JPS6180279A

JPS6180279A - 現像装置

Info

Publication number: JPS6180279A
Application number: JP20356684A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Hosoya; 雅弘細矢; Shigeru Fujiwara; 茂藤原; Shinya Tomura; 戸村　眞也; Tsutomu Uehara; 上原　勤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-09-28
Filing date: 1984-09-28
Publication date: 1986-04-23
Anticipated expiration: 2010-05-17
Also published as: JPH0746248B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ℃発明の技術分野〕本発明は、現像装置に関し、特に電子写真装置又は静電
記録装置において感光体もしくは誘電体上に形成された
静電潜像を非磁性トナーのみからなる現像剤によって可
視像化する現ＩＩＡ装置の改良に係わる。

（発明の技術的背明とその問題点）この種の現像装置は、トナーとキャリアからなる二成分
現像剤を用いるもの、磁性トナーのみからなる一成分現
像剤を用いるものと技術的進歩がなされ、更に磁性トナ
ーのみからなる一成分現像剤の欠点を解消しえる非磁性
トナーのみからなる現像剤を用いる゛現像装置へと発展
している。しバしながら、非磁性トナーを使用している
がゆえに、均一なトナー薄層を現像ローラ表面に安定的
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
有し、そのために実用化が阻まれていた。

このようなことから、本出願人は既に第４図に示す現像
装置（特公昭５９−４５４６８号）を発明し、非磁性ト
ナーの薄層形成を可能ならしめることに成功した。かか
る発明は、現像ロー５１に弾性ブレード２をその自由端
、つまり現像剤の流れの下流側に位置するエツジを除く
面が該ロー５１に面接触するように配設することによっ
て、例えばトナー容器３から供給された非磁性のトナー
４を前記弾性ブレード２により現像ローラ１表面に塗布
してトナー薄層を形成し、これを潜像保持対としての感
光ドラム５に対向させてその静電潜像を現像する装置で
ある。

上述した現像装置によれば、現像ローラ表面と弾性ブレ
ードとの接触面積を大きく設定することが可能となり、
しかも弾性ブレードのエツジが現像ローラ表面に接触し
ないため、圧接力が局所的に加わるのを回避できる。そ
の結果、設定条件や機械精痩の微妙な不良や摩耗等が原
因となって発生する圧接力の不均一性を緩和でき、より
均一な現像剤層の形成が可能となる。また、現像ローラ
表面と弾性ブレードとの接触面積が大きいために、現像
剤はこの接触部分を通過する際、より長時間に亙って圧
接力下にて摩擦を受けることになり、その結果現像剤に
は均一かつ充分な摩擦帯電電荷が与えられることになる
。従って、充分に電荷を持った現像剤の均一な薄層を形
成することができるため、静電潜像の現像を良好に行な
うことができる。

しかしながら、上述した現像装置においては、次のよう
な問題があった。即ち、当該現像装置のトナー容器は、
第５図に示すように現像ロール１の一部、弾性ブレード
２、背面ブレード６、背面金属板７及び一対のサイドフ
レーム８１．８２によって構成されている。背面ブレー
ド６は、ゴム、金属、マイラーフィルム等の弾性板より
形成されている。こ、の背面ブレード６は、トナー容器
３のトナー４が容器３外に漏れるのを防止し、かつ静電
潜像の現像に寄与せずに現像ロール１表面に残留したト
ナーを零すことなく、トナー容器３中に回収する目的で
配設されている。このようなトナー容器３中にトナー４
を収容し、第４図に示すように現像ロール１を矢印の方
向に回転すると、トナーの集合体は、弾性ブレード２の
圧力下において剪断され、現像ロール１の表面にはトナ
ーの均一な薄層が形成される。しかしながら、この際、
トナーは弾性ブレード２の圧力下において、自己流動に
より現像ロール１の長手方向に拡がり、現像ロール１の
回転を続行すると、弾性ブレード２の両端とサイドフレ
ーム８１．８２との隙間からトナー４がトナー容器３外
へこぼれ始める。また、弾性ブレード２の両端部におい
ては、中央部に比べて現像ロール１に対する圧力が小さ
く、更に上述した自己流動によって弾性ブレード２両端
部には多量の１〜ナーが蓄積される。このため、現像ロ
ール１の回転と共に弾性ブレード２の圧力下を脱出する
トナー量は、中央部に比べて多くなる。このようにして
現像ロール１周面の両端部に形成された厚いトナ一層は
、未帯電、つまり弾性ブレード２との摩擦による摩擦帯
電電荷を獲得できないトナーを含有しているため、現像
ロール１表面への付着力（１１像力）が弱く、重力、遠
心力等によって容易に現像ロール１表面から脱落する。

