JPS61105573A - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は静電潜像ｔ−顕像化する現像装置に　′関す
る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

乾式電子写真法における現像は、画質に直接影響する最
も重要な要素であり、従来からカスケード法、マグネッ
トプツシ法をはじめそれらの変形方式など多く用いられ
てきた。これらの現像法は、トナーの摩擦帯電が容易で
あり、安定した画像が得やすい特徴があるためである。

しかし、その反面、カスケード法では現像時の周辺効果
のために画像のソリッド部分の再現性が悪い。また、マ
グネットプツシ法ではその欠点は少なく最も普及した方
式である。しかし、現像剤キャリアの使用寿命が比較的
短かく普通数万枚の複写をとる度にキャリアを交換しな
ければならないという欠点がある。

そこで、近年両者ともそれぞれの欠点を解消するため、
たとえばキャリアの形状および材質などの改良を行なっ
たものが出現しているが、いずれも充分ではない。この
背景からキャリア金倉まない、いわゆる磁性−成分現像
方式を用いるものが増えつつある。この方式では特に導
電性トナーを用いるものと絶縁性トナーを用いるものに
分けられるが耐湿性向上の要求から後者を選ぶのが技術
的目標となっている。この目標という表現はこの技術の
中には問題点が残されているという意味である。問題点
の根幹をなすものはトナーの安定な帯電が得にくいため
に発生するもので、これにより画像むら、かぶり、濃度
変動をはじめとするｖｊｊ像不良不良き起こし、完成度
の高い複写機を得るための障害となっている。

また、−成分方式の他の利点として、潜像面と非接触状
態でも現像が可能な点で、この利点は重ね現像を必要と
するカラー技術の重要な要素である。しかし磁性トナー
を用いる限り、トナーの力２−化は困難である。なぜな
ら、トナーに用いる磁性粉の多くは、黒または茶色を呈
しており、混合によりカラートナーの色を著しく濁すか
らである・ この要求から、非磁性トナーを潜像面に非接触で良好に
現像できる現像方式の必要性が増してきた。しかし、い
わゆる、この非磁性−成分現像方式は複写機としての実
用化には未だ不十分な要素が多い、その良く知られた技
術は導電性ローラ表面にトナーの薄層を形成し、感光体
などの静電潜像を有する被現像面に対して約へ ６００μｍ以下、好ましくは２５０μｍ程度の間隙をも
って対向させることにより現像する方式である。この技
術では、第１にトナーの薄層（５０μｍ以下）の形成手
段として信頼性のある手段がなく、現状ではゴムブレー
ド等をロー？ＶＣ押りあてながらトナーをすりぬけさせ
る方法が最も一般的に知られているが、形成されるトナ
ー層厚のむらや、ブレードの摩耗などの問題が残されて
いる。集二に、形成さ九たトナー薄層は均一な帯電を有
する必要がある。このような手段ではトナーの帯電確率
が低いため良好な帯電と、安定性が得られず、したがり
て画質的にもはなはだ不安定な状態にあるのが現状であ
る。トナーの帯電性や成膜性の改善も試みられているが
、材料的改良も負担が大きく、実験室レベルでの検討段
階である。これは、ロー２表面の摩擦帯電性の改良につ
いても同じ材料開発の問題を残している。これらの改良
手段としては、本発明者は、特願昭５７−１４１９４０
号において、２成分現像剤からトナーのみを現像ロー２
に分離して現像する方法を提案したが、この方法におい
ては、良好かつ安定な画質が得られる反面、２成分分離
時のトナーの飛散が激しく機内の汚染という好ましから
ざる欠点も同時に発生した。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情にもとづきなされたもので、その目
的とするところは、２成分現像剤からトナーのみをトナ
ー層担持体に分離して非接触現像する方式の現像装置に
おいて、極めて簡単な構成でありながら、非磁性トナー
の薄層の形成が容易でかつ良好な帯電トナー層を形成す
ることができ、トナー飛散の無い良好な現像が行なえる
現像装置を提供しようとするものである。

