JPH03223877A - 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、静電潜像を現像してプリント画像を得る複写
機、レーザービームプリンター、ＬＥＤプリンター等に
用いられる現像装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、乾式−成分磁性トナーの帯電量（以下トリポと称
す）を制御するための物質、例えば気相製法シリカ（以
下乾式シリカと称す）および湿式製法シリカ（以下湿式
シリカと称す）をトナーに外添することは広く知られて
いる。

ところがネガトナーに強いネガ特製シリカを外添した現
像剤では現像スリーブ上にプリントパターンのつれきで
あるスリーブゴーストが生じ、これがプリント画像上に
もあられれると言った問題か発生していた。

ネガトナーにネガシリカを外添した現像剤の場合に生じ
るスリーブゴーストは、ポジゴーストになる。

すなわち、非印字部（白地）が続いていたために、プリ
ントが行われても薄い現像しか行われない（ａ）部分と
プリントが継続されたために濃い現像が行われる（ｂ）
部分とで濃度ムラか出る。

このゴースト形成のメカニズムは、本発明者らの実験お
よび考察によるとスリーブ上に形成される微粉（粒径５
〜６μｍ以下）の層に深くかかわっている。つまり、現
像スリーブのトナー最下層の粒度分布にトナー消費部分
とトナー非消費部分との間で明らかな差が生じ、非消費
部分のトナー最下層に微粉層が形成されているのである
。

微粉は体積当りの表面積か大きい−ために粒径の大きな
ものに比へると質量あたりに有する摩擦帯電電荷量が大
きくなり、自身の鏡映力によりスリーブに対し、静電的
に強くこうそくされる。そのため、微粉層が形成された
部分の上にあるトナーは現像スリーブと十分な摩擦帯電
ができないために現像能力が低下し、画像上にスリーブ
ゴーストとしてあられれてしまう。以上のスリーブゴー
ストは微粉層の形成とともに、トナーの帯電が現像スリ
ーブとの摩擦帯電に大きく依存しているために生じる現
象である。

よってスリーブゴーストを除去するには、スリーブ表面
に付着する微粉層を取り除く必要があった。

この微粉層の除去手段としては微粉層の電荷と逆極性の
粒子を添加することによって、微粉層を前記逆極性粒子
が結合され電気的に中和され、微粉層の鏡映力が弱スリ
ーブ表面の微粉層を除去することが出来、スリーブゴー
ストをなくすことが可能となった。

〔発明が解決しようとしている問題点］しかしなから上
記従来例では、現像剤に、それとは逆極性に帯電する微
粒子を加えているために、現像剤と微粒子の電気的吸着
力により、現像剤が、疑集する傾向になり、第６図に示
したような現像機構成においては現像剤担持体近傍での
凝集が原因で、現像剤担持体への現像剤の供給が不均一
になったり時には止まってしまうこともあった。上記現
象は、例えば室温２３℃、湿度６０％の環境下において
、全面へ夕黒を連続通紙（１分８枚）を行った場合に、
３０枚程度の通紙で、また、画像部面積４％原稿の連続
通紙を行った場合は、８００枚程程度通紙で画像上の欠
落といった形で現われている。そのため従来考えられた
対策としては、第７図に示すように、現像器を矢印に示
した様に回転させ、像担持体上部の方へと移動すること
により、現像剤の自重を生かし、現像剤担持体へと、現
像剤を落下させることにより、安定供給を狙ったものが
あったか、この対策の弊害としては、現像剤の自重によ
る、現像剤担持体近傍での圧力増大のより長時間放置し
ておくと凝集が悪化してしまうという点、また、現像剤
担持体への現像剤の付着による汚染、更には、現像剤の
、現像剤担持体と、容器間のすきまからの吹き出しとい
った問題が生じてしまった。

そこで、現像剤担持体近傍での現像剤自重の圧力増加を
避けながら現像剤落下を狙う方法として、第８図に示し
た、現像器斜面底部の傾きを増加することが考えられた
。しかし、これにより、現像器内の現像剤収納量は、斜
線部で示したように、減少してしまうという弊害が生じ
てしまった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば、トナーと同極性に帯電するシリカ粉末
と、トナーと逆極性に帯電する微粒子を外添したものを
現像剤として用いた現像装置において、現像剤ホッパー
内の５≦ｌ　（ｍｍ）≦１５となる位置に攪拌部材を設
けることにより、現像剤担持体への現像剤の供給を安定
化し、均一な濃度の画像が得られるようにしたものであ
る。

（実施例） 第１図において、１は現像剤容器、２は現像剤規制板、
３は固定マグネット、４は現像剤担持体て、回転する非
磁性スリーブ、５は電子写真感光トラム等の像担持体、
６は磁性トナー粒子に対し逆極性に摩擦帯電する微粒子
及び同極性に摩擦帯電するシリカ微粒子を外添した一成
分現像剤、７は攪拌部材を表している。トナーは担持体
４との摩擦で帯電する。なお、第２図は、その攪拌部材
７を正面より見た図である。

