JPH0444069A - 電子写真記録装置の現像器ユニット - 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１ 本発明は、電子写真の原理に基づいて、用紙に文字やパ
ターンを記録する電子写真記録装置に関する。特に、そ
の現像器ユニットの改良に関する。

［従来の技術］ 第６図に従来の現像器ユニットの側面図を示す。

同図に示すように、トナー収容部１０４に収容されたト
ナーを感光体ドラム１０６に供給する為の現像スリーブ
は、回動可能な磁極を配した磁性部材１０２と１回動可
能な金属スリーブ１０１によって形成されていた。

そして、前記金属スリーブ１０１の回転と、この回転の
３倍から５倍の速度で磁＝１ｇ、部材１０２を回転させ
ることにより、トナーを帯電かつ搬送させ、ある隙間ｄ
を金属スリーブと感光体ドラムで保ちつつトナーの現像
を行なってきた。

［発明が解決しようとする課題］ 上述したような従来の現像器ユニットは、４〜ｌＱｐｐ
ｍの比較的低速機においても、前記金属スリーブを２０
Ｏｒｐｍ〜３００　ｐ　ｐ　ｍ、前記磁性部材１０２を
５００〜２００Ｏｒｐｍ程度で比較的高速回動さぜねば
ならず、トルクの増大による駆動系の複雑化や大型化、
また高速回動にょるトナーの飛散やカブリ等による印字
品質の低下やトナーの帯電量の不安定さによる濃度変動
の発生を起こしていた。

コノような現像器ユニットにおいては、磁性部材の外径
の研磨加工及び金属スリーブの外径加工や、磁性部材を
金属スリーブと微小な空隙を隔てて精度良く配設する必
要があり、工数及びコストの増大の原因となっていた。

また、磁性部材や金属スリーブやそれぞれを支持するた
めの部品など現像器ユニットの構成部品が多く、現像器
ユニットの小型化が不可能であった。

また、前記現像剤搬送部材を廃し、磁性体やロラで搬送
する考案、例えば特開昭６．３−２２３６７５やＵＳＰ
４．８５１．８７４の現像装置では、磁性材料の酸化腐
食（いわゆるサビ）による画像の低下、又、感光体ベル
トや感光体ドラムと接触して現像する場合、例えば感光
体材料がＯＰＣ等の有機感光体の様の時、磁性材料が感
光体材料より比較的高硬度の為、感光体材料に擦による
傷をつけ、画像に致命的欠陥を与えてしまうという問題
を有している。

そこで、本出願人はこのような問題を解決する現像装置
として、磁性部材外周面に弾性部材を配したものを考案
した。前記磁性部材の磁石材料としては、フェライト、
アルニコ、マンガンアルミ、希土類磁石等の公知の磁石
材料を使用することができる。しかしながら、フェライ
ト磁石等の高抵抗材料を前記磁性部材として用いる場合
には、現像時に前記磁性部材上を搬送される現像剤に現
像バイアス電圧を印加したり、感光体ドラムや感光体ベ
ルｌ−上の静電潜像を構成する電位ポテンシャルにより
形成される電界を強調するため等のいわゆる現像電極を
別途設置するかあるいは前記６Ｈ性部材の内部に設置さ
れ芯枠等の導電性部材を現像電極として用いることにな
るために、前者の場合には構造が複雑になるという問題
が、後者の場合には現像電極が潜像保持体や現像剤から
離れた位置に設置されることによる解像度の低下や実効
的現像バイアスの低下を補うための電源の高出力化に伴
う消費エネルギーの増加などの問題が生しる。

また、希土類磁石等の導電性材料を前記磁性部材として
用いる場合においてはＵＲ性鉢体部分現像電極として用
いることが可能ではあるが、前記磁性部材表面の酸化腐
食が生ずるために高品質な画像を長期間安定して形成す
ることができないという問題があるために、実際に希土
類磁石による磁性部材を使用する場合には前記磁性部材
表面の酸化腐食を防止するために表面に表面腐食防止層
を設ける必要があり、前記表面腐食防止層としてゴム等
の高抵抗材料により前記磁性部材を被覆した場合には、
やはりフェライト磁石等の高抵抗材料を前記磁性部材と
して用いる場合と同様に現像電極が別途設置されなけれ
ばならなくなることによる構造の複雑化やあるいは現像
電極が潜像保持体や現像剤から離れた位置に設置される
ことによる解像度の低下や消費エネルギーの増加などの
問題がある。

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、高品質な画像を長期間安定して
形成しつる簡単な構造の現像器ユニットを提供するとこ
ろにある。

〔課題を解決するための手段１ 本発明の現像器ユニットは、複数の磁極に着磁された円
筒状の磁性部材と該磁性部材外周面に弾性部材を有し、
該６Ｒ性部材より発生する磁場により現像剤を該弾性部
材上に保持し、該６Ｒ性部材を回転させて該現像剤を搬
送する現像器ユニットにおいて、該弾性部材に少なくと
も１種類の導電性物質を含むことを特徴とする。

