JPS6341067B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子写真、静電記録、磁気写真等の潜
像を顕画化する現像装置に関するものであり、特
に、一成分現像剤を用い、画質の耐久性に優れた
現像装置に関するものである。

一成分現像法は、二成分現像法と比べると、キ
ヤリア粒子を有していないため複雑高価なトナー
とキヤリヤとの濃度調整装置が不要なこと、キヤ
リア粒子の劣化に伴う画質が低下すること、等の
欠点がないため、装置の小型化、低価格化に有利
であり、近年次第に実用化されつつある。しかし
ながら一成分現像剤を現像剤支持体で支持・搬送
し顕画像を得る現像法に於ても、画像枚数を増し
てゆくと画質の劣化が起こる。劣化の程度は現像
剤の性質によつて異なるが、甚しいものではA4
版サイズのシートで数百枚、比較的良好なもので
も一方枚程の画像を得ると、例えばベタ黒部反射
濃度が1.1から0.4に下り、それに伴い細線画線の
ライン部のとび散り等も顕著になつて、実用に耐
えられなくなる。

本発明は、斯る画質劣化の全く無い現像装置を
提供し、所謂メインテナンス・フリーな装置を可
能ならしめることを目的とする。

本発明を要述すると、現像剤掻き落し板によつ
て、現像剤支持体上に強力に付着して画質劣化の
原因となる現像剤粒子を該現像剤支持体から剥離
せしめ、更に掻き落し部に於る現像剤粒子の凝集
発生を無くすことにより、常に初期状態と同様に
均一で薄い現像剤層を供することができ、耐久に
よる画質の劣化を極限まで減少せしむることがで
きるものである。

以下、本発明に係る装置の実施態様を従来例と
対比させつつ図面を参照しながら詳述する。

第１図に従来用いられている現像装置の一例を
示す。１は潜像保持体ドラムであり、静電像もし
くは磁気像等の潜像が形成されている。この潜像
は、非磁性スリーブ上に与えられ、かつ該スリー
ブ２上を搬送され、ホツパー３の出口の規制板７
で所定の厚みに規整されたトナー４によつて、ド
ラムとの近接部にて現像される。顕像化は、静電
潜像の場合は静電力により、磁気潜像の場合は磁
気力によつて行われる。いずれの場合にも、トナ
ー自身が磁性体を含む時は、スリーブ２を中空と
し、磁石を内包することにより、単にスリーブへ
の付着力のみならず、磁気的吸引力によつて、ト
ナーの保持・搬送力を高めることができる。又、
顕画像の画質向上の為に、潜像とスリーブとの間
に適当なバイアスを印加することもある。

しかるにこのような装置では、前述の耐久によ
る画質劣化のみならず、トナー層の不均一化、即
ち所謂ムラが発生し、直接画像上に現れ、両者共
画像性を著しく悪化させる。この理由は、本発明
者等の実験によれば次の如くである。トナー粒子
の中にはその製造上粒径の小さいものがかなり存
在する。例えば平均粒径10μのトナー中に2μ以下
のものが個数にして１割近くを占めることは稀で
はない。この微粒径トナーは、電磁気的な力より
フアン・デル・ワールス力に起因する付着力の方
が相対的に大きく、現像に寄与せず、いつまでも
スリーブ上にとどまることになる。このようなス
リーブ上の残留付着物は、現像に有効なトナー層
を薄くするばかりか、スリーブとトナーとの摩擦
によつて所定の電位をトナーに与えている場合に
は致命的であるし、内包したマグネツトによつて
磁性現像剤をスリーブと相対運動させる場合には
動きを鈍くするし、スリーブの一部とりわけスリ
ーブの傷部分などで付着が起き易く、これがムラ
の原因となり、いずれの場合も画質を著しく劣化
させる。更に定着性を上げる為に軟かい樹脂が使
用されるが、軟らかさと付着力とは比例するの
で、付着粒子による影響は一段と大きくなる。付
着したトナーを除去するのに、上述の理由によつ
て、電磁気力ではその効果は芳しくない。

