JPS6199174A - 非接触現像方法及びその装置 - 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、像担持体が非接触状態の現像剤層担持体上の
現像剤層から電界の作用によって飛翔するトナーによシ
現像される非接触現像方法及びその装置に関する。詳細
には、浮遊トナーが現像装置から外へ飛散することを防
止し、画像形成装置を汚染することを防止し得る非接触
現像方法及びその装置に関する。

（従来の技術） 従来、像担持体が現像域において、非接触状態、即ち像
担持体表面と現像剤層担持体との間の電位差がＯの定常
状態で、像担持体と現像剤層担持体との間隙が現像剤層
の厚味よりも大きく設定されている状態、の現像剤層か
ら電界の作用によって飛翔するトナーにより現像される
非接触現像方法は、像担持体が現像剤層と接触して現像
されるカスケート方式、磁気ブラシ方式等の接融現像方
法と比べて、トナーがパウダークラウドと々って現像作
用するので、方向性を有しない良好なトナー像を得るこ
とができる。しかし、充分な帯電量をもつトナーは現像
剤層から電界の作用によって飛翔し現像に利用されるが
、帯電量の少ないトナーは現像に利用されず浮遊し、現
像装置外へと飛散し、画像形成装置を汚染するという問
題点があった。

例えば、第１図に示す非接触現像装置において説明する
。現像剤層担持体である回転スリーブ２が現像域Ａにお
いて回転ドラム型感光体１と同じ方向に移動する際に、
現像剤溜り６内に充填した現像剤Ｐが磁石体Ｍの磁力作
用によって回転スリーブ２に付着されて搬送される。回
転スリーブ２に付着された現像剤Ｐは、現像剤の量規制
板４によって現像剤層りに形成され、現像域Ａに搬送さ
れる。現像域Ａには、回転スリーブ２に接続した交流の
バイアス電源９によって交番電界が生じており、この交
番電界によって現像剤ｉＤから飛翔されるトナーが回転
ドラム型感光体ｌに付着し、静電潜像が現像される。

この現像工程において、帯電量の少ないトナーは、現像
域から離れるに従って交番電界が弱くなるために、現像
剤層りに戻らずに空気中に浮遊してしまう。しかも、こ
の浮遊したトナーは、回転ドラムを感光体１及び現像剤
層りの移動によってこれらと同一方向に現像域Ａを横切
る空気の流れＦが生じるため、現像域Ａの外に飛散して
しまう。

その結果、浮遊したトナーが画像形成装置を汚染すると
いう問題を生じている。

本発明者は、前記問題点を解消すべく、現像域を横切る
空気の流れと逆方向に同一の速度で流れる空気の流れを
別途形成することによって、浮遊トナーの飛散を防止し
得る技術を既に開発している（特願昭５９−１３″２３
４３号参照）。前記技術によって、現像装置の外に飛散
する浮遊トナーの量を著しく減少し得ることが可能とな
ったが、現像域に空気の流れを別途形成するものである
ため、現像操作及び現像装置の構成等が複雑になるとい
う問題点があった。

（発明の目的） 本発明は、前記従来の問題点を解消すべく、複雑な操作
酸は複雑な構成を伴うことなく、現像域を横切る空気の
流れの発生を抑制することによって浮遊トナーが現像装
置から外部へ飛散することを防止し、それによって、ｆ
Ｐ遊トナーの飛散による画像形成装置内の汚染を防止し
得る非接触現像方法及びその装置を提供することを目的
とするものである。

（発明の構成） 本発明者は、前記目的を達成すべく鋭意研究した結果、
現像域を横切って流れる空気の流れが、像担持体及び現
像剤層担持体の回転に基因するものであるが、現像域の
上流から流入する空気の流れによって著しく大きな影響
を受けるという知見を得た。

本発明は、前記知見に基くものであって、現像域におい
て現像剤層が非接触状態で像担持体を現像する非接触現
像方法及びその装置において、現像域の上流から空気が
流入しないようにすることによって、現像域を横切って
流れる空気の流れが発生することを抑制し、浮遊トナー
が現像装置から外部に飛散することを防止し得るように
したことを特徴とする非接触現像方法及びその装置であ
る。

