JPH1152722A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 層形成部材へのトナーの固着が発生しにく
く、現像ロールの表面に凹凸状にトナーが供給されても
層形成部材による均一でかつ十分なトナーの帯電及び薄
層化を現像ロール全域で長期にわたり安定して行うこと
ができる現像装置を提供する。 【解決手段】 層形成部材（５）を、現像ロール（３）
の表面に当接する、剛性を有する薄膜層（１１）と、こ
の薄膜層の現像ロールとは反対側に配され、その薄膜層
よりも厚く弾性を有する中間層（１２）と、この弾性中
間層の現像ロールとは反対側に配されて所定の接触圧を
発生させる、剛性を有する加圧面（１３ａ）を備えた加
圧層（１３）を含む多層構造とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を利
用した複写機、プリンター等の画像形成装置に使用され
る現像装置に係り、特に、現像ロールの表面に圧接され
てトナーを帯電させると同時に所定の層厚に規制する層
形成部材を改良した現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の現像装置としては、電子写真プ
ロセスにより感光体等の潜像担持体上に形成される静電
潜像を一成分トナーにより現像する一成分現像装置が知
られている。このような一成分現像装置では、一般に、
潜像担持体と対向配設されて回転する現像ロールに一成
分トナーが付着するように供給され、そのトナーが現像
ロールの表面に圧接されるように配設されるブレード式
の層形成部材によって帯電させられると同時に薄層化さ
れる。続いて、そのトナー層が現像ロールの回転により
潜像担持体と対向して現像が行われる現像領域まで搬送
され、その現像領域においてトナーが潜像担持体の潜像
部分に付着することにより現像が行われるようになって
いる。

【０００３】そして、この一成分現像装置の場合、背景
部かぶり等が発生することのない良好な現像を実現する
ためには、層形成部材によるトナーの帯電及び薄層化を
均一にかつ安定して行うことが重要な課題とされてい
る。

【０００４】そこで、従来においても、このようなトナ
ーの帯電及び薄層化を均一にかつ安定して行うことがで
きるようにする観点から、層形成部材を改良して対応す
る現像装置がいくつか提案されている。

【０００５】例えば、特開昭６２−２８８８６９号公報
には、層形成部材を圧接方向に少なくとも２層構造で構
成し、現像ロールが当接する側の層（具体的にはウレタ
ンゴム等のゴム類や弾性のある合成樹脂）の弾性係数を
他方の層（ばね用りん青銅板、ばね鋼等の弾性金属）よ
り小さくした技術が示されている。また、特開平８−１
５２７７８号公報には、基端を固定し自由端を現像ロー
ルに圧接する多層構造の弾性板にて層形成部材を形成
し、その弾性板のうち現像ロールに当接する最内層は摩
擦係数の大きい材料（具体的にはシリコーンゴム）で構
成するとともに、その最外層は永久歪み量の小さい材料
（具体的にはウレタンゴム）で構成した技術が示されて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この提
案された両現像装置ではいずれも、均一かつ十分な帯電
を同時に行うことが難しく、また、現像ロールに当接す
る層が経時的に磨耗して現像ロールとの接触面が変化
し、帯電性能が変動してしまうという問題がある。特
に、前者のものでは帯電性能が劣り帯電が全体的に不十
分なものになりやすいという難点があり、後者のもので
は層形成部材の現像ロールへの接触圧が現像ロールの軸
方向にわたり不均一となるとともにその帯電も同様に不
均一になるという難点がある。

【０００７】また、いずれの現像装置のように現像ロー
ルの表面に圧接させて配設する層形成部材を使用してト
ナーを摩擦帯電させる場合には、その層形成部材の現像
ロールへの接触圧によっては層形成部材の表面にトナー
が固着しやすくなったり或いは現像ロールの軸方向にお
ける帯電が現像ロール表面の凹凸の影響をうけて不均一
になりやすいという問題がある。層形成部材の表面にト
ナーが固着した場合には、その固着したトナーが原因に
よる筋状の新たな帯電むらや層形成むらが発生してしま
う。

