JPH0511584A - 一成分系乾式現像装置のトナー薄層ブレード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 摩擦帯電したトナーにより静電潜像を可視像
化する一成分系乾式現像装置において、簡単な構成で高
画質が得られるトナー薄層ブレードを得ることを目的と
する。 【構成】 トナー薄層ブレード７を板ばね６と弾性ブレ
ード５とで形成し、弾性ブレード５をショア硬度４０度
以上７０度以下、接触面５ａの曲率半径を０．３mm以上
３mm以下にして形成したので、硬度の範囲規制により、
十分な摩擦帯電量と現像ローラ２の軸方向に均一なトナ
ーの層厚が得られ、曲率半径の範囲規制により、現像ロ
ーラ２と弾性ブレード５が非平行にあっても現像ローラ
２と弾性ブレード５の接触幅の変動は小さくなり、安定
に均一なトナーの薄層が得られる。これにより高画質な
可視像が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一成分系現像剤を用い
て潜像担持体に形成された静電潜像を可視像化する一成
分系乾式現像装置のトナー薄層ブレードに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子複写機，静電記録装置、あるいはそ
の他の各種記録装置において用いられる一成分系乾式現
像装置は、トナーの他にキャリアを使用する二成分系現
像装置のようにキャリアの劣化やキャリアとトナーの混
合比について特に考慮する必要がないため、トナー濃度
検知センサー，トナー補給制御機構、トナーとキャリア
撹拌機構等の構成要素が不要となり、装置の構成を簡略
化することができるという利点がある。

【０００３】この場合、一成分現像剤のトナーには、比
較的体積固有抵抗の高いたとえば１０¹⁰Ωcmから１０¹³
Ωcm以上のトナーが用いられ、このトナーを現像の前に
強制的に所定の極性に帯電させている。そして、摩擦帯
電部材によりトナーに摩擦帯電電荷を与える構成が一般
的である。

【０００４】この摩擦帯電部材には、トナーを担持する
トナー担持体と、トナー担持体上のトナーを均一薄層化
するトナー薄層ブレード、あるいは専らトナーの摩擦帯
電のみに用いられる帯電部材とで形成されている。中で
もトナー薄層化ブレードを用いてトナーを薄層化すると
ともにトナーを摩擦帯電させるものが最も構成が簡単で
かつ低コスト化が図れるものである。

【０００５】以下、従来のトナー薄層化ブレードについ
て図６から図１１を参照しながら説明する。

【０００６】図６は、剛性の高い部材、たとえば現像バ
ット８にゴム等の弾性ブレード１１を接着し、弾性ブレ
ード１１をその弾力により所定圧力で現像ローラ２に圧
接するようにしたものである。

【０００７】図７は、比較的高硬度の樹脂あるいは金属
からなるブレード１４をブレードガイド１３にコイルス
プリング１２を介して弾支し、ブレード１４を現像ロー
ラ２に一定圧力で圧接するようにしたものである。

【０００８】図８は、金属性の板ばね１５を現像バット
８に装着し、板ばね１５をその弾力により一定圧力で現
像ローラ２に圧接するようにしたものである。

【０００９】図９は、板ばね１７とその先端部に装着し
たゴム材１６とでトナー薄層ブレード１８を形成し、ゴ
ム材１６の先端の少なくとも一方のエッジ部にＲを設
け、エッジ部を板ばね１７の弾力により現像ローラ２に
一定圧力で圧接するようにしたものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のトナ
ー薄層ブレードでは以下に示すような問題があった。

【００１１】図６に示したものでは、長期間弾性ブレー
ド１１を現像ローラ２に圧接することによりクリープ現
象を生じ、圧接力が次第に低下してトナーを摩擦帯電さ
せる能力が低下し、次第に画質が劣化するという問題が
あった。

