JPH01138577A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は複写機やレーザビームプリンタ等画像形成装置
において、−成分現像剤を保持する現像剤保持体により
像担持体上の静電潜像の現像を行なう現像装置の改良に
関する。

（従来の技術） 一般に、電子複写装置等の画像形成装置における現像装
置には、像担持体である感光体上に形成された静電潜像
を可視化するための現像処理手段として５例えば二成分
あるいは磁性−成分現像剤を用いるものが知られている
。

ところが、上記した二成分の現像処理手段では、現像剤
であるトナーとキャリアとの濃度比の正確なコントロー
ルが必要であり、一方、磁性−・成分の現像処理手段で
は、トナーが磁性体を含んでいることから、カラー化が
困鑑であるなどの不都合を有するばかりでなく、いずれ
の現像処理手段にあっても、現像剤保持体である現像ロ
ーラとしてマグネッ１ヘローラを必要とするため、コス
ト的に非常に高価なものとなっている。

そこで、上記のような不具合を解消するものとして、最
近、非磁性の一成分現像剤を用いた現像処理手段が提案
されている。即ちこの装置は、第６図に示す様に非磁性
−成分のトナー（２０）を収容する現像容器本体である
ホッパー（２１）内に、現像剤搬送部材であるミキサー
（２３）及びトナー供給ローラ（２４）を設け、ミキサ
ー（２３）及びトナー供給ローラ（２４）の回転作用に
より、現像剤保持体でありアルミニウムローラ上に無電
解ニッケル〔Ｎ１〕メツキが成される現像ローラ（２６
）にトナー（２０）を供給すると共に、この現像ローラ
（２６）の外周に薄層化規制部材であり、厚さ約０．５
〔■〕のステンレス製（ＳＵＳ３０４）のコーティング
ブレード（２７）を当接させるものである。そしてこれ
によりコーティングブレード（２７）及び現像ローラ（
２６）の接触部を通り抜けたトナー（２０）は、現像ロ
ーラ（２６）上に厚さ約３０　（ｔｍ　）の薄膜層状に
コーティングされ、現像ローラ（２６）に間隙（Ｇ）で
近接対向される像担持体である感光体（２８）上の静電
潜像を現像するようになっている。

しかしながら、このような装置にあっては、トナー（２
０）が現像ローラ（２６）及びコーティングブレード（
２７）との間の摩擦帯電により帯電され、更に、トナー
（２０）と現像ローラ（２６）相互の静電引力により現
像ローラ（２６）の回転に連れて回転搬送される事から
、非常に簡単な構造でしかもマグネットローラを必要と
する事無く、コスト面でも有利でカラー化にも適しては
いるものの、長時間使用する間にトナー（２０）及び現
像ローラ（２６）との摩擦により、コーティングブレー
ド（２７）が摩耗してしまい。

現像ローラ（２６）への押圧が不充分となり、トナー（
２０）は充分な摩擦帯電を得られず、現像濃度が低下し
、地かぶりや文字のかすれ、あるいは画像濃度の不均一
により画質の劣下を生じたり、更には未帯電トナーが現
像ローラ（２６）上から飛散し１本体内部を汚損すると
いう問題を有している。

（発明が解決しようとする問題点） 従来は現像ローラとの摩擦によるコーティングブレード
の摩耗によりトナーの帯電不足を生じ、ひいては画質の
劣下を生じたり１周囲を汚損すると共に摩擦係数が大き
い事から現像装置の駆動トルクが増大されるという欠点
を有している。そこで本発明は上記欠点を除去するもの
で、駆動トルクの縮小を図ると共゛に、長時間の使用に
かかわらず、地かぶりや画像濃度の不均一による画質の
劣下を防止し、更にはトナー飛散による本体内部の汚損
を防止する事が出来る現像装置を提供する事を目的とす
る。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するためにコーティングブレ
ードとして、その表面に、チタン（Ｔｉｌ　。

タングステン〔Ｗ〕の少なくともいずれか１つの原子を
含有するセラミックスをコーティングしたものを用いる
ものである。

（作　用） 本発明は上記手段により、コーティングブレードの摩耗
を防止し、トナーの帯電不足による地かぶりやかすれ等
の画像の劣下を防止すると共に。

飛散１ヘナーによる本体内の汚損防止を図り、更には現
像装置の駆動トルクを縮小し、コーティングブレードの
長寿命化を図るものである。

（実施例） 以下本発明の一実施例を第１図ないし第４図を参照しな
がら説明する０画像形成装置本体（２９）内の負極性Ｏ
ＰＣからなる像担持体である感光体（３０）周囲には感
光体（３０）表面を約−６００（Ｖ）に帯電する帯電袋
ｆｆ１（３１）、画像情報を照射する露光位１！　（３
２）、現像装置ｉ！！　（３３）、転写チャージャ（３
４）、クリーニング装置（３６）、除電ランプ（３７）
が設けられている。

