JPH08240972A

JPH08240972A - 現像装置

Info

Publication number: JPH08240972A
Application number: JP4306895A
Authority: JP
Inventors: Teruaki Koizumi; 輝昭小泉; Hiroo Soga; 洋雄曽我; Yoshio Ikeda; 美穂池田; Migaku Aoshima; 琢青島
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-03-02
Filing date: 1995-03-02
Publication date: 1996-09-17

Abstract

(57)【要約】【目的】二成分現像剤を用いて静電潜像を現像する現
像装置において、現像スリーブ上でのトナーの飛散を抑
制する。【構成】回転する現像スリーブ７と該現像スリーブ７
の内部に配設された固定マグネット８とからなり、静電
潜像が形成される感光体ドラム１に対向して配設され、
磁性キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を現像ス
リーブ７上に吸着して現像領域１０へ搬送する現像剤担
持体９を備えて成り、現像スリーブ７に所定の間隔をお
いて対向させて、現像スリーブ７上のトナーに対して現
像スリーブ７側に向けて静電気力が作用するように電圧
が印加されるトナー飛散抑制電極１２が配設されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法や静電記録
法によって、磁性キャリアとトナーとからなる二成分現
像剤を用いて、像担持体上に形成された静電潜像を現像
する複写機やプリンタ等の現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、像担持体上に静電潜像を形成
し、この静電潜像に対して現像装置によりトナーと磁性
キャリアとからなる二成分現像剤を供給して前記静電潜
像を現像し、この現像によって形成されたトナー像を被
転写材に転写させる電子写真法や静電記録法を用いた複
写機やプリンタ等が知られている。

【０００３】この現像装置は、静電潜像が形成されて回
転する像担持体に対向して配設され、上記二成分現像剤
を吸着して現像領域へ搬送する現像剤担持体と、該現像
剤担持体上に吸着されて現像領域へ搬送される現像剤の
層厚を規制する層厚規制部材とを備えている。また、現
像剤担持体は、通常、回転する導電性非磁性の現像スリ
ーブと、該現像スリーブの内部に配設された固定のマグ
ネットロールとで構成される。層厚規制部材は非磁性材
料により形成される。現像剤は、現像スリーブ上にマグ
ネットロールの磁力によって保持され、現像スリーブの
回転によって、若しくは現像スリーブとマグネットロー
ルとの相対的な回転によって攪拌されながら搬送され、
現像領域において、現像剤が像担持体表面に近接あるい
は接触して、像担持体の表面上に形成された静電潜像を
現像する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の様な
現像装置においては、マグネットロールの磁力パターン
にしたがって現像剤が現像スリーブ上において穂立ちが
形成されたり現像スリーブに密着した状態になったりし
ながら搬送されるため、キャリアからトナーが剥がれや
すく、剥がれたトナーが現像装置の周辺に飛散し、現像
装置等を汚してしまうという問題がある。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑み、現像スリーブ
上でのトナーの飛散を抑制することができる現像装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の現像装置は、上
記目的を達成するため、回転する現像スリーブと該現像
スリーブの内部に配設された固定マグネットとからな
り、静電潜像が形成される像担持体に対向して配設さ
れ、磁性キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を前
記現像スリーブ上に吸着して現像領域へ搬送する現像剤
担持体を備えて成る現像装置において、前記現像スリー
ブに所定の間隔をおいて対向させて、該現像スリーブ上
のトナーに対して該現像スリーブ側に向けて静電気力が
作用するように電圧が印加されるトナー飛散抑制電極が
配設されていることを特徴とする。

【０００７】ここで、上記本発明の現像装置において、
前記トナー飛散抑制電極は、前記現像剤担持体の軸方向
に沿って延びると共に該軸方向に沿って複数の小領域に
分割され、各小領域毎に前記電圧を印加制御可能に構成
することが好ましい。また、前記トナー飛散抑制電極
は、前記現像剤担持体上の磁極に対向して配設すること
が好ましい。

