JP2662677B2 - 現像剤担持体 - Google Patents
現像剤担持体Info
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- JP2662677B2 JP2662677B2 JP2138706A JP13870690A JP2662677B2 JP 2662677 B2 JP2662677 B2 JP 2662677B2 JP 2138706 A JP2138706 A JP 2138706A JP 13870690 A JP13870690 A JP 13870690A JP 2662677 B2 JP2662677 B2 JP 2662677B2
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- carrier
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転駆動される現像剤担持体に、必要に応
じて補助剤を外添した現像剤を供給し、該現像剤担持体
の表面に前記現像剤を担持して搬送し、潜像担持体と前
記現像剤担持体が互いに対向した現像領域にて、該潜像
担持体に形成された静電潜像を現像剤担持体に担持され
た前記現像剤によって可視像化する画像形成方法に用い
る現像剤担持体に関するものである。
じて補助剤を外添した現像剤を供給し、該現像剤担持体
の表面に前記現像剤を担持して搬送し、潜像担持体と前
記現像剤担持体が互いに対向した現像領域にて、該潜像
担持体に形成された静電潜像を現像剤担持体に担持され
た前記現像剤によって可視像化する画像形成方法に用い
る現像剤担持体に関するものである。
潜像担持体に静電潜像を形成し、これを現像剤によっ
て可視像化して記録画像を得る電子複写機、プリンタ或
いはファクシミリ等の画像形成装置では、粉体状の現像
剤を用いる乾式の現像装置が広く採用されている。
て可視像化して記録画像を得る電子複写機、プリンタ或
いはファクシミリ等の画像形成装置では、粉体状の現像
剤を用いる乾式の現像装置が広く採用されている。
かかる粉体状の現像剤としては、トナーとキャリアを
有する二成分系現像剤と、キャリアを含まない一成分系
現像剤とが公知であり、前者の二成分系現像剤を用いた
二成分現像方式は、比較的安定した良好な記録画像が得
られる反面、キャリアの劣化やトナーとキャリアの混合
比の変動が発生しやすく、装置の維持管理が煩雑で、装
置全体の構造が大型化しやすくなる欠点を有している。
有する二成分系現像剤と、キャリアを含まない一成分系
現像剤とが公知であり、前者の二成分系現像剤を用いた
二成分現像方式は、比較的安定した良好な記録画像が得
られる反面、キャリアの劣化やトナーとキャリアの混合
比の変動が発生しやすく、装置の維持管理が煩雑で、装
置全体の構造が大型化しやすくなる欠点を有している。
このような観点から、上述の欠点を有しない一成分系
現像剤を用いた一成分現像方式が注目されている。一成
分系現像剤は、トナーのみから成るものと、これに必要
に応じて補助剤を外添しトナーと補助剤を混合したもの
とがある。またトナーとしては、その各トナー粒子自体
に磁性粉を練り込んだ磁性トナーと、磁性体を含まない
非磁性トナーとがある。
現像剤を用いた一成分現像方式が注目されている。一成
分系現像剤は、トナーのみから成るものと、これに必要
に応じて補助剤を外添しトナーと補助剤を混合したもの
とがある。またトナーとしては、その各トナー粒子自体
に磁性粉を練り込んだ磁性トナーと、磁性体を含まない
非磁性トナーとがある。
ここで、磁性体は一般に不透明であるため、フルカラ
ーやマルチカラーを含めたカラー画像を磁性トナーによ
って形成すると、現像された可視像が不鮮明となり、鮮
やかなカラー画像を得ることはできない。従って、特に
カラー現像に対しては、非磁性トナーを用いた一成分現
像方式を採用することが望ましい。
ーやマルチカラーを含めたカラー画像を磁性トナーによ
って形成すると、現像された可視像が不鮮明となり、鮮
やかなカラー画像を得ることはできない。従って、特に
カラー現像に対しては、非磁性トナーを用いた一成分現
像方式を採用することが望ましい。
ところで、一成分現像方式を採用した現像装置におい
ては、一成分系現像剤を現像剤担持体に担持させて搬送
し、この現像剤担持体と潜像担持体とが互いに対向した
現像領域において、潜像担持体に形成された静電潜像を
現像剤によって可視像化しているが、所定濃度の高品質
な可視像を形成するには、充分に帯電した多量のトナー
を現像領域に搬送し、かかるトナーによって潜像を可視
像化する必要がある。
ては、一成分系現像剤を現像剤担持体に担持させて搬送
し、この現像剤担持体と潜像担持体とが互いに対向した
現像領域において、潜像担持体に形成された静電潜像を
現像剤によって可視像化しているが、所定濃度の高品質
な可視像を形成するには、充分に帯電した多量のトナー
を現像領域に搬送し、かかるトナーによって潜像を可視
像化する必要がある。
磁性トナーを用いた場合には、現像剤担持体に内設し
た磁石の磁力を利用して、該担持体にこの一成分系現像
剤を担持できるので、上述の要求を比較的容易に満たす
ことが可能である。
た磁石の磁力を利用して、該担持体にこの一成分系現像
剤を担持できるので、上述の要求を比較的容易に満たす
ことが可能である。
ところが、非磁性の一成分系現像剤を用いたときは、
これを磁力によって現像剤担持体に担持させることはで
きないため、上述の要求を満たすことは難しい。これに
対する対策も従来より各種提案されており、例えば特開
昭61−42672号公報には、現像剤担持体(現像ローラ)
の表面に誘電体(絶縁体)の層を積層形成し、これに対
して、例えばスポンジローラから成る現像剤供給部材を
圧接させ、両者を互いに異極性に摩擦帯電させると共
に、この誘電体と逆極性に帯電させた非磁性トナーを誘
電体に静電的に付着させ、かかる一成分系現像剤を現像
領域に搬送する方法が提案されている。しかし、この方
法によっても、誘電体表面の近傍に形成される電界の強
さを充分に高めることができないため、現像ローラの表