【０００８】本発明は、このような従来技術の事情に鑑
みてなされたもので、その目的とするところは、層形成
部材へのトナーの固着が発生しにくく、層形成部材によ
る均一でかつ十分なトナーの帯電及び薄層化を同時に現
像ロール全域で長期にわたり安定して行うことができる
現像装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
本発明（請求項１に係る発明）は、トナーを現像領域ま
で搬送する現像ロールと、この現像ロールの表面に所定
の接触圧で圧接されるように配設され、前記トナーを現
像領域に搬送する際に帯電させると同時に所定の層厚に
規制する層形成部材とを備えた現像装置において、前記
層形成部材を、前記現像ロールの表面に当接する、剛性
を有する薄膜層と、この薄膜層の現像ロールとは反対側
に配され、その薄膜層よりも厚く弾性を有する中間層
と、この弾性中間層の現像ロールとは反対側に配されて
前記接触圧を発生させる、剛性を有する加圧面を備えた
加圧層を含む多層構造としたものである。

【００１０】このような構成の現像装置では、層形成部
材における薄膜層と弾性中間層が加圧層により現像ロー
ルにむけて加圧される。これにより、剛性を有する薄膜
層が現像ロール表面の凹凸に追従するように変形しなが
らトナーを現像ロール表面に均一にこすりつける。ま
た、弾性を有する中間層が薄膜層の変形を吸収しつつも
薄膜層を現像ロール側に均等に押圧する。

【００１１】この結果、層形成部材は、現像ロールの表
面に微小な凹凸があっても、ある程度追従して変形しな
がらも一定の状態で現像ロール表面に接触することにな
る。しかも、現像ロールには剛性を有する薄膜層が当接
しているため、磨耗しにくく、前記した現像ロール表面
への接触状態を長期にわたって維持することができる。
また、層形成部材は、現像ロール表面の周方向にある程
度の幅をもった広い接触面積で圧接させることができる
ため、その接触面積が広い分だけ接触圧を低減すること
が可能となり、さらにはその接触圧の低減分だけトナー
が層形成部材へ固着しにくくなる。

【００１２】また、この発明においては、前記層形成部
材の薄膜層を導電性を有する層とし、かつ、その薄膜層
と現像ロールとの間にトナーを帯電させる帯電バイアス
電圧を印加するバイアス印加手段を設けるように構成し
てもよい（請求項２に係る発明）。

【００１３】このような構成の現像装置では、前記した
構成の現像装置による作用に加えて、さらに層形成部材
に印加される帯電バイアス電圧によるトナーの帯電作用
が得られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の実施の態様について説明する。

【００１５】図１は、本発明の一実施態様例に係る現像
装置を示すものである。この現像装置１は、従来公知の
電子写真法により感光ドラム、感光ベルト等の潜像担持
体２上に形成される静電潜像を一成分トナーＴにより現
像するための一成分現像装置である。一成分トナーＴは
磁性、非磁性のいずれであってもよい。

【００１６】図１において、符合３は、一成分トナーＴ
を搬送するための現像ロールであり、この現像ロール３
は、ステンレス製やアルミニウム製の金属ロール若しく
はスリーブ（円筒体）又はそれらの表面に所定の合成樹
脂をコーティングした構造からなるものであり、潜像担
持体２と所定の間隔を開けた状態で回転可能に対向配設
されている。また、この現像ロール３は、図示しない駆
動モータ等により矢印ａ方向に回転するとともに、現像
バイアス印加装置４から所定の現像バイアス電圧が印加
されるようになっている。さらに、この現像ロール３の
潜像担持体２と対向する所定の領域が現像領域Ｄとな
り、この現像領域Ｄにおいて現像が行われるようになっ
ている。

【００１７】また、符合５は、現像ロール３の表面にト
ナー層を形成すると同時にトナーを帯電させるための層
形成ブレードであり、符合６は、現像装置１のトナー収
容部内に収容される一成分トナーＴを攪拌しながら現像
ロール３側に送るためのトナー攪拌部材である。このト
ナー攪拌部材（以下、「アジテータ」と称す）６は、線
状部材を所定の形状に折り曲げ加工したものであり、図
示しない駆動装置により一点鎖線の矢印方向にそれぞれ
回転するようになっている。符合８は、アジテータ６に
より送られる一成分トナーＴを現像ロール３に供給する
トナー供給ロールである。

