JPH063966A - 一成分現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中間調の均一な画像を得るとともに、黒ベタ
のように現像剤担持体の現像剤を大量に消費する場合で
も、現像された画像の濃度が十分に得られる一成分現像
装置を提供すること。 【構成】 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Ｔを現像領域へ搬出する現像剤
担持体１と、バネ板部材２１の一端に固着された軟弾性
部材２２を現像剤担持体１に現像剤を介して押し付けて
ニップ面２２ａを形成することにより現像剤の薄層を形
成する現像剤規制部材２とを備えた一成分現像装置にお
いて、軟弾性部材２２の現像剤流入側前端面２２ｂとニ
ップ面２２ａがなす角度θが１０５°≦θ≦１６５°の
関係を満たし、かつ現像剤規制部材２は、前記軟弾性部
材２２が固着されたバネ板部材２１の端部より支点とな
る端部のほうが現像剤担持体回転方向の上流側に位置す
るように構成する。

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。

【０００２】

【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、図１０〜図１３に示す
ものが知られている。

【０００３】図１０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Ｔ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
数の磁極を有する磁石ｂ２を固定配置し、磁力により磁
性トナーＴをスリーブｂ１上に吸着する現像剤担持体ｂ
と、この現像剤担持体ｂと接触する軟弾性部材ｃ２とこ
の軟弾性部材ｃ２が固着された端部より支持する端部
（支点側端部）のほうが現像剤担持体回転方向の上流側
に位置するバネ板部材ｃ１によって搬送される磁性トナ
ーＴを薄層化する現像剤規制部材ｃとから構成されてい
る。なお、現像剤担持体ｂは、一般には現像ロールであ
る。

【０００４】図１１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Ｔ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
数の磁極を有する磁石ｂ２を固定配置し、磁力により磁
性トナーＴをスリーブｂ１上に吸着する現像剤担持体ｂ
と、この現像剤担持体ｂと接触する軟弾性部材ｃ２が固
着された端部より支点側端部のほうが現像剤担持体回転
方向の下流側に位置するバネ板部材ｃ１によって搬送さ
れる磁性トナーＴを薄層化する現像剤規制部材ｃとから
構成されている。

【０００５】また、図１２は、非磁性トナーを用いる一
成分現像装置を示すものである。この装置においては図
１０に示す現像装置と比較して、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
剤担持体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を現像
剤担持体ｂに押付けて強制的に付着させる構成となって
いる。

【０００６】また、図１３は、非磁性トナーを用いる一
成分現像装置を示すものである。この装置においては図
１１に示す現像装置と比較して、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
剤担持体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を現像
剤担持体ｂに押付けて強制的に付着させる構成となって
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図１０及び図１２のよ
うに構成された、すなわち、バネ板部材ｃ１の基端（支
点側端部）が現像剤流入方向に関してニップ位置より上
流側に配置された一成分現像装置においては、現像剤規
制部材ｃと現像剤担持体ｂのニップ前の楔状の領域の楔
の角度が小さいため、現像剤Ｔが現像剤規制部材ｃを押
し上げる力が大きくなる。このためトナーの薄層を形成
するためには、バネ板部材ｃ１のバネ定数を大きくせざ
るをえず、現像剤規制部材ｃの製造時に若干でも寸法誤
差があると現像剤担持体ｂの軸方向の現像剤の層厚の均
一性を得ることが出来ず、特に中間調の画像の濃度むら
を発生させることがあった。

【０００８】また図１１及び図１３のように構成され
た、すなわち、バネ板部材ｃ１の基端が現像剤流入方向
に関してニップ位置より下流側に配置された一成分現像
装置においては、現像剤規制部材ｃを押し上げる力が小
さいため、現像剤規制部材ｃで極めて安定した所定の層
厚に現像剤Ｔを薄層化することができ、現像剤担持体ｂ
から静電潜像担持体ｅに向けて現像剤Ｔを飛翔させて静
電潜像ｆの現像がなされるのであるが、黒ベタのように
現像剤担持体の現像剤を大量に消費する場合には、現像
剤担持体ｂに供給される現像剤の量が多いため、現像剤
規制部材ｃと現像剤担持体ｂのニップを通過して帯電さ
せられる現像剤の帯電量が不十分になり、現像された画
像の濃度が十分に得られないことがあるという問題があ
った。すなわち、ニップを通過して帯電した現像剤は、
現像剤担持体ｂを一周して軟弾性部材ｃ２の上流側に到
るが、軟弾性部材ｃ２に突き当たった現像剤は、軟弾性
部材ｃ２の側方や外側方向に逃げてしまい、帯電量が大
きくなった現像剤をニップ前の領域に貯留しておくこと
ができないという問題があった。

