JP2887261B2 - 二成分現像装置 - Google Patents

二成分現像装置

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JP2887261B2 JP23704090A JP23704090A JP2887261B2 JP 2887261 B2 JP2887261 B2 JP 2887261B2 JP 23704090 A JP23704090 A JP 23704090A JP 23704090 A JP23704090 A JP 23704090A JP 2887261 B2 JP2887261 B2 JP 2887261B2
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隆 山室
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複写機等の画像記録装置において用いられる
現像装置に係り、特にトナーとキャリアからなる二成分
現像剤を使用して静電潜像を現像する二成分現像装置に
関するものである。
〔従来の技術〕
従来、複写機などの画像記録装置において、トナーと
キャリアからなる二成分現像剤を使用して静電潜像を現
像する二成分現像装置としては、例えば、第5図に示す
ように、光導電性ドラム5に対向配置される複数の磁極
を有する固定磁石ロール1aと、この固定磁石ロール1aの
外周に回転自在に軸支された円筒状のスリーブ1bと、こ
のスリーブ1bの周囲に配設され現像剤2を収容するホッ
パー3と、スリーブ1bの近傍に所定の間隔をおいて配設
されこのスリーブ1bの外周に現像剤2の層を形成する非
磁性のトリマーバー4とを備え、上記スリーブ1bの表面
にホッパー3から固定磁石ロール1aの磁力によって現像
剤2を付着させ、スリーブ1bの図中矢印A方向の回転と
トリマーバー4の規制により現像剤層を形成し、この層
として形成された現像剤中のトナーをスリーブ1bに対向
配置された光導電性ドラム5上に形成されている静電潜
像に付着させることにより、この静電潜像を可視化する
ものが知られている(特開昭63-165885号公報、特開昭6
3-224248号公報)。
ここで、トリマーバー4は、通常、スリーブ1bとの隙
間が0.5〜2mmとなるように配設され、このときスリーブ
1b上には2〜5mmの厚みを有した現像剤層が形成される
が、現像剤2の薄層を得るにはこのトリマーバー4とス
リーブ1bとの間隔を相当狭く設定することが必要にな
る。しかしながら、この間隔をあまりに狭く設定する
と、異物が詰まり易くなり、また、現像剤2に対する負
荷が大きくなって現像剤の劣化、設定誤差による安定性
や信頼性の低下という問題点が生じる。
この問題点を回避するために、トリマーバーとして磁
性体を用いる磁性トリマーバー方式が提案されている。
この方式は固定磁石ロールの磁極と対向する位置に強磁
性を有したトリマーバーを配設するものであるが、異物
が磁性体であるとトリマーバーと固定磁石ロールとの間
に生じる磁界によりカーテン状に形成された現像剤(現
像剤カーテン)の中にこの異物が取り込まれ、この異物
により現像剤カーテンが乱され、層形成不良が生じると
いう問題点があった。
さらに、スリーブと接触して設けられるコンタクトブ
レードにあっては、一成分現像装置では可能であるが、
二成分現像装置ではキャリアとトナーとにかかる束縛力
が異なり、二成分現像剤の均一な薄層を形成することが
困難であり、現像された画像にムラが生じてしまうとい
う問題点があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
そこで、本発明者らは、このような問題を解決すべく
鋭意研究を重ねた結果、上記現像剤規制部材を弾性を有
する支持体の先端に軟弾性部材を取付けたものとし、さ
らにこの現像剤規制部材の先端にある軟弾性部材を磁力
の弱い固定磁石ロールの異極間上のスリーブに圧接する
ことにより、二成分現像装置であってもスリーブ表面に
その成分及びその層の厚みが均一な現像剤の薄い層を安
定して形成できることを見い出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明の目的は、二成分現像装置におい