〔発明の概要〕

本発明は、上記目的を達成すべく、２成分系現像剤から
トナーのみを分離して、トナー層担持体上にトナー層を
形成し、次いで弾性部材を該トナー層上から弾性的に当
接させてトナー層と摺擦させたのち近接対向する静電潜
像担持体との間隙に形成される静電界に基づくトナーの
転移により現像し得る構成としたものである。

〔発明の実、施例〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の現像装置が用いられる被写機の概略的
縦断正面図である。図中１は、複写機の筐体であり、そ
のほぼ中央部には図示矢印入方向に回転可能なセレン・
テルル合金などよりなる感光体ドラム（感光体）２が設
けられている・筺体ｌの上部には原稿を載置して図示矢
印Ｂ、Ｂ’方向に往復移動可能な原稿台３が設げられて
いる。そして原稿台３の下部には、原稿台３に載置され
る原稿に光を照射する露光２７プ４か設けられ、原稿台
３の移動によって原稿の端から端まで光を照射できるよ
うになっている。そして、原稿からの反射光は光学し／
ズアレー（セルフォック）５を介して上記感光体ドラム
２の表面に照射して露光するようになりている。

また、前記感光体ドラム２の近傍には感光体ドラム２０
回転方向ＫＧって先ず適宜な疲労を与えて履歴を消去す
る青色光を発生する冷陰極ランプ６と、感光体ドラム２
の表面２ａｔ−正極性に帯電（約６００Ｖ）する直流コ
ロナ帯電装置１とが取付けられており、除電後帯電され
た感光体ドラム２の表面は前記原稿の反射光によって露
光されることＫより静電潜像が形成されるようになって
いる。また帯電装置１の先方には前記静電潜像を現像剤
（以下トナーという）Ｋよつて顕像化する現像装置８が
設けられている。また現像装＠８の先方には感光体ドラ
ム２の除電とともに感光体ドラム２上のトナーの微帯電
（負極性）が行なわれる交流コｐす放電装置９が設けら
れている。この交流コロナ放電装置９の先方には用紙を
前記感光体ドラム２の下方に供給する給紙装置ｌＯが設
けられている。

この給紙装置ＩＯは、先ず筐体ｌの側部に着脱自在であ
って複数枚の用紙Ｐを収納した給紙カセット１１とこの
給紙カセット１１かも用紙Ｐ１ｋ１枚ずつ取出す給紙Ｅ
ｌ−ｙｒｘとが設けられ、さらに前記給紙カセット１１
の上方には手差給紙機構１３が設げられるとともに、手
差給紙機１１１１３から給紙された用紙Ｐｔ−先方に送
る給紙Ｔ２−，７１４．１４が設けられ、前記給紙カセ
ット１１あるいは手差給紙機構１３から送出された用紙
Ｐの先端全位置決めして搬送するアライニングロー−７
１５，１６などが設けられて構成されている。また、上
記給紙装Ｈｘｏの先方には、前記感光体ドラム２表面に
形成されている顕像を７２イニングロー２１５．１５に
よって搬送されてきた用紙Ｐに転写する転写チャージャ
１６と、顕像が転写された用紙Ｐｔ−感光体ドラム２か
ら剥離する剥離チャージャ１７とが設けられている。ま
た剥離チャージャ１７の先方には転写後感光体ドラム２
に残留しているトナーを回収して堆積するクリーニング
装置１８が設けられている。

そして、転写後剥離された用紙Ｐは搬送ベルト１９によ
って定着装置２０に搬送されるようになっている。との
定着装置２０は搬送されてきた用紙に転写されている顕
像をヒートロー２、？Ｊ　、２１で定着するものである
。上記定着装置２０によって定着された用紙Ｐは排紙ロ
ーラ２２．２；Ｉｔ−介して外部の排紙トレー２３に取
出されるようになっている。

