JPH04348365A - 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】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置や静電記
録装置で静電潜像を可視像化する際に用いられる現像装
置に関する。

【０００３】

【従来の技術】トナー担持体（現像ローラ）面上にトナ
ー薄層を形成し、このトナー薄層によって静電潜像を可
視像化（現像）する現像装置においては、トナー層厚の
規制が画質の良否を決定するきわめて重要な点となる。 このようなトナー薄層の厚さを規制する手段としては、
従来から以下に示すような手段が知られている。

【０００４】（１）　　板状のトナー層厚規制部材をト
ナー担持体面に押圧する。

【０００５】（２）　　円柱あるいは円筒状のトナー層
厚規制部材をトナー担持体面に押圧する。上記　（１）
の板状のトナー層厚規制部材を用いる方法ないし手段は
、例えば特公昭５１−３６０７０号公報、同６３−１６
７３６号公報、特開昭５３−２３６３８号公報、同　５
７−１６５８６６号公報等によって開示されており、板
状規制部材の端部あるいは腹面をトナー担持体面に押圧
することによって、均一な厚さのトナー薄層を形成する
と同時に、トナー粒子を摩擦帯電して可視像を得ている
。

【０００６】他方、上記　（２）の円柱あるいは円筒状
のトナー層厚規制部材を用いる方法ないし手段は、次の
　２通りに分類される。

【０００７】（ａ）　　例えば、特開昭　５９−１２６
５６７号公報、同　５９−１２９８８０号公報等に記載
されているように、間欠あるいは連続回転するローラ（
トナー層厚規制部材）を、トナー担持体面に押圧し、両
者の間のニップによりトナーの層厚を規制する。

【０００８】（ｂ）　　例えば、特開平１−２８２５７
８号公報、同１−２８３５７７号公報等に記載されてい
るように、剛性あるいはゴム弾性を有するローラ（トナ
ー層厚規制部材）を固定し、この状態でトナー担持体面
に押圧し、低荷重で均一かつ安定なトナー層を得る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような各種トナー層厚規制部材を用いた従来の現像装
置は、それぞれ以下に示すような難点を有していた。

【００１０】例えば、上記　（１）で述べたような板状
のトナー層厚規制部材を用いた現像装置においては、層
厚規制部材の加工精度、特に長手方向の反りやうねりが
トナー層の不均一化をもたらし、摩擦帯電が不十分とな
ることから、トナーこぼれや画質の低下を招いていた。 また、トナー層厚規制部材とトナー担持体との間に形成
されるくさび型の空間にトナーが滞留あるいは固着し、
このトナーがトナー担持体を傷つけることによって、画
像上に白スジ等を生じさせていた。

【００１１】また、上記　（２）で示した円柱あるいは
円筒状のトナー層厚規制部材を用いる現像装置のうち、
　（ａ）で述べたようにローラ（トナー層厚規制部材）
を回転させる場合には、安定して均一なトナー薄層を得
ることができるものの、ローラをトナー担持体と従動す
るように回転させているため、トナー層厚規制部材とト
ナー担持体との間に形成されるくさび型の空間に挟持さ
れたトナーが、回転に伴って通過してしまい、画質低下
をもたらしていた。

【００１２】一方、　（ｂ）のトナー規制方法を適用し
た現像装置では、常にトナー層厚規制部材は固定されて
いるため、トナー層厚規制部材とトナー担持体との間に
形成されるくさび型の空間にトナー粒子が滞留し易く、
後続のトナー粒子がこれを押し出そうとするために、所
望のトナー薄層を形成するためには、トナー層厚規制部
材を比較的高い圧力でトナー担持体面に押圧しなければ
ならない。その結果、トナー担持体面や規制部材表面に
トナーが固着したり、トナー担持体の駆動に要する力が
大きなものになる等の問題が生じていた。また、トナー
粒子がくさび型の空間に挟持された場合、均一なトナー
薄層が形成されず、またトナー担持体を傷つけ、画像汚
れ、白スジ等が生じ、画質低下の原因となっていた。

【００１３】本発明は、このような従来技術の課題に対
処するためになされたもので、トナー担持体上にトナー
薄層を均一かつ安定に形成することを可能にし、良好な
画質が安定して得られる現像装置を提供することを目的
としている。

