JPH05249823A

JPH05249823A - 現像装置

Info

Publication number: JPH05249823A
Application number: JP4293012A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Hosoi; 細井　　敦; Takashi Saito; 敬斉藤; Fumitaka Kan; 文隆簡; Hatsuo Tajima; 初雄田嶋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-10-30
Filing date: 1992-10-30
Publication date: 1993-09-28

Abstract

(57)【要約】【目的】現像装置からの現像剤の飛散を防止する。【構成】現像剤担持体１と導電部材８に位相が同じ交
流電圧と直流電圧を印加する。

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・静電記録・磁
気記録等において潜像保持部材面に形成した潜像を現像
する現像装置を有する画像形成装置に関する。特にトナ
ーの薄層を形成保持した現像剤担持体面を潜像保持部材
面に対面（微小な間隙を存して対向、或いは接触対面）
させることにより、トナーを潜像保持部材面側へ潜像パ
ターンに対応させて選択的に移行させることにより潜像
をトナー現像する方式の画像形成装置の改善に係る。

【０００２】

【従来の技術】図１にこの種の画像形成装置に於ける現
像部分の一成分磁性トナーを用いた一般的なものの概略
構成を示す（潜像保持部材面とトナー薄層とは非接触の
所謂トナージャンピング現像タイプの現像器を示す）。
図中１は現像剤担持体としての非磁性スリーブで、矢印
ａ方向に回転駆動される。以下該部材１を現像スリーブ
或いは単にスリーブという。２は該スリーブ１の内空に
挿入配設した磁界発生部材たる固定のマグネットロール
で、上記現像スリーブ１は該固定のマグネットロール２
のまわりを回転する。３は現像スリーブ１に対する現像
剤供給手段としてのトナーホッパーで、現像スリーブ１
はこのトナーホッパー３内に略右半周面を入り込ませて
配設してある。４は現像剤層厚規制部材としての磁性ブ
レードで、現像スリーブ１の上側略中央部に於いて下辺
を該スリーブ面との間に適当な微小間隙α（例えば２４
０μ）を保たせて接近させて配設してある。磁性トナー
の層厚は磁性ブレード４と対向する磁極（Ｎ１）２１に
よりこの間隙αよりも薄く形成される。５はホッパー３
内に収容した現像剤たる一成分磁性トナー、６は現像ス
リーブ１のホッパー３側と反対側に於いて、該スリーブ
面との間に微小な間隙β（例えば３００μ）を保って接
近通過する潜像保持部材であり、これは現像スリーブ１
面のａ方向回転移動に対して最近接部において同方向と
なるｂ方向に回転する。この両部材１・６の最近接部を
便宜上現像部Ａという。

【０００３】現像スリーブ１の内空に挿入配置したマグ
ネットロール２には、磁性ブレード４に対応する上面位
置、現像部Ａに対応する左側面位置、ホッパー３の内底
面に対応する下面位置、トナー供給部に対応する右側面
位置に夫々磁極２１（カット磁極Ｎ１）、２２（現像磁
極Ｓ１）、２３（搬送磁極Ｎ２）、２４（搬送磁極Ｓ
２）が配置されている。

【０００４】潜像保持部材６は、例えばカールソンプロ
セスにより静電潜像を形成したゼログラフ感光体、特公
昭４２−２３９１０号公報等に記載のＮＰプロセスによ
り静電潜像を形成した表面に絶縁層を有する感光体、静
電記録法により潜像を形成した絶縁体、転写法により静
電潜像を転写した絶縁体、その他適宜の手法により静電
潜像（或いは電位潜像又は磁気潜像）を形成保持させた
部材である。

【０００５】該部材６の現像部Ａに於ける周速度と現像
スリーブ１上のトナー層の周速度は等しくする必要があ
る。これは特開昭５５−１２００４２号公報に記載の如
く、上記両者の周速度が異なると、現像画像に方向性が
現われるので、現像部Ａに於いては現像スリーブ１の周
速度よりその上に担持されたトナー層の周速度の方が若
干速くなることを利用して、潜像保持部材６の周速度に
比して現像スリーブ１の周速度を若干遅くすることによ
り方向性による現像画像のムラをなくすためである。

