JP2847898B2

JP2847898B2 - 現像装置

Info

Publication number: JP2847898B2
Application number: JP2127404A
Authority: JP
Inventors: 岳彦岡村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1990-05-17
Filing date: 1990-05-17
Publication date: 1999-01-20
Anticipated expiration: 2014-01-20
Also published as: JPH0421881A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、一成分磁性トナーを使用する現像装置に関
する。

［従来の技術］従来の現像装置は、USP−4851874に開示されるよう
に、シャフト等の基体の外周に導電層を設け、さらにそ
の外周にゴム磁石を設けた現像ローラーと、その外周に
圧接されたブレードとを備え、ブレードによってトナー
の層厚を規制しつつ、現像ローラーの回転により一成分
磁性トナーを搬送し、潜像担持体に現像するものであっ
た。

［発明が解決しようとする課題］しかし、前述の従来技術において、射出形成もしくは
押し出し成形では、表面のゴム磁石を薄くすることがで
きないが、ブレードでトナーを均一薄層にするためには
ゴム磁石の磁化反転ピッチを小さくしなければならず、
十分大きな磁束密度を発生させながら、微小磁化反転ピ
ッチに着磁するためにはゴム磁石が薄くなければならな
いという矛盾を有していた。すなわち、比較的厚いゴム
磁石に微小間隔の着磁を施すと、ゴム磁石内部の、ゴム
磁石表面から浅い部分で磁力線が閉じてしまい、着磁後
のゴム磁石表面には十分な磁束密度が得られにくい。従
って、従来の技術では、磁化反転ピッチの間隔を十分に
微小化できず、ブレードで規制される前のトナー層に
は、磁化反転ピッチに相当する層厚のムラが存在し、ブ
レードではトナー層を均一化しきれずに、層厚にムラを
残したままトナーは現像領域に搬送され、現像時に濃度
ムラを発生させるという問題点を有していた。

さらに、最小磁化反転ピッチを小さくできないため、
比較的長いトナーチェインがブレードまで搬送され、ブ
レードで穂切るトナー量が多く、従ってブレードの当接
圧を大きく設定する必要がある。その結果、現像ローラ
ーとトナーとブレードの摩擦が大きくなり、ブレードの
発熱とトナー付着という問題点も有していた。

さらに、過大なトナー層を穂切り、ムラを均一化する
ためには、ブレードの形状、材質、接触圧等の設定が制
限を受け、環境変動や長期耐久における信頼性の低い現
像装置になってしまうという問題点を有している。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、
その目的とするところは、安定した均一薄層のトナーを
現像領域に供給することができ、一成分磁性トナーで濃
度ムラのない良好な現像を可能にする現像装置を提供す
るところにある。また他の目的は、ブレードの当接圧を
低く設定することができ、ブレードの発熱とトナー付着
という現像の起こらない現像装置を提供するところにあ
る。更に他の目的は、環境変動や長期耐久における信頼
性の高い現像装置を提供するところにある。

［課題を解決するための手段］本発明の現像装置は、ブレードで層厚を規制した一成
分磁性トナーを現像ローラで保持及び搬送し、前記一成
分磁性トナーを潜像担持体に現像する現像装置におい
て、前記現像ローラは、最小磁化反転ピッチが500μｍ
以下、厚さが100μｍ以下である磁界発生層と、その内
側に弾性層を有し、かつ、前記ブレードが前記現像ロー
ラに圧接することを特徴とする。