面に多量のトナーを担持させることは難しく、現像領域
へ搬送できる現像剤量が不足し、高濃度の可視像を形成
することは困難である。
これを磁力によって現像剤担持体に担持させることはで
きないため、上述の要求を満たすことは難しい。これに
対する対策も従来より各種提案されており、例えば特開
昭61−42672号公報には、現像剤担持体(現像ローラ)
の表面に誘電体(絶縁体)の層を積層形成し、これに対
して、例えばスポンジローラから成る現像剤供給部材を
圧接させ、両者を互いに異極性に摩擦帯電させると共
に、この誘電体と逆極性に帯電させた非磁性トナーを誘
電体に静電的に付着させ、かかる一成分系現像剤を現像
領域に搬送する方法が提案されている。しかし、この方
法によっても、誘電体表面の近傍に形成される電界の強
さを充分に高めることができないため、現像ローラの表
面に多量のトナーを担持させることは難しく、現像領域
へ搬送できる現像剤量が不足し、高濃度の可視像を形成
することは困難である。
また、現像ローラと現像剤供給部材の間に、非磁性ト
ナーが現像ローラ側へ静電的に移行する向きの電界を印
加する構成も公知であるが、このような構成を付加して
も、現像ローラへ充分な量のトナーを付着させることは
難しい。
ナーが現像ローラ側へ静電的に移行する向きの電界を印
加する構成も公知であるが、このような構成を付加して
も、現像ローラへ充分な量のトナーを付着させることは
難しい。
なお、トナー供給部材としては、102〜106Ω・cmの導
電性発泡体(特開昭60−229057号公報)、スキン層付弾
性体(特開昭60−229060号公報)及びファーブラシ(特
開昭61−42672号公報)等を使用することが提案されて
おり、また現像ローラとしては、表面に凹凸を有する金
属体(特開昭60−53976号公報)、絶縁被覆ローラー体
(特開昭55−46768号公報)中抵抗体被覆ローラ(特開
昭58−13278号公報)及び絶縁体と導電面を持つ電極ロ
ーラ(特開昭53−36245号公報)等が開示されている。
電性発泡体(特開昭60−229057号公報)、スキン層付弾
性体(特開昭60−229060号公報)及びファーブラシ(特
開昭61−42672号公報)等を使用することが提案されて
おり、また現像ローラとしては、表面に凹凸を有する金
属体(特開昭60−53976号公報)、絶縁被覆ローラー体
(特開昭55−46768号公報)中抵抗体被覆ローラ(特開
昭58−13278号公報)及び絶縁体と導電面を持つ電極ロ
ーラ(特開昭53−36245号公報)等が開示されている。
また、非磁性一成分現像剤を用いる現像装置におい
て、特開昭60−229057号公報ではスポンジローラ、特開
昭62−229060号公報では弾性ローラ、特開昭61−52663
号公報ではファーブラシ等を用いて、トナーと補給部材
との摩擦帯電でトナーに電荷を付与し、更に現像ローラ
との接触においての摩擦により、現像ローラへトナーを
静電的に付着させ、更にブレード等の層厚規制部材を用
いて、トナー層を制御して感光体の潜像を現像する。現
像ローラの材料としては、絶縁性のもの、中抵抗のも
の、積層のものなど各種のものが用いられている。
て、特開昭60−229057号公報ではスポンジローラ、特開
昭62−229060号公報では弾性ローラ、特開昭61−52663
号公報ではファーブラシ等を用いて、トナーと補給部材
との摩擦帯電でトナーに電荷を付与し、更に現像ローラ
との接触においての摩擦により、現像ローラへトナーを
静電的に付着させ、更にブレード等の層厚規制部材を用
いて、トナー層を制御して感光体の潜像を現像する。現
像ローラの材料としては、絶縁性のもの、中抵抗のも
の、積層のものなど各種のものが用いられている。
これらの引例で示されている方式によると、現像ロー
ラへのトナー付着は、トナー補給部材と現像ローラとの
摩擦帯電によって行なわれるが、トナーの付着した部材
で摩擦するため、充分な帯電が得にくく、結果的にトナ
ー付着が不足してしまう。非磁性一成分現像方式での最
適付着量と帯電量について説明すると、次のようにな
る。
ラへのトナー付着は、トナー補給部材と現像ローラとの
摩擦帯電によって行なわれるが、トナーの付着した部材
で摩擦するため、充分な帯電が得にくく、結果的にトナ
ー付着が不足してしまう。非磁性一成分現像方式での最
適付着量と帯電量について説明すると、次のようにな
る。
白黒用では、帯電量が重視され、それは一般的に10〜
20μC/gである。この値より小さいと、地汚れ、シャー
プ性などの画質面で劣るものとなる。また、付着量に関
しては、現像ローラ上の付着量は0.1〜0.3mg/cm2である
が、転写紙上には0.4〜0.5mg/cm2が必要であり、現像ロ
ーラのスピードを感光体のスピードの3〜4倍にするこ
とによって、トナーの付着量をカバーしている。ただ、
3〜4倍の現像ローラの回転には、“トナー後端より”
という現象、すなわちベタ部を現像した場合、画像の後
端部の濃度が高くなるという現象を、発生するという問
題がある。この現象を防ぐには、現像ローラのスピード
を感光体のスピードに近ずけることである。つまり、現
像ローラ上の付着量を多くして、回転数を小さくしなけ
ればならない。
20μC/gである。この値より小さいと、地汚れ、シャー
プ性などの画質面で劣るものとなる。また、付着量に関
しては、現像ローラ上の付着量は0.1〜0.3mg/cm2である
が、転写紙上には0.4〜0.5mg/cm2が必要であり、現像ロ
ーラのスピードを感光体のスピードの3〜4倍にするこ
とによって、トナーの付着量をカバーしている。ただ、
3〜4倍の現像ローラの回転には、“トナー後端より”
という現象、すなわちベタ部を現像した場合、画像の後
端部の濃度が高くなるという現象を、発生するという問
題がある。この現象を防ぐには、現像ローラのスピード
を感光体のスピードに近ずけることである。つまり、現
像ローラ上の付着量を多くして、回転数を小さくしなけ
ればならない。
一方、カラートナーでは、その色特性は黒トナーに比
べて着色度が小さく、また“トナー後端より”を改良し
ようとすると、黒トナーに比べ更に多い0.8〜1.2mg/cm2
