JP2977200B2

JP2977200B2 - 現像剤薄層形成装置

Info

Publication number: JP2977200B2
Application number: JP63174976A
Authority: JP
Inventors: 貴裕久保
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-07-15
Filing date: 1988-07-15
Publication date: 1999-11-10
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: JPH0225865A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、電子写真法や静電記録法等により形成され
る静電潜像を現像する現像装置に関し、特に現像剤薄層
形成装置に関する。

［従来の技術］従来、現像剤薄層形成装置としては、例えば現像剤規
制手段としての弾性ブレードを現像剤担持体としての現
像スリーブに当接されたものが提案されている。この提
案の装置は、現像剤としてのトナーを担持して搬送する
現像剤担持体としての現像スリーブと、トナーを保有す
る現像剤供給容器と、現像剤供給容器に一方が固着さ
れ、他方が現像スリーブに当接された弾性ブレードを有
している。トナーは、現像スリーブ内に固定された磁界
発生手段としての磁石ローラの磁力によって現像スリー
ブの表面上に付着され、現像スリーブの回転に伴って弾
性ブレードとの当接部に搬送される。トナーはさらに、
当接部おいて弾性ブレードの圧力によって搬送量を規制
され、また摩擦帯電電荷（トリボ）を付与される。その
結果、トナーの均一な層が現像スリーブの表面上に形成
されるというものである。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上記従来例の装置は、弾性ブレードと
現像スリーブとの当接部の、現像スリーブの回転方向に
対して上流側に形成される微小間隙空間におけるトナー
の挙動が悪く、トナーの整理・規制が不十分であり、ト
ナーへの安定かつ均一なトリボ付与が困難であった。そ
のため、長期にわたり、画像をコピーし続けると、トナ
ーのトリボが高まりすぎて、いわゆるチャージアップと
なり、画像濃度が不十分な淡い画像しか得られなくなる
という問題があった。

また、上記挙動が悪化すると、トナーが上記微小空間
に凝集され、トナーが現像スリーブ上に融着するという
問題が発生した。このトナーの融着の問題は、摩擦帯電
能力が高く、しかも低消費電力で定着が可能な、例えば
カプセルトナーを用いた場合に顕著に現われた。そのた
め、上記挙動を活性化させるため、上記微小間隔空間を
攪拌部材を設けたもの等が提案されているが、装置が複
雑化するという問題があった。

本発明は、上述の従来装置の有していた問題点を解消
し、弾性ブレードと現像スリーブとによって形成される
上記微小空間におけるトナーの挙動を活発化し、トナー
の整理・規制、さらにはトナーへのトリボ付与を均一か
つ安定化させることを可能にし、トナーによる融着がな
く、長期にわたり良好な画像を得ることができる現像剤
薄層形成装置を提供することを目的とする。

［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に、現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持
体に当接しており該現像剤担持体上の現像剤量を規制す
る板状の弾性ブレードとを有し、上記弾性ブレードに上
記現像剤担持体側に凹の凹所を設けて現像剤とり込みの
空間を大きくした現像剤薄層形成装置において、上記現像剤担持体の回転軸と直交する断面において、
上記凹所の、上記現像剤担持体の回転方向における下流
側の端部と上記現像剤担持体の中心とを結ぶ直線ｌ上で
の、上記端部と上記現像剤担持体表面との距離をｄと
し、上記弾性ブレードが上記現像剤担持体に当接する当接
部の、上記現像剤担持体の回転方向における上流側の端
部と、上記直線ｌが上記現像剤担持体の表面と交差する
点との距離をＬとしたとき、Ｌが0mmよりも大きく2mm以下であり、かつ、ｄが現像
剤の平均粒径よりも大きい、ことにより構成される。

［作用］上記のように構成された現像剤薄層形成装置は、該装
置に現像剤が投入されると、現像剤は現像剤担持体の回
転によりその表面に沿って現像剤規制手段と現像剤担持
体の当接部に搬送される。搬送された現像剤は、現像剤
規制手段の凹所と現像剤担持体とにより大きな空間とし
て形成される領域において、所定の位置に配設された磁
極の磁力によって穂立ちする。穂立ちした現像剤さら
に、現像剤規制手段の当接圧により整理・規制、及びト
リボ付与が行われ、現像剤担持体の表面上に均一な薄層
として形成される。

