JPH01257982A - 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 本発明は、電子写真複写機、およびプリンター等に使用
される現像装置に関する。更に詳しくは本発明は、複写
機等の感光体表面に形成された静電潜像に対し均一なト
ナーの荷電薄層を安定して供給しうる現像装置に関する
。

従来の技術 電子写真複写機あるいは静電複写機は、静電潜像の形成
された画像担体（感光体）に現像装置により帯電トナー
を供給して現像（可視像化）し、得られたトナー像を紙
などの転写材に転写、定着する。

このような電子写真複写機等に用いられる現像装置、特
に、−成分現像剤として非磁性トナーを用いる現像装置
においては、均一な帯電トナーの薄層を感光体表面に供
給することが重要である。

従来、かかる現像装置として、弾性現像ローラの表面に
非磁性トナーを供給すると共に、これにブレードを圧接
して該ローラ外周面に荷電トナー薄層を形成し、該荷電
トナー薄層を感光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が提案されている（特開昭５２
−１４３８３１号公報参照）。

しかしながら、前記荷電トナー薄層を形成するためには
、ブレードはある程度以上の圧接力をもってローラ表面
に接触させる必要があり、このため現像ローラは比較的
高い硬度が求められる。一方、現像ローラと感光体との
接触部では感光体の損傷、像の破壊を防止するため、現
像ローラの硬度は可能な限り低いことが望ましい。この
ように現像ローラの表面硬度に関しては全く相反した要
求があり、実際の現像ローラではこれらを共に満足する
ことはできない。

また、発泡性の軟質導電性弾性材からなるローラの表面
に導電性薄膜を配し、該表面に磁気プランを用いてトナ
ーを電気的に付着させ、該ローラと感光体表面との接触
によってトナーを静電潜像に付着させて現像を行なうよ
うにしたものも提案されている（特開昭５５−７７７６
４号公報参照）。

しかしながら、かかる発泡材を用いた現像ローラにあっ
ても感光体への圧接力は充分に小さくできず、特に、ロ
ーラ表面と感光体表面との間に周速差を持たせた場合、
感光体上の画像に破壊現像が生じるという問題が存在す
る。

本発明者らは前記問題点に鑑み、駆動ローラとこれに外
装されたやや長目の周長を有する筒状薄膜とを組み合わ
せることにより、トナー供給部においては、現像ローラ
とブレードとの間に十分な圧接力を確保してトナーの帯
電と薄層の均一化の向上を図りつつ、静電潜像担体（感
光体ドラム）との対向部においては静電潜像担体に対し
軽い接触を保持してトナーを静電潜像に供給しうる現像
装置を先に提案した。

本発明は、かかる現像装置においてトナーの搬送を行う
薄膜部材を改良し、トナーの搬送性の向上と荷電トナー
薄層の均一化を計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、 （１）回転する駆動ローラ； （１１）該駆動ローラに外装され、駆動ローラの周長よ
りもわずかに長い周長を有し、駆動ローラと共に回転移
動する平均山間隔２０〜２００μ肩の表面凹凸を有する
筒状薄膜部材；（ｉｉｉ　）前記薄膜部材を駆動ローラ
に密着させる密着手段；　および （１ｖ）該薄膜部材の外面を押圧して、薄膜部材外周面
に荷電トナーの薄層を形成する規制部材からなることを
特徴とする現像装置 を提供するものである。

作用 本発明装置によれば、駆動ローラにこれよりも若干長目
の周長を有し、かつ所定の均一な表面粗さを有する薄膜
部材が外装されるため、感光体ドラムとの対向部におい
て薄膜部材と駆動ローラとの間に空間部が形成され、か
つ帯電トナーの薄層を薄層部材上に形成する領域では均
一な表面粗さを有する薄膜部材が駆動ローラに密着され
、トナーの搬送を行う。

実施例 以下、本発明を添付図面を参照し実施例によりさらに詳
しく説明する。

第１図は本発明の現像装置（１）を示す断面図である。

現像装置（１）は矢印（ａ）方向に回転駆動する感光体
ドラム（１００）に隣接して配置される。

現像装置（１）は、回転体をなす駆動ローラ（１０）、
該駆動ローラに外装された筒状の薄膜部材（１１）、該
薄膜部材を駆動ローラ（ｌＯ）に押圧する審査手段であ
るガイド部材（９）、前記薄膜部材の外表面に圧接され
る層厚規制部材（１２）、およびこれらを支持、収納す
ると共にトナー（ＴＯ）を貯溜するケーシング（３）か
らなる。

