JP3264410B2

JP3264410B2 - 層形成方法

Info

Publication number: JP3264410B2
Application number: JP20733194A
Authority: JP
Inventors: 美穂池田; 富夫大貫; 啓平田; 朋義千原
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 2002-03-11
Anticipated expiration: 2017-03-11
Also published as: JPH0869175A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機やプリンタ等、
電子写真方式の画像形成装置において、静電潜像保持体
上の静電潜像にトナーを吸着させて該静電潜像を可視化
する現像装置に係り、特に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、静電潜像保持体上の静電
潜像に、非磁性トナーを飛翔させて可視化する非接触法
を採用した現像方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、二成分現像剤を用い、非接触
現像法を採用する現像装置が知られている。

【０００３】図５は、このような従来の現像装置の一例
を示す概略構成図である。

【０００４】この現像装置３００は、感光体（静電潜像
保持体）１１０に近接して設けられており、ハウジング
３８０内に、二成分現像剤３９０を磁気的に吸着して搬
送する現像ロール（現像剤担持体）３１０と、この現像
ロール３１０の表面に形成される現像剤層の層厚を規制
する層厚規制部材３２０と、現像ロール３１０に現像剤
３９０を供給する現像剤供給部材３３１と、現像剤を攪
拌するとともに搬送する２つの攪拌部材３３０とを備え
ている。

【０００５】このような現像装置で用いられる二成分現
像剤は、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む現像剤で
あって、攪拌によって非磁性トナーが帯電された後、磁
極を内蔵する現像ロールの表面に磁気的に吸着され、磁
性キャリアが穂状に連なったブラシ状の現像剤層を形成
する。一方、現像領域には、静電潜像保持体と現像ロー
ルとの間に交番バイアス電圧を印加することによって振
動電界が形成されており、現像剤層はこの振動電界内に
搬送され、現像剤層中の非磁性トナーが静電潜像上に選
択的に飛翔し、静電潜像を可視化する。

【０００６】このような現像装置では、現像ロール表面
への現像剤の吸着が磁気的な効果によるので、現像剤の
現像ロールへの付着力が電気的な作用に影響されず、現
像領域においてトナーを飛翔させるための電界制御が容
易である。また、静電潜像保持体と現像剤層とが接触し
ないので、静電潜像保持体の非潜像部に現像剤が吸着す
る、いわゆるかぶり現像がほとんどなく、近年求められ
ている画像の高画質化・カラー化に答えるものである。

【０００７】上記のような現像装置において、現像ロー
ル３１０と感光体１１０との距離が狭いと、現像ロール
３１０や感光体１１０の取り付け誤差、振れの影響が大
きくなり、安定した画像を得ることが困難となる。一
方、現像ロール３１０と感光体１１０との距離が広い
と、振動電界の効果が低下したりエッジ効果の出現を招
き、解像度が低下する。そのため、現像ロール３１０と
感光体１１０との距離は、一定範囲で適切に定められ
る。

【０００８】これに伴い、非接触現像を行なうためには
現像ロール表面のスリーブ３１１上に形成された現像剤
層を、スリーブ表面と静電潜像保持体表面との距離より
薄く、一定に形成させることが必要となる。このために
層厚規制部材３２０の先端は、現像ロール３１０の表面
に近接するように設定しなければならない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の現像
装置では、層厚規制部材を現像ロールの表面に近接して
設けるので、現像剤の凝集体や紙繊維等の異物が、現像
ロール３１０と層厚規制部材３２０との間に詰まり、画
像に筋状の白抜けが生じる欠点がある。特に二成分現像
剤を用いると、トナーが凝集し易いことから大きな問題
となっていた。

【００１０】このような現像ロール３１０に発生した異
物を除去するための手段として、次のようなものが出願
されている。

【００１１】特開昭５９−１８５３６９号公報では、一
成分現像において異物検知センサーを設置し、そこから
の信号を受け、トリマーを支持軸を中心に回転させて現
像ロールから離間し異物を通過させ、更にスクレーパー
を現像ロールに接触させ、剥ぎ取る方法が記載されてい
る。

