JPH10319716A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 像担持体の表面に規制部材を圧接させて現像
領域に搬送される現像剤の量を規制する際に、現像剤が
割れて、その微粉が現像剤担持体の表面等に融着するの
を防止すると共に、現像剤担持体と像担持体との間隔が
一定した状態で維持され、濃度ムラ等のない良好な画像
が安定して得られるようにする。 【解決手段】 像担持体１と対向するように設けられた
円筒状になった現像剤担持体11の表面に現像剤２を保持
させ、現像剤担持体を回転させて現像剤を像担持体と対
向する現像領域に搬送すると共に現像領域に搬送される
現像剤の量を規制部材14により規制して現像を行なう現
像装置において、現像剤担持体の表面に弾性層11b を設
けると共に現像剤担持体よりも若干大径になったスペー
サー部材13を現像剤担持体の両側に設け、このスペーサ
ー部材を像担持体に当接させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複写機やプリン
ター等の画像形成装置において、像担持体に形成された
潜像を現像するのに使用する現像装置に係り、特に、像
担持体と対向するように設けられた円筒状になった現像
剤担持体の表面に現像剤を保持させ、この現像剤担持体
を回転させて現像剤を搬送すると共に、この現像剤担持
体の表面における現像剤の量を規制部材により規制し、
このように規制された現像剤を現像剤担持体により像担
持体と対向する現像領域に搬送して現像を行なう現像装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複写機やプリンター等の画像
形成装置においては、像担持体に形成された潜像を現像
するのに様々な現像装置が使用されていた。

【０００３】ここで、このような現像装置としては、キ
ャリアとトナーとを含む現像剤を使用した２成分現像方
式の現像装置の他に、現像剤にキャリアが含まれずトナ
ーだけ使用した１成分現像方式の現像装置が知られてい
た。

【０００４】ここで、上記の１成分現像方式の現像装置
においては、現像剤担持体を像担持体と接触するように
設け、この現像剤担持体によって現像領域に搬送された
現像剤を像担持体に接触させて現像を行なうようにした
接触現像方式の現像装置の他に、現像剤担持体を像担持
体と所要間隔を介して対向するように設け、この現像剤
担持体により現像剤を像担持体と対向する現像領域に導
くと共に、現像剤担持体と像担持体との間に交番電界を
作用させて現像を行なうようにした非接触現像方式の現
像装置とが知られていた。

【０００５】そして、上記の非接触現像方式の現像装置
の場合、現像剤担持体を像担持体と所要間隔を介して対
向するように設けるにあたり、一般に金属ローラ等で構
成された筒状になった硬い現像剤担持体を用い、この現
像剤担持体の両端部にコロ等のスペーサー部材を取り付
け、このスペーサー部材を像担持体に当接させ、このス
ペーサー部材によって現像剤担持体と像担持体との間隔
を調整するようにしていた。

【０００６】また、上記の１成分現像方式の現像装置に
おいては、現像剤担持体によって像担持体と対向する現
像領域に搬送される現像剤の量を調整すると共に、この
現像剤を帯電させるため、一般に、特公昭６３−１６７
３６号公報等に示されるように、現像剤を現像剤担持体
の表面に保持させて像担持体と対向する現像領域に搬送
する途中において、この現像剤担持体の表面に規制部材
を圧接させ、この規制部材により現像剤担持体の表面に
保持された現像剤の量を規制すると共に、この現像剤を
摩擦帯電させるようにしていた。

【０００７】ここで、このように現像剤担持体の表面に
規制部材を圧接させて、現像剤担持体の表面に保持され
た現像剤の量を規制するにあたり、上記のように金属ロ
ーラ等で構成された硬い現像剤担持体を用いた場合、こ
の規制部材の圧接によって現像剤に多大な負荷が加わ
り、現像剤担持体の表面における現像剤が割れて微粉が
発生し、この微粉が次第に増加して現像剤担持体の表面
等に融着し、形成される画像に濃度ムラ等が発生すると
いう問題があった。

