JPH026453Y2

JPH026453Y2 -

Info

Publication number: JPH026453Y2
Application number: JP1981165846U
Authority: JP
Priority date: 1981-11-09
Filing date: 1981-11-09
Publication date: 1990-02-16
Also published as: JPS5871753U

Description

【考案の詳細な説明】

技術分野本考案は、トナーを担持するトナー担持部材
と、該担持部材上のトナー層を規制し、且つトナ
ーを摩擦帯電させるための押え部材とを有し、該
押え部材を通過したトナーを用いて、潜像担持体
に形成された静電潜像を可視像化する現像装置に
関する。従来技術電子複写機、静電記録装置等の各種記録装置に
採用される上記形式の現像装置は従来より周知で
ある。従来の押え部材は一般に平坦な平板状に形成さ
れているが、トナー担持部材の方はその周面が湾
曲して形成されているのが普通であ。このため、
トナー担持部材上のトナー層と押え部材との接触
面積が小さくなり、押え部材によるトナーの帯電
作用とトナー層の規制効果が低下する恐れがあつ
た。また押え部材をトナー担持部材の周面の形態に
沿つた形状とし、押え部材を大きな面積でトナー
に接触させる構成も提案されているが、この押え
部材は、トナー担持部材の表面に対して間隔をあ
けて位置しているだけであるため、トナーの摩擦
帯電効果と、トナー層の規制効果を高めることは
困難である。目的本考案の目的は、上記従来の欠点を簡単な構成
によつて除去した現像装置を提供することであ
る。構成本考案は、上記目的を達成するため、冒頭に記
載した形式の現像装置において、押え部材におけ
るトナー担持部材に対向した部分の少なくとも一
部を、該部分に対向するトナー担持部材表面の形
状に大略対応して形成すると共に、磁気力と押え
部材自体の弾性力のうち、少なくとも磁気力の作
用によりトナー担持部材上のトナー層を押圧する
弾性体により構成したことを特徴とする現像装置
を提案する。実施例以下、本考案を電子複写機における現像装置と
して構成した有利な実施例を図面に従つて説明す
る。第１図はドラム状の感光体１として構成された
潜像担持体と、この感光体１の表面に形成された
静電潜像を可視像化する現像装置２とを示す。ド
ラム状の感光体に代えてベルト状ないしはシート
状の感光体を用いることもできる。現像装置２は、トナー５を収容したタンク３
と、現像スリーブ４として構成されたトナー担持
部材とを有し、本例ではトナー５として高抵抗磁
性トナー（その体積固有抵抗率は10¹⁰Ω−cm以
上、特に10¹³乃至10¹⁴Ω−cm以上である）が用い
られている。現像スリーブ４は、非磁性体から成
り且つタンク３に下部開口に対向して位置してい
る。現像スリーブ４内にはローラ状の磁石６が設
けられ、その各磁極Ｓ，Ｎは、現像スリーブ４の
周方向に沿つて交互に逆極性となつている。本例
では、一例として、磁石６が時計方向に回転駆動
され、しかも現像スリーブ４が反時計方向に回転
駆動される場合を説明するが、スリーブ４と磁石
６の一方のみを回転させるように構成することも
可能である。またローラ状の磁石６に代えて複数
の棒状磁石を用いることもでき、或いは回転磁界
を生ぜしめる電磁石を用いることも可能である。タンク３内のトナー５は、後述するようにスリ
ーブ４に担持されつつ反時計方向に搬送される
が、このトナーの移動方向における、感光体１よ
りも上流側でしかもタンク３の下流側の領域に
は、本考案に係る押え部材７が設けられている。
この押え部材７はスリーブ４のほぼ全長に亘つて
延び、しかも第１図における右端は図におけるほ
ぼ上方に向けて立ち上つており、この立上り部８
がタンク３の壁面に固着されている。タンク３と
押え部材７とを一体の一部片から構成することも
でき、また押え部材７をタンク以外の部材に固定
することもできる。押え部材７における現像スリ
ーブ４に対向した部分９は、弾性性により構成さ
れ、且つスリーブ４の周方向に比較的長い長さＬ
を有しており、しかもこの部分９はスリーブ４か
ら微小な間隙Ｄをあけて、該スリーブ４の周面形
状に沿つた形状に形成されている。即ち、本例で
はスリーブ４が円筒状に形成されているので、押
え部材７の上記部分（以下、対向部分という）９
も、スリーブ４の円筒形状に沿つて湾曲して形成
されている。この場合、上記間隙Ｄは通常、極く
狭くなるのが普通であるので、このような場合に
は、押え部材７における対向部分９の曲率半径を
スリーブ４周面の曲率半径にほぼ等しく設定し、
これら曲率半径の中心をほぼ同一個所に位置させ
るだけで、押え部材７における対向部分９を、既
述の如く、現像スリーブ４の表面にほぼ対応させ
ることができる。また押え部材７は、トナーを後
