JP2821683B2 - 現像装置 - Google Patents

現像装置

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JP2821683B2 JP1116489A JP1116489A JP2821683B2 JP 2821683 B2 JP2821683 B2 JP 2821683B2 JP 1116489 A JP1116489 A JP 1116489A JP 1116489 A JP1116489 A JP 1116489A JP 2821683 B2 JP2821683 B2 JP 2821683B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、少なくとも表面部分が弾性を有する現像ロ
ーラと、現像ローラに圧接して該ローラに供給されたト
ナーを薄層化する層厚規制ローラと、該層厚規制ローラ
に圧接して、その層厚規制ローラ表面に付着したトナー
を掻き落とすトナー掻き落としブレードとを具備し、層
厚規制ローラによって層厚を規制されたトナーによっ
て、潜像担持体に形成された静電潜像を可視像化する現
像装置に関する。
〔従来の技術〕
複写機、プリンタ又はファクシミリ等の画像形成装置
に採用される上記形式の現像装置は従来より周知であ
る。現像剤として、トナー粒子のみ又はこれに添加剤を
加えたトナー(一成分系現像剤)を用いるこの種の現像
装置においては、特に現像ローラを潜像担持体に圧接さ
せる接触現像方式を採用した場合、現像ローラ上にトナ
ーの薄層を形成することが重要である。現像ローラ上の
トナー薄層が該ローラの長手方向で不均一であると、可
視像に濃度むらが発生したり、局部的な地汚れが発生す
る。
このような目的で、現像ローラに接触しながら回転す
る層厚規制ローラを用いた場合、このローラにはトナー
が付着するので、これをトナー掻き落としブレードでク
リーニングする必要がある。トナー掻き落としブレード
は層厚規制ローラに圧接しているので、これらが摩耗す
ることが考えられるが、その際、現像ローラ上に長期に
亘って均一なトナー薄層を形成できるようにするには、
層厚規制ローラとトナー掻き落としブレードの表面に偏
摩耗や局部的な傷が発生しないように考慮する必要があ
る。これらに傷が付くと、トナー薄層にすじができ、可
視像の画質が劣化する恐れがある。
特開昭60−103372号公報には、層厚規制ローラをゴム
硬度10゜乃至40゜の弾性体で構成した現像装置が開示さ
れている。ところがこのようなゴム硬度の層厚規制ロー
ラは、比較的早期に傷が付く恐れがある。またこのロー
ラに傷が付かぬように、トナー掻き落としブレードとし
ては、ウレタン等のゴムブレードや、ポリエステルフィ
ルム等のプラスチックフィルムを用いざるを得ないが、
このような軟質ブレードはその耐久性に問題がある。
また特開昭60−103373号公報には、表面を金属メッキ
した層厚規制ローラが開示されているが、このようにメ
ッキを施してもこれに圧接するトナー掻き落としブレー
ドとして金属製のブレードを用いると、層厚規制ローラ
のメッキ層に傷が付きやすくなる。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、上記従来の欠点を除去し、長期に亘
って高品質の可視像が得られる冒頭に記載した形式の現
像装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、上記目的を達成するため、冒頭に記載した
形式の現像装置において、層厚規制ローラの少なくとも
表層が硬化処理されており、前記トナー掻き落としブレ
ードの少なくとも層厚規制ローラに接する部分が、層厚
規制ローラの表面硬度よりも小さな硬度を有する金属の
弾性体により構成され、かつ層厚規制ローラの表面に接
触するトナー掻き落としブレードのエッジ部の表面あら
さが、層厚規制ローラの表面あらさよりも大きく設定さ
れていることを特徴とする現像装置を提案する。
〔作用〕