【０００８】このため、現像剤担持体に圧接させる規制
部材の圧接力を弱めて、現像剤に加わる負荷を緩和する
方法が考えられたが、このように規制部材の圧接力を弱
めた場合、現像剤担持体によって像担持体と対向する現
像領域に搬送される現像剤の量を適当な量に規制するこ
とが困難になったり、現像剤を十分に摩擦帯電できなく
なる等の問題があった。

【０００９】また、近年においては、特開平４−８８３
８２号公報等に示されるように、前記の接触現像方式の
現像装置において、表面に弾性層が設けられた現像剤担
持体を用いたものも提案されている。

【００１０】しかし、このように表面に弾性層が設けら
れた現像剤担持体を上記の非接触現像方式の現像装置に
使用するにあたり、弾性層が設けられた現像剤担持体の
両端部にコロ等のスペーサー部材を取り付けて、現像剤
担持体と像担持体との間隔を調整するようにした場合、
この現像剤担持体の表面が柔らかいため、現像剤担持体
と像担持体との間隔が変動して、現像剤担持体と像担持
体との間に作用する交番電界の強さが一定せず、形成さ
れる画像に濃度ムラ等が発生するという問題があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、像担持体
と対向するように設けられた円筒状になった現像剤担持
体の表面に現像剤を保持させ、この現像剤担持体を回転
させて現像剤を搬送すると共に、この現像剤担持体の表
面における現像剤の量を規制部材により規制し、このよ
うに規制された現像剤を現像剤担持体により像担持体と
対向する現像領域に搬送して現像を行なう現像装置に上
記のような様々な問題を解決することを課題とするもの
である。

【００１２】すなわち、この発明においては、上記のよ
うな現像装置において、像担持体の表面に規制部材を圧
接させて現像領域に搬送される現像剤の量を規制するに
あたり、規制部材の圧接によって現像剤が割れて微粉が
発生するのを抑制し、現像剤の微粉が現像剤担持体の表
面等に融着して、形成される画像に濃度ムラ等が発生す
るのを防止すると共に、現像剤担持体と像担持体との間
隔が一定した状態で維持され、濃度ムラ等のない良好な
画像が安定して得られるようにすることを課題とするも
のである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明における現像装
置においては、上記のような課題を解決するため、像担
持体と対向するように設けられた円筒状になった現像剤
担持体の表面に現像剤を保持させ、この現像剤担持体を
回転させて現像剤を搬送すると共に、この現像剤担持体
の表面における現像剤の量を規制部材により規制し、こ
のように規制された現像剤を現像剤担持体により像担持
体と対向する現像領域に搬送して現像を行なう現像装置
において、上記の現像剤担持体の表面に弾性層を設ける
と共に、この現像剤担持体よりも若干大径になったスペ
ーサー部材を現像剤担持体の両側に設けて、このスペー
サー部材を像担持体に当接させるようにした。

【００１４】そして、この発明における現像装置のよう
に、現像剤担持体の表面に弾性層を設けると、現像剤担
持体の表面における現像剤の量を規制部材によって規制
する場合に、この現像剤担持体の表面における弾性層が
変形し、現像剤に加わる負荷が大幅に低減されるように
なり、現像剤担持体の表面に規制部材を適切な圧接力で
圧接させて、現像剤担持体により像担持体と対向する現
像領域に搬送される現像剤の量を適当な量に規制して十
分に摩擦帯電させることができると共に、現像剤の割れ
も抑制され、現像剤の微粉が現像剤担持体の表面等に融
着して形成される画像に濃度ムラ等が発生するというこ
ともなくなる。

【００１５】また、この発明における現像装置のよう
に、表面に弾性層が設けられた現像剤担持体の両側に、
この現像剤担持体よりも若干大径になったスペーサー部
材を設け、このスペーサー部材を像担持体に当接させる
ようにすると、このスペーサー部材によって現像剤担持
体と像担持体との間隔が一定した状態で維持されるよう
になり、現像剤担持体と像担持体との間に交番電界を作
用させて現像を行なう場合においても、現像剤担持体と
像担持体との間に一定した強さの交番電界が作用し、濃
度ムラ等のない良好な画像が安定して得られるようにな
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態に係る
現像装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。