また、本発明の現像装置は、前記ブレードは軟磁性材
料を用いたことを特徴とする。

［作用］本発明の上記の構成によれば、薄層で微小ピッチの着
磁を施した磁界発生層の表面近傍でトナーを搬送するた
め、そもそもトナーは過剰に保持されることはない。す
なわち、磁化反転ピッチが狭くなると、一方の極を出発
点とし他方の極まで導かれる磁力線が、磁界発生層表面
近傍で閉じるため、その磁力線に捕らえられ保持される
トナーの層は薄いものになる。トナーの粒径前後の磁化
反転ピッチで着磁すると、磁力線がトナーのほぼ一層で
閉じるため、トナーほぼ一層を保持することも可能であ
る。従って、ブレードで穂切る以前の搬送で、ある程度
のトナー薄層化が可能でるため、現像ローラにソフトに
圧接されたブレードでソフトにトナーを穂切り、均一薄
層化することが可能であり、また同時に、ブレードの設
定に余裕ができ、環境変動、長期耐久において信頼性の
高い現像ローラーを得ることができる。すなわち、現像
ローラー上に均一で薄層のトナー層（或は微小ピッチの
磁気ブラシ薄層）を形成することができ、トナー層厚の
変動による濃度ムラ等を低減し、高解像の現像を行うこ
とができる。

また、本発明の上記の構成によれば、弾性層を設ける
ことで、非接触現像、接触現像、ベルト状潜像担持体、
ドラム状の潜像担持体いずれにおいても、現像ローラー
上に均一で薄層のトナー層を形成して、現像ローラー上
のトナー層厚の変動による濃度変動を低減することがで
きる。

また、ブレードを軟磁性材料を用いて構成すること
で、ブレードが磁界発生層に起因する磁気力で現像ロー
ラーに圧接され、ブレードの構成が簡単になり、しかも
当接圧を均一にし、より簡単にトナーを均一薄層化し
て、濃度ムラのない高画質な画像が得られる。

以下、実施例により本発明の詳細を示す。

［実施例］第１図は、本発明の現像装置の実施例における断面概
観図である。磁性のトナー１を搬送する現像ローラー２
は、導電性を有する基体３の外周に、弾性層４および磁
性塗料を塗布して形成された厚さ約10［μｍ］の磁界発
生層５をそれぞれ同心円状に配設し、長手方向のライン
着磁を磁化反転ピッチ約100［μｍ］で行ったもので、
磁界発生層５外周の漏洩磁束により磁性のトナー１を直
接保持し、現像装置ケース12に一端が固定されもう一方
の端部付近で現像ローラー２に圧接されている、薄板バ
ネ状の弾性ブレード６で適量に規制した状態で現像ロー
ラー２を回転させて薄層のトナー１を搬送するものであ
る。弾性ブレード６はトナー層厚を規制すると同時に、
トナー１に摩擦帯電電荷を与え、トナーの帯電量を高め
る。トナー１は、支持電極７上に静電像保持層８を形成
した潜像担持体９と現像ローラー２とが、トナー１の層
厚よりも狭い間隙で配置された現像領域まで搬送され、
トナー層は潜像担持体９に接する。さらに、トナー１
は、潜像担持体９の電位コントラストおよび、現像バイ
アス印加手段10により、潜像担持体９の支持電極７と現
像ローラー２の弾性層４間に印加されたバイアスにより
形成される現像電界に応じて、潜像担持体９に付着し静
電潜像が顕像化される。

第１図に示されるような現像装置を用いて、600［DP
I］のライン潜像および文字潜像およびソリッド潜像を1
0000枚にわたり連続現像したところ、600［DPI］のライ
ン画像が線太りすることなく安定して形成され、画像端
部の尾引きや地カブリがなく、OD値1.4以上の高濃度で
濃度ムラのないソリッド画像を安定して形成することが
できた。

