JPH04347883A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機等に搭載される現
像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】感光体上に形成された静電潜像にトナー
を供給し、現像を行なう現像装置として乾式一成分系ト
ナーを用いるものがある。この乾式一成分系トナーを用
いる現像装置では、現像ローラと、この現像ローラ上に
トナーを供給するトナー供給手段と、現像ローラ上に供
給されたトナーを薄層とするトナー薄層化部材とを有し
ている。適正な現像を行なうためには、現像ローラ上の
トナーの薄層の厚さを一定で、しかも均一なものとする
必要がある。

【０００３】図１７において符号１２はトナー薄層化部
材としての金属板を示し、この金属板１２は弾性を有し
ている。この金属板１２は一端が固定され、自由端側が
現像ローラ１２の周面に弾性的に当接させられている。 図１８において符号１３はトナー薄層化部材としての金
属剛体を示し、この金属剛体１３の現像ローラ４の周面
に対向する先端部は勾配の緩い山形に加工されている。

【０００４】図１９は特開昭６２ー９５５５９号公報に
開示されているものであり、現像ローラ４上にトナーの
薄層を形成するための機構を示す。同図おいて符号１４
はトナー薄層化部材としてのゴムブレードを示し、この
ゴムブレード１４は真っ直な板状でシリコンゴム等の高
分子材料によって構成されている。ゴムブレード１４は
補強板１５に固定されており、このゴムブレード１４と
補強板１５はガイド部材１６、１７によって挾まれてい
る。ゴムブレード１４と補強板１５は現像ローラ４に圧
接、離間する方向へ移動できるようになっており、スプ
リング９によってゴムブレード１４と補強板１５は現像
ローラ４に圧接する方向へ付勢されている。

【０００５】ゴムブレード１４の先端部はガイド部材１
６、１７から突出し、現像ローラ４に圧接している。ゴ
ムブレード１４と補強板１５とをガイド部材１６、１７
によって挾む構成としているのは、ゴムブレード１４の
現像ローラ４に対する当接角度θ３（θ３＜９０°）を
一定に保つためである。なお図１９では、ゴムブレード
１４は現像ローラ４の回転力を受けて曲がった状態とな
っている。

【０００６】図２０に示すように、薄層ブレード１０１
の先端部を斜めに切断した形状とし、その先端にアール
部１０１ａを形成したものもある。この薄層ブレード１
０１では、アール部１０１ａと現像ローラ４との隙間に
よってトナーの薄層のトナー付着量を調整している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１７
に示す従来例では、金属板１２とトナーＴとの付着力が
大きく、金属板１２にトナーＴが固着してしてしまい、
このため現像ローラ４上に形成されるトナーの薄層が乱
れたり、トナーＴの帯電量が低下して、トナー薄層化機
能が低下してしまうおそれがある。なおトナーは比較的
軟性の樹脂によって構成されているため、金属に付着し
やすい性質をもっている。またトナーＴを現像ローラ４
と金属板１２との間に引き入れるための開度θ１や金属
板１２の自由長Ｌ１の寸法設定に厳しい精度が要求され
るため、組立て作業が煩雑となる問題がある。

【０００８】図１８に示す従来例では、図１７の従来例
同様、金属剛体１３の上流側の部分にトナーＴが固着し
てしまい、また開度θ２や金属剛体１３と現像ローラ４
との隙間寸法の設定に厳しい精度が要求され、組立て作
業が煩雑となる欠点がある。図１９に示す従来例では、
ゴムブレード１４を用いているため、摩耗しやすく、経
時的にゴムブレード１４の先端部の形状が変わり当接角
度θ３が変化し、これに伴いトナーＴの薄層のトナー付
着量も変化してしまう問題がある。

【０００９】また現像ローラ４を軟弾性体によって構成
した場合、環境によって現像ローラ４の周面の硬度が変
化し、高温環境下においては現像ローラ４の周面が軟化
することになる。現像ローラ４の周面が軟化するとゴム
ブレード１４が食い込んで、当接角度θ３が変わり、現
像ローラ４上のトナー薄層のトナー付着量が変化し、安
定したトナー薄層を得ることができない問題がある。

