JPH0444070A

JPH0444070A - 電子写真記録装置の現像器ユニット

Info

Publication number: JPH0444070A
Application number: JP15336790A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Koike; 尚志小池
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1990-06-12
Filing date: 1990-06-12
Publication date: 1992-02-13

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、電子写真の原理に基づいて、用紙に文字やパ
ターンを記録する電子写真記９３装置に関する。特に、
その現像器ユニッ［・の改良に関す〔従来の技術１第６図に従来の現像器ユニットの側面図を示す。

同図に示すように、トナー収容部１０４に収容された現
像剤ことトナーを像担持体こと感光体ドラム１０６に供
給する為の現像スリーブは、回動可能な磁極を配した１
ｉｆｌ　＝ＩＩ部材１０２と、回動可能な金属外筒スリ
ーブ１０１によって形成されていた。

そして、前記金属外筒スリーブ１０１の回転と、この回
転の３倍から５倍の速度でＧｎ性部材１０２を回転させ
ることにより、１〜ナーを帯電かつ搬送させ、ある隙間
ｄを金属スリーブと感光体ドラムで保ちつつトナーの現
像を行なってきた。

［発明が解決しようとする課題］上述したような従来の現像器ユニッ１〜は、４〜１ｏｐ
ｐｍの比較的低速機においても前記金属スリーブを２０
０ｒｐｍ〜３００ｒｐｍ、前記６Ｒ性部材１０２を５０
０−２００Ｏｒｐｍ程度で比較的高速回動さぜねばなら
ず、トルクの増大による駆動系の複雑化や大型化による
現像器の小型化が不可能であった。

このような現像器ユニットにおいては、金属外筒スリー
ブの外径加工、研磨加工や、サンドブラスト加工が、必
要なことや、感光体ドラムと金属搬送スリーブが空隙を
隔てて精度良く配設する必要があり、工数及びコストの
増大の原因となっていた。

また、金属外筒スリーブや磁性部材の高速回動によるト
ナーの飛散やカブリ等による印字品質の低下や、トナー
の帯電量の不安定さによるトナイ」青濃度の変動をきた
していた。

また、前記現像剤搬送部材を廃し、ｍ性体ロラて搬送す
る考案、例えは特開昭６３−２２３６７５、ＶＳＰ４．
８５１．８７４の現像装置では、ｍ性材料の酸化腐食（
いわゆるザビ）による画像の低下、又、感光体ベルトや
感光体ドラムと接触して現像する場合、例えば感光体材
料がＯＰＣ等の有機感光体の様な時、６ｎ性材料が感光
体材料より比較的高硬度の為、感光体材料に擦過による
傷をつけ、画像に致命的欠陥を与えてしまうという問題
を有している。

そこで、本出願人はこのような問題を解決する現像器ユ
ニットとして、磁性部材外周面に回動可能なあるいは固
定が可能な弾性部材の外筒スリブを配したものを考案し
た。前記磁性部材のｍ石材料としては、フエライ］−、
アルニコ、マンガンアルミ、席上ａＭ　６Ｈ石等の公知
の６ｆ１石材料を使用することができる。しかしながら
、フェライト磁石等の高抵抗材料を前記磁性部材として
用いる場合には、現像時に前記ｉｉＲ性体部材上を搬送
される現像剤に現像バイアス電圧を印加したり、感光体
ドラムや感光体ベルト上の静電潜像を構成する電位ポテ
ンシャルにより形成される電界を強調する為等のいわゆ
る現像電極を別途設置するかあるいは前記磁性部材の内
部に設置され芯枠等の導電性部材を現像電極として用い
ることになるために、前者の場合には構造が複雑になる
という問題が、後者の場合には現像電極が潜像保持体や
現像剤から離れた位置に設置されることによる解像度の
低下や実効的現像バイアスの低下を補うための電源の高
出力化に伴う消費エネルギーの増加等の問題が生しる。

