JP2005326485A - 一成分現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像に供されるトナー担持体上のトナーを現像剤劣化を抑制しつつ帯電効率高く帯電させることができ、トナー帯電性能を長期にわたり維持できる一成分現像装置を提供する。
【解決手段】トナー担持体１２の表面移動方向において規制部材１５より下流側且つ現像領域Ｄより上流側でトナー担持体１２に接触配置されたトナー帯電部材１７を有しており、トナー帯電部材１７は、固定電極２０に支持された高分子フィルムであり、該高分子フィルムの弾性率は１０¹⁰Ｐａ以下である一成分現像装置。高分子フィルムの厚さは１０μｍ〜２００μｍ程度、硬さは鉛筆硬度でＨＢ〜６Ｈ程度。規制後のトナー担持体上トナー量は２ｇ／ｍ² 〜２０ｇ／ｍ² 程度、固定電極とトナー担持体との電位差は３００Ｖ〜２ｋＶ程度。
【選択図】 図１

Description

本発明は電子写真方式の複写機、プリンター等の画像形成装置において静電潜像担持体上に形成される静電潜像を現像する一成分現像装置に関する。

複写機、プリンター等の画像形成装置においては、形成すべき画像に応じた静電潜像を静電潜像担持体上に形成し、これを現像装置で現像する。かかる現像装置としてトナーを主体とする一成分現像剤を用いる一成分現像装置が知られており、広く採用されている。

一成分現像装置では、トナーをトナー担持体の表面に保持させて像担持体に対向する現像領域に搬送し、且つ、その途中において、トナー担持体の表面に規制部材を圧接させて、現像領域に搬送されるトナーの量を規制し、現像領域においてトナー担持体を像担持体上の潜像部分に接触又は近接させてトナーを供給し、該潜像を現像する。

かかる一成分現像装置については、トナー担持体や現像装置全体に求められる性能として、トナー帯電性、耐久性、耐環境性、耐トナー固着性などが挙げられてきた。
特に、トナーとして重合トナーなどの吸湿性の高いトナーを使用する場合や、長時間現像剤を使用した場合、トナー帯電量が低下し、それに伴い地肌カブリの発生などの品質低下が発生することが問題視されてきた。

これを解決するために、トナー担持体である現像ローラ上のトナーを放電によって帯電させる部材（帯電ローラ）を設置すること（特開２０００−３１５０１４号公報、特開２００１−３４０４６号公報）等が提案されている。かかるトナー帯電部材を採用することで、それだけトナーの帯電性は良好となり、トナー地肌カブリ等の問題が低減する。

特開２０００−３１５０１４号公報 特開２００１−３４０４６号公報

しかしながら、帯電ローラをトナー帯電部材として現像ローラに接触配置した場合次のような問題が発生する。
(1) 現像ローラと帯電ローラ間に負荷がかかり、現像装置全体のトルクアップやそれに伴う現像剤劣化が起こる恐れがある。
(2) 放電可能領域が十分にとれないため、トナー帯電効果がトナーによっては十分に得られないことがある。
(3) 帯電ローラを従動回転させる場合、現像ローラとの速度差を有しないため、帯電ローラ表面に汚れが付着したとき掻き落とせない。

そこで本発明は、トナーをトナー担持体の表面に保持させて現像領域に搬送し、且つ、該搬送途中において現像領域に搬送されるトナーの量を規制部材にて規制し、現像領域においてトナーをトナー担持体から静電潜像担持体上に形成される静電潜像部分に供給して該静電潜像を現像する一成分現像装置であって、現像に供されるトナー担持体上のトナーを現像剤劣化を抑制しつつ帯電効率高く帯電させることができ、トナー帯電性能を長期にわたり維持できる一成分現像装置を提供することを課題とする。

本発明は前記課題を解決するため、トナーをトナー担持体に保持させて現像領域に搬送し、且つ、該搬送途中で現像領域に搬送されるトナーの量を規制部材にて規制し、現像領域においてトナーをトナー担持体から静電潜像担持体上に形成される静電潜像部分に供給して該静電潜像を現像する一成分現像装置であり、トナー担持体の表面移動方向において規制部材より下流側且つ現像領域より上流側でトナー担持体に接触配置されたトナー帯電部材を有しており、該トナー帯電部材は、固定電極に支持された高分子フィルムであり、該高分子フィルムの弾性率は１０¹⁰Ｐａ以下である一成分現像装置を提供する。

