JP2847514B2

JP2847514B2 - 現像装置

Info

Publication number: JP2847514B2
Application number: JP24519297A
Authority: JP
Inventors: 昌之亀ケ森; 敏郎藤森
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1997-09-10
Filing date: 1997-09-10
Publication date: 1999-01-20
Anticipated expiration: 2014-01-20
Also published as: JPH10142933A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像形成体特に電子
写真式画像形成装置に供される像形成体上の潜像の現像
に適用される現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】１成分又は２成分現像剤を用いての電子
写真式画像形成装置においては、良好な画像を得るため
に、現像剤担持体（現像スリーブともいう）上の現像剤
の層厚を薄く、しかも均一にすることが必要である。

【０００３】従来、古くから用いられる固定規制板によ
り層厚の規制がなされていたが、現像剤担持体と固定規
制板との機械的取付精度等にも限界があって層厚として
０．３ｍｍ程度が下限となっている。しかもこの方法で
は均一でムラのない薄層を得ることは困難であった。然
して均一な薄層を得る目的に添ったものとして固定規制
板以外の現像剤層厚規制装置が種々考案されている。例
えば、（ａ）特開昭５４−４３０３８号公報記載の現像剤層形
成装置は、１成分トナーを用いる場合に現像剤担持体
に、一方に自由端を有する板状の弾性体よりなる現像剤
の層厚規制部材を撓ませて押圧させるものであり、（ｂ）特開昭５４−５１８４８号公報記載の現像剤層形
成装置は金属バネと軟弾性体とを重ね合せた板状弾性体
を用い、軟弾性体の板状腹部を現像剤担持体に押圧する
ことにより１成分現像剤の層厚を規制するものである。

【０００４】（ｃ）特開昭５９−１２６５６７号、５９
−１２９８７９号公報等に記載の現像剤層形成装置は、
やはり１成分系現像剤を用いる現像装置において、現像
剤担持体と間欠的或は連続的に回転する弾性ローラを押
圧せしめ両者の間のニップにより現像剤の層厚を規制す
るものである。

【０００５】（ｄ）特公昭６０−１２６２７号公報記載
の現像剤層形成装置は、１成分現像剤を用いる現像装置
において、弾性体より成る現像剤担持体に回転ローラを
接触せしめて現像剤の層厚を規制するものである。

【０００６】（ｅ）これらを２成分現像剤に用いるべく
改良されたものとして特開昭６２−１９１８６８号及び
特開昭６２−１９１８６９号公報等に、非接触現像に適
した現像スリーブ上に薄層の現像剤層を形成する技術手
段が開示されている。

【０００７】これは、支持部材に支持された弾性板の先
端を、現像スリーブ上の現像剤の移動の上流方向に向
け、かつその弾性板を上記現像スリーブ上に押圧させ、
これによって上記現像スリーブ上に付着、搬送される磁
性キャリアとトナーとを含む現像剤の層厚を規制するこ
とによって、現像剤層厚を従来の規制手段に比べて高精
度で薄層に容易に設定可能としたものである。

【０００８】（ｆ）又同じく２成分現像剤を使用するも
ので特開昭６１−１８９５８２号、同６２−７５５６３
号公報等に記載の現像装置では、固体板状層厚規制部材
を設けその背面に磁性体を配置し、現像剤担持体内に設
けた固定磁石体の吸引力によって間接的に規制板の腹部
或は折曲げエッジ部等を押圧させてその層厚を規制しよ
うとするものなどが開示されている。

【０００９】〔発明が解決しようとする問題点〕上記従
来提案されている如き各現像剤層形成装置の欠点として
はそれぞれ下記のようなことがある。(ａ)、(ｂ)装置共
に、弾性体からなる層厚規制部材を撓ませて発生する押
圧力を利用しているため、その押圧力は現像剤担持体の
回転速度、圧接位置及び現像剤層厚等の変動により変化
し易く、また振動し易く、しかもその振動を抑制する手
段が講じられていないため、画像形成装置内で発生した
振動に共振して振動するようになり、このため均一な厚
さの現像剤層を得ることが困難になるという問題点があ
る。又、特に（ｂ）装置において、軟弾性体にて押圧す
るためその傾向が著しく現われるが、更に当接部（ニッ
プ）の幾何学的形状が現像剤担持体の回転速度、圧接位
置及び現像剤層厚等の変動により摂動を受け易く、当該
ニップの面積が変化する。従って、現像剤層の厚みにム
ラができ易くなると言う問題を生じる。この様な不都合
の他、ニップを形成する一方又は両方を軟弾性体で構成
した場合はさらにニップの現像剤による目詰まりと
（軟）弾性体の摩耗による経時的変動が生じる不都合が
ある。これらの不都合は特に磁性材料や流動化剤などの
硬物質を含む現像剤の場合に起き易い。また（ｃ）の装
置では（ａ）よりさらに安定した均一な薄い層を得るこ
とが出来るが、回転体による層厚規制手段によるため現
像剤の凝集した粒子を解きほぐす或は凝集した粒子を排
除する能力等においてその性能は劣り、ニップ部に凝集
した粒子の塊りが挟持され、回転体の回転に伴ってスル
ーしてしまうと言った現象を生じ、間欠回転によっても
必ずしも満足される性能が得られず、画像汚れや黒点等
を生じ画質低下を来たすものである。また圧力バランス
を取るため回転機構、圧接機構等が複雑なものになって
いた。

