JP2002357956A

JP2002357956A - 電子写真現像装置

Info

Publication number: JP2002357956A
Application number: JP2001166469A
Authority: JP
Inventors: Eiji Ochiai; 英司落合; Masayoshi Yamada; 昌義山田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2002-12-13

Abstract

(57)【要約】【課題】安価で画像不良の生じることのない電子写真
現像装置を提供する。【解決手段】非磁性の回転現像スリーブ２内には複数
の磁極を備える固定マグネットローラ１３が内包されて
おり、感光体ドラム１上に形成された静電潜像に最も近
接する位置より回転現像スリーブの回転方向上流側に固
定マグネットローラの磁極の一つと対向して磁性ブレー
ドが配置されている。磁性ブレードと対向する固定マグ
ネットローラの磁極と同極性の磁極を有するマグネット
１４が磁性ブレードに装着されており、回転現像スリー
ブの軸方向におけるマグネットの長さが回転現像スリー
ブ上に形成されるトナー層の現像幅方向の長さよりも長
く規定されている。現像スリーブの表面は部分的にブラ
スト処理が施されており、磁性ブレードは、回転現像ス
リーブの軸方向における長さがトナー層の現像幅方向よ
り長い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一成分磁性現像剤
（トナー）を用いて電子写真現像法によって現像を行う
現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、感光体ドラムその他の像担持
体のポジ潜像（正現像の場合）又はネガ潜像（反転現像
の場合）に選択的にトナーを付着させて現像を行う電子
写真現像装置（乾式電子写真現像装置）が知られてい
る。そして、乾式現像には、現像剤としてトナーのみを
用いる一成分現像法があり、さらに、トナーの磁性の有
無に応じて磁性一成分現像法と非磁性一成分現像法とに
分類される。

【０００３】磁性一成分現像法の一つに、例えば、磁性
ジャンピング１成分現像方式があり、この現像方式で
は、静電潜像が形成された感光体ドラム等の像担持体に
非接触で対向する現像剤担持体（例えば、複数磁極を有
する固定マグネットローラを内包する現像スリーブ）上
にトナー層を形成した後、両者の間に交流バイアスを印
加して、現像剤担持体上に形成されたトナーに対して像
担持体へ向かう電界を作用させる。これによって、トナ
ーを静電潜像に飛翔させて、現像を行う。

【０００４】この際、トナーに作用する力（飛翔力）の
大きさは、前述の電界の大きさとトナーが有する帯電量
の積に比例することになり、トナーが有する帯電量はそ
の表面上に存在する電荷によるものである。

【０００５】ところで、トナーはかなりの高抵抗であ
り、トナー粒径が小さい程、トナーの電荷を保持する能
力である静電容量が大きくなる。このため、トナー粒径
が小さいと、トナーはその表面に電荷を保持する能力が
大きくなる。加えて、トナー粒径が小さい程、その質量
が小さくなる。このため、像担持体と現像剤担持体との
間に交番電界を印加した際、トナー粒径が小さい程、ト
ナーは飛翔しやすくなる。

【０００６】前述の説明から明らかなように、磁性一成
分現像法を用いた現像装置においては、粒径の小さなト
ナーから消費される結果、画像形成、つまり、現像を繰
り返し行うと、粒径の大きいトナーは現像装置（現像
器）に残る傾向がある（一般に、これを選択現像とい
う）。そして、現像を繰り返し行うにつれて、粒径の小
さなトナーが徐々に消費されることになるが、粒径の大
きなトナーは、比帯電量が小さいため現像しにくく、そ
の結果、現像を繰り返し行うにつれて、画像濃度が低下
するばかりでなく、かぶりが発生してしまう。

【０００７】特に、プロセスユニットの長寿命化のため
にトナーを補給する手段としてトナーコンテナを用い、
現像装置にトナーセンサを用いてトナー補給を制御して
現像を行う場合、現像枚数が多くなると、上述の画像濃
度の低下及びかぶりが観察される。

