JP2988528B2 - 一成分現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第５図） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（第１図） 作用 実施例 （ａ） 一実施例の説明（第１図乃至第４図） （ｂ） 他の実施例の説明 発明の効果 〔概要〕 現像剤担持体に搬送される一成分現像剤を層厚規制部
材によって層厚規制する一成分現像剤装置に関し、 簡単な構成で現像剤層厚を安定に均一に規制すること
を目的とし、 潜像担持体に現像剤を搬送して、潜像を可視像化する
現像剤担持体と、該現像剤担持体に接触し、該現像剤担
持体によって搬送される現像剤の層厚を規制する層厚規
制部材とを備えた一成分現像装置において、該層厚規制
部材をラウンドエッジ鋼板で構成し、該ラウンドエッジ
鋼板のラウンドエッジ端が該現像剤担持体に喰い込むよ
う構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、現像剤担持体に搬送される一成分現像剤を
層厚規制部材によって層厚規制する一成分現像装置に関
する。

複写機、プリンタ等において、電子写真方式や静電記
録方式等の静電潜像を利用した装置が広く利用されてい
る。

この静電潜像を可視像化するのに現像装置が用いら
れ、現像装置では、現像ローラによって感光体等との接
触部に現像剤を搬送し、帯電した現像剤を電気的な力に
よって付着させ、静電潜像を可視像化し、現像する。

一成分現像法は、二成分現像法に比べ、現像剤濃度の
調整機構、キャリアと呼ばれる磁性粉と現像剤の攪拌室
や、現像ローラと感光体等との間のギャップの調整作業
等が不要なため、製造性に優れているばかりでなく、非
磁性一成分現像法では、マグネットローラを用いないた
め、装置重量を軽くでき、装置価格を安くでき、環境安
定性に優れている等多くの長所を持っている。

このような一成分現像装置では、搬送される現像剤の
層厚がそのまま現像濃度に影響を与えるため、層厚を均
一に規制する技術が求められている。

〔従来の技術〕

第５図は従来技術の説明図である。

従来の一成分現像装置では、金属性回転軸11を中心と
して回転する現像ローラ10に対し、保持部13で保持され
る金属性板バネから成る層厚規制部材12を反らせて、そ
のエッジ12bで圧接し、エッジ12bを層厚規制部に用いる
構成をとっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来技術では次の問題があった。

従来の層厚規制部材12では、機械加工等によりバリ
ヤ傷等の凹凸が出来やすいエッジ12bを層厚規制部に用
いているため、これによって数ミクロン単位の均一性が
要求される現像剤層厚が現像ローラ10の長手方向に変化
し、現像像に黒いスジや白いスジが縦方向にできる。

一成分現像装置では、感光ドラム等と現像ローラ10
が接触又は圧接して現像が行われるため、現像ローラ10
は弾性体であることが望ましいが、層厚規制部材12に現
像ローラ10が押して当てられたままになるため、現像装
置が長期に渡り停止しているとき、層厚規制部材12との
接触部に曲率半径の小さい極所的塑性変形が生じてしま
い、その部分で現像剤の層厚が不均一になったり、現像
ローラ10や感光ドラム等の回転速度が変動したりするた
め、印字を形成しているドット間の長さやドットの大き
さ・濃度がその部分で変化してしまう（いわゆるジッ
タ）と言った問題が生じる。

このため、現像ローラ10の材料に塑性変形の小さい弾
性体に限定されるという問題もあった。

この塑性変形を防ぐため、現像ローラ10の回転が停
止しているとき、層厚規制部材12を現像ローラ10から退
避させることにより実現できるが、この方法では、層厚
規制部材12に印加している圧力を解除しなければならな
いため、構成が複雑となってしまうという問題が生じて
いた。

従って、本発明は、簡単な構成で現像剤層厚が安定に
均一に規制することのできる一成分現像装置を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理図兼一実施例動作説明図であ
る。

本発明の請求項（１）は、潜像担持体に現像剤を搬送
して、潜像を可視像化する回転軸11を中心に回転する現
像剤担持体10と、該現像剤担持体10にエッジ端を接触
し、該現像剤担持体10によって搬送される現像剤の層厚
を規制する層厚規制部材12とを備えた一成分現像装置に
おいて、該厚層規制部材12を一辺のエッジ端を丸くした
ラウンドエッジ鋼板12′で構成し、 前記層厚規制部材12は、前記層厚規制部材12の保持部
から前記回転軸11方向と前記保持部から現像剤担持体10
の上流側外周への接線方向との間の方向に来るように取
り付け、前記現像剤担持体10の正方向回転により、前記
層厚規制部材12が前記現像剤担持体10に先端が喰い込ん
で前記現像剤担持体10側を凹にする方向に反った状態に
せしめるよう構成したものである。