【０００９】そのため、現像剤規制部材ｃと現像剤担持
体ｂのニップ前の領域に、予め現像剤規制部材ｃと現像
剤担持体ｂのニップを通過して帯電量が大きくなった現
像剤を貯留しておくことが要求されている。

【００１０】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは中間調の均一な画
像を得るとともに、黒ベタのように現像剤担持体の現像
剤を大量に消費する場合でも、現像された画像の濃度が
十分に得られる一成分現像装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】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現像剤を介して
押し付けてニップ面を形成することにより現像剤の薄層
を形成する現像剤規制部材とを備えた一成分現像装置に
おいて、上記軟弾性部材の現像剤流入側前端面と前記ニ
ップ面がなす角度θが１０５°≦θ≦１６５°の関係を
満たし、かつ前記現像剤規制部材は、前記軟弾性部材が
固着されたバネ板部材の端部より支点となる端部のほう
が現像剤担持体回転方向の上流側に位置するように配置
されていることを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明の作用を図１及び図２を参照して具体的
に例を挙げて説明する。

【００１３】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
Ｔを現像領域へ搬出する現像剤担持体１と、バネ板部材
２１の一端に固着された軟弾性部材２２を上記現像剤担
持体１に現像剤を介して押し付けてニップ面２２ａを形
成することにより現像剤の薄層を形成する現像剤規制部
材２とを備えた一成分現像装置を前提とし、上記軟弾性
部材２２の現像剤流入側前端面２２ｂと前記ニップ面２
２ａがなす角度θが１０５°≦θ≦１６５°の関係を満
たし、かつ前記現像剤規制部材２は、前記軟弾性部材２
２が固着されたバネ板部材２１の端部より支点となる端
部のほうが現像剤担持体回転方向の上流側に位置するよ
うに配置されている。

【００１４】本発明によれば、図１及び図２に示すよう
に、現像剤担持体１と軟弾性部材２２との間に流れ込む
現像剤Ｔの流入圧力によって軟弾性部材２２の前端面２
２ｂに力Ｆが作用し、現像剤規制部材２の先端を押し上
げる分力ｆを生じさせる。このため、現像剤Ｔはより容
易に現像剤担持体１と軟弾性部材２２との間に流入する
こととなり、むらのない所望の現像剤薄層を得ることが
できる。また、軟弾性部材２２の上流側にバネ板部材２
１が存在するので、帯電後の現像剤は現像剤担持体１の
周囲を回って現像剤担持体１とバネ板部材２１との間の
空間に捕捉され、現像剤規制部材２と現像剤担持体１の
ニップ前の領域に、予め現像剤規制部材２と現像剤担持
体１のニップを通過して帯電量が大きくなった現像剤を
貯留しておくことができる。

【００１５】これにより中間調の均一な画像を得られる
とともに、黒ベタのように現像剤担持体の現像剤を大量
に消費する場合でも、現像された画像の濃度を十分に得
ることが可能となる。

【００１６】

【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。

【００１７】図３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。この一成分現像装置は、磁性
トナーの一成分現像剤Ｔを使用するものであり、静電潜
像担持体４に対向配置された現像剤担持体１と、先端部
が上記現像剤担持体１に圧接するよう配設された現像剤
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。本実施例において
は、静電潜像担持体４は感光体ドラムであり、現像剤担
持体１は現像ロールである。

【００１８】先ず、上記現像剤担持体１は、極性及び磁
力の異なる複数の磁極（Ｎ…，Ｓ…）が着磁され、ケー
シング（図示せず）に固定支持されたマグネットロール
１１と、このマグネットロール１１の周囲を回動する円
筒状スリーブ１２とからなり、スリーブ１２の回動に伴
って現像剤Ｔの吸着、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。スリーブ１２には、交流電源３
１及び直流電源３２から現像バイアス電圧が印加されて
いる。

【００１９】なお、この実施例において上記スリーブ１
２は、抵抗率５×１０⁹ Ω・ｃｍのフェノール樹脂を肉
厚１．０ｍｍの円筒状に成形し、その表面をＪＩＳの１
０点平均粗さでＲＺ＝４．３μｍとなるよう長手方向に
研磨した半導電性スリーブを用いた。

