JPS61147264A - トナ−層形成方法及びその装置 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は磁性トナーを用いて現像を行う電子写真現像装
置に適用Ｘれるトナー層形成方法及びその装置に関する
。

「従来の技術」 従来より電子写真現像装置に適用されるトナー層形成方
法として、現像位置にトナーを搬送させるトナー担持体
にマイラーと呼ばれる薄板物質を接触させて、その接触
圧によりトナー層厚を規制する方法と、前記トナー担持
体上にドクターブレードと呼ばれるトナー層厚規制部材
を対向して配置し、両者の離間間隔によりトナー層厚を
規制する方法とが存在する。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら前者においては接触圧によりトナー層を形
成する為に、トナー層面に筋むらが出来易く、又かかる
筋むらを防止する為にトナー担持体表面を凹凸構造にし
、且つその断面形状を種々工夫したものが存在するが（
特開昭５５−１４０８５号）、流動性の悲いトナーを用
いた場合やトナーの凝集がある場合には、尚、前記欠点
を完全に解消することは出来なかった。

又、後者においても、前記ドクターブレードにより形成
されたトナー層厚は、一般にブレードと担持体間離間間
隔よりいくぶん厚いものになる為ｉｆｉ記離間間隔は極
めて微小間隔に設定する必要があり、この為前記離間間
隔にトナーの凝集やっまりが発生し易く、■つその微小
間隔設定の為に極めて高い機械的精度が要求されるとい
う問題が発生していた。

かかる欠点を解消する為にトナー担持体に内包される固
定磁石集成体の周面に磁極を埋設し、又Ｉ・ナー担持体
を介して前記磁極と対向して配置されたトナー層厚規制
部材を磁性ブレードで構成することにより、トナー担持
体と磁性ブレードとの期間間隔間に磁力線を作用させ、
該磁力線によりトナー層厚規制位置に搬送されるトナー
量の規制と該トナーの解きほぐしを行い、均一なトナー
層の形成と前記離間間隔をトナー層厚より大、好ましく
は１．５倍量」二に設定可能に構成した装置が提案され
ている。（４￥開昭５５−１０３５６７号他）しかしな
がらかかる従来技術においても、基本的には前記トナー
担持体と非接触の状態で配置した磁性ブレードによりト
ナー層厚規制を行う為に、磁力線を作用させない他の従
来技術はどではないにしても尚、前記離間間隔を精度よ
く設定する必要があり、その調整が面倒である。

又、前記のようにトナーの解きほぐしとトナー層厚規制
を同時に行うトナー層形成方法では、トナー担持体の高
速化を図った場合、トナーの解きほぐしが十分行われな
い間にトナーの層厚規制が行われる可能性もあり、均一
なトナー層の形成が困難になる場合がある。

更に、前記従来技術によれば磁性ブレードの上流側壁面
にトナーが堆積し易く、面も前記磁性ブレードの離間間
隔がトナー層規制厚より犬に設定している為に、該堆積
したトナーが磁性ブレード下流側又は前記離間間隔位置
に侵入し易く、整形されたトナー層を乱す恐れもある。

本発明が解決しようとする他の技術的課題は、前記トナ
ー層厚規制とトナーの解きほぐしを個別に、且つ最も好
ましい状態で行い、均一なトナー層の形成とトナー層厚
の薄膜化を達成し得るトナー層形成方法及びその装置を
提供することを目的とする。

「第１発明の概要」 第１発明は前記技術的課題を達成する為に、トナー担持
体上に担持されながら現像位置方向に移動するトナーを
、接触圧により所定の層厚に規制した後、該層厚規制さ
れたトナー層に磁力線を作用させ、トナーの解きほぐし
を行わしめたトナー層形成方法を提案する。

かかる構成によれば前記接触圧でトナー層厚の規制を行
いつつも、その下流側でトナーの解きほぐしを行う為に
、トナー層面に筋むらその他が発生した場合でもこれを
解消し、均一なトナー層形成が可能となる。

又、前記トナーの解きほぐしは、一般に磁性ブレードを
用いて行う訳であるが、本発明は磁性ブレードをトナー
層厚規制に関与させる必要がない為に、トナー担持体間
の離間間隔をラフに設定出来、その精度調整が容易であ
る。

