JPH0451274A - 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、一成分現像剤を使用する現像装置に関する。

［従来の技術］ 従来の現像装置は、特開昭６３−２２６６７６に開示さ
れるように、駆動ローラーに対して余剰周長を有する筒
状の薄膜部材スリーブに弾性を持つブレードを圧接させ
、その圧接部分に達したトナーをブレードにより摩擦帯
電させ、その静電気力によりトナーを薄層部材に付着さ
せて非磁性トナーの搬送及び現像を可能にするものであ
った。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前述の従来技術では、現像ローラー上において
前回の現像で使用されたトナーの消費パターンの部分へ
のトナー供給が間に合わないために生じる濃度ムラや、
トナーの消費された部分へ新たに付着するトナーと前回
より付着したままのトナーの帯電量が著しく異なるため
に生じる流度ムラ等の現像履歴に起因する画像欠陥が発
生するという問題が発生していた。

また、現像ローラーにトナーを保持する力が静電的鏡像
力と粘着力だけだと保持力が小さいため、トナーを感光
体等の潜像担持体に現像すると非画像部に未帯電トナー
や正規の極性ではないトナーが現像され、潜像担持体上
では著しく地力ブリ（非画像部にトナーが付着している
状態）の多い画像しか得られず、電子写真等の画像形成
装置に用いた場合には記録紙には正規の極性のトナーし
か転写されないため、転写されず不要に廃棄されるトナ
ーが多くなり、非経済的なだけでなく過大な廃トナー容
器の占有スペースが必要となり画像形成装置を大型化し
ていた。また、トナー保持力が弱いため、正規の極性に
帯電しても、単位質量光たりの電荷量の大きなトナーは
、現像領域において潜像担持体に接触すると、鏡像力等
によって非画像部に付着してしまい、記録紙に残る地力
ブリの原因となっていた。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは、潜像担持体上に発生する現像履
歴に起因する画像欠陥の発生を防止し、トナーの搬送量
が安定で、濃度ムラが少なく、地力ブリの少ない現像装
置を提供するところにある。更に他の目的は、不要廃棄
トナーを低減できる現像装置を提供するところにある。

更に他の目的は、構造が簡単で小型低コストの画像形成
装置に適用可能な現像装置を提供するところにある。更
に他の目的は、高解像で高画質の現像装置を提供すると
ころにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の現像装置は、現像ローラーにより一成分現像剤
を潜像担持体に現像する現像装置において、現像ローラ
ーが筒状の薄膜部材及び筒状の薄膜部材の内周側面に少
なくとも一部で接触する駈動ローラーを有し、かつ現像
ローラーに一成分現像剤を供給するとともに前回の現像
で使用されなかった一成分現像剤を剥離するための現像
剤供給及び剥離部材を有することを特徴とする。

また、本発明の現像装置は、薄膜部材が潜像担持体に圧
接されることを特徴とする。

さらに、本発明の現像装置は、薄膜部材が磁界発生層を
少なくとも有することを特徴とする。

さらに、本発明の現像装置は、現像ローラーが薄膜部材
に内包される磁界発生手段を有することを特徴とする。

［作用］ 本発明の上記の構成によれば、現像ローラーに一成分ト
ナーを供給するとともに前回の現像で使用されなかった
一成分トナーを剥離するための現像剤供給及び剥離部材
を配設することにより、前回の現像で使用されなかった
薄膜部材上のトナーを一旦剥離し改めて現像を行なうに
充分な帯電量及び所望の極性を有するトナーを薄膜部材
上に安定して供給できるため、潜像担持体上への逆極性
トナー付着による地力ブリや現像履歴に起因する濃度ム
ラ等の画像欠陥の発生を低減でき、現像履歴によらず安
定して高解像度の画像を形成できる。

また、本発明の上記の構成によれば、現像電極である薄
膜部材を潜像担持体に圧接することにより現像電界を強
くでき、また潜像担持体と薄膜部材のギャップがトナー
層厚で規定されるため現像電界が安定し高温度かつ高解
像度の画像を安定して形成できる。

さらに、本発明の上記の構成によれば、薄層の磁界発生
層に微小ピッチの着磁をして現像ローラー上に均一で薄
層のトナー層（或は微小ピッチの磁気ブラシ薄層）を形
成することができ、トナー層厚の変動による温度ムラ等
を低減し、トナーを磁気力により現像ローラーに保持し
て地力ブリを低減し、高解像で高印字品質の現像を行う
ことができる。さらに、地力ブリを低減して不要廃棄ト
ナーを低減することにより、画像形成装置の小型低コス
ト化や低メインテナンス化が可能であり、トナー消費量
を低減してランニングコストも低減可能である。

