JPH08123192A

JPH08123192A - 現像装置

Info

Publication number: JPH08123192A
Application number: JP25397394A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Inaba; 繁稲葉; Makoto Sugano; 誠菅野; Noboru Asahina; 昇朝比奈
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-10-19
Filing date: 1994-10-19
Publication date: 1996-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】長期間に亘り、現像剤担持体状のトナー層の厚
みを均一化させ、ひいては静電潜像へのトナー付着量を
均一に維持して安定した画像品質を得ることができる現
像装置を提供する。【構成】保持部材１５のスリット１６に板状弾性体７ａ
の一端が嵌合され、板状弾性体７ａの他端に固定した軟
弾性部材７ｂを現像剤担持体６に当接させた状態で撓ん
で復元方向に働く弾発力を発生する現像剤量規制部材７
を、軟弾性部材７ｂと現像剤担持体６との接触部の摩擦
力と、スリット１６からの反力により平衡状態に保持す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現像剤によって感光体
上の静電潜像を現像するための現像装置に係り、特に、
現像剤担持体上に現像剤の層を形成するための現像剤量
規制部材の取り付け機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来の現像装置の一例を示す構成
図である。同図において、１は感光体ドラム（静電潜像
担持体）であり、表面には電子写真プロセスにより形成
された静電潜像２が担持されている。符号３以降は現像
装置の各部材、ユニットを示すものであり、この現像装
置は一成分系磁性トナー（以下、単にトナーと称する）
４を収容するためのホッパー３と、内部に回転しないよ
うに固定された複数の磁極を交互に配設している磁石ロ
ール５を有し、磁石ロール５の周囲に回転自在に支承さ
れた非磁性円筒状のスリーブ（現像剤担持体）６と、こ
のスリーブ６上の付着磁性トナー量を規制するためにス
リーブ６に圧接して配置され、金属などの圧板からなる
支持剛体７ｃに接着などで一端を固定された板バネ材７
ａおよび板バネ材７ａの他端に接着固定した軟弾性部材
７ｂからなる規制部材７と、スリーブ６に直流重畳交流
電圧を印加する交流高圧電源８および直流電源９（両者
も現像装置の一要素を構成している）と、ホッパー３内
のトナーを回転運動によりスリーブ６側に送り出すアジ
テータ１０とから主に構成されている。

【０００３】このような現像装置においては、ホッパー
３内に収容されたトナー４は、磁石ロール５の磁力でス
リーブ６面上に保持され、規制部材７によりスリーブ６
上の付着トナー量が約０．３ないし２．０ｍｇ／ｃｍ²
に制御され、同時にトナー４に電荷が付与された後、ス
リーブ６の回転により感光体ドラム１とスリーブ６が対
向する現像領域へと送り込まれる。スリーブ６には、交
流高圧電源８および直流電源９から直流重畳交流電圧が
印加されており、上記の現像領域において、感光体ドラ
ム１とスリーブ６間の電界によってトナー４を飛翔さ
せ、静電潜像２を現像するようになっている。

【０００４】このような現像装置において、トナー４の
スリーブ６への付着量の増減は、現像領域への供給量と
トナー４の帯電量の変化を意味し、現像特性に大きく影
響を及ぼし、均一な画像を得るためにはこのトナー付着
量を均一に保持しなければならない。一方、この付着量
はスリーブ６の表面粗さおよび規制部材７の圧力、表面
平坦性などによって決定される。従って、均一なスリー
ブ６の表面粗さおよび規制部材７の圧力、表面平坦性を
常に一定に保持することが重要である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
装置においては、長期間に亘り画像を形成していると、
規制部材の圧接力が不均一化し、スリーブ上の軸方向の
トナー付着量（トナー層の厚み）にむらを生じさせ、そ
のむらに対応する濃度むらが発生するという問題があっ
た。特に、常温以下の環境下、あるいはそのような環境
を経て来た場合、濃度むらの現象は顕著になる（図９参
照）。これは規制部材の温度変化による熱膨張、収縮の
繰り返し等による歪み蓄積、支持剛体と板バネ材間の接
着剤の剥がれ等によって引き起こされている規制部材の
長さ（スリーブの軸方向長さ）方向の波打ち状のうねり
に主に起因するものと考えられる。