という現像ローラ上の付着量が必要になる。また、帯電
量に関しては、安定した画像を得るためには、5〜20μ
C/g(好ましくは10〜15μC/g)の値が望まれる。
べて着色度が小さく、また“トナー後端より”を改良し
ようとすると、黒トナーに比べ更に多い0.8〜1.2mg/cm2
という現像ローラ上の付着量が必要になる。また、帯電
量に関しては、安定した画像を得るためには、5〜20μ
C/g(好ましくは10〜15μC/g)の値が望まれる。
これらの問題点を解消する方法として、本発明者ら
は、先に「回転駆動される現像剤担持体に、必要に応じ
て補助剤を外添した現像剤を供給し、該担持体の表面に
前記現像剤を担持して搬送し、潜像担持体と前記現像剤
担持体が互いに対向した現像領域にて、該潜像担持体に
形成された静電潜像を現像剤担持体に担持された前記現
像剤によって可視像化する現像方法において、前記現像
剤担持体の表面に選択的に電荷を保持させることにより
該担持体表面の近傍に多数の微小閉電界を形成し、この
閉電界により帯電トナーを吸引し、現像剤を現像剤担持
体表面に付着させて担持し、該担持現像剤によって静電
潜像を可視像化する画像形成方法」を提案した。
は、先に「回転駆動される現像剤担持体に、必要に応じ
て補助剤を外添した現像剤を供給し、該担持体の表面に
前記現像剤を担持して搬送し、潜像担持体と前記現像剤
担持体が互いに対向した現像領域にて、該潜像担持体に
形成された静電潜像を現像剤担持体に担持された前記現
像剤によって可視像化する現像方法において、前記現像
剤担持体の表面に選択的に電荷を保持させることにより
該担持体表面の近傍に多数の微小閉電界を形成し、この
閉電界により帯電トナーを吸引し、現像剤を現像剤担持
体表面に付着させて担持し、該担持現像剤によって静電
潜像を可視像化する画像形成方法」を提案した。
かかる発明は、現像剤担持体の表面の近傍に多数の微
小閉電界(マイクロフィールド)が形成されるので、そ
の電界強度を従来よりも著しく増大させることができ、
充分に帯電した多量の現像剤を現像剤担持体に担持して
現像領域に搬送できるといった多くの利点を有するもの
である。
小閉電界(マイクロフィールド)が形成されるので、そ
の電界強度を従来よりも著しく増大させることができ、
充分に帯電した多量の現像剤を現像剤担持体に担持して
現像領域に搬送できるといった多くの利点を有するもの
である。
ただ、前記のような現像剤担持体表面の近傍に多数の
マイクロフィールドが形成される画像形成方法において
も、現像剤担持体には温度や湿度等の環境の変化によっ
て、その摩擦帯電性等が変動し、マイクロフィールドの
有する電界強度に悪影響を与え、トナーの付着量や帯電
量が不安定となるという問題がある。
マイクロフィールドが形成される画像形成方法において
も、現像剤担持体には温度や湿度等の環境の変化によっ
て、その摩擦帯電性等が変動し、マイクロフィールドの
有する電界強度に悪影響を与え、トナーの付着量や帯電
量が不安定となるという問題がある。
特に、現像剤担持体を構成する誘電体部は他部材との
摩擦帯電によって電荷を保有するものであるから、かか
る誘電体部を形成する材料の選定は極めて重要であり、
環境変動が生じても、マイクロフィールド効果やトナー
の付着量及びトナーの帯電量に影響を与えない材料の開
発が要請されていた。
摩擦帯電によって電荷を保有するものであるから、かか
る誘電体部を形成する材料の選定は極めて重要であり、
環境変動が生じても、マイクロフィールド効果やトナー
の付着量及びトナーの帯電量に影響を与えない材料の開
発が要請されていた。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであっ
て、前記の画像形成方法において、温度や湿度等の環境
が変化しても、安定したマイクロフィールド効果を発現
すると共にトナーの付着量不足や帯電量不足という問題
点を解消する現像剤担持体を提供することにある。
て、前記の画像形成方法において、温度や湿度等の環境
が変化しても、安定したマイクロフィールド効果を発現
すると共にトナーの付着量不足や帯電量不足という問題
点を解消する現像剤担持体を提供することにある。
本発明者らは、鋭意検討した結果、特定な体積抵抗を
有する絶縁性材料からなる誘電体部を設けた現像剤担持
体が、上記目的に適合することを知見し、本発明を完成
するに至った。
有する絶縁性材料からなる誘電体部を設けた現像剤担持
体が、上記目的に適合することを知見し、本発明を完成
するに至った。
すなわち、本発明によれば、現像剤担持体の少なくと
もその表面を誘電体部と導電体部とが微小面積で混在す
るように構成し、当該誘電体部を帯電することにより、
現像剤担持体の表面近傍に、多数の微小電界を形成し、
この現像剤担持体上に現像剤を供給し、前記微小閉電界
により前記現像剤を現像剤担持体表面に担持させ、該担
持現像剤によって静電潜像を可視像化する画像形成方法
に用いる現像剤担持体であって、その表面に誘電体部と
導電体部とが分布されてなり、かつ前記誘電体部を構成
する材料は温度30℃、湿度90%における体積電気抵抗が
1013Ω・cm以上であり、かつ温度10℃、湿度20%におけ
る体積電気気抵抗との変動差が15倍以内にあるものであ
ることを特徴とする現像剤担持体が提供される。
もその表面を誘電体部と導電体部とが微小面積で混在す
るように構成し、当該誘電体部を帯電することにより、
現像剤担持体の表面近傍に、多数の微小電界を形成し、
この現像剤担持体上に現像剤を供給し、前記微小閉電界
により前記現像剤を現像剤担持体表面に担持させ、該担
持現像剤によって静電潜像を可視像化する画像形成方法
に用いる現像剤担持体であって、その表面に誘電体部と
導電体部とが分布されてなり、かつ前記誘電体部を構成
する材料は温度30℃、湿度90%における体積電気抵抗が
1013Ω・cm以上であり、かつ温度10℃、湿度20%におけ
る体積電気気抵抗との変動差が15倍以内にあるものであ
ることを特徴とする現像剤担持体が提供される。
本発明の現像剤担持体を用いる画像形成方法は、現像
剤担持体の少なくともその表面を誘電体部と導電体部と