【０００６】なお、図１で潜像保持部材６及び現像スリ
ーブ１はそれぞれ不図示のギヤにより駆動されている。
また、図１において、７は現像スリーブ１と潜像保持部
材６との間に交番電界を形成するためのバイアス電源
で、交流、直流を重畳した交流、歪波交流、矩形波、パ
ルス波などの交番電圧が供給されその値はピークツウピ
ーク値で１０００〜２０００Ｖが適当である。このよう
な現像バイアスを用いて一例として特公昭５８−３２３
７５号公報又は特公昭５８−３２３７７号公報に記載の
現像方法により現像を行なうものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来は現像部Ａでの微
小間隙βにバイアス電圧が印加されると、現像スリーブ
１上に薄層にコートされたトナーＴがスリーブと潜像保
持部材との間を飛翔し、潜像保持部材６の表面電位に応
じて現像される。この飛翔の際に、極く一部のトナーが
重力、潜像保持部材６の回転に伴う層流等によって現像
部Ａ部分でスリーブより離れ、潜像保持体６にも現像ス
リーブ１にも付着せず、飛散トナーとなって画像形成装
置内の帯電器等の器具を汚すことがあった。この飛散ト
ナーが光学機器又は帯電器に付着すると、潜像保持部材
６上の表面電位が乱れ、コピー画像上に白筋や黒筋、黒
点等を生じる問題が生じた。さらに、飛散トナーがコピ
ー用紙搬送路上に落下した場合にはコピー用紙を汚す等
の欠点があった。

【０００８】（発明の目的）本発明は、上述の従来例で
の現像部よりの現像剤の飛散を抑制することによって、
光学系、帯電系、搬送系の汚れを防ぎ、長期にわたって
安定した画像を形成することを可能とする画像形成装置
の提供を目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、現像剤搬送担体面上に現像剤層を形成し、前
記現像剤搬送担体と像担持体間に振動電界を生じさせ、
前記像担持体面の潜像をトナーにより現像する現像装置
において、前記現像剤搬送担体外側を囲う現像装置枠の
前記像担持体に近接した部分に電極部材を設けて、前記
電極部材に前記振動電界と位相が同じ交流電圧と直流電
圧を印加して、前記電極部材と前記現像剤搬送担体との
間で、前記電極部材から前記現像剤搬送担体の方向に一
方向性の電界を生じさせることを特徴とするものであ
る。

【００１０】

【実施例】図２は本発明による画像形成装置の現像装置
部の概略断面図である。図中８は電極部材である導電部
材で、現像部Ａの下流側のホッパー３端部に潜像保持部
材６に対向して設けられている。９は導電部材８に潜像
保持部材の表面電位とは逆極性即ちトナーの電荷と同極
性の電圧を印加する電源であり、交互現像バイアス電源
７からの電圧を整流する回路を有している。図１と同じ
作用を為す部材には同一の参照符号を付してある。

【００１１】現像部Ａにおいて生じた飛散トナーは、重
力及び潜像保持部材６である感光ドラムの回転に伴う風
等の影響を受けて、導電部材と潜像保持部材との間隙に
飛来したときに、両者間の電界によって潜像保持部材に
付着し、現像装置外へ飛散していくトナーは著しく減少
する。

【００１２】図２の実施例では一成分磁性トナーを用い
たが、一般に現像時のトナーの飛散は現像磁極を用いる
ことが可能な磁性トナーよりも、磁気拘束力を利用でき
ない非磁性トナーを用いた場合の方が飛散量が増える。
従って非磁性トナーを用いる現像装置の場合に本発明の
効果は大となる。図３は現像剤として非磁性トナーを用
いる場合の本発明の実施例である。

【００１３】図３は、本発明を適用した現像装置の断面
図である。図３において、潜像保持部材である感光体６
は、矢印方向ａに移動する。この感光体６に対して間隙
を介して現像剤を保持する非磁性の現像剤担持体１が設
けられ、本実施例においてはこの担持体１は円筒状であ
るが、無端移動するウエブ状としても良い。感光体６に
ついても同様である。この感光体６の移動とともに現像
剤担持体１を矢印ｂ方向に回転移動させる。この現像剤
担持体１に非磁性トナーを供給するために磁性粒子１４
と非磁性トナー１５を保有する現像容器１０が設けられ
ている。現像容器１０はその下部近傍に開口を有し、該
開口部に現像剤担持体１が設けられている。現像剤担持
体１は開口から一部が外部に露出しているので、その表
面は現像容器１０の内部から同外部へ移動し、つづいて
同内部へ戻る。現像容器１０の下部は現像剤担持体１の
下方を包むように包囲体が形成されており、現像剤が外
部に漏れないようになっている。現像剤担持体１の内部
には固定磁界を発生する固定磁界発生手段、すなわち、
磁石１１が固定的に設けられている。したがって、現像
剤担持体１のみが回転する。この磁石１１はＮ極、Ｓ極
の磁極を有する。

