JPH05297699A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】現像ロールの軸方向に沿った全域において均一
なトナー雲を形成し、筋やかぶりの発生がない良好な画
像を形成すると共に、長期に亘って安定した性能を発揮
することが可能な現像装置を提供する。 【構成】所定の間隔をおいて静電潜像担持体6と対向配
置され、表面にトナー層を担持して回動する現像ロール
1と、この現像ロール1の軸方向に沿って当該ロール1と
上記静電潜像担持体6との間に張設されて所定の現像バ
イアス電圧が印加される電極部材3とを備えた現像装置
において、上記現像ロール1の周面は、その軸方向の両
端部に位置する端部領域Aの表面平均粗さがこれら端部
領域Aに挟まれた中央領域Bの表面平均粗さより小さいこ
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、電子写真複写機やレー
ザープリンタ等に利用される現像装置に係り、詳細に
は、現像ロールと静電潜像担持体との間に電極部材を配
設し、当該部材に現像バイアス電圧を印加して現像ロー
ルに形成されたトナー層を静電潜像担持体側へ飛翔させ
る現像装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】感光体ドラム等の静電潜像担持体と対向
する現像ロールの周面に非磁性トナーを層状に付着させ
ると共に、現像ロールには直流重畳の交流電圧(以下、
現像バイアス電圧)を印加して上記静電潜像担持体と現
像ロールとの間にトナー雲を形成し、もって静電潜像担
持体に書き込まれた静電潜像を現像する非接触現像法は
一般に良く知られている。この非磁性トナーによる非接
触現像法は、トナーが磁性粉を含まないのでカラー画像
の形成に適している他、現像ロールが静電潜像担持体と
非接触なので、複数のトナー像を静電潜像担持体の上に
重ねて形成した場合でも先に形成されたトナー像が後に
形成されたトナー像に乱されることがなく、この点にお
いてもカラー画像の形成に適したものである。

【０００３】非磁性トナーを上記現像ロールの周面に層
状に形成する技術としては、従来、バネ板状の層形成部
材を現像ロールに当接させ、ホッパーに収容されたトナ
ーを強制的に現像ロールの表面に薄層化する方法が用い
られてきた。しかし、この方法では層形成部材の経時劣
化に伴い、ホッパーに収容されたトナーが現像ロールと
層形成部材との間から漏れ出して記録シートを汚すこと
があり、信頼性の点で余り好ましい方法ではなかった。

【０００４】そこで、非磁性トナーに磁性キャリアを混
合した二成分現像剤の磁気ブラシを用いて現像ロールの
周面にトナー層を形成する現像装置が提案されている
(米国特許第3929098号明細書等参照)。具体的には、現
像ロールに隣接して上記磁気ブラシを形成するマグネッ
トロールを配設し、このマグネットロールと現像ロール
との間に設けた電位差を利用して磁気ブラシのトナーを
現像ロールに付着させ、現像ロールの周面にトナー層を
形成するようにしている。従って、この提案によれば、
現像剤はマグネットロールによってその動きを拘束され
ているので装置外に漏れ出すことがなく、層形成部材を
使用した従来の装置より信頼性の高い現像装置を提供し
得るものである。

【０００５】米国特許出願第396153号には、上記提案に
おいて現像ロールと静電潜像担持体との間に電極ワイヤ
を張設し、この電極ワイヤに現像バイアス電圧を印加し
て静電潜像の現像を行う現像装置が提案されている。上
記電極ワイヤは現像ロール上に形成したトナー層の表面
に接触するように、あるいはトナー層と10〜50μmの間
隔をおいて張設されており、現像バイアス電圧を印加す
ると現像ロール上のトナーが飛翔してトナー雲が形成さ
れ静電潜像の現像が行われるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記電極ワイ
ヤを張設するに当たっては現像ロールとの間隔を一定に
保つことが難しく、現像ロールの軸方向の両端部におい
ては電極ワイヤが現像ロール上に形成されたトナー層に
引っ掛かって機械的にトナーを弾いてしまうことがあっ
た。このため現像ロールの両端部では余分なトナーがト
ナー雲を形成することとなり、静電潜像を現像したトナ
ー像にはすじやかぶり等の重大な画質欠陥が発生すると
いう問題点があった。また、電極ワイヤが現像ロールの
端部と擦れ合う懸念もあり、極端な場合には電極ワイヤ
が切れて現像不能に陥るといったトラブルが発生した。