【００１４】［発明の構成］

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の現像装置は、ト
ナー担持体と、このトナー担持体外周面にトナーを供給
するトナー供給手段と、前記トナー担持体外周面に固定
して当接される略円柱状のトナー層厚規制部材とを有し
てなり、前記トナー層厚規制部材によってトナー担持体
外周面に供給されたトナーを薄層化し、このトナー薄層
を潜像保持体に近接または接触させ、前記潜像保持体に
保持された静電潜像を可視像化する現像装置において、
前記トナー層厚規制部材が所望時に回転可能となるよう
に設けられたことを特徴としている。

【００１６】

【作用】本発明の現像装置においては、略円柱状のトナ
ー層厚規制部材を、所望時にのみトナー担持体（現像ロ
ーラ）に対して例えば相反する方向に回転可能とする機
構を備えている。よって、現像時にはトナー層厚規制部
材を固定し、この状態でトナー担持体に押圧させるため
、均一にかつ安定してトナー薄層を形成することができ
る。しかも、トナー層厚規制部材とトナー担持体との間
に生じるくさび型の空間に、滞留または固着したトナー
は、適宜トナー層厚規制部材を回転させることによって
排除することができ、画質不良の発生を抑制することが
可能となる。さらに本発明では、トナー層厚規制部材を
略円柱状にすることで、トナー層厚規制部材の加工精度
が向上し、良好なトナー薄層を形成することができる。 なお、本発明において前記略円柱状のトナー層厚規制部
材は、例えば内部が空洞の円筒状のものであっても良い
ことは言うまでもない。また、トナー層厚規制部材は、
特に円柱状でなくても少なくとも回転軸を有する形状の
ものであれば、所望時に回転させることにより前記トナ
ー層厚規制部材とトナー担持体との間に挟持されるトナ
ーを排除することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１８】図１は、本発明の一実施例の現像装置の概
略構成を示す断面図である。図中１は、例えば一成分型
トナー２が収容されたトナー容器である。このトナー容
器１内には、撹拌器３およびトナー供給ローラ４がトナ
ー供給手段として配設されている。これら撹拌器３やト
ナー供給ローラ４によって、トナー２はトナー担持体（
現像ローラ）５上へと搬送される。

【００１９】上記トナー担持体（現像ローラ）５は、ア
ルミニウム、ステンレス等の金属、フェノール樹脂、ア
クリル樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹
脂、シリコン樹脂、メラニン樹脂、ポリスチレン樹脂、
ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の硬質もしくは軟質
の樹脂、さらにはこれらの複合体等からなるものを用い
ることができ、内部に磁極を配設したマグネットローラ
のようなものを用いてよい。この実施例においては、弾
性と導電性を有する非磁性（もしくは磁化されていない
）の現像ローラ５を用いた。弾性導電ローラとしては、
金属シャフトの周囲に導電性ゴム層（例えばウレタンゴ
ム、シリコンゴム、エチレンプレンゴム、ＮＢＲ、クロ
ロプレンゴム、ブチルゴム等の中に、導電性カーボン粒
子や金属粒子、金属ファイバー等を分散することによっ
て、１０１０Ωｃｍ以下の抵抗値としたもの）を設けた
もの、さらにその表面にシリコン樹脂、ウレタン樹脂、
フッ素樹脂等を被覆したもの、高抵抗ないし絶縁性のゴ
ムローラの表面に導電性の樹脂を被覆したもの、半導電
性のゴムローラの表面に互いに電気的に絶縁された微小
電極を設けたもの等が好適である。ここでは、特に硬度
３０度（ＪＩＳ−Ａ型硬度計）のウレタンゴムローラの
表面に導電性ウレタン塗料を塗布し、金属シャフトと塗
膜表面の間の抵抗値が１０６　Ωｍ２　以下となるよう
に調整した弾性導電ローラを用いた。金属シャフトの外
径は　８ｍｍ、ゴムローラの外径は１８ｍｍ、導電性ウ
レタン塗料の厚さは２０μｍ　〜　２００μｍ　とした
。

【００２０】また、現像ローラ５の近傍には、円柱状部
材により構成されたトナー層厚規制部材６が配置されて
いる。このトナー層厚規制部材６は、スプリング７の押
圧力によって現像ローラ５の外周面に押圧されている。 現像ローラ５の外周面に担持されたトナー２は、現像ロ
ーラ５とトナー層厚規制部材６間を通過することにより
、薄層化されると共に規定の電荷が付与される。