【００１４】現像剤担持体１の表面には磁性粒子１４あ
るいは磁性粒子と非磁性現像剤（トナー）１５を含む混
合体からなる磁性粒子層が形成されており、更にその上
部には非磁性現像剤１５の層が形成され、両者で上下２
層構成となっている。１２は磁性粒子拘束部材である磁
性体からなる磁性ブレードであり、現像剤担持体１をｂ
方向に回転させると、磁性粒子１４は磁性ブレード１２
により現像容器１０内に拘束され、非磁性現像剤１５の
みが現像剤担持体１上に薄く均一に塗布される。磁性ブ
レード１２は鉄板を曲げ加工により形成し、現像容器１
０に固着したものである。この磁性ブレード１２の先端
と現像剤担持体１との間隔は１００〜１０００μ、好ま
しくは２００〜５００μで、この実施例では２５０μで
ある。この間隔が１００μより小さいと、磁性粒子が詰
まり、ブレード外部へ押し出される欠点がある。また１
０００μより大きいと、振動で非磁性トナーが多量に漏
れ出して、薄層が形成できなくなる。

【００１５】尚、この非磁性現像のみを現像剤担持体１
上に薄く塗布する方法に関しては、本出願人による特願
昭５８−１５１０２８号公報に詳しく述べられているの
で、詳細な説明は省略する。

【００１６】磁性ブレード１２の上部には非磁性材料よ
り成る磁性粒子循環域限定部材１３が設置され、磁性粒
子の磁性ブレード上への盛り上がりをなくし、不要な循
環により磁性粒子が磁性ブレード部より漏れて現像容器
内の磁性粒子量が減少するのを防止している。また、現
像容器１０の下部には、磁石１１のＮ極に対向して、Ｌ
字形の磁性板１６が設置されている。この磁性板１６は
現像剤担持体１との間に磁性粒子による磁気ブラシを形
成し、現像容器からの磁性粒子ないしは非磁性現像剤の
漏出を防止する磁性シールの役目を果たしている。さら
に、現像容器１０下部には、現像剤担持体１の移動方向
に対して、上記磁性シール用の磁性板１６よりも上流側
に、現像剤捕集部１７が設けられている。この現像剤捕
集部１７は磁性板１６と現像剤保持部材との間から飛散
した現像剤、ないしは現像後に現像剤担持体上から離脱
した現像剤などを捕集する。

【００１７】また、現像容器１０の下部先端には本発明
による現像剤飛散防止用の導電部材８が感光体６に近接
して設けられている。この導電部材８には使用する非磁
性現像剤の帯電極性と同極性の電圧が印加され、主とし
て現像工程で発生した浮遊現像剤を感光体側に付着させ
ることによって現像容器外への現像剤飛散を防止してい
る。図中７は現像バイアス電源で、現像剤担持体に印加
される交互バイアス電圧を供給する。又、９は現像バイ
アス電源７からの交互電圧を整流して、上記現像剤飛散
防止用の導電部材に電圧を印加するための電源で、この
実施例では非磁性現像剤の帯電極性と同極性となる向き
に整流回路素子（ダイオード）が挿入されている。

【００１８】導電部材８は磁性体でも良いが現像装置の
磁界を乱さぬ様に非磁性体の方が好ましく、本実施例で
は厚さｔ＝０．６ｍｍ、幅６ｍｍ、長さ２１０ｍｍの銅
板を潜像保持部材６に対して間隔０．８ｍｍで対向して
配置した。交互現像バイアス電源７として周波数１．６
ｋＨｚ、ピーク対ピーク値１．３ｋＶ_PPの正弦波交流に
−３００ＶのＤＣ成分を重畳したものを用い、導電部材
８用の電源９として日立（株）製Ｙ１０ＥＡ高耐圧ダイ
オードを用いて整流したところ、Ｖ_H ＝＋２５０Ｖ、Ｖ
_L ＝＋１３０Ｖの半波電流を得、これを導電部材８に印
加したところ、現像剤の飛散量は電圧を印加しないもの
に較べて１／２〜１／５に軽減することができた。尚、
図中８ａは絶縁体からなるシートで、現像容器から磁性
粒子が微量漏出した場合に、磁性粒子が導電部材８と現
像剤担持体１との間で絶縁不良を起こすことを防止して
いる。

【００１９】上述の実施例においては導電板部材８には
現像バイアス電源７より１個のダイオードによって整流
された電流を印加したが、現像バイアスとしてＡＣを用
い、さらにトナーと逆極性のＤＣ分を重畳したものを用
いた場合には、充分な電圧が得られない場合がある。こ
れは現像濃度調整を現像バイアスのＤＣ成分を変化させ
て行なうタイプの現像器においては、ＤＣ成分の値によ
っては飛散するトナー量が多くなる恐れがあるからであ
る。そこでＤＣ成分の値によらず一定の電圧を印加する
回路を図４に示す。図４は現像装置を模式的に描いたも
ので、図３と同一の部材には同一の参照符号を示す。図
中１８はダイオードで、現像バイアス電源７とダイオー
ド１８の間に１００ｐＦ程度のコンデンサー１９を挿入
することによって、ＤＣ成分をカットすることができ、
一定の電圧が導電部材８に加わり、安定した飛散防止効
果を得ることができた。

