JPH07209985A - 現像装置およびその現像装置を用いた記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像装置において、現像濃度ムラ、片側かす
れを補正可能とし、常に安定した現像を図る。 【構成】ブレード２をブレードステー９を介して回転フ
レーム１４に支持する。さらに回転フレーム１４の上面
に支軸１５を固定し、本体フレーム１７に対して回転フ
レーム１４が支軸１５の軸周りに回転可能となるように
回転フレーム１４を本体フレーム１７取り付ける。上記
構成でブレード２を現像ローラー１に押圧するとブレー
ド２は現像ローラー１の長手方向の押圧部に対して荷重
分布を均一に分散させるような方向に自動的に回動す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真装置や静電
記録装置等に関し、特にそれらの装置に用いられる静電
潜像を可視化する現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の現像技術として主に一成分非磁性
現像は図６に示すような加圧現像法が知られている。感
光体ドラム６に対向し、一定の間隔ｇを空けて現像ロー
ラー１が配置されている。

【０００３】そして現像ローラー１に対向してブレード
２が配置されており、またトナー供給ローラー３が現像
ローラー１に対向して配置されている。トナーホッパー
８に入った一成分非磁性現像剤５（以降、トナーとい
う）は、トナー供給ローラー３により、矢印Ａ方向に運
ばれ、現像ローラー１に汲み上げられ、現像ローラー１
とこの現像ローラー１に押圧するブレード２との間に送
り込まれる。ここでトナー５は両者間の摩擦により電荷
が付与され、同時にブレード２の圧力によって薄層化さ
れるるとともに感光体ドラム６側に送り出される。

【０００４】そして、この時、現像ローラー１にはバイ
アス電圧が印加されているので、現像ローラー１と感光
体間の微小間隔で対向する感光体ドラム６上の静電潜像
に向けてトナー５が飛翔し、静電潜像が可視化される。
なお、飛翔しないで現像ローラー１上に残ったトナー５
は、リカバリーブレード７によって回収された後、トナ
ー供給ローラー３によって現像ローラー１上から掻き落
とされる。そして、トナー供給ローラー３の下方を通っ
て容器４内のトナーホッパー８に戻る構成となってい
る。

【０００５】したがって、従来の現像装置においては図
６に示すように、ブレード２を保持するブレードステー
９を支軸１０を中心に回動可能に保持するとともにブレ
ードステー９を調整ネジ１１により押し込んで回動変位
させることによりブレード２の押圧力を調整していた。

【０００６】例えば特開平４−８０７７４号公報などに
従来のこのような構造が開示されている。図５は層形成
部材の押圧力と現像濃度（ＯＤ値：Ｏｐｔｉｃａｔｙ
値）の関係を示すグラフである。層形成部材の押圧力は
現像濃度に対して大きく寄与する因子であり、押圧力と
現像濃度は単調減少の関係にある。したがって層形成部
材の押圧力が不均一であると現像濃度も不均一となる。
このとき押圧力は層形成部材と現像剤保持体の接触長さ
当たりの荷重を示す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構造を用いた場合、下記の課題があった。 （１）部品公差により、層形成部材は現像剤保持体に対
して傾きを生じる。したがって、層形成部材の現像剤担
持体の軸方向に対する平行度が保証できない。 （２）層形成部材の現像剤担持体の軸方向に対する平行
度が保証できないため、現像剤保持体に対する層形成部
材の押圧力が不均一となり、現像濃度ムラ、片側かすれ
が生じる。 （３）現像剤保持体に対する層形成部材傾きを外部から
調整できないため現像濃度ムラ、片側かすれの補正が出
来ない。

【０００８】（４）現像濃度ムラ、片側かすれを生じる
現像装置を用いた記録装置では高画質の記録画像が得ら
れない。

【０００９】そこで、この発明の目的は、従来のこのよ
うな課題を解決するため、現像濃度ムラ、片側かすれを
補正可能とし、常に安定した現像を得る現像装置を提供
することにある。さらにこの発明の他の目的は、高画質
の記録画像を得ることができる記録装置を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明の現像装置は、現像剤保持体に層形成部材
を押圧させて現像剤保持体上に現像剤層を形成し、この
現像剤層を像担持体に形成された静電潜像に対向させて
現像する現像装置において、層形成部材と、層形成部材
を直接的または間接的に保持する保持部材とから構成さ
れ、保持部材を層形成部材の押圧面に平行かつ現像剤保
持体の回転軸に対して垂直な軸周りに回動自在に支持す
る構成とした。