【００１０】また、（ａ）〜（ｄ）のいずれの装置も層
厚規制部材の押圧面積が比較的大きくニップ部に送り込
まれる現像剤量が時々刻々変動する通常の現像装置にあ
っては、このような変動を反映して、時々刻々変化する
現像剤層厚を与えてしまうと言う欠点がある。

【００１１】（ｃ）、（ｄ）は非磁性一成分現像剤に好
適な、現像剤担持体が弾性を有し、これに現像剤層厚規
制部材を押し当て、現像剤の薄層を形成する技術であ
り、現像剤担持体が永久変形したり、現像剤層厚規制部
材の弾性率が、長期の使用で変化しやすく、安定した層
形成は出来得ない。

【００１２】二成分用に開発された（ｅ）においても長
期の使用では充分な特性を保持できない。

【００１３】さらに、（ａ）、（ｂ）、（ｅ）及び
（ｆ）においては剛性を有する現像剤担持体（金属スリ
ーブ）に弾性現像剤層厚規制板を押圧し薄層形成を行う
ものであって、長期的使用時に弾性板の弾性率変化や、
永久変形を生じやすく、層厚規制部材としての耐久性が
短いという欠点を有していた。しかも弾性板の取付に際
し、その位置がわずかに変化すると、先端あそび量や、
押圧力が変化して安定な層厚規制が出来にくい。このた
め、量産時には取付精度がきわめて厳しいという重大な
欠点も持っている。

【００１４】又特に（ｆ）においては現像剤層厚規制部
材の背面及び現像剤担持体の内部に配置された磁石相互
によるトナー凝集の解きほぐし等の効果はやや働くもの
の、固体板状規制部材を介しての吸引力を利用するた
め、両磁石間の距離が大きくなる程急激にその吸引力が
下がるなど、距離変動による押圧変動をひろい易く、現
像剤層への押圧効果が安定して均一とならずトナー或は
現像剤の凝集物がスルーしてしまったり又逆に一定した
層厚が得られず、目ヅマリを生じ画質に白スジを引き起
すなどの悪影響を及ぼすと云う欠点を有する。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの点
を解決して良好な画像を安定して形成するべき、現像剤
担持体上の現像剤の層厚を均一にして安定に形成し、凝
集した現像剤やトナーが現像領域に移動することを防止
し、画面全域に亘ってむらのない均一な現像剤層を得る
ようにした現像装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、固定された
磁石体と、内部に該磁石体を有し、表面上に現像剤を担
持する剛性を有する現像剤担持体と、該磁石体に対向し
て該担持体に押圧され、該担持体に担持された現像剤の
量を規制するホルダー部に支持された棒状の現像剤量規
制体とを有し、該規制体の該担持体との押圧部は剛性か
つ磁性を有する材料であると共に、前記現像剤量規制体
の背面には前記現像剤規制体を前記現像剤担持体方向へ
押圧するために前記ホルダー部との間に非線形弾性部材
を有し、前記現像剤担持体に対する前記現像剤量規制体
の位置ずれを調整するために前記現像剤量規制体に当接
する位置調整装置を設けたことを特徴とする現像装置、
によって達成される。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の説明に先立
って本発明に到達した実験ならびに技術経過について説
明する。

【００１８】本発明は剛性を有する現像剤担持体に同様
に剛性を有する棒状の磁性部材を現像剤量規制体として
押圧することにより安定した現像剤の薄層を形成するこ
とに成功した。

【００１９】本発明において、剛性を有するとは、大き
な剛性率を有することをいい、すなわち剛性率１０⁴ｋ
ｇ／ｃｍ²以上のものをいい、具体的には（０．８〜
１．６）×１０⁶ｋｇ／ｃｍ²程度の剛性率を有する鉄、
及びその合金類を始めとする各種磁性金属類であって、
磁性粉を含有した（１．０〜１０）×１０⁴ｋｇ／ｃｍ²
程度の剛性率を有する硬質樹脂についても本発明の現像
剤量規制体として用いられる。またクロム等のメッキを
施した鉄及び鉄合金も用いられる。

