JPH0934247A - 静電潜像現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブレードの製作精度のみを管理することによ
り、現像ローラとの接触部からブレード先端までの突出
量を常に所定値に維持することができる現像剤規制手段
を備えた静電潜像現像装置を提供する。 【解決手段】 静電潜像現像装置は、現像ハウジング
と、該現像ハウジング内に配設された現像ローラと、該
現像ローラの周表面に作用し該表面に保持される現像剤
量を規制する剛性部材からなるブレードを備えた規制手
段と、ブレードの片面を現像ローラの周表面に圧接する
方向に押圧する弾性付勢手段とを具備している。上記規
制手段を構成する剛性部材からなるブレードは、片面に
現像ローラの周表面と略同じ曲率を有する接触凹部を備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電複写機、レー
ザプリンタの如き画像生成機において静電潜像をトナー
画像に現像するために使用される静電潜像現像装置、更
に詳しくは、表面に現像剤を保持して現像域に搬送する
現像ローラとともに、この現像ローラの表面に作用し該
表面に保持される現像剤量を規制する剛性部材からなる
規制手段を具備する形態の静電潜像現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像生成機において静電潜像をトナー像
に現像するために、周知の如く、所定方向に回転駆動せ
しめられる現像ローラを具備する形態の静電潜像現像装
置が広く実用に供されている。現像ローラは、所定方向
に回転駆動されることによって、現像剤保持域、現像剤
量規制域及び現像域を順次に移動せしめられる。現像剤
保持域においては、適宜の様式によって供給される現像
剤としてのトナーが現像ローラの表面に保持される。現
像剤量規制域においては、現像ローラの表面に保持され
ている現像剤としてのトナーに規制手段が作用して、現
像ローラの表面に保持されているトナーを所要量に規制
する。現像域においては、周表面に静電写真感光層を備
えた回転ドラムの如き静電潜像担持体の表面に現像剤と
してのトナーが施され、静電潜像担持体の表面に形成さ
れている静電潜像がトナー像に現像される。良好な現像
を遂行するためには、現像ローラの表面に保持されてい
るトナー量を規制手段によって適切に規制して、現像ロ
ーラの表面に保持されるトナー層を所定の厚さに且つ軸
方向に充分均一に形成せしめることが重要である。

【０００３】特公昭６３−１６７３６号公報には、ウレ
タンゴム、シリコンゴムの如き合成ゴムからなるゴム弾
性体によってブレードが構成された規制手段を具備した
静電潜像現像装置が開示されている。現像剤規制手段を
構成するゴム弾性体は、その片面ないし先端縁が現像ロ
ーラの表面に圧接せしめられ、現像ローラの表面に保持
されるトナー量を相当少量に規制して現像ローラの表面
にトナーの薄層を形成する。また、現像剤規制手段のブ
レードを厚さ０．１〜０．２ｍｍのばね用ステンレス薄
板によって構成したものも実用化されている。しかる
に、ゴム弾性体やステンレス薄板等の弾性ブレードを用
いた現像剤規制手段においては、弾性ブレードの両端部
は剛性が低く中央部に比して規制力が劣るため、現像ロ
ーラの表面に形成されるトナー層は両端部が中央部より
厚くなり、本発明者等の実験によれば、ウレタンブレー
ドを用いた場合、両端部のトナー層は中央部より３．５
〜７．０μｍ厚くなることが判った。このように、弾性
ブレードを用いた場合には、現像ローラの表面に形成さ
れるトナー層を軸方向全体に均一な厚さにすることが難
しく、従って、均一な画像が得られ難いという問題があ
り、また、弾性ブレードは耐磨耗性も低く長寿命化の点
でも必ずしも満足し得るものではない。

【０００４】上記弾性ブレードの問題点を解決するする
ために、本出願人は現像剤規制手段を構成するブレード
をガラス等の剛性部材によって形成した発明を特開昭７
ー３６２７７号として提案した。ブレードを板ガラスに
よって形成することにより、、現像ローラの表面に形成
されるトナー層の層厚を幅方向に均一に規制することが
できるとともに、耐磨耗性も向上し長寿命化の点でも満
足できるものとなった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】而して、現像剤規制手
段を構成するブレードをガラス等の剛性部材によって形
成したものにおいては、現像ローラとブレードとの接触
中心からブレードの先端までの突出量によって現像ロー
ラの表面に形成されるトナー層の層厚が変化する。即
ち、上記突出量が所定値より長いと現像ローラの表面に
付着して移動するトナーがブレードの片面に作用する面
積が所定値より大きくなるため、ブレードを逃がす方向
に働く力が増大して、現像ローラの表面に形成されるト
ナー層の厚さが厚くなる。一方、上記突出量が所定値よ
り短いと現像ローラの表面に付着して移動するトナーが
ブレードの片面に作用する面積が所定値より小さくなる
ため、ブレードを逃がす方向に働く力が減少して、現像
ローラの表面に形成されるトナー層の厚さが薄くなる。
しかるに、上記公報に開示されたブレードの支持構造に
おいては、ブレードを組み付けた後に上記突出量を調整
することができず、従って、ブレードおよび支持構造の
各構成部品の製作精度によって上記突出量の精度が決ま
る。しかしながら、ブレードおよび上記各構成部品の製
作精度を高めることは、いたずらにコストの増大を招く
ことになる。

