JPH04204962A - 現像剤層の形成方法 - 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〕 本発明は像形成体、特に電子写真法等に供される像形成
体上の潜像を現像する現像手段で、現像剤担持体上に保
持・搬送される現像剤の層厚を規制するようにした現像
剤層の形成方法の改良に関するものである。

〔発明の背景〕 一成分又は二成分現像剤を用いての電子写真式画像形成
装置においては、良好な画像を得るために、現像剤担持
体（現像スリーブともいう）上の現像剤の層厚を薄く、
しかも均一にすることか必要である。

従来は、固定規制板により現像剤層厚の規制かなされて
いたが、現像剤担持体と固定規制板との機械的取付精度
や、現像剤担持体の駆動回転時の偏芯精度や現像剤担持
体の軸受精度等にも限界かあって現像剤層厚として０．
３ｍｍ程度か下限となっている。

この方法では均一でムラのない薄層を得ることは困難で
あった。しかし均一な薄層を得る目的に沿ったものとし
て固定規制板以外の現像剤層厚規制装置か種々考案され
ている。例えば、（ａ）特開昭５４−４３０３８号公報
記載の現像剤層形成装置は、−成分トナーを用いる場合
に現像剤担持体に、一方に自由端を有する板状の弾性体
よりなる現像剤の層厚規制部材を撓ませて押圧させるも
のであり、 （ｂ）特開昭５４−５１８４８号公報記載の現像剤層形
成装置は金属バネと軟弾性体とを重ね合わせた板状弾性
体を用い、軟弾性体の板状腹部を現像剤担持体に押圧す
ることにより一成分現像剤の層厚を規制するものである
。

（ｃ）特開昭５９−１２６５６７号、５９−１２９８７
９号各公報等に記載の現像剤層形成装置は、やはり一成
分系現像剤を用いる現像装置において、現像剤担持体と
間欠的或は連続的に回転する弾性ローラを押圧せしめ両
者の間のニップにより現像剤の層厚を規制するものであ
る。

（ｄ）特公昭６０−１２６２７号公報記載の現像剤層形
成装置は、−成分現像剤を用いる現像装置において、弾
性体より成る現像剤担持体に回転ローラを接触せしめて
現像剤の層厚を規制するものである。

（ｅ）これらを二成分現像剤に用いるべく改良されたも
のとして特開昭６２−１９１８６８号及び特開昭６２−
１９１８６９号各公報等に、非接触現像に適した現像ス
リーブ上に薄層の現像剤層を形成する技術手段か開示さ
れている。

これは、支持部材に支持された弾性板の先端を、現像ス
リーブ上の現像剤の移動の上流方向に向け、かつその弾
性板を上記現像スリーブ上に押圧させ、これによって上
記現像スリーブ上に付着、搬送される磁性キャリアとト
ナーとを含む現像剤の層厚を規制することによって、現
像剤層厚を従来の規制手段に比べて高精度で薄層に容易
に設定可能としたものである。

（ｆ）また、同じく二成分現像剤を使用するもので特開
昭６１−１８９５８２号、同６２−７５５６３号公報等
に記載の現像装置では、固体板状層厚規制部材を設けそ
の背面に磁性体を配置し、現像剤担持体内に設けた固定
磁石体の吸引力によって間接的に規制板の腹部或は折曲
げエツジ部等を押圧させてその層厚を規制しようとする
ものなどが開示されている。

〔発明か解決しようとする問題点〕

上記従来提案されているような各現像剤層形成装置の欠
点としてはそれぞれ下記のようなことかある。

（ａ）、（ｂ）装置共に、弾性体からなる層厚規制部材
を撓ませて発生する押圧力を利用しているため、その押
圧力は現像剤担持体の回転速度、圧接位置及び現像剤層
厚等の変動により変化し易く、また振動し易く、しかも
その振動を抑制する手段が講しられていないため、画像
形成装置内で発生した振動に共振して振動するようにな
り、このため均一な厚さの現像剤層を得ることか困離に
なるという問題点かある。又、特に（ｂ）装置において
、軟弾性体にて押圧するためその傾向か著しく現われる
が、更に当接部にツブ）の幾何学的形状か現像剤担持体
の回転速度、圧接位置及び現像剤層厚等の変動により摂
動を受は易く、当該ニップの面積か変化する。従って、
現像剤層の厚みにムラかでき易くなるという問題を生し
る。このような不都合の他、ニップを形成する一方又は
両方を軟弾性体で構成した場合はさらにニップの現像剤
による目詰まりと（軟）弾性体の摩耗により経時的変動
か生しる不都合かある。これらの不都合は特に磁性材料
や流動化剤などの硬物質を含む現像剤の場合に起き易い
。

また、（Ｃ）の装置では（’ａ）よりさらに安定した均
一な薄い層を得ることか出来るか回転体による層厚規制
手段によるため現像剤の凝集した粒子を解きほぐす或は
凝集した粒子を排除する能力等においてその性能は劣り
、ニップ部に凝集した粒子の塊りか挟持され、回転体の
回転に伴ってスルーしてしまうといった現像を生し、間
欠回転によっても必ずしも満足される性能か得られず、
画像汚れや黒点等を生し画質低下を来たすものである。

また圧力バランスを取るため回転機構、圧接機構等が複
雑なものになっていた。

また、（ａ）〜（ｄ）のいずれの装置も層厚規制部材の
押圧面積か比較的大きくニップ部に送り込まれる現像剤
量か時々刻々変動する通常の現像装置にあっては、この
ような変動を反映して、時々刻々変化する現像剤層厚を
与えてしまうと言う欠点かある。

（Ｃ）、（ｄ）は非磁性−成分現像剤に好適な、現像剤
担持体か弾性を有し、これに現像剤層厚規制部材を押し
当て、現像剤の薄層を形成する技術てあり、現像剤担持
体か永久変形したり、現像剤層厚規制部材の弾性率が、
長期の使用で変化しやすく、安定な層形成が出来得ない
。