本発明の請求項（２）は、請求項（１）において、前
記現像剤担持体10を回転停止後に逆方向に回転せしめ、
前記層厚規制部材12を復帰せしめるものである。

〔作用〕

本発明の請求項（１）では、層厚規制部材12にラウン
ドエッジ鋼板12′を用い、ラウンドエッジ鋼板12′のラ
ウンドエッジ端12aを現像剤担持体10に喰い込むように
した。

従って、滑らかな面のみによって構成されるラウンド
エッジ鋼板のエッジ12aを層厚規制部に利用することに
より、現像剤の層厚を均一にすることができる。

また、現像剤担持体10の回転時に生じる摩擦力によっ
て、層厚規制部材12の先端を現像剤担持体10の回転方向
の下流側に引きずる力とし、現像剤担持体10に喰い込ま
せる。

この時、層厚規制部材12は板バネ性を持つため、摩擦
力とバネ力が釣合った位置で、現像剤の層厚を安定に規
制させ、従来例の層厚規制部材12への圧力印加と同等の
機能を持たせるようにしている。

また、現像剤担持体10を停止すると、層厚規制部材12
のバネ力で自動的に層厚規制部材12が復帰し、装置停止
時の塑性変形を防止する。

本発明の請求項（２）では、現像剤担持体10の停止後
に、逆方向に僅かに回転させることにより、強制的に層
厚規制部材12を復帰させ、装置停止時の塑性変形を防止
する。

〔実施例〕

（ａ） 一実施例の説明 第２図は本発明の一実施例構成図である。

図中、第１図及び第５図で示したものと同一のもの
は、同一の記号で示してある。

20は潜像担持体であり、表面に形成された潜像を現像
部に搬送し、現像後の現像像の転写位置に搬送するもの
であり、有機感光体、セレン系感光体、アモルファスシ
リコン感光体等の感光ドラムを用いることができる。

21は前帯電器であり、潜像担持体（感光ドラムとい
う）20を前帯電するもの、22は光像書込部であり、レー
ザ光学系やLEDで構成され、感光ドラム20に光像を書込
むもの、23は記録用紙であり、感光ドラム20の現像像が
転写されるものである。

24は搬送ローラであり、記録用紙23を搬送するもの、
25は転写器であり、感光ドラム20上の現像像を記録用紙
23に転写するもの、26は用紙ガイドであり、転写後の記
録用紙23を定着器へガイドするもの、27は熱定着器であ
り、記録用紙23上のトナー像を熱定着するもの、28は除
電ランプであり、感光ドラム20の電気的履歴を消去する
もの、29はブレードクリーナであり、感光ドラム20上の
残留トナーを機械的に除去するものである。

現像ローラ10は回転軸（金属）11を中心に回転するこ
とにより、現像剤14を感光ドラム20に搬送、供給するも
のであり、アスカーＣ硬度20゜の柔らかい導電性発泡ウ
レタンゴムが用いられる。

又、回転軸11は、現像ローラ10と感光ドラム20との間
に潜像の画像部と背景部において逆方向の電界が生じる
ように、導電性の現像ローラ10に電圧を印加する電極の
機能を有する。

例えば、感光ドラム20に有機感光体を用い、画像部電
位を約−100V、背景部電位を約−600V程度とした場合に
は、現像ローラ10には、−250Vの電位が印加される。

ラウンドエッジ鋼板12′は、エッジを無くし、滑らか
につながる面を持つラウンドエッジ端12aを有し、これ
を層厚規制部として用いている。

このラウンドエッジ鋼板12′の厚さを選ぶことによっ
て、ラウンドエッジ端の半径が決まり、その半径とラウ
ンドエッジ鋼板12′の保持位置、接触位置により現像ロ
ーラ10へのラウンドエッジ鋼板12′先端のくい込み量が
決まり、現像剤14の層厚を目的とする厚さに規制し、か
つ層厚を均一にする。

この時、現像剤14は、現像ローラ10の回転によりラウ
ンドエッジ鋼板12′に擦られ、摩擦帯電される。

ラウンドエッジ鋼板12′は、第１図（Ｂ）に示すよう
に、現像ローラ10の回転方向手前で保持され、ラウンド
エッジ鋼板12′の先端は、鋼板12′の保持位置から現像
ローラ10に引いた接線と現像ローラ10との接点より手前
で現像ローラ10に接触させている。

又、ラウンドエッジ鋼板12′は、保持位置から現像ロ
ーラ10に引いた接線に対し、現像ローラ10側にある角度
を持たせて取り付けてある。

13は保持手段であり、ラウンドエッジ鋼板12′を支え
るとともに、鋼板12′を現像装置１に固定するために用
いられる。

15はリセットローラであり、潜像を現像した後の現像
ローラ10上の現像剤14を回収し、且つ現像ローラ10に現
像剤14を供給することによって、現像ローラ10上の現像
剤14の層厚を均一にする補助的機能をする。

