JPH0561630B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、表面に潜像が形成されている像担持
体に現像剤を付着させてその潜像を現像する現像
装置に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

現像は、例えば静電潜像を形成している電荷と
電位差を有すべく帯電されたトナーと呼ばれる着
色微粉末が、静電潜像に静電的に吸引されること
により行なわれる。現像剤としては、粉体のトナ
ーのみ又はこのトナーの外表面にSiO₂などの外
添加物を付着させたものからなる一成分現像剤の
他に、粉体であるトナーとキヤリアと呼ばれる磁
性粉または樹脂、ガラス等の微細な粉末とを混合
してなる二成分現像剤とがある。二成分現像剤に
おいてはトナーはキヤリアとの摩擦によつて帯電
され、トナーの帯電が確実に行なわれる。その反
面、現像濃度を一定に維持するために、トナーと
キヤリアとの混合比、すなわちトナー濃度を常に
一定に維持しておかなければならない。一成分現
像剤は、このようなトナー濃度の管理が不必要で
あり、その取扱いの簡便さにおいて二成分現像剤
に勝つている。

一成分現像剤は非磁性と磁性とに区別される。
非磁性現像剤は、一般に、樹脂粉末にカーボン等
の着色剤を混合させたものであり、磁性現像剤は
これに磁性粉を混入させたものである。

一成分現像剤を使用する従来の一般的な現像装
置は、特公昭41−9475号公報に記載されているい
わゆる非接触現像法と呼ばれるものの応用で、例
えば像担持体と現像剤担持体上の現像剤層とを離
間保持して対向させ適宜なバイアスを印加して画
像部のみに現像剤を飛翔せしめるようにしたもの
である。この現像法は、電気絶縁性もしくは高
抵抗の現像剤を使用することができるため、転写
工程において転写不良等の問題が発生しない、
非画像部にかぶりを生じない等の利点を有してお
り、他の方法にくらべ優れた特徴をそなえてい
る。この方法によつて静電潜像の現像を行なう場
合、良画質の顕像を得るためには像担持体と現像
剤担持体との間隔はできるだけ狭くしなければな
らず、必然的に現像剤担持体上の現像剤層は極め
て薄い厚みの均一な薄層とすることが望ましい。

このような現像剤の薄層を形成する手段として
例えば内部に磁界発生手段を有する現像剤担持体
を使用し、この担持体上に磁性現像剤の薄層を形
成する方法が特開昭54−43047号等に開示されて
いる。この方法によれば磁性現像剤の均一な薄層
を安定に形成することが可能であり、従つて前述
の非接触現像法によつても良好な顕像を得ること
ができる。

しかし、上述のように磁界発生手段を有する現
像剤担持体を使用して現像剤の薄層を形成する場
合には磁界発生手段、すなわち、マグネツトと、
現像剤中に磁性粉を分散してなる磁性現像剤とを
不可欠な構成要素としているため次のような欠点
を有している。現像剤担持体の内部にマグネツ
トを設けなければならないため装置が複雑で高価
なものとなり、また軽量化と小型化が困難であ
る。磁性現像剤は非磁性現像剤にくらべて高価
である。磁性現像剤は樹脂中に磁性粉を含有し
ているため彩色性が悪く、カラー化には不適当で
ある。

磁性現像剤を用いた非接触現像法は多くの長所
を有している反面、上述のように磁性現像剤を用
いるが故に本質的な欠陥を内包している。

これに対し、非磁性現像剤を用いた非接触現像
法は、従来技術にかかわる問題をことごとく解消
する理想的な現像法であると言えるが、非磁性現
像剤を使用しているがゆえに、均一な現像剤の薄
層を安定に形成することが困難であるという唯一
の大きな問題を抱えており、そのために実用化が
阻まれていた。そして、一成分現像剤を使用する
従来の一般的な現像装置は、現像剤を現像剤担持
体に塗布するためにウレタンゴムやステンレスな
どからなる弾性体ブレードが現像剤担持体の表面
に圧接される構造になつていて、例えば非磁性現
像剤を使用するときには弾性体ブレードと現像剤
担持体との間でこれが摩擦帯電されて塗布される
ようになつている。