【００２０】また、上記ホッパー３は、現像剤担持体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が現像剤担持体１背面側に堆積して、現像領域
Ｄ通過後のスリーブ１２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Ｔとして、磁性粉を４８重
量％含んだ磁性トナーが使用されている。

【００２１】一方、上記現像剤規制部材２は、図４に示
すように、厚さ０．０５ｍｍのバネ板部材２１（ＳＵＳ
３０４ＣＳＰ３／４Ｈ製：引張り強さ９５ｋｇｆ／ｍｍ
² 、耐力６８ｋｇｆ／ｍｍ² ）と、このバネ板部材２１
の先端に加硫接着される軟弾性部材２２（シリコンゴム
製：ゴム硬度５０°、厚さ１ｍｍ）と、バネ板部材２１
の基端を支持する厚さ１ｍｍの支持部材２３（非磁性ス
テンレスＳＵＳ３０４製：引張り強さ５３ｋｇｆ／ｍｍ
² 、耐力２１ｋｇｆ／ｍｍ² ）とから構成されている。

【００２２】上記バネ板部材２１は剛性の充分に高い支
持部材２３に突出長さＬ_S ＝６ｍｍで均一に接着されて
おり、剛性十分な支持部材２３をホルダー５にねじ止め
することでバネ板部材２１の変形を防止している。ま
た、上記ホルダー５は、軟弾性部材２２が常に線圧２０
ｇｆ／ｃｍでスリーブ１２をニップするようコイルバネ
６によって付勢されている。なお、現像剤規制部材２の
スリーブ１２に対する当接位置は、現像剤担持体１と静
電潜像担持体４との対向位置からスリーブ１２の回転方
向と逆方向に７０°の位置である。

【００２３】また、上記軟弾性部材２２は、図１に示す
ように、現像剤Ｔを介して現像剤担持体１をニップする
ニップ面２２ａと現像剤流入側の前端面２２ｂとのなす
角度θが１３５°に形成された略台形状をしており、上
記ニップ面２２ａを幅Ｌ_R ＝１．０ｍｍに成形して、当
該面２２ａの全幅が現像剤Ｔを介してスリーブ１２をニ
ップするようになっている。

【００２４】本実施例においては、静電潜像担持体４と
しては光導電性を有する感光体ドラムを用い、現像剤担
持体１と静電潜像担持体４との間隙幅を２００μｍとす
る一方、現像剤担持体１のスリーブ１２に交流電源３１
と直流電源３２を接続し、周波数２．４ｋＨｚ、ピーク
ツーピーク電圧２４００Ｖ、直流成分−２００Ｖの直流
重畳交流電圧を印加した。

【００２５】この状態でコピーを採取したところ、中間
調でも均一な画像が得られ、黒ベタ画像を現像しても濃
度低下の無い記録画像が得られた。

【００２６】次に、軟弾性部材２２のニップ面２２ａと
現像剤流入側の前端面２２ｂとのなす角度θの意味につ
いて説明する。この角度θは、図２に示すように現像剤
規制部材２の先端を押し上げる分力ｆに影響を与え、角
度θが変わるとスリーブ１２への現像剤付着量が変化す
る。また、現像剤規制部材２の突出長さＬも現像剤付着
量に影響を与える。

【００２７】図５は、現像剤規制部材２の突出長さＬの
変更量に対する現像剤付着量の変化を角度θをパラメー
タとしてプロットしたグラフである。なお、静電潜像の
現像に適当な現像剤付着量の範囲は０．６０〜１．１０
ｍｇ／ｃｍ² である。なお、図５のグラフにおいては、
バネ板部材２１の変形がないと考えたときの、現像剤規
制部材２と現像剤担持体１が接するときの突出長さＬの
変更量を０としている。また、図５の結果を基にして、
角度θの変化に伴う現像剤規制部材２の取付許容誤差の
変化を図６のグラフに示す。図６に示すグラフから判る
ように、１０５°≦θ≦１６５°の範囲で現像剤規制部
材２の取付許容誤差が４ｍｍ以上となり、現像剤規制部
材２の取付を容易に行い得ることが判明した。取付許容
誤差が４ｍｍ以上あると設計の自由度が広がり、また、
組立後の性能も出しやすくなる。

