JPH0661013B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、トナー層厚規制部材によって層厚を規制され
たトナー担持体上のトナーによって、潜像担持体に形成
された潜像を可視像化する現像装置に関する。

従来技術 電子複写機、プリンタ、ファクシミリ等の作像装置に採
用される上記形式の現像装置は従来より周知である。

トナー粒子のみ、あるいはこれに補助成分を含有するト
ナー（すなわち一成分系現像剤）を用いる現像方式とし
ては、導電性磁性トナーを使用し、潜像の電荷によって
トナー粒子に電荷を誘導せしめ、これによりトナーを潜
像に付着させる誘導現像法、絶縁性磁性または非磁性ト
ナーの一方または両者を使用し、このトナーを摩擦帯電
させて潜像を可視像化する摩擦帯電方式等が従来より公
知であるが、いずれの方式においてもトナーがトナー層
厚規制部材によって薄層化され、このトナー層がトナー
担持体に担持されつつ現像領域へ運ばれ現像に供せられ
る。

ところが上述の如き現像方式を採用した現像装置を長時
間使用すると、トナー層厚規制部材にトナーが融着しこ
れが固着する結果、トナー担持体上に安定したトナーの
薄層を形成できなくなり、トナーの固着した部分を通過
したトナーの量が不足し、可視像に白すじや地汚れを発
生させる恐れがある。

このためトナーの固着を防止する構成が従来より各種提
案され、かつ実用化されている。たとえばトナー担持体
に対するトナー層厚規制部材の押圧力を低減する構成、
あるいは規制部材の形状を工夫する構成、またはトナー
層厚規制部材の表面とトナーの融着し難い低表面エネル
ギー物質で被覆する構成等が代表的なものである。

しかしながらトナー層厚規制部材の押圧力を減らした
り、その形状を工夫する方法ではトナーの固着を大幅に
改善することができない。またトナー層厚規制部材表面
を低表面エネルギー物質で被覆する方法は、トナーの融
着を効果的に防止できるが、トナー担持体に接触する部
分の低表面エネルギー物質が経時的に削られるため、ト
ナー担持体に対するトナー層厚規制部材の押圧力が変化
し、これによってトナー担持体上のトナー層の厚みが徐
々に変化してしまい、厚みの安定したトナー層を長期間
維持することが困難であった。

目的 本発明の目的は、トナー層厚規制部材へのトナーの固着
を防止できるとともに、トナー担持体に対するトナー層
厚規制部材の押圧力の経時的な変化を従来よりも低減で
きる冒頭に記載した形式の現像装置を提供することであ
る。

構成 本発明は上記目的を達成するため、トナー担持体にトナ
ーを介して接触したトナー層厚規制部材部分以外の規制
部材部分、すなわちその非接触部に、低表面エネルギー
物質を被覆した構成を提案する。

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明に係る現像装置１を有する電子複写機の
一部を示し、そのタンク２にはトナー（一成分系現像
剤）３が収容されている。このトナー３は磁性トナーで
あっても非磁性トナーであってもよいが、第１図の例で
は磁性トナーであるとする。

また本例ではトナー担持体が反時計方向に駆動される円
筒状の現像ローラ４として構成され、その内部にうＳ極
とＮ極が周方向に交互に着磁されたマグネット５が不動
に配置されている。トナー３はマグネット５の磁力で現
像ローラ４の表面に引かれ、該ローラ４の回転によりロ
ーラ４の表面に担持されながらその回転方向に搬送され
る。その際現像ローラ４にはトナー層厚規制部材６（第
２図も参照）の先端部領域がトナーを介して接触してお
り、トナーがこの規制部材６を通過することによりその
層厚が規制される。トナー層厚規制部材通過後のトナー
は薄いトナー層３ａをなして現像ローラ４に担持されな
がら搬送され、時計方向に回転駆動されるドラム状の感
光体７として構成された潜像担持体と現像ローラ４との
対向領域、すなわち現像領域Ｄへ運ばれる。ここでトナ
ーは感光体７に形成された静電潜像に静電的に移行し、
潜像が可視像化される。感光体に移行せずに現像領域Ｄ
を通過したトナーは再びタンク２の側に戻される。

トナーとして導電性トナー（低抵抗トナー）を用いたと
きは、トナーが感光体７に対向したとき、その潜像の電
荷によりトナーに逆極性の電荷が誘起され、これにより
トナーが潜像に付着し、また絶縁性トナー（高抵抗トナ
ー）を用いたときは、このトナーとトナー層厚規制部材
６ないしは現像ローラ４との摩擦によってトナーが所定
の極性に帯電される。その際トナー層厚規制部材６によ
ってトナーが薄層化されるため、その全体が均一に帯電
される。現像ローラ４を不動に固定し、マグネット５を
時計方向に回転駆動し、あるいは両者を共に回転駆動す
ることによってトナーを搬送してもよいし、非磁性トナ
ーを用いたときはマグネット５を省略できることも周知
の通りである。