二成分用に開発された（ｅ）においても長期の使用では
充分な特性を保持できない。

さらに、（ａ）、（ｂ）、（ｅ）及び（ｆ）においては
剛性を有する現像剤担持体（金属製現像スリーブ）に弾
性現像剤層厚規制板を押圧し薄層形成を行うものであっ
て、長期的使用時に弾性板の弾性率変化や永久変形を生
じやすく、層厚規制部材としての耐久性か短いという欠
点を有していた。しかも弾性板の取付に際し、その位置
がわずかに変化すると、先端あそび量や、押圧力が変化
して安定な層厚規制か出来にくい。このため、量産時に
は取付精度かきわめて厳しいという重大な欠点を持って
いる。

また特に、（ｆ）においては現像剤層厚規制部材の背面
及び現像剤担持体の内部に配置された磁石相互によるト
ナー凝集の解きほくし等の効果はやや働くものの、固体
板状規制部材を介しての吸引力を利用するため、両磁石
間の距離か大きくなる程急激にその吸引力か下がるなど
、距離変動による押圧変動をひろい易く、現像剤層への
押圧効果か安定して均一とならずトナー或は現像剤の凝
集物がスルーしてしまったり、又、逆に一定した層厚か
得られず、目詰りを生し、画質に白スジを引き起すなど
の悪影響を及はすという欠点を有する。

本発明は、これらの点を解決して良好な画像を安定して
形成するべき、現像剤担持体上の現像剤の層厚を均一に
して安定に形成し、凝集した現像剤やトナーか現像領域
に移動することを防止し得るようにした現像剤層の形成
方法を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、回動する円筒状外周面上に現像剤を担持し
て搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体の外周面を
押圧し、該現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規
制する現像剤層規制部材との押圧位置に、均一な粒径を
有する間隙保持粒子を含む現像剤を挟持して通過させる
ことにより、前記押圧位置における現像剤担持体と現像
剤層規制部材とを所定の間隙に形成し、前記回転する現
像剤担持体上に現像剤層を形成保持するようにしたこと
を特徴とする現像剤層の形成方法によって達成される。

また、本発明による現像剤層の形成方法は、前記現像剤
が、前記間隙保持粒子を含み、磁性キャリアとトナーと
から成る二成分現像剤であって、前記間隙保持粒子の粒
径が、前記キャリアの最大粒径より大であることを特徴
とするものである。

あるいは、本発明の現像剤層の形成方法は、前記現像剤
か前記間隙保持粒子と一成分現像剤とから成り、前記間
隙保持粒子の粒径が前記一成分現像剤中の粒子の最大粒
径より大であることを特徴とするものである。

なお、前記間隙保持粒子は好ましくは磁性粒子から成る
ことを特徴とする。

また、前記現像剤層規制部材の前記間隙保持粒子押圧部
分は剛体、あるいは弾性体である。

なお、前記現像剤担持体は、駆動回転する金属製、好ま
しくは非磁性のスリーブであり、この内側に磁界発生手
段を有することを特徴とする。

また、本発明による現像剤層規制部材は強磁性体から成
り、該現像剤層規制部材による前記間隙保持粒子を前記
現像剤担持体に押圧する押圧力が、磁力により形成され
ることを特徴とするものである。

あるいは、前記現像剤層規制部材による前記間隙保持粒
子を現像担持体に押圧する押圧力が、機械的弾性力によ
り形成されることを特徴とするものである。

もしくは前記押圧力が磁力、機械的の両者により形成さ
れることを特徴とするものである。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を添付図面によって説明する
。

第４図は本発明による現像剤層の形成方法を多色像形成
装置に適用した実施例を示す構成図ある。

図において、画像入力部（読み取り系）　ＩＮは、照明
光源１．ミラー２Ａ、２Ｂ、２Ｃ，レンズ３゜−次元カ
ラーＣＣＤ撮像素子４が一体となってユニット化されて
いる。ミラー２Ａ、２Ｂ、２Ｃと照明光源１か図示しな
い駆動装置によって矢印Ｘ方向に移動し走査、ＣＣＤ撮
像素子４か原稿画像を読み取る。なお、上記画像入力部
＋Ｎを固定し、原稿台５を移動させることによって原稿
画像を走査読み取るようにしてもよい。

画像入力部ＩＮで読取られた画像情報は、画像処理部Ｔ
Ｒで記録に適したデータに変換される。

上記画像情報信号はレーザー光学系６に入力される。レ
ーザー光学系６は半導体レーザー発振器、回転多面鏡、
ｆθレンズ等より構成されユニット化されている。該レ
ーザー光学系６は、上記の画像データに基づいて以下の
ようにして像担持体２０上に潜像を形成し、この潜像か
現像されてトナー像が像担持体２０上に形成される。像
担持体２０はスコロトロン帯電極７により表面が均一に
帯電される。続いてレーザー光学系６から記録データに
従った像露光りが像担持体２０上に照射される。

このようにして像担持体２０上に静電潜像か形成される
。この静電潜像はイエロートナーが収容されている現像
装置３０Ｙにより現像される。トナー像か形成された像
担持体２０は、再びスコロトロン帯電極７により均一に
帯電され、別の色成分の記録データに従った像露光りを
受ける。形成された静電潜像はマゼンタトナーが収容さ
れている現像装置３０Ｍにより現像される。この結果、
像担持体２０上にイエロートナーとマゼンタトナーによ
る２色トナー像か形成される。以下同様にしてシアント
ナーを収容する現像装置３０Ｃ１黒トナーを収容する現
像装置３０８Ｋによって、逐次、重ねて現像され、像担
持体２０上に４色トナー像か形成される。

このようにして得られた多色トナー像は、露光ランプ８
により除電されて転写され易くされた後、転写極９によ
り記録紙Ｐに転写される。記録紙Ｐは分離極１０により
像担持体２０から分離され、定着器１で定着される。一
方、像担持体２０は除電極２とクリーニング装置３によ
り清掃される。

クリーニング装置３はクリーニングブレード４を有し、
像形成中は像担持体２０とは非接触に保たれていて、像
担持体２０に多色像か形成され紙等に転写されると像担
持体２０と接触し、転写残トナーを掻き取る。その後、
クリーニングプレート４か像担持体２０から離れる。

