JPS62283370A - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は複写機、ファクシミ’）等の画像処理装置に
用いる現像装置に関する。

〔従来の技術〕

電子写真法による画像処理装置の現像剤として、従来よ
り磁性体を含む磁性トナーが使用されている。この磁性
トナーは樹脂粒子中に磁性体を分散配置した一成分トナ
ーと、磁性体のキャリヤと現像トナーの混合粉である二
成分トナーか一般に使用されている。この現像剤はホッ
パーに収容されていて、現像にあたっては磁石を内戚す
る磁気ローラーのスリーブ面に吸引させて付着し、この
スリーブ面の回転により感光ローラーの表面近く１こ搬
送される。感光ローラーの表面ｌこは電子的潜像が記録
されていて、この潜像に対応した静電力Ｉこよりスリー
ブ面の現像剤が感光ローラーに吸引されて実像を現像す
るよう（こなっている。

このような現像装置において、高品質の現像をおこなう
ためには、現像剤を粗密なく連続にホッパーより感光ロ
ーラーの位置まで搬送することが重要である。このため
磁気ローラーのスリーブ面に適切な凹凸粗面を設け、現
像剤との摩察を適当な大きさに保つようにしたり、凝集
する現像剤を排除する手段を設けたり、又凹凸粗面かあ
らいことに起因して発生する現像剤のスリーブ面への固
Ｎ８掻き取る手段などを設ける技術力＼“提案さｎでい
る。

これらの技術で、スリーブ面の粗面摩耗を防ぐ技術とし
て、％開昭５７−６４７６４号公報に現像剤そ搬送する
スリーブ面に砥粒を含むメッキ層を設けて、スリーブ表
面硬度を高くシ、異物等によるスリーブ裏面の損傷を防
ぐと共に、現像剤による粗面の摩耗を防止して、長期的
に安定した搬送性を確保する技術が開示されている。

又現像剤を搬送するスリーブ面１こ凝集又は固着する現
像剤を排除する技術は特開昭５７−１９７５７７号公報
に、凝集する現像剤を排除するための捕取部材を、また
固着する現像剤を除去するためスリーブ面に接触した掻
取部材を設ける装置が開示されでいる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の技術として引用した前記特開昭５７−６４７６４
号公報の砥粒を含むメッキ層を現像剤を搬送するスリー
ブ表面に設ける技術は、その製造工程が複雑であると同
時に、表面硬化処理の製造工程上に、粗面状態を変動さ
せる要因が含まれているなどの製造技術上の問題点があ
る。更にスリーブ表面への現像剤の固着を防ぐため、現
像剤の粒径に較べて、メッキの粗面あらさを浅くする構
成するための設計技術立の問題を内包していた。

又前記特開昭５７−１９７５７７号公報に提案されたよ
うなスリーブ表面Ｉこ凝集また固着する現像剤を排除す
るための捕取部材や、掻取部材を設けることは、現象装
＃を複雑化するばかりでなく、特にスリーブ面に接触す
る掻取部材は、スリーブの偏摩耗や損傷をまねき易く、
又掻取部材の変形、接触圧の調整保守、騒音の発生など
の問題点があった。

この発明は上記したような技術上、製造上および使用上
の間＠を解決して、現像剤の搬送性能を長期的に安定維
持するような現像装置ｔを提供することを目的としでい
る。

〔問題点を解決するための手段および作用〕磁性体を含
む現像剤を搬送する磁気ローラーのスリーブ表面部材を
、現像剤中の磁性体の表面硬度以下の硬度である材質の
部材で構成する。このように構成することにより、現像
剤が搬送される際に発生するスリーブ面に対する現像剤
（こ含まれる磁性体の摺動による研削作用で、その表面
１こ粗面を形成する。このようにして形成された粗面は
、現像剤の保持搬送に必要な粗面あらさであると同時に
、現像剤が磁気ローラー表面に固着しない程度に浅い、
最適な粗面が形成さｎる。さらにこの粗面は新らたに供
給さｎ、る現像剤により常に研削されるため長期１こわ
たって安定な粗面が維持されるので、埃像性能を長期間
良好に維持できる。

