JP2646641B2 - 静電潜像現像装置のトナー搬送体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電子写真装置または静電記録装置におい
て、静電潜像にトナーを供給して可視化する現像装置の
トナー搬送担持体に関する。

［従来の技術］ 従来、１成分現像剤を使用した現像装置として、弾性
ローラの表面に非磁性トナーを供給すると共に、これに
ブレードを圧接してローラ外周面に荷電トナー薄層を形
成し、該荷電トナー薄層を静電潜像担持体の表面に直接
接触させることによりトナー像を形成するものが特開昭
52−143831号公報等により既に提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記のものにおいては、薄膜状トナー搬送
体である薄膜部材を金属材料や樹脂材料で形成する場
合、薄膜部材の弛み部を感光体ドラムにソフトに接触さ
せるためには、その厚みが限定され、トナーを良好に搬
送するために微小な凹凸をその上につけることは極めて
困難である。

この発明は、このような点に鑑みてなされたものであ
って、薄膜部材の無端状トナー搬送体中にセラミックス
粒子をコーティングあるいは分散含有させることにより
凹凸形状を形成することは勿論、荷電性トナー、融着の
面でも優れた特性を有する静電潜像現像装置のトナー搬
送体を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明では、無端状トナー搬送体、およびこれより
も若干径の小さい駆動ローラと、トナー層規制部材から
なる非磁性一成分トナー現像装置において、駆動ローラ
と無端状のトナー搬送体との径差に基づき生じる薄膜部
材の弛み部を感光体ドラムに接触させて現像を行なう静
電潜像現像装置のトナー搬送体として、電鋳法により形
成した金属の場合はその表面にセラミックスハードコー
ティング膜を形成し、あるいは樹脂で形成する場合には
樹脂中にセラミックス粒子を分散含有させることにより
表面に凹凸を形成したものである。

［作用］ したがって、このトナー搬送体はトナーとの融着が良
好となりトナーの搬送が格段に優れたものとなる。さら
に荷電性が改善されて良質の現像画像が得られるように
なり、耐久性が優れたものとなる。

［実施例］ 図はこの発明の１実施例としての電子写真複写機の現
像装置１を示した模式図である。この図において現像装
置１は矢印ａ方向に回転駆動する感光体ドラム100の側
部に配置されている。

弾性駆動ローラ10は、アルミニウム等の導電性部材の
上にゴム等の弾性部材が被覆された構成となっており、
このローラには現像バイアス電圧Vbが印加されている。
それ故に上層のゴム弾性部材は適度の導電性を有するも
のである。薄膜部材11は、弾性駆動ローラ10の外周長よ
りもやや長目の周長を有する無端状のもので弾性駆動ロ
ーラ10に外装されている。

なお、トナー粒子搬送部材である薄膜部材11は無端状
の導電性ゴムを円筒状に形成したもの等から構成しても
よいが、電鋳法（エレクトロフォーミング）により形成
した無端円筒状のニッケル等の金属からなる導電性薄膜
または軟質の樹脂シートに少なくともセラミックスを含
有させたもので、好ましくは更にはカーボンも含まれて
いる。薄膜部材11を装着された弾性駆動ローラ10は回転
可能に支持されているとともに図示しない駆動源に駆動
連結されている。駆動ローラ10の両端部には、薄膜部材
11を弾性駆動ローラ10の外周面に密着させるためのスリ
ーブガイド９がこの駆動ローラ10の両端部に介在させて
ある。従って、薄膜部材11のスリーブガイド９と接触す
る両端の部分は、駆動ローラ10の外周面に密着し、弾性
駆動ローラ10の前面部分に、弾性駆動ローラ10の周長よ
りもやや長目に形成されている薄膜部材11の余長部分が
集中し、薄膜部材11と弾性駆動ローラ10との間に空間部
Ｓが形成され、この空間部Ｓを覆う薄膜部材11の弛み部
の外周面が感光体ドラム100の周面に接触するようにな
っている。

なお、弾性駆動ローラ10の外周面と薄膜部材11の内周
面との摩擦係数をμ₁，薄膜部材11の外周面とスリーブ
ガイド９の内面との摩擦係数をμ₂とするとμ₁≫μ₂の
関係が付与されている。このため、弾性駆動ローラ10が
矢印ｂ方向に回転すると、これにつれて薄膜部材11も同
方向に従動し、空間部Ｓを覆う薄膜部材11の弛み部の外
面が適当なニップ幅をもって感光体ドラム100の表面を
ソフトに摺擦するようにしてある。

弾性駆動ローラ10の上部に設けた支持部材６の背面部
には、先端に金属丸棒16を具備したトナー層厚規制部材
12が取り付けてあり、このトナー層厚規制部材の規制部
は弾性駆動ローラ10の背面側斜め上部に薄膜部材11を介
して圧接して薄膜部材11にトナーT_Oの薄層を形成する。

