JPS5842072A - 現像ロ−ラ - 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】 本発明は溜像担持体ＯＳＳ像を現像するための現像ロー
ラに関し、更に詳しくは表面に短い繊維ブラシを設は九
現像ローラに関するものである。

今日、−成分現像法としては磁性トナーによ秦４れてい
る・ 非磁性トナーを用いた一成分現像剤による現　−像法の
一つとして、インフレＶシ雪ン現像法′が知られている
・この現像法は高価な磁性トナーを用いることなくベル
ペット等のブラシを有し九現像ローラに非磁性トナーを
担持させ、このブラシな＊＊に押付けることで、とＯＳ
像を現像することが可能である・このインプレＶシ雪７
３１ｍ法で用いる視像ローラの系列には、短い繊維を植
毛したものがある。

ところで従来の喝体芯の表面をブラシ化した現像ローラ
を用いたインプレッシーン挽像法において絋、携像剤と
してキャリアを必要としないため、キャリアとトナーの
混合比を考慮する必要がない点、及び安価な非磁性トナ
ーのみの使用も可能となる点、そして、トナーを現像部
へ搬送する手段が、ブラシを有する現像ローラ又はウェ
ブで済むため、装装置構成が簡易化できルトいう長所を
有している。

そして更にインプ現像法１フ機像法に用いるブラシ繊維
の長さは、従来のファーブラシ現像法と異なシ短い繊維
を使うことができる。このため一般にｍ像担持体と現像
ローラによる電極との間隙が短くなり対極効果が充分と
なるため１、現像線度も容易に増すことができる。した
がうて３Ｊ像ローラの回転速度もファーブラシ現像法よ
りも遅くできる丸めトナー飛散も少なく好ましい現像法
と舊える。

しかしなか上記現像ローラと柵像担持体との押し蟲て精
度は、ブラシ繊維の長さが短いだけ高い精度が要求され
る・また、トナーがブラシ繊維間につｔｂ、この部分に
対応する潜像が現像されなくなシｌｉｉ１ｇＩ！が白く
ぬけることもある・史に社ブラシの基層が剛体でるるが
丸めに、ブラシ繊維が動きに＜＜、その結果、トナーを
付着し九ブラシ繊維Ｎ±が凝集してしまい、これが−像
にａｍむらとなりて現われる等の問題が生じる。

ま九、更に上記剛体上にブラシを形成した現像装置にお
いては、このブラシ面へのトナーの均一付与に関しても
問題を残している・例えは、ホッパの如きトナー貯蔵部
から一定量のトナーを上記プラど向に塗布するのに、周
知の弾性ブレードを単に適用しても塗布むらを発生して
しまうことかある。

この原因としてｕ、ｆＪｉ像ローラの長手方向に対する
ブレードの接触圧が均一とならないことが考えられる・
このため埃健ロー２のブラシは、接触圧の弱い１９ＴＶ
こ合せて設定するようＶこなるが、この様な解決策は、
用いるブラシ、の特性を機械摩擦に強い材質のものにす
るた、め、ブラシ、とじて使用できる材質の選択を狭く
する。そして１、上記接触圧紘塊像ローラの端・部で強
く作用するため、この位置のグレードやブラシの破損及
びブレード又はブラシ面へのトナー融着の発生は避けら
れず、これらの問題は史に現像むらとなって現われる。

そして、上記問題はブレードの使用以外にも、回転ロー
、うをブラシ面に押付けて一定量のトナーを供給する場
合にも発生することがある。

勿論、ブラシ上のトナーに電荷を発生させる際、ブレー
ドによｎｅｗ帯電しようとすると、上記接触圧の不均一
さが、この帯電においても問題を生じる。即ち、ブレー
ドとの摩擦が十分に行なわれないと、現像ローラ面のト
ナー電位が不均一となり、現像むらを発生することにな
るＯ ところで、上記ブラシ層を有する従来の現像ローラは、
このブラシが一体上に形成されている九め１現像時には
＃像面に対してブラシのみが押圧されて現像するものが
一般的である。この様な形態の現像方法でａ、８８面で
の゛電極効果が十分発揮できない丸め、中間調の再生が
難　−かしく、同時に潜像面への均一な接触を行なわな
いと、現像むらの原因ともなる。