ここで弾性率とは、曲げ弾性率である。
この現像装置では現像剤帯電部材として高分子フィルム（樹脂フィルム等）を採用し、且つ、該高分子フィルムとして弾性率１０¹⁰Ｐａ以下のフィルムを採用しているので次の利点がある。
(1) 該高分子フィルムは弱い圧力でも大きく撓ませることができ、従って低接触圧力下にソフトにトナー担持体に接触させることができ、それだけ現像装置のトルクアップが抑制されるとともにトナーへのストレスが低減され、現像剤の劣化（トナー後処理剤の剥がれ等）が抑制される。
(2) 該高分子フィルムはトナー担持体表面に沿ってニップ幅大きく接触させることができ、それにより放電領域を広く確保して安定的に接触させやすく、帯電効率高く、十分にトナーを帯電させることができる。
(3) 該高分子フィルムは固定電極に支持されており、トナー担持体に相対速度差をもたせて接触させることができ、それだけトナーが付着しにくく、長期にわたりトナー付着に起因する帯電性能の低下が抑制される。

このように本発明に係る現像装置によると、現像に供される前のトナーを帯電させるトナー帯電部材として弾性率１０¹⁰Ｐａ以下の高分子フィルムを含むものを採用しているので、現像剤が劣化し難い状態で帯電高率高くトナーを帯電させることができ、しかもその帯電性能が長期にわたって維持される。
これらにより、現像に供されるトナー担持体上のトナーを長期にわたり安定して帯電させることができ、それだけ高品質の画像を形成することができる。

トナー帯電部材として用いる高分子フィルムは、その弾性率があまり低すぎると、接触帯電を良好に行えない。
従って高分子フィルムの弾性率は、０．１ＧＰａ（１０⁸ Ｐａ）程度以上が望ましい。 なお、ここで言う弾性率とは、ＪＩＳ規格の基準形状のフィルムにおけるものではなく、実際にトナー帯電に用いる形状のフィルムにおける弾性率である。

高分子フィルム材料（高分子材料）としては、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレン等を例示できる。

高分子フィルムの厚さとしては、１０μｍ〜２００μｍ程度の範囲のものを例示できる。厚さが１０μｍを下回ってくると強度不足となり、２００μｍを超えてくると、剛性が高くなってきて、トナー担持体に均等に接触し難くなってくる。

高分子フィルムは、柔らかすぎると、トナーによってフィルムが傷つきやすくなり、硬すぎるとトナーの後処理剤が剥がれやすくなるなどトナーの耐久性に悪影響がでてくるし、トナー担持体が損傷する恐れがある。よって、高分子フィルムの硬さとしては、ＪＩＳ規格（ＪＩＳ規格試験法ＪＩＳＫ５４００）の鉛筆硬度（荷重１ｋｇ）でＨＢ〜６Ｈ程度を例示できる。

前記トナー量の規制部材による規制後のトナー担持体上トナー量としては、２ｇ／ｍ² 〜２０ｇ／ｍ² 程度を例示できる。
２ｇ／ｍ² より少なくなってくると、トナー不足でいわゆるベタ画像を良好に形成できなくなってくる。２０ｇ／ｍ² より多くなってくると、トナーを均等に帯電させ難くなってくる。

また、前記固定電極とトナー担持体との電位差については、３００Ｖ〜２ｋＶの範囲を例示できる。
３００Ｖより低くなってくると、放電が困難になってくる。２ｋＶより高くなってくると、リークが発生しやすくなってくる。

