手段と現像剤搬送手段近傍
で現像領域の上流側に設けられた磁性体との間で、現像
剤が転勤及び往復運動を行なうので、組立てが容易で、
しかも現像剤が均一に摩擦帯電され、その結果下地かぶ
りの無い美しい現像を行なうことができる。また、現像
剤を帯電させるために現像剤搬送手段に弾性ブレードを
圧接するという方式を用いないので、現像剤搬送手段を
回転させるトルクが少なくて済み、弾性ブレード部で現
像剤固着や詰まりが生ずることが無いという効果もある
。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図までは、本発明を具体化した実施例を
示した図であり、第１図は現像装置を示す構成図、第２
図は現像装置の磁性体と現像スリーブとの対向する部分
の拡大図、第３図は従来の現像装置を示す構成図である
。 図中、１２はトナー、１６は現像スリーブ、２０は磁石
ローラ、２８は感光体、３０は磁性体、３２は導電性部
材、５０は現像装置である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、画像の静電潜像をその表面上に記録される像担持体
   と、磁性を有する現像剤と、前記静電潜像を現像可能な
   現像領域まで前記現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、
   前記現像剤を該現像剤搬送手段の表面に保持させる現像
   剤保持手段と、前記現像剤を帯電させる帯電手段とを有
   する現像装置において、 前記現像剤搬送手段に所定の間隔をおいて対向するとと
   もに、前記現像領域の上流側に配置された磁性体を備え
   たことを特徴とする現像装置。 ２、前記磁性体の表面に、電圧印加手段に接続された導
   電体層を設けたことを特徴とする請求項１に記載の現像
   装置。 ３、前記導電体層の表面には、前記現像剤を所定の極性
   に帯電させる物質で構成された被膜を備えていることを
   特徴とする請求項２に記載の現像装置。