JPH05113714A

JPH05113714A - 一成分現像装置

Info

Publication number: JPH05113714A
Application number: JP3185238A
Authority: JP
Inventors: Masatsugu Kajimoto; 昌嗣梶本; Mikio Yamamoto; 美樹夫山本; Hidekiyo Tachibana; 英清立花; Yutaka Toyoda; 裕豊田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1993-05-07

Abstract

(57)【要約】【目的】電子写真複写機やプリンターに用いられる現像
装置において、現像剤の層形成部材からの現像剤のこぼ
れを防止すると共に、均一な安定した現像剤の層形成を
行うことを目的とする。【構成】現像剤供給部材から供給された現像剤担持体上
の現像剤の層を均一化する層形成部材を有する現像装置
において、潜像を可視化する前後において、該現像剤担
持体の回転を逆回転させることに関し、その回転量を所
定範囲とすることを特徴する一成分現像装置。

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、電子写真複写機やプリンター装置などに用い
られる現像装置、さらに詳しく言えば、担持体上に供給
された現像剤を層形成部材により所定厚さの現像剤層と
し、この現像剤層を静電潜像の領域に搬送して静電潜像
を可視化する現像装置に関するものである。

【０００１】静電潜像保持体上に形成された静電潜像を
現像する現像装置としては、トナーとキャリアとを主成
分とする二成分現像が知られている。しかし、現像装置
自体のコンパクト化、及び、メインテナンス性の向上等
の観点から、トナーのみからなる一成分現象法も提案さ
れてきている。この代表的なものとして、特開昭６０−
２９６７号公報にて提案されているように、現像剤担持
現像ロールに圧接する層形成部材により現像剤の薄層を
現像剤担持現像ロール上に形成すると共に、現像剤に所
望極性の電荷を与える現像装置が知られている。この一
成分現像装置においては、現像剤担持現像ロールに圧接
する現像剤供給ロールから現像剤が供給される構成とな
っている。

【０００２】現像剤は回転しながら互いに圧接させ、電
位差をもたせている為、現像剤供給部材と現像剤担持現
像ロールとの間で逐次、現像剤供給部材から現像剤担持
現像ロールに供給される。そして現像剤担持現像ロール
に供給された現像剤は、適当な規制部によって薄い層状
に形成されると同時に摩擦帯電され、現像剤担持現像ロ
ールに接近して回転している静電潜像保持体上の静電潜
像を可視像化する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構成の一成分現像装置を設置した記録装置において
は、複写を重ねていく過程で現像剤担持体上の現像剤層
にムラを生じたいり、スジが発生したりし、コピー上に
濃度ムラを生じる問題点があった。具体的には、現像剤
担持体と現像剤供給部材は非接触であるとともに、電位
差か設けてあり、そこで現像剤を転移させ、十分な現像
剤を供給させていたが経時により現像剤中に存在する凝
集現像剤及び、ゴミ等の不純物の侵入が層形成部材と現
像財担持体のニップ部に侵入しそのため、その箇所のト
ナー薄層が均一でなくなり、画像上に白スジ等の異常画
像となる。

【０００４】このような問題については、層形成部材が
現像剤担持体に当接している部分で層形成部材自身が磨
耗していくことにより、ゴミ等の不純物の除去及びトナ
ーの固着防止を行っているため現像剤担持体と層形成部
材の間にゴミ等の不純物が侵入した場合、ゴミ等が除去
されるまで時間がかかるという問題があった。又、任意
の時期にある一定時間現像剤担持体を逆回転させるとい
う対策もとられていたが、現像剤担持体上の現像剤が層
形成部材を逆回転にて通過できず（層形成部材先端への
引っ掛かり）、現像剤のこぼれをしばしば引き起こして
いた。又、逆回転時期については、特開平２−１５０８
７０号公報に開示されているが、逆回転後の現像剤担持
体上の感光体に面した部分の層厚が厚いため混色などの
問題をもたらしていた。

【０００５】本発明は、このような問題に対してなされ
たものであり、その目的とするところは、上記問題点を
解決し、現像剤担持体を一定時期に一定量だけ逆回転さ
せることにより、ゴミ等の不純物の除去及び現像剤の固
着を防止し、画像上に白スジ等の発生を防止し、現像剤
の薄層の均一化及び長期にわたる安定したコピー濃度を
得ることであり、さらに多色現像での混色の防止を図る
ことである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】現像剤供給部材により現
像剤があらかじめ層形成されている現像剤担持体に層形
成部材を当接し、層形成部材により現像剤に所定の電荷
を付与しつつ該現像剤担持体上に現像剤の薄層を形成
し、前記薄層の現像剤を該静電潜像担持体上に付着させ
ることにより静電潜像を可視化する画像形成装置におい
て、画出し時の前後の一定時期に、現像剤担持体を逆回
転させる前記現像剤担持体の逆回転量を該現像剤供給部
材から該現像剤担持体に現像剤を供給する領域部分が層
形成部材を通過しない範囲内であることを特徴とする一
成分現像装置である。

