JPH01191878A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、電子写真装置や静電記録装置等において、静
電潜像を可視像化する現像装置に関する。

（従来の技術） 一成分現像剤の薄層を現像剤担持体に担持させ、これを
潜像に近接させ潜像上に一成分現像剤を付着させて潜像
を可視像化する現像装置として、特公昭４１−９４７５
号公報や特開昭５７−１１４１６３号公報に記載されて
いる装置が知られているが、両者とも、良好な可視像を
得るためには現像剤担持体上の現像剤層の層厚を薄くか
つ均一に形成することが不可欠である。この点を考慮し
た現像装置が、特開昭５４−４３０３８号公報に開示さ
れている。この装置では、現像剤担持体に現像剤の薄層
を形成する手段として、現像剤担持体に圧接させた板状
弾性体からなる現像剤塗布部材が用いられている。上記
公報中には、現像剤担持体の硬さについて言及されてい
ないが、この手段を弾性を有する現像剤担持体を使用す
るものに適用した場合、次のような問題が生じていた。

すなわち、上記公報には、現像剤担持体に板状弾性体の
現像剤塗布部材の腹の面が圧接されているものとエツジ
が圧接されているものとが示されているが、現像剤塗布
部材の腹の面が圧接されているものを用いた場合には、
現像剤担持体が弾性変形するため、現像剤が現像剤塗布
部材と現像剤担持体との間を通り抜は易くなり、このた
め現像剤層が厚くなってしまい、所望の薄層が得られな
いという問題があった。さらに、この場合、現像剤が充
分に帯電されず、所望の現像剤の帯電量が得られないと
いう問題もあった。これを改善するため現像剤塗布部材
と現像剤担持体との圧力を大きくすると、現像剤を搬送
するために現像剤担持体を動かすのに必要な力が非常に
大きくなってしまうという問題があった。また、現像剤
塗布部材のエツジを現像剤担持体に圧接した場合には、
現像剤塗布部材と現像剤担持体との圧力が小さくても、
現像剤層厚を薄くすることができるが、わずかの圧力変
動で現像剤層厚が大きく変化してしまい、均一な層が形
成できないという問題があった。さらに、現像剤担持体
が弾性体のため現像剤塗布部材が現像剤担持体にくいこ
んだり、現像剤担持体を傷つけたりしてしまうという問
題があった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記した多くの問題を解消すべくなされたもの
で、現像剤担持体に均一な薄い現像剤層を容易に形成す
ることができ、現像剤１■持体として弾性体を用いたも
のにも容易に適用可能な、一成分現像剤を用いた高画質
の接触現像を実現する現像装置を提供することを目的と
する。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の現像装置は、磁性または非磁性のトナーのみか
らなる一成分現像剤の薄層を表面に担持して搬送する現
像剤担持体と、該現像剤担持体に一成分現像剤を供給す
る現像剤供給装置と、前記現像剤担持体の表面に前記一
成分現像剤を塗布する現像剤塗布部材とを有する現像装
置において、前記塗布部材が、エツジまたはエツジ近傍
の少なくとも一部に、前記一成分現像剤の搬送方向と直
交する方向の輪郭がほぼ同一の曲面を有するブレードに
より構成され、かつ該曲面の少なくとも一部が前記現像
剤担持体に圧接されていることを特徴としている。

前記現像剤塗布部材としては、ブレード状のものが適し
ており、またそのエツジまたはエツジ近傍の曲面形状と
しては、通常、円弧が用いられるが、現像剤塗布部材の
エツジの部分から遠ざかるにつれて曲率が大きくなるよ
うな２次曲線や、円弧の組合せ等の滑らかな曲面を用い
るようにしてもよい。

このような曲面の成形は、プレス加工のような機械的方
法、その他任意の方法により行うことができ、また、成
形後エツチングによりその表面を平滑化することが望ま
しい、現像剤塗布部材の前記曲面の曲率半径は、０．５
〜２ｍｍ程度が適当である。

