JPH09197802A - 現像装置 - Google Patents
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- JPH09197802A JPH09197802A JP733496A JP733496A JPH09197802A JP H09197802 A JPH09197802 A JP H09197802A JP 733496 A JP733496 A JP 733496A JP 733496 A JP733496 A JP 733496A JP H09197802 A JPH09197802 A JP H09197802A
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Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 現像ゴースト等の画質欠陥のない良好な画像
を形成することが可能であり、しかも各環境下において
も優れた画像濃度環境安定性を有する現像装置を提供す
る。 【解決手段】 本発明の現像装置3は、円筒状支持体4
aの外周面を被覆するコート層4bに現像剤6を担持し
て、像保持体1上に形成された静電潜像2が現像される
現像領域Aに現像剤6を搬送する現像剤担持体4を備え
ている。上記コート層4bはカーボンブラックを含有す
る導電性樹脂層からなり、コート層4b中に分散したカ
ーボンブラックの平均粒子径が100nm以上で500
nm未満の範囲にある。また、コート層4bの体積固有
抵抗率は、3.0×10-2〜1.0Ωcmの範囲にあること
が好ましい。
を形成することが可能であり、しかも各環境下において
も優れた画像濃度環境安定性を有する現像装置を提供す
る。 【解決手段】 本発明の現像装置3は、円筒状支持体4
aの外周面を被覆するコート層4bに現像剤6を担持し
て、像保持体1上に形成された静電潜像2が現像される
現像領域Aに現像剤6を搬送する現像剤担持体4を備え
ている。上記コート層4bはカーボンブラックを含有す
る導電性樹脂層からなり、コート層4b中に分散したカ
ーボンブラックの平均粒子径が100nm以上で500
nm未満の範囲にある。また、コート層4bの体積固有
抵抗率は、3.0×10-2〜1.0Ωcmの範囲にあること
が好ましい。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機,
プリンター,ファクシミリ,これらの複合OA機器等の
画像形成装置における現像装置に関する。詳しくは、電
子写真感光体、静電記録誘電体等の像保持体上に形成さ
れた静電潜像を可視化するための現像剤担持体表面が導
電性樹脂層からなる現像装置に関する。
プリンター,ファクシミリ,これらの複合OA機器等の
画像形成装置における現像装置に関する。詳しくは、電
子写真感光体、静電記録誘電体等の像保持体上に形成さ
れた静電潜像を可視化するための現像剤担持体表面が導
電性樹脂層からなる現像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真方式を採用した画像形成装置に
おいて、像保持体に形成された静電潜像を現像する方法
として、使用する現像剤の種類等に応じて各種の方法が
従来から知られている。それらのうち、現像剤担持体上
に担持された現像剤を感光体に接触させてまたは非接触
的に感光体へ飛翔させて現像する方法があり、現像剤を
搬送する現像剤担持体の表面についても種々の樹脂層が
提案されている。例えば、特開昭63−311367号
公報には、階調性および細線・網点階調再現性を向上さ
せるために、体積固有抵抗率(1×106〜1×1013
Ω・cm)と厚さとが所定の関係にある外層を設けた現像
剤担持体が開示されている。また、特開平4−1668
64号公報には、現像装置の立ち上がり時における現像
剤のブロードな電荷量分布による初期画像濃度の低下を
防止するために、表面に正帯電性樹脂粒子を含有する複
合材料の薄層を形成し、現像剤として負極帯電性磁性ト
ナーを使用する現像剤担持体が開示されている。そし
て、特開平4−246676号公報には、同一画像パタ
ーンを繰り返しプリントした場合、用紙の送り方向に沿
って用紙の一部の濃度が薄くなるというフェーディング
現象を防止するために、樹脂およびグラファトを含有し
た被膜層を研磨加工して、その凹凸の平均間隔Smおよ
び中心線平均粗さRaを特定の範囲に限定した現像剤担
持体が開示されている。
おいて、像保持体に形成された静電潜像を現像する方法
として、使用する現像剤の種類等に応じて各種の方法が
従来から知られている。それらのうち、現像剤担持体上
に担持された現像剤を感光体に接触させてまたは非接触
的に感光体へ飛翔させて現像する方法があり、現像剤を
搬送する現像剤担持体の表面についても種々の樹脂層が
提案されている。例えば、特開昭63−311367号
公報には、階調性および細線・網点階調再現性を向上さ
せるために、体積固有抵抗率(1×106〜1×1013
Ω・cm)と厚さとが所定の関係にある外層を設けた現像
剤担持体が開示されている。また、特開平4−1668
64号公報には、現像装置の立ち上がり時における現像
剤のブロードな電荷量分布による初期画像濃度の低下を
防止するために、表面に正帯電性樹脂粒子を含有する複
合材料の薄層を形成し、現像剤として負極帯電性磁性ト
ナーを使用する現像剤担持体が開示されている。そし
て、特開平4−246676号公報には、同一画像パタ
ーンを繰り返しプリントした場合、用紙の送り方向に沿
って用紙の一部の濃度が薄くなるというフェーディング
現象を防止するために、樹脂およびグラファトを含有し
た被膜層を研磨加工して、その凹凸の平均間隔Smおよ
び中心線平均粗さRaを特定の範囲に限定した現像剤担
持体が開示されている。
【0003】しかしながら、従来の現像剤担持体はいず
れも下記のような問題点がある。すなわち、特開昭63
−311367号公報に記載の現像剤担持体では、一般
に外層の抵抗が高い。そのため、現像の際に現像剤が感
光体に移行した外層部分に電荷が残留して、この部分で
の電荷量が他の部分より多くなり、新たに担持された現
像剤が外層に強く吸着されて感光体へ移行し難くなる。
その結果、新たに現像されたトナー像のうち先に現像さ
れたトナー像に相当する部分の濃度が薄くなる、いわゆ
る現像ゴーストが生じて画質が低下する。特開平4−1
66864号公報に記載の現像剤担持体では、正帯電性
