JPH02287576A - 一成分現像装置及びその現像ローラの製造方法 - 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】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第６図） 発明が解決しようとする課題（第７図、第８図）課題を
解決するための手段（第１図） 作用 実施例 （ａ）　　−成分現像装置の説明 （第２図、第３図、第４図） （ｂ）　　現像ローラの製造方法の説明（第５図）（Ｃ
）　　他の実施例の説明 発明の効果 〔概要〕 一成分非磁性トナーを用いて現像する一成分現像装置及
び七の現像ローラの製造方法に関し。

高温高湿の環境下でも、安定に一成分非磁性トナーを搬
送することを目的とし。

静電潜像が形成された像担持体に圧接して、一成分非磁
性トナーを搬送する現像ローラと、該現像ローラに圧接
し、該現像ローラ上の一成分非磁性トナーの層厚を一定
にし且つ帯電させるトナー規制手段とを有する一成分現
偉装置において、該現像ローラを、多孔質体で形成し、
且つ多孔質の発泡の気孔が表面部にも存在するよう構成
した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、一成分非磁性トナーを用いて現像する一成分
現像装置及びその現像ローラの製造方法に関する。

電子写真印刷装置、静電記録装置等の像形成装置におい
て、潜像担持体である感光ドラムや誘電体上の静電潜像
を可視化するため、現像装置が広く用いられている。

このような現像装置では、従来キャリアとトナーからな
る二成分現像剤を用いたものが広く利用されていたが、
近年取り扱いの容易さ及び装置のコンパクト化が図れる
一成分現像剤、特に一成分非磁性トナーを用いたものが
利用されている。

このような一成分非磁性トナーを用いた現像装置艦；お
いては、安定にトナー搬送できるものが望まれている。

〔従来の技術〕

第６図は従来技術の説明図である。

−成分現像装置２は、矢印り方向に回転する感光ドラム
（像担持体）１に対し、現像ローラ７が圧接して設けら
れている。

現像ローラ７は、現像装置２内の一成分非磁性トナー４
を感光ドラム１に搬送供給するために設けられ、現像部
より上流１Ｉ（＝は、現像ローラ７の長手方向全域に渡
ってトナー層を均一に担持させ且つトナー４を帯電させ
るバイアスブレード（トナー規制手段）８が、現像ロー
ラ７に圧接して設けられている。

一成分現偉装置２では、トナー４の搬送は現像ローラ７
のトナー４の担持によって行なわれる。

このため、従来は、ソリッド面の現像ローラ７の表面に
トナー粒径の１ｈ乃至１１５程度の凸凹を設け、トナー
な凹部にはめ込んで搬送するもの（実公昭６０−６８４
６号公報等）が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

第７図及び第８図は従来技術の課題説明図である０ ところで、バイアスブレード８は、現像ローラフに圧接
し、現像ローラ７上の一成分非磁性トナーをブレード８
間をすり抜けさせて、薄層化し且つ帯電せしめる。

即ち、第７図囚の様（：、現像ローラ７とブレード８の
間にトナー４が滑ってもぐり込むことによって、現像ロ
ーラ７の凹部にトナーがはまり込み。

トナー搬送が行なわれる。

しかしながら、高温高温（例えば３２℃、８０％）の環
境になった場合、トナー４の摩擦係数が増大する。

このため、第７図０に示すように、トナー４がブレード
８で滑らず、かえりてはね返されてしまい、ブレード８
でのトナー４の過剰かきとりが生じ、現像ローラ７上の
トナー４が不足し、印字ができなくなるという問題が生
じた。

これは、現像ローラ７を構成するゴムの硬度な低くして
も、同様の問題が生じる。

この原因は、ソリッド面特有の問題であり、第８図：二
示すように、トナー４にブレード８で圧力を矢印のよう
に加えかけた時、トナー４が現像ローラ７にもぐり込む
が１表面が連続した面であるため、第８図（５）のよう
に張力が働き、トナー４を現像ローラ７が密着して取り
込むことができず。

ブレード８によって剥離されてしまうためである。

これを解決するために、現像ローラ７の連続面の凸凹を
大きくすることが考えられるが、凸凹を大きくすると感
光ドラム１との密着性が悪くなり。

印字濃度にムラが生じる。

このため、密着性とトナーの剥離防止との両条件を満た
す凸凹の範囲は極めて限られ且つ均一に分散しなければ
ならないため、製造上実質的に困難であり、コストも上
昇するという問題が生じる。

従って９本発明は、高温高湿の環境下でも、安定に一成
分非磁性トナーを搬送することのできる一成分現像装置
を提供することを目的とする。

又２本発明は、安定に一成分非磁性トナーな搬送するた
めの現像ローラを製造することのできる一成分現像装置
の現像ローラの製造方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理図である。