上記構成において、攪拌部材７は、点Ｏを中心として矢
印で示した方向に回転して現像剤６を攪拌するものとす
ると、その攪拌部材の回転により、現像剤が現像剤担持
体方向へと押し出されることにより、現像剤担持体への
現像剤の供給の安定化が図られる。なお、攪拌部材の駆
動については、例えば現像剤担持体の回転より、ギヤ列
で減速して行いながら伝達してくる方法が考えられる。

本実施例において、攪拌部材の設定位置という事は、非
常に重要事項であり、その設定条件のパラメータを示し
たものか第３図である。同図において、４は現像剤担持
体、５は像担持体、７は攪拌部材の回転軌跡である。パ
ラメータは全部で４つあり、β、ｍ、θ、ωで表される
。βは、現像剤担持体表面と、攪拌部材の回転軌跡との
最近接距離、ｍは現像器斜面底部と攪拌部材の回転軌跡
との最近接距離、θは、現像器斜面底部と、水平軸Ｈ−
Ｈとのなす角度、ωは攪拌部材の回転速度である。ここ
でまず、θについて考えた場合、このθは、現像剤の凝
集度に左右される。そこで、現像剤の落下についてのθ
と凝集度の関係について実験を行った結果が第４図であ
る。なお、ここで言う凝集度とは以下のようにして求め
たものである。

測定機器；線用ミクロン社製、パウダーテスター 測定方法：＃６０、＃１００、＃２００メツシュ各々の
上に現像剤を５ｇのせ、 一定時間一定振動を加えることに より、メツシュ上に残った現像剤量 の割合より求める。

凝集度を求める式 ％式％（） 本実験は、第５図に示したように、板材上に現像剤を一
定量のせ、傾けていった時の現像剤の落下が始まる角度
θを求めていった。第４図において、凝集度が高くなる
に従い、角度θを大きくしなければ落下しない様子がわ
かる。本実施例においては、用いられている現像剤の凝
集度は５０〜６０（％）であるため、自重で落下させる
に必要な角度（ま６０°以上と言う事になる。

しかし本実施例においては、現像器内の現像剤収納量な
らびに、攪拌部材による現像剤搬送効果５考慮に入れて
、θを約４５°に設定しである。

次にωについてであるか、ωが小さすぎると、攪拌能力
が小さくなり、逆に大きすぎると、現像剤の劣化、攪拌
の為のトルクの過大、現像剤のチャージアップといった
各種弊害を伴う。そこで本実施例においては、３〜４（
ｒｐｍ）程度ニ設定しである。

次に、ｍについてであるか、ｍが大きすぎると、攪拌部
材の回転軌跡と現像器斜面底部のすき間にトナー溜まり
が発生し、消費されない事になるため、できるだけｍは
小さくした方が良い。本実施例においては、約１ｍｍ程
度である。

最後に、βについてであるか、これが最も重要なパラメ
ータとなっている。本現像剤において、その凝集度は、
攪拌動作を行う事によりｌＯ％程度上昇する傾向にある
。つまり、より固まりになろうとするわけである。この
ような状況下で攪拌部材を回転したとすると、現像剤は
、ある適度の大きさを持った集合体となることにより現
像剤担持体へと搬送されるようになる。よって、ρが大
きすぎると、搬送能力か低くなり、現像剤担持体への供
給量が小さくなってしまう。しかし逆にβが小さすぎる
と、現像剤の集合体を形成するに充分なスペースが確保
されなくなるために、現像剤担持体への集合体の供給量
が減少してしまうことになる。以上より、βについての
適正な範囲は、本実施例の場合、つまり、凝集度が通常
値、５０〜６０（％）、攪拌時６０〜７０（％）である
現像剤を使用した場合には、 ５（ｍｍ、）≦ｌ≦１５（ｍｍ） なる値が実験より得られている。

以上述べたように、本発明によれば、攪拌部材を現像器
内に設けることにより、現像剤担持体への現像剤の安定
した供給を行うことができる。

（他の実施例） 第９図は本実施例の特徴を最も良く表した図である。同
図において、ｌは前記現像剤を収容する現像剤容器、２
は支持部材、３は固定マグネット、５はドラム状像担持
体、７は第１の攪拌部材、８は第２の攪拌部材であり、
その正面から見た図が第１０図である、９はその直径が
１５〜２５（ｍｍ）の範囲にある現像剤担持体で、表面
のブラスト処理を球形微粒を砥粒として行った回転する
非磁性スリーブて、表面凹部の曲率半径が少なくとも現
像剤平均粒径以上、平均粒径の１０倍以下また、凹凸部
粗面の表面粗さがトナー平均粒径の０．３〜２．０倍と
なっており、その断面を表したものが第１１図であり、
１０は第１の攪拌部材の回転軌跡、１１は第２の攪拌部
材の回転軌跡、ｌは現像剤吹出し防止フィルム、１３は
スリーブ９に当接してスリーブ上に塗布される現像剤層
厚を規制する板状弾性現像剤規制部材で、例えばウレタ
ンゴムが用いられる。現像剤層厚はスリーブ、ドラム間
最近接部間隔よりも薄い。

