JPH0720717A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 二成分現像剤を用い、静電潜像保持体上に形
成された帯電電位の差による潜像を可視化する現像装置
であって、静電潜像保持体と対向して設けられる現像ロ
ール上に均一なトナー層を形成し、良好な画像が得られ
る現像装置を得る。 【構成】 現像ロール１２が有する磁石ロール１２ｂの
一つの磁極１２ｃと対向する位置に、現像スリーブ１２
ａの周面と近接又は接触するように層厚規制ロール１６
を備える。この層厚規制ロール１６は少なくとも一部が
磁性材料で構成され、現像ロール１２周面のほぼ法線方
向に移動自在に支持されている。したがって、常にほぼ
一定の圧接力が維持されるとともに、凝集したトナーや
異物が圧接位置に滞留することがなく、現像ロール１２
上に均一な現像剤層が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式の複写
機、プリンタ等の画像形成装置において用いられ、感光
体上の静電潜像をトナーの付着により可視化する現像装
置に係り、特に非磁性トナーと磁性キャリアとを混合し
た二成分現像剤を用いる現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の現像装置は、感光体
上の静電潜像をトナーの付着により可視化する装置とし
て周知であり、熱可塑性樹脂に顔料を分散したものを粉
体にし、かつ電荷制御剤を外添してなる磁性又は非磁性
の一成分現像剤を用いるものと、非磁性トナーと磁性キ
ャリアとからなる二成分現像剤を用いるものとがある。

【０００３】図８は、従来の現像装置であって二成分現
像剤を用い、非接触現像を行うものの一例を示す概略構
成図である。この現像装置１１０は、二成分現像剤を収
容するハウジング１１１内に、静電潜像保持体１２０に
対向し表面に二成分現像剤を付着して搬送する現像ロー
ル１１２と、この現像ロール１１２に近接して配置さ
れ、現像剤を供給する現像剤供給部材１１３と、現像剤
を攪拌するとともに搬送し、現像剤供給部材に現像剤を
供給する攪拌部材１１４、１１５と、現像ロール１１２
上に形成される現像剤の層厚を規制する層圧規制部材１
１６とを備えている。また、現像ロール１１２は、現像
スリーブ１１２ａと、複数の磁極を持つ磁石ロール１１
２ｂとから構成されており、現像スリーブ１１２ａには
バイアス電圧として直流に交流電圧を重畳した交流重畳
直流電圧が印加されるようになっている。

【０００４】静電潜像保持体１２０は、一様帯電後、像
光の照射により表面に帯電電位の差による静電潜像を形
成することができる感光体である。この静電潜像保持体
１２０と現像ロール１１２との間隙はトナーを飛翔させ
るのに適切な距離に設定される。また、現像ロール１１
２上の現像剤の層厚は層厚規制部材１１６と現像ロール
１１２との間隙で調整されるようになっている。

【０００５】このような現像装置では、層厚規制部材１
１６と現像ロール１１２との間隙を広くすると、現像ロ
ール上での現像剤の層厚が大きくなり、現像剤を静電潜
像保持体１２０と非接触とすることができず高画質にす
ることができない。一方、層厚規制部材１１６と現像ロ
ール１１２との間隙を狭くすると、現像ロール上の現像
剤層を静電潜像保持体と非接触にすることができるが、
現像剤の中に混ざっている異物や凝集してしまったトナ
ー等が現像ロール１１２と層厚規制部材１１６との間に
詰まり、画像に筋状の白抜けを生じてしまうことがあっ
た。また、現像スリーブ１１２ａはもちろんのこと、層
厚規制部材１１６を、ねじれやそり等がないように精度
よく制作しなければならず、加工後に研磨、手修正等の
後工程が必要となっていた。