更に、前記磁性ブレードは前記トナー層厚規制手段の下
流側に磁性ブレードを配置させている為に、磁性ブレー
ド上流側壁面にトナーが堆積する恐れはなく、トナー層
の乱れを完全に防止し得る。

又本発明によれば、前記トナー層厚規制とトナーの解き
ほぐしを個別に行う為に、トナー担持体の高速化を図っ
た場合でも、トナーの層厚規制とトナーの解きはぐしか
確実に行われ、均一なトナー層の形成が容易になる。

更に本発明によれば前記磁性ブレードとトナー担持体間
に形成された反発磁界形成領域中でトナーの解きほぐし
を行うことにより、該解きはぐしか一層完全になる。

更に又本発明によれば、トナー層厚規制後のトナー層」
二方空間が、トナーの解きほぐし位置に達するまで隠蔽
させることにより、外部よりの浮遊トナーや凝集トナー
の侵入を抑えることが出来。

効果的なトナーの解きはぐしと均一トナー層の整形が容
易になる。

更に本発明によれば前記トナー層厚の規制を接触圧に加
えて磁気的吸引力により行うことにより、トナー担持体
の振動その他により生ずる接触圧のバラツキを吸収し、
一層均一なトナー層厚の形成が可能となる。

更に前記トナーの層厚規制位置において、トナーＩＦ！
持体と接触圧との協同作用により、トナー押持体反移動
方向への逆戻しをｔｉｎ　Ｉｈし、ｎ、つ前記接触位置
で回転又は撹拌されながらトナー層形成を行うよう構成
することにより、一層均一なトナー層の形成が可能とな
る。

「第２発明の概要」 第２発明は前記第１発明を円滑に達成する為に発明され
たトナー層形成装置で、現像位置−Ｌ流側のＩ・ナー枦
持体Ｉ−に、該トナー担持体移動方向に沿って順次、ト
ナー層厚規制手段と磁界形成手段とを設け、該規制手段
により層厚規制されたトナー層が、前記磁界形成領域中
で解きほぐされた後、現像位置に達するよう構成した事
にあり、前記トナー層形成手段は一般的に弾性を有する
非磁性薄板をトナー担持体−Ｌにトナー層を介して圧接
することにより構成することが出来、又磁界形成手段は
トナーＩＩ″！持体の背面側に配設した固定磁極と実質
的に対向する位置にトナ−１１持体」−に磁性ブレード
を配置して構成する事が出来る。

尚、前記磁界形成手段として、トナー担持体の背面側に
同極性の固定磁石を隣接して配置し、該固定磁石により
形成Ｘれる反発磁界形成領域中に磁性ブレードを位置せ
しめ、該ブレードの離間間隔位置に生ずる反発磁界によ
り解きほぐしを行うよう構成する事により一層効果的な
解きほぐしを行うことが出来る。

又本発明によれば前記トナー層厚規制手段を構成する非
磁性薄板を前記磁性ブレードより」二流側に引き出し、
その自由端側か前記トナー担持体上に圧接されるよう構
成する事により、層厚規制位置よりトナーの解きほぐし
位置までのトナー層のに実空間を隠蔽することが出来、
而も前記非磁性薄板を支持固定する為の特別な部材も不
要となり、装置の小型化が達成される。

更に本発明によれば、前記非磁性薄板の自由端側の背面
側、即ちトナー担持体との圧接面の背面側に磁性体を配
置し、非磁性薄板がトナー担持体に向け、磁気的吸引力
を生じるように構成することにより、振動その他から生
じるトナー層規制厚のバラツキを防止出来る。

更に又本発明によれば、前記非磁性薄板と接するトナー
担持体表面に、トナー担持体の移動方向に対しその両側
に所定角度傾斜させて形成される格子状凹溝を形成する
ことにより、該トナー担持体に圧接される非磁性薄板と
の協同作用により、トナー担持体反移動方向への逆戻し
を阻１トし、且つ前記接触位置で回転又は撹拌されなが
らトナー規制を行うことが出来、流動性の悪いトナーを
用いた場合や凝集したトナーが存在する場合でも均一な
トナー層形成が可能となる。

尚、このようにトナ−１１持体表面を凹凸構造にする技
術は既に種々存在し、例えばブラスト処理により四部を
散在して形成したもの、又はトナー担持体の移動方向と
直交する方向（軸線方向）に門構を形成したものが存在
する。

