JP2004085904A

JP2004085904A - 現像装置

Info

Publication number: JP2004085904A
Application number: JP2002247025A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Mizumoto; 水本　乃文美; Shin Murayama; 村山　伸; Takuya Okada; 岡田　拓也; Yoshitake Shimizu; 清水　義威; Akihiro Kawasaki; 河崎　明博
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】現像装置の駆動トルクの上昇を防止しつつ、供給ローラによる現像ローラへのトナーの供給および現像ローラからのトナーの回収を安定して行う。
【解決手段】現像装置２は、非磁性一成分現像剤を担持する現像ローラ４と、現像ローラ４に前記現像剤を供給するために、現像ローラ４に押圧された発泡層１９を外周に備えた供給ローラ１６とを有する。発泡層１９のアスカーＦ硬度は５０°〜７５°に設定されている。現像ローラ４と供給ローラ１６のニップ部における移動方向が逆に設定されている。ニップ部の幅すなわち周方向長さは３．４ｍｍ〜４．７ｍｍに設定されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリやこれらの複合機などの画像形成装置に用いられる現像装置に関する。本発明は特に、像担持体に一成分現像剤を供給して像担持体上の静電潜像を現像する現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、像担持体上に静電潜像を形成し、現像装置により現像剤を供給することで静電潜像を現像し、現像した画像を記録媒体に転写する画像形成装置において、非磁性一成分現像剤であるトナーを用いた現像装置が種々提案されている。
【０００３】
このような従来の現像装置の一つとして、回転駆動可能な現像ローラ、現像ローラに押圧され回転駆動可能な供給ローラ、および現像ローラに圧接したブレードを備えたものが知られている。この現像装置において、画像形成時、トナーは、供給ローラから現像ローラの表面に供給され、ブレードにより摩擦帯電されるとともに薄層化された後、現像ローラに接触または近接した像担持体の表面に形成された静電潜像に移動して、静電潜像を顕像化する。供給ローラは、現像ローラ上のトナーのうち現像に供されなかったトナーを掻き落として回収するためにも用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
供給ローラと現像ローラのニップ幅を小さく設定すると、供給ローラから現像ローラへのトナー供給および未使用トナーの掻き落としが不十分になる（供給性および回収性の低下）。逆にニップ幅を大きく設定して、供給性および回収性を高めようとすると、現像装置の駆動トルクの上昇を招き、場合によっては現像装置が損傷する可能性がある。ニップ幅が大きいままで駆動トルクを下げるには、供給ローラの表層の硬度を低くすればよいが、硬度が低すぎるとトナー供給性・回収性の低下を招く場合がある。
【０００５】
そこで、本発明は、現像装置の駆動トルクの上昇を防止しつつ、供給ローラによる現像ローラへのトナーの供給および現像ローラからのトナーの回収を安定して行うことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明に係る現像装置は、
非磁性一成分現像剤を担持し所定の方向に回転する現像ローラと、該現像ローラに前記現像剤を供給するために、現像ローラに押圧された発泡層を外周に備え所定の方向に回転する供給ローラとを有する現像装置において、
発泡層のアスカーＦ硬度が５０°〜７５°に設定され、
現像ローラと供給ローラのニップ部における移動方向が逆に設定され、
ニップ部の幅すなわち周方向長さが、３．４ｍｍ〜４．７ｍｍに設定されていることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態を図面を参照して説明する。なお、本願明細書では、方向を表す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、およびこれらの用語を含む別の用語）を適宜用いるが、説明に用いる図面中の方向を示すだけのものであって、これらの用語によって本発明が限定的に解釈されるべきでない。
【０００８】
図１は、本発明に係る現像装置の一実施形態を示す。全体を符号２で表す現像装置は、図示しないモータにより図中反時計回り方向に回転駆動され、画像形成装置に組み込んだ状態で図示しない像担持体に接触または近接する現像ローラ４と、現像ローラ４の左側に設けたバッファ室６と、該バッファ室の左側に設けたホッパ８とを備えている。
【０００９】
詳しくは、現像ローラ４は、導電性の円柱基体１０と、該基体の外周に設けたシリコーンゴムなど硬度の大きな弾性層１２を有する。好適には、弾性層１２のアスカーＣ硬度は６０°以下である。バッファ室６ではトナー規制部材としてブレード１４が現像ローラ４に圧接されている。ブレード１４は、現像ローラ４上のトナーの帯電量および付着量を規制するためのものである。現像ローラ４の回転方向に関してブレード１４の下流側に、現像ローラ４上のトナー帯電量・付着量の規制を補助するためのブレード１５をさらに設けてもよい。
