JPH0519631A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像域に向かって搬送される現像スリーブ上
の現像剤の層厚を一定に規制して濃度ムラのない現像を
行うと共に、現像スリーブや現像剤量規制体にトナー融
着の発生しない現像装置を提供する。 【構成】 磁性キャリアとトナーとからなる２成分の現
像剤Ｄを使用して非接触現像を行う現像装置において、
現像スリーブ２内にマグネットローラ３を設け、前記現
像スリーブ２に押圧する剛性及び磁性を有する現像剤量
規制体である円柱棒４を設け、前記現像スリーブ２の表
面はサンドブラスト処理を施したのち鏡面加工を施し、
また、前記円柱棒４の表面には離型性が良好で低摩擦性
かつ耐熱性を有する材料によって被覆されていることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写装置等に
おいて、磁性キャリア粒子とトナー粒子とを混合した２
成分現像剤を用いて静電潜像あるいは磁気潜像を非接触
状態で現像する現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真複写装置等においては、
２成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像方式の現像装置が
用いられている。この現像装置は、内部に複数の磁極を
有する磁石体からなるマグネットローラを備え回転可能
に支持された円筒状の現像剤担持体である現像スリーブ
を有し、この現像スリーブ表面にトナー粒子を付着させ
た磁性キャリアを保持し現像領域に搬送して現像を行う
もので、トナー粒子の摩擦帯電制御が比較的容易で、ト
ナー粒子の凝集が起こりにくく、磁気ブラシの穂立ちが
よく、接触現像を行う現像装置として広く用いられる
が、像担持体面と非接触で現像する非接触現像にも適し
ていることから非接触現像を行う現像装置として用いら
れる。

【０００３】上記磁気ブラシ現像方式の現像装置におい
て、濃度ムラのない一様な現像を行うためには、現像ス
リーブ上で現像領域へ搬送される現像剤の層厚を均一に
することが必要である。このことは現像剤の層厚が薄く
形成されることと併せて非接触現像においては特に重要
である。

【０００４】従来、古くから用いられる固定規制板によ
り現像剤の層厚の規制がなされてきたが、現像剤担持体
と固定規制板との機械的取付け精度等にも限界があって
層厚として0.3mm程度が下限となっている。しかもこの
方法では非接触現像時、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添ったものとして固
定規制板以外の現像剤層厚規制装置が種々考案されてい
る。特に２成分現像剤を用いる現像装置に適した例を挙
げると、 （ａ）特開昭62-191868号及び特開昭62-191869号公報等
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が開示されている。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。

【０００５】（ｂ）また、特開昭61-189582号、特開昭6
2-75563号公報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ッジ部等を押圧させてその層厚を規
制しようとするものが開示されている。

【０００６】しかしながら、上記の提案の（ａ）におい
ては、耐久性が短く、弾性板の取り付けに厳しい精度が
要求され量産に適しないという欠点がある。また（ｂ）
においては、両磁石体間の距離変化による押圧変動を起
こし易く、均一な層厚を得ることができないという欠点
がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の欠点を解決
すべく、本出願人は特開平２-50184号公報に記載のよう
に剛性かつ磁性を有する棒状の現像剤量規制体を用いた
現像装置の提案を行っている。この提案によって現像ス
リーブ上の均一な現像剤層厚を得ることができるように
なった。

【０００８】しかし、近来カラーコピーの高画質の要求
に応じて、トナーの小粒子化、低温定着化が行われるに
従い、現像剤の現像剤量規制体による薄層形成部におい
て、薄層形成部での摩擦熱によりトナーが軟化し、トナ
ーの現像スリーブ及び現像剤量規制体への融着が発生し
易く、現像域への現像剤の搬送量が低下しコピー画像の
濃度低下を起こす。また現像スリーブへのトナー付着、
キャリア付着を防止するためにクリーニング用のスクレ
ーパが設置されているがスリーブの表面状態により、あ
まりにあれていると、ブレードがメクレる等の問題点も
あった。