現像動作は上述の如く行われるが、この動作が長時間行
われると、特別な処理を施していない従来のトナー層厚
規制部材には経時的にトナーが融着して固着し、これに
より可視像の画質が劣化する恐れのあることは先に説明
した通りである。トナー層厚規制部材上にトナーが融着
するのは、現像ローラ、トナー層厚規制部材およびトナ
ーの三者間に生ずる摩擦熱によってトナー層厚規制部材
の温度が上昇することが主な原因と考えられているが、
本発明者がトナーの融着状態について詳細に検討したと
ころ、トナーを介して現像ローラに接触しているトナー
層厚規制部材部分６ａ（第１図）にはむしろトナーの融
着は起らず、この接触部６ａ以外の非接触部、より詳し
くは接触部６ａの近傍の周囲部にトナーの融着が発生し
ていることが判った。これは、接触部６ａの近傍の非接
触部の温度は接触部６ａとほとんど同じであるが、非接
触部に存するトナーはその動きが遅いか、または停止し
ているため融着が加速されるのに対し、接触部６ａでは
トナーの動きが激しく、むしろトナーが融着し難くい状
態にあるためと考えられる。

本発明は上述した新規な認識に基き構成されており、図
示した実施例ではトナーを介して現像ローラ４に接触し
たトナー層厚規制部材の接触部６ａ以外の非接触部６ｂ
（第２図）に、トナーの融着し難い低表面エネルギー物
質が被覆されている。すなわち、トナーの固着が発生し
やすい非接触部６ｂ、特に接触部６ａ近傍の非接触部に
トナーの融着を阻止できる物質を被覆し、元々トナーの
固着が生じ難い接触部６ａにはこの物質を被覆しない。
このようにすれば非接触部６ｂへのトナーの融着を防止
できるだけでなく、接触部６ａに上記物質が被覆されて
いないため、その削れを防止でき、現像装置を長時間使
用しても現像ローラ４に対する層厚規制部材の押圧力の
変化を防止でき、よって常に安定した厚みのトナー層３
ａを維持でき、現像後の可視像にすじを生ぜしめたり、
地汚れが発生する欠点を抑制でき、安定した濃度の可視
像を得ることが可能とある。

トナー層厚規制部材６の先端を第１図の状態よりも延長
し、先端部が現像ローラ４に接触しないようにし、規制
部材６の腹部がトナーを介して現像ローラ４に接触する
ようにしたときも、この腹部の接触部には低表面エネル
ギー物質を被覆せず、その他の非接触部、特に接触近傍
の部分にこの物質を被覆すればよい。

体表面エネルギー物質としては、シリコーン樹脂、ある
いはフルオロポリマー等を有利に用いることができる。
またシリコーン樹脂としては、たとえば焼付型、常温硬
化型のスレートシリコーン等を適宜使用できるが、常温
硬化型のシリコーン樹脂であっても強制的に２００〜３
００℃程度で焼成して使用すると、その硬度を高めるこ
とができ、トナーとの摩擦による摩耗を抑制できる。市
販品としては、信越化学製のＫＲ２７１、ＫＲ２５５、
ＫＲ１５２や、東レシリコーン製のＳＲ２４００、ＳＨ
８４０、ＳＲ２４０６等を有利に用いることができる。

次に、より具体的な実験例を挙げて説明する。

実験例１ トナー層厚規制部材６の基材としてステンレス鋼の板を
用い、規制部材６を第１図のようにセットしたときに現
像ローラ４に接触しない部分、すなわち第２図に示した
非接触部６ｂにのみ、次に示すシリコーン樹脂を塗布し
た（接触部６ａには塗布しない）。

シリコーン樹脂 （東レシリコーン製SR2400） 100重量部 トルエン 700重量部 次いでこれを２５０℃で１時間加熱してシリコーン膜の
焼成を行い、トナー層厚規制部材６を得た。

焼成の終ったトナー層厚規制部材を第１図に示した現像
装置にセットし、この電子複写機により次に示すトナー
粒子のトナーを用いて、先に説明した態様で連続コピー
テストを行った。

スチレン樹脂 100重量部 マグネタイト（0.1μ） ６０重量部 ニグロシンベースEX （オリエント化学製） ２重量部 その結果、２万枚コピー後もその画像に白すじや、地汚
れは発生せず、画像濃度の変動もほとんどなく、実験後
トナー層厚規制部材を取り外して観察してみたが、トナ
ーの固着は全く見られず、シリコーン樹脂の非塗布部、
すなわち第２図に示した接触部６ａの削れもほとんどな
かった。

実施例２ 第３図に示すように非接触部６ｂのうち、接触部６ａの
近傍部分６ｃだけ下記処理のシリコーン樹脂溶液を塗布
し、これを２００℃で１時間焼成してトナー層厚規制部
材６を得た。

シリコーン樹脂（信越化学KR271） 100重量部 トルエン 700重量部 炭化ケイ素 ５重量部 この規制部材６を第１図に示す電子複写機の現像装置に
セットし、実施例１と同じトナーを用いて２万枚の連続
コピーテストを行った。その結果、２万枚コピー後もそ
の画像に白すじや地汚れが発生せず、画像濃度は初期と
同じであった。実験後トナー層厚規制部材を観察したト
ナーの固着、削れは共に認められれなかった。