【００１０】
現像ローラ４には供給ローラ１６が押圧されている。供給ローラ１６は、図示しないモータにより現像ローラ４と同一の方向（図中反時計回り方向）に回転駆動される。供給ローラ１６は、導電性の円柱基体１８と、該基体の外周に設けたウレタンフォームなどの発泡層１９を有する。
【００１１】
図２を参照して供給ローラ１６の構成をさらに詳しく説明する。供給ローラ１６の長手方向端部において、円柱基体１８は、バッファ室６を形成するハウジング２０に回転自在に支持された軸２１を備えている。一方、円筒状の発泡層１９は、円柱基体１８より外側に突出し、ハウジング２０の内壁部分に接触または当接している。このように、供給ローラ１６とハウジング２０との間に隙間を設けないようにすることで、供給ローラ１６の長手方向端部へのトナーの入り込みを無くして該端部でのトナー凝集を防止するとともに、該端部でのトナーの乱流の発生を防止して供給ローラ１６のトナー供給性・回収性を長手方向にわたって実質的に均一となるようにしている。発泡層１９の長手方向端部は、ハウジング２０に押込まれていてもよい。但し、押込み量が大きいと現像装置の駆動トルクが上昇する。例えば、発泡層１９のアスカーＦ硬度が約５０°〜７５°、厚みが約３〜６ｍｍの範囲では、押込み量は長手方向一端につき最大で０．７ｍｍ程度が好ましい。
【００１２】
図１に戻って、ホッパ８には一成分現像剤であるトナー２２が収容されている。ホッパ８にはまた、トナー２２を攪拌するための回転体２４が設けてある。回転体２４には、回転体２４の矢印方向の回転によりトナー２２を搬送し、ホッパ８とバッファ室６を隔てる隔壁２６に設けた通路２８を介してバッファ室６にトナー２２を供給するためのフィルム状の搬送羽根３０が取付けてある。搬送羽根３０は、回転体２４の回転に伴って羽根３０の回転方向前方でトナー２２を搬送しながら撓み、通路２８の左側端部に到達した時点で真っ直ぐの状態に戻るようになっている。この湾曲状態からの戻り力で、羽根３０上のトナー２２が通路２８に供給されることになる。通路２８の右側端部には、通路２８を閉鎖するように弁３２が設けてある。弁３２は、フィルム状の部材で、一端が隔壁２６の通路２８右側面上側に固定されており、トナー２２がホッパ８から通路２８に供給されると、トナー２２からの押圧力により右側に押され通路２８を開くようになっている。この結果、バッファ室６にトナー２２が供給され収容されることになる。弁３２の他端には規制部材３４が取り付けてある。規制部材３４と供給ローラ１６との間には、弁３２が通路２８を閉鎖した状態で僅かに隙間が設けてある。規制部材３４は、バッファ室６の底部に溜まるトナー量が過度に多いとトナーの凝集が起きる可能性があるため、現像ローラ４から供給ローラ１６に回収されたトナーが、バッファ室６の底部に多量に落下しないようにするためのものである。
【００１３】
かかる現像装置２において、画像形成時、現像ローラ４が矢印の向きに回転駆動されるとともに、供給ローラ１６の回転によりバッファ室６のトナーが現像ローラ４上に供給される。トナーは続いて、ブレード１４、１５によって帯電され薄層化された後、像担持体との対向領域に搬送され、像担持体上の静電潜像の現像に供される。現像に用いられなかったトナーは、現像ローラ４の回転に伴ってバッファ室６に戻り、供給ローラ１６により現像ローラ４から掻き取られ回収される。
【００１４】
本発明者らは、以下の実験により、供給ローラ１６の発泡層１９のアスカーＦ硬度を約５０°〜７５°とし、現像ローラ４と供給ローラ１６のニップ幅Ｎを約３．４〜４．７ｍｍに設定したとき、現像装置２の駆動トルクが十分小さく、且つ、供給ローラ１６の現像ローラ４へのトナーの供給性が良好であることを見出した。図１を参照して、ニップ幅Ｎとは、現像ローラ４と供給ローラ１６の接触部の周方向に沿った長さをいう。
【００１５】
図１に示す現像装置を用い、供給ローラから現像ローラにトナーを供給した（実験１〜９）。実験の条件は以下の通りである。そして、現像ローラ上のトナー搬送量および現像装置の駆動トルクを測定した。
【００１６】
（実験１）
▲１▼現像装置の仕様
ａ．現像ローラ４
弾性層１２のアスカーＣ硬度：４８°
弾性層材料：シリコーンゴム
半径：８ｍｍ
ｂ．供給ローラ１６
発泡層１９のアスカーＦ硬度：６２°
発泡層材料：ウレタンフォーム、抵抗値１０^３〜１０^６Ω
半径：５．５ｍｍ
ｄ．その他
現像ローラ４と供給ローラ１６の中心間距離：１２．８９ｍｍ
現像ローラ４と供給ローラ１６の周速比：　１：１（１５０ｍｍ／ｓｅｃ）
▲２▼トナー２２の種類
組成：スチレン−アクリル樹脂
平均粒径：６．５μｍ
▲３▼トナー搬送量
現像ローラ４上のトナー搬送量が
○：５．５ｇ／ｍ^２以上
△：３．５〜５．５ｇ／ｍ^２
×：３．５ｇ／ｍ^２以下
▲４▼駆動トルク
現像装置の駆動トルクが
○：０．３０Ｎｍ以下
△：０．３０〜０．３５Ｎｍ
×：０．３５Ｎｍ以上
【００１７】
（実験２〜９）
供給ローラ１６の半径を変更した以外は、実験１と同一の条件で実験を行った。
【００１８】
実験結果を以下の表に示す。