【０００６】このような問題点を解決する現像装置は、
従来より提案されており、例えば、特開平２−９９９８
１号公報、特開平２−１５６２６７号公報、特開平２−
１５６２６８号公報、特開昭６０−２０３９７２号公
報、特開昭６０−２０３９７３号公報、特開昭６０−２
０３９７４号公報に開示されるものがある。上記特開平
２−９９９８１号公報に記載の現像装置は、円柱状又は
半円柱状の層圧規制手段を所定の圧力で弾性的に現像ス
リーブに当接させて均一な現像剤層を形成しようとする
ものである。また、凝集してしまったトナーは現像ロー
ルと層圧規制手段との間に導き、接触圧で解きほぐして
から現像領域へ搬送するものである。

【０００７】上記特開平２−１５６２６７号公報、特開
平２−１５６２６８号公報に記載の現像装置は、フィル
ム材の背面に磁性粒体又は磁性流体を保持した層圧規制
手段を有し、現像ロール内に固定した磁石の吸引力によ
って現像ロール表面に圧接するものである。また、特開
昭６０−２０３９７２号公報、特開昭６０−２０３９７
３号公報、特開昭６０−２０３９７４号公報に記載の現
像装置では、周面を粗面とした円柱状の層圧規制手段を
現像ロールと一定の間隙をおいて配置し、対向する表面
が逆方向に移動するように回転駆動するものである。こ
れにより、層圧規制手段上流側に現像剤の回転流れを形
成し、混入した異物や粗大現像剤の停滞を防止するもの
である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の現像装置は次に示すような問題点を有してい
る。特開平２−９９９８１号公報に記載の現像装置で
は、層圧規制手段を現像ロールに圧接しているので、接
触圧の調整によっては、現像剤の中に混ざっている紙の
繊維等の異物を完全には除去することができず、画像に
筋状の白抜けを与えてしまうという問題点があった。ま
た、特開平２−１５６２６７号公報、特開平２−１５６
２６８号公報に記載の現像装置ではフィルム材の背面に
磁性流体等を保持するために構造が複雑で部品点数を多
量に要するという問題点があり、製造コストが高くな
る。さらに、特開昭６０−２０３９７２号公報、特開昭
６０−２０３９７３号公報、特開昭６０−２０３９７４
号公報に記載の現像装置は、一成分現像剤を用いて現像
ロール上に現像剤層を形成するものである。したがっ
て、二成分現像剤を用いて非接触現像を行う場合等には
適さないという問題点を有している。

【０００９】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的は、簡単な構造で現像ロー
ルに均一なトナー層を形成し、良好な画像が得られる現
像装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記のような問題点を解
決するために、本発明は、 位置が固定された複数の
磁極を内蔵し、表面のスリーブが回転する円筒状の部材
であって、非磁性トナーと磁気キャリアとを含む二成分
現像剤を周面に吸着して搬送する現像ロールを備え、
該現像ロールが静電潜像保持体と間隔をおいて対向する
現像領域で、現像ロール上の非磁性トナーを静電潜像保
持体に転移させ、静電潜像保持体上に形成された帯電電
位の差による静電潜像を可視化する現像装置において、
一部又は全部が磁性材料で構成される円筒状の部材
であって、前記磁極の一つと対向する位置で、前記現像
ロールと軸線を平行にしてその周面と近接又は接触し、
該現像ロールのほぼ法線方向に移動自在に支持された層
厚規制ロールを備えるものとする。

【００１１】また、上記の現像装置において、 前記層
厚規制ロールと前記現像ロールとの対向面が同じ方向に
移動するように、前記層厚規制ロールが回転駆動される
ことが望ましい。

【００１２】さらに、上記の現像装置において、 前記
層厚規制ロールが周面上に弾性材料のコーティング層を
有し、該層厚規制ロールが回転自在に支持されるととも
に、前記現像ロールと接触して該現像ロールの回転にと
もなって従動するものであってもよい。

【００１３】

【作用】本発明の現像装置では層厚規制ロールが磁性材
料で構成される部分を有し、現像ロール内の磁極の一つ
と対向する位置で、現像ロールのほぼ法線方向に移動自
在に支持されているので、現像ロール内の磁極による磁
気的吸引力によって層厚規制ロールが現像ロール表面に
圧接される。このように現像ロールと層厚規制ロールと
が磁気的な力によって圧接されるので、常に一定の圧接
力を維持することができ、現像ロールの表面に吸着され
る現像剤は層厚規制ロールの圧接位置を通過することに
より均一な層厚に規制される。また、層厚規制ロールは
現像ロールの法線方向に移動することができ、現像ロー
ル表面の現像剤層に凝集したトナーや異物が含まれてい
ても、二つのロール間を通り抜けて圧接位置に滞留しな
い。したがって異物等が現像剤の通過を阻害して筋状の
白抜けを生じるのが防止される。