【００１２】この方法では異物を検知する手段およびそ
の信号を受けてトリマーおよびスクレーパーを動かす駆
動手段が必要となり、装置が複雑な上、大型化してしま
うという問題がある。

【００１３】また、特開昭６１−２３８０７３号公報に
は、一成分においてドクターブレードを非現像時に現像
ロールの径方向に離間させる方法が記載されている。し
かし、これも非現像時のタイミングにてドクターブレー
ドを動かす制御回路や駆動手段が必要であり、コストア
ップにつながる。

【００１４】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、簡単な構成により、紙繊維等の異物
や現像剤凝集体が詰まることなく、現像剤担持体表面に
非接触現像が可能な薄い現像剤層を形成でき、潜像を良
好に可視化する現像方法を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載のように、層厚規制部材として非
磁性ロールを用い、現像ロール回転時には現像剤流によ
り前記非磁性ロール状部材をトリミング位置に移動させ
るとともに、停止時には前記非磁性ロール状部材を弾性
部材の圧力により現像ロールとの接線方向に離間移動さ
せる。

【００１６】また、請求項２に記載のように、前記非磁
性ロール状層厚規制部材を現像ロールの磁極間に配置
し、トリミング位置よりも上流側の極の磁力を下流側の
極の磁力よりも大きくする。

【００１７】

【作用】請求項１記載の発明は、非磁性ロール支持部材
に取り付けられた弾性部材により非磁性ロールを現像ロ
ールの接線方向に離間移動させて現像ロールとのギャッ
プを広げ、詰まりの発生原因である異物を通過させるも
のである。

【００１８】現像ロール回転時には非磁性ロールは現像
スリーブ上を搬送されてきた現像剤から力を受け弾性部
材を押圧し、トリミング位置にて適切な層厚の現像剤層
を形成する。しかし、回転停止とともに非磁性ロールは
弾性部材の復元力により現像ロール回転の上流側、現像
ロール接線方向に力を受けて移動するため、現像ロール
とのギャップが広がり、詰まりの発生原因である異物を
通過させ、除去することができる。

【００１９】このように特別な層規制部材を離間させる
制御回路や駆動手段を設けず、簡単な構成にて異物の除
去を実現できる。

【００２０】また請求項２記載の発明では、前記現像ロ
ールに前記非磁性ロール層厚規制部材を前記現像ロール
の磁極間に配置し、上流側の極の磁力を下流側の極の磁
力よりも大きくする。これは極の磁力が大きいと保持さ
れる現像剤が増え、層厚も厚くなり、移動した位置にお
いて、非磁性ロールには現像剤により持ち上げられる力
が働き、ギャップが広がり請求項１と同様に異物を取り
除くことができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の層形成方法に係る現像装置の
実施例を、図面に基づいて具体的に説明する。

【００２２】図５は、従来例である現像装置を示すもの
であるが、この現像装置３００は、感光体（静電潜像保
持体）１１０に近接して設けられており、ハウジング３
８０内には、感光体１１０に対向する位置に配設され、
表面に二成分現像剤を吸着して搬送する円柱状の現像ロ
ール３１０（現像剤担持体）と、この現像ロール３１０
に近接して配置され、現像ロール３１０に現像剤を供給
する現像剤供給部材３３１と現像剤を攪拌するとともに
搬送し、現像剤供給部材３３１に現像剤を供給する攪拌
部材３３０と、現像領域上流で現像ロール３１０に近接
して配置され、現像ロール３１０表面に形成される現像
剤層の層厚を規制する現像剤層厚規制部材３２０とを備
えている。