が微小面積で混在するようにし、当該誘電体部を帯電す
るという構成にしたことから、現像剤担持体表面の近傍
に多数の微小閉電界が形成されるので、その電界強度を
従来よりも著しく増大させることができる上にかかる電
界強度が環境が変化しても変動せず、また、トナーの付
着量や帯電量も環境の変化によって変化しないので、充
分に帯電した多量の現像剤を現像剤担持体に均一に担持
して現像領域に搬送できるものとなる。
剤担持体の少なくともその表面を誘電体部と導電体部と
が微小面積で混在するようにし、当該誘電体部を帯電す
るという構成にしたことから、現像剤担持体表面の近傍
に多数の微小閉電界が形成されるので、その電界強度を
従来よりも著しく増大させることができる上にかかる電
界強度が環境が変化しても変動せず、また、トナーの付
着量や帯電量も環境の変化によって変化しないので、充
分に帯電した多量の現像剤を現像剤担持体に均一に担持
して現像領域に搬送できるものとなる。
以下、かかる画像形成方法について説明する。
第1図にこの画像形成方法の実施に有用な代表的な現
像装置の現像剤担持体部を中心とした概要を示す。第1
図において、トナータンク70に内蔵されているトナー60
は、撹拌羽根(トナー供給補助部材)50によりトナー供
給部材(スポンジローラ又はファーブラシなど)40に強
制的に寄せられ、トナー60はトナー供給部材40に供給さ
れる。一方、現像を終了した本発明の現像剤担持体(現
像ローラ)20は、矢印の方向に回転(例えば400rpm)
し、トナー供給部材40との接触部に至る。トナー供給部
材40は現像剤担持体20と逆方向に回転(例えば300rpm)
し、現像剤担持体20とトナー60に帯電を与え、現像剤担
持体20上にトナー60を付着させる。更に現像剤担持体20
は回転し、現像剤担持体20上の付着トナーは、トナー層
厚規制部材(弾性ブレード)30により、厚みを制御され
ながら帯電も安定化され、現像域80に達する。現像域80
において、接触又は非接触現像により、潜像が現像され
る。ここで必要に応じて、現像剤担持体20、トナー供給
部材40に直流、交流、直流重畳交流、パルスなどのバイ
アスなどを印加して、最適な画像を制御することができ
る。
像装置の現像剤担持体部を中心とした概要を示す。第1
図において、トナータンク70に内蔵されているトナー60
は、撹拌羽根(トナー供給補助部材)50によりトナー供
給部材(スポンジローラ又はファーブラシなど)40に強
制的に寄せられ、トナー60はトナー供給部材40に供給さ
れる。一方、現像を終了した本発明の現像剤担持体(現
像ローラ)20は、矢印の方向に回転(例えば400rpm)
し、トナー供給部材40との接触部に至る。トナー供給部
材40は現像剤担持体20と逆方向に回転(例えば300rpm)
し、現像剤担持体20とトナー60に帯電を与え、現像剤担
持体20上にトナー60を付着させる。更に現像剤担持体20
は回転し、現像剤担持体20上の付着トナーは、トナー層
厚規制部材(弾性ブレード)30により、厚みを制御され
ながら帯電も安定化され、現像域80に達する。現像域80
において、接触又は非接触現像により、潜像が現像され
る。ここで必要に応じて、現像剤担持体20、トナー供給
部材40に直流、交流、直流重畳交流、パルスなどのバイ
アスなどを印加して、最適な画像を制御することができ
る。
次に、このタイプ(電極タイプ)の現像剤担持体20へ
のトナー付着のメカニズムについて説明する。現像剤担
持体20の例としては、たとえば第2図に示されるよう
に、その表面に誘電体部と導電体部とが微小面積で混在
するように構成されている。面積の大きさは、形状が円
形であるとした場合、径が10〜500μmの大きさの微小
面積がランダムに又はある規則にしたがって分散してい
る。面積比としては、絶縁部の面積が20〜60%の範囲が
好ましい。
のトナー付着のメカニズムについて説明する。現像剤担
持体20の例としては、たとえば第2図に示されるよう
に、その表面に誘電体部と導電体部とが微小面積で混在
するように構成されている。面積の大きさは、形状が円
形であるとした場合、径が10〜500μmの大きさの微小
面積がランダムに又はある規則にしたがって分散してい
る。面積比としては、絶縁部の面積が20〜60%の範囲が
好ましい。
トナー付着は次のようになる。まず、現像を終了した
現像剤担持体20は、矢印の方向に回転してトナー供給部
材40と接触する。ここで現像しなかった非画像部の残ト
ナーは、トナー供給部材40により機械的、電気的にかき
とられ、誘電体部は摩擦によって帯電する。このとき前
の現像による現像剤担持体20とトナーの電荷は、摩擦に
より一定化され、初期化される。次に、供給部材40によ
って運ばれたトナーは、摩擦により帯電し、現像剤担持
体20の誘電体部に静電的に付着する。このときの極性
は、感光体電荷に対してトナーは逆極性にまた現像剤担
持体20の誘電体部は同極性となる。このときの現像剤担
持体20上の電界は、第2図に示されるようにマイクロフ
ィールド(閉電界)となり、電界傾度の大きい電界とな
って、トナーを多層に付着させることが可能となる。ま
た、付着したトナーは閉電界となっているので、現像剤
担持体20側に強く引かれ離れにくい状態となる。このト
ナー層は、更にトナー層厚規制部材30によりトナー層厚
が制御され、現像域80のトナーは感光体に付着し易い電
界となり、現像が行なわれる。
現像剤担持体20は、矢印の方向に回転してトナー供給部
材40と接触する。ここで現像しなかった非画像部の残ト
ナーは、トナー供給部材40により機械的、電気的にかき
とられ、誘電体部は摩擦によって帯電する。このとき前
の現像による現像剤担持体20とトナーの電荷は、摩擦に
より一定化され、初期化される。次に、供給部材40によ
って運ばれたトナーは、摩擦により帯電し、現像剤担持
体20の誘電体部に静電的に付着する。このときの極性
は、感光体電荷に対してトナーは逆極性にまた現像剤担
持体20の誘電体部は同極性となる。このときの現像剤担
持体20上の電界は、第2図に示されるようにマイクロフ
ィールド(閉電界)となり、電界傾度の大きい電界とな
って、トナーを多層に付着させることが可能となる。ま