【００１４】さらに、層厚規制ロールが、現像ロールと
の圧接位置で双方の面が同方向に移動するように回転駆
動するものでは、現像ロール表面の異物や凝集したトナ
ーに回転方向へ搬送しようとする力が作用する。したが
って異物や凝集したトナーは双方のロールの間を容易に
通過し、白抜け等の画像欠陥が防止される。

【００１５】また、層厚規制ロールが周面に弾性材料か
らなるコーティング層を有し、現像ロールと圧接されて
従動するものでは、現像ロールと層厚規制ロール表面の
コーティング層との間に異物や凝集したトナーが捕らえ
られ、回転することにより確実に双方のロール間を通過
して、画像欠陥が防止される。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は、請求項１又は請求項２に記載の発明の第１
の実施例である現像装置を示す概略構成図である。図２
は、上記図１に示すＩ−Ｉ線における概略断面図であ
る。この現像装置１０は、帯電電位の差による潜像を保
持することができる静電潜像保持体２０と対向して設け
られており、ハウジング１１内に、静電潜像保持体２０
に対向し表面に二成分現像剤を付着して搬送する現像ロ
ール１２と、この現像ロール１２に近接して配置され、
現像剤を供給する現像剤供給部材１３と、現像剤を攪拌
するとともに搬送し、現像剤供給部材に現像剤を供給す
る攪拌部材１４、１５と、前記現像ロール１２と軸線を
平行にしてその周面と近接又は接触し、該現像ロール１
２のほぼ法線方向に移動自在に支持された層厚規制ロー
ル１６とを備えている。

【００１７】上記現像ロール１２は、現像スリーブ１２
ａと、複数の磁極を持つ磁石ロール１２ｂとを備えた円
筒状の部材で主要部が構成されており、磁石ロール１２
ｂは周面に沿って複数の永久磁石が設けられ、位置を固
定して支持される。一方、現像スリーブ１２ａは磁石ロ
ール１２ｂの周面の外側に配置された円筒状部材であ
り、軸線回りに回転するようになっている。現像スリー
ブ１２ａには、アルミニウム、非磁性ステンレス等から
なる円筒体等が用いられ、図示しないが、該現像スリー
ブには直流に交流を重畳した交流重畳直流電圧が印加さ
れるようになっている。

【００１８】また、上記現像ロール１２と静電潜像保持
体２０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、例えば０．５mm前後に設定されている。この
静電潜像保持体２０は、図中に示す矢印の方向に例えば
１６０mm／Sec で回転し、図示しない帯電器によって−
６５０Ｖに一様帯電される。さらに、一様帯電後、画像
書込み装置により露光された画像部は電位が−２００Ｖ
となるものである。上記攪拌部材１４、１５は、互いに
逆方向に現像剤を搬送するように回転方向が設定されて
おり、現像剤を攪拌するとともにハウジング１１内を循
環させることができる。

