JPH04146467A - 一成分現像装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、−成分現像剤を用いて静電潜像を現像する一
成分現像装置に係り、特に、濃度ムラのない良好な現像
を行うための一成分現像装置の改良に関する。

［従来の技術］ 潜像担持体上に形成された静電潜像を現像し可視像を形
成する現像装置としては、使用する現像剤の種別等に応
じ、従来より各種タイプが提案されている。

このうち、トナーのみからなる一成分現像剤を使用する
現像装置としては、例えば、第１０図及び第１１図に示
すものが知られている。

第１０図は、磁性トナーを現像剤として用いる一成分現
像装置を示しており、磁性トナー■を収容するホッパー
ａと、回動自在な円筒状スリーブｂ１内に複数の磁石ｂ
２を固定配置し、磁力により磁性トナー■をスリーブｂ
１上に吸着する現像剤担持体ｂ　（以下、現像ロール）
と、この現像ロールｂにより搬送される磁性トナー量を
規制する現像剤量規制部材Ｃとから構成されている。

又、第１１図は、非磁性トナーを用いる−成分現像装置
を示すものである。この装置においては、磁力によりト
ナーＴをスリーブｂ１上に吸着させることが不可能なの
で、現像ロールｂに対し現像剤供給ロールｄを隣接配置
し、この供給ロールｄでホッパーａ内の非磁性トナーＴ
をスリーブｂ１に押付けて強制的に付着させる構成とな
っている。

このように構成された一成分現像装置においてホッパー
ａ内に収容された磁性トナーあるいは非磁性トナー■は
、先ず、回動するスリーブｂ１上に担持され、次いで、
現像剤の搬送経路途中に位置する現像剤量ＩＪＡｉｉｌ
Ｊ部材Ｃで所定の値に薄層化されると共に、規制部材Ｃ
との摩擦により電荷を与えられた後、潜像担持体ｅに面
した現像領域へ搬送される。そして、搬送されたトナー
Ｔは、現像ロールｂに印加される直流重畳交流電圧が潜
像担持体ｅと現像ロールｂとの間に形成する電界により
潜像担持体ｅｃ向は飛翔し、静電潜像ｆを現像してトナ
ー像を形成する。

この際、上記現像剤量規制部材Ｃは、トナーを薄層化し
且つ摩擦帯電により電荷を与える必要上、所定の力で現
像ロールｂに圧接することが要求される。それ故、上記
した従来の現像装置においては、バネ板Ｃ１とこのバネ
板Ｃ１の一端に固着された軟弾性体Ｃ２とから現像剤量
規制部材Ｃを構成し、この軟弾性体Ｃ２を現像ロールｂ
に押付けるようにバネ板Ｃ１を配置して、規制部材Ｃと
現像ロールｂとの間に圧接力（通常、線圧７５〜１１０
ｇ／ｃｍ程度）を生じさせている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、−成分現像装置においては、１８度ムラのな
い良好な現像を持続する上でスリーブ表面に付着するト
ナー量を常に均一（することが要求されるが、それには
現像剤量規制部材に設けられた軟弾性部材をスリーブに
対してその軸方向、周方向へ均一に圧接させることが必
要である。

しかし、軟弾性部材の圧接の均一性は、現像剤量規制部
材の直線性や現像ロールに対する平行度、現像剤量規制
部材の支持方法あるいは現像ロール外周面のうねり等、
現像装置を構成する部品自体の精度やその組立て精度に
影響を受は易く、均一なトナー付着量を得ることはかな
り困難である。

又、仮に、厳密な精度で各部品の製作及びその組立てを
成し得たとしても、軟弾性部材のスリーブに対する軸方
向、周方向の圧接力の分布には微妙なムラが残菌し、ス
リーブ上のトナー付着量が不均一になってしまうという
問題点があった。

この点に関し、従来は二つの観点から対策が検討されて
いた。

先ず、第一の対策は、軟弾性部材のスリーブに対する圧
接力を大きく設定して、圧接力の分布ムラを解消する方
法である。しかし、このことは以下のような不都合を生
じる。

