JPH10282785A

JPH10282785A - 現像装置

Info

Publication number: JPH10282785A
Application number: JP10398597A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Hirano; 泰男平野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-04-08
Filing date: 1997-04-08
Publication date: 1998-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】湧き出しが無く、帯電、補給性の立ち上りが
優れた現像装置を提供すること。【解決手段】回転駆動される１０¹³Ω・ｃｍ以下の導
電性を有する現像剤担持体に、必要に応じて補助剤を外
添した非磁性一成分系現像剤を、１０⁶Ω・ｃｍ以下の
導電性を有する現像剤供給部材により供給し、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、
該潜像担持体が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
に用いる現像装置であって、該現像剤供給部材に１０¹²
Ω・ｃｍ以下の導電性を有するトナー仕切部材が当接さ
れており、該現像剤の帯電極性により、仕切部材の電位
（Ｖ₁）と供給部材の電位（Ｖ₂）が、負帯電性の時、２
００ｖ≧Ｖ₁−Ｖ₂≧０、正帯電性の時、−２００ｖ≦Ｖ
₁−Ｖ₂≦０となるように、該現像剤供給部材と該仕切部
材間に電位差を設けたことを特徴とする現像装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、ファックス等における静電潜像を一成分現
像剤により可視像とする一成分現像装置に関し、さらに
詳しくは、現像剤担持体上に適正量の現像剤の薄層を素
早く形成することができる現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】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、プリンター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
剤を用いた二成分系現像方式は、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、装置全体が大型化しやすくなる欠点を有して
いる。

【０００３】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、トナーのみからなるものと、
これに必要に応じて補助剤を外添したトナーと補助剤を
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
般的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。したがって、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用いる
ことが望ましい。

【０００４】ところで現像剤担持体表面は、トナーとの
摩擦帯電により電荷が発生するが、それが速やかに消失
しないと、次回転目の摩擦帯電、現像に影響を及ぼし、
摩擦帯電の立ち上がり性や残像等の原因となる。そこで
担持体材料の電気特性、特にその体積抵抗を電荷が速や
かに消失しやすい１０¹³Ω・ｃｍ以下に制御することが
一般的である。（例えば、特開昭２７６１７４、特開平
２−２０８６７１、特開平３−６８９７４等）

【０００５】担持体材料の電気特性を制御する方法とし
ては、絶縁性樹脂に導電性粒子を添加する方法（例え
ば、種々の導電性粒子を挙げた例として、特開平１−１
０１３７５、特開平２−１０５１８１、特開平２−１０
９０７１、特開平２−１０９０７２、特開平２−１０９
０７５、特開平３−２８４７６９、特開平３−２００９
８６等、導電性粒子の形状を挙げた例として、特開平１
−１５２４８０、特開平２−３３１６６、特開平２−８
９０７５、特開平３−９５５７４等）があるが、場所に
よる抵抗のバラツキ、抵抗の再現性等に問題がある。上
記問題を解決する方法として、アルコール可溶ナイロン
を抵抗制御剤として用いることが提案されている（例え
ば特開昭６４−６６６７４、特開昭６４−６６６７６、
特開平２−５０１８７等）。しかし、ナイロンは吸湿性
が大きいため、環境による抵抗の変動が３オーダー以上
もあり、それにより現像特性が変化してしまうという欠
点を有している。それらの問題を解決するため、抵抗環
境性の少ないポリエーテル系材料、特にその中でも体積
抵抗が最も低く、抵抗制御の自由度が大きいエピクロル
ヒドリンゴムを添加することも提案されている。（特開
平１−１４２５６９等）

【０００６】これらの（導電性）現象剤担持体に所定量
の現像剤を担持する方法は、現像剤担持体に現像剤供給
部材を圧接することが一般的であり、例えば１０²〜１
０⁶Ω・ｃｍの導電性発泡体（特開昭６０−２２９０５
７）、スキン層付き弾性体（特開昭６０−２９０６０）
及びファーブラシ（特開昭６１−４２６７２）等を使用
することが提案されている。これらは、トナーと供給部
材との摩擦帯電性や担持体と供給部材間に電位差を設
け、電気的な効果により担持体上に現像剤を担持するも
のである。