以上説明したように本発明によると、トナーをトナー担持体の表面に保持させて現像領域に搬送し、且つ、該搬送途中において現像領域に搬送されるトナーの量を規制部材にて規制し、現像領域においてトナーをトナー担持体から静電潜像担持体上に形成される静電潜像部分に供給して該静電潜像を現像する一成分現像装置であって、現像に供されるトナー担持体上のトナーを現像剤劣化を抑制しつつ帯電効率高く帯電させることができ、トナー帯電性能を長期にわたり維持できる一成分現像装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
（１）現像装置全体について
図１は本発明の１実施形態に係る現像装置１０の構成の概略を示す図である。
現像装置１０は装置ケース１９を含んでいる。ケース１９は内部が仕切り壁１９０により二つの室１９ａ、１９ｂに仕切られている。一方の室１９ａは一成分系のトナーｔを収容するトナー収容室であり、ここにはトナーｔを攪拌する回転型アジテータ１３が設置されている。

他方の室１９ｂはトナー担持体へトナーを供給するトナー供給室であり、下部にトナー担持体１２が配置されている。トナー担持体１２はここでは図中時計方向回りに回転駆動されるローラの形態のもので、画像形成装置において静電潜像担持体１１に接触又は近接配置される。像担持体１１はここでは図中反時計方向回りに回転駆動される感光体ドラム１１である。感光体ドラム１１は図示省略の帯電装置にて表面を所定電位に帯電させ、その帯電域に図示省略の画像露光装置から画像露光することで静電潜像を形成できるものである。トナー担持体１２が像担持体１１に臨む領域が現像領域Ｄである。

トナー供給室１９ｂにはトナー供給ローラ１４も設けられており、これはトナー担持体１２に接触配置され、回転駆動されることでトナー担持体１２にトナーｔを供給する。
前記の仕切り壁１９０には開口部１９１があり、トナー収容室１９ａ内でアジテータ１３により攪拌されるトナーｔはこの開口部１９１から室１９ｂに移動でき、移動してきたトナーｔをトナー供給ローラ１４でトナー担持体１２の表面に供給できる。

また、トナー担持体１２には、トナー供給ローラ１４から供給されたトナーｔの層厚を規制するトナー規制部材１５が圧接配置されている。トナー規制部材１５は、現像領域Ｄに移動するトナー担持体１２上のトナーｔの層厚を所定の厚さに規制してトナー薄層を形成するとともにトナーｔを摩擦帯電させる。

また、トナー担持体１２には現像バイアス電源１６が接続されおり、像担持体１１に接触又は近接配置されるトナー担持体１２に現像バイアス電圧を印加することができる。静電潜像現像にあたっては、トナー担持体１２に現像バイアス電圧を印加することでトナー担持体１２上のトナーｔに電荷を付与し、トナーｔを像担持体１１上に形成された静電潜像部分に付与してこれを顕像化する。

図示の現像装置では、さらに、トナーｔを帯電させるトナー帯電フイルム１７がトナー担持体１２表面移動方向においてトナー規制部材１５より下流側且つ現像領域Ｄより上流側に接触配置されている。このフィルム１７は装置ケース１９に保持された固定電極２０に支持されている。トナー帯電フィルム１７には電源１８から電極２０を介して電圧を印加できる。このときフィルム１７に印加される電圧はトナー担持体１２上のトナーｔに対して放電開始電圧以上で、且つ、トナーｔと同極性の所定のＤＣ電圧である。かかる電圧印加によるトナー担持体１２とトナー帯電フイルム１７との間の放電によりトナーｔを帯電させることができる。

トナーの帯電量の絶対値は２０μＣ／ｇ〜６０μＣ／ｇ程度が好ましい。
トナー担持体１２による現像領域Ｄへのトナー搬送量は規制部材１５により２ｇ／ｍ² 〜２０ｇ／ｍ² 程度に規制される。２０ｇ／ｍ² を超えてくると、トナー量が多くなりすぎ、帯電フイルム１７により十分帯電されにくくなる。

（２）トナー帯電フィルム１７について
図１に示すように帯電フィルム１７は装置ケース１９に保持された固定電極２０に片持ち支持されている。図２は帯電フィルム１７等の平面図である。

帯電フイルム１７は電極２０を介して電源１８から電圧が印加される。帯電フイルム１７の横幅ｗ１は、トナー担持体１２の横幅ｗ２と同程度、又は少し長い目或いは少し短め目とすればよい。電極２０の横幅ｗ３も帯電フイルム１７の横幅ｗ１と同程度、又は少し長い目或いは少し短め目とすればよい。トナー担持体１２の横幅ｗ２のうち現像に直接寄与する部分におけるトナーｔのみを帯電させたいときは、フィルム１７の横幅ｗ１はトナー担持体１２の横幅ｗ２より少し短くするとよい。