すなわち、スリーブを駆動するのにより大きなトルクが
必要となったり、薄層化されるトナーに過度の機械的あ
るいは熱的ストレスが与えられるのでトナーが早期に劣
化するといった問題点である。又、スリーブに撓みが生
じて、静電潜像担持体と現像ロールとの間隙が狂い易い
といった問題点も生じる。

加えて、軟弾性体のスリーブに対する圧接力を大きく設
定した現像装置に対しては、加圧によって記録シートへ
の定着を行なうタイプの現像剤、例えば、マイクロカプ
セルトナー等を適用することも困難となる。

又、第二の対策は、規制部材のバネ板部材をポリエステ
ルフィルム等の可撓性材料から製作し、規制部材にスリ
ーブ外周面のうねりを吸収させる方法である。この場合
は、バネ板部材のスリーブに対する圧接力は弱くならざ
るを得ないので、上記第一の対策に起因する不都合が生
じることはない。

しかし、装置の繰返し使用に伴ない経時的にバネ板部材
が変形するので、長期にわたり規制部材とスリーブとの
圧接力を均一に保つことは困難であった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり
、その目的とするところは、現像剤規制部材のスリーブ
への圧接力を小さく設定した場合にも均一なトナー薄層
を形成することが可能であると共に、各種−成分現像剤
に対応可能であり、且つ、長寿命化を図ることが可能な
一成分現像装置を提供することにある。

［課題を解決するだめの手段］ 上記目的を達成するために、本発明の一成分現像装置は
、静電潜像担持体に対向配置され、ホッパー内に収容さ
れた一成分現像剤を現像領域へ搬出する現像剤担持体と
、バネ板部材の一端に固着された軟弾性部材を上記現像
剤担持体に圧接させて現像剤の薄層を形成する現像剤量
規制部材とを備え、上記軟弾性部材は、現像剤担持体に
圧接する当接部が先細り状に形成されると共に、少なく
とも当該当接部の一部が上記バネ板部材から突出してい
ることを特徴とするものである。

このような技術的手段において、上記填像剤担持体とし
ては、付着した現像剤を現＠領域へ搬送可能であれば、
現像剤の磁性、非磁性に応じその構成等を適宜設計変更
しで差支えない。

又、上記現像剤量規制部材を構成するバネ板部材どして
は、薄層化する現像剤の種類や所望する薄層の厚さ等に
応じて、その引張り強さや現像剤担持体への圧接力等を
適宜変更して差し支えない。

更に、現像剤担持体に圧接する軟弾性部材としては、例
えば、シリコンゴムやＥＰＤＭゴム等、耐磨耗性等を考
慮して適宜その材質を選択して差し支えないが、好まし
くは表面エネルギが３０ｄｙｎ／ＣＩｉ以下、ゴム硬度
が３０’〜７０°のものが良い。又、現像剤担持体に当
接する当接部の形状としては、バネ板部材に固着される
基端側に比べてバネ板部材より突出した先端側か簿い所
謂先細り形状であれば、適宜その形状を変更して差支え
ない。但し、軟弾性部材と現像剤担持体との間に現像剤
を入り易くするどい・う観点からすれば、先端の形状は
曲面状であることが望ましい。

尚、本願発明者らが検討したところによれば、薄層化す
る現像剤の種類、バネ板部材の撓み角によっても異なる
が、軟弾性部材のバネ板部材からの突出量がｏ、ｉｓ・
”１５．ＯＮａのとぎに、現像剤の薄層形成を長期にわ
たり好ましい状態に維持できることが判明している。

［作　用］ Ｆ記技術的手段は次のように作用する。

軟弾性部材の当接部を先細り形状に形成すると共に当該
当接部の一部をバネ板部材から突出さ罎４ることにより
、現像剤担持体への圧接力が小ざい場合にも上記当接部
が容易に圧縮変形して、軟弾性部材が現像剤担持体に対
し−Ｃ周方向及び軸り向へ均一に圧接する。

