JPH11272051A

JPH11272051A - 現像装置

Info

Publication number: JPH11272051A
Application number: JP10075852A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sugano; 誠菅野; Shigeru Inaba; 繁稲葉
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-03-24
Filing date: 1998-03-24
Publication date: 1999-10-08

Abstract

(57)【要約】【課題】長時間に亘り現像剤担持体上の現像剤帯電量
を均一化させ、安定した画像品質を得ることができる現
像装置を提供することを課題とする。【解決手段】弾性部材２８の先端がハウジング１４の
内壁を摺動する長さに設定され、かつ、弾性部材２８の
先端部と現像剤担持体１７の表面の離間距離が５ｍｍ以
下となるように弾性部材２８の長さを設定している。こ
れにより、弾性部材２８がハウジング１４に収納された
現像剤１２を掻き取り、残留分を少なくすると共に、ハ
ウジング１４の内壁を摺動するときに、弾性変形し、凝
集現像剤領域３０内で弾性復元するので、凝集現像剤領
域３０内を通過するときに、攪拌部材２４の回転力と共
に弾性部材２８の復元力及び復元力により搬送される現
像剤１２の圧力（矢印方向Ｆ）により凝集した現像剤１
２を矢印方向へ分散させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザープリンタ、
電子写真複写機などに用いる現像装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１２に示すように、画像形成装置の感
光体２６へ現像剤１２を供給する現像装置５０は現像剤
担持体１７を備えている。現像剤担持体１７は、回転し
ないように固定され複数の磁極が交互に配設された磁石
ロール１８とこの磁石ロール１８に回転自在に支承され
た非磁性円筒状の現像スリーブ２０とで構成されてい
る。現像スリーブ２０には弾性部材から成る層形成部材
２２が当接し、現像スリーブ２０の表面に吸着された現
像剤１２を薄層とする。

【０００３】また、感光体２６の表面に電子写真プロセ
スにより形成された静電潜像が担持されると、バイアス
電源５６により現像剤担持体１７へ現像バイアスを印加
することで、現像剤担持体１７と感光体２６との間に形
成される静電界の作用により薄層化された現像剤１２が
感光体２６側へ飛翔し静電潜像の現象が行われる。この
現像処理を正確に行うには、現像剤担持体１７へ現像剤
１２が安定供給されることが必要となる。

【０００４】そこで、図１３に示す特開平１−２９８３
７９号のように、ハウジング１４内の現像剤１２を回転
運動により現像剤担持体１７へ搬送する攪拌部材５８を
設けたものがある。この攪拌部材５８の先端には弾性部
材６０が設けられており、弾性部材６０がハウジング１
４の底部を摺動して回転することによって、現像剤１２
を安定供給し、また、攪拌部材５８のトルクが軽減され
る。

【０００５】このような現像装置５１においては、ハウ
ジング１４内に収容された現像剤１２は、磁石ロール１
８の磁力で現像スリーブ２０面上に保持され、層形成部
材２２により現像スリーブ２０上に付着した現像剤１２
の量が約０．３〜２．０ｍｇ／ｃｍ²に制御され、同時
に現像剤１２に電荷が約３〜１０μｃ／ｇ付与された
後、現像スリーブ２０の回転により感光体２６と現像ス
リーブ２０が対向する現像領域へと送り込まれる。

【０００６】また、現像スリーブ２０には、交流高圧電
源及び直流電源から直流重畳交流電圧が印加されてお
り、上記の現像領域において、感光体２６と現像スリー
ブ２０間の電界によって現像剤１２を飛翔させ、感光体
２６上の静電潜像を現像するようになっている。

【０００７】一方、現像スリーブ２０上の現像剤１２の
帯電量の変動は、現像特性に大きく影響を及ぼし、均一
な画像を得るためにはこの帯電量を均一に保持しなけれ
ばならない。この帯電量は現像スリーブ２０の材質又は
表面粗さ等、層形成部材２２の圧力又は表面平坦性、ハ
ウジング１４内の現像剤１２のフロー等の要因によって
決定されるが、帯電量を一定に維持するには、特に現像
剤１２のフローを安定させることが重要である。