【００２０】又、磁性を有するとは、磁石に引きつけら
れる性質があることをいう。

【００２１】本発明者らは、下記の如き実験を行った。

【００２２】図１に示すような実験装置を用いて、磁性
及び非磁性の円柱棒５０による層形成を行なった。即
ち、複数の磁極を有したマグネットローラ４を固定し、
その外側を現像スリーブ３を矢示方向に回転させた。こ
の現像スリーブ３にバネバカリを用いて円柱棒５０を押
圧した。円柱棒５０の押圧位置はマグネットローラ４の
磁極に対向する位置とした。パラメータを円柱棒５０の
押圧力及び円柱棒の径としたところ搬送量について図２
に示すようなグラフが得られた。ここで押圧力とは非磁
性円柱棒の場合はバネバカリの荷重Ｆと円柱棒の自重を
加算したものであり、磁性円柱棒の場合は更に磁力によ
る吸引力を加算したものである。図において実線で示し
たカーブは磁性円柱棒、鎖線で示したカーブは非磁性円
柱棒の場合を示している。図から明らかなように現像剤
の搬送量は円柱棒５０とスリーブ３とが形成するくさび
形の部分にはいり込む現像剤が円柱棒におよぼす力と、
バネ又はバネと磁力等により押圧された円柱棒のスリー
ブ方向への力とのバランスにより決定されることを示
す。また磁性円柱棒の場合は非磁性円柱棒と比べ押圧力
の変動に対して現像剤の搬送量が安定していることを示
す。円柱棒５０の材質として、非磁性円柱棒５０として
はＳＵＳ３１０等の非磁性ＳＵＳやアルミニウム、ポリ
カーボネートを用い、磁性円柱棒５０としては、ＳＵＳ
４１６やＳＵＳ４３０等の磁性ＳＵＳや鉄合金、磁性粉
を含有した硬質樹脂を用い之等によって得られた結果を
示している。

【００２３】この装置において、円柱棒を曲率半径０．
５ｍｍ〜１５ｍｍの好ましくは１ｍｍ〜１０ｍｍの剛性
かつ磁性を有する円柱棒とし、（１〜１５）ｇｆ／ｍｍ
の押圧力がかかるように設定したところ、装置の作動時
に押圧力の変動があるにもかかわらず、安定した所望の
搬送量が得られた。押圧力が小さすぎると、現像剤量の
規制力が減少し安定した規制ができない。また現像器の
振動など外的影響を受け易く好ましくない。現像剤の凝
集塊もスルーさせてしまい均一な現像剤層形成ができな
い。

【００２４】押圧力が高すぎると、現像剤への負荷が大
きくなり規制体の規制部近傍に現像剤成分の顕著な付着
が見られるようになり、長期間の使用に耐えられないば
かりか、紙粉、ゴム、現像剤の小さな塊までも規制部に
詰まってしまい白スジが発生し易くなる。

【００２５】押圧力の選定は上記の種々の観点から（１
〜１５）ｇｆ／ｍｍが妥当であり特に（２〜１０）ｇｆ
／ｍｍが好ましい。また表１に記載したような磁性球形
キャリアを用いた２成分現像剤の場合には、押圧力とし
て前記範囲が最適である。その結果ムラのない、濃度の
安定した画像が得られた。

【００２６】また円柱棒をスリーブ方向に押圧する手段
としては、使用状態の前後を含めた使用範囲において撓
み量に対する荷重（反発力）の変動がすくない特性をも
つ非線形弾性部材を用いることが好適である。かかる特
性をもった非線形弾性部材の特性カーブの一例を図示し
たのが図１５である。図示したのは僅かに性能を異にし
た４種のＰＯＲＯＮ（ＩＮＯＡＣ社商品名）についての
特性カーブで、横軸に撓み量、縦軸に荷重をとるとき使
用範囲Ｕにおいてはゆるやかな傾斜の安定領域であるこ
とを示している。

【００２７】円柱棒の押圧材として、この使用範囲で押
圧する非線形弾性部材を使用することにより、ケーシン
グやホルダの部品精度の誤差や現像装置の組付け状態に
よるバラツキによっても、そのバラツキを吸収して円柱
棒のスリーブへの押圧力の変動はすくなく、現像剤の層
厚は均一に保持される。

【００２８】即ち、従来の現像剤量規制体を有する現像
装置に比べ非常に安定した搬送量と均一な薄層が形成さ
れ得ることが確認された。

【００２９】なお本発明の効果を失わない範囲で円柱棒
等の棒状の現像剤量規制部材に皮膜を設けてもよく、ポ
リウレタンゴムやシリコンゴムの皮膜を設けることがで
きる。

【００３０】かかる現像剤の薄層を現像スリーブ上に一
様に形成するには、現像剤量規制部が円柱棒の場合には
円筒度が良好であることが必要であり、現像剤量規制部
材が現像剤の薄層を介して現像スリーブと接する接触部
が直線状であることが必要であるが、之とともに現像ス
リーブ軸と円筒棒軸とが平行に維持されていることが必
要である。

【００３１】かかる条件を部品や組立精度によって求め
ることは極めて困難である。本発明は、棒状の現像剤量
規制体と之を支持するホルダー部との間に非線形弾性部
材を設ける一方、例えば調整ねじのような位置調整装置
を設け、この調整によって前記の平行度を保持し得るよ
うにしたものである。

【００３２】（適用例１）以上の結果をふまえて本発明
を適用した適用例１の現像装置についてまず図３を用い
て説明する。図３は現像装置の構成断面を示すものであ
って、１は像担持体、２はハウジング、３は現像スリー
ブ、４はマグネットローラ、５は現像剤の量を規制する
剛性かつ磁性を有する棒状体（円柱棒）、１５は円柱棒
５を保持するホルダーで、１５１はホルダー１５に設け
て円柱棒５の姿勢・位置を規制する調整部材、６は円柱
棒５と現像スリーブ３との押圧から、現像剤を搬送可能
にするためのバネ材であり、円柱棒５は現像スリーブ３
に対し現像剤が介在しない状態で一定荷重で押圧され
る。７および８は第１および第２攪拌部材、９は供給ロ
ーラ、１０はスクレーパ、１１は攪拌仕切板である。