ブレードのような現像剤塗布部材は、前記現像剤担持体
上の現像剤の移動方向に対して下流側で支持し上流側を
自由端として現像剤Ｊｕｌ持体表体表面接させることが
望ましく、特に下流側の実質的な支点を、前記現像剤担
持体への圧接部における接線の近傍の現像剤担持体側へ
寄った位置に設けることが望ましい。

なお、必要に応じて、現像剤塗布部材を、現像剤担持体
上の現像剤の移動方向に対して上流側で支持し、下流側
を自由端としてこの自由端の現像剤担持体のエツジまた
はエツジ近傍に形成した曲面を現像剤担持体に圧接させ
るようにしてもよい。

また、現像剤塗布部材は、ブレードである必要はなく、
丸棒等の接触部に曲面を有する他の部材にて形成するこ
とも可能である。

さらに、現像剤塗布部材は、現像剤担持体上の現像剤と
摩擦した際に、弾性的に接触するリン青銅やＳＶＳ等の
金属板や、トナーと摩擦した際に、所定の極性の電荷を
トナーに与える！ＩＩｆＩＸＷ電系列上の材料とするこ
とが望ましい。

現像剤塗布部材は、剛体の部材であっち、弾性体の部材
であってもよく、導体部材、特に金属部材が適している
。

現像剤塗布部材の現像剤担持体へ圧接する際の圧力は、
１０〜３００ｇ／ｃｍの範囲が適当である。

また、現像剤担持体は、少なくとも表面近傍が弾性と導
電性を有するか、または少なくとも表面近傍が弾性を有
しかつその表面に可撓性の導電体刑を有していることが
望ましく、さらに、現像剤塗布部材を介して現像剤担持
体の表面近傍の導電体層に電圧を印加する手段を具備し
ていることが、より望ましい。

前記現像剤担持体の弾性は、１１Ｉｌ圧縮応力（現像剤
担持体を剛体とみなせる平面に当て１１１ｒａ圧縮した
ときの単位長さ当りの荷重）で２〜２０ｇ＃ｇｎ程度で
あることが好ましい、具体的には、弾性を有するスポン
ジが適しているが、ゴム等を用いてもよく、この場合、
硬さが月Ｓ　Ｋ　６０３１におけるＡ形で測定したとき
に５０度以下であることが望ましい。

これより硬いと本願発明の効果が得にくくなる。

なお、現像は、前記現像剤担持体の移動速度を、前記静
電潜像保持体の移動速度よりも速くし、かつ現像剤担持
体の導電部に現像バイアス電圧を印加して行うことが好
ましい。

（作　用） 本発明においては、現像剤塗布部材が曲面を有し、該曲
面の作用により弾性を有する現像剤担持体に圧接した場
合でも良好な可視像が得られることも一つの特徴として
いるが、この曲面の作用について第７図ないし第１０図
を参照しつつ説明する。

第７図は前述した従来例である特開昭５４−４３０３８
号公報に記載された現像装置における現像剤塗布部材の
一例を示す図で、現像剤塗布部材７のエツジを現像剤担
持体２０に圧接し、現像剤５の薄層５３を形成している
例である。１は静電潜像保持体である。

第８図は、この装置を現像剤担持体２０が弾性を有する
ものに適用した例を示すもので、この装置では、現像剤
担持体２０が弾性を有するため、現像剤塗布部材７のエ
ツジが現像剤担持体２０にくいこんでしまい、現像剤層
は全く形成されない。

現像剤塗布部材７と現像剤担持体２０間の圧力を小さく
すれば現像剤層を形成することはできるが、このように
した場合にも、現像剤担持体２０の偏芯等による両者間
の圧力変動により、現像剤層の厚さ、現像剤５の付着量
が大きく変動してしまうという問題がある。また、この
ような装置では、所望の現像剤ＷＩＪ’ｉを得るための
現像剤塗布部材７と現像剤担持体２０との圧力の設定範
囲が狭いという問題もある。