述する極性に摩擦帯電させ得る材料から構成さ
れ、しかもその全体又はその一部は磁性体（鉄、
ニツケル、S.K鋼等）から構成されている。押え
部材の一一部のみを磁性体とする場合には、例え
ば、磁性体の板材料にアルミニウムや銅等をメツ
キ処理したものを用いることも可能である。複写動作が開始されると、感光体１は例えば矢
印Ａで示す如く時計方向に回転駆動され、その際
図示していない潜像形成装置によつて感光体表面
に静電潜像が形成され、かく形成された潜像は、
現像スリーブ４と感光体１との近接領域、即ち現
像領域Ｂへと移動する。一方、磁石６とスリーブ４とが既述の方向に回
転駆動され、これによつてタンク３内のトナー５
がタンク出口３ａからタンク外へ搬出され、かく
搬送されたトナーは、回転する現像スリーブ４及
び磁石６と、その磁力とによつて、スリーブ４上
に担持されつつ反時計方向に搬送され、押え部材
７とスリーブ４との間隙Ｄを通つた後、現像領域
Ｂへ至る。その際、スリーブ４上のトナーが感光
体１上の静電潜像へ静電的に移行し、該潜像が可
視像化される。この場合、図示した現像装置のよ
うに、現像剤として高抵抗トナーから成る一成分
系現像剤を用いたときには、このトナーを潜像の
可視化に用いる前に、これを所定の極性（例えば
感光体表面の潜像を形成する電荷と逆の極性）に
均一に帯電する必要がある。そしてスリーブ４上
のトナーをこのように均一に帯電するには、該ス
リーブ上のトナー層５ａを極く薄く形成すること
が望ましく、しかもこのようにトナー層５ａを極
く薄くしたときには、現像された可視像の品質を
高める目的で、トナー層の厚さを均一にならす必
要もある。このような目的、即ちトナーの規制と
トナーの帯電のために、先に説明した押え部材が
用いられる。詳述すれば、トナーがタンクから搬
出される際、該トナーは押え部材７の立上り部８
に打ち当てられ、タンク３外へ搬出されるトナー
の量が規制されると共に、スリーブ４上を搬送さ
れるトナー押え部材の対向部分９とスリーブ４と
の間の微小間隙Ｄを通過する際に、該トナーが対
向部分９による押圧作用を受け、スリーブ上のト
ナー層が極く薄く規制される。しかもトナーが上
記間隙Ｄを通過する際、その層厚を均一にならさ
れる。のみならずトナーが押え部材７に接触する
ことによつて、このトナーは先に説明した所定の
極性に摩擦帯電される。この場合押え部材７は、
その少なくとも一部が磁性体で、且つ弾性体から
成るため、スリーブ４内の磁石によつてスリーブ
４の側へと磁気力による吸引作用を受ける。これ
により押え部材の対向部分９が現像スリーブ４上
のトナー層を押圧し、これに伴つて上記間隙Ｄは
極く狭い所定のギヤツプに維持されるので、上述
したトナーの薄層化及びそのならし作用は効果的
に行なわれる。その上、既述のように、押え部材
の対向部分９の長さＬは長く、しかも本考案によ
り、該部分９はスリーブ４の表面に沿つて延びて
いるため、間隙Ｄを通過するトナーが押え部材に
接触する確率が高まり、トナーの帯電量（トナー
の単位重量当りの電荷量）は従来の押え部材を用
いた場合に比べて著しく向上する。同時にトナー
層厚の均一化効果（ならし作用）も大幅に向上す
る。また第１図に示す押え部材の構成によると、そ
の対向部分９が現像スリーブを覆うように位置し
ているので、スリーブ４上を搬送されるトナーが
飛散することを防止できる副次的な効果も得られ
る。尚、感光体１に付着せずに現像領域Ｂを通過し
たトナーは、引き続きスリーブ４上を搬送され、
タンク入口３ｂを通してタンク３内に戻される。
一方、感光体１に形成された可視像は、図示して
いない転写紙に転写され、転写後に感光体上に残
留するトナーは、クリーニング装置（図示せず）
によつて清掃され、一回の複写サイクルを終了す
る。第１図に示す現像装置によると、上述した如き
優れた効果が得られるが、これを明らかにするた
め、第２図に、従来の押え部材を有する現像装置
の一例を示す。第２図に示す如く従来の押え部材
７は、平板状に形成されているため、押え部材７
に対するトナーの接触確率が低く、従つてトナー
の帯電効果及びトナー層のならし作用が、第１図
に示す構成に比べて大幅に低くならざるを得な
い。また第２図に示す押え部材７では、第１図に
示す押え部材７のようにトナーの飛散を防止する
ことはできない。また第１図に示す構成では、磁石６が回転する
ようになつているので、押え部材７の位置する領
域の磁界強さが絶えず交番的に変動し、従つて押
え部材７がトナーを押圧する力も変動する。これ
により、トナー層厚の均一化を促進し得る効果が
得られるので、その意味ではこの構成は有利であ
ると言える。ところが、対向部分９のタンク側端
部９ａが磁石６によつて交番的に吸引される結
果、この端部９ａとスリーブ４との間隙が変動
し、タンク３から送り出されるトナーの量が変動
してしまうことも考えられる。そこで第１図に示
す構成では、既述の如く、押え部材７の立上り部
