JPH05119600A

JPH05119600A - 現像装置

Info

Publication number: JPH05119600A
Application number: JP3282814A
Authority: JP
Inventors: Akihito Ikegawa; 彰仁池側
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1991-10-29
Filing date: 1991-10-29
Publication date: 1993-05-18

Abstract

(57)【要約】【目的】トナー担持体上にトナーの荷電薄層を形成す
る際に、トナーに影響を与えることなく所定の層厚規制
効果および帯電量が得られ、長期にわたって均一で安定
したトナー薄層が形成される現像装置を提供する。【構成】トナー担持体上に規制手段としてトナー層厚
を規制する部材およびトナーを帯電するための可撓性の
薄膜とを有し、上記規制手段に電圧を印加することで、
静電吸着作用により薄膜をトナー担持体表面に低圧で面
接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式の複写
機、プリンタ等の画像形成装置用の現像装置において、
特にトナー担持体表面に均一なトナーの荷電薄層を安定
して形成し得るための規制手段を有する現像装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機、プリンタ等の画像形成
装置においては、まず画像担体である感光体表面を均一
に帯電し、これを原稿の画像に対応するパターンに基づ
き露光して静電潜像を形成する。ついで、この静電潜像
を有する感光体表面を現像装置により前記荷電トナーを
供給して現像した後、得られたトナー像を紙などの転写
材に転写、定着する。

【０００３】従来、上記現像装置としては種々の形態の
ものがあるが、例えば乾式現像装置においては、表面が
移動するトナー担持体を有し、該担持体表面にトナー層
厚規制部材を接触または所定間隔離間して配置し、均一
な膜厚を有するトナー薄層の形成を行っている。一成分
系現像剤を用いた場合は、トナー層厚規制部材によって
トナーを所定の層厚に規制すると共に、トナー層厚規制
部材とトナー担持体との間でトナーを所望の帯電レベル
まで摩擦帯電する必要があるため、特に均一で安定した
トナー薄層の形成が望まれる。

【０００４】図８は、従来より使用されている一般的な
層厚規制手段であって、トナー層厚規制部材としてゴ
ム、金属等より成る可撓性のブレード２０２を用い、そ
の遊端側のエッジ部２０２ａをスリーブ状のトナー担持
体２０１に当接させ線接触によりトナーの薄層形成、及
び帯電を行うものである。

【０００５】また、トナー担持体表面に２つのブレード
を有するもの、例えば、従来のトナー層厚規制部材と現
像スリーブの回転方向に沿ってこの層厚規制部材よりも
直前の下流側で、現像スリーブの周面に摺接する第２の
ブレード部材を設けた構成のものがある。

【０００６】さらに、層厚規制部材としてフィルムを使
用したものでは、例えば、層厚規制部材が中央部に空間
部を有する支持枠体と支持枠体の空間部を横切って張り
わたされたフィルムから成り、フィルム部分をトナー担
持体表面に圧接するものがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の層
厚規制手段を有する現像装置においては下記のような欠
点を有する。

【０００８】図８のようにエッジ部(２０２ａ)において
層厚規制および帯電を行う現像装置では、トナー層厚規
制部材(２０２)の比較的小さな面積部分をトナーに接触
させてその層厚を規制するように構成されているため、
所定の層厚規制効果あるいは帯電量を得るためには、層
厚規制部材をトナー担持体(２０１)に対してかなり大き
な力で圧接させなければならない。ところが層厚規制部
材とトナー担持体との接触圧力を大きくすると、トナー
に過剰の力が作用してトナーの劣化を早め、画像の画質
を低下させる恐れがある。さらにトナー担持体および層
厚規制部材が摩耗するため、トナー担持体に対する層厚
規制部材の圧力あるいはその位置が初期の設定状態から
経時的に変動し、長期にわたってトナーの層厚を所定の
厚さに規制することが困難となる。

【０００９】また、層厚規制手段として２つのブレード
を有する構成のものにおいては、下流側のブレード部材
は従来のブレードと何ら変わることなく、面接触、ある
いは線接触によってトナー担持体表面に圧接されてお
り、本発明における下流側のブレード部材として薄膜を
用いた構成により達成される効果を有するものではな
い。