【０００９】本発明は、上記問題点を解決し、現像スリ
ーブ及び現像剤量規制体にトナーの融着の発生がなく、
現像スリーブ表面のクリーニング用スクレーパにメクレ
を起こすことなく、現像スリーブ上の現像剤の層厚を一
定に規制して濃度ムラのない現像を行うことの可能な現
像装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、内部に固定
された磁石体を有し、表面上に現像剤を担持する剛性を
有する現像剤担持体と、前記磁石体に対向して該現像剤
担持体に押圧され、該現像剤担持体に担持された現像剤
の量を規制する剛性かつ磁性を有する材質からなる棒状
の現像剤量規制体とを備え像担持体に非接触で現像を行
う現像装置において、前記現像剤担持体表面は微細な凹
凸を設けたのち、球形大粒子によるサンドブラスト、或
は超仕上げによる鏡面加工等の後加工を施したこと、ま
た前記現像剤量規制体の押圧部は低摩擦係数、離型性及
び耐熱性を有する材料で被覆されていることを特徴とす
る現像装置によって達成される。

【００１１】

【実施例】

（実施例１）図１は、本発明装置の実施例１の断面図で
あって、１は矢示方向に回転し、表面にＳe、ＣdＳある
いは有機光導電体等の感光体層を有し、図示しない帯電
器、露光装置によって表面に静電潜像を形成される像担
持体である感光体ドラム、２は非磁性材料からなる現像
剤担持体である現像スリーブ、３は現像スリーブ２の内
部に固定して設けられ表面に複数のＮ,Ｓ磁極を周方向
に有するマグネットローラで、この現像スリーブ２とマ
グネットローラ３とで現像剤搬送担体を構成している。
そして、現像スリーブ２は固定したマグネットローラ３
に対して回転可能であり、図の矢示方向に回転する。ま
た、マグネットローラ３のＮ,Ｓ磁極は通常500〜1,500
ガウスの磁束密度に磁化されており、その磁力によって
現像スリーブ２の表面に先に述べたような現像剤Ｄの層
即ち、磁気ブラシを形成する。４は磁気ブラシの高さ、
量を規制するため設けられた剛性率10⁴Kg/cm²以上の剛
性を有する磁性体からなる円柱棒状の現像剤量規制体で
ある円柱棒。５は現像装置のハウジング、６は円柱棒４
と現像スリーブ２とが押圧されているにも拘わらず現像
剤Ｄを搬送可能にするためのバネ材であり、円柱棒４は
現像剤スリーブ２に対して現像剤Ｄが介在しない状態で
一定荷重で押圧される。７及び８は第１及び第２の撹拌
部材、９は供給ローラ、10は現像域12を通過した現像ス
リーブ２表面に付着した現像剤を掻き落としてクリーニ
ングするスクレーパ10、11は撹拌仕切板である。

【００１２】装置内に補給されたトナーは矢示方向に回
転する第１撹拌部材７と第２撹拌部材８とによってキャ
リアと十分に撹拌混合された上現像剤Ｄとして供給ロー
ラ９を介して現像スリーブ２に送られる。

【００１３】前記第１撹拌部材７と第２撹拌部材８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第２撹拌部材８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
側方向に上縁が低く傾斜する前記撹拌仕切板11を順次乗
り越えて第１撹拌部材７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がなされた均質な現像
剤Ｄとされ、スポンジ状で矢示方向に回転する供給ロー
ラ９によって現像スリーブ２周面上に層状に付着する。

【００１４】なお、この実施例で用いた現像剤Ｄは次の
ようなものである。キャリアとしては、微粒フェライト
を樹脂中に50wt％分散した重量平均粒径が50μm、磁化
の強さが30emu／ｇ、抵抗率が10¹⁴Ωcm以上の熱による
球形化処理を行った磁性キャリアを用い、トナーにスチ
レン・アクリル樹脂（三洋化成製ハイマーｕｐ110）100
重量部、カーボンブラック（三菱化成製MA-100）10重量
部、ニグロシン５重量部からなる重量平均粒径が５μm
の粉砕造粒法によって得られた非磁性粒子からなるもの
を用い、供給ローラ９部における現像剤Ｄのトナー比率
がキャリアに対して５wt％になる条件で現像を行った。
トナーの平均帯電量は20μC／ｇであった。

【００１５】この装置において、現像スリーブ２は非磁
性ステンレス鋼、アルミニウム等の非磁性体からなり、
その表面は現像剤Ｄの搬送性を低下させず、しかもトナ
ーの融着を防止するため次のような処理を施した。まず
不定形粒子を用いたサンドブラスト等の処理を施してJI
SのＲz値で0.5〜３μm前後の微細な凹凸を形成する。そ
ののち球形大粒子によるサンドブラスト処理を施し表面
のあらさをJISのＲz値で３〜15μmになるように処理す
るとか、或は超仕上げによる研磨加工、又は＃8000のラ
ッブフィルムを用いた鏡面加工等の後加工を施した。

