JPS6224283A - 現像装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は一般的に現像装置に関し、特に現像剤担持体上
に供給された一成分現像剤を規制部材により所定厚さの
現像剤層とし、この現像剤層を静電潜像に搬送して可視
像に現像する一成分現像装置に関し、ざらに詳しくは、
現像剤担持体上に現像剤の薄層を形成する規制部材に関
する。

従来の技術 静電潜像保持体−ヒに形成された静電潜像を現像する乾
式現像装置としては、従来からトナーとギヤリヤーとか
ら成る二成分現像剤を使用し、キャリヤーとの摩擦帯電
によりトナーに電荷を与えて帯電されたトナーを静電潜
像に静電吸着させる二成分現像装置が盛んに開発され実
用に供されている。このようにトナーとキャリヤーとか
ら成る二成分現像剤を使用した現像方法は充分に実用に
耐え得るものであるが、最近になって現像剤劣化防止の
観点からトナーのみから成る一成分現像剤を使用した一
成分現像方法及び装置が提案されるようになってきた。

このような−成分現像装置として磁性現像剤を使用する
もの、非磁性現像剤を使用するもの、或いは現像剤を静
電潜像保持体に接触させるものと非接触のものがある。

例えば非磁性−成分非接触現像について示すと第５図の
ように構成されるものが知られている。すなわち、現像
剤１を貯蔵したホッパー２の下方には、現像剤１を担持
する現像剤担持体５と現像剤供給部材４とが相互に圧接
し、且つ回転自在に設けられ、現像剤担持体５に現像剤
規制部材を構成する第１ブレード３１が、供給部材４に
第２ブレード３２がそれぞれ接触し現像剤担持体５と対
向して静電潜像６を保持した静電潜像保持体７が回転自
在に設けられ、現像剤担持体５にはバイアス電源８より
直流電圧を重畳した交流バイアス電圧が印加されるよう
にしである。

現像剤１は非磁性−成分系の現像剤であり、スチレン樹
脂やアクリル樹脂等の各種熱可塑性樹脂中にカーボン等
の顔料や含金属アゾ染料等の極性制御剤を分散し、粉砕
、分級によって５〜２０μ乳の大きさとしたものである
。場合によっては流動性を高めるために、現像剤粒子に
対し０．５〜２．０＝１ｉｆｆｉ％の範囲で疎水性シリ
カを添加してもよい。

前記第１ブレード３１はステンレス板で、現像剤担持体
５に圧接し、現像剤１の薄層を現像剤担持体５上に形成
する現像剤規制部材となっていると共に、第２ブレード
３２は現像剤１がこぼれ落ちない程度の接触圧で供給部
材４に接触している。

供給部材４は、金属性の芯金４８にウレタンゴム等の弾
性体４ｂを円筒状に接着した形状をしており、現像剤担
持体５の表面に圧接している。現像剤担持体５は例えば
ステンレス製のあるいはフェノール樹脂を導電化したロ
ールで構成される。

しかして、ホッパー２内の現像剤１は重力によって供給
部材４の弾性体４ｂ上に供給され、供給部材４と現像剤
担持体５との摺擦により摩擦帯電されて電荷が与えられ
ると共に現像剤担持体５に送られ、第１ブレード３１に
よって所定厚さの薄層の現像剤層が現像剤担持体５上に
形成され、さらに第１ブレード３１と現像剤１及び現像
剤担持体５との間でも摩擦帯電されて一様な電荷が与え
られる。このために、現像剤担持体５上の現像剤は十分
に電荷が与えられ薄層状態となる。

この現像剤層は、現像剤担持体５にバイアス電圧を印加
しながら現像剤担持体を回転することにより静電潜像保
持体７に対向する位置に送られ、静１！潜像６と現像剤
担持体５との間の電界により静電潜像６に向けて飛翔し
、静電潜像６上に付着させられて可視像に現像される。

