JPH01142775A - 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〕 本発明は電子写真方式の印刷装置や複写機に使用される
現像装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、感光体上に形成された静電潜像を磁気ブラシ現像
する方法として、磁性キャリアと着色樹脂粉末（トナー
）との混合物を用いる２成分現像法と、樹脂と磁性体粉
末とを主成分とする１成分末磁性トナーを用いるｌ成分
現像法とが知られている。２成分現像法では、トナーと
キャリアを良好に庁擦帯電させるための混合手段を必要
とし、また、両者の混合比を一定に保つためのトナー濃
度制御装置を必要とするので、現像装置が大型化しかつ
構造も複雑となる。更に長期間使用するとキャリアの表
面にトナーの皮膜が形成されて、キャリアの帯電能力が
低下するので、キャリアを交換する必要があるという問
題もある。

一方、ｌ成分現像法では、キャリアを用いる煩わしさな
しに現像を行えるので、電子写真方式のプリンターに多
用されている。ｌ成分現像法としては、導電性磁性トナ
ーを用いる方法（特公昭５６−２７０５号）が最初に実
用化された。しかしこの方法では、現像トナー像を普通
紙上に良好に転写することができないので、トナーの電
気抵抗を高めた絶縁性磁性トナーを用いる方法（特開昭
５３−３１１３６号）が開発された。しかるにこの絶縁
性磁性トナーは非荷電型の磁性トナーであるため、トナ
ーが帯電しずらく、現像効率が低いという問題がある。

したがって最近は、電子吸引性もしくは電子供与性の強
い物質を含有した荷電型の絶縁性磁性トナーを用いる方
法が主流を占めている。

この方法においては、内部に磁界発生手段（以下磁石と
いう）を有する現像剤支持手段（以下スリーブという）
上にトナーを供給し、スリーブを回転駆動してトナーを
スリーブ等との摩擦帯電により帯電させ、帯電トナーを
静電潜像に選択的に付着させる。またプリンターの場合
は、情報をレーザ光などで感光体表面に書き込むので電
光部にトナーを付着させるために、スリーブに潜像と同
極性の直流バイアス電圧を印加し、この現像バイアスに
よる電界により生ずるクーロン力により、潜像と同極性
に帯電したトナーを、静電潜像に付着させて反転現像を
行う。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記現像過程において、前記感光体と対向もしくは近接
した現像に携わる磁極（以下現像磁極という）の位置に
よりトナー像の品質が左右されるため、その位置設定は
厳密に行われていた。これに対し、現像剤厚み規制手段
〔以下ドクターブレードという〕に対向もしくは近接し
た磁極（以下穂切磁極という）の位置については十分な
考慮されているとはいえなかった。すなわちスリーブ回
転型の１成分現像装置においては、ドクターブレードは
穂切磁極の極上もしくはその近傍に位置するように配置
されるが（特開昭６０−６３７５２号）、その位置およ
び穂切磁極の磁束波形についての検討は十分とは言えな
かった。穂切磁極が、ドクターブレードの上流又は下流
に少しでもずれてしまうと、適量のトナーを搬送するた
めに、ドクターブレードとスリーブ間の距離（以下ドク
ターギャップという）の適正値が異なるため、再調整す
る必要があった。また、ドクターギャップ部分での磁束
密度が小さくなると、適正なドクターギャップの値が小
さくなり、ドクターギャップの変動に対し、スリーブ上
に塗布されるトナー量が大きく変化するために、ドクタ
ーギャップの設定精度を上げなければならずギャップ調
整に手間がかかるという問題があった。

本発明は、上記従来技術の欠点を考慮し、ドクターブレ
ードと対向位置にある穂切磁極がスリーブの周方向に対
して位置変化をすると、スリーブ上に塗布されるトナー
層が不均一となり、トナー像の濃度が変化することのな
いように、磁極のスリーブ周方向における位置変動に対
するトナー量の変動率を小さくし、周方向磁極位置の設
定管理を容易にすることと、ドクターギャップの設定値
変動に対するトナー量の変動率を小さくし、ドクターギ
ャップの設定管理を容易とし、スリーブ上に安定したト
ナーの塗布状態をつくり良好な現像画像を得る現像装置
を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の現像装置は、潜像保持手段に対向して設けた円
筒型の現像剤支持手段（スリーブ）と、円筒型現像剤支
持手段上の現像剤の厚みを規制する手段（ドクターブレ
ード）とを有する現像装置において、現像剤厚み規制手
段（ドクターブレード）を非磁性体として現像剤支持手
段（スリーブ）の内部に設けた穂切磁極に近接対向して
設置し、穂切磁極を穂切磁極の磁束密度の半値幅が現像
剤支持手段（スリーブ）の回転軸を中心として４０’以
上となるようにしたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明の上記の構成によれば、穂切磁極をドクターブレ
ードと対向させることにより、ドクターギャップ間の磁
束密度を大きくし、穂切磁極位置近傍のスリーブ上のト
ナーの密度を小さくすることにより、ドクターギャップ
の設定値が大きくなり、ドクターギャップの変動に対し
、スリーブ上に塗布されるトナー量の変動率を小さくす
ることができる。

