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技術 現像装置

出願人 株式会社日立製作所日立工機株式会社
発明者 熊坂隆夫安西正保
出願日 1997年1月9日 (20年2ヶ月経過) 出願番号 1997-001862
公開日 1997年9月22日 (19年6ヶ月経過) 公開番号 1997-251237
状態 特許登録済
技術分野 電子写真における乾式現像
主要キーワード 傾斜フィン 混合比制御 逆方向電界 スクリュウ状 両マグネット スクリュウオーガ カラー画像センサ 分配部材

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以下の情報は公開日時点(1997年9月22日)のものです。

課題

現像ロール上に非磁性トナー層を形成する現像装置において、現像ロール上にトナー劣化等によってフィルミングが発生したり画像濃度変動が発生するという問題がある。

解決手段

現像ロールの回転方向に対して第1のマグネットロール及び、第2のマグネットロールを配置し、両マグネットロールの中間部に分配部材を設け、第1のマグネットロールに保持したトナーとキャリアを含む現像剤を第2のマグネットロールに分配し、第1及び第2のマグネットロールに保持された現像剤を現像ロールと接触させ、第1及び第2のマグネットロールと現像ロール間に相互に異なる方向の電界を作用させ現像ロール上にトナー層のみを形成する。

作用

現像ロール上にトナーフィルミングが発生することがなく、又、画像濃度変動を防止できるので鮮明なカラー画像を安定に確保できる。

この項目の情報は公開日時点(1997年9月22日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

背景

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従来の現像装置は、トナーとキャリアを含む2成分現像剤を用いた2成分現像装置とトナー単独の1成分現像剤を用いた1成分現像装置とがあるが、1成分現像装置はキャリアを使用しないことや現像剤の混合比制御機構を設ける必要がなく小型低コスト化に有利であり、感光体へのキャリア付着がないなどの利点があるため、複数の現像器を配置するカラー電子写真装置に用いられている。

特に、非磁性1成分現像装置に関しては特公平7−43546号公報,実公平7−20683号公報等で開示されている。又、磁性1成分現像装置に関しては特公平2−48901号公報で開示されている。

さらに、磁性トナーを用いない非磁性1成分現像装置において、搬送ロール磁石ロールを用いる例としては、特開昭55−77764 号公報に記載のように、現像ロールにスポンジロールを用いて接触現像を行う方法や、特開平3−59576号公報,特開昭61−239266号公報に記載のように、現像ロール上のトナー層と感光体との間に空隙を設けて非接触現像を行う方法等が提案されている。

概要

現像ロール上に非磁性のトナー層を形成する現像装置において、現像ロール上にトナーの劣化等によってフィルミングが発生したり画像濃度変動が発生するという問題がある。

現像ロールの回転方向に対して第1のマグネットロール及び、第2のマグネットロールを配置し、両マグネットロールの中間部に分配部材を設け、第1のマグネットロールに保持したトナーとキャリアを含む現像剤を第2のマグネットロールに分配し、第1及び第2のマグネットロールに保持された現像剤を現像ロールと接触させ、第1及び第2のマグネットロールと現像ロール間に相互に異なる方向の電界を作用させ現像ロール上にトナー層のみを形成する。

現像ロール上にトナーフィルミングが発生することがなく、又、画像濃度変動を防止できるので鮮明なカラー画像を安定に確保できる。

目的

本発明の第1の目的は、上記した欠点を除去し、現像ロール上にトナー層を形成し現像を行うように構成した現像装置において、現像ロール上にトナー皮膜が形成されるいわゆるフィルミングが発生することを防止でき、高速高画質が確保可能な現像装置を提供することである。

又、本発明の第2の目的は、省電力に要求される低温定着を行う電子写真装置において、適用が可能となる非磁性1成分現像装置を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項

以下の情報は公開日時点(1997年9月22日)のものです。

請求項1

表面にトナー層を形成した現像ロールを感光体接触させ、現像を行う現像装置において、前記現像ロールは金属スリーブ弾性ロールを嵌合させた構成とし、前記現像ロールと近接して第1及び第2のマグネットロールを回転可能に配置し、前記第1及び第2のマグネットロールの中間部に分配部材を設け、前記第1の磁石体に保持したキャリアとトナーを含む現像剤を前記第2のマグネットロールに分配するようにし、前記第1及び第2のマグネットロールに保持された現像剤を前記現像ロールと接触させると共に前記第1及び第2のマグネットロールと前記現像ロール間に相互に異なる方向の電界を作用させ、前記現像ロール上にトナー層を形成することを特徴とする現像装置。