た、付着したトナーは閉電界となっているので、現像剤
担持体20側に強く引かれ離れにくい状態となる。このト
ナー層は、更にトナー層厚規制部材30によりトナー層厚
が制御され、現像域80のトナーは感光体に付着し易い電
界となり、現像が行なわれる。
次に、本発明の現像剤担持体について説明する。
本発明の現像剤担持体は前記したように、少なくとも
その表面を誘電体部と導電体部とが微小面積で混在する
ようにし、当該誘電体部を帯電することによりその表面
の近傍に多数の微小閉電界が形成され、そして誘電体部
構成材料は温度30℃、湿度90%における体積抵抗が013
Ω・cm以上であり、かつ温度10℃、湿度20%における体
積抵抗との変動差が15倍以内にあるものである。
その表面を誘電体部と導電体部とが微小面積で混在する
ようにし、当該誘電体部を帯電することによりその表面
の近傍に多数の微小閉電界が形成され、そして誘電体部
構成材料は温度30℃、湿度90%における体積抵抗が013
Ω・cm以上であり、かつ温度10℃、湿度20%における体
積抵抗との変動差が15倍以内にあるものである。
本発明で用いる誘電体部形成材料の第1の特徴は温度
30℃、湿度90%における体積抵抗が1013Ω・cm以上好ま
しくは1014Ω・cm以上であることである。上記条件下に
おける体積抵抗が1013Ω・cm未満のものでは環境変化に
よって、摩擦帯電性が大きく変わるので、望ましくな
い。
30℃、湿度90%における体積抵抗が1013Ω・cm以上好ま
しくは1014Ω・cm以上であることである。上記条件下に
おける体積抵抗が1013Ω・cm未満のものでは環境変化に
よって、摩擦帯電性が大きく変わるので、望ましくな
い。
本発明で用いる誘電体部形成材料の第2の特徴は、温
度30℃、湿度90%における体積抵抗値と温度10℃、湿度
20%における体積抵抗値との変動差が15倍以内にあるこ
とである。
度30℃、湿度90%における体積抵抗値と温度10℃、湿度
20%における体積抵抗値との変動差が15倍以内にあるこ
とである。
本発明においては、このように環境変動によってもそ
の体積抵抗値の変動巾が小さい材料を誘電体部の構成材
料として選定したことにより、環境が変化してもマイク
ロフィールド効果が充分に発現し、また適正な帯電量を
有するトナーを充分に担持し得る現像剤担持体が得られ
る。
の体積抵抗値の変動巾が小さい材料を誘電体部の構成材
料として選定したことにより、環境が変化してもマイク
ロフィールド効果が充分に発現し、また適正な帯電量を
有するトナーを充分に担持し得る現像剤担持体が得られ
る。
体積抵抗値の差動差が上記範囲を越える材料を用いた
場合には、環境変動によって、マイクロフィールド効果
が変化するため、電界強度が不安定となるばかりでなく
トナーの帯電量や付着量も不均一となり、本発明のよう
な作用効果を得ることができない。
場合には、環境変動によって、マイクロフィールド効果
が変化するため、電界強度が不安定となるばかりでなく
トナーの帯電量や付着量も不均一となり、本発明のよう
な作用効果を得ることができない。
本発明で用いる誘電体部形成材料としては、具体的に
はシリコーン系樹脂(ゴム)やフッ素系樹脂(ゴム)等
の有機ポリマー類あるいはこれらの変成体が挙げられ
る。
はシリコーン系樹脂(ゴム)やフッ素系樹脂(ゴム)等
の有機ポリマー類あるいはこれらの変成体が挙げられ
る。
シリコーン系樹脂(ゴム)としては、ジメチルシロキ
サン、メチルビニルシロキサン、フェニル変成シロキサ
ン、フッ素変成シロキサン、エポキシ変成シロキサン、
アクリル変成シロキサン、カルボキシル変成シロキサ
ン、アルコール変成シロキサン、ポリエステル変成シロ
キサンなどが挙げられる。
サン、メチルビニルシロキサン、フェニル変成シロキサ
ン、フッ素変成シロキサン、エポキシ変成シロキサン、
アクリル変成シロキサン、カルボキシル変成シロキサ
ン、アルコール変成シロキサン、ポリエステル変成シロ
キサンなどが挙げられる。
フッ素系樹脂(ゴム)としては、ポリテトラフルオロ
エチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフ
ルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエ
チレン−パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体
(PFA)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、
エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、
エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTF
E)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリフッ化ビニ
ル(PVF)、フッ化ビニリデン系フッ素ゴム、含フッ素
モノマーと架橋基含有炭化水素系モノマーとの共重合
体、或いはこれらのフッ素系ポリマー粒子をエポキシ樹
脂、シリコーンポリマーなどのバインダーに分散したも
のなどが挙げられる。
エチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフ
ルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエ
チレン−パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体
(PFA)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、
エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、
エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTF
E)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリフッ化ビニ