【０００８】しかし、現像剤担持体１７内の磁石ロール
１８の磁気吸引力により現像剤１２は現像スリーブ２０
表面に吸着され、層形成部材２２に至る前に、現像剤１
２同士のファンデルワールス力等の分子間力により現像
剤１２がソフトケーキング状になる凝集現像剤領域３０
が形成される。この凝集現像剤領域３０は攪拌部材５８
の攪拌効果が及ばない範囲であり、また、弾性部材６０
により磁石ロール１８と層形成部材２２の間に現像剤１
２が押し込められる構成となり、現像剤１２が凝集し易
く崩れにくくなっている。

【０００９】このように、凝集現像剤領域３０が形成さ
れると現像剤１２同士が相互に摩擦帯電されるため、帯
電分布が拡がり帯電される現像剤１２の量が増加する。
そのため、長時間に亘り画像を形成していると、現像ス
リーブ２０上の軸方向の帯電量にムラを生じさせ、その
ムラに対応する濃度ムラや濃度の低下が発生するという
問題が生じた。

【００１０】特に、図１４及び図１５に示すように、高
温高湿の環境下、あるいはそのような環境を経て来た場
合、濃度ムラの現象は顕著になる。これは、高温高湿下
での現像剤１２の帯電能力を制御している外添剤が吸湿
し、帯電能力が低下してしまうことに起因するものと考
えられる。また、現像剤１２に非磁性一成分の現像剤１
２を使用した場合においても、磁気吸引力の影響は除外
できるが磁性一成分の現像剤１２を使用した場合と同
様、ファンデルワールス力等により凝集現像剤領域３０
が形成される。

【００１１】なお、現像スリーブ２０の材質が金属（Ｅ
ｘ．Ａｌ又はＳＵＳなど）基体よりも現像剤１２への帯
電付与能力の低い材質で表面を処理又は構成されている
もの（Ｅｘ．Ｍｏ酸による表面皮膜など）において、特
に顕著に発生する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮し、長時間に亘り現像剤担持体上の現像剤帯電量を均
一化させ、ひいては静電潜像への現像剤付着量を均一に
維持して安定した画像品質を得ることができる現像装置
を提供することを課題とする。

【００１３】

【発明を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、現像剤を収納する収納部の現像剤供給口から供給さ
れた現像剤は攪拌部材により現像剤担持体へ供給され
る。また、現像剤担持体は静電潜像担持体へ現像剤を供
給して静電潜像を現像する。一方、攪拌部材には弾性部
材が設けられており、現像剤担持体付近に形成される凝
集現像剤領域内を通過する。

【００１４】このため、凝集現像剤領域内の現像剤が移
動、攪拌され凝集した現像剤が拡散されるので、現像剤
の流れが適度となり摩擦力による現像剤同士の相互帯電
が緩和され、一定の帯電量の現像剤層が現像剤担持体上
に形成される。従って、時間の経過と共に帯電量が低下
することはなく、また、現像剤担持体表面上の現像剤層
は所定の比帯電量に帯電され、均一に飛翔するので記録
画像の現像濃度に対する経時変化が生じない。

【００１５】請求項２に記載の発明では、弾性部材が攪
拌部材と共に収納部内の現像剤を現像剤担持体へ供給す
る。

【００１６】このため、攪拌効果が向上し、また、攪拌
部材の回転トルクを下げることができる。

【００１７】請求項３に記載の発明では、弾性部材が収
納部内壁を摺動して弾性変形し凝集現像剤領域内で弾性
復元する。

【００１８】このため、凝集現像剤領域内を通過すると
きに、攪拌部材の回転力と共に弾性部材の復元力により
凝集した現像剤を移動させる力を増大させることができ
る。

【００１９】請求項４に記載の発明では、凝集現像剤領
域が現像剤担持体から磁気力が及ぶ範囲に形成される。

【００２０】このように、凝集現像剤領域を磁気力が及
ぶ範囲に特定し、弾性部材をこの磁気力が及ぶ範囲を通
過する大きさとすることで、現像剤を確実に拡散させる
ことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】第１形態に係る現像装置を説明す
る。