【００３３】装置内に補給されたトナーは矢示方向に回
転する第１攪拌部材７と、これと反対方向で互に重複す
るように回転する第２攪拌部材８とによりキャリアと充
分攪拌混合された上現像剤Ｄとして供給ローラ９を介し
て現像スリーブ３に送られる。

【００３４】前記第１攪拌部材７と前記第２攪拌部材８
は互に相反する矢示方向に回転する左巻きの螺旋角をも
ったスクリュー状の部材であって第２攪拌部材８の推力
によって奥側に搬送されたトナーとキャリアは、図面の
奥側方向に上縁が低く傾斜する前記攪拌仕切板１１を順
次乗り越えて第１攪拌部材７側に移りその推力によって
図面の手前側に搬送され、その間におけるトナーとキャ
リアとの混合作用によって摩擦帯電がなされた均質な現
像剤Ｄとされ、スポンジ状で矢示方向に回転する供給ロ
ーラ９によって現像スリーブ３周面上に層状に付着す
る。

【００３５】なお図３で示した例で用いた現像剤は下表
（表１）のようなものである。

【００３６】

【表１】

【００３７】この装置において、円柱棒５を６φｍｍの
剛性かつ磁性を有したＳＵＳとし、円柱棒５をマグネッ
トローラ４の磁極に対向する位置に（２〜６）ｇｆ／ｍ
ｍの荷重がかかるようにし調整部材１５１によって微調
整を行ったところ、現像スリーブ３の全域に亘って均一
でムラがなくほぼ（７〜９）ｍｇ／ｃｍ²の搬送量が得
られた。その結果ムラのない濃度の安定した画像が得ら
れた。その際に現像スリーブ３表面の押圧位置での磁束
密度は６００ガウスであった。磁性円柱棒５に代えて非
磁性の６φｍｍの剛性を有する円柱棒を用いた場合と現
像剤の搬送量の比較を行ったのが図４に示すグラフであ
る。

【００３８】また剛性かつ磁性を有する円柱棒５を用い
た際の搬送量については図５に示すように半径を変化さ
せたときの押圧力と搬送量の関係を得ることができた
が、之より適当な搬送量を選ぶことが出来る。特に、曲
率半径が（０．５〜１５）ｍｍの場合に、現像剤Ｄが円
柱棒５におよぼす力と円柱棒５の現像スリーブ３方向へ
の力とのバランスがよくとれた安定した搬送量が得られ
た。さらに好ましくは、曲率半径が（１〜１０）ｍｍの
場合に、押圧力の変動にかかわらず、搬送量の変動が非
常に少なく、均一で薄い現像剤層厚を得ることができ
た。

【００３９】なお剛性を有する現像スリーブ３の材質に
非磁性体のステンレスを用いたが、アルミ材の金属およ
び金属表面にカニゼンメッキ等の表面処理をしたもの、
硬い樹脂、ガラス、セラミックス等の剛性を有する材質
を用いても同等の効果が得られた。現像スリーブ３の表
面アラサは３Ｓのものを用いた。表面アラサを（０．１
〜２０）Ｓのものを用いても同様の効果が得られた。

【００４０】以上の説明したところより、前記現像スリ
ーブ３表面には１００μｍ〜４５０μｍ好ましくは１５
０μｍ〜４００μｍの範囲の均一で安定した薄い現像剤
層を長期にわたって形成するようになる。

【００４１】本実施例では固定したマグネットローラ４
とその外側を矢示方向（時計方向）に回転する現像スリ
ーブ３周面上に付着した薄層をなしたこの現像剤層は現
像領域１２において矢示方向に回転する像担持体１上の
潜像を間隔をへだてて非接触で現像しトナー像を形成す
るように構成した。

【００４２】図６は、図３の例で形成された現像剤層が
現像部近傍で、穂立ちしている状況を示している。現像
スリーブ３と像担持体１の最近接距離ｄ、現像剤の穂立
ち高さをＳとすると非接触現像方式ではｄ＞Ｓの条件と
なる。

【００４３】この非接触現像時には図示しない電源から
交流成分を含む現像バイアスが前記現像スリーブ３に印
加され、その結果現像スリーブ３上に現像剤中のトナー
のみが選択的に前記潜像の面に移行して付着される。

【００４４】トナー成分を消費した現像剤はキャリア比
率が高くなって現像スリーブ３によって搬送されて前記
スクレーパ１０により剥離回収され、再びトナー比率の
高い現像剤と混合される。

