JPS63180982A - 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、電子写真複写機等に用いられる現像装置に関
し、詳しくは、現像ローラに乗せて現像剤を搬送して現
像ローラ上の現像剤により像形成体の静電潜像をトナー
像に現像する現像装置に関する。

〔発明の背景〕

従来の上述のような現像装置は、現像ローラを備えた現
像ローラ室と攪拌手段を備えて現像ローラに現像剤を供
給する現像剤室とが現像ローラによって運ばれた現像剤
の現像剤室への戻り側で連通していて仕切られてはおら
ず、そして、現像ローラ室が現像剤室の隣りに並んでい
るか上方に位置しているようなものであった。このよう
な現像装置では、現像ローラ室から外側に突出する現像
ローラの面が横向き乃至は上向きとなるため、静電潜像
を現像される像形成体の面が横向き乃至は上向きでなく
てはならず、したがってドラム状や平板状の像形成体の
上方に現像装置を配設することができないと言う問題が
ある。特にカラー画像形成装置においては３〜４柵の現
像装置を設置す極めて大きくなると言う問題を与える。

〔発明の目的〕

本発明は、上述の問題を解消するためになされたもので
あり、ドラム状や平板状の像形成体の上方に配設して、
下方の像形成体面に形成された静電潜像を現像すること
ができる現像装置の提供を目的とする。

〔発明の構成〕

本発明は、攪拌手段を備えた現像剤室の下方に現像ロー
ラを備えて下部に現像ローラが外側に突出する開口を設
けられた現像ローラ室が接続していて、現像剤室と現像
ローラ室とは現像ローラと現像ローラに乗って現像剤が
現像剤室から出る現像剤の層厚を規制する層厚規制板と
現像ローラに乗って現像剤が現像剤室に戻るのと同じ方
向で弾性的に現像ローラに接する還元ゲート板とによっ
て仕切られていることを特徴とする現像装置にあり、こ
の構成によって前記目的を達成する。

〔実施例〕

以下、本発明を図示例によって説明する。

第１図及び第２図はそれぞれ本発明現像装置の例を示す
概要断面図である。

図において１．１は、それぞれ矢印方向に回転する攪拌
翼を持った攪拌ローラ２，３と表面にスポンジ層を有す
る掻き取りローラ４とを備えた現像剤室、５は、矢印方
向に回転するアルミニウムやステンレス鋼のような非磁
性材料から成るスリーブ６ａと、その内部に静止した状
態で保持されて表面に図示のような分布で磁極を有しス
リーブ６ａの表面に磁力を及ぼす磁石体６ｂとから成る
現像ローラ６を備えて、下部に現像ローラ６が外側に突
出する開口Ａを有する現像ローラ室、７は、現像剤室１
の現像剤が磁石体６ｂの磁力によってスリーブ６ａの表
面に吸着され、スリーブ６ａの矢印方向の回転と共に現
像剤室１から現像ローラ室５に運ばれる現像剤の層厚を
規制する非磁性または磁性材料から成る層厚規制板、８
は、スリーブ６ａの矢印方向の回転と共に運ばれた現像
剤層が現像剤室１に戻るのと同じ方向でスリーブ６ａの
表面に弾性的に接触する薄いポリエステル板のような還
元ゲート板、９は、現像剤室１にトナーを補給する手段
を備えたドナー室である。

第１図の層厚規制板７は、スリーブ６ａが矢印方向に回
転したときは適当な層厚で現像剤が通過することを許す
ように、先端がスリーブ６ａの表面に狭い間隙を隔てて
対向している剛性体から成っており、これによる現像剤
層厚め調整は、間隙をスリーブ６ａが回転しないときは
現像剤が通過しない範囲で調整することによってなされ
る。また、第２図の層厚規制板７は、先端で現像剤の過
剰通過を阻止するように、先端を現像剤の搬送方向に逆
らう方向に向けてスリーブ６ａの表面に弾性的に接する
弾性体から成っており、これによる現像剤層厚の調整は
、スリーブ６ａへの接圧や接点から先端までの距離を調
整することによってなされる。

