JPH01319770A - 現像剤層形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真式画像形成装置の現像に適用される
磁性現像剤を用い非接触現像を行う現像装置の、現像剤
担持体上の現像剤層厚を規制する現像剤層形成装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

電子写真式画像形成装置の現像装置においては、均一良
好な画質を有する画像を得るために、また静電像を有す
る像担持体に対して非接触の現像を行うために、現像剤
担持体である現像ローラ上の現像剤の層厚を薄く、しか
も均一にすることが必要である。

従来この目的に添った種々の現像剤層形成装置が知られ
ている。例えば、 （ａ）特開昭５２−７３７３６号公報記載の現像剤層形
成装置は、非磁性体の円筒体よりなり、内部に複数の固
定磁石を配置した磁気ローラを設けた現像ローラに、テ
フロン板あるいはナイロン板等の摩擦帯電部材を兼ねた
現像剤層規制部材を圧接し、その圧接点を上記現像ロー
ラ内部の磁気ローラの磁極に対向する位置（磁極真上）
に設けたものであり、 （ｂ）特開昭５２−１４６６２８号公報記載の現像剤層
形成装置は、可撓性のドクターを上記（ａ）と同様の現
像ローラの磁極対向位置に配置して極めて狭い間隙を形
成し、１５〜３０μｍの層厚を有するトナー層を上記現
像ローラ上に形成するようにしたものであり、 （ｃ）特開昭５４−４３０３８号公報記載の現像剤層形
成装置は、非磁性体の円筒体よりなり内部に固定磁気ロ
ーラを設けた現像ローラ上の磁極対向位置に、ゴムなど
の板状弾性体よりなり、その固定端を現像ローラ回転方
向に対して上流側に配設した現像剤層規制部材を撓ませ
て圧接させるようにしたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来の現像剤層形成装置は、いずれも現像ローラの
磁極真上の位置に現像剤規制部材を配設して、現像剤の
搬送量を大きくしたものである。

確かに現像剤層規制部材の圧接部を現像ローラ表面の磁
極位置に配置すると、現像ローラ表面の磁極と磁極の中
間に位置させた場合に比べ現像剤の搬送量は大きくなる
が、次のような欠点のあることが判明した。

即ち、現像剤層厚の細かいむらが生じ易く、長期間使ボ
すると現像剤粒子相互の凝集力により生じた大粒子、あ
るいは異物の混入などにより現像剤層厚にすじ状のむら
を生じ均一な層厚を維持することが困難になり、その結
果画像に濃度むらや、白すじ、文字かすれ等を発生させ
るという問題点がある。

本発明はかかる問題点を解決し現像ローラ上に常に均一
な現像剤層厚を形成し、長期間安定した良好な画像を形
成し得る現像剤層形成装置を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、内部に磁界発生手段を有する非磁性体の円
筒体からなる現像剤担持体の表面に現像剤層規制部材を
圧接し、薄層の磁性現像剤を前記現像剤担持体上に形成
した後、現像領域に供給してトナー像を形成する現像装
置の、前記現像剤層規制部材の圧接位置は、前記現像領
域の上流側にある前記磁界発生手段の磁極より上流側で
、かつ前記現像剤担持体表面における磁束密度の法線方
向成分の最大値を示す位置から、最大値の２５％を示す
位置までの範囲内にあることを特徴とする現像剤層形成
装置によって達成される。

〔実施例〕

以下本発明の詳細な説明に先立って本発明の基礎となっ
た実験結果について説明する。

第５図は本発明の基礎となった現像実験装置の要部断面
図である。

図において、■は表面に感光体層を有し矢示方向に回転
するドラム状の像担持体、２は非磁性のステンレス鋼か
らなり表面粗さをＲｚ（ＪＩＳ　Ｂ　０６０１）−３μ
ｍにした直径２４ｍｍの矢示方向に回転する現像剤担持
体である現像ローラ、３は現像ローラ２の内部に固定し
て設けられ、全周に等間隔（９０度）に交互に極性の異
なる磁極を配置した磁気発生手段である磁気ローラ、４
はブレード状の現像剤層の層厚を規制する層規制部材、
４ａは層規制部材４の固定端、４１は固定端４ａを固着
した固定部材、この固定部材４１はケーシング５の取り
付は部６に取り付はネジ６１によって着脱自在に取り付
けられる。７はトナーホッパ、２０は像担持体ｌと現像
ローラ２が相対し、帯電した現像剤りが現像ローラ２か
ら飛翔して像担持体ｌ上の潜像を現像する現像領域で、
現像領域２０の間隙は１００〜７００μｍの範囲に保持
される。

以上のように現像実験装置は構成されているので、種々
の固定部材４１と層規制部材４を組み合わせて、各種層
規制部材４を任意の圧接位置に取り付けて実験を行うこ
とができる。