【０００６】なお、図８に示す従来装置において、支持
剛体を介して板バネ材をホッパーに固定することで、剛
性が低く加工精度も悪い樹脂で成形されることが多いホ
ッパーに直接固定するよりも板バネ材の支持面のうねり
を極力回避してはいるが、それでも上述の理由により完
全には回避できないのが実情である。

【０００７】また、規制部材の板バネ材を支持剛体にね
じ止めする機構も提案されているが、板バネ材の長さ方
向の複数個所にねじ止めを行うと、やはりねじ止め個所
を中心として規制部材にうねりが生じてしまい、上述と
同様の不具合があった。

【０００８】本発明はこのような背景に基づいてなされ
たものであり、上記従来技術の欠点を解決し、長期間に
亘り現像剤担持体上のトナー層の厚みを均一化させ、ひ
いては静電潜像へのトナー付着量を均一に維持して安定
した画像品質を得ることができる現像装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の現像装置は、装置枠体と、静電潜像担持
体に対向して配置される現像剤担持体と、前記現像剤担
持体に現像剤を供給する現像剤供給手段と、少なくとも
その一部が弾性体で形成され、先端部が前記現像剤担持
体に圧接してこの現像剤担持体に供給された現像剤の層
厚を規制する現像剤量規制部材とを備え、前記現像剤担
持体上に形成された現像剤層により前記静電潜像担持体
上の静電潜像を可視化する現像装置において、前記現像
剤量規制部材が、撓んだ状態で、その先端部において前
記現像剤担持体に圧接する圧接点と、その基端部におい
て前記装置枠体側に当接する当接点との間で非固定的に
保持されていることを特徴とするものである。

【００１０】また、前記現像剤量規制部材は少なくとも
その一部がばね材で形成されており、その基端部が前記
装置枠体側に形成されたスリット内に嵌合し、撓んだ状
態で前記スリットの少なくとも一部に当接しているもの
である。

【００１１】また、前記現像剤量規制部材の基端部が前
記装置枠体側に仮止めされているものである。

【００１２】ここで、現像剤担持体に圧接する現像剤量
規制部材の先端の弾性体は、例えば幅１０ｍｍ、厚さ
１．０ｍｍ、ゴム硬度５０度のシリコーンゴムが採用さ
れる。また、現像剤量規制部材は例えば、厚さ０．１ｍ
ｍのＳＵＳ３０４ＣＳＰ３／４Ｈ材（引っ張り強さ９５
ｇｆ／ｍｍ²、耐力６８Ｋｇｆ／ｍｍ²）のばね材が採
用される。

【００１３】また、ばね材の基端部が係合される対象と
しては、スリットの外、例えば装置枠体面内に形成した
段部、あるいは支持バー等が挙げられる。さらに、現像
剤量規制部材の基端部を装置枠体側に仮止めする手段
は、少なくともそれが現像剤量規制部材の長さ方向の熱
膨張の障害にならないものである。具体的な仮止め手段
としては、スポット溶接、突起と貫通穴の係止構造など
が挙げられる。

【００１４】

【作用】上記技術的手段においては、現像剤量規制部材
の基端部が装置枠体側に当接し、先端部が現像剤担持体
に圧接した状態で現像剤担持体と装置枠体間に非固定的
に保持される現像剤量規制部材には、所定の角度の撓み
が生じるので、現像剤量規制部材のバネ定数、撓み角な
どによって定まる所定の当接圧が現像剤量規制部材の先
端部と現像剤担持体間に得られ、これによって一定厚み
の現像剤層が現像剤担持体上に形成されることになる。

【００１５】ここで、現像剤量規制部材の基端部、即
ち、例えばスリットに嵌合される部分は、現像剤量規制
部材の弾発力（復元力）により例えばスリット開口縁に
圧接されることで抜け止めがなされ、非固定的に保持さ
れているので、現像剤量規制部材と装置枠体とが異なる
熱膨張係数を有していても、現像剤量規制部材にうねり
等が発生しない。また、ねじ止めによって生じるうねり
も当然発生しない。

【００１６】なお、現像剤量規制部材は、その組み付け
後においては上述のごとく現像剤量規制部材の弾発力に
より所定位置に固定保持されるが、スポット溶接によ
り、またはスリットおよび現像剤量規制部材の何れかに
設けた突起を他方に設けた貫通穴に貫通させることによ
り、現像剤量規制部材を例えばスリットに仮固定するこ
とができる。