【００１２】図７に示したものでは、ブレード１４の圧
接面およびエッジ部の精度を高くしなければならないの
で高コスト化を招き、精度が不十分な場合には、現像ロ
ーラ２の軸方向にトナーの層厚のムラとトナーの摩擦帯
電量のムラが発生し、画像濃度ムラや部分的な地汚れが
生じる。また、ブレード１４の圧接面に現像ローラ２の
回転方向の力が加わるのでブレード１４がブレードガイ
ド１３内で傾き、現像ローラ２の回転によるフレ等に同
期してブレード１４がスムーズに滑らないという不具合
が生じる。これにより、現像ローラ２の回転周期に同期
したトナーの層厚のムラおよび摩擦帯電ムラが生じ、画
像濃度ムラや地肌汚れが生じるという問題があった。

【００１３】図８に示したものでは、板ばね１５と現像
ローラ２との平行度には限界があり、トナーの層厚を均
一にすることは極めて困難で、現像ローラ２の回転方向
に筋状の画像濃度ムラや地汚れが生じるという問題があ
った。特にこのものでは、トナーの固着が発生しやす
く、画像に筋が発生するという問題もあった。

【００１４】図９に示したものでは、板ばね１７と板ば
ね１７に装着したゴム材１６の弾力によりトナー薄層ブ
レード１８と現像ローラ２との接触が均一化されるので
トナーの層厚を比較的均一化することができるが、図１
０に示すように、現像ローラ２の軸中心線１９とトナー
薄層ブレード１８の先端部が現像ローラ２に接触してい
る接触線２０とが平行でないときには、トナー薄層ブレ
ード１８と現像ローラ２との接触幅が、Ａ位置では図９
の１０ａで示すように狭くなり、Ｂ位置では図１１の１
０ｂで示すように広くなる。これにより、たとえトナー
の層厚が均一であっても、トナー薄層ブレード１８のＲ
部の現像ローラ２との接触幅が現像ローラ２の軸方向で
バラつくので、トナーの摩擦帯電電荷量が印字幅方向で
不均一となり、印字幅方向で地汚れや線幅のムラ、画像
濃度のムラを生じるという問題があった。

【００１５】本発明は上記問題を解決するもので、簡単
な構成で高画質で高信頼性を有する一成分系乾式現像装
置のトナー薄層ブレードを提供することを目的としてい
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、トナー薄層ブレードを板ばねと前記板ばね
に装着した弾性ブレードとで形成し、前記弾性ブレード
の硬度をショア硬度４０度以上７０度以下に、現像ロー
ラとの接触面の曲率半径を０．３mm以上３mm以下に形成
したものである。

【００１７】

【作用】本発明は上記したように、弾性ブレードの硬度
をショア硬度４０度以上にしたことにより、十分な摩擦
帯電量を得ることができるトナーの層厚が得られ、７０
度以下にすることにより、現像ローラの軸方向に均一な
トナーの層厚を得ることができる。また、弾性ブレード
の現像ローラとの接触面の曲率半径を０．３mm以上３mm
以下にしたことにより、トナー薄層ブレードの取りつけ
角度がバラついても、あるいは現像ローラの軸中心線と
弾性ブレードとが平行でないときにも、弾性ブレードは
現像ローラと常に同一の曲率半径で接するので現像ロー
ラと弾性ブレードとの接触幅の変動は小さくなり、安定
した均一なトナーの薄層を得ることができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図1から図
５を参照しながら説明する。

【００１９】図に示すように、トナー補給ローラ３によ
り運ばれたトナー４はトナー補給ローラ３とトナー補給
ローラ３と当接して回転している現像ローラ２との摩擦
帯電により帯電されて現像ローラ２の表面に付着する。
付着したトナー４は現像ローラ２の矢印方向への回転と
ともに板ばね６と板ばね６に装着された弾性ブレード５
とからなるトナー薄層ブレード７へと運ばれ、トナー薄
層ブレード７により現像ローラ２に圧接されることによ
り更に高く摩擦帯電されるとともに均一な薄層にされ
る。そして、現像ローラ２とドラム状の静電潜像担持体
１（以下、感光体という）とが近接または接触して対向
している現像領域へ運ばれ、現像ローラ２上のトナー４
の一部が感光体１上の静電潜像部に付着してこの静電潜
像を可視像化する。残りのトナーは現像ローラ２の回転
とともにトナー補給ローラ３へ戻り、トナー補給ローラ
３により一部は掻き落とされるが、ほとんどのトナーは
掻き落とされずに掻き乱されるだけでトナー補給ローラ
３との接触部を通過して現像ローラ２の表面に付着す
る。

