JP2001117356A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期間画像形成動作を続けても搬送抵抗力を
失わず画像劣化の発生がない層形成部材を備えた現像装
置。 【解決手段】 表面に現像剤を担持しながら回転して静
電潜像担持体上へ搬送して潜像を現像する現像剤担持体
２と、現像剤担持体２によって担持される現像剤３の厚
さを規制して現像剤の層を現像剤担持体上に形成する層
形成部材１とを有する現像装置において、層形成部材１
が現像剤担持体２と当接する位置Ａから下流側の現像剤
担持体に面する側の層形成部材の面Ｓ₂ の表面粗さがそ
の当接位置Ａから上流側の面Ｓ₁ の表面粗さより小さ
く、かつ、その当接位置Ａよりも上流の面Ｓ₁ に下流に
向かって落ちる段差４が設けられている現像装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、あるいはプリンタ等の電子写真方式をとる画像形
成装置に関し、特に、乾式現像装置の現像ローラ上にト
ナーの薄層を形成する層形成部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】乾式トナー（現像剤）を用いる現像装置
においては、現像ローラ（現像剤担持体）に弾性体ブレ
ードからなる層形成部材を当接させてトナーを摩擦帯電
させると共に、現像ローラ上にトナーの単粒子層を形成
し、その現像ローラを静電潜像担持体（感光体）に接触
あるいは近接させることにより静電潜像を現像して顕像
化している。

【０００３】従来、弾性体ブレードの現像ローラに当接
する位置から上流の面に粗面化処理をして凹凸を形成し
てその部分でトナーに搬送抵抗力を与えるようにするこ
とにより、上記当接位置に近づくにつれてトナーの膜厚
を徐々に薄くして弾性体ブレードの凹凸部より下流の粗
面化処理をしていない部分でトナーの膜厚を均一な単粒
子層にするものが、特開昭６０−３３５７８号において
提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに弾性体ブレードの現像ローラへの当接位置から上流
の部分に凹凸を形成した場合、使用初期においてはその
凹凸によりトナー搬送量が制限されて、現像ローラ表面
に所望の搬送量が得られるものの、長期にわたり印字し
続けると、その凹凸内にトナーが入り込んで固定層を形
成するために、この凹凸は本来目的とする機能をしなく
なる。これにより、軽微な固定層を形成すると、現像ロ
ーラ上のトナー搬送量が増加するため、トナーの帯電量
が低下し、現像した像にカブリが増加したり、階調性が
悪化する等、画像劣化が発生する。さらに、固定層が広
がると弾性体ブレードと現像ローラのニップを遮るよう
になる、トナーが搬送されなくなる。

【０００５】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、長期間画像形成
動作を続けても搬送抵抗力を失わず所望の搬送量を得る
ことができ、画像劣化の発生がない層形成部材を備えた
現像装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の現像装置は、表面に現像剤を担持しながら回転して
静電潜像担持体上へ搬送して潜像を現像する現像剤担持
体と、前記現像剤担持体によって担持される現像剤の厚
さを規制して現像剤の層を現像剤担持体上に形成する層
形成部材とを有する現像装置において、層形成部材が現
像剤担持体と当接する位置から下流側の現像剤担持体に
面する側の層形成部材の面の表面粗さがその当接位置か
ら上流側の面の表面粗さより小さく、かつ、その当接位
置よりも上流の面に下流に向かって落ちる段差が設けら
れていることを特徴とするものである。

【０００７】この場合に、その段差は層形成部材が現像
剤担持体と当接する位置から上流側の０．５〜３ｍｍの
範囲内に設けられていることが望ましい。

【０００８】また、段差の深さは０．０５〜０．２ｍｍ
の範囲内にあることが望ましい。

【０００９】以下、上記本発明の現像装置の構成と作用
を図面を参照にして説明する。

【００１０】図２に本発明の現像装置１０の構成を示
す。感光体（潜像担持体）２０の周りには、その回転方
向に沿って、不図示の帯電手段、露光手段が設けられ、
現像装置１０、不図示の、転写装置、及び、クリーニン
グ手段が配置されている。

【００１１】帯電手段は、感光体２０の外周面に当接し
て外周面を一様に帯電させる。一様に帯電した感光体２
０の外周面には、露光手段によって所望の画像情報に応
じた選択的な露光がなされ、この露光によって感光体２
０上に静電潜像が形成される。

【００１２】現像装置１０には、現像剤担持体（現像ロ
ーラ）２と、その現像剤担持体２表面に現像剤（トナ
ー）を供給する不図示の供給部材と、現像剤担持体２表
面に担持されている現像剤を摩擦帯電させると共に、そ
の現像剤の厚さを規制して現像剤担持体２上に現像剤の
単粒子層を形成する層形成部材（弾性体ブレード）１と
が配置されて構成されている。