本発明の目的坪、剛体上にブラシ層を形成し九現像ロー
ラが有している上記問題の全部又は一部を解決し得る現
像ローンを提供することにある。

上記目的を達成する本発明は、剛体芯と、表面が平滑な
弾性体層と、この弾、性体層表面にブラシ層、を形成す
るもので、押ちこのブラシ、層にトナーを担持させ、潜
像担持体面の現像を現像する・ζや様に本−発男では、
ブラシ層を剛体ローラ土工はなく１弾性体層上に形成す
るため、上記、のブラシ層でのトナーの凝集、トナーの
均一供給、トナーへの均一電荷の付与、そして現像時に
お妙る各間Ｍを解決することが可能となる。

即ち、ブラシ層の下に弾性体層が存在するため、現像ロ
ーラに対し作用する対向部材との接触や圧接に高いｆ［
ｆ：必要としない、そ４して、トナーの供給や均一帯電
の丸めに対向部材を作用させても、ブラシの基体が弾性
体であるためにブラシ層とこれら対向部材が全幅に渡り
て均一に接触又は圧接することが、できる。史に、現像
ローラが変形可能でおるため１．ｆｌＩ像担持体面との
面接触が可能となり、現像ローラ（よる電極効果を−め
、階調性の豊かな像を再生することもできる。

この様に弾性体層にブラシ層を形成することにより、従
来の一体上にブラシ層を形感した現像ローラでは解決で
きなかり九問題を無くすこ、とが可能とな−）ｆ！、、
が、更に本発明ではブラシ層を形成する弾性体層の表面
を平滑化している・これによシ従来の発泡体やその他表
面に凹凸を有した弾性体の表面叫直接ブラシ層を形成す
る場合と比較し、このブラシ層をより均質に形成するこ
とができ、その結果、構ｆｌＲＷＣよる画質を更に向上
させることを可能とする。

ところで、本発明の弾性体層について述べると、この弾
性体層の馬面が平滑であればその上にブラシ層を直接形
成できる・しかし、従来のスポンジの如き多孔物質より
成る弾性体を用いる場合、少なくとも外周面を円滑化で
きる可撓性チ、−プやシート５から成る可撓性層をこの
多孔質物買上に設けて弾性体層とし、こＯ可撓性層上に
ブラシ層を形成すれに良い。

ここで用いる弾性体の平滑の程度について述べると、弾
性体表面の凹凸は少なくともブラシを形成する短繊維の
長さの３分の１以下が要求される。このこと絋、例えば
長さ０．９■の短繊維を弾性体表面に静電植毛する際に
はこの弾性体表面の凹凸嬬少−なくｋも３０Ｑｊ１以下
が要求される。

なお、本発明で鉱弾性体層の存在により発生する上記の
全ての効果を得るための現像装置の構成を具備すること
は発明の条件としない。即ち、例えばブラシ層に対する
トナーの均一塗布に圧接ブレード以外の４のを用いて良
いし、トナーを帯電するのに摺擦する部材以外の手＆に
よシ行な９ても良い。

以下、実施例に従って本発明を更に詳しく説明する・ 第１図は本発明の現像ローラを適用した現像装置の一実
施例を示す断面図を示す・図中１、ｌは光導電層を含む
電子写真感光体でドラム状に構成されて矢印方向ｆＣ回
転する。この感光ドラムｌに対する現像装置２は、上部
がトナー、３のホッパ部４を構成する現像装置の容器部
５と、その内部ＫｔｉＭ像ロージロー艙布ロー２′７を
有している。現像ローラ６Ｆｉ、ステンレス鋼やアルミ
ニウムなどの金属や硬質桐脂のパイプや丸棒による剛体
芯によ゛る回転中心軸８ｔ−有している。この軸８の周
囲の弾性体層′９としては、シリコンゴム、ＮＢＲゴム
、ウレタンゴム、ハイパロン（商４１．デ、ンボン社）
　、　ｇＰＤＭ　（エチレングロビレンパーボリマー）
等のゴムやこれら物質の多孔質化し友ものを用い得る。

