JPH05165339A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁性キャリアと非磁性トナーとを混合して
なる二成分現像剤を用い、非磁性トナーのみを付着させ
るトナー担持体から静電潜像にトナーを転移させて可視
化する現像装置において、磁性キャリアがトナー担持体
に付着して現像領域に搬送されるのを防止し、画像欠陥
の発生や装置の維持性の低下のない現像装置を得る。 【構成】 トナー担持体１が、二成分現像剤の非磁性
トナーのみをトナー担持体に供給するトナー供給部材２
と表面に静電潜像が形成される静電潜像保持体５とに違
った位置で対向するように配置され、トナー担持体１の
周回方向におけるトナー供給部材２との対向位置より下
流側にトナー担持体と近接して回転するマグネットロー
ル３を設ける。これによりトナー担持体１に転移してし
まった磁性キャリアを除去し、現像領域に搬送されるの
を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、プリ
ンタ等の画像形成装置において用いられ、感光体上の静
電潜像をトナーの付着により可視化する現像装置に係
り、特に非磁性トナーと磁性キャリアとを混合した二成
分現像剤を用いる現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、感光体上の静電潜像を現像し
て可視像を形成する現像装置は、使用する現像剤の種類
に応じて各種タイプが提案されている。このうち、熱可
塑性樹脂に顔料等を分散したものを粉状とし、電荷制御
剤を外添した非磁性一成分現像剤を用いる現像装置とし
ては、現像剤担持体上にトナー層を形成しトナーを静電
潜像に飛翔させて可視化するものが広く用いられてい
る。このような現像装置では、感光体と現像剤担持体と
が非接触なので、可視像の乱れが少なく高画質の画像が
得られること、およびカラー電子写真装置において感光
体上に複数色のトナー像を重ねて形成することができる
可能性がある等の利点を有している。しかし、このよう
な一成分現像装置はトナーの帯電電荷量が不安定で画質
の長期維持性に問題があったり、トナーの特性の僅かな
変化で現像剤担持体のトナー搬送量が変動するなどの問
題点がある。

【０００３】一方、非磁性トナーと磁性キャリアとから
なる二成分現像剤を用いる二成分現像装置では、磁性キ
ャリアとの摩擦帯電によってトナーの帯電電荷量が安定
し、上記問題点は解消される。しかし、現像剤担持体上
に磁性キャリアが穂状に連なった磁気ブラシを形成し、
現像領域で磁気ブラシを静電潜像に接触させて現像を行
なうため、可視像が乱され画像の鮮明度が低下する等の
問題点がある。

【０００４】上記のように一成分現像装置と二成分現像
装置とはそれぞれ特徴を有しており、一成分現像剤を用
いる現像装置の利点と二成分現像剤を用いる現像装置の
利点とをうまく組み合わせ、両者の望ましい特徴を有す
る現像装置が提案されている。図３は、この現像装置の
一例を示す概略構成図であり、特開平３−１１３４７４
号公報に開示されたものである。この現像装置１２０
は、二成分現像剤を収容するハウジング１１５内に、静
電潜像保持体１０５と対向し表面に非磁性トナーを付着
して搬送するトナー担持体１０１と、このトナー担持体
と近接して配置され、表面に二成分現像剤を吸着しなが
ら搬送するトナー供給部材１０２と、現像剤を攪拌する
とともに搬送し、トナー供給部材１０２に現像剤を供給
する現像剤攪拌部材１１３とを有している。この静電潜
像保持体１０５は、一様帯電後、像光の照射により表面
に帯電電位の差による静電潜像を形成することができる
ベルト状感光体である。上記トナー供給部材１０２は内
部に位置を固定して配置された複数の磁極を有してお
り、非磁性トナーを伴う磁性キャリアが穂状に連なった
磁気ブラシを表面に形成することができるものである。