［実施例］以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。

第１図は、本発明の現像剤薄層形成装置の一実施例の
概略的な構成を示す断面図である。図において、１は静
電潜像を担持する静電潜像担持体（以下ドラムとする）
で、その表面に絶縁層あるいは感光層を有している。

上記ドラム１は、図中の矢印Ａの方向に所定の周速で
回転している。なお、図示されていないがドラム１は接
地されている。

２は、現像剤担持体としての現像スリーブである。現
像スリーブ２は図示しない軸受によって回転自在に支持
され、所定の周速で図中の矢印Ｂの方向に回転する。

３は、磁界発生手段としての永久磁石（マグネットロ
ーラ）であり、図中に示されているように現像スリーブ
２内に挿入され、図示した位置に保持されている。永久
磁石３は、現像スリーブ２が回転駆動した場合において
も図示の位置にそのまま固定され、保持される。なお、
磁極はＳ極とＮ極を逆転してもよく、また磁石３は、永
久磁石でなく電磁石を配設してもよい。

一方、現像スリーブ２には現像剤規制手段としての弾
性ブレード41が現像スリーブ２の回転方向に沿うように
配設され、所定の位置で当接されている。弾性ブレード
41は、板状の弾性体で、その一方が現像剤としてのトナ
ー５を保有する現像剤供給容器６に固定され、他方であ
る自由端の一部が上述のように現像スリーブ２と当接さ
れている。また弾性ブレード41は、現像スリーブ２との
当接部の、現像スリーブ２の回転方向（矢印Ｂ）の上流
側に形成される微小空間７に対向する位置の厚みが当接
部の厚みよりも薄くなるような凹所を有し、該凹所は所
定の曲率をもつ円弧の一部をもって形成されている。

次に、第１図の装置を部分的に示す拡大断面図（第２
図）を用いて現像剤薄層が現像スリーブ２の表面に形成
される工程を説明する。

まず現像剤供給容器６にトナー５が投入されると、ト
ナー５はスリーブ２の矢印Ｂ方向への回転により、スリ
ーブ２の表面に沿って矢印Ｂ′方向へと搬送され、磁極
3aの磁力によって微小空間７で穂立ちし、解きほぐされ
る。穂立ちしたトナー５は上記当接部に搬送され、弾性
ブレード41の当接圧によって整理・規制及びトリボ付与
が行われ安定均一な薄層が形成され、さらに図示しない
現像部へと搬送される。

上記当接部を通り抜けることのできなかったトナー５
は、弾性ブレード41の表面に沿って矢印Ｃ方向に運ば
れ、再び現像剤供給容器６内に戻る。

このとき、矢印Ｃ方向へのトナー５の動きが不十分で
あると、前述したようにトナーの劣化又は、現像スリー
ブ２上でのトナー５の過剰トリボを発生し、画像濃度が
低下したり、あるいはトナーが現像スリーブ２に融着す
るという問題が発生する。

そこで上述したように、微小空間７におけるトナー５
の挙動を活発化させるために、微小空間７での弾性ブレ
ード41の厚みを弾性ブレードの他の部分の厚みより薄く
し、凹所を形成することによって広がった空間にマグネ
ットローラ３の少なくとも１極の磁力が及ぶように磁極
3aを設定した。

このように、当接部の上流側の微小空間７における弾
性ブレード41の厚さを薄くすることにより、上記微小空
間７が広がる。そのため、第２図における矢印Ｃ方向へ
のトナーの循環が活発となり、トナー５がつまりづらく
なる。

さらに、磁極3aの磁力の効果により、トナー５が穂立
ちし、解きほぐされるため、均一にどのトナー５にもト
リボが付与され、過剰トリボ付与が起こりづらくなる。
さらに矢印Ｃ方向へのトナー５の戻りが助長されるた
め、トナー５の入れ替りがより活発に行われる。

また、上述したように当接部を通り抜けることの出来
なかったトナー５は、弾性ブレード41の内側側面に沿っ
て現像剤供給容器６内に戻る。したがって、弾性ブレー
ド41は、その部分の厚みを当接部の他の部分よりも薄く
なるような凹所を形成させると共に、所定の曲面を形成
させることがより好ましい。