なお、上記弾性体層９は表面が平滑な面となるように、
発泡体を用いるときは、例えば押出し形成した素材をそ
の後発泡〜させても良い・そして、弾性体層に発泡体を
用いるとき現像ローラに柔軟性を求めるならば、独立気
泡とするよりも連続気泡とした方が良い・本実施例では
表面が平滑な多孔質物質よ構成るチーーブ状の弾性体管
、上記回転中心軸８に被せて構成してわる・この弾性体
層９は現像状態において、現像電極効果を高めるために
１１厚み方向の抵抗が１０１Ｖｉ。

以下であることが好ましく、必要に応じて弾性体層を構
成する素材中に、カーボン粉や金属粉等の導電性粒子を
混入し電気抵抗を下けても良い。

上記弾性体層９０周面にはブラシ層ｌＯとしてここでは
長さ０．２から４ｍ１重さ約１．５デニール、直径約２
０声の導電性ナイロン糸を密度数約３万本／平方インチ
以上好ましくは約６万本／平方インチ以上に静電植毛し
て形成する・このブラシ層１０と・しては、静電植毛の
他にも刷毛や繊維、轟１□編物等による０、２から４ｌ
程度の繊維ブラシを利用できる＠ 一方、現像ローラ６の上部にはこのロー２６に対しニッ
プ巾が約１〜２’＝になるように圧接し、矢印方向に回
転しながら一定量のトナーをこの現像ローラに供給する
塗布ローラが存在する。この塗布ローラ７は軸１１を中
心に回転するゴムローラで、このローラに一定量のトナ
ーを付着させる丸めに、厚さ２００μのポリエステルフ
ィルムで構成したブレード１２を有す。上記ホッパ部４
０入口側のブレード１３Ｆｉ、ホ。

パからトナーがこほれ落ちるのを防止する丸めのもので
、厚さ１００μのポリエステルフィルムを用いている。

ところで上記装置においては、現像部で感光ドラムＩＫ
対して現像ローラ９を押し当て、弾性体層９を例えば数
１００声からｌ鵡程度つぶしなから現像ロー２４を感光
ドラムｌと等しい１００８１１／秒の周速で回転させな
がら現宙すると、例えば現像ローラ６がつぶされている
赤１は中央速とブラシ層１０の基層である弾性体層９０
表面の周速とが等しくなる・しかじ、現像ブラシｌＯが
感光ドラム１から離れる領域Ｂでは、弾性体層９がドラ
ム面と離れることで再びふくれながら現像ローラｌが回
転しているので、特にこの領域Ｂで鉱弾性体層９０表面
の周速と感光ドラムｌとの周速はわずかずれ早くなる・
これにより適当にブラシ層１Ｇが感光ドラム１０表面を
軟らかく摺擦し、余分なトナーを再びブラシ層１０内に
付着して現像を終了する・このためかぶ）のない良−質
が得られるようになる。