樹脂粒子の分散により薄層の抵抗が不均一になり、バイ
アスリークや現像ゴーストが発生しやすくなる。特開平
4−246676号公報に記載の現像剤担持体では、表
面被膜層を研磨加工するので被膜層表面が平滑になって
いる。そのため、現像剤の搬送量が減少したり現像剤の
帯電が不充分となり、画像濃度が低下する。
れも下記のような問題点がある。すなわち、特開昭63
−311367号公報に記載の現像剤担持体では、一般
に外層の抵抗が高い。そのため、現像の際に現像剤が感
光体に移行した外層部分に電荷が残留して、この部分で
の電荷量が他の部分より多くなり、新たに担持された現
像剤が外層に強く吸着されて感光体へ移行し難くなる。
その結果、新たに現像されたトナー像のうち先に現像さ
れたトナー像に相当する部分の濃度が薄くなる、いわゆ
る現像ゴーストが生じて画質が低下する。特開平4−1
66864号公報に記載の現像剤担持体では、正帯電性
樹脂粒子の分散により薄層の抵抗が不均一になり、バイ
アスリークや現像ゴーストが発生しやすくなる。特開平
4−246676号公報に記載の現像剤担持体では、表
面被膜層を研磨加工するので被膜層表面が平滑になって
いる。そのため、現像剤の搬送量が減少したり現像剤の
帯電が不充分となり、画像濃度が低下する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように、表面に樹
脂層を被覆した従来の現像剤担持体では、摩擦帯電によ
り付与される現像剤の電荷量の過不足や樹脂層の抵抗の
不均一によって、現像ゴーストが発生するという問題点
があった。また、カーボンブラックが分散した樹脂層を
表面に設けた従来の現像剤担持体においては、高温高湿
および低温低湿下で画像濃度が低下するという問題点が
あった。そこで、本発明は、上述の問題点を解決しよう
とするものであって、現像剤担持体表面に形成される樹
脂層が適切な体積固有抵抗率を有することにより、現像
ゴーストに起因する画質欠陥の発生を回避し、良好な画
像を形成することが可能な現像装置を提供することにあ
る。さらに、本発明においては、高温高湿および低温低
湿の環境下においても良好な画像を形成することができ
る環境安定性を有する現像装置を提供することにある。
脂層を被覆した従来の現像剤担持体では、摩擦帯電によ
り付与される現像剤の電荷量の過不足や樹脂層の抵抗の
不均一によって、現像ゴーストが発生するという問題点
があった。また、カーボンブラックが分散した樹脂層を
表面に設けた従来の現像剤担持体においては、高温高湿
および低温低湿下で画像濃度が低下するという問題点が
あった。そこで、本発明は、上述の問題点を解決しよう
とするものであって、現像剤担持体表面に形成される樹
脂層が適切な体積固有抵抗率を有することにより、現像
ゴーストに起因する画質欠陥の発生を回避し、良好な画
像を形成することが可能な現像装置を提供することにあ
る。さらに、本発明においては、高温高湿および低温低
湿の環境下においても良好な画像を形成することができ
る環境安定性を有する現像装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、表面が導
電性樹脂層からなる現像剤担持体を備えた現像装置にお
いて、現像ゴーストや特に高温高湿および低温低湿下で
みられる画質欠陥の発生を回避すべく、画質の向上を目
指して鋭意研究・検討を重ねてきたところ、樹脂層中に
分散した状態でのカーボンブラックの平均粒子径を所定
の範囲内に収めることによって、上記目的が達成される
ことを見い出して、本発明をなし得たものである。すな
わち、本発明の現像装置は、円筒状支持体の外周面を被
覆するコート層に現像剤を担持して、像保持体上に形成
された静電潜像が現像される現像領域に現像剤を搬送す
る現像剤担持体を備え、上記コート層が微粒子状のカー
ボンブラックを含有する導電性樹脂層からなり、コート
層中に分散したカーボンブラックの平均粒子径が100
nm以上で500nm未満の範囲にあることを特徴とす
る。
電性樹脂層からなる現像剤担持体を備えた現像装置にお
いて、現像ゴーストや特に高温高湿および低温低湿下で
みられる画質欠陥の発生を回避すべく、画質の向上を目
指して鋭意研究・検討を重ねてきたところ、樹脂層中に
分散した状態でのカーボンブラックの平均粒子径を所定
の範囲内に収めることによって、上記目的が達成される
ことを見い出して、本発明をなし得たものである。すな
わち、本発明の現像装置は、円筒状支持体の外周面を被
覆するコート層に現像剤を担持して、像保持体上に形成
された静電潜像が現像される現像領域に現像剤を搬送す
る現像剤担持体を備え、上記コート層が微粒子状のカー
ボンブラックを含有する導電性樹脂層からなり、コート
層中に分散したカーボンブラックの平均粒子径が100
nm以上で500nm未満の範囲にあることを特徴とす
る。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明の要素には、本発明の理解を容易にするた
めに、後述の実施例の要素と対応する符号を括弧内に付
記するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
本発明の現像装置(3)における現像剤担持体(4)は、円
筒状支持体(4a)の外周面に現像剤(6)を担持するコー
ト層(4b)が被覆されている。コート層(4b)は、結着
樹脂中に導電性微粒子が分散した導電性樹脂層からな
る。支持体(4a)としては、例えばアルミニウム,ステ
ンレス鋼等の非磁性で導電性の円筒部材が用いられる。
上記コート層(4b)を構成する結着樹脂としては、フェ
ノール樹脂,メラミン樹脂,尿素樹脂,アルキド樹脂,
エポキシ樹脂,ポリアミド,ポリイミド,ポリエステ
ル,ポリウレタン,ポリカーボネート,ポリフェニレン
オキサイド,ポリエーテルスルホン,スチレン系樹脂,
フッ素系樹脂,アクリル系樹脂,シリコーン樹脂等が用
いられる。特に、フェノール樹脂,ポリアミド,ポリエ
ステル,ポリウレタン,ポリカーボネート,スチレン系
樹脂のような機械的強度に優れている樹脂、あるいはフ
ッ素系樹脂,シリコーン樹脂のような離型性に優れてい
る樹脂が好ましく用いられる。
なお、本発明の要素には、本発明の理解を容易にするた
めに、後述の実施例の要素と対応する符号を括弧内に付
記するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
本発明の現像装置(3)における現像剤担持体(4)は、円