［作　用］ 本発明の上記の構成によれば、五Ｒ性部材外周面に少な
くとも１種類の導電性材料を含む弾性部材を設けること
により、前記導電性材料が現像電極として機能すること
により、高品質な画像を長期間安定して形成することが
可能となる。

〔実　施　例１ 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。第１図は本発明に係る現像スリーブの構成を示す図
である。芯枠３の外周にｆｉｌ極を配置した五Ｒ性部材
２を配設し、その６Ｒ性部材２の外周に少なくとも１種
類の導電性材料を含んだ弾性部材１　（以下、弾性部材
１と記す）が配設されている。弾性部材１に導電性を付
与する方法として、Ａｊ２、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、
Ａｇ、Ｃｕ等の金属やカーボンブラック等の導電性材料
を微粉にして弾性部材中に分散したり、前記導電性材料
の電気メツキや和学メツキ、溶射等により弾性部材表面
に配設する等の方策が適している。

第２図は、前記現像スリーブを１−チー収容部４内に配
設した状態を示している。ドクターブレド５を現像スリ
ーブ外周面に接触するように固定し、現像を行なってみ
た。感光体ドラム６に光発生ユニットにより潜像を形成
し、芯枠３にバイアス電圧をかけたところ、感光体ドラ
ム６上にトナ画像を形成した。現像スリーブと感光体ド
ラム６は等速で回っている為、トナー飛散のない良好な
画像を得ることができた。又、感光体ドラム６と現像ス
リーブが接触しているので現像位置でのニップ巾が大き
くとれる為、現像ヂャンスの増加と弾性部材ｌにより、
感光体ドラムｌ上潜像を構成する電位ポテンシャルによ
る電界が強調される等の現像電極効果とによる現像濃度
の向上及び均一性を得ることができた。さらに、感光体
ドラム６と現像スリーブとの接触による摩擦により、感
光体ドラム６の回転に合わせて、現像スリーブが追従し
て回転し、現像スリーブのギヤ輪列削除も可能であるこ
とも確認された。上記第２図の実施例とは、現像スリー
ブの回転数を上げ周速を感光体ドラム６の周速より速く
すること以外は同一の条件にて実験を行った。その結果
、−層現像濃度の高い画像を得る事ができた。また、回
転数を上げても、現像スリーブ外周面に弾性体を配置し
た効果により、感光体ドラム６には、傷の発生は確認さ
れなかった。

第３図は感光体ドラム６と隙間ｄをもって現像スリーブ
が離れている状態を示している。この状態において、感
光体ドラム６と等速に現像スリブを回転さぜ現像を行な
ったところ、第２図にくらべ、現像濃度は薄いものの、
トナーの潜像への付着状態の均一性の高い画像を得られ
た。つまり、弾性部材１とドクターブレード５との接触
によりトナーの帯電が均一に行なわれ、又トナーが現像
スリーブ上で薄層化し、帯電及びトナーの状態が安定し
ていることや現像電極効果が認められることを示してい
る。現像濃度が薄い場合は、帯電性の高いトナーを使用
する、現像スリーブの回転数を上げる等の方策により、
現像濃度を上げる等の方策がある。今回は、現像スリー
ブの回転数を上げる方策をとってみたところ、現像濃度
の上昇が得られた。今回の実験では１０ｐｐｍ機を用い
た。感光体ドラムの径はφ３０ｍｍ、回転数は約３７ｒ
ｐｍであり、第２図の実施例では、現像スリーブはφ２
０ｍｍである為、現像スリーブは約５６ｒｐｍの回転数
である。第３図の実施例では現像スリーブが７０〜８０
ｒｐｍで良好な領域があり、従来例に較べ低速化が図ら
れた。勿論、トナーや印字速度によって最適な領域が変
動する。第２図、第３図ともトナーは絶縁性磁性１成分
トナーを用い、隙間ｄは０２〜０．５ｍｍにて行ない、
現像スリーブの芯枠３がφ６ｍｍ、磁性部材２がφ１６
ｍｍ、φ１８ｍｍ、φ］、９ｍｍの３種を用い、弾性部
材ｌは厚み２ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍの３種にし、現
像スリーブ径がφ２０ｍｍとなるようにした。勿論、上
記実験条件は、限定的なものではなく、現像スリーブや
感光体ドラム６の径、周速、トナー物性、印字速度等に
よって変動する。また、ドククブレード５の当接させが
たについては第４図、第５図の方法も試みた。第４図は
ドクターブレード５の後方にばね７を配し、ドククブレ
ード５が、弾性部材１に均な荷重となるようにしたもの
である。ただし第４図の場合、部品点数の増加等の問題
もある為、第５図のように、弾性をもつ材料を用いたド
クタブレード５として当接さセた。ドクターブレード５
と弾性部材１との接触圧管理が手間がかかる場合は、第
４図、第５図のような方策が適当である。