【００１８】そして、上記の層形成ブレード５は、図１
や図２に示すように、薄膜層１１、中間層１２及び加圧
層１３からなる３層構造になっている。

【００１９】薄膜層１１は、現像ロール３の表面に当接
する層であり、現像ロール３に供給されるトナーＴをそ
のロール表面に擦り付けて摩擦帯電させつつ所定の層厚
に規制する機能を担うものある。従って、この薄膜層１
１は、特にトナーを摩擦帯電させる性能に優れた材料に
より形成することが望ましいが、ここでは剛性を有する
薄膜材料を用いて形成される。その薄膜材料としては、
ステンレス、アルミニウム等からなる金属薄膜や、アク
リル、ポリアセタール等からなる硬質系の合成樹脂薄膜
（コーティング膜）が使用される。この薄膜材料が柔ら
かく弾性を有するものである場合には、磨耗しやすくな
ったり、凹凸状態で供給されるトナーを平滑にならすこ
とができなくなり、結果的に、均一な帯電を長期にわた
って安定して行うことが難しくなる。また、この薄膜層
１１は、その背面側から押圧されたときに現像ロール３
の表面に存在する凹凸に追従して変形しやすいように、
その厚さが５〜５０μｍ程度であることが好ましい。さ
らに、この薄膜層１１は、導電性、絶縁性のいずれであ
ってもよい。

【００２０】中間層１２は、薄膜層１１と加圧層１３の
間に介在するように配設される層であり、薄膜層１１の
変形を吸収するとともに薄膜層１１を現像ロール表面に
むけて均等に押圧する機能を担うものである。従って、
この中間層１２は、薄膜層１１よりも層厚が厚く、弾性
を有する柔らかい材料により形成される。その材料とし
ては、ウレタンスポンジ（連泡状の発泡ウレタン）、ウ
レタンゴム等が使用される。そして、中間層の層厚は、
０．５〜１ｍｍ程度であることが好ましい。

【００２１】加圧層１３は、この加圧層以外の層を現像
ロール３側に向けて加圧し、所定の接触圧を発生させる
機能を担うものである。従って、この加圧層１３は、加
圧層以外の層（この例では薄膜層と中間層）を均等に加
圧するため、剛性を有する加圧面１３ａを有する材料に
て形成される。その材料としては、ステンレス，りん青
銅等の金属板等が使用される。また、この加圧層の層厚
は０．０５〜０．２ｍｍ程度であることが好ましい。

【００２２】また、加圧層１３の加圧機構は、加圧層そ
れ自身に具備させたものが使用できる。例えば、図１や
図２に例示するように、加圧層１３を板ばね機能をもつ
板状部材により形成し、その板状部材の一端を薄膜層や
中間層よりも長く延ばして現像装置のハウジングの一部
に固定して取り付け、その自由端側を板ばねとして利用
するようにしたものである。

【００２３】このような層形成ブレード５の具体的な構
成例としては、例えば、薄膜層１１を厚さ０．０１ｍｍ
程度のステンレスフィルムで形成し、中間層１２を厚さ
０．７ｍｍ程度のウレタンスポンジで形成し、加圧層１
３を厚さ０．１ｍｍのステンレスプレートで形成し、そ
のステンレスプレートのもつばね性を加圧機構として利
用する構成のものが挙げられる。なお、この層形成ブレ
ード５は、薄膜層、中間層及び加圧層の他にも、他の層
を設けて４層以上の多層構造としてもよい。この場合、
例えば、加圧層１３と中間層１２の間に、振動吸収層を
形成することができる。

【００２４】次に、この現像装置１の動作について説明
する。

【００２５】現像動作の開始信号が入力されると、現像
ロール３とアジテータ６が回転し始めるとともに、所定
時間経過後に現像バイアス印加装置４から現像ロール３
へ所定の現像バイアス電圧が印加される。現像装置１内
の一成分トナーＴは、アジテータ６の回転により供給ロ
ール８側の方向に徐々に送られた後、その供給ロール８
から現像ロール３に供給される。

【００２６】続いて、現像ロール３の表面に供給された
一成分トナーＴ₀ は、層形成ブレード５と現像ロール３
の当接部（ニップ部）を通過することにより、摩擦帯電
されると同時に所定の層厚になるようにその通過量が規
制されて、薄層状のトナー層Ｔ₁ となる。