【００１７】

【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の現像装置
を詳細に説明する。図１はこの発明が適用された現像装
置を中心とした作像系の簡略構成図である。この図にお
いて、感光体ドラム１、静電潜像２、現像装置枠体とし
てのホッパー３、磁石ロール５、スリーブ６、規制部材
（現像剤量規制部材）７、板バネ材（板状弾性体）７
ａ、軟弾性部材７ｂ、交流高圧電源８、直流電源９は図
８において示すものと同一である。また、感光体ドラム
１の周囲には、帯電器１０、光書き込み系１１、転写器
１２が配置されている。ここで、転写器１０により帯電
された感光体ドラム１の表面電位は例えば−５００Ｖ、
光書き込み系１１により書き込まれた静電潜像２の電位
は例えば−１２０Ｖである。なお、転写器１２の上流側
と下流側にはそれぞれ用紙搬送ガイド１３，１４が設け
られている。

【００１８】次に、本実施例の現像装置についてさらに
具体的に説明する。例えばアルミパイプからなり、その
表面をＪＩＳのＲａ＝０．２５μｍとなるようにセンタ
レス研摩したスリーブ６の上方におけるホッパー３の開
口端部には、このホッパー３と一体的に保持部材１５が
設けてあり、またこの保持部材１５には斜め下方に開口
するスリット１６が形成されている。なお、保持部材１
５はホッパー３とは別の材質で構成してもよい。このス
リット１６は、規制部材７の板バネ材７ａの基端部（軟
弾性部材７ｂを設けた自由端と反対側の端部）が嵌合す
るものであるため、板バネ材７ａの幅以上の長さを有
し、また板バネ材７ａの厚み以上の対向内面の間隔を有
している。

【００１９】規制部材７は板バネ材７ａの一端をこのス
リット１６に嵌合し、他端の軟弾性部材７ｂをスリーブ
６に当接させた状態で撓むように、保持部材１５および
スリット１６の位置および向きが特定されており、これ
によって軟弾性部材７ｂがスリーブ６に圧接されるよう
になっている。なお、この撓み角度、板バネ材７ａのス
リット１６への取り付けなどについては後に詳述する。

【００２０】規制部材７は板バネ材７ａを、厚さ０．１
ｍｍのＳＵＳ３０４ＣＳＰ３／４Ｈ材（引っ張り強さ９
５ｇｆ／ｍｍ²、耐力６８Ｋｇｆ／ｍｍ²）とし、ま
た、軟弾性部材７ｂとして幅１０ｍｍ、厚さ１．０ｍ
ｍ、ゴム硬度５０度のシリコーンゴムを使用した。規制
部材７は、自由端の方向をスリーブ６の反回転方向に設
定され、基端部、即ちスリット１６に嵌合する端部はス
リーブ６の中心から約２５ｍｍ離れており、その圧接力
は約５０ｇ／ｃｍとなるように設定されている。

【００２１】負帯電系で磁性粉を４０％含んでいるトナ
ー４は、アジテータ１０によって規制部材７の先端近傍
へ搬送され、規制部材７とスリーブ６との間に掛けた圧
接力によって、約０．９ｍｇ／ｃｍ²のトナー４がスリ
ーブ６の上に付着し、スリーブ６の回転と共に現像領域
に運ばれる。スリーブ６は感光体ドラム１との間隙が約
２５０μｍとなるように配設され、この状態で交流高圧
電源８および直流電源９により、周波数２．４ＫＨｚ、
ピーク対ピーク電圧２２００Ｖ、直流成分−３５０Ｖの
鋸波形を持つ直流重畳交流電圧（図６参照）をスリーブ
６に印加し、トナー４を飛翔させて静電潜像の可視化を
行う。

【００２２】図２は規制部材保持機構の第１の実施例を
示す構成図であり、これは図１のＡ部を拡大したもので
ある。前述したように、本発明においては、スリット１
６に板バネ材７ａの被保持端部が嵌合し、かつ、軟弾性
部材７ｂがスリーブ６に当接し、摩擦力により位置決め
された状態で板バネ材７ａに撓みが生じるように、スリ
ーブ６に対して保持部材１５の位置およびスリット１６
の開口角度が設定されている。撓み角度αを以てスリッ
ト１６に嵌合された板バネ材７ａは、その弾発力（復元
力）により、スリット１６の一方の面側の開口部縁１６
ａに圧接され、逆に先端が開口部縁１６ａと対角線上に
ある他方の面側の奥壁部縁１６ｂに押し付けられてお
り、一方、軟弾性部材７ｂはスリーブ６との間の摩擦力
により板バネ材７ａの弾発力に抗して当接部に止まるた
め、特に接着剤やねじのごとき物理的係止手段を設けな
くても、板バネ材７ａをスリット１６とスリーブ６の間
に安定して保持することができる。