トナー掻き落としブレードの硬度が層厚規制ローラの
表面硬度よりも小さいため、このブレードが摩耗して
も、層厚規制ローラ表面の摩耗は抑えられ、両者に偏摩
耗が発生したり、傷が付くことを防止できる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。第1
図は接触現像方式を採用した現像装置の一例を示す断面
図である。第1図において、トナー容器1内には、トナ
ー粒子のみ又はこれに添加剤を混入したトナーが収容さ
れている。磁性トナー、非磁性トナーのいずれであって
もよいが、図の例では非磁性トナーが使用されるものと
する。トナー容器1内のトナーは、時計方向に回転駆動
されるアジテータ2によって常時ゆっくりと撹拌され、
この撹拌によってトナーのブロッキングが防止されると
共に、該トナーが、反時計方向に回転駆動されるトナー
供給ローラ3側に押しやられる。
トナー供給ローラ3は、その芯材のまわりに発泡ポリ
ウレタン等の発泡体を有するローラであって、その発泡
体を弾性変形させつつ、反時計方向に回転する現像ロー
ラ4に圧接している。トナー供給ローラ3は、現像に供
された現像ローラ4上のトナーを掻き取ると共に、摩耗
帯電させたフレッシュトナーを現像ローラ4の表面に供
給する。
現像ローラ4に供給されたトナーは、このローラ4に
担持されつつ搬送され、現像ローラ4に圧接した層厚規
制ローラ5によって均一な薄層に形成されると共に、所
定極性に摩耗帯電される。薄層化されたトナーは引き続
き現像ローラ4に担持されつつ搬送され、該ローラ4
と、時計方向に回転駆動されるドラム状の感光体6との
間の領域に運ばれ、感光体6に形成された静電潜像にト
ナーが静電的に移行して潜像が可視像化される。
トナー容器1の両側壁には長孔7が形成され、層厚規
制ローラ5の軸が回転自在に嵌合したベアリング8がこ
の長孔7に摺動自在に嵌合している。これにより層厚規
制ローラ5は、現像ローラ4の軸心に向かう方向に該ロ
ーラ4に対して接離自在に支持され、自重により現像ロ
ーラ4に圧接している。この圧力は例えば650g/300mm
(幅)である。ばねによって層厚規制ローラ5を現像ロ
ーラ4に圧接させることもできる。また層厚規制ローラ
5は、図示していない駆動装置によって現像ローラ4の
回転方向とカウンタ方向である反時計方向に回転駆動さ
れ、その線速は、例えば現像ローラ4の0.15倍の線速比
に設定される。
層厚規制ローラ5の表面に付着したトナーは該ローラ
5に圧接したトナー掻き落としブレード9によって掻き
落とされる。ブレード9はその基端側がトナー容器1に
対して固定されている。またトナー掻き落としブレード
9は、第2図(a)に示すように、その先端側のエッジ
部Eが層厚規制ローラ5の表面に圧接してトナーを掻き
取る。
現像ローラ4は、その少なくとも表面部分が、例えば
JISA硬度60゜程度のNBR、ウレタン等のゴムより成り、
感光体6の線速の例えば2倍の線速で回転する。
上述した現像装置の各要素は、その全体が1つの現像
ユニットとして構成され、このユニットを構成するトナ
ー容器1の両側壁の外面には支持ピン10,11が突設さ
れ、これらが画像形成装置本体の各側板(図示せず)に
形成された長孔12,13に摺動自在に嵌合している。これ
により現像ユニット全体が感光体6に対して水平方向に
接離自在となっていて、トナー容器1が加圧スプリング
14によって感光体6に向けて加圧されることにより、現
像ローラ4が感光体6に圧接する。このように感光体6
と現像ローラ4が接触した状態で現像が行われるが、こ
れが接触現象と称されている現像方式である。
以上のように、図示した現像装置は、少なくとも表面
部分が弾性を有する現像ローラ4と、現像ローラ4に圧
接して該ローラ4に供給されたトナーを薄層化する層厚
規制ローラ4と、該層厚規制ローラ5に圧接して、その
層厚規制ローラ5の表面に付着したトナーを掻き落とす
トナー掻き落としブレード9とを具備し、層厚規制ロー
ラ5によって層厚を規制されたトナーによって、感光体
6より成る潜像担持体に形成された静電潜像を可視像化