〔実施ｆｌＪ　） 以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図はこの発明を説明する構成断面図である。

１ａは現像剤を貯蔵する上部ホッパーである。÷゛　　
　　　この上部ホッパー１ａに 貯蔵さ几た現Ｉｌ！剤２ａは撹拌部材３の矢印Ａ方向の
回転１こより上下（こ振動さ几るスリーブ表面硬度４を
通過して異物が除去されて、下部ホッパーｌｂｌこ移動
する。下部ホッパー１ｂの下端近くに、現像剤を搬送す
るための回転する円筒状のスＩＪ−ブ５をもち、このス
リーブ５の円周上に８極の磁極を形成するようｆこ配置
された複数個の磁石６ａを内包する磁気ローラー６が設
けらｎ、ている。又６の磁気ローラー６のスリーブ５に
近接し、磁債の中間位置に、その先端が配置されるよう
な、現像剤厚さを規制する規制部材７が設けらｎでいる
。

下部ホッパー１ｂに移動した現像剤２ｂは磁気ローラー
６内の磁石６ａのｍ極に吸引されて、スリーブ５の表面
に付着する。スリーブ５は矢印Ｂ方向に回転して付着し
た現像剤２ｂを搬送するか、この時規制部材７によって
付着厚さが規制される。

規制部材７に対向するスリーブ５の表面ｌこ近接して矢
印Ｃ方向１こ回転する感光ローラー８か設けられている
。この感光ローラー８Ｉこは電子潜像が記録されていで
、スリーブ５の表面Ｉこ付着して搬送される現像剤は、
感光ローラー８に接近した位置で、電子ｍ像に対応した
静電力を受は感光ローラー（こ吸引移転して実像が現像
される。現像に使用されなかった現像剤はざら（こスリ
ーブ５により搬送され再び下部ホッパー１ｂ内に回収さ
れる。

上記したような構成の現像装置に２いて、現像剤を均一
なぞ度で、連続して感光ローラー８の位置まで搬送する
には、スリーブ５の表面と現像剤との間（こ適当な摩察
力が発生するような、現像剤の粒径に応じた凹凸粗面が
必要である。

現像剤は前記したようｆこ一成分と二成分の磁性トナー
がある。−成分磁性トナーは約１０〜３０μｍ径の樹脂
粒子中に０．１〜０．５μｍ径のマグネタイトなどの磁
性体を３０〜６０ωｔチの割合で分散配置したものであ
る。磁性体の形状は桑実状立方晶形のものか多く使用さ
れている。又二成分磁性トナーはキャリヤと現像トナー
の混合粉であって、キャリヤとしての磁性体は鉄粉系と
フェライト系があるが、いずれも不定形のものが広く使
用されている。キャリヤの粒径は一般的に４０〜１２０
μｍ程度であって、このキャリヤに現像トナーが重量比
で１００：１〜１０程度（こ混合されたものが二成分磁
性トナーであり、現像トナーはキャリヤの周囲に保持さ
れて搬送されるものである。上記した現像剤の磁性体は
その表面硬度がビッカース硬度にして、鉄ハ３２０前後
、フェライトは３００〜５００、マグネタイ）　（Ｆｅ
、Ｏ，）は４００前後であり、比較的高硬度材料であっ
て、さらに形状は不定形又は立方晶形などの角部の多い
形状（こなっている。従がって現像剤がスリーブ５の表
面を摺動する際ｔこは、研削加工１こおける砥粒と同様
の作用をスリーブ５の表面に及ばずことｆこなる。特に
スリーブ５の表面がアルミ、銅、黄銅などの低硬度材料
で構成されている場合は、研削作用が大きい。なお、こ
れらの材料の表面硬度はプリンネル硬度にして、アルミ
は８０前後、銅は１００前後、黄銅は１２０前後である
。

第２図は現像剤が、スリーブ５の表面に及ぼす研削作用
の説明図である。同図は説明のためスリーブ５と現像剤
２ｃ８拡大して書いである。図に２いて、２Ｃは現像剤
で、−成分磁性トナーの一粒を示めしている。ベクトル
Ｆはスリーブ５の表面５ａとこの現像剤２Ｃとの１＃島
力Ｆは表面５ａの粗面状態で変化する。当然粗面があら
くなれは摩擦力Ｆは大きく、反対に浅くなれば小さくな
る。