本実施例では、芯枠３は鉄を使用しているが、その他金
属、又は導通可能なプラスチック等、導通可能なものな
らかまわなく、又、磁性部材に電極を押圧する等の他の
導通手段がとれれば、特に材料はいとわない。芯枠３の
外周面に配設された磁性部材１は、フェライト、アルニ
コ、マンガンアルミや、原子番号５８〜７１　（元素記
号Ｃｅ　−Ｌｌ」）に至る希土類元素、その中てもＮｄ
、Ｐｒ及びＳｍに代表される希土類元素の少なくとも１
つに、Ｆｅ、Ｎｉ及びＣ○に代表される３ｄ遷移金属の
少なくとも１つを加えた希土仰６１’ｉ石を使用するこ
とが可能である。

また磁性部材１の外周面に配設される弾性部材３は、感
光体ドラム６と弾性部材１との接触面積（いわゆるニッ
プ）や、ドクターブレード５との接触圧、感光体ドラム
６との接触による傷の発生の問題を考えると、Ｈｓ　１
０〜９０程度のゴム材料が望ましく、例えばブヂルゴム
、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ふっ
素ゴム、多硫化ゴム、エヂレンープロピレンゴム、ハイ
パロン、エチレン−酢ビゴム、塩素化ポリエチレン、ア
ルフィンゴム、ポリエステルゴム、エピクロルヒドリン
ゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンゴム、ニト
リルゴム、ブタジェンゴム、クロロブレンゴム等が適し
ている。また弾性部材１は、トナーの搬送を考えた場合
、弾性部材表面にて２００ＧＡＵＳＳ以−にのＩａ束密
度がとれるような厚さて、配設されていればかまわない
。

第２図、第３図の実施例において３０℃、６０％ＲＨの
環境下にて連続１００００枚相当の画像形成を行なった
ところ、得られた画像は印字１枚目と同様に高解像度で
高濃度な高品質な画像が得られた。比較の為に、６Ｒ性
部材２外周の弾性部材１がないこと以外は第２図、第３
図の同様な構成にて画像形成を行なってみた（比較実験
■）。第２図での構成の場合は、感光体ドラム６にただ
ちに傷が入り画像に致命的欠陥を与え、第３図の構成で
は、１００００枚相当印字後の画像では顕著な濃度低下
が見られ、トナーを排除し磁性部材２上を観察したとこ
ろ、さびの発生が確認され、弾性部材１を配設した事の
効果が確認された。その他に、弾性部材ｌを無（シ磁性
部材２にゴム等の弾性材料を含ませたこと以外は前記の
比較実験■と同様の実験（比較実験■）を行ったが、結
果は前記と同様に、接触する場合は感光体ドラム６に直
ぢに傷が発生し、１００００枚印字０のｍ性部材２には
サビの発生が見られた。つまり、弾性体を含ませてもＯ
ＰＣ等の感光材料より高硬度で金属である磁性材料が表
面に出ている為、問題が発生ずることが判明した。また
第２図の実施例の様に、感光体ドラム６と現像スリーブ
とが接触して現像を行なわれるような現像器ユニットの
場合、低温にてトナーの鏡像力と帯電量のバランスがく
ずれ、低温地力ブリという問題を起こしていた。

しかし、本実施例では、磁性部材２を配し、その１ｉｆ
ｉ力によって現像スリーブ側にトナーが戻ることができ
るため、１０℃温度３０％ＲＨの環境下で印字を行なっ
たが、全く低温地力ブリは発生しなかった。

［発明の効果］ 本発明は、現像器ユニットに磁性材料の外周面に弾性部
材を配した現像スリーブを配設したので、低速化による
トルクの低滞、機構の簡略化、濃度、印字品質の安定化
が図れ、高品質で小型の現像器を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の正面断面図。 第２図〜第５図は現像スリーブを現像器ユニットに配設
した横断面図。 第６図は従来の現像器ユニッ１−を示す横断面図。 ］０４ 弾性部材 磁性部材 芯枠 トナー収容部 ドクタープレ 感光体ドラム ばれ 金属スリーブ ロ１ｉ性部材 トナ−１１Ｎ容部 ド ・感光体ドラム 以 上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の磁極に着磁された円筒状の磁性部材と、該磁性部
   材外周面に弾性部材を有し、該磁性部材より発生する磁
   場により現像剤を該弾性部材上に保持し、該磁性部材を
   回転させて該現像剤を搬送する現像装置において、該弾
   性部材に少なくとも１種類の導電性物質を含むことを特
   徴とする電子写真記録装置の現像器ユニット。