【００２３】上記現像ロール３１０は、位置を固定して
支持された円柱状の磁石ロール３１２と、この磁石ロー
ル３１２の外側で軸線回りに回転可能に支持された現像
スリーブ３１１とで主要部が構成されている。磁石ロー
ル３１２には、複数の磁極が周面に沿って設けられ、現
像スリーブ３１１には電極（図示せず）を介して、交流
に直流を重畳した直流重畳交流電圧が印加されるように
なっている。

【００２４】なお、上記現像装置３００が対向する感光
体１１０は、図中に示す矢印の方向に、たとえば１６０
ｍｍ毎秒で回転し、帯電器（図示せず）によって−６５
０Ｖに一様に帯電された後、画像書き込み装置により露
光されて画像部の電位が−２００Ｖとなるものである。

【００２５】現像スリーブ３１１と感光体１１０との間
隙は、トナーを飛翔させることが十分に可能な距離であ
る０．５ｍｍに設定されている。

【００２６】また、２本の上記攪拌部材３３０は、互い
に逆方向に現像剤を搬送するように回転駆動されるよう
になっており、現像剤を攪拌するとともにハウジング３
８０内を循環させるものである。このような現像装置で
は、非磁性トナーと磁性キャリアとは、ハウジング３８
０内において攪拌部材３３０により搬送されるとともに
十分に攪拌される。これにより、現像剤中の非磁性トナ
ーの分布が均一に維持されるとともに、非磁性トナーと
磁性キャリアとの間の摩擦により非磁性トナーに電荷が
付与される。

【００２７】攪拌された現像剤は、現像剤供給部材３３
１により現像ロール３１０に供給された後、現像スリー
ブ３１１上に磁気的に吸着されてブラシ状の現像剤層を
形成し、現像スリーブ３１１の回転に伴って移動し、現
像剤層厚規制部材３２０によって適切な層厚に規制され
る。

【００２８】前記現像剤層厚規制部材３２０は非磁性材
料よりなるロール３２０ａとその支持部材３２０ｄ、弾
性部材３２０ｃおよび非磁性ロール３２０ａと現像ロー
ル３１０とのギャップ保持部材３２０ｂからなる。

【００２９】従来は図５に示すように非磁性ロール３２
０ａをギャップ保持部材３２０ｂを挟んで非磁性ロール
支持部材３２０ｄによって押圧して取り付けた。これに
より、ギャップ保持部材３２０ｂの厚さに相当する現像
剤層厚に規制することができる。しかし、現像スリーブ
３１１と感光体１１０との間隙は、トナーを飛翔させる
ことが十分に可能な距離である０．５ｍｍに設定されて
いるため、現像ニップでの現像剤層厚は３５０μｍ以下
が望ましく、そのため現像スリーブ３１１と非磁性ロー
ル３２０ａとのギャップもそれ以下に設定しなければな
らない。このようにギャップが狭いために現像剤中に侵
入した紙粉や現像剤の凝集体による詰まりが発生し易
く、コピーサンプル上に白ぬけ等の欠陥が発生するとい
う問題が起きた。