また、非磁性体であるドクターブレードを用いることに
より磁力線の収束を抑えること及び半値幅が４０°以上
の磁束密度を有する磁極を用いることにより、ドクター
ブレードと対向位置にある穂切磁極の位置が多少ずれて
も、ドクターギャップ部の磁束密度が大きく変わらない
ことから、スリーブ上に安定したトナー層が形成される
。

以上の結果、ドクターギャップの大きさ、穂切磁極位置
が変動しても、スリーブ上にはトナーが安定に均一に塗
布され、良好な画像が得られる。

〔実施例〕

以下図面に基づき本発明の一実施例を説明する。

第１図は、本発明における現像装置の実施態様の断面を
示している。図中１は、光導電物質としてＯＰＣを塗布
した感光体ドラムである。２は円筒形の非磁性スリーブ
で、表面はサンドブラストあるいはショツトブラスト等
の手法により粗面化処理が施され、感光体ドラム１と対
向して回転自在に配置されている。３は真ちゅう、アル
ミニウム等の非磁性体で作られたドクターブレードで、
スリーブ２上のトナー層の厚みを制御するために、スリ
ーブ２と所定間隔をもって配置されている。

スリーブ２の内部には円柱状永久磁石（以下磁石という
）が固設され、その周面にはほぼ等間隔で６個の磁極が
着磁されている。これらの磁極のうち感光体ドラム１と
対向する位置にあるＮ、極は現像磁極５であり、この磁
極上に形成された磁気ブラシで、感光体ドラム１を擦過
するようにスリーブと感光体間の距離を設定する。また
Ｎ２極は、穂切磁極６でスリーブ２上に荷電型の絶縁性
磁性トナー４を磁気力で引き寄せ、塗布する作用をする
。

ここで、プリンタ本体に回転可能に支持された感光体ド
ラム１が、矢印Ａの方向に回転駆動されると、公知の電
子写真法により、感光体上に静電潜像が形成され、該潜
像が現像部分で従動方向（矢印Ｂ方向）に回転している
スリーブ２に塗布されたトナーにより顕像化される。以
下転写、定着が行われ、感光体１に関して、クリーニン
グ、イレースが行われ、次の印刷過程に備える。現像機
構について詳細に述べると、スリーブ２の内部に設定さ
れた磁極の磁気吸引力により、現像装置の現像剤容器（
図示せず）に収容されている絶縁性磁性トナー４がスリ
ーブ２上に吸着され、スリーブ２が矢印Ｂの方向に回転
駆動されると、トナー４がスリーブ２上に層状に塗布さ
れると共に荷電型である絶縁性磁性トナー４は、スリー
ブ２上を搬送される過程で摩擦帯電により所定極性に帯
電する。なお、スリーブ２上のトナー層の厚みは、非磁
性体であるドクターブレード３により所定の値に規制さ
れる。現像部において、現像磁極５によって磁気ブラシ
が形成され、これが感光体Ｉと擦過し、スリーブ２上に
印加された現像バイアスと感光体表面の電位差により生
ずる電界のクーロン力により、前記帯電トナーが、磁気
力により塗布されていたスリーブ上より引き離され、感
光体上の静電潜像に選択的に付着し、現像が行われる。

現像過程において、スリーブ上のトナー層の塗布状態に
より、トナー像の品質は影響を受けやすい。前記塗布状
態を決定する主たる要因は、ドクターギャップの大きさ
と、該ドクターギャップ部の磁束密度の分布状態である
。磁束密度の分布状態が変動すると、ドクターギャップ
の適正設定値が変化するため再調整を要する。

第２図は、第１図のドクターギャップ部分を拡大し、ト
ナーによる磁気ブラシ形成の状態を示している。本実施
例では、ドクターギャップ部分の磁束密度が大きくなる
ように、穂切磁極６の位置をドクターブレード３に対向
するように設定する。

また非磁性体であるドクターブレード３を用いることに
より、磁力線の収束を抑えることで、ドクターギャップ
に応じてトナー層厚が形成され、トナー層が一定に保た
れる。

次に第３図により穂切磁極６の半値幅がトナーの搬送量
に与える影響について説明する。第３図（ａ）は、広い
半値幅を有する穂切磁極６の、スリーブ２上の半径方向
の磁束密度分布を、同図（ｂ）は狭い半値幅を有する穂
切磁極の磁束密度分布を表わしている。従来は、第３図
（ｂ）に示すように、穂切磁極の半値幅（磁極のピーク
値Ｂｒの半値ｙ２Ｂｒの磁束密度を有する領域の磁極幅
）が２０２と狭いので、磁力線の円周方向成分の広がり
が大きくなる。したがって穂切磁極の位置がドクターブ
レードの先端の位置に対して相対的にわずかでもずれる
と、ドクターブレードの先端近傍における磁束角度の半
径方向成分の円周方向の変化率が大きくなる。その結果
スリーブ上に塗布されるトナー量が大きく変化してしま
う。