て、現像剤規制部材設置場所の異物のつまり、現像剤に
対する負荷による現像剤の劣化、設定誤差による安定性
や信頼性の低下、均一な成分の現像剤の薄い層が形成で
きないことによる現像された画像のムラが生じる等の上
記従来の欠点を回避し、長期に亘って現像剤担持体上の
現像剤層の現像剤を劣化させることなく安定して薄く形
成し、信頼性の高い現像を行う二成分現像装置を提供す
ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
すなわち、本発明は、所定の位置に配設された複数の
磁極を有する円柱状の固定磁石ロールとこの固定磁石ロ
ール外周に回転可能に配設された円筒状のスリーブとを
有する現像剤担持体と、この現像剤担持体に圧接される
現像剤量規制部材と、上記現像剤担持体に対向して配置
される静電潜像担持体とを備え、この現像剤量規制部材
によって現像剤担持体にトナー及びキャリアからなる現
像剤の層を形成し、その現像剤のトナーを静電潜像担持
体上の静電潜像に付着させて可視化する二成分現像装置
において、 上記現像剤量規制部材が、バネ板で形成された支持体
と、この支持体の先端部に取り付けられた板状の軟弾性
部材とで構成され、上記軟弾性部材の先端部が上記固定
磁石ロールの異極間上に位置しているとともに、 上記軟弾性部材の先端部の平面部分と上記現像剤担持
体との軸方向の圧接線圧が、3〜10g/cmであることを特
徴とするものである。
ここで、本発明において、現像剤担持体とは、その表
面に現像剤の層が形成され現像装置の現像領域にまで現
像剤を搬送するものであればよく、例えば、複数の磁極
を有する固定磁石ロールと、この固定磁石ロール外周に
円筒状に形成されて回転可能に配設されるスリーブ等が
使用できる。
また、現像剤量規制部材とは、上記現像剤担持体表面
にトナーとキャリアとからなる現像剤層を形成するもの
で、現像剤担持体の軸方向に所定の圧力を均一に与える
ものであればよく、例えば、バネ板からなる支持体と、
この支持体の先端部に取り付けられた軟弾性部材とから
なる。また、支持体は、弾性を有する材質であれば特に
限定するものではないが、例えば、非磁性ステンレス、
リン青銅等を使用でき、また、軟弾性部材は、現像剤担
持体に圧接する部分の軸方向ならびに周方向に亘って均
一な圧力を与えるものであればよく、例えば、ゴム硬度
30〜70°のシリコンゴムで形成され押圧方向の長さ寸法
(厚み)を1〜2mm、現像剤担持体の周方向(幅)に10
〜15mmに形成されたものを使用でき、このシリコンゴム
等の軟弾性部材を支持体から突出させて現像剤量規制部
材として使用できる(請求項2)。また、その軟弾性部
材の突出量は1〜3mmとすることができる(請求項
3)。そして、その設定位置は上記固定磁石ロールのト
ナー付着領域から現像領域までの間において磁力の弱い
位置、すなわち、固定磁石ロールの異極間上に対応する
位置に設定されるのがよく、現像剤によって異なるもの
であるが、例えば、圧力定着トナーにあってはトナーの
キャリヤ及びスリーブへの付着が起こり易いため、400
ガウス以下の位置に設定すればよく、熱定着トナーにあ
ってはトナーのキャリヤ及びスリーブへの付着が起こり
難いため、500ガウス以下の位置であっても設定でき
る。なお、上記軟弾性部材の先端部の平面部分と上記現
像剤担持体との軸方向の圧接線圧とは、トナーの成分や
キャリアによって異なるものであるが、例えば、圧力定
着トナーと平均粒径40μmのキャリアからなる現像剤で
5mg/cm2の均一な現像剤の薄い層を形成するにあって
は、第4図に示すように、3〜10g/cmの線圧が好まし
く、特に5〜7g/cmの線圧が好ましい。
さらに、現像剤は、トナーとキャリアからなる二成分
現像剤であればトナーを圧力定着トナーや熱定着トナー
等適宜選択してかまわないが、特に、本発明にあって
は、圧力定着トナーであっても現像剤量規制部材と現像
剤担持体との圧接部分においてもトナーの固着が生じ難
いためより有効なものとなる。
〔作用〕
現像剤量規制部材が、バネ板で形成された支持体と、
この支持体の先端部に取り付けられた板状の軟弾性部材
とで構成され、上記軟弾性部材の先端部が上記固定磁石
ロールの磁力の弱い異極間上に位置しているので、この
トナーとキャリアとの束縛力が略均一となり、さらに軟
弾性部材の先端部の平面部分と上記現像剤担持体との軸
