JPH04333877A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置等に利用
される、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。

【０００２】

【従来の技術】従来、像担持体上の静電潜像を可視像に
現像する現像装置としては、二成分磁気ブラシ現像法と
呼ばれる現像方式を用いた現像装置が考えられ、実用化
されている。

【０００３】この方式は、キャリアと呼ばれる大粒径の
磁性粒子とトナーとを混合攪拌し、摩擦帯電させたのち
、互いに静電力で付着したトナーとキャリアが非磁性で
、かつ、円筒形をなしている現像スリーブ上にスリーブ
内に備えられた磁石による磁力で磁気ブラシを形成し、
この磁気ブラシがスリーブの回転によって現像領域へと
搬送されそこで感光体上の静電潜像を摺擦し潜像にトナ
ーを付着させて可視像に現像する方式である。この方式
によれば、トナー帯電が均一に行なわれかつキャリアが
現像電極の働きを行なうので、細線の再現性に優れた美
しい画像を得ることが出来る。

【０００４】しかしながら、上記の現像方式には次のよ
うな欠点があった。すなわち、トナーを均一に摩擦帯電
させるためにキャリアと混合攪拌させるための攪拌手段
が必要である。また、トナーとキャリアの混合比に関し
て言えば、トナーが多すぎるとトナー帯電が十分に行な
われないために未帯電のトナーが生じて、このトナーが
感光体の非画像部に付着し易くなり画像を汚してしまう
。また、トナーが少なすぎると、画像濃度が低下する上
にキャリアが磁気拘束力を振り切って感光体に付着する
キャリア付着が生じる。したがって、トナーとキャリア
の混合比は厳密にコントロールされなければならないが
、そのために混合比の検出手段及びトナー補給手段を必
要とする。これらのことから、二成分磁気ブラシ現像方
式の現像装置は、必然的に装置が大型化かつ複雑化して
しまう。

【０００５】そこで、上記の欠点を解決するために、キ
ャリアを用いない一成分磁性トナー現像法を用いた現像
装置が考えられた。これは、現像スリーブ上の磁性トナ
ーを弾性ブレードを圧接することによりトナー帯電と層
厚規整を行ない、感光体上の静電潜像を可視像に反転現
像する方式である。

【０００６】しかしながらこの方式では、弾性ブレード
によるトナー帯電を十分に行なうためには、現像スリー
ブ上のトナー層厚を非常に薄くしなければならず、その
ため弾性ブレードと現像スリーブとの圧接部でトナーが
溜り易くなり、その結果、トナーがストレスによる固着
を起こしブレードとスリーブの間にトナー詰まりが生じ
る。これは、スリーブ上の白い筋となって現れ、画像の
美しさを損なうことになる。また、このトナー固着を防
ぐためにブレードの圧接力を弱くすると、スリーブ上の
トナー層厚が厚くなり十分な帯電が行なわれなくなる。 その結果、感光体上の非画像部にトナーが付着し画像を
汚してしまう。

【０００７】また、最近では、磁性トナーに少量の磁性
キャリアを加えた現像剤を用いて相対的に回転するスリ
ーブと磁石ロールによってこの現像剤を搬送し、現像を
行なう現像装置が考えられ、実用化されている。この現
像方式では、細線再現性に比較的優れかつべた黒濃度の
高い現像器をこのような簡易な構成で製造することが出
来る。

【０００８】このような磁性トナーを用いた現像方式は
、構成が簡素でトナーの取り扱いも容易であるという有
利さがある一方、磁性粉を含んだトナーということで得
られる画像は白黒のみであり、カラー画像を得る現像装
置としては不適当である。そこで、一成分現像方式にお
いても、カラー化に対応するために非磁性トナーを用い
た現像方式が考えられており、実用化されている。