現像槽２の後部はトナー収容槽15としてあり、トナー
収容槽15にはアジテータ14が矢印ｃ方向に回転駆動可能
に設けてあり、このアジテータ14はトナー収容槽15内に
収容されているトナーT_Oを矢印ｃ方向に移動させつつそ
のブロッキング等を防止するようにしてある。

なお、トナーT_Oは非磁性、正帯電性のものが使用され
ている。

以下、前記構成からなる現像装置１の動作について説
明する。

図示しない駆動源にて弾性駆動ローラ10、アジテータ
14がそれぞれ矢印b,c方向に回転している状態におい
て、トナー収容槽15内のトナーT_Oはアジテータ14の攪拌
作用を受けて矢印ｃ方向に強制移動される。

一方、弾性駆動ローラ10との摩擦力により薄膜部材11
は矢印ｂ方向に従動しており、薄膜部材11と接するトナ
ーT_Oは薄膜部材11との接触及び静電気的な力によって矢
印ｂ方向への搬送力を受ける。そして、トナーT_Oは、薄
膜部材11とトナー層厚規制部材12の先端部の金属丸棒16
とで形成されるくさび状の取り込み部13に取り込まれ、
規制部材12の圧接部に達すると薄膜部材11の表面に薄層
状に均一に塗布されると共に、正極性に摩擦帯電され
る。

薄膜部材11上に保持されたトナーT_Oは、弾性駆動ロー
ラ10に従動する薄膜部材11の動作に従って感光体ドラム
100との対向部（現像領域Ｘ）に運ばれると、感光体ド
ラム100の表面電位と弾性駆動ローラ10に印加されてい
るバイアス電圧との電圧差に基づき、感光体ドラム100
の表面に形成されている静電潜像に付着してトナー像を
形成することになる。

ここで、感光体ドラム100と接する薄膜部材11は、空
間部Ｓを介して弾性駆動ローラ10とは非接触状態にある
ため、薄膜部材11は感光体ドラム100に極めてソフト
に、しかも適当なニップ幅をもってむらなく接触し、感
光体ドラム100の静電潜像に均一なトナー像を形成する
ことができる。

また、感光体ドラム100の周速度と薄膜部材11の速度
との間に速度差をつけても、いったん感光体ドラム100
上に形成されたトナー像は破壊されることはない。

現像領域Ｘを通過したトナーT_Oは引き続き薄膜部材11
とともに矢印ｂ方向に搬送され、そして、再びブレード
12の圧接部にて薄膜部材11の表面には均一な帯電トナー
薄膜が形成され、以下、前述の動作を繰り返すことにな
る。

以上の現像装置において加撓性を有する薄膜状のトナ
ー粒子搬送部材である薄膜部材11は導電性ゴムを円筒状
に形成したもの等から構成してもよいが、電鋳法（エレ
クトロフォーミング）により形成した無端円筒状のニッ
ケル，アルミニウム，チタン，クロム，モリブデン，タ
ングステン等、さらに合金としては黄銅，真ちゅう，ス
テンレス,Co−Al₂O₃,Pb−TiO₂,Pb−TiC等の金属から成
る導電性薄膜を用いることができる。また、ポリカーボ
ネート，ナイロン，ポリエステル，フッ素系樹脂等の樹
脂から成る軟質の無端状に形成されたフィルム，さらに
樹脂にカーボングラファイトまたは金属微粉末等の導電
性微粉末を含有させたものから成る。このような薄膜部
材にセラミックス粒子を含有させることにより本出願の
目的を達することができる。

セラミックス粒子とはCr₂O₃系化合物，Al₂O₃系，ZrO₂
系，Si₃N₄系,SiC系等があり、粒子の平均粒径は10μｍ
程度が好ましい。

以下、この発明にかかわる無端状薄膜部材11の製造方
法の具体例について説明する。

実施例１ 電鋳法で得られた厚さ40μｍの無端状薄膜部材の表面
に、SiO₂系バインダーのコーティング液セラメートをス
プレー法により均一に塗布した後、温度120℃で２時間
加熱することにより約0.8μｍの厚さの均一なセラミッ
クスハードコーティング膜を有する無端状薄膜部材のベ
ルトを得た。

実施例２ 上記実施例１のSiO₂系バインダーの代りに、SiO₂−Ti
O₂−Co₂O₃系バインダーのコーティング液に変える以外
は同様の方法により厚さ約１μｍの均一なセラミックス
ハードコーティング膜を有する無端状薄膜部材のベルト
を得た。

