JPH0225879A - 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、電子写真法や静電記録法等により形成される
静電潜像を現像する現像装置に関する。

［従来の技ｌＩ！Ｒ］ 従来、乾式−成分現像装置としては各種装置が提案され
、また実用化されている。しかし、いずれの現像方式に
おいでも乾式−成分現像剤の薄層を形成することは極め
て難１ノく、このため比較的厚い層の形成で現像装置を
構成１ノていた。ｌノかるに現像画像の鮮明度、解像力
等の同士が求めうている現在、乾式−成分現像剤の薄層
形成方法およびその装置に関するｒ３ＪＡ発は必須とな
フている。

従来知られている乾式−成分磁性Ｉ−ナーの薄層を形成
する方法と１ノては、特開昭５４−４２１４１号が提案
されており、且つ実用化されている。この提案による方
法を用いた現像装置は、弾性Ｊｌ）ブレードを用いた層
厚調整手段を有し、該弾性ゴムブレードはトナー支持体
であるスリー、ブの表面の長手方向に所定の圧力゛Ｓ圧
接され、１−ナー支持体表面にトナー・層を均一な厚さ
で供給”するというものである。

［発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上記金来例を用いた実用機においては、
全゛〔約１８０℃に加熱されたヒー司−ローラを用い゛
【定Ｍするいわゆる熱定着方式を採用しでいるため、画
像形成装置の小型化、低電力化等にお番プる欠点があっ
た。

し・たがって摩擦帯電使方か高く、低消費電力で定着が
可能なｌ・ナーの使用が９よれるが、この種の！−ナー
を用いると、トナーの現像器への融着つまりスリーブへ
の＋−ナーの融着が発生しやずくなるという問題があっ
た。

本発明は、上述の従来装置の有していた問題点を解消し
、圧力定着、あるいは低消費電力で定着が可能な１−ナ
ーを使用することができ、しかもスリーブへのトナー融
着が起こらない現像装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的の達成のために、 一成分磁性現像剤と、該現像剤を担持して搬送する現像
ｍ担持体と、該現像剤担持体内に固定された磁界発生手
段と、上記現像剤担持体に上記現像剤を供給する現像剤
供給手段と、該現像剤供給手段に配設さね、弾性体から
なる現像剤規制部材とを有する現像装置において。

該現像剤規制部材は上記現像ｍ担持体との当接部の、該
担持体の回転方向に対してド流側の端部の重力場の位置
エネルギーが、上記当接部の上流側の端部の重力場のエ
ネルギーよりも高くなるように配設され、 上記現像剤担持体と上記現像剤規制部材とによって形成
される上記当接部の上流側の微小間隙が、−上記磁界発
生手段のうち上記当接部のト流側に固定されている該磁
界発生手段の磁界の範囲内に配設されている、 ことにより構成される。

［作用］ 上記のように構成された現像装置が起動し、現像ｍ担持
体が回転すると、該担持体と現像剤規制部材とによって
形成される微小間隙に存在するトナーか該間隙の、上記
担持体の回転方向に対して上流側の上記担持体内に固定
された磁界発生手段の１極の磁界の影響を受けて穂立ち
し、解きほぐされる。トナーはさらに、解きほぐされな
がら上記担持体と上記現像剤規制部材との当接部の、上
記担持体の回転方向に対して下流側よりも重力場の位置
エネルギーか低くなるように配設された部分に搬送され
る。

［実施例］ 以下、添付図面に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明による現像装置の一実施例が示されて
いる。同図において、１は静電潜像を担持する担持体で
、その表面に絶縁層あるいは感光層を有している。担持
体ｌは、例えば、直径１０ｍｍ、厚さ０．８　ａｍのア
ルミニウムドラムの表面に、ＯＰＣ感光体を塗工した感
光ドラムである。静電潜像２は、担持体ｌ（以下ドラム
とする）の表面をコロナ帯電等の公知の方法により・−
様に帯電し、次いで、ハロゲン光や蛍光燈等の光をレン
ズを通してアナログ的に像露光することによって形成さ
れる。

なお、静電潜像２の形成は該方法でなく、例えば、ＬＥ
Ｄアレイ、液晶シャッターアレイやレーザー光を用いて
ディジタル的に像露光を行う方法や・、あるいは針電極
等を用いて静電荷ドットバターンを形成する方法等、他
の方法により形成させることができる。

１記ドラム１は、図中の矢印ａの方向に周速５２ｍｍ／
　ｓｅｃで回転し、表面の静電潜像２の電位は暗部テｖ
、　＝−７００Ｖ、明部テＶ　ｃ、　＝　−２００Ｖ　
テある。なお、図示されていないがドラムｌは接地され
ている。