【０００９】図４に示す現像装置は、その一例であり、
インプレッション現像方式の例である。以下に、構成及
び動作について記す。

【００１０】現像装置７０は、トナー容器７２と、トナ
ー容器内のトナー７４と、トナー７４をトナー容器から
排出するための排出ローラ７６と、導電性材料で構成さ
れた現像ローラ７８と、現像ローラ７８に設けられた電
源７９と、現像ローラ７８に圧接された弾性ブレード８
０と、現像ローラ７８に接して設けられた帯電ローラ８
２とを備えている。また、現像ローラ７８は弾性を有し
ており、静電潜像を担持した感光体８４に圧接されてい
る。

【００１１】トナー容器内のトナーは、排出ローラ７６
の回転によって現像ローラ７８及び帯電ローラ８２の上
に運ばれる。このトナーは、現像ローラ７８と帯電ロー
ラ８２との間で摩擦帯電を受ける。そうして帯電したト
ナーは現像ローラ７８上にファンデルワールス力及び鏡
像力によって付着し、現像ローラの回転によって感光体
８４近傍まで運ばれることになる。感光体８４近傍の上
流側には弾性ブレード８０が圧接されており、現像ロー
ラ上のトナーは、この弾性ブレード８０によってその層
厚を規整されるとともに、さらに摩擦帯電を受け均一帯
電される。こうして帯電したトナーが、感光体上の静電
潜像により生じた電界によって感光体８４に付着し、静
電潜像を可視像に現像する。

【００１２】このような一成分非磁性トナー現像法は、
以下の点で、同様に非磁性トナーを用いる２成分現像方
式と比べて有利である。すなわち、キャリアを用いない
ので、２成分現像方式のようにトナーとキャリアとの混
合比を厳密に調節する必要がないので、トナー濃度検知
手段が不要である。また、トナーを表面に担持して感光
体近傍まで運ぶ手段として、２成分現像方式では必要な
磁石が不要になるので、現像装置そのものの重量が軽減
される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構成を有する従来の現像装置では、以下のような問題点
があった。

【００１４】一成分現像方式では、摩擦帯電性が不利に
なるので、現像ローラ上のトナー層厚は非常に薄く、厚
くともトナー粒径（約１０ミクロン）の数倍程度である
。そこで、画像濃度を高めるために、現像ローラを感光
体に接触させて現像を行うのだが、その結果、感光体表
面が傷つきやすくなり寿命を短くする。また、摩擦帯電
が均一に行い難いので、その画質は、２成分方式に比べ
ると明かに劣る。

【００１５】そこで、本発明の目的は、非磁性トナーを
用いた非接触現像方式で、トナーの摩擦帯電が均一に行
え、美しい現像を行うことの出来る現像装置を提供する
ことである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の現像装置は、像担持体上の静電潜像を、
可視像に現像する現像装置において、非磁性トナーと、
磁性あるいは非磁性の微粒子と、該非磁性トナーと該微
粒子とを攪拌混合する攪拌手段と、前記非磁性トナーを
搬送する搬送手段と、像担持体に対向し、該搬送手段と
接する位置に設けられた、多数の小孔を有する導電性部
材とを備えている。

【００１７】

【作用】上記の構成を有する本発明の現像装置は、攪拌
手段により非磁性トナーと磁性あるいは非磁性の微粒子
とを攪拌混合する。その後、搬送手段により、多数の小
孔を有する導電性部材に非磁性トナーを搬送する。導電
性部材は、像担持体に対向しており、非磁性トナーはそ
こで静電潜像を可視像に現像する。

【００１８】

【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。図１に、本発明の現像装置の一実施
例を示す。

【００１９】現像器１０は、非磁性トナー１２と、非磁
性トナー１２を内部に納めたトナー容器１４と、トナー
容器１４の開口部に備えられ非磁性トナー１２を現像器
中に送る排出ローラ１６と、現像器１０内に納められた
非磁性のキャリアビーズ１８と、非磁性トナー１２とキ
ャリアビーズ１８とを攪拌混合する攪拌手段としての攪
拌羽根２０と、非磁性トナー１２を担持して搬送する搬
送手段としてのスポンジローラ２２と、スポンジローラ
２２に付着した非磁性トナー１２の量を規整する規整ブ
レード２４と、静電潜像を担持した感光体２６に対向し
、前記したスポンジローラ２２に接触して設けられた導
電性部材としての金属メッシュ２８とを備えている。