実施例３ 無端状薄膜部材を作製する過程において、最終の設定
膜厚の70％を製膜した後、ニッケル浴組成にシリカフィ
ラー［平均粒径２μｍ］のセラミックス粒子を加えて分
散させた浴を用い、ニッケルと同時に上記セラミックス
粒子を共析取り込ませることにより、二層構成のニッケ
ル無端状薄膜部材のベルトを得た。ここで得られた薄膜
部材の第２層中に含有するセラミックス粒子は、重量比
で10％含有していた。

実施例４ 無端状薄膜部材の表面に、シリカフィラー［平均粒径
３μｍ］を成膜化した後の固形比で10％になるようにシ
リコーン系コーティング液［トスガード510:東芝シリコ
ーン（株）製］をスプレー法でコーティングし、30分間
風乾した後、120℃の温度で１時間加熱硬化させること
により膜厚５μｍのセラミックス粒子含有のシリコーン
樹脂コートの無端状薄膜部材のベルトを得た。

実施例５ 薄膜部材の材料としてナイロン90％に対してタングス
テン系セラミックス粒子［粒径８μｍ］10％を均一に分
散させた後、これを材料として押出し成形加工法により
肉厚100μｍのセラミックス粒子含有のナイロン樹脂の
無端状薄膜部材のベルトを得た。

実施例６ 薄膜部材として、上記実施例５の組成に加え、酸化ス
ズ微粒子［三菱金属（株）製Ｔ−１電気抵抗１〜５Ω，
粒子径0.1μｍ］を全体組成に対し５重量％の割合を加
えた他は、上記実施例５と同様の方法により肉厚100μ
ｍのセラミックス粒子，酸化スズ粒子含有のナイロン樹
脂の無端状薄膜部材のベルトを得た。

実施例７ 上記実施例４において、コーティング材料としてシリ
コーン系コーティング液に代えて、熱架橋型アクリル樹
脂のコーティング液（パラロイドAT−50;ローム＆ハー
ス社製）に代える以外は、上記実施例４と同様の方法に
より膜厚５μｍのセラミックス粒子含有のアクリル樹脂
コートの無端状薄膜部材のベルトを得た。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、この発明にかかる現像
装置は、現像ローラにこれよりも若干長目の周長を有す
る薄膜部材を外装すると共に、静電潜像担体との対向部
において薄膜部材と現像ローラとの間に空間部を形成
し、この空間部を覆う薄膜部材の弛み部を静電潜像担体
の表面にソフトタッチさせる一方、薄膜部材の表面にト
ナーを塗布する供給部では薄膜部材と現像ローラとを密
着し、トナー層規制部材であるブレードをハイタッチさ
せるようにしている。

したがって、トナー供給部においては、ブレードの十
分な圧接力を確保でき、また、この発明にかかる薄膜部
材を用いることにより安定したトナー帯電の立上り性を
有しつつ、所望の荷電量値まで向上することができると
ともに、トナーの融着を防止し、極めて高い耐久性と均
一で安定な荷電トナー薄層を形成することができる。

他方、現像領域では、薄膜部材は十分なニップ幅をも
って静電潜像担体にソフトに接触することができ、静電
潜像に均一にトナーを供給し、濃度むらのない安定した
濃度の画像を形成することができる。

また、現像ローラと静電潜像担体との間には空間部が
介在するため、現像ローラと静電潜像担体とのギャップ
の調整が楽になる。

【図面の簡単な説明】 図は、本発明のトナー搬送体を使用した現像装置の側断
面図である。 １……現像装置 ９……スリーブガイド 10……弾性駆動ローラ 11……薄膜部材（トナー搬送体） 12……トナー規制部材 100……感光体ドラム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐野 央一 大阪府大阪市東区安土町２丁目30番地 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式会社 内 (72)発明者 江ノ口 裕次 大阪府大阪市東区安土町２丁目30番地 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式会社 内 (72)発明者 夏原 敏哉 大阪府大阪市東区安土町２丁目30番地 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式会社 内

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無端状のトナー搬送体と、これより若干径
   が小さい駆動ローラと、トナー規制部材とから形成さ
   れ、上記駆動ローラとこの外周に設けるベルト状薄膜部
   材である無端状のトナー搬送体との径差に基づき生じる
   トナー搬送体の弛み部を静電潜像の形成された感光体ド
   ラムに接触させるように構成した静電潜像現像装置にお
   いて、上記トナー搬送体中にセラミックス粒子を分散含
   有させたことを特徴とする静電潜像現像装置のトナー搬
   送体。
2. 【請求項２】無端状のトナー搬送体が金属よりなる導電
   性薄膜体である請求項１記載の静電潜像現像装置のトナ
   ー搬送体。
3. 【請求項３】無端状のトナー搬送体が樹脂より形成され
   ている場合には、更に導電性微粉末を含有していること
   を特徴とする請求項１記載の静電潜像現像装置のトナー
   搬送体。