15aはリセットローラの回転軸（金属）であり、導電
性スポンジであるリセットローラ15に電圧を印加すると
ともに、リセットローラ15を回転するものであり、リセ
ットローラ15に現像ローラ10と同一の−250Vを印加する
ものである。

16は現像剤送り手段であり、現像剤容器17から現像剤
14を現像ローラ10側に送る水車状の回転体であり、17は
現像剤容器であり、現像ローラ10に供給する現像剤14を
溜めるものである。

尚、現像剤14には、直径12ミクロンのポリエステル系
非磁性一成分現像剤を用い、ラウンドエッジ鋼板12′に
は304ステンレスを用いた。

更に、ラウンドエッジ鋼板12′には、−300Vの電圧を
印加し、現像剤14の帯電量をより安定となりやすくし
た。

この実施例の動作について説明すると、印字プロセス
は周知のため説明を省略し、層厚規制動作について説明
する。

第１図（Ｂ）に示すように、現像ローラ10が回転して
ない状態では、ラウンドエッジ鋼板12′は保持手段13に
よって、所定の角度で取り付けられ、且つラウンドエッ
ジ鋼板12′の先端12aは現像ローラ10に接触している。

この状態で、現像ローラ10が回転すると、ラウンドエ
ッジ鋼板12′が、現像ローラ10の回転により生じる摩擦
力を利用し、第１図（Ａ）に示すように、現像ローラ10
にくい込むようになり、現像剤の層厚を規制する従来技
術の圧力印加手段と同等の機能を果たしている。

即ち、現像ローラ10の回転時に、ラウンドエッジ鋼板
12′が現像ローラ10との接触側とは逆側に反った状態で
は、前述の摩擦力がラウンドエッジ鋼板12′を現像ロー
ラ10に押し付けラウンドエッジ鋼板12′のバネ力が押し
返し姿勢を保持している。

これによって、ラウンドエッジ鋼板12′のラウンドエ
ッジ端12aが現像ローラ10にくい込んで、ラウンドエッ
ジ端12aの滑らかな面によって層厚規制が行われ、均一
な層厚が得られる。

又、ラウンドエッジ鋼板12′が反った状態でバネ力で
安定するため、圧力印加手段は必要ない。

又、現像ローラ10の回転を停止すると、回転による摩
擦力がなくなるため、ラウンドエッジ鋼板12′のバネ力
により、ラウンドエッジ鋼板12′は第１図（Ｂ）の状態
に復帰し、特別の圧力解除手段を設けなくても、塑性変
形が防止できる。

第３図は本発明の一実施例板厚と現像剤層厚の関係
図、第４図は本発明の一実施例取り付け角度と現像剤層
厚の関係図である。

第３図には、層厚規制部材12のラウンドエッジ鋼板1
2′の厚さを0.10mm、0.3mm、0.50mmとし、得られた現像
剤の層厚とラウンドエッジ鋼板の板厚との関係を示し
た。また、第４図には、層厚規制部材12（厚さ0.10mmの
ラウンドエッジ鋼板）の取付け角度（層厚規制部材１の
保持位置から、現像剤担持体８に引いた接線と層厚規制
位置に引いた直線のなす角度）と現像剤層厚との関係を
示す。

第３図、第４図に示した結果から、層厚規制部材12の
ラウンドエッジ鋼板12′が厚いほど、層厚規制部材12の
取付け角度が小さいほど、現像剤の層厚は厚くなる。従
って、ラウンドエッジ鋼板12′の厚さと取付け角度を選
ぶことにより、目的とする層厚の現像剤層を容易に形成
できる。

但し、この実施例では、厚さ0.50mmのラウンドエッジ
鋼板では、現像剤担持体８を回転させてもラウンドエッ
ジ鋼板の先端がうまく現像剤担持体８に喰い込まず、ま
た、場合によっては、振動してしまい現像剤の層厚を均
一に規制できなかった。

次に、前述の印刷装置を用い、印字した4mm角の黒ベ
タ印字の濃度が反射光学濃度ODで1.4となるように層厚
規制部材１を取付け、5000枚の連続印字を行った。前記
印字は、１ドット横線が１ドット間隔で引かれている印
字とした。

この結果、従来の第５図の一成分現像装置を用いたレ
ーザプリンタでは、ODの差が0.10程度の黒いスジと白い
スジが縦方向に発生した。この縦方向のスジは、網状に
点を打った画像、斜線が連続する画像等において特に目
立ち、前記画像を用いた図を印図するとその品質は初期
から非常に悪かった。この層厚規制部材12を現像器から
取り外し、層厚規制部材12のエッジの凹凸について、ナ
イフエッジプローブを取りつけた表面粗さ計を用いて調
べて見た。その結果、層厚規制部に４μｍ以上の凹凸
（バリや傷）がある位置に対応して、印字・画像に白い
スジと黒いスジが現れていることが確認された。