【０００８】前記トナー飛散抑制電極は、現像スリーブ
上に吸着されて現像領域へ搬送される現像剤の層厚を規
制する層厚規制部材によって構成することもできる。

【０００９】

【作用】本発明の画像形成装置は、上記のように、現像
領域の近傍において現像スリーブに所定の間隔をおいて
対向させて、現像スリーブ上のトナーに対して現像スリ
ーブ側に向けて静電気力が作用するように電圧が印加さ
れるトナー飛散抑制電極が配設されているので、この電
極に電圧を印加することにより形成される電界の作用に
よりトナーが現像スリーブ側に向けて押し付けられ、現
像スリーブ上の現像剤層の上層部にはトナーが少なくな
る。このため、現像スリーブの回転に伴う現像剤の穂立
ち等の動きによって発生するトナーの飛散を抑制するこ
とができる。

【００１０】上記トナー飛散抑制電極を、像担持体上に
形成された静電潜像に応じて電圧が印加されるように構
成すると、例えば非画像部、つまり像担持体上に形成さ
れた静電潜像領域以外の領域に対する部分についてのみ
電圧を印加することにより、静電潜像の現像に悪影響を
及ぼすこと無く良好にトナーの飛散防止を図ることがで
きる。

【００１１】また、上記トナー飛散抑制電極を、現像剤
担持体の軸方向に沿って延びると共にその軸方向に沿っ
て複数の小領域に分割し、各小領域毎に電圧を印加制御
可能に構成した場合には、例えば現像スリーブの軸方向
において静電潜像に対応する領域以外の領域、例えば現
像スリーブの軸方向長さがＡ３用紙の幅方向の長さに対
応している場合において静電潜像がＡ４用紙の幅方向の
長さに対応する領域に形成されている場合、そのＡ４用
紙の幅方向の長さに対応する領域以外の領域に対応する
電極の小領域についてのみ電圧を印加することにより、
静電潜像の現像に悪影響を及ぼすこと無く良好にトナー
の飛散防止を図ることができる。

【００１２】また、トナー飛散抑制電極を、固定マグネ
ット上の磁極に対向して配設した場合には、磁性上では
トナーが穂立ちするのでトナーの飛散が生じやすいが、
このトナーの飛散が生じやすい領域においてその穂立ち
の隙間からトナーが現像スリーブ側に有効に移動し、特
に良好にトナーの飛散防止を図ることができる。更に、
トナー飛散抑制電極を、層厚規制部材によって構成した
場合には、別途の電極部材を配設する必要がなく、従っ
て構成の複雑化を伴うこと無くトナーの飛散防止を図る
ことができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
を詳細に説明する。図１は本発明にかかる現像装置の一
実施例を備えた静電写真方式の複写機を示す概略図であ
る。図示の複写機は、静電潜像が形成される像担持体と
しての感光体ドラム１と、感光体ドラム１を一様に帯電
する帯電器２と、画像情報に応じて感光体ドラム１を露
光し静電潜像を形成する露光器３と、二成分現像剤を用
いて静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置４
と、現像されたトナー像を用紙５に転写するための転写
器６とを備えている。

【００１４】以下、各部の構成、動作などについて、負
に帯電する感光体ドラム１を、負帯電トナーとキャリア
とから成る二成分現像剤を使用して反転現像を行うもの
として説明する。まず、帯電器２は感光体ドラム１の表
面を均一に負帯電し、露光器３は画像情報に応じて感光
体ドラム１に光を照射して画像部の電位を落とす。これ
により感光体ドラム１表面の背景部電位はＶＨ、画像部
電位はＶＬの電位となって、感光体ドラム１の表面に静
電潜像が形成される。次に、現像装置４の以下に述べる
現像スリーブ７にＶＬとＶＨの中間電位となるようにバ
イアス電圧ＶＢを与え、負帯電したトナーをこの現像ス
リーブ７上に付着させ、かつ現像スリーブ７を矢印方向
に回転させて付着したトナーを現像領域（感光体ドラム
１と現像スリーブ７とが対向している領域）に供給し、
該現像領域においてトナーを静電気力で静電潜像に向け
て移動させることにより、静電潜像を顕像化したトナー
像を形成する。トナー像は、送られてきた用紙５の紙面
上に転写器６により転写される。

