JPH02204764A - 現像装置 - 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】 ｔｔｉΔ、ＬＬ飢Ｖ 本発明は、電子写真複写機や静電記録装置等の画像形成
装置において用いられる現像装置に関し、特に二成分現
像剤を相持して搬送する現像剤担持体の現像剤担持面を
改良した現像装置に関する。

従」ＬΩ」Ｅ術 電子写真複写機等の画像形成装置において用いられる現
像装置として、磁性粒子を含有した磁性トナーからなる
一成分現像剤を用いて、潜像担持体上に担持された静電
Ｈ！！像を現像する一成分現像装置、非磁性トナーと磁
性粒子とを混合してなる二成分現像剤を用いて、その非
磁性トナーで同じく、静電潜像を現像する二成分現像装
置等が知られている。

これらの現像装置は、現像容器内に収容された現像剤を
、現像剤担持体、例えばスリーブによって担持して、潜
像担持体との現像部へと搬送し。

潜像担持体上の酸ｍ潜像を現像すべく構成されている。

従来、第４図に示すように、スリーブ１８の現像側担持
面（外周面）に不定形粒子（形が不規則で複数の尖った
突部を有する粒子）のブラスト処理を行なって微細な凹
部１９を形成し、担持面を粗面とした一成分現像装置が
知られている（特開昭５７−６６４５５号）、同号は、
このような粗面を宥するスリーブによれば、−成分現像
剤を充分に帯電しつつ搬送でき、その搬送分布も安定す
る効果があるとしている。

が 本発明者等は、上記のスリーブ粗面化を二成分現像装置
のスリーブに適用すべく、ステンレス（ＳＵＳ３１６）
製スリーブまたはアルミニウム製スリーブの現像剤担持
面に粒度＃４００の不定形粒子でブラスト処理を行なっ
て、微細な凹部を形成し、相持面を粗面とした。そして
その相持面を粗面としたスリーブを現像装置に組込んで
、二成分現像剤による現像を行なわせたところ、現像回
数が増大するにつれて現像画像の濃度低下および画質劣
化が発生した。この現像画像の濃度低下等は、スリーブ
の担持面を溶剤で清掃したところ無くなり１元に回復し
た。

そこで、スリーブの現像剤相持面を電子ｍ微鏡で調べた
ところ、担持面の凹部に何かが嵌り込んで付着している
様子が観察された。この凹部に嵌り込んだ物質を分析す
ると、トナー成分中の樹脂バインダーであることが判っ
た。特に凹部の深いところで樹脂バインダーが強く付着
しており、不定形粒子でブラスト処理しているために凹
部の形状が鋭利なことが、樹脂バインダーの付着を更に
強めているのであることが認められた。

以上のような観察から、スリーブの現像剤担持面の凹部
に樹脂バインダーが付着するために、トナーは樹脂バイ
ンダーとの接触が多発し、スリーブの担持面との接触が
減少して、スリーブ上の現像剤層中のトナーの帯電が悪
化し、その結果、上述した現像画像の濃度低下および画
質劣化が発生したのであると判明した。

従って、本発明の目的は上述の現状に鑑み、二成分現像
剤を担持して搬送するスリーブ等の現像剤担持体の現像
剤担持面を、凹部にトナーの樹脂バインダーが付着する
のを低減させた粗面とすることによって、担持体上に担
持された現像剤層中のトナーの帯電を悪化させることな
く充分に行なわせて、現像画像の濃度低下および画質劣
化の発生を防止した現像を長期間安定して行なうことを
可能とした現像装置を提供することにある。

上記目的は本発明に係る現像装置によって達成される。

要約すれば本発明は、非磁性トナーと磁性粒子とを混合
してなる二成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体
を備えた現像装置において、前記担持体の現像剤担持面
を、平滑な凹部を形成した粗面または平滑な凹部と微細
な凹部とを混在して形成した粗面としたことを特徴とす
る現像装置である。

