JPH05142933A

JPH05142933A - 現像装置

Info

Publication number: JPH05142933A
Application number: JP3336241A
Authority: JP
Inventors: Tatsunori Ishiyama; 竜典石山; Katsuhiko Nishimura; 克彦西村; Toshio Miyamoto; 敏男宮本; Harumi Kugo; 晴美久郷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-11-25
Filing date: 1991-11-25
Publication date: 1993-06-11

Abstract

(57)【要約】【目的】終始一貫して安定した高濃度の画像を現像す
ることができる現像装置を提供する。【構成】現像剤規制部材４２の一端を支持部材４３に
固定し、この支持部材を上下方向に移動可能に取り付
け、圧力調節用カム４５の回転によって支持部材４３を
上下方向に移動させ、現像剤規制部材４２の現像剤担持
体１４に対する当接圧力を変化させる。現像装置の不使
用時には現像剤規制部材４２の当接圧力を最も低くし、
また、現像装置の使用時にはカム４５を回転させて支持
部材４３を下方へ移動させ、現像剤規制部材４２の当接
圧力を所定の圧力に増大させる。さらに、濃度の低下す
る初期使用時或はトナー残量の減少時には、現像剤規制
部材４２に多めの圧力を加えてトナーのトリボを増大さ
せ、現像率を向上させる。これによってトナーのトリボ
の変化を抑え、常に安定した高濃度の画像を得ると共
に、現像剤規制部材４２の弾性劣化を防止する。

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や静電記録
方式などの複写機、プリンタ等の画像形成装置に使用さ
れる現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、電子写真方式の複写機、
プリンタなどの画像形成装置では、像担持体として、例
えばドラム形状の導電性基体上に光導電層を被着した感
光体ドラムを使用し、感光体ドラムの周囲に、この感光
体ドラムを所定の極性に帯電させる一次帯電器、感光体
ドラム上に形成された静電潜像を可視像に現像する現像
装置、感光体ドラム上の残留トナーを除去するクリーナ
等を配設し、一次帯電、露光、現像、転写、定着、クリ
ーニング等の諸工程により所要の単色画像或はカラー画
像を形成している。

【０００３】従来、このような画像形成装置には、例え
ば図７に示すような現像装置が広く一般に使用されてい
た。この現像装置１０は、像担持体としての感光体ドラ
ム１に対向して配置され、現像剤（トナー）１１を収容
する現像剤収納部を有する現像容器１２と、この現像容
器１２内の現像剤１１を現像容器１２から感光体ドラム
１に対面した現像域１３へと担持、搬送する図示矢印方
向に回転する現像剤担持体１４とを含む。

【０００４】該現像剤担持体１４は任意の構造とし得る
が、通常は非磁性材料によりスリーブ状或はベルト状に
形成され、内部には磁石１５が配置されている。また、
非磁性材料としてはアルミニウム或はステンレス鋼が用
いられる。

【０００５】さらに、現像装置１０は、現像剤担持体１
４にて担持され、現像域１３へと搬送される現像剤１１
を所定の厚さに規制し、現像剤担持体１４上に現像剤の
薄層を形成するための現像剤規制部材１６を備えてい
る。

【０００６】一般に、現像剤規制部材１６には、鉄等の
磁性材で作られた板状のものが多く用いられ、現像剤の
厚さ規制は、この現像剤規制部材１６と現像剤担持体１
４との間に形成される間隙と、現像剤担持体１４内に配
置されている磁石１５の磁力とによって、行なわれる。

【０００７】しかしながら、このような磁性板を現像剤
規制部材１６として用いた現像装置においては、いずれ
も現像剤担持体１４上に比較的薄く、均一な現像剤の層
を形成しなければならないが、周囲の環境条件、現像剤
の物性、現像剤担持体表面の物性形状変化等の影響によ
り、該現像剤担持体表面に均一な現像剤の薄層を形成す
ることができず、特に高湿時において、画像にムラが生
じてしまう場合が多かった。これは、現像剤担持体上の
現像剤の帯電電荷（以下トリボという）の低下と、現像
剤の供給不足が原因となっていた。

【０００８】このため、現在では図８に示すように、現
像剤担持体１４に弾性的に当接するブレ−ド状のゴムや
金属などからなる弾性体を、現像剤担持体１４上に現像
剤の薄層を形成するための現像剤規制部材２２として使
用している。即ち、現像剤担持体１４の回転にともない
現像剤担持体１４上に弾性的に当接する現像剤規制部材
２２によって現像剤を該現像剤担持体１４上に強制的に
塗布し、現像剤の薄層を形成するものである。