さらに、本発明の上記の構成によれば、薄膜部材の内部
に磁界発生手段を配設することにより、−成分磁性トナ
ーの薄層部材上への保持力が高められるため潜像担持体
上の非画像部への粘着力等による地力ブリやトナーの飛
散を低減でき高品質の画像を安定して形成できる。

以下、実施例により本発明の詳細を示す。

［実施例］ 第１図は、本発明の現像装置を用いた画像形成装置の断
面概観図であって、潜像担持体１は、導電性の支持部２
の上に有機または無機の光導電性を有する感光層３を塗
膜したものであって、感光層３をコロナ帯電器や帯電ロ
ーラー等の帯電器４を用いて帯電した後に、レーザーや
ＬＥＤ等の光源５から出た光を結像光学系６を通して感
光層３に画像に応じて選択的に光照射して電位コントラ
ストを得て静電潜像を形成する。一方、現像装置７はト
ナー８を搬送し現像するものであって、トナー８を搬送
する現像ローラー９は回転駆動され外周に摩擦部材を有
する駆動ローラー１０及び駆動ローラー１０の外周に余
剰員を残して外装された筒状の薄膜部材１１により構成
され、現像剤供給及び剥離部材１２により電荷注入ある
いは摩擦帯電されたトナー８は電圧印加手段１７により
形成される電界に従って所望の極性のトナーのみ現像ロ
ーラー上に移動して付着し、トナー自身の帯電による静
電気力により薄膜部材１１上に保持され、非磁性または
磁性の金属や樹脂で構成される薄板バネ状の弾性ブレー
ド１３で適量に規制した状態で現像ローラー９を回転さ
せて薄層のトナー８を搬送するもので、潜像担持体１に
薄膜部材１１が圧接される現像部までトナー８が搬送さ
れると潜像担持体１の電位コントラスト及び現像バイア
ス印加手段１４により現像電界が形成され、現像電界に
応じて帯電したトナー８が潜像担持体１に付着し静電潜
像が顕像化され、さらに、コロナ転写器や転写ローラー
等の転写器１５を用いて記録紙１６上にトナーによる像
を転写し、熱や圧力を用いてトナーを記録紙に定着し所
望の画像を記録紙上に得るものである。現像ギャップに
おいて潜像担持体上に現像されなかった現像剤８は現像
ローラーの回転に従ってホッパ内に回収され、現像ロー
ラー９と現像剤供給及び剥離部材１２との対向位置まで
搬送されると現像剤供給及び剥離部材１２の機械的、磁
気的あるいは電気的な力等により薄膜部材１２上から剥
離され、電荷注入あるいは摩擦帯電されたトナー８が新
たに供給される。

第１図に示される現像装置において現像ローラー９に対
向して配設されている現像剤供給及び剥離部材１２は摩
擦帯電系列に従ってトナーを所望の極性に帯電させるフ
ァーブラシを回転自在な導電性の支持体に植毛し、電圧
印加手段１７によって現像ローラー９との間に電位差を
もたせたもので、摩擦帯電、接触帯電、電荷注入等によ
り現像を行なうに充分な帯電を得たトナー８は、電圧印
加手段１７により形成される現像剤供給及び剥離部材と
現像ローラー間の電界に従って所望の極性を持つトナー
のみ現像ローラーに付着するため、潜像担持体上への逆
極性のトナーや未帯電トナーの付着による地力ブリを低
減できる。また、現像剤供給及び剥離部材１２は、現像
ギャップにおいて潜像担持体上に現像されずにホッパ内
に回収されたトナー８を現像ローラーとの対向位置にお
いてファーブラシで擦過し、機械的な力、電気的な力あ
るいは磁気的な力等により薄膜部材１１上から剥離する
もので、−旦現像ローラー上から現像に使用されなかっ
たトナーをすべて剥離するため、現像ローラー上へのト
ナーの固着や現像履歴に起因する濃度ムラ等の画像欠陥
の発生を抑えられる。

第１図に示されるような現像装置を用いて、６００［Ｄ
ＰＩ］のライン画像及び文字画像及びソリッド画像を１
００００枚にわたり連続形成したところ、６００〔ＤＰ
工］のライン画像が線太りすることなく安定して形成さ
れ、現像履歴に起因する濃度ムラ等の画像欠陥や、画像
端部の尾引き及び地力ブリがなく、ＯＤ値１．４以上の
高温度なソリッド画像を安定して形成することができ、
言己録紙上に転写した画像に地力ブリがないのはもちろ
ん潜像担持体上にも地力ブリがなく廃トナー童を大幅に
低減することができた。