【００１１】さらに、本発明の記録装置を、像担持体
と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、所望の画像
に対応した信号で帯電した前記像担持体を露光して静電
潜像を形成する露光手段と、前記像担持体上の静電潜像
を現像し可視像を得る少なくとも一つの請求項１に記載
の現像装置と、前記現像装置によって得られた可視像を
被転写媒体に転写する転写部と、転写後に、前記帯電し
た像担持体を除電する除電手段と、前記像担持体上に残
留した現像剤を除去するクリーニング手段とを具備する
構成とした。

【００１２】

【作用】上記のように構成された現像装置においては、
層形成部材が現像剤保持体を押しつけると、層形成部材
が現像剤保持体の長手方向の押圧部に対して荷重分布を
均一に分散させるような方向に回動する。つまり層形成
部材は現像剤保持体に対して必然的に平行度を常に保つ
状態となる。

【００１３】

【実施例】以下に、この発明の実施例を図面に基づいて
説明する。図１は本発明の一実施例における現像器の構
成を示す側面図である。感光体ドラム６に対向して現像
剤担持体としての現像ローラー１が１５０〜３００μｍ
程度の微小の間隔ｇを介して配置されており、矢印Ａ方
向に回転している。現像ローラー１は導電性の材料、ア
ルミ、ステンレス、炭素鋼、導電性ゴム等を用いる。特
にその加工性、軽量化等よりアルミが好ましい。そして
現像ローラー１はその表面にトナー５が付着しやすいよ
うにサンドブラスト加工等の粗面化加工を施しており、
また硬度の低い材料であればニッケルメッキ等の表面処
理を施すことが好ましい。このとき現像ローラー１の適
正な表面粗さはトナー５の大きさによって異なるが、ト
ナー粒径が１０μｍ前後であれば２〜６μｍＲｚ程度が
好ましい。

【００１４】そして現像ローラー１に対向して層形成部
材としてのブレード２が配置されており、その自由端を
現像ローラー１の回転方向（矢印Ａ方向）と反対方向に
向けて配置されている。またブレード２の自由端の先端
部の長さＬは現像ローラー１とブレード２間に介入する
トナー５の量を制限する役目をしており、好ましくは１
〜３ｍｍに設定する。ブレード２と現像ローラー１の間
でトナー５は摩擦を受け、帯電するため、ブレード２の
材料はトナー５の物性値によって決定される。本実施例
ではトナーを負極性に帯電させるため、トナー５は負帯
電のものを選択し、ブレード２は摩擦でトナー５を負極
に帯電させる材料を選択する。またブレード２はブロッ
ク状、平板状のものを用いるが、現像ローラー１に対向
する面のうねりを吸収させるため平板状でかつ弾力性を
もち、ばね定数の低いものが好ましい。したがって、ブ
レード２は厚さ０．１〜０．３ｍｍ程の板ばね材、例え
ばリン青銅、ベリリウム銅等を用いることが好ましい。
また均一なトナー層を形成させるためブレード２の平面
度は１００μｍ以下に規制することが望ましい。

【００１５】またブレード２よりも現像ローラー１の回
転方向の上流の位置にトナー供給ローラー３が現像ロー
ラー１に対向して設けてあり、現像ローラー１と同方向
に回転している。トナー供給ローラー３のローラー部は
スポンジ状の発泡材であり、気泡部にトナーを含ませる
ことによりトナー５の供給を行う。トナー供給ローラー
３のローラー部の発泡数は３０〜８０個／２５ｍｍ程で
ある。またトナー供給ローラー３は現像ローラー１に対
して接触深さ０．５ｍｍ以上程押圧した状態に設定する
ことが好ましい。

【００１６】トナー供給ローラー３の後方にはアジテー
タ１２が設けられており、回転軸にＰＥＴフィルム等の
平板材を張り付ける構成としてある。そして現像ローラ
ー１と同方向に回転させることによりトナーホッパー８
内のトナーの攪判およびトナー供給ローラー３へのトナ
ー５の供給を行っている。

【００１７】この現像器に関する現像の工程は従来例に
示したのでここでは省略する。図２は本実施例における
ブレードユニット２０の構成を示す分解斜視図であり、
図３は本実施例における回転フレーム１４と本体フレー
ム１７との取り付け状態を示す断面図である。

【００１８】ブレード２はその固定端をブレードステー
９のＤ面と固定している。固定の方法としては例えば接
着、ネジ締結、チャッキング等であり、ブレード２を確
実に固定するにはネジ締結が好ましい。本実施例ではブ
レード２をブレードステー９とブレードカバー４で挟み
込み、止めネジ１９で締結する事により固定されてい
る。ブレードステー９のＤ面のうねりがブレード２に影
響しないようにＤ面は平面度をできる限り規制すること
が好ましい。