しかしながら前者においては凹部が散在している為に、
後者においても移動方向に対し直交する方向に凹溝が形
成されている為に、該凹部等に収納されたトナーが移動
しながら回転又は撹拌されるという作用を達成し得ない
。

又本実施例と異なり、前記凹溝を移動方向に沿って平行
に形成した場合は、前記回転又は撹拌は可能であるが、
筋溝が出来易くなり、やはり問題が生じる。

尚、前記凹溝源さは、トナー平均粒径の１／４〜３倍に
して、且つ隣接する凹溝間圧＃（ピッチ）が、凹溝幅の
１〜５倍に設定するのが好ましい。

すなわち、前記凹溝源５がトナー平均粒径の１／４以下
、又は凹溝ピッチが凹溝幅の５倍以上では、凹溝形成効
果が達せられず、又前記凹溝源さがトナー平均粒径の３
倍以上では現像の際、画像形成に悪影響を及ぼす。更に
、凹溝ピッチが凹溝幅の１倍以下では、非磁性薄板との
摺擦により摩耗し耐久性が低下する。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に
詳しく説明する。ただしこの実施例に記載されている構
成部品の・Ｊ法、材質、形状、その相対配置などは特に
特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみ
に限定する趣旨ではなく、弔なる説明例に過ぎない。

第１図は本発明に基ずいて構成された現像装置の概略構
成を示す。

ｌは表面に光導電層が形成された感光体ドラム、２は固
定磁石集成体３を内包する非磁性スリーブで、両部材１
．２は現像位置（最近接位置）において空隙間隔が約２
００川になるよう対向して配置すると共に、感光体ドラ
ム１は時計方向、非磁性スリーブ２は反時計方向に、夫
々等しい周速で回転するよう構成する。

現像位置１−流側の固定磁石集成体３外周面一１−には
軸線方向に沿って平行に、同極性の固定磁石４ａ、４ｂ
を所定間隔離間させて隣接配置し、該固定磁石４ａ、４
ｂにより非磁性スリーブ２−ｈに反発磁界が形成される
よう構成する。

即ち、前記固定磁石４ａ、４ｂは非磁性スリーブ２−、
Ｉ＝の最大磁束密度が夫々６００ガウスになるよう形成
され、而も該固定磁石４ａ、４ｂ間の中間位置における
磁束落込み量が１００ガウス以」−になるよう固定磁石
４ａ、４ｂの離間間隔を設定している。つまり前記磁束
落込み量が１００ガウス以下では良好な反発磁界の形成
が困難になる。

そして前記固定磁石４ａ、４ｂの隣接間隔内の非磁性ス
リーブ２」―には所定間隔離間させて、前記固定磁石４
ａ　、　４ｂと逆極性の磁石体ブレード６が配置され、
その先端面が前記反発磁界形成領域Ｈ中に位置するよう
構成する。具体的には、磁石体ブレード６は前記固定磁
石４ａ、４ｂの離間間隔内に位置され、その先端を矩形
状に形成すると共に、肉厚を０．３〜２ｆｆｌＩ１１の
範囲に設定している。

又前記磁石体ブレード６のトナー搬送方向下流側壁面に
は弾性を有する非磁性薄板７が取り伺けられ、下方に垂
下する非磁性薄板７の自由端側な磁石体ブレードの」二
流側に延設せしめ、前記−の固定磁石４ａと対応する位
置で非磁性スリーブ２表面に接するよう構成する。

勿論該非磁性薄板７の接触位置は前記固定磁石４ａｌｖ
！設位置より更に上流側でもよく、又前記磁石体ブレー
ド６の−に流側であれば、固定磁石４ａ配設位置の下流
側でもよいが、前記磁石体ブレード６に余りに近接し過
ぎると、反発磁界により層厚規制の規制厚にバラツキが
生じ易く、又余りに遠ざかると、前記反発磁界形成領域
Ｈ内に達する前に振動その他により層厚が乱れ、適正な
解きほぐしが行われない場合がある。