請求項2

前記第1のマグネットロールの保持した現像剤を前記現像ロールとカウンタ方向に接触させ、前記第2のマグネットロールに保持された現像剤を前記現像ロールと同方向に接触させることを特徴とする請求項1記載の現像装置。

請求項3

前記第1及び第2のマグネットロールの中間部において、前記第1のマグネットロールの磁力より前記第2のマグネットロールの磁力を大きく設定したことを特徴とする請求項1記載の現像装置。

請求項4

前記現像ロールと前記第1のマグネットロールにて形成される第1間隙を前記現像ロールと前記第2のマグネットロールにて形成される第2間隙より小さく設定したことを特徴とする請求項1記載の現像装置。

請求項5

前記第2のマグネットロールの周速と前記現像ロールの周速との比を1.5 乃至3.0 に設定したことを特徴とする請求項1記載の現像装置。

請求項6

前記現像剤は、粒径が20乃至60μmの鉄粉キャリアと粒径が5乃至8μmのトナーを含む現像剤を使用することを特徴とする請求項1記載の現像装置。

請求項7

前記現像ロールに印加されるバイアス電圧は、直流電圧交流電圧重畳したものであることを特徴とする請求項1記載の現像装置。

請求項8

表面にトナー層を形成した現像ロールを感光体に接触させ、現像を行う現像装置において、前記現像ロールを金属スリーブに弾性ロールを嵌合させて構成し、前記現像ロールと近接して第1及び第2のマグネットロールを回転可能に配置し、前記第1及び第2のマグネットロールの中間部に分配部材を設け、前記第1のマグネットロールの保持したキャリアとトナーを含む現像剤を前記第2のマグネットロールに分配するようにし、前記第1のマグネットロールに保持された現像剤を前記現像ロールと同方向に接触させ、前記第2のマグネットロールに保持された現像剤を前記現像ロールとカウンタ方向に接触させ、前記第1及び第2のマグネットロールと前記現像ロール間に同一方向の電界を作用させ、前記現像ロール上にトナー層を形成することを特徴とする現像装置。

請求項9

表面にトナー層を形成した現像ロールを感光体に接触させ、現像を行う現像装置において、前記現像ロールは弾性ロールにて構成され、前記現像ロールと近接して第1及び第2のマグネットロールを回転可能に配置し、前記第1のマグネットロールの周辺に前記第1のマグネットロールが吸着し汲み上げた現像剤を前記第2のマグネットロールに分配するようにし、前記第1及び第2のマグネットロールにバイアス電圧を印加し前記現像ロール上にトナー層を形成することを特徴とする現像装置。

請求項10

表面にトナー層を形成した現像ロールを感光体に接触させ、現像を行う現像装置において、前記現像ロールは金属スリーブに弾性ロールを嵌合させた構成とし、前記現像ロールと近接して第1及び第2のマグネットロールを回転可能に配置し、前記第1のマグネットロールの周辺に前記第1のマグネットロールが吸着し汲み上げる現像剤の量を規制する規制部を設け、前記規制部の間隙G0 と、前記第1のマグネットロールと前記現像ロールにて形成される第1間隙G1 と、前記第2のマグネットロールと前記現像ロールにて形成される第2間隙G2 とが次の(1)及び(2)式の関係を満たし、前記第1のマグネットロールが汲み上げた現像剤を前記第2のマグネットロールに分配するようにし、前記第1及び第2のマグネットロールにバイアス電圧を印加し前記現像ロール上にトナー層を形成することを特徴とする現像装置。G1<G0 ……………(1)G2≦G0−G1 ……………(2)

請求項11

前記第1及び第2のマグネットロールに保持された現像剤を前記現像ロールと接触させると共に、前記第1及び第2のマグネットロールと前記現像ロール間に相互に異なる方向の電界を作用させることを特徴とする請求項10記載の現像装置。

請求項12

前記第1のマグネットロールの保持した現像剤を前記現像ロールとカウンタ方向に接触させ、前記第2のマグネットロールに保持された現像剤層を前記現像ロールと同方向と接触させることを特徴とする請求項10記載の現像装置。