【００４５】図３に示した本発明の現像装置の適用例の
備える各構成部材の仕様は次の通りである。

【００４６】前記現像スリーブ３は外径寸法２０ｍｍφ
の薄肉円筒状のステンレス材で外周面を３μｍの粗さに
ホーニング処理したものであり毎分２００〜３００回
転、本適用例においては毎分２５０回転で時計方向に回
転する。この際偏心がないよう十分な注意が払われる。
現像スリーブ３の径は現像装置の小型化からも小径スリ
ーブが求められるが、内蔵するマグネットローラの磁力
の制限から１５〜３０ｍｍφで円筒度は０．１ｍｍ以内
望ましくは０．０５ｍｍ以内に設定される。また現像ス
リーブの回転数についても、種々実験を行ったが、回転
数が低いと現像剤の供給量も少なく、潜像を現像したと
きの画像濃度も低い。外径２０ｍｍの現像スリーブにつ
いてみると、回転数が毎分０〜２００回転の間は最高画
像濃度は直線的に増加し、毎分２００回転以上について
は飽和状態となる。しかし環境温度が低いときには最高
画像濃度が低下するので、若干の余裕をもって設定する
ことが必要である。

【００４７】前記マグネットローラ４は図３に示す如く
ＮおよびＳを交互に等間隔に配置した等磁極の１２極の
磁石から構成されるものであるが前記スクレーパ１０の
接する部分において反発磁界を形成し、現像剤の剥離を
容易にするため１極欠落させて１１極とし、前記現像ス
リーブ３内で固定した状態にて内包されている。なお各
磁石の磁力は像担持体１へのキャリア付着を押さえるた
めに大きい方がよいが、マグネットローラ形状によって
は製作上の限界もあり現像スリーブ３の周面上法線方向
での最高磁束密度を５００〜７００ガウス程度、本適用
例では６００ガウスに保たれている。なおマグネットロ
ーラ４にはフェライトを用いている。

【００４８】現像スリーブ３と円柱棒５との関係位置
（即ち、図６における円柱棒５の左右方向の位置）は図
６に示す如く、円柱棒５を支持するホルダー１５に現像
スリーブ３の回転方向下流側に該当する位置に設けた位
置調整部材１５１を微調整することによって現像スリー
ブ３の軸と円柱棒５の軸とが平行維持されるように調整
される。この適用例では位置調整部材１５１として、ホ
ルダー１５の紙面上前後位置に２カ所の調整用のねじ孔
と、之と螺合する調整用小ねじを設け、該小ねじ先端は
球面とし、該球面部分が円柱棒５を押す形で円柱棒５の
姿勢・位置を規制するようにした。なお小ねじの出し入
れによっての調整後は、ねじロック等の接着剤を用いて
小ねじ位置を固定する。該小ねじ部材としてはステンレ
ス等が用いられるが、円柱棒５の表面硬度が高い場合は
小ねじ部材先端の球面部分にはルビー等の硬質材料を用
いることが好ましい。現像スリーブ３と円柱棒５との関
係位置は、マグネットローラ４の磁極に対向した位置
で、円柱棒５は現像スリーブ３に押圧され、また誘磁さ
れた磁力によって吸引され、押圧力を高め、現像スリー
ブ３に均一に密着するよう作用している。

【００４９】上記適用例で剛性かつ磁性を有した円柱棒
５を層厚規制部材として用いた所、現像剤凝集による白
スジとか連続コピー等での層厚規制部材へのトナーのコ
ビリ付き、画質低下等のない信頼性に優れ良好な画質が
画面全域に亘り得ることが確認された。また上記の効果
は磁性を有する円柱棒の方が非磁性の円柱棒より優れて
いることが確認された。なお上記の磁性を有する円柱棒
は誘磁されて現像スリーブ３側に吸着されるものであっ
ても、また着磁されていて吸着されるよう作用するもの
でも差支えない。

【００５０】上記適用例からわかるように現像剤担持体
に押圧される剛性かつ磁性を有する現像剤量規制部材が
現像剤の搬送量を決定する重要な因子は剛性かつ磁性を
有する円柱棒を用いる限りその曲率と押圧力とである。
従ってこの曲率と押圧力を与えるための他の種々の現像
剤層規制部材の例を図７ないし図１３に示す。

【００５１】図７はホルダー１５に取付けた板バネ１６
により円柱棒５を保持し押圧する例を示し、図８
（ａ），（ｂ）はさらに板バネ１６の押圧力を調整ネジ
６１によって部分的に調整できる様にした例である。板
バネ１６′は円柱棒５の軸方向に一体のもの、スリット
により一部分割したもの、完全に分割したもののいずれ
も好適に実施できる。

【００５２】図９はホルダー１５に設けたコイルバネ１
７により押圧力を付与する適用例である。この例では、
円柱棒５の押圧部近傍のみを用いた半円柱棒５ａとし
た。コイルバネ１７は半円柱棒５ａの軸方向に複数個並
べて所望の押圧力を得る様にしている。

【００５３】図１０はホルダー１５に設けたゴム状の弾
性体１８を圧縮させて押圧力を得る例である。ゴム状弾
性体だけでなく樹脂の発泡体でも同様に実施可能であ
る。

【００５４】図１１は図９、図１０に示したと同じく円
柱棒５を半円柱棒５ａとし、ホルダー１５に設けた圧縮
バネ１９により押圧するようにしたものである。

【００５５】図１２は押圧部が剛性かつ磁性を有すると
共に曲率半径を６ｍｍとし、押圧部の上流側にエッジ部
を設け、このエッジ部により現像剤層をあらかじめ所定
の厚さに規制する棒状の現像剤量規制体５ｂである。図
１１及び図１２における押圧部は剛性かつ磁極を有する
材料を用いた材質とし、現像スリーブ３上の磁極に対応
した位置又はその近傍を押圧するよう構成することによ
りいずれも全く問題なく使用可能である。