第２図は本発明に係る現像装置の１実施態様の
配置を示すものである。５は弾性を利用してスリ
ーブの回動方向と逆向きに、支持部材６によつて
固定された掻き落し板でホツパー３内に位置し、
且つ厚み規制板７の前位置にある。掻き落し板は
第３図に示すように長手方向（スリーブの軸方
向）にわたつて多数互いに離間した四角形状の窓
穴５ａをあけておくと、掻き落されたトナーがこ
の穴からホツパー中に落され再使用できて好まし
い。このような装置を使用すると、スリーブ上に
強力に付着したトナー粒子を強制的に除去するこ
とが可能となり、常に初期状態でスリーブにトナ
ーのコーテイングを行えるため、ベタ黒部の濃度
低下はほとんどなかつた。しかるに掻き落し板５
の先端部の形状が第４図に示したように厚みのあ
る場合、この装置を用いて耐久試験を行つたとこ
ろ針状のトナー凝集が当該先端部に発生した。そ
してこのトナー凝集はスリーブ２とトナー層厚規
制手段７との間につまつてそこでコーテイングさ
れたトナー層に縦条を引き起し、画像に悪影響を
与えると共に、粒径が大きくなつたトナーが現像
に供されることによる画質の劣化をももたした。

第４図に示した掻き落し板５を用いた発明者等
の実験によれば、斯るトナー凝集の発生メカニズ
ムは以下のとおりである。スリーブ２に付着して
スリーブの回転と共に掻き落し板５の位置に到来
した付着トナー粒子は、掻き落し板の先端面５ｂ
（第４図）で強くおしつぶされる。スリーブ上に
付着するトナー粒子は、前述の如く特に軟かく微
少粒径のものが多いので、掻き落し板の先端面で
反撥されにくい。スリーブ上に残留した付着トナ
ー４ａは、スリーブの回動によつて常時形成され
るから、次々に到来する該付着トナーによつて、
掻き落し板先端面５ｂとスリーブ２との間で連続
的におしつぶされる。このようにして軟い粒子は
掻き落し板先端面５ｂとスリーブ面との間で凝集
化する。付着力が大きいということは凝集力も大
きいことにつながつている。このようにして形成
された凝集は、スリーブの長手方向には自由に成
長し得る為、この方向に伸びた針状をしている。
また本発明者等の実験によれば、掻き落し板先端
面５ｂの大きさより大きな幅の針状凝集は発生し
なかつた。

そこで本発明者等は、上述のトナー凝集を極力
おさえ、且つ例え生じてもその凝集塊を小塊（せ
いぜいトナー粒子の平均粒径の２倍以内のもの）
とするような好適な掻き落し板の形状を見出し
た。以下、これらについて説明する。

第５図は掻き落し板５の先端形状が第４図のも
のに比らべエツジ状に鋭角に切除された形状（切
除面５Ｃ）であり、その先端５ｄがスリーブと弾
接している。第６図の掻き落し板５の先端形状は
その背面が切除され（切除面５ｅ）、その先端５
ｆがスリーブと弾接している。第７図に示した掻
き落し板５の先端形状は、第５図に示したものの
直線状切除面５ｃを弧状の曲面５ｇとしたもので
その先端５ｈがスリーブと弾接している。第８図
の掻き落し板５の先端形状は、第５図に示したも
ののスリーブと当接する先端エツジを切除し、そ
の切除面を５ｉとし、その切除面が厚みｄを有す
るようにしたものである。第９図に示した掻き落
し板５は、２段構成としたもので、板５の先端に
厚みｄの薄板５′を取付け、この薄板５′がスリー
ブ外周面に面６ｊを向けて弾接するようにしたも
のである。

