JPH0321968A - 一成分現像装置 - 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〕 本発明は一戒分系トナーを使用して静電潜像を現像する
ための一戊分現像装置に関する。

〔従来の技術〕

カールソンの米国特許第２，２９７，７９１号に開示さ
れている電子写真の方法は、『光導電性絶縁層を有する
感光体を一様に帯電させ、像露光により静電潜像を形成
し、これを例えば、検電松のような物質で可視像化、す
なわち現像し、その後用紙に転写定着を行うｊという方
法である。この静電潜像を現像する方法として、カスケ
ード現像法、磁気ブラシ現像法、液体現像法がよく知ら
れている。

一方、他の重要な現像方法に米国特許第２．８９５，８
４７号に開示されたドナーと呼ばれるトナー担持部材を
使用した転写現像がある．この特許に述べられている転
写現像は、 ■、トナー層と感光体が非接触でトナーがこの間隙を飛
躍する場合、 ■、トナー層が感光体と回転接触する場合、■、トナー
層が感光体と接触し画像部をすべる場合 の総称であり、タッチダウン現像法としてもよく知られ
ている。代表的な先行技術としては特開昭５４−５１ｇ
４８号、実開昭５８−１４６２４９号、及び米国特許３
，３７２，（ｉ７５号、同３、４２６、７３０号が挙げ
られる． また、本発明者等は先に軟弾性体を支持体の先端部から
突出させて取着した一成分現像装置を出願した（特願昭
６３−１９００４３号）．第８図はこの磁性一戒分現像
装置の概要図、第９図はトナー量規制部材と現像剤担持
体との圧接状態を示す図で、第９（ａ）図はその側面図
で、第９（ｂ）図はその斜視図である。

図中ｌは静電潜像２を保持できる光導電性ドラムからな
る静電潜像保持体であり、現像装置は光導電性ドラム１
と対向する位置に近接して配置されている。この現像装
置は一威分系磁性トナーを収容するためのホッパー３と
、内部に回転しないように固定された複数の磁極を交互
に配設してなる磁石ロール５、磁石ロール５の周囲に回
転自在に支承された非磁性円筒状のスリーブ６からなる
現像剤担持体、更に該スリーブ６上の付着磁性トナー量
を規制するためにスリーブ６に圧接して配置されたバネ
部材からなるトナー量規制部材７とから構成されている
。スリーブ６、トナー量規制部材７はホンパー３内に配
設されており、またスリーブ６は現像領域Ａで光導雷性
ドラムｌと近接して配置されている。このように配置さ
れた現像装置において、ホッパ−３内に収納された一或
分系磁性トナーは、磁石ロール５の磁力により現像剤担
持体におけるスリーブ６面上に保持されると共に、スリ
ーブ６を回転させ、バネ部材からなるトナー量規制部材
７によりスリーブ上の付着トナー量が０．５乃至２．０
■／一に制御され、光導電性ドラム１とスリーブ６が対
向する現像領域Ａへと送り込まれる。スリーブ６には交
流高圧電源８及び直流電ａ９により直流重畳交流電圧が
印加されており、現像領域Ａにおいて光導電性ドラムｌ
上の静電潜像２を磁性トナーで現像するものである。

また非磁性一或分系現像剤を使用する場合は、第１０図
に示すように、ホソバー３内に非磁性一或分現像剤が収
納されており、この現像剤４は現像剤担持体と同し周速
で矢印方向に回転する供給部材１３によって現像剤担持
体へ供給される。現像剤担持体には、板バネ材７ａと軟
弾性部材７ｂが所定圧力で接触するように配置されてい
る。現像剤担持体に供給された現像剤４は現像剤担持体
の回転によりトナー！規制部材７の位置まで搬送され、
所定の均一な薄層とされると共に所望の電荷が付与され
、静電潜像担持体１との対向位ＺＡへと送られる。現像
剤担持体には交番電圧が印加されており静電潜像保持体
１と現像剤担持体との間隙に生した交番電界によって現
像剤は静電潜像保持体ｌへ飛躍し静電潜像を現象するも
のである。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般に、現像領域八に送られるトナー量、すなわち現像
剤担持体上のトナー量を均一で安定して得るには、軟弾
性部材７ｂが現像剤担持体の軸ならびに周方向へ如何に
均一に圧接しているかにより決定される。

