JPS6219884A - 静電潜像現像装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、電子写真複写機やファクシミリ等のハードコ
ピー装置に利用できる静電記録方法に用いる現像装置に
関する。

従来の技術 従来、１成分現像剤を用いた静電潜像の現像方式として
代表的なものに米国特許第２７２５３０４号て示される
パウダクラウド現像法があった。この方法は、帯電した
トナーを空気流で噴霧してトナー雲を形成し、その中に
静電潜像を保持した感光体あるいは誘電体を通し潜像を
可視化するものである。

発明が解決しようとする問題点 パウダクラウド現像法は、解像度に優れているが空気流
によるトナー噴出装置が必要で機械が大型化し、しかも
空中に漂ようトナー雲の制御が難しいため、一般の複写
機やプリンタには用いられず、特殊な用途だ実用化され
ているＫすぎない。

そのためトナー雲を発生させるのに空気流を用いず、静
電的にトナーを運動させる方法が試みられてきた。例え
ば、間隙を開けた２つの電極間にトナーを介在させ、交
流電圧を印加し前記電極間の開口部からトナーを噴出さ
せる方法がある。この方法では、トナーの運動は印加す
る交流電圧を調整することにより、容易に制御すること
ができ機械も小型化できる。しかしここで、両電極間に
搬入されるトナー量が常に一定でないと、トナー雲の量
の制御ができず、結果的にこのトナー雲で現像した画像
には現像ムラによる濃淡が現れだ。

従って本発明の目的は、交流電圧を印加するローラ電極
間如搬入するトナー量を常に一定にし、現像ムラの無い
画像を得ることにある。

問題点を解決するだめの手段 表面にトナーを担持したトナー担持ローラと前記トナー
担持ローラに非接触に対向させて設置した電極ローラと
の間だ交流電圧を印加し、前記ローラ間の間隙でトナー
を往復運動させて前記ローラ間からトナーを噴出させ、
このトナーを現像部で静電潜像担持体表面に吹きつけて
現像するよう構成するとともに、前記トナー担持ローラ
に圧接する弾性体からなるトナー層規制部材を設け、そ
のトナー層規制部材により厚みを規制されたトナー層を
前記間隙知搬送するよう構成する。

作　　用 トナー担持ローラ上に圧接せしめた弾性体のトナー層規
制部材であらかじめトナー担持ローラ上の、トナー層厚
を一定にしてから、交流電圧を印加した電極間に搬入す
るので、電極間から噴出するトナー雲の量も必然的に一
定となり、安定した現像能力が得られる。

実施例 本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明の原理を示す図である。

トナー担持ローラ１をトナー溜め２中の絶縁性トナー３
と接触させ、矢印の方向に回転させるとトナー担持ロー
ラ１上にトナーが付着する。このときトナー担持ロー２
１の表面如凹凸があると、トナーの付着力は著しく増大
する。このトナー担持ローラ１上のトナー層厚はこのま
まではトナー溜め中のトナー量によって増減する。そこ
でトナー層規制ブレード４によってトナー層厚を２０〜
１００μｍ程度に一定にする。ここでトナー層規制ブレ
ード４は板金等の剛体を用いると、エツジ部の真直度に
著しい精度を要求されることｒなる。

そのためトナー層規制ブレード４として弾性体を用いト
ラー担持ローラ１に圧接することが望ましい。このトナ
ー層規制ブレード４に用いられる材料として、ゴム板、
リン青銅板、高分子フィルム等がある。ゴム板は均一に
圧接することが容易で構造が簡単になる。このゴムの硬
度は７０度以下が望ましく、これ以上では、均一な圧接
が困難となる。他の材料としては、薄いリン青銅板を用
いることができる。リン青銅板は厚さ１酊以下のものが
好ましく、長い使用期間中安定したトナー層形成を得る
ことができる。また他の材料としては高分子フィルムを
用いることができる。高分子フィルムは適度な弾性と寿
命を持ち、しかもトナー材料との組み合わせシてよって
は、トナーと摩擦する際に適度にトナーを帯電させるこ
とができる。