【００１０】さらに層厚規制部材としてフィルムを用い
た構成のものにおいては、支持枠体の位置設定、あるい
はフィルムの張力を調整することによって、トナー担持
体表面へのフィルムの押圧力を調整するものであるの
で、フィルムとトナー担持体表面の接触長さ、及び押圧
力の微妙な調節が極めて難しい。

【００１１】したがって本発明の目的は、上記問題点を
解消し、薄膜とトナー担持体表面の接触長さ（ニップ長
さ）が簡単に調節でき、トナーに影響を与えることなく
所定の層厚規制効果及び帯電量が得られ、長期に渡って
均一で安定したトナ−薄層が形成されるような現像装置
を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】トナーを担持する移動表
面を備えたトナー担持体と、該トナー担持体上に供給さ
れたトナーの帯電及びトナーの層厚規制を行う規制手段
を有する現像装置において、前記規制手段が、前記トナ
ー担持体上にトナー層厚を規制する部材と該トナーを荷
電するための可撓性の薄膜から成り、電圧を印加する手
段により前記規制手段に電圧を印加し、上記薄膜をトナ
ー担持体上に静電吸着作用で均一に接触させるようにし
たことを特徴とする現像装置に関する。

【００１３】

【作用】本発明の現像装置においては、トナー担持体上
にトナー層厚規制部材と可撓性の薄膜を有し、この可撓
性の薄膜に電圧を印加することによって、薄膜はトナー
担持体表面に静電吸着作用により均一に密着している。
トナー担持体表面に搬送されたトナーは、トナー層厚規
制部材により所定の層厚に規制されると共に可撓性の薄
膜とトナー担持体との間を通過する際に、トナーに与え
る影響を極力抑えて、所望の帯電レベルまで帯電させる
ことができる。

【００１４】

【実施例】以下、図面にしたがって本発明の一実施例に
ついて説明する。

【００１５】図１に示すプリンタは中央部に感光体(１)
を備えており、この周囲には、帯電装置(２)、現像装置
(３)、転写チャージヤ(４)、クリーニング装置(５)およ
びイレーサ(６)が順次配設されている。現像装置(３)は
本発明に係る現像装置である。

【００１６】感光体(１)の上方には光学系(７)が配置し
てあり、この光学系はハウジング(７１)の中に半導体レ
ーザ発生装置、ポリゴンミラー、トロイダルレンズ、ハ
ーフミラー、球面ミラー、折り返しミラー、反射ミラー
等を配置したもので、ハウジング(７１)の床部に露光ス
リット(７２)が形成してあり、ここから帯電装置(２)と
現像装置(３)の間を通して感光体(１)に画像露光するも
のである。

【００１７】給紙ローラ(８４)により給紙カセット(８
３)から引き出された転写紙は、中間ローラ対（８２）
を経てタイミングローラ対(８１)に至り、ここで感光体
ドラム１上のトナー像と同期をとって転写領域へ送り込
まれるよう構成されている。転写領域において、転写チ
ャージャ(４)の作用で感光体ドラム１上のトナー像が転
写紙上に転写され、該転写紙は定着ローラ対(９１)へ至
り、ここでトナー像を定着された後、排紙ローラ対(９
２)により排紙トレイに排紙される。

【００１８】感光体ドラム１としては、例えば円筒型ア
ルミ支持体上にτ型金属フタロシアニン系の有機光導電
性材料を用いて、電荷発生層、電荷輸送層を順次塗布し
て作製したもので、長波長光に対して感度を有する負帯
電用の機能分離型感光体を用いることができる。尚、上
記感光体は図示しない駆動手段によって、周速度３.８c
m/secで回転駆動している。

【００１９】本発明の現像装置(３)の詳細を図２に示
す。トナーは補給部(３２)に収容されており、補給羽根
(３３)の矢印(ｃ)方向の回転により壁(３４)の上を通り
隣接するバッファ空間(３５)に送り込まれる。ここで
(３７)は感光体(１)にトナーを供給するための供給ロー
ラであって、現像ローラ(３７ａ)の外側にこの周長より
もわずかに長い周長を有するＮｉ電鋳の円筒状薄膜(３
７ｂ)をかぶせたものより成っている。現像ローラ(３７
ａ)が図示しない駆動手段により矢印(ａ)方向に回転す
ると、現像ローラ(３７ａ)の周面との摩擦力によって円
筒状薄膜(３７ｂ)も同様に矢印(ａ)方向に回転する。一
方、バッファ空間(３５)では、トナー羽根(３６)の矢印
(ｂ)方向の回転により供給ローラ(３７)の外周部、即ち
円筒状薄膜(３７ｂ)の周面上にトナーが付着し保持され
る。供給ローラ(３７)に保持されたトナーは、この供給
ローラ(３７)の回転とともに矢印(ａ)方向に搬送され規
制部(３９)に達する。