【００２１】上記トナー層厚規制部材６として用いる円
柱状部材は、曲面の半径が　０．１ｍｍ〜２０ｍｍ程度
のものを用いることが好ましく、さらに好ましくは　０
．５ｍｍ〜１０ｍｍ程度とすることである。このトナー
層厚規制部材６の構成材料としては、アルミニウム、ス
テンレス等の金属、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ウ
レタン樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、シリコン樹
脂、メラニン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポレエステル樹
脂、エポキシ樹脂等の硬質もしくは軟質の樹脂、さらに
はこれらの複合体、またはウレタンゴム、シリコンゴム
等の弾性体が例示される。

【００２２】また、上記トナー薄層を担持して回転する
現像ローラ５と対峙して、潜像保持体（感光ドラム）８
が配置されている。そして、露光光９により静電潜像が
形成されている潜像保持体８と、上記トナー薄層が担持
された現像ローラ５とを接触させ、静電潜像上に現像剤
を付着させることによって、潜像保持体７に記録された
静電気的情報が可視像化（現像）される。この可視像は
、例えば転写装置１０によって記録紙上に記録される。 また、現像ローラ５に残留付着しているトナーは、リカ
バリーブレード１１によってトナー容器１内に回収され
る。なお、図中１２は潜像保持体８に所要の静電荷を付
与する帯電器、１３はトナー担持体５およびトナー供給
ローラ４に所要の電流を供給する直流電源、１４は保護
抵抗である。

【００２３】なお、上記実施例においては、静電潜像の
現像方法として、現像ローラ５と潜像保持体８とを当接
させて現像を行う方法を適用した現像装置について説明
したが、現像ローラ５と潜像保持体８とを非接触状態と
し、現像電界によってトナー粒子を飛翔させて現像を行
う方法、また両者間に直流電界を形成して現像する方法
、交流電界を形成して現像する方法等、各種の現像方法
を適用することが可能である。また、トナー２としては
、各種公知の結着剤樹脂、着色剤、帯電制御剤、ワック
ス、ケーキング防止剤等からなるものが用いられる。 例えば、ポリエステル樹脂９２重量部、銅フタロシアニ
ン顔料　４重量部、低分子量ポリプロピレン　２重量部
、含金染料　２重量部および外添剤シリカ　０．５重量
部からなる体積平均粒径１０μｍ　の負帯電性トナーが
例示される。

【００２４】次に、図２、図３および図４を参照して、
上記現像装置におけるトナー層厚規制部材６の動作機構
について説明する。トナー層厚規制部材６と同軸上には
、ギヤ（爪車）１５が設けられている。このギヤ１５の
歯と噛み合う位置には、先端にＬ字状の爪１５ａが設け
られたレバー（支持部材）１６が配設されている。レバ
ー１６は、支持軸１７を軸として円周方向に移動可能と
されている。また、通常状態においては、レバー１６を
上部方向に引く力を有するスプリング１８よって、レバ
ー１６先端の爪１６ａはギヤ１５の歯と噛み合わされて
いる。これによって、ギヤ１５およびこのギヤ１５と同
軸上にあるトナー層厚規制部材６は固定状態とされてお
り、現像ローラ５の回転に従動することはない。また、
トナー層厚規制部材６は、現像ローラ５に対してスプリ
ング７により、３０〜　２００ｇ／ｃｍ好ましくは５０
〜　１２０ｇ／ｃｍの範囲内の一定荷重で押圧されてい
る。この状態で、通常は現像が行われる。

【００２５】トナー層厚規制部材６の回転は、以下のよ
うにして行われる。現像ローラ５が停止した状態で、レ
バー１６を支持軸１８を軸にして反時計方向に回転させ
、レバー１６先端の爪１６ａをギヤ１５との噛み合いか
ら解除した後、レバー１６を斜め右下方向に押し下げる
。その状態でレバー１６を時計方向に回転させ、レバー
１６先端の爪１６ａをギヤ１５に差し込み、スプリング
１８の上方向への引こうとする力でギヤ１５を回転させ
る。以上の動作を行うことにより、トナー層厚規制部材
６をトナー担持体５と相反する方向にのみ回転させるこ
とができる。

【００２６】ここで、現像ローラ５を回転させる力（ト
ルク）をｆ（上述のスプリング７の押圧力範囲内ではｆ
＝０．５〜２．０ｋｇｆ・ｃｍ）、スプリング１８がレ
バー１６を上方向に引く力をＦとし、現像ローラ５が回
転を開始した際に、ｆ＞Ｆとなるような弾性力を持つス
プリング１８を選択すると、トナー層厚規制部材６は若
干現像ローラ５に従動する。しかし、レバー１６の移動
限界があるため、図３の状態で層厚規制部材６は停止す
る。現像ローラ５が停止するとｆ＝０となるため、レバ
ー１６はスプリング１８によって上方向に引かれ、図４
に示すように、トナー層厚規制部材６は現像ローラ５の
回転方向と相反する方向に回転する。このように、現像
ローラ５を回転・停止させると、トナー層厚規制部材６
は現像ローラ５に対して停止および反動し、現像ローラ
５とトナー層厚規制部材６との間のくさび型の空間に滞
留したトナー２は自動的に排除される。

