JPH0854785A

JPH0854785A - 現像装置

Info

Publication number: JPH0854785A
Application number: JP6190698A
Authority: JP
Inventors: Kaneyoshi Miura; 兼能三浦; Masahiro Azuma; 正博我妻
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-08-12
Filing date: 1994-08-12
Publication date: 1996-02-27

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は静電潜像を現像する現像装置に関し、
磁性一成分系トナーに適合し、かつ比較的簡単な構造、
低コストで良好な画質の現像像を得る。【構成】現像部１０と貯蔵部２０との間にファーブラシ
３０が備えられており、このファーブラシ３０は、回転
スリーブ１１と同方向に回転し、固定マグネット１２の
２つの磁極Ｎ１，Ｓ２の中間位置で現像後のトナーを回
転スリーブ１１から剥離し、また、貯蔵部２０内のトナ
ーを回転スリーブ１１に供給する。ファーブラシ３０
は、筐体４０の一部（突条４１）と接し、輸送時におけ
る貯蔵部２０内のトナーの洩出を防止している。さらに
ファーブラシ３０の毛３２は帯電系列上トナーの帯電を
促進する材料で形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は感光体上に形成された静
電潜像を現像する現像装置に関し、特に磁性一成分系ト
ナーを用いて静電潜像を現像する現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真複写機や電子写真プ
リンタ等の画像形成装置において静電潜像の現像のため
に磁性一成分系トナーを用いる現像装置が採用される場
合が多い。この現像装置には、現像装置としての機能を
満足するとともに高画質の現像像を形成するためにいく
つかの解決すべく問題があり、それらの解決すべき問題
に関し、いくつかの提案がある。

【０００３】それらの解決すべき問題の１つは今回形成
された画像に、前回形成された画像の残像が重畳される
という、いわゆるスリーブゴーストの問題であり、特開
平５−１４２９３０号公報には、非磁性トナーを用いた
現像装置に関し、スリーブゴーストの改善のための提
案、及びトナー飛散改善のための提案がなされている。
この公報に提案された内容は、トナーを静電力で引きつ
けて現像位置に搬送する回転スリーブ上の、現像後の残
存トナーを、弾性ブレード、ファーブラシ、またはスポ
ンジローラ等のクリーニング部材でクリーニングすると
いうものである。この場合、以下の問題点がある。

【０００４】（ａ）弾性ブレード等のクリーニング部材
とは別に、回転スリーブへのトナー供給のための部材が
必要となり、装置が複雑化、大型化し、またコストアッ
プとなる。（ｂ）回転スリーブ上の多くのトナーが除去されるた
め、クリーニング後、回転スリーブに再供給されるトナ
ーとして、トナーを貯蔵しておく貯蔵部から、トナー供
給部材により直接供給されるトナーの割合が高まり、ト
ナーの帯電性の立ち上がりが悪く帯電不良となりがちで
あり、特に高温高湿時のトナーの帯電量が低下した時
に、現像像に低濃度化、地肌かぶり等が発生し、画質が
低下するおそれがある。

【０００５】（ｃ）トナーは回転スリーブに静電気力で
付着しており、この静電気力に抗して回転スリーブから
トナーを除去するのは大変であり、クリーニング不良が
発生しやすい。一方、トナーの電荷と逆極性の電荷を発
生するような材料を用いてクリーニング部材を構成した
り、あるいはトナーの電荷と逆極性の電圧をクリーニン
グ部材に印加してクリーニングを促進しようとすると、
今度はクリーニング部材にトナーが付着してしまい結局
クリーニングの役割をなさないことになる。

