JPH0614221B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は複写機、情報記録装置等の画像形成機器に適用
される乾式現像装置に関し、更に詳しくは現像剤支持部
材上に、現像剤を均一の厚さに担持して現像位置へ搬送
し、現像位置において該現像剤支持部材に対向して配置
された潜像保持部材上に形成されている静電潜像に該現
像剤を付着させて、これを現像する現像装置に関するも
のである。

〔発明の背景〕

従来、潜像保持部材上に形成されている静電潜像を現像
する現像方法としては、一成成分トナーを使用する現像
方法および二成分トナーを使用する現像方法が知られて
いる。

このような現像方法に使用される従来の現像装置の一例
を第３図に示す。第３図において、１は現像剤支持部材
上に均一にトナー層を形成するのに使用されるブレー
ド、２は現像剤支持部材（以下、スリーブと称する）、
３はその上に形成されるトナー層、４は該スリーブ内に
配設された固定磁石、５は静電潜像を保持する潜像保持
部材、６はバイアス電源を示す。

この現像装置においては、現像剤支持部材すなわちスリ
ーブ２の上に均一のトナー層３を形成するために、トナ
ー容器の出口において、スリーブ２に内装された固定磁
石４の１つの磁極Ｎ_１に対向する位置に、磁性体より成
るブレード１を設け、該磁極と磁性体ブレード間の磁力
線に沿ってトナー３を穂立させ、これをブレード先端の
エッジ部で切ることにより磁力の作用を利用して、トナ
ー層の厚みを規制している（例えば特開昭５４−４３０
３７号参照）。

これらの方法により現像剤支持部材すなわちスリーブ２
上に、ほぼ均一なトナー層３をつくることが可能となっ
た。しかし実用上長期にわたって、均一なトナー層を上
記スリーブ上に安定に形成することが困難な場合も実験
上見出された。殊にいちじるしく流動性の悪いトナーを
用いた場合、又は凝集を生じたトナーを用いた場合等に
は、均一なトナー層をつくることが一層困難となり易か
った。スリーブ２上のトナーの層厚にムラがあると顕画
像にムラを生じ良好な画像を望めない。

このムラ対策として非常に有効な方法として、本件出願
人は、さらに新規な現像装置を提案した（特開昭５６−
１１３１７２号）。これは、上記スリーブ面のその移動
方向に沿って、凹凸を設けることにより、塗布ムラを防
止するものである。スリーブ面の、その移動方向に沿っ
ての凹凸がムラに対して有効な理由は、スリーブ面とト
ナー間の摩擦力が増えてスリーブがしづらくなりブレー
ドからのトナーの押し出し力が安定したこと、及び、ス
リーブ周方向の凹凸によってブレード上流部のトナー溜
りに周期的な微振動が与えられ、トナー塊がほぐされ
て、トナーがさらさらの状態になったためと考えられ
る。

例えば、上記スリーブとして、ステンレス（ＳＵＳ ３
０４）スリーブ上に、粒度＃６００の不定形粒子でサン
ドブラスト処理をした表面粗面化スリーブを用いて、画
出し耐久テストを行なったところ、ムラは発生しなかっ
た。