第２図は本発明の実施例に於ける現像剤供給及び剥離部
材の断面概観図であり、現像ローラーに磁界を発生する
部材が無い場合には、現像剤供給及び剥離部材１２とし
てファーブラシローラーだけでなく、導電非磁性の回転
自在なスリーブ２１とそれに内包される回転自在な磁界
発生部材２２より構成されるマグローラー２３に磁性粒
子２４を磁気力により付着させて磁気ブラシを形成し、
磁気ブラシの擦過作用を利用してトナー８の帯電と現像
ローラー（図示せず）への供給及び現像残りのトナー剥
離を行なう構成としてもよい、また、現像ローラーに磁
界発生手段を有する場合でも、現像剤供給及び剥離部材
として軟磁性のファイバーを植毛した導電非磁性の回転
自在なスリーブとそれに内包される磁界発生手段により
構成される磁性ファイバーブラシ（図示せず）を使用す
れば、磁気ブラシよる擦過作用を利用してトナーの帯電
及び現像ローラーへの供給と現像残りのトナー剥離を行
うことができる。

第３図は本発明の他の実施例における現像装置を用いた
画像形成装置の断面概観図であって、第１図と略同−機
能同−名称の部材には同一番号を付して説明を省略する
。現像装置３６は磁性のトナー３７を搬送し現像するも
のであって、トナー３７を搬送する現像ローラー３３は
回転駆動され外周に摩擦部材を有する駆動ローラー３０
と駆動ローラー３０の外周に余剰長を残して外装された
筒状の薄膜部材３１及び薄膜部材３１上に配設された磁
界発生層３２より構成され、現像剤供給及び剥離部材３
４が薄膜部材３１に押圧した状態で配設されている。現
像剤供給及び剥離部材３４はポリウレタン等の発泡で弾
性かつ導電性の材質で構成された回転自在なローラーで
、電圧印加手段１７により現像ローラーと電位差を持た
せてあり、現像剤供給及び剥離部材３４上で摩擦帯電、
接触帯電、電荷注入等により帯電を得た一成分磁性トナ
ー３７を、電圧印加手段１７により形成される現像ロー
ラー３３と現像剤供給及び剥離部材３４間の電界に従っ
て所望の極性のトナーのみ現像ローラー３３上に付着さ
せるもので、潜像担持体上への逆極性のトナーや未帯電
トナーの付着による地力ブリを低減し、さらに、現像さ
れずに薄膜部材上に保持されたまま回収されてきたトナ
ーを機械的、磁気的、電気的な力等で現像ローラーより
剥離することにより現像履歴に起因する湯度ムラ等の画
像欠陥の発生やトナーの現像ローラー上への固着を抑え
て現像履歴によらず安定して画像を形成することを可能
とするものである。薄膜部材３１上に配設された磁界発
生層３２は供給された一成分磁性トナー３７を磁気力に
より薄膜部材３１上に保持するもので、トナー自身の帯
電による薄膜部材上への静電的吸引力だけでは不安定と
なる搬送量を安定にし、現像領域においてはトナーの粘
着力による潜像担持体上への地力ブリを低減して安定し
た画像形成を可能としいる。

第３図に示されるような現像装置を用いて、６００［Ｄ
ＰＩ］のライン画像及び文字画像及びソリッド画像を１
００００枚にわたり連続形成したところ、６００　［Ｄ
ＰＩ］のライン画像が線太りすることなく安定して形成
され、現像履歴に起因する温度ムラ等の画像欠陥の発生
や、画像端部の尾引き及び地力ブリがなく、ＯＤ値１，
４以上の高温度なソリッド画像を安定して形成すること
ができ、記録紙上に転写した画像に地力ブリがないのは
もちろん潜像担持体上にも地力ブリがなく廃トナー量を
大幅に低減することができた。