以上、トナーのこぼれは、複写装置等の機体内を汚染し
、かつ形成された画像をも汚染し、更にコロナ帯電器、
光学系等に付着して画像不良を誘発するのみならず、ト
ナーの浪費という重大な問題を招き、装置を実用化する
上で大きな障害となるものであった。

〔発明の目的〕

本発明は、非磁性トナーのみからなる一成分現像剤によ
り高品質の画像を安定的に得ることが可能で、かつトナ
ーこほれを防止した現像装置を提供しようとするもので
ある。

〔発明の概要〕

本発明は、表面に非磁性トナーのみからなるー成分現像
剤を担持して回転し、該現像剤を静電潜像に供給する現
像ローラと、この現像ローラの表面に圧接して配設され
、該現像ローラ表面に前記現像剤を均一に塗布するため
の弾性ブレードとを具備した一成分非磁性現像装置にお
いて、前記弾性ブレードの前記現像ローラ周面の両端部
近傍に位置する部分に加圧部材を配設したことを特徴と
するものである。かかる本発明によれば、既述した如く
一成分非磁性トナーのみからなる現像剤により高品質の
画像を安定的に得ることができ、かつトナーこぼれを防
止した現像装置を提供できる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図及び第２図を参照して詳
細に説明する。

図中の２１は、対向する一対のサイドフレーム２２１．
２２２に軸支された現像ロールであり、図示しない駆動
ギヤにより時計回り方向に回転する。この現像ロール２
１は、直流電源２３及び交流電源２４に接続されている
。前記現像ロール２１は、後記する加圧部材が配置され
る両端部近傍において鏡面仕上げがなされており、かつ
該領域を除く領域において粗面化処理がなされている。

また、図中の２５は例えば燐青銅板からなる弾性ブレー
ドである。この弾性ブレード２５の一端側は、取付はネ
ジ２６によって支持体２７に固定されており、かつ該ブ
レード２５の他端側はその側面のうちの一定の面積が前
記現像ロール２１の表面に接触するように該ロール２１
に圧接されている。但し、前記弾性ブレード２５のエツ
ジ、つまり自由端は現像ロール２１の表面に接触してい
ない。前記支持体２７は、前記一対のサイドフレーム２
２１．２２２に固定されている。図中の２８は、例えば
ポリエステルフィルムからなる背面ブレードである。こ
の背面ブレード２８の一端側は、支持体２９に固定され
ており、かつ他端側は前記弾性ブレード２５と同様にエ
ツジを除く側面の一定の面積が前記現像ロール２１表面
に接触するように該ロール２１に対して圧接されている
。前記支持体２９は、前記サイドフレーム２２１．２２
２に固定されている。

更に、図中の註はトナー３１を収容するトナー容器であ
る。このトナー容器１止は、前記現像ロール２１、サイ
ドフレーム２２１．２２２、弾性ブレード２５、背面ブ
レード２８、前面金属板３２、及び背面金属板３３より
構成されている。

これら前面及び背面の金属板３２．３３は夫々前記サイ
ドフレーム２２１．２２２に固定されている。そして、
前記弾性ブレード２５の前記現像ロール２１周面の両端
部近傍に位置する部分には、該ブレード２５の両端部を
押圧するための例えば燐青銅板からなる一対の加圧部材
３４１．３４２が配設されている。なお、前記加圧部材
３４１．３４２に対応する現像ロール２１周面の両端の
領域３５　！、３５２は前記現像ロール２１は、鏡面加
工により表面粗さ１μｍ以下の平滑面としており、かつ
該領＝域３５１．３５２を除く該ロール２１周面の中央
の領域３６は粗面化されている。また、前記トナー容器
皿内には収容したトナー３１を撹拌するための撹拌羽根
３７が配設されており、かつ該撹拌羽根３７は前記サイ
ドフレーム２２１．２２２に回転可能に支持されている
。

