JPS60138574A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は現像装置に関し、詳しくは電子写真装置又は静
電記録装置において、感光体もしくは誘電体上に形成さ
れた静電潜像を非磁性トナーのみからなる一成分現像剤
によって可視像化する現像装置の改良に係る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

この種の現像装置は、トナーとキャリアからなる二成分
現像剤を用いるもの、磁性トナーのみからなる一成分現
像剤を用いるものと技術的な進歩がなされ、更に磁性ト
ナーのみからなる一成分現像剤の欠点を解消しえる非磁
性トナーのみからなる一成分州像側を用いる現像装置へ
と発展している。しかしながら、非磁性トナーを使用し
ているがゆえに、均一なトナー薄層を可動状傷創担持体
表面に安定的に形成すると、とが困鄭であるという唯一
の大きな問題を有し、そのために実用化が阻まれていた
。

このよう碌ことから、本発明者らは既に第１図に示す現
像装置（特願昭５７−１５５９３４号）を発明し、非磁
性トナーの薄層形成を可能ならしめることに成功した。

かかる発明は、可動覗、像側担持体としての現像ロール
１に弾性ブレードとしてのゴムブレード２をその自由端
、つまり現像剤の流れの下流側に位置するエツジを除く
面が該ロール１に面接触するように配設することによっ
て、例えばトナー容器３から供２によシ現像ロール１表
面に塗布してトナー薄層を形成し、これを潜像保持体と
しての感光ドラム５Ｖｃ対向させてその静電潜像を現像
する装置である。

上述した現像装置によれば現像ロール表面と弾性ブレー
ドとの接触面積を大きく設定することが可能であり、し
かも弾性ブレードのエツジが現像ロール表面に接触しな
いため、圧接力が局所的に加わるのを回避できる。その
結果、設定条件や機械精度の微妙な不良や摩耗等が原因
となって発生する圧接力の不均一性を緩和でき、より均
一な現像剤層の形成が可能と力る。また、現像ロール表
面と弾性ブレードとの接触面積が大きいために、」、像
側はこの接触部分を通過する際、よシ長時間に亘りて圧
接力下にて摩擦を受けることになシ、その結実現像剤は
均一かつ充分な摩擦帯電電荷が与えられることになる。

したがって、充分な電荷を持った現像剤の均一な薄層を
形成することができるため、静電潜像の現像を良好に行
なえる。

しかしながら、本発明者らのその後の実験により前述し
た現像装置には以下に示す問題点が見い出された。

即ち、同発明にのいて、第１図に示すようにｆ［ｊロー
ル１０表面の一部、弾性ブレード２、剛性金属片６及び
側壁７によってトナー容器３を構成している。剛性金属
片６は、ｆＡ像クロール１の間に微小な間隙、例えば０
．１１１１１１の間隙を隔てて固定されており、潜像の
現像に寄与せずに現像ロール１表面に残留したトナー（
以後、残留トナーと称す）は、現像ロール１の回転に伴
なってこの間隙をすり抜け、トナー容器３内にもどるよ
うになっている。しかしながら、金属片６は剛体である
ため、次のような不都合が生じた。

■　容器内のトナーがとほれるのを防止するために現像
ロール１と剛性金稙片６の間隙は０．１ｆｌ以下の非常
に微小な値としなければならず、部品製作や組立てに高
度な機械的精度が要求され、製品コストの上昇や保守の
複雑化を招くＯ ■　現像を、繰シ返すうちに、現像ロール１と剛性金属
片６の間隙にトナー粒≠も凝集体や異物がつまる場合が
あシ、現像ロール１との摩擦熱及び圧力によって現像ロ
ール１表面にトナーが固着する。このような固着物は、
静％潜ｆｉｂの転移が不可能であるため、現像像の画質
の劣化を招く。まだ、前記固着物は弾性ブレード２によ
る均一なトナ一層の形成を阻害し、画像に地かぶシや白
斑等を生じせしめる。

以上、剛性金属片６は剛体であるがゆえに画像品質を劣
化させ、装置の信頼性に問題を招く。

これに対し、特開昭５３−２３６３８号に開示されてい
るトナー塗粉器においては、前述の弾性ブレード２及び
剛性金属片６に相当するものとして、可撓性ブレードを
用いており、このブレードのエツジを現像ロールに強く
押しあてることによって、現像ロール表面に均一なトナ
一層を塗布し、かつトナー容器を形成しようとしている
。かかる発明では剛性金属片に替えて可撓性ブレードを
用いることによシ、上述の諸問題の一部、特に上記■の
問題を解決することが可能であるが、同発明に開示され
ている装置では依然として次のような問題が残されてい
る。