また、希土類磁石等の導電性材料を前記磁性部材として
用いる場合においてはｆｆｌ性体部分が現像電極として
用いることが可能ではあるが、前記磁性部材表面の酸化
腐食が生ずるために高品質な画像を長期間安定して形成
することができないという問題があるために、実際に希
土類Ｎ１石によるｉｉｎ性部材を使用する場合には前記
６磁性部材表面の酸化腐食を防止するために表面に表面
腐食防止層を設ける必要があり、前記表面腐食防止層と
してゴム等の高抵抗材料により前記６Ｒ性部材を被覆し
た場合には、やはりフェライトｆｆ１石等の高抵抗材料
を前記磁性部材として用いる場合と同様に現像電極が別
途設置されなければならなくなることによる構造の複雑
化やあるいは現像電極が潜像保持体や現像剤から離れた
位置に設置されることによる解像度の低下や消費エネル
ギーの増加等の問題がある。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは、高品質な画像を長期間安定して
形成しつる簡単な構造の現像器ユニットを提供するとこ
ろにある。

〔課題を解決するための手段］本発明の現像器ユニットは、現像剤を収容する収容部と
、回動可能な複数のｌａ極を有したｌｉＲ性部材と、該
磁性部材外周に配置された回転可能な弾性部材の外筒ス
リーブを備え、該磁性部材、該外筒スリーブの少なくと
も１つが回動することにより現像剤を搬送する現像器ユ
ニットにおいて、該弾性部材に少なくとも１つの導電性
物質を含むことを特徴としている。

〔作　用］本発明の上記の構成によれば、社主性部材外周面に少な
くとも１種類の導電性材料を含む弾性部材の回動可能あ
るいは固定の可能な外筒スリーブを設けることにより、
前記導電性材料が現像電極として機能することにより、
高品質な画像を長期間安定して形成することが可能とな
る。

［実　施　例１以下、本発明の一実施例について図面な参！＋４．　し
て説明する。第１図は本発明に係る現像スリーブの構成
を示ず図である。芯枠３の外周に磁極を配置した磁性部
材２を配設し、その磁性部材２の外周に少なくとも］ｆ
！！類の導電性材料を含んだ弾性材料の外筒スリーブｌ
　（以下、弾性外筒スリーブ１と記す）が配設されてい
る。弾性外筒スリーブ１に導電性を付与する方法として
、ＡＩ２、Ｆｅ、Ｎ１、Ｃｒ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の金
属やカーボンブラック等の導電性材料を、微粉にして弾
性部材中に分散したり、前記導電性材料の電気メツキや
化学メツキ、（８射等により弾性部材表面に配設する等
の方策が適している。

第２図は、前記現像スリーブを１ヘナ一収容部４内に配
設した状態を示している。ドクターブレト５を現像スリ
ーブ外周面に接触するように固定し、現像を行なってみ
た。感光体ドラム６に光発生ユニッ１−により潜像を形
成し、芯枠３にバイアス電圧をかけたところ、感光体ド
ラム６上にトナー画像を形成した。現像スリーブと感光
体ドラム６は等速で回っている為、トナー飛散のない良
好な画像を得ることができた。又、感光体ドラム６と現
像スリーブが接触しているのて現像位置てのニップ巾が
太き（とれる為、現像ヂャンスの増加と弾性外筒スリー
ブｌにより、感光体ドラム１上潜像を構成する電位ポテ
ンシャルによる電界が強調される等の現像電極効果とに
よる現像濃度の向上及び均一性を得ることができた。さ
らに、感光体ドラム６と現像スリーブとの接触による摩
擦により、感光体ドラム６の回転に合わせて現像スリー
ブが追従して回転し、現像スリーブのギヤ輪列削除も可
能であることも確認された。

上記第２図の実施例とは、現像スリーブの回転速度を感
光体ドラム６の回転速度より速くすること以外は同一の
条件にて実験を行った。その結果、−層現像濃度の高い
画像を得る事ができた。