【００１０】図２０に示す従来例では、長期間使用して
いると、図２１に示すようにアール部１０１ａが摩耗し
てしまい、トナーＴが進入してくる側に隙間がなくなり
、適切なトナー薄層の形成ができなくなってしまうこと
になる。また現像ローラ４を軟弾性体によって構成する
と、高温環境下において現像ローラ４が軟化し、図２２
に示すように、薄層ブレード１０１のアール部１０１ａ
が現像ローラ４に完全に食い込んだ状態となって、アー
ル部１０１ａが摩耗した場合と同様の結果となってしま
う。

【００１１】本発明は上記従来の問題点に着目してなさ
れたものであり、組立て時における寸法設定にそれほど
厳しい精度が要求されず、組立て作業が容易で、しかも
長期間使用した場合および現像ローラを軟弾性体によっ
て構成し高温環境下において使用した場合でも、現像ロ
ーラ上に安定したトナー薄層を形成することができる現
像装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、静電
潜像が担持される静電潜像担持体と、前記静電潜像担持
体上の静電潜像に供給するトナーを担持し駆動する現像
剤担持体と、前記現像剤担持体上にトナーを供給するト
ナー供給手段と、前記トナー供給手段によって供給され
たトナーを現像剤担持体上にて薄層化させるため現像剤
担持体に先端部を接触させトナーが進入してくる側にく
さび状の隙間をあけ備えられているトナー薄層化部材と
を有する現像装置において、前記トナー薄層化部材とト
ナー粒子の接線と前記現像剤担持体とトナー粒子の接線
とがなすトナー進入角の角度が、トナー薄層化部材の先
端部が摩耗、変位しても一定となるように前記トナー薄
層化部材の先端部を形成し、しかもトナー薄層化部材の
姿勢を一定に保つ姿勢保持手段を具備したことを特徴と
する現像装置である。

【００１３】

【作用】本発明によれば、トナー薄層化部材とトナー粒
子の接線と現像剤担持体とトナー粒子の接線とがなすト
ナー進入角の角度が、トナー薄層化部材の先端部が摩耗
、変位しても一定となるように前記トナー薄層化部材の
先端部を形成し、しかもトナー薄層化部材の姿勢を一定
に保つ姿勢保持手段を具備したので、トナー薄層化部材
の先端部が摩耗しても、トナー進入角の角度は一定であ
り、現像剤担持体上に形成されるトナー薄層の状態は安
定である。また現像剤担持体を軟弾性体によって構成し
た場合、高温環境下において、トナー薄層ブレードが現
像剤担持体に食い込み変位しても、トナー進入角の角度
は一定であり、現像剤担持体上に形成されるトナー薄層
の状態は安定である。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を図面にしたがって説明する
。図７に現像装置を示す。この現像装置はレーザプリン
タに搭載されている。同図おいて符号１はトナーホッパ
ーを示し、このトナーホッパー１内には、トナーＴが収
容されている。またトナーホッパー１内には、アジテー
ター２が設けられ、このアジテーター２は時計方向へ回
転する。トナーホッパー１には開口部１ａが形成されて
いる。

【００１５】符号４は現像剤担持体としての現像ローラ
を示し、この現像ローラ４は反時計方向へ回転する。現
像ローラ４の周面の一部は開口部１ａから露出し、時計
方向へ回転する感光体ドラム６に対向している。符号３
はトナー供給手段としてのトナー供給ローラを示し、こ
のトナー供給ローラ３はトナーホッパー１内に配置され
ている。トナー供給ローラ３の周面は現像ローラ４に接
触している。トナー供給ローラ３は反時計方向へ回転す
る。符号１１はスプリングを示し、このスプリング１１
の付勢力によって現像ローラ４は感光体ドラム８に接触
させられている。

