JPH01244480A - 静電潜像現像装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電子写真装置または静電記録装置において
、静電潜像担持体上に形成された静電潜像にトナーを供
給して可視化する現像装置に関する。

［従来の技術］ 従来、−成分現像剤を使用した現像装置として、弾性ロ
ーラの表面に非磁性トナーを供給すると共に、これにフ
レートを圧接してローラ外周面に荷電トナー薄層を形成
し、この荷電トナー薄層を静電潜像担体の表面に直接接
触させることによりトナー像を形成するものか特開昭５
２−１４３８３１号公報等により既に提案されている。

［発明か解決しようとする課題］ しかしなから、上記現像装置では、現像ローラな軸方向
に渡って均一に静電潜像担体に接触させなければならな
いか、現像ローラや静電潜像担体はそれ自身様かな反り
を有していたり、また現像装置の製造時に生しる製造誤
差により軸方向に渡って両者を均一に接触させることは
なかなか難しいという問題点か有った。

また、」−記現像装置ては、現像ローラの表面に荷電ト
ナー薄層を形成するために、フレートはある程度以上の
圧接力をもってローラに接触する必要かあり、このため
弾性ローラに要求される硬度は比較的高く、逆に、静電
潜像担体との接触部ては静電潜像担体の損傷、像の破壊
を防止するために、弾性ローラに要求される硬度は非常
に低いというように、まったく相反する性質を兼ね備え
た現像ローラか要求される。しかし、このような現像ロ
ーラは存在せず、いずれか一方の要求を犠牲にしなけれ
ばならないという問題点を有していた。

また、表面に導電性薄膜を有し、発泡性の軟質導電性弾
性材からなるローラの表面に、磁気ブラシを用いて）ヘ
ナーを電気的に付着させ、このトナーを前記ローラと静
電潜像担体表面との接触によって静電潜像に付着させて
トナー像を形成するようにしたものか特開昭５５−７７
７６４号公報により提案されている。

しかしなから、このものても、ローラは発泡材で構成さ
れているとはいえ、静電潜像担体への圧接力は大きく、
特に、ローラ表面と静電潜像担体表面に周速差を持たせ
た場合、静電潜像担体の表面に形成される画像の破壊現
象か生しるという問題点を有していた。

［課題を解決するだめの手段］ この発明は、このような点に鑑みてなされたものて、無
端状トナー担持体をこれよりも若干径の小さい駆動ロー
ラ外周に配設し、この駆動ローラと無端状トナー担持体
との径差に基づき生しる無端状トナー担持体の弛み部を
静電潜像担持体に接触させて現像する際、−［−記静電
潜像担持体と無端状１−ナー担持体との接触部か無端状
トナー担持体の最大弛み部より回転下流側になるように
形成した静電潜像現像装置である。

［作　用］ このように形成された静電潜像現像装置は、無端状トナ
ー担持体と静電潜像担持体との接触か均一なニップ幅を
維持しなから静電潜像担持体の軸方向の全面にムラなく
安定した接触か可能となり、現像ムラのない非常に良好
な像を形成することか可能となる。

［実　施　例］ 以ド、この発明を添付図面を参照して説明する。第１図
はこの発明にかかる現像装置ｌを示し、現像装置ｌは矢
印ａ方向に回転駆動する静電潜像担持体である感光体ト
ラム１００の側部に配置されている。

現像装Ｎｌにおいて、現像槽２は、底部及び背面部を覆
うフレーム３と、両サイドの側板４，４（第２図参照）
と、カバー５と、カバー５の前部に取り伺けた支持部材
６とて構成されている。

駆動ローラ１０は、例えばアルミニウム、ステンレス等
の導電性部材を円筒状に形成したもの、または、金属ロ
ーラの外周部に導電性の弾性材にトリルゴム、シリコン
ゴム、スチレンゴム、ブタジェンゴム等）を設けたもの
か使用され、現像バイアス電圧ｖｂが印加されている。

