JPH028872A - 静電像現像装置 - 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、静電像を経由して画像を記録する例えばレー
ザプリンタ、電子写真装置等の記録装置に適用される静
電像現像装置に関する。

〔技術の背景〕

例えば電子写真装置は、一般に、感光体の表面を一様に
帯電するための帯電装置と、露光を行って感光体表面に
静電像を形成するための露光光学装置と、この静電像を
トナーにより現像してトナー像を形成するための静電像
現像装置と、このトナー像を転写材に転写するための転
写装置と、転写材上のトナー像を定着するための定着装
置と、転写後に感光体に残留したトナーを除去するクリ
ニング装置とを備えてなる。

感光体は、例えば回転ドラム状あるいは回転ベルト状の
形態を有し、その表面に形成された静電像が当該感光体
の回転移動に伴い順次静電像現像装置を経由して現像が
遂行される。

しかして、解像度が高くしかも濃度ムラのない良好な現
像を達成するためには、現像領域に均一で適正な厚さの
現像剤層を供給することが必要とされる。このため、静
電像現像装置においては、現像剤層の厚さを規制するた
めの厚さ規制部材が設けられている。

〔従来の技術〕

従来においては、板状の厚さ規制部材（規制ブレード）
を現像剤担持体の表面に対向配置して現像剤層の厚さを
規制する手段が知られている。

しかし、この規制ブレードによる規制手段は以下の問題
がある。

（１）トナーの凝集物により規制ブレードと現像剤担持
体との間隙が詰まり、そのため現像剤層の厚さにムラが
生じたり、現像剤層の搬送不良が発生する。特に、転写
されずに感光体に残留したトナーを再使用するトナーの
リサイクルシステムを採用した場合には、転写紙に起因
する紙粉等の異物がトナーの回収とともに混入しやすい
ので、当該異物により規制ブレードと現像剤担持体との
間隙が詰まりやすい。

（２）規制ブレードの先端にトナーが融着しやすく、そ
のため画像の形成を繰返すに従って現像剤層の厚さの規
制が困難となる。

このような問題を解決するものとして下記の技術が提案
された。

■ｊ７さ規制部材として、現像剤担持体とは反対方向に
回転する鉄製ローラを用いる技術（特公昭６２−３９４
３３号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記技術■では以下の問題がある。

（１）鉄製ローラは磁化されやすいため、例えば磁気ブ
ラシ現像法を適用する場合には、現像剤に悪影響を与え
、その結実現像剤層の厚さにムラが生じやすい。

（２）鉄製ローラはその表面が高抵抗であるため、当該
規制ローラにより現像剤層の厚さが規制される際に、現
像剤との摩擦接触により発生した摩擦電荷が当該規制ロ
ーラの表面に蓄積され、この蓄積電荷に起因して、規制
された現像剤層の摩擦帯電電荷の分布が不均一となり、
その結実現像時に濃度ムラが発生する問題がある。

（３）また、上記蓄積電荷に起因して、規制ローラに対
する現像剤の付着力が増大するため、現像剤の搬送不良
を招来し、安定した現像が達成できない問題がある。

本発明は以上の如き事情に基づいてなされたものであっ
て、その目的は、現像剤に磁気的な悪影響を与えずに厚
さを規制でき、また現像剤の摩擦帯電電荷に悪影響を与
えずに厚さを規制でき、しかも電気的な付着力に起因す
る搬送不良を伴わずに厚さを規制できる厚さ規制部材を
備えた静電像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〕

上記目的を達成するため、本発明は、現像領域に現像剤
層を搬送するための現像剤担持体と、この現像剤担持体
の表面に対向配置された、前記現像剤層の厚さを規制す
る円筒状の厚さ規制部材とを備えてなる静電像現像装置
において、前記厚さ規制部材が非磁性材料よりなり、か
つ当該厚さ規制部材の表面の体積抵抗率が７μΩ・ｃｍ
以下であることを特徴とする。

