JPH05241432A - 一成分現像剤用の現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 摩擦帯電ブレードを使用する一成分現像剤用
の現像装置において、現像ローラ周面にきわめて均一な
現像剤の薄層を形成でき、かつ現像剤を一様にしかも必
要十分に帯電させることを目的とする。 【構成】 現像ローラ１に対して押圧接触する弾性支持
部材９ａの先端に一体に取り付けられた先端部が円弧状
の弾性樹脂製の現像剤層厚規制部材９ｂと、弾性支持部
材９ａを固定保持する剛性支持部材９ｃの両側に形設し
た回動手段と、回動手段の中心軸に対して現像剤層厚規
制部材９ｂと相対する位置に配設した押圧力加圧手段１
３を備えた構成により、現像ローラ１に現像剤層厚規制
部材９ｂを均一な力で押圧接触させることができ、現像
ローラ１の回転負荷トルクを小さくした状態で所定の現
像剤帯電量を確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真複写装置やプリ
ンタなどの電子複写装置における一成分現像剤を用いて
静電潜像の現像を行う一成分現像剤用の現像装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、一成分現像剤を用いた現像装置は
二成分現像剤を使用するものに比較して、現像剤（以下
トナーという）濃度の検知および制御装置が不用である
こと、また現像に際して潜像担持体へのキャリアの付着
が無いので、可視像転写後、ブレードにより潜像担持体
のクリーニングを行っても潜像担持体表面を傷つけるこ
とがなくクリーニングが簡単に行えること、さらに現像
装置を簡素化，小形化し得ることなどの利点がある。し
かしながら反面、キャリアのごときトナーを所定極性に
帯電させるものが無いので現像の結果が現像ローラ上の
トナーの保持状態に著しく左右される。すなわち、良好
な現像を行うには現像ローラの周面にトナーのきわめて
均一な薄層を形成しなければならない。しかし最近、一
成分トナーのようにキャリアを使用しなくてもトナーを
帯電させるようにした現像方式が幾つか提案されてい
る。その方法としては、たとえばコロナ放電器によって
現像直前にトナーに対し放電を行い帯電させるコロナ放
電方式、現像スリーブにトナーの摩擦帯電序列より隔て
た材質を使用して、トナーの回転により帯電させる現像
スリーブ方式、トナーとトナーとの摩擦によって帯電さ
せる方式、トナーと感光体とが接触したときトナーを帯
電させる方式および現像前に現像ローラに押圧して設け
られた摩擦帯電ブレードによってトナーを帯電させる方
式などがある。コロナ放電方式はコロナ放電のために数
ＫＶもの高電圧発生装置が必要であったり、トナー全体
を均一に帯電させることが不完全であったり、トナー飛
散などの問題がある。現像スリーブ方式は、トナーが現
像スリーブ上を自転しなければならないため非磁性のト
ナーには全く対応できないことや現像スリーブ材質の制
約によるローラの加工上の問題がある。トナーとトナー
との摩擦によって帯電させる方式は、トナー製造が複雑
であり他方のトナーが逆極性に帯電する可能性が高く、
画質に悪影響を与えるなどの問題がある。トナーと感光
体とが接触したときトナーを帯電させる方式は、現像時
にトナーを帯電させるものであるので高速の現像には適
さず、十分な帯電量が得られず、さらに使用される感光
体の樹脂などに制約条件があり、本来の感光体の性質を
維持する上で問題がある。

【０００３】摩擦帯電ブレードによってトナーを帯電さ
せる方式については、図４を用いて説明する。図４に示
すように、矢印Ａで示した方向に回転している現像ロー
ラ１と隣接してウレタンなどの発泡樹脂製のトナー供給
ローラ２が矢印Ｂで示した方向に回転可能に配設されて
いる。一成分トナー８が貯蔵されているケイシング４に
は、摩擦帯電ブレード５が固設され、その先端が現像ロ
ーラ１と面当て接触されながら現像ローラ１上のトナー
の量の規制を行うとともにトナーを静電潜像と同極性に
帯電させる。帯電されたトナーは矢印Ｃで示した方向に
移動する感光体７と接触し、書き込み装置（図示せず）
により感光体７上に形成された静電潜像との電荷に吸引
されて現像が行われる。現像ローラ１は導電性ゴム製
で、現像時に静電潜像にトナーが飛翔するようにその軸
に静電潜像と同極性でかつ静電潜像の電位と非画像部の
電位のほぼ中位の電位をバイアス電圧印加装置６により
印加されている。現像の終了した一成分トナー８は搬送
されて再びケイシング４内の一成分トナー８と混合さ
れ、新たな一成分トナー８が現像ローラ１上に供給され
る。この摩擦帯電ブレード５はケイシング４に固設され
た薄板状の弾性支持部材５ａに一体成形された弾性樹脂
のトナー層厚規制部材５ｂからなりその材質としては、
シリコン，テフロン，ポリイミド，ポリエステル，ナイ
ロンなどの絶縁性弾性部材を用いている。