そこで本発明は、第３図（ａ）に示すように、穂切磁極
の半値幅を２θ１と従来よりも広くして、上記のトナー
量の変動を抑制するようにしたものである。すなわち穂
切磁極の半値幅が広くなると、磁力線の円周方向成分の
広がりは小さくなることから、穂切磁極とドクターブレ
ードの先端とが多少ずれてもドクターブレード先端近傍
における磁束密度の半径方向成分の円周方向の変化率は
小さいものとなる。

穂切磁極の半値幅の適正値は、磁極ピッチ、磁極のピー
ク値、ドクターギャップ等に応じて多少は変わってくる
が、磁石外径が１５〜３０Ｍ、磁極数６〜１０極、磁極
のピーク値が６００〜９００Ｇ、ドクターギャップが０
．２〜０．５ｍｍの通常の条件による場合で４０°以上
とするのがよい。但し半値幅が大きすぎると、所望のピ
ーク値を維持できなくなるので、５０°以下が好ましい
。

次に、穂切磁極の半値幅を変化させた場合の実験例を説
明する。この実験では、スリーブとして表面を十分平均
粗さ（ＲＥ　）が８μｍになるように処理した外径１２
０ｍｍの５ＵＳ３０４製円筒を用い、磁石はスリーブ上
の磁束密度のピーク値が８００Ｇで、はぼ等間隔に隣接
磁極が逆極性であるような６極着磁を施した外径１８胴
のフェライト磁石を用いた。またドクターブレードは非
磁性ステンレスで作り、ドクターギャップを０．２０ｍ
ｍに調整した。磁性トナーは比抵抗が１０′４Ω・ｃｍ
　（Ｄ、Ｃ，４ＫＶ／ｃｍの電場での測定値）で、ブロ
ーオフ摩擦帯電量が一１０ｕｃ／ｇの負荷電型磁性トナ
ーを用いた。感光体ドラムを４６ｍｍ／ｓｅｃの周速で
回転させ、スリーブを２０　Ｏｒ、ｐ、ｍ、で回転させ
、現像ギャップを０．３０ｍｍに設定した。

上記の条件の下で、穂切磁極の半値幅が３６゜の磁石を
用いた場合は、磁極のピーク位置がドクターブレードの
先端に対し上流側もしくは下流側に３°以上ずれるとト
ナー層の厚さが不均一となり、画像に濃度ムラや地力ブ
リが生じた。これに対して、穂切磁極の半値幅が４０°
および４４゜の磁石を用いた場合は、磁極のピーク位置
がドクターブレードの先端に対して上流側もしくは下流
側に１５°ずれても、トナー層の厚さは均一であり、濃
度ムラや地力ブリのない良質の画像が得られた。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明に係る現像装置においては、
ドクターブレードの設定管理を容易にできることから、
ドクターギャップの変動による画像の変動を抑えられる
。すなわち、所定のトナー量の搬送を得るのに、ドクタ
ーギャップの設定値自身を比較的大きくすることが可能
であるため、ドクターブレード、スリーブ等の機械的形
状、精度、変形、温度による寸法変化等によるギャップ
の変動量が、ギャップの設定値に与える影響を抑えるこ
とができ、更にスリーブ上にトナーが均一に塗布すると
いう効果も有する。

また、磁極の有する磁束密度の半値幅が大きいことから
、穂切磁極位置の、周方向の設定変動による、トナーの
搬送量の変動を抑えることができ、最終的に画質の変化
も抑えられる。

また、ドクターブレード対向位置で、最大磁束密度を有
するため、ドクターギャップ部分でのトナー密度が小さ
くなるため、トナーがドクターギャップを通過する際、
トナーの受ける圧力を小さくでき、スリーブ上への凝着
を防ぐことが可能である、という効果も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像装置の断面を示す図。 第２図は、第１図の装置のドクターギャップ部分を拡大
したもので、磁気ブラシ形成の状態を示す図。 第３図（ａ）は本発明の現像装置における穂切磁極の半
値幅の説明をする図で、（ｂ）は比較例説明図。 ■・・・感光体 ２・・・スリーブ ３・・・ドクターブレード ４・・・絶縁性磁性トナー ５・・・現像磁極 ６・・・穂切磁極 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 出廓人　口立金属株式会社 第２図 （−〇、）（θ、） 第３図（ｆｌｌＬ］ Ｃ−θＡ）（θＪ） あ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 潜像保持手段に対向して設けた円筒型の現像剤支持手段
   と、前記円筒型現像剤支持手段上の現像剤の厚みを規制
   する手段とを有する現像装置において、 前記現像剤厚み規制手段を非磁性体として前記現像剤支
   持手段の内部に設けた穂切磁極に近接対向して設置し、
   前記穂切磁極を前記穂切磁極の磁束密度の半値幅が前記
   現像剤支持手段の回転軸を中心として４０°以上となる
   ようにしたことを特徴とする現像装置。