【０００６】本発明は上記事実に鑑みてなされたもので
あり、その主たる技術的課題は、ブレードの製作精度の
みを管理することにより、現像ローラの周表面にブレー
ドの片面を接触させた状態で、上記突出量を常に所定値
に構成することができる現像剤規制手段を備えた静電潜
像現像装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記主たる技術的課題を
解決するために、本発明によれば、現像ハウジングと、
該現像ハウジング内に配設され現像剤保持域において表
面に現像剤を保持し該保持した現像剤を現像域に搬送し
て静電潜像に施すための現像ローラと、該現像剤保持域
と該現像域との間に位置する現像剤規制域において該現
像ローラの周表面に作用し該表面に保持される現像剤量
を規制する剛性部材からなるブレードを備えた規制手段
と、該ブレードの片面を該現像ローラの周表面に圧接す
る方向に押圧する弾性付勢手段とを具備する静電潜像現
像装置において、該規制手段を構成する剛性部材からな
るブレードは、片面に該現像ローラの周表面と略同じ曲
率を有する接触凹部を備えている、ことを特徴とする静
電潜像現像装置が提供される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従って構成された
静電潜像現像装置の好適な実施の形態を図示している添
付図面を参照して、更に詳述する。

【０００９】図１には本発明に従って構成された静電潜
像現像装置が搭載された画像生成機が示されている。図
示の画像生成機は、周表面に感光層を備えた像担持体と
しての回転ドラム１を具備している。該回転ドラム１は
回転軸２によって回転自在に図示しない機体ハウジング
内に装着されている。矢印３で示す方向に回転せしめら
れる回転ドラム１の周囲には、その回転方向にみて順次
に、回転ドラム１の感光層を特定極性に帯電せしめる帯
電用コロナ放電器４、該帯電用コロナ放電器によって特
定極性に帯電せしめられた回転ドラム１の感光層に静電
潜像を形成する露光手段としてのレーザ光学装置５、該
光学装置５から照射されるレーザ光によって形成された
静電潜像をトナー像に現像する静電潜像現像装置６、転
写用コロナ放電器７、剥離用コロナ放電器８、クリーニ
ング装置９、及び除電ランプ１０が配設されている。

【００１０】現像装置６は、合成樹脂によって形成する
ことができる現像ハウシング１２を具備しており、この
現像ハウジング１２内には、現像ローラ１６、供給手段
１８、攪拌手段２０およびび規制手段２２が配設されて
いる。更に、図示していないが、現像ハウシング１２に
はトナーを収容したトナーカートリッジが装着されてい
る。

【００１１】現像ローラ１６は、上記現像ハウジング１
２の両側壁間に回転自在に装着された回転軸２４と、こ
の回転軸２４に固着されたローラ２６とを含んでいる。
回転軸２４はステンレス鋼の如き適宜の金属材料から形
成することができる。ローラ２６は比較的柔軟で且つ導
電性を有する材料、例えばウレタンゴムの如き導電性中
実ゴムによって構成されている。ローラ２６の硬度は図
示の実施形態においてはアスカーＣ硬度で６０乃至８５
程度に設定されており、また、ローラ２６の体積抵抗は
１０⁶ 乃至１０⁹ Ω・ｃｍ程度に設定されている。この
ように構成された現像ローラ１６のローラ２６は、現像
ハウジング１２に形成されている開口を通して露呈せし
められて回転ドラム１に対向して位置付けられる。そし
て、現像ローラ１６を構成するローラ２６の周表面は、
回転ドラム１の周表面に圧接せしめられ、かかる圧接領
域においてローラ２６の周表面が若干弾性的に圧縮せし
められている。現像ローラ１６の回転軸２４は、図示し
ない駆動手段によって図１に矢印２８で示す方向に連続
的に回転駆動される。回転軸２４の上記回転によってロ
ーラ２６も矢印２８で示す方向に連続的に回転駆動さ
れ、該ローラ２６の周表面は現像剤保持域３０、現像剤
規制域３２及び現像域３４を順次に搬送される。