ル(PVF)、フッ化ビニリデン系フッ素ゴム、含フッ素
モノマーと架橋基含有炭化水素系モノマーとの共重合
体、或いはこれらのフッ素系ポリマー粒子をエポキシ樹
脂、シリコーンポリマーなどのバインダーに分散したも
のなどが挙げられる。
導電体部を形成する導電性材料としては、1012Ω・cm
以下、好ましくは108Ω・cm以下のものが使用できる。
具体例としては、Al、SUS、Fe、Niなどの金属類、セラ
ミックス類などの他に、有機ポリマー類に導電性フィラ
ーを添加したものが挙げられる。この場合、有機ポリマ
ー類としては次のものが挙げられる。
以下、好ましくは108Ω・cm以下のものが使用できる。
具体例としては、Al、SUS、Fe、Niなどの金属類、セラ
ミックス類などの他に、有機ポリマー類に導電性フィラ
ーを添加したものが挙げられる。この場合、有機ポリマ
ー類としては次のものが挙げられる。
ポリ塩化ビニル、ポリビニルブチラール、ポリビニル
アルコール、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポ
リビニルホルマールなどのビニル系樹脂;ポリスチレ
ン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、アクリロニ
トリル−ブタジエン−スチレン共重合体などのポリスチ
レン系樹脂;ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重
合体などのポリエチレン系樹脂;ポリメチルメタクリレ
ート、ポリメチルメタクリレート−スチレン共重合体な
どのアクリル系樹脂;ポリアセタール、ポリアミド、セ
ルロース、ポリカーボネート、フェノキシ樹脂、ポリエ
ステル、フッ素樹脂、ポリウレタン、フェノール樹脂、
尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂材料;天然ゴム、
イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエ
ンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロ
ロプレンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エピクロルヒ
ドリンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴ
ム、多硫化ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等のゴム
材料など。
アルコール、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポ
リビニルホルマールなどのビニル系樹脂;ポリスチレ
ン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、アクリロニ
トリル−ブタジエン−スチレン共重合体などのポリスチ
レン系樹脂;ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重
合体などのポリエチレン系樹脂;ポリメチルメタクリレ
ート、ポリメチルメタクリレート−スチレン共重合体な
どのアクリル系樹脂;ポリアセタール、ポリアミド、セ
ルロース、ポリカーボネート、フェノキシ樹脂、ポリエ
ステル、フッ素樹脂、ポリウレタン、フェノール樹脂、
尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂材料;天然ゴム、
イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエ
ンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロ
ロプレンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エピクロルヒ
ドリンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴ
ム、多硫化ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等のゴム
材料など。
また、導電性フィラーとしては、Ni、Cuなどの金属
粉;ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブ
ラック、アセチレンブラック、チャンネルブラックなど
のカーボンブラック;酸化スズ、酸化亜鉛、酸化モリブ
デン、酸化アンチモン、チタン酸カリなどの導電性酸化
物;酸化チタン、雲母上などにめっきを施した無電界め
っき物;グラファイト、金属繊維、炭素繊維などが挙げ
られる。
粉;ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブ
ラック、アセチレンブラック、チャンネルブラックなど
のカーボンブラック;酸化スズ、酸化亜鉛、酸化モリブ
デン、酸化アンチモン、チタン酸カリなどの導電性酸化
物;酸化チタン、雲母上などにめっきを施した無電界め
っき物;グラファイト、金属繊維、炭素繊維などが挙げ
られる。
なお、ポリエチレンオキサイドやポリシロキサンなど
のポリマーマトリックスに金属イオンを配位させた有機
イオン伝導体なども用いることができる。
のポリマーマトリックスに金属イオンを配位させた有機
イオン伝導体なども用いることができる。
本発明の現像剤担持体を作製するには、例えば、まず
表面にアヤメローレット加工等により溝加工を施した金
属ローラを作製し(この場合、溝は0.1〜0.5mmピッチと
し、ローラ長手方向に対して、約45゜の角度に加工す
る)〔参照;第4図(a)〕、次に溝加工した金属表面
に、例えばフッ素樹脂(ルミフロンLF200;旭ガラス社
製)をコーティングし、100℃で約30分間硬化乾燥させ
(塗布厚みは溝が完全に埋まる状態にする)〔参照;第
4図(b)〕、続いてローラの表面を切削又は研摩加工
により導電面が微小面積で混在し、導電部面が20〜60%