実験時現像ローラ２は５６〜２０Ｏｒｐｍの回転数で図
において反時計方向に回転させられた。

実験に使用した現像剤りは、■成分磁性現像剤である複
写機（Ｕ　Ｂ　ｉ　ｘ　１２００）に使用されるトナー
で熱処理して球形化した重量平均粒径１１μｍのトナー
である。

トナー成分 マグネタイト／スチレンアクリル−５５部／１００部荷
電制御剤　ニグロシン　１部 流動化剤　シリカ　０．４％ 熱処理（球形化）　　トナー平均粒径１１μｍ以上の現
像実験装置に、硬度７５度（ＪＩＳアスカ−Ｃ）、厚さ
２ｍｒＱのウレタンゴムからなる層規制部材４を取り付
けて実験を行った。

この場合の現像ローラ２表面の法線方向成分の磁束密度
は第７図のグラフに示すようになった。

第７因は縦軸に磁束密度の相対値をとり、横軸には現像
領域２０より９０度上流側にある磁極（Ｓ）中央を原点
とし、便宜のため現像ローラ２の回転方向に対し上流側
を（＋）、下流側を（−）とした角度をとったものであ
る。

また層規制部材４の単位長さ当たりの圧接荷重（ｇｆ／
ｃｍ）と現像剤りであるトナー搬送量（ｍｇ／Ｃｍ２）
との関係は第６図に示すようになり（縦軸には現像剤搬
送量の相対値をとり、横軸には圧接荷重の対数をとった
）、圧接荷重が一定の値より大きいと現像剤搬送量はあ
まり変化しないが、圧接荷重が一定の値より小さくなる
とトナー搬送量は急激に増大し不安定になることが判明
した。

このトナー搬送量の安定領域と不安定領域の境界点であ
るＡは、層規制部材４の平滑性（粗面の程度）や硬度に
より変化する。

第６図に示した実験結果からも、装置の設計に当たり圧
接荷重は安定領域の値に設定することが肝要である。

次に上記現像実験装置によって、層規制部材４の圧接位
置と現像剤りであるトナーの搬送量との関係について行
った実験結果について説明する。

第８図及び第９図は縦軸にトナー搬送量をとり、横軸に
圧接位置を示す角度をとった場合の、トナー搬送量（ｍ
ｇ／Ｃｍ”）と層規制部材４の圧接位置との関係を示す
グラフである。

第８図は層規制部材４の固定端４ａを上流側に設置した
場合（これをトレール方向設置という）のグラフ、第９
図は層規制部材４の固定端４ａを下流側に設置した場合
（これをカウンタ一方向設置という）のグラフである。

いずれの場合も、トナー搬送量は層規制部材４の圧接位
置が磁極（磁束密度最大位置）付近にあるとき最大値を
とり、磁極間中央では最小値となり搬送不安定を示した
。

また、１０分間現像の行われない空運転を行った後のト
ナー搬送状態と層規制部材４の圧接位置（磁極に対向し
た圧接位置を基準。）との関係について実験を行い、表
１及び表２に示すような結果が得られた。

表１は層規制部材４をトレール方向に設置した場合の結
果を示し、表２は層規制部材４をカウンタ一方向に設置
した場合の結果を示す。

実験はいずれの場合も、現像剤は前記１成分磁性現像剤
である球形化トナー、層規制部材４の材質は硬度７５度
（ＪＩＳアスカ−Ｃ）のウレタンゴムである。

白すしの欄の数字は（本数／ａｍ）である。

表　２　（カウンタ一方向設置） パ塊すり抜け″とは凝集してやや大粒となったトナー粒
子が層規制部材４と現像ローラ２の間をすり抜けて、微
かなすじ状のむらを発生させることをいう。

以上の実験により、 ◇圧接位置が磁極の下流側にある場合は、細かい搬送む
ら及び白すじが発生し易い。

◇圧接位置が磁極の上流側にある場合は、搬送むら及び
白すしは殆ど発生しない。

◇圧接位置が磁極と磁極の中間にある場合には、さざ波
状の搬送むらが発生し易く不安定になる。

ことが判明した。

さらに、均一かつ安定した現像剤層厚が得られる範囲の
磁束密度の法線方向成分を測定すると、第７図に適正範
囲として示すように、最大磁束密度を有する磁極中央０
度から、上流側の最大磁束密度の２５％になる３０度ま
での範囲であった。

これを考察すると、圧接位置が磁極より上流側にある場
合は、磁極が下流側に位置し現像剤りである磁性トナー
が下流側へ吸引されて円滑に搬送され、大粒子とならな
い内に圧接位置を通過するので層厚むらを発生しない。

しかし、圧接位置が磁極の下流側にある場合は、磁性ト
ナーは上流側に吸引されるため、層厚規制部に滞留する
時間が長くなり大粒子に成長することが多くなり、その
一部は層厚規制部に引っ掛かるために、現像剤りが均一
・円滑に搬送されず、さざ波状やすし状の厚さむらを発
生すると考えられる。