■　物像ロールの表面にブレードのエツジを押圧した場
合、ニップ幅は非常に狭く、接触様式はほぼ線接触とな
る。このような接触方法によって、トナーの薄層形成を
行なう場合、圧接力がブレードのエツジに集中するため
、エツジの形状や摩耗状況、接触状態等が形成される薄
層の均一性に微妙な影響を与え、一定の厚さの均一なト
ナ一層を安定的に形成することが困難となる。１だ、圧
接力が集中するという同じ理由からトナ一層が非常に薄
いものとなシ、現像像の画像濃度が不充分になるという
欠点がある。

更に、現像ロール又はブレードとの摩擦帯電によってト
ナーに電荷を付与する場合、上述のような従来方法では
、現像ロールとブレードとの接触面積が小さいため、現
像剤は現像ロールの表面に付着して現像ロール及びブレ
ードの接触部分を通過する際に充分な摩擦帯電電荷を獲
得することができない。

■　潜像の現像に寄与し々いトナーは現像ロールの表面
に残留して搬送され、ブレードの下を通過してトナー容
器内に戻される。従って、ブレードの圧力は残留トナー
の通過を許し、かつ容器内のトナーの容器外への漏れを
許さない範囲の直に設定されなければならない。ブレー
ドのエツジを利用する場合、このような適正圧力を均一
かつ安定に維持することは困難であシ、エツジの形状や
摩耗状況、接触状態等の微妙な変化ρより、現像ロール
表面の残留トナーの通過を明止したり、トナー容器内の
トナーの漏れを許したりする事態が生じる。このような
理由から、ブレードの圧力や接触状態、摩耗状況を極め
て厳密に管理しなければならず、装置の保守に多大な労
力を費やさなければならない。

上述のように、非磁性トナーのみよシなる一成分現像剤
を用いた現像装置は、トナーに磁力の作用を及はすこと
ができないため、大きな２つの問題、即ちトナーの均一
な薄層を形成することが困難であること、トナー容器や
現像ロールからトナーがＣ７はれること、のためにその
実用化が困難であるとされていた。

〔発明の目的〕

本発明は一成分非磁性現像剤によシ、高品質な画像を安
定的に得ることができる現像装置を提供しようとするも
のである。

〔発明の私製〕

本発明は表面に非磁性のトナーのみからなる一成分現像
剤を担持して回転し、該現像剤を静電潜像に供給するこ
とによって潜像の現像を行なう現像ロールと、該現像ロ
ールの表面に前記現像剤を均一に塗布するために該現像
ロールの表面に圧接するように配設された第１の弾性ブ
レードと、前記物像ロール表面の一部及び前記第１の弾
性ブレードと共に現像剤容器を形成するように現像ロー
ル表面に圧接して配置された第２の弾性ブレードとを具
備した現像装置において、前記第１及び第２の弾性ブレ
ードを、それらのエツジを除く所定の面が前記現像ロー
ル表面に圧接するように配設することによって、均一で
充分な濃度の画像を安定的に形成でき、しかもトナーと
ほれのない現像装置を得ることを骨子とするものである 〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例を第２図を参照して説明する。

図中の２１は時計回り方向（矢印）に回転可能に支持さ
れている現像ロールであシ、かつ該現像ロール２１は直
流電源２２と接続され、１００Ｖの現像バイアスが印加
されるようになっている。前記現像ロール２１は例えば
直径２４ｆｉのアルミニウム円柱体の表面をサンドブラ
スト処理によって粗面化し、更にその表面に厚さ５μｍ
の硬質クロムメッキを施したもので、最終的な表面粗さ
は３μｍである。ここで、表面粗さはＪＩＳ規格の１０
点平均粗さくＪＩＳＢＯ６０１）による。また、図中の
２３は例えば厚さＯ，？１Ｉ１１゜長さＱ　７　Ｑ　ｒ
ｒａｎ　、幅３５＋Ｉｍのリン青銅板からなる第１の弾
性グレードである。この弾性ブレード２３の一端側は取
伺はネジ２４によって支持体２５に固定されておシ、か
っ他端側はその側面のうちの一定の面積が前記現像ロー
ル２１の表面に接触するように現像ロール２１に対して
圧接されている。世し、嬉１の弾性ブレード２３のエツ
ジ、つまシ自由端は現像ロール２１の表面に接触してい
ない。かかる第１の弾性ブレード２３の現像ロール２１
に対する圧接力Ｐ１は例えば７８　’ｉ−／副に設定し
である。ここで、ＰＩはグレードの全圧力Ｐｔ、ブーレ
ードの現像ロールの回転軸方向の長さＡ（２７ｃｍ）よ
’）　Ｐｔ　＝　Ｐｔ／４ｂにて算出される線圧、つま
多単位長さ当シの圧力である。