【０００５】このような現像装置において、トナー供給
部材１０２上に形成された磁気ブラシはトナー供給部材
表面の回転により搬送されて、トナー担持体１０１の表
面に摺擦される。トナー供給部材１０２とトナー担持体
１０１との間には直流電源１０６、１０７により静電界
が形成されており、磁性キャリアに付着しているトナー
はトナー担持体１０１の表面に転移し、トナーの薄層を
形成する。一方磁性キャリアはトナー供給部材に磁気的
に吸着されたまま残る。トナー担持体上に形成されたト
ナーの薄層はトナー担持体１０１の回転により、静電潜
像保持体１０５と近接して対向する現像領域へ搬送され
る。現像領域においては、トナー担持体１０１と静電潜
像保持体１０５との間隙に制御電極１１１が配設され、
直流電源１０７および交流電源１０８から直流重畳交流
電圧が印加されており、これによりトナーはクラウド化
し、静電潜像に付着して現像が行なわれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような現像装置では、二成分現像剤中のトナーをトナー
担持体表面に供給する際に、トナーと磁性キャリアとが
電気的に強く結合していることによってトナーだけでな
く磁性キャリアまでがトナー担持体表面に移動してしま
うことがある。このような場合にはトナー担持体と静電
潜像保持体とが近接する現像領域に磁性キャリアが搬送
され、トナーの静電潜像への付着が不均一となったり、
磁性キャリアが静電潜像に転移して白抜け等の画像欠陥
が生じるという問題がある。

【０００７】また、現像領域付近に制御電極としてトナ
ー担持体の軸方向にワイヤー等を配設した場合には、磁
性キャリアの粒径がトナーの３倍程度と大きいため、ワ
イヤーとトナー担持体との間に磁性キャリアが詰まり、
スジ状の画像欠陥を生じたり、磁性キャリアの除去が困
難なために制御電極の維持性を低下させるという問題点
がある。

【０００８】本発明は上記のような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、磁性キャリアがトナー担
持体に転移して現像領域に搬送されるのを防止し、画像
欠陥の発生や装置の維持性の低下がなく、高品質の画像
が安定して得られる現像装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記のような問題点を解
決するために、本発明は、 磁石を内蔵し、表面に磁性
キャリアと非磁性トナーとからなる二成分現像剤の磁気
ブラシを形成して搬送するトナー供給部材と、 露光に
よって表面に静電潜像が形成される静電潜像保持体と前
記トナー供給部材とにそれぞれ違った部位で対向するよ
うに配置され、表面に前記非磁性トナーを付着して周回
するように駆動されるトナー担持体とを備え、 前記静
電潜像保持体と前記トナー担持体とが対向する現像領域
で前記トナー担持体上の非磁性トナーを前記静電潜像に
飛翔させて可視化する現像装置において、 前記ト
ナー担持体表面の周回方向における前記トナー供給部材
との近接位置よりも下流側で、前記トナー担持体表面と
近接して回転するマグネットロールを有するものとす
る。

【００１０】上記マグネットロールは、内部に複数の磁
石を位置が不動となるように配置し、この磁石の周囲に
設けられた非磁性の円筒上スリーブのみを回転させるも
のであってもよいし、複数の磁石を内蔵し、一体となっ
て回転するマグネットロールであってもよい。またマグ
ネットロールを設ける位置はトナー担持体の周回方向に
おけるトナー供給部材の対向位置よりも下流側であっ
て、現像領域よりも上流側であれば任意に選択すること
ができる。

【００１１】

【作用】上記のような構成の現像装置では、トナー供給
部材の表面に形成された二成分現像剤の磁気ブラシがト
ナー担持体と接触し、トナーがトナー担持体の表面に転
移してトナーの薄層が形成される。トナー担持体が周回
することによって上記トナーの薄層は現像領域に搬送さ
れ、静電潜像保持体とは非接触で、トナーが飛翔して静
電潜像に付着し、現像が行なわれる。

【００１２】このような工程で、トナー供給部材からト
ナーとともに磁性キャリアがトナー担持体に転移してし
まった場合でも、トナー担持体の周回方向におけるトナ
ー供給部材との対向位置よりも下流側に、トナー担持体
と対向するマグネットロールが設けられているので、現
像領域へ至るまでの間にマグネットロールとの対向位置
を通過し、トナーの薄層に混入した磁性キャリアが磁気
吸引力によってマグネットロールに吸着される。

【００１３】このため、トナー担持体表面上の磁性キャ
リアは上記マグネットロールにより除去され、現像領域
へ搬送されることがなく、画像の濃度ムラや白抜けなど
の画像欠陥の発生が防止される。また、トナー担持体と
静電潜像保持体との対向位置に制御電極としてワイヤー
を配設する場合にも、ワイヤ−部での詰まりによる制御
電極の維持性低下が防止される。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は本発明の一実施例である現像装置を示す概略
構成図である。この現像装置は、帯電電位の差による静
電潜像を保持することができる静電潜像保持体５と対向
して設けられており、非磁性トナー１０と磁性キャリア
９とからなる二成分現像剤を収容するハウジング１５内
に、二成分現像剤を磁気的に吸着し、磁気ブラシを表面
に形成するトナー供給部材２と、このトナー供給部材２
と前記静電潜像保持体５とにそれぞれ違った部位で近接
するように配置され、非磁性トナー１０を付着して回転
する円筒状のトナー担持体１と、前記トナー供給部材２
上に吸着された現像剤量を規制する現像剤規制部材１２
と、トナー担持体１と近接して回転する円筒状のマグネ
ットロール３とを有している。また、ハウジング１５内
の前記トナー供給部材２と隣接する位置に第１の現像剤
攪拌室１６が設けられ、さらにこの第１の現像剤攪拌室
と隔壁１８によって仕切られた第２の現像剤攪拌室１７
が設けられている。