前記現像装置３０Ｙ　、　３０Ｍ　、　３０Ｃ、３０Ｂ
Ｋは、何れも同様の構造を有し、これらを代表して第２
図の断面図に示す。

現像装置３０のハウジング３１の内部には、現像スリー
ブ３２、マグネットローラ３３、トナー搬送部材３４、
トナー攪拌部材３５、供給ローラ３６、およびスクレー
パ（掻き取り板）３７等が取り付けられている。また、
前記ハウシング３１の上部開口を閉蓋する蓋部材３８の
内側には、現像剤の層厚を規制する剛性かつ磁性を有す
る例えばステンレス鋼棒等の現像剤層規制部材（薄層形
成棒）４０と、該薄層形成棒４０を保持するホルダー４
１、取付板４２と、前記薄層形成棒４０を押圧する弾性
部材４３等から成る現像剤層厚規制手段が設けである。

前記現像スリーブ３２と像担持体（感光体ドラム）２０
との間隙は、現像スリーブ３２の軸端部に同軸に設けら
れコロ（図示せず）が、像担持体２０周面の両端付近の
画像形成領域外に当接することによって、常に０．５ｍ
ｍ前後の一定間隙に保持されている。

図示省略したトナー収納装置（トナーホ１．バー）より
補給されるトナーは、トナー搬送部材３４に送り込まれ
、更に、互いに反対方向に回転されるトナー搬送部材３
４と攪拌部材３５によって、予めハウジング３１内に収
容されている磁性キャリアとトナーとから成る二成分現
像剤りと充分攪拌混合されたうえ、供給ローラ３６を介
して現像スリーブ３２に送られる。前記トナー搬送部材
３４と前記攪拌部材３５は互いに相反する矢示方向に回
転する左巻きの螺旋角をもったスクリュー状の部材であ
ってトナー搬送部材３４の推力によって奥側に搬送され
たトナーとキャリアは、図面の奥側方向に上縁か低く傾
斜する前記ハウシング３１の仕切り隔壁部を順次乗り越
えて攪拌部材３５側に移りその推力によって図面の手前
側に搬送され、その間におけるトナーとキャリアとの混
合作用によって摩擦帯電かなされた均質な現像剤りとさ
れ、更に矢印方向に回転する供給ローラ３６によって現
像スリーブ３２周面上に散布される。

駆動回転される現像スリーブ３２の内部には、固定した
磁極を有するマグネットローラ３３が配設されていて、
この回転する現像スリーブ３２とマグネット口、−ラ３
３とによって、現像剤りか現像スリーブ３２上に層状に
付着して、矢印入方向に搬送され、前記薄層形成棒４０
の押圧位置を通過して所定の薄層が形成される。

第３図は現像剤層厚規制手段の平面図である。

前記ホルダー４１のＶ型溝部４１Ａの一部内壁には、弾
性部材４３か複数箇所貼り付けられている。該弾性部材
４３と前記Ｖ字型溝部４１Ａで形成される凹部に、前記
薄層形成棒４０が落し込まれる。そして、該薄層形成棒
４０の両端部のセンター穴４０Ａ、　４０Ａに、取付板
４２の曲がり部に設けられた突起部４２Ａの先端部か遊
嵌、挿入される。該取付板４２は前記ホルダー４１の取
付基準面に突き当てられ位置決めした状態に、ホルダー
４１の取付面に小ねし４４により固定される。このよう
にして、薄層形成棒４０はホルダー４１から脱落したり
外れたりすることかなくなる。勿論、前記突起部４２Ａ
とセンター穴４０Ａの嵌合状態はゆるくし、外れない程
度の余裕を持たせである。

このようにして組み立てられた現像剤層厚規制手段のユ
ニットを現像装置３０の蓋部材３８に、はめ込み固定し
、該蓋部材３８をハウジング３１の上にかぶせれば、調
整か終わった状態で組立か簡単に完了する。

前記磁性を有する薄層形成棒４０は、対向するマグネッ
トローラ３３の磁性と逆の磁性を有し、その吸引磁力と
、前記弾性部材４３による弾力との協働によって現像ス
リーブ３２への押圧力か得られるようにしである。そし
て現像スリーブ３２上に運ばれてくる現像剤りは、前記
磁性薄層形成棒４０と弾性部材４３との押圧力に打ちか
って薄層形成棒４０を持ち上げ、その圧接位置にできた
隙間を通過することによって、均一な現像剤層設定厚さ
か得られるようにしである。モして像担持体２０と現像
スリーブ３２との間の現像領域の設定隙間（ここでは０
．８ｍｒ５）と対応し、最適な現像か行なえるようにし
である。

その後、現像か終わって現像スリーブ３２上の余った現
像剤りは現像装置３０のハウジング３１内に戻されて、
スクレーパ３７で現像スリーブ３２の周面から掻き落と
されたのち、再び攪拌ローラ３４．３５によって均一攪
拌がなされ、供給ローラ３６を介して現像スリーブ３２
上に散布され、連続的に現像か行われる。

なお、前記現像剤層厚規制手段において、−例として薄
層形成棒４０を直径６［ｌ１ｎｌの剛性かつ磁性を有す
るステンレス鋼棒とし、該薄層形成棒４０をマグネット
ローラ３３の磁極に対向する位置に（２〜６　）　ｇｆ
／ｍｍの荷重かかかるようにしたところ、ＤＣ−８０２
８現像剤（コニカ株式会社製）を用いてほぼ（７〜９　
）　ｍｇ／ｃｍ２の現像剤搬送量か得られた。

その際に現像スリーブ３２表面の押圧位置での磁束密度
は６００ガウスであった。

前記磁性薄層形成棒４０に代えて、非磁性の直径６ｍｍ
の剛性を有する円柱棒を用いた場合、上記各円柱にゴム
層被覆を用いた場合の、現像剤の搬送量（現像スリーブ
面上の単位面積当りの現像剤の重量）すなわち現像剤層
厚の比較を行なったのか第５図（Ａ）である。

また、剛性かつ磁性を有する薄層形成棒４０を用いた際
の現像剤搬送量については、第５図（Ｂ）に示すように
薄層形成棒４０の直径を変化させたとき、押圧力と現像
剤搬送量は図示のように変化する。