〔作用〕

厚さ規制部材が非磁性材料よりなるので、現像剤に磁気
的な悪影響を与えずに厚さを規制できる。

従って、特に磁性トナーを用いて濃度不足および濃度ム
ラのない良好な現像を達成できる。

厚さ規制部材の表面の体積抵抗率が７μΩ・ｃｍ以下で
あるので、当該厚さ規制部材の表面と現像剤とのＶｌ擦
接触により摩擦電荷が発生してもその摩擦電荷が当該厚
さ規制部材の表面の全体に分散して平均化される。従っ
て、現像剤層の摩擦帯電電荷の分布に悪影響を与えるこ
とが防止され、濃度ムラのない良好な現像を達成できる
。

また、厚さ規制部材において摩擦電荷が分散されて局所
的に集中することがないので、当該厚さ規制部材に対す
る現像剤の電気的な付着力を低減できる。従って、現像
剤の搬送不良を伴わずに安定した現像を達成できる。

（発明の具体的構成） 以下、本発明の構成を具体的に説明する。

本発明においては、現像剤層の厚さを規制する円筒状の
厚さ規制部材（以下「規制ローラ」ともいう、）が、下
記条件■および■を満足することが必−要である。

条件■；非磁性材料よりなること。

条件０８表面の体積抵抗率が７μΩ・ｃｔａ以下である
こと。

ここで、［体積抵抗率Ｊとは、ＪＩＳ　Ｃ２５２５に規
定された測定方法に準拠して、下記式により求められた
値をいう。

体積抵抗率ρ＝　（Ｒ，／Ｌ）　　・Ａ（μΩ・ＣＩ）
Ｒｙｉ試験片の実測抵抗値を２０’Ｃにおける値に換算
した抵抗値（Ω） Ｌ　；試験片の長さ（ｍ） Ａ　：試験片の断面積（ｍｓ”） 具体的な測定手段としては、例えばダブルブリッジ法、
ホイートストーンブリッジ法、電位差法等を適用できる
。

上記条件■および■を満足する材料としては、例えば真
らゆう、アルミニウム、非磁性ステンレス、１１４、導
電性プラスチック等がある。

また、「円筒状」とは、中空部がない円筒状または中空
部を有する円筒状のいずれをもいう。

規制ローラは、現像剤担持体に若干の間隙を介して対向
配置する。そして、規制ローラの回転方向は、現像剤担
持体との対向領域すなわち現像剤層の厚さ規制領域にお
いて、当該現像剤担持体と反対方向が好ましい、これに
より、トナーの凝集物等の通過を効果的に阻止すること
ができる。

例えばトナーを経済的に使用するためには、転写されず
に感光体に残留したトナーを回収して再利用するトナー
のリサイクルシステムを適用することが好ましいが、こ
の場合には転写紙に起因する紙粉が回収したトナーと共
に現像剤容器内に混入されやすいので、この紙粉の現像
領域への進入を防止することが肝要である。しかして、
規制ローラを上記のように回転させる場合には、当該紙
粉の現像領域への進入を効果的に阻止でき、４度ムラあ
るいは白筋のない安定した現像を達成できる。

第１図は本発明に係る静電像現像装置の一例の概略を示
す説明図である。

同図において、ｌＯは例えば有機感光層を備えた回転ヘ
ルド型の感光体、２５は静電像現像装置、２６は駆動ロ
ーラ、２８は現像領域である。

静電像現像装置２５において、３１は矢印へ方向に回転
駆動される例えばステンレス製の円筒状の現像剤担持体
（以下ｒＴＪｉ像スリーブ」ともいう）、３２は現像ス
リーブ３１内に配置された、矢印Ｂ方向に回転駆動され
るマグネットローラ、３３は現像スリーブ３１に若干の
間隙を介して対向配置された、矢印Ｃ方向に回転駆動さ
れる円筒状で上記条件■および■を満足する規制ローラ
、３４は規制ローラ３３の表面に圧接配置された、付着
物を除去するためのスクレーパ、３５は現像剤を撹拌す
るための撹拌部材、３６は例えば磁性トナーよりなる一
成分系現像剤、３７は現像剤容器である。

現像剤容器３７内において撹拌部材３５により撹拌され
ることにより摩擦帯電した磁性トナー（３６）は、マグ
ネットローラ３２による磁気力により現像スリーブ３１
の表面に層状に保持されたうえ、現像スリーブ３１の回
転に追随して移動する。そして、厚さ規制領域３３Ａに
おいて、磁性トナーの厚さが規制ローラ３３により規制
されて厚さの一定な磁性トナー層が形成される。