【００１９】
上の表からわかるように、現像装置の駆動トルクの上昇を防止しつつ、供給ローラによる現像ローラへのトナー供給を十分に行うには、両ローラのニップ幅を約３．４〜４．７ｍｍに設定すればよい。なお、トナー供給性が良好であれば、トナー回収性も良好であると考えられる。
【００２０】
（その他の実験）
供給ローラの弾性層のアスカーＦ硬度を約５０°〜７５°の範囲で前述の実験と同様にトナー搬送量および駆動トルクを測定した。その結果、ニップ幅が約３．４〜４．７ｍｍの範囲では、現像装置の駆動トルクの上昇を防止しつつ、供給ローラによる現像ローラへのトナー供給を十分に行うことができることがわかった。しかしながら、ニップ幅が前記範囲内であっても、アスカーＦ硬度が約５０°より小さくなると、供給ローラから現像ローラへのトナー供給が安定して行うことが困難となる場合があることがわかった。一方、アスカーＦ硬度が約７５°より大きくなると、ニップ幅が前記範囲内であっても、トナーがニップ部で強いストレスを受けて凝集することがわかった。したがって、このような設定条件の現像装置を用いて画像形成を行うと、画像ノイズが発生する場合がある。
【００２１】
また、供給ローラの発泡層の表面上に径が約３．５ｍｍ以上のセルが存在する場合、現像装置の長時間の使用により供給ローラから現像ローラにトナー供給が均一に行われなくなることがわかった。したがって、このような現像装置を用いて画像形成を行うと、画像濃度にむらが生じるようになる。
【００２２】
さらに、現像ローラに対する供給ローラの周速比が約０．８以下あるいは約１．２以上になると、駆動トルクが高くなり好ましくないことがわかった。特に、周速比が約０．８以下の場合、両ローラのニップ幅が約３．４〜４．７ｍｍであっても、供給ローラによる現像ローラ上のトナーの掻き取り性が低下し、現像ローラ上にトナーが付着したままになることがわかった。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、現像装置の駆動トルク値の上昇を抑えつつ、供給ローラによる現像ローラへのトナー供給および現像ローラからのトナー回収を安定して行うことができ、したがって、高信頼性の現像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る現像装置の一実施形態を示す概略構成図。
【図２】図１の供給ローラの長手方向端部近傍を示す断面図。
【符号の説明】
２：現像装置、４：現像ローラ、１６：現像ローラ、１９：発泡層。

Claims

非磁性一成分現像剤を担持し所定の方向に回転する現像ローラと、該現像ローラに前記現像剤を供給するために、現像ローラに押圧された発泡層を外周に備え所定の方向に回転する供給ローラとを有する現像装置において、
前記発泡層のアスカーＦ硬度が５０°〜７５°に設定され、
前記現像ローラと供給ローラのニップ部における移動方向が逆に設定され、
前記ニップ部の幅すなわち周方向長さが、３．４ｍｍ〜４．７ｍｍに設定されていることを特徴とする現像装置。