まず、回転駆動を行う駆動ローラ（１０）は、アルミニ
ウム等の導電性部材上に導電性を付与したゴム、プラス
チック等の弾性部材が被覆されており、現像バイアス電
圧が印加される。また、該駆動ローラは、ブラスト処理
して粗面化したアルミニウムなどの導電性部材により製
造されてもよい。

つぎに°、薄膜部材（１１）は、駆動ローラ（１０）の
外周長よりもやや長目の周長を有する筒状のフィルムか
らなり、前記駆動ローラ（１０）に外装され、駆動ロー
ラに対して僅かの弛みを形成する。該薄膜部材は表面に
平均山間隔（または谷間隔）が２０〜２００ｕｘの凹凸
を有する。

かかる平均山間隔（Ｓｍ）は、例えば（株）東京精密製
、表面粗さ・輪郭形状測定機サーフコム５５０Ａにて測
定することができる。すなわち、平均山間隔Ｓｍは、粗
さ曲線の山部分と各部分とを等面積に両分する中心線が
一定の方向（例えば谷から山）に向かう粗さ曲線により
切断されて得られた各線分の長さを順にＳ、１Ｓ、、・
・・・・Ｓｎとした場合、Ｓｍ＝（Ｓ＋＋Ｓ＝＋・・・
＝＋Ｓｎ）／ｎで表される。

かかる平均山間隔（Ｓ　ｍ　）は、トナー搬送性、トナ
ー層の荷電性に影響を与える。第２図はポリアミド樹脂
およびＮｉ電鋳膜からなる薄膜部材表面の平均山間隔と
そのトナー付着性および帯電性を示すグラフである。第
２図により明らかなごとく、Ｓｍが大きい場合、薄膜部
材上のトナー付着量Ｍは低下し、帯電ｆｆ１Ｑが増大す
る。したがって、地肌カブリ・文字廻りの飛び散り状態
は良好であるが、付着量の不足による１、Ｄ、低下、追
随性不良に伴う１．Ｄ、低下などの画質劣化を招＜（Ｂ
領域）。逆に、Ｓｍが小さすぎると、充分な搬送債（付
着量）は得られるが、トナーの荷電性が低下するため、
地肌カブリ、文字回りの飛び散り、並びにスリーブメモ
リの発生などの画質劣化を招く（Ａ領域）。なお、層厚
規制部材の規制圧を増大することにより実用的な荷電ト
ナー層を得ることも理論的には可能ではあるが、機械的
な負荷（トルク）が増大し好ましくない。以上の結果、
良好、かつ実用的な荷電トナー薄層を得るには、Ｓｍ値
２０〜２００μｍの表面密度か好ましい。

また、薄膜部材表面凹凸の平均的大小を示す表面粗さ（
十点平均粗さ：　Ｊ　Ｉ　Ｓ　Ｂ　０６０１−１９８２
）は５μｍ以下、好ましくは３μｍ以下である。表面を
粗くしすぎると搬送性は良好となるが、トナー層の荷電
性が低下し、地肌カブリ・文字廻りの飛び散り並びにス
リーブメモリの発生などの画質劣化を引き起こす。従っ
て、実用的な現像器設定（圧接力〜５ｇ／＋ｎＩ＋＋）
において荷電トナー薄層を得るには、５μｍ以下、好ま
しくは３μｍ以下の表面粗さに設定する。

表面に前記凹凸を有する薄膜部材を製造するには、Ｎｉ
などの電鋳膜の表面に微粒子を分散したメツキ層を形成
する方法が挙げられる。

かかる微粒子の形状、粒度あるいは粒度分布は特に限定
されないが、定形（例えば球状）であり、かつシャープ
な粒度分布を有するものがトナー層の均一性から好まし
い。

上記の薄膜部材を電鋳法により作成するには、具体的に
は例えば１０〜６０重量％程度のアルミナ粒子を分散し
たＮｉ複合メツキ液を用いて、予め形成したＮｉ電鋳膜
の最表面層にさらにメツキを行う。

つぎに、ガイド部材（９）は、駆動ローラの外面形状に
略対応する円弧状の内面を備える。したがって、前記薄
膜部材（１１）を駆動ローラ（１０）の周囲に密着させ
ることにより、感光体ドラム対向面に設けられたガイド
部材の開口部に薄膜部材（１１）の弛みが集中して一定
の空間部（Ｓ）が形成される。