【００２８】上記第一実施例においては、磁性トナーを
現像剤として使用する一成分現像装置を例に挙げて説明
したが、非磁性トナーを使用する一成分現像装置に本発
明を適用しても同一の効果を得られることは言うまでも
ない。この場合、図７に示すように、現像剤担持体１に
隣接して現像剤供給ロール７を配設し、現像剤Ｔをスリ
ーブ１２に強制的に圧着させることが必要である。

【００２９】また、上記実施例では軟弾性部材２２とし
て、シリコンゴムあるいはＥＰＤＭゴムを使用したが、
この他にウレタンゴム、フッ素ゴム、ブタジエンゴム、
アクリルゴム等の各種ゴム剤、熱可塑性エラストマー等
を用いても良い。但し、いかなる材料においても表面エ
ネルギが３０ｄｙｎ／ｃｍ以下、硬度３０〜７０°であ
ることが好ましい。

【００３０】更に、軟弾性部材２２の前端面の形状は平
面に限らず、図８（Ａ）に示すような凹曲面や、同図
（Ｂ）に示すような凸曲面であっても良い。同図（Ａ）
の形状にあっては、軟弾性部材２２とスリーブ１２との
間にニップ面２２ａへ現像剤Ｔが流入し易く、現像剤Ｔ
の薄層化が円滑に行なえる一方、同図（Ｂ）の形状にあ
っては、軟弾性部材２２とスリーブ１２とが均一な圧接
を生じ易い。なお、図８に示す変形例のように軟弾性部
材２２の前端面が平面でない場合も、平面からのずれは
最大変位部（中間部）において高々±０．３ｍｍ程度で
あり、軟弾性部材２２の前端面のなす角度は、前端面全
体の形状の平均的な角度から判断することができる。

【００３１】次に、現像剤担持体１の他の構造例につい
て述べる。

【００３２】現像剤担持体１は、図９に示すように、ア
ルミニウムまたは非磁性ステンレスの円筒状部材である
基材１ａに、半導電性樹脂からなる層を塗布したもので
ある。基材１ａの周面上に塗布された樹脂層１ｂは、導
電性カーボン及びシリカを含むエポキシ樹脂で、抵抗率
は１×１０² Ω・ｃｍ〜１×１０⁸ Ω・ｃｍのものから
なり、０．０５ｍｍから０．１ｍｍ程度の厚さの範囲で
１ｃｍ² 当たりの抵抗が０．５Ω〜１０⁴ Ωとなるよう
に塗布されている。樹脂層１ｂの表面は、現像剤担持体
１の軸方向に機械研磨が施され、ＪＩＳの１０点平均粗
さでＲＺ＝０．８〜２．５μｍとされている。円筒状の
基材１ａの両端部にはフランジ１ｃが嵌合されており、
現像剤担持体１はこのフランジ１ｃを介して回動軸 (図
示せず)に取り付けられる。

【００３３】現像剤担持体１の基材１ａは、厚さ０．４
ｍｍから１．２ｍｍの円筒状部材からなり、軸方向の端
部は図９に示すように外周面が厚さ方向で０．１ｍｍ〜
０．６ｍｍ、軸方向でも０．１ｍｍ〜０．６ｍｍ面取り
されている。これに伴い半導電性樹脂層１ｂも端部が直
角ではなく鈍角となっているため、現像剤担持体１製造
後の取り扱いにおいて、端部円周面が破損しにくくな
る。すなわち、基材１ａが露出しにくくなる。したがっ
て、静電潜像担持体４（図７参照）の表面にピンホール
があって静電潜像担持体４の導電性基材が露出している
ような場合でも、静電潜像担持体４と現像剤担持体１と
の間で火花放電が発生することがなく、火花放電に起因
する現像バイアスの変動、静電潜像の電位変化等の出力
画像に悪影響を与える要因が除去される。

【００３４】現像剤担持体１の構成としては、上記実施
例に限定されるものではなく、付着した現像剤Ｔを現像
領域Ｄへ搬送可能であれば、トナーの磁性、非磁性に応
じその構成等を適宜設計変更して差支えない。

【００３５】また、現像剤規制部材２は、そのホルダー
５への取付やバネ板部材２１の引張り強さ等を所望する
トナー薄層の厚さに応じて適宜設計変更して差し支えな
く、現像剤担持体１をニップするための加圧力の付与方
法についても、適宜設計変更して差し支えない。但し、
常に一定の接触圧を軟弾性部材２２と現像剤担持体１と
の間に生じさせるという観点からすれば、現像剤規制部
材２のホルダー５をコイルバネ６により付勢する構造が
好ましい。