帯電フィルム１７は導電性を調整された高分子フイルムである。フィルムを構成する高分子は特に制限はない。例えば、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂からなるフィルムや、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、イソプレンゴム等からなるゴムフイルムが挙げられるが、これらに制約されない。

帯電用フィルム１７の厚さとしては、１０μｍ以上１ｍｍ以下、好ましくは１０μｍ以上２００μｍ以下を例示できる。薄すぎると強度不足となり、厚すぎるとトナー担持体に均一に接触しにくくなったり、トナー担持体との接触ニップが小さくなってしまう。
また、帯電用フィルムは単層構造であってもよいし、必要に応じて２層以上の構造であってもよい。フィルム表面を適度な硬度にするために、表面をコーティングする等してもよい。

帯電用フイルム１７は適度な電気抵抗を得るために、フイルムのバルク又は表面に導電剤を必要に応じて添加してもよい。かかる導電剤としては電子導電剤又はイオン導電剤が挙げられる。電子導電剤としては、ケッチンブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラックや、金属粉、金属酸化物の微粒子等が挙げられるが、これらに制約されない。イオン導電剤としては、４級アンモニウム塩等のカチオン性化合物や、両性化合物、イオン性高分子材料などが挙げられるが、これにこだわらない。
以上の導電剤を添加することにより、フイルム抵抗は適度に調整可能である。

帯電フィルム１７を片持ち支持している電極２０とニップ部Ｎ（フィルム１７とトナー担持体１２との相互接触ニップ部）との距離Ｌ（図２参照）は２ｍｍ以上が好ましい。短すぎると、導電剤が局所的にある場合、局所的に導通のパスができ、リークが発生しやすくなる。ある程度の距離Ｌを確保することで、フイルム１７の表面に流れる電流をより均一にできる。これは従来の帯電ローラなどのバルクを通して導電する材料に比べて大きなメリットとなる（帯電ローラの抵抗層の厚さは最大数ｍｍ程度）。この結果、フイルム電極２０とニップ部Ｎの間の抵抗を１０⁵ Ω〜１０⁹ Ω程度にできる。
しかし距離Ｌが長すぎると、特にフイルムが薄い場合、変形しやすくなり、好ましくない。この観点から例えば３ｃｍ程度以下とすればよい。

フィルム１７のトナー担持体１２方向への接触圧を弱くし、且つ、十分なニップＮを得るためのフイルム７の機械的物性を評価したところ、弾性率１０¹⁰Ｐａ以下のフィルムがトナーに対するストレスも小さく、且つ、均一にトナーが帯電するという結果が得られた。

また、トナー帯電フイルム１７は、硬すぎるとトナーやトナー担持体１２を損傷しやすくなり好ましくない。一方、柔らかすぎるとトナーによりキズが入り良好な帯電を行えなくなる。本発明者の研究によれば、フィルム１７の硬度はＪＩＳ規格の鉛筆硬度（荷重１ｋｇ）にしてＨＢ〜６Ｈの範囲にあると、フイルム１７やトナーの耐久性に問題がない。

（３）トナー担持体１２について
トナー担持体１２は図示例のものはローラ型のものであるが、ベルト型のものでもよい。図３は、ローラ型のトナー担持体１２の構成を説明する断面図である。トナー担持体１２は、アルミニウムなどで構成された芯金２１の上にべース層２２を設け、さらにべース層２２の上に表層２３を設けて構成される。

ベース層２２は硬度５０度以下の導電性ゴム層からなり、厚みは０．５ｍｍ〜６ｍｍ程度が好ましい。導電性ゴム層の体積抵抗率は１×１０³ Ω・ｃｍ〜１×１０⁸ Ω・ｃｍ程度が好ましい。導電性ゴム層の材料としては、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ＥＰＤＭゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴムなどを使用できるが、これらに限定されるものではない。そして、導電性を与えるために導電剤を混合し、電気抵抗値を調整する。
導電剤としては、前記のフイルムに添加した導電剤と同じものを採用できる。