さらに、剛性を有する現像スリーブ３２の材質に、非磁
性体のステンレスパイプや、アルミ材等の金属パイプや
、硬質樹脂やガラス、セラミック等の剛性を有するパイ
プ材を用いても、押圧力の変動による現像剤搬送量に変
化を生しる。

さらにまた、現像スリーブ３２の表面あらさによっても
、現像剤搬送量に差異を生しる。

第１図（Ａ）は前記現像装置３０の要部拡大断面図であ
る。

第１図（Ｂ）は本発明に係る現像剤層の層厚形成方法を
適用した一例を示す拡大断面図である。

本発明に係る現像剤りは、樹脂被覆の磁性キャリアＣと
、着色剤を含む樹脂トナーＴと、樹脂被覆の間隙保持粒
子（スペーサ粒子）Ｓとから成り、その各諸元は下表に
示す通りである。

第１表 上記組成物中、キャリア（Ｃ）８８重量部とトナー（Ｔ
）１２重量部とを混合し、これに均一な粒径を有するス
ペーサ粒子（Ｓ）を混入し、充分攪拌して目的の現像剤
りを得る。そして上記スペーサ粒子Ｓの含有比は、キャ
リアＣとトナーＴとスペーサ粒子Ｓの合計重量に対して
約６重量％とじた。ここで前記第１表に示すようにスペ
ーサ粒子Ｓの粒径はキャリアＣの粒径の２〜８倍を有す
る大粒子である。

本実施例では、固定したマグネットローラ３３の外側を
図示矢印方向（反時計方向）に回転する現像スリーブ３
２の周面上に付着した現像剤りは、前記薄層形成棒４０
による押圧位置を通過するとき、現像スリーブ３２と薄
層形成棒４０との間隙ｇが、前記スペーサ粒子Ｓを挟持
して通過可能な所定間隙に規制され、現像スリーブ３２
の周面上の現像剤層は所定の薄層厚となる。なお、上記
スペーサ粒子の直径は、現像装置３０の現像条件に適合
するよう適宜選択されて、間隙ｇを規制して所望の現像
剤層厚を形成することができる。

上記現像剤層は現像領域３９において、図示矢印方向（
時計方向）に回転する像担持体２ｏ上の静電潜像を、間
隔をへだてて非接触で現像し、トナー像を形成する。

この非接触現像時には図示しない電源から交流（シＸ 成分を含む現像バイアスか前記現像スリーブ３２に印加
され、その結果、現像スリーブ３２上に現像剤中のトナ
ーのみか選択的に前記潜像の面に移行して付着される。

トナー成分を消費した現像剤りはキャリア比率か高くな
って現像スリーブ３２によって搬送されて前記スクレー
パ３７により剥離回収され、再びトナー比率の高い現像
剤りと混合される。

上記現像工程において、磁性を有するスペーサ粒子Ｓは
現像スリーブ３２の局面に磁力により吸着された状態で
運ばれ、その後、スクレーパ３７によって剥離されるが
、再びハウシング３１内で現像剤りと混合して現像スリ
ーブに吸着され、繰返し使用される。

本発明の現像装置の第１図に示した実施例の備える各構
成部材の仕様は次の通りである。

前記現像スリーブ３２は外径寸法２０ｍｍφの薄肉円筒
状のステンレス材で外周面を３μｍの粗さにホーニング
処理したものである。現像スリーブ３２の直径は、現像
装置の小型化からも小径スＩＪ−ブか求められるが、内
蔵するマグネットローラ３３の磁力の制限から１５〜３
０ｍｍに設定される。

また、現像スリーブ３２の回転数についても、種々実験
を行ったが、回転数か低いと現像剤の供給量も少なく、
潜像を現像したときの画像濃度も低い。外径２０ｍｍの
現像スリーブ３２についてみると、スペーサ粒子を用い
ない場合には、回転数か毎分０〜２００回転の間は最高
画像濃度は直線的に増加し、毎分２００回転以上につい
ては飽和状態となる。

しかし環境温度か低いときには最高画像濃度か低下する
ので、若干の余裕をもって設定することか必要である。

次にスペーサ粒子を混合した場合の実施例を第２表に示
す。

第２表 ここでのスペーサ粒子は、直径６０μｍ、混合比６ｗｔ
％、現像スリーブ３２と像担持体２ｏの間隔は０、８ｍ
ｍａ 第２表に表われるように、二成分現像剤にスペーサ粒子
Ｓを混合することにより、現像スリーブの回転数に係り
なく、現像剤搬送量、画像濃度、現像剤耐久性等を向上
させることか可能となった。

すなわち、現像スリーブの低速回転によっても、スペー
サ粒子のない場合に比して上記諸性能を向上させること
かできる。

第６図（Ａ）は現像剤搬送量と現像剤磁穂の高さを示す
図である。図示のように、現像剤搬送量の増加にともな
い穏の高さも変化するか変化率は搬送量か２倍になって
も穂の高さは１．３倍程度である。

すなわち、現像剤搬送量か増大しても、磁穂の高さは余
り高くならず、現像領域で磁穂が像担持体に接触するこ
とはない。

第６図（Ｂ）はスペーサ粒子の粒径と現像剤搬送量の関
係を示す図である。図はスペーサ粒子Ｓ混合による現像
剤搬送量の効果を示す。すなわち、スペーサ粒子Ｓの粒
径を変えることによって現像剤搬送量を容易に制御でき
る。

前記マグネットローラ３３は第１図に示すようにＮおよ
びＳを交互に等間隔に配置した等磁極８極または１２極
の磁石から構成されるものであるが、１極欠落させて７
極または１１極としてもよい。なお、各磁石の磁力は像
担持体２０へのキャリア付着を押さえるために大きい方
かよいが、マグネットローラ３３の形状によって製作上
の限界もあり現像スリーブ３２の周面上法線方向での最
高磁束密度を５００〜７００ガウス程度、本実施例では
６００ガウスに保たれている。なおマグネットローラ３
３にはフェライトを用いている。