弾性ブレード41をこのような形成にすることにより、
トナー５のＣ方向への動きは活発かつ万遍なく行われる
ようになり、トナー５の解きほぐしの効果も向上する。
そのため、トナー５の整理・規制さらにはトリボ付与が
長期にわたり均一に且つ安定することになり、良質な画
像を提供し続けることができる。

なお、発明者らは本実施例において、以下の設定条件
で実験を行った。

実験は、現像剤５として平均粒型が11μｍの絶縁性磁
性トナーを使用し、ドラム１としてその直径が60mmのア
クリル樹脂系のOPC感光ドラムを使用し、その周速を88m
m/secとした。また、現像スリーブ２は外径が20mmのア
ルミニウム円筒を使用し、その周速を100mm/secとし
た。弾性ブレード41としては、厚さ1.5mm,硬度65゜のウ
レタンゴムで所定の位置に曲率半径20mmの曲面が形成さ
れたものを使用した。なお、弾性ブレード41の、現像ス
リーブ２への当接圧は50gw/cmとした。

以上のように設定された現像剤薄層形成装置を複写機
に組み込んで１万枚の耐久実験を行ったところ、現像ス
リーブ２上のトナー融着は見られず、画像濃度の十分高
い良好な画像を維持することができた。

なお、弾性ブレード41に形成される凹所の曲面は、そ
の曲率半径が1.0mm未満になると、矢印Ｃ方向へのトナ
ー５の動きが小さくなり、トナーの解きほぐしが不十分
となる。そのため、トナー５へのトリボ付与が一部過剰
となり、長期にわたって耐久すると画像濃度の低い淡い
画像しか得られなくなることがわかった。

また、この曲面の曲率半径が100mm以上であると、ト
ナー５が曲率のない場合とほぼ同じ動きしか示さず、や
はり、長期にわたって耐久すると画像濃度が低下して画
像が淡くなってしまうことが明らかになった。

次に第３図を参照して、本発明の効果を有効的に発揮
するための弾性ブレード41と現像スリーブ２との設定条
件を詳しく説明する。

第３図において、ｍは当接部の、現像スリーブ２の回
動方向に対して上流側の端部21と現像スリーブ２の中心
とを結ぶ直線で、ｌは弾性ブレード41に形成されている
凹所の、現像スリーブ２の回動方向に対して下流側の端
部42と、現像スリーブ２の中心とを結ぶ直線を示してい
る。ｄは、上記端部42の直線ｌ上でのスリーブ表面まで
の距離を示し、Ｌは、現像スリーブ表面における上記端
部21と、直線ｌが現像スリーブ２の表面と交差する点ま
での距離を示している。

発明者らの実験によれば、本発明の効果を有効的に発
揮されるのは、Ｌが0mm＜Ｌ≦2mmであり、かつｄがトナ
ー５の平均粒径より大きいときであることが明らかとな
った。すなわち、ｄがトナー５の平均粒径以下である
と、当接部において搬送されて来たトナー５をほとんど
掻き落してしまい、スリーブ表面上にコーティングによ
るむらを生じたり、全くコーティングされないという問
題が生じた。このことはＬ＝0mmであっても同様であっ
た。換言すれば、Ｌ＝0mmということはｄ＝0mm以下であ
り、ｄが平均粒径以下に該当するからである。

また、ＬがＬ＞2mmであると凹所を有する空間が上記
当接部から離れすぎてしまい、本発明の効果を十分発揮
することができず、耐久を続けると、濃度の淡い画像し
か得られなくなった。

第４図、第５図には本発明の現像剤薄層形成装置の他
の実施例が示されている。

また、弾性ブレード41の当接方向をカウンター当接、
つまり現像スリーブ２の回動方向とは逆の向きに当接さ
せても本発明の効果を有効的に適用できる。

第４図は、微小空間７を拡大させるために弾性ブレー
ド41の側面を三角形になるように成形したものであり、
第５図は、台形になるように成形したものである。

実験によればこれら弾性ブレード41を用いても、本発
明の効果を有効的に発揮することが確認された。

また、微小空間７を拡大させるための弾性ブレード41
の形状は、第４図または第５図に示されている形状以外
に弾性ブレード41の側面を五角形以上の多角形に成形し
た場合でも同様に本発明の効果を発揮できる。

