JPH06332302A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像ロール上のトナー層を電極ワイヤにより
飛翔させ、静電潜像保持体上の静電潜像をトナー付着に
より可視化する現像装置において、現像ロール上に均一
にトナー層を形成し、現像領域に均一なトナー雲を形成
する。 【構成】 現像ロール３の両端部３ｂは両端に向かって
径が徐々に縮小するようにテーパ加工され、また電極ワ
イヤ５を張架する支点が現像ロール３の両端部３ｂにお
いて現像ロール３の等径部分３ａの周面の延長線より回
転中心側で、電極ワイヤ５が現像ロール３の両端で周面
から離れる位置に設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機やプリ
ンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置に係り、特
に現像ロール上に形成したトナー層を静電潜像保持体に
飛翔させ、静電潜像保持体上の静電潜像をトナー付着に
よって可視化するようにした現像装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の現像装置は、電子写真複
写機、プリンタ等の画像形成装置に使用されており、現
像剤の種類により各種のタイプのものが提案されてい
る。例えば、磁気ロールを用いて二成分現像剤を現像ロ
ールとの対向位置に搬送し、前記現像ロール上にトナー
を転移させて現像ロール上にトナー層を形成し、このト
ナー層を使用して静電潜像保持体の静電潜像を可視化す
る現像装置が提案されている（米国特許第３９２９０９
８号明細書参照）。この現像装置は、現像ロールと静電
潜像保持体との間隙を適正に設定することにより、比較
的鮮明な画像を得ることができる。

【０００３】しかし、このような現像装置は、静電潜像
保持体と現像ロールとの間にバイアス電圧を印加して現
像する際に静電潜像保持体上に既に形成されているトナ
ー像が攪乱され、複数色のトナーによる重ね現像を行う
ことができないという問題がある。このような問題を解
決する現像装置として、トナーを現像ロール上に形成
し、前記現像ロール上に形成したトナー層に接触または
近接させて配置された電極ワイヤを有し、この電極ワイ
ヤにバイアス電圧を印加することにより、現像領域にト
ナー雲（トナークラウド）を形成して静電潜像保持体上
の潜像を現像する現像装置が提案されている（米国出願
第０７／１７１０６２号明細書参照）。

【０００４】同様に、磁気ロールを用いて二成分現像剤
を現像ロールとの対向位置に搬送し、前記現像ロール上
にトナーを移転させて前記現像ロール上にトナー層を形
成し、前記現像ロール上に形成したトナー層に接触又は
近接して配置された電極ワイヤにより、トナー雲を形成
して、潜像を現像するようにした現像装置も提案されて
いる（米国出願第３９６１５２号明細書参照）。

【０００５】これらの現像装置によれば、静電潜像保持
体上に既に形成されたトナー像を乱すことなく複数色の
トナーによる重ね現像が可能となるとともに、現像ロー
ルにトナー層を形成するための方法が、一成分現像剤で
あれ、二成分現像剤であれ、最終的には現像領域にて、
トナー層だけが静電潜像保持体への現像に寄与すること
になり、高効率で、しかも磁気ブラシの静電潜像保持体
への接触がない高画質の現像が達成されることになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の現像装置では、現像ロール上に配置した電極ワイヤ
によって形成したトナー雲を均一に形成し現像領域に運
んで静電潜像保持体上の静電潜像を現像させることが難
しい。即ち、現像ロールおよびこの上に形成されたトナ
ー層に接触または近傍配置される電極ワイヤとの距離が
中央部と両端部とで異なる結果、両端部では現像ロール
と電極ワイヤとが引っ掛かって機械的にトナーを弾いて
トナー雲を形成し、このためプリント端部にスジやかぶ
りなどの重大な画像欠陥が生じるという問題がある。