発　が　決しようとする間　。

上述したような従来の一成分現像装置においては、規制
部材である第１ブレード３１と現像剤担持体５との間の
接触圧は、５０〜５００ｇ／ｃｌｌ＋に設定され、この
接触圧は規制部材３１の弾性力により与えられているた
め、上記接触圧の均一性は現像剤担持体５上の現像剤１
ｉ１ａに大きな影響を与えることになる。すなわち、規
制部材３１と現像剤担持体５と接触圧が均一でない場合
には、現像剤担持体５上の現像剤１１１ａは均一状態と
ならない。そして、現像剤１が規制部材３１と現像剤担
持体５との間を通過し現像剤層１ａとされる際には、規
制部材３１は現像剤１によりＩＩＩＬＬ、上げられ、一
定量の現像剤１の通過が許容されている。

このため、このような現像装置を長時間使用した場合に
は、摩擦熱や機械的な塑性が主たる原因で現像剤１が規
制部材３１にフィルム状に付着し、規制部材３１と現像
剤担持体５との間で均一な接触圧が得られないため、現
像剤担持体５上の現像剤層１ａを経時的に均一状態に保
つことは困難であるという問題点があった。また高速複
写機に上　　　　　□述したような現像装置を適用する
ために、現像剤担持体５を高速回転させた場合にも、同
様の問題が生じていた。

更に特開昭４７−１３０８８号、特開昭４７−１３０８
９号に開示されるトナー分配ブレードは、　　　　゛円
形の先端を有するポリテトラフルオロエチレン等からな
るドクターブレードで、これを１〜３個　　　　　−使
用している。一方加圧現像表面は、例えば樹脂−グラフ
フィトで形成し、その下層には可撓性導電体及び弾力性
の裏打ち材が設けられている。しかしこのような構成に
おいても、より高品位なコビー画像を得るのに必要な現
像剤薄層を形成するに至らず実用化されていない。

本発明の目的は規制部材と現像剤担持体との間で均一な
接触圧を得ることができ、現像剤の帯電性を損わないで
均一な現像剤層を安定して得ることのできる現像装置を
提供することである。

問題点を解決するための 上述した従来技術の問題点を解決するために、本発明は
、現像剤担持体と、該現像剤担持体に当接して現像剤の
薄層を現像剤担持体上に形成すると共にａ！擦帯電によ
り現像剤に電荷を付与する規制部材とを設けて、静電潜
像保持体上の静電潜像に応じて選択的に現像剤を付与し
可視像とする現像装置において、前記規制部材は現像剤
担持体と″の少なくとも接触部において軟弾性体で形成
されており、Ｓ　−軟弾性体の初期応力、Ｓ　　　−５
０５分 分俊の応力、とすると、該軟弾性体は５０μｍ変位させ
た場合の応力緩和率、すなわち（ＳｏＳ）／Ｓ□ｘ１０
０が５゛０％以下に設定されて５分 いることを特徴とする現像装置を提供する。

また応力緩和率を変更する手段としては、（ａ）ゴムの
硬度を変える、 （ｂ）ゴムの損失係数を変える、 （Ｃ）ゴムの材料を高分子にする、 等によって適宜なし得る。

本発明の望ましい実ＩＭ態様によれば、現像剤規制部材
は現像装置本体に取付けられる弾性体と該弾性体の先端
で現像剤担持体の周面と当接する軟弾性体とからなり、
このうち゛弾性体としては、リン青銅、ケイ素鋼、ステ
ンレス鋼等から成る板厚０．０３〜０．５ａｍの板バネ
材を用いるのが望ましい。軟弾性体としては、シリコー
ンゴム、エヂレンプ０ピレンゴム、スチレンブタジェン
ゴム、エビクロルビドリンゴム、クロロブレンゴム、ブ
チルゴム等のＪＩＳ規格ゴム硬度１０度〜７０度のもの
を用いるのが望ましい。

この規制部材によって形成された現像剤薄層は、現像剤
担持体に直流重畳交流バイアス電圧を印加しながら現像
剤担持体を回転することにより静電潜像保持体に送られ
、静電潜像保持体上の静電潜像と現像剤担持体との間の
電界により現像剤は静電潜像に向けて飛翔し、該静電潜
像上に選択的に付着させられて静電潜像を可視像にする
。