【００１９】またブレードステー９の長手方向の両端部
には、支軸１０が現像ローラー１の軸方向に向けて固定
されている。固定の方法としては例えば圧入、かしめ、
接着、ネジ締結等があるが、強度が確保できればどの方
法でも構わない。ここで保持部材としての回転フレーム
１４の長手方向の両端部には、支軸１０の直径よりも大
きい径の挿入穴が現像ローラー１の軸方向に向けて設け
てある。支軸１０は図示しないブッシュを介して前記挿
入穴に挿入される。このような構造によってブレードス
テー９は回転フレーム１４に対して支軸１０を回転中心
として回動可能に支持される。

【００２０】さらに回転フレーム１４はそのＧ面の長手
方向中心部には支軸１５が固定されている。固定の方法
は前記支軸１０と同様の条件である。ここで図３に示す
ように本体フレーム１７に支軸１５の直径よりも大きい
径の挿入穴が設けてある。そして支持軸１５の軸方向上
部には雌ネジが加工されており、支軸１５を軸受１６を
介して前記挿入穴に挿入後、支軸１５の上部より止めネ
ジ１８で締結する。このとき止めネジ１８のネジ頭は支
軸１５の外径より大きい。このような構造によって回転
フレーム１４は本体フレーム１７に対して支軸１５を回
転中心として回動可能に支持される。

【００２１】また回転フレーム１４のＥ面とブレードス
テー９のＦ面の間に弾性体を挟み込むように配置する。
弾性体としてばねまたはゴム、ばねとしては圧縮コイル
ばねが荷重の管理が簡単なため好ましく、本実施例では
圧縮コイルばね１３を用いている。このような構造とす
ることにより、ブレードステー９はブレード２と共に図
１における矢印Ｂ方向に回動変位する。

【００２２】したがって圧縮コイルバネ１３の変位量と
バネ定数から定まる荷重を上記回動変位の機構を介して
ブレード２と現像ローラー１との接触部に押圧力として
伝える。このように構成されたブレードユニット２０の
動作を次に説明する。

【００２３】図４は本実施例における動作を示す説明図
である。実線で示すようにブレード２が現像ローラー１
の周面を押圧する際にはブレード２の長手方向のどちら
か片方（図４では左側）が先に現像ローラー１に当た
る。したがってこのままの状態でブレード２が現像ロー
ラー１を押圧すれば、先に当たった側に圧縮コイルばね
１３による荷重が集中することで押圧力が高くなり、図
５に示すブレード押圧力と現像濃度の関係から左側の方
が現像濃度は低下する。また逆に当たりの悪い方では押
圧力が低くなり現像濃度が上昇したり、もしくは押圧力
不足で過剰なトナーのこぼれが発生し、かぶりの発生や
トナーの装置内への飛散等の現象が発生する。

【００２４】しかし上記のようなブレードユニットの構
造であれば回転フレーム１４の回動によりブレード２は
破線で示す位置に回動変位し、与えられた荷重を自動的
に現像ローラー上１に分散させ、長手方向の荷重分布の
平衡を保とうとする。したがって、押圧力の分布が均一
化されて現像ローラー１上には層厚、帯電量とも均一な
トナー薄層が形成され、安定した現像が行われる。

【００２５】なお本実施例においてはブレード２の押圧
面に対して平行かつ現像ローラー１の軸周りに回動自在
となる部材は回転フレーム１４であり、回転フレーム１
４はブレード２をブレードステー９を介して保持してい
るため間接的な保持をしていると言える。

【００２６】また支軸１５を上記と同等の方法でブレー
ドステー９のＦ面に固定し、本体フレーム１７または他
の部材に対してブレードステー９が支軸１５の軸周りに
回動可能に固定されれば、ブレード２の押圧面に対して
平行かつ現像ローラー１の軸周りに回動自在となる部材
はブレードステー９であり、ブレードステー９はブレー
ド２を直接保持していると言える。したがってこのよう
な構成でも同等の作用および効果を奏することができ
る。

【００２７】さらに本実施例においてブレードステー９
を回動変位させることでブレード２を現像ローラー１に
押圧していたが、この方法に限定されることはなく例え
ばブレードステー９を直動的に変位させてブレード２を
現像ローラー１に押圧しても同等の効果を奏することが
できる。

