JPS6265066A - 静電潜像現像装置 - 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】 竜１上旦■里公立 本発明は、電子写真複写プロセス等で使用される静電潜
像現像装置に関する。

従来技術とその問題点 従来、この種の静電潜像現像装置としては種々の形態の
ものが提供されており、磁性キャリアとトナーとの混合
物からなる２成分系現像剤を現像スリーブの周面に沿っ
て搬送するものが一般的である（例えば、特開昭５９−
１１１６６４号公報参照）。そして、この種の静電潜像
現像装置では、外周部にＮ極、Ｓ極を周方向に順次着磁
した磁気ローラを現像スリーブに内蔵し、この磁気ロー
ラの磁力にて現像剤をブラシ状に現像スリーブ周面に吸
着すると共に、磁気ローラの回転による磁界の移動にて
プラン状の現像剤を撹拌しつつ一方向（磁気ローラの回
転とは逆方向）に搬送している。

しかしながら、磁気ローラの回転に基づいて現像剤を搬
送しようとすると、磁気ローラをかなりの高速で回転さ
せる必要があり、現像装置の駆動系に加わる負担が増大
し、近年の傾向である複写機の小型、軽量、コンパクト
化に逆行することとなる。そのため、現像スリーブ内の
磁石を固定し、現像スリーブのみを回転させて現像剤を
搬送すること（この場合、現像スリーブは現像剤搬送速
度と同速で回転させればよい）が考えられるが、これで
は、別途、現像剤撹拌羽根等を付設せぬ限り現像剤の撹
拌性が低下し、現像カブリ、画像の濃度ムラ、トナーの
飛散が生じるという問題点を有している。

そこで、本出願人は、この種の現像装置の小型。

軽量化を図るため、内蔵磁石固定方式を採用し、現像剤
に隣接してトナー収容槽を設け、この収容槽に設けられ
たトナー供給用開口に、周面に微小凹凸を存するトナー
供給ローラを設け、このローラにて搬送されるトナーを
現像スリーブの周面にある現像剤と直接接触せしめ、そ
の現像剤中のトナー濃度に応じて新たなトナーか現像剤
に供給されていくようにしたことを一実施例とする出願
をなしている（例えば、特願昭５９−２０４６５２号）
。

しかし、このような本出願人の提案した静電潜像現像装
置にあっては、トナー供給ローラと現像スリーブとの間
隙をどのように設定するかが問題となる。なぜなら、こ
の種の現像装置は非常にコンパクトなタイプであるため
、良好な画質を得るためには現像装置内部の各部の条件
設定が互いにからみ合って影響し合い、それぞれを単独
に決定することはできない。特に、トナー供給ローラと
現像スリーブとの間隙は、トナーの供給に大きな影響を
与え、この間隙が大き過ぎるとトナー供給不足を来たし
て画像濃度不足や濃度ムラという問題点が発生し、一方
、小さ過ぎるとトナー収容槽への現像剤の混入という問
題点を生じる。

問題点を解決するための手段 以上の問題点を解決するため、本発明に係る静電潜像現
像装置は、トナ＝を収容する収容槽と、この収容槽に設
けられたトナー供給用の開口に現像スリーブの周面と近
接して回転可能に設けられ、周面に微小凹凸を有するト
ナー供給ローラと、このトナー供給ローラの周面に接触
するように設けられた弾性ブレードとを備え、面記トナ
ー供給ローラと現像スリーブとの間隙を、現像スリーブ
と静電潜像担体との間隙と略等しく設定したことを特徴
とする。

作用 即ち、現像スリーブの周面上に磁気吸着されている磁性
キャリアに対して絶縁性トナーを供給することにより、
現像スリーブの周面上において磁性現像剤が調製され、
この磁性現像剤は現像スリーブの内部に設けられている
磁石の磁力にて現像スリーブ周面に磁気ブラシ状に保持
されて現像スリーブの回転と共に搬送される。そして、
磁性現像剤はトナー供給部から現像領域へと現像スリー
ブの回転に基づいてその周面に沿って搬送される途中で
混合撹拌される。

一方、トナー供給部にあっては、トナー供給ローラの馬
面に付着して搬送されるトナーは現像スリーブの周面に
保持されている現像後の現像剤に接触し、磁性キャリア
に吸引されて現像剤中に供給される。過剰なトナーはト
ナー供給ローラの周面に付着してトナー収容槽に戻され
ていく。このように、トナー供給ローラは必要量のトナ
ーを現像スリーブの周面に供給するしのであり、現像ス
リーブとの間隙を適正に設定することにより、現像剤中
のトナー濃度を常に一定に維持し、高品位の画像形成に
寄与するのである。