方向の圧接線圧が、3〜10g/cmであるので、現像剤担持
体上に均一で安定したトナーとキャリアとからなる現像
剤の薄い層を形成させることができる。
〔実施例〕
以下、添付図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細
に説明する。
第1図乃至第3図において、本発明に係る二成分現像
装置の実施例が示されている。
この二成分現像装置は、光導電性ドラム5からなる静
電潜像担持体に対向する円柱状に形成される固定磁石ロ
ール1aと、この固定磁石ロール1aの外周に回転可能に同
心的に配設される円筒状のスリーブ1bと、このスリーブ
1bに先端を圧接するように配設されるコンタクトブレー
ド4である現像剤量規制部材と、上記スリーブ1b近傍に
現像剤2を収容するホッパー3とから主要部が形成され
ている。また、このコンタクトブレード4は、支持体で
ある板ばね4aとこの板ばね4aの先端部に取り付けられた
軟弾性部材4bからなるもので、この軟弾性部材4bがスリ
ーブ1bに圧接されている。
ここで、上記固定磁石ロール1aの各角度における磁束
密度分布を示す図が第3図(図中、十字の線は固定磁石
ロール1aの角度を示す補助線、0、200、400、…の点線
は磁束密度(単位;ガウス)を示す補助線)に示されて
おり、この固定磁石ロール1aは、光導電性ドラム5と対
向する位置にある現像領域と固定磁石ロールの中心点を
結び中心点側に延長した線を基準線(0°)とすると、
現像領域を形成する800ガウスの磁極S1を175°の位置
に、現像後の残留トナー搬送領域を形成する730ガウス
の磁極N1を235°の位置に、残留トナーの剥離領域を形
成する540ガウスの磁極S2を296°の位置に、トナー付着
領域を形成する580ガウスの磁極S3を0°の位置に、こ
の付着したトナーを上記現像領域に搬送する領域を形成
する700ガウスの磁極N2を75°の位置に設けたものであ
る。
また、スリーブ1bは、比抵抗5×109Ω・cmのフェノ
ール樹脂を肉厚1.0mmの円筒状に形成されその表面をJIS
の10点平均粗さでRz=9.0μmとなるよう軸方向に研磨
した半導電性樹脂スリーブであり、このスリーブ1bには
直流電源6a及び交流電源6bにより周波数2.4kHz、ピーク
ツーピーク電圧+2400V、直流成分−180Vの直流重畳交
流電圧が現像バイアスとして印加されている。
さらに、第2図に示すように、コンタクトブレード4
は、板ばね4aを厚さ0.08〜0.2mmの非磁性ステンレスSUS
304CP3/4H材で構成し、そのスリーブ1b圧接側の先端部
にゴム硬度30〜70°のシリコンゴムからなる軟弾性部材
4bを厚さ1mm、幅10〜15mmを2mm突出して取り付けたもの
であって、固定磁石ロール1aの20°の300ガウスの位置
上のスリーブ1bに5g/cmの線圧でその先端部をスリーブ1
b回転方向に対向させて圧接されている。
なお、この実施例にあっては、現像剤2は圧力定着ト
ナーと平均粒径40μmのキャリアからなるものであり、
光導電性ドラム5は、トナーを担持しようとする位置の
電位を−800V、背景となる位置の電位を−120Vとする静
電潜像を担持するもので、上記現像バイアスとの電位差
で電界を形成してトナーを吸引して上記静電潜像を現像
(可視化)するものである。
次に、この実施例の二成分現像装置における作用を説
明する。
第1図及び第2図に示すように、現像剤2が固定磁石
ロール1の磁極S3によって引き付けられスリーブ1bが図
中矢印A方向に回転するものに伴い搬送され、さらに、
5g/cmの線圧で押圧されているコンタクトブレード4の
圧接部分に現像剤2が搬送されると、現像剤2はスリー
ブ1b上に5.2mg/cm2で成分の均一な薄層に形成される。
ここで、スリーブ1b表面にトナーとキャリアからなる
現像剤2の成分の均一な薄層を形成ができるのは、磁力
の弱い位置(20°、300ガウス)にコンタクトブレード
4を圧接してトナーとキャリアに均一な束縛力を与え、
さらに、スリーブ1bの軸方向及び周方向に均一な線圧を
与えているためである。
さらに、上記作用の後、現像剤2はスリーブ1bの回転
に伴って現像領域に搬送され、光導電性ドラム5の静電
潜像に対応してトナーのみが付着して静電潜像が現像
(可視化)される。なお、付着しなかった他のトナー及