【００２２】第１形態では、図１に示すように、現像装
置１０には現像剤１２を収納するハウジング１４が設け
られている。このハウジング１４の一側面には現像剤１
２を供給するため開口部１６が形成されている。この開
口部１６の近くには現像剤担持体１７が配置されてお
り、現像剤１２同士によるファンデルワールス力等の分
子間力により現像剤１２がソフトケーキング状となる凝
集現像剤領域３０が形成される。現像剤担持体１７の内
部には、回転しないように固定され複数の磁極が交互に
配設された磁石ロール１８が備えられ、磁石ロール１８
の周囲には非磁性円筒状の現像スリーブ２０が回転自在
に支承されている。

【００２３】この現像スリーブ１８はアルミパイプの表
面をビーズ等によりＪＩＳＲａ＝２．０μｍとなるよ
うに梨地処理を行った後、化成皮膜処理を行い、表面に
３．５μｍのＭｏ酸皮膜を生成している。

【００２４】また、現像スリーブ２０には軸方向の略全
域に亘って層形成部材２２が当接している。この層形成
部材２２は、例えば、０．１ｍｍのＳＵＳ３０４ＣＳＰ
３／４Ｈ材の板ばね材２２Ａを用い、先端には弾性ゴム
部材２２Ｂとして幅１０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍ、硬度５
０度のシリコンゴムを使用し、圧接力が３０〜１００ｇ
／ｃｍとなるように設定する。なお、板ばね材を用いず
弾性ゴム部材のみを使用、又は、金属板ばね材のみを使
用しても可能である。

【００２５】この層形成部材２２は、現像スリーブ２０
上の現像剤１２を薄層化（０．５〜１．５ｍｇ／ｃ
ｍ²）する。また、現像スリーブ２０から約２５０μｍ
離間した箇所には感光体２６が配設されている。そし
て、交流高圧電源及び直流電源（共に図示省略）によ
り、周波数２．４ＫＨｚ、ピーク電圧２０００ｖ、直流
成分４００ｖの矩形波形を持つ直流重畳交流電圧が印加
されると、現像スリーブ２０上の現像剤１２が感光体２
６側へ飛翔し静電潜像を現像する。

【００２６】一方、ハウジング１４の内部には、現像剤
担持体１７に対して平行に配置され回転可能に軸支され
た攪拌部材２４が設けられている。この攪拌部材２４は
回転軸３２に支持されている。

【００２７】また、攪拌部材２４の軸方向の長さはハウ
ジング１４の幅とほぼ等しくされており、ハウジング１
４内の現像剤１２が内壁部付近に固まることなく全体的
に攪拌されるようになっている。この攪拌部材２４は現
像剤担持体１７の回転と同期して回転運動を行い、現像
剤１２を攪拌して開口部１６から現像剤担持体１７へ供
給する。

【００２８】また、図２に示すように、攪拌部材２４の
軸方向の全域に亘って弾性部材２８が設けられており、
この弾性部材２８は厚さ０．０５ｍｍ以上のＰＥＴ材で
形成されている。なお、金属薄板等でも可能であり、例
えば、厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ３０４ＣＳＰ３／４Ｈ材
（引張り強さ９５ｇｆ／ｍ²、耐力６８Ｋｇｆ／ｍ²）の
ばね材を用いてもよい。

【００２９】また、図３及び図４に示すように、弾性部
材２８の長さは、凝集現像剤領域３０を通過する大きさ
とされている。具体的には、弾性部材２８の先端がハウ
ジング１４の内壁を摺動する長さに設定され、かつ、弾
性部材２８の先端部と現像剤担持体１７の表面の離間距
離が５ｍｍ以下となるように弾性部材２８の長さを設定
している。

【００３０】これにより、弾性部材２８がハウジング１
４に収納された現像剤１２を掻き取り、残留分を少なく
すると共に、ハウジング１４の内壁を摺動するときに、
弾性変形し、凝集現像剤領域３０内で弾性復元するの
で、凝集現像剤領域３０内を通過するときに、攪拌部材
２４の回転力と共に弾性部材２８の復元力及び復元力に
より搬送される現像剤１２の圧力（矢印方向Ｆ）により
凝集した現像剤１２を矢印方向へ分散させることができ
る。