現像スリーブ３２と薄層形成４０との関係位置は第１図
に示すように、マグネットローラ３３の磁極に対向した
位置で、薄層形成４０は現像スリーブ３２に押圧され、
また誘磁された磁力によって吸引され、押圧力を高め、
現像スリーブ３２に均一に密着するよう作用している。

前記薄層形成＄１４０を押圧する手段としては、前記弾
性部材４３を、ゴム状弾性体あるいは機能の発泡体とし
てもよい。または弾性部材４３として調整可能な板ばね
やコイルばねを用いることもできる。

また、前記薄層形成棒４０は、円柱形状に限定されるも
のではなく、現像スリーブ３２に当接する部分か二次曲
面断面をなす柱状体、例えば曲率半径か１〜１５ｍ＋ｎ
の棒状の現像剤層規制部材としてもよい。

あるいは、前記薄層形成棒４０の少なくとも押圧部を、
ウレタンゴムまたはシリコーンゴム等の薄いゴム材や、
または押圧部を硬化樹脂層や硬質カラス層で被覆しても
よい。なお上記ゴム材の被覆層の厚さは、０．０１〜１
　ｍｍ程度か好ましい。

更に、前記薄層形成棒４０は、好ましくは磁性を有する
剛性材料からなる磁性棒状体であるが、磁界を発生する
磁石でもよいし、あるいは磁性粒子を封入し外側を硬質
材で被覆した柱状体でもよい。

この装置において、薄層形成棒４０を直径６ｍｍの剛性
を有したポリカーボネートとし、２〜４　ｇｆ／ｍｍの
荷重かかかるようにしたきころ、均一でムラかなくほぼ
７〜９■／ｃｍ２の搬送量か得られた。その結果ムラの
ない濃度の安定した画像か得られた。

また、この現像装置において、薄層形成棒４０の材質と
して、ヘークライト等の樹脂材やＳＵＳやＡｆ等の金属
を、ゴム弾性部材４３としてシリコンゴム、フッ素ゴム
等を用いても、搬送量については、円柱棒４０の直径と
押圧力と、スペース粒子Ｓの粒径を設定することにより
適当な搬送量を選ぶことが出来た。

なお、現像スリーブ３２の材質として非磁性体のステン
レス鋼を用いたが、アルミ材の金属や硬い樹脂、ガラス
、セラミック等の剛性を有する材質を用いても同等の効
果か得られた。現像スリーブ３２の表面アラサは３Ｓの
ものを用いた。表面アラサを０．１〜２Ｏ８のものを用
いても同様の効果か得られた。他の材料に同様の結果か
得られた。

第７図は本発明を適用したカラープリンタのプロセスカ
ートリッジの断面図である。

なお、図中に使用されている符号について、第１図ない
し第４図と同し機能を有する部分には、同符号を付して
いる。また、前記実施例と異なる点を説明する。

該プロセスカートリッジは、現像装置３０Ｙ、３０Ｍ、
　３０Ｃ，３０ＢＫ、帯電器７、クリーニング手段１３
等から成る下部ユニットと、ヘルド状像担持体（感光体
ベルト）２１と、該像担持体２１を回動させる駆動ロー
ラ２２および従動ローラ２３、および複数の間隔保持部
材２４と露光部のバックアッププレート２５等から成る
上部ユニットとから構成され、これら上下ユニットは分
離・結合可能な構造になっている。

下部ユニットの筐体（ハウジング）３１底部付近には、
複数個の現像装置３０Ｙ、　３０Ｍ、　３０Ｃ，３０８
にのケーシングか凹状に成形されている。これら各凹状
ケーソング内には、マグネットローラ３３Ｙ。

３３Ｍ、　３３Ｃ，３３８Ｋをそれぞれ内蔵する現像ス
リーブ３２Ｙ、　３２Ｍ、　３０Ｃ，３０８にと、トナ
ー搬送部材３４Ｙ、　３４Ｍ、　３４Ｃ，３４８にと、
攪拌スクリュー３５Ｙ。

３５Ｍ、　３５Ｃ，３５８Ｋか筐体３１の両側面部に駆
動を回転可能に軸架されている。

現像装置３０Ｙ内のトナー搬送スクリュー３４Ｙと攪拌
スクリュー３５Ｙとの間には、仕切り板に粘着されたス
クレーパ３７Ｙの先端部が、前記現像スリーブ３２Ｙの
円筒面に軽圧接している。他の現像装置３０Ｍ、　３０
Ｃ，３０８にのスクレーパ３７Ｍ、　３７Ｃ。

３７８にも同様の構成をなしている。

上記現像スリーブ３２Ｙの近傍には、磁性を有する剛体
の薄層形成棒４０Ｙが、ホルダー４１Ｙに支持されて弾
性部材４３Ｙにより押圧され、前記現像スリーブ３２Ｙ
に圧接し、現像剤層厚規制手段を構成している。

他の現像装置３０Ｍ、　３０Ｃ，３０にの現像剤層厚規
制手段も同様の構成をなす。すなわち、図において４０
Ｍ、　４０Ｃ，４０８には円柱棒、４］Ｍ、　４１Ｃ，
４１８にはホルダー、４３Ｍ、　４３Ｃ，４３８には弾
性部材である。

上記の構成をなすプロセスカートリッジの各現像装置３
０Ｙ、　３０Ｍ、　３０Ｃ，３０Ｋにおいても、各色の
現像剤ＤＹ、　Ｄｍ、　Ｄｃ、　Ｄｂｋ中に、それぞれ
間隙保持粒子（スペーサ粒子）Ｓを適量混入することに
よって、前述と同様の作用によって所定の現像剤薄層か
形成される。