トナー担持体である薄膜部材１１は、駆動ローラｌＯの
外周長よりもやや長目の周長な右する筒状のものて、駆
動ローラｌＯに外装されている。

上記薄膜部材１１としては、例えばポリカーボネート、
ナイロン、フッ素系樹脂等の樹脂からなる軟質の樹脂シ
ート、−１−記樹脂にカーボンまたは金属微粉末等を添
加したシー１〜、ニッケル、ステンレスまたはアルミニ
ウム等の金属薄膜、上記樹脂シー１〜と金属薄膜とを積
層したシートのいずれかか使用される。

薄膜部材１１を装着された駆動ローラ１０は、第２図に
示すように、支軸１０ａを側板４，４の軸受孔７．７（
一方は図示せず）に挿通して回転可能に支持されるとと
もに、図示しない駆動源に駆動連結されている。また、
駆動ローラ１０の両端部は側板４，４に形成した凹所８
に位置させてあり、凹所８と駆動ローラ１０に外装され
ている薄膜部材１１との間には、両端カイト弾性バッド
９か薄膜部材１１を駆動ローラｌＯの外周面に密着させ
るように介在させである。−上記弾性パット９としては
、例えばポリアセタール、フェノール、ポリエチレン、
ナイロン、フッ素系の樹脂からなるもの、または薄膜部
材１１との接触面にポリエチレン、ナイロン、テフロン
フィルムを設けたもの、もしくは発泡材の表面に」−記
フィルムを設けたものか使用される。

しかし、凹所８の感光体ドラム１００側は、側板４の前
面４ａに開放されており、この部分には弾性パラ１〜９
は存在しない。

したがって、薄膜部材１１の弾性パット９と接触する部
分は駆動ローラ１０の外周面に密接し、それ以外の部分
、即ち、側板４の前面４ａに位置する部分には、駆動ロ
ーラ１０の周長よりもやや長目に形成されている薄膜部
材ｌ】の余長部分か集中し、薄膜部材１１と駆動ローラ
１０との間に弛み部Ｓが形成され、この弛み部Ｓを有す
る薄膜部材１１の外周面か感光体トラム１００の周面に
接触している。

なお、弾性バット９、駆動ローラｌＯ１薄膜部材１１と
しては、駆動ローラ１０の外周面と薄膜部材１】の内周
面との動摩擦係数を角０．薄膜部材ｌｌの外周面と弾性
バット９との動摩擦係数を川、としたとき、ｊＬ＋＞Ｊ
Ｌｚの関係を満足するものか選択されている。

このため、駆動ローラ１０か矢印す方向に回転すると、
薄膜部材１１は駆動ローラｌＯとの間にスリップを生じ
ることなくこれに従動回転し、薄膜部材１１の弛み部Ｓ
の外面か適当なニップ幅をもって感光体ドラムｉｏｏの
表面を摺擦するようになる。

駆動ローラ１０の上部に設けた支持部材６の背面側には
、先端に例えばテフロン、またはナイロン等の可撓シー
トを具備したプレート１２か取り＋４けられており、こ
のフレート１２は駆動ローラ１０の背面側斜め上部に薄
ｖｆＡ部材１１を介して圧接している。なお、フレー１
〜１２としては、ＳＫ鋼、スデンレス、リン青銅からな
るハネ性の金属薄板、またはシリコンゴム、ウレタンゴ
ム等の弾性板もしくはフッ素樹脂板、ナイロン板、また
はそれらの複合板であってもよい。

また、フレーム３の駆動ローラｌＯと対向する部分には
、例えば発泡ウレタンからなる弾性層の表面にシリコン
ゴムシー１〜を設けたトナー均しパット１３か取り付け
られており、このトナー均しパット１３は薄膜部材１１
を介して駆動ローラｌＯの外周面に接触している。

現像槽２の後部にはトナー収容槽１５か形成され、この
トナー収容槽にはアジテータ１４か矢印Ｃ方向に回転駆
動可攬に設けてあり、同アシデータ１４はトナー収容槽
１５内に収容されているＩ−ナーＴｏを矢印Ｃ方向に移
動させつつそのソロツキンク等を防止するようにしてい
る。