【０００７】本発明は、このような問題点に鑑みなされ
たものであり、その目的とするところは、現像ロールの
軸方向に沿った全域において均一なトナー雲を形成し、
もって良好な画像を形成することが可能な現像装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の現像装置は、所定の間隔をおいて静電潜像
担持体と対向配置され、表面にトナー層を担持して回動
する現像ロールと、この現像ロールの軸方向に沿って当
該ロールと上記静電潜像担持体との間に張設されて所定
の現像バイアス電圧が印加される電極部材とを備えた現
像装置において、上記現像ロールの周面が、その軸方向
の両端部に位置する端部領域の表面平均粗さをこれら端
部領域に挟まれた中央領域の表面平均粗さより小さく設
定されていることを特徴とするものである。

【０００９】このような技術的手段において、上記現像
ロールの中央領域における表面平均粗さは実用上3.2〜
6.3μmRa程度である。端部領域における表面平均粗さは
これよりも小さい値であれば構わないが、極端に小さい
値であると端部領域に付着するトナー層が薄くなり、静
電潜像の現像に充分なだけのトナー雲を発生させること
ができなくなる。従って、端部領域の表面粗さは中央領
域の実用上の表面粗さの1/2〜1/4程度、すなわち1.6〜
3.2μmRa程度が好ましい。また、電極部材が現像ロール
の周面とその端部側面との交わる角部に擦れて切断され
る危険性を考慮した場合、現像ロールの両端角部は予め
曲面状に形成しておくのが好ましい。

【００１０】

【作用】請求項1記載の技術的手段によれば、現像ロー
ルの周面は端部領域の表面平均粗さがこれら端部領域に
挟まれた中央領域のそれよりも小さく設定されているの
で、現像ロールの端部領域に付着するトナーは中央領域
に付着するトナーよりも少なくなり、現像ロール上のト
ナー層は中央領域に比較して端部領域でその厚さが薄く
なる。従って、電極部材が現像ロールの両端部でトナー
層に引っ掛かるのを防止することができる。

【００１１】また、請求項2記載の技術的手段によれ
ば、電極部材が現像ロールの両端部のトナー層に引っ掛
かるのを防止することができる他、電極部材が現像ロー
ルの両端角部と擦れ合って切断されるのを防止すること
ができる。

【００１２】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の現像装置
を詳細に説明する。図1は本発明を適用した現像装置の
第一実施例を示すものであり、大きくは、静電潜像担持
体6に対向して配置され矢線X方向に回動する現像ロール
1と、この現像ロール1と静電潜像担持体6との間に張設
された電極ワイヤ3と、上記現像ロール1に隣接して配設
され二成分現像剤7の磁気ブラシを形成するマグネット
ロール2と、二成分現像剤7のトナーとキャリアとを混合
撹拌して上記マグネットロール2に供給する2本のスクリ
ューオーガ4a,4bとから構成され、これらが現像剤7の撹
拌室51を備えたハウジング5内に配設されている。

【００１３】上記スクリューオーガ4a,4bは撹拌室51に
配設されており、夫々に現像剤7を紙面垂直方向手前側
あるいは奥側に向かって搬送する。2本のスクリューオ
ーガ4a,4bの間には仕切壁52が立設されているが、この
仕切壁52の長手方向両端には一方のスクリューオーガ側
から他方のスクリューオーガ側へ現像剤が移動できるよ
う開口部(図示せず)が形成されている。従って、現像剤
7はスクリューオーガ3a,3bの回動に伴って仕切壁52の周
囲を一定の方向に循環するように搬送され、その搬送の
間にトナーホッパー(図示せず)から補給された新たなト
ナーが所定の濃度でキャリアと混合され、且つ、所定の
電荷量に帯電される。