【００１５】上記トナー供給部材２は、位置が不動とな
るように支持された磁石２２の外周に、回転可能な円筒
状のスリーブ２１を配置したものであり、スリーブ２１
の表面に二成分現像剤を磁気的に吸着して磁気ブラシを
形成するとともに、スリーブ２１が回転して現像剤を搬
送することができるものである。

【００１６】上記トナー担持体１は表面がアルマイト処
理されたアルミニウムの円筒体やフェノール樹脂からな
る円筒体、またはアルミニウムの円筒体の表面に樹脂層
を形成したもの等が用いられ、トナー供給部材２との対
向位置で双方の対向面が同じ方向に移動するように回転
方向が設定されている。

【００１７】トナー供給部材２とトナー担持体１との間
にはバイアス電源６から直流重畳交流電圧が印加されて
おり、これらが近接して対向する位置に振動電界を生じ
るようになっている。また、前記トナー担持体１と静電
潜像保持体５との対向位置には、トナー担持体１の軸方
向に張設された２本の細いワイヤーからなりトナー担持
体１と１０〜１００μｍ程度の間隙を保持する制御電極
１１が設けられている。この制御電極１１およびトナー
担持体１にはバイアス電源７、８から直流電圧または交
番電圧が印加されており、制御電極１１とトナー担持体
１との間、制御電極１１と静電潜像保持体５との間およ
びトナー担持体１と静電潜像保持体５との間に電界を生
じ、これらの対向部分が現像領域となっている。

【００１８】上記マグネットロール３は回転可能に支持
された非磁性の円筒状スリーブの内部に、位置が不動と
なるように支持された磁石ロールを備えるものであり、
トナー担持体１の回転方向における前記トナー供給部材
２との対向位置より下流側であって現像領域よりも上流
側のトナー担持体１と近接する位置に設けられている。
このマグネットロール３の円筒状スリーブは表面がトナ
ー担持体１と近接する部分でトナー担持体の表面と同方
向に移動するように回転方向が設定されている。また、
このマグネットロール３の表面に接触して、マグネット
ロール上に付着した磁性キャリア９を剥離するスクレー
パ４が備えられている。

【００１９】上記第１の現像剤攪拌室１６と第２の現像
剤攪拌室１７とは、トナー供給部材２の軸線方向におけ
る両端部で連通しており、それぞれに現像剤の攪拌と軸
方向への現像剤の搬送を行なう第１のスクリューオーガ
ー１３と第２のスクリューオーガー１４とが設けられて
いる。これら２つのスクリューオーガー１３、１４は互
いに逆方向に現像剤を搬送するように回転方向が設定さ
れており、現像剤が第１の現像剤攪拌室と第２の現像剤
攪拌室１７とを循環するようになっている。

【００２０】このような現像装置において非磁性トナー
１０と磁性キャリア９とは第１の現像剤攪拌室１６と第
２の現像剤攪拌室１７とにおいて搬送されるとともに均
一となるように攪拌され、現像剤中の非磁性トナー１０
の分布が一定に維持されるとともに非磁性トナー１０と
磁性キャリア９との間の摩擦帯電により非磁性トナーに
充分な電荷が付与される。

【００２１】攪拌された現像剤は、第１のスクリューオ
ーガー１３によってトナー供給部材２に供給される。ト
ナー供給部材２は現像剤を磁気的に吸着して現像剤の磁
気ブラシを形成し、回転によりトナー担持体１との対向
位置まで搬送する。トナー担持体１とトナー供給部材２
との間には直流重畳交流電圧が印加されており、電荷を
有するトナーはクーロン力によってトナー担持体１へ転
移し、トナー担持体表面にトナーの薄層を形成する。一
方、磁性キャリアはトナー供給部材２に磁気的に吸着さ
れたまま転移せずに残る。