になるように削る〔参照;第4図(c)〕という方法が
採用される。
表面にアヤメローレット加工等により溝加工を施した金
属ローラを作製し(この場合、溝は0.1〜0.5mmピッチと
し、ローラ長手方向に対して、約45゜の角度に加工す
る)〔参照;第4図(a)〕、次に溝加工した金属表面
に、例えばフッ素樹脂(ルミフロンLF200;旭ガラス社
製)をコーティングし、100℃で約30分間硬化乾燥させ
(塗布厚みは溝が完全に埋まる状態にする)〔参照;第
4図(b)〕、続いてローラの表面を切削又は研摩加工
により導電面が微小面積で混在し、導電部面が20〜60%
になるように削る〔参照;第4図(c)〕という方法が
採用される。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
実施例1 誘電体部材料 脱オキシム縮合反応型シリコーン樹脂 (商品名SR2411:トーレシリコーン社) 上記処方の材料を用い、次の要領により現像剤担持体
(現像ローラ)を作製した。
(現像ローラ)を作製した。
(i)SUS製ローラ表面にアヤメローレット加工によ
り、V溝を設けた。V溝は0.3mmピッチとし、ローラ長
手方向に対して約45度に加工した。
り、V溝を設けた。V溝は0.3mmピッチとし、ローラ長
手方向に対して約45度に加工した。
(ii)V溝加工したローラ表面に上記誘電部材料を、コ
ーティングした。塗布厚みは溝が完全に埋まる状態とし
た。
ーティングした。塗布厚みは溝が完全に埋まる状態とし
た。
(iii)ローラの表面を研磨し、導電面と誘電面が微小
面積で混在するようにして、導電部面積を50%とした。
面積で混在するようにして、導電部面積を50%とした。
実施例2 実施例1において、誘電体部材料を下記のものに代え
た以外は実施例と同様にして現像剤担持体を作製した。
た以外は実施例と同様にして現像剤担持体を作製した。
誘導体部材料 エポキシ変性シリコーン樹脂 (商品名SR2115:トーレシリコーン社) 比較例1 実施例1において、誘電体部材料を下記のものに代え
た以外は実施例と同様にして現像剤担持体を作製した。
た以外は実施例と同様にして現像剤担持体を作製した。
誘導体部材料 アクリルウレタン樹脂 (商品名#8500:亜細亜工業社) 比較例2 実施例1において、誘電体部材料を下記のものに代え
た以外は実施例と同様にして現像剤担持体を作製した。
た以外は実施例と同様にして現像剤担持体を作製した。
誘導体部材料 エポキシ樹脂 (商品名スミコンEME−210F:住友ベークライト社) 以上のようにして得られた実施例1〜3及び比較例1
〜2の現像剤担持体を第1図に示すような現像装置に装
着し、30℃/90%及び10℃/20%におけるトナーの帯電量
及びトナーの付着量を測定した。その結果を表−1に示
す。
〜2の現像剤担持体を第1図に示すような現像装置に装
着し、30℃/90%及び10℃/20%におけるトナーの帯電量
及びトナーの付着量を測定した。その結果を表−1に示
す。
なお第1図の現像装置において、トナー層厚規制部材
としてはウレタンゴムを、トナー供給部材としては導電
性ウレタンスポンジを、トナーとしては+極性トナーを
用いた。
としてはウレタンゴムを、トナー供給部材としては導電
性ウレタンスポンジを、トナーとしては+極性トナーを
用いた。
また、表−1には誘電体部材料の30℃/90%及び10℃/
20%における体積抵抗値を併記した。
20%における体積抵抗値を併記した。
体積抵抗値は、誘電体部材料をAl蒸着したPET上に膜
厚20μmになる様にスプレーコーティングして硬化さ
せ、ついで4329A HIGH RESISTACE METER(YHP社製)を
用いて測定したものであって、DC100Vで環境条件30℃/9
0%、10℃/20%に24時間放置した後の値である。
厚20μmになる様にスプレーコーティングして硬化さ
せ、ついで4329A HIGH RESISTACE METER(YHP社製)を
用いて測定したものであって、DC100Vで環境条件30℃/9
0%、10℃/20%に24時間放置した後の値である。
〔発明の効果〕 本発明の現像剤担持体は、誘電体部を前記のように特
定な体積抵抗を有する材料で形成した構成としたことか
ら、温度や湿度等の環境が変化しても、マイクロフィー
ルド効果が充分に発現され、しかもトナーの帯電量や付
着量を適正な値に維持することができる。
定な体積抵抗を有する材料で形成した構成としたことか
ら、温度や湿度等の環境が変化しても、マイクロフィー
ルド効果が充分に発現され、しかもトナーの帯電量や付
着量を適正な値に維持することができる。
従って、現像剤担持体の少なくともその表面を誘電体
部と導電体部とが微小面積で混在するように構成し、当
該誘電体部を帯電することにより、現像剤担持体表面近
傍に多数の微小閉電界を形成し、この現像剤担持体上
に、必要に応じて補助剤を外添した現像剤を供給し、前
記微小閉電界により前記現像剤を現像剤担持体表面に担
持させ、該担持現像剤によって静電潜像を可視像化する
画像形成方法に、本発明の現像剤担持体を用いると、充
分に帯電した多量の非磁性一成分系現像剤を現像剤担持
体に担持して現像領域に搬送することができ、その結
果、トナーフィルミングが発生せず、高濃度の高品質画
像を得ることができる。
部と導電体部とが微小面積で混在するように構成し、当
該誘電体部を帯電することにより、現像剤担持体表面近
傍に多数の微小閉電界を形成し、この現像剤担持体上
に、必要に応じて補助剤を外添した現像剤を供給し、前
記微小閉電界により前記現像剤を現像剤担持体表面に担
持させ、該担持現像剤によって静電潜像を可視像化する
画像形成方法に、本発明の現像剤担持体を用いると、充
分に帯電した多量の非磁性一成分系現像剤を現像剤担持
体に担持して現像領域に搬送することができ、その結
果、トナーフィルミングが発生せず、高濃度の高品質画
像を得ることができる。
第1図は本発明の実施に有用な現像剤担持体上にマイク
ロフィールドの電界を形成させた現像装置の一例を示す
現像剤担持体部を中心とした模式断面図である。また、
第2図は第1図で示される装置において、現像剤担持体