【０００７】また、帯電性や電位差は初期的なトナー帯
電量、付着量を達成させるだけでなく、現像後の次回帯
電時に速やかに初期の帯電量、付着量を確保すること、
すなわち補給性を向上することにも寄与している。更
に、現像剤供給部材はトナー供給部からトナー漏れ、飛
散等が発生しないようにするためのいわゆる仕切部材と
当接している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記のように現像材担
持体と供給部材間に電位差を設け、付着量、補給性を確
保しようとすると、導電性ローラではローラ表面のトナ
ー保持力が比較的小さいため（保持は真電荷ではなく、
鏡像電荷による）補給性を上げようと電位差を大きくと
ると、付着量がローラの保持能力を越えてしまい、ロー
ラ上に担持しきれないトナーが薄層化部材から漏れてし
まう、いわゆる“湧き出し”が発生していた。

【０００９】本発明の目的は上記の問題を解消し、湧き
出しが無く、帯電、補給性の立ち上りが優れた現像装置
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、現像剤供給
部材とトナー仕切部材間に電位差を設けることで前記課
題を解決することを知見し、本発明を完成するに至っ
た。即ち、上記課題は、本発明の（１）「回転駆動され
る１０¹³Ω・ｃｍ以下の導電性を有する現像剤担持体
に、必要に応じて補助剤を外添した非磁性一成分系現像
剤を、１０⁶Ω・ｃｍ以下の導電性を有する現像剤供給
部材により供給し、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、該潜像担持体が形成された
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装置であっ
て、該現像剤供給部材に１０¹²Ω・ｃｍ以下の導電性を
有するトナー仕切部材が当接されており、該現像剤の帯
電極性により、仕切部材の電位（Ｖ₁）と供給部材の電
位（Ｖ₂）が、負帯電性の時、２００ｖ≧Ｖ₁−Ｖ₂≧
０、正帯電性の時、−２００ｖ≦Ｖ₁−Ｖ₂≦０となるよ
うに、該現像剤供給部材と該仕切部材間に電位差を設け
たことを特徴とする現像装置」および（２）「前記仕切
部材と摩擦帯電させた時の前記現像剤の帯電量は、負帯
電性現像剤の時、−５μｃ／ｇ以下、正帯電性現像剤の
時、＋５μｃ／ｇ以上であることを特徴とする前記
（１）項に記載の現像装置」により解決される。

【００１１】本発明の現像装置を用いる画像形成方法
は、現像剤供給部材へのトナー供給量を仕切部材との電
位差で制御できるので、現像剤担持体へトナーが過剰に
供給されることがなく、従って湧き出しが防止できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、かかる現像装置を用いる画
像形成方法について図面を参照して詳細に説明する。図
１は、本発明の代表的な現像装置の１例の断面図を示
す。図１において、図示しないトナータンクに内蔵され
たトナー（１０）はトナー供給スクリュー（２０）によ
り現像剤担持体（３０）の軸方向へ移動して行く。この
時トナーは現像剤供給部材（４０）と仕切部材（５０）
及び現像剤担持体（３０）とが形成する楔状のトナー溜
まりへ供給される。仕切部材（５０）が形成するトナー
溜まり（１４）に運ばれたトナー（１０）は、所定の電
位差に応じた量のトナーが現像剤供給部材（４０）に付
着する。この時、トナー（１０）への電荷注入も行わ
れ、殆ど未帯電だったトナー（１０）はある程度の帯電
量を所有しており、現像剤供給部材（４０）に静電的に
付着するようになり、その上にも存在する多量のトナー
群よりも大きな付着量を持つようになる。次に、このト
ナーは現像剤担持体（３０）が形成するトナー溜まり
（１２）に移動する。同様に、担持体（３０）、供給部
材（４０）間の電位差（電界）により、これらのトナー
は現像剤担持体（３０）上に保持されることになる。こ
の時、同様に殆ど未帯電のトナー群が供給されるが、ト
ナー帯電量に違いがあるために、予め、仕切部材（５
０）のトナー溜まりで帯電されたトナーが、優先的に現
像剤担持体（３０）上に担持される。したがって、仕切
部材（５０）のトナー溜まりで現像剤供給部材（４０）
上のトナー量を制御すれば、過剰に担持体（３０）上に
トナーが供給されることもなく、又ある程度帯電量が大
きいので、担持体（３０）上への付着力も大きくなり、
湧き出しも防止できることになる。しかし、仕切部材と
供給部材の電位差が２００ｖを越えると、担持体上のト
ナー付着量が少なく成りすぎ（０．５ｍｇ／ｃｍ未
満）、逆に不具合が出る。