及籠賎 以下、添付図面を参照して本発明の一実施例を説明する
。

第１図は本発明に係る静電潜像現像装置を備えた複写機
の要部を示す。

感光体ドラム（１）は一定速度で矢印（ａ）方向に回転
駆動可能であり、その周囲には帯電チャージャ（２）１
画像露光手段（３）１本発明に係る現像装置（４）、転
写チャーツヤ（５）、クリーニングブレード（６）を備
えた残留トナーのクリーニング装置。

残留電荷イレーザランプ（７）が設置されている。

また、複写紙は左方の図示しない給紙部から１枚ずつ給
紙され、図中２点鎖線で示す搬送路を経て図示しない定
着装置にてトナー像の定着を施され、複写機外に排出さ
れるようになっている。

なお、この種の複写工程の詳細については周知であり、
その説明は省略する。

現像装置（４）は、導電性非磁性材からなる円筒状現像
スリーブ（４０）内に、外周部に複数極を何する磁気ロ
ーラ（４１）を同軸に収納し、この現像スリーブ（４０
）を現像槽（４２）の開口部に感光体ドラム（１）の表
面と近接するように設置し、背部にトナー収容槽（４６
）を設けたしので、磁性現像剤は現像スリーブ（＝１０
）の回転〔矢印（ｂ）〕　　方向にその回転速度と同速
で循環搬送される。

穂高規制板を兼ねた主現像剤撹拌板（４３）と補助現像
剤撹拌板（４４）は非磁性材からなり、現像槽（４２）
内にその先端が現像スリーブ（４０）の周囲に近接する
ように設置されている。主現像剤撹拌板（４３）は現像
スリーブ（４０）の周面上を矢印（ｂ）方向に搬送され
る磁性現像剤の一部を現像領域（Ａ）の上流側で塞止め
、現像領域（Ａ）に搬送される磁性現像剤を規制すると
共に、その上流側に設けられた補助現像剤撹拌板（４４
）とで空間部（４５ａ）を形成する。補助現像剤撹拌板
（４４）は主現像剤撹拌板（４３）と同様に、空間部（
４５ａ）に搬送される磁性現像剤の一部を塞止めると共
に、トナー収容槽（４６）との間を仕切るトナー供給ロ
ーラ（４７）とブレード（４８）とで空間部（４５ｂ）
を形成する。また、補助現像剤撹拌板（４４）は現像ス
リーブ（４０）の軸方向に一様に長く延びた磁性現像剤
の通過可能なスリット状開口（４４ｂ）を汀している。

これら主、補助現像剤撹拌板（４３）。

（４４）の先端は対向する磁気ローラ（４１）の磁極間
のほぼ中央に位置するように設けられている。

一方、トナー収容槽（４６）内の底部開口にはトナー供
給ローラ（４７）が現像スリーブ（４０）の周囲に近接
し、かつ現像スリーブ（４０）の回転と同期して矢印（
ｃ）方向に回転駆動可能に設置されている。このトナー
供給ローラ（４７）は導電性非磁性材、例えばアルミニ
ウムからなり、その表面にはブラスト処理にて５０μｍ
程度の微小凹凸が形成されており、非磁性材からなる、
ブレード（４８）及びシール部材（４９）が接触してい
る。ブレード（４８）は、厚さが２〜３ｍａ＋、ゴム硬
度が７０°〜８０°のウレタンからなり、その弾性力に
よるくい込み屯が０５〜１．０ｍｍになるようにトナー
供給ローラ（４７）の回転方向と対向する向きに固設さ
れている。

ここで以上の構成からなる現像装置の動作について説明
ずろ。

まず、空間部（４５ａ）内に磁性キャリアと絶縁性トナ
ーとの混合物からなるスタータを装填し、トナー収容槽
（４６）内に絶縁性トナーを装填する。

この際、空間部（４５ａ）内には前記スタータに変えて
磁性キャリアのみを装填してもよい。そして、絶縁性ト
ナーが装填された状態で現像装置（４）によって静電潜
像の現像が可能となる。

磁性現像剤は現像スリーブ（４０）の回転に括づいて矢
印（ｂ）方向に搬送されて空間部（・１５ｂ）に至る。

空間部（４５ｂ）において、磁性現像剤は補助現像剤撹
拌板（４４）によって一部室＋ｔめられ、後から搬送さ
れてくる磁性現像剤により、ｈｌｉ助現像剤撹拌板（４
４）に沿って押し上げられる。その後、磁性現像剤は磁
気ローラ（４１）の磁力と引力の作用によって現像スリ
ーブ（４０）上に落下し、再び補助現像剤撹拌板（４４
）の設置方向に搬送され、その一部が塞止められて撹拌
か連続的に行われろ。

