JPH07199665A

JPH07199665A - 一成分現像装置

Info

Publication number: JPH07199665A
Application number: JP6000448A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Sunaga; 貴行須長; Akihiko Kato; 彰彦加藤; Takashi Sakamoto; 孝坂本; Hideaki Miyata; 英明宮田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-01-07
Filing date: 1994-01-07
Publication date: 1995-08-04
Also published as: US5495321A

Abstract

(57)【要約】【目的】現像剤規制部材７の摺擦部材８の寿命を大幅
に延長することができ、これにより一成分現像装置の寿
命を機械本体の寿命と同等のより長い寿命を保つことが
できるようにする。【構成】先端部に貼着したゴム材からなる摺擦部材８
を現像剤担持体６の外周面に摺擦することにより一成分
磁性トナー３を上記現像剤担持体６に薄層状に供給する
ようにした一成分現像装置において、上記摺擦部材８の
現像剤担持６に対する初期の当接ポイントをＰ、摺擦方
向の上流側端部をａ、下流側端部をｂとしたときに、ａ
Ｐ＞ｂＰにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一成分系の磁性トナー
を使用した静電潜像を現像するための一成分現像装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一成分現像剤を用いる現像装置として、
静電潜像保持体と対向して配置された現像剤担持体上
に、現像剤の薄層を形成し、静電潜像保持体と現像剤担
持体とが対向する現像領域で現像担持体上の現像剤を静
電潜像に転移させて可視化するものが知られている。

【０００３】このような現像装置では、ハウジング内に
貯留されている現像剤が現像剤担持体の表面に供給さ
れ、現像剤担持体の表面（スリーブ）が周囲移動するこ
とによって搬送されるようになっている。また現像剤担
持体は、ハウジングが静電潜像保持体に向かって開口す
る部分で露出するようになっていて、この部分で静電潜
像保持体と近接して対向されている。

【０００４】さらに、現像剤担持体上に現像剤の薄層を
形成するための現像剤規制部材は、ステンレス（例えば
ＳＵＳ３０４ＣＳＰ３／４Ｈ等のばね材にシリコンゴム
を貼着した構成を有している。また、現像剤担持体の軸
方向における画像領域外の部分や、現像剤担持体という
ハウジングの間から現像剤が漏れることを防ぐサイドシ
ール部材を備えている。

【０００５】これらの構成を基本仕様として、現在まで
数多くの現像装置がプロセススピードが低いプリンタや
複写機に実用化されてきた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、より速
いプロセススピード（Ａ４−ＣＰＭ２０コピー以上）、
より長い寿命（機械本体と同等）、より高い信頼性（供
給搬送不良による画質二次障害等）が求められてきてい
る。そして一成分現像装置にすることで、特に寿命延長
に対しては、二成分現像装置の定期的な現像剤（キャリ
ア）交換は不要となった。

【０００７】しかし、ハード現像装置の不具合により満
足できない場合が多々あった。具体的には、（１）上記
サドルシール部材のシール不良（トナー漏れ）や、
（２）現像剤規制部材の変形（干渉、温度変化、異物混
入等により）、（３）現像剤規制部材のシリコーンゴム
摩耗が主な阻害要因である。

【０００８】これに対して、本願の同一人による出願に
係る特開平４−１１６６６６号公報に示した発明にて、
上記（１）の阻害要因を解決した。すなわち、（Ａ）サ
イドシール部材と現像剤規制部材が非接触、または、現
像剤規制部材を変形させない圧力で接触させる。（Ｂ）
現像剤規制部材と現像剤担持体との当接位置が３時（ス
リーブ表面の鉛直方向）でトリミング磁極位置との最適
化と、さらに仕切り壁の配設で余剰トナーの堆積をなく
した。また上記（２）の阻害要因は、現像剤規制部材
を、ＳＵＳ３０４ＣＰＳ３／４Ｈのばね材にシリコンゴ
ムを貼着したものと同材質の現像ハウジング取付け板に
貼着した構成することにより解決できた。

【０００９】しかしながら、上記（３）に対しては上記
発明では解決できていなかった。過去において、多くの
場合、機械本体の寿命が比較的低い（約１００，０００
コピー以下）プリンタや複写機では、同等若しくはそれ
以下とし、必要によっては現像剤規制部材または現像装
置の交換にて対処していた。