作　　　用 規制部材を現像剤担持体との接触部において軟弾性体で
構成したことにより、例えば粗大なトナー粒子が軟弾性
体と現像剤担持体との接触領域内に入り込んだ場合には
、軟弾性体は粗大トナー粒子の部分のみで変形する。こ
のため、トナー粒子に加わるストレスが必要以上に大き
くなることを防ぐことができ、さらに接触域において、
規制部材と現像剤担持体との間隙が不必要に大きくなっ
て必要以上に他の微細トナー粒子が入り込む恐れをなく
すことができる。また、規制部材と現像剤担持体との間
に異物が入り込んだ場合、軟弾性体が軟弾性体の性質で
常に現像剤担持体との閂で機械的に振動するため、異物
を容易に除去することができ又異物除去後、軟弾性体の
異物によるへこみ部分は速やかに元の状態に復帰する。

これにより、均一な現像剤層を経時的に常に安定して現
像剤担持体上に形成することが可能となる。

さらに軟弾性体の応力緩和率を上述したように設定した
ので、現像剤担持体上の現像剤層に筋が発生することな
く常に均一な現像剤層を長時間安定して供給することが
できる。

実　　施　　例 以下本発明を図面に示す一実施例に基づいて詳　　　　
　□ＩＮＣ＊１ｌｔ８Ｃ＆に−１６，Ｑ工。１□、おい
工、　　　　［第５図に示した従来装置と実質上同一の
構成部分については同一の符号を付することにする。ざ
らに第５図の従来装置と同一構成部分については、その
説明を省略することにするのでそれらの部分についての
説明については第５図についての説明図を参照されたい
。例えば本発明の実施例に用いた現像剤は第５図の現像
装装置に用いた現像剤と実質的に同一であり、さらに供
給部材４及び現像剤担持体５の構成も実質的に同一であ
る。

本発明において、特徴的なことは、規制部材１０が現像
剤担持体５との接触部において軟弾性体１０ｂで形成さ
れ、該軟弾性体１０ｂは、それを５０μｍ変位させた場
合の応力緩和率＝（Ｓｏ−・Ｓ　　）／Ｓｏ×１００が
５０％以下に設定され。

５分 ていることである。ここで、Ｓｏ−軟弾性体の初期応力
、８５　分−５分後の応力である。第１図に示すように
、規制部材１０は厚さ０．１ａＩ＋のステンレス鋼Ｓ　
ＬＪ　Ｓ　３０４　ｃ　ｓ　ｐ　３　／　４　Ｎから形
成されるバネ板材１０ａと、該バネ板材１０ａに接着さ
れたＪＩＳゴム硬度５０度のシリコーンゴム１ｏｂとか
ら構成される。

現像剤規制部材１０はまず軟弾性体のシリコーンゴムと
して、ＫＥ６５０−Ｕ、ＫＥ８５０−Ｕ。

ＫＥ５５４−ＬＪ、ＫＥ５５５−ＵＳＫＥ７５２−Ｕ（
以上信越シリコーン株式会社製）あるいはＴＳＥ２２１
、ＴＳＥ２７０、ＴＳＥ２６０　（以上東芝シリコーン
株式会社製）等の熱加硫型シリコーンゴムを単独又は混
合して型に入れて加熱、加硫したのち冷却してゴム状に
する。こうして得られたゴムをカッターにより、厚さ１
履、幅１０ｍ。

長さ３００履に切断し、軟弾性体９として前記弾性体８
の板バネ表面に接着剤を用いて加熱圧着する。

規制部材１０がこのような構成をとることにより、軟弾
性体としてのゴム部材１０ｂが現像剤担持体５と接触す
ることとなる。規制部材１０と現像剤担持体５との接触
圧ｔ、ｔ　５０〜５００９　／　ｃｍが適当である。

現像剤１としては、スチレンアクリル系バインダー中に
ニグロシン染料、カーボンを含有したプラス帯電トナー
を用いた。現像剤担持体５のバイアス電圧としては、直
流３００Ｖに交流２０００ｖ１周波数１〜３ｋＨｚを重
畳したものを使用し、また回転速度については、周速１
２７ｓ＋／秒で駆動した。