【００２７】ここで、層形成ブレード５は、その薄膜層
１１及び中間層１２が加圧層１３の加圧面１３ａにより
現像ロール３側にむけて押圧されて所定の接触圧で現像
ロール３の表面に当接する。この際、薄膜層１１は、中
間層１２と共に、現像ロール３の表面形状（円筒周曲
面）にそって変形し、そのロール周面方向にＬの幅でも
って接触した状態となる。しかも、薄膜層１１は、中間
層１２により背面側から均等に押圧された状態になる。
このような接触状態は、現像ロール３の軸方向に対して
も同様に形成されている。また、層形成ブレード５は、
このように広い接触面積で現像ロール３の表面に接触す
るため、その接触面積が狭い他の層形成部材に比べて、
その接触圧を帯電特性および薄層化特性を低下させるこ
となく低減することができる。

【００２８】そして、現像ロール３に供給されたトナー
Ｔ₀ は、このような状態で現像ロール３に当接している
層形成ブレード５のニップ部を通過することになるた
め、均一かつ十分に摩擦帯電するとともに均一に薄層化
される。また、現像ロール３の表面に凹凸があったとし
ても、薄膜層１１がステンレスフィルム等のような剛性
を有する薄膜であるため、層形成ブレード５がそのロー
ルの凹凸に追従するように変形しながら現像ロールに当
接してトナーを現像ロール３の表面に均一に擦り付ける
結果、均一でかつ十分な摩擦帯電が行われる。また、そ
のトナーＴ₀ は幅広いブレード５のニップ部を通過する
ことにもなるため、より均一に摩擦帯電されることにな
るとともに、得られるトナー層Ｔ₁ の層厚が均一にな
る。さらに、この層形成ブレード５では、現像ロール３
に供給されたトナーＴ₀ が図２に示すように凹凸状態で
現像ロール３の表面に供給されたとしても、その凹凸に
ある程度追従して変形しつつもトナーＴ₀ を平滑になら
すようにしてから、そのトナーＴを現像ロール３の表面
に均一に擦り付けることもでき、これによっても均一で
かつ十分な摩擦帯電が可能となる。

【００２９】また、薄膜層１１は磨耗しにくいため、こ
のようなトナーの均一で十分な帯電と薄層化は長期にわ
たって安定して行われる。さらに、この層形成ブレード
５の場合は、その接触圧が低減されるため、ブレード５
のニップ部を通過するトナーを現像ロール３に押し付け
る力を弱めることができ、その結果、トナーがブレード
５側に固着しにくくなる。

【００３０】この層形成ブレード５のニップ部を通過し
た後のトナー層Ｔ₁ は、現像ロール３の回転により現像
領域Ｄまで搬送される。そして、そのトナーは、現像領
域において現像バイアス電圧により現像ロール３と潜像
担持体２との間に形成される現像電界により、潜像担持
体２上の静電潜像の部分に静電的に引き寄せられて付着
する。これにより、その静電潜像が一成分トナーＴによ
り現像されて顕像化される。以上のようにして現像が行
われる。

【００３１】図４は、本発明の他の実施形態例に係る現
像装置を示すものである。この現像装置１０は、層形成
ブレード５の薄膜層１１を導電性にするとともに、その
薄膜層１１と現像ロール３との間に帯電バイアス電圧を
印加する帯電バイアス印加装置７を設けた以外は前記し
た現像装置１と同じ構成からなるものである。

【００３２】ここで、薄膜層１１としては、前記したス
テンレスフィルム等の金属薄膜を使用した。合成樹脂薄
膜を使用する場合、その樹脂材料にカーボン等の導電性
材料を含有させるとにより導電化すればよい。また、帯
電バイアス電圧としては、例えば、トナーＴの帯電極性
と同じ極性の直流電圧が印加される。その電圧値につい
ては、トナーの抵抗値等を考慮して適宜設定される。

【００３３】この現像装置１０によれば、現像ロール３
に供給されるトナーは、層形成ブレード５のニップ部を
通過することにより、現像装置１の場合と同様に均一か
つ十分に摩擦帯電されるとともに均一に薄層化されるこ
とに加え、帯電バイアス電圧により帯電極性と同じ電荷
が付与されることによっても帯電される。これにより、
より均一で十分なトナーの帯電が確実に行われる。