一方、本発明のラウンドエッジ鋼板12′を用いた層厚
規制装置では、印刷枚数が5000枚のときも、ODの差が0.
03以下の白いスジ・黒いスジしかできず、ほとんど識別
出来ないほど程度が軽く、良好な印字が得られた。

（ｂ） 他の実施例の説明 上述の実施例では、現像ローラ10の停止によりラウン
ドエッジ鋼板12′が復旧するものとして説明したが、自
然復旧しない場合もありえる。

このため、現像ローラ10の回転停止後現像時と逆に1/
10回転させ、ラウンドエッジ鋼板12′を強制的に第１図
（Ｂ）のように復旧させるようにした。

この例として、現像ローラ10を停止する際に、現像ロ
ーラ10を現像時とは逆に1/10回転した場合と停止後逆方
向に回転しない（綱板12′が復旧しない）場合につい
て、停止後２日間放置し、印字に現れるジッタの比較を
行った。

その結果、現像ローラ10を逆回転しなかったときの印
字には、前記横線の間隔が印字横方向全体に渡り、約２
倍と約半分になる部分が隣接して現れ、同一の印字劣化
が現像ローラ10の周期ごとに現れた。この印字劣化に対
応する現像ローラ10表面を調べたところ、塑性変形が生
じており、印字品質が現像ローラ10の塑性変形によるジ
ッタにより悪くなったことが分かった。

これに対し、現像ローラ10を停止する際に1/10周だけ
逆回転させたときの印字には、前記ジッタが現れず良好
な印字が得られた。

又、本発明は、上述の実施例の他に、次のような変形
が可能である。

現像剤担持体10を現像ローラで説明したが、他のベ
ルト状のもの等であってもよい。

潜像担持体20は感光ドラムに限らず、誘電体やベル
ト状のもの等であってもよい。

以上本発明を実施例により説明したが、本発明は本発
明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明からこ
れらを排除するものではない。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、次の効果を奏す
る。

層厚規制部材にラウンドエッジ鋼板12′を用い、滑
らかなラウンドエッジ端12aを現像剤担持体10にくい込
ませて、層厚規制するので、層厚規制部材のバリヤ傷等
の凹凸のない面で層厚規制でき、目的とする層厚を均一
に安定に形成できる。

現像剤担持体10の回転で層厚規制部材12を反った状
態にして先端をくい込ませているので、圧力付与手段が
不要の他に、圧力解除手段を設けなくても、塑性変形を
防止でき、塑性変形しやすい現像剤担持体10に対して
も、塑性変形によるジッタの発生を防げる。

現像剤担持体10を回転停止後に逆回転せしめ、層厚
規制部材12を強制復帰せしめるので、自然復帰できない
構成のものでも、塑性変形を防げる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図兼一実施例動作説明図、 第２図は本発明の一実施例構成図、 第３図は本発明の一実施例板厚と現像剤層厚の関係図、 第４図は本発明の一実施例取り付け角度と現像剤層厚の
関係図、 第５図は従来技術の説明図である。 図中、10……現像剤担持体、 12……層厚規制部材、 12′……ラウンドエッジ鋼板、 12a……ラウンドエッジ端。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 眞砂恵 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 西尾 行生 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−101431（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−44473（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−191878（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潜像担持体に現像剤を搬送して、潜像を可
   視像化する回転軸（11）を中心に回転する現像剤担持体
   （10）と、 該現像剤担持体（10）にエッジ端を接触し、該現像剤担
   持体（10）によって搬送される現像剤の層厚を規制する
   層厚規制部材（12）とを備えた一成分現像装置におい
   て、 該層厚規制部材（12）を一辺のエッジ端を丸くしたラウ
   ンドエッジ鋼板（12′）で構成し、 前記層厚規制部材（12）は、前記層厚規制部材（12）の
   保持部から前記回転軸（11）方向と前記保持部から現像
   剤担持体（10）の上流側外周への接線方向との間の方向
   に来るように取り付け、 前記現像剤担持体（10）の正方向回転により、前記層厚
   規制部材（12）が前記現像剤担持体（10）に先端が喰い
   込んで前記現像剤担持体（10）側を凹にする方向に反っ
   た状態にせしめることを 特徴とする一成分現像装置。
2. 【請求項２】前記現像剤担持体（10）を回転停止後に逆
   方向に回転せしめ、前記層厚規制部材（12）を復帰せし
   めることを 特徴とする請求項（１）記載の一成分現像装置。