JP5285668B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
従来の一成分現像方式の現像装置の一例を、図13及び図14を参照しながら説明する。図13は、従来の現像装置でのトナー層規制ブレード通過前のトナーの状態を示す模式図、図14は、図13の状態からさらにトナーが凝集した状態を示す模式図である。
特許文献1記載の現像装置は、現像ローラへの層規制ブレードの弾性ゴムの食い込み量やゴム硬度の範囲を規定することにより、ブレードを通過した後の現像ローラ上のトナー層の付着量や帯電量を安定化させようとしている。
しかし、トナーの帯電量を確保するためには、一定以上の弾性ゴムの食い込みと一定以上のゴム硬度が必要で、これらの最適化だけで帯電量確保とトナー劣化抑制を実現することは難しい。
なお、図1における各画像形成ステーションの構成部品の符号については、イエロー画像用の画像形成ステーション50Yを代表として記載し、他の各画像形成ステーション部50M、50C、50Bの構成部品の参照符号は、省略している。
図2は、図1に示す画像形成ステーション部50が備える現像装置1の構成例を示す概略図であって、本発明の第1実施形態に係る現像装置の構成例を示す概略図である。また、図3は、図2の現像装置におけるブレードの構成例を示す概略図、図4は、図2の現像装置におけるブレードと現像ローラとの位置関係、並びにトナーの流れを示す概略図である。また、図5は、図2の現像装置における処理での効果を説明するために文献から引用した図、図6は、本発明の実施時にブレードに付着するトナーを従来と比較して説明する図である。
具体的に説明すると、まず現像ローラ3とブレード5の最近接領域では、トナーを帯電させるために、トナーとブレード5との間には一定以上の付着力が必要である一方で、ブレード5の上流領域で付着力が強いとトナーの流れが悪く、例えば領域Tpまで凝集してしまうなど、凝集が発生しやすくなる。
一般的にシリコーンゴム表面は疎水性を示す。本例では、下流領域5aは通常のシリコーン表面のままにし、上流領域5bのみ、Ar/O2プラズマ処理によって親水性化している。トナーは疎水性を示すことから、疎水性を示す下流領域5aのシリコーンゴムとトナーとは付着しやすくなっている。一方で親水性を示す上流領域5bのシリコーンゴムとトナーは付着しにくくなっている。
「グロープラズマ照射によるシリコンゴム表面の親水化」(北海道大学 五十嵐祐介 他:日本原子力学会北海道支部第23回研究発表会 2005年)
放電ガスとしては、Ar、Ar/H2、Ar/O2
印加電圧300V
照射時間 1〜10分
なお、プラズマ処理は上流領域5bのみ行わなくてはいけないので、プラズマ処理時は下流領域5aには保護シートなどでマスキングしておく必要がある。
一般的にウレタンゴム表面は疎水性を示す。本例では、下流領域5aは通常のウレタンゴム表面のままにし、上流領域5bのみ、コロナ放電処理によって親水性化している。トナーは疎水性を示すことから、疎水性を示す下流領域5aのウレタンゴムとトナーとは付着しやすくなっている。一方で親水性を示す上流領域5bのウレタンゴムとトナーは付着しにくい。針電極や金属ワイヤーに電圧を印加すると金属近傍に非常に強い電界が形成され、発光を伴った放電が生じる。これをコロナ放電と一般に呼んでいる。コロナ放電処理は低電流密度、大気圧付近で処理できるのが特徴である。
したがって、本方式により、トナーに流れを作り、トナーの凝集を防ぐことができる。
例えば、特許第3125047号公報には、ポリウレタン膜に石英板を通してXeClエキシマレーザー(波長:308nm)を40mJ/cm2/パルスで600パルスを室温で照射し膜表面の水の接触角が110度から90度に低下したことが記述されている。アルギン酸を含む水中での照射では接触角は60度まで低下することが記されているが、大気中でも90度まで下がれば、本目的にとっては充分である。なお、上記特許には、近赤外レーザー(YAGレーザー基本波、波長:1064nm)では効果がなかった旨が記されているので、短波長のレーザを照射する必要があることがわかる。
また、上述したように、例えば下流領域5aを接触角110度、上流領域5bを接触角90度にできるので、図4のようなトナー流れを形成することができる。
図8は、本発明の第2実施形態に係る現像装置の構成例を示す概略図で、図9は、図8の現像装置におけるブレードと現像ローラと補助回転部材の位置関係、並びにトナーの流れを示す概略図である。また、図10は、図8の現像装置における補助回転部材の一例を示す概略図で、図11は、その補助回転部材の他の例を示す概略図である。
補助回転部材4としては、金属ローラを用いることができる。この金属ローラは、例えば表面粗さRaが1μm以上としておく。補助回転部材4のRaの大きさが大きいほど、トナーを搬送する能力が高くなる。現像ローラ3の表面粗さRaは先に記したように0.3〜0.6μmであり、補助回転部材4のトナー搬送能力は現像ローラ3の搬送能力より高くなるようにしている。
Claims (7)
- 現像ローラと、現像ローラ回転方向に対してトナーが供給される上流側の方向から該現像ローラに当接させてトナー層規制を行うブレードとを有し、前記現像ローラにバイアス電圧を印加し、静電潜像担持体に形成された静電潜像を前記トナーによって現像する一成分現像方式の現像装置において、
前記ブレードを、前記現像ローラとの最近接部分を含む現像ローラ回転方向の下流領域と、最近接部分を含まない現像ローラ回転方向の上流領域の2つの領域に分け、該上流領域の表面での親水性を前記下流領域の表面よりも高くすることによって、前記上流領域における前記トナーと前記ブレードとの付着力を、前記下流領域よりも小さくすることを特徴とする現像装置。 - 前記ブレードは、前記上流領域と前記下流領域とで同一材料とし、前記上流領域と前記下流領域との表面処理を変えることによって親水性を変えていることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記ブレードは、前記下流領域をマスキングした状態でプラズマ表面処理することによって、前記上流領域のみ親水性を変えていることを特徴とする請求項2に記載の現像装置。
- 前記ブレードは、前記下流領域をマスキングした状態でコロナ放電処理することによって、前記上流領域のみ親水性を変えていることを特徴とする請求項2に記載の現像装置。
- 前記ブレードは、前記上流領域のみにエキシマレーザ光を照射することによって、前記上流領域のみ親水性を変えていることを特徴とする請求項2に記載の現像装置。
- 前記ブレードは、前記上流領域と前記下流領域とで親水性の異なる材料を用いることによって、前記上流領域の親水性を高くしていることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
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