前記平滑な凹部は球状粒子のブラスト処理によって形成
し、前記混在した凹部は球状粒子と不定形粒子の混合粒
子のブラスト処理によって形成することができる。

本発明によれば、現像剤担持体の現像剤担持面を、平滑
な凹部またはこれと微細な凹部とを混在して形成した粗
面としており、平滑な凹部にトナー成分中の樹脂バイン
ダーや過度に小径なトナーが嵌り込むことがないので、
相持面にこれら樹脂バインダーが付着するのを低減でき
る。従って。

担持体上に担持された現像剤層中のトナーの帯電を悪化
させることなく充分に行なわせることができ、現像画像
の濃度低下および画質劣化の発生を防止した現賞を長期
間安定して行なうことができる。

丈１例 以下、本発明の実施例について詳述する。

第１図は、本発明の現像装置の一実施例を示す構成図で
ある。現像装置は、現像容器ｌと、現像容器１内に回転
自在に軸支された現像剤担持体、即ちスリーブ２と、ス
リーブ２内に配置されたローラ状固定磁石３と、スリー
ブ２の上側にこれと間隙をあけて配置されたブレード４
とを具備してなっている。

現像容器ｌは現像剤容器ｌ＾　とその上方のシー層部材
５によって仕切られたトナー容器ｌＢ　　とからなって
おり、現像剤容器ｌＡ　には非磁性トナーと磁性粒子と
を混合してなる現像剤（初期現像剤）Ｔが収容され、ト
ナー容器ＩＢ　内には非磁性トナー（補充現像剤）Ｔ＋
が収容される。ｉｓ器１、内の現像剤Ｔは、シール部材
５を取り去ることにより容器１．５内のトナーＴ、が落
下、補充され、容器ＩＡ内に設置のクランク状に折曲し
た回転攪拌部材６によりトナーＴ！と攪拌、混合されて
、感光ドラム７上に形成された静電潜像の現像に供され
る。

なお、感光ドラム７上に静電潜像を形成する方法は本発
明の要旨ではなく、公知の方法で形成すればよい、感光
ドラム７は矢印Ｐ方向に回転可能に支持される。この感
光ドラム７に代えて感光ベルト等の静電潜像担持体を用
いることも可能である。

スリーブ２はアルミニウム、ステンレス鋼、チタン鋼等
の非磁性材料の円筒体からなっており、現像剤担持体の
一側の開口部からその表面を感光ドラム７に臨ませて、
容器ｌＡ内に矢印Ｑ方向に回転可能に軸支される。スリ
ーブ２と感光ドラム７との間には現像部を構成する微小
間隙が設けられ、本実施例では３００　ｇｍに設定され
ている。この現像部にスリーブによって現像剤Ｔが相持
、搬送されて、感光ドラム７上の静電潜像の現像が行な
われる。このスリーブ２に代えて無端ベルトからなる現
像剤担持体を用いることもできる。

このスリーブ２と感光ドラム７との間には、現像部の間
隙に交互電界を形成させて、スリーブ２上の現像剤層か
らトナーを感光ドラム７上に転移させるために、電源８
により感光ドラム７を接地側にして交互電圧が印加され
る。交互電圧は、正側と負側のピーク電圧が同じである
対称型交互電圧でも、これに直流電圧を重量した非対称
交互電圧でもよい、非対称交互電圧を例に採ってその具
体例の一例を示せば、例えば感光ドラム７上の潜像の暗
部電位−６００ｖ、明部電位−２００Ｖのとき、直流電
圧−３００ｖを重量してピーク、ピーり電圧ｖｐｐ＝３
００〜２０００ｖになった周波数ｔ　＝２００〜３００
０Ｈ２（７）交互電圧である０本実施例では、直流電圧
−３００Ｖを重量し？、Ｖｐｐ＝１３００Ｖ、ｆ＝１６
００Ｈ２（７）非対称交互電圧を印加している。