第１図の実施例において、弾性層４は、天然ゴム、シ
リコンゴム、ウレタンゴム、ブタジエンゴム、クロロプ
レンゴム、ネオプレンゴム、NBR等の物質で構成するこ
とができる。また、弾性層４の形態としては、ゴム、発
泡体、スポンジ等の形態が可能であり、厚さは500［μ
ｍ］以上であることが望ましい。また、磁界発生層５
は、磁気記録材料や磁石材料として公知の磁性粉を、添
加剤とともにバインダ溶液中に分散させて磁性塗料を塗
布して形成される。このとき、磁界発生層５の厚さは、
100［μｍ］以下であり、望ましくは10［μｍ］程度で
ある。また、弾性ブレード６は、板状の金属や、トナー
に所望の極性の電荷を与える絶縁性物質、例えばポリス
エステル系の負帯電トナーならばPMMA等の物質でも、金
属の表面を絶縁性の物質で被覆した物、また絶縁性の物
質の表面に金属をメッキした物であってもよい。弾性ブ
レード６は非磁性でもでも構わないが、パーマロイ等の
軟磁性の材料を用いると、磁界発生層５の磁界に引きつ
けられて現像ローラー２に圧接されるため、弾性ブレー
ド６を機械的に圧接させる必要がなく、位置精度が低く
ても構成できる。また、弾性ブレード６を導電性の物質
で構成した場合、所定のバイアスを印加すると、トナー
１の帯電量が安定する。さらにまた、本発明に使用する
トナーとしては、一成分磁性のトナーとして公知の全て
のトナーを使用することができ、レジン系トナー、ワッ
クス系トナーの何れでも良い。現像剤の組成は、公知の
ように、樹脂に磁性粉や着色剤や外添剤やその他の添加
剤を加えたもので、粉砕法や重合法等で作成される。

また、本発明の現像装置における現像ローラーは、少
なくとも、磁界発生層を構成要素として含み、現像ロー
ラーに弾性をもたせる弾性層、現像電極効果を得る導電
層、ローラーの強度を確保する基体、およびトナーの帯
電性を向上する絶縁層を、単独もしくは複数組み合わせ
て加えることが可能である。またその他に、保護層を配
設して耐久性を向上したり、中間層を配設して成形性を
向上することができ、さらに、複数層の機能を融合して
一層とする構成も可能である。また、磁界発生層の着磁
状態は、ライン状着磁や格子状着磁や螺旋状着磁等の様
々な着磁状態にして使用することができ、着磁は現像ロ
ーラーに直接行っても、予め着磁を施したフィルム状の
磁界発生層を現像ローラーに接着等の手段により適宜配
設しても良い。

尚、第１図において、図中の構成のみで本発明を限定
するものではない。また、矢印はそれぞれの部材の回転
方向を示すが本発明を限定するものではない。さらに、
潜像担持体９はベルト状の形態でも可能であり、現像方
法も、正規現像、反転現像の別を問うことなく使用する
ことができる。

第２図は本発明の他の実施例におけるブレードの圧接
状態を示す図である。第２図に示すようにブレード26の
エッジ部を現像ローラー22に圧接すると、薄層化が効率
的に行われる。第１図に示した圧接状態と、第２図に示
した圧接状態いずれにおいても、ブレードの厚さは均一
でなくてもよい。例えば、現像ローラーに接触する側を
薄くすることで、現像ローラー側でより大きくたわみ、
現像ローラーに対する当接がスムースになる。

第３図は本発明のさらに他の実施例におけるブレード
の圧接状態を示す図である。第３図において、弾性率の
低いシリコンゴムを構成要素とした現像ローラー32に弾
性率の高いフッ素樹脂で構成されたブレード36を押し当
てる組合せとなっている。本実施例では、ブレード36
が、現像ローラー32を変形させて圧接し、簡単な構造で
トナー１を均一薄層化することができる。

第４図は、本発明の現像装置における、磁界発生層の
最小磁化反転ピッチに対するトナー層厚を示す図であ
る。第４図において、横軸は磁界発生層の最小磁化反転
ピッチであり、縦軸は光学的に測定した、層厚規制され
た、現像ローラー上のトナー層厚を表している。第４図
中の曲線は、測定されたトナー層厚で、最も薄い部分の
厚さ41および最も厚い部分の厚さ42である。トナー搬送
量ムラである、最も厚い部分の厚さ42から最も薄い部分
の厚さ41を差し引いた厚さは、最小磁化反転ピッチを狭
くすると明らかに少なくなり、500［μｍ］以下の最小
磁化反転ピッチでは、ブレードによる薄層化が効率よく
行われ、トナー搬送量ムラは極めて少なくなっている。
最小磁化反転ピッチが広い場合の、ブレードによるトナ
ー層厚規制を観察すると、磁極に同期してブレードが振
動し、均一化しきれないままトナーを通している様子が
観察された。さらに、最小磁化反転ピッチ500［μｍ］
以下の現像ローラーで現像した画像を記録紙に転写およ
び定着した画像は、目視で濃度ムラが確認できない程度
に向上することができた。