筒状支持体(4a)の外周面に現像剤(6)を担持するコー
ト層(4b)が被覆されている。コート層(4b)は、結着
樹脂中に導電性微粒子が分散した導電性樹脂層からな
る。支持体(4a)としては、例えばアルミニウム,ステ
ンレス鋼等の非磁性で導電性の円筒部材が用いられる。
上記コート層(4b)を構成する結着樹脂としては、フェ
ノール樹脂,メラミン樹脂,尿素樹脂,アルキド樹脂,
エポキシ樹脂,ポリアミド,ポリイミド,ポリエステ
ル,ポリウレタン,ポリカーボネート,ポリフェニレン
オキサイド,ポリエーテルスルホン,スチレン系樹脂,
フッ素系樹脂,アクリル系樹脂,シリコーン樹脂等が用
いられる。特に、フェノール樹脂,ポリアミド,ポリエ
ステル,ポリウレタン,ポリカーボネート,スチレン系
樹脂のような機械的強度に優れている樹脂、あるいはフ
ッ素系樹脂,シリコーン樹脂のような離型性に優れてい
る樹脂が好ましく用いられる。
【0007】導電性微粒子として、コート層中での平均
粒子径が100nm以上で500nm未満の範囲にある
カーボンブラックが用いられる。一般に、コート層中に
分散した微粒子状のカーボンブラックは、分子間引力や
静電引力等により粒子径の小さいものほど凝集しやす
く、樹脂液中に分散している時よりも固体状樹脂に取り
込まれた時の粒子径が大きくなる。本発明におけるカー
ボンブラックの平均粒子径とは、コート層中に分散した
状態での平均粒子径を意味する。勿論、樹脂液中に分散
した状態のカーボンブラックが樹脂の固化持に凝集しな
かったものの平均粒子径をも含めた値である。この平均
粒子径が100nm未満の場合は、カーボンブラックの
微粉砕化にコストを要し好ましくない。一方、平均粒子
径が500nm以上のものは、微粒子の導電性が低いた
め、現像剤が過剰摩擦帯電した時電荷を逃すことができ
ない。さらに、環境の変化により、画像濃度の変動が大
きく、しかも現像ゴーストの発生頻度が高くなる。ま
た、導電性微粒子として、グラファイト、アルミニウ
ム,ステンレス鋼等の各種導電性金属または合金、酸化
錫,酸化インジウム,酸化チタン,酸化錫−酸化インジ
ウム固溶体等の各種導電性金属酸化物などを併用するこ
とができる。中でも、カーボンブラックと共にグラファ
イトを併用することが好ましい。グラファイトは、コー
ト層に表面潤滑性および表面粗さを付与する作用があ
る。すなわち、潤滑性の付与によりコート層表面への現
像剤の固着を防止することができ、適切な表面粗さの付
与により現像剤に充分な摩擦帯電量を付与することがで
きる。
粒子径が100nm以上で500nm未満の範囲にある
カーボンブラックが用いられる。一般に、コート層中に
分散した微粒子状のカーボンブラックは、分子間引力や
静電引力等により粒子径の小さいものほど凝集しやす
く、樹脂液中に分散している時よりも固体状樹脂に取り
込まれた時の粒子径が大きくなる。本発明におけるカー
ボンブラックの平均粒子径とは、コート層中に分散した
状態での平均粒子径を意味する。勿論、樹脂液中に分散
した状態のカーボンブラックが樹脂の固化持に凝集しな
かったものの平均粒子径をも含めた値である。この平均
粒子径が100nm未満の場合は、カーボンブラックの
微粉砕化にコストを要し好ましくない。一方、平均粒子
径が500nm以上のものは、微粒子の導電性が低いた
め、現像剤が過剰摩擦帯電した時電荷を逃すことができ
ない。さらに、環境の変化により、画像濃度の変動が大
きく、しかも現像ゴーストの発生頻度が高くなる。ま
た、導電性微粒子として、グラファイト、アルミニウ
ム,ステンレス鋼等の各種導電性金属または合金、酸化
錫,酸化インジウム,酸化チタン,酸化錫−酸化インジ
ウム固溶体等の各種導電性金属酸化物などを併用するこ
とができる。中でも、カーボンブラックと共にグラファ
イトを併用することが好ましい。グラファイトは、コー
ト層に表面潤滑性および表面粗さを付与する作用があ
る。すなわち、潤滑性の付与によりコート層表面への現
像剤の固着を防止することができ、適切な表面粗さの付
与により現像剤に充分な摩擦帯電量を付与することがで
きる。
【0008】コート層中には、カーボンブラックを結着
樹脂に対して10〜40重量%含有させることがより好
ましい。カーボンブラックの含有量が10重量%未満で
あると、コート層の体積固有抵抗率が高くなりすぎる。
そのため、現像剤の過剰帯電電荷を逃すことができなく
なり、形成される画像に現像ゴーストが発生する。一
方、含有量が40重量%を越えると、コート層を形成す
る際の造膜性が損なわれるだけでなく、現像剤の帯電量
が不足して画像濃度の低下に繋がる。その好ましい含有
量は15〜30重量%である。また、グラファイトをコ
ート層中に含有させる場合は、結着樹脂に対する含有量
を70重量%以下とすることが好ましい。なお、この含
有量が70重量%を越えると、コート層が脆くなるだけ
でなく、コート層の表面粗さが大きくなりすぎて現像剤
の搬送量が多くなり、充分な摩擦帯電量が得られなくな
る。
樹脂に対して10〜40重量%含有させることがより好
ましい。カーボンブラックの含有量が10重量%未満で
あると、コート層の体積固有抵抗率が高くなりすぎる。
そのため、現像剤の過剰帯電電荷を逃すことができなく
なり、形成される画像に現像ゴーストが発生する。一
方、含有量が40重量%を越えると、コート層を形成す
る際の造膜性が損なわれるだけでなく、現像剤の帯電量
が不足して画像濃度の低下に繋がる。その好ましい含有
量は15〜30重量%である。また、グラファイトをコ
ート層中に含有させる場合は、結着樹脂に対する含有量
を70重量%以下とすることが好ましい。なお、この含
有量が70重量%を越えると、コート層が脆くなるだけ
でなく、コート層の表面粗さが大きくなりすぎて現像剤
の搬送量が多くなり、充分な摩擦帯電量が得られなくな
る。
【0009】コート層の膜厚は、10〜40μmの範囲
にあることが好ましく、特に15〜30μmの範囲がよ
り好ましい。膜厚が10μmより薄いと、前記導電性微
粒子がコート層表面から露出する度合が多くなり、現像
剤担持体の表面が必要以上に粗くなる。一方、40μm
より厚いと、硬化の際に塗布液が円筒状支持体上から垂
れて、均一な膜厚を形成することが困難になる。また、
コート層の体積固有抵抗率は、3.0×10-2〜1.0Ω
cmの範囲にあることが好ましく、特に5.0×10-2〜
0.80Ωcmの範囲がより好ましい。体積固有抵抗率が
3.0×10-2Ωcm未満であると、現像剤の帯電量が少
なく画像濃度が低下する。一方、体積固有抵抗率が1.