【００３６】更に、本発明において上記軟弾性部材２２
は、当該部材２２と現像剤担持体１との間に現像剤が流
入してくる前端側から所定の領域Ｌ_R が現像剤を介して
現像剤担持体１をニップするものであれば、ニップ面の
全面が現像剤担持体１をニップする必要はない。但し、
経時的な軟弾性部材２２の磨耗や塑性変形によるニップ
面積の拡大、ニップ位置のずれ等を考慮した場合、ニッ
プ面の全面が当初から現像剤担持体１をニップする構成
とするのが好ましい。

【００３７】

【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、現像剤担持体と軟弾性部材との間
に流れ込む現像剤が現像剤規制部材の先端を押し上げ、
現像剤担持体と軟弾性部材との間に流入して均一な現像
剤薄層を形成するので、中間調の均一な画像を得られ
る。また、現像剤規制部材部分に帯電済現像剤が多量に
貯留するので、黒ベタのように現像剤担持体の現像剤を
大量に消費する場合でも、現像された画像の濃度を十分
に得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一成分現像装置の要部を示す拡大図
である。

【図２】 本発明の一成分現像装置で使用される現像剤
規制部材の軟弾性部材に働く力の作用方向を示す説明図
である。

【図３】 本発明の一成分現像装置の第一実施例を示す
断面図である。

【図４】 第一実施例の一成分現像装置の要部を示す断
面図である。

【図５】 現像剤規制部材の突出長の変更量に対する現
像剤付着量の変化を軟弾性部材の前端面角度をパラメー
タとしてプロットしたグラフである。

【図６】 軟弾性部材の前端面角度に対する現像剤規制
部材の取付許容誤差の変化を示すグラフである。

【図７】 本発明の一成分現像装置の第二実施例を示す
断面図である。

【図８】 現像剤規制部材の他の構造例を示す要部拡大
断面図である。

【図９】 一成分現像装置の現像剤担持体の軸方向端部
の拡大部分断面図である。

【図１０】 現像剤規制部材の支点がニップ部の上流側
に配置された従来の磁性一成分現像装置を示す断面図で
ある。

【図１１】 現像剤規制部材の支点がニップ部の下流側
に配置された従来の磁性一成分現像装置を示す断面図で
ある。

【図１２】 現像剤規制部材の支点がニップ部の上流側
に配置された従来の非磁性一成分現像装置を示す断面図
である。

【図１３】 現像剤規制部材の支点がニップ部の下流側
に配置された従来の非磁性一成分現像装置を示す断面図
である。

【符号の説明】

１：現像剤担持体、１ａ：基材、１ｂ：樹脂層、１ｃ：
フランジ、２：現像剤規制部材、３：ホッパー、４：静
電潜像担持体、５：ホルダー、６：コイルバネ、７：現
像剤供給ロール、１１：マグネットロール、１２：円筒
状スリーブ、２１：バネ板部材、２２：軟弾性部材、２
２ａ：ニップ面、２２ｂ：前端面、２３：支持部材、３
１：交流電源、３２：直流電源、Ｄ：現像領域、Ｔ：ト
ナー、ａ：ホッパー、ｂ：現像剤担持体、ｂ１：円筒状
スリーブ、ｂ２：磁石、ｃ：現像剤規制部材、ｃ１：バ
ネ板部材、ｃ２：軟弾性部材、ｄ：現像剤供給ロール、
ｅ：静電潜像担持体、ｆ：静電潜像、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲葉 繁 神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロッ クス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 市川 克彦 神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロッ クス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 樋口 勝成 神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロッ クス株式会社海老名事業所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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現像剤を介して押し付けてニップ
   面を形成することにより現像剤の薄層を形成する現像剤
   規制部材とを備えた一成分現像装置において、上記軟弾
   性部材の現像剤流入側前端面と前記ニップ面がなす角度
   θが１０５°≦θ≦１６５°の関係を満たし、かつ前記
   現像剤規制部材は、前記軟弾性部材が固着されたバネ板
   部材の端部より支点となる端部のほうが現像剤担持体回
   転方向の上流側に位置するように配置されていることを
   特徴とする一成分現像装置。