【００１７】この実施形態においては、図１に示すよう
に、円筒状になった導電性支持体１ａの表面に感光層１
ｂが形成された感光体ドラム１からなる像担持体１を用
い、この像担持体１の表面を帯電装置（図示せず）によ
って帯電させた後、この像担持体１の表面に適当な露光
装置（図示せず）から光を照射させて、この像担持体１
の表面に画像情報に応じた静電潜像を形成するようにし
ている。

【００１８】そして、この実施形態における現像装置に
おいては、同図に示すように、現像剤担持体１１とし
て、円筒状になった導電性基体１１ａの表面に弾性層１
１ｂが形成されたものを用い、この現像剤担持体１１を
像担持体１と所要間隔Ｄを介して対向するように設け、
一般には、この間隔Ｄが０．１〜０．３ｍｍの範囲にな
るようにしている。

【００１９】ここで、上記の現像剤担持体１１におい
て、円筒状になった導電性基体１１ａとしては、金属製
のものが用いられ、また導電性基体１１ａの表面に弾性
層１１ｂを設けるにあたり、この弾性層１１ｂの厚みを
厚くしすぎると、弾性層１１ｂの厚みにムラが生じ、現
像剤担持体１１と像担持体１との間隔Ｄが一定しなくな
るため、この弾性層１１ｂの厚みを２ｍｍ以下にするこ
とが好ましい。

【００２０】また、上記のように現像剤担持体１１を像
担持体１と所要間隔Ｄを介して対向するように設けるに
あたり、この実施形態における現像装置においては、図
２及び図３に示すように、現像剤担持体１１の両端部に
それぞれ回転軸１２ａを有する金属製のフランジ１２を
嵌め込んで、このフランジ１２を現像剤担持体１１の両
側に突出させ、このように突出した各フランジ１２の外
周面に現像剤担持体１１よりも若干大径になったリング
状のスペーサー部材１３を取り付けている。そして、こ
のようにして現像剤担持体１１の両側に設けられた各ス
ペーサー部材１３をそれぞれ像担持体１の表面に当接さ
せて、現像剤担持体１１と像担持体１とが所要間隔Ｄを
介して対向するようにしている。

【００２１】また、この実施形態における現像装置にお
いては、その装置本体１０の収容部１０ａ内に現像剤
（トナー）２を収容させ、この現像剤２を回転する送り
羽根１３によって上記の現像剤担持体１１に送り、この
現像剤２を現像剤担持体１１の表面に保持させ、この現
像剤担持体１１の回転により現像剤２を像担持体１と対
向する現像領域に搬送するようにしている。

【００２２】そして、このように現像剤担持体１１によ
り現像剤２を像担持体１と対向する現像領域に搬送する
途中において、この現像剤担持体１１の表面に装置本体
１０内に設けられた規制部材１４を圧接させ、この規制
部材１４により現像剤担持体１１によって搬送される現
像剤２の量を規制すると共に、この現像剤２を摩擦帯電
させるようにしている。

【００２３】ここで、上記の規制部材１４としては、例
えば、ステンレスやリン青銅で構成され、厚さ０．０８
〜０．２ｍｍの範囲になった板ばねが用いられる。

【００２４】また、このように現像剤担持体１１の表面
に規制部材１４を圧接させて現像剤担持体１１によって
搬送される現像剤２の量を規制する場合、上記の現像剤
担持体１１における弾性層１１ｂを、ゴム硬度が２０〜
７０度で、伸びが４００〜１２００％の範囲にある弾性
材料で構成することが好ましい。なお、このゴム硬度及
び伸びは、ＪＩＳ Ｋ ６３０１に従って測定した値で
ある。

【００２５】ここで、上記の弾性層１１ｂを構成する弾
性材料としては、例えば、ポリスチレン系、ポリオレフ
ィン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリ塩化ビ
ニル系、ポリブタジエン系、ポリアミド系等の各種の熱
可塑性エラストマーや、エチレン−プロピレン−ジエン
−メチレン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、シリコンゴム、ウ
レタンゴム等のゴム材料が用いられる。