以下、上記構成からなる現像装置１の動作について説明
する。

図示しない駆動源にて駆動ローラ１０、アジテータ１４
かそれぞれ矢印す、ｃ方向に回転している状態において
、トナー収容槽１５内のトナーＴｏはアジテータ１４の
攪拌作用を受けて矢印Ｃ方向に強制移動される。

一方、薄膜部材１１は駆動ローラｌＯとの摩擦力により
矢印す方向に従動しており、薄膜部材１１と接する１〜
ナーＴｏは薄膜部材１１との接触および静電気的な力に
よって矢印す方向への搬送力を受ける。そして、トナー
Ｔｏは、薄膜部材１１とフレート１２の先端部とて形成
されるくさび状の取込部１６に取り込まれ、フレート１
２の圧接部に達すると、薄膜部材１１の表面に薄層状に
均一に塗布されると共に設定された１〜ナーの極性であ
る正極性または負極性に摩擦帯電される。

薄膜部１７Ａ１１上に自らの帯電による鏡像力て保持さ
れた１ヘナ一丁。は、現像ローラ１０に従動する薄膜部
材１１の動作に従って感光体ドラム１００との対向部（
接触部Ｘ）に運ばれると、感光体トラム１００の表面電
位と駆動ローラｌＯに印加されているバイアス電圧との
電圧差に基づき、感光体トラム１００の表面に形成され
ている静電潜像に付着して１〜ナー像を形成する。

ここて、感光体トラム１００と接する薄膜部材１１は、
弛み部Ｓを介して駆動ローラｌＯと接触状態にあるため
、薄膜部材１１は感光体ドラム１００にソフトに、しか
も適当なニップ幅をもってむらなく接触Ｉノ、感光体ト
ラム１００の静電潜像に均一なトナー像を形成する。ま
た、感光体１〜ラム１００の周速度と薄膜部材１１の速
度との間に速度差をつけた場合には、非画像部のカフリ
除去に効果かあり、その際にもいったん感光体１ヘラム
１００、−Ｌに形成された１〜ナー像は破壊されること
はない。

現像領域である接触部Ｘを通過したトナーＴ。

は引き続き薄膜部材１１とともに矢印す方向に搬送され
、トナー均しバット１３との間を通過する際に、先程接
触部Ｘで消費されたトナーＴｏの消費パターンか消去さ
れて、表面トナー層の均一化か図られる。

そして、再びブレード１２の圧接部にて薄膜部材１１の
表面には均一な帯電トナーの薄層か形成され、以下、前
述の動作を繰り返す。

この現像装置は、薄膜部材１１の弛み部Ｓをその剛性を
利用して静電潜像の形成された感光体１００の表面にソ
フトに押付けることにより薄膜部材１１て搬送されるト
ナーによって現像か行なわれる。そして、感光体１００
との接触部Ｘて薄膜部材か安定かつ、均一な速度で感光
体１００の表面とすべり接触を行なうことかムラやカス
レのない良好な現像画像の均一性か得られるものであり
、高品位の現像が達成されるための必要条件である。

そして、第３図に示すようにトナー搬送担持体である薄
膜部材１１の弛み部Ｓと感光体１００との接触部Ｘは略
駆動ローラ軸１０ａと感光体ドラム軸１００ａを結ぶ中
心線上に設定されていた。即ち、薄膜部材１１の弛み部
Ｓと感光体１００との接触部Ｘかベルト状薄膜部材１１
の最大弛み部Ｓ　ｌ１ａｘとか一致した状態て使用され
ていた。

次に、薄膜部材１１の弛み部Ｓと感光体トラム１００の
周面との接触におけるニップ（接触）＠について説明す
る。第６図（Ａ）に示すように、駆動ローラｌＯの軸１
０ａと感光体トラム１００の軸１００ａとのそれぞれの
中心を結ぶ中心線と薄膜部材１１の最大弛み部Ｓ　Ｉａ
ｘか一致する状態ては、感光体トラムｌＯＯの周面に対
する水平方向ｄの押し付けによりニップ幅すが形成され
たとする。このとき、薄膜部材１１の弛み部Ｓは当接面
Ｘの上、下の方向にふくらみを生しるように変形し、ニ
ップ幅すの変化率か大きいものとなる。