しかしながら、従来装置にあつては、弾性体ブ
レードを現像剤担持体の表面に圧接する際、弾性
体ブレードの両端部を保持して圧接していた。こ
のため、弾性体ブレードを現像剤担持体の表面に
均一に圧接することが困難であつて、現像剤担持
体表面に現像剤の均一な薄層を形成することがで
きなくなるという問題点があつた。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情に基づいてなされたもので
あり、その目的とするところは、弾性体ブレード
の中心部を回動自在に枢支して現像剤担持体の表
面に均一に圧接して、現像剤担持体表面における
現像剤の均一な薄層形成に寄与することができる
現像装置を提供することである。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために本願発明は現像剤を
表面に担持して回転するとともに、潜像を形成し
た像担持体に対峙させた現像剤担持体と、この現
像剤担持体上の現像剤と接触して、現像剤の層厚
を規制することにより、前記現像剤担持体の表面
に現像剤の薄層を形成する弾性体ブレードと、こ
の弾性体ブレードをたわませ、前記現像剤担持体
上に現像剤の搬送方向と交叉する方向に沿つて面
接触で圧接配置させる付勢部材とを有する現像装
置において、前記付勢部材は前記弾性体ブレード
を前記現像剤担持体上に指示するホルダと、この
ホルダを前記弾性体ブレードの前記現像剤担持体
に対する圧接面に近接する方向及びこの圧接面か
ら接離する方向に回動させる回動手段と、回動可
能な前記ホルダの自由端部を現像装置本体に対し
て位置決めして前記弾性体ブレードを前記現像剤
担持体に付勢する付勢力を調整する第１の調整手
段と、前記ホルダの前記現像剤担持体に対する添
設方向の中間部に前記弾性体ブレードを枢支して
回動可能に設け、前記弾性体ブレードが前記現像
剤担持体に付勢されている状態で前記現像剤担持
体を回転させた場合では、前記弾性体ブレードを
それ自身の弾性復元力で前記現像剤担持体に対し
て均等に圧接するよう回動調整する第２の調整手
段とを具備する。

〔発明の実施例〕

以下図面を参照しながら本発明の現像装置につ
いて説明する。

先ず、本発明の現像装置を適用した画像形成装
置、例えば複写機について説明する。第１図は該
複写機の概略断面図である。図において１で示す
ものは複写機筐体であり、そのほぼ中央部には表
面に静電潜像が形成される静電潜像担持体、例え
ばセレンなどからなるドラム状の感光体２が回転
可能に配置され、その周側部には往復水平移動す
る原稿台３に載置された原稿を光学的に走査して
感光体表面に原稿の像を結像させるためのランプ
４及び収束性光伝送体５と、原稿の像を結像させ
る前に感光体２の表面を除電するための除電ラン
プ６及び除電後に感光体２の表面を均一に帯電さ
せる帯電器７と、感光体２の表面に形成された静
電潜像に現像剤を選択的に飛翔させてその静電潜
像を現像する本発明に係る現像装置８とが設けら
れていて、感光体２表面には顕像が形成されるよ
うになつている。そして、前記複写機筐体１の一
側部（図において右側部）には給紙部１０が設け
られていて、例えば側部より着脱自在な給紙カセ
ツト１１と、この給紙カセツト１１に収納されて
いる用紙Ｐの最上層のものに転接してこれを先方
へ送出する給紙ローラ１２と、手差し給紙用の手
差給紙ガイド１３と、この手差給紙ガイド１３か
ら挿入された用紙を先方へ搬送する搬送ローラ１
４とによつて構成されている。そして、この給紙
部１０から給紙された用紙はレジストローラ１５
によつて搬送タイミングがとられて前記感光体２
に摺接するごとくに搬送されるようになつてい
る。搬送されてくる用紙の近傍であつて、感光体
２の周側部には転写前チヤージヤ９と、顕像を構
成する現像剤を用紙に転写する転写チヤージヤ１
６と、転写後に用紙を感光体２から剥離する剥離
チヤージヤ１７とが設けられている。さらに、現
像剤の転写を受けた用紙は搬送ベルト１９で搬送
されて定着装置２０に案内され、この定着装置２
０を構成しているヒートローラ対２１の圧力と熱
とによつて現像剤の定着が行われた後、排紙ロー
ラ対２２でトレー２３に排紙される。