【００３０】なお、ここでは磁性キャリアの平均粒径が
４０μｍ、非磁性トナーの平均粒径が１０μｍである現
像剤を用いる。

【００３１】実施例１そこでこの問題を解決するために、請求項１に記載のよ
うに非磁性ロール３２０ａが現像スリーブ３１１の接線
方向に移動可能な構成とした。

【００３２】具体的には図１、２に示すように、弾性部
材３２０ｃを非磁性ロール３２０ａに現像ロール３１０
の回転の上流、現像ロール３１０の接線方向に力を与え
るように非磁性ロール支持部材３２０ｄに取り付ける。
非磁性ロール３２０ａは現像ロール３１０回転時におい
ては現像スリーブ３１１上を搬送されてきた現像剤によ
る力を受けるために弾性部材３２０ｃを押圧し、ａ方向
に移動する。弾性部材３２０ｃが圧縮された時、非磁性
ロール３２０ａは現像ロール３１０のトリミング位置に
くるように設定されている。また図３に示すように非磁
性ロール３２０ａは両端部において現像ロール３１０と
の間に挟まれたギャップ保持部材３２０ｂにより、その
厚さ相当の間隔を現像ロール３１０との間に保持するた
め、現像時には適切な搬送量に規制し、正常な現像が行
われる。しかし、現像ロール３１０が停止すると非磁性
ロール３２０ａは弾性部材３２０ｃの復元力によって現
像ロール３１０の接線方向に配置されたギャップ保持部
剤３２０ｂに沿って図３のｂ方向に移動離間する。現像
ロール３１０の回転が停止するまで徐々にギャップが広
がるため、この間に詰まりの発生原因となっていた異物
は規制部を通過し、除去される。

【００３３】よって本実施例のように、φ１６ｍｍの現
像ロール３１０を用いた場合、現像時の非磁性ロール３
２０ａと現像ロール３１０間のギャップが０．１〜０．
２ｍｍに設定されているが、非磁性ロール３２０ａを２
〜３ｍｍ移動させることで、０．５〜１ｍｍまで広げる
ことができ、従来から詰まりの発生原因であった紙粉、
現像剤凝集体などの大きさの異物を十分通過させること
ができる。

【００３４】規制部材３２０としてロール形状のものを
用いることで、ねじれやそりなどに強くなり軸方向に均
一な層を形成できる。ここで用いる規制部材３２０の材
料は剛性を有する非磁性材料であればよく、ロール径は
現像ロール径および現像ロールの磁力及び磁力パターン
により適宜選択する。本実施例ではφ１６ｍｍの現像ロ
ール３１０に対してφ５ｍｍの中実ステンレス鋼棒を用
いた。

【００３５】ギャップ保持部材３２０ｂには非導電性で
現像ロール３１０の回転による摩擦に耐えられるものが
よく、実施例では２００μｍ厚のポリイミドフィルムを
用いて、搬送量にして１０〜１２ｍｇ／ｃｍ²の現像剤
量、層厚にして３５０μｍに規制することができる。ま
た、ギャップ保持部材３２０ｂの厚さを変えることで任
意の現像剤層厚を得ることができる。

【００３６】弾性部材３２０ｃとしては、必要な変形量
が得られるものであればよい。具体的にはバネ材、スポ
ンジ部材、シリコンゴムなどがあげられるが、本実施例
においては、スポンジにシリコンゴムを貼り合わせたも
のを、シリコンゴムを非磁性ロール３２０ａとの接触面
側にして用い、３〜５点に配置した。

【００３７】また、規制部材への現像剤の搬送量が多す
ぎると、ロールの裏側に現像剤の溜まりを発生し、停止
時に非磁性ロールの移動を妨げてしまう。本実施例にお
いては比較的弱い磁力（３００〜４００Ｇ）の現像ロー
ルを用いているため、トリミング部への搬送量は３０ｍ
ｇ／ｃｍ²以下であり、前記のような問題は避けられ
る。

【００３８】本実施例においてはφ１６ｍｍの現像ロー
ル３１０の周速が２００ｍｍ／ｓｅｃ、規制部材通過前
の現像剤搬送量が３０ｍｇ／ｃｍ²の時、φ５ｍｍの非
磁性ロール３２０ａは弾性部材３２０ｃを十分圧縮させ
てトリミング位置まで移動し、停止時には２〜３ｍｍ程
度離間し、異物による詰まり防止に十分な効果を得るこ
とができた。

【００３９】以上のような簡単な構成を用いることで現
像ロール３１０の始動、停止により異物の除去が可能と
なり、従来のような層規制部材を離間させるための制
御、駆動手段は必要ではなくなる。