【００１３】図１は、層形成部材１が現像剤担持体２に
当接する位置近傍の拡大図であり、層形成部材１が現像
剤担持体２と当接する位置Ａから下流側の現像剤担持体
に面する側の層形成部材１の面Ｓ₂ の表面粗さは、その
当接位置Ａから上流側の面Ｓ ₁ の表面粗さより小さく平
滑に仕上げられており、面Ｓ₁ は粗面化されている。そ
して、その当接位置Ａよりも上流の距離Ｌの位置に下流
に向かって深さＤだけ落ちる（現像剤担持体２との距離
が大ききなる）段差４が設けられている。

【００１４】このように、本発明の現像装置１０におい
て、層形成部材１の現像剤担持体２に面する面の当接位
置Ａから上流側Ｓ₁ の表面粗さが大きく、かつ、段差４
を設けてあるので、現像剤３には図に矢印で示す通り段
差４を境目として逆方向の流れ（渦）が新たに形成さ
れ、層形成部材１と現像剤担持体２のニップ付近の層形
成部材１の面Ｓ₁ の凹凸部に攪拌効果が現れ、固定層を
形成し難くなり、その面への固着が発生することなく、
長期間画像形成動作を続けても均一な搬送面を形成し続
けることが可能となる。

【００１５】ここで、層形成部材１の上流側の段差４
は、現像剤３の流れ上、当接位置Ａに近い程層形成部材
１のニップ部分への現像剤３の溜まりを回避できるため
に望ましいが、当接位置Ａに近すぎると、逆に現像剤３
の流れが悪くなり、現像剤３の搬送量制御ができず、搬
送量過多となってしまう。したがって、当接位置Ａから
段差４までの距離Ｌは、０．５〜３ｍｍの範囲内にある
ことが望ましい。

【００１６】また、層形成部材１の上流側の段差４は、
現像剤３の流れを変化させるに十分な段差として、０．
０５ｍｍ以上の深さＤであることが望ましく、それ以下
である場合は、現像剤３の流れを変化させる作用がない
ために効果がない。しかし、この段差が大きすぎると、
段差４部分が現像剤３の流れが滞留する部分になり、現
像剤３の固定層が発生しやすくなるため、０．２ｍｍ以
下が望ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の現像装置を用いた
画像形成装置の実施例と比較例について説明する。

【００１８】（実施例１）図３に本発明の１実施例の現
像装置１０を用いた画像形成装置の要部の構成を示す。
感光体２０の周りには、その回転方向に沿って、不図示
の帯電手段、露光手段が設けられ、現像装置１０、不図
示の、転写装置、及び、クリーニング手段が配置されて
いる。

【００１９】帯電手段は、潜像担持体２０の外周面に当
接して外周面を一様に帯電させる。一様に帯電した潜像
担持体２０の外周面には、露光手段によって所望の画像
情報に応じた選択的な露光がなされ、この露光によって
潜像担持体２０上に静電潜像が形成される。

【００２０】現像装置１０には、現像室６と、メインホ
ッパ７と、メインホッパ７の現像室６と反対側に設けら
れ、不図示のトナーカートリッジから現像剤を補給する
現像剤補給口９とからなり、現像室６には、現像剤担持
体２と、その現像剤担持体２表面に現像剤を供給する供
給部材５と、現像剤担持体２表面に担持されている現像
剤の厚さを規制して現像剤の層を現像剤担持体２に形成
する層形成部材１とが配置され、現像剤担持体２と供給
部材５は相互に接触して図示の方向に回転しており、現
像剤担持体２には現像電源からの現像バイアス電圧が、
供給部材５には供給電源からの供給バイアス電圧がそれ
ぞれ印加されており、供給部材５の回転により摩擦帯電
された現像剤は供給部材５から現像剤担持体２へ供給さ
れ、その表面に担持されている現像剤層の厚さは現像剤
担持体２と当接している層形成部材１で規制されると共
に、現像剤担持体２表面に担持されている現像剤はさら
なる摩擦帯電を受ける。

【００２１】メインホッパ７内には、現像剤補給口９を
介して不図示のトナーカートリッジから補給された現像
剤を攪拌して流動性の高い状態に保ったまま現像室６へ
と搬送するアジテータ８が配置されており、現像剤を現
像室６へと搬送している。