次に前記現像装置８を図面を参照して詳細に説
明する。第２図は現像装環８の概略斜視図、第３
図は同現像装置８の概略断面図である。各図に示
す現像装置８は非磁性現像剤を使用するものであ
るが、これ以外の一成分系の磁性現像剤にも使用
することができる。離間配置されたバツクフレー
ム３０Ａとフロントステー３０Ｂとの両側部には
サイドフレーム３０Ｃ，３０Ｄが取付けられ、さ
らにフロントステー３０Ｂの下方には回転可能な
ホルダ３１が前記両サイドフレーム３０Ｃ，３０
Ｄに支持部材、例えばピン３２を介して矢印Ａ方
向に回転自在に枢支されている。このようにして
現像装置用筐体３４が構成され、その上端開口部
３４Ａには現像剤を補強するための開自在な蓋体
４０が設けられ、下端開口部３４Ｂの近傍には現
像剤を表面に担持して搬送する現像剤担持体、例
えばアルミニウム又はステンレスなどからなる現
像ローラ３５が回転可能に前記両サイドフレーム
３０Ｃ，３０Ｄに枢支されている。さらに、前記
現像ローラ３５に圧接可能であつて、圧接下に進
入した現像剤Ｔを現像ローラ３５表面に塗布する
弾性体、例えばシリコンブタジエンゴム（硬度40
〜45度）、ウレタンゴム、ステンレス、燐青銅
（厚さ0.07mm〜0.2mm程度）又はウレタンシートな
どから形成された弾性体ブレード３６がブレード
ホルダー３７を介して前記ホルダ３１の長手方向
に沿つて配置されている。前記ブレードホルダ３
７は中間部に取付部材３８の端部が固着されてい
て、この取付部材３８は他端部は前記ホルダ３１
の外側面に設けた突片３１Ｂの取付孔３１Ａに回
転自在に取付けられていて、弾性体ブレード３６
は中間部を支点として矢印B₁方向（現像ローラ
３５と弾性体ブレード３６の圧接面上を接離する
方向）に沿つて回動するように構成されている。
また弾性体ブレード３６は現像ローラ３５の回転
時に圧接状態に不均衡が生じると、弾性体ブレー
ド３６に生じた弾性複元力により回動して左右均
一に圧接するようになつていて（矢印B₁方向）、
そして、現像剤の薄層を形成するようになつてい
る。

前記フロントステー３０Ｂの上端部には前記ホ
ルダ３１を回動して弾性体ブレード３６を現像ロ
ーラ３５に付勢させる付勢力を調整する調整部材
３９が取付けられている。この調整部材３９はア
ジヤストスクリユ３９Ａの一端部がホルダ３１に
回転自在に枢支されているとともにアジヤストス
クリユ３９Ａの中間部はフロントステー３０Ｂに
取付けられている螺子３９Ｂに螺合されていて、
アジヤストスクリユ３９Ａを回転させることによ
り、ホルダ３１とフロントステー３０Ｂ間の距離
ｌを調整してホルダ３１を回動手段であるピン３
２を枢支点として、弾性体ブレード３６が現像ロ
ーラ３５表面に近接及び離間するよう回動させ
て、弾性体ブレード３６の付勢力を調整するよう
になつている。このように回動可能なホルダ３１
の自由端部を現像装置８本体に対して位置決めす
ることにより、弾性体ブレードを適当な付勢力現
像ローラ３５に付勢できる。また、前記弾性体ブ
レード３６は現像ローラ３５との対向面の一部が
面接触するごとく現像ローラ３５に圧接されるこ
とになるので、弾性体ブレード３６の自由端部が
圧接される構造のものに比べ弾性体ブレード３６
と現像ローラ３５との接触面積を大きくすること
ができる。したがつて、現像ローラ３５への圧接
圧力の微調整が容易であつて圧接圧力の均一化を
図ることができ、しかも現像剤はより長時間圧接
圧力下で摩擦を受けることになり現像剤は均一か
つ充分な摩擦帯電電荷を獲得することができる。