【００２０】以上の行程がくり返されて現像作用が行わ
れる。トナー薄層ブレード７は板ばね６にゴム等からな
る弾性ブレード５を一体成型したもので、現像ローラ２
の回転に倣うように現像バット８にビス９等で固着さ
れ、弾性ブレード５が現像ローラ２に所定の力で圧接さ
れている。

【００２１】弾性ブレード５は、その硬度がショア硬度
４０度以上７０度以下で、現像ローラ２との接触面５ａ
は曲率半径が０．３mm以上３mm以下に形成されている。

【００２２】弾性ブレード５はウレタンゴム，シリコー
ンゴム，フッソゴム，天然ゴム，ＳＢＲ，ＮＢＲ等のゴ
ム材で形成されるが、トナー４をマイナス極性に帯電さ
せる場合にはシリコーンゴムが最も帯電量で大きくなっ
て好ましく、トナー４をプラス極性に帯電させる場合に
はフッソゴムが最も帯電量が高くなって好ましく、それ
ぞれ地汚れのないコントラストの高い画像が得られた。
また、他のゴム材を用いた場合には、トナー４を何れの
極性に帯電させてもその帯電量が低くなって地汚れや濃
度ムラの多い画像となった。

【００２３】その場合でも、シリコン変性したウレタン
ゴム，石英粉あるいは疎水性または親水性処理したシリ
カを混入したゴム材料等、つまり、少なくともそのなか
にシリコン成分またはフッソ成分を含んだものではトナ
ー４を十分摩擦帯電させることができた。

【００２４】次に、図３に、弾性ブレード５の接触面５
ａの曲率半径を１．０mmにした場合の弾性ブレード５の
硬度をパラメータとした現像ローラ２の軸方向のトナー
４の層厚分布を示す。また、図４に接触面５ａの曲率半
径を１．０mmにした場合の弾性ブレード５の硬度をパラ
メータとした現像ローラ２の軸方向のトナー４の帯電量
分布を示す。

【００２５】図３および図４から明らかなように、硬度
が３０度のものでは、トナー４の層厚が厚くなりすぎる
のでトナー４が弾性ブレード５と現像ローラ２とで十分
摩擦されず、帯電量が低下し、地汚れのある画質となっ
た。硬度が８０度のものでは現像ローラ２の軸方向のト
ナー４の層厚ムラが大きくなり、しかも平均的にトナー
４の層厚が０．４mg／cm²よりも低くなって飽和画像濃
度が低下した。

【００２６】次に、図５に弾性ブレード５の硬度をパラ
メータとした弾性ブレード５の接触面５ａの曲率半径と
トナー４の層厚の関係を示す。領域Ａは地肌汚れや画像
ムラがなく飽和濃度も高い良好な画質が得られた条件で
ある。領域Ｂは弾性ブレード５が平面的に接触した状態
となり現像ローラ２の僅かな凹凸に対応してトナー４の
層厚ムラが生じた条件で、特に６０度以下の硬度のもの
ではトナー４の層厚が厚くなりすぎ地肌汚れを生じた。
領域Ｃは３０００枚程度の印字試験で弾性ブレード５の
接触面５ａが磨滅してトナー４の層厚やトナー４の帯電
量の変動が激しくなった条件で、地肌汚れの発生や飽和
濃度の上昇、トナー消費量の増加を招いた。また、印字
試験の初期においても、硬度６０度以上のものではトナ
ー４の層厚が薄くなりすぎて十分な飽和濃度を得ること
ができなかった。領域Ｄはトナー４の層厚が厚くなりす
ぎて地肌汚れが発生した条件、領域Ｅはトナー４の層厚
が薄くなりすぎて飽和濃度が確保できず、しかも、図３
および図４に示したように、薄層ムラが大きくなって画
像ムラが大きくなった条件である。