【０００８】上述のような不具合を防止するため、例え
ば、特開平１０−３３３４３７号公報に記載された現像
装置が知られている（以下単に従来例と呼ぶ）。従来例
では、回転現像スリーブに内包された固定マグネット
（固定マグネットローラ）の一つの磁極に対向して磁性
ブレードが配置されており、さらに、磁性ブレードには
上述の対向磁極と対向する磁極が同極であるマグネット
が装着されている。従来例では、磁性ブレードに集中す
る磁界と現像スリーブへのトナーの静電付着力とによ
り、トナー層の厚さを規制して、現像スリーブ上に均一
なトナー層を形成する。同時に、トナーは回転する現像
スリーブとの摩擦によって帯電電荷（摩擦帯電）が付与
される。さらに、磁性ブレードに装着されたマグネット
と磁性ブレードと対向する磁極との間で反発磁界が形成
される結果、トナーに対してシェアがかけられて、摩擦
帯電がより促進される。

【０００９】上述のように、従来例では、トナーの摩擦
帯電を促進する結果、長期間にわたってトナーの比帯電
量が安定し、従って、長期間にわたって画像濃度の低下
及びかぶり等がない良好な現像を行うことが可能とな
る。

【００１０】ここで、磁性ブレードに前述のマグネット
を装着した現像器をＡとし、磁性ブレードに前述のマグ
ネットを装着しない現像器をＢとして、その耐久性及び
トナー帯電量とを比較した。その結果を図４及び図５に
示す。まず、耐久性を示す図４から明らかなように、現
像器Ａでは、現像枚数（印字枚数）が増加しても、画像
濃度の低下が少ないのに対して（０枚で画像濃度が１．
４であり、１００×１０^３枚（１００ｋｐａｇｅｓ）で
も画像濃度は１．３５程度である）、現像器Ｂでは、画
像濃度が大きく低下することが分かる（１００ｋｐａｇ
ｅｓで画像濃度は約１．２２である）。さらに、図５に
示すように、トナー帯電量においても、現像器Ａでは、
帯電量にほとんど変化がない（１００ｋｐａｇｅｓで
４．８μＣ／ｇ程度）のに対して、現像器Ｂでは、トナ
ー帯電量が大きく低下する（１００ｋｐａｇｅｓで３．
５μＣ／ｇ程度）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、固定マグネ
ットの対向磁極と同極性のマグネットを磁性ブレードに
装着すると、現像の際の画像濃度及びトナー帯電量が安
定して画像安定性が増すものの、現像スリーブ上のトナ
ー層厚は、磁性ブレードに装着されたマグネットの幅
（現像スリーブの軸方向の長さ）に影響を受ける。具体
的には、前述の反発磁界によって現像スリーブ上のトナ
ー層の厚さにムラが生じてしまうことがあり、その結
果、画像部（画像が形成される部分）において画像濃度
にムラが生じる等の画像不良が発生することがある。

【００１２】さらに、反発磁界によっては、トナーの帯
電量が不十分となり、つまり、トナーに帯電不良が生
じ、現像を繰り返すにつれて、非画像部から現像スリー
ブにトナーが付着し所謂層乱れという現象が発生する。
そして、この層乱れは、やがて成長して画像部にも影響
を及ぼすこととなり、画像不良の原因となる。

【００１３】加えて、磁性ブレードの幅（現像スリーブ
の軸方向の長さ）も画像の質に影響を与える。具体的に
は、トナー層の現像幅長さよりも磁性ブレードの幅を長
くすると、トナー層が外側に広がって、画像の端部にム
ラ等が生じるという悪影響を及ぼす。また、トナー層の
現像幅長さよりも磁性ブレードの幅が短いとトナー層が
良好に形成できず、その結果、画像の端部にムラ等が生
じるというなど悪影響を及ぼす。このため、磁性ブレー
ドの幅は、現像幅長さに応じて精度よく規定する必要が
あり、この結果、現像装置自体のコストがアップしてし
まうという問題点がある。