【００１６】また、円柱棒４は直径６mmの剛性かつ磁性
を有するステンレス鋼とし、その表面をサンドブラスト
処理によりJISのＲz値で１μm前後の微細な凹凸を形成
したのちプライマー層を設け、低摩擦性と耐熱性を有し
離型性の良好なふっ素系樹脂（ＰＴＦＥ）を10〜100μm
の厚さにコーティングするか、ポリフェニレンサルフア
イド（ＰＰＳ）塗料を用いて塗装被覆した。

【００１７】前記マグネットローラ３は図１に示すよう
にＮ極及びＳ極を交互に等間隔に配置した等磁極の12極
の磁石からなるものであるが前記スクレーパ10の接する
部分において反発磁界を形成し、現像剤Ｄの剥離を容易
にするため１極欠落させて11極とし、前記現像スリーブ
２内で固定した状態にて内包され、現像スリーブ２表面
の円柱棒４の押圧位置での磁束密度を600ガウスとし
た。上記円柱棒４をマグネットローラ３の磁極に対向す
る位置で２〜６gf/mmの荷重がかかるようにし、これに
より円柱棒４は現像スリーブ２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
２に均一に密着するようになり、均一でムラのないほぼ
７〜９mg/cm²の現像剤Ｄの搬送量が得られた。

【００１８】以上のような現像装置において、現像スリ
ーブ２の感光体ドラム１に対する表面間隔を0.5mmに設
定して、感光体ドラム１の静電潜像を現像すると、現像
スリーブ２の表面に形成された磁気ブラシは、現像スリ
ーブ２の回転に伴ってその表面の磁束密度が変化するか
ら、振動しながら現像スリーブ２と共に移動し、感光体
ドラム１との間隙を安定して円滑に通過し、その際感光
体ドラム１の表面に対し均一な現像効果を与えることに
なって、安定して高いトナー濃度の現像を可能にする。
その際、さらにかぶりの発生を防ぎ、現像効果を向上さ
せるために、現像スリーブ２に振動する交流成分を有す
るバイアス電圧を印加されている。このバイアス電圧は
好ましい直流電圧と交流電圧の重畳電圧が用いられ、直
流成分がかぶりの発生を防止し、交流成分が磁気ブラシ
に振動を与えて現像効果を向上させる。なお、通常直流
電圧成分には非画像部電位とほぼ等しいか、それよりも
高い50〜600Ｖの電圧が用いられ、交流電圧成分には100
Ｈz〜10ＫＨz、好ましくは１〜５ＫＨzの周波数が用い
られる。その結果現像スリーブ２上の現像剤Ｄ中のトナ
ーのみが選択的に感光体ドラム１の静電潜像に向かって
飛翔して付着する。

【００１９】トナー成分を消費した現像剤Ｄはキャリア
比率が高くなって現像スリーブ２によって搬送されて前
記スクレーパ10により剥離回収され、再びトナー比率の
高い現像剤Ｄと混合される。

【００２０】かくして、現像スリーブ２及び円柱棒４に
トナーの融着が発生せず、高濃度でムラのない高画質の
画像の得られる現像が行われた。

【００２１】なお、本発明は反転現像にも用いることが
できる。その場合、直流電圧成分は感光体ドラム１の非
画像背景部における受容電位とほぼ等しいか、それより
も50〜100Ｖ低い電圧に設定される。

【００２２】（実施例２）図２は本発明の他の実施例を
示す要部断面図で、図１と同一部分は同一符号で表して
いる。本実施例は実施例１と同様のものを用いるが現像
スリーブ２の回転方向を感光体ドラム１に面する部分で
同一方向にした場合の例である。この場合現像剤量規制
体である円柱棒４は図２に示す位置に配設する。現像ス
リーブ２は実施例１に示したものと同様のものを用い
（直径30mm）、現像スリーブ２表面は不定形粒子を用い
たサンドブラスト処理でＲ_Z値で１μm前後の微細な凹凸
を形成したのち、球形大粒子によるサンドブラスト処理
を施してＲ_Z値で７μmの凹凸面とした。マグネットロー
ラ３はスリーブ表面の磁束密度が700ガウスで８極のも
のを用いた。円柱棒４は直径７mmの磁性体で実施例１と
同様の処理したのち50μmのテフロンコートを施したも
のを用い、マグネットローラ３の磁極近くに配設し、非
磁性の押圧板バネ26とホルダー24とで挟持して保持され
たものである。本実施例の図２で記載していない部分は
実施例１の図１で説明した部分と同様に構成した。円柱
棒４は現像スリーブ２内に固定したマグネットローラ３
が発する磁界により磁化され、その磁気的吸引力により
押圧力を得るようにしたものである。円柱棒４はその長
手方向に均等に分布した磁気的吸引力で現像スリーブ２
を押圧するため、トナー融着がなく極めて均一な現像剤
層厚を得ることができた。また、長時間連続コピーを行
っても円柱棒４やその付近にはトナーの融着は認められ
なかった。