上述した構造の現像装置は、例えばセレン系の感光ドラ
ム３８に対して所定の隙間をあけて配置されている。こ
の感光ドラム３８は、反時計回り方向に回転し、その表
向に図示しないコロナ帯電器及び像露光器によって静電
潜像が形成されｔいる。

このような構成によれば、トナー容器１１内にトナー３
１を収容し、現像ロール２１を時計回り方向に回転する
と、トナーの集合体は弾性ブレード２５の圧力下におい
て剪断され、現像ロール２１の表面には均一な薄層が形
成される。この際、トナーは弾性ブレード２５の圧力下
において自己流動によって現像ロール２１の長手方向に
拡がるが、該弾性ブレード２５の前記現像ロール２１周
面の両端部近傍に位置する部分には、該ブレード２５の
両端部を押圧するための一対の加圧部材３４１．３４２
が配設されているため、容器３０内のトナー３１が弾性
ブレード２５とその両端のサイドフレーム２２１．２２
２との隙間よりこぼれ落ちるのを防止できる。その結果
、複写装置等の機体内の汚染、画像不良、トナーの浪費
等の問題を解消できる。

また、加圧部材３４１．３４２によって押圧される現像
ロール２１周面の両端領域３５１．３５２を鏡面加工に
より平滑面とすれば、弾性ブレード２５と現像ロール２
１との間の摩擦力を、該領域を粗面化した場合に比べて
低減でき、その結実現像ロール２１のトルクの増大とい
う問題を抑制できる。

事実、以下に説明する実験により本実施例の現像装置が
良好な結果となることが確認された。

（実験条件） ■現像ロール；現像ロール２１は、外径４０ｍのアルミニウム円柱の周
面をサンドブラスト処理によって粗面化、されている。

但゛し、ロール２１周面のうち、両端近傍の幅８ｍの領
域３５１．３５２は鏡面加工により表面粗さ１μｍ以下
の平滑面としている。こうした加工後に厚さ５μｍの硬
質クロムメッキ処理を施して領［３６のメッキ後の表面
粗さを２μｍとした。この表面粗さの表示はＪＩＳ規格
の１０点平均粗さに準拠した。現像ロール２１０回転周
速度は、１２５ｓ／ｓｅａで、時計回り方向に回転する
。また、現像ロール２１には、直流電源２３及び交流電
源２４より、＋１５０Ｖの直流電圧にピーク値差１．．
８ｋＶ、周波数２ｋｌ−１ｚの交流電圧を重畳した現像
バイアスが印加されている。

■弾性ブレード；弾性ブレード２５は厚さ０．２ｒｔｔｍのリン青銅板に
より形成し、ロール２１に対する圧力（ｐ）は７０ｇ／
ｃｌｌ＋とした。但し、前記圧力（ｐ）は弾性ブレード
２５の長さをβ、ロール２１に対する全圧力をｐＯとし
た時、ｐ＝Ｉ）ｏ／βにて算出した線圧である。

■加圧部材；加圧部材３４１．３４２は、厚さ０．５ｍの燐青銅板か
らなり、かつ弾性ブレード２５の両端部における圧力が
１８０９／αとなるように圧力を設定している。

■非磁性−成分トナー；トナー３１はポリエステル系の樹脂を主成分とし、カー
ボン等の顔料及びその他の添加剤からなるもので、平均
粒径が１２μｍのものを使用した。

■感光体ドラム；感光体ドラム３８はアルミニウム管の周面にセレン系光
導電層を設け、外径を８０ａｉとしたものを使用した。

この感光体ドラム３８の回転周速度は前記現像ロール２
１と同じで、回転方向を前記ロール２１と逆の反時計回
り方向としている。また、感光体ドラム３８表面に形成
される静電潜像の最大表面電位は＋５００Ｖとし、前記
ロール２１に対する表面間距離は最近接位置において０
．２ｚｍとなるように配置した。