即ち、本発明の第１の発明の構成は、現像域において現
像剤層が非接触状態で像担持体を現像する非接触現像方
法において、現像域の上流から空気が流入しないように
することを特徴とする非接触現像方法である。

本発明の第２の発明の構成は、現像剤層が非接触状態で
像担持体を現像する非接触現像装置において、現像域の
上流における像担持体と現像装置との空隙に該空隙を密
封する密封手段を設けたことを特徴とする非接触現像装
置である。

（実施例） 本発明を実施例によって詳細に説明する。

第２図及び第３図は、本発明の第１実施例及び第２実施
例を説明するための部分概略断面図であ第１実施例を第
２図に基いて説明する。

図において、１は、回転ドラム型感光体であって、像担
持体を構成するものである。２は、回転スリーブで、内
部に固定され或は回転する磁石体Ｍを有しておシ、且現
像域Ａにおいて回転ドラム型感光体ｌの外周面と対向す
るように配置され現像剤Ｊｆｊｍ持体となるものである
。３は、現像剤ホッパーであって、補給すべきトナーＴ
を現像剤溜り６に供給する供給ロー２８を備えている。

４は、現像剤の量規制板であって、回転スリーブ２の外
周に付着形成される現像剤層りの厚味を規制する。

５は、クリー二／グブレードで、７は攪拌スクリューで
ちる。−９は、交流のバイアス電源であって、保護抵抗
１０を介して回転スリーブ２に接続され、該スリーブ２
と回転ドラム型感光体１との間に交番電界を生ずる。な
お、回転ドラム型感光体１と現像剤層りは、互いが対向
する現像域Ａにおいて同方向に移動するよう設定されて
いる。又、図示していないが、回転ドラム型感光体１及
び現像剤Ｍｉ　Ｄの移動によって、これらと同一方向に
現像域Ａを横切って空気の流れが生じている。Ｂ及びＣ
は、現像装置の上部枠部材及び下部枠部材で夫々現像域
Ａの上方部及び下方部に位置するものである。Ｓｌは、
密封部材で、現像装置の上部枠部材Ｂに取シ付けられた
弾性材から成るものである。

Ｓｌは、遮蔽部材で、現像装置の下部枠部材Ｃに取り付
けられた非磁性材であるマイラー板から成シ、回転ドラ
ム型感光体１と現像装置の下方部との空隙を狭めるべく
設けられ、現像域Ａの下流から浮遊トナーが飛散するこ
とを防止し得るものである０ 尚、密封部材Ｓ１は、回転ドラム型感光体１０表面を押
圧することによって回転ドラム型感光体１と現像装置の
上部枠部材Ｂとの空隙を密封し、該空隙から現像域Ａに
空気が流入することを防止し得るものである。又、密封
部材Ｓ１は、回転ド　　　□ラム型感光体１の表面に摺
接するものであることから、回転ドラム型感光体１の表
面に傷を付けずしかも静電潜像を乱さないものであるこ
とが必要であり、弾性を有し且高い電気抵抗を有するも
のが望ましく、更に摩擦帯電によって静電潜像を乱さな
いものであることが必要であシ、摩擦帯電系列が回転ド
ラム型感光体１とほぼ同じものであることが望ましい。

以上のことから、密封部材は、スポンジやビロード状の
植毛部材が好ましい。

第１実施例は前記の如く構成されており、その作動は次
の如く行われる。

卯ち、回転スリーブ２が現像域Ａにおいて回転ドラム型
感光体１と同じ方向に移動する際に、現住剤溜υ６内に
充填した現像剤Ｐが磁石体Ｍの磁力作用によって回転ス
リーブ２に付着されて搬送される。回転スリーブ２に付
着された現像剤Ｐは、現像剤の量規制板４によって現像
剤層りに形成され、現像域Ａに搬送される。現像域Ａに
は、回転スリーブ２に接続した交流のバイアス電源９に
よって交番電界が生じており、この交番電界によって現
像剤層りから飛翔されるトナーが回転ドラム型感光体１
に付着し、静電潜像を現像する。