ところが、この現像器を使って連続的に画像出しを行っ
たところ、以下の現像が発生した。

(1) 極端にトナー消費量の少ない白地の多い原稿のコ
ピーを３００〜５００枚続けたところ、画像濃度Ｄは
１．１から０．９へと低下していた。

(2) 画像濃度が低下した現像器で連続的に黒地コピー
（全面黒）をしたところ、３０〜５０枚続けたところか
ら画像濃度が１．１に回復し始めた。

そこで、まず上記(1)の画像濃度の低下したスリーブ表
面のトナーの粒径を測定したところ粒径１〜５μのトナ
ーが主体であり、ホッパー内のトナー（平均粒径８〜１
３μ）と較べて明らかに粒径が小さくなっており、この
トナー粒径の変化によって画像濃度の変化が起こること
が解った。これは、トナーがスリーブとの摩擦によって
電荷を与えられると、トナーは鏡映力によってスリーブ
上に吸引するが、このとき微小トナー（１〜５μ）の方
が平均的な粒径のトナー（８〜１３μ）より吸引力が大
きいため、微小トナーがスリーブ表面に薄くコーティン
グされてしまうからである。このため、最も現像に寄与
する５μ以上のトナーはスリーブとの摩擦が充分に行な
われず、電荷を付与されない。このことにより画像濃度
は徐々に低下する。微小トナーの鏡映力によるスリーブ
コーティングを抑えるためにはスリーブ表面を絶縁性に
するか又は半導電性にすればよいことがわかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記の従来の現像装置における欠点を
解消し、現像剤支持部材表面に常に安定した一様なムラ
のない現像剤薄層を形成することができ、しかも、現像
剤の搬送性の向上及び一様コーティングの安定性を図
り、かつ、トナーの粒径の変化による画像濃度の変化を
防止し、長期に亘つて安定した高性能を発揮し得る現像
装置を提供することである。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成する本発明現像装置は、現像剤支持部
材上に帯電可能な絶縁性トナーを有する現像剤を担持し
て現像位置へ搬送し、該現像剤支持部材に接触すること
なく対向して配置された潜像保持部材上に形成されてい
る静電潜像を上記現像剤により現像する装置において、
現像剤支持部材の表面に固体粒子を分散させた紫外線硬
化型樹脂の薄膜を形成し、これに紫外線を照射すること
により現像剤支持部材の表面に細い凹凸をもつ表面層を
形成したことを特徴とするものである。

上述の紫外線硬化型樹脂の中に分散させた固体粒子は導
電性粒子とするのが好ましく、また、導電性粒子と帯電
制御のための粒子を含むものとしてもよい。また、固体
粒子と紫外線硬化型樹脂の帯電極性は現像剤に対して互
いに異なるものとするのがよい。

本発明による現像装置に使用される現像剤は、現像剤支
持部材すなわちスリーブとの摩擦によって帯電するもの
であるので、この観点から、一成分絶縁性トナーとする
必要がある。さらに、磁性トナーであれば、磁石の磁極
によって自転を行うため、スリーブとの摩擦回転が増加
するので磁性トナーとするのが好ましい。これに対し
て、二成分現像剤の非磁性絶縁性トナーは、主としてキ
ャリヤとの接触により帯電するものであるが、スリーブ
との摩擦も或る程度生じ、この際、スリーブ表面上の凹
凸は現像剤の担持能力および摩擦を生ずる働きをするの
で、本発明による現像装置に使用される現像剤は、必ら
ずしも、一成分絶縁性磁性現像剤に限られるわけではな
く、帯電する絶縁性トナーを含むものであれば二成分現
像剤も適用できる。

〔発明の実施例〕

以下、図面に基いて本発明の実施例について説明する。

第１図および第２図は本発明の一実施例を示す。図中、
第３図に示す部分と同じ部分は同じ符号により指示し
て、その詳細な説明は省略する。

現像剤支持部材すなわちスリーブ２の表面に固体粒子を
分散させた紫外線硬化型樹脂の薄膜を形成し、これに紫
外線を照射することによりスリーブ２の表面上に細い凹
凸をもつ表面層７を形成する。

表面層７の詳細を第２図に拡大して示す。

第２図において、８は紫外線硬化型樹脂、９はその中に
分散された固体粒子を示す。

以下、実際に第１図に示す装置を使用して製造した現像
装置の例について説明する。

例１ 固定磁石４として、磁極の強さがＮ_１＝８２０gauss、
Ｓ_１＝８２０gauss、Ｎ_２＝Ｓ_２＝Ｎ_３＝Ｓ_３＝５００g
aussのマグネットロールを使用した。スリーブ２と潜像
保持部材（以下、ドラムと称する）５との間隙を０．２
５mm、スリーブ２とブレード１との間隙を０．２mmmに
保持してスリーブ２とドラムの間隔よりも薄いトナー層
３を形成した。またバイアス電源６として、ＡＣにＤＣ
を重畳させたものを用い、Ｖ_ＰＰ（ピーク・ツー・ピー
ク）＝１３００Ｖ，ｆ＝１０００Hz、ＤＣ＝＋１００
（ｖ）としてジャンピング現像を行ない、毎分３０枚の
スピードで複写処理を行った。

スリーブ２はステンレスあるいはアルミニウムのような
非磁性の金属性で、その表面に固体粒子を含んだ表面薄
層７を塗布してある。

スリーブ２は先に述べた非磁性の金属であり、樹脂８中
に固体粒子９が散在しているこの樹脂８はウレタン−ア
クリレート樹脂（例えば大日精化工業商品名セイカビー
ムＰＨＣ−２２１０）のような紫外線で硬化する樹脂で
あり、塗布した後、強力な紫外線が照射されて硬化が完
了する。この樹脂８中に混入する固体粒子はスリーブ表
面に凹凸をつけるものであり、摩耗に強く、ある程度の
帯電制御効果をもっていることが好ましい。このような
粉末として、アルミナや窒化ホウ素等のセラミック粉
末、ガラスビーズ、ＴｉＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３等の金属酸化
物などから選択することができる。