８をタンク３に固着し、端部９ａをできるだけ不
動に固定して、上述した不都合の発生を防止する
ようにしている。また、この不都合をより有効に
防止するため、対向部分９における端部９ａのみ
を非磁性体により構成し、この部分が磁石６によ
つて吸引されないようにすると有利である。更
に、タンク３から送り出されるトナーの量が多く
なりすぎないようにするため、立上り部８と、ス
リーブ４の接線方向Ｔとの成す角度θを鈍角に設
定することも有利である。第３図は、現像スリーブ４が、芯部材４ｂと、
その表面に設けられた弾性体層４ａとから成る現
像装置に本考案を適用した具体例を示す。この場
合の押え部材７も第１図と全く同じく構成できる
が、第３図においてはスリーブ４に弾性体層４ａ
が設けられているので、押え部材７を、或る程度
ラフに製作しても、押え部材７によりトナー層を
スリーブ４に対して所定の圧力で押圧することが
できる。押え部材７の製作精度が低くとも、この
押え部材７によつて、トナー層を介して押圧され
た弾性体層４ａが弾性変形するため、トナーに作
用する押圧力を比較的均一に保つことができるか
らである。例えば、対向部分９における曲率半径
を、弾性体層４ａ周面の曲率半径よりも予め僅か
に小さめに設定しておき、対向部分９の各端部９
ａ，９ｂと弾性体層４ａとの間の間隙D₁を、他
の部分での間隙D₂よりもやや狭くしておくだけ
で、簡単に、押え部材７によるトナーの均一な押
圧を為すことができる。対向部分９の各端部９
ａ，９ｂと、弾性体層４ａとの間の間隙D₁がや
や狭くとも、弾性体層４ａが弾性変形可能である
ため、押圧部材７により押圧されるトナーには、
全体的にほぼ均一な押圧力が作用するからであ
る。第４図に示す実施例においては、押え部材７に
おける対向部分９の表面に、微小な凹凸９ｃが形
成されており、これによつて、対向部分９と現像
スリーブ４との間を通過するトナー層が、対向部
分９に接触する効率が一層高められ、トナーの帯
電効果をより向上させることができる。この場
合、上記凹凸９ｃにトナーが詰まることも考えら
れるので、この凹凸９ｃの粗さを、トナーの粒径
以下とし、トナーが凹凸に入り込んで、ここに詰
まつてしまうことのないようにすることが有利で
ある。尚、上記各実施例では、トナーを押え部材との
摩擦でのみ帯電するように構成した例を示した
が、このトナーは他の部材、例えば現像スリーブ
の表面との摩擦によつて帯電させることもでき
る。そしてこの場合には、第４図に示すように、
スリーブ４の表面にも、好ましくはトナーの粒径
以下の粗さをもつた凹凸４ｃを形成し、スリーブ
４とトナー粒子との接触効率を高め得るようにす
ることが有利である（第４図に示すスリーブも弾
性体層４ａを有しているが、凹凸４ｃ，９ｃの構
成は、弾性体層４ａが無いときにも採用できるこ
とは当然である。次に、第１図、第３図及び第４図に示す現像装
置と、第２図に示す従来の現像装置とを用いて行
つた実験により得られたトナーの帯電量について
説明しておく。表１は、この結果を示すものであ
り、実験(1)及び(2)が第２図に示す従来の現像装置
による結果であり、実験(1)ではスリーブ４を反時
計方向に回転駆動し、磁石６を不動に固定し、実
験(2)においては、スリーブ４を反時計方向に、磁
石６を時計方向に回転駆動させた。また実験(3)が
第１図に示す現像装置、実験(4)が第３図に示す現
像装置、そして実験(5)が第４図に示す現像装置に
より得られた結果であつて、これら(3)乃至(5)にお
いては全て磁石６とスリーブ４とを、先に説明し
た方向にそれぞれ回転させた。また実験(4)にて使
用した弾性体層４ａ付きのスリーブの表面は円滑
に形成したが、(5)にて使用した弾性体層４ａ付き
のスリーブ４と、押え部材の対向部分とには、ト
ナー粒子径以下の粗さの凹凸４ｃ，９ｃを形成し
た。またこの弾性体層４ａは、スリーブ４の芯部
材４ｂに、200メツシユのモルトプレーンを巻き
付けることにより構成し、実験(4)にて用いた弾性
体層４ａの表面には、更に接着剤によつて、平均
粒径50μの導電性粒子をまぶした。そして実校(5)
における弾性体層４ａの表面は、200メツシユの
サンドプラストによつて凹凸を形成した。同様に
実験(5)にて用いた押圧部材７の対向部分９も、
200メツシユのサンドプラストにり凹凸を形成し
た。押え部材は全て、弾性を有する0.1mm厚さの
Ｓ，Ｋ鋼を使用し、現像スリーブの外径は40mmと
した。またスリーブ４と磁石６を回転させる場合
には、その回転速度をそれぞれ120r.p.m.及び
1500r.p.m.に設定した。トナーとしては、全て、
磁性体50重量％、樹脂45重量％、帯電極性剤５重
量％のものであつて、体積固有抵抗率10¹⁴Ω−cm
以上、粒径５乃至15μのものを使用した。本考案に係る構成により、トナーの帯電量を、
従来よりも大幅に増大できることは、表１の「ト
ナー帯電量」の欄を参照すれば明らかである。