第８図（Ａ）は本発明の現像剤層の形成方法に使用する
現像剤層規制手段の他の実施例を示す拡大断面図であり
、第８図（Ｂ）はその要部拡大図である。

これらの図において、トラム状の像担持体２０は、帯電
、露光装置１（図示せず）によって表面に静電像か形成
され、矢印の方向に回転する。像担持体２０に近接して
設けられた現像剤搬送担体は、アルミニウム等の非磁性
材料からなる現像スリーブ３２と、周方向に複数の磁極
を有するマグネットローラ３３から構成され、マグネッ
トローラ３３の磁極は、Ｓ極とＮ極を各４極交互に並べ
たものであり、現像スリーブ３２上での磁界は３０（１
−１５００ＧａｕＳＳが望ましく、本例では７００Ｇａ
ｕｓｓのマグネットロールを用いた。非磁性の現像スリ
ーブ３２はステンレスの表面を１〜１０μｍの粗さに凹
凸をつけたものが望ましく、本実施例では非磁性スリー
ブ３２の表面を３μｍの凹凸にした直径２０ｍｍの円筒
状スリーブを用いた。現像スリーブ３２の回転数は（１
００−５００）　ｒｐｍ、本例では（２４０）　ｒｐｍ
　、７グネツトローラ３３の回転数は現像スリーブ３２
の２〜５倍、本例では８００ｒｐｍである。現像剤りを
現像剤溜りから現像領域３９に搬送するためには、現像
スリーブ３２を固定し、マグネットローラ３３を回転さ
せるが、反対にマグネットローラ３３を固定し、現像ス
リーブ３２を回転させるが、あるいは両者３２゜３３を
回転することのいずれても可能である。ただし、現像剤
りの搬送される方向は、現像スＩＪ−ブ３２か回転をし
たときは、その回転方向と一同しであるが、マグネット
ローラ３３か回転をしたときには、その回転”方向とは
逆方向になる。

第８図では、マグネットローラ３３は固定し、現像スリ
ーブ３２を反時計方向に回転しているときを示した図で
あり、このとき、マグネットローラ３３か像担持体２０
に対向している磁極の磁束密度は、他の磁束密度よりも
大きくしである。像担持体２０と対向した磁極の磁束密
度をより大きくするために、同極あるいは異極の２つの
磁極を近接させることもできる。

薄層形成板（弾性板）５０は保持部材５１に固定されて
いる。弾性板５０の厚さに関しては０．０５〜０．２ｍ
ａｎの間にあることを適当とし、本実施例では０．１．
ｍｍとした。また弾性板５０の弾性率は５０００〜２５
０００ｋｇｆ／ｍｍ’を適当とし、本実施例では１１０
００ｋｇｆ／ｍｍ２とした。また弾性板５０の材質はス
テンレス、銅、黄銅、鋼鉄などがよいが、本実施例では
リン青銅を用いた。弾性板５０か保持部材５１に固定さ
れた位置から、弾性板５０の先端までの長さ（自由長）
は、５〜２０ｍｍの間にあることか適当で本実施例では
１５ｍｍとし、先端から１ｍｍのところで現像スリーブ
３２に接触し、かつ、その線圧か１〜１０ｇ／ｍｍの間
にあることか適当で実施例では１　ｇ／ｍｍとなるよう
に配設する。

現像スリーブ３２の周面上をマグネットローラ３３の磁
力によって担持され搬送される現像剤りは、薄層形成板
５０によって、所定の厚さの現像剤層（本例では（２５
０μｍ〜４５０μｍ））に形成され、更に搬送されて現
像領域３９に到達し、その一部は像担持体２０に吸引さ
れ、残りは現像スリーブ３２の周面上を矢印の方向に搬
送されてスクレーバ３７により現像スリーブ３２の周面
上から除去される。

このような構成をなす薄層形成板５０に圧接された現像
スリーブ３２の周面には、キャリアＣとトナーＴと間隙
保持粒子（スペーサ粒子）Ｓとから成る現像剤りか吸着
搬送されて、圧接部分を通過し、このとき現像スリーブ
３２と薄層形成板５０との間隙ｇが、スペーサ粒子Ｓの
粒径か通過可能な所定間隙に規制保持されて、この間隙
通過後の現像剤層は所定の薄層圧となって現像領域３９
に搬送される。

第９図は前記薄層形成板５０の圧接面か現像スリーブ３
２の回転方向に対して掃引する方向に設置した例である
。この場合にも前記スペーサ粒子Ｓの介在搬送によって
間隙ｇは一定に保持される。

第１０図は本発明の現像剤層の形成方法に使用する現像
剤層規制手段の更に他の実施例の構成を示す断面図であ
る。

この実施例では、現像剤層規制部材として、金属又は合
成樹脂からなる前記薄層形成板５ｏに、ゴム弾性板５２
を積層したものである。

第１０図（ａ）は、ゴム弾性板５２として、厚さ０、　
］〜２．　Ｏｍｍ、ゴム硬度４０〜９０°）Ｉｓのポリ
ウレタンなとのゴム部材を仕様し、薄膜形成板５ｏとし
て、ｊＫすｏ、０５〜０．５ｍｍの燐青銅板あるいはス
テンレス鋼板なとの金属薄板や、厚さ０．１〜１．　Ｏ
ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）なとの樹
脂板を用い、ゴム弾性板５２とを粘着テープ、接着剤あ
るいは熱融着なとにより貼り付け、これを保持部材５１
に両面粘着テープを介して貼り付けている。

両面粘着テープの代わりに接着剤を用いてもよい。

第１０図（ｂ）はゴム弾性板５２と薄層形成板５ｏを貼
り付けることなく重ね合わせた状態で、保持部材５１て
機械的に挟み込んだ例である。

ここで、前記ゴム弾性板５２と現像スリーブ３２との当
接位置や変形量は、特開昭６２−１９１８６８号、特開
昭６２−１．９１８６９号による押圧力、先端遊び量に
より求められる。

この例においては、ゴム弾性板５２のトナー、キャリア
と接触する部分にゴム弾性体を用い、裏打ちを行ってい
るため、現像スリーブ３２に均一な押圧か可能となり、
キャリアやトナーの付着堆積も発生しないため、均一で
安定した現像剤層か形成可能である。

上記（ａ）、（ｂ）いずれの例においてもゴム弾性板５
２か貼り付けられるとき、あるいは挟み込まれる時に、
多少の歪みかあっても金属又は合成樹脂の薄層形成板５
０に押さえつけられる形となりゴム弾性板５２の波うち
か防止され均一な層形成を長期にわたり安定して行うこ
とかできる。