【００１５】図２は図１に示す現像装置４の主要部詳細
図である。現像装置４は、感光体ドラム１に対向して設
けられた、矢印方向に回転する現像スリーブ７と、その
内部に配置された固定のマグネットロール８とからなる
現像剤担持体（現像ローラ）９と、現像領域１０へ搬送
する現像剤量を規制する層厚規制部材１１と、トナーの
飛散を抑制するトナー飛散抑制電極１２とを有してい
る。マグネットロール８は、図２に示すように、現像領
域１０で現像剤を穂立ちさせる磁極Ｓ１、現像領域通過
後の現像剤を現像スリーブ７上から剥がすためのピック
オフ磁極Ｎ３、現像剤を現像スリーブ７に吸着させるた
めのピックアップ磁極Ｎ４、及び、層厚規制部材１１と
対向させ、現像剤の薄層を形成するためのトリミング磁
極Ｓ３、トナー飛散抑制電極１２を対向させる磁極Ｎ
１、更に、現像剤の搬送がスムーズにいくように反発磁
界を形成させないよう設けられた磁極Ｎ２，Ｓ２を有し
ている。

【００１６】トナー飛散抑制電極１２は、例えば、アル
ミニウム製で、層厚規制部材１１と現像領域１０との間
の位置に、現像スリーブ７と０．２〜２．０ｍｍの間隔
をあけて設けられている。このトナー飛散抑制電極１２
は、現像剤担持体９の軸方向に沿って現像剤担持体９の
軸方向全域に対向させて設けられており、現像剤担持体
９との間に現像スリーブ７上のトナーに対して現像スリ
ーブ７側に向けて静電気力が作用するように電界を形成
すべく、電圧が印加される。

【００１７】前記マグネットロール８の磁極上の現像剤
は、図３に示す様に穂立ちが形成され穂と穂との間が立
って疎な状態になっているため、トナー１３に対して現
像スリーブ７側に向けて力が働くように電界をかけた際
に、トナー１３をキャリア１４から剥がして現像スリー
ブ７側に押しつける効果が大きいので、マグネットロー
ル８の磁極Ｎ１に対向するようにトナー飛散抑制電極１
２を配置するのが好ましい。

【００１８】トナー飛散抑制電極１２には、非画像部に
対応する現像スリーブ７上の現像剤中のトナー１３に対
して現像スリーブ７側に向けて力が働くように、５．０
×１０⁵Ｖ／ｍ以上の電界がかかるように電圧を印加す
る。すると、図４に示すように、トナー１３が現像剤の
上層部から下層部へ移り、現像スリーブ７の回転にとも
なう現像剤の動きによって発生するトナー飛散を抑制で
きる。画像部に対応する現像トナー７上の現像剤に対し
ては、トナー飛散抑制電極１２に現像スリーブ７と同電
圧を印加すると、現像に影響を与えないため好ましい。

【００１９】なお、非画像部とは、感光体ドラム１上の
静電潜像が形成されていない領域を、画像部とは感光体
ドラム１上の静電潜像が形成されている領域を意味す
る。また、非画像部もしくは画像部に対応する現像スリ
ーブ７上の現像剤とは、現像スリーブ７上の領域のうち
その現像スリーブ７が回転して現像領域１０に位置した
ときに非画像部もしくは画像部に対向する領域上の現像
剤を意味する。