【００２７】また、支持軸１７およびスプリング１８を
、トナーカートリッジ（図示せず）側に設けておき、ト
ナーカートリッジ交換時に作業者（使用者）に上述と同
様な操作を行わせ、強制的にトナー層厚規制部材６を回
転させるようにしてもよい。トナー層厚規制部材６が現
像ローラ５と相反する方向に回転すると、トナー層厚規
制部材６の表面に付着したトナー２は表面に現れてくる
。そこで、図５に示すようにトナー容器１のＡ部先端に
、弾性を有するトナー払拭部材１９を設け、トナー層厚
規制部材６の表面に付着したトナー２を払拭するように
構成すれば、固着トナーの除去を確実に行うことができ
る。トナー払拭部材１９もトナーカートリッジ側に設け
ておき、トナーカートリッジと同時に交換可能としても
よい。さらに、トナー層厚規制部材６に導電性材料を用
いた場合には、電位を印加し、トナー２の摩擦帯電を安
定にし、現像ローラ４へのトナー２の供給を促進させる
ことができる。

【００２８】以上の構成により、現像が行われている通
常状態においては、トナー層厚規制部材６を現像ローラ
５に対して停止状態とし、必要時にのみ現像ローラ５と
は相対する方向に回転させることができる。これにより
、トナー層厚規制部材６と現像ローラ５との間に形成さ
れるくさび型の空間に滞留あるいは固着したトナーを排
除することが可能となる。よって、滞留あるいは固着し
たトナーがトナー層厚規制部材６や現像ローラ５を傷つ
けることもないため、画像上に現れるスジを防止するこ
とができ、良好な画質を安定して得ることが可能となる
。

【００２９】また、トナー層厚規制部材６の表面を長手
方向にのみサンドブラスト法等の方法で、１０〜　１５
０μｍ　程度の範囲内で粗すことは、トナー層厚規制部
材６とトナー２との接触面積が増え、つまり接触回数が
増え、トナー２の摩擦帯電量が増加し、安定したトナー
薄層を形成することにつながる。また、現像ローラ５の
周方向に傷がついてしまい、画像にその傷が現れた場合
、あるいは現像ローラ５表面上にトナー２のフィルミン
グが生じた場合、トナー層厚規制部材６の表面で現像ロ
ーラ５を研磨し、現像ローラ４を再生することが可能と
なる。

【００３０】次に、本発明の他の実施例について、図６
および図７を用いて説明する。この実施例の現像装置に
おいては、レバー１６をスプリング１８によって下方向
に引くような構成としている。また、レバー１６には、
このレバー１６を周方向に回転させる引き治具２０が設
置されている。

【００３１】この実施例のトナー層厚規制部材６の回転
は、以下のようにして行われる。現像ローラ５が停止し
た状態で、引き治具２０を下方向に押し下げることによ
って、支持軸１７を軸としてレバー１６を反時計方向に
回転させ、レバー１６先端の爪１６ａをギヤ１５との噛
み合いから解放する。解放した状態でレバー１６を上方
向に引き上げ、　１ノッチ以上、次のギヤにレバー１６
先端の爪を噛み合わせる。レバー１６を解放すると、ス
プリング１８の引張り力でレバー１６が下方向に引かれ
てギヤ１５が回転し、同時にトナー層厚規制部材６が現
像ローラ５と相反する方向に回転する。また、図７に示
すように、レバー１６の両端に爪１６ａを設け、レバー
１６を時計方向に　１８０度回転させることによって、
トナー層厚規制部材６を回転させてもよい。このように
動作させることによって、前述した実施例と同様な効果
が得られる。

【００３２】本発明のさらに他の実施例について、図８
および図９を用いて説明する。この実施例の現像装置に
おいては、トナー層厚規制部材６と同一軸上にレバー２
１が設けられており、その内部には一方向にのみ締付け
力を有するラチェットギヤ２２が配設されている。通常
、レバー２１は本体カバー（図示せず）等によって下方
向に押し下げられた状態で固定されており、またラチェ
ットギヤ２２が固定ピン２３によって固定されているた
め、トナー層厚規制部材６は現像ローラ５に従動するこ
となく停止状態にある。