また剛体ローラに直接植毛し友ものより、ブラシ層ｌＯ
を感光ドラムｌに充分接触させることが容具とな９、現
像鎖度Ｏ高い＆―質が得られるようになった。さらには
弾性体層９が塗布ロー２７や感光ドラム五によシつぷさ
れ、再びふくれて回復し九りする際に繊維ブラシ層１０
０間につｔ２九トナーをほぐすはかりでなく、トナーと
ブラシ層ｌＯとの間の摩擦も充分に行なわれ、トナーの
帯電も確実とな９良幽質が得られる効果もめ心・そして
ま九、ブラシ層ｌＯが弾性体ｐＩＩＩ９の変形・回復に
伴ない動くため、トナーを付着したブラシ繊維同士の凝
集を防ぎ、−像のａｇ：ひらを解消する効果もある。ヤ
して、現像部での効果として社更に、ブラシ層を剛体ロ
ーラの上に直接植毛したものよ〕も、３Ａｆ１１ローラ
６と感光ドラムｌとの尚シ精度を余シ高くなくてもよい
はかシでなく、潜像保持体である感光ドラムｌに対して
ブラシ層ｌＯが弾性体の変形によｎ＊かに当たるため、
ブラシ層ｌＯのブラシ自身により顕−像が乱されること
なく忠実な現像が可能となる・ ところで上記現像装置１４は現像用バイアス電源で、回
転軸８又は弾性体層９に電圧を印加する。この様に現像
ローラの弾性体層が変形するほど強く押圧して現像する
ときにもむのＩＩＦ像担持体を′ｉＪ４像ローラとの間
にバイアス電源１４により直流電界ないしは交番電界又
は交番電界に直流電界を重畳した現像バイアスにより現
像しても嵐い・例え＃ｆＷｆ１部が＋６００Ｖ、明部が
ＯｖＯ＃像に対し、現像ローラ６に交流波形として電圧
のピーク値±ｌ　０００　Ｖ　ｓ周波数４００　Ｈｚの
Ａ・０・電圧に＋ａｏｏｖの直流電圧を重畳した現像バ
イアスを印加して３Ｊ倫すると、現像ローラの１２７層
ｌＯの電気抵抗が高い時には現像鎖度を高める効果が１
ある。゛ 次ｒｃ外性体層９上に設ける繊維ブラシ層１０の形成力
法１ｃ′：）いて説明するＯ 第１の方法として静電植毛法の利用が有効である・この
方法で社例えと先ず適邑な長さに切断し九短い繊維をＮ
ａ１ｌ　（塩化す）９ウム）。

Ｂａ０ｊ　（塩化バリウム）、Ｎ１−轟ｏＢ　、などの
無機塩類中界面活性剤を含む溶液中に浸漬した後、これ
を乾燥して短繊維の電気抵抗を低下させて電着処理した
短繊維を使用する０次にこの電着処理した短繊維をふる
いにか秒、電極板上にｄら筐きこの電極板に対して弾性
体層を離して幻向配置し、この電極板と軸方向に回転す
る弾性体層との間に高電圧を印加するＯその結果、表面
に接着剤が塗布された弾性体層９の上に短織麹を飛昇さ
せて植毛する・ 上記静電植毛によると繊維を予め切断してから植毛する
ため、繊維の長さが極めて安定しておｐ％更に、繊維の
植４ｅｆｔ高めることが可能となる。しかし、これら稙
維會植毛する弾性体層の表面に注目してみると、弾性体
として広く用いられる発泡体はその多くが表面にまで気
泡が存在する・この様な表面に凹凸がある弾性体層９ａ
Ｋ植毛を施すと、第２図に示す如くこの弾性体層９ａＯ
凸部に付着し＊、繊維１０ｍと凹部に付着し九繊維Ｊｏ
ｂとの間で高さに差を生じ、潜像担持体面やトナー塗布
部材、その他帯電手段等に対して均一な当接が不可能と
なる。その結果、現状条件の設定が不安定なものになシ
、更に凸部に植当された繊維に損傷が進み、現像ローラ
Ｏ耐久性を損うとｔＶＣなる。なお図中、９ｂは弾性体
層上の接着剤層を示す。

また、上記の凹凸の存在により繊維の植毛密度の差異を
生じるため、トナーの帯電量中トナー０保持量が不均一
となり均一な現像が不可能となる。良に、凹部にトナー
が埋込１れると摺擦によるトナー帯電電位が蜜化し、現
像不能又はかぶルの原因となる・ 上記弾性体層９が凹凸面でるることに呵る問題は静電植
毛によるブラシ層の形成以外にも生じる・例えば弾性体
層表面に！！層剤を均一に塗布し、この上にブラシ層を
形成する丸め繊維ブラシを貼付ける場にも、凹凸に↓シ
接着剤が均−Ｋｌｋれなかりたル、又は凹凸の存在によ
シ′ブラシ層の可撓性が均一にならない場合がある。