上記のような従来の現像装置においては、トナー量規制
部材における支持体としてバネ材を使用しており、第８
図に示すように現像剤担持体上のトナー量は、トナー規
制部材のバネ部材のたわみ角θ，、即ち現像剤担持体へ
の接触圧力によって変化し、現像に必要なトナー量であ
る０，５〜２．０■／ｃＪＡは、そのたわみ角を調整す
ることにより接触圧を調整して得られている。

しかしながらトナー量規制部材をバネ部材により形成す
ると、トナー規制部材の現像剤担持体への接触圧力によ
って、トナー量が大きく変化するため、トナー量規制部
材を現像剤担持体へどのように配置させるかが重要な問
題である．例えば第１１図に示すようにトナー量０．６
〜０．８■／一を得ようとすると、接触圧力を５〜９ｇ
／ｃｍとする必要があり、そのためにトナー規制部材７
における支持部材７Ｃを一定のたわみ角θゎを持たせて
固定する際に、第１２図に示すように支持部材７ａの設
定角度をθ，±０．４　　’の狭い範囲に厳しく規定し
て固定する必要が生し、固定部７Ｃへの支持部材７ａの
設定操作が困難である。

またトナー量規制部材７をバネ板材により形威している
ことにより、長期にわたってコピーをとるとバネ板材７
ａの微小変形や、軟弾性部材７ｂの変形が生して、トナ
ー規制部材の現像剤担持体への接触圧力が変化したり、
軟弾性部材の現像剤担持体への圧接位置、圧接部分の巾
が変化し、現像剤担持体上のトナー量が徐々に変化し、
ついには所望のトナー量を満足出来なくなりコピー質が
低下するという問題があった。

本発明の目的は、前記従来技術の改良を目的とするもの
であり、トナー量規制部材の現像剤担持体への接触圧力
を広い範囲にわたって変化させても、現像剤担持体上に
均一な安定したトナー層が形威されると共に、トナー規
制部材の設定が容易で、かつ長期にわたって信頼性の高
い現像を行うことを可能とする一成分現像装置を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

そのため本発明の一成分現像装置は、静電潜像保持体１
に対向する現像剤担持体６と、前記現像剤担持体６に圧
接するトナー量規制部材７とを備え、前記トナー量規制
部材７によって現像剤担持体６上に現像剤４の薄層を形
成すると共に電荷を付与し、前記薄層に掲載された現像
剤４を静電潜像２に付着させて可視化する一成分現像装
置において、前記トナー量規制部材７を引張強さ１０ｋ
ｇｆ／朋２以上の剛体からなる支持体７ａと、この支持
体の先端部に取着された軟弾性体７ｂとからなり、この
軟弾性体が支持体７ａと前記現像剤担持体６との間に配
置され、軟弾性体が現像剤担持体に圧接されることを特
徴とする． 支持体７ａは、引張強さ１０ｋｇｆ／ｍｕ”以上で厚さ
が０．５　ｍｍ以上の剛体により形威され、引張強さ１
０ｋｇｆ／ｍｍ２以下で厚さが０．５　ｍｍ以下である
と、支持体の軸方向にたわみが生し、軟弾性体の現像剤
担持体との接触部、及び軸方向に均−なトナー層が形威
されないという問題を有する。

また支持体７ａは回転中心７Ｃを有し、支持体にモーメ
ントを負荷することにより、トナー量規制部材を現像剤
担持体に圧接することを特徴とするものである。回転中
心７Ｃは、支持体７ａにおける現像剤担持体の軸方向と
平行な一端に設けるとよい。加圧方法には特に制約はな
く各種の方法が適用できるが、例えば第３（ａ）図に示
すように、支持体７ａの軟弾性体取付け位置と反対側の
端を引張りコイルばねで引張ることにより所定の接触圧
を得たり、あるいは第３（ｂ）図に示すように、支持体
７ａの軟弾性体取付け位置の反対側の端に圧縮コイルバ
不を設置して加圧してもよい．又第３（ｃ）図に示すよ
うに支持体７ａの後方より押圧して現像剤担持体へ圧接
してもよい。尚、軟弾性体を現像剤担持体へ圧接するに
あたっては、支持体に回転中心を設けず、軟弾性体を現
像剤担持体へ所定の圧力で圧接した状態で支持体を固定
してもよい。