第２図は前記現像装置８の構成を説明するものである。

すなわち、３１は筐体で、この筐体３１内には磁性キャ
リア（鉄粉、フェンイトなど）ａと２〜７重量パーセン
ト混合された負の帯電を帯びたトナーｂとからなる現像
剤２２が収納゛されている。また、上記筐体３１内には
図示矢印Ｃ方向に回転する現像剤支持手段としての非磁
性円筒スリーブ（′ｆＡ像剤搬送ｃＩ−、ｙ　）ＪＪ、
図示矢印り方向に回転するトナー層担持体としての現像
ロー２３４、円筒スリーブ３３上の磁気ブラシの厚さを
１〜４鴎に規制する厚さ規制板３５、トナーホッパ３６
およびトナーホッパ３６内のトナーｂｔ−現像剤溜め部
３７に補給するスポンジローラ３８とから構成されてい
る。

上記非磁性円筒スリーブＪ３は内部に図示極性の磁極配
列のマグネット３３Ｋが収容された構成となっている。

また、上記現像ロー２３４は第３図に示すようにアルミ
ニウムなどの導電性部材３４ａの表面に５〜６０μｍの
絶縁層か抵抗層として、アルマイト処理、エポキシ系、
ポリアミド系の樹脂による層３４ｂｆ形成したものであ
る。

上記現像ロー２．３４の表面に絶縁層か抵抗層の層３４
ｂｆ設けることにより、第３図に示すようにキャリアａ
とトナーｂおよび現像ローラ３４との間にかかる電圧に
よりトナーｂが分離される際に局部的電流の集中を防ぎ
、トナーｂの層厚の均一化が図れるようＫなっている。

尚、現像ローラ３４の表面は、約０．５〜２μｍ程度の
粗面化処理も同時に行なっており、これも、ト。

ナ一層の均一化［Ｆ与している。又、この表面処理、特
に抵抗層処理は必らず必要なものではなく、金属ローラ
のままでも支障はない。

上記現像ローラ３４は感光体ドラム２の周速とほぼ等速
で回転し、非磁性円筒スリーブ３３は現像ロー５Ｐ３４
に対して同方向または逆方向に２倍ないし３倍の速度で
回転されるようになっている。

また、上記現像ロー２３４は一端が接地された交流電源
Ｅ１に接地されている。また、現像ロー２３４と非磁性
円筒スリーブ３３との間には、電気的手段として直流電
源Ｅ、が接続され【いる。

つぎに、現像ロー２３４と非磁性円筒スリーブ３３との
間におけるトナーａの分離ｔ−第３図を用いて説明する
。たとえば現像ロー２３４と円筒スリーブ３３との間に
２００〜６００Ｖの直流電圧Ｂ、が第３図に示すように
印加されると、現像剤中で負に摩擦帯電されたトナーｂ
が現像ロー２３４に静電吸着されて、現像ローラ３イの
抵抗処理層ＪＪｂ上に薄層Ｔを形成する。この薄層Ｔの
厚さは、印加される電圧により調整されるが、ＩＯｐｍ
　　程度の粒径を有するトナーｂが２〜３層つまり２０
〜３０μｍ　程度となっている・このようＫして、形成
されたトナー層Ｔ　　　；は、二成分現像剤３２から分
離されたものであるため、均一で所望の帯電量のトナー
粒子で形成されている。このため、現像領域において、
感光体ドラム２と０．１〜０．７關のギャップｇで対向
した場合、通常の電子写真現像法とほぼ同じ現像感度が
得られる現像機能を発揮する。この場合トナーｂがギャ
ップｇを飛翔するため、解偉力を保つにはギャップｇｔ
”ｏ、２〜０．３ｘｔＩ＆程度としておく。さらに、ト
ナーｂの飛翔のきっかけを与えるためおよび電気的ゆ、
さぶり効果を与えるために、交流バイアス電圧ヲ０．４
にＶ〜２にＶとすると、画質的に緻密性と低濃度域での
感度改善が計れるよう罠なっている。