［実施例］ 以下、添付図面に基づいて本発明の一成分現像装置を詳
細に説明する。

◎第一実施例 第１図は本発明に係る一成分現像装置の第一実施例を示
すものである。この−成分現像装置は磁性トナーの一成
分現像剤■を使用するものであり、静電潜像担持体りに
対向配置された現像ロール１と、先端部に設けられた軟
弾性部材２２が上記現像ロール１に圧接するよ）配設さ
れた現像剤量規制部材２とから構成され、これらが現像
剤Ｔを収容するホッパー３内に配設されている。

先ず、上記現像ロール１は、極性及び磁力の異なる複数
の磁極（Ｎ・・・、Ｓ・・・）が製磁され、ケーシング
（図示せず）に固定支持され！、＝マグネッ１へロール
１１と、このマグネットロール１１の周囲を回動する円
筒状スリー　７１２とからなり、スリーブ１２の回動に
伴って現像剤１の吸檻、搬送、及びスリーブ１２からの
解放がマグネットロール１１の磁気パターンに応じて行
われるようになっている。尚、この実施例において上記
スリーブ１２は、非抵抗値１０５〜１０９Ω・ｍのフェ
ノール樹脂を肉厚１、ｏ＃の円筒状に成形し、その表面
をＪＪＳの１０点平均粗さでＲＺ＝２〜１０ｕ、ｍ、と
なるよう軸方向に研磨した反導電性スリーブを用いた。

又、上記ホッパー３は、現像ロール１の下方から側方を
覆うように配設されており、収容した現像剤Ｔが現像ロ
ール１背面側に堆積して、現像領域通過後のスリーブ１
２表面に対し連続的に現像剤Ｔを供給できる構造となっ
ている。本実施例ではこのホッパー３内に収容される現
像剤■として、磁性粉を４８重量％含んだ磁性１〜ナー
が使用されている。

一方、上記現像剤量規１１部材２は、厚さ０．０８５ｍ
〜０．２０ａｉのバネ板部材２１　（５ＵＳ３０４　Ｃ
３Ｐ３／４Ｈ製、引張り強ざ９５ｇｆ／ＪｌｌＩ２、耐
力６８Ｎｆｆ／ｍ２）の先端にゴム硬度３０’〜７０’
のシリコンゴムからなる軟弾性部材２２を前流接着して
構成されている。

上記軟弾性部材２２は、第２図に示すように、現像ロー
ルに圧接する当接部２２ａの断面形状が、バネ板部材２
１に固着される基端側に比較して先端側が薄い所謂先細
り形状に成形されており、基端側の厚さは１〜１０ｊＩ
ＩＩ＋、先端側の厚さ０．１〜３ＪｌｌＩである。又、
このような形状を有する軟弾性部材２２は突出量し＝０
．１〜１５．０Ｍとしてバネ板部材２１に接着されてい
る。

そして、このように構成された現像剤量規制部材２は、
第２図に示すように、バネ板部材２１より突出した軟弾
性部材２２の当接部２２ａが現像ロール１と感光体ドラ
ムＤとの対向位置からスリーブ１２の回転方向と逆方向
に９０°〜１８０°の間の位置で現像ロール１に圧接す
るよう、ケーシング４に固定されたホルダー５に支持さ
れている。尚、この際のバネ板部材２１の撓み角はθ＝
１０°〜９０°であり、現像ロール１に対する軟弾性部
材２２の圧接力は２〜１８０ｇ／ＣＩＲである。

以上のような一成分現像装置を用い、実際に、静電潜像
担持体り上に形成された静電潜像Ｉの現像を試みた。静
電潜像担持体Ｏとしては光導電性を有する感光体ドラム
を用い、現像ロール１と感光体ドラムＯとの間隙幅を２
００〜３００μｍとする一方、現像ロール１のスリーブ
１２には交流電源５１と直流電源５２を接続し、周波数
２．４ｋＨｚ　、ピークツーｔ：”−り電／１１８００
〜２４００Ｖ　、直流成分−２００Ｖの直流重畳交流電
圧を印加した。