本発明に従えば、スリーブ２の現像剤担持面は、平滑な
凹部を形成した粗面または平滑な凹部と微細な凹部とを
混在して形成した粗面とされる。これについては後述す
る。

固定磁石３は永久磁石からなっており、スリーブ２内に
スリーブ２の回転に対し不動に設置される。磁石３は、
スリーブ２上に担持された現像剤量をブレード４と協働
して制御するための磁極ＮＳ、その制御後の現像剤を現
像部まで搬送するための磁極Ｓ１、現像部に搬送された
現像剤により感光ドラム７上の静電潜像を現像させるた
めの磁極ＮＺおよび現像後のスリーブ２上の残余の現像
剤を現像剤容器ｌＡ内に搬送するための磁極ＳＺを有す
る０本実施例では磁極の強さを、Ｎ１　：８５０ガウス
、Ｓ、：９５０ガウス、Ｎ、ニア５０ガウス、Ｓｚ：５
５０ガウスに設定している。

なお、これらの磁極Ｎ、、Ｓ、、ＮＺ、ｓｚはそのＮ、
Ｓの極性を逆にしてもよい、固定磁石３は電磁石で構成
することもできる。

ブレード４は少なくともその先端部がアルミニウムなど
の非磁性材料からなっており、基端部をトナー容器１．
に固定して、スリーブ２の上側にこれと間隙をあけて配
置される。スリーブ２上に担持する現像剤層の厚さは、
固定磁石３の磁極Ｎによる磁力を作用させない状態で、
スリーブ２と感光ドラム７との間隙の大きさより小さく
される。このような厚さの現像剤層をスリーブ２上に形
成するためには、ブレード４のスリーブ２との間隙の大
きさは、現像部の間隙と同等以下であることが好ましい
が、それ以上であることも可能である。しかし、ブレー
ド４とスリーブ２との間隙の大きさが５００　＃Ｌｍを
超えると、この間隙を現像剤が多量に通過して、スリー
ブ２上に適当な厚さの現像剤層を形成できない、一方、
ブレード４とスリーブ２との間隙の大きさが５０ＪＬｍ
未満になると、この間隙に現像剤中の磁性粒子が詰まり
易くなる。従って、ブレード４とスリーブ２との間隙の
大きさは、５０〜５００ｇｍ、好ましくはｌＯＯ〜３５
０ｐｍが良い０本実施例では、スリーブ２と感光ドラム
７との間隙の大きさ３００＃Ｌｍに対し、ブレード４と
スリーブ２との間隙を２５０１Ｌｍに設定している。

なお、現像剤容器ＩＡ　内のブレード４の内側には、ス
リーブ２の回転に伴なって容器ＩＡ内に生じる現像剤の
循環の上限域を規制するために、規制部材９が設けられ
る。現像剤容器ＩＡ内下部には、容器ＩＡ内の現像剤、
特にそのトナーの漏出を防止するために、スリーブ２上
の現像剤中の磁性粒子による磁気ブラシを強く形成させ
るための、スリーブ２方向に突出した磁性部材１０が設
けられる。また容器ＩＡ下部にスリーブ２下方に延出し
た延出部１１が設けられる。更に現像剤の漏出防止をよ
り確実にするために、容器ｌＡ下部の延出部１１に、ス
リーブ２方向に湾曲状に突出、近接した現像剤拘束部材
１２が設けられる。

また延出部１１にはスリーブ２方向に鉤状に突出したト
ナー飛散防止部材１３が設けられ、現像部で飛散するト
ナーを、これと同極性の電圧を部材１３に印加すること
によって感光ドラム７方向へ押し付け、その飛散が防止
される。

本発明では、上述したように、スリーブ２の現像剤担持
面は、平滑な凹部を形成した粗面または平滑な凹部と微
細な凹部とを混在して形成した粗面とされる。

このスリーブ２の現像剤担持面の粗面化は、担持面にブ
ラスト処理を施すことによって得ることができ、平滑な
凹部を形成した粗面とするためには、球状粒子（球、楕
円球のような全体に丸みを帯びた粒子）を用いて、平滑
な凹部と微細な凹部とを混在して形成した粗面とするた
めには、球状粒子と不定形粒子（形が不規則で複数の尖
った突部を有する粒子）とを混合して用いて、ブラスト
処理すればよい。