【０００６】また、解決すべき問題の他の１つは輸送時
等における、トナーを貯蔵する貯蔵部からトナーの洩出
を防止することである。これに関し、特開平５−８０６
４５号公報に、トナーの洩出を防止するシールについて
提案されている。この公報に提案された内容は、現像ロ
ール両端部の第１のシール部材と、現像ロールの表面及
び貯蔵部の内壁の双方に接する、現像ロールの長手方向
に延びた第２のシール部材を備え、その第２のシール部
材と貯蔵部両端のテンション部材とを結合して、その第
２のシール部材に張力を付与するというものである。し
かし、このシール部材は固定されているため、現像終了
後の現像ロール上のトナーを掻きとってもその掻き取っ
たトナーを回収することができないという問題がある。
また、この公報に提案されたシール部材はシール性の確
保という目的のみの部材であるため、トナーを供給する
ためには新たな部材を要し、上記と同様、装置の大型
化、複雑化、コストアップになるという問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑み、安定した画質の現像を行うことのできる、磁性一
成分系トナーに適合した現像装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の現像装置は、感光体上に形成された静電潜像を磁性
トナーを用いて現像する現像装置において、（１）上記磁性トナーを表面に担持して、その磁性トナ
ーを、感光体上の静電潜像を現像する所定の現像位置に
搬送する円筒上の回転スリーブと、回転スリーブに装入
された、周方向に複数の極が形成され磁性トナーを磁気
的に吸引する柱状の固定マグネットとを備えた現像部（２）上記磁性トナーを貯蔵する貯蔵部（３）現像部と貯蔵部との間に備えられた、回転スリー
ブの長手方向に延び、上記現像位置よりも回転スリーブ
の回転の下流側の位置で回転のスリーブに吸着された磁
性トナーを剥離すると共に貯蔵部内の磁性トナーを現像
部に供給する接触回転体を具備したことを特徴とする。

【０００９】ここで、上記本発明の現像装置において、
上記固定マグネットの周方向に形成された複数の磁極の
うち、上記接触回転体の、回転スリーブとの接触位置に
隣接した２つの磁極それぞれよりもこれら２つの磁極の
中間位置の方が上記接触位置により近接するように、固
定マグネットの磁極形成位置及び接触回転体の配置位置
が定められていることが好ましい。

【００１０】また、上記本発明の現像装置において、上
記接触回転体が、磁性トナーの帯電を促進する材料で形
成されていることが好ましい。さらに、上記本発明の現
像装置は、接触回転体に隣接した位置からの、貯蔵部に
貯蔵された磁性トナーの洩出が防止されるように、接触
回転体が、接触回転体に隣接する部材に接触するもので
あることが好ましい。

【００１１】尚、上記接触回転体としては、好ましくは
円柱状のファーブラシもしくはスポンジロールが使用さ
れる。さらにその接触回転体が通気性を有するものであ
ることが好ましい。

【００１２】

【作用】本発明の現像装置は、磁性トナーを用いた現像
装置であって、上記（３）の接触回転体、例えばファー
ブラシ、スポンジ等を備えたものであり、この接触回転
体が回転スリーブと同方向に回転することによって磁性
トナーが回転スリーブから掻き落とされ、また、貯蔵部
に収納された磁性トナーがこの接触回転体により貯蔵部
から現像部に供給される。このように、本発明の現像装
置においては、接触回転体が現像後の磁性トナーを掻き
落とすクリーニング部材の役割りと貯蔵部の磁性トナー
を現像部に供給する供給部材の役割りを兼ねることにな
り、その分装置の小型化、構造の簡単化が図られ、また
コストダウンが図られることになる。

【００１３】また、本発明の現像装置において、固定マ
グネットの隣接する２つの磁極の間の位置で上記接触回
転体を回転スリーブに接触させて現像後の磁性トナーを
掻き落とすように構成すると、２つの磁極の間の磁力の
弱まった位置で磁性トナーを掻き落とすことができ、ク
リーニング性能が一層向上することになる。また、本発
明の現像装置において、上記接触回転体を磁性トナーの
帯電を促進する材料で形成すると、磁性トナーの帯電不
良の防止が図られ、現像の際の、上述した低濃度化、地
肌かぶり等の現像不良の防止が図られる。本発明の現像
装置では、磁性トナーが用いられており、この磁性トナ
ーは回転スリーブに収納された固定マグネットに磁気的
に吸引されて回転スリーブに付着するため、上記接触回
転体が磁性トナーの帯電を促進する材料で形成されてい
ても磁性トナーは接触回転体には付着せずに回転スリー
ブに引き寄せられ、したがってこの接触回転体は長期間
にわたってその機能を発揮することができる。

