JPH0250180A - 現像剤層形成方法及び装置 - 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、電子写真式画像形成装置の現像に適用される
現像装置の、現像剤担持体上の現像剤層厚を規制する現
像剤層形成方法及び装置並びに現像剤層厚規制装置を有
する現像装置に関するものである。

〔発明の背景〕

ｌ成分又は２成分現像剤を用いての電子写真式画像形成
装置においては、良好な画質を有する画像を得るために
、現像剤担持体上の現像剤の層厚を薄く、しかも均一に
することが必要である。

従来この目的に添った種々の現像剤層形成装置が知られ
ている。例えば、 （ａ）特開昭５４−４３０３８号公報記載の現像剤層形
成装置は、現像剤担持体に一方に自由端を有する板状の
弾性体よりなる現像剤の層厚規制部材を撓ませて現像剤
担持体に圧接させるものであり、（ｂ）特公昭６０−９
２６８号公報記載の現像剤層形成装置は、ｌ成分現像剤
を用いる現像装置において、弾性体より成る現像剤担持
体に回転ローラを接触せしめて現像剤の層厚を規制する
ものであり、（ｃ）特開昭５９−１２６５６７号、５９
−１２９８７９号公報等に記載の現像剤層形成装置は、
やはりｌ成分系現像剤を用いる現像装置において、現像
剤担持体と間欠的或は連続的に回転する弾性ローラを圧
接せしめ圧接部のニップにより現像剤の層厚を規制する
ものである。

〔発明が解決しようとす、る問題点〕

上記従来提案されている（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、各現
像剤層形成装置はそれぞれ次のような欠点がある。（ａ
）の装置では、弾性体からなる層厚規制部材を撓ませて
発生する押圧力を利用しているため、その押圧力は現像
剤担持体の回転速度、圧接位置、及び現像剤層厚等の変
動により変化し易く、また振動し易く、しかもその振動
を抑制する手段が講じられていないため、画像形成装置
内で発生した振動に共振して振動するようになり、この
ため均一な厚さの現像剤層を得ることが困難になるとい
う問題点がある。

（ｂ）の装置では、規制部材による現像剤の掻き取りを
防ぐため現像剤担持体側をゴム弾性体とすることで接触
面積を増加し現像剤帯電による現像剤担持体の現像剤保
持能力を増加し掻き取りを防止するようにしたものでそ
の効果は生じたもののより均一でしかも薄い現像剤層を
形成することは難しい。また（ｃ）の装置では、前述し
た（ａ）、（ｂ）特に（ｂ）の装置に対しさらに安定し
た均一な薄い層を得ることが出来るが回転体による層厚
規制手段によるため現像剤の凝集した粒子を解きほぐし
或は凝集した粒子を排除する能力等においてその性能は
劣りニップ部に凝集した粒子の塊りが挟持され、回転体
の回転に伴ってスルーしてしまうと言った現象を生じ間
欠回転によっても必ずしも満足される性能が得られず画
像汚れ、黒点等を生じ画質低下を来たすものである。ま
た圧力バランスを取るため回転機構、圧接機構等が複雑
なものになっていた。

本発明は、この点を解決して良好な画像を形成するべく
、現像剤担持体上の層厚を均一にして安定して形成し、
凝集した現像剤やトナーが現１！域に移動することを防
止し得るようにした現像剤層厚規制方法及び装置を、更
に本発明に係わる現像剤層厚規制装置を用いた現像装置
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、現像剤を担持し搬送する現像剤担持体に、
内部に気体又は液体を封入した可撓性円筒部材を押圧し
て現像剤の層厚を規制することを特徴とする現像剤層形
成方法、及び現像剤を担持し搬送する現像剤担持体と、
内部に気体を封入した可視性円筒部材より成る層厚規制
部材と、該層厚規制部材を固定保持する保持部材とを有
し、該保持部材の弾力或は別に設けた弾性部材の弾力に
より前記層厚規制部材を前記現像剤担持体に押圧して現
像剤の層厚を規制することを特徴とする現像剤層形成装
置、又はかかる現像剤層形成装置を有する現像装置によ
って達成される。