請求項13

前記第1及び前記第2のマグネットロールの中間部において、前記第1のマグネットロールの磁力より前記第2のマグネットロールの磁力を大きく設定したことを特徴とする請求項10記載の現像装置。

請求項14

前記第1のマグネットロールと前記現像ロールにて形成される第1間隙G1 を前記第2のマグネットロールと前記現像ロールにて形成される第2間隙より小さく設定したことを特徴とする請求項10記載の現像装置。

請求項15

前記第2のマグネットロールの周速と前記現像ロールの周速との比を1.5 乃至3.0 の範囲に設定したことを特徴とする請求項11記載の現像装置。

請求項16

前記該現像剤は、粒径が20乃至60μmの鉄粉キャリアと粒径が5乃至8μmのトナーを含む現像剤を使用することを特徴とする請求項10記載の現像装置。

請求項17

前記現像ロールに印加されるバイアス電圧は、直流電圧と交流電圧を重畳したものであることを特徴とする請求項10記載の現像装置。

請求項18

前記第1及び第2のマグネットロールと前記現像ロール間に同一方向の電界を作用させ、前記現像ロール上にトナー層を形成することを特徴とする請求項10記載の現像装置。

請求項19

前記第1のマグネットロールに保持された現像剤を前記現像ロールと同方向に接触させ、前記第2のマグネットロールに保持された現像剤を前記現像ロールとカウンタ方向に接触させ、前記第1及び第2のマグネットロールと前記現像ロール間に電界を作用させ、前記現像ロール上にトナー層を形成することを特徴とする請求項10記載の現像装置。

詳細

以下の情報は 公開日時点 (1997年9月22日)のものです。

技術分野

0001

本発明は、複写機プリンタファクシミリなどの電子写真装置係り、特にトナーとキャリアからなる2成分現像剤を用い現像ロール上にトナー層を形成し現像を行うように構成した現像装置に関するものである。


背景技術

0002

従来の現像装置は、トナーとキャリアを含む2成分現像剤を用いた2成分現像装置とトナー単独の1成分現像剤を用いた1成分現像装置とがあるが、1成分現像装置はキャリアを使用しないことや現像剤の混合比制御機構を設ける必要がなく小型・低コスト化に有利であり、感光体へのキャリア付着がないなどの利点があるため、複数の現像器を配置するカラー電子写真装置に用いられている。

0003

特に、非磁性1成分現像装置に関しては特公平7−43546号公報,実公平7−20683号公報等で開示されている。又、磁性1成分現像装置に関しては特公平2−48901号公報で開示されている。

0004

さらに、磁性トナーを用いない非磁性1成分現像装置において、搬送ロールに磁石ロールを用いる例としては、特開昭55−77764 号公報に記載のように、現像ロールにスポンジロールを用いて接触現像を行う方法や、特開平3−59576号公報,特開昭61−239266号公報に記載のように、現像ロール上のトナー層と感光体との間に空隙を設けて非接触現像を行う方法等が提案されている。


発明が解決しようとする課題

0005

ところで、従来の非磁性1成分現像装置を用いて、高速で高精細なカラー画像を得ようとする場合や省電力に要求される低温定着を適用しようとすると、現像ロールに当接するブレードにて現像ロール上のトナーに与えられる機械的ストレスにより現像ロール上にトナーフィルミングが発生し、画像品質を劣化したり、該現像装置の交換寿命が短くなる傾向があった。

0006

又、現像ロールにスポンジロールを用いて接触現像を行う方法は、高速で使用すると、現像スポンジロールの形状が変形し易く交換周期が短くなる傾向があった。

0007

さらに、現像ロール上のトナー層と感光体との間に空隙を設けて非接触現像を行う方法は、微細網点画像階調再現性が不十分になる傾向があった。

0008

本発明の第1の目的は、上記した欠点を除去し、現像ロール上にトナー層を形成し現像を行うように構成した現像装置において、現像ロール上にトナー皮膜が形成されるいわゆるフィルミングが発生することを防止でき、高速で高画質が確保可能な現像装置を提供することである。