0Ωcmを越えると、現像剤の帯電量が現像ゴーストの発
生しやすいレベルまで過剰になる。
にあることが好ましく、特に15〜30μmの範囲がよ
り好ましい。膜厚が10μmより薄いと、前記導電性微
粒子がコート層表面から露出する度合が多くなり、現像
剤担持体の表面が必要以上に粗くなる。一方、40μm
より厚いと、硬化の際に塗布液が円筒状支持体上から垂
れて、均一な膜厚を形成することが困難になる。また、
コート層の体積固有抵抗率は、3.0×10-2〜1.0Ω
cmの範囲にあることが好ましく、特に5.0×10-2〜
0.80Ωcmの範囲がより好ましい。体積固有抵抗率が
3.0×10-2Ωcm未満であると、現像剤の帯電量が少
なく画像濃度が低下する。一方、体積固有抵抗率が1.
0Ωcmを越えると、現像剤の帯電量が現像ゴーストの発
生しやすいレベルまで過剰になる。
【0010】前記コート層は次のようにして形成するこ
とができる。まず、結着樹脂、導電性微粒子および希釈
剤(溶剤)等を混合し、更にサンドミル,ボールミル,
アトライタ等の粉砕機により、固形分が少なくともカー
ボンブラックである導電性微粒子を微粉砕化すると同時
に均一に分散させて塗布液を調製する。この際、ガラス
ビーズ,スチールビーズ,カーボランダムビーズ等のビ
ーズと共に導電性微粒子は分散処理される。また、処理
すべきカーボンブラックの一次平均粒子径だけでなく、
更に粉砕機の回転速度,ビーズの粒径,塗布液の粘度,
処理時間等を調節することによって、カーボンブラック
の微粉砕化の程度を調整する。分散処理後の上記塗布液
中のカーボンブラックの二次平均粒子径は、一般に80
〜450nmの範囲にある。その後、円筒状支持体を回
転させながら、その表面に塗布液をエアスプレー等によ
りコーティングし、130〜250℃で結着樹脂を硬化
させる。希釈剤としては、ヘキサン,ベンゼン,トルエ
ン,キシレン等の炭化水素類、アセトン,メチルエチル
ケトン,シクロヘキサノン等のケトン類、メタノール,
エタノール,ブタノール等のアルコール類、ジブチルエ
ーテル,テトラヒドロフラン,プロピレングリコールモ
ノメチルエーテル等のエーテル類、酢酸エチル,酢酸ブ
チル,酪酸エチル等のエステル類などが挙げられる。こ
れらの希釈剤および前記結着樹脂は、単独でもあるいは
2種以上混合して用いてもよい。本発明の現像装置にお
いて使用される現像剤は、キャリアを用いない磁性一成
分または非磁性一成分現像剤であってもよく、あるいは
キャリアを用いる二成分現像剤であってもよい。
とができる。まず、結着樹脂、導電性微粒子および希釈
剤(溶剤)等を混合し、更にサンドミル,ボールミル,
アトライタ等の粉砕機により、固形分が少なくともカー
ボンブラックである導電性微粒子を微粉砕化すると同時
に均一に分散させて塗布液を調製する。この際、ガラス
ビーズ,スチールビーズ,カーボランダムビーズ等のビ
ーズと共に導電性微粒子は分散処理される。また、処理
すべきカーボンブラックの一次平均粒子径だけでなく、
更に粉砕機の回転速度,ビーズの粒径,塗布液の粘度,
処理時間等を調節することによって、カーボンブラック
の微粉砕化の程度を調整する。分散処理後の上記塗布液
中のカーボンブラックの二次平均粒子径は、一般に80
〜450nmの範囲にある。その後、円筒状支持体を回
転させながら、その表面に塗布液をエアスプレー等によ
りコーティングし、130〜250℃で結着樹脂を硬化
させる。希釈剤としては、ヘキサン,ベンゼン,トルエ
ン,キシレン等の炭化水素類、アセトン,メチルエチル
ケトン,シクロヘキサノン等のケトン類、メタノール,
エタノール,ブタノール等のアルコール類、ジブチルエ
ーテル,テトラヒドロフラン,プロピレングリコールモ
ノメチルエーテル等のエーテル類、酢酸エチル,酢酸ブ
チル,酪酸エチル等のエステル類などが挙げられる。こ
れらの希釈剤および前記結着樹脂は、単独でもあるいは
2種以上混合して用いてもよい。本発明の現像装置にお
いて使用される現像剤は、キャリアを用いない磁性一成
分または非磁性一成分現像剤であってもよく、あるいは
キャリアを用いる二成分現像剤であってもよい。
【0011】本発明の現像装置においては、前述したよ
うに、コート層中に分散した状態での導電性カーボンブ
ラック微粒子の平均粒子径が100nm以上で500n
m未満の範囲にある。ここで、平均粒子径について簡単
な説明を加える。樹脂中にカーボンブラックが分散した
ときに導電性を支配する要因として、カーボンブラック
の粉体特性等が挙げられる。例えば、平均粒子径,スト
ラクチャーの発達,表面積,多孔性といった点が重要な
因子となる。その中でも、平均粒子径は、カーボンブラ
ックの樹脂中における分散の程度を表し、ストラクチャ
ー,表面積,多孔性とも相関し、この値が小さいほど均
一に分散されていることを示す。このようなカーボンブ
ラックの平均粒子径は、現像剤担持体表面に担持された
現像剤の電荷を適正に保つための樹脂層におけるカーボ
ンブラックの形成するリークサイトを支配する作用があ
る。すなわち、現像剤担持体表面上の現像剤の過剰帯電
の回避を左右する重要な因子である。以上ように、前述
の平均粒子径を満足するカーボンブラックを含有したコ
ート層を設けることによって、現像ゴーストやバイアス
リーク等の画質欠陥のない良好な画像を形成することが
可能になる。
うに、コート層中に分散した状態での導電性カーボンブ
ラック微粒子の平均粒子径が100nm以上で500n
m未満の範囲にある。ここで、平均粒子径について簡単
な説明を加える。樹脂中にカーボンブラックが分散した
ときに導電性を支配する要因として、カーボンブラック
の粉体特性等が挙げられる。例えば、平均粒子径,スト