【００１９】上記層厚規制ロール１６は磁性の金属で構
成されており、この層厚規制ロール１６と対向する位置
には、現像ロール１２に内蔵する複数の永久磁石のうち
の一つの磁石１２ｃが、層厚規制ロール１６と互いに向
き合うように配置されている。この磁石１２ｃの磁力の
大きさ又は使用される現像剤の透磁率を変えることによ
り、現像スリーブ１２ａ上の現像剤の層厚を規制するこ
とができる。この層厚規制ロール１６の軸は、図２に示
すハウジング１１のサイドフレーム１８に設けられた取
付口１９に貫入されており、この取付口１９が現像ロー
ル１２のほぼ法線方向に一定の余裕をもった長さＬを有
している。これにより、層厚規制ロール１６は現像ロー
ル１２のほぼ法線方向に移動自在となっている。また、
上記層厚規制ロール１６の軸には層厚規制ロール駆動ギ
ア３１が設けられており、現像ロール１２の軸に固定さ
れた現像ロール駆動ギア３２と噛み合わされ、該層厚規
制ロール１６と現像ロール１２との対向面の回転方向が
同一になるように回転駆動されている。この現像ロール
１２の軸には、トラッキングロール３３が設けられてお
り、これを静電潜像保持体に当接させることによって現
像ロール１２と静電潜像保持体２０との間隙を一定に維
持するようになっている。なお、上記現像装置では、層
厚規制ロール１６にはＳ４５Ｃを使用し、対向する磁石
１２ｃの磁力を層厚規制ロール１６の表面で７００Gaus
s 、また現像剤として飽和磁化が６０emu/g のものを使
用した。

【００２０】次に、このように構成された実施例の作用
を説明する。まず、本実施例の現像装置で採用した現像
条件について説明する。この現像装置１０は、上述した
ように現像ロール１２と静電潜像保持体２０との間に交
番電界を形成し、現像ロール１２の現像剤層から静電潜
像保持体２０の静電潜像にトナーを飛翔させて現像を行
うものであり、現像ロール１２上の現像剤層を静電潜像
保持体２０に接触させないようにすることが望ましい。
したがって、この現像装置１０では、現像ロール１２と
静電潜像保持体との間隙を０．３〜０．９mmの範囲と
し、現像ロール１２上に形成される現像剤層の厚さを静
電潜像保持体２０の表面に接触しない範囲で厚くする。
なお、静電潜像保持体２０と現像ロール１２との間隙が
０．３mmより狭くなると、静電潜像保持体２０の振れ等
部材の有する寸法誤差の影響を受けるため、安定して均
一な濃度の画像を得ることが困難であり、逆に、静電潜
像保持体２０と現像ロール１２との間隙を０．９mm以上
とすると、交番電界を形成してもその効果が低下して十
分な濃度が得られなかったり、画像の縁部分が濃く現れ
る、いわゆるエッジ効果が生じることになる。本実施例
では上記の点を考慮し、現像ロール１２と静電潜像保持
体２０との間隙を０．６mmとし、かつ現像剤層厚を３５
０μｍに設定している。

【００２１】また、本現像装置１０で用いる現像剤は、
平均粒径が２０μｍ以下の非磁性トナー粒子と、平均粒
径が１０〜６０μｍの磁性キャリア粒子とを混合した二
成分現像剤が高画質を得るためには好ましく、本実施例
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 の現像剤を用いることにした。

【００２２】このような現像条件の下で上記現像装置１
０は次のように現像を行う。非磁性トナーと磁性キャリ
アとは、ハウジング１１内において攪拌部材１４、１５
により搬送されるとともに充分に攪拌される。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
り非磁性トナーに充分な電荷が付与される。攪拌された
現像剤は、現像剤供給部材１３により現像ロール１２に
供給される。この現像ロール１２に供給された現像剤
は、現像スリーブ１２ａに吸着されて移動し、現像スリ
ーブ１２ａと層厚規制ロール１６との間を通過して所定
の層厚に規制される。層厚規制ロール１６は現像ロール
駆動ギア３２および層厚規制ロール駆動ギア３１を介し
て駆動され、現像スリーブ１２ａの回転に伴って回転す
る。したがって、層厚規制ロール１６の前記現像スリー
ブ１２ａに対向する面が現像スリーブ１２ａの表面の移
動方向と同一方向に移動する。また、層厚規制ロール１
６が現像ロール１２のほぼ法線方向に移動自在に支持さ
れるとともに、磁石１２ｃの磁力により現像ロール１２
に圧接されているので凝集したトナー、又は現像剤中に
混入した異物等が層厚規制ロール１６と現像ロール１２
との間に詰まることなく通り抜けることができる。現像
ロール１２が静電潜像保持体２０に対向する位置では、
現像ロール１２と静電潜像保持体２０との間に形成され
ている交番電界により、現像剤の非磁性トナーが現像ロ
ール１２から飛翔し、静電潜像保持体２０上の静電潜像
に付着して現像が行われることになる。