第１図、第２図いずれの現像装置においても、上述の層
厚規制板７と現像ローラ６と還元ゲート板８とによって
上方の現像剤室１と下方の現像ローラ室５が仕切られて
いるから、現像剤室１から現像ローラ６に付着して運ば
れる現像剤以外に現像剤がこぼれ落ちることはなく、現
像ローラ６に付着して運ばれる現像剤層により現像ロー
ラ６が開口Ａから突出している現像域において像形成体
１３に形成されている静電潜像をトナー像に現像する。

現像に際しては、現像ローラ６のスリーブ６ａにバイア
ス電源からかぶりなく鮮明な現像が行われるようにする
ための現像バイアス電圧が印加される。現像ローラ６に
より現像域を通過して運ばれた現像剤層は、還元ゲート
板８を押し上げて現像剤室１に還元する。

現像ローラ６によって運ばれる現像剤層から現像剤が現
像に関係なく落下するのは、現像剤が層厚規制板７を通
過するときと、還元ゲート板８を押し上げて通過すると
きが最も可能性が高いから、図示のように、開口Ａをそ
の現像ローラ軸に平行な縁Ａｌ＋　Ａｘが現像ローラ６
に接する鉛直面Ｂｌ＋　ｔｈの内側に入り込んでいて、
Ａ＋、Ａｔ間の距離が現像ローラ６の外径よりも狭いも
のとすることが好ましく、さらに、縁＾１．Ａ２を上方
に折り曲げ部を有するものとすることが一層好ましい、
それによって、現像剤層から落下する現像剤は殆ど開口
Ａを有する現像ローラ室５の下部板で受は止められて、
折り曲げ部で溜められるようになり、現像剤層から落下
する現像剤によって像形成体１３の表面が汚染されるこ
とを安定して防止できる。また、現像ローラ室５の内壁
に、−図示のように、直流電源により現像剤のトナーの
帯電と逆極性の直流電圧を印加すれば、現像剤層から落
下するトナーが現像ローラ室内壁に効果的に捕捉され、
落下トナーによって像形成体１３の表面が汚染されるこ
とを一層防止できる。

現像剤室１に還元されたトナー濃度の減少した現像剤層
は、スポンジ層を有する掻き取りローラ４によって現像
ローラ６の表面から外され、現像剤室１の現像剤と攪拌
ローラ２，３によって均一２に混合される。

トナー室９は、先端に薄いポリエステル板のような弾性
板１０ａが設けられている矢印方向に回転する押し送り
回転体１０と、第１図にあっては表面にスポンジ層を有
する矢印方向に回転する送出ローラ１１、第２図にあっ
てはポリエステル板のような弾性板から成る掻き取り送
出ゲート１２とによって構成されるトナー補給手段を備
えていて、現像剤室１に現像によって消費された量に相
当するトナーを補給する。

本発明現像装置においては、層厚規制板７により現像剤
層を像形成体と接触あるいは非接触の層厚に形成して現
像を行う。現像時には、ＤＣあるいはＡＣバイアスが重
畳してスリーブ６ａに印加される。

この現像方式の中で現像剤層と像形成体とが非接触に保
たれた状態で現像を行う非接触現像方式が特に好ましい
。接触現像方式では、像形成体と摺擦した際現像剤が飛
散し易く、これを重力に逆らって回収するのは像形成体
の下方に設けられる従来の現像装置に比較して困難であ
る。このため接触現像方式ではキャリア付着やかぶりが
多くなり易い。これに対し、非接触現像方式では像形成
体との摺擦が無いために接触現像方式による上述の問題
はなく、像形成体の上方に設ける本発明現像装置の現像
方式に適している。

本発明現像装置に用いられる好ましい現像方法としては
特開昭５９−１８１３６２号公報に記載されているよう
な方法が挙げられる。すなわち、平均粒径が５〜５０μ
ｍの磁性キャリア粒子と平均粒径が１〜２０μ摺履冒の
トナー粒子の混合から成る二成分現像剤を用い、スリー
ブ６ａに直流電圧と交流電圧の重畳した現像バイアス電
圧を印加する非接触現像方式が好ましい。キャリア粒子
の平均粒径が５μｍ未満では磁化が弱くなりすぎ、５０
μｍを越えると画像が改善されず、又ブレークダウンや
放電が起こり易くなり高電圧が印加できない。一方、ト
ナー粒子の平均粒径が１μｍを下まわると交流電圧によ
り振動を加えてもキャリアから離れにくくなり、２０μ
ｍを越えると画像の解像度が低下する。トナーの平均帯
電量は３〜３００μｃ／ｇにするのが好ましく、特に１
０〜１００μｃ／ｇが好ましい。