【０００４】良好な画像を得るためには、現像ローラ１
上のトナー層は１層から２層の均一な薄層状態を形成す
る必要があり、その帯電量は鮮鋭度を確保するためトナ
ー１ｇあたり−１５μＣ〜−２０μＣであることが必要
という実験結果がある。トナー層厚規制部材５ｂは樹脂
およびカーボンを主成分とする非磁性トナーを摩擦帯電
するために先に述べたようにシリコンなどの絶縁性弾性
部材を用いているが現像ローラ１との面当て接触で上記
帯電量と均一な薄層状態を確保することは困難であると
いう課題があった。それは、トナー８の帯電量はトナー
層厚規制部材５ｂのトナー８への単位面積当りの押圧力
に比例するということと、均一なトナー８の薄層を得る
ためには、現像ローラ１とトナー層厚規制部材５ｂとの
押圧力を現像ローラ１の長手方向に対し均一に、しかも
経時変化によりトナー層厚規制部材５ｂが摩耗しても現
像ローラ１の半径方向の押圧力をほぼ一定にする必要が
あるというとに起因している。このような摩擦帯電ブレ
ード５に求められる条件としてトナー層厚規制部材５ｂ
の現像ローラ１に当接する面の真直度０．１mm以下、当
接面の曲率半径は０．５mm以下、トナー層厚規制部材５
ｂが保持される弾性支持部材５ａの板厚は０．２mm以下
が望ましい。しかしながら、板厚０．２mm以下の弾性支
持部材５ａを使用した摩擦帯電ブレード５では、トナー
層厚規制部材５ｂの現像ローラ１への当接面の真直度は
０．５mmが限度であり、この摩擦帯電ブレード５でトナ
ーを均一に薄層化させようとすると、現像ローラ１とト
ナー層厚規制部材５ｂは現像ローラ１に腹当て接触気味
に押接され、所定のトナー帯電量が得られなくなった
り、トナー層厚規制部材５ｂの摩耗が著しくなったり、
現像ローラ１の回転トルクが増加し、回転駆動源のモー
ター（図示せず）に過大な負荷をかけることとなる。ま
た、トナー層厚規制部材５ｂの現像ローラ１への当接面
の真直度を０．１mm程度とするためには、弾性支持部材
５ａの板厚を１．２mm以上とする必要があり、この板厚
の弾性支持部材５ａに成形されたトナー層厚規制部材５
ｂでは現像ローラ１との押圧力にほとんど許容範囲がな
く、弾性支持部材５ａのケイシング４への取付精度で押
圧力が大きく変動する。これを防止するためにトナー層
厚規制部材５ｂの自由端部を伸長し、現像ローラ１に腹
当てに押接させる方法があるが、この方法も、所定のト
ナー帯電量を得るためには、現像ローラ１とトナー層厚
規制部材５ｂとの押圧力を極端に大きくしなければなら
ず、前述のように、所定のトナー帯電量が得られなかっ
たり、トナー層厚規制部材５６の摩耗が著しくなった
り、回転駆動源のモータに過大な負荷をかけることにな
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の構
成では、安定して現像ローラ１上にトナー８の均一な薄
層を得ることと、所定のトナー帯電量を得ることとは、
相反する対策を施すこととなってしまうという問題点を
有していた。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、現像ローラ周面にきわめて均一なトナーの薄層を
形成でき、かつトナーを一様にしかも必要十分に帯電で
きる一成分現像用の現像装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の一成分現像剤用の現像装置は、現像ローラに
対して押圧接触する弾性支持部材の先端に一体に取り付
けられた先端部が円弧状の弾性樹脂製のトナー層厚規制
部材と、その弾性支持部材を固定保持する剛性支持部材
の両側に形設した回動手段と、回動手段の中心軸に対し
てトナー層厚規制部材側と相対する位置に配設した押圧
力加圧手段を備えた構成としたものである。