【００１４】また、上記マグネットロール2は円筒状ス
リーブ21の内部に複数の磁極を備えたマグネット22を配
設したものであり、マグネット22の磁力で撹拌室51内の
現像剤7をスリーブ21の表面に吸着して現像剤7の磁気ブ
ラシを形成する。上記スリーブ21は矢線Y方向に回動し
ており、これによって磁気ブラシは現像ロール1の方向
へと搬送される。その際、磁気ブラシはハウジング5に
立設されたトリマー53によってその穂高さを規制され、
常に一定量の現像剤7が現像ロール1方向へ搬送される。

【００１５】上記マグネットロール2の周囲に形成され
た磁気ブラシは当該ロール2の回動に伴い現像ロール1を
摺擦する。マグネットロール2には直流電源23により約3
00Vの直流電圧が印加される一方、現像ロール1には直流
電源11により約200Vの直流電圧が印加されている。従っ
て、磁気ブラシ中のトナーはこれらロール1,2の間に形
成された静電界によって磁気ブラシから遊離し、現像ロ
ール1の表面に付着する。その結果、現像ロール1の表面
には略一様な厚さのトナー層が形成される。このとき現
像ロール1に形成されるトナー層の厚さは、現像ロール1
とマグネットロール2との間隔、マグネットロール2によ
る現像剤7の搬送量、マグネットロール2の磁気特性、現
像ロール1とマグネットロール2との回転速度比、現像ロ
ール1とマグネットロール2との間の電界強度、現像剤7
に含まれるキャリアの導電度等、各種要因を調整し組み
合せることで任意の厚さとすることができる。通常この
厚さは5〜30μm程度である。

【００１６】現像ロール1と静電潜像担持体6との間に張
設された電極ワイヤ3には電源31により直流重畳交流電
圧が印加されており、現像ロール1と電極ワイヤ3との間
にはこの印加電圧に応じた交流電界が形成されている。
このため現像ロール1に付着しているトナーは電極ワイ
ヤ3との対向位置で当該ロール1の表面から遊離し、電極
ワイヤ3周辺の雰囲気中にトナー雲を形成する。この時
の直流重畳交流電圧の大きさは周波数約4〜5kHz、ピー
ク・トゥー・ピーク電圧が約800Vである。そして、この
トナー雲中のトナーは静電潜像担持体6上に形成された
静電潜像に引き付けられ、静電潜像に応じたトナー像を
形成する。尚、現像ロール1と電極ワイヤ3のリークを防
止する観点からすれば、電極ワイヤ3あるいは現像ロー
ル1を絶縁被覆するのが好ましい。

【００１７】図2は電極ワイヤ3と現像ロール1との関係
を示すものである。電極ワイヤ3は一対のブラケット32,
33によって現像ロール1を跨ぐように張設されており、
バネ部材34で所定の張力が与えられている。電極ワイヤ
3両端部の上記ブラケット32,33への固定位置は、現像ロ
ール1に形成されたトナー層の表面よりも若干現像ロー
ル1の回転軸に近い位置であり、電極ワイヤ3はトナー層
に押し付けられるようにして張設されている。このため
電極ワイヤ3は現像ロール1の回動に伴ってトナー層の表
面を撫で付けるようにして進むが、現像ロール1の両端
近傍では電極ワイヤ3をトナー層に押しつける力が強い
ので、電極ワイヤ3がトナー層に潜り込んでトナーを機
械的に現像ロール1の表面から弾き飛ばすことがある。

【００１８】そこで、本実施例では現像ロール1の軸方
向両端に付着するトナー層の厚さを現像ロール1の軸方
向中央に付着するトナー層の厚さよりも薄く設定し、現
像ロール1の両端近傍において電極ワイヤ3がトナー層に
潜り込むのを防止している。具体的には、現像ロール1
の軸方向の両端部に位置する端部領域Aの表面平均粗さ
を、これら端部領域Aに挟まれた中央領域Bの表面平均粗
さより小さい値とした。