【００２２】このときトナー１０と磁性キャリア９との
付着力が大きい場合等には、トナー１０のみでなく磁性
キャリア９の一部がトナー担持体１の表面に付着してし
まう場合があり、この磁性キャリア９はトナー担持体１
の回転によりマグネットロール３との近接位置まで搬送
される。このマグネットロール３はトナー担持体上の磁
性キャリアを吸着し、トナー担持体１の表面から除去す
る。マグネットロール３に吸着された磁性キャリア９は
円筒状スリーブの回転により搬送され、スクレーパ４に
よってマグネットロール３から剥離されて第１の現像剤
攪拌室１６内へ戻される。このときスクレーパ４の接触
位置は、内蔵した磁石の磁力が小さくなっており容易に
剥離することができる。

【００２３】マグネットロール３との対向位置を通過し
たトナー担持体１上のトナー層には磁性キャリアの混入
は無くなり、トナー担持体１の回転とともに現像領域へ
搬送される。このトナー層は制御電極１１との近接位置
を通過し、制御電極１１に印加された直流重畳交流電圧
により現像領域内でトナークラウドを発生する。クラウ
ド化されたトナーは電界内で飛翔し、静電潜像保持体５
上の静電潜像に付着して現像が行われる。このとき、ト
ナー担持体１上に磁性キャリア９が付着していることは
なく画像欠陥の発生が防止される。

【００２４】図２は本発明の他の実施例である現像装置
を示す概略構成図である。この現像装置では、前記実施
例においてトナー担持体に近接して配置されたマグネッ
トロール３の代わりに、Ｓ極とＮ極とが円周方向に交互
に着磁された円筒状磁石３３を有している。この円筒状
磁石３３は上記実施例のマグネットロール３とほぼ同じ
位置に設けられ、トナー担持体１の表面と近接して回転
可能に支持されている。また、この現像装置の他の構成
は上記実施例と同じである。本実施例ではトナー担持体
上に付着した磁性キャリア９を直接円筒状磁石３３に吸
着させて除去することができる。また、円筒状磁石３３
自体の回転により搬送され、スクレーパ４によって円筒
状磁石３３から剥離されて第１の現像剤攪拌室１６内に
戻される。本実施例の現像装置でも、上記実施例と同様
に、現像領域に磁性キャリアが搬送されることがなく、
画像欠陥の発生が防止される。また、本実施例で用いる
円筒状磁石３３は安価で容易に制作することが可能であ
る。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像装置
では、トナー担持体の周回方向におけるトナー供給部材
との対向位置よりも下流側に、トナー担持体と近接して
マグネットロールが設けられているので、トナー担持体
に付着した磁性キャリアは磁気吸引力によりマグネット
ロールに吸引されてトナー担持体上から除去される。こ
れにより、現像領域への磁性キャリアの搬送がなくな
り、画像欠陥の発生が防止されるとともに、充分な電荷
を有するトナーが現像領域に搬送され、非接触で高品質
の画像を安定して得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である現像装置を示す概略構
成図である。

【図２】本発明の他の実施例である現像装置を示す概略
構成図である。

【図３】従来の現像装置を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ トナー担持体 ２ トナー供
給部材 ３ マグネットロール ４ スクレー
パ ５ 静電潜像保持体 ６ バイアス
電源 ７ バイアス電源 ８ バイアス
電源 ９ 磁性キャリア １０ 非磁性ト
ナー １１ 制御電極 １２ 現像剤
規制部材 １３ 第１のスクリューオーガー １４ 第２の
スクリューオーガー １５ ハウジング １６ 第１の
現像剤攪拌室 １７ 第２の現像剤攪拌室 １８ 隔壁 ３３ マグネットロール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁石を内蔵し、表面に磁性キャリアと
   非磁性トナーとからなる二成分現像剤の磁気ブラシを形
   成して搬送するトナー供給部材と、 露光によって表
   面に静電潜像が形成される静電潜像保持体と前記トナー
   供給部材とにそれぞれ違った部位で対向するように配置
   され、表面に前記非磁性トナーを付着して周回するよう
   に駆動されるトナー担持体とを備え、 前記静電潜像
   保持体と前記トナー担持体とが対向する現像領域で前記
   トナー担持体上の非磁性トナーを前記静電潜像に飛翔さ
   せて可視化する現像装置において、 前記トナー担持体表面の周回方向における前記トナー供
   給部材との対向位置よりも下流側で、前記トナー担持体
   表面と近接して回転するマグネットロールを有すること
   を特徴とする現像装置。