現像に必要な所定のトナー付着量は０．５〜２．０ｍｇ
／ｃＩ１であり、これよりトナー付Ｃｍが多いと背景部
力ブリが生しるし、また少ないと低画像濃度となる。そ
のためトナー量規制部材７の現像剤担持体に圧接する接
触圧は、Ｉｇ／ｃｍから２００ｇ／　ｃｔａに設定され
る。２００ｇ／ａｍ以上の接触圧力であるとトナーに対
するストレスが高くなり、コピーをとり続けた場合、均
一なトナーの薄層が形戒できなくなるという問題を生じ
る。

また前記軟弾性体７ｂは、支持体７ａを先端からＱ　＊
＊−　１　０　ｍｓの長さｅを有して取着される。軟弾
性体７ｂは、支持体７ａの先端から突出させて取着され
なくてもよいが、好ましくは１０ｍｍ以下の長さを有し
て支持体先端から突出させて取着されるとよく、また突
出部の長さはＩｏｎ以上であると長期にわたってコピー
をとると、軟弾性体の変形が大きくなり、トナー付着量
が変化するという問題を生しる。

またトナー量規制部材を設定した場合の軟弾性体７ｂの
現像剤担持体への圧接巾は、支持体７ａの先端部からの
取着長さｅにより異なるが、約０，５〜５．ＯＮの間で
一定の値を示す．ンリコーンゴムの形状は厚さ１〜６１
ｌ、中５〜ｌ５ｍｍとするとよい．また軟弾性体は、ゴ
ム硬度が３０″から７０″′の軟弾性体を使用しうる。

ゴム硬度が３００以下であると、ゴム表面へのトナー固
着が発生し、また７０゜以上であるとゴムの摩耗が著し
くゴムの寿命が短くなるという問題が生じる。

〔作用〕

本発明はトナー量規制部材を現像剤担持体に圧．接させ
るに際して、トナー量規制部材の支持体を従来のばね薄
板から剛体とし、この支持体の先端部に軟弾性体を取着
し、更に該支持体に回転中心を設けてコイルばね等によ
りモーメントを負荷して現像剤担持体に軟弾性体を圧接
させることにより、接触圧の広い範囲にわたって所望の
トナー看に制御することができるのでトナー量規制部材
の設定が容易になり、また軟弾性体を現像剤担持体の周
方向および軸方向へ均一に接触させることができるので
、現像剤担持体上に均一で安定したトナー層を形威しう
ろことを見出したものである。

〔実施例１〕 第１図は本発明の一威分現像装置の概略図である． 図中１は負帯電系の有機感光体からなる表面を有する光
導電性ドラム（静電潜像担持体）であり、帯電手段（図
示せず）により全面を一様に帯電させた後に露光される
。２は感光体表面に形威された静電潜像であり、この時
の表面電位は例えばーａｏｏｖ、背景部の電位は−１２
０ｖである。３は一戒分磁性トナー４を収納するホソパ
ー、トナー４は磁性粉４８％含んでいる。５は磁石ロー
ルであり、図中Ｎ及びＳで示したように、磁気パターン
を持ち、フレーム（図示せず）に固定されている。

現像剤担持体であるスリーブ６は、比抵抗値５×ｌ０７
Ω・値のフェノール樹脂を肉厚１．０ｍの円筒状に形戊
し、その表面をＪＩＳの１０点平均粗さでＲｚ＝４．３
μｍとなるよう長手方向に研磨した半導電性樹脂からな
り、磁石ロール５の回りに回転自在に軸支されている。

トナー量規制部材７は、支持体７ａとして厚さ１．ｏｎ
＋の非磁性ステンレス（引張強さ５　３　ｋｇｆ／鮪Ｍ
ＳＵＳ３０４を使用し、軟弾性体７ｂとして支持体先端
部に、ゴム硬度６０″のシリコーンゴムを加硫接着する
。シリコーンゴムの形状を厚さ２軸、中ＩＱｆｌのもの
を使用し、現像剤担持体に接する先端部が、支持体７ａ
の先端部から３鮪の長さｅを有した形状に加硫接着させ
る。

このトナー量規制部材７を、第３図（ｂ）に示す付勢手
段により現像剤担持体に接触させた。

トナー量規制部材を設定する場合の軟弾性体７ｂの現像
剤担持体への圧接巾は、約２關の値を示し、この場合の
現像剤担持体へのトナー量規制部材の接触圧を５０ｇ／
ａｍとした。