スリーブ６ａにかぶりを防ぐための直流電圧と現像剤層
を振動させるための交流電圧を印加して像形成体とスリ
ーブ６ａの間に振動電界を形成するので、両者間の間隔
が問題となる。この間隔をあまり狭くすると両者間で放
電し、像形成体を痛め、かつ両者間を通過する現像剤層
の搬送を妨げる。

反対に、両者間をあまり広くすると対向電極効果が低下
し、十分な現像濃度の記録がなされず、エツジ効果も高
くなる。実験によると、両者間の間隔は２０００μｍ以
下、特に１０μｌ１１〜１０００μｍの範囲が好ましい
結果を与える。そして、かぶりを防ぐための直流バイア
ス電圧は、通常スリーブ６ａを非画像部より高い電位に
保つように、５０〜５００　Ｖの直流電圧とされ、現像
剤層を振動させるためには１００〜１０ｋＨｚ　、好ま
しくは１〜５ｋＨｚの周波数の交流電圧が使用される。

直流電圧はトナーが磁性を有している場合には上記値よ
り小さくてよい。

反転現像を行う場合には、これより高い直流電圧が印加
されることは当然である。この場合の直流電圧は十分な
現像濃度を得るためのものである。

交流の電圧値は、周波数にもよるが高い程現像剤層を振
動させるが、反面かぶりが生じ易くなり、かつ放電も起
こり易くなる。周波数が増すと現像剤層の振動がこの変
化に追随できず、現像濃度及び鮮明度が低下し画質が低
下する傾向を示す。

現像剤のキャリア粒子としては、平均粒径を別にして、
従来の磁性キャリア粒子と変わらないものを用いること
ができる。即ち、鉄、クロム、ニッケル、コバルト等の
金属、あるいはそれらの化合物や合金、例えば、四三酸
化鉄、γ−酸化第二鉄、二酸化クロム、酸化マンガン、
フェライト、マンガン−銅系合金、といった強磁性体乃
至は常磁性体の粒子、又はそれらの粒子の表面をスチレ
ン系樹脂、ビニル系樹脂、エチル系樹脂、ロジン変性樹
脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、
ポリエステル樹脂等の樹脂やバルジチン酸、ステアリン
酸等の脂肪酸ワックスで被覆したような絶縁性の粒子を
用い゛ることができる。

しかしその中でも、抵抗率が１０８Ω１以上、特に好ま
しくは１０″Ω口以上の絶縁性の磁性粒子が特に好まし
い。抵抗率が低いと、スリーブ６ａにバイアス電圧を印
加した場合に、キャリア粒子に電荷が注入されて、像形
成体面にキャリア粒子が付着し易くなるといる問題や、
バイアス電圧が充分に印加されないという問題が生ずる
。なお、抵抗率は粒子を０．５０Ｃ１１”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１ｋｇ／ｃｍ”の荷重を掛け、荷重と底面電極との間
に１００ＯＶ／ｃｎの電界が生じる電圧を印加したとき
の電流値を読み取ることで得られる値である。絶縁性キ
ャリア粒子は、磁性体粒子の表面に樹脂等の被覆層を設
けたものに限らず、樹脂中に磁性体粒子が分散している
ようなものでもよい、このようなキャリア粒子は、従来
のキャリア粒子と同様に製造され、従来公知の平均粒径
選別手段によって平均粒径が選別されて、本発明現像装
置に用いられる・トナー粒子も、従来の非磁性または磁
性トナー粒子を平均粒径選別手段によって選別したよう
なトナー粒子が用いられる。そして、トナー粒子が磁性
体微粒子を含有した磁性粒子であることは好専しく、特
に磁性体微粒子の量が３０−ｔ％を超えないものが好ま
しい。トナー粒子が磁性粒子を含有したものである場合
は、トナー粒子が磁石体６ｂの磁力の影響を受けるよう
になるから、現像剤層の均一形成性が一層向上して、し
かもかぶりの発生が防止され、更にトナー粒子の飛散も
起こりにくくなる。しかし、含有する磁性体の量を多く
し過ぎると、カラートナーの場合に色の鮮明性が損なわ
れる以外に、キャリア粒子との間の磁気力が大きくなり
過ぎて、充分な現像濃度を得ることができなくるし、ま
た、磁性体微粒子がトナー粒子の表面に現れるようにも
なって、摩擦帯電制御が難しくなったり、トナー粒子が
破損し易くなったり、キャリア粒子との間で凝集し易く
なったりする。