【００２６】また、上記のように弾性層１１ｂが設けら
れた現像剤担持体１１の表面に規制部材１４を圧接させ
て現像剤２を摩擦帯電させる際に、現像剤２が適切に摩
擦帯電されるようにするため、この弾性層１１ｂを構成
する弾性材料に導電性付与剤や荷電性付与剤等を混合さ
せるようにしても良い。

【００２７】ここで、導電性付与剤としては、例えば、
ケッチェンブラック、アセチレンブラック、ファーネス
ブラック等のカーボンブラックや、金属酸化物の微粒子
等を用いることができ、また荷電性付与剤としては、例
えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、
カリックスアレン系染料、第４級アンモニウム塩化合
物、イミダゾール系化合物等を使用することができ、こ
れらを単独又は複数組み合わせて使用することもでき
る。

【００２８】そして、上記のように規制部材１４により
規制されて摩擦帯電された現像剤２を現像剤担持体１１
によって像担持体１と対向する現像領域に搬送させると
共に、この現像剤担持体１１に電源１５から直流電圧に
交流電圧を重畳させた現像バイアス電圧を印加させて、
この現像剤担持体１１と像担持体１との間に交番電界を
作用させ、これにより現像剤担持体１１の表面に保持さ
れた現像剤２を像担持体１に形成された静電潜像に供給
して現像を行なうようになっている。

【００２９】ここで、この実施形態における現像装置に
おいては、現像剤担持体１１を像担持体１と所要間隔Ｄ
を介して対向するように設けるにあたり、上記のように
現像剤担持体１１の両側に突出した各フランジ１２の外
周面に取り付けた各スペーサー部材１３をそれぞれ像担
持体１の表面に当接させて、現像剤担持体１１と像担持
体１との間隔Ｄを調整しているため、現像剤担持体１１
の表面に弾性層１１ｂを設けた場合においても、現像剤
担持体１１と像担持体１との間隔Ｄが変動することなく
がなく一定に保たれ、現像剤担持体１１と像担持体１と
の間に一定した強さの交番電界が作用して、濃度ムラ等
のない良好な画像が安定して得られるようになる。

【００３０】なお、この実施形態における現像装置にお
いては、現像剤担持体１１を像担持体１と所要間隔Ｄを
介して対向するように設けるにあたり、現像剤担持体１
１の両側に突出した各フランジ１２の外周面に各スペー
サー部材１３を取り付けるようにしたが、スペーサー部
材１３を設ける手段はこのようなものに限定されず、例
えば、図４に示すように、フランジ１２の外周面から突
出するようにスペーサー部材１３を一体に形成したもの
を用いることも可能である。

【００３１】また、上記のようにスペーサー部材１３を
像担持体１の表面に当接させて、現像剤担持体１１と像
担持体１との間隔Ｄを調整する場合、このスペーサー部
材１３によって像担持体１の表面が摩耗するのを抑制す
るため、像担持体１の表面に当接するこのスペーサー部
材１３の外周面を摩擦係数の低い樹脂材料等でコートす
ることが好ましい。

【００３２】次に、図１に示した上記の実施形態におけ
る現像装置において、弾性層１１ｂが設けられた現像剤
担持体１１の表面に規制部材１４を圧接させて、現像剤
担持体１１によって搬送される現像剤２の量を規制する
にあたり、この現像剤担持体１１の表面における弾性層
１１ｂを構成する弾性材料の種類を変更させた実験を行
なった。

【００３３】ここで、上記の現像剤担持体１１の表面に
弾性層１１ｂを設けるにあたり、その弾性材料として、
下記の表１に示すように、実験例１においては、前記の
ゴム硬度が４４度，伸びが７１０％になったスチレン系
熱可塑性エラストマーを、実験例２においては、ゴム硬
度が７７度、伸びが８５０％になったスチレン系熱可塑
性エラストマーを、実験例３においては、ゴム硬度が６
８度、伸びが９８０％になったウレタンゴムを、実験例
４においては、ゴム硬度が５０度、伸びが２９０％にな
ったシリコンゴムを用い、それぞれ現像剤担持体１１の
表面に厚みが２ｍｍになった弾性層１１ｂを設けた。