【００２３】この現像装置を用いて画像濃度の維持性を
確認する実験を行った。トナー４の補給は、ホッパー３
内に設けたトナーレベルセンサ（図示せず）がトナー空
状態を感知した時に、アジテータ１０の上部から２００
ｇずつ投入する方法を採った。画像密度が１％のテスト
パターンを連続して２００００枚１カ月に亘り採取し、
途中に室温以外の環境として、１０℃１０％、３０℃８
５％の環境下で１週間ずつ実験した。

【００２４】その結果、図７に示すように、規制部材７
とスリーブ６との圧接力の不均一からくる濃度むらは一
切発生しなかった。濃度むらは、用紙全面に中間調の印
字を行い、用紙排出方向に直角に１ｃｍ間隔で濃度測定
し、その中での最大値と最小値の差を特性値とした。実
験途中で現像装置を取り外し、目視によるトナー付着量
の状態を観察しているが、殆ど濃度むらは見られなかっ
た。

【００２５】図３は規制部材保持機構の第２の実施例を
示す構成図であり、図２と同様に、図１のＡ部を拡大し
たものである。この実施例は、板バネ材７ａの被保持端
部をスリット１６に嵌合した時点で上記開口部縁１６ａ
と板バネ材７ａとの当接個所をスポット溶接（スポット
溶接部１７）したものである。このようにすると、スリ
ーブ６を外してもスポット溶接で一部固定されているの
で規制部材７は落下することはなく、スリーブ６の脱着
時の作業を容易とすることができる。

【００２６】この装置を用いて第１の実施例と同様の濃
度むら発生の有無の確認テストを実施した。その結果、
規制部材７とスリーブ６との圧接力の不均一からくる濃
度むらは一切発生しなかった。濃度むらは、前述と同様
に、用紙全面に中間調の印字を行い、用紙排出方向に直
角に１ｃｍ間隔で濃度測定し、その中での最大値と最小
値の差を特性値とした。実験途中で現像装置を取り外
し、目視によるトナー付着量の状態を観察しているが、
殆ど濃度むらは見られなかった。

【００２７】図４は規制部材保持機構の第３の実施例を
示す保持部材の正面断面図、図５は同、嵌合前の保持部
材と規制部材を示す平面図である。この実施例において
は、図４に示すように、スリット１６の幅方向中央の上
面から下方に向けて規制部材係止用の突起１８を設け、
かつ、対向する下面には相当幅に亘って逃げ凹部１６ｃ
を形成する。一方、板バネ材７ａにおいて、突起１８と
対向する個所には突起１８が貫通する貫通穴１９を形成
する。

【００２８】このような構成において、図５に示すよう
に、規制部材７をスリット１６に向けて矢印方向に進め
ると、板バネ材７ａが、突起１８により下方に押圧する
分だけ逃げ凹部１６ｃ内に撓みながらスリット１６内に
嵌入し、所定位置で突起１８と貫通穴１９が対向し、突
起１８が貫通穴１９内に入り込む。なおこの時、板バネ
材７ａの撓みは解消される。これによって、スリット１
６、従って保持部材１５に規制部材７が係止されること
になり、前述のごとくスリーブ６の脱着時の作業を容易
にすることができる。なお、突起１８を板バネ材７ａ側
に設け、また盲穴をスリット１６側に設けてもよい。

【００２９】この装置を用いて、第２の実施例と同一条
件で濃度むら発生の有無の確認テストを実施したとこ
ろ、第２の実施例と同様に、濃度むらは殆ど見られなか
った。

【００３０】本発明による現像装置では、板バネ材７ａ
の保持が長手方向に亘って物理的係止手段で固定されて
いない、あるいはその固定が一部の仮固定だけなので、
規制部材７の温度変化による熱膨張、収縮が発生しても
歪みが蓄積されない。従って、長期に亘り環境変動があ
ってもスリーブ６との間の圧接力の均一性を保つことが
可能となる。