このようにして、空間部（４５ｂ）においてｈｌｉ助現
像剤撹拌板（４４）の搬送方向上流側で磁性現像剤が反
時計方向に回転し、これによって撹拌が行われる。この
とき、撹拌されている磁性現像剤の−部は補助現像剤撹
拌板（４４）に形成されたスリット状開口（４４ｂ）を
通り空室（４５ａ）に至る。また、空間部（４５ｂ）に
て撹拌された磁性現像剤の一部は現像スリーブ（４０）
の回転に伴い補助現像剤撹拌板（４４）と現像スリーブ
（４０）との間隙を通って空間（４５ａ）に搬送される
。このように空間部（４５ａ）に搬送された現像剤の多
くは、主現像剤撹拌板（４３）によって塞止められ、空
間部（４５ｂ）での撹拌と同様に反時計方向に回転して
撹拌される。

前述したように、空間部（４５ａ）、（４５ｂ）で良好
に撹拌された磁性現像剤は、主現像剤撹拌板（４３）と
現像スリーブ（４０）との間隙を通り穂高を規制され、
現像領域（Ａ）において磁気ブラシを形成する。この磁
気ブラシは感光体ドラム（１）の表面を摺擦し、その表
面上の静電潜像を現像して顕像化する。現像に供された
後、現像スリーブ（４０）の周面に残留する磁性現像剤
はトナー供給ローラ（４７）との対向部（Ｂ）に至り、
ここで新たなトナーが供給された後、再度現像に供され
る。

トナーの供給は次のようにして行われる。

トナー収容槽（４６）内に収容されているトナーはトナ
ー供給ローラ（４７）の周面上の微小凹部に入り、該ロ
ーラ（４７）の矢印（ｃ）方向への回転に基づいてブレ
ード（４８）で余分な付着トナーが掻き落され、現像ス
リーブ（４０）円周上の対向位置に供給される。即ち、
トナー供給ローラ（４７）は現像スリーブ（４０）との
電位差に基づき現像スリーブ（４０）の周面に吸着され
ている現像剤に対してトナーを必要量だけ供給し、過剰
トナーをその周面に吸着した状態でトナー補給槽（４６
）に戻すため、磁性現像剤中のトナー濃度は一定値に保
たれる。

なお、前記電位差はトナー供給ローラ（４７）に印加さ
れるバイアスの電圧値と現像バイアスの電圧値との相関
関係にて決定される。

ところで、このような現像装置においては、その性能を
高めると共に長期にわたって性能を安定に維持するため
には、特にトナー供給を安定して行うということとトナ
ー供給領域（Ｂ）でのトナーの取り込み方が重要であり
、さらには、現像スリーブ（４０）の周面での混合撹拌
性も重要である。

まず、一定量のトナー供給を安定して行うためには、ブ
レード（４８）をトナー供給ローラ（４７）に対し、そ
の軸方向において均一に接触させ、かつ、トナー供給ロ
ーラ（４７）の回転に伴って振動しないよう設定する必
要がある。また、長期間に渡ってトナー供給量を一定に
するためには、ブレード（４８）自体がひずんだりしな
いよう設定する必要がある。

従って、本実施例において、ブレード（４８）は、その
設置角度をトナー供給ローラ（４７）の周面との接点に
おける接線に対してｌｏｏ　に設定されると共に、その
突出量をｌ・Ｏｍｍに設定されている。

なお、本発明者らの実験によると、上記目的を達成する
には、ブレード（４８）の設置角度は５〜１５°に設定
するのが好しく、その突出９は５〜１５ｍｍに設定する
のが適当であることが確認されている。

次に、トナー供給領域（１３）の設定条件について説明
する。ここではトナーは出来るだけバラバラの状態で現
像スリーブ（４０）上の磁性現像剤中奥深く、かつ均一
に供給されることが望ましい。このような状態を形成す
るためには、トナー供給ローラ（４７）の周面上の凹部
形状も非常に重要な要因となるが、現像スリーブ（４０
）の周面を搬送される現像剤の厚み、現像スリーブ（４
０）と感光体ドラム（１）との間隙（Ｄｓ）、　トナー
供給ローラ（４７）と現像スリーブ（４０）との間隙（
Ｄ　ｓｓ）、トナー供給領域（Ｂ）での磁気ローラ（４
１）の磁力の大きさ等も重要である。