【０００９】このような弾性ブレードを現像剤規制部材
として使用する現像装置は、現像剤担持体１４と現像剤
規制部材２２との間で現像剤を強制的に摩擦するため
に、現像剤に高く安定したトリボを常に与えることがで
き、濃度の高い高品質の画像が得られるという長所を有
している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現像剤
規制部材に、ゴムや金属からなる弾性体を用いた上記従
来の現像装置において、印字部の多い画像を現像する
と、現像剤が現像容器にほぼ満タンの初期及び現像剤残
量が少ない場合（例えば、３００ｇ収容の現像容器の場
合には現像剤残量がおよそ５０ｇ程度になった場合）
に、画像濃度が低下するという問題が生じた。特に、現
像剤の補給を行ないながら使用する現像装置ではなく、
使い捨てタイプのカートリッジ化された現像装置におい
ては、殆どのユーザは現像剤が全くなくなるまで使うた
め、現像装置は最初から最後まで安定した濃度の画像を
現像できるものでないと好ましくない。

【００１１】また、ゴムや金属からなる弾性体が、常時
現像剤担持体に所定の圧力によって押し付けられている
ため、長時間の使用により、弾性体自体がへたり（弾性
劣化を起こしてしまい）、正常な濃度を得るための所定
の圧力が得られなくなるので、現像剤担持体上の現像剤
のトリボが低下し、現像性も悪化してしまうという問題
も発生した。

【００１２】従って、本発明の目的は、始めから終りま
で終始一貫して安定した高濃度の画像を現像することが
できる画像形成装置用の現像装置を提供することであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
現像装置によって達成される。要約すれば、本発明は、
現像剤を担持し、現像域へと搬送する現像剤担持体と、
該現像剤担持体の表面に当接し、この現像剤担持体によ
り担持、搬送される現像剤を所定の厚さに規制する弾性
体からなる現像剤規制部材と、該現像剤規制部材を可動
可能に取り付ける手段とを具備し、前記現像剤規制部材
の往復移動又は回動によって前記現像剤規制部材の前記
現像剤担持体に対する当接圧力が可変できるようにした
ことを特徴とする現像装置である。

【００１４】本発明の一実施態様においては、前記現像
剤規制部材の一端部が支持部材に固定され、該支持部材
の往復移動或は回動により前記現像剤規制部材の前記現
像剤担持体に対する当接圧力が変化される。

【００１５】本発明の他の実施態様においては、前記現
像剤規制部材それ自体が移動することによって前記現像
剤規制部材の前記現像剤担持体に対する当接圧力が変化
される。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照して詳細に説明する。

【００１７】図１は本発明による現像装置の第１の実施
例を示す概略構成図であり、電子写真方式の複写機、プ
リンタ等の画像形成装置に適用したものである。

【００１８】本実施例の現像装置４０は、現像剤（以
下、トナーという）Ｔを収容する現像剤収納部を有する
現像容器４１と、この現像容器４１内のトナーＴを現像
容器４１から感光体ドラム１に対面した現像域１３へと
担持、搬送する図示矢印方向に回転する現像剤担持体１
４とを含む。該現像剤担持体１４は任意の構造とし得る
が、本実施例ではスリーブ状に形成されており、アルミ
ニウムやステンレス等の非磁性金属材料によりつくられ
ている。また、内部には磁石１５が現像容器４１に固定
配置されている。本実施例では、現像剤担持体１４の表
面に、樹脂液（フェノール樹脂＋カーボンをイソプロピ
ルアルコールで希釈したもの）をスプレーコートし、粗
さＲａ＝０．５μｍ〜３．５μｍにしてあるが、ガラス
ビーズ等の砥粒で表面をブラストしたもの、若しくはブ
ラスト加工上にスプレーコートする等の複合系のもので
も有効に使用できる。

【００１９】さらに、本実施例の現像装置１０は、適当
な弾性材料によりブレード状に形成され、現像剤担持体
１４に弾性的に当接する現像剤規制部材４２を備えてい
る。この現像剤規制部材４２は、現像剤担持体１４にて
担持され、現像域１３へと搬送されるトナーＴを所定の
厚さに規制し、現像剤担持体１４上に現像剤の薄層を形
成するように機能する。本実施例ではウレタンゴム等を
材料とした弾性ゴムブレードが現像剤規制部材４２とし
て使用されており、その当接方向は、現像剤担持体１４
の回転方向Ｂに対してカウンター方向である。即ち、現
像剤規制部材４２の自由端が現像剤担持体１４の回転方
向Ｂと逆の向きになるようにして現像剤担持体１４に当
接される。