ここで用いられる高分子材料としては、ポリエステル、
アクリル樹脂、ナイロン、ポリカーボネ−ト、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、
ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド等がある。

次に、こうしてできたトナー層をトナー担持ローラ１と
電極ローラ６の間隙へと搬入する。この両ローラ間の間
隙の大きさは、０．１〜１咽が望ましく、第１図に示す
よって両ローラが同進行方向に回転する場合では、トナ
ー層の厚みより大きいことが望まれる。さもないと、ト
ナー層が両ローラ間で圧縮され、トナーブロッキングの
原因となり好ましくない。第２図に示す両ローラが逆進
行方向に回転する条件ではトナー層厚がローラ間隙より
大きくても良い。この条件ではトナー層の一部が電源ロ
ーラに一部付着してトナー担持ローラ１上のトナー層厚
が薄くなるため、トナーブロッキングを起こさない。

トナー層規制ブレード４のトナー担持ローラ１への圧接
には第２図、第３図に示すように、トナー担持ローラの
回転方向に対し順方向での圧接と逆方向での圧接の２通
りがある。すなわち頭方向圧接とは第２図に示すように
ブレード４とローラ１との距離がローラ１の進行方向に
向い小さくなっている状態であり、逆方向圧接とは第３
図に示すようにブレード４とローラ１との距離がローラ
１の進行方向に向い大きくなっている状態である。

順方向圧接では逆方向圧接よシ厚いトナー層が形成され
、トナー層の厚みムラも少ない。逆方向圧接では、トナ
ーのブロッキングの防止に効果があり、長期間安定した
トナー層が得られる利点がある０ 次にあらかじめトナー担持ローラ１を接地し電極ローラ
６に交流電源１２より交流電圧を印加する。このとき印
加する交流電圧の波形は、正弦波。

矩型波、三角波のいずれでも良く、またそれらを組み合
わせたものでも良い。交流電圧の周波数は１００ルから
５０ｋＨｚが良く、特に２００１七からｋＨｚ　　が好
ましい０周波数が低いとトナーの往復運動が不十分であ
る。また逆に周波数が高すぎるとトナーの運動が空気の
粘性抵抗を受けるためトナーが往復運動せず、トナー雲
が形成されない。

交流電圧の波高値はローラ間の間隙の大きさにもよるが
、４００〜６ｋｖＰＰが望ましい。これは波高値が小さ
すぎるとトナーが運動せず、また逆に高すぎるとローラ
間で放電してしまうからである。

このローラ間にあらかじめトナー量規制ブレード４によ
り形成したトナー層を搬入すると、トナーはローラ間を
往復運動ししだいに拡散し、ローラの開口部から噴出し
はじめ、トナー雲を形成する。

噴出したトナーは接地された静電潜像担持体６に近接す
ると、空中に拡がる電気力線に応じ静電潜像担持体６上
の静電潜像に付着し現像される。

本発明の装置が適用できる静電潜像担体としては、背面
に導電処理を施し表面に誘電体層を設けた静電記録紙や
、セレン、酸化亜鉛、硫化カドミウム、酸化チタン、無
定形シリコン、ポリ−Ｎ　−ビニルカルバゾール等の光
導電性物質を導電性基体に蒸着あるいは塗布した電子写
真感光板が供せられる。

なお、第１図では正規現像法を例示したが、反転現像法
にも用いることができることはいうまでもない。

具体的実施例 第４図を用い、本発明を用いた電子写真プリンタの具体
的実施例を示す。電子写真感光体としてａ−３ｅ　ドラ
ム７を用い１００　ｍ／Ｓで移動させた。この感光体ド
ラム７をコロナ帯電器８により＋８００Ｖに帯電させ、
次に光信号９を入射し静電潜像を形成した。非潜像部の
電位は＋ｓｏＶであった。一方、負帯電のトナー３をゴ
ムブレード４を用いてトナー担持ローラ１上に付着させ
た。