【００１３】本発明における「仕切部材」の定義は、ト
ナー貯蔵部から他部にトナーが漏れるのを防止する部材
で、現像剤供給部材に当接する部分を含有する部材を指
す。図１ではユニット枠体そのものが仕切部材（５０）
を含む形をとるが、例えば、図２に示されるようにユニ
ット枠体に更にブレード形状の部材（６０）を設けても
よく、図３に示されるようにブラシ状の部材（７０）を
設けてもよく、図４に示されるようにローラ状の部材
（８０）を設けてもよく、或いは図５に示されるように
ユニット枠体の供給部材当接部に樹脂やゴムシート（８
０）を貼り付けたり、塗装部分（８０）などを設けても
良い。

【００１４】これら仕切部材の抵抗を制御することによ
り、その効果は増大する。抵抗は１０¹²Ω・ｃｍ以下、
好ましくは１０¹⁰Ω・ｃｍ以下が良い。１０¹³Ω・ｃｍ
以上になるとトナー付着性を制御することが難しくな
る。仕切部材に有機ポリマー類を用いる時の導電性付与
剤としては、Ｎｉ、Ｃｕ等の金属粉、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、酸化チタン等の金属酸化物やそれらのドーピング
物、表面メッキ物等の導電性酸化物、或いはエピクロル
ヒドリンゴム、ニトリルブタジエン共重合体、ポリエー
テルエステルアミド、ボロンポリマー等の中抵抗ポリマ
ーなどが好適に挙げられる。

【００１５】次に仕切部材（５０）、（６０）、（７
０）、（８０）の摩擦帯電性について説明する。仕切部
材の摩擦帯電性が現像剤の帯電極性側に余りに偏りすぎ
ていると、逆極性トナーが発生し、感光体の地肌汚れの
発生原因になり、良くない。負帯電性現像剤の時、−５
μｃ／ｇ以下，正帯電性現像剤の時、＋５μｃ／ｇ以上
であることが好ましい。ｑ／ｍの測定方法は次の方法に
よる。

【００１６】測定方法２０φ径ローラの表面に測定サンプルを塗工、貼り付け
たものを２本用意し、図７の装置に装着する。ローラ間
隙は５０μｍ、ローラ線速比１；０５で回転させる。こ
こに約１ｍｇのトナーを付着させ、５分回転後ローラを
止め、ローラ上のトナーｑ／ｍを測定する。

【００１７】

【実施例】

実施例と比較例１負帯電性トナーを例に説明する。図１の仕切部材（５
０）がＡ１金属、現像剤供給部材（３０）がウレタンス
ポンジローラ（１０⁶Ω・ｃｍ）及び薄層化形成部材
（８０）がＳＵＳブレードである現像ユニットに次の現
像剤担持体を装着した。トナーは負帯電性のものを用い
た。

【００１８】現像剤担持体の制作方法処方アクリル変成シリコン樹脂（ＫＲ９７０６；信越化学）１００重量部エピクロルヒドリンゴム（エピクロマーＣＧ；ダイソー）６０重量部硬化剤（ＳＨ６０２０；トーレシリコーン）１０重量部塗工法：スプレー塗装、硬化条件：１５０℃／１時間硬化後、研磨を施し膜厚３０μｍ、体積抵抗２×１０¹²
Ω・ｃｍの担持体を得た。現像剤担持体電位−１５０
ｖ、現像剤供給部材電位−３５０ｖ，ＳＵＳブレード電
位−３５０ｖに固定し、仕切部材の電位を下表のように
変化させ、湧き出し性、現像剤担持体上のｑ／ｍ（単位
重量当たりのトナー帯電量）、ｍ／ａ（単位面積当たり
のトナー付着量）を評価した。

