JP2002278254A

JP2002278254A - 現像装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2002278254A
Application number: JP2001075921A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tokimatsu; 宏行時松; Satoshi Takahashi; 智高橋; Wataru Watanabe; 渉渡辺; Toru Yamaguchi; 徹山口
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2002-09-27

Abstract

(57)【要約】【課題】高い現像剤搬送性と高耐久性を有する現像剤
搬送体を低コストで製造することを可能にする。【解決手段】現像剤搬送体を構成する材料よりも高い
硬度の表面層を現像剤搬送体の現像剤担持面に設ける。
又は、現像剤搬送体を引っ張り強度２００Ｎ／ｍｍ²以
上の材料で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式により
画像を形成する画像形成装置に関し、特に、該画像形成
装置の現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式により画像を形成する画像
形成装置の現像装置としては、非磁性トナーと磁性キャ
リアとを含む二成分現像剤を用いて静電潜像を現像する
ものが広く用いられている。かかる現像装置では、現像
領域に常に一定量の現像剤を搬送する現像剤搬送体が用
いられ、かかる現像剤搬送体として、凹凸形状により現
像剤の搬送力を持たせた現像剤担持面を有する円筒状の
ものが一般に用いられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】現像剤搬送体には、画
像形成装置の稼働期間である長期間に亘って、一定した
現像剤搬送力が要求されることから、凹凸形状を有する
現像剤担持面を形成するのに、従来種々の工夫がなされ
ている。凹凸形状を形成する手段としては、サンドブラ
スト加工、溶射加工、溝加工等がある。

【０００４】サンドブラスト加工及び溝加工は、比較的
低コストであるが、形成された凹凸が摩耗を受けやす
く、耐久性の高い現像剤搬送体が得にくいと言う問題が
ある。また、溶射加工は、耐久性の高い現像剤搬送体を
作るには適しているが、加工コストが高いと言う問題が
ある。

【０００５】本発明の目的は、現像剤搬送体の凹凸形状
を形成する従来の手段における前記のような問題を解決
し、低コストであり、高耐久性の現像剤搬送体を有する
現像装置及びかかる現像装置を備えた画像形成装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の本発明の目的は下
記の発明により達成される。

【０００７】１．非磁性トナーと磁性キャリアとを含む
現像剤を用いて静電潜像を現像する現像装置であって、
回転により現像剤を現像領域に搬送する円筒状の現像剤
搬送体、該現像剤搬送体の内側に配置され、前記現像剤
搬送体上に現像剤の層を形成する磁石及び、現像剤を撹
拌し、前記現像剤搬送体に現像剤を供給する現像剤撹拌
供給手段を有する現像装置において、前記現像剤搬送体
は、その回転方向に直交する多数の溝が設けられた現像
剤担持面を有するとともに、該現像剤担持面は、前記現
像剤搬送体の硬度よりも高い硬度を有する表面層を形成
するコート剤によりコート処理されていることを特徴と
する現像装置。

【０００８】２．非磁性トナーと磁性キャリアとを含む
現像剤を用いて静電潜像を現像する現像装置であって、
回転により現像剤を現像領域に搬送する円筒状の現像剤
搬送体、該現像剤搬送体の内側に配置され、前記現像剤
搬送体上に現像剤の層を形成する磁石及び、現像剤を撹
拌し、前記現像剤搬送体に現像剤を供給する現像剤撹拌
供給手段を有する現像装置において、前記現像剤搬送体
は、その回転方向に直交する多数の溝が設けられた現像
剤担持面を有するとともに、２００Ｎ／ｍｍ²以上の引
っ張り強度を有する材料からなることを特徴とする現像
装置。

【０００９】３．前記溝の深さは、０．２ｍｍ以上であ
ることを特徴とする前記１又は前記２に記載の現像装
置。

【００１０】４．前記溝の深さは前記現像剤搬送体の厚
さの１／３以下であることを特徴とする前記１〜３のい
ずれか１項に記載の現像装置。

【００１１】５．前記現像剤搬送体はステンレスからな
り、０．１〜０．５ｍｍの厚さを有することを特徴とす
る前記１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。

【００１２】６．前記現像剤搬送体はアルミニウム合金
からなり、０．５〜１ｍｍの厚さを有することを特徴と
する前記１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。