【００２０】非画像部とは、例えば感光体ドラム１上の
周方向における前の静電潜像と次の静電潜像との間の領
域、あるいは感光体ドラム１の軸方向の一部の領域にの
み静電潜像が形成されている場合のその軸方向の残りの
静電潜像が形成されていない領域を意味する。次に、本
実施例の現像装置４を用いた作像工程の一例を説明す
る。帯電工程にて感光体ドラム１表面を一様に帯電し
（初期帯電電位ＶＨ）、露光工程にて画像情報に対応し
た潜像（原稿の画像部電位をＶＬ、非画像部電位ＶＨと
する）を形成後、現像工程にて反転現像（現像バイアス
電位ＶＢ）にて静電潜像を現像し、感光体ドラム１上に
トナー画像を形成する。

【００２１】上記の画像形成プロセスにおける各種条件
は次の通りである。・ＶＨ，ＶＬ，ＶＢＶＨ＝−６５０ＶＶＬ＝−１００ＶＶＢ＝−２５０Ｖ・感光体ドラム有機系感光体ドラム（負帯電型）ドラム外径８４ｍｍ・プロセス速度１６０ｍｍ／ｓ・現像剤（トナー濃度８．０％）・二成分系（負帯電の黒色トナー）・磁性キャリア平均粒径１００μｍのフェライト系キャリア・黒色トナースチレン−ｎ−ブチルメタクリレート共重合体９８部と
カーボンブラック７部とを混合し溶融混練後、平均粒径
１１μｍに微粉砕したもので、磁性キャリアに対し負極
性に帯電させる。〔実施例１〕上記条件の下に上記の画像形成プロセスで
５０００枚の画像を形成し、その際トナー飛散抑制電極
１２に対し、現像領域１０において感光体ドラム１の周
方向における画像部間の非画像部に対向する現像スリー
ブ７の表面領域がトナー飛散抑制電極１２に対向する時
間帯に−１２５０Ｖ印加した。結果については後述す
る。〔実施例２〕次に、実施例２について説明する。実施例
２では、図５に示す様に、最大使用用紙サイズをＡ３と
して、現像剤担持体９の軸方向（矢印方向）に延びるト
ナー飛散抑制電極１２の全体の長さをＡ３の幅方向と同
じとし、かつトナー飛散抑制電極１２を現像剤担持体９
の軸方向に沿ってＡ３，Ｂ３，Ｂ４，Ａ４の幅方向にあ
わせてＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの５つの小領域に分割し、各
小領域毎に電圧印加制御可能に構成した。

【００２２】分割にあたっては、画像部端部の現像剤に
影響をあたえないよう多少広めに分割するのが良い。本
実施例２では１５４，１８３，２１４，２５６ｍｍに分
割した。そして、使用する用紙のサイズに対応しない小
領域、例えば、Ａ４の用紙を使用する場合は小領域Ｄ，
Ｅに実施例１と同様な電圧を印加した。〔実施例３〕実施例３として、上記実施例２のトナー飛
散抑制電極１２を用い、実施例１と同様にして５０００
枚の画像を形成した。トナー飛散抑制電極１２への電圧
印加は、実施例１の電圧印加と実施例２の電圧印加とを
組み合せた。〔比較例〕比較例として、トナー飛散抑制電極１２を設
けない現像装置を用いて、実施例１と同様にして５００
０枚の画像を形成した。〔クラウドの発生測定〕図１に示す様に、現像装置４に
キャッチパン（受け皿）１５を設け、実施例１，２，３
および比較例にて画像を１０００枚および５０００枚形
成した時点でそれぞれキャッチパン１５上に堆積したト
ナーの量を目視で観察し、これによりクラウドの発生量
（トナーの飛散量）を測定した。測定結果を下記表１に
示す。なお、表１においてＧ１はトナーの堆積が殆んど
ない状態を、Ｇ２はキャッチパン１５の表面にトナーが
５０％程度堆積した（キャッチパンの表面の５０％程度
がトナーに覆われて見えない）状態を、Ｇ３はキャッチ
パン１５の表面のほぼ全域がトナーに覆われて該表面が
殆んど見えない状態を、Ｇ４はキャッチパン１５の表面
にトナーが層状に堆積している状態を意味する。