【００１４】さらに、本発明の現像装置において、上記
接触回転体をその接触回転体に隣接する部材に接触さ
せ、これによりその接触回転体に隣接した位置からの磁
性トナーの洩出を防止するように構成した場合、この接
触回転体がシール部材の役割りをも兼ねることになり、
一層の小型化、構造の簡単化、コストダウンを図ること
ができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
１は、本発明の現像装置の一実施例の断面構造を示した
図である。現像装置１が感光体ドラム２に近接して配置
されている。この現像装置１には現像部１０と貯蔵部２
０が備えられており、貯蔵部２０には磁性一成分系トナ
ー（図示せず）が貯蔵され、そのトナー同士が固着しな
いよう、またそのトナーが図１の紙面の垂直方向にわた
って均一量分布するように、矢印Ａ方向に回転する撹拌
部材２１により貯蔵されたトナーが撹拌されている。

【００１６】また、この現像装置１の現像部１０には、
図１の紙面に垂直な方向に延びる円筒状の回転スリーブ
１１とその回転スリーブ１１の内部に挿入された円柱状
の固定マグネット１２からなる現像ローラ１３、及びブ
レード１４が備えられている。固定マグネット１２に
は、その周方向に複数の磁極（ここではＳ１，Ｎ１，Ｓ
２，Ｎ２の４極）が形成されており、トナーは磁性を有
しているため、その固定マグネット１２の磁力に引かれ
て回転スリーブ１１に吸着される。回転スリーブ１１
は、図示の矢印Ｂ方向に回転し、回転スリーブ１１に吸
着したトナーをその矢印Ｂ方向に搬送する。ブレード１
４は、回転スリーブ１１に吸着されて搬送されてきたト
ナーの層厚を規制すると共に、そのトナーに電荷を付与
する役割を担っている。

【００１７】現像部１０と貯蔵部２０との間には、本発
明にいう接触回転体の一例である、ファーブラシ３０が
備えられている。このファーブラシ３０は円柱状の軸３
１と、その軸に全周に亘って植設された毛３２により形
成されており、回転スリーブ１１の回転方向（矢印Ｂ方
向）と同一の方向（矢印Ｃ方向）に回転している。尚、
毛３２は、図１には、図示の都合上その一部のみ描かれ
ている。このファーブラシ３０の毛３２は、固定マグネ
ットの１２の２つの磁極Ｎ１，Ｓ２の中間位置で回転ス
リーブ１１に接し、また図１の下方で、図１の垂直方向
の全幅に亘ってこの現像装置１の筐体４０の突条４１に
接している。このファーブラシ３０の毛３２は、帯電系
列上、トナーの帯電（ここではマイナス帯電とする）を
促進する材料で形成されている。

【００１８】以下に、本実施例における主なパラメータ
について列記する。（ａ）回転スリーブ外径：１８ｍｍ材質：金属系（ニッケル／アルミニウム／ＳＵＳ）表面粗さ：Ｒａ０．２〜１．０μｍ回転数：２００ｒｐｍ感光体ドラムとの間隙：０．３ｍｍ（ｂ）磁性一成分系トナー材質：スチレンアクリル粒径：７μｍ（ｃ）ファーブラシ外径：１６ｍｍ材質：ポリプロピレン密度：２５０００本／ｉｎｃｈ² 太さ：５ｄ（デニール）回転数：６０ｒｐｍ，回転スリーブと同方向回転次にこの現像装置の動作について説明する。

【００１９】貯蔵部２０の内部に貯蔵されたトナーは、
ファーブラシ３０が矢印Ｃ方向に回転することにより現
像部１０に供給され、現像部１０に供給されたトナーは
固定マグネット１２の磁力により回転スリーブ１１に吸
着されて矢印Ｂ方向に搬送される。その回転スリーブ１
１の回転に伴って搬送されたトナーは、上述したよう
に、ブレード１４によりその層厚が規制されると共にそ
のトナーに電荷が付与され、さらに感光体ドラム２に最
近接した現像位置に搬送される。一方、感光体ドラム２
は、図示の矢印Ｄ方向に回転し、その感光体ドラム２に
はその矢印Ｄの上流側で静電潜像が形成され、回転体ド
ラム２の回転によりその静電潜像が現像ロール１３に最
近接した現像位置に移動し、回転スリーブ１１の回転に
伴って搬送されてきたトナーによりその移動してきた静
電潜像が現像される。その現像像は、感光体ドラム２に
よりさらにその下流側に搬送され、公知の転写装置（図
示せず）により用紙上に転写される。