【００１０】ところが、上記のように、従来の技術によ
り、上記（１），（２）の不具合が改善されたことで現
像装置の性能向上がなされた今、より速いプロセススピ
ード（Ａ４−ＣＰＭ２０コピー以上）での適用が望まれ
るようになっていると共に、上記発明のものではコスト
のサービス工数が大きいという問題があった。

【００１１】本発明は上記のことにかんがみなされたも
ので、機械本体の寿命の同等のより長い寿命を保つこと
ができるようにした一成分現像装置を提供することを目
的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る一成分現像装置は、一成分磁性トナー
３と、この一成分磁性トナーを担持して搬送する現像剤
担持体６と、この現像剤担持体６内に固定された磁界発
生手段と、上記現像剤担持体６に上記一成分磁性トナー
を供給する現像剤供給手段とし、この現像剤供給手段に
配設され、現像剤担持体６の周面に圧接される現像剤規
制部材７と、この現像剤規制部材７をばね材にて構成す
ると共に、先端部に上記現像剤担持体６の周面に摺擦す
るゴム材料からなる摺擦部材８を貼着した構成とした一
成分現像装置において、上記摺擦部材８の現像剤担持６
に対する初期の当接ポイントをＰ、摺擦方向の上流側端
部をａ、下流側端部をｂとしたときに、ａＰ＞ｂＰにし
た。そして上記摺擦部材８の摺擦方向の幅をｗ、その板
厚をｔ、現像剤担持体６の半径をｒとしたときに、ｗ≧１０ｔ、ｒ＞ｗとした。

【００１３】

【作用】現像剤規制部材７の摺擦部材８は、これの
摺擦方向上流側部分の削れ摩耗に対する寿命が長くなっ
て、摺擦部分全体の削れ摩耗に対する寿命が長くなり、
これにより一成分現像装置の寿命が機械本体と同等の寿
命となる。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は本発明に係る一成分現像装置の一例を示すも
ので、図中１は負帯電系の有機感光体からなる表面を有
する光導電性ドラム（静電潜像担持体）であり、これは
図示しない帯電手段にて全面が一様に帯電された後に露
光手段にて原稿像が露光されるようになっている。この
ときの表面電位は例えば、マイナス７００Ｖ、背景部の
電位はマイナス１５０Ｖである。２は一成分磁性トナー
（以下単にトナーと略称する）３を収容するホッパであ
り、トナー３は磁性分４８ｗｔ％含んでいる。４はＮ極
とＳ極を円周方向に交互に配置したマグネットロール
で、図示しないフレームに固定されている。５は比抵抗
値４．２×１０⁶Ω・ｃｍのフェノール樹脂を肉厚１．
５ｍｍの円筒状に形成され、その表面が１０点平均粗さ
でＲｚ＝８．５μｍ以上となるように長手方向に研磨し
た半導電性のスリーブで、マグネットロール４を囲繞し
て回転自在に軸支されている。そしてこのマグネットロ
ール４とスリーブ５にて現像剤担持体６を構成してい
る。７は厚さ０．１ｍｍの非磁性ステンレス（ＳＵＳ３
０４ＣＳＰ３／４Ｈ材）を使用し、先端部にゴム硬度５
０°、厚さ１ｍｍのシリコンゴムからなる摺擦部材８を
加硫接着してなる現像剤規制部材であり、上記摺擦部材
８はスリーブ５に９０ｇ／ｃｍの力で３時の位置（スリ
ーブ５の表面の鉛直方向）で圧接している。

【００１５】なお上記スリーブ５の表面粗さは従来のも
のに比較して５０〜７０％アップしており、また摺擦部
材７の圧接力は従来のものに比較して２５％ダウンさせ
ている。このように、従来のものと比較してスリーブ５
の粗さを高くして、現像剤規制部材７の摺擦部材８の圧
接力を低くすることにより、現像剤規制部材７、８によ
り規制されるトナー付着量は従来通りスリーブ５の単位
面積あたり、１．２ｍｇ／ｃｍ²を維持できる。しかも
摺擦部材８にかかる負荷を下げたことで表面摩耗性もよ
くなることが判明した。