0009

又、本発明の第2の目的は、省電力に要求される低温定着を行う電子写真装置において、適用が可能となる非磁性1成分現像装置を提供することである。


課題を解決するための手段

0010

本発明は、現像ロール上にトナー層を形成し、前記現像ロールを感光体に接触させ、現像を行う現像装置において、該現像ロールを金属スリーブに弾性ロールを嵌合させて構成し、現像ロールの回転方向に対し上流側に第1のマグネットロールを設け、第1のマグネットロールの下流側に第2のマグネットロールを回転可能に配置し、両マグネットロールの中間部に分配部材を設け、第1のマグネットロールの保持したトナーとキャリアを含む現像剤を第2の磁石体に分配するようにし、第1及び第2のマグネットロールに保持された現像剤を現像ロールと接触させると共に、第1及び第2のマグネットロールと現像ロール間に相互に異なる方向の電界を作用させ、該現像ロール上にトナー層のみを形成するようにしたものである。

0011

又、本発明は、現像ロール上にトナー層を形成し、前記現像ロールを感光体に接触させ、現像を行う現像装置において、該現像ロールを金属スリーブに弾性ロールを嵌合させて構成し、現像ロールの下方側に第1のマグネットロールを設け、第1のマグネットロールの上方側に第2のマグネットロールを回転可能に配置し、第1のマグネットロールの周辺に第1のマグネットロールが吸着し汲み上げる現像剤の量を規制する規制部を設け、規制部の間隙G0 と、第1のマグネットロールと現像ロールにて形成される第1間隙G1 と、第2の磁石体と現像ロールにて形成される第2間隙G2 とが次の(1)及び(2)式の関係を満たし、第1のマグネットロールが汲み上げた現像剤を第2のマグネットロールに分配するようにし、第1及び第2の磁石体にバイアス電圧を印加し現像ロール上にトナー層を形成するようにしたものである。

0012

G1<G0 ……………(1)
G2≦G0−G1 ……………(2)
前記構成とすることにより、該現像ロール上にトナーフィルミングが発生することがない。


発明を実施するための最良の形態

0013

以下、図面を参照し本発明の実施例について説明する。

0014

(1)第1の実施例
図1に示す本実施例の現像装置8は、感光体1に対向する現像ロール2と、現像ロール2の回転方向に対し上流側に第1のマグネットロール3と、下流側に第2のマグネットロール4と、分配部材5と、トナーホッパー6内に設けられた撹拌羽根7,直流バイアス電源14,15,16,交流バイアス電源17,スクレーパ10,撹拌部材9等からなり、トナーホッパー6内のトナーを撹拌羽根7により開口13から撹拌部材9付近に供給し撹拌部材9にて現像剤11と撹拌混合し、第1のマグネットロール3に導く。第1のマグネットロール3にて搬送された現像剤は分配部材5により2分され、第2のマグネットロール4側にも供給される。

0015

第1のマグネットロール3は、現像剤磁気ブラシ53を現像ロール2とカウンタ方向に回転接触させる様、図1において反時計方向に回転し、さらに、第1のマグネットロール3にバイアス電圧を印加し現像ロール2上のトナーを吸引する電界(逆方向電界)を作用させ、(感光体1上の静電潜像を現像した後に)現像ロール上に残存するトナーを掻き落し第1のマグネットロール3に吸引するようにする。

0016

又、第2のマグネットロール4は、現像剤磁気ブラシ54を現像ロール2と同方向に回転接触させる様、図1において反時計方向に回転し、さらに、第2のマグネットロール4にバイアス電圧を印加し現像ロール2上にトナー層12を形成する。

0017

トナー層12は、トナー電荷量5〜30μc/g、好ましくは10〜25μc/g,トナー付着量0.4〜1.5mg/cm2 、好ましくは0.6〜1.2mg/cm2 となるように形成する。

0018

しかる後に、現像ロール2の回転(図1において反時計方向)により、現像ロール2上のトナー層12を感光体1と対向する部分に搬送し、感光体1上の静電潜像と接触させると共に現像部に現像電界を作用させることによりトナー画像を形成するものである。