この現像工程において、帯電量の少ないトナーは、回転
ドラム型感光体１に到達することなく浮　。

遊する。特に、現像域Ａの中心から離れるに従って、交
番電界が弱くなるために、帯電量の少ないトナーは、現
像剤層に戻ることなく、空気中に浮遊する。しかしなが
ら、現像域Ａの上流において、回転ドラム型感光体１と
現像装置の上部枠部材Ｂとの空隙を塞ぐ密封部材Ｓ１が
設けられているため、空気の流入が防止される。

従って、現像域Ａを横切って流れる空気の流れの発生が
抑制されるので、浮遊するトナーは、現像装置の外へ移
動されることが抑制され、現像装置内の現像剤と共に現
像に利用される。

又、本実施例において、現像域Ａの下流において回転ド
ラム型感光体１と現像装置の下部枠部材Ｃとの空隙を狭
める遮蔽部材Ｓ２が設けられているため、浮遊トナーが
該空隙から現像域Ａの外へ飛散することが防止され得る
。

以上の如く、本実施例は、現像域Ａの上流に密封部材を
設けているため、現像域Ａの上流からの空気の流入が防
止され、現像域Ａを横切って流れる空気の流れの発生を
抑制し得るものである。従って、浮遊トナーが現像装置
の外へ移動されることが著しく低減されることになり、
画像形成装置内にトナーが耐着して汚染されることが少
く、画像形成装置を長期間清掃することなく使用するこ
とが可能になった。又、トナーは、現像装置内に留まシ
、現像装置内の現像剤と共に現像に利用されるため、ト
ナーを無駄に消費することが少くなった。

尚、現像剤層りの移動速度は、回転ドラム型感光体１の
移動速度と同一であることが、現像作用の点から好まし
いことは勿論であるが、現像域Ａに生じる空気の流れに
乱れが発生することを阻止する上においても好ましい。

即ち、現像剤ＱＤと回転ドラム型感光体１との移動速度
に差がないことによって、現像剤層りから回転ドラム型
感光体１へ現像に必要なトナー量を適切に供給すること
ができる。又、現像剤層りと回転ドラム型感光体１が移
動することによって生じる空気の流れに乱れがなく安定
したものとなるから、浮遊トナーが飛散して現像装置外
に広がることを阻止することができる。

バイアス電源については、現像条件によって適宜任用さ
れる交流電源と直流電源とを組み合わせたものでもよく
、交流電源と正又は負のＯ〜１０００Ｖ程度の直流電源
を組み合わせたものが好ましい。

現像剤については、一方或は両方が磁性を有するキャリ
ヤとトナーとより成る二成分現像剤や非磁性或いは磁性
を有するトナーのみから成る一成分現像剤のいずれでも
良い。

例えば、二成分現像剤は次の条件のものが望ましい。

キャリヤは、球形化された磁性粒子が好ましく、平均粒
径が５０μｍ以下（好ましくは５〜３０μｍ）、抵抗率
が１０２〜５ｙ／ｃｍの電界下において１０８９ｃｍ以
上（好ましくは１０１５　Ω舖以上ンである絶縁性を有
するものである。

一方、トナーは、６０重量％を超えない範囲（カラート
ナーを用いる場合ｔｉ３０重量％以下が好ましい）の磁
性体微粒子を含む球形化された粒子が好ましく、平均粒
径が２０μｍ以下（好ましくは１０　ｔｔｍ以下）、抵
抗率が１０２４５ｖ／ｃｍの電界下において１０８Ωｃ
ｍ以上（好ましくは１０１３Ω（ｍ以上）である絶縁性
を有するものである。又、トナーは、平均帯電量が１〜
３μＣ／ｌより大きい（好ましくは３〜３００μＯ／２
）ものである。