この状態でコピーを採取したところ、非常に解明な記録
画像が得られ、長期に渡ってコピーを取り続けてもスリ
ーブ１２上には軸方向及び周方向に均一な現像剤■の薄
層が形成され、コピー画像に変化は現れなかった。

次に、本実施例の有効性を確認すべく、本願発明者らが
行なった実験結果について報告する。

この実験では、現像剤量規制部材２と現像ロール１との
圧接力を変化させた際の、スリーブ１２に対する単位面
積当りの現像剤付着量の変化を記録すると共に、スリー
ブ１２の軸方向及び周方向における付着量の均一性を調
べた。実験結果を第３図に実線で示す。

又、比較のために、本実施例と同様の構成において、軟
弾性部材２２をバネ板部材２１の先端に合致してカット
した現像剤量規制部材２を用いて、本実施例と同一の実
験を行なった。以下、これを比較例１とする。実験結果
を第３図に破線で示す。

この実験結果によれば、本実施例は上記圧接力が約２〜
１８０ｇ／σの広い範囲にわたって付着量が均一な現像
剤薄層を形成し得るのに対し、比較例１では圧接力が約
７５ｇ／ｃＩＩｔ以上の範囲でしか現像剤の付着量を均
一にすることができなかった。

又、磁性トナーを用いるこの種の現像装置においては、
静電潜像担持体Ｏ上の静電潜像ｌを良好に現像し得る現
像剤付着量に一定の範囲があり、２．０ａｙ／ｃｄ以上
の付＠量では静電潜像Ｉの背景部にまで現像剤が飛散し
て現像画像に所謂カブリが発生する一方、０．５■／　
ｃｔｉ以下の付着量では現像画像に低濃度の領域が発生
してしまう。それ故、この範囲と上記した各実施例の範
囲とを重ね合わせると、静電潜像Ｉを良好に現像し得る
現像剤量規制部材２と現像ロール１との圧接力は、本実
施例が約２５〜１８０ｇ／ｒａの範囲（第３図内領域Ａ
）、比較例１が約７５〜１１０ｇ／ｃｍ（第３図内領域
Ｂ）となる。

従って、本実施例によれば、比較例１に比して低い圧接
力から高い圧接力までの広範囲にわたって静電潜像Ｉを
良好に現像し得ることが明らかとなった。

◎第二実施例 本実施例は、加圧によって記録シートへの定着を行なう
マイクロカプセルトナーを現像剤Ｔとして使用する一成
分現像装置を示すものである。

使用したマイクロカプセルトナーは、残留磁化１０．８
ｅｌｌｌｕ／ｇ、１３５エルステツドのマグネタイト磁
性粉を４０％含有し、ポリウレタン樹脂からなる外殻に
芯材となるポリイソブチルメタクリートを封入した平均
粒径１５μｍのマイクロカプセル粒子からできている。

現像ロール１の構成は上記第一実施例（第１図参照）と
路間−であるが、スリーブ１２外周面の面粗度をＪＩＳ
の１０点平均粗さでＲ２＝　４．３μｍとした。

又、現像剤量規制部材２の構成及び現像ロール１に対す
る配置は、バネ板部材２１として厚さ０．０５〜０．２
０．ｍ５（７）非磁性スフ　ンＬ／　ス（５ＵＳ３０４
ｃＳｐ３／４Ｈ材）を使用し、軟弾性部材２２のスリー
ブ１２に対する圧接力を２〜２０ｇ／ｃａとした以外は
上記第一実施例（第１図参照）と同一である。

そして、この様に構成された本実施例の現像装置を用い
、第一実施例と同様に静電潜像Ｉの現像を行なった。尚
、静電潜像担持体りとしては光導電性を有する感光体ド
ラムを用い、現像ロール１と感光体ドラムＯとの間隙幅
を２００μｍとする一方、現像ロール１のスリーブ１２
には交流電源５１と直流電源５２を接続し、周波数２．
４ｋＨ２、ピークツーピーク電圧２４（）ＯＶ、直流成
分−２００Ｖの直流重畳交流電圧を印加した。