【００１６】上記した構成の一成分現像装置を現像剤担
持体６のスリーブ５と光導電性ドラム１との間隙幅が２
５０μｍとなるように複写機内に設置した状態で、交流
電源９、及び直流電源１０により周波数２．４ＫＨｚ、
ピークツーピーク電圧が２０００Ｖ、直流成分マイナス
２５０Ｖの直流重量交流電圧をスリーブ５に印加してい
る。

【００１７】この状態でコピーを採取し、定期的な画質
維持性と摺接部材（シリコンゴム）８の圧接面の削れ状
況を観察したところ、次のようなことが利面した。図４
は従来の一成分現像装置での走行Ｋｃｖと、スリーブ表
面と当接する摺擦部材８であるシリコンゴムの削れ状況
を示したものである。

【００１８】ここで摺擦部材でのブレード線圧について
述べる。図２に示した現像剤規制部材７の撓みによる押
圧力Ｆとスリーブ５の回転にて生じる摩擦力Ｔとの合力
Ｒがブレード線圧となる。このとき、摩擦力ＴはＴ＝μ
Ｆで、摩擦係数μはスリーブ表面粗さ、及びトナー有無
等により左右される。そしてこのブレード線圧Ｒはスリ
ーブ５の静トルクと、初期的（当接ポイントの削れが少
ないケース）に一次回帰することにより、測定及び設定
ができる。

【００１９】この場合、当接ポイントＰは図２に示すよ
うに、厳密なる計算式（撓み量、自由長、取付け位置
等）と現像剤担持体６の静トルクとの関係より決定され
る。従来は、図４に示すように摺接当初の当接ポイント
Ｐは摺擦部材８のゴム幅ｗの中心（ｗ／２）に設定され
ていた。これは走行Ｋｃｖでの削れ幅増大に対して中心
より上流側と下流側の双方へ余裕をとれるポイントとし
て考えられていたことによる。

【００２０】本発明者らは、摺擦部材８であるシリコン
ゴムの削れ状況を詳細に観察したところ、例えばコピー
数が２５０Ｋｃｖで寿命と判断された現像装置の摺擦部
材８の削れは全て、上流側端部ａに削れ端が到達してい
たことがわかった。一方下流側端ｂまでは削れ端は到達
してなかった。

【００２１】このように、上流側と下流側とで差異が生
じる理由を図２にて説明する。まず、摺擦部材８での上
流側端部ａと下流側端部ｂでのトナー３との関係に大き
な差がある。すなわち、上流側端部ａの周囲は常時トナ
ーが存在し、スリーブ表面と摺擦部材８とでなすくさび
角θにトナー３がスリーブ５の回転と共に送り込まれて
いる。当接ポイントＰでは所定のブレード線圧Ｒにより
薄層が形成され、一定量のトナー３が現像に寄与する充
分な帯電を受ける。つまり、当接ポイントＰを単位時間
に通過できるトナー量は制限があり、それ以外のトナー
は上流側端部ａを伝わって自重により下部にフローす
る。このとき、上流側端部ａはトナー３より圧力を受け
る。

【００２２】次に、下流側端部ｂをみると、当接ポイン
トＰを通過した一定量のトナー３は、摩擦帯電によるク
ーロン力とスリーブ内包のマグネットによる磁気力によ
り、強固にスリーブ５の表面に付着されている。そして
当接ポイントＰを通過したとたんにトナー３は下流側端
部１２と無関係になってしまい、下流側端部ｂはトナー
３よりなにら圧力を受けない。このような関係により図
４に示すような削れ状況の差異が生じている。そして上
記上流側端部ａは２５０Ｋｃｖで削れ幅が到達してい
る。

【００２３】ここで、本発明の目的であるところの、よ
り長い寿命（機械本体と同等）を実現させるための施策
手段を考えた。まず、削れ幅の進行速度を遅延させるこ
とを狙って、初期的なブレード線圧を低減させて上流側
端部ａへの削れ幅の到達までの削れ曲線Ａを緩やかにす
る。なおＢは下流側端部ｂ側の削れ曲線を示す。このた
めには、押圧力Ｆを低減させればよいが、これでは同時
に摩擦力Ｔが低下してしまい、トナー３に付与する摩擦
帯電性に影響してしまう。そこで、摩擦力Ｔを維持させ
るために、上記ブレード線圧Ｒの分力成分の摩擦係数μ
を上げるため、スリーブ５の表面粗さを従来比約５０〜
７０％アップ（Ｒｚ＝８．５μｍ以上）させた。