【００２０】現像後、回転スリーブ１１上に残存するト
ナーは、回転スリーブ１１の矢印Ｂ方向の回転によりさ
らにその下流側に搬送され、矢印Ｃ方向に回転するファ
ーブラシ３０によりその回転スリーブ１１の表面から掻
き落とされる。このファーブラシ３０の毛３２は前述の
ようにトナーの帯電を促進する材料で形成されており、
回転スリーブ１１から掻き落とされたトナーは静電力に
より毛３２に付着しがちであるが、前述したようにして
貯蔵部２０内のトナーを現像部１０に供給して回転スリ
ーブ１１に吸着させる際に、掻き落とされたトナーと供
給されたトナーは混合されながら一緒に吸着され、ファ
ーブラシ３０にトナーが付着したまま堆積することはな
く、ファーブラシ３０の、クリーニング性能、トナー供
給性能、トナー帯電促進性能のいずれもが長期間に亘り
良好に保たれる。

【００２１】また、ファーブラシ３０は、前述したよう
に回転スリーブ１１に接し、かつ筐体４０の突条４１に
も接しているため、この現像装置１の輸送時等に、貯蔵
部２０に貯蔵されたトナーが、ファーブラシ３０と、そ
のファーブラシ３０に隣接する部材、即ち回転スリーブ
１１ないし筐体４０との間を通って洩出してしまうこと
が防止される。また、回転スリーブ１１には、ブレード
１４が接触しており、したがって、図１に示す断面上、
貯蔵部２０に貯蔵されたトナーの漏れる場所はなく、輸
送時等のトナーの洩出が防止される。

【００２２】従来、カートリッジ式に構成された現像装
置は、一般的には輸送時には現像部１０と貯蔵部２０と
の間の隙間にシールが貼られており、コストアップとな
っていた。また、このカートリッジを装置に装填する
際、顧客がそのシールを剥す必要があり、シールを剥す
ときのシールの破れ等の問題やシールの剥し忘れ等の問
題があったが、本実施例によればそのようなシールは不
要となる。

【００２３】また、そのカートリッジを完全に密封する
と例えば空輸時等に内外の気圧差によりその封が破れて
トナーが飛散する事故が考えられるため、従来完全密封
せずに通気性を持たせる設計が行われているが、本実施
例ではファーブラシ３０が通気性を有し、したがって本
実施例によれば、通気性確保のための特別なフィルタ等
の設置も不要である。

【００２４】図２は、図１に示す矢印Ｘ−Ｘ方向に見
た、回転スリーブ１１とファーブラシ３０の長手方向の
模式的断面図である。ファーブラシ３０はその周方向で
回転スリーブ１１と筐体４０の突条４１に接すると共
に、図２の左右の両端部３０ａが筐体４０の内壁に接し
ている。これにより貯蔵部２０（図１参照）に貯蔵され
たトナーがファーブラシ３０の両端部３０ａの脇から洩
出することも防止されている。

【００２５】図３、図４は、図２に代わる構造を有する
回転スリーブ１１とファーブラシ３０の長手方向の模式
的断面図である。図３では、筐体４０に、ファーブラシ
３０の両端部３０ａが挿入される円形の窪み４２が形成
されており、これにより、ファーブラシ３０の両端部３
０ａの脇からのトナーの漏出の一層の防止が図られてい
る。

【００２６】図４では、筐体４０に、ファーブラシ３０
の両端部３０ａがその周方向に全周にわたって接する円
形のリブ４３が形成されており、これにより、同様に、
ファーブラシ３０の両端部３０ａの脇からのトナーの洩
出の防止が図られている。図５は、ファーブラシ３０
の、回転スリーブ１１への食い込み量（ｍｍ）に対する
スリーブゴーストレベルを示すグラフである。ここで食
い込み量（ｍｍ）とは、回転スリーブ１１を取り外した
とき、ファーブラシ３０の毛３２が、取り外し前の回転
スリーブ１１の表面位置から、取り外し前の回転スリー
ブ１１の中心に向かってさらに伸びる長さ（ｍｍ）をい
う。この図の縦軸のＧ０〜Ｇ５は、スリーブゴーストの
限度見本を意味し、Ｇ５側ほどスリーブゴーストが強く
現れることを示している。