【００２３】図３は、請求項１または請求項２に記載の
発明の第２の実施例を示す概略構成図である。また、図
４は上記図３に示すII−II線における概略断面図であ
る。この現像装置４０は、ハウジング４１の外部側面
に、層厚規制ロール４６の軸に固定された層厚規制ロー
ル駆動ギア５１、現像ロール４２の軸に固定された現像
ロール駆動ギア５２、攪拌部材４４、４５の軸に固定さ
れたギア５４、５５、現像剤供給部材４３の軸に固定さ
れたギア５６、中間ギア５７、及びアイドルギヤ５８を
有している。そして、この層厚規制ロール４６の軸は、
スイングアーム５９に回転可能に支持され、このスイン
グアーム５９はアイドルギア５８の中心軸に、回動可能
に支持されている。これにより、層厚規制ロール４６は
アイドルギア５８の軸心回りに回動できるようになって
いる。また、アイドルギア５８は層厚規制ロール４６の
軸に固定された層厚規制ロール駆動ギア５１と噛み合う
とともに、攪拌部材４４用のギア５４と中間ギア５７と
も噛み合っており、中間ギア５７を介して現像ロール４
２用の現像ロール駆動ギア５２と噛み合っている。した
がって、現像ロール４２が回転駆動されるのにともなっ
て対向面が同じ方向に移動するように層厚規制ロール４
６も回転駆動される。

【００２４】本実施例の現像装置４０は、上記のように
層厚規制ロール４６をスイングアーム５９を使用してア
イドルギア５８の軸心回りに回動できるようにした点が
上記第一の実施例と異なるだけであり、現像装置４０の
他の構成は上記図１及び図２に示す実施例と同じであ
る。このような現像装置４０では、層厚規制ロール４６
がアイドルギア５８の軸心回りに回動できるようにして
あることから、現像ロール４２のほぼ法線方向への移動
が可能となり、上記実施例と同様の作用効果を奏する。

【００２５】図５は、請求項３に記載の発明の第１の実
施例を示す概略構成図である。また、図６は、上記図５
に示すIII −III 線における概略断面図である。この現
像装置６０において、層厚規制ロール６６は周面上にゴ
ム等の弾性材料からなるコーティング層６６ａが形成さ
れている。この層厚規制ロール６６の回転軸６６ｂは、
現像ロール６２の法線方向への移動を可能にした取付孔
６９に回転自在に支持され、上記コーティング層６６ａ
が現像ロール６２の表面と接触して当該現像ロール６２
の回転にともなって層圧規制ロールが従動するように構
成されている。なお、この現像装置６０の他の構成は、
上記図１及び図２に示す実施例と同じであり、符号６１
はハウジング、符号６３は現像材供給部材、符号６４，
６５は攪拌部材、符号６８はハウジングのサイドフレー
ムを示す。

【００２６】このような現像装置６０によれば、現像ロ
ール上の現像剤層は層厚規制ロール６６の圧接位置にお
いて規制され、所定の層厚にされる。このとき、現像ロ
ール上の現像剤に凝集したトナーや紙の繊維等の異物が
含まれていても、磁気的な力で圧接される現像ロール６
２と層厚規制ロール６６との双方の対向面が同方向に移
動するように回転しており、容易に通過して、滞留する
ことが防止される。したがって白抜け等筋状の画像欠陥
を生じることがなくなる。

【００２７】図７は、請求項３に記載の発明の第２の実
施例を示す概略断面図である。本現像装置では、ハウジ
ングのサイドフレーム７８に支持軸７９が固着され、層
厚規制ロール７６の端部に設けられた軸受穴７６ｂを上
記支持軸７９に係合させることによって回転可能に支持
されるものである。この軸受穴７６ｂは支持軸７９の径
よりも大きくなっており、この寸法差によって層厚規制
ロール７６が現像ロール７２の周面の法線方向に移動が
可能となっている。なお、この現像装置の他の構成は、
上記図５及び図６に示す実施例と同じである。