【００２４】この条件でのテスト結果を図５に示す。こ
の図に示すように、寿命としては２５０から３００Ｋｃ
ｖに延長できた。しかし、下流側端部６までの残りδが
図に示すように存在していた。これをヒントとしてさら
なる寿命延長を検討したところ、さらに次のような施策
手段を考えた。

【００２５】すなわち、図６に示すように、幅ｗが従来
と同じでも当接ポイントＰをｗ／２の位置から３ｗ／
５、２ｗ／５の位置となるように下流側端部ｂ側へずら
せる。これによって寿命を４００Ｋｃｖにすることがで
きる。ただし、この場合、現像剤規制部材７の固定点か
ら当接ポイントＰまでの自由長が短くなり、このため現
像剤規制部材７の撓み量が減少してブレード押圧力Ｆが
変わるので注意を要する。

【００２６】また上記摺擦部材８の摺擦方向の幅ｗに対
してこれの板厚をｔ、及び現像剤担持体（スリーブ５）
６の半径をｒとしたときに、ｗ≧１０ｔ、ｒ＞ｗとしてある。

【００２７】上記実施例では、当接ポイントＰの位置を
下流側端部６側へ移動した例を示したが、図７に示すよ
うに、摺擦部材８の摺擦方向の幅ｗを１０％程度広くし
てもよい。これにより当接ポイントＰに関する摺擦部材
８やスリーブ５との位置関係はそのまま維持できるの
で、トナー３の薄層形成や、帯電性への影響はない。そ
して上流側端部ａ側の削れ領域増加により上流側端部９
までの削れ曲線Ａが延び、摺擦部材８の寿命が当初の２
５０Ｋｃｖ程度から図７に示すように、４００Ｋｃｖと
６０％アップできることが確認できた。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、現像剤規制部材７の摺
擦部材８の寿命を大幅に延長することができ、これによ
り一成分現像装置の寿命を機械本体の寿命と同等のより
長い寿命を保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一成分現像装置の一例を示す断
面図である。

【図２】現像剤規制部材の摺擦部分を拡大して示す説
明図である。

【図３】現像剤規制部材の摺擦部分と自由長の関係を
示す説明図である。

【図４】従来の摺擦部材の寿命を示す線図である。

【図５】従来の摺擦部材の寿命を示す線図である。

【図６】本発明の実施例における摺擦部材の寿命を示
す線図である。

【図７】本発明の他の実施例における摺擦部材の寿命
を示す線図である。

【符号の説明】

１…光導電性ドラム、２…ホッパ、３…一成分磁性トナ
ー、４…マグネットロール、５…スリーブ、６…現像剤
担持体、７…現像剤規制部材、８…摺擦部材、９，１０
…電源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮田英明神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一成分磁性トナー３と、この一成分磁性
トナーを担持して搬送する現像剤担持体６と、この現像
剤担持体６内に固定された磁界発生手段と、上記現像剤
担持体６に上記一成分磁性トナーを供給する現像剤供給
手段と、この現像剤供給手段に配設され、現像剤担持体
６の周面に圧接される現像剤規制部材７と、この現像剤
規制部材７をばね材にて構成すると共に、先端部に上記
現像剤担持体６の周面に摺擦するゴム材料からなる摺擦
部材８を貼着した構成とした一成分現像装置において、
上記摺擦部材８の現像剤担持６に対する初期の当接ポイ
ントをＰ、摺擦方向の上流側端部をａ、下流側端部をｂ
としたときに、ａＰ＞ｂＰにしたことを特徴とする一成
分現像装置。
【請求項２】摺擦部材８の摺擦方向の幅をｗ、その板
厚をｔ、現像剤担持体６の半径をｒとしたときに、ｗ≧１０ｔ、ｒ＞ｗとしたことを特徴とする請求項１記載の一成分現像装
置。