【００１４】本発明の目的は、画像不良の生じることの
ない電子写真現像装置を提供することにある。

【００１５】本発明の他の目的は、安価な電子写真現像
装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、現像剤
担持体が非磁性の回転現像スリーブと該現像スリーブ内
に内包され複数の磁極を備える固定マグネットローラを
有し、感光体上に形成された静電潜像に最も近接する位
置より前記現像剤担持体の回転方向上流側に前記固定マ
グネットローラの磁極の一つと対向して磁性ブレードが
配置され、前記磁性ブレードと対向する前記固定マグネ
ットローラの磁極と同極性の磁極を有するマグネットが
前記磁性ブレードに装着されており、前記現像剤担持体
の軸方向における前記マグネットの長さが前記現像スリ
ーブ上に形成されるトナー層の現像幅方向の長さよりも
長く規定されていることを特徴とする電子写真現像装置
が得られる。

【００１７】さらに、前記現像スリーブの表面の画像形
成領域に対面する部位にブラスト処理が施されており、
前記磁性ブレードは前記現像剤担持体の軸方向における
長さが前記トナー層の現像幅方向より長い。なお、前記
マグネットの磁力は４０ｍＴ乃至１１０ｍＴとすること
が望ましい。

【００１８】このようにすることにより、現像スリーブ
上に均一にトナー層を形成することができ、その結果、
画像濃度ムラ及び層乱れ等の画像不良を防止できる。ま
た、現像スリーブ表面上に部分的にブラスト処理を施す
ることにより、より均一にトナー層を形成することがで
き、さらに、現像スリーブのブラスト処理部分上に存在
する全てのトナーに適度な帯電を付与することができ
る。

【００１９】また本発明では、磁性ブレードの幅（長
さ）はトナー層の現像幅方向より長くてもよいから、磁
性ブレードの幅に厳密な精度が要求されず、現像装置自
体のコストを安価にできるという効果もある。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明について図面を参照し
て説明する。なお、図示の例に記載された構成部品の寸
法、材質、形状、その相対的配置等は特に限定的な記載
がない限り、この発明の範囲をそれに限定する趣旨では
なく、単なる説明例にすぎない。

【００２１】まず、図１を参照して、本発明による現像
装置が用いられる画像形成装置の一例について説明す
る。図示の画像形成装置は、電子写真感光体材料として
アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料を用いた感光
体ドラム（以下ａ−Ｓｉ感光体ドラムと呼ぶ）１を備え
ており、ａ−Ｓｉ感光体ドラム１の周囲には、帯電器
（コロトロン、スコロトロン等）８、露光ユニット９、
現像装置（現像器）１０、転写器（転写ローラ）１１、
及びクリーナ１２等が配置されている。

【００２２】現像器１０は、現像容器１０ａを備えてお
り、現像容器１０ａには一成分トナーが収納されてい
る。現像容器１０ａ内には攪拌機（ミキサー）が配設さ
れており、現像容器１０ａのドラム開口側には、複数の
磁極を有する固定マグネットローラ１３を内包する非磁
性の回転現像スリーブ２が配置されている。現像容器１
０ａには、磁性ブレード３が取り付けられ、この磁性ブ
レード３は回転現像スリーブ２に垂下している。つま
り、回転現像スリーブ２が図中実線矢印で示す方向に回
転するとすると、磁性ブレード３は、回転現像スリーブ
２がａ−Ｓｉ感光体ドラム１に最も近接する位置から回
転現像スリーブ２の回転方向上流側に位置することにな
る。そして、磁性ブレード３は、固定マグネットローラ
１３の一磁極と対向し（以下この磁極を対向磁極とい
う）、磁性ブレード３の先端部と回転現像スリーブ２と
の表面には僅かな間隔（ギャップ）が形成されている。
図示のように、磁性ブレード３にはマグネット１４が装
着されており、このマグネットは、固定マグネットロー
ラ１３の対向磁極と対向する磁極が同極であるように、
磁性ブレード３に装着される。

【００２３】いま、ａ−Ｓｉ感光体ドラム１は、図中の
矢印の方向に回転しているものとする。まず、帯電器８
によって、ａ−Ｓｉ感光体表面を均一に帯電させる（例
えば、約２４０Ｖに均一に帯電させる）。次に、露光ユ
ニット９によってａ−Ｓｉ感光体表面に選択的に光を照
射して、ａ−Ｓｉ感光体表面上に静電潜像を形成する。
なお、露光後の感光体表面電位は、約１０Ｖである。現
像器１０においては、トナーを潜像に付着させて可視像
とする。具体的には、磁性ブレード３に集中する磁界
と、現像スリーブ２へのトナーの静電付着力とによっ
て、現像スリーブ２上に形成されるトナー層の厚さが規
制され、現像スリーブ２上に均一なトナー層が形成され
ることになる。さらに、トナーには回転している現像ス
リーブ２との摩擦によって帯電電荷が付与される。