【００１３】７．前記溝は、４５°以上、１２０°以下
の開き角度を有するＶ型溝であることを特徴とする前記
１〜６のいずれか１項に記載の現像装置。

【００１４】８．前記現像剤搬送体は、前記現像剤搬送
体の硬度よりも高い硬度を有する表面層を形成するコー
ト剤によりコート処理されていることを特徴とする前記
２に記載の現像装置。

【００１５】９．像形成体、該像形成体に静電潜像を形
成する潜像形成手段及び、前記１〜８のいずれか１項に
記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装
置。

【００１６】

【発明の実施の形態】（１）画像形成装置本実施の形態に係る画像形成装置を、その全体構成を示
す図１により説明する。

【００１７】原稿は自動原稿搬送部１の原稿給紙台１１
に画像面を上向きにして戴置され、送り出しローラ１２
の動作により一枚ずつ送り出され、レジストローラ１３
により一旦停止されて先端が整えられた後、搬送ドラム
１４に搬送され、搬送ドラム１４面に原稿が沿って一体
に反時計方向に回転する過程で画像読取部２により画像
面の読取が行われ、しかる後、略半周した位置において
ドラム面より分岐し排紙台１５に排出される。また、両
面読取においては、読取後の原稿を表裏反転し搬送ドラ
ム１４により再度搬送して裏面読取を行う。

【００１８】画像読取部２においては光源２３ａとミラ
ー２３ｂを備える第１ミラーユニット２３が前記の搬送
ドラム１４の直下の位置で、通過する原稿を順次照明し
て読み取り、原稿の移動方向に直交するよう配置したミ
ラー２４ａとミラー２４ｂを備える第２ミラーユニット
２４により反射し、結像レンズ２５を介してライン状の
撮像素子２６に結像し画像情報となる。また静止原稿台
２７に原稿を戴置し、前記第１、第２ミラーユニット２
３、２４が移動して読取る機能も備えている。

【００１９】画像読取部２において読み取られた原稿画
像の画像情報は画像処理装置により画像処理が行われ画
像情報として一旦メモリに格納される。

【００２０】画像形成部３においては、画像情報がメモ
リより読み出されて露光装置３３に入力し、図示してい
ないレーザ発光器から画像情報に従って変調されたレー
ザビームがポリゴンミラーの回転作動によって像形成体
としての感光体３１に対する主走査露光を行う。帯電装
置３２により前以て帯電電位を付与された感光体３１の
軸方向の主走査露光と感光体３１の回転による副走査が
行われて感光層に画像情報による静電潜像を形成する。
なお、感光体としては図示のドラム状の感光体の他にベ
ルト状のものでもよく、像形成体としては、感光体の他
に誘電体でもよい。

【００２１】帯電装置３２と露光装置３３とにより潜像
形成手段が構成される。感光体３１上に形成された静電
潜像は現像装置４０で現像剤により反転現像されてトナ
ー像とされる。これに並行して記録紙供給装置としての
手差し給紙部１９または記録紙を収容する給紙トレイ７
から記録紙が給紙される。給紙トレイ７は例えば７ａ、
７ｂ、７ｃの３段を有し、各給紙ローラ５１Ａ、５１
Ｂ、５１Ｃの何れかが作動して記録紙が搬出し、搬送ロ
ーラ５５、５６及びタイミングローラ３９に給送され
て、感光体３１上のトナー像に同期して感光体３１に給
紙される。

【００２２】感光体３１上のトナー像は転写装置３５に
より反対極性の電圧を印加されて記録紙側に転移して転
写され、トナー像を転写した記録紙は分離装置３６にお
いて除電されて感光体３１より分離し搬送ベルトを介し
て定着装置３８に搬送され熱ローラ対の圧着加熱により
トナーを溶着して定着され、排出部６の定着排紙ローラ
６１より排紙され、排紙トレイ６４に排出される。

【００２３】一方、記録紙を分離した感光体３１は残留
電位を除去したあとクリーニング装置３７において残留
トナーを除去、清掃されて次なる画像形成のプロセスに
入れるよう画像形成装置は構成されている。

【００２４】（２）現像装置図２は現像装置の詳細を示す図である。

【００２５】現像装置４０は枠体４７内に現像装置４０
の各構成部が収納されたユニットに形成され、枠体４７
内には非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤
からなる現像剤Ｄが収容されている。現像によりトナー
が消費されると、図示しない補給装置により、トナーが
補給され、現像剤Ｄのトナー濃度は一定に維持される。