【００２３】（実施例３）図３は実施例３を示す断面図
で、図１と同一部分は同一符号で示している。本実施例
は押圧部材として非線形弾性体を用いた例である。

【００２４】現像スリーブ２は、矢示方向に250rpmで回
転する外径20mmの非磁性ステンレス鋼を用いた円筒で、
Ｒ_Z値で２μmにサンドブラスト後スーパーフィニッシュ
により、微細な凹凸を除去した表面状態とした。、現像
スリーブ２の内側には11極の固定したマグネットローラ
３があって、現像スリーブ２表面において最高磁束密度
は600ガウスに保たれている。マグネットローラ３の磁
極に対向した位置で、剛性と磁性を有する円柱棒４が現
像スリーブ２に押圧される。円柱棒４は実施例１と同様
の処理を施されＰＰＳコートを10μm厚に施した直径６m
mの円柱棒でハウジング５に取り付けられたホルダー34
によって側方への移動が規制され、押圧方向には非線形
弾性部材36によって押圧される。この非線形弾性部材36
には、例えば図４に示すように使用範囲Ｕにおいて撓み
量に対する反発力の変動の少ない特性をもった発泡ウレ
タンフォームのＰＯＲＯＮを用いた。この非線形弾性部
材36を板状にしてホルダー34の２箇所に接着し、円柱棒
４を２点で押圧している。このような条件で２〜４gf/m
mの押圧力が作用するよう設定したところ、トナー融着
を発生せず、現像スリーブ２の軸方向全域に亙って均等
に７〜10mg/cm²の現像剤量に規制された２成分の現像剤
Ｄが搬送された。またこの実施例においては特に現像剤
Ｄの搬送量を規制するための調整箇所を設けないでも、
上記の良好な現像条件が設定・維持された。また、長時
間連続コピーを行っても、円柱棒４やその付近にはトナ
ーが融着することはなかった。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の現像装置で
は、現像スリーブの表面をサンドブラスト等により微細
な凹凸を設けたのち、球形大粒子によるサンドブラスト
処理或は鏡面加工等の後加工を施した。また現像剤量規
制体の表面を離型性が良好で低摩擦性、耐熱性を有する
材料によって被覆した。その結果、現像スリーブ及び現
像剤量規制体にトナーの融着の発生がなく、現像スリー
ブ表面をクリーニングするスクレーパにもメクレを起こ
すことなく、現像スリーブ上の現像剤の層厚を一定に規
制して濃度ムラのない現像を行うことが可能になるとい
う優れた効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の実施例１を示す断面図であ
る。

【図２】本発明の現像装置の実施例２を示す断面図であ
る。

【図３】本発明の現像装置の実施例３を示す断面図であ
る。

【図４】非線形弾性体の一例について、撓み量と荷重の
関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム（像担持体） ２ 現像スリーブ ３ マグネットローラ ４ 円柱棒（現像剤量規制体） ６ バネ材 10 スクレーパ 12 現像域 14,24,34 ホルダー 26 押圧板バネ 36 非線形弾性部材 Ｄ 現像剤 Ｎ,Ｓ 磁極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に固定された磁石体を有し、表面上
   に現像剤を担持する剛性を有する現像剤担持体と、前記
   磁石体に対向して該現像剤担持体に押圧され、該現像剤
   担持体に担持された現像剤の量を規制する剛性かつ磁性
   を有する材質からなる棒状の現像剤量規制体とを備えた
   現像装置において、前記現像剤担持体表面はサンドブラ
   スト処理等によって微細な凹凸を設けたのち、球形大粒
   子によるサンドブラスト、或は超仕上げによる鏡面加工
   等の後加工を施したことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記微細な凹凸は不定形粒子によるサン
   ドブラスト上で、表面粗さＲ_Z0.5〜３μmであることを
   特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記現像剤量規制体の押圧部は耐熱性、
   低摩擦係数及び離型性を有する材料で被覆されているこ
   とを特徴とする請求項１の現像装置。