表層２３は、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ニトリル樹脂などの含窒素樹脂のフイルムが荷電性の点から好ましい。厚さは１μｍ〜３０μｍ、好ましくは５μｍ〜１０μｍ程度である。

表層２３の表面抵抗率は、１×１０⁷ Ω／□以上１×１０¹²Ω／□以下、好ましくは１×１０⁸ Ω／□以上１×１０¹¹Ω／□以下がよい。表層を設けた状態でのトナー担持体の全表面抵抗率は１×１０⁴ Ω／□以上１×１０⁸ Ω／□以下程度が好ましい。
表層２３の表面抵抗率が１×１０⁷ Ω／□を下回ると、トナー担持体への局所的な導通が起こり、ひどい場合には焼け付く恐れがある。１０¹²Ω／□を上回ると、チャージアップやゴーストの発生の恐れがでてくる。
なお、表層２３の表面抵抗率については例えば三菱化学社製の測定器ハイレスタで測定できる。

表層を設けた状態でのトナー担持体の全抵抗は例えば図５に示す手法で測定できる。すなわち、トナー担持体を２４±４Ｎ／ｍの線圧で均一に金属電極に押圧し、トナー担持体の導電性芯金に１００ＶのＤＣ電圧を印加し、金属電極に流れる電流を測定してトナー担持体の全抵抗（厚み方向）を算出する。

表層２３の算術平均表面粗さＲａは０．３μｍ以上５μｍ以下が好ましく、より好ましくは、０．７μｍ以上３μｍ以下である。表層表面の表面粗さＲａを調整する方法は特に限定されないが、表層を形成する材料に粗さ調整剤を添加する例を挙げることができる。粗さ調整剤としては、アクリル樹脂等の有機材料の微粒子、シリカ、アルミナ等の無機材料の微粒子が望ましい。また、必要に応じて表層を形成する材料にイソシアネート化合物、メチロール化合物、エポキシ化合物等の架橋剤を添加してもよい。さらに、表層２３とベース層２２との間にシランカップリング剤や重合体などの接着層を設けてもよい。

図４はベルト型のトナー担持体の例（トナー担持体３０）の構成を説明する断面図である。ベルト型トナー担持体３０は内部に導電性のスポンジローラなどを配置し、これに担持させて駆動する無端ベルトであって、前記したトナー担持体１２に置き換えて使用することができる。

ベルト型のトナー担持体３０は、ベース層３１の上に表層３２を設けて構成される。ベース層３１は、厚み１０μｍ〜１ｍｍ、好ましくは１００μｍ〜３００μｍの合成樹脂又は金属からなる薄層であり、金属の場合はニッケル等を使用できる。合成樹脂を使用する場合は、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリイミド、ポリカーボネート等を使用できる。そして導電性を与えるために、トナー担持体１２の場合と同じく導電剤が添加される。
表層３２はトナー担持体１２における表層２３と同様に形成すればよい。

（４）トナーｔについて
実施形態の現像装置において使用するトナーｔについては特に限定されず、従来より一般に使用されているトナーを使用することができる。一般的には、バインダー樹脂中に着色剤や荷電制御剤や離型剤等を含有させたものが用いられ、また必要に応じて流動化剤等が添加される。

このようなトナーｔの製造についても、従来より一般に採用されている公知の手法で製造することができ、例えば、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等を採用して製造することができる。

トナーｔに使用するバインダー樹脂は、ゲルパーミッションクロマトグラフ（ＧＰＣ）によって測定された数平均分子量（Ｍｎ）が１０００〜１５０００の範囲のものを、また軟化温度が８０℃〜１６０℃の範囲のものを、またガラス転移点が５０℃〜７５℃の範囲のものを用いることが好ましい。

また、上記の着色剤にしても、従来より一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等を用いることができ、一般的には上記のバインダー樹脂１００重量部に対して２重量部〜２０重量部の割合で用いることが好ましい。