【００３４】なお、前記した各実施形態例では、層形成
ブレード５の加圧層１３の加圧機構として板ばね加圧方
式のものを例示したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、図４に示すようなチューブ加圧方式のものを
適用してもよい。

【００３５】この図４に示す加圧層１３の加圧機構は、
加圧層１３とは別体の円筒状の加圧用チューブ２０を用
い、その加圧用チューブ２０を少し押しつぶした状態で
加圧層１３の背面に設置し、加圧用チューブ２０の復元
力を加圧力として利用するものである。加圧用チューブ
２０としては、永久ひずみ率の小さいシリコーンチュー
ブ等が使用される。そして、この加圧用チューブ２０を
必要な加圧力を得るために所定量押しつぶした状態で加
圧層１３の背面側に設置することにより形成することが
できる。図４ａは、加圧用チューブ２０を押しつぶした
状態で収容可能な収容凹部２１を備えた保持部材２２に
より設置した例を示すものであり、図４ｂは、係止用突
起２１ａを有する加圧用チューブ２０をその突起２１ａ
を嵌め入れて係止する係止孔２３を備えた保持部材２４
により設置した例を示すものである。この保持部材２
２，２４はいずれも一端部は現像装置のハウジングの一
部に固定されている。

【００３６】このチューブ加圧方式の加圧機構の場合に
は、板ばね加圧方式のものに比べ、加圧用チューブ２０
の層形成ブレード５（加圧層１３）に対する押圧力が少
々変動しても、その押圧ポイントＰが常に一定の位置に
保たれるため、ブレード５としての接触圧からみた場合
の加圧変動が少なく、より安定したトナーの帯電と薄層
化を行うことができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、層形成部材を前記したような薄膜層と中間層と加圧
層を含む多層構造として構成したため、層形成部材への
トナーの固着が発生しにくく、現像ロールの表面に凹凸
が存在している場合であっても層形成部材による均一で
かつ十分なトナーの帯電及び薄層化を同時に、しかも現
像ロール全域で長期にわたり安定して行うことができ
る。

【００３８】また、層形成部材の薄膜層を導電性を有す
る層とし、かつ、その薄膜層と現像ロールとの間にトナ
ーを帯電させる帯電バイアス電圧を印加するバイアス印
加手段を設けた場合には、トナーをより一層均一かつ十
分に帯電させることができる。

【００３９】従って、この発明の現像装置により現像を
行った場合には、背景部かぶり、濃度むら等のない良好
な現像を確実にかつ安定して行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施態様例に係る現像装置の主要
部の構成を示す概略図である。

【図２】 層形成ブレードの構成及びその使用時の状態
を示す断面説明図である。

【図３】 本発明の他の実施態様例に係る現像装置の主
要部の構成を示す概略図である。

【図４】 層形成ブレードの加圧層における加圧機構の
他の構成例を示す断面説明図である。

【符号の説明】

１，１０…現像装置、３…現像ロール、５…層形成ブレ
ード（層形成部材）、７…帯電バイアス印加装置（バイ
アス印加手段）、１１…薄膜層、１２…中間層、１３…
加圧層、１３ａ…加圧面、Ｔ…トナー、Ｄ…現像領域。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナーを現像領域まで搬送する現像ロー
   ルと、この現像ロールの表面に所定の接触圧で圧接され
   るように配設され、前記トナーを現像領域に搬送する際
   に帯電させると同時に所定の層厚に規制する層形成部材
   とを備えた現像装置において、 前記層形成部材を、前記現像ロールの表面に当接する、
   剛性を有する薄膜層と、この薄膜層の現像ロールとは反
   対側に配され、その薄膜層よりも厚く弾性を有する中間
   層と、この弾性中間層の現像ロールとは反対側に配され
   て前記接触圧を発生させる、剛性を有する加圧面を備え
   た加圧層を含む多層構造としたことを特徴とする現像装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の現像装置において、前記
   層形成部材の薄膜層を導電性を有する層とし、かつ、そ
   の薄膜層と現像ロールとの間にトナーを帯電させる帯電
   バイアス電圧を印加するバイアス印加手段を設けたこと
   を特徴とする現像装置。