【００２０】なお、感光体ドラム１の周囲には、この感
光体ドラム表面を一定電位に帯電させる帯電部２、レー
ザビーム、ＬＥＤ（発光ダイオード）等により、感光体
ドラム１上に潜像を形成する露光部３、感光体ドラム１
上に形成された潜像を可視化する上記現像装置４０、可
視化された感光体ドラム１上の画像を転写材Ｐ上へ転写
する転写部５、感光体ドラム１上の残留現像剤をクリー
ニングするクリーニング部６が配設されている。

【００２１】次に、上記構成の本実施例の現像装置の動
作について説明する。

【００２２】トナーＴは、まず磁石１５のＳ₂ 極により
現像剤担持体１４の表面へ取り込まれ、現像剤担持体１
４の回転するＢ方向へ搬送されていく。次に、現像剤規
制部材４２により、トナーＴの層厚が規制され、また、
トナーＴが現像剤規制部材４２を通り抜けるときに、そ
の当接圧によって現像剤担持体１４や現像剤規制部材４
２との摩擦などによりトナーが帯電し、トナーに電荷が
与えられる。さらに、現像域１３へ搬送されると、磁石
１５のＳ₁ 極によりトナーＴは穂立ちし、現像剤担持体
１４に接続された図示しない電源にて、感光体ドラム１
上の潜像と現像剤担持体１４との間に形成された電界、
好ましくはＡＣのような交番電界、により現像剤担持体
１４上のトナーは感光体ドラム１へと飛翔し、感光体ド
ラム１上の潜像を可視画像に現像する。

【００２３】本実施例においては、上記現像剤規制部材
４２の一端が固定されている支持部材４３を、図におい
て上下方向に移動可能に構成し、さらに、この支持部材
４３の上部に、圧力調節用カム４５を設け、このカム４
５の回転によって支持部材４３を上下方向に移動させ、
これに固定された現像剤規制部材４２を上下方向に移動
させてこの現像剤規制部材４２の現像剤担持体１４に対
する当接圧力を調整するようにしている。この場合、支
持部材４３はスプリングなどの適当な手段によって常時
は上方へバイアスされており、従って、カム４５の回転
に従動して上下方向に移動する。なお、本実施例では、
カム４５は感光体ドラム１の駆動源によって回転駆動さ
れるように構成されている。勿論、カム４５の駆動態様
は任意に設定できるものである。

【００２４】次に、この現像剤規制部材４２の動作及び
作用について順を追って説明する。例えば、長時間の間
画像形成装置本体へプリント信号が送られてこない場合
や装置本体のメインスイッチがオフの場合には、感光体
ドラム１は駆動されず、従って、現像剤規制部材４２の
当接圧力を調整する圧力調節用カム４５は回転せず、現
像剤規制部材４２の当接圧力が最も低くなる位置にカム
４５は停止している。このときの圧力はトナーの粒径に
よっても異なるが、平均粒径１２μｍのものの場合で引
き抜き圧約５ｇ／cm² 以下になるように予め設定する。
次に、メインスイッチがオンにされると（或はプリント
信号が送られてくると）、感光体ドラム１が駆動され、
同時にカム４５が駆動されて支持部材４３を下方へ移動
させ、現像剤規制部材４２の当接圧力が所定の圧力（約
１５〜３０ｇ／cm² ）になるまで支持部材４３を押し下
げる。これにより現像剤規制部材４２に圧力が加わり、
強制的に現像剤担持体１４上のトナーが摩擦帯電させら
れ、トリボが付与される機会が増加する。特に、濃度の
低下する初期使用時（トナーがほぼ満タン状態）におい
ては、現像剤規制部材４２に多めの圧力を加えること
で、トナーのトリボは増大し、従って、現像率が向上
し、画像濃度が良好になる。

【００２５】その後、所定のプリント枚数に達したら、
現像剤規制部材４２の圧力を通常約１０〜１５ｇ／cm²
に減少させるか、或は所定のプリント枚数に達するまで
徐々に現像剤規制部材４２の圧力を低減させていくかす
る。圧力を低減させるには、カム４５を逆方向へ回転さ
せればよい。圧力を低減させていくことにより、トナー
の立ち上がりに追従して、常に一定のトリボをトナーに
付与することができ、初期使用時から現像された画像濃
度は良好で一定となる。