【０００７】現像剤担持体が逆回転する際の周速は正回
転時の周速以下であることを特徴とする。さらに、本発
明の構成は、これら現像装置の現像剤担持体が逆回転す
る時期は画出しの直前に行うことを特徴とする。ここ
で、画出し直前とは、画像形成装置をパワーオンした後
にプリントするために、指定された任意の現像器の現像
剤担持体駆動用のメインモーターが正起動する直前に逆
回転信号を入力し、駆動用のメインモーターを逆回転さ
せることである。

【０００８】

【作用】本発明である現像剤担持体の逆回転量を、現像
剤供給部材から現像剤担持体に現像剤を供給する領域部
分が層形成部材を通過しない範囲内とすることにより、
現像剤担持体上の薄層の部分のみ層形成部材を逆回転に
て通過させることができ、層形成部材先端の現像剤の引
っ掛かりを無くし現像剤のこぼれを防止させることがで
きると共に、現像剤の固着を防止し、画像上に白スジ等
の発生を防止し、現像剤の薄層を均一化及び長期にわた
る安定したコピーを得ることができる。

【０００９】さらに、現像剤担持体が逆回転する際の周
速は、正回転時の周速以下であることにより、現像剤担
持体上の現像剤の回転に伴う遠心力による飛散がなく、
混色及び機内汚れを大幅に低減することができる。又、
現像剤担持体が逆回転する時期は画出しの直前に行うこ
とにより、ニップ部にはトナー供給用回転部材により新
規に転移した常に流動性の良い現像剤を安定して層形成
部ニップ部に搬送させることができるとともに、感光体
と対向している部分が逆回転により搬送量が多くなって
いるため、多色現像などの場合、混色などの発生の原因
となるが逆回転時期を画出し直前に行うために防止する
ことができる。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明による一成分現像機の全体説
明図であり、図２にはトナー１を貯蔵した外部トナー貯
蔵箱１１と外部トナー貯蔵箱１１からトナー１を現像機
の一側面に設けられた開孔部１５まで搬送するトナー搬
送装置１２が示されている。すなわち、外部トナー貯蔵
箱１１に貯蔵されたトナー１はトナー搬送装置１２によ
って現像機の一側面に設けられた開孔部１５まで搬送さ
れ、現像期一側面の開孔部１５を通過したトナー１はそ
のままトナー供給用回転部材６の一側面側開孔部６Ｂを
通過して内部へ侵入する。

【００１１】回転部材６は回転自在に設けられた複数の
開孔６Ａより、ホッパー１０内にはきだされる。ここ
で、回転部材６に対向して回転自在に設けられたトナー
担持体５と回転部材６の間には通常０．２〜３．０ｍｍ
程度の隙間があり、担持体５と回転部材６が対向すると
ころで回転部材６の内部より、はきだされたトナー１が
担持体５へ供給される。回転部材６の周速は通常担持体
５の周速の１〜３倍程度で設定されることか多く、回転
部材６の回転のみでトナー１が担持体５の間に電源装置
７を用いて直流電圧または直流電圧に交流電圧を重畳さ
せたバイアスを印加する。担持体５へ供給されたトナー
１は所定の圧力に設定された規制部材４を通過し、所定
のトナー層厚に規制されると共にトナー１を充分帯電さ
せる。

【００１２】８は現像バイアス電源であり、直流電圧に
交流電圧を重畳したバイアス電圧を担持体５に印加し、
規制部材４によって帯電されたトナー１は静電電荷保持
体２上の静電潜像３に付着し、可視像とする。前記トナ
ー１は非磁性一成分系のトナーであり、スチレン樹脂や
アクリル樹脂等の各種熱可塑性樹脂中にカーボン等の顔
料や含金属アゾ染料等の極性制御材を分散し、紛砕紛糾
により、５〜２０μｍの大きさにしたもので、荷電制御
財が外添してある。荷電制御材としては、疎水化処理し
たシリカ、アルミナ、チタン等の０．１μ以下の微粒子
が用いられるが、疎水性シリカが最も好ましい。