【０００７】これを図４により具体的に説明すれば次の
通りである。従来の現像装置において電極ワイヤ５０
は、現像ロール３０の中央部では現像ロール３０上に形
成されたトナー層３１の表面に保持される。ところがト
ナー層３１の両端部では電極ワイヤ５０が強い圧力で接
する結果、トナー層３１中に入り込み、現像ロール３０
両端部において電極ワイヤ５０の上部にあるトナー層３
１が電極ワイヤ５０によって掻きとられる。このため現
像ロール３０の両端部では他の部分よりも大量のトナー
雲が発生し、プリント端部にかぶりやスジが発生してし
まう。そこで、現像ロール３０と電極ワイヤ５０との距
離を離し、電極ワイヤ５０が強い圧力でトナー層３１の
両端部に接しないようにすることが考えられるが、実質
的に適用することができない。即ちこの場合には電極ワ
イヤ５０の保持高さを調整することが必要となるが、ト
ナー層３１の厚さは実際には数ミクロンから数十ミクロ
ン程度であるため、調節するのは非常に困難である。ま
たトナー層３１と電極ワイヤ５０との距離が離れ過ぎて
いると現像領域で十分なトナー雲を発生させることが困
難となり、プリント濃度が低下して画像欠陥が生じてし
まう。

【０００８】本発明の目的は、現像ロール上に形成した
トナー層を電極ワイヤによって静電潜像保持体に飛翔さ
せ、静電潜像保持体上の静電潜像をトナー付着によって
可視化するようにした現像装置において、現像領域に均
一なトナー雲を形成することができる、現像装置を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の現像装置は、帯
電電位の差による静電潜像が形成される静電潜像保持体
と対向するように配置され、表面に非磁性のトナー層を
形成して回転する現像ロールと、前記静電潜像保持体と
前記現像ロールが近接離隔して対向する間隙内において
前記現像ロールの軸線方向と平行で且つ前記現像ロール
の周面と接するように張設された電極ワイヤとを備えて
なる現像装置において、 前記現像ロールの径を前記現
像ロールの両端付近での前記トナー層の形成範囲内から
両端に向かって徐々に縮小し、 また前記電極ワイヤを
前記現像ロールの軸線方向に張架する支点が、前記現像
ロールの等径部分の周面の延長線より回転中心側で且つ
前記現像ロールの両端において前記電極ワイヤが前記現
像ロールの周面から離れる位置に設けた、ことを特徴と
する。

【００１０】

【作用】上記のように現像ロール両端の径をトナー層形
成範囲内から両端に向かって徐々に縮小し、また電極ワ
イヤの張架支点を現像ロールの等径部分の周面の延長線
より回転中心側で且つ現像ロールの両端において電極ワ
イヤが現像ロールの周面から離間する位置に設けること
で、電極ワイヤが現像ロール上のトナー層上に徐々に接
触するようになる。そしてこの結果、現像ロール両端部
において電極ワイヤが現像ロール上のトナー層を削るこ
とがなくなり、プリント端部のかぶりやスジの発生が防
止できる。

【００１１】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１に本発明の一実施例である現像装置２
の概略構成を、また図２に現像装置２を構成する現像ロ
ール付近の拡大図を、それぞれ示した。

【００１２】この現像装置２は、帯電電位の差による潜
像を保持できる静電潜像保持体１と対向して設けられ、
また非磁性トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像
剤１６を収容するハウジング１４、二成分現像剤１６が
磁気的に吸着されて表面に磁気ブラシを形成する磁気ロ
ール４、磁気ロール４上に吸着された現像剤量を規制す
る現像剤規制部材１５、非磁性トナーを付着して回転す
る円筒状の現像ロール３等を有して構成される。現像ロ
ール３は、磁気ロール４と静電潜像保持体１とにそれぞ
れ違った部位で近接するように配置される。また現像ロ
ール３と静電潜像保持体１との対向位置には、現像ロー
ル３から静電潜像保持体１への非磁性トナーの飛翔を制
御するための現像制御電極である電極ワイヤ５が設けら
れている。

【００１３】ハウジング１４は所定の供給量の現像剤を
貯蔵するためのもので、第１、第２の現像攪拌室６を有
している。即ち、第１の現像攪拌室６はハウジング１４
内の磁気ロール４と隣接する位置に設けられ、また第２
の現像剤攪拌室７は第１の現像剤攪拌室６と隔壁８によ
り仕切られて設けられている。これら第１、第２の現像
剤攪拌室６、７は、磁気ロール４の軸線方向における両
端部で連通している。また第１、第２の現像剤攪拌室
６、７には、現像剤の攪拌と現像剤の軸方向への搬送を
行うための第１のスクリューオーガー９、第２のスクリ
ューオーガー１０がそれぞれ設けられている。更にこれ
ら第１、第２のスクリューオーガー９、１０は、互いに
逆方向に二成分現像剤１６を搬送するようにそれらの回
転方向が設定されており、これによって二成分現像剤１
６は第１の現像剤攪拌室６と第２の現像剤攪拌室７との
間で循環する。