さらに、このように現像剤塗布部材のエツジを現像剤担
持体上に圧接する方法では、現像剤担持体が現像剤塗布
部材のエツジで傷付き易い等の問題もあり、結局実用可
能なものは実現されていなかった。

第９図は前述した従来例である特開昭５４−４３０３８
号に記載されている現像装置の他の例で、現像剤塗布部
材７の腹の面がマグネットを内臓した現像剤担持体２０
に圧接されている例である。この例では、現像剤担持体
２０上の現像剤層５３は、均一で、充分に帯電されたも
のが形成される。これを前述した例と同様に、弾性を有
する現像剤担持体２０を用いた装置に適用すると、現像
剤担持体が弾性変形するため、現像剤が現像剤塗布部材
７と現像剤担持体２０との間を通り抜は易くなり、現像
剤層５３の厚さが非常に厚くなってしまう。

さらにその厚さにより、現像剤５２が現像剤塗布部材７
や現像剤担持体２０と接触する機会が減り、充分に帯電
されなくなってしまうという問題がある。

さらに、このような現像剤塗布部材の腹の面を現像剤担
持体上に圧接する方法では、非常に大きな圧力が必要と
なり、実用可能なものは実現されていなかった。

これに対して、本願発明では、例えば第１図に示すよう
に、現像剤塗布部材７に曲面７ａを持たぜ、この曲面を
現像剤担持体に圧接することにより以上の欠点のない現
像装置を提供したものである。

このような、本発明の現像装置の作用を、第１０図を用
いて説明する。

第１０図（ａ）は現像剤塗布部材と現像剤担持体間の現
像剤の付着量との関係を示しており、第８図（ｂ）は現
像剤塗布部材と現像剤担持体間の圧力と現像剤の帯電量
との関係を示している。

なお、図においてＲＯ，１５〜Ｒ３の数字は、それぞれ
現像剤塗布部材の曲面の曲率半径（単位ｎ　）を示して
おり、“板エツジ”は第７図に示した装置を使用した場
合、“板層７は第９図に示した装置を使用した場合を示
している。

また現像剤担持体としては、ステンレス製のシャツトノ
表面ニＸ　ホンジ（ＥＮ［１１ＪＩｌ−Ｃ２５０−２０
（弁上ＭＴＰの商品名））を被覆し、その上にポリエス
テルにカーボンを分散させた比抵抗が１０２〜１０７Ω
Ｃ１のシームレスチューブを嵌合させたものを使用した
。

第１０図（ａ）に示すように現像剤の付着量は圧力（単
位長さあたりの加重）が大きくなるにつれて少なくなり
、その減り方（曲線の傾き）はＲが小さくなるにつれて
大きくなり、特に現像剤塗布部材のエツジを当てたもの
では現像剤層を均一に形成することが困難であることが
わかる。また、Ｒが大きくなると、現像剤の付着量は多
くなり、Ｒが３ｎ以上になると付着量が０．８１（１／
　ｃ１以上となって過大となり、現像像の画質が悪化す
るようになる。この画質の悪化は、第１０図（ｂ）に示
した帯電量にも関係するものと考えられる。

第１０図（ｂ）によればＲが３ｎ以上になると帯ｆ、ｌ
の絶対値が３μＣ／ａ以下となり、良好な画像が得にく
くなる。特に、現像剤塗布部材の腹の面を圧接した場合
には、低い圧力を加えたときには１μｃ／ｇ以下となり
　１μｃ／ｇ以上得るには２００（１／ｃ＋ｍ以上の圧
力が必要となる。この場合、現像剤担持体が弾性体なの
で、現像剤塗布部材との接触面積が圧力を増すにつれて
さらに大きくなり、現像剤の帯電には右利になるが、そ
の圧力を得るための荷重が大きくなって、実用化が難し
くなる。