【００４０】よって装置をより小型化できるとともに、
コストを下げることができるというメリットがあるまた、現像ロールの始動、停止時にはギャップが広がる
ことにより、現像ロールに形成される現像剤層厚が厚く
なり感光体と接触する可能性がある。このような接触に
よる汚れは、始動、停止を感光体の画像領域以外のイン
ターイメージにおいて行うことで回避できる。

【００４１】実施例２図４に示すように、非磁性ロール規制部材３２０ａを現
像ロール３１０の磁極間に配置し、トリミング位置の上
流側の極の磁力を下流側の極の磁力よりも大きくする。
極の磁力が大きいと保持される現像剤が増えるために層
厚も厚くなり、移動した位置において非磁性ロール３２
０ａは現像剤により持ち上げられる方向に力が働くた
め、ギャップが広がることを利用することができる。

【００４２】また、トリミング位置は現像ロール３１０
の磁極間にくるように配置した。極間では磁力線が水平
方向に伸び、形成される現像剤の穂だちもねてくるた
め、極上に比べトリミング位置のずれによる変動が少
く、安定した搬送量が得られる。

【００４３】また、２つの極の磁力の差が大きいと上流
の極付近の現像剤溜まりが多くなり、非磁性ロール３２
０ａの移動を妨げるため、２００Ｇ前後の磁力の差が適
当である。

【００４４】実施例においては、下流の極が３００Ｇ、
上流の極が４５０Ｇで極間距離が６ｍｍの物を用いた。
このような構成を用いることで実施例１と同等の効果が
得られた。

【００４５】

【発明の効果】本実施例で用いた２成分非接触現像にお
いて、現像ロール上に薄層を形成するためには、厚規制
部剤と現像ロールに近接して配置しなければならず、そ
のため紙繊維や現像剤の凝集体などによる詰まりが発生
し、白筋などの画像欠陥が問題となっていた。

【００４６】しかし、上記のように現像ロールの回転時
には現像剤流により前記非磁性ロール状部材をトリミン
グ位置に移動させ、停止時には非磁性ロール状部材を弾
性部材の圧力により現像剤担持体との接線方向に離間移
動させることで、詰まりの発生原因である異物を除去す
ることができた。

【００４７】従来の層厚規制部材を現像ロールから離間
させ、異物を除去する方法においては、特別な制御回路
や駆動手段を必要としていたが、この方法を用いると、
簡単な構成で同様の効果を得ることができる。

【００４８】また、構成部品が少なくてすむため、製造
コストを下げ、装置を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例を用いた層形成方法の基本構成図を
示す。

【図２】本発明の一実施例を示す概略構成図である。

【図３】本発明の一実施例を示す概略構成図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す概略構成図であ
る。

【図５】従来の現像装置の一例を示す概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１１０感光体（静電潜像保持体）３００現像装置３１０現像ロール３１１スリーブ３１２磁石ロール３２０層厚規制部材３２０ａ磁性制ロール３２０ｂギャップ保持部材３２０ｃ弾性部材３２０ｄ支持部材３３０攪拌部材３３１現像剤供給部材３８０ハウジング３９０二成分現像剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者千原朋義神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社内 (56)参考文献特開平５−181365（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 G03G 15/09

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】固定された磁石ロールと前記磁石ロー
ルの外側に回転可能な中空円筒状の非磁性スリーブから
なる現像ロール上に非磁性トナーと磁性キャリアとを含
む二成分現像剤を非磁性ロール状部材と前記現像ロール
との距離をギャップ保持部材により保持して層形成を行
う方法において、前記現像ロールの回転時には現像剤流により前記非磁性
ロール状部材をトリミング位置に移動させるとともに、
前記現像ロールの停止時には前記非磁性ロール状部材を
弾性部材の圧力により前記現像ロールとの接線方向に離
間移動させることを特徴とする層形成方法。
【請求項２】前記現像ロールに前記非磁性ロール状
部材を前記現像ロールの磁極間に配置し、上流側の磁力
を下流側の磁力よりも大きくしたことを特徴とする請求
項１に記載の層形成方法。