これに対し、第６［′Ａ（Ｂ）で示すように、駆動口−
ラｌＯの軸１０ａと感光体ドラム１００の軸１００ａと
のそれぞれの中心を結ぶ中心線と薄膜部材１１の最大弛
み部Ｓ　ｍａｘか角度αをなす状態で接触する場合には
、薄膜部材１１の弛み部Ｓは上方向にずれるように逃け
るため薄膜部材１１の変形は非常に少ないものとなる。

」−記の場合は薄膜部材１１の最大弛み部Ｓ　ＬＩａｘ
より回転下流側において接触した場合について説明した
か、これは回転上流側において接触した場合でも回して
、いずれも第６図（Ａ）に示す場合よりもニップの変化
率は小さくなる。

次に、感光体ドラム１００と薄膜部材１１のニップ幅（
接触幅）ｂを１ｍｍ〜２　ｍ　ｍとした場合の薄膜部材
１１の押＋Ｊ量ｄの設定許容幅を考えてみる。ニップ幅
すと感光体ドラム１００に薄膜部材１１を接触させる押
付量ｄは、第６図（Ａ）に示す薄膜部材１１の最大弛み
部Ｓ　ｗａｘか接触部Ｘと一致する状態ては、第７図に
おいてＡて示す０．２ｍｍ〜０．６ｍｍの許容幅である
のに対し、第６図（Ｂ）て示される接触部Ｘか薄膜部材
１１の最大弛み部Ｓ　［ｌ１ａｘよりド流側にある場合
には、第７図にΣいてＢて示される押付量ｄか０゜２５
　ｍ　ｍ〜０．９ｍｍとなる。したかって、設定許容幅
において感光体ドラムと薄膜部材１１との接触部Ｘか薄
膜部材１１の最大弛み部Ｓ　ｍａｘよりも回転下流側あ
るいは回転−１−流側に位置させることにより大きくな
り、それたけ機械設計の自由度か大きくとることかてき
、装置の組立か楽になることになる。

以上は静的な状態ての条件であるか、次に動的な現像状
態において詳しく比較、検討してみる。

薄膜部材１１の弛み部Ｓと感光体トラム１００の周面に
作用する力は、薄膜部材１１の逃げ変化による復元力（
反力）とＶｉ膜部材１１の回転モーメントか当接力とし
て作用することになる。即ち、第５図（Ａ）に示される
ように、薄膜部材１１の弛み部Ｓと感光体トラム１００
の周面との接触部Ｘが薄膜部材１１の最大弛み部Ｓ　ｍ
ａｘよりも回転上流側に位置する場合、薄膜部材１１の
逃げ変形に対する復元力と薄膜部材１１の回転モーメン
ｌ−との合力は介いに打ち消す方向に働き、）へラム相
互の当接方向に合力か作用しなくなり接触か不安定にな
る。また、第５図（Ｂ）に示すように薄膜部材１１の弛
み部Ｓと感光体トラム１００の周面との接触部Ｘか対抗
する位置にある場合には、薄膜部材１１の逃げ変形に対
する復元力と薄膜部材１１の回転モーメントとの合力は
ドラム相互の当接方向には働かない。

これに対し、第５図（Ｃ）に示す薄膜部材１１の弛み部
Ｓと感光体トラム１００の周面との接触部Ｘか回転上流
側に位置する場合には、薄膜部材１１の逃げ変形に対す
る復元力と薄膜部材１１の回転モーメントの合力はトラ
ム当接方向に働き、接触か安定したものとなる。

したかって、安定に薄膜部材１１の弛み部Ｓを感光体ト
ラム１００の周面に接触させるには、接触部Ｘか回転下
流側に位置することか最良の条件となる。

このことは、さらに、第５図（Ｂ）に示すように薄膜部
材１１の最大弛み部Ｓ　ｒｘａｘか感光体トラム１００
の周面と接触するとき、薄膜部旧１１の接触による逃げ
方向の力か矢印Ｐて示すように上、下流方向に二分され
て一定せず、さらに駆動ローラ１０による薄膜部材１１
の矢印す方向の回転駆動力か加わることにより薄膜部材
１１は振動を起してしまう。また、第５図（Ａ）に示す
薄膜部材１１の弛み部Ｓと感光体トラム１００の接触部
Ｘか回転」二流側にある状態であると、薄膜部材１１の
矢印ｐて示す逃げ方向の力か回転駆動力と一致するため
感光体トラム１００の周面に対する薄膜部材１１に離れ
る方向に力か作用するのてこの場合も接触か安定しない
。