さて、現像剤溜め部３７の中の２成分現偉剤３２は、円
筒スリーブ３３０回転によって、かなりの量のトナーｂ
・・・を飛散させ、現像器内の空間３９に充満されるた
め、従来においては、このトナークラウドが器外に噴出
して、複写装置内を汚染していたが１本装置では、これ
を完全にシールドするためにステンレス網あるいは、リ
ン青銅等よりなる弾性部材としての弾性ブレード４０お
よび４１を現像ロー２３４に弾力的に当接させている。

（ここで大切なことは、２成分現像剤３２の磁気ブラシ
により形成された現像ローラ３４上のトナー層の均一さ
を損なうことのないように均一な圧力で押圧することで
、このためにブレード４０および４１は、面接触するよ
うに位置し、かつその圧力はブレード４０ではｓｏ〜ｚ
ｏｏｇ、４．ブレード４１では４０〜１ｏ　ｏ　ｇ／ａ
ｍ　　の線圧力となるようにすると、トナーｂ・・・の
搬送に支障がなく、なおかつ分離されたトナー層Ｔのブ
レードとの摺擦による摩擦帯電効果、および磁気ブラシ
による刷毛跡の除去も良好に行なわれるため、画質的に
もすぐれた結果が得られた。なおここで用いたブレード
４０．４１の厚さは、０．１〜０．２５間であり、ブレ
ードの支点から現像ローラ３４との当面面までの長さは
約３０〜４Ｑｍｉｔ　　で最適であった。しかしこれら
は、材質や構造により変わるものであり、絶対のもので
はない。またブレード４〕は、現像剤規制板３５がもと
もとトナーの飛散の大事を 防止しているため、ここからのｈナー の噴出はわずかであり、無くても短期間の使用には支障
はない。従来このような「接触形のシールド」が用いる
事が考えられなかったのは、現像ローラ３４上に形成さ
れたトナー層Ｔは、わずかな外力によっても乱されてし
まうため、適切な当接シールド手段が見い出せなかった
本ので、本発明では、この点につい１板状の弾性体を「
面接触」さ、せる事で解決できる事を見い出したもので
この結果、完全なトナーｂ・・・の噴出防止が達成され
るものである。

第４図はこの弾性ブレード４０ｔ−用いた現像装置３１
の分解斜視図であり、図中既に説明した部品以外には、
現像ロール３４、円筒スリーブ３３、トナーホッパー３
６等を固定するためのサイドフレーム４２と４３があり
、スポンジローラ３６、円筒スリーブ３３、現像ロール
３４を駆動するための歯車４６．４７．４８が取りつげ
られている。

又、現像ロール３４のシャフト両端には現像ロール３４
の外径より４００〜５００ゼクロン大きい外径を有する
ガイドリング４４．４５がはめ込まれており、これを感
光体２０両端面に当接回動させることにより現像ロール
３４との間隙を高精度に保つようにしている。又、両サ
イドフレーム４２．４３の内側には、フェルト５０が弾
性ブレード４０の内＠をシールドするようにもうけられ
ており、これによりトナーｂ・・・のここ゛からの漏れ
を防止する。

なお、本発明はこの一実施例Ｋ１１ｌ！らず、第５図お
よび第６図に示すようにして、より構成の簡略化を図る
ようにしてもよい。本例では、トナー飛散防止およびト
ナーｂ・・・の摩擦帯電兼用弾性ブレード４９は、現像
ローラ３４０回転に対し【、図のように七〇当接端が対
向するように位置しておりなおかつ第６図のように、そ
の当接端からブレード４９の先端の突きめし部によっ【
形成される現像ローラ３４とのすき間りは、使用される
現像剤中のキャリアａの粒径よりも小となるように調整
しであるためｌａ気ブラシからトナー分離の際に誤って
キャリアが現像ローラ３４に付着した場合にもくい込む
事がなく、現像ローラの損傷や、トナー層Ｔにスジが入
ったりする事が防止される。この場合には、キャリアａ
の径は、比較的大きめのものが良く、８０〜１５０ミク
ロン程度が好ましい。

