JPS63304277A - 電子写真現像装置 - 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、乾式現像トナーを用いる電子写真現像装置に
係り、特にトナー相持体に担持させたトナーを、層厚規
制部材より層厚規制を行うように構成した電子写真現像
装置に関する。

「従来の技術」 従来より乾式現像トナーを用いる電子写真現像装置とし
て、トナー担持体上に担持されたトナ一層を潜像保持面
に直接接触させずに、現像位置にバイアス電圧を印加さ
せ、該電圧の電界効果により、前記トナーを選択的に飛
行させる、いわゆる非接触現像法が多く用いられている
。かかる非接触現像法においては、トナ一層厚を潜像保
持面との間の現像間隔以下に設定する必要がある為に、
精度よく且つ薄膜なトナ一層厚に規制する事が必要とさ
れ、このような層厚規制方法として磁性ブレード等をト
ナー担持体に対して非接触位置に設けてトナ一層厚規制
を行なう方法と所定の弾力性を有するトナ一層厚規制部
材をトナー担持体上に軽く接触させ、その接触圧により
均−且つ薄膜なトナ一層の形成を図るものが存在する。

しかしながらかかる装置において、湿度等の外部環境の
影響によりホッパ内に収納したトナーの流動性が低下し
た場合又はトナーが凝集した場合には、前記層厚規制部
材の上流側でトナー溜まり等が形成されてしまい、該ト
ナー溜まり等に起因して層厚規制後のトナ一層にうねり
ゃ白筋等が発生し、良好な現像が困難になるという問題
を有していた。

かかる欠点を解消する為に従来より、前記層厚規制部材
と接触するトナー担持体表面を微小凹凸を有する如く粗
面化する事により、前記層厚規制部材の接触位置におけ
る摩擦力の増大とともに前記トナー溜まりに振動力を付
与し、凝集トナー等の解きほぐしの容易化を図り、これ
により層厚規制後のトナ一層の均一化を可能にした技術
が提案されている。（特願昭５４−１８４５３号）そし
てかかるトナー担持体表面を粗面化する方法として、例
えば引き抜きにより形成した円筒管の表面を、不定形粒
子や定形粒子を用いてサンドブラスト処理やビーズブラ
スト処理を行う事により微小凹凸を形成するとともに、
前記ブラストを行う粒子粒度や吹付は圧力等を適宜選択
する事により、円筒状トナー相持体（以下スリーブとい
う）表面の平均粗さやピッチを規制した現像装置が種々
提案されており、その粗面形状の例示を第３図（Ｂ）（
Ｃ）に示すが、いずれも粒子の衝突という機械的処理に
て粗面化する構成を取る為に、凹凸部５０　、ＥｉＯ高
さ特に各山頂部ｓｔｐ、ｅｔｐ高さがランダムになると
ともに、該山頂部５１ｐ、８１ｐ形状も極めて先鋭化す
る。

又、トナー担持体に非接触の層厚規制部材を設けてトナ
一層を形成する装置の場合は０．１−、ＩＪＬ禦という
薄層を得る為に凹凸ピッチ間隔を小にする必要があり、
かかる表面を得るには層厚規制部材の設定条件やトナー
担持体の表面処理を工夫する必要がある。

一方前記表面形状を有するスリーブにトナ一層厚規制部
材を接触させて層厚規制を行う場合は、該層厚規制部材
の圧接とスリーブの回転により付勢される剪断応力によ
り前記山頂部５１ｐ、８１ｐが折損し、該折損した欠落
部がトナ一層内に混入される事により画像形成に悪影響
を及ぼすとともに、前記山頂部５１ｐ、６１ｐに印加さ
れる圧接力が大になってスリーブ表面の摩耗が生じ、前
記粗面化の効果が永年に亙って安定して得られないとい
う問題が発生した。

かかる欠点を解消する為に、サンドブラスト処理により
粗面化したスリーブ表面にアルマイト処理をして、前記
表面凹凸の硬質化を図るとともに前記アルマイト被覆に
より先鋭化した山頂部に丸味をもたせるようにした技術
が提案されている。