ベクトルＭはこの現像剤２ｃが磁気ローラー６に内包さ
ｎる磁石６ａの磁極に吸引さＶ、る力である。

ベクトルＭ１ｉは現像剤２ｃをスリーブ５ζこ付着させ
るベクトルＭの垂直分力、ベクトルＭｈはベクトルＦと
平行なベクトルＭの接線分力である。

現像剤２ｅはスリーブの表面５ａで搬送されて移動する
から磁石６ａとの相対位置は常に変化しているが、第２
図ではその一状態を示している。又同図では現像剤２Ｃ
の重力は磁石の吸引力、ベクトルｂｒ　＋こ較べて充分
小さいので省略しである。

同図（こ２いて、摩擦力Ｆの方が接線分力Ｍｈより大き
ければ現像剤２Ｃは、スリーブ５の矢印Ｂ方向の回転運
動に追従して搬送される。もしも表面５ａの粗面が浅く
なって摩擦力−Ｆが接線分力Ｍｈより弱くなると現像剤
２Ｃは磁石６ａに引かれてスリーブ５の回転運動に追従
できず表面５ａを摺動する。この時現像剤２Ｃには垂直
分力Ｍｙが働いているため、表面５ａｌこ押しつけられ
て移動するので現像剤２ｃ中の磁性体の角部による研削
作用で表面５ａに粗面を形成するよう１こ作用する。

この研削作用の能力は垂直分力〜１ｖの強さと、磁性体
と表面５ａとの硬度差などで決定される。

このようにして表面５ａｌこ粗面が形成されると摩擦力
Ｖが増大して再び現像剤２Ｃはスリーブ５の回転に追従
して搬送さｎるようになる。この状態では、スリーブ５
と現像剤２Ｃとの間の相対運動がなくなるから研削作用
は減少する。この搬送状態では、搬送される現像剤どう
しの衝突などの複雑な運動が作用して反対に粗面の凸部
を低くするように働き、結果的に粗面、あらさを浅くす
るように作用する。このため再び＊振力Ｆが減少して現
像剤２ｃの摺動による研削作用が働らきＪＩＮＩＸ力Ｆ
を増大させる。このようＩｃ搬送性能を維持する華擦力
Ｆが減少すｎは研削作用が働き、反対に正常の搬送状態
では粗面を浅くするように作用するので、スーリプ５の
表面５ａ４１常に搬送に必要な最小限の粗面あらさに保
たれる。このよう１こして形成された実際の表面５ａの
あらさは現像剤５ａの粒径の数分の１である。現像剤は
下部ホッパー１ｂより感光ローラー８に搬送され、更に
再回収されるまで各種の外部ストレスを受け、その際の
エネルギーは熱エネルギーに変換さｎ、て現像剤を軟化
溶融させて、″表面５ａに固着することがある。この固
着は表面５ａの粗面があらい種発生しやすいので粗面が
現像剤の搬送に必要な最小限に抑えられることはこの固
着を防ぐ点で好ましい効果である。第２図においては、
現像剤の一粒についての運動を説明したが、現像剤集団
としての搬送運動は連続したものになり、表面５ａの粗
面は連続１こ断続して形成され現像性能を長期的に安定
維持できる。

前記構成の現像装置５−複写機内に組込み、現像剤固着
及び現像剤搬送不良による画像不具合の発生状況を観察
した。使用現像剤及び磁気ローラーの仕様は次の通りで
ある。