なお、この他の実施例の説明において、前述の一実施例
と同一部分は同一の符号を付して説明を省略する。

〔発明の効果〕

以上説明した、きわめて簡易かつ安価な手段により、２
成分分離方式の非接触現像装置のトナー飛散が完全に防
止できるようになるとともに、トナー層のより均一化が
可能となり、更には、トナーの飛散の心配がなくなる事
から２成分現像剤中のトナー濃度も従来以上に高めるこ
とができ、この結果トナーの分離が効率的に行なわれる
が、この状態では、トナーの帯電が不十分となる。しか
し、ブレード４０．あるいは４９の摺擦によりトナーの
摩擦帯電が行なわれるために良い画質を得るのに十分な
補償がなされるため、あらゆる面において、従来の現像
装置の性能を格段に向上させる事ができるといった効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は本発明き適用した複写機−の概略的縦断正面図
、第２図は現像装置の概略的構成図、第３図はトナーの
分離動作を示す説明図、第４図は現像装置の分解斜視図
、第５図および第６図は本発明の他の実施例を示すもの
で。 第５図は概略的構成図、第６図は畳部の説明図である。 ａ・・・キャリア、ｂ・・・トナー、Ｔ・・・トナー層
、２ａ・・・静電潜像面、３３・・・現像剤支持手段（
スリーブ）、３４・・・トナー層担持体（現像ロー５）
、Ｅ２・・・電気的手段、４０，４１，４９・・・弾性
部材（弾性ブレード）。 出願人代理人　弁理士　　鈴　江　武　彦第５図 第６図 １、事件の表示 特願昭５９−２２７４１１号 ２、発明の名称 現慮装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許用Ｍ人 （３０７１株式会社　東芝 ５、自発補正 ２、特許請求の範囲 ＋１１　　静電潜像を担持した静電潜像面に対向して設
けられたトナー層担持体と１表面ｇニトナー及びキャリ
アからなる二成分現像剤を担持し前記トナー層担持体−
二対向する現像剤支持手段と、この現鐵剤支持手段Ｃ：
担持されている現像剤からトナーのみを分離して前記ト
ナー層担持体の表面に付着せしめる分離手段と。 この分離手段により分離形成されたトナー層担持体上の
トナーＩＩＩＩに弾性的ｇ二当接して摺擦せしめる弾性
部材とを具備し、トナー層担持体と静電潜像面とを対向
せしめ１両者間の電−昂によりトナーを転移させて現像
することを特徴とする現像装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電潜像を担持した静電潜像面に対向して設けら
   れたトナー層担持体と、表面にトナー及びキャリアから
   なる二成分現像剤を担持し前記トナー層担持体に対向す
   る現像剤支持手段と、この現像剤支持手段に担持されて
   いる現像剤からトナーのみを分離して前記トナー層担持
   体の表面に付着せしめる分離手段と、この分離手段によ
   り分離形成されたトナー層担持体上のトナー層に弾性的
   に当接して摺擦せしめる弾性部材とを具備し、トナー層
   担持体と静電潜像面とを対向せしめ、両者間に形成され
   る静電界によりトナーを転移させて現像することを特徴
   とする現像装置。
2. （２）弾性部材はトナー層担持体に対して面接触せられ
   た板状体でありかつ、支持されていない当接側の一端部
   とトナー層担持体面とで形成されるトナー層流入間隙が
   、２成分系現像剤中のキャリアー粒径より小なる事を特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の現像装置。
3. （３）静電潜像面はトナー層担持体とほぼ等速で回動す
   る静電潜像担持体によって形成されることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の現像装置。