【表】

【表】以上、本考案の有利な実施例を説明したが、本
考案は、上記実施例を更に改変して構成すること
が可能である。例えば、図示した実施例において
は、押え部材における対向部分の全体を、スリー
ブの形状に対応させて形成したが、その一部のみ
をスリーブの表面形状に対応させるだけであつて
も本考案の所期の目的は達成でき、また、この対
向部分に凹凸を形成する場合にも、必要に応じ
て、対向部分の一部にのみ凹凸を設けるようにし
てもよい。また弾性体より成る押え部材を現像ス
リーブに対して押圧し、この押え部材の弾性力と
前述の磁気力との作用によつてトナーを押圧して
もよい。さらに押え部材を非磁性体により構成
し、現像スリーブの法線方向に可動に支承した磁
性体をこの押え部材に当接させ、この磁性体に作
用する磁気力で押え部材をトナーに対して押圧す
るようにしてもよい。また押え部材や上記磁性体
をばねで懸架したり、この磁性体としてコイルば
ねを用いることもできる。非磁性トナーを用いる
現像装置にも本考案を適用でき、この場合には、
現像スリーブに磁石を内設し（この磁石はトナー
の搬送機能を有していない）、この磁石によつて
磁性体から成る押え部材を吸引するようにしても
よい。またトナーが非磁性体から成るときには、
押え部材を磁石とし、これをスリーブに内設した
磁性体によつて吸引させることもできる。また押
え部材を必要に応じてスリーブから離間させ得る
ように構成した現像装置にも、本考案を適用でき
る。更に本考案は、現像剤担持部材がスリーブで
はなく、ベルト状に形成された現像装置や、潜像
担持体が感光体ではなく誘電体を含むベルト又は
ドラムとして構成される静電記録装置における現
像装置にも有利に適用可能である。また、押え部
材以外のトナー層規制手段を有する現像装置にも
適用できる。効果本考案によれば、トナー担持部材上のトナー層
と押え部材との接触面積を増大させることがで
き、しかも押え部材が磁気力或いは磁気力と弾性
力の作用でトナー担持部材上のトナー層を均一な
圧力で押圧するので、トナーに対する帯電作用と
トナー層の規制効果を高めることができる。ま
た、押圧部材の製作の精度がラフであつても、所
定の帯電作用とトナー層規制効果を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る現像装置の一例を示す断
面図、第２図は従来の現像装置の一例を示す断面
図、第３図及び第４図はそれぞれ更に他の実施例
を示す断面図である。２……現像装置、５……トナー、７……押え部
材、９……部分。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】トナーを担持するトナー担持部材と、該担持部
材上のトナー層を規制し、且つトナーを摩擦帯電
させるための押え部材とを有し、該押え部材を通
過したトナーを用いて、潜像担持体に形成された
静電潜像を可視像化する現像装置において、前記押え部材におけるトナー担持部材に対向し
た部分の少なくとも一部を、該部分に対向するト
ナー担持部材表面の形状に大略対応して形成する
と共に、磁気力と押え部材自体の弾性力のうち、
少なくとも磁気力の作用によりトナー担持部材上
のトナー層を押圧する弾性体により構成したこと
を特徴とする現像装置。