【００２２】潜像担持体２０上の静電潜像は、現像装置
１０の現像剤担持体２が潜像担持体２０表面に接触して
後記の一成分非磁性トナーが付与されて現像される。

【００２３】現像装置１０中の現像剤担持体２は、アル
ミニウムローラ表面にショットブラストを施してＲｚ４
〜５μｍ程度の凹凸を形成した後、Ｎｉメッキ処理を行
ったものを使用している。供給部材５はウレタンスポン
ジをローラ状に形成してなるものであり、現像剤担持体
２に圧接して配置し、図３に示すように、現像剤担持体
２に対して反対方向に一定の周速比で回転させている。

【００２４】潜像担持体２０は、ＯＰＣからなるもので
ある。

【００２５】潜像担持体２０の周速は１８０ｍｍ／ｓｅ
ｃ、現像剤担持体２の周速は３６０ｍｍ／ｓｅｃ、供給
部材５の周速は１８０ｍｍ／ｓｅｃである。

【００２６】現像剤としては、ポリエステル系樹脂に顔
料を分散させ、粉砕して作製した一成分非磁性トナーを
用いている。

【００２７】本実施例においては、潜像担持体２０の非
画像部の表面電位を−７００Ｖ、画像部の表面電位を−
５０Ｖ、現像バイアス電圧を−３００Ｖ、供給バイアス
電圧を−５００Ｖとして用いている。

【００２８】本実施例の層形成部材１は、図４に断面を
示す通り、剛体金属板１２に先端にゴムチップ１１を付
設してなり、剛体金属板１２として厚み１．５ｍｍのス
テンレス板、ゴムチップ１１としてウレタンゴムを使用
している。ウレタンゴムはカーボンブラック分散により
体積抵抗率１０⁵ Ωｃｍと導電化されている。射出成形
により剛体金属板１２先端にゴムチップ１１を付設し、
その射出成形後、現像剤担持体２と接するエッジ部分を
研削し、Ｒ形状に作成している。層形成部材１の段差４
はゴムチップ１１の研削工程時に作成し、研削砥石の形
状及び研削量により所望の段差４位置・大きさに作成す
る。これ以外にも、射出成形に用いる金型により、段差
４を所望の位置・大きさに作成することもできる。

【００２９】この実施例の層形成部材１として、Ｒ形状
に作成した当接位置より１．５ｍｍの位置に、０．１ｍ
ｍの大きさで段差４を作成した。また、層形成部材１表
面粗さは、研削工程に使用する砥石の粗さを変化させて
作成しており、当接位置より上流側１３の表面粗さをＲ
ａ＝０．３μｍ、下流側１４の表面粗さをＲａ＝０．０
８μｍとしている。

【００３０】このような層形成部材１を用いて、上記の
構成の現像装置１０で、上記の条件で画像形成を行った
ところ、初期において面均一性が良好な画像を形成する
ことができた。さらに、連続して画像形成を行ったとこ
ろ、１０万枚の印字をしても初期と同様の品質の画像が
得られ、現像剤３の所望搬送量を維持していた。１０万
枚画像形成後の現像装置１０を分解し、層形成部材１を
観察したところ、層形成部材１の上流側１３に付着して
いた現像剤は全てエアブローにより簡単に剥離すること
ができものであり、全く問題がないものであった。

【００３１】（比較例１）図５に断面を示すように、上
流側１３に段差がない層形成部材１を作成し、その他の
構成部材は実施例１と全く同様として、現像装置１０を
構成した。層形成部材１は段差がない以外は全く同様で
あり、上流側１３と下流側１４の表面粗さも全く同様で
ある。

【００３２】このような現像装置１０を用いて画像形成
を行ったところ、初期においては問題なく良好な画像を
形成できた。さらに連続して画像形成を行ったところ、
数百枚程度印字後、現像剤３の搬送量が増加し、カブリ
が増加した。その後、画像上に縦方向の白スジが発生し
た。さらに画像形成を続けたところ、白スジが全域に広
がり、現像剤３の搬送量が極めて少なくなった。このと
きの層形成部材１を取り外して観察したところ、層形成
部材１の上流部１３の全域に現像剤フィルミングが発生
しており、現像剤フィルミングが現像剤担持体２と層形
成部材１の間のニップ部を遮るため、現像剤３がその間
をすり抜けることができずに、現像剤搬送量が少なくな
っていた。

【００３３】（段差位置の検討）次に、本発明の現像装
置に用いる層形成部材１の段差位置を変化させたものを
作成し、画像形成評価を行った。層形成部材１として、
射出形成後の研削工程に使用する砥石形状を変化させる
ことにより、段差を形成する位置を変化させた。段差の
大きさは全て０．１ｍｍとして層形成部材１を作成し
た。作成した層形成部材１と連続画像形成時の画像欠陥
発生時における枚数をまとめたものが次の表１である。