【００２０】前記の非磁性トナー１２は、例えばポリエ
ステル系の樹脂をバインダポリマとし、これに、黒色ト
ナーであればカーボンブラックなどの着色微粉末と、モ
ノアゾ染料の金属錯体などの荷電制御剤を混練後、平均
粒径約１０ミクロンに粉砕して得られるものである。荷
電制御剤としては、この例で用いられている負帯電トナ
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が用いられる。また、
非磁性のキャリアビーズ１８は、例えばガラスなどの平
均粒径約５０ないし１００ミクロンのほぼ球形のビーズ
に、必要に応じてトナーと帯電系列で比較的離れた樹脂
（たとえばスチレンアクリル系の樹脂）をコーテイング
して得る。

【００２１】金属メッシュ２８は、電源３０を備えてお
り、現像バイアスを印加される。この現像バイアス波形
は、直流電圧でも、直流電圧に交流電圧を重畳したもの
でもよい。また、金属メッシュ２８の目の粗さは、前記
したトナー粒径より大きく、キャリアビーズ粒径よりも
小さいことが望ましい。すなわち、２０ないし５０ミク
ロンであるのがよい。

【００２２】次に、この現像装置の動作について説明す
る。トナー容器１４内の非磁性トナー１２は、排出ロー
ラ１６の回転によって現像器１０内に投入される。そこ
で、非磁性トナー１２は、キャリアビーズ１８と共に攪
拌羽根２０によって攪拌混合され、キャリアビーズ１８
により摩擦帯電を受け、この場合負に帯電する。こうし
て負に帯電した非磁性トナー１２は、スポンジローラ２
２に機械的付着力および静電気力によって付着する。ス
ポンジローラ２２は、回転することによって付着した非
磁性トナー１２を搬送するが、そのトナー量を規整ブレ
ード２４によって規整された後、感光体２６と対向する
金属メッシュ２８にまで非磁性トナーを搬送する。

【００２３】スポンジローラ２２は金属メッシュ２８と
適当な押圧で接触して設けられている。したがって、ス
ポンジローラ２２で搬送された非磁性トナー１２は、金
属メッシュ２８の外側で感光体２６と対向する面に露出
することになる。こうして金属メッシュ２８の外側に付
着した非磁性トナー１２は、感光体２６上に担持された
静電潜像および金属メッシュ２８に印加された現像バイ
アスによる電界によって飛翔し、静電潜像を可視像に現
像する。

【００２４】このような構成を有する現像装置において
は、トナー帯電の方法として、キャリアビーズとの混合
攪拌が用いられている。そのため、従来の実施例で示し
たような圧接ブレードによる摩擦帯電方法と比較して、
トナーを摩擦する帯電部材のトナーとの接触面積が大き
く、その分トナーの均一な摩擦帯電において有利である
。

【００２５】図２に、本発明の第２の実施例を示す。現
像装置３０は、トナー容器３２と、スポンジローラ３４
と、スポンジローラ３４に接するように設けられた規整
ブレード３６と、感光体３８に対向しスポンジローラ３
４に接触するように設けられた金属メッシュ４０とを備
えている。金属メッシュ４０は、現像バイアス電圧印加
のための電源４１を備えている。トナー容器３２は、そ
の内部に非磁性トナー４２と非磁性のキャリアビーズ４
４が共に納められている。さらに、トナー容器３２には
非磁性トナー４２とキャリアビーズ４４とを攪拌混合し
、開口部４６に非磁性トナー４２を搬送するアジテータ
４８が備えられ、開口部４６には、メッシュスクリーン
５０を備えている。