【００３３】ここで、トナー補給、紙ジャム等の原因に
よって本体カバーを開けると、本体カバーで押圧されて
いたレバー２１は、この押圧している圧力が解放される
ため、本体カバーの動作に応じて上部方向に回動する。 このとき、ラチェットギヤ２２が働いているため、レバ
ー２１を上部方向に回転させても締め付け力は発生せず
、トナー層厚規制部材６は停止状態にある。上述した原
因を排除して本体カバーを閉じると、レバー２１が下部
に回動し、その方向にのみ締め付け力が発生するため、
トナー層厚規制部材６は現像ローラ５の回転方向と相反
する方向に回転する。

【００３４】また、上記した機構を有する現像装置を操
作する者が、白スジ等の画像状態を判断して本体カバー
を開け、任意にレバー２１を操作して、トナー層厚規制
部材６を回転させることも可能である。この実施例の動
作によっても、前述した実施例と同様な効果が得られる
。

【００３５】なお、上述した各実施例は共に、トナー層
厚規制部材６を現像ローラ５の真上に配置しているが、
現像ローラ５の上流側あるいは下流側のいずれの場合で
も同じような均一、安定なトナー薄層を形成することが
可能である。また、上記各実施例では、レバー（１６、
２１）を手動で操作していたが、レバーに電磁石を、あ
るいはトナー層厚規制部材６にモータを配設し、機械の
電源オン時またはオフ時、印字枚数毎、あるいはエラー
処理後等に自動的にトナー層厚規制部材６を回転させて
もよい。また、トナー層厚規制部材６を現像ローラ５の
回転と従動させる方向に略回転させることによって接触
位置を変えても、トナー層厚規制部材６の表面に固着し
たトナーを除くことができ、上述と同様な効果が得られ
る。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像装置
によれば、トナー層厚規制部材を略円柱状とすると共に
適宜回転可能としたことで、トナー層厚規制部材と現像
ローラとの間に滞留するトナーを必要に応じて排除する
ことができ、均一かつ安定な摩擦帯電を行いつつ良好な
トナー薄層を形成することができる。よって、簡単な構
造で滞留および固着トナーの排除性にすぐれ、白すじが
画像上に出にくい。また、トナー層厚規制部材が略円柱
状であるため、トナー層厚規制部材の加工精度を高めや
すく量産時にも許容度があり、実用性に富んだものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の現像装置の概略構成を示す
断面図である。

【図２】本発明の一実施例の現像装置におけるトナー層
厚規制部材の支持・回転機構を示す側面図および断面図
である。

【図３】本発明の一実施例の現像装置におけるトナー層
厚規制部材の動作状態を示す断面図である。

【図４】本発明の一実施例の現像装置におけるトナー層
厚規制部材の動作状態を示す断面図である。

【図５】本発明の一実施例の現像装置にトナー払拭部材
を取り付けた構成を示す断面図である。

【図６】本発明の他の実施例の現像装置におけるトナー
層厚規制部材の支持・回転機構を示す断面図である。

【図７】本発明のさらに他の実施例の現像装置における
トナー層厚規制部材の支持・回転機構を示す断面図であ
る。

【図８】本発明のさらに他の実施例の現像装置における
トナー層厚規制部材の支持・回転機構を示す断面図であ
る。

【図９】図８に示すトナー層厚規制部材の支持・回転機
構の要部を示す図である。

【符号の説明】

１………トナー容器 ２………トナー ５………トナー担持体（現像ローラ） ６………トナー層厚規制部材 ８………潜像保持体（感光ドラム） １５……ギヤ １６、２１……レバー １６ａ…爪 １７……支持軸 １８……スプリング １９……トナー払拭部材 ２２……ラチェットギヤ ２３……固定ピン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　トナー担持体と、このトナー担持体外
   周面にトナーを供給するトナー供給手段と、前記トナー
   担持体外周面に固定して当接される略円柱状のトナー層
   厚規制部材とを有してなり、前記トナー層厚規制部材に
   よってトナー担持体外周面に供給されたトナーを薄層化
   し、このトナー薄層を潜像保持体に近接または接触させ
   、前記潜像保持体に保持された静電潜像を可視像化する
   現像装置において、前記トナー層厚規制部材が所望時に
   回転可能となるように設けられたことを特徴とする現像
   装置。