ラクチャーの発達,表面積,多孔性といった点が重要な
因子となる。その中でも、平均粒子径は、カーボンブラ
ックの樹脂中における分散の程度を表し、ストラクチャ
ー,表面積,多孔性とも相関し、この値が小さいほど均
一に分散されていることを示す。このようなカーボンブ
ラックの平均粒子径は、現像剤担持体表面に担持された
現像剤の電荷を適正に保つための樹脂層におけるカーボ
ンブラックの形成するリークサイトを支配する作用があ
る。すなわち、現像剤担持体表面上の現像剤の過剰帯電
の回避を左右する重要な因子である。以上ように、前述
の平均粒子径を満足するカーボンブラックを含有したコ
ート層を設けることによって、現像ゴーストやバイアス
リーク等の画質欠陥のない良好な画像を形成することが
可能になる。
【0012】(発明の作用)本発明の現像装置(3)にお
いて、現像剤担持体(4)表面のコート層(4b)上に担持
された現像剤(6)が、静電潜像(2)を形成した像保持体
(1)上の現像領域(A)近傍に搬送される。この搬送過
程で現像剤(6)が摩擦帯電される際、コート層(4b)中
に所定の平均粒子径を有するカーボンブラックを含有し
ているので、担持体(4)上の現像剤(6)の過剰帯電を回
避することが可能になる。そのため、現像剤(6)に適正
な帯電量を均一に付与することができるだけでなく、現
像ゴーストを効果的に防ぐことができる。また、本発明
の現像装置(3)においては、画像濃度の環境安定性に優
れているので、高温高湿および低温低湿下においても画
像濃度を高く保つことができる。
いて、現像剤担持体(4)表面のコート層(4b)上に担持
された現像剤(6)が、静電潜像(2)を形成した像保持体
(1)上の現像領域(A)近傍に搬送される。この搬送過
程で現像剤(6)が摩擦帯電される際、コート層(4b)中
に所定の平均粒子径を有するカーボンブラックを含有し
ているので、担持体(4)上の現像剤(6)の過剰帯電を回
避することが可能になる。そのため、現像剤(6)に適正
な帯電量を均一に付与することができるだけでなく、現
像ゴーストを効果的に防ぐことができる。また、本発明
の現像装置(3)においては、画像濃度の環境安定性に優
れているので、高温高湿および低温低湿下においても画
像濃度を高く保つことができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。図1において、像保持体(感光体)1は、負帯電
系の有機感光層を有する光導電性ドラムであって、帯電
手段(図示せず)により一様に帯電させた後、像光を照
射することによって生じる電位差により静電潜像2が形
成される。静電潜像2が形成された時の表面電位は、例
えば画像部で−600V、画像形成時に白表示部となる
背景部で−120Vである。現像装置3は、上記像保持
体1に対向して配置された現像剤担持体4を備えてい
る。現像装置3の容器5は、担持体4上に担持される磁
性一成分現像剤6を貯留するものであり、担持体4を収
容すると共に、像保持体1に対向して開口する部分で担
持体4表面を一部露出して、担持体4と像保持体1とが
近接するように配置されている。
する。図1において、像保持体(感光体)1は、負帯電
系の有機感光層を有する光導電性ドラムであって、帯電
手段(図示せず)により一様に帯電させた後、像光を照
射することによって生じる電位差により静電潜像2が形
成される。静電潜像2が形成された時の表面電位は、例
えば画像部で−600V、画像形成時に白表示部となる
背景部で−120Vである。現像装置3は、上記像保持
体1に対向して配置された現像剤担持体4を備えてい
る。現像装置3の容器5は、担持体4上に担持される磁
性一成分現像剤6を貯留するものであり、担持体4を収
容すると共に、像保持体1に対向して開口する部分で担
持体4表面を一部露出して、担持体4と像保持体1とが
近接するように配置されている。
【0014】現像剤担持体4は、その回転により、表面
に付着した現像剤6を像保持体1と近接した現像領域A
に搬送する。現像領域Aにおける担持体4と像保持体1
との最小間隙は、200μm程度となるように設定され
ている。担持体4の内部には、複数の磁石が周面に沿っ
て配列され、回転しないように固定されたマグネットロ
ール7が設けられている。複数の磁石はS極とN極とを
周面に沿って配列した磁気パターンを形成しており、こ
の磁気パターンに従って、現像剤6を担持体4の表面に
吸着することができるようになっている。現像剤担持体
4は、外径20mmおよび肉厚0.7mmの円筒状アル
ミニウム製支持体4aと、その周面上に形成されたコー
ト層4bとから構成されている。このコート層4bは、
結着樹脂および希釈剤中に微粒子状のカーボンブラック
およびグラファイトを分散させた後記の塗布液を支持体
4a上に塗布することによって形成された膜厚20μm
の塗膜からなる。
に付着した現像剤6を像保持体1と近接した現像領域A
に搬送する。現像領域Aにおける担持体4と像保持体1
との最小間隙は、200μm程度となるように設定され
ている。担持体4の内部には、複数の磁石が周面に沿っ
て配列され、回転しないように固定されたマグネットロ
ール7が設けられている。複数の磁石はS極とN極とを
周面に沿って配列した磁気パターンを形成しており、こ
の磁気パターンに従って、現像剤6を担持体4の表面に
吸着することができるようになっている。現像剤担持体
4は、外径20mmおよび肉厚0.7mmの円筒状アル
ミニウム製支持体4aと、その周面上に形成されたコー
ト層4bとから構成されている。このコート層4bは、
結着樹脂および希釈剤中に微粒子状のカーボンブラック
およびグラファイトを分散させた後記の塗布液を支持体
