JP3014052B2 - 一成分現像装置 - Google Patents

一成分現像装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（第１図） 作用 実施例 （ａ） 一実施例の説明（第２図、第３図） （ｂ） 他の実施例の説明 発明の効果 〔概要〕 一成分トナーを用いて像担持体上の静電潜像を現像す
る一成分現像装置に関し、 所定のニップ幅が得られ且つ耐久性を十分保証するこ
とを目的とし、 静電潜像が形成された像担持体に一成分トナーを供給
するトナー担持体を、該像担持体に圧接して現像する一
成分現像装置において、該トナー担持体は、発泡体の単
一体で形成し、且つ、形成後に、気泡が存在しないよう
に、又は内部の気孔径より小さくしかもトナー粒径より
小さい気孔径を有する気泡が存在するように加工された
表面部を有する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、一成分トナーを用いて像担持体上の静電潜
像を現像する一成分現像装置に関する。
電子写真印刷装置、静電記録装置等の像形成装置にお
いては、像担持体である感光ドラムや誘電体上に形成さ
れた静電潜像を可視像化するため粉体現像装置が用いら
れている。
近年、この現像装置として、メイテナンスが容易で装
置のコンパクト化が可能な一成分トナー、特に非磁性一
成分トナーを用いた一成分現像装置が注目されている。
一成分現像装置では、像担持体上の静電潜像を可視像
化するために、一成分トナーを像担持体上に供給するた
めのトナー担持体は、像担持体に圧接されるため弾性体
で構成され、常に一定のニップ幅で圧接されている。
このような一成分現像装置では、トナー担持体に弾性
が求められしかもその硬度が変化しないことが求められ
ている。
〔従来の技術〕
従来、特開昭62−118372号公報、特公昭60−12627号
公報等のように、このトナー担持体として、導電性のシ
リコーン系ゴムの単一層を用いるものが提案されてい
る。
又、特開昭53−231469号公報等のように、現像に必要
なニップ幅を確保するため、導電性の剛体の軸上に低硬
度のスポンジからなる中間層を形成し、この中間層の外
周にスポンジ内への一成分トナーの染み込みを防止する
ためのシリコンゴム層を形成したものも提案されてい
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、前者の提案においては、トナー担持体
の硬度をスポンジ材料の硬度程低くすることができず、
圧接によって充分な現像ニップ幅が得にくいという問題
があり、現像品質が十分でなかった。
一方、後者の提案においては、スポンジ中間層によっ
て硬度を十分低くすることができる反面、スポンジ層と
シリコンゴ層との多層構造とせねばならず、層間の剥離
が生じ易く、耐久性が乏しいという問題がある他に、製
造コストも高くなるという問題もあった。
従って、本発明は、所定のニップ幅が得られ且つ耐久
性を十分保証することのできる一成分現像装置を提供す
ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
第１図は本発明の原理図である。
本発明は、第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すよう
に、静電潜像が形成された像担持体１に一成分トナー４
を供給するトナー担持体７を、該像担持体１に圧接して
現像する一成分現像装置において、該トナー担持体７
は、発泡体の単一体で形成し、且つ、形成後に、気泡70
が存在しないように、又は内部の気孔径より小さくしか
もトナー粒径より小さい気孔径を有する気泡70が存在す
るように加工された表面部7aを有するものである。
〔作用〕
本発明は、トナー担持体７を発泡体の単一層で形成し
ているので、硬度を十分低くでき且つ製造も容易とな
り、剥離も生じないため、耐久性も十分保証できる。
このような発泡体で構成すると、表面の開放された気
泡に一成分トナー４が侵入し、硬度が変化するおそれが
あるが、表面部7aを開放された気泡が存在しないか（第
１図（Ａ）、内部気泡の気孔径より小の気孔径の気泡を
存在する（第１図（Ｂ）、（Ｃ））ようにしているた
め、一成分トナー４が侵入することもなく、たとえ高解
像度用の平均粒径５ミロン程度のトナーでも侵入しな
い。
このため、使用により一成分トナーが侵入して、その