【００２６】４１は現像剤搬送体としての非磁性の現像
スリーブであり、矢印Ｗ２で示す反時計方向に回転して
現像剤Ｄを現像領域ＤＺに供給する。現像領域ＤＺで
は、矢印で示す時計方向に回転する感光体３１上の静電
潜像をトナー像とする現像が行われる。現像は、公知の
任意の現像方式により行うことができる。即ち、現像
は、接触方式或いは非接触方式のいずれでもよい。ま
た、現像スリーブ４１に静電潜像の極性と同極性の現像
バイアスを印加して、感光体３１の非帯電部や低帯電部
にトナーを付着させる反転現像方式或いは現像スリーブ
４１に静電潜像と反対極性の現像バイアスを印加して、
感光体３１上の帯電部にトナーを付着させる正規現像の
いずれでもよい。

【００２７】４２は固定磁石であり、現像スリーブ４１
上に現像剤Ｄの層を形成する。４３は現像スリーブ４１
上により搬送される現像剤Ｄの量を規制する規制部材で
あり、規制部材４３により現像スリーブ４１上に常に一
定した厚さの現像剤層が形成される。４４は４枚の羽を
有する水車型の現像剤供給部材であり、撹拌スクリュー
４５により搬送された現像剤Ｄを現像スリーブ４１に供
給する。４５、４６は現像剤を撹拌し、搬送する撹拌ス
クリューであり、２本の撹拌スクリュー４５、４６は互
いに軸方向に関して反対に搬送し、トナーとキャリアを
均一に混合するとともに、トナーを帯電しつつ現像剤Ｄ
を現像剤供給部材４４に供給する。現像剤供給部材４４
と撹拌スクリュー４５、４６とは現像剤撹拌供給手段を
構成する。現像剤撹拌供給手段としては、図示のものの
他に公知の任意のものを使用することができる。

【００２８】現像剤Ｄは現像スリーブ４１により現像領
域ＤＺに供給されて、感光体３１上の静電潜像を現像す
る。現像後の現像剤Ｄは、現像剤供給部材４４により撹
拌スクリュー４５、４６へ搬送される。撹拌スクリュー
４５、４６により補給されたトナーが現像剤Ｄに均一に
混合される。トナーが補給された現像剤Ｄは撹拌スクリ
ュー４５、４６及び現像剤供給部材４４により搬送され
て現像スリーブ４１に供給される。

【００２９】（３）現像剤搬送体本発明の実施の形態の第１例では、現像剤搬送体として
の現像スリーブ４１は図３（ａ）に示すように、その回
転方向Ｗ２に直交する多数の溝４１Ｍが設けられた現像
剤担持面４１Ｓを有する。

【００３０】そして、現像剤担持面４１Ｓに多数の溝４
１Ｍを設けた後に、現像スリーブ４１を構成する材料の
硬度よりも高い硬度の表面層を形成するコート材により
コート処理が行われて、現像剤搬送体としての現像スリ
ーブ４１が形成される。

【００３１】現像スリーブ４１としては、Ａｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系等のアルミニウム合金からなるものが好ましく、
例えば、ＪＩＳ６０６３アルミニウム合金が用いられ
る。そして、コート処理としては、真鍮メッキ又はニッ
ケルメッキが好ましい。これらのメッキ処理により、ア
ルミニウム合金等の現像スリーブ材料よりも硬い表面層
が形成される。

【００３２】その結果、現像剤の搬送性に優れ、且つ、
高い搬送性が長期間に亘って維持される高耐久性の現像
スリーブ４１が実現される。

【００３３】本発明の実施の形態の第２例でも、現像剤
搬送体としての現像スリーブ４１は図３（ａ）に示すよ
うに、その回転方向Ｗ２に直交する多数の溝４１Ｍが設
けられた現像剤担持面４１Ｓを有する。

【００３４】現像スリーブ４１は、引っ張り強度が２０
０Ｎ／ｍｍ²以上の非磁性金属材量で構成される。

【００３５】所望の現像剤搬送性を有する高耐久性の現
像剤搬送体には、高い硬度の材料が好ましいと考えられ
るが、単に高い硬度のみでは、高耐久性の現像剤搬送体
を実現することが困難であることが判明した。本発明者
の実験によれば、材料の引っ張り強度が現像剤搬送体の
耐久性の支配的な要因であることが判明した。即ち、引
っ張り強度が２００Ｎ／ｍｍ²以上の材料を用いて現像
剤搬送体を構成することにより長期間に亘って、高い現
像剤搬送性を有する現像剤搬送体が実現された。