【００３１】また、凝集現像剤領域３０内の現像剤１２
が移動、攪拌され凝集した現像剤１２が拡散されるの
で、現像剤１２の流れが適度となり摩擦力による現像剤
１２同士の相互帯電が緩和され、一定の帯電量の現像剤
層３１が現像剤担持体１７上に形成される。従って、時
間の経過と共に帯電量が低下することはなく、また、現
像スリーブ２０表面上の現像剤層３１は所定の比帯電量
に帯電され、均一に飛翔するので記録画像の現像濃度に
対する経時変化が生じない。

【００３２】さらに、弾性部材２８は攪拌部材２４と共
にハウジング１４内の現像剤１２を現像剤担持体１７へ
供給するため、攪拌効果が向上し、また、攪拌部材２４
の回転トルクを下げることができる。

【００３３】なお、弾性部材２８は、攪拌部材２４の回
転中心から離れた位置に設けられており、攪拌部材２４
が過大に撓まないようにしている。

【００３４】次に、第１形態に係る現像装置に設けられ
た弾性部材の先端位置での磁束密度と濃度維持性との関
係について説明する。

【００３５】図９に示すように、濃度維持性は初期濃度
と５０００枚後の濃度の差により求めた。その結果、現
像剤担持体１７と弾性部材２８の離間距離が５ｍｍ以上
になると現像剤担持体１７の磁気力が１００Ｇ以下とな
り、濃度差も顕著になるが、離間距離が５ｍｍ以内では
濃度に対する経時変化は見られなかった。従って、弾性
部材２８の長さを現像剤担持体１７との離間距離が５ｍ
ｍ以下となるように設定することにより、濃度維持を図
ることができる。

【００３６】また、図１０を参照して画像濃度の維持性
を確認した実験の結果を説明する。まず、ハウジング１
４（図１参照）内には、負帯電系磁性１成分現像剤を５
００ｇ投入する。この負帯電系磁性１成分現像剤は、ス
チレン−アクリル系樹脂中に磁性粉を４０％含有し、表
面にシランカップリグ剤にて疎水化処理を行ったシリカ
微粒子を１．０ｗｔ％添加したものである。また、感光
体２６上の画像部電位を−１００ｖ、非画像部電位を−
５００ｖとし、現像剤担持体１７には２．４ＫＨｚ、
２．０ＫＶｐ−ｐ、−４００ｖ（ＤＣ）の直流重畳交流
電圧を印加して可視像化する反転現像方式にて画像濃度
の確認を行った。

【００３７】次に、画像密度としては１％のＴｅｓｔ
Ｐａｔｔｅｒｎを１枚毎に走行し、約５秒後、繰り返し
て走行を行う方式にて２８℃８５％の環境下で１０００
０枚まで画像濃度の確認を行った。また、濃度は用紙全
体に黒画像及び中間調の印字を行い、用紙排出方向に対
して直角に１ｃｍ間隔で濃度を測定し、平均濃度及び最
大値と最小値の差を特性値とした。さらに、１０００枚
毎に現像スリーブ２０上の現像剤１２の電荷量を測定
し、濃度との相関を確認した。その結果、現像剤１２の
帯電不良による濃度低下は一切発生しなかった。

【００３８】次に、第２形態に係る現像装置について説
明する。図５に示すように、第１形態で説明した弾性部
材２８の軸方向の複数位置に半径方向へスリットを入れ
て、分割させた弾性部材３８を形成する。これにより、
弾性部材２８がハウジング１４内を摺動するときに回転
軸３２に掛かる回転トルクを低減することができる。

【００３９】次に、第３形態に係る現像装置について説
明する。図６に示すように、第２形態で説明した弾性部
材３８の分割された各部分に丸穴３６を開けて弾性部材
４０を形成する。これにより、回転軸３２に掛かる回転
トルクをより低減することができる。

【００４０】次に、第４形態に係る現像装置について説
明する。図７に示すように、回転軸３２の上下方向、か
つ、互い違いにずらして弾性部材４２を形成する。これ
により、回転軸３２に掛かる回転トルクを分散させ、バ
ランスよく回転することができる。

【００４１】次に、第５形態に係る現像装置について説
明する。図８に示すように、軸方向の複数位置に両端部
から中央部へ向けて傾斜するように半径方向へスリット
を入れて、分割させた弾性部材４４を形成する。これに
より、攪拌効果の少ないハウジング１４両端部の現像剤
１２を中央部へ搬送し、より高い攪拌効果を得ることが
できる。