この磁性トナー層が現像領域２８に搬送され、ここで矢
印りで示す方向に回転移動されてきた感光体ｌＯ上の静
電像が現像されてトナー像が形成され以上の装置によれ
ば、規制ローラ３３が非磁性材料よりなる（条件■）の
で、磁性トナーに磁気的な悪影響を与えずに磁性トナー
層の厚さを規制できる。これに対して、規制ローラが磁
性材料よりなる場合には、当該規制ローラによる磁気力
が磁性トナー層に悪影響を与え、その結果磁性トナーＪ
Ｇの搬送が阻害され、濃度ムラ等の現像不良が発生する
。

そして、規制ローラ３３の表面の体積抵抗率が７μΩ・
ｃｍ以下である（条件■）ので、当該規制ローラ３３に
より磁性トナー層の厚さが規制される際に、磁性トナー
との摩擦接触により摩擦電荷が発生してもその摩擦電荷
が当該規制ローラ３３の表面の全体に分散して平均化さ
れ、その結果磁性トナー層の摩擦帯電電荷の分布が不均
一となることを防止でき、濃度ムラのない良好な現像を
達成できる。

また、このように規制ローラ３３において摩擦電荷が分
散されて局所的に集中することがないので、規制ローラ
３３に対する磁性トナーの電気的な付着力を低減でき、
磁性トナーの搬送不良を伴わずに安定した現像を達成で
きる。

そして、規制ローラ３３の表面にトナーが付着したとし
てもスクレーバ３４により掻き取られるので、当該規制
ローラ３３の表面を常に清浄な状態にでき、厚さ規制領
域３３Ａの詰まりを防止することができる。

また、規制ローラ３３の表面にトナーが付着したとして
もスクレーパ３４により掻き取られるので、当該規制ロ
ーラ３３の表面を常に清浄な状態にでき、厚さ規制領域
３３Ａの詰まりを防止することができる。

第２図は上記構成の本発明に係る静電像現像装置を組み
込んで構成した画像形成装置の一例の概略を示す説明図
である。

この画像形成装置は、回転ヘルド型の感光体を２回転さ
せることにより、帯電工程、露光工程、現像工程、転写
工程、クリーニング工程を遂行して１回の画像を形成す
る方式を採用し、かつトナーのリサイクルシステムを採
用した構成の装置である。

１０は例えば有機感光層を備えた回転ベルト型の感光体
、２１は帯電器と転写器を兼用する帯電・転写電極、２
２は露光光学系（図示省略）よりのレーザ光、２３は感
光体ｌＯに離接可能に取付けられたクリーニングブレー
ド、２４は除電ランプ、２５は静電像現像装置、２６は
駆動ローラ、２７は従動ローラ、２９は感光体移動路規
制部材である。

感光体１０の第１回転目においては、まず、帯電・転写
電極２１により感光体１０の表面が順次−様に帯電され
る。次に、露光光学系よりのレーザ光２２により感光体
１０の表面が順次露光されて静電像が形成される。この
静電像は、感光体１０の回転移動により現像領域２８に
移動されるが、このときはクリーニングブレード２３は
感光体１０から離間した状態とされ、また除電ランプ２
４も非作動状態とされる。

現像領域２８においては、静電像現像装置２５により静
電像が現像されてトナー像が形成される。このトナー像
は感光体１０の回転移動により転写領域２１Ａに移動さ
れる。この転写領域２１’Ａにおいては帯電・転写電極
２１により普通紙等の転写材の裏面側からコロナ放電が
作用されることによりトナー像が転写材上に静電転写さ
れる。

そして、転写材に転写されたトナー像は転写材とともに
定着器（図示省略）に送られて加熱あるいは加圧されて
定着される。

一方、帯電・転写電極２１を通過した転写後の感光体ｌ
Ｏの表面は、第２回転目に付され、クリーニング領域２
３Ａに移動されるが、このときは露光光学系は非作動状
態とされる。クリーニング領域２３Ａにおいては、クリ
ーニングブレード２３が感光体ＩＯの表面に圧接された
状態とされ、このブレード２３により感光体ＩＯの表面
が摺擦される。このクリニング領域２３Ａを通過した感
光体ｌＯの表面は除電ランプ２４により除電されたうえ
、現像領域２８を通過する。クリーニングブレード２３
により回収された残留トナーは、次回の帯電・露光時に
当該ブレード２３が感光体ｌＯから離間した状態になっ
た後に、現像領域２８において現像スリーブ３１に磁気
力により吸引され゛、再び現像剤容器３７内に回収され
、再利用に供される。