【００１９】

【表１】湧き出しランク評価方法ランク○〜全く湧き出し無し △〜定量不可能なほど僅かに湧き出し ×〜湧き出しトナーがブレード下に落下するほど大量に
湧き出し（△迄許容される）電位差が０ｖを下回ると湧き出し性が悪化する。ｑ／
ｍ、ｍ／ａの結果を図６に示す。電位差が２００ｖを越
えると担持体上付着量ｍ／ａが許容限界を越えてしま
う。

【００２０】実施例と比較例２仕切部材としてアクリル樹脂（ポリメチルメタクリルレ
ート）及びフッ素樹脂とアクリル樹脂のブレンド品（ノ
バフッソ；大日本色材）を各ブレンド比（ノバフッソ／
ＰＭＭＡ）に混合し、導電性粒子としてカーボンブラッ
ク１０重量部（樹脂１００重量部に対し）を分散した
後、ＭＥＫ／酢酸エチル溶剤に希釈し、図１の供給部材
当接部に塗工（８０）した。体積抵抗は１０⁵Ω・ｃｍ
であった。前記と同様のトナー、及びＯＰＣ感光体を用
いて感光体の地肌汚れを測定した。又、同様に前述の方
法でトナーｑ／ｍを測定した。

【００２１】地肌汚れ測定法現像転写済みの複写紙の地肌部に透明テープを押し付け
て複写紙に付着したトナーを透明テープに奪い取り、ト
ナーを保持した透明テープを白紙に貼り付ける。新品の
テープも同様に白紙に貼り付け、マクベス濃度計で濃度
を測定する。△ＩＤ＝ＩＤ（トナー付着テープ）−ＩＤ
（新品テープ）、許容限界は０．０３である。

【００２２】

【表２】

【００２３】

【発明の効果】以上詳細かつ具体的に説明したように、
本発明の現像装置は、現像剤供給部材と仕切部材との電
位差を所定の範囲にすることで、薄層化形成部材からの
トナー湧き出しを防止し、且つ現像剤担持体上のトナー
付着を適正なものにし、また、又、仕切部材と現像剤の
摩擦帯電性を制御することより、感光体の地肌汚れを防
止できるという極めて優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の１例の断面図を示した図で
ある。

【図２】本発明の現像ユニット枠体に設ける仕切部材の
１例を示す図である。

【図３】本発明の現像ユニット枠体に設ける仕切部材の
他の１例を示す図である。

【図４】本発明の現像ユニット枠体に設ける仕切部材の
更に他の１例を示す図である。

【図５】本発明の現像ユニット枠体に設ける仕切部材の
更に他の１例を示す図である。

【図６】本発明の現像装置例における単位重量当たりの
トナー帯電量（ｑ／ｍ；μｃ／ｇ）、単位面積当たりの
トナー付着量（ｍ／ａ；ｍｇ／ｃｍ²）の１例を示した
図である。

【図７】本発明の現像装置によるトナーの帯電状態を測
定する装置例である。

【符号の説明】

１０トナー１２トナー溜まり１４トナー溜まり２０トナー搬送スクリュー２１トナー回収スクリュー３０現像剤担持体４０供給部材５０仕切部材６０ブレード７０ブラシ８０ローラ９０シート（貼り付け）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転駆動される１０¹³Ω・ｃｍ以下の導
電性を有する現像剤担持体に、必要に応じて補助剤を外
添した非磁性一成分系現像剤を、１０⁶Ω・ｃｍ以下の
導電性を有する現像剤供給部材により供給し、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、
該潜像担持体が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
に用いる現像装置であって、該現像剤供給部材に１０¹²
Ω・ｃｍ以下の導電性を有するトナー仕切部材が当接さ
れており、該現像剤の帯電極性により、仕切部材の電位
（Ｖ₁）と供給部材の電位（Ｖ₂）が、負帯電性の時、２
００ｖ≧Ｖ₁−Ｖ₂≧０、正帯電性の時、−２００ｖ≦Ｖ
₁−Ｖ₂≦０となるように、該現像剤供給部材と該仕切部
材間に電位差を設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記仕切部材と摩擦帯電させた時の前記
現像剤の帯電量は、負帯電性現像剤の時、−５μｃ／ｇ
以下、正帯電性現像剤の時、＋５μｃ／ｇ以上であるこ
とを特徴とする請求項第１項に記載の現像装置。