従って、均一薄層のトナー層を形成するためには、最
小磁化反転ピッチを500［μｍ］以下とすることによっ
て、トナーをムラなく搬送し安定した画像濃度を得るこ
とができる。尚、磁化方向と略同一方向に隣接するの磁
化の反転ピッチを微小化しても、磁化方向と略垂直方向
に隣接する磁化の反転ピッチを微小化しても、その他任
意の方向に微小化してもトナー層を安定して薄層化しム
ラなく搬送することができる。

以上実施例を述べたが、本発明は以上の実施例のみな
らず、広く電子写真等の現像装置に応用することがで
き、特にプリンターや複写機やファクシミリやディスプ
レーに応用すれば有効である。

［発明の効果］以上述べたように本発明によれば、微小磁化反転ピッ
チに着磁した磁界発生層を有する現像ローラー上に保持
したトナーを、現像ローラーに圧接されたブレードで薄
層化することにより、構造が簡単で小型低コストの現像
装置でありながら、トナーの搬送量が均一薄層で、濃度
ムラの少ない画像を安定して形成できるという効果を有
する。特に、微小ピッチの磁界を形成しトナーを均一か
つ十分な保持力で現像ローラー上に保持することによっ
て、ブレードでの薄層化が容易になり、ブレードの位置
や弾性率などの設定の許容範囲が広がるため、環境変
動、長期耐久に対してトナー搬送量を安定させることが
でき、接触現像、圧接現像の何れにも対応可能な信頼性
の高い現像装置が提供可能である。

また、弾性層を設けることで、ベルト状の潜像担持体
だけでなく、ドラム状の潜像担持体にも、接触もしくは
圧接現像が可能な現像装置が提供可能である。

また、ブレードに磁性を持たせ、磁気力によって現像
ローラーにブレードを圧接することで、ブレードの機械
精度が低くても均一なトナー薄層が形成でき、簡単な構
造で濃度ムラの少ない高画質な画像が得られる現像装置
を提供できるという効果を有する。

従って、本発明の現像装置は、一成分磁性現像法にお
いて、濃度ムラが少なく高解像の画像が得られる現像装
置を提供できるという優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像装置の実施例における断面概観図
であり、第２図は本発明の他の実施例におけるブレード
の圧接状態を示す図であり、第３図は本発明のさらに他
の実施例におけるブレードの圧接状態を示す図であり、
第４図は、本発明の現像装置における、磁界発生層の最
小磁化反転ピッチに対するトナー層厚を示す図である。１……トナー２……現像ローラー４……弾性層５……磁界発生層６……弾性ブレード９……潜像担持体

フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−49969（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−199610（ＪＰ，Ａ) 特開平１−257985（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−153881（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−225267（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−141468（ＪＰ，Ａ) 特開平１−94364（ＪＰ，Ａ) 特開平１−114880（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−66371（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/095

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ブレードで層厚を規制した一成分磁性トナ
ーを現像ローラで保持及び搬送し、前記一成分磁性トナ
ーを潜像担持体に現像する現像装置において、前記現像ローラは、最小磁化反転ピッチが500μｍ以
下、厚さが100μｍ以下である磁界発生層と、その内側
に弾性層を有し、かつ、前記ブレードが前記現像ローラ
に圧接することを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記ブレードは軟磁性材料を用いたことを
特徴とする請求項１記載の現像装置。