【００３４】そして、この実験例１〜４においては、上
記の各弾性層１１ｂが設けられた各現像剤担持体１１を
用いてそれぞれ１万枚の耐刷試験を行ない、形成された
画像における濃度ムラの評価を行ない、その結果を下記
の表１に合わせて示した。なお、１万枚の耐刷試験後に
おける画像の濃度ムラを評価するにあたっては、濃度ム
ラがなく良好な画像が得られた場合を○、筋状の濃度ム
ラが生じた場合を×で示した。

【００３５】

【表１】

【００３６】この結果、現像剤担持体１１の表面に弾性
層１１ｂを設けるにあたり、ゴム硬度が１０〜７０度、
伸びが４００〜１２００％の範囲になった弾性層１１ｂ
を設けた実験例１，３のものにおいては、上記のように
この現像剤担持体１１の表面における現像剤２の量を規
制部材１４により規制する場合に、現像剤２が割れてそ
の微粉が現像剤担持体１１の表面等に融着するのが抑制
され、形成された画像に濃度ムラが発生しなかったのに
対して、ゴム硬度が７７度と硬い弾性層１１ｂを設けた
実験例２のものや、伸びが２９０％と少ない弾性層１１
ｂを設けた実験例４のものにおいては、現像剤担持体１
１の表面における現像剤２の量を規制部材１４により規
制する場合に、現像剤２が割れてその微粉が現像剤担持
体１１の表面等に融着し、形成された画像に筋状の濃度
ムラが発生した。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明における
現像装置においては、現像剤担持体の表面における現像
剤の量を規制部材によって規制するにあたり、現像剤担
持体の表面に弾性層を設けるようにしたため、現像剤担
持体の表面における現像剤の量を規制部材によって規制
する際に、この現像剤担持体の表面における弾性層が変
形し、現像剤に加わる負荷が大幅に低減されるようにな
り、現像剤担持体の表面に規制部材を適切な圧接力で圧
接させて、現像剤担持体により像担持体と対向する現像
領域に搬送される現像剤の量を適当な量に規制して十分
に摩擦帯電させることができると共に、現像剤が割れて
その微粉が現像剤担持体の表面等に融着するのが抑制さ
れ、従来のように現像剤担持体の表面等に現像剤の微粉
が融着して形成される画像に筋状の濃度ムラ等が生じる
ということがなかった。

【００３８】また、この発明における現像装置において
は、表面が弾性層が設けられた現像剤担持体の両側に、
この現像剤担持体よりも若干大径になったスペーサー部
材を設け、このスペーサー部材を像担持体に当接させる
ようにしたため、このスペーサー部材によって現像剤担
持体と像担持体との間隔が一定した状態で維持されるよ
うになり、現像剤担持体と像担持体との間に交番電界を
作用させて現像を行なう場合においても、現像剤担持体
と像担持体との間に一定した強さの交番電界が作用し、
濃度ムラ等のない良好な画像が安定して得られるように
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態に係る現像装置の一例を示
した概略断面図である。

【図２】同実施形態の現像装置において、現像剤担持体
を像担持体と所要間隔を介して対向するように設ける状
態を示した概略断面図である。

【図３】同実施形態の現像装置において、現像剤担持体
を像担持体と所要間隔を介して対向するように設ける状
態を示した部分斜視図である。

【図４】同実施形態の現像装置において、現像剤担持体
を像担持体と所要間隔を介して対向するように設ける場
合の変更例を示した概略断面図である。

【符号の説明】

１ 像担持体（感光体ドラム） ２ 現像剤（トナー） １１ 現像剤担持体 １３ スペーサー部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 龍次 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 藤枝 洋一 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と対向するように設けられた円
   筒状になった現像剤担持体の表面に現像剤を保持させ、
   この現像剤担持体を回転させて現像剤を搬送すると共
   に、この現像剤担持体の表面における現像剤の量を規制
   部材により規制し、このように規制された現像剤を現像
   剤担持体により像担持体と対向する現像領域に搬送して
   現像を行なう現像装置において、上記の現像剤担持体の
   表面に弾性層を設けると共に、この現像剤担持体よりも
   若干大径になったスペーサー部材を現像剤担持体の両側
   に設けて、このスペーサー部材を像担持体に当接させた
   ことを特徴とする現像装置。