【００３６】引っ張り強度が２００Ｎ／ｍｍ²よりも小
さい場合、現像剤搬送面の凹凸が現像装置の長期間の作
動により摩耗して、現像剤搬送性が低下する。なお、引
っ張り強度が高い程、現像剤搬送体の耐久性が向上す
る。現像剤搬送体として使用される材料の中で実現可能
な範囲で高い引っ張り強度を有するものを使用すること
ができる。

【００３７】このような材料としては、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓ
ｉ系のアルミニウム合金、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系アルミニ
ウム合金等のアルミニウム合金や非磁性ステンレスが好
ましく、例えば、ＪＩＳ６Ｎ０１（引っ張り強度２６
０Ｎ／ｍｍ²以上）、ＪＩＳ６０６１（引っ張り強度３
００Ｎ／ｍｍ²以上）、ＪＩＳ７００３（引っ張り強
度３２５Ｎ／ｍｍ²以上）等のアルミニウム合金が用い
られる。

【００３８】現像スリーブ４１はその両端部において、
図３（ａ）に示すようにフランジ４１Ａを圧入すること
により、現像スリーブ４１を回転可能に支持する駆動軸
４１Ｂと結合される。また、作動時には、現像スリーブ
４１に対して、駆動軸４１Ｂからねじり力が作用する。
前記の引っ張り強度を有する材料はこのような圧入やね
じり力に対して、変形を起こさない現像スリーブ４１を
実現する上でも好適なものである。

【００３９】なお、前記第１例と第２例を組み合わせた
ものも本発明の実施の形態に使用することができる。即
ち、２００Ｎ／ｍｍ²以上の引っ張り強度を有する材料
からなる現像剤搬送体に該材料よりも高い硬度の表面層
を形成するコート材でコート処理することにより、更
に、現像剤搬送性及び高耐久性の現像剤搬送体が実現さ
れる。

【００４０】前記第１、第２例に共通の現像剤搬送体と
しての現像スリーブ４１の好ましい形態について図３に
より説明する。

【００４１】現像スリーブ４１は、図３（ａ）に示すよ
うに現像剤担持面４１Ｓに形成される溝４１Ｍは図３
（ｂ）に示すように、断面Ｖ字の形状を有するＶ型溝が
好ましい。

【００４２】即ち、Ｖ型溝は現像剤の搬送性に優れ、且
つ、目詰まりが生じにくく、長期間に亘って高い搬送性
が維持されるという点で好ましい。

【００４３】このような溝４１Ｍは、押し出し加工、引
き抜き加工又は切削加工により形成される。

【００４４】図３（ｂ）に示す溝４１Ｍの開き角度θは
４５°以上１２０°以下であることが好ましい。開き角
度が４５°よりも小さいと、目詰まりにより搬送性が低
下する場合が生ずる。また、開き角度が１２０°よりも
大きいと、搬送性が低下して、現像剤の供給量が不足す
る場合が生ずる。

【００４５】また、所望の搬送性を確保する上で、溝４
１Ｍの深さＴ１は０．２ｍｍ以上であることが好まし
い。深さが０．２ｍｍよりも浅い場合、必要な搬送性が
得られない場合がある。また、溝４１Ｍの深さＴ１は、
現像スリーブ４１の厚さＴ２の１／３以下であることが
好ましく、１／４以下が特に好ましい。

【００４６】溝４１Ｍの深さが１／３よりも大きいと、
現像スリーブ４１の強度が低下する。現像スリーブ４１
の厚さとしては、非磁性ステンレスの場合、０，１〜
０．５ｍｍが好ましく、アルミニウム合金の場合、０．
５〜１ｍｍが好ましい。

【００４７】

【実施例】図２に示す現像装置を備えた図１の画像形成
装置を用い、次の条件で画像形成実験を行った。

【００４８】半径２０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍ、溝数８０
本の現像スリーブを用いた。溝形状としては、深さ０．
４ｍｍ、開き角度１１０°とした。

【００４９】現像スリーブ〜として、表１に示すも
のを用いて、３０００００枚の画像形成実験を行った。

【００５０】

【表１】

【００５１】実験の結果を図４に示す。図から明らかな
ように、比較例としての現像スリーブの曲線が示すよ
うに、画像形成の初期から現像剤の搬送量の低下が大き
く、現像スリーブの現像剤搬送性の低下が顕著である
が、現像スリーブ〜が示すように、本発明の実施例
では、現像剤搬送性の低下が少ない。