【００２０】図４の実施例において安定して得られた効
果を更に高めるために、図５に示す様に、ダイオード２
０を更に１個加えて、倍電圧整流回路を形成すると、Ｖ
_H ＝１２００Ｖ、Ｖ_L ＝９００Ｖの半波電流を得ること
ができ、これを導電部材８に印加すると、現像剤飛散量
は倍電圧整流回路を形成しないものに対して１／２〜１
／２０位に安定して軽減することができた。本実施例及
び図３、図４の実施例では整流した電圧をそのまま導電
部材に印加したが、平滑回路を通して完全な直流電源に
して印加することも好ましい。更に感光ドラムを傷つけ
ない範囲で３倍電圧整流等の多倍電圧整流回路を形成し
てもよい。

【００２１】導電部材８として厚さｔ＝１．０ｍｍ、幅
６ｍｍ、長さ２１０ｍｍの真鍮板を潜像保持部材６に対
して間隔１．２ｍｍで対向して配置し、図５に示した倍
電圧整流回路による電源９で得た半波電流を平滑回路を
通して完全な直流として導電部材８に印加した。この直
流を−４００Ｖ〜＋４００Ｖの範囲で変化させ、現像器
下方に図示していない紙を置き、画像率６％の原稿を５
００枚通紙した時の上記紙上に飛散したトナー量をマク
ベス反射濃度計で測定したところ図６の様な結果を得
た。その結果、導電部材に＋１００Ｖ以上の電圧を印加
すると飛散は少なくなり、＋２００Ｖ以上の電圧を加え
た場合には飛散量が目立って減少していることが明らか
になった。従って本発明では＋１００Ｖ以上好ましくは
＋２００Ｖ以上のトナーと同極性の電圧を導電部材に印
加するのが好ましい。また、＋１００Ｖ以上印加した場
合には導電部材へのトナーの付着は殆どなく、−１００
Ｖ以上印加した場合、即ちトナーと逆極の場合には導電
部材はほぼトナーにおおわれていることが認められた。

【００２２】尚、本発明において反転現像を行なう際に
も導電部材にトナーと同極性の電圧を印加することによ
り、トナーの飛散を防止することができる。また、本発
明の実施例の説明に当っては現像装置のホッパー又は現
像容器の下方端部に導電部材を設ける例を示したが、こ
の導電部材は現像装置とは別体に、例えば画像装置に取
り付けるように構成してもよい。

【００２３】尚、実開昭５８−１００３４５号公報には
電極板にトナーと同極性の電圧を印加する例が示されて
いるが、本発明では交互現像バイアス電源から整流回路
を通して導電部材に電圧を印加するので、導電部材用の
独立した電源を必要とせず、画像形成装置を小型化し、
安価に形成できる利点がある。

【００２４】本発明の実施例の説明に当っては、現像剤
を潜像保持部材に非接触に保ち、ジャンピング現像を行
なわせる現像装置を例にとって説明したが、現像剤担持
体上の現像剤を潜像保持体に接触させて現像を行なう装
置にも本発明は適用できるものである。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では飛散す
る現像剤量を大幅に軽減することが可能になり、画像形
成装置内の汚れが少なくなって長期にわたって光学系や
帯電系が汚れず、従って安定した良好な画像を得る効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の現像装置の断面図である。

【図２】本発明の実施例を示す現像装置の断面図であ
る。

【図３】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す模式図である。

【図５】本発明の更に他の実施例を示す模式図である。

【図６】現像剤の飛散量を示すグラフである。

【符号の説明】

１現像剤担持体２磁石４磁性ブレード５磁性トナー６潜像保持部材７交互現像バイアス電源８導電部材９整流回路１１磁石１２磁性ブレード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田嶋初雄東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤搬送担体面上に現像剤層を形成
し、前記現像剤搬送担体と像担持体間に振動電界を生じ
させ、前記像担持体面の潜像をトナーにより現像する現
像装置において、前記現像剤搬送担体外側を囲う現像装置枠の前記像担持
体に近接した部分に電極部材を設けて、前記電極部材に
前記振動電界と位相が同じ交流電圧と直流電圧を印加し
て、前記電極部材と前記現像剤搬送担体との間で、前記
電極部材から前記現像剤搬送担体の方向に一方向性の電
界を生じさせることを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記電極部材の一部が前記像担持体面と
対向する面を持つように配置される請求項１の現像装
置。
【請求項３】前記現像剤搬送担体面上の現像剤層厚が
前記像担持体と前記現像剤搬送担体の間隙よりも薄く形
成される請求項１または請求項２の現像装置。