また、上記の荷電制御剤にしても、従来より一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、モノアゾ金属錯体、芳香族ヒドロキシカルボン酸系の金属錯体、芳香族ジカルボン酸系の金属錯体等の有機金属錯体やキレート化合物等を用いることができ、一般には上記のバインダー樹脂１００重量部に対して１重量部〜１０重量部の割合で用いることが好ましい。

また、上記の離型剤にしても、従来より一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス等を単独或いは２種類以上組み合わせて使用することができ、一般的には上記のバインダー樹脂１００重量部に対して１重量部〜８重量部の割合で用いることが好ましい。

また、上記の流動化剤についても、従来より一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機微粒子や、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂微粒子を使用することができ、特にシランカプリング剤やチタンカップリング剤やシリコンオイル等で疎水化したものを用いるのが好ましい。そして、このような流動化剤を上記のトナー１００重量部に対して０．１重量部〜３重量部の割合で添加して用いるようにする。

（５）実施例
＜トナー担持体の製造例＞
易接着処理した直径８ｍｍの芯金の回りに型を配置し、カーボンブラックで導電性を調整した液状シリコーンゴムを該型に流し込み、１３０℃で２時間加硫して成型した。このときゴム硬度は３０度、ゴムの厚さは４ｍｍであった。

次に、このシリコーンゴムローラをコロナ処理し、シランカップリング剤処理後、粗さ調整剤として粒径５μｍのシリカ微粒子及び導電剤としてカーボンブラックを含んだウレタン樹脂塗液をゴム層の外周にディップ法にて塗布し、表層を形成した。表層の膜厚は１５μｍであった。表面抵抗率を三菱化学社製ハイレスタを用いて測定したところ、１×１０⁹ Ω／□であった。全抵抗を図５の装置にて測定したところ、２×１０⁶ Ωであった。また、算術平均粗さＲａ（株式会社東京精密社製サーフコム５５０にて測定）は１．２μｍであった。

次に、トナー帯電フィルムとして種々のものを作製し、それらフィルムと上記のローラ型トナー担持部材とをプリンタ(MinoltaQMS magicolor2300)の現像器にセットして、Ｂ／Ｗ比５％チャート（色はブラック）を１０００枚印刷した後、トナー帯電フィルムの状態を目視観察するとともにトナーの状態をＳＥＭ観察して評価を行った実験例について説明する。

実験において、トナー帯電フィルムはいずれも画像幅方向の長さ（トナー担持体の回転軸線方向の長さ）を２６ｃｍとし、固定電極による支点からフィルム自由端までの長さを１５ｍｍとした。
トナー帯電フィルム状態の評価は次のように行った。
初期と同じレベルで良好：○
やや反りや微小なキズが見られるが実用上許容される：△
明らかな反りやキズが発生しており不良：×

トナーの状態の評価は次のように行った。
初期と同じレベルで良好：○
やや外添剤が剥がれるなどしているが実用上許容される：△
外添剤が剥がれ、或いはトナーが微粉化しており不良：×

また、トナー帯電性能についても次のように評価を行った。
トナーの帯電量及び搬送量を帯電後のトナー担持体上のトナーから吸引法にて、且つ、トナー担持体幅方向における３点で測定してトナー帯電量（μＣ／ｇ）を求め、各測定におけるトナー帯電量の３点測定の平均値に対する誤差が、
１０％以内であれば良「○」、
１０％より大きく３０％以内であれば実用上許容できる範囲として「△」、
３０％を超えると不良「×」と評価した。

＜フィルムの曲げ弾性率に関しての実験＞
フィルムＡ、Ｂによる実験は本発明実施例に係るもので、フィルムＣ、Ｄによる実験は比較実験例である。

トナー帯電フィルム 評価
材質 厚さ 曲げ弾性率 硬度 トナー帯電 フィルム トナー
(μｍ) (GPa) 安定性 状態 状態
フィルムＡ PET 60 9 2H ○ ○ ○
フィルムＢ PET 30 9 3H ○ ○ ○
フィルムＣ PET/SUS 30 17 2H △ △ ○
フィルムＤ SUS 60 200 9H 以上 × ○ ×