そしてこのような非磁性薄板７は一般に弾性ゴム、有機
樹脂等により形成可能であるが塩ビシートを用いると、
トナー層Ａとの摺擦により前記シート面にトナーが溶着
する恐れがあり、好ましいものではない。又前記非磁性
薄板７の肉厚は弾性力、非磁性スリーブ２との離間間隔
、及び該薄板の弾性係数等との関係により必要とする弾
性力に応じた肉厚が適宜決定される訳であるが、少なく
とも１００　ｐ、ｒａ以−には必要である。

第２図は前記非磁性薄板７と接する非磁性ス　。

リーブ２の表面形状を示す拡大展開図であり、第ｂ ３図はその断面図である。

本図より理解される如く、非磁性スリーブ２表面には、
該スリーブ２の回転方向に対しその両側に４５°角度変
位させた傾斜線に沿って格子状の凹溝８が形成されてい
る。

そして前記凹溝８の深さＤ及びピッチＰは前述した条件
によって設定されるが、トナー平均粒子径が１０ｇｍと
すると、前記深８０は３〜３０１１．Ｉｌｌ、ピッチｐ
は１０〜５０ｐｍ程度が適当である。そしてかかる凹溝
８の断面形状は第３図に示す如く矩形状に形成しても又
半円状に形成してもよい。

又非磁性スリーブ２の回転方向に対する凹溝８の傾斜角
度は、１５〜７５度の範囲、好ましくは３０〜６０度の
範囲で任意に設定することが出来、又該凹溝８の格子形
状を必ずしも対称形状に形成する必要もない。

そしてこのような凹溝８の加工は、針状バイトを多数列
状に埋め込んだ金属ブラシやサンドベルトを前記スリー
ブ２表面に軸線方向に沿って当接させた後、該スリーブ
２を軸線方向に移動させながら正回転及び逆回転をさせ
ることにより簡単に形成出来る。勿論このような機械加
工でなく、高周波処理やエツチング等の電気的、化学的
加工方法を用いてもよい。

かかる実施例によれば、前記非磁性スリーブ２の回転に
より非磁性薄板７の当接位置まで達したトナー層＾は、
該非磁性薄板７との圧接面に入り込みなから層厚規制さ
れた後、反発磁界形成領域Ｈ内に達すると、前記再固定
磁石４ａ、４ｂの反発力により非磁性スリーブ２の拘束
が解かれ、該スリーブ２より僅かに浮き−Ｌがり空中遊
泳状態を維持した後、そのトナー密度が相になったトナ
ー穂＾１を前記磁石体ブレード６により層厚した後、下
流側の固定磁石４ｂにより非磁性スリーブ２上に均−口
、つ密な状態で再配列され、極めて薄膜なトナー薄層Ａ
２が形成出来る。

尚、本実施例に使用された磁性トナーは、ポリスチレン
樹脂、磁性体（フェライト）、カーボンブラック、荷電
制御剤からなり、磁性体が３０〜４０屯量部含むものを
使用した。

かかる実施例においては、非磁性薄板７自由端側を非磁
性スリーブ２に圧接してトナー層厚の規制を行う為に、
外部部材よりの振動伝帳その他により該非磁性薄板７が
揺動し、接触圧が不安定になり易い。

第４図は、かかる実施例の欠点の解消を図った他の実施
例で、前記実施例との差異を中心に説明すると、前記非
磁性薄板７自由端側の非磁性スリーブ２表面との圧接位
置を前記−の固定磁石４ａと対応する位置に定め、該非
磁性薄板７の圧接面背面側に磁性体又は逆極性の磁石薄
板９を配設し、非磁性薄板７が非磁性スリーブ２へ向け
、磁気的吸引力が生じるように構成する。