硬度が高くなることがなく、長期間に渡って接触ニップ
幅を一定に維持でき、印字品質の劣化が生じない。
〔実施例〕
（ａ） 一実施例の説明 第２図は本発明の一実施例構成図である。
図において、１は前述の像担持体としてのOPC感光ド
ラムであり、直径60mm、表面速度70mm/sであり、図示さ
れざるコロナ放電器によりその表面が−650Vに帯電させ
られた後、図示されざるレーザ走査光学系、LED露光光
学系等により記録すべき情報に応じた光照射が行われる
ことにより静電潜像が形成されるものである。
２は一成分現像器であり、OPC感光ドラム１上に一成
分非磁性トナーを供給することで静電潜像の可視像化を
行うために以下の構成を有するものである。
即ち、現像容器３は、平均粒径が約５μｍの一成分非
磁性トナー４を収納しており、アジテータ５は、現像容
器３内で矢印Ａ方向に回転することで、一成分非磁性ト
ナー４との間で摩擦を起こすことにより一成分非磁性ト
ナー４を、負極性（−）に帯電させる。
パドルローラ６は、現像容器３の底部に形成された第
１の凹部3a内に配置されており、矢印Ｂ方向に回転する
ことで、現像容器３内の最も低い位置に存在する一成分
非磁性トナー４を後述する現像ローラ７方向に汲み上げ
て供給する。
前述の現像ローラ（トナー担持体）７は、矢印Ｃ方向
に回転し、パドルローラ６により搬送されて来た一成分
非磁性トナー４をその表面に吸着した状態でOPC感光ド
ラム１との接触部に搬送し、OPC感光ドラム１上の静電
潜像を可視像化するためのものである。
この現像ローラ７は、例えば、直径20mm、体積抵抗値
104〜1010Ω・ｍ（最適には106Ω・ｍ）、硬度が10〜35
゜（アスカーＣ硬度計にて測定：最適には10゜）の高分
子発泡ポリウレタン（連泡状態）で形成される単一層7b
と図示しない剛体より成る導電性の中心軸を含み、この
中心軸を介して現像バイアス電圧（−300V）が印加され
ている。
更に、この現像ローラ７は、図示しないスプリング等
の付勢手段により、現像容器３全体がOPC感光ドラム１
方向（矢印Ｙ方向）に押圧されることによって、線圧22
〜50g/cm（最適には43g/cm）で押圧され、矢印Ｄ方向に
回転するOPC感光ドラム１に対してニップが幅１〜3.5mm
となるように圧接される。
層厚規制バイアスブレード８は、アルミニウムあるい
はステンレス材等で構成され、軸8a回りを回動自在に設
けられ、現像ローラ７に対して図示しないスプリング等
の付勢手段により、矢印Ｘ方向に線圧26g/mmで押圧され
ており、現像ローラ７上のトナー層厚を一定値に規制す
ると共に、−400Vの電圧が印加されており、摩擦帯電に
より一成分非磁性トナー４を、本実施例では負極性に帯
電させ、電圧を印加する事により帯電をリークさせない
様にしている。
回収ローラ９は、現像ローラ７と同様に体積抵抗値10
6Ω・ｍ、硬度10〜70゜程度の高分子発泡ポリウレタン
であり、現像容器３の第２の凹部3b内に配置されてい
る。
この回収ローラ９は、直径が11mm、周速が70mm/s、ニ
ップ厚が1mmとなるように設けられ、更に、現像ローラ
７に印加される現像バイアス電圧と等しいか又はそれよ
り大きい回収バイアス電圧（−300V〜−250V）が印加さ
れることにより、現像ローラ７の表面から機械的及び電
気的に一成分非磁性トナー４を回収し、現像ローラ７上
から機械的且つ電気的な履歴を解消するために設けられ
る。
以上説明した構成において、本実施例では現像ローラ
７として用いられる発泡ポリウレタンの発泡の気孔径が
３〜20μｍのものを用いている。
この場合、気孔がそのまま表面部まで及んでいると、
粒径10μｍ前後のトナーであれば、現像ローラ７の表面
に侵入しないが、高解像用の粒径５μｍ以下のトナーは
侵入してしまう。
そこで、現像ローラ７の表面部7aに気泡が存在しない
か、存在しても、その気孔径が内部の気泡の気孔径より
小と構成する。
このためには、以下の様な製造工程上の処理をすれば
よい。
成形したローラ７の表面を加熱したブレードで研削
する（ヒートカット）ことによって表面部7aを溶かし、
表面部7aの気孔をつぶして、第１図（Ａ）のような気泡
のない表面部7aをえる。
ポリウレタンで形成された現像ローラ７の表面7a
に、同一材料の溶剤ポリウレタンエラストマを塗布し、
表面部7aを溶かして、表面部に基材と同化した膜を形成
し第１図（Ａ）、又は第１図（Ｂ）又は第１図（Ｃ）の
ような現像ローラ７の表面部7aを得る。