【００２８】次に、本発明の現像装置を用いたカラー画
像記録装置の一実施例を図７に基づいて説明する。図７
において、カラー画像記録装置は、表面に電子写真感光
層が形成された感光体ドラム１０１の周囲に、帯電装置
１０２、露光装置１０３、第１の現像装置１０４、第２
の現像装置１０５、第３の現像装置１０６、最終的な画
像が形成される被転写媒体１１０を巻き付ける被転写媒
体巻き付けドラム１０７、除電装置１０８、クリーニン
グ装置１０９を配置した構成となっている。それぞれの
動作は、メインコントローラ１２１が出力する制御信号
１２２によって制御される。本実施例においては、カラ
ー画像の記録を行うために、前述した本発明の現像装置
を３個用いている。

【００２９】被転写媒体１１０は、給紙機構１１１、１
１２により矢印Ｙ方向に回動する被転写媒体巻き付けド
ラム１０７に供給され、巻き付けローラー１１３によっ
て被転写媒体巻き付けドラム１０７に巻き付けられる。
そして、転写部Ｔにて、各色の転写が終了した被転写媒
体１１０は定着装置１１４へと送られる。

【００３０】感光体ドラム１０１は、矢印Ｘ方向に回動
し、帯電装置１０２と露光装置１０３から構成される潜
像形成手段によって潜像が形成され、現像装置１０４、
１０５、１０６のいずれか一つにより可視像化され、転
写部Ｔにて可視像は被転写媒体１１０上に転写される。
転写が終了した感光体ドラム１０１は、除電装置１０８
によって除電され、クリーニング装置１０９によって残
留する可視像形成物質が除去される。

【００３１】露光装置１０３は、たとえば半導体レー
ザ、ポリゴンミラー、ｆθレンズなどから構成され、画
像データに対応したドライブ信号１４０に基づいて変調
されたレーザビームを感光体ドラム１０１上に走査す
る。現像装置１０４、１０５、１０６は、本発明の現像
装置であり、いずれも感光体ドラム１０１上の静電潜像
を着色する可視像形成物質により可視像化する。上記複
数の現像装置は、それぞれ異なる色の可視像形成物質に
より現像を行い、通常、イエロー、マゼンタ、シアンが
用いられる。

【００３２】定着装置１１４は発熱部を持ったローラー
からなっており被転写媒体１１０に可視像形成物質を熱
定着する。次に、本カラー画像記録装置の動作を説明す
る。説明を簡単にするために、被転写媒体１１０は給紙
機構１１１、１１２により矢印Ｙ方向に回動する被転写
媒体巻き付けドラム１０７に供給され、巻き付けローラ
ー１１３によって被転写媒体巻き付けドラム１０７にす
でに巻き付けられているものとする。

【００３３】イエローの面の色信号に対応するデータが
準備されると、感光体ドラム１０１は帯電装置１０２に
より帯電される。イエローの面の色信号に対応するデー
タはレーザビームを変調するためのドライブ信号１４０
に変換され、露光装置１０３に入力され、イエローの面
の色信号に対応するビームの変調が開始され、変調され
たレーザビームが前記感光体１０１上を走査する。そし
て、レーザビームによる主走査と感光体ドラム１０１の
回動による副走査により、感光体ドラム１０１の周面上
にイエローに対応する潜像が形成される。潜像は第１の
現像装置１０４で、イエローの可視像形成物質により現
像され可視化される。得られた可視像は、転写部Ｔにて
被転写媒体巻き付けドラム１０７に巻き付けられた被転
写媒体１１０に転写される。可視像形成物質による可視
像が転写されたあとの感光体ドラム１０１は、除電装置
１０８によって残留電荷が除去され、クリーニング装置
１０９により完全に転写されずに残っていた可視像形成
物質がクリーニングされ、次の潜像形成に備えられる。

【００３４】このようにして、イエローの作像サイクル
が終わると、図示しないメインコントローラ部はメイン
コントローラ１２１に対してマゼンタの作像サイクルを
指示する。マゼンタの作像サイクルでは、マゼンタの面
の色信号に対するデータが準備されると、感光体ドラム
１０１は帯電装置１０２により再び帯電される。マゼン
タの面の色信号に対応するデータはレーザビームを変調
するためのドライブ信号１４０に変換され、露光装置１
０３に入力され、前述したイエローの面の色信号の場合
と同様に感光体ドラム１０１への書き込みが行われ潜像
が形成される。潜像は第２の現像装置１０５で、マゼン
タの可視像形成物質により現像され可視化される。得ら
れた可視像は、転写部Ｔにて被転写媒体巻き付けドラム
１０７に巻き付けられた被転写媒体１１０のすでに形成
されているイエローの可視像の上に転写される。可視像
形成物質による可視像が転写されたあとの感光体ドラム
１０１は、除電装置１０８によって残留電荷が除去さ
れ、クリーニング装置１０９により完全に転写されずに
残っていた可視像形成物質がクリーニングされ、次の潜
像形成に備えられる。