〔実施例１〕 本発明の実施例を第１図ないし第５図に示す。

第１図は本発明において現像剤の層厚規制部材として使
用される可撓性円筒部材（以下単に円筒部材と称す）ｌ
を示すもので図（Ａ）はその縦断面を、図（Ｂ）はその
横断面すなわち矢示ＡＡ断面を示す。

前記円筒部材ｌはウレタン等の気密性の良いゴム弾性体
或いはポリプロピレン、ポリエチレン、ビニール等の可
視性物質から成るチューブによって形成されたもので一
方の端部２は予め密封されていて他方の端部３は開放し
ていて吸入口として使用される。

前記円筒部材１は端部３より気体４を封入され所定の内
気圧に達した状態で熱プレス等の手段により前記端部３
が閉封される。なお前記端部３にいわゆる「ヘソ」を取
付けて置けば注射器のような器材を利用して簡易に気体
４を封入することも出来る。

前記円筒部材ｌに封入する気体４としては通常の空気で
も良いが、円筒部材ｌに使用されるゴムその他の可撓性
材料の弾性物質に対し耐腐食性、耐久性等の見地から物
理的、化学的な作用のない窒素ガス、炭素ガス等のよう
な不活性ガスを用いるのが好ましくある。

なお本発明の主旨に副うものであれば前述した気体４に
替えて前記円筒部材ｌに水、油等の液体を封入したもの
でも良い。

また前記円筒部材ｌはその外周面の全域もしくは少くと
も現像剤との圧接面に、表面を強化しかつ現像剤との摩
擦帯電を誘起させる目的で、必要に応じ炭素繊維あるい
はシリコン材等の被膜５が現像剤の凝集を解きほぐす程
度の適度の粗面状にシート重合体あるいは表面コートに
よって形成されている。

気体４を封入した前記円筒部材ｌはその全周面にわたっ
て均一な弾性を有する弾性体となり、その弾性係数は気
体４の封入圧力や前述した被膜５を形成するシート重合
体、表面コート等によって多少異なるもの、基本的には
封入時の円筒部材ｌの厚さｈと外周面の曲率半径Ｒ等で
決められこれ等を円筒部材ｌの材質に応じて種々選択す
ることにより最適の弾力数が得られる。

前記円筒部材ｌは現像剤担持体に対し互いに軸心を並行
にして圧接され、圧接によって生じた現像剤担持体との
ニップ部に現像剤を摺擦・通過させて層厚を規制する層
厚規制部材として使用される。

次に前記円筒部材ｌを使用した現像剤層形成装置の各実
施例について説明する。

第２図は現像器内の要部を示したもので、１０は現像剤
担持体たる現像スリーブ、２０は前記円筒部材１を支持
、固定する保持部材で前記現像スリーブＩＯの長さに相
当する奥行を有する板状の部材、２Ｉは該保持部材２０
を現像器内の定位置で回動自在に支持する支持軸で現像
器の両側壁において固定されている。まｔこ２２は現像
器の側壁と前記保持部材２０の間に張架した引張バネで
ある。

前記円筒部材１はほぼ半周面を外接する前記保持部材２
０先端の受は部２ＯＡに接着して固定されていて前記引
張バネ２２の付勢による保持部材２０の時計方向の回転
トルクにより前記現像スリーブｌＯの周面に圧接されい
る。

なお前記受は部２０Ａは保持部材２０の本体部２０Ｂと
は別に製作して一体に結合したものでも良くまた前記保
持部材２０の付勢は引張バネ２２に替えて板パイ、によ
っても良い。

第３図は前述した保持部材自体を弾性体に形成してその
弾力によって前記円筒部材ｌを現像スリブＬＯに圧接さ
せるように構成した例である。

３０はリン青銅あるいはステンレン等のバネ用薄板を折
曲げて形成した保持部材、３ＯＡはその先端の受は部、
３１は前記保持部材３０を現像器内の定位置に取付ける
支持金具で該支持金具３１は現像器の両側壁間に架設さ
れている。