（特開昭５８−５７０！４号） 「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、このように機械処理した凹凸部５０　、
８０にアルマイトその他の被膜層を形成する方法では、
該被膜層の厚さが薄過ぎると硬質化の効果が円滑に達成
されず、尚山頂部５１ｐ、８１ｐの欠落等が生じるとと
もに、又被膜層が厚過ぎると谷底５２．８２を前記被膜
層が埋めてしまい、表面凹凸を形成した効果が半減して
しまうという問題が生じ、その膜厚調整が非常に面倒で
ある。

又、バイアス電圧によりトナーを潜像保持面側に転移さ
せる構成を採る現像装置においては、絶縁物質であるア
ルマイトがスリーブ表面を被覆させる構成を採ると、前
記トナーの転移が困難になり、形成された画像が薄くな
るという問題が生じる。

更に前記表面凹凸が硬質化すると、該スリーブ表面に接
触している層厚規制部材側の摩耗が発生し、やはり永年
に亙って安定した層厚規制が不可能になる。

本発明はかかる従来技術に鑑み、層厚規制部材の接触・
非接触に拘らず薄層を形成でき前記表面凹凸山頂部の折
損や欠落を防止しつつ常に均一な圧接力で安定して層厚
規制を行う事が出来、前記粗面化の効果を永年に亙って
安定して得る事の出来る電子写真現像装置を提供する事
を目的とする。

又本発明の他の目的は、スリーブ表面に形成した表面凹
凸部に被膜処理を施す事なく前記効果を達成し得る電子
写真現像装置を提供する事にある。

ｒ問題点を解決する為の手段」 本発明は、かかる技術的課題を達成する為に、例えば第
１図に示すように、トナー担持体２表面に接触又は非接
触の状態で対峙させた層厚規制部材３により乾式現像ト
ナーの層厚規制を行う装置において、前記トナー担持体
２表面が、少なくとも後記第１及び第２の粗さ成分を含
む粗面で形成した事を必須構成要件とする。

■第１の粗さ成分ｌＯは、層厚規制部材３と接触する山
頂部ｔｉｐ高さをほぼ揃え、微小ピッチ間隔で形成され
、好ましくは該第１の粗さ成分ｌＯが実質的に、前記粗
面全域の粗さ分布を平均して得られる粗さ平均線Ｘの上
側に位置している点を特徴とする。

尚、該第１の粗さ成分１０は後記作用に記すように主と
して層厚規制部材３との原振抵抗の増大を図りつつ圧接
力の均一化を図る事を目的として形成されるものである
からして、ピッチ間隔を微小にして山頂部ｌｉｐと層厚
規制部材３との接触数を出来るだけ多くする事が好まし
く。

又該第１の粗さ成分ｌＯの粗さ程度は、永年使用に摩耗
消滅しない程度の深さがあれば足りる。

又前記第１の粗さ成分１０は層厚規制部材３との摺擦に
よりトナーの解きほぐしゃ転勤させる事を主目的どする
ものであるから、その十点平均粗さが、実質的に現像に
寄与する最小トナー粒径以下、具体的には５　ＪＬｍ以
下である事が好ましい。

■第２の粗さ成分２０は、前記第１の粗さ成分１０のピ
ッチ間隔より大なるピッチ間隔２０ｐｉを有し、その谷
部２２の平均深さ２２ｂを実質的に現像に寄与するトナ
ーの最小粒径から最大粒径の範囲、具体的には５〜２０
ＩＬ■に設定し、又好ましくは該第２の粗さ成分２０が
実質的に、前記粗面全域の粗さ分布を平均して得られる
粗さ平均線Ｘの下側に位置している点を特徴とする。

尚、該第２の粗さ成分２０は、一般に前記谷部２２にト
ナー粒子を喰い込ませながら搬送力を高める為に用いら
れるものであるから、そのピッチ間隔２０ｐ　ｉは、５
０〜５００　ＪＬ■程度の粗いピッチ間隔２０ｐｉでよ
い。

「作用」 かかる技術手段によれば、前記各組さ成分が個別に夫々
別異な作用を生じせしめる事により後記する本発明の作
用を円滑に達成する。

即ち第１の粗さ成分１０は、（トナー担持体表面に層厚
規制部材３が接触する構成を採る装置の場合）該層厚規
制部材３と接触する山頂部ｔｔｐ高さをほぼ揃え且つ微
小ピッチ間隔で形成されている為に、層厚規制部材３の
接触面に多数（少なくとも２以上）の山頂部ｔｔｐが接
触する事となり均一な圧接力が得られる為に、摩擦力の
安定化と周期的な微小振動が得られ、これにより流動性
の悪いトナーや凝集したトナーの解きはぐしか容易に行
われる。

