JPS63218978A - 静電潜像現像装置 - 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、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形
成装置に使用される静電潜像現像装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来、前記現像装置の一態様として、外周部にキャリア
を磁気的に保持した現像スリーブと、外周部に微小凹部
を有し、前記現像スリーブに対向配置されたトナー供給
ローラと、該トナー供給ローラの回転方向に向かって配
設され、先端部を前記トナー供給ローラの外周部に圧接
した規制ブレードとを備゛え、前記供給ローラの回転に
基づいて、前記規制ブＬ、−ドの圧接部でトナー供給ロ
ーラの外周部にトナーの荷電薄層を形成し、これを前記
現像スリーブのキャリアで掻き取り、現像スリーブ上で
トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を調整するよ
うにしたものが提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前記現像装置では、第２図に示すように
、規制ブレード（１８）とトナー供給ローラ（ｌ）との
接点（Ｐ、ｌｌ）から規制ブレード（１８）の先端（Ｐ
ｌ）までの距離、つまり、規制ブレード（Ｉ８）の突出
長Ｃ（Ｄの長さにより現像特性が大きく異なる。

即ち、突出長（１２）が短か過ぎると、一旦トナー供給
ローラ（１２）に保持されたトナーが規制ブレード（＋
８）の先端で掻き落とされトナー供給備が不足し、連続
コピーを行うと画像濃度が低下して薄い画像になるとい
う問題がある。

逆に、突出長（Ｑ）が長過ぎると、規制ブレード（１８
）とトナー供給ローラ（１２）とで形成される楔状部（
３０）に大量のトナーが入り、これがそのまま供給ロー
ラ（１２）および現像スリーブに供給されてトナーの供
給過剰となり、粉煙を生じて画像にかぶりが出たり、周
辺にこぼれたトナーにより機内が汚染されるという問題
点がある。

また、これを防止するために、規制ブレード（１８）の
トナー供給ローラ（１２）に対する圧接力を大きくする
と、トナーがトナー供給ローラ（ｌ）の周面に融着する
という問題点か生じる。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、前記問題を解決するためになされたもので、
第２図を用いて説明すると、規制ブレード（１８）の、
該規制ブレード（１８）とトナー供給ローラ（１２）と
の接点（ＰＧ）から先端（Ｐｌ）までの突出長ＣＱ）を
、 ０＜Ｑ＜＄百＝］ゴ）Ｊ　　Ｒ下 Ｒ・・・ローラ半径 ｄ・・・現像剤の平均粒径 に設定したものである。

（実施例） 以下、本発明を一実施例である図面に従って説明する。

第１図は本発明にかかる現像装置（１）を備えた複写機
の現像部を示し、現像装置（１）は感光体ドラム（１０
０）の側部に配置されており、感光体ドラム（＋００）
の表面を帯電、露光して形成されている複写画像の静電
潜像に対してトナーを供給し、これを可視像化するもの
である。

前記現像装置（１）は、概略、ケーシング（３）とカバ
ー（３ａ）とで構成される現像槽（２）内に、感光体ド
ラム（１００）側から順次右方に向かって現像スリーブ
（４）、トナー供給ローラ（ｌ）を配置し、トナー供給
ローラ（１２）の後方にはトナー収容槽（２２）が形成
されている。

現像スリーブ（４）は、導電性非磁性材、例えばアルミ
ニウムからなる円筒体で、表面にはブラスト処理にて微
小凹部が形成されており、矢印（ａ）方向に回転駆動さ
れる感光体ドラム（１００）と現像ギャップ（Ｄｓ）を
もって対向し、反時計回り方向［矢印（ｂ）方向］に回
転駆動可能としである。

また、現像スリーブ（４）と接地間には直流の現像バイ
アス電源（５）（現像バイアス電圧：Ｖｂ）が接続して
あり、現像バイアス電源（５）のマイナス側が現像スリ
ーブ（４）に接続されている。