また、回転数を上げても、現像スリーブ外周面に弾性体
を配置した効果により、感光体ドラム６には、傷の発生
は確認されなかった。

第３図は感光体ドラム６と隙間ｄをもって現像スリーブ
が離れている状態を示している。この状態において、感
光体ドラム６と等速に現像スリブを回転させ現像を行な
ったところ、第２図にくらべ、現像濃度は薄いものの、
トナーの潜像への付着状態の均一性の高い画像を得られ
た。つまり、弾性部材３とドクターブレード５との接触
によりトナーの帯電が均一に行なわれ、又トナーが現像
スリーブ上て薄層化し、帯電及びトナーの状態が安定し
ていることや現像電極効果が認められることを示してい
る。現像濃度が薄い場合は、帯電性の高いトナーを使用
する、現像スリーブの回転数を上げる等の方策により、
現像濃度を上げる等の方策がある。今回は、現像スリー
ブの回転数を上げる方策をとってみたところ、現像濃度
の上昇が得られた。今回の実験ではｌｏｐｐｍ機を用い
た。感光体ドラムの径はφ３０ｍｍ回転数は約３７ｒｐ
ｍであり、第２図の実施例では、現像スリーブはφ２０
ｍｍである為、現像スリーブは約５６ｒｐｍの回転数で
ある。第３図の実施例では現像スリーブが７０〜８０ｒ
ｐｍで良好な領域があり、従来例に較べ低速化が図られ
た。

勿論、トナーや印字速度によって最適な領域が変動する
第２図、第３図とも、ｌ−ナーは絶縁性磁性ｌ成分トナ
ーを用い、隙間ｄは０２〜０．５ｍｍにて行ない、現像
スリーブは芯枠がφ６ｍｍ、磁性部材はφ１５．５ｍｍ
、φ１７．５ｍｍ、φ１８．５ｍｍの３種を用い、弾性
外筒スリーブ１は厚み２ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍの３
種にし、現像スリーブ径がφ２０ｍｍとなるようにした
。勿論、上記実験条件は、限定的なものではなく、現像
スリーブや感光体ドラム６の径、周速、トナー物性、印
字速度等によって変動する。前記第１図から第３区名の
実施例は、弾性外筒スリブ１と、磁性部材２が同一回転
数で行なったものである為、磁性部材２が固定の場合、
磁性部材２の回転数が、弾性外筒スリーブｌと違う場合
について実験を行なった。

磁性部材１が固定の場合は、前記実施例とばぼ同−の画
像が得られた。また、磁性部材２の固定位置については
、磁性のピークを現像位置近傍に近づけるに従い、現像
濃度の上昇が見られ、順次離すに従い、解像度の向上が
見られた。つまり、要求される画像品質に対し、固定位
置により対応できることが判明した。ｌａ磁性部材が、
弾性外筒スリーブ１と回転数がちがう場合、特にｍ性部
材２の回転数を弾性外筒スリーブ１より高速にした場合
、顕著に印字濃度の上昇が見られた。磁性部材２の回転
数は、弾性外筒スリーブの１．５倍以上あれば、印字濃
度的に問題なく、従来例に比べ大巾な低速化が図れた。

ＩｉＲ性部材２の回転数が、弾性外筒スリーブｌの回転
数の時は、若干印字にムラができてしまった。また、ド
クターブレード５の当接させがたについては第４図、第
５図の方法も試みた。第４図はドクターブレード５の後
方にばね７を配し、ドクターブレード５が、弾性部材】
に均一な荷重となるにうにしたものである。

ただし第４図の場合、部品点数の増加等の問題もある為
、第５図のように１弾性をもつ材料を用いたドクターブ
レード５として当接させた。１ｚクターブレード５と弾
性部材］との接触圧管理に手間がかかる場合は、第４図
、第５図のような方策が適当である。

本実施例では、８棒３は鉄を使用しているが、その他金
属、又は導通可能なプラスチック等、導通可能なものな
らかまわなく、又、ｍ性部材に電極を抑圧する等の他の
導通手段がとれれば、特に材料はいとわない。８棒３の
外周面に配設された磁性部材１は、フェライ１−、アル
ニコ、マンガンアルミや、原子番号５８〜７１（元素記
号Ｃｅ〜Ｌ　ｕ　）に至る希土類元素、その中てもＮｄ
、Ｐｒ及びＳｍに代表される希土類元素の少なくとも１
つに、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣｏに代表される３ｄ遷移金属の
少なくとも１つを加えた希土類ｌｉｎ石を使用すること
が可能である。