而も前記粗さ成分は微小ピッチ間隔で且つ山頂部１１Ｐ
高さをほぼ揃えている為に、層厚規制部材３の摺擦によ
っても山頂部ｌｉｐに働く剪断応力が大幅に低減し、山
頂部ｌｉｐの折損が防止される。

又第２の粗さ成分２０は、前記第１の粗さ成分ｌＯのピ
ッチ間隔２０ｐｉより大なるピッチ間隔２０ｐｉで、そ
の谷部２２の平均深さ２２ｂを実質的に現像に寄与する
トナーの最小粒径から最大粒径の範囲に設定した為に、
言い変えればトナーが前記谷部２２内に完全に陥没する
事なく食わえ込む形で保持する事が出来る為に、前記第
１の粗さ成分の山頂部１１．ｐ上で、層厚規制部材３と
の接触圧により層厚規制されたトナーがスリップした場
合においても前記第２の粗さ成分２０の谷部２２で該ス
リップしたトナーをしっかりと保持し、確実に搬送させ
る事が可能となる。

従って本発明によれば前記夫々の粗さ成分の作用により
、トナーを精度よく且つ安定して層厚規制させる事が出
来るとともに、現像位置までの搬送も確実に行う事が可
能となる。

而も前記複数の粗さ成分は、後記するようにブラスト処
理等の機械的処理にて表面凹凸を形成した後、該機械的
処理にて形成された先鋭化した山頂部ｌｉｐを、酸処理
又はアルカリ処理にて溶解−平滑化する事により容易に
形成出来る為に、アルマイト処理より数段製造及び取扱
いが楽である。

尚、本発明は層厚規制部材をトナー担持体に非接触とす
る構成を採る装置の場合であって前記とほぼ同様な作用
を得る事が出来、本発明はかかる装置においても当然に
適用し得る。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に
詳しく説明する。ただしこの実施例に記載されている構
成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特
定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに
限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

第２図は本発明の実施例に係る電子写真現像装置の概略
構成を示す。

１は表面に光導電層が形成された感光体ドラムで、回転
方向に沿って図示しない画像形成用の電子写真用周辺装
置が配置されている。

２は固定磁石集成体５が内包された非磁性スリーブで、
その外周面が後記するように第１の粗さ成分１０と第２
の粗さ成分２０を有する如く粗面化されている。

そして該スリーブ２が矢印方向に所定の周速で回転する
事により、トナー容器Ｂ内の相互摩擦により負極性に帯
電された高抵抗磁性トナーをその周面上に担持させなが
ら、現像位置まで搬送させ、所定の現像を行う事が出来
る。

又スリーブ２には直流パルス発生回路７が接続され、感
光体ドラム１との間の現像領域にスイッチング直流バイ
アスを印加する事により、該電界効果によりスリーブ２
に担持しているトナーを感光体ドラム１の潜像保持面に
選択的に飛行させて現像を行う、尚、本実施例において
はポリエチレン、磁性粉、荷電制御剤及びシリカ等が所
定重量部配合して形成された磁性トナーで、その平均粒
径１０ル農、トナー粒径範囲を５〜２０ト１のものを用
いた。

３は現像位置上流側のトナー容器Ｂ出口側に配設された
トナ一層厚規制部材３で、金属系薄板弾性部材で形成さ
れ、その自由端側を所定の曲率で折曲し、該折曲３ａ部
をスリーブ２周面に所定の押圧力で接触させるとともに
、一方基端側は所定の侵入角度でトナー容器Ｂ側に延設
し、トナー容器８出口部に形成された支持部材８外壁面
に固設させる。

次に前記スリーブ２の表面形状について製造順序に従っ
て説明する。

先ず引き抜きにより所定直径に形成し、第３図（Ｃ）の
ような表面粗さを有するアルミ製円筒管の表面を、粒度
＃１００の不定形粒子を用いてサンドブラスト処理をし
て、第３図ＣＢ）に示すような粗面を形成した後、１２
〜１３％のカセイソーダアルカリ溶液中に０．５分〜３
分間浸漬してしてアルカリ処理した後、水洗い洗浄して
第３図（Ａ）に示すような粗面を形成した。