【００１６】符号５はトナー薄層化部材としてのトナー
薄層ブレードを示し、このトナー薄層ブレード５の先端
部は図１に拡大して示すように、平面部５ａと平面部５
ｂとが接合する形状に形成されている。そして平面部５
ａと平面部５ｂとの接合部である辺５ｃが現像ローラ４
の周面に接触している。以下、図４に示ように、トナー
薄層ブレード５の平面部５ａと側面部５ｄの延長線によ
って構成される角を先端角θＳという。トナー薄層ブレ
ード５は、特開平１ー１４０１７４号公報に示されてい
る正帯電性無機フィラーを含有したフルオカーボン重合
体（三菱油化（株）製）によって構成されている。

【００１７】図５、図６に示すようにトナー薄層ブレー
ド５は、ステンレススチールなどの金属によって構成さ
れるホルダー５５に固定されている。ホルダー５５の先
端部には鍵型状の突起部５５ａが形成され、このホルダ
５５に対しトナー薄層ブレード５が一体成形されている
。一体成形の方法としては、押出し成形、圧縮成形、ト
ランスファー成形、射出成形等がある。

【００１８】図７に示すように、トナー薄層ブレード５
とホルダ５５とは収納部１０に上下動自在に収容されて
いる。収容部１０内にはスプリング９が備えられ、この
スプリング９の垂直方向へはたらく弾性力によってトナ
ー薄層ブレード５の先端部の辺５ｃは現像ローラ４の周
面に圧接させられている。図８に示すように、トナー薄
層ブレード５は、現像ローラ４に対し、所定角度の設定
角θ４をもって圧接されている。

【００１９】ここで、設定角θ４とは、図８に示すよう
にトナー薄層ブレード５が現像ローラ４に当接している
位置と、トナー薄層ブレード５の荷重方向に対する垂線
のなす角をいう。前記の先端角θＳは設定角度θ４より
小さく設定されており、辺５ｃが現像ローラ４に接触す
るようになっている。

【００２０】上記のようにトナー薄層ブレード５が、現
像ローラ４に対し、所定角度の設定角θ４をもって圧接
させられている理由を説明する。例えば図９に示すよう
に先端部が平面に形成されているトナー薄層ブレード６
６を現像ローラ４の中心に対して垂直に当接させると、
トナー進入角θＴを小さい角度とすることしかできず、
そのためトナー薄層ブレード６６を大きな力で現像ロー
ラ４に圧接させ、この圧接力によって、現像ローラ４上
にトナーの薄層を形成させるようにしなければならない
。

【００２１】トナー薄層ブレード６６を大きな力で現像
ローラ４に圧接させると、トナー薄層ブレード６６の摩
耗量が増えて寿命が短くなる。またトナー薄層ブレード
６６や現像ローラ４などに対する機械的負荷も大きくな
り、振動の発生が増して、トナー薄層のむらを引き起こ
す原因となる。

【００２２】図１０に示すように、トナー進入角θＴを
大きくとるため先端部の一部を斜めにカットした形状の
トナー薄層ブレード７６を現像ローラ４の中心に対して
垂直に当接させると、トナー薄層ブレード６６の場合と
同様に振動の発生が増し、またトナー薄層ブレード７６
が現像ローラ４に食い込んで、良好なトナーの薄層が形
成されなくなる。なお実験によって設定角θ４は６０°
から７５°程度が適当であることが確認できた。

【００２３】次に、現像装置の動作について説明する。 アジテータ２が時計方向へ回転し、トナーホッパー１内
のトナーＴは、トナー供給ローラ３に運ばれる。トナー
供給ローラ３は現像ローラ４に接触した状態で回転し、
トナーＴを摩擦帯電させながら現像ローラ４上に供給す
る。現像ローラ４上に担持されたトナーＴは、トナー薄
層ブレード５に加圧されながら摺接し、さらに摩擦帯電
させられるとともに薄層化され、現像ローラ４上にトナ
ーの均一な厚さの薄層が形成される。