【００２８】このような現像装置によっても、層厚規制
ロール７６の周面上に弾性材料のコーティング層７６ａ
が形成されており、前記層厚規制ロール７６は、現像ロ
ール７２の法線方向への移動できるとともに現像ロール
７２の表面と接触して当該現像ロール７２の回転に従動
する。したがって、上記図６に示す実施例と同様の作用
効果を奏する。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像装置
では、層厚規制ロールが磁性材料で構成される部分を有
し、現像ロール内の磁極の一つと対向する位置で、現像
ロールのほぼ法線方向に移動自在に支持されているの
で、現像ロール上に均一な現像剤層を形成することがで
きるとともに、現像ロール表面に付着した異物や凝集し
たトナーを層厚規制ロールが圧接される位置に滞留させ
ることなく通過させることができ、簡単な構造で筋状の
白抜け等の画像欠陥を防止することができる。

【００３０】また、層厚規制ロールが、現像ロールとの
圧接位置で双方の面が同方向に移動するように回転駆動
されるものでは、現像ロール表面の異物や凝集したトナ
ーに回転方向へ搬送する力が作用し、異物や凝集したト
ナーは双方のロールの間を容易に通過して白抜け等の画
像欠陥が防止される。層厚規制ロールが周面に弾性材料
からなるコーティング層を有し、現像ロールと圧接され
て従動するものでは、現像ロールと層厚規制ロール表面
のコーティング層との間に異物や凝集したトナーが捕ら
えられ、回転することにより確実に双方のロール間を通
過して、画像欠陥が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１又は請求項２に記載の発明の第１の実
施例である現像装置を示す概略構成図である。

【図２】上記図１中に示すＩ−Ｉ線における概略断面図
である。

【図３】請求項１又は請求項２に記載の発明の第２の実
施例である現像装置を示す概略構成図である。

【図４】上記図３中に示すII−II線における概略断面図
である。

【図５】請求項３に記載の発明の第１の実施例である現
像装置を示す概略構成図である。

【図６】上記図５中に示すIII −III 線における概略断
面図である。

【図７】請求項３に記載の発明の第２の実施例である現
像装置を示す概略断面図である。

【図８】従来の現像装置を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１０，４０，６０ 現像装置 １１，４１，６１ ハウジング １２，４２，６２，７２ 現像ロール １３，４３，６３ 現像剤供給部材 １６，４６，６６，７６ 層厚規制ロール １９，６９ 取付孔 ３１，５１ 層厚規制ロール駆動ギア ３２，５２ 現像ロール駆動ギア ６６ａ，７６ａ コーティング層 ７６ｂ 軸受穴 ７９ 支持軸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 位置が固定された複数の磁極を内蔵し、
   表面のスリーブが回転する円筒状の部材であって、非磁
   性トナーと磁気キャリアとを含む二成分現像剤を周面に
   吸着して搬送する現像ロールを備え、 該現像ロールが静電潜像保持体と間隔をおいて対向する
   現像領域で、現像ロール上の非磁性トナーを静電潜像保
   持体に転移させ、静電潜像保持体上に形成された帯電電
   位の差による静電潜像を可視化する現像装置において、 一部又は全部が磁性材料で構成される円筒状の部材であ
   って、前記磁極の一つと対向する位置で、前記現像ロー
   ルと軸線を平行にしてその周面と近接又は接触し、該現
   像ロールのほぼ法線方向に移動自在に支持された層厚規
   制ロールを備えることを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記請求項１記載の現像装置において、 前記層厚規制ロールと前記現像ロールとの対向面が同じ
   方向に移動するように、前記層厚規制ロールが回転駆動
   されることを特徴とする現像装置。
3. 【請求項３】 前記請求項１記載の現像装置において、 前記層厚規制ロールが周面上に弾性材料のコーティング
   層を有し、 該層厚規制ロールが回転自在に支持されるとともに、前
   記現像ロールと接触し、該現像ロールの回転にともなっ
   て従動することを特徴とする現像装置。