【００５２】この結果は、高濃度、高コントラスト等の
良好な画像特性が本発明の実施例により得られることを
示す。

【００５３】

【発明の効果】請求項１、２、５又は６の発明により、
現像剤の搬送性が高く、しかも、高い搬送性が長期間に
わたって維持される高耐久性の現像剤搬送体を有する現
像装置が実現される。

【００５４】請求項３の発明により、高い現像剤搬送性
を持った現像剤搬送体が実現され、その結果、高濃度、
高コントラスト等の良好な画像特性を持った画像を形成
することが可能になる。

【００５５】請求項４の発明により、強度の高い現像剤
搬送体が実現され、現像装置の現像性能とともに耐久性
が向上する。

【００５６】請求項７の発明により、高い現像剤搬送性
が長期間にわたって維持される現像剤搬送体が実現さ
れ、現像装置の現像性とともに、耐久性が向上する。

【００５７】請求項８の発明により、現像剤搬送性及び
耐久性において極めて優れた現像剤搬送体が実現され、
極めて耐久性の高い現像装置が実現される。

【００５８】請求項９の発明により、高耐久性で、高画
質の画像を形成する画像形成装置が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体
構成を示す図である。

【図２】本発明の実施の形態に係る現像装置の詳細を示
す図である。

【図３】現像剤搬送体を示す図である。

【図４】現像剤搬送量の実験結果を示す図である。

【符号の説明】

４０現像装置４１現像スリーブ４１Ｍ溝４１Ｓ現像剤担持面Ｄ現像剤ＤＺ現像領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山口徹東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内Ｆターム(参考） 2H031 AA11 AC01 AC10 AC11 AC14 AC17 AC36 BA05 BA09 2H077 AB02 AB18 AC02 AC03 AD02 AD06 AD24 EA03 FA01 FA12 FA19 FA26 GA03 3J103 AA02 AA13 AA64 FA05 FA12 GA02 GA52 HA04 HA37

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性トナーと磁性キャリアとを含む現
像剤を用いて静電潜像を現像する現像装置であって、回転により現像剤を現像領域に搬送する円筒状の現像剤
搬送体、該現像剤搬送体の内側に配置され、前記現像剤搬送体上
に現像剤の層を形成する磁石及び、現像剤を撹拌し、前記現像剤搬送体に現像剤を供給する
現像剤撹拌供給手段を有する現像装置において、前記現像剤搬送体は、その回転方向に直交する多数の溝
が設けられた現像剤担持面を有するとともに、該現像剤
担持面は、前記現像剤搬送体の硬度よりも高い硬度を有
する表面層を形成するコート剤によりコート処理されて
いることを特徴とする現像装置。
【請求項２】非磁性トナーと磁性キャリアとを含む現
像剤を用いて静電潜像を現像する現像装置であって、回転により現像剤を現像領域に搬送する円筒状の現像剤
搬送体、該現像剤搬送体の内側に配置され、前記現像剤搬送体上
に現像剤の層を形成する磁石及び、現像剤を撹拌し、前記現像剤搬送体に現像剤を供給する
現像剤撹拌供給手段を有する現像装置において、前記現像剤搬送体は、その回転方向に直交する多数の溝
が設けられた現像剤担持面を有するとともに、２００Ｎ
／ｍｍ²以上の引っ張り強度を有する材料からなること
を特徴とする現像装置。
【請求項３】前記溝の深さは、０．２ｍｍ以上である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装
置。
【請求項４】前記溝の深さは前記現像剤搬送体の厚さ
の１／３以下であることを特徴とする請求項１〜３のい
ずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】前記現像剤搬送体はステンレスからな
り、０．１〜０．５ｍｍの厚さを有することを特徴とす
る請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】前記現像剤搬送体はアルミニウム合金か
らなり、０．５〜１ｍｍの厚さを有することを特徴とす
る請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】前記溝は、４５°以上、１２０°以下の
開き角度を有するＶ型溝であることを特徴とする請求項
１〜６のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項８】前記現像剤搬送体は、前記現像剤搬送体
の硬度よりも高い硬度を有する表面層を形成するコート
剤によりコート処理されていることを特徴とする請求項
２に記載の現像装置。
【請求項９】像形成体、該像形成体に静電潜像を形成
する潜像形成手段及び、請求項１〜８のいずれか１項に記載の現像装置を有する
ことを特徴とする画像形成装置。