【００２４】さらに現像ローラ４は反時計方向へ回転し
、現像ローラ４上にて薄層化されているトナーＴは、感
光体ドラム６上に形成された静電潜像に供給され、感光
体ドラム４上にトナー像が形成される。現像動作後、現
像ローラ４に残ったトナーＴは、トナー補給ローラ３に
よって掻き落され、現像ローラ４の周面は初期状態に戻
る。上記工程が繰り返され現像動作が続けられる。

【００２５】トナー薄層ブレード５は上記の形状である
ので、長期間使用し、図２に示すように先端部が摩耗し
ても平面部５ｂが存在する限り、後述するトナー進入角
θＴは一定である。したがって薄層ブレード５によって
形成されるトナーの薄層は変化せず、安定したトナーの
薄層を得ることができる。図１１は、コピー枚数を横軸
に、トナー薄層ブレードによって形成されたトナー薄層
のトナー付着量を縦軸にとったグラフである。本発明の
実施例にかかるトナー薄層ブレード５を使用した場合の
トナー付着量の変化を実線で、図２１に示した従来例に
かかるトナー薄層ブレード１０１を使用した場合のトナ
ー付着量の変化を鎖線で示す。

【００２６】また現像ローラ４を軟弾性体によって構成
した場合において、高温環境下で現像ローラ４が軟化し
、辺５Ｃが現像ローラ４に食い込んでも平面部５ｂが現
像ローラ４の周面より上側に位置する限り、トナー進入
角θＴは一定である。したがって薄層ブレード５によっ
て形成されるトナーの薄層は変化せず、安定したトナー
の薄層を得ることができる。図１２は、環境温度の変化
を横軸に、トナー薄層ブレードによって形成されたトナ
ー薄層のトナー付着量を縦軸にとったグラフである。 本発明の実施例にかかるトナー薄層ブレード５を使用し
た場合のトナー付着量の変化を実線で、図２１に示した
トナー薄層ブレード１０１を使用した場合のトナー付着
量の変化を鎖線で示す。

【００２７】上記のようにトナー進入角θＴが一定であ
れば、トナー薄層ブレードによって形成されるトナーの
薄層のトナー付着量も一定となることについて説明する
。図１３、図１４に示すように、トナー進入角θＴはト
ナー薄層ブレード８５のトナー進入側の先端部と、トナ
ーＴの粒子の接線Ｌ２と、現像ローラ４とトナーＴの粒
子の接線Ｌ３とによって構成される角である。図１５に
おいて、ｆｅは静電力、ｍｇはトナー重量、Ａはその他
のトナー付着力（ｖｅｒ，ｄｅｒ，ｗａｌｓ力等）、Ｎ
１はトナーが現像ローラから受ける力、μ１はトナーと
現像ローラとの摩擦抵抗、Ｎ２はトナーがトナー薄層ブ
レードから受ける抗力、μ２はトナーと薄層ブレードの
摩擦抵抗、θＴはトナー進入角を示す。

【００２８】トナーＴと現像ローラ４の摩擦抵抗μ１、
トナーと薄層ブレード５の摩擦抵抗μ２及び、現像ロー
ラ４とトナー薄層ブレード５を構成する材料の特性が変
わらなければ、トナーの薄層を構成するトナーの付着量
はトナー進入角θＴに依存することになる。図１６に、
トナー進入角の角度を横軸に、トナー薄層のトナーの付
着量を縦軸にとったグラフを示す。このグラフは一次の
線形相関が示しており、トナー薄層のトナーの付着量は
トナー進入角θＴに依存することを照明している。この
相関関係はトナー薄層ブレードの形状にかかわらず当て
はまるものである。さらにトナー進入角θＴを一定に維
持すれば、トナー粒径、トナー薄層ブレードの設定位置
、現像ローラの径が異なっても、形成されるトナー薄層
の状態は一定となる。またトナー薄層ブレードは上記し
た形状に限らず、トナー進入角θＴを一定にできるもの
であれば、先端部にアールをつけた形状等いかなる形状
であってもよい。