【００２０】本例における層厚規制手段は、図２に示す
ごとく規制ブレード(３０)と可撓性の導電性薄膜(３１)
とを一体的に構成して成るもので、薄膜としては片面に
アルミ蒸着を施したマイラーフィルムを使用した。規制
ブレード(３０)はステンレス製の平板で、感光体の長手
方向に平行に設置されている。上記規制ブレードの基端
側(３０ｂ)はケーシング(３８)に固定されており、遊端
側(３０ａ)先端の上流側側面には上記薄膜(３１)の導電
性部分、即ちアルミ蒸着面が係止されている。薄膜はブ
レードの先端を巻き込むようにしてブレード下流側にお
いて供給ローラ表面に接触している。供給ローラ(３７)
に現像バイアス−２５０Ｖ、規制ブレード(３０)に−７
００Ｖを印加し、ブレード下流側の薄膜はこれと供給ロ
ーラ(３７)との間に存するトナーを介して、薄膜の絶縁
部分、即ちマイラー面が供給ローラ表面に面状に静電吸
着している。尚、電圧を印加していない状態において
は、薄膜は供給ローラ表面に接触状態であっても非接触
状態であってもよい。また電圧印加方法としては、ＤＣ
にＡＣを重畳させたものであってもよい。

【００２１】一方、規制部(３９)において、上記規制ブ
レード遊端側、即ち薄膜が係止したブレード先端部分
は、供給ローラ表面と所定の微小間隔を有する状態を保
っている。

【００２２】供給ローラ(３７)の回転と共に搬送されて
きたトナーは、規制部(３９)において規制ブレード(３
０)との間に形成された隙間を通過することによって、
供給ローラ(３７)上に均一なトナー薄層を形成し、さら
に供給ローラ(３７)の回転とともに上記トナーが薄膜と
の間を通過する際に、薄膜との摩擦によって所望の帯電
レベルに帯電される。供給ローラの周方向における薄膜
(３１)と供給ローラとの当接長さ、即ちニップ部の長さ
Ａは、トナーの帯電性あるいは薄膜を構成する材料によ
って異なり一概には規定できないが、下流側の薄膜長さ
は、少なくとも静電吸着作用により供給ローラ表面に吸
着する程度の長さ必要である。また、装置の都合上、最
長の場合であっても供給ローラと感光体が対向する部分
（現像領域Ｂ）に及ぶことはない。いずれにしても、導
電性薄膜は、供給ローラ(３７)表面に静電吸着力により
低圧で接触しており、トナーあるいはトナー担持体に過
剰の力がかかることなく所望の帯電レベルまでトナーを
帯電させることができる。

【００２３】尚、使用するトナーの帯電性によっては、
規制部(３９)において規制ブレード(３０)を供給ローラ
(３７)表面に当接した状態であってもよく、この場合
は、規制ブレードによってトナーの層厚規制と摩擦帯電
が行われ、さらに薄膜との摩擦によって所望の帯電レベ
ルまで確実に帯電が行われるものである。

【００２４】上記規制ブレード(３０)に用いられる材料
としては、磁性材料であっても非磁性材料であってもよ
く、金属、ゴム、樹脂等従来トナー層厚の規制ブレード
として用いられている材料がいずれも好適である。尚、
静電吸着作用によってトナー担持体表面への良好な接触
を得るため電圧を印加できるように、薄膜の電気抵抗
は、１０~⁵〜１０¹⁰Ω・cm程度であることが望ましい。

【００２５】また、本発明の導電性薄膜は導電性材料の
みの一層構造であっても、導電性材料と絶縁性材料の二
層構造であってもよく、また絶縁層を薄く構成した場合
は、この層をブレードに係止させても電圧を印加する点
において問題ない。絶縁層としては一般的に樹脂が用い
られるが、樹脂は金属に比べ弾性、膜厚及び物性等の制
御がしやすいという利点がある。