【００２４】現像スリーブ２と感光体ドラム１との間隔
はトナー層の厚さより広く設定されており、両者の間に
は、交流バイアス電源（図示せず、例えば、Ｖ_ｄｃ＝１
６０Ｖ、Ｖ_ｐｐ＝１．８ｋＶ、ｆ＝２．４ｋＨｚ）によ
って、交番電界（ＤＣ成分に、例えば、矩形波、三角
波、又は正弦波等のＡＣ成分が重畳されたもの）が印加
されている。これによって、現像スリーブ２から感光体
ドラム１にトナーが飛翔して、静電潜像にトナーを付着
させる。

【００２５】ここで、図２も参照して、図示の例では、
現像スリーブ２は、定形又は不定形粒子によるブラスト
処理が施された表面を有しており、図１において、ａ−
Ｓｉ感光体ドラム１の軸方向（図１において紙面の表側
から裏側に延びる方向）におけるマグネット１４の幅
（長さ）をＬ_Ａとし、ａ−Ｓｉ感光体ドラム１の軸方向
において現像スリーブ２上のトナー層が形成されている
幅（長さ）Ｌ_Ｂとする。つまり、現像スリーブ表面のト
ナー層が形成された部分の現像幅方向の長さをＬ _Ｂとす
る。この際、Ｌ_Ａ＞Ｌ_Ｂの関係にマグネット１４の幅
（長さ）が規定される。なお、磁性ブレード３の幅はマ
グネット１４の幅よりも長い。

【００２６】図３を参照して、いま、磁性ブレード２に
マグネットを取り付けない現像器（磁石なし）、前述の
Ｌ_Ａ＜Ｌ_Ｂに設定した現像器（Ｌ_Ａ＜Ｌ_Ｂ）、前述のＬ
_Ａ＞Ｌ_Ｂに設定した現像器（Ｌ_Ａ＞Ｌ_Ｂ）とを準備し
て、現像スリーブ２上に形成されるトナー層の厚さを各
現像器について測定した。測定に当たっては、現像スリ
ーブ２の軸方向の中央部分におけるトナー層厚をａ、ブ
ラスト処理部分の端部からブラスト処理部分の方向に５
ｍｍ入った位置におけるトナー層厚をｂとした。

【００２７】図３から容易に理解できるように、現像器
（Ｌ_Ａ＞Ｌ_Ｂ）においては、ａ／ｂ＝１．１１であり、
他の現像器に比べて、トナー層の厚さの変化が少ない。
つまり、現像器（Ｌ_Ａ＞Ｌ_Ｂ）においては、現像スリー
ブ２上により均一にトナー層を形成できることになる。
なお、マグネット１４の磁力は４０ｍＴ乃至１１０ｍＴ
であることが望ましく、この範囲にマグネット１４の磁
力を規定すると、さらに均一にトナー層を形成できるこ
とがわかった。これは４０ｍＴ未満ではブレードでのト
ナーの規制が弱く前述した層乱れを起こし、１１０ｍＴ
よりも大きい場合は（トナーが固まるため）トナーへの
規制が強くなりすぎ現像スリーブ２にキズが入るためで
ある。

【００２８】上述のようにして、静電潜像にトナーを付
着させた後、つまり。現像を行った後、転写ローラ１１
によって記録紙（図示せず）に感光体ドラム１上のトナ
ーを転写する（つまり、ローラ転写法によってトナーを
記録紙に転写する）。この際、転写ローラ１１には、環
境、記録紙の種類・抵抗等により異なるが、反転現像の
場合には、負極性の高圧バイアスを印可する。記録紙に
転写されたトナーは、定着器（図示せず）によって熱又
は圧力が加えられて、記録紙に融着・定着される。