第１１図は、金属又は合成樹脂の薄層形成板５０の現像
スリーブ３２に当接する部分だけに、ゴム弾性板５２を
貼り付けたものである。該ゴム弾性板５２は、ゴム硬度
４０〜９０°Ｈｓ好ましくは５０〜７００Ｈｓのポリウ
レタンなとのゴムで厚さを１〜３ｍｍとして、保持部材
５１に固定したものである。この例においても、ゴム弾
性板５２よる現像剤層形成の安定化と、歪みへの対策は
満足することかできる。

以上のように、本発明に係る現像剤層厚規制手段のこの
実施例では、ゴム弾性板５２の、現像スリーブに接する
面とは反対側の面に、金属や合成樹脂からなる板状弾性
体（薄層形成板５０）か接着あるいは面接触、線接触す
るようになっているので、薄いゴム弾性体たＩすの場合
のような波うち現象か発生しない。

上記第１０図および第１１図に示す現像剤層厚規制手段
を用いた現像装置においても、前記キャリアＣとトナー
Ｔとから成る現像剤り中に含まれる間隙保持粒子（スペ
ーサ粒子）Ｓが、現像スＩＪ　−ブ３２と薄層形成板５
０との圧接位置における間隙を、該スペーサ粒子Ｓの粒
径に相当する間隙に規制するから、該圧接位置を通過し
た現像剤層は所定の薄層厚となる。

第１２図はキャリアＣを含まない一成分現像剤を用いる
現像装置の断面図である。

なお、図中に使用されている符号について、第２図と同
し機能を有する部分には、同符号を付している。また前
記実施例と異なる点を説明する。

図において、６１はトナー補給容器、６２はトナー解明
用の振動板、６３はトナー残量検知手段である。

上記トナー補給容器６１から現像装置ハウソング３１内
に補給され収容される一成分現像剤ＤＩは、主に磁性ト
ナーより成り、更に前記間隙保持粒子（スペーサ粒子）
Ｓを含有している。

該−成分現像剤Ｄ１の諸元は第３表に示す通りである。

第３表 上記スペーサ粒子Ｓは均一な粒径を有する磁性粒子であ
る。そして該スペーサ粒子ＳとトナーＴとの重量比を１
　／１０：　１の割合で添加した。

上記の条件で実験を行なった結果、前記スペーサ粒子Ｓ
を含む現像剤ＤＩが、弾性部材４３により押圧された現
像剤層規制部材（薄層形成棒）４０と現像スリーブ３２
の押圧位置を通過するとき、スペーサ粒子Ｓの粒径にほ
ぼ等しい間隙を形成する。

現像スリーブ３２の面上に保持され該間隙を通過した現
像剤ＤＩは所定の現像剤厚か形成されて現像領域３９に
搬送されて、ここで像担持体２０上の静電潜像を現像し
てトナー像を形成する。

また、前記磁性を有するスペーサ粒子Ｓか現像スリーブ
３２上を吸着されて搬送されることにより、磁性トナー
Ｔの搬送力も強化され、前記薄層形成棒４０による押圧
位置でのトナー詰りか減少した。

更に、現像スリーブ３２と像担持体２０とか対向する現
像領域３９におけるトナーＴの流れ具合も改善された。

更にまた、磁界による磁穂もきれいに均一にでき、現像
性か安定するとともに、現像装置における設定ラチチュ
ードか広かった。

この現像剤層の形成方法に適合する磁性を有するスペー
サ粒子Ｓは、実験の結果、粒径は前記−成分磁性トナー
Ｔの粒径より大きく、３０〜１５０μｍの間のものか良
好であった。また、現像スリーブ３２上でのスペーサ粒
子Ｓの混入比は、上記実験では一成分磁性トナーＴに対
し重量比でほぼｌ／ｌＯか適していたが、１　／１００
〜２／３の範囲内で実施可能であった。

また、スペーサ粒子の材質は鉄粉およびフェライトにつ
いて実験したが、材質の差は余り影響なかったが、抵抗
値が低く、かつ小粒径のスペーサ粒子Ｓは、静電誘導に
より像担持体２０に付着してしまい良い結果は得られな
かった。

更に、前記スペーサ粒子Ｓは、トナーＴに比べ磁力によ
る現像スリーブ３２への吸着力が強いため、像担持体２
０側へ移動搬出されない。即ち、トナーＴとともにトナ
ー像内に引き込まれることはないから、現像スリーブ３
２面上に留まり、繰返し現像を行なっても消費されるこ
とはない。

更にまた、スペーサ粒子Ｓは体積的には少量のみの添加
であり、かつもともと電気的性質は使っていないため、
経時変化はあまり受けず、磁気的に磁化されたとしても
、それ程問題ではなく、−度現像剤ＤＩ中に添加するだ
けで良い。勿論、交換するようにしても良い。

また、前記スペーサ粒子Ｓは従来の一成分現像剤Ｄ１の
層厚規制や搬送性ばかりでなく、凝集性を改善すること
にも著しい効果がある。特に、高温時におけるトナーＴ
は凝集し易くなるが、スペーサ粒子Ｓの動きでハウジン
グ３１内で凝集を解明破砕するのに役立つ。

なお、抵抗値が低い弱磁性、または非磁性のスペーサ粒
子Ｓを用いるときは、第７図に示すように、現像スリー
ブ３２の上方に像担持体２１を配置して、現像スリーブ
３２上をトナーＴとともに搬送されて現像領域に至る課
程で、スペーサ粒子Ｓがその重力によって移動または脱
落するのを防ぐようにする。

上記−成分現像剤ＤＩを使用する現像装置の現像剤層厚
規制手段としては、前記薄層形成棒４０の代わりに、第
８図ないし第１１図に図示した弾性を有する薄層形成板
５０を使用することも可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明の現像剤層の形成方法は、現
像剤中に剛性を有し所定の均一粒径を有する間隙保持粒
子を含有し、該粒子を現像剤担持体上に搬送し現像剤層
規制部材により挟圧するように構成したことにより、安
定した均一な厚みの現像剤層を形成することができる。