なお、第８図における帯電量の測定は、現像剤担持体の
表面に形成された現像剤層をエアーによる吸引でファラ
デーケージ内に導入し、現像剤電荷量を測定すると同時
に吸引された現像剤の重量を、測定することにより行っ
た。また、圧力は線圧であり、現像剤塗布部材と現像剤
担持体との間に働く荷重を接触部の長さで割った値であ
る。

本発明における上記の作用は、弾性体からなる現像剤担
持体に、現像剤塗布部材が圧接されると、現像剤担持体
が変形して適当にへこむので・硬い現像剤担持体に現像
剤塗布部材のエツジを圧接したときの現像剤層の規制効
果、すなわち薄い層を形成する効果と、硬い現像剤担持
体に現像剤塗布部材の腹の面を圧接したときの帯電効果
、すなわち現像剤を充分に帯電する効果とが両方とも得
られるためであり、現像剤塗布部材の曲面が重要な役目
を果している。

なお、本発明においては、現像剤塗布部材の現像剤担持
体と接する部分が曲面のため、現像剤担持体を傷つけに
くいという利点もある。このことは、現像剤担持体が柔
かいので、実用上火きな利点となる。

以上のように、本発明によれば、弾性体の現像剤担持体
上に均一な現像剤層を形成でき、これによって一成分現
像剤を用いた現像装置を実現することができる。また、
弾性体の現像剤担持体を用いる場合には、静電潜像保持
体に現像剤の薄層を接触させて現像する、いわゆる接触
現像を実現することができる。この場合、たとえば、ア
ルミドラムの表面に光導電体層を塗布したハードドラム
を用いる場合でも、現像剤薄層を柔軟に接触させること
ができ、潜像担持体表面を現像剤担持体ローラの接触に
よって傷をつけることもなく、広い接触幅を確保するこ
とができ、また現像剤担持体ローラのＲ械精度にかかわ
る制約を大幅に緩和することが可能となる。この事実は
また、前述の均一なトナー薄層の実現とともに、常にム
ラの無い良質な現像剤が得られることを意味しており、
画質および装置作成に関して多大の効果がもたらされる
のである （実施例） 以下本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する
。

実施例１ 第１図に示すように、潜ｆｆｌ担持体としてのドラム状
感光体１に対向して現像装’Ｉｔ　８０が設けられ、こ
の現像装置８０はトナー担持体ローラ２ｏを有している
。トナー担持体ローラ２０の外周には、金属シャフト２
１の周囲にスポンジ（ＥＮＤＵＲ−Ｃ２５０−２０（弁
上Ｍ　’Ｉ’　Ｐの商品名））よりなるローラ基体が形
成され、これに可撓性のシームレスデユープ２２を被覆
して構成されている。上記シームレスチューブ２２は導
電性で比抵抗が１０２〜１０７ΩＣ１１ｌ程度であり、
この導電層には、現像バイアスが印加されている。

トナー担持体ローラ２０は感光体１に対し一定の接触幅
をもって接触するよう配置されている。

さらに、トナーホッパー４の底部には、トナー薄層形成
用トナー塗布部材７と潜像の可視像化に寄り−せずにト
ナー担持体ローラ２０の表面に残留したトナーをこぼさ
ずにトナーホッパー４の中に回収し、かつトナーホッパ
ー４内のトナーが容器外に漏出することを防止するため
に、シール部材４１がトナー担持体ローラ２０の表面に
接触もしくは押圧せしめて配設されている。トナー塗布
部材７は、トナー担持体ローラ２０と接する面７ａが曲
率半径１■ｌの円弧で形成されており、５０〜１５０（
］／Ｃ１１程度の圧力でｌ・ナー担持体ローラ２０の表
面に圧接されている。