【００３５】次のシアンの作像サイクルも、イエロー、
マゼンタの場合と同様に、シアンの面の色信号に対し、
露光、現像、転写が行われ、被転写媒体１１０上にシア
ンの可視像形成物質による可視像が形成される。ここ
で、現像は第３の現像装置１０６で行われる。また、感
光体ドラム１０１は、イエロー、マゼンタの場合と同様
に、転写後、除電およびクリーニングが行われる。

【００３６】このようにして被転写媒体１１０上に形成
されたカラー画像は、定着装置１１４に送り込まれて定
着され、最終的なカラー画像となる。以上の説明におい
ては、色信号に対するデータが準備されたあと、帯電す
るようにしているが、前もって帯電しておくようにして
もよいことは言うまでもない。また、イエロー、マゼン
タ、シアンの３つの現像装置を用いる場合について説明
したが、さらにブラックを含む場合も現像装置をもう一
つ付加することにより同様に実施可能である。もちろ
ん、単色の記録装置を構成することも可能であり、この
場合には現像装置はひとつでよい。さらに、感光体ドラ
ムと被転写媒体巻き付けドラムは共にドラム状の形状と
したが、どちらか一方が、または両方がベルト状であっ
ても実施可能である。さらにまた、露光装置を半導体レ
ーザ、ポリゴンミラー、ｆθレンズなどから構成される
としたが、たとえばＬＥＤアレイなどの他の手段から構
成してもよい。

【００３７】本発明の現像装置を用いた本発明の記録装
置は、本現像装置が現像濃度ムラや片側カスレを自動的
に補正するので、単色の記録装置に適用しても十分な効
果を呈するが、色を重ね合わせるカラー記録装置に適用
した場合により顕著な効果がある。

【００３８】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、現像剤
保持体に層形成部材を押圧させて現像剤保持体上に現像
剤層を形成し、この現像剤層を像担持体に形成された静
電潜像に対向させて現像する現像装置において、層形成
部材と、層形成部材を直接的または間接的に保持する保
持部材とから構成され、保持部材を層形成部材の押圧面
に平行かつ現像剤保持体の回転軸に対して垂直な軸周り
に回動自在に支持する構成としたので、現像剤保持体の
長手方向全幅に渡って均等な押圧が得られ、現像濃度ム
ラ、片側かすれを自動的に補正し、常に安定した現像が
図れるという効果がある。

【００３９】さらに、本発明の現像装置を用いた記録装
置においては、現像処理において安定した可視像が形成
されるので、被転写媒体上の最終的な記録画像をより画
質の高いものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における現像装置の構成を示す側面図で
ある。

【図２】本発明における現像装置のブレードユニットの
構成を示す分解斜視図である。

【図３】本発明における現像装置の回転フレームと本体
フレームの取り付け状態を示す断面図である。

【図４】本発明の現像装置におけるブレード動作を示す
説明図である。

【図５】ブレードの押圧力と現像濃度の関係を示すグラ
フである。

【図６】従来の現像装置構成を示す側面図である。

【図７】本発明における記録装置の構成を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１０１ 感光体ドラム １０２ 帯電装置 １０３ 露光装置 １０４、１０５、１０６ 現像装置 １０８ 徐電装置 １０９ クリーニング装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小岩 進雄 東京都江東区亀戸６丁目31番１号 セイコ ー電子工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤保持体に層形成部材を押圧させて
   現像剤保持体上に現像剤層を形成し、この現像剤層を像
   担持体に形成された静電潜像に対向させて現像する現像
   装置において、 層形成部材と、前記層形成部材を直接的または間接的に
   保持する保持部材とから構成され、前記保持部材を前記
   層形成部材の押圧面に平行かつ前記現像剤保持体の回転
   軸に対して垂直な軸周りに回動自在に支持することを特
   徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 像担持体と、前記像担持体を帯電させる
   帯電手段と、所望の画像に対応した信号で帯電した前記
   像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前
   記像担持体上の静電潜像を現像し可視像を得る少なくと
   も一つの請求項１に記載の現像装置と、前記現像装置に
   よって得られた可視像を被転写媒体に転写する転写部
   と、転写後に、前記帯電した像担持体を除電する除電手
   段と、前記像担持体上に残留した現像剤を除去するクリ
   ーニング手段とを具備することを特徴とする記録装置。