以上は平板状の層規制部材４の平面部を現像ローラ２に
圧接した場合の結果であるが、層規制部材４の材質をポ
リエステルからなるゴムシートとし、その先端のエツジ
部で現像ローラ２に圧接させた場合についても実験した
が、殆ど上記と近似した結果が得られた。

また、さらに他の材質（ゴムブレード、合成樹脂シート
、燐青銅板等）を用いた層規制部材４について実験した
が、同様の結果が得られた。

ただし、硬い材質の場合は、現像ローラ２上にトナーが
フィルム状に貼着したり、層規制部材４の圧接部近傍に
トナー固着が発生することがあり、硬度の低いゴムなど
の弾性体が適している。

以上は現像剤りとして１成分磁性現像剤である球形化磁
性トナーを用いた場合の結果であるが、非球形化磁性ト
ナーでも同様の結果（むしろ球形化磁性トナーより良い
）が得られた。また２成分現像剤についても同様の結果
が得られた。

以下図面について本発明の実施例について説明する。

第１図〜第４図は本発明の第１実施例〜第４実施例を示
す要部断面図である。第５図と同一、又は相当部分は同
一符号で表し、その詳細な説明は省略する。

第１図に示す第１実施例は、ウレタンゴムなどのゴムブ
レードからなる層規制部材４をトレール方向に設置した
実施例である。

第２図に示す第２実施例は、第１実施例と同一の層規制
部材４をカウンタ一方向に設置した実施例である。

第３図に示す第３実施例の層規制部材１４は、ウレタン
ゴム、シリコンゴムあるいはふっ素ゴムなどの弾性体か
らなる表面部材４２とスポンジ状の発泡ウレタンゴムあ
るいは発泡シリコンゴムなどからなる弾性体４３を貼着
したものを、断面が鍵形の固定部材４４の内面に固着し
てなるもので、この層規制部材１４をカウンタ一方向に
設置したものである。

第４図に示す第４実施例は、芯金４５の周囲にウレタン
ゴムあるいはシリコンゴムなどの弾性体からなる表面部
材４６を被覆してなる円筒状の層規制部材２４を現像ロ
ーラ２に圧接するものである。この層規制部材２４の回
転方向は時計方向１反時計方向いずれでもよいが、図に
示す反時計方向がやや優れている。また静止したままで
も使用することができる。

上記第１実施例〜第４実施例は、いずれの場合もその層
規制部材４．１４．２４の圧接位置は、現像ローラ２の
現像領域２０の上流側にある磁極の法線方向成分の磁束
密度の最大位置から、上流側でその２５％までの範囲（
本実施例ではθ＝００〜３ｏ０）にあるならば、現像ロ
ーラ２上の現像剤りの層厚を均一かつ長期間安定に維持
して現像領域２ｏに供給することができる。

以上の実施例は、磁極を４箇所等間隔に配置した磁気ロ
ーラ３を用いた場合について説明したが、磁気ローラ３
の磁極の数は４個に限ることはない。

要するに、現像領域２０より上流側にある磁極の磁束密
度の法線方向成分の最大位置がら上流側で、その最大値
の２５％に低下するまでの間に、層規制部材４の圧接位
置が存在するようにすればよいのである。

〔発明の効果〕

本発明によれば以上説明したように、現像ローラ上の現
像剤層の厚さを均一に、しかも長期間安定に現像領域に
供給することができるので、常に白すし、濃度むら１文
字かすれ等のない優れた画像を得ることのできる現像装
置の現像剤層形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す要部断面図、第２図
は本発明の第２実施例を示す要部断面図、第３図は本発
明の第３実施例を示す要部断面図、第４図は本発明の第
４実施例を示す要部断面図、第５図は本発明の基礎とな
った現像実験装置の要部断面図、 第６図は層規制部材の単位長さ当たりの圧接荷重と現像
剤であるトナーの搬送量との関係を示すグラフ、 第７図は現像ローラ表面の法線方向成分の磁束密度を示
すグラフ、 第８図及び第９図はトナー搬送量と層規制部材の圧接位
置との関係を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内部に磁界発生手段を有する非磁性体の円筒体からなる
   現像剤担持体の表面に、現像剤層規制部材を圧接し薄層
   の磁性現像剤を前記現像剤担持体上に形成した後、現像
   領域に供給してトナー像を形成する現像装置の、前記現
   像剤層規制部材の圧接位置は、前記現像領域の上流側に
   ある前記磁界発生手段の磁極より上流側で、かつ前記現
   像剤担持体表面における磁束密度の法線方向成分の最大
   値を示す位置から、最大値の２５％を示す位置までの範
   囲内にあることを特徴とする現像剤層形成装置。