現像スリーブ（４）の内部に収容されている磁気ローラ
（６）は、軸方向に磁極を延設した複数の磁石を、前記
磁極が外周部にＳ極、Ｎ極交互に位置するように配置し
たもので、第１図に示す状態に固定されている。

現像スリーブ（４）の感光体ドラム（１００）側上方に
は、カバー（３ａ）に取り付けた主現像剤撹拌板（７）
が穂高規制ギャップ（Ｄｂ）をもって対向している。ま
た、現像スリーブ（４）の右斜め上方には、カバー（３
ａ）の支持部（８）に取り付けた補助現像剤撹拌板（９
）が対向しており、前記主現像剤撹拌板（７）と共に、
現像スリーブ（４）の上方に空室（１１）を形成してい
る。

なお、前記補助現像剤撹拌板（９）には、現像スリーブ
（４）の軸方向にスリット（１０）が形成されている。

トナー供給ローラ（１２）は、アルミニウムなどの導電
性非磁性材で形成され、表面には微小四部が形成されて
おり、現像スリーブ（４）の背面側に供給ギャップ（Ｄ
ｓｓ）をもって対向配置され、矢印（ｃ）方向に回転駆
動可能としである。

また、このトナー供給ローラ（１２）は、交流電源（１
３）、直流電源（１４）を介して接地されており、トナ
ー供給ローラ（１２）には直流に交流を重畳した回収バ
イアス電圧が印加されている。

トナー供給ローラ（ｌ）の背面側上方には、隔壁（＋５
）が支軸（１６）を中心に回動可能に取り付けてあり、
この隔壁（１５）の上端部には現像槽（３）の上部後端
部に一端を取り付けた圧接スプリング（１７）の他端が
係止してあり、隔壁（１５）は常時矢印（ｅ）方向に付
勢されている。そして、これによって、隔壁（Ｉ５）の
下部に取り付けた規制ブレード（１８）か、トナー供給
ローラ（１２）の外周面に、その回転方向に対向して圧
接させである。

なお、曲記規制ブレード（１８）としては厚さ１００μ
ｍのリボン鋼からなるメタルブレードが使用され、その
圧接圧は１．０ｇ７ｍｍとしである。

また、規制ブレード（１Ｂ）と前記補助現像剤撹拌板（
９）とはシート（１９）で連結され、トナー供給ローラ
（１２）の上方に空室（２０）が形成されている。

また、トナー供給ローラ（１２）の下方には、ケーシン
グ（３）に取り付けたトナー戻り防止フィルム（２１）
が、トナー供給ローラ（ｌ）の回転方向に沿って圧接し
ている。

トナー収容槽（２２）は、前記隔壁（１５）、規制ブレ
ード（１８）、トナー供給ローラ（１２）、トナー戻り
防止フィルム（２１）、で現像槽（３）の後部を仕切っ
て形成されており、このトナー収容槽（２２）の内部に
は撹拌棒（２３）が、矢印（ｄ）方向に回転駆動可能に
取り付けである。

以上の構成からなる現像装置の動作について説明する。

まず、現像スリーブ（４）の外周部および空室（ｌｌ）
にマイナス帯電性の磁性キャリアとプラス帯電性の絶縁
性トナーとの混合物からなるスタータを装填し、トナー
収容槽（２２）内に前記絶縁性トナーを装填する。この
際、空室（１１）内には面記スタータに替えて磁性キャ
リアのみを装填してもよい。そして、これによって現像
装置（１）による静電潜像の現像が可能となる。

この状態で図示しないプリントスイッチがオンされると
、現像スリーブ（４）Ｊナー供給ローラ（１２）、撹拌
棒（２３）がそれぞれ矢印（ｂ）　、　（ｃ）　、　（
ｄ）方向に回転する。

以上のごとく現像装置（１）が動作することによって、
トナー収容槽（２２）の底部において、トナーは撹拌棒
（２３）の撹拌作用によりトナー供給ローラ（１２）に
向けて移動し、トナー供給ローラ（【２）の表面微小凹
部に取り込まれる。