この状態でコピーを採取したところ、非常に鮮明な記録
画像が得られ、長期に渡ってコピーを取り続けてもスリ
ーブ１２上には軸方向及び周方向に均一な現像剤■の薄
層が形成され、コピー画像に変化は現れなかった。

次に、上記第一実施例と同様、現像剤量規制部材２と現
像ロール１との圧接力を変化させた際の、スリーブ１２
に対する単位面積当りの現像剤付着量の変化、スリーブ
１２の軸方向及び周方向における付着量の均一性を調べ
た。実験結果を第４図に実線で示す。

又、比較のために、軟弾性部材がバネ板部材の先端に合
致してカットされた従来の現像装Ｍ（第１０図参照）を
用いて、本実施例と同一の実験を行なった。以下、これ
を比較例２とする。実験結果を第４図に破線で示す。

この実験結果によれば、本実施例は上記圧接力が約２〜
２０ｇ／ｃＩＲの広い範囲にわたって付着量が均一な現
像剤薄層を形成し得るのに対し、比較例２では圧接力が
約１２ｇ／α以下の範囲でしか現像剤の付着量を均一に
することができなかった。

又、上記第一実施例と同様の理由により、良好な現像を
行ない得る現像剤付着量の範囲が０．５〜２．０Ｉｆ１
９／ＣＩｌであることから、静電潜像Ｉを良好に現像し
得る現像剤量規制部材２と現像ロール１との圧接力は、
本実施例が約２〜２０ｇ／ｃＩｉの範囲（第４図内領域
Ｃ）、比較例２が約９〜１２ｇ／ａｒｔ（第４図内領域
Ｄ）となる。

従って、本実施例の一成分現像装置によれば、バネ板部
材２１を塑性変形し難いスンテレスとし、且つ、マイク
ロカプセルトナーが破壊しないような低圧接力（≦２０
ｇ／ＣＩＲ）で現像剤量規制部材２と現像ロール１とを
圧接させた場合でも、軟弾性部材２２の当接部２２ａが
スリーブ１２に対し軸方向及び周方向に均一に圧接され
、現像ロール１上に均一で安定した現像剤■の薄層を形
成し得ることが確認された外、従来技術に比較して現像
剤■を均一に薄層化し得る圧接力の範囲を広く採れるこ
とが確認された。

◎第三実施例 第５図は非磁性トナーを現像剤量として用いる一成分現
像装置に本発明を適用した例を示すものである。

概略構成は第一実施例に示した現像装置と路間−である
が、マグネットロール１１の磁力によりスリーブ１２上
に現像剤Ｔを保持することができないので、マグネット
ロール１１を省く一方、現像ロール１に隣接して現像剤
供給ロール６を配設し、現像剤量をスリーブ１２に強制
的に圧着させるようになっている。

そして、このように構成された本実施例の現像装置を用
いて、上記第一実施例と同様の条件の下、静電潜像担持
体０上に形成された静電潜像Ｉを現像してみたところ、
特にバネ板部材２１の撓み角θが２０〜９０°の時に鮮
明な配録画像が得られ、且つ、長期にわたってその画質
を維持することができた。

次に、非磁性トナーを用いる本実施例の現像装置及び従
来の現像装置（以下、比較例３）について、現像剤量規
制部材２と現像ロール１との圧接力を変化させた際のス
リーブ１２に対する現像剤付着量の変化及び付＠甜の均
一性を調べた。

比較例３の現像装置は、第１１図に示すところの従来の
現像装置であり、軟弾性部材Ｃ２はバネ板部材Ｃ１の先
端に合致してカットされている。

本実施例の結果を第６図に実線で、比較例の結果を第６
図に破線で示す。尚、非磁性現像剤を使用した現像装置
において、静電潜像Ｉを良好に現像し得る現像剤付着量
の範囲は０．５〜１．ｏｔａｙｙｃｔＡである。