前記円筒部材Ｉは前例同様その半周面を前記受は部３Ｏ
Ａに外接して接着されていて図示の状態にて前記保持部
材３０の弾力により現像スリーブの周面に圧接されてい
る。

なお第３図（Ａ）は時計方向に回転する現像スリーブＩ
ＯＡの回転方向に対して順方向に圧接した例、一方第３
図（Ｂ）は反時計方向に回転する現像スリーブｌＯＨの
回転方向に対して逆方向に圧接した例であるが、第３図
（Ｂ）の場合には、円筒材ｌの現像スリーブＩＯＢを押
圧する面積を加減してニップ部の幅と圧接力のバランス
をとると、ニップ部を通過する現像剤が加圧、摺擦を受
けても凝集を起さずその結実現像スリーブＪＯＢに均一
な現像剤の薄層が得られ易い。

第４図は層厚規制部材として前記円筒部材ｌに替え直方
体状の中空部材ＩＡを使用した例で前述した円筒部材Ｉ
と同様の層厚規制能力を有するものである。

１Ａ−１はプラスチック或は金属材料をもって形成した
一面のみを開口した直方体の容器、ＩＡ−２は前記円筒
部材１と同様ウレタンその他の可視性物質から成るシー
トで該シートＩＡ−２は予め前記容器１Ａ−１を密封す
るようその開口部を覆って接着されている。

さらに前記容器ＩＡ−１には図示しない吸入孔より前例
の場合と同様の気体あるいは液体が封入されてその内圧
により前記シートＩＡ−２が円弧状に突出されている。

前記中空部材・ＩＡは支持軸４１を支点とする保持部材
４０の先端に接着、固定されて引張バネ４２の作用によ
り現像スリーブｌＯの周面に圧接される。

以上の各実施例は何れも層厚規制部材を、それ自体の弾
性にざらに引張バネ、板バネ等の弾性部材の弾力を加え
て現像剤担持体に圧接する装置を示したが、封入する気
体あるいは液体の圧力を選択すれば前述した弾性部材を
使用しなくとも所要の圧接力が得、られ同様の効果を得
ることが出来る。

第５図はその一例を示したもので、５０は固定部材、５
０Ａは該固定部材の両側端の四角形の突起、５１は現像
器の（＋１壁で前記円鯖部材ｌは前記固定部材５０の受
は部に接着された状態で、矢示ＢＢ断面を示した第５図
（Ｂ）にある如く、現像器の両側壁５１の間に架設され
、定位置にてその弾力のみによって現像スリーブｌＯの
周面に圧接される。

〔実施例２〕 以上の現像剤層厚規制方法及び装置をふまえて前記第５
図の実施例を用いた現像装置の実施例について説明する
。

第６図は現像装置の要部断面を示すものであって、６１
は像担持体、６２はハウジング、６３は現像スリーブ、
６４はマグネットローラ、５００は円筒部材、５０は円
筒部材５００の固定部材で円筒部材の受けとなるもので
あり、　５０Ａは第５図（Ｂ）にて示した如く円筒部材
５００及び固定部材５０を一体として現像装置側壁５１
に固定するための突起であり、現像装置の側壁５１に固
定され円筒部材内の気圧により円筒部材５００は現像ス
リーブ６３に対し一定荷重で固定押圧される。６７およ
び６８は第１８よび第２撹拌部材、６９は供給ローラ、
７０はスクレーパ、７１は撹ｔ↑仕切板である。

装置内に補給されたトナーは矢示方向に回転する第１撹
拌部材６７と、これと反対方向で互に重複するように回
転する第２撹拌部材６８．！：によりキャリアと充分撹
拌混合された土塊体刑りとして供給ローラ６９を介して
現像スリーブ６３に送られる。

前記第１撹拌部材６７と前記第２撹拌部材６８は互に相
反する矢示方向に回転する左巻きの螺旋角をもったスク
リュー状の部材であって第２撹拌部材６８の推力によっ
て奥側に搬送されたトナーとキャリアは、奥側に向は上
縁が低く傾斜する前記撹拌仕切板７１を順次乗り越えて
第１撹拌部材６７側に移りその推力によって手前側に搬
送され、その間におけるトナーとキャリアとの混合作用
によって摩擦帯電がなされた均質な現像剤りとされ、ス
ポンジ状で矢示方向に回転する供給ローラ６９によって
現像スリーブ６３周面上に層状に付着する。