このような構成の現像装置８０に一成分系の非磁性トナ
ー５を投入し、トナー担持体ローラ２０を図示の矢印の
方向に回転させると、トナー担持体ローラ２０の表面に
はトナー塗布部材７の作用により均一なトナー薄層が形
成され、同時に摩擦帯電電荷が付グ・される。現像位置
りにおいては導電層２２に印加された現像バイアス電圧
により適正な現像電界が形成され、良好な現像が行われ
る。

このとき、トナー担持体ローラ２０の周速Ｖ「と感光体
ドラム１の周速Ｖｄの比Ｖｒ　／Ｖｄを、５以上に設定
することにより、、０以上の画像濃度が得られた。この
比（Ｖ　ｒ／Ｖ　ｄ）が３〜４程度で画像濃度は飽和し
た。また、画像濃度とは感光体上に形成されたトナー像
を普通紙へ周知の静電転写法で転写したのち、これを熱
定着し、その光学濃度を測定して得られた値である。ま
た、現像条件は、画像部との電位差が２００■以上あれ
ば充分な画像濃度が得られ、非画像部との電位差が２０
０■以上のときほとんどカブリのない画像が得られた。

なお、感光体の露光後の残留電位を考慮して感光体の必
要な表面電位差は５００■とかなり低くすることができ
る。このことはトナーの帯電量が所望の値であると同時
に、均一に、帯電されていることを示している。ここで
、使用した感光体は負帯電のＯＰＣでトナーは平均粒径
１２μｌの負帯電型絶縁性トナーである。

実施例２ 第２図に示すように、実施例１における薄層形成用ｌ・
ナー塗布部材７を、リン青銅の板のエツジを円弧状の曲
面７ａにしてからエツチングしたものを使用した以外は
実施例１と同じ方法で現像装置を椹成し、その特性を測
定した。トナー塗布部材７の表面はエツチングにより容
易に滑らかにすることができ、しかもトナー担持体ロー
ラ２ｏ上にはトナー層を均一に形成することができ、ト
ナー担持体が傷つくこともなかった。

実施例３ 第３図に示すように、トナー塗布部材７のエツジ近傍に
プレスにより曲面７ａを設け、トナー塗布部材７をトナ
ー担持体２０上のトナーの移動方向に対して上流１則で
支持するとともに下流側を自由端とし、その曲面をトナ
ー担持体に圧接したものを使用した以外は実施例１と同
じ方法で現像装置を構成し、その特性を測定した。トナ
ー塗布部材７としてはリン青銅の板を図示のように曲率
半径Ｒを０゜５〜２Ｉ１ｍの円弧状にプレス成形した複
数種類のものを使用したが、いずれも均一で適当な帯電
量に帯電したトナー層が得られた。

なお、この実施例のトナー塗布部材は、実施例１のトナ
ー塗布部材にくらべて、トナー塗布部材の材厚を薄くで
きるため、リン青銅等の弾性金属を用いることにより、
良好な弾性が得られ、トナー塗布部材に柔軟性が付与さ
れるとともに、機械的な誤差を吸収することができた。

また、この実施例では、トナー塗布部材がトナー担持体
から受ける力により両者間の圧力が支持点の位置によっ
て、増減することがなく、設計の幅が広がった。

実施例４ 第４図に示すように、落屑形成用トナー塗布部材７の曲
面を、曲率が連続的に変化する曲面とし、トナー塗布部
材７をトナー担持体２０上のトナーの移動方向に対して
上流側で支持するとともに下流側を自由端としてトナー
担持体に圧接させたものを使用した以外は実施例３と同
じ方法で現像装置を構成した。

この実施例でも、実施例３と同等の効果が得られた。

実施例５ 第５図に示すように、トナー塗布部材として、一端を、
トナー担持体のトナーの移動方向に対して下流側で、か
つ圧接部における接１ｉｔの近傍のトナー担持体側の支
点７２で回動自在に支持するとともに、他端側を上流側
で自由端としトナー担持体に圧接させたものを使用した
。なお、この実施例のトナー塗布部材７はエツジに曲面
７ａを有する剛体であり、バネ７３によりトナー塗布部
材７とトナー担持体２０との圧力が所望の値になるよう
に押圧されている。