この一成分現像装置を、スリーブ６と光導電性ドラム１
との間隙幅が２００μｍとなるように複写機内に配設し
、交流電源８、及び直流電ａ９により周波数２．４ＫＨ
ｚ、ピークッービーク電圧２　４　０　０　Ｖ，直流戒
分−２００Ｖの直流重量交流電圧を半導電性スリーブ６
に印加する。この状態でコピーを採取したところ、非常
に鮮明な画像が得られた．また、長期に渡ってコピーを
とり続けても、スリーブ上のトナー層にはなんら影響も
なく、鮮明な画像が得られた． 第８図に示す従来の現像装置と比較した結果を第４図に
より説明する．第４図はトナー量規制部材の現像剤担持
体への接触圧力と、現像剤担持体上のトナー付着量との
関係を示す図である。図中Ａ線は従来の現像装置、Ｂ線
は本発明の現像装置でのトナー付＠量を示す。トナー付
着量の接触圧力に対する変動を見ると、本発明の現像装
置の方が従来の現像装置より小さく、所望のトナー付着
量を得るためのトナー量規制部材の設定が容易となるこ
とがわかる。また長期にわたるコピーにおいても、トナ
ー量規制部材の変動による変化が少ないために安定した
トナー付着量を維持できるものである。

第５図に示すようにトナー量規制部材７の方向を、現像
剤担持体の回転と同方向に配置しても、軟弾性体７ｂの
現像剤担持体６への圧接側の余剰先端部（トナー流出部
）で現像剤層を規制するようにしているので、長期にわ
たって均一な現像剤層を維持する事ができ、安定して品
質の良いコピーが得られる。

〔実施例２〕 第ｌ図に示した本発明の現像装置において、トナー４と
してマイクロカプセルトナーを使用した場合について説
明する。なおホッパ−３に収納されたマイクロカプセル
トナー４は、磁性粉を４０％含んでいる。

トナー量規制部材７における支持体７ａとして、厚さ１
．０ｕの非磁性ステンレスＳＯＳ　３　０　４からなる
剛体を使用し、軟弾性体７ｂとしては、ゴム硬度５０＠
、ＩＩさｌＩｍのシリコーンゴムを使用し、支持体７ａ
の先端部から２．０ｍの巾（ｅ）を有して突出するよう
支持体７ａに加硫接着する。

支持体７ａの他端部に設けた回転中心７ｃを中心にして
トナー量規制部材を回転させ、スリーブ６へ軟弾性部材
７ｂを圧接するように付勢する。この圧接力を６ｇ／ｃ
Ｉ１とした時、スリーブのトナー量は０．７０■／一に
制御することができた。

この一成分現像装置を、スリーブ６と光導電性ドラム１
との間隙幅が２００μｍとなるようにして複写機内に配
設し、交流電源８及び直流Ｔ！ｌ源９により周波数２．
４ＫＨｚ、ピークッーピーク電圧２４００Ｖ、直流成分
−２００Ｖの直流重量交流電圧をスリーブ６に印加した
。この状態でコピーを採取したところ、非常に鮮明な画
像が得られた。また、長期にわたってコピーをとり続け
ても、スリーブ上のトナー層にはなんら影響もなく鮮明
な画像が得られた。

本発明の現像装置において、トナーとしてマイクロカプ
セルトナーを使用する場合の効果を、第８図に示す従来
の現像装置の場合と比較し、そのトナー量規制部材の現
像剤担持体への接触圧力と、現像剤担持体上のトナー付
着量との関係を第６図により説明する．第６図から明ら
かなように本発明の現像装置で得られるトナー付着量（
Ｂ線）は、従来の現像装置で得られるトナー付着ｉｔ（
Ａ線）に比べて、接触圧力の広い範囲にわたって安定し
たＩ・ナー量がスリーブ上に形戊できることがわかる。

例えばトナー量を０．７±０．ｌｗ／一に設定したい場
合、従来の現像装置では接触圧力を５〜９ｇ／ｃｍに規
定する必要があるが、本発明の現像装置では５〜１ｇｇ
／ｃｍと広範囲での設定が可能である。これにより接触
圧力の設定幅は約３倍広がり、しかもトナー量規制部材
の取着が容易にでき、かつ長期にわたって安定したトナ
ー層が形成できるようになる。