【００３４】表１に示す通り、画像劣化発生が１０万枚
以上であったのは、段差が０．５〜３ｍｍのときであ
り、それ以外では寿命が短かった。Ｎｏ．１の段差の位
置０．３ｍｍと当接位置に近い場合は、画像劣化として
搬送量増加によるカブリ発生であった。また、Ｎｏ．４
の段差位置が当接位置に対して５ｍｍと遠い場合は、上
流側への現像剤付着が発生しており、搬送面上と画像上
に白スジを発生した。

【００３５】（段差の大きさの検討）本発明の現像装置
に用いる層形成部材１として、段差の大きさを変化さ
せ、段差の最適値を求める評価を行った。層形成部材１
として作成したのは、次の表２のサンプルであり、段差
の当接位置からの距離は２ｍｍで一定として段差の大き
さ（深さ）を変化させている。

【００３６】このような層形成部材１を用い、その他の
構成部材は実施例１と全く同様として、現像装置１０を
構成した。初期において画像形成を行ったところ、どの
サンプルでも良好な画像が得られた。連続して画像形成
を行うと、画像劣化を発生する枚数にそれぞれ差を生じ
た。Ｎｏ．５のように段差が０．０２と小さい場合、搬
送面上と画像上に白スジを発生した。このときの層形成
部材１を観察したところ、当接位置付近で現像剤フィル
ミングを発生しており、本発明により段差４を設けるこ
との効果はあるものの十分ではなかった。また、Ｎｏ．
８のように段差が０．４と大きい場合も同様に、画像上
に白スジを発生し、層形成部材１を詳細に調べたとこ
ろ、段差部分で強固に現像剤が付着していた。

【００３７】これらの結果から、１０００００枚超の耐
久性を有する最適な段差４の大きさは０．０５〜０．２
ｍｍの範囲内にあることであった。

【００３８】以上、本発明の現像装置を実施例に基づい
て説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず
種々の変形が可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の現像装置によると、層形成部材が現像剤担持体と当接
する位置から下流側の現像剤担持体に面する側の層形成
部材の面の表面粗さがその当接位置から上流側のその面
の表面粗さより小さく、かつ、その当接位置よりも上流
のその面に下流に向かって落ちる段差が設けられている
ので、現像剤には段差を境目として逆方向の流れ（渦）
が新たに形成され、層形成部材と現像剤担持体のニップ
付近の層形成部材の上流側の面の凹凸部に攪拌効果が現
れ、固定層を形成し難くなり、その面への現像剤の固着
が発生することなく、長期間画像形成動作を続けても、
均一な現像剤の搬送面を形成し続けることが可能とな
り、画像劣化の発生が起きない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の層形成部材が現像剤担持体
に当接する位置近傍の拡大図である。

【図２】本発明の現像装置の概略の構成を示す図であ
る。

【図３】本発明の１実施例の現像装置を用いた画像形成
装置の要部の構成を示す図である。

【図４】実施例１の現像装置の層形成部材が現像剤担持
体に当接する位置近傍の拡大図である。

【図５】比較例１の現像装置の層形成部材が現像剤担持
体に当接する位置近傍の拡大図である。

【符号の説明】

１…層形成部材（弾性体ブレード） ２…現像剤担持体（現像ローラ） ３…現像剤 ４…段差 ５…供給部材 ６…現像室 ７…メインホッパ ８…アジテータ ９…現像剤補給口 １０…現像装置 １１…ゴムチップ １２…剛体金属板 ２０…感光体（潜像担持体） Ａ…層形成部材と現像剤担持体との当接位置 Ｓ₁ …上流側の面 Ｓ₂ …下流側の面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に現像剤を担持しながら回転して静
   電潜像担持体上へ搬送して潜像を現像する現像剤担持体
   と、前記現像剤担持体によって担持される現像剤の厚さ
   を規制して現像剤の層を現像剤担持体上に形成する層形
   成部材とを有する現像装置において、 層形成部材が現像剤担持体と当接する位置から下流側の
   現像剤担持体に面する側の層形成部材の面の表面粗さが
   その当接位置から上流側の面の表面粗さより小さく、か
   つ、その当接位置よりも上流の面に下流に向かって落ち
   る段差が設けられていることを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記段差が前記当接位置から上流側の
   ０．５〜３ｍｍの範囲内に設けられていることを特徴と
   する請求項１記載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記段差の深さが０．０５〜０．２ｍｍ
   の範囲内にあることを特徴とする請求項１又は２記載の
   現像装置。