【００１４】磁気ロール４は内部に磁石を有する回転可
能な円筒体であり、図２に示したように表面に磁性キャ
リアが磁気的に吸着されて二成分現像剤１６の磁気ブラ
シが形成される。そして磁気ロール４の回転により二成
分現像剤１６が現像ロール３の方に搬送される。磁気ロ
ール４には磁気ロール用バイアス電源１１からの直流重
畳交流電圧（本実施例では交流分ピークツーピーク電圧
は５０Ｖ〜５００Ｖ、直流分電圧は−３００Ｖ）が印加
されている。

【００１５】現像ロール３は絶縁材料や半導体材料から
構成されるもので、直流電源１２が接続されている。直
流電源１２からは現像ロール３には、グラウンドに対し
て直流電圧（本実施例では−２００Ｖ）が印加されてい
る。これにより、磁気ロール４の現像ロール１と近接し
て対向する位置には、振動電界が発生し、磁気ブラシ中
のトナー粒子が磁気ロール４から現像ロール１に引付け
られ、現像ロール１の表面に略一様な厚さのトナー層１
７が形成される。また現像ロール３の両端部３ｂは、図
３に示したように、両端に向かって徐々に縮小して細く
なるようにテーパ加工されている。このテーパ加工は、
図示した例では両端部３ｂの両端まで加工したが、少な
くとも現像ロール３の両端付近におけるトナー層１７の
形成範囲内において加工すれば足りる。また電極ワイヤ
５を現像ロール３の軸線方向に張架する支点は、現像ロ
ール３の等径部分３ａの周面の延長線より回転中心側
で、且つ現像ロール３の両端において電極ワイヤ５が現
像ロール３の周面から離間する位置に設けられている。

【００１６】電極ワイヤ５は、現像ロール３上の表面と
非接触になるように、５〜３０μｍ程度の間隙を保持し
て現像ロール３の軸方向に張架された例えば４本の細い
ワイヤから構成される。これらのワイヤは、例えば０．
５〜１ｍｍ間隔で互いに平行となるように、配列され
る。電極ワイヤ５と現像ロール３との距離は、現像ロー
ル３の表面に形成されたトナー層からトナーが脱離し易
いように、トナー層の厚さと略等しく設定されることが
好ましい。電極ワイヤ５には上記の直流電源１２に交流
電源１３からの交流電圧（本実施例では、交流分の周波
数が５ｋＨｚ、ピークツーピーク電圧が８００Ｖ）が重
畳して印加されている。そして、電極ワイヤ５と現像ロ
ール３との間、電極ワイヤ５と静電潜像保持体１との
間、並びに現像ロール３と静電潜像保持体１との間に電
界が生じ、これらの対向部分が現像領域となって、電極
ワイヤ５の回りに形成されたトナー雲から分離されたト
ナー粒子が静電潜像保持体１上に形成されている静電潜
像に引付けられる。

【００１７】現像ロール３と静電潜像保持体１とは、２
００〜５００μｍの間隙を保持して対向するように配置
される。尚、静電潜像保持体１、現像ロール３、および
磁気ロール４の回転方向は必ずしも本実施例と同じでな
くても良く、使用される現像剤、現像剤規制部材１５の
設置される位置等によって変えることができる。