びキャリアはそのまま搬送され、さらに固定磁石ロール
1aの磁極S2と磁極S3の間でスリーブ1bから剥離されてホ
ッパー3内に戻される。その後、同様な作用が繰り返さ
れる。
なお、本発明にあっては、軟弾性部材4bによって線圧
を低減できるため、スリーブ1b及び軟弾性部材4bの磨耗
を低減でき、現像剤2のトナーを圧力定着トナーとして
も上記圧接部分においてトナーの固着が生じず、さらに
はスリーブ1bの駆動トルクをも低減できる。なお、接触
型のコンタクトブレード4の採用によりトナーの帯電を
層形成の際にも行えるため、現像剤撹拌装置を簡略化で
き、低コスト化が図れる。
〔効果〕
本発明の二成分現像装置によれば、従来の二成分現像
装置の欠点を回避し、長期に亘って現像剤担持体上のト
ナーとキャリアとからなる現像剤を劣化させず安定して
薄く形成し、信頼性の高い現像を行うことにある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る二成分現像装置の断面を示す説
明図、第2図は、本発明に係る二成分現像装置に設けら
れたコンタクトブレードの光導電性ドラムとの接触状態
を示す説明図、第3図は、本発明に係る二成分現像装置
に設けられる固定磁石ロールの各角度における磁束密度
分布を示す図、第4図は、本発明に係る二成分現像装置
に設けられるコンタクトブレードの線圧とスリーブに形
成される二成分現像剤の付着量の関係を示すグラフ、第
5図は、従来の二成分現像装置を示す説明図である。 〔符号説明〕 (1a)……固定磁石ロール (1b)……スリーブ (2)……現像剤 (3)……ホッパー (4)……コンタクトブレード(トリマーバー) (4a)……板ばね (4b)……軟弾性部材 (5)……光導電性ドラム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺尾 和男 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 (56)参考文献 特開 昭54−51848(JP,A) 特開 昭58−86575(JP,A) 特開 昭59−197065(JP,A) 特開 昭61−147264(JP,A) 特開 昭61−239272(JP,A) 特開 昭62−191868(JP,A) 特開 昭63−135974(JP,A) 特開 昭63−226680(JP,A) 特開 平1−319770(JP,A) 特開 平2−25875(JP,A) 特開 平2−130570(JP,A) 特開 平2−196265(JP,A) 実開 昭60−80470(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 15/08 - 15/095

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の位置に配設された複数の磁極を有す
    る円柱状の固定磁石ロールとこの固定磁石ロール外周に
    回転可能に配設された円筒状のスリーブとを有する現像
    剤担持体と、この現像剤担持体に圧接される現像剤量規
    制部材と、上記現像剤担持体に対向して配置される静電
    潜像担持体とを備え、この現像剤量規制部材によって現
    像剤担持体にトナー及びキャリアからなる現像剤の層を
    形成し、その現像剤のトナーを静電潜像担持体上の静電
    潜像に付着させて可視化する二成分現像装置において、 上記現像剤量規制部材が、バネ板で形成された支持体
    と、この支持体の先端部に取り付けられた板状の軟弾性
    部材とで構成され、上記軟弾性部材の先端部が上記固定
    磁石ロールの異極間上に位置しているとともに、 上記軟弾性部材の先端部の平面部分と上記現像剤担持体
    との軸方向の圧接線圧が、3〜10g/cmであることを特徴
    とする二成分現像装置。
  2. 【請求項2】上記軟弾性部材は、上記支持体に対して突
    出して取付けられている請求項1に記載の二成分現像装
    置。
  3. 【請求項3】上記軟弾性部材の上記支持体に対する突出
    量が1〜3mmである請求項2に記載の二成分現像装置。
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