【００２７】この図５に示すように、食い込み量がマイ
ナス（ファーブラシ３０の毛３２の先端が回転スリーブ
１１の表面から離れていることを意味する）の場合は当
然ながらスリーブゴーストが発生するが、食い込み量が
プラス側に大き過ぎてもスリーブゴーストが発生する。
この図５に示す例では食い込み量が２〜３ｍｍのときに
最良の状態が得られている。このように、ファーブラシ
３０は、その毛３２の腹（先端から下がった部分）によ
るトナーの撹拌、剥離効果は小さく、ファーブラシ３０
の毛３２の先端ないし先端近傍で回転スリーブ１１に接
することがトナーの撹拌、剥離効果を高める上で有効で
ある。これは毛３２の腹で回転スリーブ１１に接触する
ことにより接触面積が増し、これにより掻き取り効果が
減少するとともにトナーを回転スリーブ１１へ押しつけ
る力が増加するためと考えられる。

【００２８】図６〜図９は、回転スリーブの回転回数に
対する回転スリーブに吸着されたトナーのトナー帯電量
（マイクロクーロン／グラム（μＣ／ｇ））の測定を示
すグラフである。図６〜図９は、いずれも、真白な原稿
（白紙）のコピーを続けたときと真黒な原稿（黒紙）の
コピーを続けたときのグラフを示している。白紙をコピ
ーしたときは、回転スリーブ１１により搬送されたトナ
ーのほとんどが感光体ドラム２に移らず回転スリーブ１
１に付着したまま再度貯蔵部２０側に戻され、一方、黒
紙をコピーしたときは、回転スリーブ１１により搬送さ
れたトナーのうちのかなりの量のトナーが感光体ドラム
２に移り、回転スリーブ１１に付着したまま貯蔵部２０
側に戻されるトナーの量が少ないという相違がある。

【００２９】図６はファーブラシ３０の毛３２の先端が
回転スリーブ１１から十分離れるようにファーブラシ３
０を配置したときのものであり、比較例を示している。
また、図７は、ファーブラシ３０の毛３２の先端が回転
スリーブ１１に適切に接するように配置したときのもの
であり、一実施例を示している。図６に示す比較例にお
いては、白紙コピーの場合、回転スリーブ１１に一旦吸
着されたトナーの殆どが吸着されたまま回転スリーブ１
１の回転に伴って何度も搬送され、その搬送のたびにブ
レード１４で帯電され、その結果、回転スリーブ１１の
回転回数が多くなるに従って白紙コピーの帯電量と黒紙
コピー後の帯電量との差が大きく広がっている。白紙コ
ピー後の帯電量と黒紙コピー後の帯電量の差が大きいと
それだけ強いスリーブゴーストが発生する。

【００３０】これに対し、図７に示す実施例では、現像
後回転スリーブ１１に吸着されて戻ってきたトナーがフ
ァーブラシ３０で十分に撹拌，剥離された上で、回転ス
リーブ１１にトナーが新たに供給されるため、白紙コピ
ー後のトナー帯電量と黒紙コピー後のトナー帯電量との
差が小さく、この帯電量の差が小さいという点からもス
リーブゴーストの発生が抑えられる。

【００３１】図８は、図６，図７の実験に用いたファー
ブラシ３０の毛３２と比べ、トナーの帯電をより促進さ
せる材料でファーブラシ３０の毛３２を形成した場合の
同様なグラフである。図７に示す場合と比べ、白紙コピ
ー後の帯電量と黒紙コピー後の帯電量の双方がそれらの
差を小さく保ったまま増加している。このように、ファ
ーブラシ３０の毛３２の材質を変更することにより、ト
ナーの帯電量を調整することができる。