【００２６】トナー容器３２に備えられているメッシュ
スクリーン５０の目の粗さは、非磁性トナー４２の粒径
よりも大きくキャリアビーズ４４の粒径よりも小さい値
が選ばれる。

【００２７】以下に、現像装置３０の動作について説明
する。トナー容器３２の中で、非磁性トナー４２とキャ
リアビーズ４４とをアジテータ４８の回転で攪拌混合し
、非磁性トナー４２を摩擦帯電する。この摩擦帯電され
た非磁性トナー４２は、アジテータ４８によってメッシ
ュスクリーン５０の近傍に運ばれるが、前記したように
、メッシュスクリーン５０の目の粗さは非磁性トナー４
２を通すことはできるがキャリアビーズ４４を通さない
大きさであるので、このメッシュスクリーン５０を通し
て現像装置３０には非磁性トナー４２のみが送られる。 こうして送られた非磁性トナー４２は、スポンジローラ
３４に静電気力および機械的付着力で付着し、その付着
トナー量を規整ブレード３６で規整された後、金属メッ
シュ４０上に運ばれて、そこで感光体３８上の静電潜像
を可視像に現像する。

【００２８】図３に、本発明の第３の実施例を示す。現
像装置５２は、トナー容器５４と、スポンジローラ５６
と、スポンジローラ上のトナー量を規整する規整ブレー
ド５７と、金属メッシュ５８とを備えている。金属メッ
シュ５８は、現像バイアス電圧印加のための電源５９を
備えている。トナー容器５４には、開口部にメッシュス
クリーン対６０を備えており、トナー容器内には、非磁
性トナー６２が、メッシュスクリーン対６０の間には、
非磁性のキャリアビーズ６４が納められている。また、
メッシュスクリーン対６０は、図示しない圧電素子によ
り、振動可能である。

【００２９】メッシュスクリーン対６０の目の粗さは、
非磁性トナー６２は通すが、キャリアビーズ６４は通さ
ない大きさである。

【００３０】トナー容器５４内の非磁性トナー６２は、
キャリアビーズ６４を納められたメッシュスクリーン対
６０の中を通ってスポンジローラ５６上に落下する。メ
ッシュスクリーン対６０内を非磁性トナー６２が通過す
るとき、非磁性トナー６２とキャリアビーズ６４とはメ
ッシュスクリーン対６０を圧電素子で振動することによ
り、混合攪拌され、摩擦帯電を受ける。こうして、摩擦
帯電された非磁性トナーのみがスポンジローラ５６上に
付着し、このトナーが感光体６６上の静電潜像を可視像
に現像する。

【００３１】この他本発明は、その趣旨を逸脱しない範
囲で変更を加えることが出来る。例えば、上記の例で示
した現像装置において、静電潜像を担持した感光体に対
向する部分は、いずれも金属メッシュを用いているが、
導電性を有して多数の小孔を持つ部材ならば、金属メッ
シュ以外にも導電性樹脂等を用いてもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明の現像装置は、非磁性トナーを用いた非接触現像方
式で、トナーの摩擦帯電が均一に行え、美しい現像を行
うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一実施例を示す図である。

【図２】本発明の現像装置の第２の実施例を示す図であ
る。

【図３】本発明の現像装置の第３の実施例を示す図であ
る。

【図４】従来の現像装置の例を示す図である。

【符号の説明】

１０　　現像器 １２　　非磁性トナー １８　　キャリアビーズ ２０　　攪拌羽根 ２８　　金属メッシュ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　像担持体上の静電潜像を、可視像に現
   像する現像装置において、非磁性トナーと、磁性あるい
   は非磁性の微粒子と、該非磁性トナーと該微粒子とを攪
   拌混合する攪拌手段と、前記非磁性トナーを搬送する搬
   送手段と、像担持体に対向し、該搬送手段と接する位置
   に設けられた多数の小孔を有する導電性部材とを備えた
   ことを特徴とする現像装置。