第５図〜第９図に示した掻き落し板のスリーブ
との弾接圧力は３〜20ｇ／cmが適当であつた。こ
のような先端形状を有する掻き落し板を用いる
と、スリーブと掻き落し面でスリーブ上の付着残
留トナー粒子がおしつぶれることなく、凝集の発
生は全く見られなかつた。又、先端面が厚みを有
する場合（第８図，第９図）の掻き落し板に於て
も、先端面の厚みｄを、トナーの平均粒径の２倍
以下にした場合には、スリーブ２上に付着したト
ナー粒凝集の発生は多少見られるものの、凝集そ
のものがおさえられ且つ小塊状のものになるた
め、トナーの平均粒径の10倍以上の先端厚を有す
る掻き落し板よりも、遥かに良い結果が得られ
た。

以下に本発明に係る現像装置の実施例を示す。
一成分磁性トナーをトナー支持体上に薄く均一に
塗布し、斯る薄く均一なトナー層が静電像支持体
と空隙を保つように近接して対向せられ、該静電
像支持体上の静電像電位とトナー支持体電位とに
よつて形成される電界中で、トナーが力を受けて
飛翔し静電像を顕像する、所謂ジヤンピング現像
法に於ては、非画像部にトナーが直接触れない為
地カブリの無い鮮明な顕画像が得られる一方、ト
ナーを電界によつて飛翔せしむるので、静電像と
トナー支持体との距離を大きくするのは画質の上
から好ましくなく、略数100μ程度である。よつ
て形成すべきトナー層は極めて薄いものとなる。
薄いトナー層は、スリーブ上に付着した粒子層の
影響が極めて大きく、コーテイングムラや耐久に
よる濃度低下の度合が著しい。又ジヤンピング現
像法において薄く均一なトナー層をスリーブ上に
形成するように規制するのに、スリーブに内包さ
れた磁石と磁性体ドクター・ブレードによる磁気
カツト（特願昭52―109240号参照）が、スリーブ
とドクター・ブレードとの間隙よりトナー層厚を
小さくできることと、そのトナー層が極めて薄く
均一にできることから、用いられる。その際トナ
ーのスリーブ上凝集が発生すると、磁性体ドクタ
ー・ブレードにこの凝集が捕獲され、スリーブ上
にコーテイングされたトナー層にスリーブ回動方
向に条痕が入り画質を悪くする。しかしながら本
発明に係る上述の現像装置を適用すれば斯る欠点
が除去され、画像耐久性の極めて高い良好なる画
像を得ることができた。

本発明者等が行つた実験では、トナーにスチレ
ン＝アクリル系樹脂３重量部とマグネタイト１重
量部とを混練粉砕し、平均粒径8μの一成分磁性
トナー、感光体ドラムに絶縁層を設けたCdSバイ
ンダー感光体、スリーブには、表面磁束密度650
ガウスの８極磁石を内包したステンレス・スリー
ブ、トナー層厚規制ドクター・ブレードに鉄ブレ
ード、掻き落し板には120μ厚の燐青銅板の先端
面５ｃを第５図のように研摩し、一辺10mmの正方
形窓穴（第３図）を穿けたものを使用した。この
実験は、プロセス・スピード（現像スリーブと潜
像担持体が等速のこの実験では該潜像担持体の外
周の移動速度）120mmにて、A4サイズの転写紙に
２万枚の複写画像をとる耐久テストを行つた。そ
の結果を第１０図に示した。このグラフのうち実
線Ｐは第５図に示した掻き落し板５を有する現像
装置を用いた場合、破線ｑは第１図に示したよう
に掻き落し板を有しない現像装置を用いた場合
の、夫々の顕画転写像の反射濃度の変化を示すも
のである。これから判明するように、本発明に係
る現像装置（第５図例）を用いた場合には、ベタ
黒部の濃度（反射濃度1.0）は耐久２万枚試験の
経過の間、実質的に一定且つ初期の濃度を維持
し、又、画像を視覚的に見ても、この間でトナー
の飛び散りや凝集トナーの発生等は実質的に無視
できるほど少なく非常に良好な顕画像が得られ
た。