３は、現像剤担持体としての現像スリーブである。現像
スリーブ３は、例えば直径１６ｍａｉ、厚さ０．８謙■
のアルミニウム等の非磁性スリーブである。その表面は
例えば＃６００のブラスト粒子による加工が施されてお
り、　ＪＩ３１０点平均粗さでＲｚ　＝２．０　ｇｙａ
である。この加工によって形成される凹凸は均一゛Ｃあ
ることが望ましく、トナー粒子４の平均粒径よりもＲ２
か小さいことか申ましい。現像スリーブ３は図示しない
軸受によって回転自在に支持され、−例として、周速６
０■ｙａ／５ｅｃ（対ドラム周速比１．１８倍）で図中
の矢印すの方向に回転する。また、現像スリーブ３はＤ
ＣバイアスにＡＣバイアスが重畳できる電源５に接続さ
れており、実験によれば、Ｖｐｐ冨５００〜３，０ＯＯ
Ｖ。

ｆ＝５００〜３，０００　Ｈ，が適当である。本実施例
ではＶｏｃ＝−：１５０　Ｖ　、　ＶＰＰ＝　１，３０
０　Ｖ　、　！、６００　Ｈｚのバイアスをかけている
。

また、現像スリーブ３は、ドラムｌに対して現像間隙ｇ
をもって対向支持されており、間隙ととしては、１５０
弘Ｉｌ〜５００ｗ層程度が適当であり、本実施例では、
約２５（１μｍの間隙ｇを設定した。

一方、現像スリーブ３には現像剤規制部材としての弾性
ブレード６が支持体７によってその一端を固定されてス
リーブ３とは、逆方向、つまり該ブレート６がそるよう
な形状で当接されている。

弾性ブレート６は例えば、硬度５０＝８０”のゴムブレ
ードであって、本実施例では、厚さ約ｌａｍ、硬度６５
１１のウレタンゴムを使用した。

９は、スリーブ３内に挿入され、図示の位δに保持した
固定磁界発生手段としての永久磁石（マグネットローラ
）である。この磁石ローラ９は、スリーブ３が回転駆動
し、・ても図示の位訛にそのまま固定保持される。磁石
ローラ９は、永久磁石に代えて電磁石を配置してもよい
。

磁石ローラ９は、本実施例では、磁極９１ｊ５よび９２
の現像スリーブ３の表面上で約８００Ｇａｕｓｒを発揮
する永久磁石ローラが使用されている。磁極９２は、磁
気スリーブ３と弾性ブレード６との接触部分である当接
部１０の、スリーブ３の回転方向の上流側に配置されて
いる。なお、磁石ローラ９は、２極、３極、あるいは５
極以上を有する磁気ローラを使用してもよい。

現像剤である一成分磁性トナー４は、磁極９１．９２の
磁力により、スリーブ３の表面に保持され、スリーブ３
の矢印す方向への回転により、弾性ブレード６とスリー
ブ３との当接部ｌＯへと搬送される。トナー４はさらに
、弾性ブレート６のスリーブ３への圧接力および重力、
さらには磁極９２の磁力によってその搬送量を規制され
、所定の層厚となりスリーブ３の表面上に塗布される。

所定の層厚に形成されたトナー４は、現像部、すなわち
スリーブ３とドラムｌとの最近接部に搬送され、前述し
た静電潜像２を公知の手段により現像する。

なお、本実施例では、前述したバイアス条件を使つてジ
ャンピング現像方式を用いている。また、上記圧接力と
しては、約５〜５０ＰＪ／ｃｍ　、好ましくは約２５ｇ
冑／Ｃ１が適当である。

そして、現像に寄与したトナー４は、スリーブ３の回転
により再び容器８内に回収される。

なお、本実施例では、−成分磁性トナー４とシ、／て圧
力定着もしくは、低温熱定着が可能なカプセルトナーが
使用されている。このカプセルトナーは、定着性を向上
させるためにワックスを主成分としたコア材と、現像特
性を向上させるためにコア材の外側に含ちっ素糸モノマ
ーを必須構成成分としたポジ制御性樹脂で、コアを被殻
した機能分離型の−・成分磁性カプセルトナーであり、
平均粒径が約ｌｉｐ■である。また、必要に応じてコア
材中に色材や磁性材料を混合することも可崩であり、約
５０ｋｇ／Ｃｍ”以上の圧力で定Ｍ１ノ、その融点は約
７０℃である。したがって、ヒートローラか約９０℃以
上であれば、熱定着も可能である。