【００２６】本発明に用いられる導電性薄膜の材料とし
ては、アルミニウム、金、銅、鉄、銀、クロム、ニッケ
ル、白金、錫、チタニウム等の金属、あるいはこれらの
合金材料が用いられる。この他、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、ポリメタクリル酸メチ
ル、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリ
ル−アクリル酸メチル共重合体、アクリロニトリル−ブ
タジエン−スチレン共重合体、ポリテレフタル酸エチレ
ン、ポリウレタンエラストマー、ビスコースレーヨン、
硝酸セルロース、酢酸セルロース、三酢酸セルロース、
プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、エチル
セルロース、再生セルロース、ナイロン６、ナイロン６
６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン４６、ポリ
イミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ塩
化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化
ビニリデン、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体、ビ
ニルニトリルゴム合金、ポリテトラフルオロエチレン、
ポリクロロフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリ
フッ化ビニリデン等の樹脂材料中に導電性材料を分散し
たり、表面を導電化処理したりして、適宜、導電性化、
若しくは低抵抗化して用いる。また、樹脂中に金属粉、
金属ウィスカー、カーボンファイバー等を含有させた場
合には１０³〜１０⁸Ω・ｃｍ程度の低抵抗部材を得るこ
とができる。

【００２７】なお、本発明でいうところの薄膜とは、面
積に対して厚さの極めて薄い形状を意味し、具体的に
は、例えば図７に示すように、幅ｂ＝１ｃｍの薄肉材料
Ｓを外径Ｄ＝１ｃｍの断面円形の芯棒Ｃに巻きつけた場
合に要する曲げモーメントＭが、Ｍ≦２０(ｇ・ｃｍ)、より好ましくは、Ｍ≦１０(ｇ・
ｃｍ) となるような薄膜をさす。

【００２８】ここで曲げモーメントＭは、Ｍ＝ＥＩ／
ρ、但しＩ＝ｂｈ³／１２から求められる数値である。
Ｅはフィルムのヤング率(ｇ／ｃｍ²)、Ｉはフィルムの
断面２次モーメント(ｃｍ⁴)、ρはフィルムの曲率半径
(ｃｍ)であり、曲率の中心、即ち、芯棒Ｃの中心Ｏとフ
ィルムの中立面ＮＳとの距離、ｈはフィルムの厚さ(ｃ
ｍ)である。

【００２９】上述の試験による曲げモーメントＭが２０
(ｇ・ｃｍ)を越えた材料は、トナー担持体表面にうまく
接触しなくなり、所望の帯電量、付着量が得難くなるの
で好ましくない。また曲げモーメントＭの下限値につい
ては、特に限定はないが、トナー規制に用いるための機
械的強度（フィルムの破損等の防止）を保つという要因
から、概ね０.００１(ｇ・ｃｍ)以上のものを使用するの
が好ましい。

【００３０】次に、本発明に係る現像装置とトナー規制
部材として後述するＬ曲げ型のブレードを組み込んだ従
来の現像装置について、ブレードの規制圧と形成された
トナー薄層の帯電量との関係を調べた。

【００３１】Ｌ曲げ型のブレードとしては、図３に示す
ように厚さが０.１ｍｍのステンレス製平板(３０１)を
圧接部(３９１)より先端側に所定距離移動した位置か
ら、先端１ｍｍ程度を供給ローラ(３７１)の外方に向か
ってＲ＝０.２ｍｍでほぼ直角に折り曲げたものを使用
した。このＬ曲げブレードは供給ローラにほぼ面接触状
態で圧接されており、トナーは圧接部(３９１)を通過す
る際、規制板との摩擦により帯電し、圧接部を通過した
供給ローラの外周面にはトナーの荷電薄層が形成されも
のである。

【００３２】図４に示すように、本発明に係る現像装置
を用いた場合は、供給ローラに対して、２.５ｇ／ｍｍ
以下の低い規制圧力であってもカブリの生じない帯電レ
ベルまで十分に帯電することができるのに対し、Ｌ曲げ
型ブレードを組み込んだ現像装置では、所望の帯電量を
得るために高い規制圧力を必要とする。即ち本発明に係
る現像装置を用いることにより、トナーに与える影響を
おさえ、摩擦熱によるトナーの溶解あるいはブレードへ
のトナー固着等を防止して、供給ローラ上に十分な帯電
量のトナー薄層を形成することができる。