そして、現像領域２８を通過した感光体１０の表面は、
第１回転目の開始時と同様の位置に復帰し、再び帯電・
転写電極２１により帯電工程に付され、上記と同様のプ
ロセスに供される。

本発明に係る静電像現像装置に適用できる現像剤として
は、磁性トナーのみよりなる一成分系現像剤、トナーと
キャリアとよりなる二成分系現像剤を挙げることができ
る。

特に磁性トナーのみよりなる一成分系現像剤を用いたと
きには、上記規制ローラにより著しく優れた厚さ規制作
用が発渾される。これは、既述のように規制ローラが非
磁性であり、磁性トナーに磁気的な悪影響を与えないか
らである。

斯かる磁性トナーは、基本的には、バインダー樹脂中に
、磁性体、その他の添加剤が含存されて構成される、平
均粒径が５〜２Ｏｎ程度の粒子粉末である。また、当該
粒子粉末に必要に応じて外部添加剤を添加混合してもよ
い。

磁性トナーを構成する磁性体としては、磁場によってそ
の方向に強く磁化する物質、例えば鉄、フェライト、マ
グネタイトをはじめとする鉄、ニンケル、コバルト等の
強磁性を示す金属もしくは合金またはこれらの元素を含
む化合物、強磁性元素を含まないが適当に熱処理するこ
とによって強磁性を示すようになる合金、例えばマンガ
ン−銅アルミニウムもしくはマンガン−銅−錫等のホイ
スラー合金とよばれる種類の合金または二酸化クロム等
よりなる微粒子を用いることができる。

磁性トナーのバインダー樹脂としては、特に限定されず
種々の樹脂を用いることができる。具体的には、スチレ
ン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル系樹脂、ポリエチ
レン樹脂、スチレン・ブタジェン樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、メ
タクリレート樹ＪＩＨ、ポリエチレンテレフタレート樹
脂、ポリアミド樹脂、およびこれらの共重合体樹脂等が
ある。

バインダー樹脂中に必要に応じて含有されるその他の添
加剤としては、例えば着色剤、荷電制御剤、離型剤等が
ある。

磁性トナーの外部添加剤としては、例えば無機微粒子等
がある。この無機微粒子は、流動化剤、研磨剤等として
優れた作用を発揮する。

感光体としては、有機感光層を備えた有機感光体が好ま
しい。有機感光体は、通常、有機化合物よりなる光導電
性物質を含有して構成された有機感光層を、導電性支持
体上に積層して構成される。

当該有機感光層は、有機化合物よりなる光導電性物質を
樹脂よりなるバインダー中に分散含有させて構成するこ
とが好ましい。

当該有機感光層としては、可視光を吸収して荷電キャリ
アを発生するキャリア発生物質を含有してなるキャリア
発生層と、このキャリア発生層において発生した正また
は負のキャリアのいずれか一方または両方を輸送するキ
ャリア輸送物質を含有してなるキャリア輸送層とを組合
せて構成された、いわゆる機能分離型の有機感光層が好
ましい。

このように、キャリアの発生と、その輸送という感光層
において必要な２つの基本的機能を別個の層に分担させ
ることにより、有機感光層の構成に用い得る物質の選択
範囲が広範となるうえ、各機能を最適に果たす物質また
は物質系を独立に選定することが可能となり、またそう
することにより、画像形成プロセスにおいて要求される
緒特性、例えば帯電させたときの表面電位が高く、電荷
保持能が大きく、光感度が高く、また反復使用における
安定性が大きい等の優れた特性を有する有機感光体を構
成することが可能となる。