【００１２】上記供給手段１８は、上記現像ハウジング
１２の両側壁間に回転自在に装着された回転軸３６と、
この回転軸３６に固着された補助ローラ３８とを含んで
いる。補助ローラ３８は発泡シリコン或いは発泡ウレタ
ンの如き発泡体から構成されている。補助ローラ３８は
現像ローラ１６のローラ２６に圧接せしめられる。補助
ローラ３８を形成している発泡体の硬度はローラ２６の
硬度よりも相当小さく（例えばアスカーＣ硬度で３５程
度）、補助ローラ３８をローラ２６に圧接せしめること
によって圧接領域において補助ローラ３８が０．１５乃
至０．２５ｍｍ程度弾性的に圧縮せしめられるのが望ま
しい。この補助ローラ３８は図示しない駆動手段によっ
て図１に矢印３９で示す方向に連続的に回転駆動せしめ
られる。上記攪拌手段２０は、上記現像ハウジング１２
の両側壁間に回転自在に装着された回転軸４０と、この
回転軸４０に固定された攪拌部材４２とを含んでおり、
図示しない駆動手段によって図１に矢印４４で示す方向
に連続的に回転駆動せしめられる。

【００１３】次に、上記規制手段２２について、図２お
よび図３も参照して説明する。規制手段２２は、上記現
像ローラ１６のローラ２６の周表面に圧接せしめられる
剛性部材からなるブレード４６と、該ブレード４６の片
面をローラ２６の周表面に圧接する方向に押圧する弾性
付勢手段４７とを具備している。

【００１４】上記剛性部材からなるブレード４６は、板
状部材から構成され、その片面（即ちローラ２６の周表
面に圧接される面）にはローラ２６の周表面に沿って幅
方向（図１において紙面に垂直な方向）に延在する接触
凹部４６１が形成されている。この接触凹部４６１は、
現像ローラ１６を構成するローラ２６の周表面の曲率と
略同じ曲率を有する曲面によって形成されている。該接
触凹部４６１の端部からブレード４６先端までの突出量
（Ｓ）は、現像ローラ１６の径によって異なるが０．１
乃至４．０ｍｍに設定されている。また、接触凹部４６
１の周方向長さも現像ローラ１６の径によって異なるが
１．０乃至２０．０ｍｍに設定されている。なお、上記
接触凹部４６１を形成する曲面の表面粗さは充分に小さ
く、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定されている中心線平均
粗さＲａが６．００以下、特に０．２０以下、殊に０．
０２以下であることが好ましい。ブレード４６の上記片
面の表面粗さが過大になると、現像ローラ１６を構成す
るローラ２６の周表面に形成されるトナー層の表面が充
分に平坦化されず、不均一なものになってしまう傾向が
ある。従って、ブレード４６として比較的安価に形成す
ることができるにもかかわらず表面粗さが充分に小さ
く、しかも、硬度が高く耐磨耗性のある好適な剛性材料
としては、市販されている板ガラスを挙げることができ
る。板ガラスの厚さは３ｍｍ程度でよい。トナーの帯電
特性の制御のためにブレード４６に所要電圧を印加する
ことが望まれる場合には、板ガラスの片面に導電性被膜
を施すことができる。片面に導電性被膜が施された板ガ
ラスとしては、商品名「ネサガラス」として市販されて
いる板ガラスが好都合に使用され得る。板ガラスに代え
てステンレス鋼の如き適宜の金属板から剛性部材によっ
てブレード４６を構成することもできる。このよに構成
されたブレード４６は、組み付け時にはその先端面を上
記現像ハウジング１２の取付部１２０に設けられた支持
部１２１に当接せしめる。