【０００８】

【作用】この構成により、トナー層厚規制部材の現像ロ
ーラと当接する先端円弧状部の半径を小径化しても現像
ローラに対してトナー層厚規制部材を均一な押圧力で、
押圧接触させることとなる。また、現像ローラ上のトナ
ーに対する単位面積当りの押圧力が増大するため、現像
ローラの回転負荷トルクを小さくした状態で所定のトナ
ー帯電量を確保し、現像ローラに対するトナー層厚規制
部材の押圧力を低下することとなる。さらに、現像ロー
ラの振動によるトナー層厚規制部材と現像ローラとの押
圧力変動および、経時変化でのトナー層厚規制部材の摩
耗による現像ローラとの押圧力変動を緩和することとな
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。

【００１０】本発明の一実施例を示す図１ないし図４で
は、従来例と同一部品に同一番号を付して説明は省略す
る。

【００１１】図１および図２に示すように、弾性を有す
るトナー層厚規制部材９ｂは、自由端を持ち他端が薄板
状の弾性支持部材９ａに一体結合され、その弾性支持部
材９ａの他端は剛性支持部材９ｃにブレードガイド部材
９ｄで挟み込まれ固定保持されている。剛性支持部材９
ｃの両側には、現像ローラ１へ押圧接触する際の回動中
心となるＨカット状の案内孔１０を有する曲げ加工が施
されており、ケイシング４内の両側の内壁に設けられた
ブレード案内溝１１に各々案内収納されている。剛性支
持部材９ｃ両側の回動中心の案内孔１０にはケイシング
４の外部より案内孔１０と嵌合するブレード回動シャフ
ト１２が接続され、ブレード回動シャフト１２の案内孔
１０に関してトナー層厚規制部材９ｂ側と相対する側に
は押圧力加圧手段１３を配設している。押圧力加圧手段
１３として圧縮コイルばねを使用し、他端をケイシング
上蓋１４と係合させ矢印Ｄで示した方向に加圧力を与
え、トナー層厚規制部材９ｂを現像ローラ１に所定の押
圧力で押圧接触させている。ケイシング４内の両側の内
壁に設けられたブレード案内溝１１の内壁面には、トナ
ー横漏れ防止用のスポンジ１５が剛性支持部材９ｃの内
面に接して貼つけられトナーの横漏れを防いでいる。ト
ナー層厚規制部材９ｂの自由端の一方は断面が円弧状に
加工され、現像ローラ１の周面に円弧状部で押圧接触し
ている。トナー層厚規制部材９ｂは一成分トナー８を帯
電させるため、摩擦帯電序列で一成分トナー８と隔たっ
た材質が選択されており、たとえば、シリコンゴム，テ
フロンゴム，ポリイミドゴム，ポリエステルゴムなどの
樹脂材料を主成分としている。トナー供給ローラ２によ
り現像ローラ１に供給された一成分トナー８はトナー層
厚規制部材９ｂにより、現像ローラ１上の一成分トナー
８の量の規制を行うとともに一成分トナー８を静電潜像
と同極性に帯電させる。帯電した一成分トナー８は矢印
Ｃで示した方向に移動する静電潜像担持体７と接触し、
バイアス電圧印加装置６により現像ローラ１に印加され
たバイアス電位により、書き込み装置（図示せず）によ
り静電潜像担持体７上に形成された静電潜像の電荷に吸
引されて現像が行われる。現像の終了した一成分トナー
８は再度ケイシング４に収容され新しい一成分トナー８
と混合される。実験によれば、トナー層厚規制部材９ｂ
と現像ローラ１との接触圧を１０gf／mmより大きくする
と、必要な現像ローラ回転負荷トルクが２．０Kgfcmmを
越えトルク過大となるため、接触圧は１０gf／mm以下と
する必要がある。また、トナー層厚規制部材９ｂの自由
端の円弧状部の半径を１mm以上にしたとき、トナー層厚
規制部材９ｂと現像ローラ１との接触圧を１０gf／mm以
下としても、平均トナー層厚２層、トナー帯電量は−１
０μＣ／ｇにしかならなかった。トナー層厚規制部材９
ｂの自由端の円弧状部の半径を０．３mm以下にしたとき
は、トナー層厚規制部材９ｂと現像ローラ１との接触圧
を５gf／mm以下としなければ現像ローラ１上の一成分ト
ナー８はクリーニングされ、たとえクリーニングされな
い場合も不均一なトナー層が現像ローラ１上に形成され
るだけであった。トナー層厚規制部材９ｂと現像ローラ
１との接触圧の設定は、ブレード回動シャフト１２の案
内孔１０に関してトナー層厚規制部材９ｂ側と相対し、
剛性支持部材９ｃの長手方向中央部に押圧力加圧手段
（圧縮コイルばね）１３を配置し、他端をケイシング上
蓋１４と係合させ加圧力を矢印Ｄで示した方向に与える
ことで可能であり、押圧力加圧手段１３を変更すること
で押圧力の変更も容易に行うことができる。上記実験の
結果、トナー層厚規制部材９ｂの自由端の円弧状部の半
径は０．３mm〜０．８mmとし、その接触圧を５〜１０gf
／mmとすることにより、平均トナー層厚一層、帯電量−
１５μＣ／ｇ、現像ローラ回転トルク１．６〜２．０Kg
fcmmを得ることができた。