0019

上記のように、第1のマグネットロール3により上方に搬送され分配部材5により分流されたトナーとキャリアからなる現像剤は、第2のマグネットロール4に吸着して搬送され、現像剤磁気ブラシ54により現像ロール2に接触する。前述のように現像剤は、トナーとキャリアからなり、そのトナーとキャリアは搬送や撹拌に伴い摩擦帯電により互いに逆極性帯電される。この状態で、第2のマグネットロール4と現像ロール2の間に所定方向の電界(順方向電界)を作用させることにより、第2のマグネットロール4に保持された現像剤からトナーのみが分離されて現像ロール2上に移動し、略均一なトナー層を形成することができる。その後、現像ロール2上のトナー層が感光体1上の静電潜像部へ接触してトナーが転移し現像が行われる。すなわち本発明では、現像ロール2に当接するブレードを設ける必要がなく、トナーの帯電と現像ロール2へ略均一な層厚のトナー層を形成でき、それを用いて現像を行うため、現像ロール2上にトナーによるフィルミングが発生することがない。

0020

さらに、本発明では後述するように、第1又は第2のマグネットロール3,4の回転数やバイアス電圧の制御部を設けたため、第1又は第2のマグネットロール3,4の回転数を変化させたり、第2のマグネットロール4のバイアス電圧を調整し第2のマグネットロール4と現像ロール2の間に作用させる第2の電界強度を調整したり、第1のマグネットロール3のバイアス電圧を調整して第1のマグネットロール3と現像ロール2の間に作用させる第1の電界強度や方向を選択でき、現像ロール2上へ付着するトナー量を調整できるため、安定性を向上でき、長期にわたりカラー画像品質を一定に保つことができる。

0021

なお、現像ロール2と感光体1との回転方向は同方向もしくはカウンタ方向いずれでも良いが、その周速比kは2以下である。望ましくは、同方向で1≦k≦1.5 であって、その速度差ΔVが0≦ΔV≦50mmであることがさらに望ましい。特に、このような構成でバイアス電圧に1〜10KHz,100〜1000vの交流電圧を重畳することで、画像均一性感光体摩耗防止とを両立できる。

0022

現像ロール2は、約20乃至60μmの金属スリーブ(例えば、Ni電スリーブやSUSスリーブ)に低硬度(例えば、ゴム硬度が約15乃至35度(JIS−A))のゴムロールを嵌合させ、弾性を有する現像ロール2を形成する。Ni電鋳スリーブ等の金属スリーブにて現像ロール2の傷や摩耗を防ぎ、厚みを薄くしゴムロールの弾性を保持できるようにし、感光体1と接触させても感光体1とのソフトな接触が得られるようにしたものである。従って、印刷速度が早い場合や、現像ロール2と感光体1との周速比kがやや大きい(k=1.5〜2.0)場合であっても、現像ロール2や感光体1の交換周期を長くできる効果がある。現像ロールは、直径が15乃至40mmのものを用いた。

0023

ゴムロールは、絶縁性及び導電性のいずれでも使用可能であるが、絶縁性ロール(例えば、抵抗値が約1013〜1016Ωcm)の場合は現像バイアスを印加するための給電は現像ロールの表面から行うのに対し、導電性ロール(例えば、抵抗値が約107〜108Ωcm以下)の場合は給電を現像ロールの軸を利用して行うことができる利点がある。

0024

なお、印刷速度が比較的遅い場合や、現像ロール2と感光体1との周速がほぼ等しい場合は、現像ロール2を金属スリーブを用いずに、低硬度(例えば、ゴム硬度が約15乃至55度(JIS−A))のゴムロール単体(又は、表面コートを施したゴムロール)で形成してもよい。

0025

第1のマグネットロール3は、現像ロール2と間隙(第1間隙;G1 、と略称する)を形成すると共に、第1のマグネットロール3の保持した現像剤を分流する分配部材5と間隙(第1分配間隙)を形成するように、配置される。第1のマグネットロール3は、現像剤11を分配部材5付近に搬送し、分配部材5との間隙から導入した現像剤を現像ロール2とカウンター方向に回転接触させると共に第1のマグネットロール3と現像ロール2間に逆電界を作用させることにより、現像ロール2上のトナー層を吸引し除去する作用を有している。又、上記の逆電界は、第1のマグネットロール3と現像ロール2間に直流と1〜10KHzの交流を重畳して形成することがより望ましい。

0026

第1のマグネットロール3は、(a)等間隔多極着磁磁極数が8乃至32極磁極部の磁力が250乃至800ガウスの範囲に着磁された磁石ロール単独、或いは、(b)不等間隔多極着磁の磁石ロールと同心状にスリーブを配置したもので構成され、第1のマグネットロール3の周速U1 と現像ロール2の周速Usとの比が1.5乃至4.0の範囲になる様、回転数を設定した。