比較実験例１ ステンレス鋼製のトナー層厚規制部材の基材に対し、そ
の全面（接触部と非接触部）に実験例１と同じシリコー
ン樹脂を塗布し２５０℃で１時間加熱し、シリコーン膜
の焼成を行った。このようにして得たトナー層厚規制部
材を第１図のようにセットして連続コピーテストを行っ
たところ、約１万枚のコピー後から画像濃度が上昇し、
地汚れが発生した。１５０００枚のコピー後、トナー層
厚規制部材を取り外して観察したところ、トナーの固着
は発生していなかったが、第４図に示すように現像ロー
ラに接触していたトナー層厚規制部材部分６ａが削られ
てシリコーン樹脂の塗布層が薄くなっていた。この削れ
により現像ローラに対するトナー層厚規制部材の押圧力
が変化し、画質劣化の原因となったものと考えられる。

実験例３ 実験例１と同じくトナー層厚規制部材６の基材としてス
テンレス鋼の板を用い、規制部材６を第１図のようにセ
ットしたとき現像ローラに接触しない第２図に示す非接
触部６ｂに、ポリテトラフルオロエチレンのエナメル
（Dupont社製852-201クリアーテフロンエナメル、固形
分48重量パーセント）を塗布し、次いでこれを３５０℃
の温度で３０分間焼成してトナー層厚規制部材６を得
た。これを第１図に示した電子複写機の現像装置にセッ
トして、実験例１と同じトナーを用いて連続コピーテス
トを実施した。その結果、実験例１と同様に２万枚のコ
ピー後もその画像に白すじ、地汚れは発生せず、画像濃
度の変化もなかった。実験後トナー層厚規制部材６を取
り外して観察したが、この場合もトナーの固着は見られ
ず、非塗布部（接触部６ａ）の削れもほとんど認められ
なかった。

実験例４ トナー層厚規制部材の基材に対し、第３図に示した非接
触部６ｂのうち、現像ローラに接触する接触部６ａの近
傍の部分６ｃだけに、ポリテトラフルオロエチレン混合
液（固形分３０パーセント）に対して疎水性シリカ０．
１重量部を混合したコート液を塗布し、４００℃で３０
分間焼成してトナー層厚規制部材６を得た。これを第１
図のようにセットして実験例１と同じトナーによって２
万枚の連続コピーを行った結果、２万枚コピー後も白す
じ、地汚れは発生せず、画像濃度は初期と同じであっ
た。実験後トナー層厚規制部材を観察したがトナーの固
着、削れはなかった。

比較実験例２ ステンレス鋼の基材に全面に実験例３で用いたものと同
じポリテトラフルオロエチレンのエナメルを塗布し、３
５０℃で３０分間焼成して得たトナー層厚規制部材を第
１図のようにセットし、実験例１と同じトナーを用いて
連続コピーテストを行った。その結果、約１万枚のコピ
ー後から画像濃度が上昇し、地汚れが発生した。１５０
００枚のコピー後、トナー層厚規制部材を取り外して観
察したところ、トナーの固着はなかったが、この場合も
第４図に示す如く現像ローラとの接触部６ａが削られて
塗布量が薄くなっていた。

本発明はトナー担持体が現像スリーブではなくベルトか
ら成るときも適用でき、また潜像担持体がドラム状の感
光体ではなくベルト状の感光体、誘導体ドラム、あるい
は誘電体ベルトから成るときも同様であり、電子複写機
以外の各種作像装置における現像装置にも適用できる。

またトナー担持体に対するトナー層厚規制部材の非接触
部６ｂ全体に低表面エネルギー物質を被覆しなくとも、
従来トナーが固着しやすかった部分、すなわち接触部６
ａの近傍を被覆するだけであってもよいことは第３図の
例からも明らかである。トナー層厚規制部材の基材とし
てはステンレス鋼に限らず、他の金属、または合成樹脂
等を適宜用いることができることも当然である。

効果 本発明によれば、トナー層厚規制部材へのトナーの固着
を防止でき、しかもその接触部の削れを抑制できるので
トナー担持体に対するトナー層厚規制部材の接触状態の
変化を低減でき、現像された画像にすじや地汚れが発生
することを抑制し、安定した画像濃度を維持することが
可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る現像装置を有する電子複写機の
一部を示す断面図、第２図および第３図はトナー層厚規
制部材をそれぞれ示す斜視図、第４図は削れが発生した
トナー層厚規制部材を示す斜視図である。 １…現像装置 ３…トナー ６…トナー層厚規制部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナー層厚規制部材によって層厚を規制さ
   れたトナー担持体上のトナーによって、潜像担持体に形
   成された潜像を可視像化する現像装置において、 トナー担持体にトナーを介して接触するトナー層厚規制
   部材部分以外の層厚規制部材部分に、低表面エネルギー
   物質を被覆したことを特徴とする前記現像装置。
2. 【請求項２】前記低表面エネルギー物質がシリコーン樹
   脂である特許請求の範囲第１項に記載の現像装置。
3. 【請求項３】前記低表面エネルギー物質がフルオロポリ
   マーである特許請求の範囲第１項に記載の現像装置。