するように構成されている。
その際、先にも説明したように現像ローラ4上に長期
に亘って均一なトナー薄層を形成するには、層厚規制ロ
ーラ5の表面と、これに圧接するトナー掻き落としブレ
ード9に傷が付いたり、これらが偏摩耗することを防止
する必要がある。
そこで本例の現像装置においては、層厚規制ローラの
少なくとも表層が硬化処理されており、トナー掻き落と
しブレードの少なくとも層厚規制ローラに接する部分
が、層厚規制ローラの表面硬度よりも小さな硬度を有す
る金属の弾性体により構成されている。
図示した例では層厚規制ローラ5が、金属、例えばス
テンレス鋼より成り、その表層は溶融塩浴熱処理法の1
つであるタフトライド処理が施されている。このような
層厚規制ローラ5の表面硬さは、マイクロビッカース硬
さ(荷重100g)で1000乃至1200となり、高硬度である。
そしてその表面あらさは十点平均あらさ(Rz)で2μm
程であって、高度の平滑性を有している。
一方、トナー掻き落としブレード9の一例を説明する
と、これはステンレス鋼等の金属の弾性体より成り、そ
の板厚が0.1mmの板ばねとして構成され、その自由長は2
0mmで、先端が層厚規制ローラ5の表面に圧接して弾性
変形している。そのたわみ量は4mmで、層厚規制ローラ
5に対する加圧力は約1kg/300mm(幅)である。
またステンレス鋼より成るトナー掻き落としブレード
9の硬さは、マイクロビッカース硬さ(荷重100g)で58
0乃至630であって、層厚規制ローラ5の表面硬さよりも
小さい。
上記条件のトナー掻き落としブレード9を用いること
により、層厚規制ローラ5の表面のトナーを良好にクリ
ーニングできる。しかもこのローラ5は高硬度であり、
かつこれに圧接するブレード9の方が硬度が小さく、摩
耗しやすため、層厚規制ローラ5の表面に傷が付いた
り、これが早期に摩耗することはなく、長期に亘ってロ
ーラ5の表面の高い平滑性が維持され、現像ローラ4上
に長期に亘り均一なトナー薄層を形成できる。
またトナーとして、例えば11μm程度の粒径のトナー
粒子に、SiC,SiO2等の添加剤を混入したものを用いた場
合、添加剤が研磨剤として作用する。このような研磨剤
が層厚規制ローラの表面を摩耗させたとすると、トナー
薄層にむらが生じることになる。ところが、前述のよう
に例えばタフトライド処理による表面硬化処理が施され
た耐摩耗性に優れた層厚規制ローラ5を使用すれば、添
加剤による摩耗も防止でき、長期に亘って均一なトナー
層を形成できる。
実験では120万回のコピーを繰り返し行っても、トナ
ー薄層の均一性を維持でき、高品質な可視像を形成する
ことができた。
また前述のようにトナー掻き落としブレード9は、層
厚規制ローラ5よりも硬度が小さいため、比較的早期に
摩耗するが、トナーの層厚を規制するのは層厚規制ロー
ラ5であるから、ブレード9が摩耗しても、それ自体で
は現像ローラ4上のトナーを均一に薄層化する上で不利
となることはない。しかも層厚規制ローラ5の硬度が高
いため、これに圧接するブレード9を、該ローラ5より
は硬度が低いものの、樹脂等よりは高硬度の金属を使用
できる。このように金属より成る高硬度のトナー掻き落
としブレード9は、これが偏摩耗したり、傷が付けられ
ることを効果的に防止でき、長期に亘って均一なトナー
薄層を得ることができる。
第2図(b)はトナー掻き落としブレード9のエッジ
部E(第2図(a))が摩耗したときの状態を示す。前
述のようにコピー枚数が120万枚となったとき、第2図
(b)におけるa=5〜20μm,b=1〜4μmであった
が、この程度の摩耗では、ブレード9によるトナーの掻
き落とし機能に支障はなく、高品質な可視像を得ること
ができた。
またトナー掻き落としブレード9のエッジ部E、すな
わちブレード9が摩耗する前の該ブレードのエッジは、
層厚規制ローラ5上のトナーを充分掻き落とせるだけの
平滑性を有していればよい。
そこで本例の現像装置においては、層厚規制ローラ5
の表面に接触するトナー掻き落としブレード9のエッジ