しかして、上記条件でトナー容器跋内にトナー３１を収
容すると共に、現像０−ル２１を回転させ、そのロール
２１表面に厚さ約５０μｍのトナー薄層を形成すると共
に、弾性ブレード２５との摩擦帯電によって負電荷を獲
得したトナーをクーロン力により回転する感光体ドラム
３８側に飛翔させ、その感光体ドラム３８の静電潜像に
付着させて現像を行なった。こうした複写サイクルをＡ
４版１万枚のコピーに相当するランニングテストを行な
ったところ、現像装置のトナー容器１１からのトナーこ
ぼれは皆無であった。これに対し、弾性ブレードに加圧
部材を配設していない現像装置の場合には、１万枚コピ
ーで８０ｇのトナーこぼれが認められた。また、両端近
傍の領域を含む全体をサンドブラスト処理により粗面化
した現像ロールを使用し、加圧部材を弾性ブレードに配
設して前記ロールの両端の領域を押圧した状態で同様な
テストを行なったところ、トナーこぼれは少ないが、弾
性ブレードの摩耗が著しく、かつロールの回転トルクが
増大するという問題が生じた。

なお、上記現像ロール周面における凹凸粗面の表面粗さ
は、トナーの平均粒径ｄに対し、０．０５ｄ−０，５ｄ
の範囲にすることが、適正な厚さのトナー薄層を再現性
よく形成できるために好ましい。前記現像ロールの表面
粗さを０．０５ｄ未満にすると、弾性ブレード下におい
てトナー薄層の現像ロールとの間に滑りを生じるため、
充分な画像濃度を得るに足りる厚さのトナー薄層の形成
が困難となる。一方、前記表面粗さが０．５ｄを越える
と、過大な厚さのトナ一層が形成されるため、弾性ブレ
ードとの摩擦に充分に預からない未帯電トナーが増加し
、画像に地力ブリ等の問題を発生する恐れがある。

上記実施例では、加圧部材の形状を平板としたが、第３
図に示すように屈曲した加圧部材３４′を使用してもよ
く、かつ材料についても燐青銅以外の弾性材料で形成し
てもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く、本発明によれればトナーの自己流動
による弾性ブレード両端部への拡がりを抑制すると共に
、現像ロール両端部に形成されるトナ一層を極めて薄く
できることによって、弾性ブレード両端部と現像ロール
との隙間からトナーがこぼれ落ちるのを防止でき、ひい
ては複写装置等の機体内の汚染、画像不良、トナーの浪
費等の問題を解消でき、更に良好な画像濃度を有する現
像像を安定的に形成し得る高信頼性の現像装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す現像装置の概略図、第２
図は本発明の現像装置の要部斜視図、第３図は本発明の
他の実施例を示す現像装置の概略図、第４図は従来の現
像装置を示す概略図、第５図は従来の現像装置の要部斜
視図である。２１・・・現像ローラ、２２１．２２２・・・サイドフ
レーム、２５・・・弾性ブレード、１更・・・トナー容
器、３１・・・トナー、３４ｓ　、３４２．３４−・・
・加圧部材、３５＋　、３５２・・・平滑な領域、３６
・・・粗面化された領域、３８・・・感光ドラム。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】表面に非磁性トナーのみからなる一成分現像剤を担持し
て回転し、該現像剤を静電潜像に供給する現像ローラと
、この現像ローラの表面に圧接して配設され、該現像ロ
ーラ表面に前記現像剤を均一に塗布するための弾性ブレ
ードとを具備した一成分非磁性現像装置において、前記
弾性ブレードの前記現像ローラ周面の両端部近傍に位置
する部分に加圧部材を配設したことを特徴とする現像装
置。（２）現像ロール周面のうち加圧部材が配設される領域
を、表面粗さ１μｍ以下の平滑面としたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の現像装置。（３）現像ロール周面のうち、加圧部材が配設される平
滑面を除く領域をサンドブラスト処理により凹凸粗面と
したことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の現像
装置。（４）凹凸粗面の粗さが、トナーの平均粒径をｄとした
時、０．０５ｄ〜０．５ｄの範囲にあることを特徴とす
る特許請求の範囲第３項記載の現像装置。（５）弾性ブレードを、該ブレードのエッジを除く所定
の面が現像ロール表面に圧接するように配置したことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の現像装置。