この結果によれば、静電潜像Ｉを良好に現像し得る現像
剤量規制部材２と現像ロール１との圧接力は、本実施例
が約１２５〜１８５ｇ／ＣＩＲの範囲（第６図内領域Ｅ
）、比較例３が約１５５〜？６５　ｇ／　ｃｔｔｔ（第
６図内領域Ｆ）となる。

従って、非磁性トナーを用いる本実施例の一成分現像装
置においても、従来の現像装置に比較し、低圧接力で現
像剤置規Ｉ１１部材２を現像ロール１に圧接させて現像
剤Ｔを均一にＩｌｉ化できることが確認された。

尚、上記各実施例においては、軟弾性部材２２の当接部
２２ａの先端形状を円弧状としであるが、第７図に示す
ように平坦面であっても差支えない。

但し、軟弾性部材２２とスリーブ１２との間に現像剤Ｔ
を流入容易とし、現像剤量規制部材２の現像ロール１に
対する位置決め条件を緩和するという観点からすれば、
先端形状は円弧状であることが好ましい。

又、上記軟弾性部材２２は、第８図に示すように、バネ
板部材２１の片側にのみ固着されるものであっても上記
各実施例と同様の効果を得られることは勿論である。加
えて、この場合は、各実施例よりも容易に現像剤量規制
部材２を製作することができる。

更に、上記各実施例においては、現像剤量規制部材２の
自由端の配設方向を現像ロール１の回転方向の対向方向
としているが、第９図に示すように、現像ロール１の回
転方向の順方向としても同様の効果を得ることができる
。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明の一成分現像装置によ
れば、現像剤量規制部材の現像剤担持体への圧接力を大
幅に低減した場合でも現像剤担持体上で現像剤を均一に
ＩＩ化することができるので、現像剤担持体の駆動トル
クの低減化、１層化の際に現像剤に与えられる機械的あ
るいは熱的ストレスの低減化を図ることが可能となる。

又、軟弾性部材の当接部が柔軟に変形して現像剤担持体
に圧接することから、現像剤量規制部材の現像剤担持体
の外周面に対する追従性が向上し、常に現像剤を均一に
薄層化して信頼性の高い現像を行なうことが可能となる
。

更に、磁性、非磁性あるいはマイクロカプセルトナー等
、各種−成分現像剤のいずれに対しても上記効果と同様
の効果を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一成分現像装置の第一実施例を示す断
面図、第２図は第一実施例の要部を示す拡大図、第３図
は第−実施例及び比較例１について行なった実験結果を
示すグラフ、第４図は第二実施例及び比較例２について
行なった実験結果を示すグラフ、第５図は本発明の第三
実施例を示す断面図、第６図は第三実施例及び比較例３
について行なった実験結果を示すグラフ、第７図及び第
８図は軟弾性部材の他の形状を示す断面図、第９図は現
像剤量規制部材の他の配設態様を示す断面図、第１０図
及び第１１図は従来の一成分現像装置を示す断面図であ
る。 ［符号説明］ １°現像剤担持体（現像ロール） ２°現像剤量規制部材 ３、ホッパー ２１、バネ板部材　　　２２：軟弾性部材２２ａ、当接
部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電潜像担持体に対向配置され、ホッパー内に収
   容された一成分現像剤を現像領域へ搬出する現像剤担持
   体と、バネ板部材の一端に固着された軟弾性部材を上記
   現像剤担持体に圧接させて現像剤の薄層を形成する現像
   剤量規制部材とを備えた一成分現像装置において、上記
   軟弾性部材は、現像剤担持体に圧接する当接部が先細り
   状に形成されると共に、少なくとも当該当接部の一部が
   上記バネ板部材から突出していることを特徴とする一成
   分現像装置。
2. （２）現像剤量規制部材の軟弾性部材は、バネ板部材か
   ら０．１ｍｍ乃至１５．０ｍｍ突出していることを特徴
   とする請求項１記載の一成分現像装置。