第３図は印刷枚数に対する現像ローラの硬度変化の関
係を示す図である。
本発明の場合として、ポリウレタン製ローラの表面部
7aを気泡が存在しないか、気泡の気孔径が内部より小さ
いよう処理した現像ローラ７を用い、比較例（ａ）とし
て、ポリウレタン製ローラの表面部7aをまったくそのよ
うな処理しない現像ローラ７を用い、印刷枚数に対する
現像ローラ７の硬度をアスカーＣ硬度計で測定した。
尚、使用した一成分トナーは、平均粒径５μｍのポリ
エステル非磁性トナーであった。
第３図より、本発明の場合、印刷枚数の増加に対し、
現像ローラ７の硬度がほとんど変化せず、単一層で良好
な弾性を保持し、現像ニップ幅が一定であることを示し
ている。
一方、比較例（ａ）の場合には、印刷枚数の増加とと
もに硬度が上昇する傾向を示しており、このことは、一
成分トナーが表面部7aに侵入し、目詰り状態となり次第
に硬度が高くなり、硬化する現象が生じるためである。
又、第３図の一点鎖線以上の領域は印刷結果に、0.1
％以上のカブリが発生し、印字不良として扱われる領域
である。
比較例（ａ）では、印刷枚数が3000枚程度で、その硬
度が35゜以上となり、カブリ限界値を越えてしまうのに
対し、本発明では、印刷枚数が１万枚を越えてもこのよ
うなことがなく、トナーの侵入を防止しているととも
に、耐久性も高いことを示している。
従って、第３図から判るように、現像ローラ７を構成
する発泡ポリウレタンの表面部7aの気孔を溶かしてつぶ
すか、押出し成形によってつぶしてしまえば、単一層で
長期的に安定した印字が可能となる。
尚、現像ローラ７の体積抵抗値は、1010Ω・cmを越え
ると、現像ローラ７である発泡ポリウレタンと感光ドラ
ムとの電位差が大きくなり、地カブリが発生し、104・c
mより低いと大電流が流れ込み、ジュール熱が発生し、
現像ローラが撓損してしまう。
（ｂ） 他の実施例の説明 上述の実施例では、感光ドラム１にOPC感光体を用い
たが、他の感光体であってもよく、感光体に限らず、誘
電体であってもよい。
又、現像ローラ７もポリウレタン材料のものに限ら
ず、他の発泡材料のものであってもよい。
以上の本発明を実施例により説明したが、本発明は本
発明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明から
これらを排除するものではない。
〔発明の効果〕
以上説明した様に、本発明によれば、トナー担持体と
して、発泡体を用い且つその表面部に気泡が存在しない
か、存在しても内部の気孔径より小の気孔径のものとし
ているため、トナー担持体内に一成分トナーが侵入せ
ず、その硬度が増大することなく、長期間に渡り一定の
ニップ幅を維持でき、一定の印字品質を維持できるとい
う効果を奏する。
又、単一体で形成できるので、耐久性も十分あり、長
期間に渡り、一定の印字品質を維持できるという効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の一実施例構成図、 第３図は印刷枚数に対する現像ローラの硬度変化の関係
を示す図である。 図中、１……像担持体（感光ドラム）、 ４……一成分トナー、 ７……トナー担持体（現像ローラ）、 7a……表面部、 70……気泡。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−25672（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−179757（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−157763（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】静電潜像が形成された像担持体（１）に一
    成分トナー（４）を供給するトナー担持体（７）を、該
    像担持体（１）に圧接して現像する一成分現像装置にお
    いて、 該トナー担持体（７）は、発泡体の単一体で形成し、且
    つ、形成後に、気泡（70）が存在しないように、又は内
    部の気孔径より小さくしかもトナー粒径より小さい気孔
    径を有する気泡（70）が存在するように加工された表面
    部（7a）を有することを 特徴とする一成分現像装置。
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