そしてこの現像装置８は、現像ローラ３５に塗
布された現像剤が感光体２とは非接触である位置
に配置されている。この非接触配置関係は、現像
剤の粒径、現像ローラ３５に塗布される現像剤の
層厚などによつて適宜決まるものであるが、現像
剤の飛翔を確実に行なつて良質な現像を得るため
には現像ローラ３５と感光体２との間隔はできる
だけ狭くする必要があり、しかも、そのためには
塗布される現像剤層は薄層であることが望まし
く、かつ使用に供される現像剤粒径の範囲も解像
度との関係で決まつてくるので、実用上の両者間
のギヤツプ寸法はほぼ10μｍ〜300μｍ程度であ
る。なおこのギヤツプ寸法を保持するために、現
像ローラ３５の軸にはギヤツプ規制ローラ４１が
一体回転可能に取付けられていて、このギヤツプ
規制ローラ４１が感光体２両側部の周面又は感光
体２の軸に取付けられている図示しない受けロー
ラに当接して感光体２と現像ローラ３５との心間
距離が一定に保持されるようになつている。また
現像ローラ３５に電圧を印加して感光体２と現像
ローラ３５との間に電界を形成し、この電界によ
り現像ローラ３５上の現像剤を選択的に感光体２
表面に飛翔させる電源４２が設けられている。

ここで前記現像ローラ３５と弾性体ブレード３
６との詳細について説明する。先ず両者を概括的
に説明するならば、第４図に示すように現像ロー
ラ３５の周面には第１の凹凸粗面４５が形成さ
れ、かつこの現像ローラ３５に対向する弾性体ブ
レード３６の対向面の一部には第２の凹凸粗面４
６が形成されている。先ず前記第１の凹凸粗面４
５は、現像剤粒径をＤとしたときに0.07D〜1.5D
の表面粗さを有すべく形成されていて、サンドブ
ラスト又はバフ仕上げなどによつて粗面処理がな
されている。なお、前記第１の凹凸粗面４５は第
２図に示すように感光体２の最大画像形成幅にほ
ぼ等しい最大現像幅ａの周面領域たる現像領域に
形成され、この両側には非現像幅ｂの周面領域た
る非現像領域が形成されていて特別な粗面化処理
はなされていない。また前記第２の凹凸粗面４６
は、第４図に示すように前記現像ローラ３５と弾
性体ブレード３６との間に介在する現像剤の単粒
子層Ｃとは非接触である領域例えば現像ローラ３
５と特定現像剤T₁との接触点における接線l₁を基
準にした場合この接線l₁から離間した距離d₁（現
像剤粒径Ｄの２〜３倍程度）と距離d₂との間の領
域に形成されている。なおこの形成領域を弾性体
ブレード４６の長手方向に関して見れば第５図に
示すように長手方向（現像ローラの軸心方向）の
一端部から他端部にまで及んでいる。またこの第
２の凹凸粗面４６は、現像剤粒径をＤとすると
0.1D〜2.0Dの表面粗さを有すべく形成されてい
て、サンドブラスト又はバフ仕上げなどによつて
粗面化処理がなされている。