このように構成された現像装置を用い、現像剤１中に粗
大トナー粒子と更に粗大な異物（例えば紙粉）を混入し
現像剤担持体５上の薄層形成状態及びコピー画質を観察
した。その結果、粗大なトナー粒子によると患われる現
像剤ＩＪｉの欠陥は見出せず、異物による影響と思われ
る欠陥としてピンホール状の抜けがわずかに発見される
だけで、筋状に現像剤層が抜けたり異物の周囲で現像剤
層が乱れるような現象はなかった。また長時間使用した
後においても規制部材の軟弾性体面に異物等がくっつい
たり、停滞することもなかった。更に、同様の状態でコ
ピーをとりコピー画像を観察したところ異物等による画
像欠陥は発見できない程高品位であった。

次に第２図を参照すると、ゴム部材１０ｂの応力緩和率
を変化させた場合に、現像剤担持体５上の現像剤の層形
成が筋の発生無く均一に保たれているまでの現像剤担持
体５の連続回転時間をプロットした結果が示されている
。第２図の実験に使用した現像装置の条件は以下の通り
である。ずなわち規制部材１０の接触圧は１００９／ｃ
ｍであり、現像剤担持体５は１０〜１０１２Ω・１の高
抵抗フェノール樹脂を使用し、周速１５０ｍ５＋／秒で
回転する。第２図のグラフにおいて、バラ（×）印は層
形成が均一で筋の発生が無いことを示しており、黒点（
・）印は筋が発生したことを示している。

第２図のグラフから明らかなように、ゴム部材　　　　
　１１０ｂを５０μｍ変位させた場合の応力緩和率、す
なわち（Ｓ　　−８）／Ｓ　　Ｘ１００が５００　５分
　　　Ｏ ％以下になると、現像剤担持体５上の現像剤層に筋が発
生することなく、均一な現像剤層を長時間安定して供給
できることが認められる。

上述したように構成した規制部材１０を有する本発明の
現像装置の作用について以下に説明することにする。ホ
ッパー２内の現像剤１は重力によって供給部材４の弾性
体４ｂ上に供給され、供給部材４と現像剤担持体５との
摺擦によりｍ擦帯電されて電荷が与えられたあとに現像
剤担持体５に送られ、規制部材１０によって所定厚さの
薄層の現像剤層１ａが現像剤担持体５上に形成されると
　　　　　：ＪＨＣ、［１１１ｍ＄４１４１０　＆１！
［ＩＪ　１．１ｍｍ＃Ｉｉ［（７ｋ　　　　：５との間
でも摩擦帯電されて現像剤に一様な電荷が与えられる。

このために、現像剤ｒｌａは十分　　　　　、。

に電荷が与えられた状態となると共に、均一な厚。。Ｉ
＠＊ＪＪ１１ａｕ、Ｔｉｔｍ＊ＪｍｊＭｍ　５　ｋ：／
、−１’７　　１：さの１ｕｉｙに形成される。

スミ圧を印加しながら現像剤担持体５を回転することに
より、静電潜像保持体７に対向する現像領域に送られ、
静電潜像６と現像剤担持体５との間の電界により静電潜
像６に向けて飛翔し、静電潜像６上に付着させられて可
視像に現像される。

このように、供給部材４と現像剤担持体５との摩擦及び
現像剤担持体５と規制部材１０との摺擦によっても現像
剤が摩擦帯電されて電荷が与えられるので、現像剤には
十分なる電荷が与えられると共に、規制部材１０がバネ
板材１０ａ及び軟弾性体１０ｂとの二層構成により構成
され、さらに軟弾性体１０ｂの応力緩和率が上述したよ
うに設定されているので、現像剤担持体５上に常に安定
した均一な現像剤Ｒ層を形成することができ、こ、のた
め静電潜像保持体７上の静電潜像６を忠実に現像するこ
とができる。現像領域を通過した現像剤担持体５上には
、現像に寄与しなかった現像剤が不均一な状態で残存し
、この残存現像剤の一部は供給部材４で回収され、且つ
現像剤が存在しない部分には供給部材４により現像剤１
が供給されて、はぼ均一な状態に修正されたあとに再び
規制部材１０で所定厚さの薄層の現像剤Ｐ！１１ａが現
像剤担持体５上に形成される。