【００３２】図９は、図８の実験に用いたファーブラシ
３０をそのまま用い、筐体４０の突条４１を削り取って
同様な実験を行なったときのグラフである。白紙コピー
後、黒紙コピー後の双方について帯電量が低下してい
る。このように、筐体４０の突条４１は、貯蔵部２０内
のトナーが運搬時に洩出しないようにシールの役割りを
担うと共に、ファーブラシ３０の毛３２の材質、筐体４
０の材質、さらにトナーの材質等にもよるが、ファーブ
ラシ３０の毛３２と突条４１との摺擦によってもトナー
の帯電が促進される。

【００３３】尚、上記実施例では、本発明にいう接触回
転体としてファーブラシが採用されているが、接触回転
体は必ずしもファーブラシである必要はなく、例えばス
ポンジロールであってもよい。そのスポンジロールの材
質はトナーの帯電を促進するものであることが好まし
く、また通気性を備えたものであることが好ましい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば磁
性一成分系トナーに適合し、かつ比較的簡単な構造、低
コストで良好な画質の現像像を得ることができる現像装
置が構成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一実施例の断面構造を示し
た図である。

【図２】図１に示す矢印Ｘ−Ｘ方向に見た、回転スリー
ブとファーブラシの長手方向の模式的断面図である。

【図３】図２に代わる構造を備えた回転スリーブとファ
ーブラシの長手方向の模式的断面図である。

【図４】図２，図３に代わる構造を備えた回転スリーブ
とファーブラシの長手方向の模式的断面図である。

【図５】ファーブラシの、回転スリーブへの食い込み量
に対するスリーブゴーストレベルを示すグラフである。

【図６】ファーブラシの毛の先端が回転スリーブから十
分離れるようにファーブラシを配置したときのグラフで
ある。

【図７】ファーブラシの毛の先端が回転スリーブに適切
に接するように配置したときのグラフである。

【図８】図６，図７の実験に用いたファーブラシの毛と
比べ、トナーの帯電をより促進させる材料でファーブラ
シの毛を形成した場合のグラフである。

【図９】図８の実験に用いたファーブラシをそのまま用
い、筐体の突条を削り取って同様な実験を行ったときの
グラフである。

【符号の説明】

１現像装置２感光体ドラム１０現像部１１回転スリーブ１２固定マグネット１３現像ロール１４ブレード２０貯蔵部２１撹拌部材３０ファーブラシ３１軸３２毛４０筐体４１突条４２窪み４３リブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体上に形成された静電潜像を磁性ト
ナーを用いて現像する現像装置において、前記磁性トナーを表面に担持して、該磁性トナーを、前
記感光体上の静電潜像を現像する所定の現像位置に搬送
する円筒上の回転スリーブと、該回転スリーブに装入さ
れた、周方向に複数の極が形成され前記磁性トナーを磁
気的に吸引する柱状の固定マグネットとを備えた現像
部、前記磁性トナーを貯蔵する貯蔵部、および前記現像部と
前記貯蔵部との間に備えられた、前記回転スリーブの長
手方向に延び、前記現像位置よりも該回転スリーブの回
転の下流側の位置で該回転のスリーブに吸着された前記
磁性トナーを剥離すると共に前記貯蔵部内の前記磁性ト
ナーを前記現像部に供給する接触回転体を具備したこと
を特徴とする現像装置。
【請求項２】前記固定マグネットの周方向に形成され
た複数の磁極のうち、前記接触回転体の、前記回転スリ
ーブとの接触位置に隣接した２つの磁極それぞれよりも
これら２つの磁極の中間位置の方が前記接触位置により
近接するように、前記固定マグネットの磁極形成位置及
び前記接触回転体の配置位置が定められていることを特
徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】前記接触回転体が、前記磁性トナーの帯
電を促進する材料で形成されてなることを特徴とする請
求項１または２記載の現像装置。
【請求項４】前記接触回転体が、該接触回転体に隣接
した位置からの、前記貯蔵部に貯蔵された前記磁性トナ
ーの洩出が防止されるように、該接触回転体に隣接する
部材に接触するものであることを特徴とする請求項１か
ら３のうちいずれか１項記載の現像装置。