【００１８】以上の構成である実施例の現像装置では、
非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤１６
は、第１、および第２の現像剤攪拌室６、７において搬
送されて均一に攪拌される。これにより、二成分現像剤
１６中における非磁性トナーの分布が一定に維持され、
また非磁性トナーと磁性キャリアとの間の摩擦帯電によ
って非磁性トナーに十分な電荷が付与される。このよう
に攪拌された二成分現像剤１６は、第１のスクリューオ
ーガー９によって磁気ロール４に供給される。磁気ロー
ル４は二成分現像剤１６を磁気的に吸着して磁気ブラシ
を形成し、またその回転により二成分現像剤１６を現像
ロール３との対向位置まで搬送する。現像ロール３と磁
気ロール４との間には直流重畳交流電圧が印加されてい
るため、二成分現像剤１６内の電荷を有するトナーは、
クーロン力によって現像ロール３へ転移し、現像ロール
１の表面にトナーの薄層を形成する。一方、二成分現像
剤１６の磁性キャリアは、磁気ロール４に磁気的に吸着
されたまま転移せずに残る。

【００１９】現像ロール３上のトナー層は、現像ロール
３の回転とともに現像領域に搬送されて電極ワイヤ５と
の近接位置を通過し、電極ワイヤ５に印加された直流重
畳交流電圧等により現像領域内でトナー雲（トナークラ
ウド）を発生する。クラウド化されたトナーは、直流重
畳交流電圧による電界内で飛翔し、静電潜像保持体１上
の静電潜像に付着して現像が行われる。ここで、電極ワ
イヤ５の回りに形成されたトナー雲には、電極ワイヤ５
に印加された直流重畳交流電圧によるものと、並びに電
極ワイヤ５とトナー層の接触の双方によるものとがあ
る。そして現像ロール３の両端部が上記のようにテーパ
加工されており、また電極ワイヤ５の支点は上記のよう
に現像ロール３の両端において電極ワイヤ５が現像ロー
ル３の周面から離間する位置に設けられているため、電
極ワイヤ５は徐々に強く現像ロール３上のトナー層１７
に接するようになる。このため、現像ロール３の両端部
において電極ワイヤ５がトナー層１７中に入り込むこと
がなくなり、電極ワイヤによる掻きとりに起因するプリ
ント端部のかぶりやスジ等の発生が防止される。

【００２０】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、現像剤担
持体である現像ロール上に形成したトナー層を電極ワイ
ヤによって静電潜像保持体に飛翔させ、静電潜像保持体
上の静電潜像をトナー付着によって可視化するようにし
た現像装置において、電極ワイヤが現像ロール上のトナ
ー層上に徐々に接触するようになるため、現像ロール両
端部において電極ワイヤが現像ロール上のトナー層を削
ることがなくなる。この結果、現像領域に均一なトナー
雲を形成することができ、プリント端部のかぶりやスジ
の発生が防止できる。

【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断
面図である。

【図２】図１に示した現像装置における現像ロールと磁
気ロールとを示す拡大図である。

【図３】図１に示した現像装置に用いられる現像ロール
の形状を示す拡大図である。

【図４】従来の現像装置において用いられる現像ロール
の形状を示す拡大図である。

【符号の説明】

１ 静電潜像保持体 ２ 現像装置 ３，３０ 現像ロール ４ 磁気ロール ５，５０ 電極ワイヤ ６ 第１の現像剤攪拌室 ７ 第２の現像剤攪拌室 ８ 隔壁 ９ 第１のスクリューオーガー １０ 第２のスクリューオーガー １１ 磁気ロール用バイアス電源 １２ 直流電源 １３ 交流電源 １４ ハウジング １５ 現像剤規制部材 １６ 二成分現像剤 １７，３１ トナー層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯電電位の差による静電潜像が形成され
   る静電潜像保持体と対向するように配置され、表面に非
   磁性のトナー層を形成して回転する現像ロールと、前記
   静電潜像保持体と前記現像ロールが近接離隔して対向す
   る間隙内において前記現像ロールの軸線方向と平行で且
   つ前記現像ロールの周面と接するように張設された電極
   ワイヤとを備えてなる現像装置において、 前記現像ロールの径を前記現像ロールの両端付近での前
   記トナー層の形成範囲内から両端に向かって徐々に縮小
   し、 前記電極ワイヤを前記現像ロールの軸線方向に張架する
   支点が、前記現像ロールの等径部分の周面の延長線より
   回転中心側で且つ前記現像ロールの両端において前記電
   極ワイヤが前記現像ロールの周面から離れる位置に設け
   た、ことを特徴とする現像装置。