現像スリーブ（４０）の周面を搬送される現像剤の厚み
は、主現像剤撹拌板（４３）と現像スリーブ（４０）と
の間隙（Ｄｂ、）の値で変わるが、通常０．５〜２＋＋
＋ｍ程度である。この場合、現像スリーブ（４０）と感
光体ドラム（１）との間隙（Ｄｓ）を０．６〜０．９　
＋＋ｕ＋＋に設定すると良好な画質が得られることが確
認された。　ちなみに、間隙（Ｄｓ）については０６Ｉ
ＩＩＩ１１より小さくすると、現像領域（Ａ）において
現像剤のつまりが発生し、画像上につまり模様が現われ
て昔しく画像品位を損なうことになる。

また、間隙（Ｄｓ）を０　、９　ｍｍより大きくすると
、現像スリーブ（４０）上の磁気ブラシと感光体ドラム
（１）との接触が悪くなり、現像効率が低下して画像濃
度低下という問題をひき起こす。

トナー供給領域（Ｂ）において、現像スリーブ（４０）
上の磁気ブラシがトナー供給ローラ（４７）の凹部に入
って搬送されてくるトナーを掻き取るわけであるが、ト
ナーか磁気プランに取り込まれる様相はトナー供給ロー
ラ（４７）と現像スリーブ（４０）との間隙（Ｄｓｓ）
の値によって大きく異なる。

本実施例では、トナー供給領域（Ｂ）で磁気ローラ（４
１）の磁極をほぼトナー供給ローラ（４７）の設置方向
に設置し、かつその磁極の大きさを約１０００ガウスに
した。この場合、前記間隙（Ｄｓｓ）を間隙（Ｄｓ）と
略等しい０．６〜０　、９　ｍｍに設定することが適当
であることか確認された。

ちなみに、間隙（Ｄｓｓ）を０　、６　ｍｍより小さく
すると、トナー供給領域（Ｂ）の下側に現像剤が多量に
たまりトナー供給ローラ（４７）の回転によって現像剤
の一部がトナー収容槽（４６）内に搬送されてしまう。

その結果、現像スリーブ（４０）上の現像剤量が少なく
なり、十分な現像が出来なくなってしまう。さらにトナ
ー収容１６（４６）内に入り込んだ現像剤は、再びトナ
ー供給ローラ（４７）の回転によってブレード（４８）
の先端部に至り現像剤中のキャリアがブレード（４８）
の先端部の欠損。

摩耗を大きくし、その結果トナー規制能力に支障を生じ
ることとなる。また、間隙（Ｄｓｓ）を０．９１よりも
大きくすると、現像スリーブ（４０）上の磁気ブラシの
トナー掻き取り力が急激に低下すると共に、供給された
トナーは磁気プランの先端部にしか存在しないためキャ
リアとのｌ混合ら不十分となり帯電性不良となる。

前述した現像スリーブ（４０）と感光体ドラム（１）と
の間隙（Ｄ　ｓ）及び現像スリーブ（４０）とトナー供
給ローラ（４７）との間隙（Ｄｓｓ）は、いずれら現像
スリーブ（４０）の周面の現像剤の厚みに関係して設定
されるものであるが、この現像剤の厚みは現像スリーブ
（４ｏ）と主現像剤撹拌板（４３）との間隙（Ｄ　ｂｔ
）に依存する。また、主現像剤撹拌板（４３）は現像剤
を塞止め撹拌するためのものであり、本実施例において
は、間隙（Ｄｂｔ）を０．３〜０　、６　ｍｍに設定す
るのが適当であることが確認された。

現像スリーブ（４０）の周面における混合撹拌は、主現
像剤撹拌板（１３）と現像スリーブ（４０）との間隙（
Ｄ　ｂｙ）だけでなく、それと関連した補助現像剤撹拌
板（４４）と現像スリーブ（４０）との間隙（Ｄｂυの
設定状態にら影響される。

補助現像剤撹ｒｌ′仮（４４）は、前述したように、現
像スリーブ（４０）上の磁性現像剤をいったん現像スリ
ーブ（４０）から剥離して塞止めることで磁性現像剤を
反時計方向に回転させ、これによって混合撹拌を行うと
共に剥離した現像剤を補助現像剤撹拌板（４４）に形成
したスリット状開口（４４ｂ）を通して磁気ローラ（４
１）の磁極方向に流すよう作用する。