１４は像担持体クリーナ、１５は１次帯電器、１６は、
波長が７８０　（ｎｍ）程度のレーザ光を像担持体上に
ビーム直径が４０〜８０（μｍ）となるように照射する
レーザーユニットである。そして、本実施例においては
、現像剤担持体に交流バイアス電圧をかけることによる
、非接触状態での現像が行われる。

本実施例において使用される現像剤担持体は、従来用い
られていたブラスト法により表面が粗面化された担持体
（表面粗さＲｚが１５μｍ程度、その断面図が第ｌ図）
での単位面積あたりの現像剤搬送量について比較してみ
ると、２０％程度増加しているため、当然搬送能力が高
く、その為、現像器内においても現像剤担持体への現像
剤の供給能力も高くならなければならない。そうした状
況下で、実施例１において述へた設定による攪拌部材７
たけでは、現像剤担持体への搬送力が追いつかないとい
う事態も発生しつるため、補助の攪拌部材８を比較的現
像剤の搬送性が劣っている場所に設けることにより、搬
送力を高めているのである。

本実施例によれば、凝集度か通常値５０〜６０％、攪拌
時６０〜７０％程度のものを用いて現像を行う現像装置
において、現像剤搬送性の高い現像剤担持体を用いた場
合でも、現像剤担持体に現像剤の供給を安定して行うこ
とができる。

ところで、スリーブピッチのポジゴーストと言う現象は
、複写機においては殆ど気にならなかった現象であった
が、負極性に帯電したトナーにより反転現像を行うレー
ザービームプリンタ等のプリンタでは、グラフィック画
像等におけるハーフトーンやベタ画像のような濃度が均
一で広い面積を占める画像がひんばんに使われるように
なった事により、その存在が顕著なものとなり、新たな
問題として認識されるようになってきた。

そして、この場合、前述した、トナーと逆極性に帯電す
る微粒子とトナーと同極性に帯電するシリカ微粒子を外
添した一成分現像剤を用いることにより、このポジゴー
スト現象が改善され、更に、球形微粒によりブラスト処
理をした現像剤担持体、弾性ゴムプレート、攪拌部材を
用いることにより、幾つかの他の問題点を改善し、より
大きな効果を得ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、トナーと同極性
に帯電するシリカ微粒子及び逆極性に帯電する微粒子を
外添した一成分現像剤を使用した現像器において、攪拌
部材を５≦β（ｍｍ）≦１５の位置に設けることにより
、現像剤の搬送を行い、現像剤担持体への現像剤の安定
した供給が行えるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例を表した断面図、 第２図は、攪拌部材７を正面から見た図、第３図は、攪
拌部材の設定パラメータを表した図、 第４図は、現像剤落下可能時の角度と凝集度の関係の説
明図、 第５図は、落下を見る際の実験方法の図、第６図は、従
来の現像器構成説明図、 第７図は、現像器を−Ｌ部へ移動を表した図、第８図は
、現像器傾斜底板の移動を表した図、第９図は、本発明
の第２の実施例を表した図、第１０図は、攪拌部材８を
正面から見た図、第１１図は、球形微粒子によりプラス
トしたスリーブの断面図、 ｌ図は、従来のスリーブの断−面図である。 ・・・現像剤容器 ・・・現像剤規制部材 ・・・現像マグネット ・・・現像剤担持体 ・・・像担持体 ・・・現像剤 ・・・第１の攪拌部材 ・・・第２の攪拌部材 ・・・球形微粒子によるブラストの現像剤担持体０・・
・第１の攪拌部材の回転軌跡 １・・・第２の攪拌部材の回転軌跡 ２・・・吹き出し防止フィルム ３・・・弾性現像剤規制部材 ４・・・クリーナー ５・・・−広帯電器 ６・・・レーザーユニット （つ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）凝集度が通常時、５０〜６０％で、攪拌動作後に
   ６０〜７０％程度に変化する一成分現像剤を用いて現像
   を行う現像装置において、攪拌部材の外郭の回転軌跡と
   現像剤担持体表面との最近接距離ｌ（ｍｍ）が、 ５≦ｌ≦１５ で規定される攪拌機構を有することを特徴とする現像装
   置。
2. （２）表面のブラスト処理を球形微粒を砥粒として行い
   、表面凹部の曲率半径が少なくとも現像剤平均粒径以上
   、平均粒径の１０倍以下、また、凹凸粗面の表面粗さが
   現像剤平均粒径の０．３〜２．０倍としている現像剤担
   持体を使用することを特徴とする請求項１に記載の現像
   装置。
3. （３）トナーと、トナーと同極性に帯電する第１の物質
   及びトナーと逆極性でかつトナーより充分高い帯電特性
   の第２の物質を外添したもので、その凝集度が通常時５
   ０〜６０％で攪拌動作後に６０〜７０％程度に変化する
   磁性一成分現像剤を用いて現像を行う請求項１または２
   に記載の現像装置。
4. （４）弾性を有する現像剤規制部材を現像剤担持体に当
   接して現像剤の層厚規制を行う請求項１又は２又は３に
   記載の現像装置。