【００２７】

【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明によれば、弾性ブレードの硬度をショア硬度
４０度以上にしたことにより、十分な摩擦帯電量を得る
ことができるトナーの層厚が得られ、７０度以下にする
ことにより、現像ローラの軸方向に均一なトナーの層厚
を得ることができる。また、弾性ブレードの現像ローラ
との接触面の曲率半径を０．３mm以上３mm以下にしたこ
とにより、トナー薄層ブレードの取付け角度がバラつい
ても、あるいは現像ローラの軸中心線とトナー薄層ブレ
ードとが平行でないときにも、トナー薄層ブレードは現
像ローラと常に同一の曲率半径で接するので現像ローラ
とトナー薄層ブレードとの接触幅の変動は小さくなり、
安定した均一なトナーの薄層を得ることができる。

【００２８】このように本発明によれば、簡単な構成で
高画質で高信頼性を有する一成分系乾式現像装置のトナ
ー薄層ブレードを提供することができる。

【００２９】なお、本実施例では現像ローラにマグネッ
トを使用しない非磁性一成分系の電子写真装置について
説明したが、現像ローラにマグネットを使用し、トナー
に磁性一成分系のトナーを使用したものでも同様の効果
が得られるものである。

【００３０】また、電子写真装置以外の各種形式の印字
装置にも広く応用でき、たとえば誘電体に静電潜像を形
成し現像する印字プロセスの静電式プリンタ，感光紙ま
たは静電記録紙に静電潜像を形成し現像するプロセスの
複写機およびプリンタにも利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の一成分系乾式現像装置のト
ナー薄層ブレードの構成を示す側面図

【図２】同要部の側面図

【図３】弾性ブレードの硬度をパラメータとした現像ロ
ーラの軸方向のトナーの層厚分布を示す特性図

【図４】弾性ブレードの硬度をパラメータとした現像ロ
ーラの軸方向のトナーの帯電量分布を示す特性図

【図５】弾性ブレードの硬度をパラメータとした弾体ブ
レードの接触面の曲率半径とトナーの層厚の関係を示す
関係図

【図６】従来例の一成分系乾式現像装置のトナー薄層ブ
レードの要部の側面図

【図７】同他の一成分系乾式現像装置のトナー薄層ブレ
ードの要部の側面図

【図８】同他の一成分系乾式現像装置のトナー薄層ブレ
ードの要部の側面図

【図９】同他の一成分系乾式現像装置のトナー薄層ブレ
ードの要部の側面図

【図１０】同不具合状態を説明する斜視図

【図１１】同側面図

【符号の説明】

２ 現像ローラ ４ トナー ５ 弾性ブレード ５ａ 接触面 ６ 板ばね ７ トナー薄層ブレード

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナーを所定の極性に摩擦帯電させ、帯電
   したトナーにより静電潜像を可視像化する一成分系乾式
   現像装置のトナー薄層ブレードを板ばねと前記板ばねに
   装着した弾性ブレードとで形成し、前記弾性ブレードの
   硬度をショア硬度４０度以上７０度以下に、現像ローラ
   との接触面の曲率半径を０．３mm以上３mm以下に形成し
   てなる一成分系乾式現像装置のトナー薄層ブレード。
2. 【請求項２】弾性ブレードを少なくともシリコン化合物
   を含むゴム材で形成してなる請求項１記載の一成分系乾
   式現像装置のトナー薄層ブレード。
3. 【請求項３】弾性ブレードを少なくともフッソ化合物を
   含むゴム材で形成してなる請求項１記載の一成分系乾式
   現像装置のトナー薄層ブレード。