他方、従来の現像装置（第１図例）を用いた場
合には、約3000枚程度の耐久枚数でベタ黒部の反
射濃度は初期の1.0から半減し、出来た画像も視
覚的に黒部であるべき色調が灰色を呈し、コント
ラストの低い劣悪な画調のものとなつた。

本発明は、以上の実施態様並びに実施例に限定
されることなく、一成分磁性現像剤粒子を付与し
て顕画化すべき種々の画像形成装置に適用できる
現像装置を提供するものである。そして、その特
徴として、該現像剤を支持する支持部材の移動方
向と逆方向（カウンター方向）に傾斜配設された
弾性材の現像剤掻き落し部材を該現像剤支持部材
に弾接させて、残存現像剤粒子を該現像剤支持部
材表面から除去し、またその凝集を阻止し、常に
新鮮な現像剤の該現像剤支持部材への供給を促進
し、良質な顕画像を得ることができる効果があ
る。

そして、特にその掻き落し板の先端の形状を現
像剤の平均粒径の２倍以下の厚み（エツジによる
線接触をも含む）を有するように設定したから当
該先端部において従来強固に付着したトナーはス
クレープされ且つ撹拌されて凝集はほとんど生じ
ない、実験によれば、まれに微小な小凝集が発生
しても、その塊は極く小さくトナーの平均粒径の
２倍以下におさえられ、かりにこのような微小塊
がトナー中に混入しても画質上、実質的に問題と
ならなかつた。

尚、従来、例えば特開昭52―125340号公報に
は、現像により持ち去られたトナーにより、現像
ローラー上のトナー層に凹凸が形成され、これが
次回の現像に悪影響を与えるので、この凹凸をな
だらかに均一化させる目的としてワイヤ、ブレー
ド等の調整部材を設けたものが提案されている
が、このものは、本発明として前述したように現
像剤支持体上から一旦トナー粒子を実質的に全部
除去することによつて、トナー残溜物による凝集
を阻止する本発明の技術思想及び目的と異なつて
いる。そしてその構成においても、先述した本発
明の必須の構成を欠いており、本発明の前述した
作用及び効果においても根本的に相違しているも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の現像装置の１例を示す説明図、
第２図は本発明に係る現像装置の１実施態様の配
置を示す説明図、第３図は本発明に係る現像装置
に適用される現像剤掻き落し板の１例の平面図、
第４図は好ましくない態様の説明図、第５図〜第
９図は本発明に係る現像装置に適用される現像剤
掻き落し板の実施態様を夫々示す説明図、第１０
図は本発明に係る現像装置と従来の現像装置を用
いた耐久試験の結果を示す特性図である。 １……潜像保持手段、２……現像剤支持手段、
３……現像剤供給手段、４……磁性現像剤、５…
…現像剤掻き落し板、７……厚み規制板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 潜像保持手段に対向して設けられた移動する
   現像剤支持手段表面に現像剤を供給して現像剤層
   を形成しつつ現像を行う現像装置において、 上記現像剤支持手段移動方向とは逆方向きに設
   けられ、上記現像剤支持手段表面に接触して現像
   剤支持手段表面の現像剤を掻き落すと共に、先端
   が現像剤の平均粒径の２倍以下の厚みを有してい
   る掻き落し板を有することを特徴とする現像装
   置。 ２ 前記掻き落し板は現像剤掻き落し面を有し、
   該面は前記現像剤支持手段との接触点における現
   像剤支持手段面に立てた法線面に関して現像剤移
   動方向側にある特許請求の範囲第１項記載の現像
   装置。 ３ 前記掻き落し板は現像剤を通過許可する窓穴
   を多数有している特許請求の範囲第１項又は第２
   項に記載の現像装置。 ４ 前記掻き落し板は弾性材である特許請求の範
   囲第１項乃至第３項いずれか記載の現像装置。