この結果、前記磁気的吸引力により接触圧が安定化し、
振動その他から生じるトナー層規制厚のバラツキを防止
出来る。

尚、逆極性の磁石薄板９を配設した場合は、前記非磁性
スリーブ２表面との圧接位置を固定磁石４ａと対応する
位置に定めなくても、磁気的吸引力が発生する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る現像装置の全体概略図、
第２図はトナー担持体の表面形状を指示す拡大展開図、
第３図はその断面図、第４図は他の実施例に係る要部概
略図である。 第１図 ７．′ｆ開昭ＦＥＩ−１４７２６４（７）第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）トナー担持体上に担持されながら現像位置方向に移
   動するトナーを、接触圧により所定の層厚に規制した後
   、該層厚規制されたトナー層に磁力線を作用させた事を
   特徴とするトナー層形成方法 ２）層厚規制されたトナー層に磁力線を作用させること
   によりトナーの解きほぐしを行わしめたことを特徴とす
   る特許請求範囲第１項記載のトナー層形成方法。 ３）前記トナーの解きほぐしを、磁性ブレードとトナー
   担持体間に形成された反発磁界形成領域中で行うことを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載のトナー層形成方
   法 ４）前記トナーの層厚規制を、弾性力を有する非磁性薄
   板により行う事を特徴とする特許請求の範囲第１項から
   第３項までのいずれか一項記載のトナー層形成方法 ５）層厚規制されたトナー層の上方空間が、トナーの解
   きほぐし位置に達するまで隠蔽されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか一
   項記載のトナー層形成方法 ６）前記トナー層厚の規制を、接触圧に加えて磁気的吸
   引力を印加して行なう事を特徴とする特許請求の範囲第
   １項から第５項までのいずれか一項記載のトナー層形成
   方法。 ７）前記トナーの層厚規制位置において、該層厚規制さ
   れるトナーの逆戻りが阻止され、且つ前記規制位置で回
   転又は撹拌されながらトナー規制が行われる事を特徴と
   する特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか一
   項記載のトナー層形成方法。 ８）現像位置上流側のトナー担持体上に、該トナー担持
   体移動方向に沿って順次、トナー層厚規制手段と磁界形
   成手段とを設け、該規制手段により層厚規制されたトナ
   ー層が、前記磁界形成領域中で解きほぐされた後、現像
   位置に達するよう構成した事を特徴とするトナー層形成
   装置 ９）前記トナー層厚規制手段が、弾性を有する非磁性薄
   板をトナー層を介してトナー担持体上に圧接させること
   により構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第８
   項記載のトナー層形成装置 １０）前記磁界形成手段が、トナー担持体上に所定間隔
   離間して配した磁性ブレードと実質的に対向するトナー
   担持体の背面側に固定磁極を配置して構成したことを特
   徴とする特許請求の範囲第８項記載のトナー層形成装置 １１）トナー担持体の背面側に同極性の固定磁石を隣接
   して配置し、該固定磁石により形成される反発磁界形成
   領域中に磁性ブレードを位置せしめた事を特徴とする特
   許請求の範囲第８項記載のトナー層形成装置 １２）前記非磁性薄板を磁性ブレードより上流側に引き
   出し、その自由端側が前記トナー担持体上に圧接される
   よう構成した事を特徴とする特許請求の範囲第９項から
   第１１項までのいずれか一項記載のトナ層ー形成装置。 １３）前記非磁性薄板の、トナー担持体との圧接面の背
   面側に磁性体を配置し、非磁性薄板がトナー担持体へ向
   け、磁気的吸引力が生じるように構成した事を特徴とす
   る特許請求の範囲第９項から第１２項までのいずれか一
   項記載のトナー層形成装置。 １４）前記非磁性薄板と接するトナー担持体表面に、ト
   ナー担持体の移動方向に対しその両側に所定角度傾斜さ
   せて格子状凹溝を形成した事を特徴とする特許請求の範
   囲第９項から第１３項までのいずれか一項記載のトナー
   層形成装置。 １５）前記凹溝深さが、トナー平均粒径の１／４〜３倍
   にして、且つ隣接する凹溝間距離（ピッチ）が、凹溝幅
   の１〜５倍に設定したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１４項記載のトナー層形成装置 １６）前記トナー層厚規制手段を反発磁界形成領域より
   引き出された可撓性の非磁性薄板で形成し、該非磁性薄
   板が反発磁界形成領域の上流側でトナー層を介してトナ
   ー担持体と接するよう構成した特許請求の範囲第８項記
   載のトナー層形成装置 １７）前記非磁性薄板と接するトナー担持体表面に凹凸
   面を形成し、該凹凸を形成する境界壁（辺）がトナー担
   持体の移動方向の左右両側に存在し、且つその境界壁間
   の内角が１８０度以下であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１６項記載のトナー層形成装置 １８）前記凹凸面を形成する凹部深さがトナー平均粒径
   の１／４〜３倍であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１７項記載のトナー層形成装置 １９）隣接する凹部間距離が、前記境界壁と直交する断
   面上で、凹部幅の１〜５倍であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１７項記載のトナー層形成装置