0027

第2のマグネットロール4は、現像ロール2と間隙(第2間隙;G2 )を形成すると共に、現像剤を分流する分配部材5と間隙(第2分配間隙)を形成するように、配置される。

0028

第2のマグネットロール4は、分配部材5付近の現像剤11を吸引し、分配部材5との間隙から導入した現像剤を現像ロール2と同方向に回転接触させると共に第2のマグネットロール4と現像ロール2間に電界を作用させることにより、現像ロール2上にトナー層を塗布する作用を有している。又、上記の電界は、第2のマグネットロール4と現像ロール2間に直流と1〜10KHzの交流を重畳して形成することがより望ましい。第2のマグネットロール4は、(a)等間隔多極着磁の磁極数が8乃至32極、磁極部の磁力が250乃至800ガウスの範囲に着磁された磁石ロール単独、或いは、(b)不等間隔多極着磁の磁石ロールと同心状にスリーブを配置したもので構成され、第2のマグネットロール4の周速U2 と現像ロール2の周速Usとの比が1.0乃至3.0の範囲になる様、回転数を設定した。

0029

なお、第2のマグネットロール4のトナーホッパー6側には、スクレーパ10が配置され、現像ロール2上へのトナー層の塗布動作を行った後の現像剤を掻き落すように構成されている。

0030

又、第1のマグネットロール3と分配部材5にて形成される第1分配間隙g1は、第2のマグネットロール4と分配部材5にて形成される第2分配間隙g2 よりも同等乃至狭く設定し、第1のマグネットロール3の分配部の磁力より第2のマグネットロール4の分配部の磁力を強く構成し、第2のマグネットロール4が、分配部材5付近の現像剤11を吸引し、現像剤を分配部材5との間隙(第2分配間隙)から導入できるようにした。

0031

なお、第1のマグネットロール3の分配部の磁力より第2のマグネットロール4の分配部の磁力が充分強く、分配部材5を設けなくても現像剤を分配でき第2のマグネットロール4側に導入できる場合には、分配部材5を除去しても良い。現像ロール2,第1及び第2のマグネットロール3,4には、それぞれ、直流バイアス電源14,15,16が接続され、各直流電圧を印加するが、より望ましくは、交流バイアス電源17を直流バイアス電源14,15,16と接続し、直流電圧と1〜10KHzの交流電圧を重畳した電圧を、現像ロール2と感光体1間及び第1,第2のマグネットロール3,4と現像ロール2間に印加する。

0032

第1及び第2のマグネットロール3,4に保持される現像剤は、粒径が20乃至60μmのキャリアと粒径が5乃至8μmのトナーを含む現像剤を使用したが、感光体1上の静電潜像を現像した後に現像ロール2上に残存するトナーを掻き落すには、第1のマグネットロール3との第1間隙G1 を第2のマグネットロール4との第2間隙G2 より狭く設定し、且つ鉄粉キャリアを用いることが最も望ましいことが判った。又、現像ロール2と第1のマグネットロール3との間隙G1 をさらに狭くしたり、磁力や周速をさらに増大させことにより樹脂キャリア及びフェライトキャリアも用いることができることも判った。樹脂キャリアは嵩比重1.0乃至1.6g/cm3,飽和磁化60乃至80emu/gの球形および不定形のもの、又、フェライトキャリアは、嵩比重2.2 乃至2.7g/cm3,飽和磁化20乃至70emu/g で略球形のものを用いることができる。

0033

さらに、第1のマグネットロール3のトナーホッパー6側には、撹拌部材9を設け、現像剤とトナーを混合撹拌するようにしたところ、画像濃度,かぶり等の画質の経時的安定度が良好となった。この撹拌部材9は、回転方向に混合撹拌能力を有するのみならず、第1及び第2のマグネットロール3,4と平行な方向に対して、現像剤を移動せしめる能力をもたせることが好ましい。具体的にはスクリュウ状もしくは、傾斜フィンをもつ回転部材の回転方向を切り替えたり、移動方向が互いに逆である2本の回転部材を用いる。