【００４２】また、図１１に示すように、第２形態〜第
５形態に係る現像装置について現像枚数に対する画像濃
度の低下を確認したが、どの形態を使用しても第１形態
と比較して画像濃度の低下は殆ど見られなかった。

【００４３】

【発明の効果】本発明は上記構成としたので、請求項１
に記載の発明では、凝集現像剤領域内の現像剤が移動、
攪拌され凝集した現像剤が拡散されるので、現像剤の流
れが適度となり摩擦力による現像剤同士の相互帯電が緩
和され、一定の帯電量の現像剤層が現像剤担持体上に形
成される。従って、時間の経過と共に帯電量が低下する
ことはなく、また、現像剤担持体表面上の現像剤層は所
定の比帯電量に帯電され、均一に飛翔し寄与するので記
録画像の現像濃度に対する経時変化が生じない。請求項
２に記載の発明では、攪拌効果が向上し、また、攪拌部
材の回転トルクを下げることができる。請求項３に記載
の発明では、凝集現像剤領域内を通過するときに、攪拌
部材の回転力と共に弾性部材の復元力により凝集した現
像剤を移動させる力を増大させることができる。請求項
４に記載の発明では、凝集現像剤領域を磁気力が及ぶ範
囲に特定し、弾性部材をこの磁気力が及ぶ範囲を通過す
る大きさとすることで、現像剤を確実に拡散させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１形態に係る現像装置の断面図である。

【図２】第１形態に係る現像装置の攪拌部材に設けられ
た弾性部材の（Ａ）は正面図、（Ｂ）は斜視図である。

【図３】第１形態に係る現像装置の攪拌部材に設けられ
た弾性部材がハウジング内壁を摺動する状態を示した拡
大図である。

【図４】第１形態に係る現像装置の攪拌部材に設けられ
た弾性部材が凝集現像剤領域を通過する状態を示した拡
大図である。

【図５】第２形態に係る現像装置の攪拌部材に設けられ
た弾性部材の（Ａ）は正面図、（Ｂ）は斜視図である。

【図６】第３形態に係る現像装置の攪拌部材に設けられ
た弾性部材の（Ａ）は正面図、（Ｂ）は斜視図である。

【図７】第４形態に係る現像装置の攪拌部材に設けられ
た弾性部材の（Ａ）は正面図、（Ｂ）は斜視図である。

【図８】第５形態に係る現像装置の攪拌部材に設けられ
た弾性部材の（Ａ）は正面図、（Ｂ）は斜視図である。

【図９】第１形態に係る現像装置の現像剤担持体と弾性
部材の先端部の離間距離に対する現像剤担持体からの磁
束密度及び濃度維持性を示したグラフである。

【図１０】第１形態に係る現像装置の画像濃度の維持性
を示したグラフである。

【図１１】第１形態及び第２形態〜第５形態に係る現像
装置の現像枚数に対する画像濃度を示したグラフであ
る。

【図１２】従来の現像装置に係る断面図である。

【図１３】従来の現像装置に係る断面図である。

【図１４】従来の現像装置に係る現像剤帯電量に対する
現像濃度を示したグラフである。

【図１５】従来の現像装置に係る現像剤帯電量に対する
現像濃度を示したグラフである。

【符号の説明】

２８弾性部材３０凝集現像剤領域３８弾性部材４０弾性部材４２弾性部材４４弾性部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤を収納する収納部と、前記収納部
近傍に回転可能に軸支され現像剤を静電潜像担持体に供
給する現像剤担持体と、前記収納部内に回転可能に軸支
され現像剤を攪拌する攪拌部材と、を備え、前記攪拌部材に設けられ前記現像剤担持体付近に形成さ
れる凝集現像剤領域内を通過する弾性部材を有すること
を特徴とする現像装置。
【請求項２】前記弾性部材が前記攪拌部材と共に前記
収納部内の現像剤を前記現像剤担持体へ供給する請求項
１に記載の現像装置。
【請求項３】前記弾性部材が収納部内壁を摺動して弾
性変形し凝集現像剤領域内で弾性復元することを特徴と
する請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】前記凝集現像剤領域が現像剤担持体から
磁気力が及ぶ範囲に形成されることを特徴とする請求項
１〜３の何れかに記載の現像装置。