【００２９】一方、転写後の感光体ドラム１上の潜像電
荷は光等によって除電され、転写されずに感光体ドラム
１上に残った残留トナーはクリーナ１２で除去される。

【００３０】上述のように、固定マグネットローラの磁
極と対向する磁極が同極性であるマグネットを磁性ブレ
ードに装着して、磁性ブレードに装着されたマグネット
の幅（Ｌ_Ａ）を現像スリーブ上に形成されるトナー層の
現像幅方向の長さ（Ｌ_Ｂ）よりも長くするようにしたか
ら、現像スリーブ上に均一にトナー層を形成することが
でき、その結果、画像濃度ムラ及び層乱れ等の画像不良
を防止できる。この際、現像スリーブ表面上に部分的に
（トナー層が形成される部分）にブラスト処理を施して
おけば、より均一にトナー層を形成することができる。
さらには、現像スリーブのブラスト処理部分上に存在す
る全てのトナーに適度な帯電を付与することができる。

【００３１】さらに、磁性ブレードの幅（長さ）はトナ
ー層の現像幅方向より長くてもよいから、磁性ブレード
の幅に厳密な精度が要求されず、現像装置自体のコスト
を安価にできる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、固定
マグネットローラの磁極と対向する磁極が同極性である
マグネットを磁性ブレードに装着して、磁性ブレードに
装着されたマグネットの幅を現像スリーブ上に形成され
るトナー層の現像幅方向の長さよりも長くするようにし
たから、現像スリーブ上に均一にトナー層を形成するこ
とができ、その結果、画像濃度ムラ及び層乱れ等の画像
不良を防止できる。この際、現像スリーブ表面上に部分
的にブラスト処理を施しておけば、より均一にトナー層
を形成することができるという効果がある。さらには、
現像スリーブのブラスト処理部分上に存在する全てのト
ナーに適度な帯電を付与することができる。

【００３３】さらに、本発明では、磁性ブレードの幅
（長さ）はトナー層の現像幅方向より長くてもよいか
ら、磁性ブレードの幅に厳密な精度が要求されず、現像
装置自体のコストを安価にできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による現像装置の一例を用いた画像形
成装置を概略的に示す断面図である。

【図２】図１に示す現像装置において現像スリーブの
軸方向に関する現像スリーブ、磁性ブレード、及び磁性
ブレードに装着されるマグネットの位置関係を示す図で
ある。

【図３】磁性ブレードに装着されるマグネットの有無
及び幅によるトナー層厚の変動を説明するための図であ
る。

【図４】磁性ブレードにマグネットを装着した現像器
とマグネットを装着しない現像器との画像濃度を比較し
て示す図である。

【図５】磁性ブレードにマグネットを装着した現像器
とマグネットを装着しない現像器とのトナー帯電量を比
較して示す図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム２現像スリーブ３磁性ブレード８帯電器９露光ユニット１０現像装置１１転写ローラ１２クリーナ１３固定マグネットローラ１４マグネット１５トナー層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H031 AB01 AC10 AC19 AC31 AC34 BA03 CA10 CA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤担持体が非磁性の回転現像スリー
ブと該現像スリーブ内に内包され複数の磁極を備える固
定マグネットローラを有し、感光体上に形成された静電
潜像に最も近接する位置より前記現像剤担持体の回転方
向上流側に前記固定マグネットローラの磁極の一つと対
向して磁性ブレードが配置され、前記磁性ブレードと対
向する前記固定マグネットローラの磁極と同極性の磁極
を有するマグネットが前記磁性ブレードに装着されてお
り、前記現像剤担持体の軸方向における前記マグネット
の長さが前記現像スリーブ上に形成されるトナー層の現
像幅方向の長さよりも長く規定されていることを特徴と
する電子写真現像装置。
【請求項２】前記現像スリーブの表面の画像形成領域
に対面する部位にブラスト処理が施されていることを特
徴とする請求項１に記載の電子写真現像装置。
【請求項３】前記磁性ブレードは前記現像剤担持体の
軸方向における長さが前記トナー層の現像幅方向より長
いことを特徴とする請求項１に記載の電子写真現像装
置。
【請求項４】前記マグネットの磁力は４０ｍＴ乃至１
１０ｍＴであることを特徴とする請求項１に記載の電子
写真現像装置。