【００２６】また、トナー残量が少なくなった場合にも
同様に、現像剤規制部材４２の圧力を高くする。これ
は、トナーが例えば１／５程度に減少すると、残ったト
ナーには粗粉と呼ばれる２０〜５０μｍの粒径のトナー
の占める割合が大きくなってしまうからである。粗粉は
一般に低トリボであるため量が多くなると現像された画
像の濃度が低下してしまう。このため初期使用時に行な
ったように、カム４５を圧力を高くする方向に回転さ
せ、現像剤規制部材４２の圧力を上げることで、粗粉を
強制的に摩擦帯電させ、そのトリボを増大させるのであ
る。

【００２７】このような構成をとることにより、初期使
用時においても、トナー残量が減少しても、トナーのト
リボの変化を抑えることが可能となるため常に安定した
高濃度の画像を得ることができる。

【００２８】また、現像装置が動作していないときには
現像剤規制部材４２にかかる圧力が最小であるため、長
期間放置しても現像剤規制部材にへたりが生じない。

【００２９】なお、上記実施例では、現像剤規制部材の
自由端が現像剤担持体の回転方向に対してカウンター方
向に当接する現像装置に適用した場合について述べた
が、順方向に当接する現像装置に適用した場合にも、上
記実施例と同様の効果が得られることは言うまでもな
い。

【００３０】図２は本発明による現像装置の第２の実施
例を示す概略構成図である。上記第１の実施例において
は、カム４５の回転により支持部材４３を上下方向に移
動させ、これによって現像剤規制部材４２を上下方向に
移動させて現像剤担持体１４に対する当接圧力を変化さ
せたが、本実施例では、図２に示すように、カム４５の
回転により支持部材４３をその長手方向の軸４７を中心
にして回動させ、これによって現像剤規制部材４２の現
像剤担持体１４に対する当接圧力を変化させ、常時トナ
ーに一定のトリボを付与するようにしたものである。

【００３１】本実施例においても、現像剤規制部材４３
に対する加圧（又は減圧）のタイミング及び加圧（又は
減圧）方法は上記第１の実施例と同様でよい。勿論、カ
ムの代わりにソレノイドを用いて加圧（減圧）しても、
或はバイメタル・形状記憶合金を利用して加圧（減圧）
してもよく、さらに公知の他の手段、方法により加圧
（減圧）してもよい。

【００３２】本実施例のように軸を中心とした支持部材
の回転運動によっても現像剤規制部材と現像剤担持体と
で形成されるニップ部の圧力を上げ、下げすることが可
能であり、上記第１の実施例と同様な効果が得られる。

【００３３】図３は本発明による現像装置の第３の実施
例の要部を示す概略側面図である。本実施例において
は、現像剤規制部材として、弾性ゴムブレード４８を用
いる場合において、このゴムブレード４８の硬度を変化
させたものである。

【００３４】即ち、本実施例では、支持部材４３に取り
付けられたゴムブレード４８の硬度が、図４に示すよう
に、ブレード固定点の下端Ａを基点としてニップ部（現
像剤担持体との当接部）Ｎへ近づくにつれてほぼ直線的
に低くなっている。従って、上記第１の実施例に示され
た加圧構成（ゴムブレード４８を上下方向に移動させる
構成）を用いてこのゴムブレード４８を上下方向に移動
させると、ゴムブレード４８の上下の動きに対する加圧
率（又は減圧率）の変化が大きくなるという利点があ
る。

【００３５】図５は本発明による現像装置の第４の実施
例の要部を示す概略側面図である。上記第３の実施例で
は弾性ゴムブレード４８の硬度を直線的に低くなるよう
に変化させたが、本実施例では硬度を変化させる代わり
に、弾性ゴムブレード４９の厚さを、支持部材４３に取
り付けられたブレード固定点の下端Ａを基点としてブレ
ードの自由端に行くほど薄くしたものである。本実施例
においても、上記第１の実施例に示された加圧構成を用
いてこのゴムブレード４９を上下方向に移動させること
で、上記第３の実施例と同様の効果が得られることは言
うまでもなく、加圧力を変化させる上で大変有利であ
る。

【００３６】図６は本発明による現像装置の第５の実施
例を示す概略構成図である。本実施例においては、現像
剤規制部材として弾性ゴムブレード５０を使用し、現像
容器４１の側壁にこの弾性ゴムブレード５０を図におい
て上下方向に摺動可能に挟持する挟持部４１ａを設け、
この挟持部４１ａの上部に支持部材５１を挿入、固定
し、弾性ゴムブレード５０はこの支持部材５１に固定せ
ず、図において上下方向に移動可能に取り付けたもので
ある。なお、弾性ゴムブレード５０を上下方向に移動さ
せ、適当な位置に停止させる手段は公知の任意の手段が
使用できる。また、長時間の間画像形成装置本体へプリ
ント信号が送られてこない場合や装置本体のメインスイ
ッチがオフの場合などにおいては、弾性ゴムブレード５
０の上端が支持部材５１に当接している図示の位置に弾
性ゴムブレード５０を停止させ、弾性ゴムブレード５０
の現像剤担持体１４に対する当接圧力が最低になるよう
にする。これは弾性ゴムブレード５０の弾性劣化を防止
するためである。