またこのように成形された弾性ブレード41はカウンタ
ー当接に適用しても本発明の効果を有効的に得ることが
できる。

なお、本実施例では、現像剤５として一成分磁性トナ
ーを用いたが、非磁性トナーと磁性粒子キャリアを用い
る二成分現像剤を使用しても本発明の効果を有効的に得
ることができる。

参考として第６図には、従来の現像薄層形成装置の一
例の構成図が示されている。なお、図中の符号は、本発
明の実施例と同一の部分についてはその説明の重複を避
けるため、同一符号を使用した。この従来装置では、弾
性ブレード41と現像スリーブ２との当接部の、現像スリ
ーブ２の回動方向に対して上流側に形成される微小空間
７におけるトナー５の挙動が悪く、トナー５の整理・規
制は不十分となり、トナー５への安定かつ均一なトリボ
付与をすることが困難になっていた。

しかし、本実施例の装置によれば、弾性ブレード41の
当接部の、現像スリーブ２の回転方向の上流側端部以前
の弾性ブレードの厚みが当接部における厚みよりも薄く
形成され、これによって拡大した微小空間７にマグネッ
トローラの磁極3aの磁力が及ぶように設定されているた
め、トナー５の解きほぐしが万遍なく行われ、トナー５
の整理・規制及びトリボ付与が安定かつ均一に行われ
る。

したがって、本実施例の装置は長期にわたって画像濃
度も十分高い良好な画像を提供し続けることができる。

［発明の効果］以上のように本発明によれば、凹の凹所に関する位置
を特定することにより、該凹所が形成された現像剤規制
手段と現像剤担持体とによって大きく形成される空間に
おける現像剤の挙動が活発化し、現像剤規制手段による
現像剤の整理・規制、さらには現像剤へのトリボ付与を
均一に、かつ安定して行うことができる。

したがって、静電潜像を担持する静電潜像担持体等に
おける現像剤の融着が発生せず、現像剤の薄層を現像剤
担持体に長期のわたり安定して形成させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像剤薄層形成装置の一実施例の構成
要素を示す断面図、第２図は第１図の装置の部分拡大断
面図、第３図は現像剤規制手段の当接条件を説明する
図、第４図、第５図は本発明の現像剤薄層形成装置の他
の実施例を示す部分断面図、第６図は従来の現像剤薄層
形成装置の一例の構成要素を示す断面図である。２……現像剤担持体（現像スリーブ）３……磁界発生手段（マグネットローラ）５……現像剤（トナー）６……現像剤供給容器 41……現像剤規制手段（弾性ブレード）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭54−51848（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−129879（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−93469（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−299875（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−105170（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−75563（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−211771（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−242975（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−239272（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−234177（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−121463（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−167664（ＪＰ，Ｕ) 実開昭61−196254（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/095

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、該
現像剤担持体に当接しており該現像剤担持体上の現像剤
量を規制する板状の弾性ブレードとを有し、上記弾性ブ
レードに上記現像剤担持体側に凹の凹所を設けて現像剤
とり込みの空間を大きくした現像剤薄層形成装置におい
て、上記現像剤担持体の回転軸と直交する断面において、上
記凹所の、上記現像剤担持体の回転方向における下流側
の端部と上記現像剤担持体の中心とを結ぶ直線ｌ上で
の、上記端部と上記現像剤担持体表面との距離をｄと
し、上記弾性ブレードが上記現像剤担持体に当接する当接部
の、上記現像剤担持体の回転方向における上流側の端部
と、上記直線ｌが上記現像剤担持体の表面と交差する点
との距離をＬとしたとき、Ｌが0mmよりも大きく2mm以下であり、かつ、ｄが現像剤
の平均粒径よりも大きいことを特徴とする現像剤薄層形
成装置。
【請求項２】現像剤担持体内には複数の磁極が固定して
設けられ、凹所は磁極による磁界範囲内に形成されてい
ることとする請求項（１）に記載の現像剤薄層形成装
置。
【請求項３】凹所は円弧形状であることとする請求項
（１）または請求項（２）に記載の現像剤薄層形成装
置。