4a上に塗布することによって形成された膜厚20μm
の塗膜からなる。
【0015】現像剤規制部材8は、現像剤担持体4表面
に当接する弾性部材8aとこの弾性部材8aを接着した
板バネ8bとからなり、板バネ8bの他端は現像装置3
本体に固定支持されている。担持体4に対する弾性部材
8aの当接部は、前記現像領域Aに関して担持体4の回
転方向上流側に位置する。弾性部材8aは幅15mm、
厚さ1.00mm、ゴム硬度50゜のシリコーンゴムか
らなり、板バネ8bは厚さ0.1mmのステンレス鋼か
らなる。現像剤担持体4の支持体4aには、直列に接続
した高圧交流電源9および直流電源10によってバイア
ス電圧である直流重畳交流電圧が印加され、像保持体1
の導電性支持体(図示せず)と支持体4aの間の現像領
域Aで交番電界が発生するようになっている。
に当接する弾性部材8aとこの弾性部材8aを接着した
板バネ8bとからなり、板バネ8bの他端は現像装置3
本体に固定支持されている。担持体4に対する弾性部材
8aの当接部は、前記現像領域Aに関して担持体4の回
転方向上流側に位置する。弾性部材8aは幅15mm、
厚さ1.00mm、ゴム硬度50゜のシリコーンゴムか
らなり、板バネ8bは厚さ0.1mmのステンレス鋼か
らなる。現像剤担持体4の支持体4aには、直列に接続
した高圧交流電源9および直流電源10によってバイア
ス電圧である直流重畳交流電圧が印加され、像保持体1
の導電性支持体(図示せず)と支持体4aの間の現像領
域Aで交番電界が発生するようになっている。
【0016】本実施例の現像装置の作用は次のようなも
のである。現像装置3を作動させると、容器5内の現像
剤6は、回転する現像剤担持体4の表面に付着し、現像
剤規制部材8の弾性部材8aおよび表面に微細な凹凸を
有するコート層4bにより摺擦される。コート層4b中
には微粒子状のカーボンブラックが分散しているため、
現像剤6に均一かつ充分な摩擦帯電電荷を付与すること
ができる。薄層化された現像剤6は、担持体4の回転に
伴って現像領域Aに搬送され、担持体4と像保持体1と
の間隙に発生する交番電界内で、帯電された現像剤6粒
子が飛翔して往復運動する。また、この往復運動によっ
て、現像剤6の粒子同士が衝突し現像剤6全体がクラウ
ド状となる。この現像剤6のクラウドが、バイアス電圧
の直流成分によって、像保持体1の静電潜像2部分に引
き寄せられて現像が終了する。
のである。現像装置3を作動させると、容器5内の現像
剤6は、回転する現像剤担持体4の表面に付着し、現像
剤規制部材8の弾性部材8aおよび表面に微細な凹凸を
有するコート層4bにより摺擦される。コート層4b中
には微粒子状のカーボンブラックが分散しているため、
現像剤6に均一かつ充分な摩擦帯電電荷を付与すること
ができる。薄層化された現像剤6は、担持体4の回転に
伴って現像領域Aに搬送され、担持体4と像保持体1と
の間隙に発生する交番電界内で、帯電された現像剤6粒
子が飛翔して往復運動する。また、この往復運動によっ
て、現像剤6の粒子同士が衝突し現像剤6全体がクラウ
ド状となる。この現像剤6のクラウドが、バイアス電圧
の直流成分によって、像保持体1の静電潜像2部分に引
き寄せられて現像が終了する。
【0017】実施例1 導電性樹脂層(4b)の形成法を下記に示す。 バンイダー樹脂 フェノール樹脂 100重量部 導電性微粒子 カーボンブラック 20重量部 グラファイト 50重量部 希釈剤 プロピレングリコールモノメチルエーテル −ブタノール(2:1の混合液) 150重量部 上記組成物中の導電性微粒子をガラスビーズと共にサン
ドミルで分散して塗布液を調製した。塗布液中に分散し
たカーボンブラックの二次平均粒子径は、電子顕微鏡で
測定したところ430nmであった。この塗布液をアル
ミニウム製支持体(4a)上にスプレーした後、熱乾燥炉
において160℃で30分間加熱硬化してコート層(4
b)を形成した。このコート層(4b)中に分散したカー
ボンブラックの平均粒子径は、電子顕微鏡で測定したと
ころ490nmであった。また、コート層(4b)の体積
固有抵抗率は8.5×10-2Ωcmであった。上記支持体
(4a)の内部に前記マグネットロール(7)を固定し、こ
のようにして作製された現像剤担持体(4)を図1に示す
現像装置(3)に装着して、本実施例の現像装置(3)とし
た。
ドミルで分散して塗布液を調製した。塗布液中に分散し
たカーボンブラックの二次平均粒子径は、電子顕微鏡で
測定したところ430nmであった。この塗布液をアル
ミニウム製支持体(4a)上にスプレーした後、熱乾燥炉
において160℃で30分間加熱硬化してコート層(4
b)を形成した。このコート層(4b)中に分散したカー
ボンブラックの平均粒子径は、電子顕微鏡で測定したと
ころ490nmであった。また、コート層(4b)の体積
固有抵抗率は8.5×10-2Ωcmであった。上記支持体
(4a)の内部に前記マグネットロール(7)を固定し、こ
のようにして作製された現像剤担持体(4)を図1に示す
現像装置(3)に装着して、本実施例の現像装置(3)とし
た。
【0018】以下実施例1と同様にして、実施例2〜5
および比較例の現像装置(3)を作製した。ただし、実施
例1における導電性微粒子の分散処理とは、処理前のカ
ーボンブラックの平均粒子径,サンドミルの回転数,ガ
ラスビーズの径および処理時間を変化させた点で異な
る。各実施例および比較例には、塗布液およびコート層
(4b)中に分散したカーボンブラックの平均粒子径(電
子顕微鏡による測定)、さらにコート層(4b)の体積固
有抵抗率を示す。
および比較例の現像装置(3)を作製した。ただし、実施