【００１５】上記弾性付勢手段４７は、ブレード４６の
他面に当接する押圧部材４７１と、該押圧部材４７１を
介してブレード４６の片面をローラ２６の周表面に圧接
する方向に押圧する複数個の圧縮コイルばね４７２を具
備している。押圧部材４７２は、厚さ２ｍｍ程度のステ
ンレス鋼板によって構成され、上記ブレード４６の幅方
向長さに対応してブレード４６と略同じ長さを有し、案
内用の２個の長穴４７１ａ、４７１ａを備えており、そ
の後側端面には図示の実施形態においては２個の支持突
起４７１ｂ、４７１ｂが形成されている。このように構
成された押圧部材４７１は、上記現像ハウジング１２の
取付部１２０に形成された貫通孔１２２に嵌挿され、そ
の前側端面、即ち当節面４７１ｃが上記ブレード４６の
他面に当接せしめられる。押圧部材４７１が現像ハウジ
ング１２の取付部１２０に形成された貫通孔１２２に嵌
挿され状態で、上記現像ハウジング１２の取付部１２０
に螺合される案内ボルト４７３、４７３を押圧部材４７
１に形成された２個の長穴４７１ａ、４７１ａに各々挿
通することにより、押圧部材４７１の移動を案内するよ
うになっている。上記複数個（図示の実施形態において
は２個）の圧縮コイルばね４７２、４７２は、その一端
部が上記押圧部材４７１の後側端面に形成された支持突
起４７１ｂ、４７１ｂに嵌合され、その他端部が上記現
像ハウジング１２に形成された支持突起１２３、１２３
に各々嵌合されており、押圧部材４７１を介して上記ブ
レード４６の片面を上記ローラ２６の周表面に圧接する
方向に押圧せしめる。現像ローラ１６のローラ２６の周
表面に対するブレード４６の圧接力は、ローラ２６の周
表面上に形成すべきトナー層の厚さに応じて適宜に設定
することができる。圧接力が大きくなるとローラ２６の
周表面上に形成される現像剤層の厚さが小さくなる。他
方、圧接力が過剰に大きくなると、ローラ２６の円滑な
回転が阻害される傾向が発生する。図示の実施形態にお
ける現像様式においては、通常、ローラ２６の周表面に
形成されるトナー層の厚さは２０乃至３０μｍ程度であ
り、このような厚さの現像剤層を適切に形成するために
は、ローラ２６の周表面に対してブレード４６を線圧
（幅方向単位長さ当りの圧力）で４乃至５０ｇ／ｃｍで
圧接せしめればよい。

【００１６】図１乃至図３に示す実施形態による静電潜
像現像装置は以上のように構成され、以下その作用につ
いて説明する。静電潜像現像装置の作動開始により、上
記現像ローラ１６のローラ２６、供給手段１８の補助ロ
ーラ３８および攪拌手段２０が図示しない駆動手段によ
って各々が矢印で示す方向に回転駆動される。現像剤ロ
ーラ１６のローラ２６が矢印２８で示す方向に連続的に
回転駆動され、現像剤保持域３０においては供給手段１
８がローラ２６に作用し、それまでローラ２６の周表面
に保持されていたトナーをローラ２６から剥離せしめる
とともに、新たにローラ２６の周表面にトナーが供給さ
れる。現像剤規制域３２においては、規制手段２２のブ
レード４６がローラ２６の周表面に保持されている現像
剤に作用して、ローラ２６の周表面に保持されるトナー
を所要量に規制して薄層に形成せしめる。なお、ローラ
２６の周表面に形成されるトナー層の厚さを所定量にす
るためには、規制手段２２を構成するブレード４６のロ
ーラ２６との接触端からブレード４６の先端までの突出
量を所定値に維持することが重要であるが、図示の実施
形態においては規制手段２２を構成するブレード４６の
片面にはローラ２６の周表面に沿って幅方向に延在する
接触凹部４６１が形成され、この接触凹部４６１は現像
ローラ１６を構成するローラ２６の周表面と略同じ曲率
を有する曲面によって形成されているので、接触凹部４
６１の略全面がローラ２６の周表面に略均一に接触する
ため、ブレード４６のローラ２６との接触端からブレー
ド４６の先端までの突出量（Ｓ）はブレード４６のみの
寸法によって決定される。従って、ブレード４６の製作
精度を管理することによって上記突出量（Ｓ）を常に所
定の値に維持することができ、ローラ２６の周表面に形
成されるトナー層の層圧を所定範囲に維持することがで
きる。なお、ブレード４６の接触凹部４６１はローラ２
６の周表面の曲率と略同じ曲率を有する曲面で接触する
ため、小さい押圧力でトナー薄層の形成が可能であり、
従って、現像ローラ１６の駆動トルクを低減することが
できる。また、弾性付勢手段４７を構成する圧縮コイル
ばね４７２、４７２のバネ力は、上記押圧部材４７１を
介して上記ブレード４６に作用するので、ブレード４６
がコイルばね自体の個々のバラツキの影響を受けること
がなく、ブレード４６には幅方向全体に均一な押圧力が
作用せしめられる。従って、上記現像ローラ１６のロー
ラ２６の表面に形成されるトナー層を均一にすることが
できる。次に、現像域３４においては、回転ドラム１の
周表面に配設されている静電感光体上の静電潜像に現像
剤が施されて、静電潜像がトナー像に現像される。例え
ば、静電潜像は＋７００Ｖ程度に帯電せしめられた非画
像領域と＋１２０Ｖ程度に帯電せしめられた画像領域と
を有し、画像領域にトナーが付着せしめられる（所謂反
転現像）。回転ドラム１は図１に矢印３で示す方向に連
続的に回転駆動せしめられ、従って現像域３４において
回転ドラム１の周表面と現像ローラ１６のローラ２６の
周表面とは同一方向に移動せしめられる。ローラ２６の
周表面の移動速度Ｖ２は回転ドラム１の周表面の移動速
度Ｖ１よりも幾分大きく設定されており、１．２Ｖ１≦
Ｖ２≦２．２Ｖ１であるのが好適である。この場合に
は、ローラ２６によって現像域３４に充分なトナーが搬
送されるとともに、回転ドラム１の周表面に対するロー
ラ２６の周表面の摺擦作用によって静電潜像の非画像部
に一旦付着したトナーが適切に剥離され、かくして適切
な現像濃度を有し且つかぶりのない良好なトナー像を得
ることができる。現像剤としては、体積平均粒子径（Ｖ
ｏｌ．５０％：体積平均粒子径以下のトナーと体積平均
粒子径以上のトナーとの体積が同一）が８．０乃至１
２．０μｍ程度であり体積抵抗が１０⁸ Ω・ｃｍ以上で
あるトナーのみから成る現像剤が好適に使用される。