また磁性物ｔｌ’　］の外周面に配設される弾性外筒ス
リーブ１は、感光体ドラム６と弾性部材１との接触面積
（いわゆるニップ）や、ドクターブレード５との接触圧
、感光体ドラム６との接触にょる傷の発生の問題を考え
ると、Ｈｓ　Ｌ　Ｏ〜９０程度のゴム材料が望ましく、
例えばブヂルゴム、アクノルゴム、ウレタンゴム、シリ
コンゴム、ふっ素ゴム、多硫化ゴム、エヂレンーブロビ
レンゴム、ハイパロン、エチレン−酢ビゴム、塩素化ポ
リエチレン、アルフィンゴム、ポリエステルゴム、エビ
クロル上ｌζリンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ス
ヂレンゴム、ニトリルゴム、ブタジェンゴム、クロロプ
シンゴム等が適している。また弾性外筒スリーブ１は、
トナーの搬送を考えた場合、弾性外筒スリーブ表面にて
２０００ＡＵＳＳ以上の磁束密度がとれるように、配設
されていればかまわない。

第２図、第３図の実施例において３０″Ｇ、６０％ＲＨ
の環境下にて連続ｔ　Ｏ０００枚相当の画像形成を行な
ったところ、得られた画像は印字１枚目と同様に高解像
度で高濃度な高品質な画像が得られた。比較の為に、ａ
１磁性材と外周の弾性外筒スリーブ１がないこと以外は
第２図、第３図の同様な構Ｉルにて画像形成を行なって
みた（比較実験■）。第２図での構成の場合は、感光体
ドラム６に直ちに傷が入り画像に致命的欠陥を与え、第
３図の構成では、１００００枚相当印字後の画像では顕
著な濃度低下が見られ、トナーを排除し磁性部材２上を
観察したところ、サビの発生が確認され、弾性外筒スリ
ーブ１を配設した事の効果が確認された。その他に、弾
性外筒スリーブ１を無くし磁性部材２にゴム等の弾性材
料を含まぜたこと以外は前記の比較実験■と同様の実験
（比較実験■）を行ったが、結果は前記と同様に、接触
する場合は感光体ドラム６に直ちに傷が発生し、１００
００枚印字後０磁性部材２にはサビの発生が見られた。

つまり、弾性体を含ませてもＯＰＣ等の感光材料より高
硬度で金属である磁性材料が表面に出ている為、問題が
発生することが判明した。

また、第２図の実施例の様に、感光体ドラム６と現像ス
リーブとが接触して現像を行なわれるような現像装置の
場合、低温にて、トナーの鏡像力と帯電量のバランスが
くずれ、低温地力ブリという問題を起こしていた。しか
し、本実施例ては１ｉｆｔ性部材２を配し、その磁力に
よって現像スリブ側に１−す−が戻ることがてきるため
、１０°Ｃ湿度３０％ＲＨの■５境１Ｊて印字を行なっ
たが、全く低温地力ブリは発生しなかった。

［発明の効果１本発明は、現像器ユニットに磁性材料の外周面に弾性外
筒スリーブを配した現像スリーブを配設したので、低速
化によるトルクの低減、機構の簡略化、濃度、印字品質
の安定化が図れ、高品質で小型の現像器を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図！」本発明の正面１υｉ曲図。第２図〜第５図は、現像スリーブを現像器ユニットに配
設した横断面図。第６図は従来の現像器ユニットを示す横断面図。１・・・弾性外筒スリーブ２・・・磁性部材３　・４　・５　・６　・７　・］　０６　・・８棒１−ナー収容部・ドクタープレ感光体ドラム・ばわ・金属外筒スリ磁性部材感光体ドラム出願人　セイコーエプソン株式会社代理人　弁理士　鈴　木　喜三部（他１名）一意棒蓼エ　　腎二鳥苺禽でよ溶７１、い怜　＼２　Ｌ’ｔ−惰

Claims

【特許請求の範囲】

現像剤を収容する収容部と、回動可能な複数の磁極を有
した極性部材と、該磁性部材外周に配置された回転可能
な弾性部材の外筒スリーブを備え、該磁性部材、該外筒
スリーブの少なくとも１つが回動することにより現像剤
を搬送する現像器ユニットにおいて、該弾性部材に少な
くとも１つの導電性材料を含むことを特徴とする電子写
真記録装置の現像器ユニット。