【００３１】前述したように、規制部材７の圧接力均一
性の確保に不利な板バネ材７ａの支持面のうねりを極力
排するために必要であった支持剛体７ｃ（図８参照）を
本発明では用いていないにもかかわらず均一な圧接力が
得られたのは、撓み角αが大きいためである。即ち、板
バネ７ａの支持面が多少のうねりを持っていても、大き
な曲率の部分でそのうねりが補正されるためである。実
験の結果、そのうねり補正のためには撓み角αとして２
０度以上が必要なことが判った。ただし、撓み角αを１
００度以上にすると板バネ材７ａのスリーブ回転による
摩擦力に拮抗する力が得られず、めくれてしまう。従っ
て板バネ材７ａの撓み角αは２０度〜１００度が好まし
い。

【００３２】本発明は磁性トナーを用いた現像方式への
適用について述べたが、この他、非磁性一成分現像方式
の現像装置あるいはトナーとキャリアからなる現像剤を
用いる二成分現像方式の現像装置にも適用できる。

【００３３】なお、本実施例では、規制部材７を板バネ
材７ａとその先端に取り付けた軟弾性体７ｂとで構成し
たが、全体をゴムブレードで構成してもよい。

【００３４】また、基端部を係止する対象としてスリッ
ト１６を挙げたが、スリット以外に、例えば装置枠体面
内に形成した段部あるいは支持バー等も考えられる。

【００３５】さらに、板バネ材７ａは、実施例ではスリ
ット１６の２個所でこのスリット１６と当接している
が、スリット１６の取り付け方によっては、奥側の１個
所に当接することもある。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、現像剤量規制部材は、撓んだ状態でその先
端部において現像剤担持体に圧接する圧接点と、その基
端部において装置枠体側に当接する当接点との間で非固
定的に保持されているため、所定の圧接力により現像剤
担持体上に現像剤の層を形成できると共に、現像剤量規
制部材と装置枠体とが異なる熱膨張係数を有していても
現像剤量規制部材の長さ方向にうねりが発生せず、この
結果、トナー付着量の均一性を維持し、ひいては高レベ
ルの画像品質を維持することができる。

【００３７】また、請求項２記載の発明によれば、一部
がばね材で構成される現像剤量規制部材をスリット内に
嵌合するだけで、この現像剤量規制部材を簡単に保持す
ることができる。

【００３８】請求項３記載の発明によれば、現像剤量規
制部材の基端部を装置枠体側に仮止めするようにしたの
で、現像剤担持体の脱着時に現像剤量規制部材が抜け落
ちることが無くなり、作業性の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された現像装置を中心とした作
像系の簡略構成図である。

【図２】規制部材保持機構の第１の実施例を示す構成
図である。

【図３】規制部材保持機構の第２の実施例を示す構成
図である。

【図４】規制部材保持機構の第３の実施例を示す保持
部材の正面断面図である。

【図５】規制部材保持機構の第３の実施例を示す嵌合
前の保持部材と規制部材を示す平面図である。

【図６】スリーブに印加される直流重畳交流電圧波形
図である。

【図７】本発明による現像装置の濃度むらの推移を示
す特性図である。

【図８】従来の現像装置の一例を示す構成図である。

【図９】従来の磁性一成分現像装置による濃度むらの
推移を示す特性図である。

【符号の説明】

１…感光体ドラム（静電潜像担持体）、６…スリーブ
（現像剤担持体）、７…規制部材（現像剤量規制部
材）、７ａ…板バネ材、７ｂ…軟弾性部材、１５…保持
部材、１６…スリット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】装置枠体と、静電潜像担持体に対向して
配置される現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤
を供給する現像剤供給手段と、少なくともその一部が弾
性体で形成され、先端部が前記現像剤担持体に圧接して
この現像剤担持体に供給された現像剤の層厚を規制する
現像剤量規制部材とを備え、前記現像剤担持体上に形成
された現像剤層により前記静電潜像担持体上の静電潜像
を可視化する現像装置において、前記現像剤量規制部材が、撓んだ状態で、その先端部に
おいて前記現像剤担持体に圧接する圧接点と、その基端
部において前記装置枠体側に当接する当接点との間で非
固定的に保持されていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記現像剤量規制部材は少なくともその
一部がばね材で形成されており、その基端部が前記装置
枠体側に形成されたスリット内に嵌合し、撓んだ状態で
前記スリットの少なくとも一部に当接している請求項１
記載の現像装置。
【請求項３】前記現像剤量規制部材の基端部が前記装
置枠体側に仮止めされている請求項１または２記載の現
像装置。