【００１９】図3は現像ロール1の端部領域Aを示す拡大
図である。本実施例では中央領域Bの表面平均粗さを3.2
μmRaに設定しているので、端部領域Aのうち中央領域B
に連続する領域aの表面平均粗さを2μmRa、この領域aに
連続する領域bの表面平均粗さを0.8μmRaとした。尚、
このときのトナー層の厚さは中央領域で20μmである。
このように端部領域Aの表面平均粗さを中央領域Bのそれ
よりも小さい値に設定すると、磁気ブラシで現像ロール
1を摺擦した際に上記端部領域Aに付着するトナーの絶対
量が中央領域Bに付着するトナーの絶対量よりも少なく
なるので、端部領域Aのトナー層の厚さが中央領域Bの厚
さに比べて薄くなる。従って、電極ワイヤ3がトナー層
に潜り込み、トナーを弾き飛ばすのを効果的に防止する
ことができる。また、このように端部領域Aの表面平均
粗さを中央領域B側から段階的に小さくすることによ
り、現像ロール1に付着するトナー層の厚さも現像ロー
ル1の端部に近づくにつれて段階的に薄くなるので、電
極ワイヤ3がトナー層に潜り込むのを一層効果的に防止
することができる。

【００２０】更に、電極ワイヤ3は現像ロール1の両端の
角部を支点として張設されるので、本実施例では上記端
部領域Aのうち最端部の領域cを曲率半径1mmで曲面状に
形成し、電極ワイヤ3が現像ロール1の角部と擦れ合って
切断されるのを有効に防止している。

【００２１】以上のように構成された本実施例の現像装
置を用いて実際に静電潜像を現像して画像形成を行った
ところ、得られた画像にはその両サイドに見苦しいすじ
やかぶりの発生がなく、高品質の画像を得ることができ
た。また、繰り返して画像形成をおこなっても電極ワイ
ヤ3が切断されることはなく、長期に亘って安定した性
能を発揮することができた。

【００２２】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の請求
項1記載の現像装置によれば、現像ロール上のトナー層
は中央領域に比較して端部領域でその厚さが薄くなるの
で、電極部材が現像ロールの両端部でトナー層に引っ掛
かってこれを弾き飛ばすのを有効に防止することがで
き、現像ロールの軸方向に沿った全域において均一なト
ナー雲が形成され、すじやかぶりの発生の無い良好な画
像を形成することができる。

【００２３】また、本発明の請求項2記載の現像装置に
よれば、電極部材が現像ロールの両端部のトナー層に引
っ掛かるのを有効に防止することができる他、電極部材
が現像ロールの両端角部と擦れ合って切断されるのも防
止することができ、長期に亘って安定した性能を発揮す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の現像装置の第一実施例を示す正面断
面図である。

【図２】 第一実施例に係る現像装置の要部を示す平面
図である。

【図３】 第一実施例に係る現像ロールの端部領域を示
す拡大図である。

【符号の説明】

1…現像ロール、2…マグネットロール、3…電極ワイヤ
(電極部材)、6…静電潜像担持体、A…端部領域、B…中
央領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 良和 神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 千原 朋義 神奈川県海老名市本郷2274番地、富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の間隔をおいて静電潜像担持体と対
   向配置され、表面にトナー層を担持して回動する現像ロ
   ールと、この現像ロールの軸方向に沿って当該ロールと
   上記静電潜像担持体との間に張設されて所定の現像バイ
   アス電圧が印加される電極部材とを備えた現像装置にお
   いて、上記現像ロールの周面は、その軸方向の両端部に
   位置する端部領域の表面平均粗さがこれら端部領域に挟
   まれた中央領域の表面平均粗さより小さいことを特徴と
   する現像装置。
2. 【請求項２】 請求項1記載の現像装置において、現像
   ロールの周面とその端部側面との交わる角部が曲面状に
   形成されていることを特徴とする現像装置。