【００２３】

【表１】表１の測定結果から、トナー飛散抑制電極１２に電圧を
印加することにより、明らかにクラウドの発生が抑制さ
れていることが認められる。

【００２４】上記各実施例１，２，３ではトナー飛散抑
制電極１２を別個に設けたが、トナー飛散抑制電極１２
は層厚規制部材１１によって構成することもできる。こ
の場合は、例えば、アクリル板の上にアルミのトナー飛
散抑制電極を配置し、これを層厚規制部材１１に設ける
ことができる。かかるトナー飛散抑制電極１２を実施例
２と同様に５つの小領域に分割し、使用する用紙のサイ
ズに対応しない小領域に実施例１と同様な電圧を印加し
た。この結果、実施例２と同等の効果が認められた。

【００２５】上記各実施例では、いずれも非画像部に対
応させてトナー飛散抑制電極１２に所定の電圧を印加す
る様にしているか、電圧の印加は適宜に行えば良く、例
えば電圧印加による現像への悪影響を適宜の方法で回避
できれば、トナー飛散抑制電極１２の全域に常時電圧を
印加するようにしても良い。また、電圧の印加制御を行
うにあたっては、要は静電潜像に応じて電圧印加制御を
行えば良く、例えば画像部はトナーが付着するトナー部
とトナーが付着しない背景部とから成るが、非画像部の
みでなくこの背景部にも対応させて電圧を印加するよう
にしても良い。この場合は、勿論トナー飛散抑制電極１
２をその長手方向に沿って図５に示す実施例２よりもさ
らに多数の微小領域に分割して各微小領域毎に電圧印加
制御可能に構成することが望ましい。

【００２６】また、上記各実施例ではトナー飛散抑制電
極１２を現像領域１０よりも上流側であって、かつ層厚
規制部材１１よりも下流側に設けているが、トナー飛散
抑制電極１２は現像領域１０の下流側に設けても良い。
この場合は、例えばトナー飛散抑制電極１２に常時電圧
を印加することができ、現像終了後の現像剤のトナーの
飛散を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像装置の一実施例を備えた複写
機の概略構成を示す説明図である。

【図２】図１に示す現像装置の要部を詳細に示す説明図
である。

【図３】トナー飛散抑制電極に電圧を印加しない場合の
現像スリーブ上の現像剤の状態を示す説明図である。

【図４】トナー飛散抑制電極に電圧を印加した場合の現
像スリーブ上の現像剤の状態を示す説明図である。

【図５】本発明に係るトナー飛散抑制電極の他の実施例
の概略構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム４現像装置７現像スリーブ８固定マグネットロール９現像剤担持体１０現像領域１１層厚規制部材１２トナー飛散抑制電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者青島琢神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社海老名事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転する現像スリーブと該現像スリーブ
の内部に配設された固定マグネットとからなり、静電潜
像が形成される像担持体に対向して配設され、磁性キャ
リアとトナーとからなる二成分現像剤を前記現像スリー
ブ上に吸着して現像領域へ搬送する現像剤担持体を備え
て成る現像装置において、前記現像スリーブに所定の間隔をおいて対向させて、該
現像スリーブ上のトナーに対して該現像スリーブ側に向
けて静電気力が作用するように電圧が印加されるトナー
飛散抑制電極が配設されていることを特徴とする現像装
置。
【請求項２】前記トナー飛散抑制電極が、前記現像剤
担持体の軸方向に沿って延びると共に該軸方向に沿って
複数の小領域に分割され、各小領域毎に前記電圧を印加
制御可能に構成されていることを特徴とする請求項１記
載の現像装置。
【請求項３】前記トナー飛散抑制電極が、前記固定マ
グネットの磁極に対向する位置に配設されていることを
特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。
【請求項４】前記現像スリーブ上に吸着されて前記現
像領域へ搬送される前記現像剤の層厚を規制する層厚規
制部材を備え、前記トナー飛散抑制電極が、前記層厚規
制部材によって構成されていることを特徴とする請求項
１から３のうちちずれか１項記載の現像装置。