なお第６図で示した例で用いた現像剤は下表のようなも
のである。

第１表 この装置において、円筒部材５００を６Ｉｍｎ＋で厚さ
ｔ＝Ｑ、３ｍｍのウレタンゴムを用い、マグネットロー
ラ４の磁極に対向する位置に（２〜６）ｇｆ／ｍｍの荷
重がかかるようにしたところ、均一でムラがなくほぼ（
７〜９　）　ｍｇ／ｃｍ”の搬送量が得られた。

その結果ムラのない濃度の安定した画像が得られた。そ
の際に現像スリーブ６３表面の押圧位置での磁束密度は
６００ガウスであった。

また円筒部材５００を用いた際の搬送量については第７
図に示す関係のように径を変化させたときの押圧力と搬
送量の関係を得ることができたが、之より適当な搬送量
を選ぶことが出来た。

なお現像スリーブ６３の材質として非磁性体のステンレ
スを用いたが、アルミ材の金属や硬い樹脂、ガラス、セ
ラミックス等の剛性を有する材質を用いても同等の効果
が得られた。現像スリーブ６３の表面アラサは３Ｓのも
のを用いた。表面アラサを（０，１〜２０）Ｓのものを
用いても同様の効果が得られた。

更に本発明においては従来のものに比べ現像スリーブ６
３の磁極位置に対向した位置に円筒部材５００を必ずし
も押圧せしめなくとも安定した層厚が規制された。

以上の説明したところより、前記現像スリーブ６３表面
には搬送される現像剤りの層厚を規制し１００μ’ｍ　
−４５０μｍ好ましくは１５０／Ｊ　ｔａ〜４００／７
　ｔｓの範囲の薄い現像剤層を形成するようになる。

固定したマグネットローラ６４とその外側を矢示方向（
時計方向）に回転する現像スリーブ６３周面上に付着し
た薄層をなしたこの現像剤層は現像領域７２において矢
示方向に回転する像担持体６１上の潜像を間隔をへだて
て非接触で現像しトナー像を形成する。

第８図は、第５図の例で形成された現像剤層が現像部近
傍で、穂立ちしている状況を示している。

現像剤担持体６３ど像担持体６１の最近接距離ｄ１現像
剤の穂立ち高さをＳとすると非接触現像方式ではｄ）Ｓ
の条件となる。

この非接触現像時には図示しない電源から交流成分を含
む現像バイアスが前記現像スリーブ６３に印加され、そ
の結実現像スリーブ６３上に現像剤中のトナーのみが選
択的に前記潜像の面に移行して付着される。

トナー成分を消費した現像剤はキャリア比率が高くなっ
て現像スリーブ６３によって搬送されて前記スクレーバ
７０により剥離回収され、再びトナー比率の高い現像剤
と混合される。

本発明の現像装置の第５図に示した実施例の備える各構
成部材の仕様は次の通りである。

前記現像スリーブ６３は外径寸法２０ｍｍ　ｌの薄肉円
筒状のステンレス材で外周面を３μｍの粗さにホニング
処理したものであり毎分２００〜３００回転、本実施例
においては毎分２５０回転で時計方向に回転されている
。現像スリーブ６３径は現像装置の小型化からも小径ス
リーブが求められるが、内蔵するマグネットローラの磁
力の制限から１５〜３０ｍｍ　ｌに設定される。また現
像スリーブの回転数についても、種々実験を行ったが、
回転数が低いと現像剤の供給量も少なく、潜像を現像し
たときの画像濃度も低い。外径２０ｍｗｒの現像スリー
ブについてみると、回転数が毎分Ｏ〜２００回転の間は
最高画像濃度は直線的に増加し、毎分２００回転以上に
ついては飽和状態となる。しかし叩境温度が低いときに
は最高画像濃度が低下するので、若干の余裕をもって設
定することが必要である。

前記マグネットローラ６４は第６図に示す如くＮおよび
Ｓを交互に等間隔に配置した等磁極の１２極の磁石から
構成されるものであるが前記スクレーバ１０の接する部
分において反発磁界を形成し、現像剤の剥離を容易にす
るため１極欠落させて１１極とし、前記現像スリーブ６
３内で固定した状態にて内包されている。なお各磁石の
磁力はキャリア付着を押さえるために大きい方がよいが
、マグネットローラ形状によっては製作上の限界もあり
現像スリーブ３の周面上にて５００〜７００ガウス程度
本実施例では６００ガウスに保たれている。なおマグネ
ットローラ６４にはフェライトを用いている。