0034

このような現像装置を電子写真方式プリンタ装置に適用し、感光体1として正帯電有機感光体(OPC)を用い、周速100乃至400mm/sec の感光体1上にコントラスト電位が約450Vの静電潜像を形成し該現像ロール2の周速を感光体周速の約1乃至約2倍としさらに現像ロール2に250乃至350Vの現像バイアスを印加し正帯電トナーを用いて反転現像を行ったところ、画像濃度1.3乃至1.4(O.D)を確保できた。

0035

又、長期印刷を行った場合においても、現像ロール2へのトナーのフィルミングは発生しなかった。

0036

(2)第2の実施例
第2の実施例は、各色に対応した作像ユニットを4個配置したカラー電子写真装置に本発明の現像装置を適用した場合である。図2にその構成を示す。

0037

現像装置8−1,8−2,8−3,8−4のうちの任意の現像装置に、又は全ての現像装置に本発明の現像方式を適用できるが、一例として、図2に示すように、現像装置8−1に本発明の現像方式を適用した場合について、以下、説明する。

0038

各色に対応した現像剤をそれぞれ収納する複数の現像装置8−1,8−2,8−3,8−4を複数の感光体1−1,1−2,1−3,1−4の周囲に配置し、用紙22への転写タイミングを考慮して露光24−1,24−2,24−3,24−4による潜像書き込みタイミングを設定し、各々の感光体1−1,1−2,1−3,1−4上に各色に対応した潜像を形成すると共に複数の現像装置8−1,8−2,8−3,8−4により現像し各色のトナー画像を形成し、各々の転写25−1,25−2,25−3,25−4にて用紙22に順次転写し各色のトナー画像の色重ねを行うカラー電子写真装置において、
現像装置8−1,8−2,8−3,8−4のうち、8−1に本発明の現像方式を適用し、
各色のトナー画像を検出するカラー画像センサ27(図では1か所しか図示していないが、各感光体毎に配置している)を配置し、
カラー画像センサ27の検出値に基づいて、現像ロールとマグネットロールの直流バイアス電源14,15,16と交流バイアス電源17,回転駆動部18,19,20を制御するため、回転制御部29,バイアス制御部30,画像制御部28を設けたものである。

0039

又、感光体1の周囲には、転写器25−1,25−2,25−3,25−4による転写後、感光体1−1,1−2,1−3,1−4に残存するトナーを清掃するクリーナ26−1,26−2,26−3,26−4が配置され、さらに、最終段の転写器25−4の後方未定着画像を用紙22に熱融解させ固着させる定着器31が配置されている。

0040

このような構成においては、感光体1上にカラートナー像を形成しカラー印刷を行う際に、現像後のトナー画像に基づいて少なくとも現像ロールとマグネットロールとの電界又は、周速比のいずれか一方を制御できるので感光体上のトナー現像量所望量確保することができ、長期印刷においても画像濃度が低下したり、あるいは変動してカラー画像が劣化することがない。

0041

(3)第3の実施例
第3の実施例が第1の実施例と異なる点は、第1のマグネットロール3と現像ロール2間に順方向電界を作用させるようにした点である。現像剤の循環については、第1の実施例と同様、現像剤11を分配部材5付近に搬送し、分配部材5との間隙(第1分配間隙)から導入した現像剤磁気ブラシ53を現像ロール2とカウンタ方向に回転接触させる様に構成する。

0042

このような構成では、現像ロール2上のトナー層を吸引し除去する作用が少し低下する傾向があるが、第1のマグネットロール3と現像ロール2間に順方向電界を作用させるようにしたので、第1のマグネットロール3から現像ロール2へのトナーの塗布が可能となり、第1の実施例と比較して、第1のマグネットロール3の塗布量が付与された分だけ、現像ロール2へのトナーの総塗布量を増大できる利点がある。

0043

さらに、その結果、現像ロール2の回転数を低下させ感光体1の周速とほぼ同等に設定することができ、第1の実施例と比較して画像の精細度を向上できる効果と、感光体1への摺擦負荷が低減し、感光体の寿命が長くなる効果が得られた。