以上のようなトナー粒子は、キャリア粒子について述べ
たような樹脂及びさらには磁性体の微粒子を用い、それ
に顔料、染料、カーボン等の着色成分や必要に応じて帯
電制御剤等を加えて、従来公知のトナー粒子製造方法と
同様の方法によって作ることができる。

現像剤におけるキャリア粒子とトナー粒子の割合は従来
の二成分系現像剤におけると同様の割合でよく、それに
は必要に応じて粒子の流動滑りをよくするための流動゛
他剤や、像形成体面の清浄化に役立つクリーニング剤等
が混合される。

本発明現像装置は、以上のような二成分現像剤を用いる
ものに限られるものではな（、また現像剤室と一体にト
ナー室を備えたものに限られるものでもない。また、現
像剤室の攪拌手段が１個でも、掻き取りローラが省略さ
れていてもよいことは勿論であり、現像、ローラも図示
例に限らず、磁石体がＮ、Ｓ交互の磁極配置を有してス
リーブと逆方向あるいは同方向に回転するものでもよい
。

〔発明の効果〕

本発明現像装置は、像形成体の上方に配設して下方の像
形成体面に形成された静電潜像を像形成体面を汚染する
ことなく　現像し得ると言う効果を奏し、本発明現像装
置を用いることによって、ドラム状の像形成体用りに複
数の現像装置を配設してカラー・画像を形成する画像形
成装置を小型に構成することが可能となるし、また平面
状の像形成体を水平に置いて上面側から静電潜像の現像
を行う画像形成装置も構成し得ると言う効果も得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本発明現像装置の例を示す
概要断面図である。 １・・・現像剤室、　　　　２．３・・・攪拌ローラ、
４・・・掻き取りローラ、　５・・・現像ローラ室、６
・・・現像ローラ、　　　６ａ・・・スリーブ、６ｂ・
・・磁石体、　　　　　７・・・層厚規制板、８・・・
還元ゲート板、　　９・・・トナー室、１０・・・押し
送り回転体、　１１・・・送出ローラ、１２・・・送出
ゲート、　　　１３・・・像形成体。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）攪拌手段を備えた現像剤室の下方に現像ローラを
   備えて下部に現像ローラが外側に突出する開口を設けら
   れた現像ローラ室が接続していて、現像剤室と現像ロー
   ラ室とは現像ローラと現像ローラに乗って現像剤が現像
   剤室から出る現像剤の層厚を規制する層厚規制板と現像
   ローラに乗って現像剤が現像剤室に戻るのと同じ方向で
   弾性的に現像ローラに接する還元ゲート板とによって仕
   切られていることを特徴とする現像装置。
2. （２）前記現像ローラ室下部の開口の現像ローラ軸に平
   行な縁が現像ローラに接する鉛直面よりも内側に入り込
   んでいる特許請求の範囲第１項記載の現像装置。
3. （３）前記現像ローラ室下部の開口の現像ローラ軸に平
   行な縁が上方への折り曲げ部を有する特許請求の範囲第
   ２項記載の現像装置。
4. （４）前記現像ローラ室の内壁に現像剤のトナーの帯電
   と逆極性の電圧を印加するようにした特許請求の範囲第
   １項または第２項記載の現像装置。
5. （５）前記現像剤室に並んで現像剤室にトナーを補給す
   る手段を備えたトナー室が設けられている特許請求の範
   囲第１項記載の現像装置。