なお、当接部の内面円弧は、実質的に円弧を形成してお
れば一部不連続であってもよく、膜部材を駆動ローラに
密着しうる形状であればよい。

前記ガイド部材の材質としては、ポリエチレン、ナイロ
ン、ポリアセタール、ポリプロピレンなどの合成樹脂に
より成型されたものが好ましい。

なお、駆動ローラ（１０）の外周面と薄膜部材（１１）
の内周面との摩擦係数をμｍ、薄膜部材（１１）の外周
面とガイド部材（９）との摩擦係数をμ、とすると、μ
ｍ）μ、の関係が付与されており、駆動ローラ（ｌＯ）
が矢印（ｂ）方向に回転すると、これに伴い薄膜部材（
１１）も同方向に移動する。

さらに、層厚規制部材（１２）は駆動ローラ（１０）の
上部に設けた支持部材（６）の背面側に取付けられ、薄
膜部材（１１）と先端部にて接触する。

該規制部材（１２）は、ガイド部材（９）が薄膜部材を
駆動ローラに押圧する領域、すなわち駆動ローラ（１０
）の背面側斜め上部にてその先端部を薄膜部材（１１）
に圧接する。規制部材の圧接位置はガイド部材の前記押
圧領域のうち現像領域に近い後半部分（下流側）である
のが特に好ましい。後半部分を押圧することにより現像
領域における感光体と薄膜部分と接触により生ずる駆動
ローラからの薄膜部材の浮き上がりを防止することがで
き安定したトナー薄層が得られる。

なお、前記規制部材の材質としては、ステンレス鋼、リ
ン青銅などの金属薄板材料、テフロン、ナイロンなどの
プラスチック材料、またそれらを貼り合わせた複合材等
、従来トナー層厚の規制部材として用いられている材料
がいずれも好適に用いられ、弾性を有する材料であるの
が好ましい。

かかる材料は、プラス（＋）トナーに対しては、摩擦帯
電系列でより陰性の材料、マイナス（−）トナーに対し
ては陽性の材料を用いるのが好ましい。例えば、プラス
ドナーに対しては、テフロンなどのフッ素樹脂のシート
またはそのコーティング、マイナストナーに対しては、
ナイロンなどのポリアミド系のフィルムまたはそのコー
ティングが好適である。

なお、規制部材としては、第１図に示すごとく薄板状弾
性部材（１２ａ）の先端部に萌記薄膜部材（１１）に接
触する金属丸棒（１２ｂ）などの接触剛体を設けてもよ
い。

ケーシング（３）には、トナー貯槽（１５）が設けられ
る。該トナー貯槽（１５）には矢印（ｃ）方向に回転す
るアジテータ（１４）が設けられ、内部に貯溜されたト
ナー（ＴＯ）のブロッキングを防止しつつ矢印（ｃ）方
向に移動させる。

なお、本発明装置にて用いられるトナーとしては、いわ
ゆる−成分系の非磁性トナーが好適に用いられるが、磁
性トナーなどであってもよい。また、薄膜部材を駆動ロ
ーラに密着させるには、ガイド部材のかわりに駆動ロー
ラ内に磁石を配置し磁性体よりなる薄膜を吸着させるな
どのいかなる方法を用いても良い。

つぎに本発明装置を用いて現像を行なう場合の動作につ
いて第１図を用いて説明する。

駆動ローラ（１０）およびアジテータ（１４）は、駆動
源（図示せず）によって、それぞれ矢印（ｂ）、（Ｃ）
方向に回転し、トナー（Ｔｏ）は矢印（ｃ）方向に強制
的に移動させられる。一方、薄膜部材（１１）は、駆動
ローラ（１０）との摩擦力により駆動ローラ（１０）と
共に矢印（ｂ）方向に回転移動する。トナー貯槽（１５
）内のトナー（ＴＯ）は薄膜部材（１１）との接触及び
静電気力によって薄膜部材（１１）の表面に付着し、矢
印（ｂ）方向へ搬送される。トナー（Ｔｏ）は、薄膜部
材（１１）と規制部材（１２）先端の金属丸棒（１２ｂ
）とにより形成されるクサビ状の取込み部（１３）に取
り込まれ、規制部材（１２）の圧接部に達して、薄膜部
材（１１）の表面に薄層状に均一に塗布されると共に、
所定の正または負の極性に摩擦帯電される。

薄膜部材（１１）上に自身の帯電による静電気力で保持
された薄層トナー（ＴＯ）は、さらに移動して感光体ド
ラム（１００）との対向部（現像領域（Ｘ））に運ばれ
、感光体ドラム（＋００）の表面電位と駆動ローラ（ｌ
Ｏ）に印加されているバイアス電圧との電圧差に基づく
電界により、感光体ドラム（１００）の表面に形成され
ている静電潜像に移動してトナー像を形成する。