第４図は本発明の他の実施例における現像装置を用いた
画像形成装置の断面概観図であって、第１図と略同−機
能同−名称の部材には同一番号を付して説明を省略する
。現像装置４６は一成分磁性トナー４５を搬送し現像す
るものであって、トナー４５を搬送する現像ローラー４
３は回転駆動され外周に摩擦部材を有する駆動ローラー
４０と駆動ローラー４０の外周に余剰長を残して外装さ
れた筒状の薄膜部材４１及び薄膜部材４１に内包される
磁界発生手段４２により構成され、現像ローラー４３に
対向して現像剤供給及び剥離部材４４が配設されている
。現像剤供給および剥離部材４４は表面を多極に着磁し
である回転自在な磁性体ローラーで、電圧印加手段１７
により現像ローラー４３と電位差を持たせてあり、現像
剤供給及び剥離部材４４により摩擦帯電、接触帯電、電
荷注入等により帯電を得た一成分磁性トナー４５を電圧
印加手段１７により形成される現像ローラー４３と現像
剤供給及び！１Ｉｊｌ［部材４４間の電界に従って所望
の極性のトナーのみ現像ローラー４３上に付着させるも
ので、潜像担持体上への逆極性のトナーや未帯電トナー
の付着による地力ブリを低減でき、さらに、現像されず
に薄膜部材上に保持されたまま回収されてきたトナーを
現像剤供給及び剥離部材上に一成分磁性トナー４５で構
成されている磁気ブラシで擦過することにより機械的、
磁気的、電気的な力等で現像ローラーより剥離すること
ができ、現像履歴に起因する温度ムラ等の画像欠陥の発
生やトナーの現像ローラー上への固着を抑えて現像履歴
によらず安定して画像を形成することを可能とするもの
である。薄膜部材４１に内包される磁界発生手段４２は
供給された一成分磁性トナー４５を磁気力により薄膜部
材４１上に保持するもので、トナー自身の帯電による薄
膜部材上への静電的吸引力だけでは充分でないトナーの
保持力を磁気力により強調しトナーの粘着力による潜像
担持体上への地力ブリやトナーの飛散を低減して高解像
度で高濃度な画像を安定して形成することをを可能にし
ている。

第４図に示されるような現像装置を用いて、６００　［
ＤＰＩ］のライン画像及び文字画像及びソリッド画像を
１００００枚にわたり連続形成したところ、６００　［
ＤＰＩ］のライン画像が線太りすることなく安定して形
成され、現像履歴に起因する温度ムラ等の画像欠陥の発
生や、画像端部の尾引き及び地力ブリがなく、ＯＤ値１
．４以上の高濃度なソリッド画像を安定して形成するこ
とができ、記録紙上に転写した画像に地力ブリがないの
はもちろん潜像担持体上にも地力ブリがなく廃トナー量
を大幅に低減することができた。

尚、磁界発生手段４２の磁化方向は感光体や駆動ローラ
ーの法線方向だけでなく接線方向や軸方向等の任意の方
向でよく、着磁パターンもライン状、格子状、螺旋状、
ランダム等任意であり、さらに磁界発生手段は永久磁石
に限らず電磁石等の磁界を発生するものであれば何れで
も良い。

第１図〜第４図において、現像剤供給及び＃雌部材とし
てファーブラシローラー　発泡導電弾性ローラー　磁性
体ローラー等を例示したがトナーを所望の極性に帯電さ
せて現像ローラーに供給し、かつ現像されずに現像ロー
ラー上に残ったままのトナーをすべて剥離するものであ
ればブレード状等どの様な形態であってもよい、また、
駆動ローラーは外周に天然ゴム、シリコンゴム、ウレタ
ンゴム、ブタジェンゴム、クロロブレンゴム、ネオブレ
ンゴム、ＮＢＲ等を用いて摩擦部を配設したもので、薄
膜部材を駆動ローラーに押圧して回転駆動力を伝達する
ものである。さらに、薄膜部材は、リン青銅、ステンレ
ス、ニッケル、等の金属薄膜やナイロン、ポリイミド、
ポリエチレンテレフタレート等の樹脂薄膜材料を用いる
ことができ、薄膜部材の膜厚は、材質により異なるが潜
像担持体との十分な圧接状態を得るためには１０〜５゜
０［μｍ］程度とした方が望ましい、さらに、磁界発生
層３２は、磁気記録材料や磁石材料としても公知のもの
を用いることができ、より詳しくは、Ｆｅ、　　Ｎｉ、
　　Ｃｏ、　　Ｍｎ、のうち少なくとも一種類の元素を
含有する磁性材料、例えば、γ−Ｆｅ２Ｏ３、Ｂａ−Ｆ
ｅ、　　Ｎｉ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｍｎ−Ａｌ等が使用
可能で、膜厚は１００［μｍ］以下望ましくは１０［μ
ｍ１前後に薄膜化し、最小磁化反転ピッチを１００［μ
ｍ］以下にしてトナーを均一に薄層化すると同時に磁気
ブラシ形成による現像ローラー上のトナー搬送量の変動
を微小ピッチに抑えて温度ムラを低減することができる
。さらに、本発明に使用するトナーとしては、−成分ト
ナーとして公知の全てのトナーを使用することができ、
レジン系トナー　ワックス系トナーの何れでも良い、ト
ナーの組成は、公知のように、樹脂に磁性粉や着色剤や
外添剤やその他の添加剤を加えたもので、粉砕法や重合
法等で作成される。