本実施例では、球状粒子として＃４０ｏのガラスピーズ
を、不定形粒子として＃４０ｏのアルミナ粒子をｌ＝１
の割合で混合して使用し、第２図に示すように、矢印り
方向に回転するスリーブ２の現像剤相持面（外周面）に
対して、ノズル１４をスリーブ２の軸方向に移動しなが
ら、距離１００ｍｍ、空気圧３　Ｋ　ｇ　／　ｍゴで約
１〜２分間吹き付けるブラスト処理を行ない、スリーブ
２の担持面を、平滑な凹部と微細な凹部とを混在して形
成した粗面とした。

本実施例のスリーブ２の担持面を電子顕微鏡で観察した
ところ、平滑な凹部と微細な凹部とがランダムに混在し
て形成された粗面となっていた。

この粗面ば確認した範囲では平滑な凹部１つづつの表面
性が異なっており、球状粒子による平滑な凹部に不定形
粒子による微細な凹部が重なり合って、そのような特異
な粗面となっているものと思われる。平滑な凹部を含む
近辺領域の粗さは。

０．２Ｓ、０．８５．１．６５等々多岐にわたっていた
。

本実施例では、平滑な凹部と微細な凹部とが混在した粗
面は、球状粒子としての＃４００のガラスピーズと不定
形粒子としての＃４００のアルミナ粒子の混合割合をｌ
＝１で用いて、ブラスト処理によりスリーブ２の担持面
に形成したが、その粗面は球状粒子と不定形粒子の混合
割合をにｌ以外に様々に変えて、平滑な凹部と微細な凹
部の混在割合を種々に異ならせたものとすることができ
る。更に上述したように、本発明はこれに限られず、ス
リーブ２の担持面に球状粒子のみを用いてブラスト処理
することにより、スリーブ２の相持面を平滑な凹部のみ
が形成された粗面としてもよい。

以上のようなスリーブ２によれば、その現像剤相持面を
、平滑な凹部またはこれと微細な凹部とを混在して形成
した粗面としており、平滑な凹部にトナー成分中の樹脂
バインダーや過度に小径なトナーが嵌り込んで付着する
ことがないので、スリーブｚ上に担持された現像剤層中
のトナーの担持面との接触、摩擦を良好なものに維持で
き、トナーの帯電を悪化させることなく充分に行なわせ
ることができる。従って、現像部においてスリーブ２上
の現像剤層中のトナーを感光ドラム７上の潜像に良好に
付着して、現像画像の濃度低下および画質劣化を生じる
ことなく長期間安定して現像することができる。

一般にスリーブ２上の現像剤層中のトナーの帯電は、ス
リーブ２の矢印Ｑ方向への外周面移動速度ｑが速くなる
程、現像剤層の流動が激しくなってトナーを摩擦するの
で、良好化する０本発明では、上述したようにスリーブ
２の現像剤担持面を粗面としているので、スリーブ２の
外周面移動速度ｑを速くして現像剤層の流動を激しくす
ると、更にトナーの摩擦が活発に行なわれて、トナーを
より一層良好に帯電することができる。

本実施例の現像装置を用いて調べたところによると、ス
リーブ２の外周面移動速度ｑは、感光ドラム７の矢印Ｐ
方向への外周面移動速度２以上、好ましくは１．２Ｐ〜
２ｐの範囲の速い速度にすると、スリーブ２の上の現像
剤層の飛散等を生じることなく、現像剤層中のトナーを
良好に帯電できる効果がある。

本実施例の現像装置では、第１図に示すように、スリー
ブ２の駆動装置１５および感光ドラム７の駆動装置１６
を制御する駆動制御装置１７によって、スリーブ２の外
周面移動速度ｑを、感光ドラム７の外周面移動速度ｐ以
上、好ましくは１．２ｐ〜２ｐの範囲の所望の速度値に
制御している。なお、感光ドラム７の駆動装置からスリ
ーブ２の駆動を取る場合には、感光ドラム７の駆動ギア
とスリーブ２の駆動ギアのギア比を調整して、速度値を
制御すればよい。