上にマイクロフィールドによる閉電界が生成している状
態を説明するための模式断面図である。 更に、第3図(a)〜(c)は、本発明の現像剤担持体
の作製過程における表面状態を示す模式断面図である。 10……静電潜像担持体、20……現像剤担持体、 30……トナー層厚規制部材、40……トナー供給部材、 50……攪拌羽根、60……トナー、70……トナータンク、 80……現像域。
ロフィールドの電界を形成させた現像装置の一例を示す
現像剤担持体部を中心とした模式断面図である。また、
第2図は第1図で示される装置において、現像剤担持体
上にマイクロフィールドによる閉電界が生成している状
態を説明するための模式断面図である。 更に、第3図(a)〜(c)は、本発明の現像剤担持体
の作製過程における表面状態を示す模式断面図である。 10……静電潜像担持体、20……現像剤担持体、 30……トナー層厚規制部材、40……トナー供給部材、 50……攪拌羽根、60……トナー、70……トナータンク、 80……現像域。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−61652(JP,A) 特開 平1−102485(JP,A) 特開 平2−18580(JP,A) 特開 平2−33166(JP,A) 実開 平1−149657(JP,U)
Claims (1)
- 【請求項1】現像剤担持体の少なくともその表面を誘電
体部と導電体部とが微小面積で混在するように構成し、
当該誘電体部を帯電することにより、現像剤担持体表面
近傍に多数の微小閉電界を形成し、この現像剤担持体上
に、必要に応じて補助剤を外添したトナーよりなる非磁
性一成分系現像剤を供給し、前記微小閉電界により前記
現像剤を現像剤担持体表面に担持させ、該担持現像剤に
よって静電潜像を可視像化する画像形成方法に用いる現
像剤担持体であって、少なくともその表面に誘電体部と
導電体部とが微小面積で混在してなり、誘電体部構成材
料は温度30℃、湿度90%における体積抵抗が1013Ω・cm
以上であり、かつ温度10℃、湿度20%における体積抵抗
との変動差が15倍以内にあるものであることを特徴とす
る現像剤担持体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2138706A JP2662677B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 現像剤担持体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2138706A JP2662677B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 現像剤担持体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0431880A JPH0431880A (ja) | 1992-02-04 |
JP2662677B2 true JP2662677B2 (ja) | 1997-10-15 |
Family
ID=15228226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2138706A Expired - Lifetime JP2662677B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 現像剤担持体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2662677B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9996026B2 (en) * | 2016-03-29 | 2018-06-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Developing apparatus having a large capacity toner storage chamber, and image forming apparatus |
JP6559171B2 (ja) * | 2016-03-29 | 2019-08-14 | キヤノン株式会社 | 現像装置及び画像形成装置 |
US10108105B2 (en) | 2016-04-13 | 2018-10-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Developing apparatus and image forming apparatus |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07122763B2 (ja) * | 1987-10-15 | 1995-12-25 | 東海ゴム工業株式会社 | ロール |
JPH01149657U (ja) * | 1988-04-05 | 1989-10-17 | ||
JP2657522B2 (ja) * | 1988-07-06 | 1997-09-24 | 東海ゴム工業株式会社 | 導電ロール用スリーブの製法 |
JPH0233166A (ja) * | 1988-07-22 | 1990-02-02 | Tokai Rubber Ind Ltd | 導電性ロール |
JP2860995B2 (ja) * | 1988-08-26 | 1999-02-24 | セイコーエプソン株式会社 | 一成分接触現像方法 |
-
1990
- 1990-05-29 JP JP2138706A patent/JP2662677B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0431880A (ja) | 1992-02-04 |
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Legal Events
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