【００３３】以上の実施例では、トナー層厚規制部材と
してブレードに導電性薄膜を係止させた一体型のものを
用いたが、供給ローラ上にトナー薄層規制部材と導電性
薄膜とを独立して設置した形態のものを組み込むことに
よっても、前記本発明の目的を達成する現像装置を提供
することができる。例えば、図５に示すような構成のも
のである。規制ブレード(３０)は感光体の長手方向に平
行に設置されており、その基端側(３０ｂ)はケーシング
(３８)に固定され、遊端側先端部分は、供給ローラ(３
７)表面と所定の微小間隔を有する状態を保っている。
一方、上記規制ブレードの下流側には、独立して薄膜
(３１)を設け、その基端側がケーシングに固定されてい
る。薄膜には電圧が印加されており、薄膜の遊端側は静
電吸着作用によって供給ローラ(３７)表面に密着してい
る。供給ローラの回転と共に搬送されてきたトナーは規
制部(３９)において規制ブレード(３０)との間に形成さ
れた隙間を通過することによって、供給ローラ上に均一
なトナー薄層を形成する。さらに供給ローラ(３７)の回
転とともにトナーが薄膜との間を通過する際に、薄膜と
の摩擦によって所望の帯電レベルに帯電される。

【００３４】以上の実施例では、トナー供給ローラとし
て現像ローラに円筒型の薄膜をかぶせたものを用いた場
合を説明したが、円筒型薄膜部材を設けずに現像ローラ
上に直接トナーを付勢させる形態のものであってもよ
い。

【００３５】また本発明の現像装置としては、図６に示
すように、回転体上のトナ−で直接静電潜像を現像する
現像装置に限らず、外周面にキャリアを有する現像ロー
ラ(３７')に回転体よりトナ−を供給し、前記現像ロー
ラ上でトナ−とキャリアを混合して調整し、この調整さ
れた現像剤を用いて現像を行う形態のものであってもよ
い。このような構成では、回転体上の規制部(３９)にお
いてトナー量がを規制され、さらに薄膜との摩擦によっ
て帯電されるので、トナーは供給ローラ(３７')上でキ
ャリアと混合されることによって、所望の帯電レベルま
で確実に帯電されることになる。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
現像装置においては、規制手段としてトナー層厚規制部
材と可撓性の薄膜を有しており、トナーの帯電および量
規制を別個の部材によって行うので、トナーの量規制お
よび帯電を規制部材のみで行う形態のものに比べて、長
期にわたり均一で安定なトナーの薄層を形成し且つ充分
な摩擦帯電ができる。さらに薄膜を静電吸着作用により
トナー担持体表面に接触させることにより、低い規制圧
力で所望の帯電レベルまで帯電させるので、トナー劣化
を抑制し、摩擦熱によるトナーの溶解あるいはブレード
および薄膜近傍へのトナー固着等を防止し、スジ、ムラ
のない良好な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の現像装置を組み込んだプリンタ
の概略構成図である。

【図２】図２は本発明に係る現像装置における規制部材
と薄膜の部分拡大図である。

【図３】図３は従来の層厚規制手段における規制部材の
部分拡大図である。

【図４】図４はブレードの規制圧と形成されたトナー薄
層の帯電量との関係を示す図である。

【図５】図５は本発明のその他の実施例を示す図であ
る。

【図６】図６は本発明のその他の実施例を示す図であ
る。

【図７】図７は薄膜の可撓性説明図である。

【図８】図８は従来の層厚規制手段の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

３現像装置３０規制ブレード３１導電性薄膜３７供給ローラ３９規制部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーを担持する移動表面を備えたトナ
ー担持体と、該トナー担持体上に供給されたトナーの帯
電及びトナーの層厚規制を行う規制手段を有する現像装
置において、前記規制手段が、前記トナー担持体上にト
ナー層厚を規制する部材と該トナーを荷電するための可
撓性の薄膜から成り、電圧を印加する手段により規制手
段に電圧を印加し、上記薄膜をトナー担持体上に静電吸
着作用で均一に接触させるようにしたことを特徴とする
現像装置。
【請求項２】前記可撓性の薄膜とトナーの層厚を規制
する部材とが一体的に構成されていることを特徴とする
請求項１に記載の現像装置。