磁性現像剤はその磁気力か強いため、現像スリット（４
０）上にて混合撹拌を行ってし磁気ローラ（４１）の磁
極の影響をうけ、凝集が起こって十分に混合させること
は困難である。このような問題を避けて混合撹拌性を上
げるため、補助現像剤撹拌板（４４）はいったん現像ス
リーブ（４０）から現像剤を剥離し、磁気ローラ（４Ｉ
）の影響を小さくすることにより、現像剤がほぐれたバ
ラバラの状態にすることでトナーとの混合性を向上させ
る目的で設置されている。

この様な目的のためには、補助現像剤撹拌板（４４）と
現像スリーブ（４０）との間隙（ｒ）ｂ、）は、主現像
剤撹拌板（４３）と現像スリーブ（４０）との間隙（Ｄ
ｂ、）よりも小さいことが必要であり、間隙（Ｄｂ、）
を０．１〜０　、３　ＲＩに設定することで空間部（４
５ｂ）、（４５ａ）での混合撹拌性能が大幅に向上し良
好な結果を得た。この間隙（Ｄ　ｂ、）を０３肩屑より
ら大きくすると、現像剤の掻き取りり」東か少なくなり
、十分な混合撹拌は行われず、また、間隙（Ｄｂ、）を
Ｏ、ｆ　ａｘよりら小さくすると、現像スリーブ（４０
）の周面と接触して損傷を与えることもある。

本装置のように現像スリーブ（４０）の周面上で現像剤
を調整する装置では、現像スリーブ（４０）と感光体ド
ラム（１）との間隙（Ｄｓ）と、現像スリーブ（４０）
とトナー供給ローラ（４７）との間隙（Ｄｓｓ）とを等
しく設定することによってトナー供給を安定して行うこ
とができる。また、撹拌性を考慮すると、特に、主、補
助現像剤撹拌板（４３）。

（４４）の先端が磁気ローラ（４１）の磁極間のほぼ中
央に位置するように設けられている装置では、前記間隙
（Ｄｓ）、（Ｄｓｓ）、（Ｄｂｔ）、（Ｄｂｔ）を、Ｄ
ｂ、　　≦Ｄｂｔ＜Ｄｓ、　　Ｄｓｓの関係に設定する
ことが好ましい。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によれば、トナー
供給ローラと現像スリーブとの間隙を現像スリーブと静
電潜像担体との間隙と略等しく設定したため、トナー供
給ローラによる新たなトナー供給が効果的に行われ、現
像剤中のトナー濃度を常に自動的に一定に維持すること
ができ、高品位の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る静電潜像現像装置の一実施例を備
えた複写機の要部を示す断面図、第２図は第１図のもの
における現像条件説明図である。 （＋）・・・感光体ドラム、（４）・・・現像装置、（
４０）・・・現像スリーブ、（４１）・・・磁気ローラ
、（４３）・・・主現像剤撹拌仮、（４４）・・・補助
現像剤撹拌板、（４５ａ）、（４５ｂ）−・・空間部、
（４６）−）ナー収容槽、（４７）・・・トナー供給ロ
ーラ、（４８）・・ブレード、（Ｄｓ）、（Ｄｓｓ）・
・・間隙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁石を内蔵した現像スリーブの周面上に磁気吸着さ
   れている磁性キャリアに対して絶縁性トナーを供給する
   ことにより、現像スリーブの周面上においてキャリアと
   トナーとの混合物からなる磁性現像剤を調製し、この磁
   性現像剤を用いて静電潜像を現像する形態の静電潜像現
   像装置であって、 トナーを収容する収容槽と、この収容槽に設けられたト
   ナー供給用の開口に前記現像スリーブの周面に近接して
   回転可能に設けられ、周面に微小凹凸を有するトナー供
   給ローラと、このトナー供給ローラの周面に接触するよ
   うに設けられた弾性ブレードとを備え、 前記トナー供給ローラと現像スリーブとの間隙を、現像
   スリーブと静電潜像担体との間隙と略等しく設定したこ
   と、 を特徴とする静電潜像現像装置。 ２、トナー供給領域から現像領域に至る現像スリーブの
   周面に対向して補助現像剤撹拌板と主現像剤撹拌板とを
   設け、主現像剤撹拌板と現像スリーブとの間隙を前記ト
   ナー供給ローラと現像スリーブとの間隙及び現像スリー
   ブと静電潜像担体との間隙よりも小さく設定すると共に
   、補助現像剤撹拌板と現像スリーブとの間隙を主現像剤
   撹拌板と現像スリーブとの間隙と等しいかそれよりも小
   さく設定したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の静電潜像現像装置。