現像剤：１成分磁性トナー　平均粒径１５μｍ磁性体　
マグネタイ）　（Ｆｅ、Ｏ，）粒径０．４μｍ配合６５
ωｔチ 磁気ローラー：固定１ａ極８極内包 表面磁束密度　８００　Ｇａｕｓｓ スリーブ材料ＡＩ！（プリンネル硬度８０）表面加工　
　研削加工 回転周速　　４５０龍／Ｓ スリーブ、層厚規制部材間＠：０．６絽スリージスリー
ブーラー間隙：１ｕ 感光ロ一ラー周速　　１６５Ｑ／Ｓ 乳 その結果、３０枚コピーの連績運転中画像不具合は発生
しなかった。運転後スリーブ５の表面を顕微繞にて観察
したところ現像剤樹脂付着は全く見られなかった。なお
スリーブ５の表面状態は連続運転前後で第３図に示す粗
面状態であり、運転後スリーブ５の外径は５μｍ減少し
たが、これは実用上問題とならない数値である。又この
実験結果から現像剤による研削作用は、製造時に発生す
る深い粗面を適切な浅い粗面にする効果があることが認
められる。

第二の実験例として、第一の実施例の現像装置において
、スリーブ５の表面材料として黄銅パイプ（プリンネル
硬度ｘ２０）ｆ使用し、表面加工（表面粗面あらさ３μ
ｍ）後組込み、第一の実験条件で３０万枚の連続コピー
を行なったところ負傷不具合、現像剤固着は発生しなか
った。運転後のスーリブ５表面は境面状となりその表面
粗面あらさは１．２μｍであった〇 第三の実験として前記と同じ装置、条件で、スリーブ５
の表面材料にハードクロームメッキをした鋼（ビッカー
ス硬度９００．表面最大あらさ４μｍ）を使用して連続
運転したところ、３．５万枚コピ一時点からコピー画壇
上に濃度むらが発生した。この時点でスリーブ５の表面
を顕微鏡で観察したところ現像剤の固着が観察された。

その後継続して２０万枚コピーまで連続運転したが、濃
度むらは常に発生した。運転後のスリーブ５の表面は運
転前の表面あらさを保持しており摩耗の痕跡は認められ
なかった。この実験からスリーブ５の表面粗面あらさは
４μｍでは深か過ぎることが判明した。

又現像剤ｌこよる研削作用による加面改善効果が認めら
ちなかった。

以上の各実験結果から現像剤に含まれる磁性体の表面硬
度よりスリーブ５の表面部材の硬度を低い材質の材料で
構成することにより現像剤の研削作用で適切な粗面が形
成されることが証明された。

なは、この発明は上記実施例に限定されるものでなく要
旨を変更しない範囲で種々変形して実施できるものであ
る。例えば現像剤の構成、粒径、表面磁束密度、搬送方
向など各種費形して実施できる。上記実施例では磁気ロ
ーラー６の回転について特ｌこ触ｎなかりたが、これも
スリーブと同様Ｉこ回転しても実施できる。又夫々の回
転速度、回転方向についても限定さｎない。

〔発明の効果〕 上記したようにスリーブの表面部材を現像剤中の磁性体
の表面硬度以下の表面硬度の材質の材料で構成すること
により、現像剤の研削作用で、現像剤の搬送１こ必要な
最小限のあらさの粗面が形成されるため、スリーブの表
面（こ特別な加工が不要で、かつスリーブの表面１こ固
着する除去手段も不要である。更にこの研削作用は製造
時など（こ発生する深い粗面を適切な粗面に加工する効
果もある。

この研削作用は現像装置が作動している間は常に存在し
ているので、現像性能を長期的に安定維持することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を説明する構成断面図、第２図は研削
作用の説明図、第３図は実験結果のスリーブ表面状態デ
ータである。 １ａ・・・上部ホッパー１ｂ・・・下部ホッパー２ａ　
、　２ｂ　、　２ｃ　　・・・現像剤　　３・・・攪拌
部材４・・・スクリーンメツシュ　　５・・・スリーブ
５ａ・・・（スリーブ）表面　　６・・・磁気ローラー
６ａ・・・磁石　　　　　　７・・・規制部材８・・・
感光ローラー 出願人　オリンパス光学工業株式会社 鬼幸告 ’−２Ｃ現ツ＆剥 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 磁性体を含む現像剤を収容するホッパーと、複数の磁石
   を内包し、現像剤をホッパーより感光ローラーに搬送す
   るためのスリーブをもつ磁気ローラーとを具備する現像
   装置において、前記スリーブの表面部材は、前記現像剤
   中の磁性体の表面硬度以下の表面硬度を有する材質の材
   料で構成されたことを特徴とする現像装置。