部Eの全長に亘る表面あらさを、層厚規制ローラの表面
あらさ(例えば2μm)よりも大きく設定し、例えば5
μmに設定してある。このように表面が比較的あらいト
ナー掻き落としブレード9は低コストで製造でき、現像
装置の低コスト化を達成できる。またこのトナー掻き落
としブレード9のエッジ部Eは前述のように経時的に摩
耗するので、その表面あらさはこの摩耗と共に小さく、
すなわち平滑になり、層厚規制ローラ5の表面あらさ
(Rz2μm)に近づくので、所期のトナー掻き落としブ
レード9のエッジ部Eの表面あらさを、層厚規制ローラ
5の表面あらさよりもあらくしても、何ら問題は生じな
い。
なお、第2図(a)における矢印Pは、エッジ部Eの
表面あらさを測定した方向であり、これはトナー掻き落
としブレード9の表面からθ=45゜の向きである。
〔発明の効果〕
本発明に係る現像装置によれば、層厚規制ローラの少
なくとも表層が硬化処理されており、トナー掻き落とし
ブレードの少なくとも層厚規制ローラに接する部分が、
層厚規制ローラの表面硬度よりも小さな硬度を有する金
属の弾性体により構成されているので、長期に亘って層
厚規制ローラ及びトナー掻き落としブレードが偏摩耗し
たり、これに傷が付けられることを効果的に抑え、高品
質の可視像を維持できる。しかも、層厚規制ローラの表
面に接触するトナー掻き落としブレードのエッジ部の表
面あらさが、層厚規制ローラの表面あらさよりも大きく
設定されているので、トナー掻き落としブレードのコス
トを低減できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る現像装置の一例を示す断面図、第
2図(a)は層厚規制ローラとトナー掻き落としブレー
ドの接触状態を示す説明図、第2図(b)は摩耗したト
ナー掻き落としブレードを示す説明図である。 4……現像ローラ、5……層厚規制ローラ 9……トナー掻き落としブレード、E……エッジ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−88776(JP,A) 実開 昭63−364(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 15/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも表面部分が弾性を有する現像ロ
    ーラと、現像ローラに圧接して該ローラに供給されたト
    ナーを薄層化する薄厚規制ローラと、該層厚規制ローラ
    に圧接して、その層厚規制ローラ表面に付着したトナー
    を掻き落とすトナー掻き落としブレードとを具備し、層
    厚規制ローラによって層厚を規制されたトナーによっ
    て、潜像担持体に形成された静電潜像を可視像化する現
    像装置において、 前記層厚規制ローラの少なくとも表層が硬化処理されて
    おり、前記トナー掻き落としブレードの少なくとも層厚
    規制ローラに接する部分が、層厚規制ローラの表面硬度
    よりも小さな硬度を有する金属の弾性体により構成さ
    れ、かつ層厚規制ローラの表面に接触するトナー掻き落
    としブレードのエッジ部の表面あらさが、層厚規制ロー
    ラの表面あらさよりも大きく設定されていることを特徴
    とする現像装置。
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WO1998014836A1 (fr) * 1996-09-30 1998-04-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Dispositif de formation de couches de toner
JP4801464B2 (ja) * 2006-02-20 2011-10-26 株式会社リコー 現像装置、画像形成装置、及び現像体の交換方法

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