従って従来のものと比して低荷重で均一安定した現像剤
層を得るようになった。

さらに、異物による目づまりをおこしにくい点や凝集ト
ナーや現像剤層の粉砕性もすぐれ、白すしか画像に出に
くい。また、現像剤量規制部材の現像剤担持体に対する
押圧部での押圧力の変化による規制後の現像剤量の変動
かきわめて小さく、現像性の優れた現像装置が可能とな
り、特に二成分現像剤での規制部材への現像剤成分の付
着を防止し、したがって安定したムラのない薄層が形成
出来、濃度ムラ、濃度低下等をきたさぬ、品質の優れた
画像が提供出来る。

本発明に係る現像装置は現像剤層規制部材の長期使用時
における変形がなく磁力による吸引力の変化も少ないの
で規制装置としての耐久性かきわめて大きい。さらに量
産時にも比較的取付精度の許容度が大きく、実用性に富
んだものである。

かつ、現像剤規制面積か小さいので不必要な現像剤との
摩擦帯電による悪影響も生しに＜＜、良好な画像を得る
ことか出来る。

それに加え、規制部材の交換を行う場合においても、取
付が容易であり、メンテナンス性か高い。

また、薄層形成棒の押圧剤として非線形弾性部材を用い
るときは、ケーシングやホルダ一部分の部品精度の誤差
や組立時のバラツキを吸収することとなり、調整箇所を
設けなくても、常に安定して良好な現像剤量の搬送がな
される現像装置が提供されることとなった。

また、本発明による間隙保持粒子を現像剤に含有させる
ことにより、現像剤層厚規制効果や搬送性向上ばかりで
なく、現像剤の凝集性を改善することにも著しい効果か
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明の現像剤層の層厚形成方法を適用
した現像装置の要部拡大断面図、第１図（Ｂ）は本発明
に係る間隙保持粒子を説明する拡大断面図、 第２図は上記現像装置の断面図、 第３図は現像剤層厚規制手段の平面図、第４図は本発明
による現像装置を多色画像形成装置に適用した実施例を
示す構成図、 第５図は薄層形成棒の押圧力と現像剤搬送量の関係を示
す図、 第６図は現像剤搬送量の特性図、 第７図はカラープリンターのプロセスカートリッジの断
面図、 第８図（Ａ）は薄層形成板と現像スリーブの拡大断面図
、第８図（Ｂ）はこれらの圧接位置の部分拡大断面図、 第９図は薄層形成板の他の実施例を示す拡大断面図、 第１Ｏ図および第１１図は薄層形成板の更に他の実施例
を示す断面図、 第１２図は一成分現像剤を使用する現像装置の断面図で
ある。 ２０・・・像担持体（感光体ドラム） ２１・・・像担持体（感光体ベルト） ３０、３０Ｙ　、　３０Ｍ　、　３０Ｃ、３０８Ｋ・・
・現像装置３１・・・ハウジング（筐体） ３２、３２Ｙ　、　３２Ｍ　、　３２Ｃ、３２８Ｋ・・
・現像スリーブ（現像剤担持体） ３３、３３Ｙ　、　３３Ｍ　、　３３　Ｃ、３３８Ｋ・
・・マグネットローラ ３４・・・トナー搬送部材 ３５・・・攪拌部材 ３６・・・供給ローラ ３７・・・スクレーバ ３８・・・蓋部材 ３９・・・現像領域 ４０・・・現像剤層規制部材（薄層形成棒）４１・・・
ホルダー ４２・・・取付板 ４３・・・弾性部材 ５０・・・薄層形成板（弾性板） ５１・・・保持部材　　　５２・ゴム弾性板Ｄ・・現像
剤　　　　Ｄｌ・・−成分現像剤Ｃ・・・キャリア　　
　ｇ・・・間隙 Ｓ・・・間隙保持粒子（スペーサ粒子）Ｔ・・・トナー

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）回動する円筒状外周面上に現像剤を担持して搬送
   する現像剤担持体と、該現像剤担持体の外周面を押圧し
   、該現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する
   現像剤層規制部材との押圧位置に、均一な粒径を有する
   間隙保持粒子を含む現像剤を挟持して通過させることに
   より、前記押圧位置における現像剤担持体と現像剤層規
   制部材とを所定の間隙に形成し、前記回転する現像剤担
   持体上に現像剤層を形成保持するようにしたことを特徴
   とする現像剤層の形成方法。
2. （２）前記現像剤が前記間隙保持粒子を含み、磁性キャ
   リアとトナーとから成る二成分現像剤であって、前記間
   隙保持粒子の平均粒径が、前記キャリアの最大粒径より
   大であることを特徴とする請求項１に記載の現像剤層の
   形成方法。
3. （３）前記現像剤が前記間隙保持粒子と一成分現像剤と
   から成り、前記間隙保持粒子の粒径が前記一成分現像剤
   中の粒子の最大粒径より大であることを特徴とする請求
   項１に記載の現像剤層の形成方法。
4. （４）前記間隙保持粒子が磁性粒子から成ることを特徴
   とする請求項１または２に記載の現像剤層の形成方法。
5. （５）前記現像剤層規制部材の前記間隙保持粒子押圧部
   分が剛体であることを特徴とする請求項１ないし４の何
   れか１項に記載の現像剤層の形成方法。
6. （６）前記現像剤層規制部材の前記間隙保持粒子押圧部
   分が弾性体であることを特徴とする請求項１ないし４の
   何れか１項に記載の現像剤層の形成方法。
7. （７）前記現像剤担持体が、駆動回転する金属製スリー
   ブであり、その内側に磁界発生手段を有することを特徴
   とする請求項１ないし６の何れか１項に記載の現像剤層
   の形成方法。
8. （８）前記現像剤層規制部材が強磁性体から成り、該現
   像剤層規制部材による前記間隙保持粒子を前記現像剤担
   持体に押圧する押圧力が、磁力により形成されることを
   特徴とする請求項１ないし７の何れか１項に記載の現像
   剤層の形成方法。
9. （９）前記現像剤層規制部材による前記間隙保持粒子を
   現像剤担持体に押圧する押圧力が、機械的弾性力により
   形成されることを特徴とする請求項１ないし７の何れか
   １項に記載の現像剤層の形成方法。
10. （１０）前記間隙保持粒子の形状がほぼ球形であること
    を特徴とする請求項１ないし９の何れか１項に記載の現
    像剤層の形成方法。