【００１２】図３に示すように、現像ローラ１より受け
る摩擦力Ｆv，垂直抗力ＦNの合成力Ｆがトナー層厚規制
部材９ｂに作用する力となる。現像ローラ１の振動によ
るトナー層厚規制部材９ｂと現像ローラ１との押圧力お
よび、経時変化でのトナー層厚規制部材９ｂの摩耗によ
る現像ローラ１との押圧力変動は、トナー層厚規制部材
９ｂ自体の弾性力、弾性支持部材９ａの弾性力である程
度吸収でき、さらに、剛性支持部材９ｃの現像ローラ１
への押圧接触の回動中心軸に関する回転モーメントの変
動に変換できるため、この中心軸に関してトナー層厚規
制部材９ｂと相対する位置に圧縮コイルばねなどの押圧
力加圧手段１３を配設することで容易に押圧力変動を緩
和できる。

【００１３】

【発明の効果】以上の実施例の説明からも明らかなよう
に本発明は、現像ローラに対して押圧接触する弾性支持
部材の先端に一体に取り付けられた先端部が円弧状の弾
性樹脂製のトナー層圧規制部材と、弾性支持部材を固定
保持する剛性支持部材の両側に形設した回動手段と、回
動手段の中心軸に対してトナー層厚規制部材と相対する
位置に配設した押圧力加圧手段を備えた構成により、現
像ローラ周面にきわめて均一なトナーの薄層を形成で
き、かつ、トナーを一様にしかも十分に帯電できる優れ
た一成分現像剤用の現像装置を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の一成分現像剤用の現像装置
の要部の概念を示した断面略図

【図２】同一成分現像剤用の現像装置の要部分解斜面図

【図３】同一成分現像剤用の現像装置のトナー層厚規制
部材への作用力を示した断面略図

【図４】従来の一成分現像剤用の現像装置の要部の概念
を示した断面略図

【符号の説明】

１ 現像ローラ ４ ケイシング ９ａ 弾性支持部材 ９ｂ トナー層厚規制部材 ９ｃ 剛性支持部材 １０ 案内孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一成分現像剤を潜像担持体に供給する現
   像ローラと、前記一成分現像剤を前記現像ローラに供給
   する供給ローラと、前記現像ローラと前記供給ローラが
   配設され前記一成分現像剤を貯蔵するケイシングと、前
   記現像ローラに対して押圧接触するように弾性支持部材
   の一端に一体に取り付けられた弾性樹脂製の現像剤層厚
   規制部材と、前記弾性支持部材を固定保持する剛性支持
   部材の両側に形設した回動手段と、前記回動手段の中心
   軸に対して前記現像剤層厚規制部材と相対する位置に押
   圧力加圧手段を備えた一成分現像剤用の現像装置。
2. 【請求項２】 回動手段の中心軸をケイシングの内部に
   配設し、押圧力加圧手段をケイシングの外部に配設した
   請求項１記載の一成分現像剤用の現像装置。
3. 【請求項３】 現像ローラに押接する半径が０．３mmな
   いし０．８mmの円弧状に形成された先端部を有する現像
   剤層厚規制部材を備えた請求項１または２記載の一成分
   現像剤用の現像装置。