ここで、感光体ドラム（１００）と接する薄膜部材（１
１）は、駆動ローラ（１０）との間に空間部（Ｓ）を有
しており駆動ローラとは非接触状態にあるため、薄膜部
材（１１）はそれ自身の剛性のみで感光体ドラム（１０
０）にソフトに、一定の距離を保持して適当なニップ幅
にてむらなく接触し、感光体ドラム（１００）の静電潜
像に対し、均一なトナー像を形成する。また、感光体ド
ラム（１００）の周速度と薄膜部材（１１）の速度との
間に速度差もたせることも可能であり、いったん感光体
ドラム（１００）上に形成されたトナー像が薄膜部材の
摺擦力等の物理力により破壊されることがない。

現像領域（Ｘ）にて薄膜部材（１１）上に残留したトナ
ー（Ｔｏ）は引き続き薄膜部材（１１）と共に矢印（ｂ
）方向に搬送される。

つぎに、薄膜部材（１１）表面にはアジテータ−（１４
）の回転により再びトナー（Ｔｏ）が供給され、規制部
材（１２）の圧接部にて均一な帯電トナー薄層が形成さ
れ、再び前記の動作を操り返す。

試験例１（Ｎｉ電鋳ベルトスリーブ） メタル（Ｎｉ）ベルトスリーブ（薄膜部材）を電鋳法に
より作成した。すなわち、肉厚３０μｍ以下のＮｉメツ
キ層を形成し、この上にさらに１５重量％のアルミナ微
粒子（平均粒径〜８μｍ）を配合したメツキ液を用いて
Ｎｉ−アルミナ微粒子の複合メツキ層を形成し、表面に
微小な凹凸を形成したＮｉ電鋳ベルトスリーブを得た。

得られたベルトの十点平均粗さＲｚは２．３４μｍ１又
、平均山間隔Ｓｍは１４３μｍであった。

得られたメタル（Ｎｉ）ベルトスリーブを前記第１図に
示す現像装置に装着し、スリーブ上の荷電トナー薄層状
態及びミノルタカメラ（株）製プリンターＳＰ、Ｉ　２
４　（８５ｍｍ／５ｅｃ）での画質評価を行った。その
結果、スリーブ上のトナー付着ｆｆｉＭ（ｍｇ／ｃｍ’
）及びトナー荷電量Ｑ（μｃ／ｇ）は、各々０　、４３
　（ｍｇ／ｃｍ”）、−１６、０（μｃ／ｇ）、１．Ｄ
。

≧１．３であった。また、地肌カブリ・文字廻りの飛散
状態良好な鮮明な画像が得られた。

試験例２ 試験例１においてアルミナ微粒子の混入量を４０重量％
とした以外は、試験例１と同様の方法によりＮｉ電鋳ベ
ルトスリーブを得た。得られたベルトの十点平均粗さＲ
ｚは２．６０μｍ１又、平均山間隔Ｓｍは５３μｍであ
った。

試験例１と同様に評価したところ、トナー付着量は０　
、５４　（ｍｇ／ａｍ”）、トナー荷電量は−１４５（
μｃ／ｇ）、１．Ｄ、≧１．３であった。また、追随性
・地肌カブリ・文字廻りの飛散状態良好な、鮮明な画像
が得られた。

発明の効果 本発明の現像装置によれば、トナー供給部においては規
制部材の十分な圧接力が確保でき、トナーの帯電位を所
望の値まで向上することができる。

一方、現像領域では、薄膜部材は感光体ドラムに対して
非常に低圧接力で安定かつ正確な接触を行なうことがで
きると共にトナーの搬送性が向上し、またトナーを静電
潜像に均一に供給して濃度むらのない安定した濃度の画
像を形成することができる。さらに、薄膜部材の粗さの
設定によりトルクを大きくすることなく好ましい荷電ト
ナー薄層が形成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明現像装置の断面図、第２図は薄膜部材の
平均山間隔とトナー付着量、荷電量との関係を示すグラ
フである。 図中の主な符号は、っぎのとおりである。 ｌ：現像装置、９ニガイド部材、ｌＯ：駆動ローラ、ｌ
ｌ：薄膜部材、１２・層厚規制部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転する駆動ローラ；該駆動ローラに外装され、
   駆動ローラの周長よりもわずかに長い周長を有し、駆動
   ローラと共に回転移動する平均山間隔２０〜２００μｍ
   の表面凹凸を有する筒状薄膜部材；前記薄膜部材を駆動
   ローラに密着させる密着手段；および該薄膜部材の外面
   を押圧して、薄膜部材外周面に荷電トナーの薄層を形成
   する規制部材からなることを特徴とする現像装置。