トナー供給ローラ（ｌ）に保持されたトナーは矢印（ｃ
）方向に搬送されて規制ブレード（１８）によって余分
なトナーが掻き取られるとともに、その接触により予備
帯電されて、現像スリーブ（４）との対向部しトナー供
給領域（Ｙ）］に搬送される。

トナー供給領域（Ｙ）では、現像スリーブ（４）上に保
持されている現像剤にトナーが供給される一方、現像ス
リーブ（４）上の過剰トナーがトナー供給ローラ（１２
）に回収される。なお、このトナーの供給、回収動作は
、現像スリーブ（４）とトナー供給ローラ（１２）に印
加されているバイアス電圧差に基づいてなされる。

現像スリーブ（４）に供給されたトナーは、現像スリー
ブ（４）の周面上に保持されているキャリアとともに、
その回転に基づいて矢印（ｂ）方向に搬送され、補助現
像剤撹拌板（９）によって現像剤の大部分が塞止められ
る。

そして、現像剤は後から搬送されてくる現像剤に押され
て、補助現像剤撹拌板（９）に沿って反り上がり、スリ
ット（１０）を通り、下流側の空室（１１）に送り込ま
れる。残る現像剤は補助現像剤撹拌板（９）と現像スリ
ーブ（４）とのギャップを通過して下流側の空室（１１
）に至る。

空室（１１）に達した現像剤は、主現像剤撹拌板（７）
によって塞止められ、これに沿って空室（１１）内を反
時計回り方向に回転しつつ反り上がり、逆流落下し、前
記スリット（１０）を通過してくる現像剤と合流して混
合される。

このようにして、十分混合撹拌された現像剤の一部が、
主現像剤撹拌板（７）と現像スリーブ（４）との穂高規
制ギャップ（Ｄｂ）を通過して磁気ブラシを形成し、該
磁気ブラシは現像領域（Ｘ’）において感光体ドラム（
１００）の表面を摺擦し、その表面上の静電潜像を現像
して顕像化する。

現像領域（Ｘ）を通過した後、現像スリーブ（４）の周
面に残存する現像剤は、引き続き現像スリーブ（４）の
回転に基づいて矢印（ｂ）方向に搬送され、トナー供給
ローラ（ｌ）との対向部であるトナー供給領域（Ｙ）１
こ至ると、現像スリーブ（４）とトナー供給ローラ（ｌ
）との間でトナーの供給１回収動作が行なわれる。

そして、現像スリーブ（４）に供給されたトナーは再び
空室（２０）、（Ｉ　１　）に達すると、ここで十分混
合撹拌された現像剤が現像スリーブ（４）の表面に均一
に補充され、前回の現像で消費したトナーの消費パター
ンが消去される。

一方、トナー供給ローラ（１２）に回収されたトナーは
その微小凹部に入り、トナー戻り防止フィルム（２１）
との間を通り、トナー収容槽（２）に至ると、再び微小
凹部にトナーが補充される。

ところで、前述したように、規制ブレード（１８）のト
ナー供給ローラ（１２）に対する圧接状態により現像特
性は大きく異なる。

そこで、本発明にかかる現像装置（２）では、下記する
実験１．２の結果をもとに、規制ブレード（１８）が設
定されている。

実験１ 本実験では、トナーとして平均粒径１０μｍのものを用
い、規制ブレード先端（Ｐｌ）とトナー供給ローラ（１
２）との開口幅（δ）と、トナー供給ローラ（ｌ）に付
着するトナー量、即ち、トナー供給量との関係を調べた
。

その結果、第３図に示すように、開口幅（δ）が約２０
μｍＯナー平均粒径の約２倍）まではトナー供給ｍが安
定しているものの、それよりも大きくなると、トナー供
給量が著しく多くなり制御不能になることが判明した。

実験２ 本実験では、前述の実験ｌと同様に、平均粒径ｌＯμｍ
のトナーを用い、前記開口幅（δ）と、トナー供給ロー
ラ（１２）上に供給された規制プレート’（＋８）通過
後のトナーの帯電量との関係を調べた。