【００２９】なおトナー薄層ブレード５は現像ローラ４
に対し面接触に近くなり、図２０に示すトナー薄層ブレ
ード１０１と比べ、加工、組立て精度を緩和できるよう
になる。本発明は、上記したトナー薄層ブレード５のよ
うに、いわゆる落し込み方式のタイプだけではなく、図
１７に示す板ばねタイプものでも、金属板１２のが変位
する方向に対してトナー進入角が一定となるように加工
を施せば、本発明の原理を適用することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、組立て時
における寸法設定にそれほど厳しい精度が要求されず、
組立て作業が容易で、しかも長期間使用した場合および
現像ローラを軟弾性体によって構成し高温環境下におい
て使用した場合でも、現像ローラ上に安定したトナーの
薄層を形成することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかるトナー薄層ブレードの
先端部を示す図である。

【図２】本発明の実施例にかかるトナー薄層ブレードが
先端部が摩耗した状態を示す図である。

【図３】本発明の実施例にかかるトナー薄層ブレードが
先端部が現像ローラに食い込んだ状態を示す図である。

【図４】本発明の実施例にかかるトナー薄層ブレードの
先端角について説明するための図である。

【図５】本発明の実施例にかかるホルダに保持されたト
ナー薄層ブレードの側面図である。

【図６】本発明の実施例にかかるホルダに保持されたト
ナー薄層ブレードの平面図である。

【図７】本発明の実施例にかかる現像装置の構成を示す
図である。

【図８】本発明の実施例にかかるトナー薄層ブレードの
設定角について説明するための図である。

【図９】本発明の実施例にかかるトナー薄層ブレードを
所定の設定角をもって現像ローラに当接させている理由
を説明するための図である。

【図１０】本発明の実施例にかかるトナー薄層ブレード
を所定の設定角をもって現像ローラに当接させている理
由を説明するための図である。

【図１１】コピー枚数を横軸に、本発明の実施例にかか
るトナー薄層ブレードによって形成されたトナー薄層の
トナー付着量を縦軸にとったグラフである。

【図１２】環境温度の変化を横軸に、本発明の実施例に
かかるトナー薄層ブレードによって形成されたトナー薄
層のトナー付着量を縦軸にとったグラフである。

【図１３】トナー進入角について説明するための図であ
る。

【図１４】トナー進入角について説明するための図であ
る。

【図１５】トナー進入角とトナーにかかる力について説
明するための図である。

【図１６】トナー進入角とトナー付着量との関係を示す
特性グラフである。

【図１７】従来例を示す図である。

【図１８】従来例を示す図である。

【図１９】従来例を示す図である。

【図２０】従来例にかかるトナー薄層ブレードの先端部
を示す図である。

【図２１】図２０の従来例にかかるトナー薄層ブレード
の先端部が摩耗した状態を示す図である。

【図２２】図２０の従来例にかかるトナー薄層ブレード
の先端部が現像ローラに食い込んだ状態を示す図である
。

【符号の説明】

４　　　　　　現像ローラ ５　　　　　　トナー薄層ブレード ５ａ　　　　平面部 ５ｂ　　　　平面部 ５ｃ　　　　辺 ６　　　　　　感光体ドラム ９　　　　　　スプリング Ｔ　　　　　　トナー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静電潜像が担持される静電潜像担持体と、
   前記静電潜像担持体上の静電潜像に供給するトナーを担
   持し駆動する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上にト
   ナーを供給するトナー供給手段と、前記トナー供給手段
   によって供給されたトナーを現像剤担持体上にて薄層化
   させるため現像剤担持体に先端部を接触させトナーが進
   入してくる側にくさび状の隙間をあけ備えられているト
   ナー薄層化部材とを有する現像装置において、トナー薄
   層化部材の先端部が摩耗、変位しても、前記トナー薄層
   化部材とトナー粒子の接線と前記現像剤担持体とトナー
   粒子の接線とがなすトナー進入角の角度が一定となるよ
   うに前記トナー薄層化部材の先端部を形成し、しかもト
   ナー薄層化部材の姿勢を一定に保つ姿勢保持手段を具備
   したことを特徴とする現像装置。