次に第３図及び第４図を参照すると、これらのグラフは
それぞれ、現像剤担持体５の連続回転時間に対して現像
剤担持体上の現像剤の搬送量、帯電量の変化を経時的に
示している。なお第３図及び第４図において、ゴム部材
１０ｂはシリコンゴムから成り、５０μｍ変位させた場
合の応力緩和率の値は１１％に設定されている。第３図
及び第４図のグラフから明らかなように、現像剤担持体
５の連続回転時間が変化したとしても、現像剤担持体上
の現像剤の搬送量、帯電ｍはあまり変化せず、均一な現
像剤層が現像剤担持体上に安定して形成されることが理
解される。

更に本実施例では、軟弾性体としてシリコーンゴム材を
用いて説明したが、他のエチレンプロピレンゴム、スチ
レンブタジェンゴム、エビクロルビドリンゴム、クロロ
プレンゴム、ブチルゴム等を用いた場合においても略同
様の効果を奏することができた。

また非磁性−成分現像装置に適用した例を示したが、も
ちろん磁性トナーであっても二成分タイプの現像剤であ
っても、トナーのみの薄層を形成する課程を含む構成の
ものであればいずれにも本発明を適用することができる
。

発明の効果 本発明は以上説明したように構成したので、規制部材の
弾性力により規制部材と現像剤担持体との間では常に均
一な接触圧と振動を経時的に得ることができるため、現
像剤薄層に筋が発生することなく常に均一な現像剤薄層
を安定して現像剤担持体上に形成することができるとい
う効果を奏する。またトナー以外の異物がｍ　１１１ｍ
材と現像剤担持体との間に詰った場合にも、規制部材の
振動により容易に除去することができる。

従って、長時間の使用あるいは高速回転の使用において
も、現像剤担持体上に均一な現像剤層を安定して得るこ
とができ、これにより本発明の現像装置を電子写真複写
機に適用した場合には、鮮明な複写画像を得ることが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による現像装置の概略構成図
、 第２図はゴム部材の応力緩和率の値を変化させた場合に
、現像剤担持体上の現像剤層に筋が発生するまでの現像
剤担持体の連続回転時間を示すグラフ、 第３ＦＩＪは現像剤担持体の連続回転時間に対して現像
剤担持体上の現像剤の搬送量の経時的変化を示すグラフ
、 第４図は現像剤担持体の連続回転時間に対して現像剤担
持体上の現像剤の帯電量の経時的変化を示すグラフ、 第５図は従来の一成分現像装置の概略構成図である。 １・・・現像剤、　　　　　　２・・・ホッパー、３１
・・・第１ブレード（規制部材）、４・・・現像剤供給
部材、　　５・・・現像剤担持体、７・・・静電潜像保
持体、　　８・・・バイアス電源、１０・・・規制部材
、　　　　１０ａ・・・バネ板材、１０ｂ・・・軟弾性
体（ゴム部材）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 現像剤担持体と、該現像剤担持体に当接して現像剤の薄
   層を現像剤担持体上に形成すると共に摩擦帯電により現
   像剤に電荷を付与する規制部材とを設けて、静電潜像保
   持体上の静電潜像に応じて選択的に現像剤を付与し可視
   像とする現像装置において、前記規制部材は現像剤担持
   体との少なくとも接触部において軟弾性体で形成されて
   おり、Ｓ＿０＝軟弾性体の初期応力、Ｓ＿５＿分＝５分
   後の応力、とすると、該軟弾性体は５０μｍ変位させた
   場合の応力緩和率、すなわち（Ｓ＿０−Ｓ＿５＿分）／
   Ｓ＿０×１００が５０％以下に設定されていることを特
   徴とする現像装置。