本発明（：係る一成分現像装置は、第１回置に示すよう
に、静電潜像が形成された像担持体１に圧接して、一成
分非磁性トナー４を搬送する現像ローラ７と、該現像ロ
ーラフに圧接し、該現像ローラ７上の一成分非磁性トナ
ー４の層厚を一定にし且つ帯電させるトナー規制手段８
とを有する一成分現像装置において、該現像ローラ７を
、多孔質体で形成し、且つ多孔質の発泡の気孔が表面部
にも存在するよう構成したものである。

又２本発明は、前記現像ローラ７の前記多孔質の発泡の
気孔径を、前記一成分非磁性トナー４の平均粒径の２倍
以下としたものである。

更に２本発明に係る現像ローラの製造方法は。

第１図（Ｂ）に示すよう；；、トナー規制手段８の圧接
により、一定層厚に且つ帯電された一成分非磁性トナー
４を、静電潜像が形成された像担持体１に搬送し、該像
担持体ｌに圧接して該静電潜像を現像する一成分現像装
置の現像ローラの製造方法において、原材料から多孔質
体のローラ７ａを成形する工程と、該成形されたローラ
７ａの表面を研磨し、該ローラ７ａのスキン層を除去す
る工程とを有するものである。

〔作用〕

本発明では、現像ローラ７を多孔質体で形成し。

多孔質の発泡の気孔が表面部にも存在するよう構成して
いるので１表面部に連続した気孔が網状に存在する。

このため、トナーをブレード８で押した時に生じる極部
的な圧力に対して、トナーが現像ローラフの表面に密着
してもぐり込み、ブレード８部で剥離が起こらない。

これは、網状構造であるため、ソリッド面の様に全方向
からの張力が働かず、網の張力の弱い所ヘトナーがもぐ
り込み、トナーが密着して保持されるためである。

これによって、環境に対して搬送特性が変動せず、印字
品質が安定な現像が可能となる。

又１本発明では、気孔径をトナーの平均粒径の２倍以下
とすることによって、像担持体１との密着性を保ちつつ
、ブレード８による過剰規制を防止する。

更に２本発明では、多孔質現像ローラを成形すると２表
面に連続面のスキン層ができるので、これを研磨して１
表面のスキン層を除去し２表面部に気孔を露出させてい
る。

これによって、容易：；係る現像ローラを製造できる。

〔実施例〕

（ａ）　　−成分現像装置の説明 第２図は本発明に係る一成分現像装置の一実施例構成図
である。

図において、１は前述のＯＰＣ感光ドラムであリ、直径
６０−２表面速度７０ｍ１Ｉ／ｓであり２図示されざる
コロナ放電器により、その表面が一６５０ｖｌ二帯電さ
せられた後２図示されざるレーザ走査光学系、ＬＥＤ露
光光学系等（二より記録すべき情報に応じた光照射が行
われることにより、静電潜像が形成されるものである。

２は前述の一成分現偉器であり、ＯＰＣ感光ドラム１上
に、一成分非磁性トナーを供給することで静電潜像の可
視像化を行うために、以下の構成を有するものである。

すなわち、現像容器３は、平均粒径が約１０μｍの一成
分非磁性トナー（ポリエステルトナー）４を収納してお
り、アジテータ５は、現像容器３内で矢印入方向に回転
することで、一成分非磁性トナー４との間で摩擦を起こ
すことにより一成分非磁性トナー４を、負極性（−）に
帯電させる。

パドルローラ６は、現像容器３の底部に形成された第１
の凹部３ａ内に配置されており、矢印Ｂ方向に回転する
ことで現像容器３丙の最も低い位置に存在する一成分非
磁性トナー４を後述する現像ローラ７方向に汲み上げて
供給する。

前述の現像ｑ−２７は、矢印Ｃ方向に回転し。

バドルローラ６によ゛り搬送されて来た一成分非磁性ト
ナー４をその表面に吸着した状態でＯＰＣ感光ドラム１
との接触部に搬送し、ｏｐｃ感光ドラム１上の静電潜像
を可視像化するためのものである０ この現像ローラ７は１例えば、直径２０■２体積抵抗値
１０４〜１０ｘ１０ａ　ｍ　（最適１＝は１０ＳΩａｍ
）。

硬度が１０〜３５°（アスカ−Ｃ硬度計にて測定：最適
；：は１０°）の高分子発泡ポリウレタン（連泡状態）
で形成される単一層７ｂと図示しない剛体より成る導電
性の中心軸を含み、この中心軸を介して現像バイアス電
圧（−ａｏｏｖ）が印加されている。