上記実施例で固定押圧された内部に気体を封入した円筒
部材５００を層厚規制部材として用いた所、現像剤凝集
による白スジとか連続コピー等での層厚規制部材へのト
ナーのコビリ付き、画質低下等のない信頼性に優れ良好
な画質を得ることが確認された。

尚、本発明を用いた現像装置において、現像スリーブ６
３は実施例１，２で示しｌ；如く内部に磁石を存するも
のでも、有しないものでもよく且つ、内部磁石は固定、
回転のいずれにも適用しうろことは勿論である。更に実
施例２においては第５図の例による円筒部材が固定され
保持部材の押圧力で気体或は液体を内部に封入された弾
力を有する円筒部材を現像スリーブ６３に押圧する対応
のものを示したが第１図ないし第４図等に示した実施例
の如き他の弾性部材を併用したものでも良い。

〔発明の効果〕

本発明の現像剤層形成方法は、気体又は液体を封入した
層厚規制部材を現像剤担持体に押圧するようにしたもの
であるが、本発明によるときはいわゆるパスカルの原理
による作用によって当接個所に−様な押圧力が生じ−様
な薄層形成がなされることとなる。

一端に自由端をもつ弾性板の腹部にて薄層形成する前記
（ａ）に比較して、より現像剤担持体に対する押圧面積
を広げ均一な薄層の形成が可能となりより凝集物の押上
、粉砕等の効果を生じ、また構造的取付精度が要求され
る回転する弾性体の場合すなわち前記（ｃ）においても
、回転機構を必要としない安価な装置を提供しかつ凝集
トナーのスルーを生じることがなく画像上の黒点として
画質低下を来たしたりすることがなく、特に２成分現像
剤において安定した摺擦接触面積、押圧力がとれて過分
なキャリアのスルーを防止し画質に悪影響を及ぼすキャ
リア付着やさらに定着熱ローラ利用の際のローラへのキ
ャリア付着による寿命劣化、損傷を生ぜしめることのな
い安定した現像剤層厚を形成することの可能な画像性、
信頼性、部品耐久性のより優れた方法および装置はこれ
らの優れた特性を有する電子写真式画像形成装置の現像
装置を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における現像剤の層厚規制部材の縦、横
の各断面図、第２図ないし第５図は前記層厚規制部材を
備えた各現像剤層形成装置の側面図、側断面図、第６図
は現像装置の要部断面図、第７図は円筒部材を用いた際
の搬送量の関係を示すグラフ、第８図は像担持体と現像
スリーブとの間での現像の説明図。 ｌ・・・円筒部材　　　ＩＡ・・・中空部材２．３・・
・端部　　　４・・・気体（液体）５・・・被膜 １０．１ＯＡ　、ＩＯＢ　、６３・・・現像スリーブ２
０．３０．４０・・・保持部材 ２１．４１・・・支持軸　　３１・・・支持金具２２．
４２・・・引張バネ ５０・・・固定部材　　　　５Ｉ・・・（現像器の）側
壁５００・・・円筒部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像剤を担持し搬送する現像剤担持体に、内部に
   気体又は液体を封入した可撓性円筒部材を押圧して現像
   剤の層厚を規制することを特徴とする現像剤層形成方法
   。
2. （２）現像剤を担持し搬送する現像剤担持体と、内部に
   気体を封入した可撓性円筒部材より成る層厚規制部材と
   、該層厚規制部材を固定保持する保持部材とを有し、該
   保持部材の弾力或は別に設けた弾性部材の弾力により前
   記層厚規制部材を前記現像剤担持体に押圧して現像剤の
   層厚を規制することを特徴とする現像剤層形成装置。
3. （３）像担持体の潜像を現像する現像装置に於いて、現
   像剤を担持し搬送する現像剤担持体と、内部に気体を封
   入した可撓性円筒部材より成る層厚規制部材と、該層厚
   規制部材を固定保持する保持部材とを有し、該保持部材
   の弾力或は別に設けた弾性部材の弾力により前記層厚規
   制部材を前記現像剤担持体に押圧して現像剤の層厚を規
   制する構成を有することを特徴とする現像装置。