その結果、開口幅（δ）が約２０μｍまでは帯電量が安
定しているものの、それよりも大きくなると、トナーの
帯電量が著しく低下することが判明した。

以上の実験より、平均粒径１０μｍのトナーの場合、開
口幅（δ）−約２０μｍで、開口幅−付着量、開口幅−
帯電量の関係を示す曲線の曲率が最大になる臨界状態に
なるという結論が得られた。

次に、平均粒径２０，３０μｍのトナーを用いて前述と
同様に実験１．２を行い、それぞれの曲率最大点（臨界
点）に対応する開口幅（δ）を調べ、その結果を第５図
にプロットした。

この図から明らかなように、安定的にトナーの供給、帯
電をしうる最大開口幅（δ）は、トナー平均粒径の約２
倍以下であることが確認される。

一方、開口幅（δ）を平均粒径（ｄ）の２倍に設定した
場合、規制ブレード（Ｉ８）の突出長（σ）は第２図に
示す図から明らかなように下記する式のようになる。

ｙ＝６”面１ア］Ｆ Ｒ・・・ローラ半径 ｄ・・・現像剤の平均粒径 そこで、本発明では、突出長（のを ０＜Ｑ＜　（Ｒ＋２ｄ）”］Ｆ の範囲で適宜設定しである。

したがって、トナー供給ローラ（１２）によって一定量
のトナーが安定的に現像スリーブ（４）の表面に供給さ
れるとともに、トナー供給ローラ（ｌ）の表面に保持さ
れたトナーは一様に規制ブレード（１８）と接触して所
定の電荷が付与される。

なお、前記実施例では、規制ブレード（Ｉ８）としてリ
ボン鋼のメタルブレードを使用するものとしたが、これ
に限らず、ゴム材からなる弾性ブレードを使用するもの
としてもよい。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明にかかる現像装置
では、ブレード先端部のこれとローラとの接点からの突
出長（１２）を、 ｏ＜１＜　ｒ正Ｔ］ゴ）！　　Ｒ２ Ｈ・・・ローラ半径 ｄ・・・現像剤の平均粒径 に設定している。

したがって、ブレード先端とローラ表面との開口幅がト
ナー平均粒径の２倍以下に設定され、ローラの表面を搬
送される現像剤の搬送量が安定するとともに、ローラの
表面に保持された現像剤は、ブレードとの接触によって
所定の電荷が付与される。

このｌこめ、トナー供給不足に伴う、画像濃度の低下、
また、トナー供給量過多によるかぶり、機内汚染という
ことはなく、安定濃度の画像、鮮明な画像を安定的に得
ることができるとともに、機内を清潔な状態に維持する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は現像装置の断面図、第２図は規制ブレード先端
の拡大断面図、第３図はブレード先端の開口幅とのトナ
ー付着量との関係を示す図、第４図は開口幅とトナー帯
電量との関係を示す図、第５図はトナー平均粒径と臨界
点との関係を示す図である。 １・・・現像装置、４・・・現像スリーブ、６・・・磁
気ローラ、８・・副現像剤攪拌板、１２・・・トナー供
給ローラ、ρ・・・突出長、Ｒ・・・トナー供給ローラ
半径、ｄ・・トナー平均粒径。 の　　　　　　ψ　　　　　　す　　　　　　Ｎ　　　
　　　　　０８　　　♀　　　８゜ 省 冨口甥　　　篭

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転駆動するローラと、該ローラの外周部に、先
   端側を前記ローラの回転方向に向かって圧接させたブレ
   ードとを備え、前記ローラの回転に基づいて、前記ブレ
   ードで規制しつつ前記ローラの外周部に現像剤を保持し
   て搬送する静電潜像現像装置において、前記ブレードの
   、これと前記ローラとの接点から先端までの突出長（ｌ
   ）を、０＜ｌ＜√［（Ｒ＋２ｄ）＾２−Ｒ＾２］ Ｒ・・・ローラ半径 ｄ・・・現像剤の平均粒径 に設定したことを特徴とする静電潜像現像装置。