この実施例では、支点７２がＡにある場合、トナー担持
体２０が図中の矢印方向に回転すると、トナー塗布部材
７は接線方向に力を受け、トナー担持体から離れる方向
に力を受ける。そこで、バネ７３の押圧力はこの点を考
慮して所望の圧力が得られるように設定される。なお、
支点７２を圧接部における接線ｔより外側のＢに移した
場合には、トナー塗布部材がトナー担持体から受ける力
がトナー担持体に近付ける方向に作用するので、バネ７
３の設定が非常に困難である。実際には、トナー層はほ
とんど形成されなかった。

特に、トナー担持体が柔かいほど、トナー塗布部材がト
ナー担持体にくいこみすぎてトナー層ができにくい。

また、トナー塗布部材として弾性体を用いた場合には、
トナー担持体との所望の圧力が得られるようにバネを調
整しつつ、前述したＡの位置で支持することにより、均
一なトナー層が得られた。

実施例６ 第６図に示すように、トナー塗布部材７を丸棒で構成し
、これをトナー担持体の回転軸と平行に維持してバネ７
３によりトナー担持体２０の表面に圧接させた。

この実施例のトナー塗布部材７は金属等の丸棒でできて
いるので、簡単にかつ精度よく曲面を形成することがで
きた。“ ［発明の効果コ 本発明によれば簡単な装置構成により、均一な所望の厚
さのかつ所望の帯電量のトナー層が得られ、良好な現像
のできる現像装置が得られる。

また、柔軟なトナー担持体ローラに適用できるため、潜
像担持体として硬質ドラムを用いる場合にもトナー担持
体ローラ表面のトナー薄層を潜像担持体に対し柔軟に接
触させることができる。

したがって、潜像保持体表面をトナー担持体ローラの接
触によって傷つけることなく広い接触幅を確保すること
ができ、さらに、担持体ローラの機械精度にかかわる制
約を大幅に緩和することが可能となる。このようにして
、本発明によれば常にムラのない良質の現像剤の得られ
る、いわゆる接触現像が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は、それぞれ本発明の実施例を示す
要部断面図、第７図ないし第９図はそれぞれ従来の現像
ｖｔ置の要部断面図、第１０図（ａ）は現像剤塗布部材
と現像剤担持体の圧力と現像剤の付着量との関係を示す
国、同図（ｂ）は現像剤塗布部材と現像剤担持体の圧力
と現像剤の帯電量との関係を示す図である。 １・・・・・・・・・静電潜像保持体 ４・・・・・・・・・トナーホッパー ５・・・・・・・・・トナー ７・・・・・・・・・トナー塗布部材 ２０・・・・・・・・・トナー担持体 ２１・・・・・・・・・金属シャフト ２２・・・・・・・・・導電層 ５３・・・・・・・・・トナー層 ７２・・・・・・・・・支点 ７３・・・・・・・・・バネ ８０・・・・・・・・・現像装置 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性または非磁性のトナーのみからなる一成分現
   像剤の薄層を表面に担持して搬送する現像剤担持体と、
   該現像剤担持体に一成分現像剤を供給する現像剤供給装
   置と、前記現像剤担持体の表面に前記一成分現像剤を塗
   布する現像剤塗布部材とを有する現像装置において、前
   記塗布部材が、エッジまたはエッジ近傍の少なくとも一
   部に、前記一成分現像剤の搬送方向と直交する方向の輪
   郭がほぼ同一の曲面を有するブレードにより構成され、
   かつ該曲面の少なくとも一部が前記現像剤担持体に圧接
   されていることを特徴とする現像装置。