第２図（Ａ）および同図（Ｂ）は、本発明の現像装置の
特徴をより詳細に示す部分拡大図である０図からも明ら
かなように、弾性ブレード６は、現像スリーブ３の回転
方向に対し、当接部１０の下流側端部の位置エネルギー
が上流側端部の位置エネルギーよりも高くなるように配
置されている。また、磁石ローラ９の少なくとも１極（
磁極９５）が、弾性プレー・ドロと現像スリーブ３とに
よつて当接部３の上流側に形成されるくさび多室間ｌｌ
内に磁界を及ぼす様に構成されているやこの構造を有す
る現像装置では、現像スリーブ３が矢印すの方向に回転
することにより、くさび多室間ｌｌ内に存在するトーナ
ー４が磁極９５の磁力によって穂立ちし、解きほぐされ
る。トナー４はさらに。

解きほぐされなから当接部ｌＯに搬送されるため、凝集
が起こりにくい。また、上述したようにスリーブ３の回
転方向すとは逆方向に重力が作用しているため、矢印Ａ
の方向へのトナー４の動きが活発となる。さらに、弾性
ブレード６の機械的な圧接力や重力の他に磁極ｇ５の磁
力によっても当接部１０を通過するトナー４の搬送量を
規制するため、圧接力を小さくすることができる。

以上説明したように、第２図（Ａ）および同図（Ｂ）の
構造を有する現像装置は、現像スリーブ３上へのトナー
４の融着が発生せず、安定して均一なトナー４の薄層な
形成することができる。

なお、第５図に示されているように、例えば弾性ブレー
ド６がスリーブ３と対向してスリーブ３の回転方向の上
流側に＃、間するように傾けて当接された場合には、上
記くさび多室間１１が大きくなるため、当接部１０へ搬
送されるトナー量が増大する。そのため、圧接力を３５
ｇｗ／ｃｍ以上、好ましくは１００　ｇｗ／ｃｍ程度に
しなくては均一な薄層を現像スリーブ３の表面上に得る
ことができず、第２図（Ａ）および同図（Ｂ）のように
スリーブ３と対向してスリーブ３の回転方向の下流側に
離間するように傾けて当接させた場合と比較して著しく
高い。そのため、機械的な負荷がトナーに対して高まり
、トナー融着が生じ易くなり、またスリーブ３の回転ト
ルクも上昇する。

したがって、第２図（Ａ）および同図（Ｂ）のように現
像スリーブ３と対向してスリーブ３の回転方向の下流側
に離間するように傾けて当接するのか好ましい。

発明者らは、環境特性として低温、低湿（１５℃、　１
０％ンから高温、多湿（３２，５℃、９０％）までの環
境変化において、１万枚の耐久試験を行ったところ、本
発明の構造を有する現像装置は、いずれの場合において
も、トナー４の現像スリーブ３への融着が発生せず、良
好な均一薄層を形成し、安定して高画質な画像を提供し
続けた。

なお、本発明は、弾性ブレード６に例えばリン青銅やＳ
ｕｓ等の金属薄板を用いても同様の効果を得ることがで
きる。この場合、金属薄板はｌＯ〜１００ルー程度が好
ましい。また、弾性ブレード６の材質として導電性のゴ
ムを用い、これにバイアスをかけても本発明の効果を有
効的に適用できる。このとき、バイアスは弾性ブレード
６が現像スリーブ３と等電位もしくは、トナーをスリー
ブ３の方へと押やるようにかけるのが好ましく、上記金
属薄板を使用する場合でもこのことは適用できる。

第３図は、本発明の他の実施例の要部を示す部分拡大図
である。この実施例は、現像スリーブ３の外径が第２図
（Ａ）および同図（Ｂ）のスリーブ３の外径よりも小さ
くなるようにＭｌｊ成されている。図中の３１は現像ス
リーブ３の外径が４０φの場合を示したものであり、同
図中３２はスリーブ３の外径が２５小の場合を示したも
のである。

図からも明らかなように、前述したくさび多室ｒｌＲｔ
ｉはスリーブ３の外径が小さい程急激に拡大している。

そのため、第２図（Ａ）および同図（Ｂ）における矢印
へ方向へのトナー４の挙動が、スリーブ３の外径が小さ
い程活発に起こりやすくなる。よって、トナー４の入れ
替わりと解きほぐしも頻繁に行われるため、本発明の効
果をより発揮しやすくなる。

参考のため、本発明者らにより従来提案されている現像
装置に上述したカプセルトナーを使用した実験について
説明する。第４図（Ａ）は特開昭５４−４２１４１号で
提案されている構造を有する現像装置の部分拡大図であ
り、第４図（Ｂ）は従来の他の構造を有する現像装置の
一例を示す部分拡大図である。

第４図（Ａ）および同図（Ｂ）に示されているような当
接構成を採用すると、上記くさび多空間ｌｌ内に存在す
るトナーが、後から搬送されて来る１−ナーに押されて
も逃げることが出来ないため、凝集してしまい、弾性ブ
レードの圧接力および当接部で生じる摩擦熱等のより、
スリーブ３の表面層に融着してしまうという問題を引き
起こした。