【００３７】本実施例においても、弾性ブレード５０を
上下方向に移動させることによって現像剤担持体１４に
対する当接圧力が変化するから、初期使用時やトナー残
量、或はトナー粒径等に応じて弾性ゴムブレード５０を
適正な当接圧力が得られる位置に移動させれば、上記各
実施例と同様に、トナーのトリボの変化を抑えることが
でき、従って、常に安定した高濃度の画像を得ることが
できる。なお、本実施例では弾性ゴムブレード５０とし
て、上記第３の実施例の場合と同様に、材質の硬度が変
化しているもの（ニップ部に向かうに従い硬度が除々に
低くなるもの）を使用することが好ましい。

【００３８】本発明は上記各実施例に示した構成の現像
装置以外の電子写真方式や静電記録方式などの複写機、
プリンタ等に使用される種々の構成の現像装置にも等し
く適用できることは言うまでもない。

【００３９】

【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、薄板状の弾性体からなる現像剤規制部材を現
像剤担持体に対して移動可能に構成し、現像剤担持体に
対する当接圧力が変化できるようにしたので、現像装置
の初期使用時や現像剤残量が少量になったときなどに、
現像剤規制部材と現像剤担持体間のニップ部の圧力を適
正な値に増大させ、現像剤のトリボの変化を抑えること
ができる。また、現像装置が使用されないときには（メ
インスイッチがオフ、長時間プリント信号が入力されな
い場合等を含む）、ニップ部の圧力を弱めることがで
き、現像剤規制部材の弾性劣化を防止することができ
る。かくして、初期使用時や現像剤残量が少なくなった
とき、或は長時間使用しなかったときなどに画像濃度が
低下することがなくなり、また、現像剤規制部材のへた
りをなくすことができるので、常に安定した高濃度の画
像が得られるという顕著な効果がある。特に、本発明を
使い捨てタイプのカートリッジ化された現像装置に適用
した場合には、その効果がさらに増倍される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を電子写真方式の画像形成装置に用いら
れる現像装置に適用した第１の実施例を示す概略構成図
である。

【図２】本発明による現像装置の第２の実施例を示す概
略構成図である。

【図３】本発明による現像装置の第３の実施例の要部を
示す概略側面図である。

【図４】図３の第３の実施例の現像剤規制部材の硬度特
性を示す特性図である。

【図５】本発明による現像装置の第４の実施例の要部を
示す概略側面図である。

【図６】本発明による現像装置の第５の実施例を示す概
略構成図である。

【図７】現像剤規制部材に鉄製ブレードを用いた従来の
現像装置の一例を示す概略構成図である。

【図８】現像剤規制部材に弾性ゴムブレードを用いた従
来の現像装置の他の例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム１３現像域１４現像剤担持体１５磁石４０現像装置４１現像容器４２現像剤規制部材４３支持部材４５圧力調節用カム４８、４９、５０弾性ゴムブレード５１支持部材Ｔ現像剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久郷晴美東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤を担持し、現像域へと搬送する現
像剤担持体と、該現像剤担持体の表面に当接し、この現
像剤担持体により担持、搬送される現像剤を所定の厚さ
に規制する弾性体からなる現像剤規制部材と、該現像剤
規制部材を可動可能に取り付ける手段とを具備し、前記
現像剤規制部材の往復移動又は回動によって前記現像剤
規制部材の前記現像剤担持体に対する当接圧力が可変で
きるようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記現像剤規制部材の硬度がその自由端
に向かって除々に変化していることを特徴とする請求項
１の現像装置。
【請求項３】前記現像剤規制部材の形状がその自由端
に向かって除々に変化していることを特徴とする請求項
１の現像装置。
【請求項４】前記現像剤規制部材の一端部が支持部材
に固定され、該支持部材の往復移動により前記現像剤規
制部材の前記現像剤担持体に対する当接圧力が変化され
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現
像装置。
【請求項５】前記現像剤規制部材の一端部が支持部材
に固定され、該支持部材の回動により前記現像剤規制部
材の前記現像剤担持体に対する当接圧力が変化されるこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現像装
置。