更に、この現像ローラ７は９図示しないスプリング等の
付勢手段）二より、現像容器３全体がＯＰＣ感光ドラム
１方向（矢印Ｙ方向）に押圧されることによって、線圧
２２〜ｓ　ｏ　ｇ／ｌｓ　（最適：：は４３　ｇ　／　
ａｍ　）で押圧され、矢印り方向に回転するＯＰＣ感光
ドラム１に対してニップが幅１〜３．５閣となるように
圧接される。

前述の層厚規制バイアスブレード８は、アルξニウムあ
るいはステンレス材等で構成され、軸８ａ回りを回動自
在；二股けられ、現像ローラ７に対して図示しないスプ
リング等の付勢手段により。

矢印Ｘ方向に線圧２６ｇ／■で押圧されており。

現像ローラ７上のトナー層厚を一定値に規制すると共に
、−４００Ｖの電圧が印加されており、摩擦帯電により
一成分非磁性トナー４を１本実施例では負極性に帯電さ
せ電圧を印加する事；：より帯電をリークさせない様に
している。

回収ローラ９は、現像ローラ７と同様に体積抵抗値１０
’Ω・ｍ、硬度１０〜７０°程度の高分子発泡ポリウレ
タンであり、現像容器３の第２の凹部３ｂ内に配置され
ている。

この回収ローラ９は、直径が１１鴎１周速が７０■／　
’　ｔ　ニップ厚が１閣となるように設けられ、更：二
、現像ローラ７に印加される現像バイアス電圧と等しい
か又はそれより大きい回収バイアス電圧（−ａｏｏｖ〜
−２５０Ｖ）が印加されることにより現像ローラフの表
面から機械的及び電気的に一成分非磁性トナー４を回収
し、現像ローラ７上から機械的且つ電気的な履歴を解消
するために設けられる。

以上の構成において１本実施例では、気孔径が４〜１５
μｍの熱可塑性ポリカーボネイト系ポリウレタンの多孔
質ポリウレタンで現像ローラ７を構成した。

第３図は本発明の詳細な説明図である。

第３回内は気孔１：よるトナー担持の断面図、第３図（
６）はその上面図、第３図（Ｑは気孔によるトナー担持
のモデル図、第３図のはその上面図である。

第３図（５）、（ハ）に示すように、現像ローラ７の表
面部に、連続した気孔が網状に存在するため、トナー４
を押した時に生じる極部的な圧力に対して。

トナー４が現像ローラ７の表面に密着して、もぐり込み
、ブレード８で剥離が起こらない。

このように網状構造であるため、ソリッドの様に全方向
からの張力が働かず、第３図（ｑ、０のモデル図のよう
に、網の張力が弱い所へ、網目を押しのけてトナー４が
もぐり込み、トナー４が密着して網によって保持される
。

このため、高温高湿の環境下で、トナー４の摩擦係数が
大となっても、第３図（ト）のようにブレード８の規制
力；：対し、トナー４が矢印のように。

現像ローラ７の表面の気孔の中へ押込まれ、ブレード８
を通過する。

現像ローラ７の表面は網目状のため、トナー４が容易に
もぐることができる。

従って、環境に対して、現像ローｒ）７の搬送特性が変
化せず、印字品質の変動しない現像が可能となる。

以上のことから、現像ローラ７を構成する多孔質体の気
孔径は、トナー４の平均粒径と同程度のものが最も良好
な印字品質をえることができる。

この気孔径がどの程度まで許容できるか実験した０ 第４図は本発明の一実施例気孔径の説明図である。

第４図に示すよう：：、気孔径がトナー４の平均粒径の
２倍を越えると、潜像担持体（感光ドラム）１と現像ロ
ーラ（トナー担持体）７の密着性が落ち２図の矢印のよ
うに、現像電界が弱い部分が気孔径が２倍以上の所で生
じ、現像電界が不足し。

濃淡ムラが生じた。

従って、気孔径はトナーの平均粒径の２倍以下が望まし
い。

一方、気孔径がトナーの平均粒径の１／４より小さくな
ると、トナーが担持されなくなり、ブレード８での潜り
込み効果が少なくなり、高温高湿で前述のブレード８に
よる過剰規制が生じた。

従って、現像ローラフの気孔径は、トナーの平均粒径の
２倍以下で、０．２５倍以上であると、感光ドラム１と
の密着性が優れ、トナーの担持能力も優れた結果かえら
れる。

又、現像ローラ７の多孔質体の体積固有抵抗率は、１０
４〜１０１０Ω・口の範囲が好ましく、電気抵抗値がこ
れ以上高くなると、現像ローラ７と感光ドラム１表面と
の電位差が大きくなり、地力ブリがおこる。