これらＯ現象も現像に何らかの愚影醤を及ばずことにな
る。

このため、上記実施例で説明したように表面に凹凸を有
さない弾性体の使用が有効である・％に発泡体を用いる
ときは、外周面に気泡によ向うほど気泡を小さくし九弾
性体を用いると良い・さらには円筒状発泡体の外周面を
ウレタンゴム等の薄い層で゛核種したものを用いると良
い・これらは容易に入手可能である。

ところで、上記弾性体層９　ＫＦｉ％殊な形態の発泡体
は一般に高価であることが多い・この問題を解決する例
として、纂３図Ｖ（示す如く剛体で形成゛し九−転軸１
６上にスポンジの様ｆＣ安価な通常の多孔質物質から成
る弾性体部分を形成し、この多孔質物質１５の周面に表
面が平滑な可−性テーープ１７を被せて可碗性層として
弾性体層を構成し、その上に上記プ２シ層五８を形成す
る。これにより弾性体物質の表面状態を考慮しなくて良
いため安価な材料の使用か可能となる。

上記チ、−プ１７に導電性のものを用い九場合、このテ
、−プへの現像バイアス電圧の印加が可能になるため、
弾性体物質をカーボン粉等で低抵抗化する必要がなくな
る。従、て、弾性体物質として用い得る材質の範囲を更
に広けることが可能となる０ ところで、使用するトナー＃ｉ磁気渣像を現像するＩＩ
Ｋは、電気絶縁性かつ磁性の現像剤を用いれば良く、ζ
Ｏ場合績気＊＊Ｏａ力によって―性ｉＩ像剤粒子が潜像
部に付着し現像される・絶縁性現像剤を使用する理由は
視像後、電気抵抗の低い普通紙にもｌｌ像剤像を静電気
力で転写する丸めである・本発明では導電性現像剤も用
いることが′てきる・この場合、絶縁性の高い紙などを
用いればトナー像Ｐを転写することができる拳 ＊＊担持体に３ｊＩ像ローラを充分押圧して現像する場
合は、潜像担持体と現像ローラとは相対速度をそれ機ず
らさない範囲内で現像する方が良−質が得られる・を大
現像する際には１１Ｆ像担持体の裏面側にある電極の電
位と現像ローラの裏面との電位は同電位でも良いが必ず
しも同電位にする必ｌ！社なく、例えば１ｏ０９Ｆｏ静
電容量を有するコンデンサーを入れて電気的に浮かして
も曳い・電気的に適当に浮かすことは例えば＃愉保持体
ｌ上のｆｌＩ像電位の変動Ｖこよる現像への影響を比較
的少なくする効果がある・４、図面の簡単な説明　　　
　　　　　　。

第１図は本発明の現像ローラを適用した現像装置の一実
施例ｆ：説明するＡめのｍｓ装装置断面面図第２図れ多
孔物質に静電植毛、したときの部分拡大断面図、第３図
は多孔物質と表面町税性層とから弾性体層を形成した現
像口、−１うの断面図を示す・　、　　、　　　　　　
　５−ｅこおいて、６は現像ローラ、８・１６は一体芯
、９ｔｉ弾性体層、ｌＯはブラシ、層、１５は多孔質物
質、１７は可−性層、１８ｄブラシ層を示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　剛体芯と、表面が平滑な弾性体層と、トナ像
   ローラ。
2. （２）　　上記弾性体層は周直に発泡を有さない多孔質
   物質である特許請求の範囲第（１）項に記載の現像ロー
   ２゜
3. （３）上記弾性体層は多孔質物質層その外側を覆う外側
   が円°滑な可側性層とから成る特許請求の範Ｓ第１１）
   項に記載の３＃！像ローラ。
4. （４）　　上記１２７層は弾性体層に静電植毛にょシ施
   した特許請求の範囲第（１）項に記載の現像ローラ・
5. （５）　　上記ブラシ層のプツシ長さは０．２〜２鴎で
   ある特許請求の範囲第（４）項１Ｃ記載の現像ローラ・