〔実施例３〕 第７図は、本発明の非磁性一戊分現像装置の概略図であ
る。

この非磁性一成分現像装置において、軟弾性体７ｂをガ
ラス繊維化ポリフエニレンオキサイド（引っ張り強さ１
　２ｋｇｆ／＋ｕ＋”　）からなる厚さ２．Ｑ　ａｍの
支持体７ａの先端部から３　＊＊突出させて設け、これ
を回転自由端７ｃを中心に回転し、現像剤担持体へ圧接
したところ、均一なトナー量が得られ、上記実施例１と
同様に現像したところ、非常に鮮明な画像が得られた。

〔発明の効果〕

本発明の一戒分現像装置は、トナーＭ現制部材における
支持体を引張強さ１０ｋｇｆ／＊＠”以上で、厚さ０．
５＋ｍ＋＊以上の剛体からなる支持体と、この支持体の
先端部に取着された軟弾性体とから形成することにより
、トナー盟規制部材と現像剤担持体との広範囲の接触圧
力において所望の接触圧を容易に得ることが可能であり
、安定した均一なトナー薄層を得ることができる．また
従来のばね薄板を支持体としたトナー量規制部材に比し
て、支持体の取付け精度の厳しさが解消されるものであ
る．

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の磁性一成分現像装置の概要図、第２
図は、本発明におけるトナー量規制部材の形状を説明す
るための図、第３図は、トナー量規制部材の加圧方法を
説明するための図、第４図は、従来の現像装置と本発明
の現像装置におけるトナー付着量を説明するための図、
第５図は、トナー量規制部材の方向を現像剤担持体の回
転と同方向に配置した場合の本発明の磁性一威分現像装
置の概要図、第６図は、マイクロカプセル１・ナーを使
用した場合の従来の現像装置と本発明の現像装置におけ
るトナー付着量を説明するための図、第７図は、本発明
の非磁性一成分現像装置の概要図、第８図は、従来の磁
性一成分現像装置の概要図、第９図は、従来のトナー量
規制部材の形状を説明するための図、第１０図は、従来
の非磁性一成分現像装置の概要図、第１１図は、従来の
磁性一戒分現像装置におけるｌ・ナー量規制部材の現像
剤担持体への接触圧力と、現像剤担持体へのトナー付着
量との関係を説明するための図、第１２図は、従来の磁
性一威分現象装置のトナー量規制部材の設定範囲を説明
するための図である。 図中１は静電潜像保持体、２は静電潜像、３はホ・７バ
ー、４はトナー、５は磁石ロール、６はスリーブからな
る現像剤担持体、７はトナー量規制部材、７ａは支持体
、７ｂは軟弾性体、７ｃは回転中心、８は交流高圧電源
、９は直流電源を示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電潜像担持体に対向する現像剤担持体と、前記
   現像剤担持体に圧接するトナー量規制部材とを備え、前
   記トナー量規制部材によって現像剤担持体上に現像剤の
   薄層を形成すると共に電荷を付与し、前記薄層に形成さ
   れた現像剤を静電潜像に付着させて可視化する一成分現
   像装置において、前記トナー量規制部材が引張強さ１０
   ｋｇｆ／ｍｍ＾２以上で、厚さが０．５ｍｍ以上の剛体
   からなる支持体と、この支持体の先端部に取着された軟
   弾性体とからなり、軟弾性体が支持体と現像剤担持体と
   の間に配置され、現像剤担持体に圧接されていることを
   特徴とする一成分現像装置。
2. （２）前記支持体は回転中心を有し、支持体にモーメン
   トを負荷することにより、トナー量規制部材を現像剤担
   持体に圧接する請求項１記載の一成分現像装置。
3. （３）前記トナー量規制部材の現像剤担持体に圧接する
   接触圧が１ｇ／ｃｍから２００ｇ／ｃｍに設定された請
   求項１記載の一成分現像装置。
4. （４）前記軟弾性体が支持体の先端から０ｍｍ〜１０．
   ０ｍｍの長さ突出させて支持体に取着された請求項１記
   載の一成分現像装置。
5. （５）前記軟弾性体は、ゴム硬度３０゜〜７０゜の軟弾
   性体である請求項１記載の一成分現像装置。