（実験例） 以下、本発明に係る静電像現像装置を用いて行った実験
例について説明する。

実験例１（本発明用） 本発明に係る静電像現像装置を搭載した第２図に示した
構成の画像形成装置を用いて、２万回にわたり連続して
画像を形成する実験を行った。

実験の主な条件は次の通りである。

・感光体 回転ベルト型の有機感光体 表面電位；−６５０Ｖ ・現像スリーブ 円筒状でステンレス類 現像領域での回転方向；感光体と同一 ・マグネットローラ Ｎ、Ｓ橋合計８極 現像スリーブとは逆回転 ・規制ローラ 円筒状で黄銅型 表面の体積抵抗率；７μΩ・ｃｈｉ 規制領域での回転方向；現像スリーブと逆・現像剤 スチレン・アクリル系樹脂と、マグネタイトとを主成分
とする磁性トナー ・環境条件 常温低湿（温度２０°Ｃ３相対湿度２０％）（評価） 得られた定着画像を目視により観察して、濃度変化、濃
度ムラを判定したところ、最後まで濃度変化および濃度
ムラの発生が認められなかった。

実験例２（本発明用） 実験例１において、規制ローラを、表面の体積抵抗率が
２．６μΩ・ｃｍであるアルミニウム製の規制ローラに
変更したほかは同様にして実験を行った。

（評価） 得られた定着画像を目視により観察して、濃度変化、濃
度ムラを判定したところ、最後まで濃度変化および濃度
ムラの発生が認められなかった。

実験例３（比較用） 実験例１において、規制ローラを、表面の体積抵抗率が
１３μΩ・Ｃｓである炭素鋼製の規制ローラに変更した
ほかは同様にして実験を行った。

（評価） 得られた定着画像を目視により観察して、濃度変化、濃
度ムラを判定したところ、５　、０００回を経過した頃
から局所的な４度ムラが発生し、また、画像濃度が全体
に低下した。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明によれば、以下の効
果が発揮される。

（１）　ｇさ規制部材が非もｎ性材料よりなるので、現
像剤に磁気的な悪影響を与えずに厚さを規制できる。従
って、濃度低下を伴わずに長期間安定して現像を達成で
きる。特に磁性トナーに対して好適な規制作用が発揮さ
れる。

（２）　ＩＪ−さ規制部材の表面の体積抵抗率が７μΩ
・ｃｍ以下であるので、当該厚さ規制部材の表面と現像
剤との摩擦接触により摩擦電荷が発生してもその摩擦電
荷が当該規制ローラの表面の全体に分散して平均化され
る。従って、現像剤層の摩擦帯電電荷の分布に悪影響を
与えることが防止され、濃度ムラのない良好な現像を多
数回にわたり安定に達成できる。

（３）このように摩擦電荷が分散される結果、規制ロー
ラの表面の電位が局所的に高くなることが防止され、規
制ローラに対する現像剤の電気的な付着力を低減できる
。従って、現像剤の搬送不良を伴わずに多数回にわたり
安定した現像を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る静電像現像装置の一例の概略を示
す説明図、第２図は本発明に係る静電像現像装置を組み
込んで構成した画像形成装置の一例の概略を示す説明図
である。 １０・・・回転ベルト型の感光体 ２１・・・帯電・転写電極　　２２・・・レーザ光２３
・・・クリーニングブレード ２４・・・除電ランプ　　　　２５・・・静電像現像装
置２６・・・駆動ローラ　　　　２７・・・従動ローラ
２８・・・現像期成 ２９・・・感光体移動路規制部材 ３１・・・現像剤担持体（現像スリーブ）３２・・・マ
グネットローラ ３３・・・ＦＸさ規制部材（規制ローラ）３３Ａ・・Ｉ
’ｌさ規制領域　　３４・・・スクレーパ３５・・・１
立件部材　　　　　３７・・・現像剤容器３６・・・−
成分系現像剤（磁性トナー）−４１図 ＋２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）現像領域に現像剤層を搬送するための現像剤担持
   体と、この現像剤担持体の表面に対向配置された、前記
   現像剤層の厚さを規制する円筒状の厚さ規制部材とを備
   えてなる静電像現像装置において、 前記厚さ規制部材が非磁性材料よりなり、かつ当該厚さ
   規制部材の表面の体積抵抗率が７μΩ・ｃｍ以下である
   ことを特徴とする静電像現像装置。