ところか、第５図（Ｃ）に示す薄膜部材１１の弛み部Ｓ
と感光体１ヘラム１００の周面との接触部Ｘか薄膜部材
１１の最大弛み部Ｓ　ｍａｘよりも回転下流側にあると
、薄膜部材１１の矢印ｐて示ず逃げ方向の力に対し、薄
膜部材１１の回転による周方向の駆動力か対抗した状態
となり、薄膜部側１１の駆動時における振動を押えなか
ら感光体トラム１００の周面と安定した接触状態か可能
となる。

即ち、感光体トラム１００の周面への薄膜部材１１の接
触安定性は、薄膜部材１１の最大弛み部Ｓ　ｍａｘに対
して 回転下流側〉最大弛み部近傍〉回転上流側の順になって
いることかわかる。

したがって、この発明においては、第４図に示すように
感光体ドラム１００の軸１００ａと駆動ローラ１０の軸
１０ａのそれぞれの中心を結ぶ線よりも薄膜部材１１の
最大弛み部５ＩｌａＸか角度αを有し、薄膜部材１１の
弛み部Ｓと感光体トラム１００の周面との接触部Ｘが薄
膜部材１１の回転下流側に位置するように配設すること
により最良の結果か得られることになる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の静電潜像現像装置は、
駆動ローラよりも若干長い周長を有する薄膜部材に弛み
部を形成しその剛性によりＷＩ像形成された感光体面に
ソフトタッチさせることによって、その表面に保持され
ているトナーを感光体面に供給して可視像化するもので
ある。このとき、感光体と薄膜部材の弛み部との接触部
か薄膜部材の最大弛み部より回転下流側に位置させるこ
とにより薄膜部材の感光体との接触による直角方向に生
ずる逃げの力か回転による周方向の駆動力に対抗するよ
うに働き、薄膜部材の振動か押えられてスムーズな滑り
接触を１１なうことが可能となる。したかって、現像画
像をムラやカスレのない均一なものとすることかでき、
高品位の良好な現像を達成できる。

また、設定許容幅を非常に広くとることかてきるのて接
触幅の変化か小さく現像かより安定したものとすること
がてき、装置の組立も楽になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる静電潜像現像装置の断面図、 第２図は、駆動ローラの支持状態を示す斜視図、 第３図、第４図は、感光体ドラムと薄膜部材の接触状態
を説明するための断面図、 第５図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、感光体ドラムと薄膜
部材の接触部か薄膜部材の最大弛み部の上流側、最大弛
み部近傍および下流側の各状態を示す断面図、 第６図（Ａ）、（Ｂ）は、薄膜部材と感光体ドラムとの
接触幅を説明するだめの断面図、第７図は、薄膜部材押
付量と接触幅との関係を示すクラ７である。 ■・・・・・・現像装置 ２・・・・・・現像槽 ９・・・・・・弾性バット １０・・・・・・駆動ローラ １１・・・・・・薄膜部材（トナー担持体）Ｓ・・・・
・・薄膜部材の弛み部 Ｘ・・・・・・感光体ドラムと薄膜部材との接触部１０
０・・・・・・感光体ドラム 特許出願人　ミノルタカメラ株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、無端状トナー担持体およびこれよりも若干径が小さ
   い駆動ローラと、トナー層規制部材からなる一成分トナ
   ー現像装置において、 上記駆動ローラと無端状トナー担持体との径差に基づき
   生じるトナー担持体の弛み部を静電潜像担持体に接触さ
   せて現像する際、上記静電潜像担持体と無端状トナー担
   持体との接触部が上記無端状トナー担持体の最大の弛み
   部より回転下流側に位置することを特徴とする静電潜像
   現像装置。