【００５６】図１３に示したのは押圧部を２層構成と
し、円柱棒５の外側をウレタンゴム又はシリコンゴム等
の薄いゴム材５′で被覆したものである。

【００５７】現像剤量規制体の押圧部を披覆するゴム材
の厚さは０．０１〜１ｍｍのものが好ましい。

【００５８】（適用例２）次に説明する第２の適用例は
図３に図示した現像装置と同様なものを用いるが現像ス
リーブ３の回転方向を像担持体１と面する部分で同一方
向にした場合の例である。この場合現像剤量規制体であ
る円柱棒５は図１４に示すような位置に配設する。現像
スリーブ３は表面粗さ１Ｓの非磁性ステンレス（直径３
０φｍｍ）、マグネットローラ４はスリーブ表面磁束密
度が７００ガウスで８極のものを用いた。円柱棒５は直
径７φｍｍで剛性かつ磁性を有するステンレスのＳＵＳ
４１６でマグネットローラ４の磁極近くに配設し非磁性
の押圧板バネ６とホルダー１５とで挟持して保持された
もので、ホルダー１５には位置調整部材１５１を設け、
円柱棒５を押圧板バネ６方向に押して位置規制するよう
にしたものである。本適用例の図１４で記載していない
部分は適用例１の図３で説明した部分と同ように構成し
た。円柱棒５は円柱状の磁性体で構成し、現像スリーブ
３内の固定マグネットローラ４が発する磁界により磁性
体を磁化させ、磁気的吸引力により押圧力を得る装置で
ある。円柱棒５はその長手方向に均等に分布した磁気的
吸引力で現像スリーブ３を押圧するため、きわめて良好
な現像剤層を得ることができる。

【００５９】（本発明の実施形態）図１６は本発明の実
施形態を示す現像装置の要部断面図で、図３に示したと
同一機能部分については同一部品番号で示し、説明を省
略する。本実施形態は円柱棒とこれを支持するホルダー
との間に押圧部材として弾性部材を設けるもので、本実
施の形態においては非線形弾性体を用いた例である。

【００６０】現像スリーブ３は、矢示方向に２５０ｒｐ
ｍで回転する外径２０φｍｍの非磁性ステンレス材を用
いた円筒で、表面はホーニング処理によって３Ｓの表面
アラサとなっている。現像スリーブ３の内側には１１極
の固定して位置したマグネットローラ４があって、現像
スリーブ表面において最高磁束密度は６００ガウスに保
たれている。

【００６１】該マグネットローラ４の時局に対向した位
置で、剛性で磁性を有した円柱棒５が現像スリーブ３に
押圧される。円柱棒５は磁性のＳＵＳ４１６を材料と
し、直径６φｍｍの真直性のすぐれた円柱棒で、表面ア
ラサは０．５Ｓにグラインダ加工され、表面皮膜は設け
ていない。円柱棒５はハウジング２に取付けられたホル
ダー３５によって側方への移動が規制され、押圧方向に
は非線形弾性部材３６によって押圧される。本実施形態
で用いる非線形弾性部材は使用範囲において撓み量に対
する反発力の変動のすくない特性をもったもので、図１
５のグラフに示した特性をもったＰＯＲＯＮを用いてい
る。本実施形態では厚さ２ｍｍで縦横４×５ｍｍの板状
をした２個の非線形弾性部材３６を、ホルダー３５に接
着して配設し、円柱棒５を押圧させた。また位置調整部
材としては２個の調整用小ねじ３５１を用い、該調整用
小ねじ３５１の先端が円柱棒５に当接して、円柱棒５の
現像スリーブ３に対する姿勢を規制するようにした。

【００６２】図１７（ａ），（ｂ）はホルダー３５への
非線形弾性部材３６の取付、及び調整用小ねじ３５１の
円柱棒５への当接状態を示したもので、円柱棒５の全長
をｎ：ｍ：ｎ＝２：５：２に分割した２点で押圧し当接
している。このような条件で非線形弾性部材３６上に
（２〜４）ｇｆ／ｍｍの押圧力が作用するよう設定した
ところ、押圧による円柱棒５の撓みを軽減することが出
来、現像スリーブ３の軸方向全域に亘って均等に（７〜
１０）ｍｇ／ｃｍ²の現像剤量に規制された２成分現像
剤が搬送された。なお図１７において、（ｂ）は斜視図
を示し、（ａ）は当接箇所での断面図を示している。こ
の実施形態においては特に現像剤の搬送量を規制するた
めの調整箇所を設けないでも、上記の良好な現像条件が
設定・維持された。

【００６３】なお非線形弾性部材３６としては、発泡ウ
レタンフォームのＰＯＲＯＮ以外にＳＯＲＢＯＴＨＡＮ
Ｅ（三進興産社製）、α−ゲル等が用いられ、モルトプ
レーンや非線形バネ等を用いることも可能である。