次に上記実施例装置の作用及び効果について説
明する。

現像装置８内に現像剤Ｔが充填されて現像ロー
ラ３５が第４図示矢印W₁方向に回転されると、
現像剤Ｔは現像ローラ３５による搬送力と現像剤
相互の摩擦力などによつて矢印W₁方向に搬送さ
れるとともに摩擦帯電することになる。このと
き、現像ローラ３５の表面には第１の凹凸粗面４
５が形成されているので、現像ローラ３５に接す
る現像剤Ｔ及びその近傍の現像剤Ｔの搬送力F₁
は増大され、現像ローラ近傍の現像剤Ｔは矢印
W₁方向に確実に搬送されて流動転位する。さら
に弾性体ブレード３６には第２の凹凸粗面４６が
形成されているので第２の凹凸粗面４６に接触す
る現像剤は比較的大きな搬送抵抗力F₂を受け第
２の凹凸粗面４６に近づくほど現像剤Ｔの流動転
位は緩慢となり、その一方第２の凹凸粗面４６の
下流側には粗面化処理がなされていないのでこの
部分に接する現像剤Ｔは比較的小さな搬送抵抗力
F₃しか作用されず滑らかに流動転位することに
なる。したがつて押圧力F₄が作用する弾性体ブ
レード３６の圧接下に進入してくる現像剤Ｔは、
現像ローラ３５に近い所で矢印W₂，WW₃に沿つ
て活発かつ滑らかに流動転移され、しかも弾性体
ブレード３６の下流側に近づくにつれ流動転位す
る現像剤の層厚は徐々に狭くなり、弾性体ブレー
ド３６の下流部分においては均一な単粒子層とし
て現像剤ローラ３５に塗布されることになる。こ
のように弾性体ブレード３６の圧接下に進入して
くる現像剤は滑らかに流動転位され、かつ流動転
位する現像剤の層厚は比較的小さな角度θで徐々
に小さくされるので、現像剤Ｔの流動性の悪化や
むら及び異物の混入などによつて弾性体ブレード
３６が押上げられることによつて生ずる現像剤薄
層の不均一を確実に防止することができる。そし
て現像ローラ３５の表面に現像剤Ｔの均一な薄層
が形成されると、現像ローラ３５と感光体２との
間に形成される電界の作用により、薄層を構成す
る摩擦帯電された現像剤が選択的に感光体２表面
に飛翔されてその表面の静電潜像が現像化され
る。前述のように現像ローラに塗布された現像剤
の薄層は均一であるから、選択的に飛翔された現
像剤は静電潜像の各部において均一であり良質な
顕像を得ることができる。また上述のように現像
ローラ３５に塗布される現像剤の薄層は均一であ
るから、現像ローラ３５と感光体２との間隔は少
なくとも現像剤単粒子層の厚さよりも僅かに大き
ければ十分であり、現像剤の飛翔を確実に行つて
良好な顕像を得るためには現像ローラ３５と感光
体２との間隔をできるだけ狭くするという要請に
十分答えることができる。また同様の理由から非
接触現像（静電潜像担持体と現像剤担持体上の塗
布現像剤層とを離間対向させ、当該静電潜像担持
体上に形成された静電潜像の画像部にのみ現像剤
を飛翔させて現像すること）を確実に行うことが
できるので、カラー現像に必要な重ね合わせ現像
に対しても信頼性の高い応用が可能であり、しか
も静電潜像担持体との接触による静電潜像担持体
の破損や経時的劣化をも確実に防止することがで
きる。

第６図は本発明の現像装置の他の実施例を示す
概略断面図である。図において第３図と同一部材
には同一の付号を付してその構成の詳細な説明は
省略することとする。第３図と相違する構成は弾
性体ブレード３６を有するブレードホルダ３７の
中間部に貫通孔３７Ａを設け、この貫通孔３７Ａ
がボルダ３１がピン３８Ａを介して矢印B₂方向
に回転自在に取付けられていて、ブレードホルダ
３７の弾性体ブレード３６が現像ローラ３５の回
転に伴つて生じた弾性復元力により圧接面上を滑
る方向に回動して左右均一に圧接するようになつ
ている（矢印B₂方向）。このように弾性体ブレー
ド３６の中間部を枢支して矢印B₂方向に回動自
在に構成することにより、現像剤の中に異物が混
入して、それが現像ローラ３５と弾性体ブレード
３６との間に位置して抵抗力が増加して流動性が
悪くなつたとき、または現像ローラ３５と弾性体
ブレード３６との間に現像剤の摩擦力に異常が発
生して流動性が阻害されたとき、などにおいて弾
性体ブレード３６がピン３８Ａを枢支点として矢
印B₂方向に回動し、現像ローラ３５と弾性体ブ
レード３６の接触部分の位置を矢印B₂′方向にず
らして前記抵抗力の増加を消滅させるようになつ
ている。その結果、現像剤の流動性を管理して均
一な層を形成するように構成されている。