尚、前記各抵抗率は、粒子をｏ、ｓｏｃｍ２の断面積を
有する容器に入れてタッピングした後、詰められた粒子
上にｌ　Ｋｙ／ｃｍ２の荷重を掛け、荷重と底面電極と
の間に１０２〜５ｖ／ｃｍの電界が生ずる電圧を程度で
ある。又、平均粒径は重量平均粒径でオムニコンアルフ
ァ（ポシュロム社ｆｆ）、コ−にターカウンター（コー
ルタ社製）で測定した。

更に、前記二成分現像剤において、必要に応じて粒子の
流動滑りをよくするための流動化剤や像担持体面の清浄
化に役立つクリーニング助剤等を混合しても良い。

前記二成分現像剤を用いる好ましい非接触現像方法は、
次の通りである。

即ち、第２図に示す装置を用いて行なう場合について説
明すると、現像剤層担持体であり、磁石体を内蔵する回
転スリーブ上の現像剤層を少くとも非画像部において像
担持体である回転ドラム型感光体の表面と非接触に保ち
、且トナー粒子と磁性キャリヤ粒子とを逆極性で振動さ
せる電気力を作用する振動電界を印加することによって
、像担持体面の潜像を現像するようにしたことを特徴と
する非接触現像方法であシ、微粒子状のトナーを用いて
も非画像部にかぶシを生じることがなく、画質劣化のな
い鮮明で再現忠実度の高い画像を得ることができるもの
である。

尚、前記非接触現像方法において、二成分現像剤の混合
割合は、従来の二成分現像剤におけると同様の割合が好
ましいが、非帯電トナーが飛翔しないことからトナーの
割合を大きくすることも可能である。

現像剤層担持体は、回転スリーブと該回転スリーブ内に
複数の磁極を有する回転磁石体から成るものが好ましく
用いられる。現像剤層の搬送速度は、像担持体の速度よ
り早いことが好ましいが、トナーの割合が大きい現像剤
を用いる場合には遅くても良い。現像剤層担持体と像担
持体との間隙は、数１０〜２０００μｍが好ましい。現
像剤層の厚さは、振動電界を与えていない状態の下で、
磁気ブラシの穂が像担持体の表面に少くとも非画像部で
は接触せず、しかも近接するような条件に設定すること
が、特に好ましい。

振動電界は、現像剤層担持体の回転スリーブに振動する
バイアス電圧を印加することによって、発生させること
が好ましい。バイアス電圧は、非画像部の電位と略等し
いかそれよりも高い５０〜６００ｖの直流電圧と１００
　Ｈｚ　〜１０　ｋＨｚ　（好ましくは１〜５　ｋＨｚ
　）の周波数の交流電圧とを重畳したものが好ましい。

又、カラー現像の現像条件は、特願昭５８−２３８２９
６号に記載されているものが好ましい。

第２実施例を第３図に基いて説明する。

第１実施例における現像装置の上部枠部材Ｂに取り付け
た密封部材を回転ローラ状の密封部材Ｓ；に変更したも
のである。第２実施例は、第１実施例におけると同様の
作用効果を奏するが、それ以外に密封部材を回転ローラ
状とすることによって、回転ドラム型感光体１との摺接
抵抗を減少し得ると共に、摩擦帯電による影響を著しく
低下させ得るものである。

尚、現像条件は、第１実施例におけると同様であること
が好ましい。

（実験例） 本発明を第４図に示す具体的な実験例に基いて説明する
。

第４図に示すものは、第２図に示す第１実施例の装置を
一部変更し、下記の条件を付したものである。

回転ドラム型感光体１は、直径が１２０φであるＯＰＯ
（有機光導電体）製の感光体であシ、帯電と　　　２像
露光によシ、最大電位−５ｏｏ　ｖ　、最小電位−５０
■の電位コントラストを有している。回転スリーブ２は
、直径が３０φで現像域Ａに主磁極が位置するように、
内部に固定の磁石体Ｍを有している。

以下余白 回転ドラム型感光体１と回転スリーブ２との間隔ｄ′は
０．８霞である。バイアス電源９は、−電圧が２ｋＶで
周波数が２　ｋＨｚの交流電源９′と一１００ｖの直流
電源９′とを重畳した電源であって、ＩＭΩの保護抵抗
を介して回転スリーブ２に接続されている。