フィルムＡ、ＢはＰＥＴ樹脂にカーボンブラックを分散させて、抵抗を１０⁷ Ω／□程度に下げたものである。フィルムＣはＰＥＴフィルム２５μｍとステンレススチール５μｍとの積層構造フィルムで、ＰＥＴ側をトナー担持体に向けて使用した。フィルムＤはステンレススチールの一層構成である。
曲げ弾性率が高いとフィルムＣ、Ｄのように初期におけるトナー帯電量が安定しない。 フィルムＣの場合の帯電量は３５μＣ／ｇ、５０μＣ／ｇ、６４μＣ／ｇ、平均値５０μＣ／ｇであった。
フィルムＤの場合の帯電量は６０μＣ／ｇ、２０μＣ／ｇ、７２μＣ／ｇ、平均値５１μＣ／ｇであった。
また、フィルムＤは鉛筆硬さが９Ｈ以上と表面硬度が高いため、印刷後のトナーの劣化が大きかった。

＜フィルム表面の柔らかさに関する実験＞
フィルムＥによる実験は本発明実施例に係るもので、フィルムＦによる実験は比較実験例である。

トナー帯電フィルム 評価
材質 厚さ 曲げ弾性率 硬度 トナー帯電 フィルム トナー
（μｍ) (GPa) 安定性 状態 状態
フィルムＥ PET/ゼオノア 50 3 ＨＢ ○ ○ ○
フィルムＦ PET/コルコート 50 3 Ｂ ○ △ ○

フィルムＥはＰＥＴ樹脂フィルムに、日本ゼオン社製ゼオノアにカーボンブラックを混ぜて抵抗調整したものを塗布したものである。コート厚さは約１μｍである。ゼオノアはシクロオレフィンポリマーである。表面はＨＢの硬さである。
フィルムＦはＰＥＴ樹脂にコルコート社製コルコートSP2002を塗料として塗布したものである。コート厚は約１μｍである。コルコートはポリエステル系高分子膜の塗料である。表面硬さＢを得た。
フィルムＥ、Ｆともに耐久試験を実施したところ、フィルムＦには微小なキズが発生した。

＜フィルム表面の固さに関する実験＞
フィルムＧによる実験は本発明実施例に係るもので、フィルムＨ、Ｄによる実験は比較実験例である。

トナー帯電フィルム 評価
材質 厚さ 曲げ弾性率 硬度 トナー帯電 フィルム トナー
（μｍ) (GPa) 安定性 状態 状態
フィルムＧ ポリイミド 25 3 6H ○ ○ ○
フィルムＨ ポリイミド 25 3 7H ○ ○ △
フィルムＤ ＳＵＳ 60 200 9H 以上 × ○ ×

フィルムＧはポリイミド樹脂に市販のアルターインク社製アルターインク（ガラスのコート塗装処理剤）をコートし、表面を鉛筆硬度６Ｈに調整したものである。コート厚は約１μｍである。
フィルムＨはポリイミド樹脂に市販のアイルシールド（ガラスのコート塗装処理剤）をコートし、表面を鉛筆硬度７Ｈに調整したものである。コート厚は約１μｍである。
フィルムＤは曲げ弾性率に関する実験で使用したものと同じものである。
耐久試験を行ったところ、フィルムＧは問題なかったが、フィルムＨ、Ｄは表面が硬いため、トナーの外添剤が剥がれるなど、トナーの劣化が大きかった。特にフィルムＤは硬度９Ｈ以上であったため、トナーの壊れもみられた。

＜フィルムの厚さに関する実験＞
フィルムＢによる実験は本発明実施例に係るもので、フィルムＫ、Ｌによる実験は比較実験例である。

トナー帯電フィルム 評価
材質 厚さ 曲げ弾性率 硬度 トナー帯電 フィルム トナー
(μｍ) (GPa) 安定性 状態 状態
フィルムＢ PET 30 9 3H ○ ○ ○
フィルムＫ PET 8 9 3H △ × ○
フィルムＬ PET 250 9 3H △ ○ ○