なお、前記弾性体ブレード３６は第３図に示す
矢印B₁方向と第６図に示す矢印B₂方向との両方
向に回動自在に設けて、弾性体ブレード３６の矢
印B₁′方向および矢印B₂′方向に移動自在に構成す
るようにしてもよい。

なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、各部材につき同一の機能を有する他の部
材に置換えることができることは言うまでもな
い。例えば現像剤担持体はアルミ、ステンレスな
どの金属製ドラムだけではなく金属板やベルトな
どに置換えることができ、しかも、それらの表面
にはアルマイト処理や硬質クロームメツキなどを
施すことも可能である。特にこのような表面処理
を施せば現像剤担持体表面すなわち第１の凹凸粗
面等の摩耗を防止することができ、現像の経時的
安定性と現像剤担持体の延命とを図ることが可能
になる。また本現像装置によつて現像することが
できる静電潜像は第１図に示す複写機によつて形
成されたものに限定されず、陰極線管、レーザー
光、針電極又は発光ダイオード等によつて形成さ
れた荷電粒子のパターンであれば何でもよい。ま
た、ホルダを駆動部材によつて選択的に回動して
弾性体ブレードを現像剤担持体に間欠的に圧接す
るように構成してもよい。すなわち、現像装置の
動作時に駆動部材を作動して現像剤担持体に弾性
体ブレードを圧接させ、一方、非動作時には弾性
体ブレードの圧接を解除するようにしてもよい。
この場合、前記駆動部材としては、例えばソレノ
イド、リンク機構、カム機構を応用したものを挙
げることができる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明の現像装
置にあつては、弾性体ブレードの中間部を現像剤
担持体と弾性体ブレードとの圧接状態の変化を消
滅する方向に回動可能に枢支したので、現像剤担
持体に左右均一に圧接することができる。しかも
このように揺動自在であつても現像剤担持体に対
して弾性体ブレードを適当な付勢力で簡単に付勢
することができるので、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る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像装置を適用した複写機の
概略断面図、第２図は本発明の現像装置の一実施
例を示す概略斜視図、第３図は同装置の概略断面
図、第４図は同装置の現像ローラと弾性ブレード
との詳細を示す断面図、第５図は弾性体ブレード
の概略斜視図、第６図は本発明の現像装置の他の
実施例を示す概略断面図、である。 ２……静電潜像担持体、３１……ホルダ、３４
……現像装置用筐体、３５……現像剤担持体、３
６……弾性体ブレード、３９……調整部材、Ｔ…
…現像剤。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 現像剤を表面に担持して回転するとともに、
   潜像を形成した像担持体に対峙させた現像剤担持
   体と、この現像剤担持体上の現像剤と接触して、
   現像剤の層厚を規制することにより、前記現像剤
   担持体の表面に現像剤の薄層を形成する弾性体ブ
   レードと、この弾性体ブレードをたわませ、前記
   現像剤担持体上に現像剤の搬送方向と交叉する方
   向に沿つて面接触で圧接配置させる付勢部材とを
   有する現像装置において、 前記付勢部材は前記弾性体ブレードを前記現像
   剤担持体上に支持するホルダと、このホルダを前
   記弾性体ブレードの前記現像剤担持体に対する圧
   接面に近接及びこの圧接面から接離する方向に回
   動させる回動手段と、回動可能な前記ホルダの自
   由端部を現像装置本体に対して位置決めして、前
   記弾性体ブレードを前記現像剤担持体に付勢する
   付勢力を調整する第１の調整手段と、前記ホルダ
   の前記現像剤担持体に対する添設方向の中間部に
   前記弾性体ブレードを枢支して回動可能に設け、
   前記弾性体ブレードが前記現像剤担持体に付勢さ
   れている状態で前記現像剤担持体を回転させた場
   合では前記弾性体ブレードをそれ自身の弾性複元
   力で前記現像剤担持体に対して均等に圧接するよ
   う回動調整する第２の調整手段とを具備すること
   を特徴とする現像装置。