尚、第１図〜第４図において、図中の構成のみで本発明
を限定するものではない、また、矢印はそれぞれの部材
の回転方向を示すが本発明を限定するものではない、さ
らに、現像方法も、正規現像、反転現像の別を問うこと
なく使用することができる。

以上実施例を述べたが、本発明は以上の実施例のみなら
ず、広く電子写真等の現像装置に応用することができ、
特にプリンターや複写機やファクシミリやデイスプレー
に応用すれば有効である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、現像ローラーに対向
して電圧印加手段により現像ローラーとの間に電位差を
持たせた現像剤供給及び剥離部材を配設することにより
、摩擦帯電、接触帯電、電荷注入等によりトナーに現像
を行なうに充分な帯電量を付与することができ、電界に
従って所望の帯電極性を有するトナーのみ現像ローラー
に供給できるので、潜像担持体に逆極性のトナーが付着
するために生じる地力ブリを防止でき、さらに現像され
ずに現像ローラー上に保持されたまま回収されできたト
ナーを機械的、磁気的、電気的な力等で剥離するため、
現像履歴に起因する温度ムラ等の画像欠陥の発生や現像
ローラー上へのトナーの固着を防止でき、現像履歴によ
らず安定した画像を形成することができる。

また、現像電極である薄膜部材を潜像担持体に圧接する
ことにより現像電界を強調でき、また潜像担持体と薄膜
部材のギャップがトナー層厚で規定されるため現像電界
が安定し高温度かつ高解像度の画像を安定して形成でき
る。

さらに、薄層の磁界発生層に微小ピッチの着磁をして現
像ローラー上に均一で薄層のトナー層（或は微小ピッチ
の磁気ブラシ薄層）を形成することができ、トナー層厚
の変動による温度ムラ等を低減し、トナーを磁気力によ
り現像ローラーに保持して地力ブリを低減し、高解像で
高印字品質の現像を行うことができる。さらに、地力ブ
リを低減して不要廃棄トナーを低減することにより、画
像形成装置の小型低コスト化や低メインテナンス化が可
能であり、トナー消費量を低減してランニングコストも
低減可能である。

さらに、薄膜部材の内部に磁界発生手段を配設すること
により、−成分磁性トナーの薄膜部材上への保持力が高
められるため、潜像担持体上への未帯電トナーの粘着力
による付着等の非画像部への地力ブリやトナー飛散を低
減して安定した画像形成を可能としている。

従って、本発明の現像装置は、−成分現像法において、
現像履歴に起因する温度ムラや、尾引きのような画像欠
陥等が少なく高温度かつ高解像の画像が得られる現像装
置を提供できるという優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の現像装置の実施例における断面概観
図であり、第２図は本発明の実施例における現像剤供給
及び剥離部材の断面概観図であり、第３図は本発明の現
像装置の他の実施例における断面概観図であり、第４図
は本発明の現像装置の他の実施例における断面概観図で
ある。 ８、　３７．　４５ ９、　３３．　４３ １０、　　３０．　４０ １１、　　３１．　４１ １２、　３４．　４４ トナー 現像ローラー 駆動ローラー 薄膜部材 現像剤供給及び 剥離部材 弾性ブレード 現像バイアス 印加手段 電圧印加手段 磁性粒子 磁界発生層 磁界発生手段 以　　上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　鈴木　喜三部（化１名）第３図 磁性粒子 トナー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像ローラーにより一成分現像剤を潜像担持体に
   現像する現像装置において、前記現像ローラーが筒状の
   薄膜部材及び前記筒状の薄膜部材の内周側面に少なくと
   も一部で接触する駆動ローラーを有し、かつ前記現像ロ
   ーラーに前記一成分現像剤を供給するとともに前回の現
   像で使用されなかった前記一成分現像剤を剥離するため
   の現像剤供給及び剥離部材を有することを特徴とする現
   像装置。
2. （２）前記薄膜部材が、前記潜像担持体に圧接されるこ
   とを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. （３）前記薄膜部材が、磁界発生層を少なくとも有する
   ことを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
4. （４）前記現像ローラーが、薄膜部材に内包される磁界
   発生手段を有することを特徴とする請求項１または２ま
   たは３記載の現像装置。