【００１３】前記担持体５は通常φ５〜４０ｍｍであ
り、アルミやステンレスの丸棒を切削加工した後、周方
向表面をサンドプラストし、液体ホーニングやエメリー
研磨等の機械加工するか、化学腐食を用いることにより
Ｒｗは０．１〜１．０μｍ程度の凸凹を作り用いられる
が、アルミやステンレスの丸棒を切削加工した後に周方
向表面にフェノール樹脂等の半導電制物質をコーティン
グした後に表面をエメリー研磨等の機械研磨を施し、Ｒ
ｗは０．１〜１．０μｍ程度の表面粗さとに用いられ
る。又、アルミロールを機械研磨した後に陽極酸化処理
を施し、所定の表面粗さ賭して用いられることもある。
担持体５に半導電性物質をコーティングして用いる場合
やアルミロールを陽極酸化処理して用いられる場合、担
持体表面層の肉厚方向の体積抵抗は１０⁵〜１０¹²Ω程
度である。このような抵抗範囲にすることによって、本
部材に印加したバイアスのリークを抑制することができ
るという利点をもたらすことができる。

【００１４】前記規制部材４は厚さ０．０５〜０．３ｍ
ｍ程度のステンレス等の金属板を用いる他、ステンレス
板にＳｉゴムやＥＰＤＭゴムを加硫接着したものを用
い、接触圧力は５０〜２００ｇ／ｃｍ程度に設定され、
規制部材４によりトナー１は１０〜３０μｍ程度の薄層
に形成されると共に、２〜２０μｃ／ｇ程度の電荷が付
与される。

【００１５】静電潜像保持体２としては、Ｓｅ型感光体
や有機感光体等が通常用いられ、保持体２と担持体５は
通常１００〜３００μｍ程度の間隔で対向している。前
記トナー供給用回転部材６はφ６〜３０ｍｍ程度のアル
ミやステンレスの円筒を切削加工により複数の開孔部６
Ａを周上に設けてある。円筒の肉厚は１ｍｍ程度であ
る。

【００１６】図３は、回転部材６の一例であり、回転部
材６の周上に楕円状の開孔部６Ａが配列されている。開
孔部６Ａは軸方向にそって直線的に配列されまた、周方
向にそれぞれ９０°ずつの４列になっており、対向する
２列の開孔部６Ａは軸方向上で同位置あにるが、隣り合
う２列の開孔部６Ａは軸方向上で半ピッチＰ／２だけず
らしてある。これによって回転部材６から均一にトナー
１を担持体５に供給することができる。開孔部６Ａの開
孔率は、２０〜７０％が必要であり、特に３０〜６０％
の範囲が最適であった。開孔率を２０％以下とするとト
ナーの供給が不十分となり、回転部材の回転数を上げる
必要が生じ、また７０％以上になった場合にはホッパー
内部でのトナーの均一分散化が難しくなり、黒ベタ再現
について問題を生じた。この傾向は回転部材６の径とし
てφ１０〜２０ｍｍの範囲にて確認された。また、回転
部材６の周表面粗さは、通常１．５μＲａ以下である。

【００１７】回転部材６と担持体５の間にはバイアス電
圧を印加する場合があり、回転部材６を樹脂で成形する
場合や金属にコーティング層を塗布する場合でも１０¹⁰
Ω以下の電気抵抗に押さえる必要がある。回転部材６の
担持体５へのトナー供給能力は、回転部材６の外形、内
径、開孔面積、回転数、印加バイアス及び担持体との隙
間によって殆ど制御される。担持体５としてφ２０ｍｍ
のフェノール樹脂ロール（樹脂層の電気抵抗は１０⁶Ω
ｃｍ）を２３０ｒｐｍの回転数で用い、トナー供給用回
転部材６の表面積に対する開孔部の開孔面積が約５０％
になるようにした。ここで、担持体５と回転部材６との
隙間を１．０ｍｍで対抗させ、担持体５に対してトナー
１と同極性のバイアス電圧（直流−５００Ｖ）を回転部
材６に印加し、８００ｒｐｍで回転部材６を回転させ、
トナーは図２に示されるようにトナー供給部材６の片側
からトナー容器１１のトナーを通路を通して供給できる
ようにした。

【００１８】現像剤担持体５の駆動は、複写が開始され
る信号の入力に伴い、逆回転指示信号が与えられ、現像
剤担持体５の逆回転量を現像剤供給部材６と現像剤担持
体５に現像剤を供給する、両部材５、６の近接領域２０
から図１の時計方向で層形成部４までの距離以内、すな
わち現像剤担持体５に供給された現像剤が、層形成部４
にまで到達しえない距離だけ逆回転した。このような条
件にて、１日４Ｋｃｖ相当１０枚／分のランニングモー
ドでコピーを行った結果、図５のように逆回転を採用し
てなかった比較実験に比べて、トナー層の安定な形成が
長く維持されることが分かった。