【００６４】また、非線形弾性部材３６による円柱棒５
の押圧方法も、上記実施形態で述べた２点支持による押
圧方法は円柱棒５の撓みをすくなくするうえで有効であ
ったが、多数点支持や連続支持によって押圧するように
することも可能で、位置調整部材の当接箇所についても
同様である。

【００６５】また上記実施形態では現像スリーブ３の表
面アラサは３Ｓ、円柱棒５の表面アラサは０．５Ｓとし
た。円柱棒５の表面アラサは０．５Ｓ以下の鏡面に近い
状態が望ましく、一方現像スリーブ３の表面アラサは必
要とする現像剤の搬送量を確保する上からも粗面である
ことが必要で、現像スリーブ３の表面アラサは円柱棒５
の表面アラサよりも粗（大）であることが好ましい。ま
た長時間使用によって、現像スリーブ３の表面アラサは
次第に平滑化し、現像剤の搬送量が次第に減少して来る
傾向にある。之を防止するには現像スリーブ３の表面硬
度が高いことが望ましく、実験によれば円柱棒５につい
ても同程度の高硬度であることが望ましい。

【００６６】以上、本発明の実施形態の説明を行った。

【００６７】本発明の適用例ではおもに現像剤量規制体
に円柱棒を用いた例について説明しているが、本発明は
これらに限定されることなく、少なくとも押圧部が剛性
かつ磁性を有し、その曲率半径が（０．５〜１５）ｍｍ
の棒状体であることが望ましい。

【００６８】また本発明において用いられる現像条件、
現像剤成分としては、下記のものがある。本発明の現像
装置においては像担持体１に対する前記現像スリーブ３
の間隔すなわち図６に示したｄの値を０．３ｍｍ〜０．
７ｍｍさらには０．４ｍｍ〜０．６ｍｍとすることが好
ましい。像担持体１に対する現像スリーブ３の間隔を小
さくすることは、電界効果を大きくし、電気力線の方向
を整えるので、現像時画像のボケが生じることがない。
かりに平均値の０．５ｍｍにとった場合に現像剤の穂の
高さＳは、前記のような多極マグネットローラ４を選定
することによって、２００μｍ〜４５０μｍとなるの
で、穂先と潜像面の間隙ｄ−Ｓは０．０２ｍｍ〜０．３
ｍｍすなわち（０．１〜０．６）×ｄに相当する値を保
つことが出来ることとなる。

【００６９】本発明で使用する現像剤は二成分系現像剤
が好適である。規制体に付着する現像剤成分をキャリア
により自浄する働きがあるためと考えられ、一成分現像
剤の場合よりも長期間安定した現像剤層を形成し得る。
二成分系現像剤の例としては粒径が６μｍ〜１８μｍの
非磁性のトナーと、フェライトコアに樹脂材を被覆した
粒径が１０μｍ〜１００μｍ（好ましくは３０μｍ〜６
０μｍ）のキャリアとから成る現像剤が本発明を適用し
た現像装置に好ましく用いられ、トナーの説明をすると
以下の通りである。

【００７０】熱可塑性樹脂（結着剤）（８０〜９
０）ｗｔ％例：ポリスチレン、スチレンアクリル重合体、ポリエス
テル、ポリビニルブチラール、エポキシ樹脂、ポリアミ
ド樹脂、ポリエチレン、エチレン酢ビ共重合体など、あ
るいは上記の混合物顔料（着色剤）（０〜１５）ｗｔ％例：黒：カーボンブラックイエロー：ベンジジン誘導体マゼンタ：ローダミンＢレーキ、カーミン６Ｂなどシアン：銅フタロシアニン、スルホンアミド誘導体染料
など荷電制御剤（０〜５）ｗｔ％プラストナー：ニグロシン系の電子供与性染料、アルコ
キシル化アミン、アルキルアミド、キレート、顔料、４
級アンモニウム塩などマイナストナー：電子受容性の有機錯体、塩素化パラフ
ィン、塩素化ポリエステル、酸基過剰のポリエステル、
塩素化銅フタロシアニンなど流動化剤例：コロイダルシリカ、疎水性シリカ、シリコンワニ
ス、金属石ケン、非イオン界面活性剤などクリーニング剤（感光体上のトナーのフィルミング
を防止）例：脂肪酸金属塩、表面に有機基をもつ酸化ケイ素酸、
フッ素系界面活性剤など充填剤（画像の表面光沢の改良、原材料費の低減）例：炭酸カルシウム、クレー、タルク、顔料などこれら
の材料のほか、画像面へのかぶりやトナー飛散を防ぐた
め、磁性粉を少量含有させてもよい。

【００７１】このような磁性粉としては粒径０．１μｍ
〜１μｍの四三酸化鉄、γ−酸化第二鉄、二酸化クロ
ム、ニッケルフェライト、鉄合金粉末などが用いられ、
（０．１〜５）ｗｔ％含有される。さらに鮮明な色を保
つためには１ｗｔ％以下とするのが望ましい。