更に、図中の２６は例えば厚さ７５μｍのポリエステル
フィルムからなる第２の弾性ブレードである。この弾性
ブレード２６の一端側は支持体２７に固定されておシ、
かつ他端側は前記第１の弾性ブレード２３と同様、エツ
ジを含まなに接触するように現像ロール２１に対して圧
接されている。かかる第２の弾性ブレード２６の現像ロ
ール２ノに対する圧接力Ｐ２は１０７７ｃｍに設定され
ている。っせシ、前記第１の弾性ブレード２３と第２の
弾性ブレード２６の圧接力ＰＩ　ｒ　Ｐ２の関係はＰｘ
＞Ｐ＋となっている。図中の２８はトナー２９を収納す
るトナー容器である。このトナー容器２８は基本的には
前記現像ロール２１の上部、第１．第２の弾性ブレード
２３．２６によって構成されているが、本実施例におい
ては更に前記支持体２５，２７、容器壁３０．３１及び
現像ロール２１の両端に平行に配置されている図示しな
い一対のサイドフレームによシ構成されている。なお、
前記支持体２５．２７及び容器壁３０．３１は前記一対
のサイドフレームに固定されており、かつ前記現像ロー
ル２１も同様なサイドフレームに回転可能に支持されて
いる。また、前記トナー容器２８内には収容したトナー
２９を攪拌するための攪拌羽根３２が配設されており、
かつ該攪拌羽根３２は前記一対のサイドフレームに回転
可能に支持されている。

上述した構成の現像装置は例えば外径７８Ｗ＋のセレン
系感光ドラム３３に対し、その現像ロール２ノと該ドラ
ム３３の最小間隙が０．２鰭となるように配置されてい
る。前記ドラム３３は反時計回シ方向に回転し、その表
面には図示しないコロナ帯電器及び像露光装置によって
最大表面電位が９００ｖの静電潜像が形成されるように
なっている。こうした現像装置と感光ドラムからなる被
写装部において、”ＪＬ像ロール２ノと感光ドラム３３
を回転させると、トナー容器２８内のトナー２９は第１
の弾性ブレード２３によって薄層化され、同時に摩擦帯
電によって負の静電荷が伺力される。現像口、−ル２１
の回転に伴なって搬送されたトナーは、感光ドラム３３
上の静電潜像に接近し、現像ロール２１と感光ドラム３
３間の間隙をクーロン力によって飛翔してドラム３３表
面に付着して現像像が形成される。

しかして、上記構造の現像装置によれば以下に列挙する
作用、効果を有する。

■　第１＋第２の弾性グレード２３．２６を、共にエツ
ジを含まない仰ｊ面の一定の面積が現像ロール２ノの表
面に接触するように現像ロール２１表面に圧接配置する
ことにより、現像ロール２ノと各弾性グレード２３．２
６の接触面積を大きくすることが可能となり、しかも弾
性ブレード２３．２６のエツジが現像ロール２１表面に
接触していないため、圧接力が微小面積に集中するのを
防止できる。したがって、各弾性ブレード２３．２６に
要求される設定圧力の適正範囲が広かり、同時に各ブレ
ード２３．２６に要求される機械的粘度の厳密性が緩和
される。

即ち、各弾性ブレード２３．２６の圧力の設定値が変動
したり、現像ロール２１との摩擦によって第１の弾性グ
レード２３が摩耗したシした場合にも、第１の弾性ブレ
ード２３によるトナー薄層の形成が良好な状態に糺持さ
れる。ま／（、現像ロール２１表面の残留トナーは第２
の弾性ブレード２６の下を通過してとほれることなくト
ナー容器２８内に戻される（以下、この工程を残留トナ
ーの回収と称す）。更に、トナー容器２８内のトナー２
９が容器２８外にこほれ落ちるのを防止できる。