なお、現像剤は、１０μｍのトナーとフェライト倣粉末
を樹脂中に分散してなる２０μｍの磁性キャリヤとを混
合し２０％のトナー溶度とした二成分現像剤であシ、回
転スリーブ２上の現像剤層は、磁性体からなる現像剤の
量規制板４によって０．５餌に形成される。又、現像装
置の上部枠部材Ｂに取シ付けられた密封部材Ｓ１は、ス
ポンジが使用されている。

前記の如く設定された条件の下に、現像作動は次の如く
行われる。。

回転ドラム型感光体１を周速１２０　ｒｙｅ、　／　Ｓ
ｅｃ、回転スリーブ２を回転ドラム型感光体１の周速と
同一の速度で駆動すると、現像域Ａにおける回転ドラム
型感光体１と現像剤層りとの間隔ｄ′は０．３門となり
、バイアス電源９を印加することによって現像剤層りか
らトナーが飛翔され、回転ドラム型感光体１上の潜像を
良好に現像することができた。

又、この現像工程を多数回繰り返しても、画像形成装置
内のトナーによる汚染は軽微であった。

これに対して、密封部材を除去した場合には、画像形成
装置内はトナーによりはなはだしく汚染された。

（発明の効果） 現像域において現像剤層が非接触状態で像担持体を現像
する非接触現像方法及びその装置において、従来のもの
は、現像域に浮遊する帯電量の少いトナーが現像域を横
切って流れる空気の流れによって現像装置の外に飛散さ
れて画像形成装置内′を汚染するという問題点があった
が、本発明は、現像域の上流から空気が流入しないよう
にすることによって、現像域を横切って流れる空気の流
れの発生を抑制し、非接触現像方法の利点である方向性
を有しない良好なトナー像として静電潜像を現像し得る
ことは勿論であるが、帯電量の少いトナーを現像装置の
外に飛散することを防止し１．その結果１画像形成装置
内の前記トナーによる汚染を防止し得ることができる。

又、本発明の装置は、現像域の上流における像担持体と
現像装置との空間を密封する手段を設けることのみによ
って、現像域を横切る空気の流れの発生を抑制し得るも
のであって、簡単な構成でしかも格別の操作を必要とす
るこさなく、本発明の目的を達成し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来例を示す部分概略断面図、第２図及び第
３図は、本発明を実施する装置の例を示す部分概略断面
図、第９図は、実験例を示す。 １：回転ドラム型感光体２：回転スリーブ３：現像剤ホ
ッパー　　４：現像剤の量規制板５：クリーニングブレ
ード ６：現像剤溜り　　　　７：攪拌スクリュー８：供給ロ
ーラ　　　　９：バイアス電源１０：保護抵抗　　　　
Ａ：現像域 Ｂ：現像装置の上部枠部材 Ｃ：現像装置の上部枠部材 Ｄ：現像剤層　　　　　Ｆ：空気の流れＭ：磁石体　、
Ｓｌ、３１′：密封部材Ｓ２：遮蔽部材　　　　　Ｔ：
トナー。 特許出島人　　小西六写真工業株式会社代理人　弁理士
　　保　　　高　　　春　　　−第１図 第２図 第３図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像域において現像剤層が非接触状態で像担持体
   を現像する非接触現像方法において、現像域の上流から
   空気が流入しないようにすることを特徴とする非接触現
   像方法。
2. （２）現像剤層及び像担持体が現像域において同一方向
   に移動することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の非接触現像方法。
3. （３）現像域において現像剤層が非接触状態で像担持体
   を現像する非接触現像装置において、現像域の上流にお
   ける像担持体と現像装置との空隙に該空隙を密封する密
   封手段を設けたことを特徴とする非接触現像装置。
4. （４）現像剤層及び像担持体が現像域において同一方向
   に移動するものであることを特徴とする特許請求の範囲
   第３項記載の非接触現像装置。
5. （５）密封手段が弾性部材であることを特徴とする特許
   請求の範囲第３項又は第４項記載の非接触現像装置。