0044

(4)第4の実施例
図3に示すように、撹拌部材として羽根車32を用い、撹拌部材である羽根車32を第1の実施例の場合よりも第1のマグネットロール3に近接させて、配置したものである。該羽根車32と第1のマグネットロール3との間隙Ga を、現像ロール2と第1のマグネットロール3との第1間隙G1 と同等乃至約1/2に設定したところ、長期印刷においても画像濃度ムラが発生することがなく、且つかぶりが低減する効果が見られた。これは、第1のマグネットロール3の下方には現像ロール2上に残存するトナーを回収トナー濃度が高くなった現像剤が保持されているが、このトナーリッチな現像剤が羽根車32により第1のマグネットロール3から剥離され他の現像剤と撹拌混合されることにより、トナー濃度が平均化しトナーの帯電が良好になり弱帯電のトナーが減少するためと判断される。

0045

(5)第5の実施例
図4は、第1の実施例の撹拌部材9の代わりに、搬送方向(軸方向における)の異なるスクリュウオーガ33,34を2本配置したものである。本例では、長期印刷において、軸方向における画像濃度ムラが発生することがなく、且つ、第1の実施例と比較して、かぶりがさらに低減する効果が見られた。

0046

(6)第6の実施例
図5に示す第6の実施例が第1及び第3の実施例と異なる点は、分配部材5を設けずに規制板55を設け、第1のマグネットロール3と現像ロール2間の第1間隙G1を第1のマグネットロール3と規制板55間の間隙G0より狭く構成した点である。すなわち、第1間隙G1と間隙G0との関係は次の(1)式で表される。

0047

G1<G0 ……………(1)
このような構成では、第1のマグネットロール3と現像ロール2間の第1間隙G1 に流入する現像剤の搬送量は、第1のマグネットロール3と規制板55間の間隙G0 から流入する現像剤の搬送量よりも少なく抑制され、余剰となった現像剤は第2のマグネットロール4と現像ロール2との第2間隙G2 に流入する。

0048

その結果、第1のマグネットロール3と規制板55間の間隙G0 から流入する現像剤11が第1のマグネットロール3と第2のマグネットロール4に分配される。

0049

なお、第2間隙G2 は広過ぎると現像剤磁気ブラシ54が現像ロール2との接触が不十分となるため、次の(2)式の範囲が望ましい。

0050

G2≦G0−G1 ……………(2)
本実施例では、第1及び第2のマグネットロール3,4の中間部に分配部材5を配置する必要がないので、現像装置の構造が第1及び第3の実施例と比較して簡単化する利点がある。

0051

さらに、第1のマグネットロール3の下方には現像ロール2上に残存するトナーを回収しトナー濃度が高くなった現像剤が保持されているが、第1のマグネットロール3の下方部において保持した現像剤は規制板55により制限されその一部は撹拌部材9付近を流動する。その結果、このトナーリッチな(トナー濃度が高い)現像剤が撹拌部材9によりスクレーパを流下する現像剤(トナー濃度が低い)と撹拌混合されることにより、トナー濃度が平均化しトナーの帯電が良好になり弱帯電のトナーが減少するため、長期印刷においても画像濃度ムラが発生することがなく、且つかぶりが低減する効果が付随する。


発明の効果

0052

本発明の現像装置によれば、低温定着トナーを使用した長期印刷においても、現像ロール上にトナーフィルミングが発生することがない。

0053

又、本発明の現像装置を適用した高速カラー電子写真装置においては、画像濃度変動を防止できるので鮮明なカラー画像を安定に確保できる効果がある。


図面の簡単な説明

0054

図1本発明の一実施例に係る現像装置の断面図である。
図2本発明の他の実施例に係るカラー電子写真装置の概略構成図である。
図3本発明の他の実施例の現像装置の一部分断面図である。
図4本発明の他の実施例の現像装置の一部分断面図である。
図5本発明の他の実施例の現像装置の断面図である。


--

0055

1…感光体、2…現像ロール、3…第1のマグネットロール、4…第2のマグネットロール、5…分配部材、6…トナーホッパー、7…撹拌羽根、8,21…現像装置、9…撹拌部材、10…スクレーパ、11…現像剤、12…トナー層、13…開口、14,15,16…直流バイアス電源、17…交流バイアス電源、18,19,20…回転駆動部、22…用紙、23…帯電器、24−1…露光、25−1…転写器、26−1…クリーナ、27…カラー画像センサ、28…画像制御部、29…回転制御部、30…バイアス制御部、31…定着器、32…羽根車、33,34…スクリュウオーガ、53,54…現像剤磁気ブラシ、55…規制板。


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