トナー層の厚みは約２０μｍで均一であり、トナー層の
表面電位は一２０Ｖであった。トナー担体ローラ１には
直流電源１０により＋１ｏＯｖの電圧を印加した。トナ
ー担持ローラ１に対向して３Ｑ○μｍの間隙をあけて電
極ｏ　−、ｙ　ａｉを設置し、電極ローラ５には直流電
源１１により直流電圧＋１００Ｖを重畳した３ｋＨｚ、
３ｋＶＰｐの矩型交流電圧１２を印加した。トナー担持
ローラ１と電極ローラ５は同進行方向に同速度（１００
ｒｒａｎ／Ｓ　）で回転させた。トナー担持ローラ１と
電極ローラ５との間隙に入った負帯電トナーはこの間隙
内を往復運動しはじめ、トナー担持ローラ１と電極ロー
ラ５との開口部において雲状態となって噴出した０トナ
ー担持ローラ１及び電極ローラ６と感光体ドラム７との
間隙は５００μｍに設定した。このトナー雲はしだいに
感光体ドラムγ上の静電潜像に移動し付着した。この感
光体ドラム７上のトナー像はコロナ帯電器１３によシ転
写紙１４に転写した後熱定着した。こうして得られた画
像はエツジ部の切れが良く高解像度で１６本／ｍの細線
を再現し、しかもペタ部においても濃淡のムラなく十分
に濃い画像であった。このようなプロセスを３０００回
繰シ返したが、トナー層規制ブレードによってトナー担
持ローラ上のトナー層の厚みは常に一定に保たれ、安定
した現像能力を維持できたＯ 比較例 具体的実施例に示した同じ条件で、トナー層規制ブレー
ドを取りはずした状態で現像を行なった。

初期には大量のトナーがトナー担持ローラ１の表面に付
着したが、トナー溜めのトナー量が増減するに従いトナ
ー付着量も増減しそれとともに画像濃度が変化した。こ
のプロセスを約１０００回繰シ返したところトナー中に
ブロッキングしたトナー塊が混じり、またトナー担持ロ
ーラと電極ローラの表面にトナーが固着しはじめ、得ら
れた画像は著しく劣化したものであった。

発明の効果 本発明によれば、交流電圧を印加するローラ電極間に搬
入するトナー量を常に一定にし現像ムラの無い画像が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するために示した一実施例
の要部の断面図、第２図、第３図は他の実施例の要部の
断面図、第４図は本発明を用いた電子写真プリンタの断
面図である。 １・・・・・・トナー担持ローラ、２・・・・・・トナ
ー溜め、３・・・・・・トナー、４・・・・・・トナー
層規制ブレード、５・・・・・・電極ローラ、６・・・
・・・静電潜像担持体、１２・・・・・・交流電源。 第　１　図 第２図 第３図 第４図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面にトナーを担持したトナー担持ローラと前記
   トナー担持ローラに非接触に対向させて設置した電極ロ
   ーラとの間に交流電圧を印加し、前記ローラ間の間隙で
   トナーを往復運動させて前記ローラ間からトナーを噴出
   させ、このトナーを現像部で静電潜像担持体表面に吹き
   つけて現像するよう構成するとともに、前記トナー担持
   ローラに圧接する弾性体からなるトナー層規制部材を設
   け、そのトナー層規制部材により厚みを規制したトナー
   層を前記間隙に搬送するよう構成した静電潜像現像装置
   。
2. （２）トナー層規制部材がゴム板であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の静電潜像現像装置。
3. （３）トナー層規制部材がリン青銅板であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の静電潜像現像装置。
4. （４）トナー層規制部材が高分子フィルムであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の静電潜像現像装
   置。
5. （５）トナー層規制部材で形成したトナー層の厚みが前
   記ローラ間の間隙より小さいことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の静電潜像現像装置。
6. （６）トナー層規制部材で形成したトナー層の厚みが前
   記ローラ間の間隙より大きいことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の静電潜像現像装置。
7. （７）トナー層規制部材が、トナー担持ローラの運動方
   向に関して順方向に圧接されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の静電潜像現像装置。
8. （８）トナー層規制部材が、トナー担持ローラの運動方
   向に関して逆方向に圧接されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の静電潜像現像装置。