上記構成の現像装置を用いて実際に潜像面の現像処理を
行ったところ、スリーブ面のトナーコーティングは非常
に良好であり、塗布ムラは生じなかった。更に上記スリ
ーブで５万枚画像形成を行ったところ、常時良好な画像
が得られ、画像濃度の低下も無かった。これはスリーブ
表面が高分子物質によって絶縁化していることによって
画像濃度低下を防止しているからである。

またウレタン−アクリレート樹脂のような紫外線硬化型
樹脂は鉛筆硬度で６〜７Ｈと硬く摩耗に強いという性質
がある。さらには、樹脂を硬化させるのに加熱する必要
がなく、紫外線照射時にもほとんどの熱の発生がない。
従つて、他の方法のようにスリーブが熱変形させること
もほとんどなく、スリーブの精度を保つことができる。

例２ スリーブ表面に塗布する塗膜中に入れる固体粒子を種々
変えて実験を行なった。

固体粒子としてテフロン粒子のように負極性帯電の強い
ものを混入することによってトナーの帯電を制御するこ
とが可能である。例えばポジトナーを使用する現像装置
においてスリーブ表面に比較的正極性帯電傾向の強いウ
レタンアクリレート樹脂の塗膜を設けると、ポジトナー
の帯電電荷量が低下するが、テフロン粉末を入れること
によってトナーの帯電が良好になった。また塗膜表面と
トナーの摩擦によって帯電する塗膜の表面の電荷は、互
いに逆極性に帯電するものが極く近くにあるため、逃げ
やすくスリーブ表面の塗膜の電位は、ある一定以上上昇
しないという効果も有する。

この場合テフロン粒子は、０．１〜５μｍ程度のものを
用い、５〜３０ｗｔ％程度混入すればよい。

例３ 固体粒子として、カーボン粉末や金属粉末を混入する場
合について述べる。

カーボン粉末やＡｌ，Ｃｕ等の金属粉末を用いて塗膜の
体積抵抗を、１０^６〜１０^９Ω・cm程度にすることによ
り、塗膜表面に帯電する電荷を、ゆるやかに逃がすこと
もできる。この場合は低湿環境のように帯電しやすい場
合に特に有効である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明による現像装置は、現像剤支
持部材の表面に固体粒子を混入してなる紫外線硬化型樹
脂を用い紫外線を照射して現像剤支持部材の表面に細い
凹凸をもつ表面層を形成することにより、トナーによる
摩耗も少く、良好な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による現像装置の実施例の断面図、第２
図は第１図の実施例の現像剤支持部材の表面の拡大図、
第３図は従来の現像装置の断面図である。 １……磁性ブレード ２……現像剤支持部材（スリーブ） ３……トナー層、４……固定磁石 ５……潜像保持部材（ドラム） ６……バイアス電源、７……表面層 ８……紫外線硬化型樹脂、９……固体粒子

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像材支持部材上に帯電可能な絶縁性トナ
   ーを有する現像剤を担持して現像位置へ搬送し、該現像
   剤支持部材に接触することなく対向して配置された潜像
   保持部材上に形成されている静電潜像を上記現像剤によ
   り現像する装置において、現像剤支持部材の表面に固体
   粒子を分散して有する紫外線硬化型樹脂の薄膜を形成
   し、これに紫外線を照射することにより現像剤支持部材
   の表面に細い凹凸をもつ表面層を形成したことを特徴と
   する現像装置。
2. 【請求項２】紫外線硬化型樹脂中に分散させた固体粒子
   を、導電性粒子としたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の現像装置。
3. 【請求項３】紫外線硬化型樹脂中に分散させた固体粒子
   が導電性粒子と、帯電制御のための粒子を含むことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の現像装置。
4. 【請求項４】固体粒子と紫外線硬化型樹脂の帯電極性が
   現像剤に対して互いに異なることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の現像装置。
5. 【請求項５】現像剤支持部材にＡＣ成分を有するバイア
   ス電圧を印加することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第４項に記載の現像装置。