逆に、電気抵抗値がこれ以下に低くなると、ブレード８
へ大電流が流れ込み、ジュール熱が発生し、現像ローラ
７が焼損する。

更に現像ローラ７の表面燐度は、アスカ−Ｃ硬度で３５
″以下とした。

（ｂ）　　現像ローラの製造方法の説明第５図は本発明
に係る製造方法の一実施例説明図である。

第５図（５）に示すように、タンク１０ｂ内の加熱溶融
した発泡ポリウレタン材料７ａを、プランジャ１０ａで
加圧し、ダイス１１を介し押し出し成形する。

ダイス１１を介し押し出された成形品７ｂはローラ形状
をなしており、多孔質体を形成しているが、第５図の）
のローラ表面部断面拡大図に示すように、多孔質部の表
面に３〜５μｍのスキン層ＳＫができる。

このまま使用すると、従来のソリッドのゴムと同様に表
面張力が働き、トナーの過剰規制が生じる０ このため、第５図０に示す工程で、成形ローラ７ｂの表
面を研磨して、スキン層ＳＫを取り除き。

表面：；連続した気孔を露出させる。

即ち、モータ等の回転機構１２により成形ローラ７ｂを
回転させながら、成形ローラ７ｂに砥１３を押し当て、
砥１３を成形ローラ７ｂの長手方向（二移動させて、成
形ローラ７ｂの表面を研磨する。

このように成形品を研磨するだけで、容易（二所望の表
面部まで気孔のある多孔質体の現像ローラが得られる。

（Ｃ）　　他の実施例の説明 上述の実施例では、像担持体１をＯＰＣ感光ドラムで説
明したが、セレン感光体等の他の周知の感光体であって
もよく、誘電体であってもよい。

又、現像ローラ７を、多孔質ポリウレタンで説明したが
、他の多孔質弾性材料であってもよい。

以上本発明を実施例により説明したが２本発明は本発明
の主旨に従い種々の変形が可能であり。

本発明からこれらを排除するものではない。

う効果を奏する。

（発明の効果〕 以上説明した様に１本発明によれば。

■　本発明装置では、現像ローラ７を多孔質体で形成し
且つ多孔質の発泡の気孔が表面部にも存在するよう構成
したので、ブレード８でトナーを規制した時に生じる極
部的圧力に対し、トナーが現像ローラフの表面に密着し
て、潜り込み、トナーの剥離を防止し、安定なトナーの
搬送、ひいては安定な０１１１品質の現像を保証すると
いう効果を奏する。

■　又、気孔径をトナーの平均粒径の２倍以下としてい
るので、像担持体１との密着性を良好（−保ちつつ、ブ
レード８によるトナーの過剰規制を防止できるという効
果を奏する０ ■　更に１本発明製造方法では、多孔質成形ローラを作
成後１表面を研磨して、成形の除虫じる表面スキン層を
除去しているので、容易に表面部：二気孔を有する多孔
質現像ローラを製造できるとい

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図。 第２図は本発明現像装置の一実施例構成図。 第３図は本発明の詳細な説明図。 第４図は本発明の詳細な説明図。 第５図は本発明製造方法の一実施例説明図。 第６図は従来技術の説明図。 第７図及び第８図は従来技術の課題説明図である０ 図中、１・・・像担持体（感光ドラム）。 ４・・・一成分非磁性トナー ７・・・現像ローラ。 ８・・・バイアスブレード（トナー規制手段）０ヰ出願
人　富士通株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電潜像が形成された像担持体（１）に圧接して
   、一成分非磁性トナー（４）を搬送する現像ローラ（７
   ）と、 該現像ローラ（７）に圧接し、該現像ローラ（７）上の
   一成分非磁性トナー（４）の層厚を一定にし且つ帯電さ
   せるトナー規制手段（８）とを有する一成分現像装置に
   おいて、 該現像ローラ（７）を、多孔質体で形成し、且つ多孔質
   の発泡の気孔が表面部にも存在するよう構成したことを 特徴とする一成分現像装置。
2. （２）前記現像ローラ（７）の前記多孔質の発泡の気孔
   径を、前記一成分非磁性トナー（４）の平均粒径の２倍
   以下としたことを 特徴とする請求項（１）項記載の一成分現像装置。
3. （３）トナー規制手段（８）の圧接により、一定層厚に
   且つ帯電された一成分非磁性トナー（４）を、静電潜像
   が形成された像担持体（１）に搬送し、該像担持体（１
   ）に圧接して該静電潜像を現像する一成分現像装置の現
   像ローラの製造方法において、 原材料から多孔質体のローラ（７ａ）を成形する工程と
   、 該成形されたローラ（７ａ）の表面を研磨し、該ローラ
   （７ａ）のスキン層を除去する工程とを有することを 特徴とする一成分現像装置の現像ローラの製造方法。