【００１９】つまり、本発明を実施しない場合には、凝
集トナーが少しずつトナー層形成部に発生し、５Ｋｃｖ
時点で白スジを発生させ、コピー欠陥をもたらしたのに
対して、逆回転を画出し直後に行った場合は４０Ｋｃｖ
まで白スジは発生しなかった。次に、更なる改善を行う
ために、発明者は画出しを行った直後ではなく、直前に
前記逆回転を行った。その結果、同様の実験において図
５に示されるように５０Ｋｖにまで白スジ発生を延ばす
ことが可能となった。このように画出し直前で逆回転さ
せる場合、この実験では１０枚に１回の逆回転により、
常に凝集した現像剤のすくない流動性の良い現像剤が層
形成領域４に搬送され、その状態後直ぐに正回転される
ために安定したトナー層形成がえられることが分かっ
た。又、画出し直前で逆回転される場合には、多色画像
を行う場合において著しい効果が得られることが分かっ
た。

【００２０】つまり、画出し直後に逆回転を行った場合
には現像剤供給部材６により現像剤担持体５に現像剤が
供給された領域が現像剤担持体５の逆回転により感光体
と現像剤担持体の近接部に位置することとなり、すでに
感光体に現像されていた現像剤と混色することがあっ
た。しかし、画出し直前に逆回転を行えば、この様なこ
となく、感光体と近接した領域での現像剤を薄層の状態
にて、感光体を通過させることが可能となるので、混色
の防止が可能となった。尚、現像剤担持体５が逆回転す
る場合の周速を正回転時よりもゆっくりと回転させるこ
とにより現像剤の回転に伴う遠心力による飛散が低減し
機内汚れが大幅に低減することが判明した。実験では正
回転２３０ｒｐｍに比較して１００ｒｐｍでは現像剤こ
ぼれ量は１／５程度となった。

【００２１】尚、本発明の現像機は、望ましくは図１に
示すように現像剤供給部材は現像剤担持体に対して非接
触であることが望ましい。何故ならば、逆回転する際の
駆動トルク及び現像剤に対するストレスが非常に大きい
からである。このように非接触にすることで低減するこ
とができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明の一成分現像装置にあっては、現
像剤担持体を画出し直前にある一定量逆回転させること
により、常に流動性の良い現像剤を安定して層形成部材
ニップ部に搬送することができると共に混色及び機内汚
れ等も発生させずに、ゴミ等の不純物の除去及び現像剤
の固着を防止し、画像上に白スジ等の発生を防止でき
る。上記のように逆回転による２次障害もなく現像剤の
薄層の均一化及び長期にわたる安定したコピー濃度を得
ることができる。

【００２３】

【図面の簡単な説明】

【図１】現像機を側面から見た本発明の現像機。

【図２】外部トナー貯蔵箱とトナー搬送装置を含んだ説
明図。

【図３】トナー供給用回転部材の一例。

【図４】各ケースでの現像剤担持体上の現像剤層の維持
性。

【符号の説明】

２ …… 静電潜像担持体４ …… 層形成部材５ …… 現像剤担持体６ …… 現像剤供給部材

【手続補正書】

【提出日】平成４年１０月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】一成分現像装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者豊田裕神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロツクス株式会社海老名事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤供給部材により現像剤があらかじめ
層形成されている現像剤担持体に層形成部材を当接し、
層形成部材により現像剤に所定の電荷を付与しつつ該現
像剤担持体上に現像剤の層薄を形成し、前記層薄の現像
剤を該静電潜像担持体上に付着させることにより静電潜
像を可視化する画像形成装置に置いて、画出し時の前後
の一定時期に、現像剤担持体を逆回転させる前記現像剤
担持体の逆回転量を該現像剤供給部材から該現像剤担持
体に現像剤を供給する領域部分が層形成部材を通過しな
い範囲内であることを特徴とする一成分現像装置。
【請求項２】現像剤供給部材により現像剤があらかじめ
層形成されている現象剤担持体に層形成部材を当接し、
層形成部材により現像剤に所定の電荷を付与しつつ該現
像剤担持体上に現像剤の薄層を形成し、前記薄層の現像
剤を該静電潜像担持体上に付着させることにより静電潜
像を可視化する画像生計装置において、画出し時の前後
の一定時期に、現像剤担持体を逆回転させる現像剤担持
体が逆回転する際の周速は正回転時の周速以下であるこ
とを特徴とする一成分現像装置。
【請求項３】現像剤担持体が逆回転する時期は画出しの
直前に行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
又は、特許請求範囲第２項記載の一成分現像装置。