尚、前記サンドブラスト処理はサンドペーパ処理やビー
ズブラスト処理、又前記アルカリ処理は、希硫酸、希塩
酸その他の酸、又はカセイソーダ以外の他アルカリを用
いて処理しても同様な効果を得る事が出来る。

かかる粗面は形状を詳細に測定してみるに、前記粗面全
域の粗さ分布を平均して得られる粗さ平均線の上側には
第１の粗さ成分１０が、又下側に前記第２の粗さ成分２
０が夫々実質的に存在するとともに、第１の粗さ成分１
０の平均ピッチと分布は１．８±１．８　　（２σ）ル
■、又十点平均粗さは２．８ル１といずれも実質的に現
像に寄与するトナー最小粒径（５１Ｌ■）以下である。

又第２の粗さ成分の平均ピッチと分布は３８０±２１０
　　（２σ）終ｌ、又谷部２２の平均深さ２２ｂと分布
は、１１．１±Ｅ１．Ｏ（２σ）ＩＬ腸とトナー粒径範
囲５〜２０終層内にある。

かかる実施例について効果を確認する為に、前記サンド
ブラスト処理を行った第３図ＣＢ）に示すスリーブ２　
（比較例１）、ビーズブラスト処理を行った第３図（Ｃ
）に示すスリーブ２　（比較例２）、と第３図（Ａ）に
示　す本発明の実施例に係るスリーブ２　（実施例）を
夫々用いて実際の現像を行った所、比較例１では白地部
の多い原稿を１０００枚連続してコピーした所、画像濃
度が１．１から０．９に低下した。そして更に続けて２
０００枚コピーした所、白地部にかぶりが生じた。これ
は前記表面凹凸の摩耗とともに、凸部山頂部ｔｔｐにト
ナーが一部融着したものと思われる。

比較例２ではほとんどベタ黒の原稿を続けて２０００枚
コピーした所、画像に白筋が発生した。これは前記山頂
部ｕｐが折損し、該折損した欠落部がトナ一層内に混入
される事に起因するものと思われる。

次に本発明の実施例を白地部の多い原稿を１００００枚
、次にほとんどベタ黒の原稿を続けて１００００枚夫々
連続してコピーした所、いずれも良好な画像が得られた
。

「発明の効果」 以上記載した如く本発明によれば、第１及び第２の粗さ
成分の組み合わせからなる粗面を有するトナー担持体２
を用いて現像装置を構成する事により、前記表面凹凸山
頂部の折損や欠落を防止しつつ常に均−且つ安定して層
厚規制を行う事が出来、前記粗面化の効果を永年に亙っ
て安定して得る事の出来る。

又本発明によれば、簡単な製造工程で前記トナー担持体
が形成し得るとともに、表面にアルマイト等の絶縁被膜
を施す事がない為に、バイアス電圧によりトナーを潜像
保持面側に転移させる構成を取る現像装置にも適用出来
、汎用性が高い。

等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成図、第２図は本発明の実施例
に係る電子写真現像装置の概略構成図。 第３図（Ａ）　（Ｂ）　（Ｃ）は第２図に示す実施例と
、従来技術の夫々に使用されるトナー担持体の表面粗さ
′ｓ１　　図 第３図 （Ａ） ス ２ｏρ１ 第２！ｌ 第３図 （Ｃ） （Ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）トナー担持体に担持させたトナーを、層厚規制部材
   より層厚規制した後、現像位置側に搬送させて所定の電
   子写真現像を行う現像装置において、前記トナー担持体
   表面が少なくとも、山頂部高さをほぼ揃え微小ピッチ間
   隔で形成される第１の粗さ成分と、該第１の粗さ成分の
   ピッチ間隔より大なるピッチ間隔を有しその谷部の平均
   深さを実質的に現像に寄与するトナーの最小粒径から最
   大粒径の範囲に設定した第２の粗さ成分とを含む粗面で
   ある事を特徴とする電子写真現像装置 ２）前記第１の粗さ成分の十点平均粗さが、実質的に現
   像に寄与するトナー最小粒径以下である特許請求の範囲
   第１項記載の電子写真現像装置 ３）前記粗面全域の粗さ分布を平均して得られる粗さ平
   均線の上側に前記第１の粗さ成分が、又下側に前記第２
   の粗さ成分が、夫々実質的に位置している事を特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の電子写真現像装置