また、この融着現像は高温多湿の環境下（３２，５℃、
９０％）において顕著であった。

即ち、第４図（Ａ）および同図（Ｂ）の構造のように当
接部１０の現像スリーブ３の回転方向に対して下流側端
部が、上流側端部よりも重力場の位置エネルギーが低く
なるように弾性ブレード６をスリーブ３に当接させては
ならないことが諸実験から明らかとなった。

そのため、発明者らは、第６図に示されているように、
ち接部１０の、スリーブ３の回転方向に対して下８流側
端部が上流側端部よりも重力場の位置エネルギーが高く
なるように弾性ブレード６をスリーブ３に当接させたと
ころ、くさび多空間ｌｌ内のトナーには、スリーブ３の
回転方向らとは逆方向に重力が作用するため、矢印Ｂ方
向へのトナーの動きが活発になり、絶えずトナーの入れ
替わりが行われるのでくさび多空間１１内にトナーが溜
りづらくなり、第４図（Ａ　）および同図（Ｂ）のよう
な構成を採用したときよりも弾性ブレード６の圧接力を
小さくできるので、現像スリーブ３上への融着か起こり
づらくなった。

しかし、■・チー４自体が従来の高温熱定着用トーと異
なり、融着な生じ易いので第６図がごとき構成を採用す
るたけでは、今だ完全にスリーブ３上に融着を起こさな
い状態で薄層塗布を得ることができなかった。

しかし、本発明の構造を有する現像装置によれば、第６
図示されている構造を有し、しかも上述したように現像
スリーブ３と弾性ブレード６とによって形成されるスリ
ーブ３の回転方向の上流側の微小間隙か、スリーブ３内
空に固定された磁石ロー・う９の少なくともスリーブ３
の回転方向の上流側の１極か形成する磁界の及ぼす範囲
内に設けられているため、カプセルトナーを使用した場
合（こおいても、現像スリーブ３の表面上にトナー４の
融着が発生することかなく、均一な薄層を形成させるこ
とができる。

「発明の効果」 以−Ｌのように本発明は、現像剤規制部材を現像担持体
との当接部の、該担持体の回転方向に対して下流側の端
部の重力場の位置エネルギーが上流側の位置エネルギー
よりも高くなるように配設ジノ、シかも、上記現像剤規
制部材と担持体とが形成する微小間隙か担持体の内部の
上記上流側に固定されている磁界発生手段の磁界ＩｉＩ
囲内に形成されているため、圧力定着あるいは低温熱定
着が町山な一成分磁性現像剤を使用した場合においても
」−記現像担持体表面上への現像剤の融着かなく、均一
な薄層を形成させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像装この一実施例の概要構成を示す
断面図、第２図（Ａ）および（Ｂ）、第３図、並びにｆ
ＪＳｓ図は本発明　現像装置　他の実施例を示す拡大断
面図、第４図（Ａ）および（Ｂ）は従来の現像装置を示
す拡大断面図、第６図は第４図（Ａ）および同図（Ｂ）
の装置を改善するための実験例の構成を示す拡大断面図
、である。 ３−−−−−−・・・・・・現像剤担持体（スリーブ）
４−−−−−−−−−・・・現像剤（トナー）６・・・
・・・・・・・・・現像剤規制部材（弾性ブレ・−ド）
９−−−−−−・・・・・・磁界発生手段（磁気ローラ
）１０−−−−−−−−−・・・当接部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一成分磁性現像剤と、該現像剤を担持して搬送す
   る現像剤担持体と、該現像剤担持体内に固定された磁界
   発生手段と、上記現像剤担持体に上記現像剤を供給する
   現像剤供給手段と、該現像剤供給手段に配設され、弾性
   体からなる現像剤規制部材とを有する現像装置において
   、 該現像剤規制部材は上記現像剤担持体との当接部の、該
   担持体の回転方向に対して下流側の端部の重力場の位置
   エネルギーが、上記当接部の上流側の端部の重力場のエ
   ネルギーよりも高くなるように配設され、 上記現像剤担持体と上記現像剤規制部材とによって形成
   される上記当接部の上流側の微小間隙が、上記磁界発生
   手段のうち上記当接部の上流側に固定されている該磁界
   発生手段の磁界の範囲内に配設されている、 こととする現像装置。
2. （２）現像剤規制部材は、現像剤担持体と対向して上記
   担持体の下流側に離間するように傾けて設けられている
   こととする請求項（１）に記載の現像装置。
3. （３）一成分磁性現像剤は、その面圧力が１平方センチ
   メートル当り５０キログラム重以上で圧力定着が可能で
   あることとする請求項（１）または（２）に記載の現像
   装置。
4. （４）一成分磁性現像剤は、摂氏９０度に加熱させられ
   た定着ローラによって熱定着が可能なこととする請求項
   （１）ないし（３）のいずれかに記載の現像装置。