【００１７】

【発明の効果】本発明による静電潜像現像装置は、現像
ローラの表面に片面が作用し該表面に保持される現像剤
量を規制する規制手段を構成する剛性部材からなるブレ
ードが、片面に現像ローラの周表面と略同じ曲率を有す
る接触凹部を備えているので、接触凹部の略全面がロー
ラの周表面に略均一に接触するため、ブレードのローラ
との接触端からブレードの先端までの突出量はブレード
のみの寸法によって決定される。従って、ブレードの製
作精度を管理することによって上記突出量を常に所定の
値に維持することができ、ローラの周表面に形成される
トナー層の層圧を所定範囲に維持することができる。な
お、ブレードの接触凹部はローラの周表面に略同じ曲率
を有する曲面で接触するため、小さい押圧力でトナー層
形成が可能であり、従って、現像ローラの駆動トルクを
低減することができる。また、上記のように、ブレード
とローラとの接触は曲面による面接触であるため面圧が
小さく、従って、現像ローラの変形が少なくなり、現像
ローラの変形によって生ずるトナー層の形成不良を未然
に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って構成された静電潜像現像装置が
搭載された画像生成機の概略構成断面図。

【図２】図１に示す静電潜像現像装置を構成する現像ロ
ーラと規制手段との関係を示す拡大説明図。

【図３】図１に示す静電潜像現像装置を構成する規制手
段および弾性付勢手段の要部斜面図。

【符号の説明】

１：回転ドラム ４：帯電用コロナ放電器 ５：レーザ光学部 ６：静電潜像現像装置 ７：転写用コロナ放電器 ８：剥離用コロナ放電器 ９：クリーニング装置 １０：除電ランプ １６：現像ローラ １８：供給手段 ２０：攪拌手段 ２２：規制手段 ２６：現像ローラのローラ ３０：現像剤保持域 ３２：現像剤規制域 ３４：現像域 ３８：供給手段の補助ローラ ４６：ブレード ４７：弾性付勢手段 ４６１：接触凹部 ４７１：押圧部材 ４７２：圧縮コイルばね ４７３：案内ボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中植 隆久 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内 (72)発明者 乾 洋士 大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田工 業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像ハウジングと、該現像ハウジング内
   に配設され現像剤保持域において表面に現像剤を保持し
   該保持した現像剤を現像域に搬送して静電潜像に施すた
   めの現像ローラと、該現像剤保持域と該現像域との間に
   位置する現像剤規制域において該現像ローラの周表面に
   作用し該表面に保持される現像剤量を規制する剛性部材
   からなるブレードを備えた規制手段と、該ブレードの片
   面を該現像ローラの周表面に圧接する方向に押圧する弾
   性付勢手段とを具備する静電潜像現像装置において、 該規制手段を構成する剛性部材からなるブレードは、片
   面に該現像ローラの周表面と略同じ曲率を有する接触凹
   部を備えている、 ことを特徴とする静電潜像現像装置。