フィルムＢ、Ｋ、ＬはＰＥＴ樹脂にカーボンブラックを分散させて、抵抗を１０⁷ Ω／□程度に下げたものである。フィルムＫは厚み８μｍ、Ｌは２５０μｍである。
フィルムＢの場合の帯電量は４９μＣ／ｇ、５０μＣ／ｇ、５２μＣ／ｇ、平均値５０μＣ／ｇであった。
フィルムＫの場合の帯電量は２９μＣ／ｇ、５５μＣ／ｇ、４５μＣ／ｇ、平均値４３μＣ／ｇであった。
フィルムＬの場合の帯電量は２６μＣ／ｇ、５２μＣ／ｇ、４７μＣ／ｇ、平均値４２μＣ／ｇであった。
フィルムＫは耐久試験中にフイルムに皺が生じた。

＜ローラとフィルムの比較＞
フィルムＡによる実験は本発明実施例に係るもので、ローラＭによる実験は比較実験例である。

トナー帯電フィルム／ローラ 評価
材質 厚さ 曲げ弾性率 硬度 トナー帯電 フィルム トナー
（μｍ) (GPa) 安定性 状態 状態
フィルムＡ ＰＥＴ 60 9 2H ○ ○ ○
ローラＭ ポリウレタン 1000 - 2H × − −
／ＳＵＳ

フィルムＡはＰＥＴ樹脂にカーボンブラックを分散させて、抵抗を抵抗を１０⁷ Ω／□程度に下げたものである。
ローラＭは芯金上にウレタンゴム層を設け、その上に厚さ３０μｍのポリウレタン層をコートして得た。ポリウレタン層の表面抵抗率は２×１０⁷ Ω／□であった。
フィルムＡの場合の帯電量は４８μＣ／ｇ、５０μＣ／ｇ、５２μＣ／ｇ、平均値５０μＣ／ｇであった。
ローラＭの場合の帯電量は２２μＣ／ｇ、５０μＣ／ｇ、３０μＣ／ｇ、平均値３４μＣ／ｇであった。
ローラＭは帯電量が安定しないので評価は×である。

本発明は複写機、プリンタ等の画像形成装置において静電潜像担持体上に形成される静電潜像を一成分現像剤で現像することに利用できる。

本発明に係る現像装置の１例の構成の概略を示す図である。 トナー帯電部材の平面図である。 ローラ型のトナー担持体例の断面図である。 ベルト型のトナー担持体例の断面図である。 トナー担持体の全体の抵抗を測定する手法を示す図である。

符号の説明

１０ 一成分現像装置
１１ 静電潜像担持体
１２ ローラ型トナー担持体
１３ アジテータ
１４ トナー供給ローラ
１５ トナー規制部材
１６ 現像バイアス電源
１７ トナー帯電部材
１８ 電源
１９ 現像装置ケース
１９ａ トナー収容室
１９ｂ トナー供給室
１９０ 仕切り壁
１９１ 開口部
２０ 固定電極
Ｄ 現像領域
Ｎ ニップ部
２１ 芯金
２２ ベース層
２３ 表層
３０ ベルト型トナー担持体
３１ ベース層
３２ 表層

Claims (5)

1. トナーをトナー担持体に保持させて現像領域に搬送し、且つ、該搬送途中で現像領域に搬送されるトナーの量を規制部材にて規制し、現像領域においてトナーをトナー担持体から静電潜像担持体上に形成される静電潜像部分に供給して該静電潜像を現像する一成分現像装置であり、トナー担持体の表面移動方向において規制部材より下流側且つ現像領域より上流側でトナー担持体に接触配置されたトナー帯電部材を有しており、該トナー帯電部材は、固定電極に支持された高分子フィルムであり、該高分子フィルムの弾性率は１０¹⁰Ｐａ以下であることを特徴とする一成分現像装置。
2. 前記高分子フィルムの厚さは１０μｍ〜２００μｍである請求項１記載の一成分現像装置。
3. 前記高分子フィルムの硬さは鉛筆硬度でＨＢ〜６Ｈである請求項１又は２記載の一成分現像装置。
4. 前記規制部材による規制後のトナー担持体上トナー量が２ｇ／ｍ² 〜２０ｇ／ｍ² である請求項１、２又は３記載の一成分現像装置。
5. 前記固定電極とトナー担持体との電位差が３００Ｖ〜２ｋＶに設定される請求項１から４のいずれかに記載の一成分現像装置。