以上１本実施例の現像装置について説明した。

本実施例の現像装置を組込んだ複写機を用い１本実施例
の現像装置により上述した諸般定値下で現像を行なわせ
ながら複写動作を行なった。なお、感光ドラム７の外周
面移動速度ｐは６　ｍ　／分、スリーブ２の外周面移動
速度ｑはその１．５倍の９ｍ／分とした。

その結果、所定の耐久試験枚数の複写が進んでも、得ら
れた複写画像は濃度低下も画質劣化もなく良好であった
。また耐久試験枚数の複写後にベタ黒原稿を複写したが
、複写画像に白く抜ける現象を生じなかった。更にベタ
白部の、多い原稿を数千枚複写したが、複写画像に濃度
低下を生じることがなかった。

第３図は、本発明の現像装置の他の実施例を示す概略構
成図である０本実施例の現像装置では、ブレード２の上
側にこれと接触して可撓性ブレード１８が配置されてい
る点が異なり、その他の構成は第１図に示した現像装置
と基本的に同一である。

可撓性ブレード１８はウレタンゴムシートやポリエチレ
ンテレフタレートシートなどの軟質シートからなってお
り、スリーブ２の外周面に上側からその回転方向下流側
に湾曲して接触している。

該ブレード１８は、スリーブ２上に担持された現像剤層
に接触して、その厚みを制御するようになっている。ス
リーブ２上の現像剤層中のトナーは、スリーブ２および
ブレード１８との摩擦によって帯電される。

この例のように可撓性ブレード１８を用いたときには、
スリーブ２上の現像剤層は厚く形成され易いが１本発明
では、前述したように、スリーブ２の現像剤担持面を平
滑な凹部を形成した粗面または平滑な凹部と微細な凹部
とを混在して形成した粗面としており、スリーブ２側か
らの帯電が良好に行なわれるので、スリーブ２上の現像
剤層が厚くてもそのトナーを充分に帯電することができ
る。また、スリーブ２の外周面移動速度ｑを感光ドラム
７の外周面移動速度ｐ以上、好ましくは１．２Ｐ〜２ｐ
の範囲の速い速度にすることにより、スリーブ２上の現
像剤中のトナーをより一層良好に帯電することができる
。

１１立Ａ］ 以上説明しように、本発明の現像装置は、二成分現像剤
を担持して搬送する現像剤担持体の現像剤担持面を、平
滑な凹部を形成した粗面または平滑な凹部と微細な凹部
とを混在して形成した粗面としたので、担持面へのトナ
ー成分中の樹脂バインダー等の付着を低減して、担持面
上の現像剤層中のトナーの帯電を悪化させることなく充
分に行なうことができる、従って、現像画像の濃度低下
や画質劣化を生じることなく、長期間安定して現像する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の現像装置の一実施例を示す概略構成
図である。 第２図は、第１図の現像装置に使用されるスリーブの現
像剤担持面の粗面化の方法を示す説明図である。 第３図は、本発明の現像装置の他の実施例を示す概略構
成図である。 第４図は、従来の現像装置における粗面化が行なわれた
スリーブの部分を示す断面図である。 １：現像容器 ２ニスリーブ ３：固定磁石 ４．１８ニブレード ７：感光ドラム 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）非磁性トナーと磁性粒子とを混合してなる二成分現
   像剤を担持して搬送する現像剤担持体を備えた現像装置
   において、前記担持体の現像剤担持面を、平滑な凹部を
   形成した粗面または平滑な凹部と微細な凹部とを混在し
   て形成した粗面としたことを特徴とする現像装置。 ２）前記平滑な凹部は球状粒子のブラスト処理によって
   形成し、前記混在した凹部は球状粒子と不定形粒子の混
   合粒子のブラスト処理によって形成することを特徴とす
   る請求項１記載の現像装置。