【００７２】なお、約２０ｋｇ／ｃｍの力で塑性変形し
て紙に定着させる圧力定着用トナーに適する樹脂として
は、ワックス、ポリオレフィン類、エチレン酢酸ビニル
共重合体、ポリウレタン、ゴムなどの粘着性樹脂などが
用いられる。

【００７３】一方、像担持体１側の表面電位は−６００
Ｖ、露光部電位は０〜−１００Ｖとし、また現像スリー
ブ３に対してはＤＣバイアスが−５００Ｖ、ＡＣバイア
スが７００Ｖ（ｒｍｓ）、周波数４ｋＨｚの電圧が印加
することを条件として現像を試みたところ極めて、高解
像力にて階調の整った良質のトナー像が画面全域に亘っ
て得られることが確認された。

【００７４】

【発明の効果】以上述べたごとく本発明の現像装置は剛
性を有する現像剤担持体に、同じ剛性かつ磁性を有して
いて小さな曲率半径の剛性を有する磁性部材で形成した
現像剤量規制体を調整された形で均等に押圧して現像剤
層形成部を構成したことにより、現像剤担持体の回転速
度や押圧位置などの変化に対し影響されず又特に押圧力
変動に対する搬送量の安定性に富み、安定した厚みの現
像剤層を軸方向について一様にかつ均等に得ることが出
来る。従って、本発明にあっては従来のものと比して低
荷重で均一安定した現像剤層を得るようになった。

【００７５】さらに、異物による目づまりをおこしにく
い点や凝集トナーや現像剤塊の粉砕性もすぐれ、白すじ
が画像に出にくい効果を有する。また、現像剤量規制部
材の現像剤担持体に対する押圧部での押圧力の変化によ
る規制後の現像剤量の変動がきわめて小さく、現像性の
優れた現像装置が可能となり、特に二成分現像剤での規
制部材への現像剤成分の付着を防止し、従ってムラのな
い薄層が形成出来、濃度ムラ、濃度低下等をきたさぬ、
品質の優れた画像が画面全域に亘って安定して提供出来
る。

【００７６】本発明の現像装置は規制部材の長期使用時
における変形がなく磁力による吸引力の変化も少ないの
で規制装置としての耐久性がきわめて大きい特徴を有し
ている。さらに量産時にも比較的取付精度の許容度が大
きく、比較的簡単な位置調整装置の調整によって良好な
条件が設定され、実用性に富んだものである。

【００７７】かつ、現像剤規制面積が小さいので不必要
な現像剤との摩擦帯電による悪影響も生じにくく、良好
な画像を得ることが出来る。

【００７８】それに加え、規制部材の交換を行う場合に
おいても、取付が容易であり、メンテナンス性が高い。

【００７９】また、円柱棒の押圧材として非線形弾性部
材を用いることにより、ケーシングやホルダー部分の部
品精度の誤差や組立時のバラツキを吸収することとな
り、押圧方向に関しては調整箇所を設けないでも、常に
安定して良好な現像剤量の搬送がなされる現像装置が提
供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に先立って行われた実験を示す説明図。

【図２】図１の実験によって得られた磁性の有無、押圧
部での曲率、押圧力と搬送量との関係を示す図。

【図３】第１の適用例を示す構成断面図。

【図４】図３の現像装置を用いて得られた関係グラフ。

【図５】図３の現像装置を用いて得られた他の関係グラ
フ。

【図６】像担持体と現像スリーブとの間での現像の説明
図。

【図７】第１の適用例に用いられる他の例（１）を示す
要部図。

【図８】第１の適用例に用いられる他の例（２）を示す
要部図。

【図９】第１の適用例に用いられる他の例（３）を示す
要部図。

【図１０】第１の適用例に用いられる他の例（４）を示
す要部図。

【図１１】第１の適用例に用いられる他の例（５）を示
す要部図。

【図１２】第１の適用例に用いられる他の例（６）を示
す要部図。

【図１３】第１の適用例に用いられる他の例（７）を示
す要部図。

【図１４】第２の適用例を示す構成断面図。

【図１５】非線形弾性体の一例について、撓みと荷重と
の関係を示すグラフ。

【図１６】本発明の一実施形態を示す構成断面図。

【図１７】図１６の要部断面図及び斜視図。

【符号の説明】

１像担持体３現像スリーブ４マグネットローラ５棒状体(円柱棒）６バネ材１５，３５ホルダー３６非線形弾性部材１５１，３５１位置調整部材（調整用小ねじ）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】固定された磁石体と、内部に該磁石体を
有し、表面上に現像剤を担持する剛性を有する現像剤担
持体と、該磁石体に対向して該担持体に押圧され、該担
持体に担持された現像剤の量を規制するホルダー部に支
持された棒状の現像剤量規制体とを有し、該規制体の該
担持体との押圧部は剛性かつ磁性を有する材料であると
共に、前記現像剤量規制体の背面には前記現像剤規制体
を前記現像剤担持体方向へ押圧するために前記ホルダー
部との間に非線形弾性部材を有し、前記現像剤担持体に
対する前記現像剤量規制体の位置ずれを調整するために
前記現像剤量規制体に当接する位置調整装置を設けたこ
とを特徴とする現像装置。