■　第１の弾性ブレード２３及び第２の弾性ブレード２
６を現像ロール２１表面に、現像ロール２１に対する第
１の弾性ブレード２３の圧接力ＰＩ　ｙ第２の弾性ブレ
ード２６の圧接力Ｐ２がＰｉ　＞ｐ２となるように配設
すれば、残留トナーの回収をよシ確実に行々うことかで
きる。つまり、第１の弾性ブレード２３による圧接力Ｐ
１の下を通過して形成されたトナー薄層は、当接Ｐ１よ
り小さい圧接力Ｐ２の第２の弾性ブレード２６下を通過
することが可能となる。

■　第１の弾性ブレード２３をリン青銅板によ多形成す
れば、ゴム等の弾性材料に比べ、一般にその曲げ弾性係
数が大きいために、圧接力を均一化でき、均一なトナ一
層の形成が可能となる。また、第１の弾性グレード２３
と現像日−ル２１とを電気的に短絡することができ、第
１の弾性ブレード２３のチャージアップを防止でき、ひ
いては常に一定の摩擦帯電電荷をトナーに付与できる。

更に第２の弾性グレードについても、リン青銅板等の金
属板を用いれば効率のよい残留トナーの回収を行なうこ
とができる。

■　第２の弾性ブレード２６が弾性体であるため、この
ブレード２６と現像ロール２１の間に凝集トナーや異物
がつまることなく、従って現像ロール２１の表面におけ
るトナー固着の発生を防止できる。

事実、第２図図示の現像装置において、電気抵抗が約１
００・αの非磁性トナーを用いた場合、現像ロール２１
の表面に約５０μｍのトナー薄層が形成され、その際の
トナーは５μｅ／９−の負電荷を獲得していることが実
部により確認された。なお、使用した非磁性トナーはポ
リエステル系の樹脂を母とする平均粒径１３μｍの粒子
よりなっておシ、樹脂中ξカーボンを含有し、表面には
疎水性シリカ粉末が付着されたものである。

また、第２図図示の現像装置によって、感光ドラム３３
上に現像したところ、画像濃度１．５゜解像力５Ｊｌｐ
／喘で、地かぶシの全くない良好な現像像を形成できた
。普通紙に転写し、ヒートロールによって定着された画
像も同様に高品質のものであった。

更に、複写装置内に第２図図示の現像装置を設置し、Ｂ
４サイズの普通紙１万枚コピーに相当するラン二ンダテ
ストを行なったところ、現像ロール２１表面におけるト
ナー固着は全く認められず、かつトナーとほれも皆無で
あシ、良好な現像が維持されることが確認された。しか
も、現像ロール２１表面に形成されたトナ一層の帯電址
は５±１μｃ／９−の範囲内に維持され、現像位置にお
けるトナーの飛翔特性に変動は認められなかった。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く、本発明によれば非磁性トナーのみよ
シなる現像剤を用いて常に高品質の現像像を形成でき、
しかもトナー容器からのトナーとほれによる被写機等の
画像記録機器の機体内汚染の防止やトナーの浪費防止等
を達成し得る現像装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の現像装置を示す概略図、第２図は本発明
の一実施例を示す現像装置の概略図である。 ２１・・・現像ロール、２３・・・第１の弾性ブレード
、２６・・・第２の弾性ブレード、２８・・・トナー容
器、２９・・・トナー、３３・・・感光ドラム。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面に非磁性のトナーのみからなる一成分現像剤
   を担持して回転し、該現像剤を静電潜像に供給すること
   によって潜像の現像を行なう現像ロールと、該現像ｐ−
   ルの表面に前記現像剤を均一に塗布するために該現像ロ
   ールの表面に圧接するように配設された第１の弾性ブレ
   ードと、前記現像ロール表面の一部及び前記第１の弾性
   ブレードと共に現像剤容器を形成するように現像ロール
   表面に圧接して配設された第２の弾性ブレードとを具備
   した現像装置において、前記第１及び第２の弾性ブレー
   ドを、それらのエツジを除く所定の面が前記現像ロール
   表面に圧接するように配設したことを特徴とする現像装
   置。
2. （２）第１の弾性ブレードの現像ロールに対する圧接力
   をＰｌ、第２の弾性ブレードの現像ロールに対する圧接
   力をＰ２とするとき、前記第１゜第２の弾性ブレードを
   現像ロールに対してｐ、＞ｐ２ の関係が満足するように配設したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記賊の現像装置。
3. （３）第１及び第２の弾性ブレードのうち、少なくとも
   一方が弾性金属板よりなることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の現像装置。
4. （４）弾性金属板がリン青銅から形成されたものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の現像装置
   。