例1における導電性微粒子の分散処理とは、処理前のカ
ーボンブラックの平均粒子径,サンドミルの回転数,ガ
ラスビーズの径および処理時間を変化させた点で異な
る。各実施例および比較例には、塗布液およびコート層
(4b)中に分散したカーボンブラックの平均粒子径(電
子顕微鏡による測定)、さらにコート層(4b)の体積固
有抵抗率を示す。
【0019】実施例2 実施例1と同様の工程を経て形成された塗布液中のカー
ボンブラックの二次平均粒子径は390nmであり、コ
ート層中のカーボンブラックの平均粒子径は420nm
であった。また、コート層の体積固有抵抗率は7.8×
10-2Ωcmであった。 実施例3 実施例1と同様の工程を経て形成された塗布液中のカー
ボンブラックの二次平均粒子径は340nmであり、コ
ート層中のカーボンブラックの平均粒子径は360nm
であった。また、コート層の体積固有抵抗率は0.14
Ωcmであった。 実施例4 実施例1と同様の工程を経て形成された塗布液中のカー
ボンブラックの二次平均粒子径は225nmであり、コ
ート層中のカーボンブラックの平均粒子径は259nm
であった。また、コート層の体積固有抵抗率は0.23
Ωcmであった。 実施例5 実施例1と同様の工程を経て形成された塗布液中のカー
ボンブラックの二次平均粒子径は148nmであり、コ
ート層中のカーボンブラックの平均粒子径は175nm
であった。また、コート層の体積固有抵抗率は0.40
Ωcmであった。 比較例 実施例1と同様の工程を経て形成された塗布液中のカー
ボンブラックの二次平均粒子径は568nmであり、コ
ート層中のカーボンブラックの平均粒子径は597nm
であった。また、コート層の体積固有抵抗率は1.0×
10-2Ωcmであった。
ボンブラックの二次平均粒子径は390nmであり、コ
ート層中のカーボンブラックの平均粒子径は420nm
であった。また、コート層の体積固有抵抗率は7.8×
10-2Ωcmであった。 実施例3 実施例1と同様の工程を経て形成された塗布液中のカー
ボンブラックの二次平均粒子径は340nmであり、コ
ート層中のカーボンブラックの平均粒子径は360nm
であった。また、コート層の体積固有抵抗率は0.14
Ωcmであった。 実施例4 実施例1と同様の工程を経て形成された塗布液中のカー
ボンブラックの二次平均粒子径は225nmであり、コ
ート層中のカーボンブラックの平均粒子径は259nm
であった。また、コート層の体積固有抵抗率は0.23
Ωcmであった。 実施例5 実施例1と同様の工程を経て形成された塗布液中のカー
ボンブラックの二次平均粒子径は148nmであり、コ
ート層中のカーボンブラックの平均粒子径は175nm
であった。また、コート層の体積固有抵抗率は0.40
Ωcmであった。 比較例 実施例1と同様の工程を経て形成された塗布液中のカー
ボンブラックの二次平均粒子径は568nmであり、コ
ート層中のカーボンブラックの平均粒子径は597nm
であった。また、コート層の体積固有抵抗率は1.0×
10-2Ωcmであった。
【0020】(プリントテスト)実施例1〜5および比
較例で作製した現像装置(3)をレーザプリンター(FX
4109:富士ゼロックス社製)に組み込み、現像装置
(3)内に平均粒径が7〜9μmの負帯電性磁性一成分現
像剤(6)を充填して、常温常湿(25℃,RH50
%)、低温低湿(10℃,RH10%)および高温高湿
(30℃,RH85%)の3環境下でプリントテストを
行った。なお、プリントサンプルにおいて、画像濃度は
濃度計(Model404A:X−Rite社製)で測
定し、現像ゴーストは目視によって評価した。画像濃度
および現像ゴーストの評価基準は下記の通りである。そ
の結果をテスト時の現像剤の帯電量と併せて表1に示
す。 画像濃度および現像ゴーストの評価基準 ◎ 濃度1.50以上 画質欠陥がほとんど見られない ○ 濃度1.40以上1.50未満 画質欠陥が僅かに見られる △ 濃度1.30以上1.40未満 若干画質欠陥が見られるが、実用上問題はない × 濃度1.30未満 はっきりと画質欠陥が見られる
較例で作製した現像装置(3)をレーザプリンター(FX
4109:富士ゼロックス社製)に組み込み、現像装置
(3)内に平均粒径が7〜9μmの負帯電性磁性一成分現
像剤(6)を充填して、常温常湿(25℃,RH50
%)、低温低湿(10℃,RH10%)および高温高湿
(30℃,RH85%)の3環境下でプリントテストを
行った。なお、プリントサンプルにおいて、画像濃度は
濃度計(Model404A:X−Rite社製)で測
定し、現像ゴーストは目視によって評価した。画像濃度
および現像ゴーストの評価基準は下記の通りである。そ
の結果をテスト時の現像剤の帯電量と併せて表1に示
す。 画像濃度および現像ゴーストの評価基準 ◎ 濃度1.50以上 画質欠陥がほとんど見られない ○ 濃度1.40以上1.50未満 画質欠陥が僅かに見られる △ 濃度1.30以上1.40未満 若干画質欠陥が見られるが、実用上問題はない × 濃度1.30未満 はっきりと画質欠陥が見られる
【0021】
【表1】
【0022】表1から明らかなように、コート層中のカ
ーボンブラックの平均粒子径が490nmの実施例1で
は、低温低湿下で現像ゴーストの発生および高温高湿下
で画像濃度の低下がみられるものの、実用上問題となる
レベルではなかった。また、上記平均粒子径が420〜
175nmの範囲にある実施例2〜5では、画像濃度お
よび現像ゴースト発生の有無に関しては、各環境とも良
好な結果が得られた。そして、コート層中に分散したカ
ーボンブラックの平均粒子径が小さくなるに従って、全
ての環境で画質が改善されることが分かる。一方、カー
ボンブラックの平均粒子径が597nmの比較例では、
全ての環境で、画像濃度が1.40未満であり、実用上
問題とはならないものの現像ゴーストが若干発生した。
特に高温高湿下での画像濃度が著しく低かった。
ーボンブラックの平均粒子径が490nmの実施例1で
は、低温低湿下で現像ゴーストの発生および高温高湿下
で画像濃度の低下がみられるものの、実用上問題となる
レベルではなかった。また、上記平均粒子径が420〜
175nmの範囲にある実施例2〜5では、画像濃度お
よび現像ゴースト発生の有無に関しては、各環境とも良
好な結果が得られた。そして、コート層中に分散したカ
ーボンブラックの平均粒子径が小さくなるに従って、全
ての環境で画質が改善されることが分かる。一方、カー
ボンブラックの平均粒子径が597nmの比較例では、
全ての環境で、画像濃度が1.40未満であり、実用上
問題とはならないものの現像ゴーストが若干発生した。
特に高温高湿下での画像濃度が著しく低かった。
【0023】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載された範囲内で種々の変更が可能である。
例えば、現像剤担持体上の現像剤を薄層化する現像剤規
制部材に代えて、現像剤担持体表面と微小間隙を有する
強磁性ブレードを配置することができる。また、前記実
施例では、現像剤として磁性一成分現像剤を使用した
が、非磁性一成分現像剤を使用する場合は、例えばマグ
ネットロール(7)により現像剤規制部材(8)を吸引する
公知の現像方式を採用することができる。
明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載された範囲内で種々の変更が可能である。
例えば、現像剤担持体上の現像剤を薄層化する現像剤規
制部材に代えて、現像剤担持体表面と微小間隙を有する
強磁性ブレードを配置することができる。また、前記実
施例では、現像剤として磁性一成分現像剤を使用した
が、非磁性一成分現像剤を使用する場合は、例えばマグ
ネットロール(7)により現像剤規制部材(8)を吸引する
公知の現像方式を採用することができる。
【0024】
【発明の効果】本発明の現像装置は、導電性樹脂層を構
成するコート層中に分散されたカーボンの平均粒子径が
100nm以上で500nm未満の範囲にあることによ
り、現像剤に適正な帯電量を均一に付与することができ
る。その結果、現像ゴーストを効果的に防止することが
でき、しかも高温高湿および低温低湿下における画像濃
度を高く保つことができるという優れた画像濃度環境安
定性を有している。したがって、本発明の現像装置によ
れば、画像濃度の環境安定性に優れ、かつ現像ゴースト
に起因する画質欠陥の発生のない良好な画像を形成する
ことができる。
成するコート層中に分散されたカーボンの平均粒子径が
100nm以上で500nm未満の範囲にあることによ
り、現像剤に適正な帯電量を均一に付与することができ
る。その結果、現像ゴーストを効果的に防止することが
でき、しかも高温高湿および低温低湿下における画像濃
度を高く保つことができるという優れた画像濃度環境安
定性を有している。したがって、本発明の現像装置によ
れば、画像濃度の環境安定性に優れ、かつ現像ゴースト
に起因する画質欠陥の発生のない良好な画像を形成する
ことができる。
【図1】 本発明の一実施例として示す現像装置の説明
図である。
図である。
A…現像領域、1…像保持体、3…現像装置、4…現像
剤担持体、4a…支持体、4b…コート層、6…現像
剤。
剤担持体、4a…支持体、4b…コート層、6…現像
剤。
Claims (1)
- 【請求項1】 円筒状支持体の外周面を被覆するコート
層に現像剤を担持して、像保持体上に形成された静電潜
像が現像される現像領域に現像剤を搬送する現像剤担持
体を備え、上記コート層が微粒子状のカーボンブラック
を含有する導電性樹脂層からなり、コート層中に分散し
たカーボンブラックの平均粒子径が100nm以上で5
00nm未満の範囲にあることを特徴とする現像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP733496A JPH09197802A (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 現像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP733496A JPH09197802A (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 現像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09197802A true JPH09197802A (ja) | 1997-07-31 |
Family
ID=11663061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP733496A Pending JPH09197802A (ja) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | 現像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09197802A (ja) |
-
1996
- 1996-01-19 JP JP733496A patent/JPH09197802A/ja active Pending
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