また、画像形成装置本体（２９）内の上部側には原稿を
露光する光学系（３８）が設けられるととに、下部側に
は給紙カセット（４０）が装着されている。更に給紙カ
セット（４０）より排紙トレイ（４１）に至る搬送路（
４２）中には、レジストローラ（４３）、定着器（４４
）、および排紙ローラ（４６）が設けられている０次に
上記現像装置（３３）について詳述する。現像袋［（３
３）にあっては、アルミニウム（Ａｆｆｉ）のローラ表
面を、サンドブラストで表面粗さ約３．０（４Ｒｚ）と
なるように表面処理した、現像剤保持体である現像ロー
ラ（４７）が、感光体（３０）と約２５０　（趨〕の間
隙を介するよう設けられ、この現像ローラ（４７）には
周波数が２（ｋＨｚ）、実効値が６７０　（Ｖ）　（７
）　ＡＣ電圧と、−２００（Ｖ）のＤＣ電圧との重ね合
わせ電圧が印加されており、図示しない駆動手段により
、感光体（３０）の１〜３倍の周速で回転可能とされて
いる。又、現像装置（３３）の筐体（３３ａ）内には、
磁性粉をｉｏｃ重量％〕含有する現像剤である正帯電非
磁性−成分のトナー（４８）を収容すると共に、ミキサ
ー（５０）、　　トナー供給ローラ（５１）が配設され
ている。更に現像装置（３３）内には、上端部がホルダ
（５２）により保持され、下端部が現像ローラ（４７）
に当接され、トナー（４８）を薄層化し、現像ローラ（
４７）にコーティングするための薄層化規制部材である
コーティングブレード（５３）、及び現像後にトナー（
４８）を回収するよう現像ローラ（４７）に当接される
回収ブレード（５４）が設けられている。尚、次にコー
ティングブレード（５３）について詳述する。コーティ
ングブレード（５３）は、ステンレス（ＳＬＩＳ３０４
）製の厚さ約０．５〔閣〕のブレード（５３ａ）表面に
プラズマＣＶＤ　（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ　Ｄｅ
ｐｏｓｉｔｉｏｎの略）装置を用いてセラミックスであ
る窒化チタン（ＴｉＮ）の被膜（５３ｂ）を約２〔−〕
ココーチインしたものである。即ち第４図に示すように
プラズマＣＶＤ装置Ｉ　（５６）の真空チャンバー（５
７）内にはヒータ（５８）を内蔵する平板状の接地電極
（６０）と、マツチングボックス（６１）を介し１周波
数１３゜５６〔にＩ（ｚ）の高周波電極（６２）より電
圧が印加される高周波電極（６３）が対向して設置され
ている。又、真空チャンバー（５７）には１図示しない
ガス供給系より四塩化チタン（ＴｉＣｊ！Ｊや窒素ガス
（Ｎｔ　）等の必要とするガスを導入するガス導入管（
６５）及び排気を行なう排気管（６４）が設けられてい
る。そして先ずブレード（５３ａ）を機械的に加工製造
した後、真空チャンＡ−（５７）内の接地電極（６ｏ）
上にセットし、真空チャンバー（５７）内を一担１０−
’　（Ｔｏｒｒ）に排気すると共に、膜の密着性を良く
するようヒータ（５８）によりブレード（５３ａ）を約
３００〜５ｏｏ（’ｃ）に加熱する。そしてガス導入管
（６５）を介しガス供給系（図示せず）より、四塩化チ
タン（ＴｉＣム〕を５０（ＳＣＣＭ）　。

窒素ガス〔Ｎ２〕を２００（ＳＣＣＭ）　、水素〔Ｎ２
〕を１０１０００（ＳＣＣの流量で真空チャンバー（５
７）に導入し、真空チャンバー（５７）内を約１　（Ｔ
ｏｒｒｌに保持する０次いで高周波電源（６２）により
高周波電極（６３）に４００　〔Ｖ）の高周波電力を約
３０ｃ分〕印加し、ブレード（５３ａ）上に厚さ約２〔
−〕の窒化チタン（ＴｉＮ）の被膜（５３ｂ）をコーテ
ィングし、コーティングブレード（５３）の形成を終了
する。

次に上記コーティングブレード（５３）を有する本発明
の現像装ｆｆｌ　（３３）による作用について述べる。

コピーが開始されると、感光体（３０）が矢印Ｘ方向に
回転されると共に各画像形成手段が作動され、感光体（
３０）表面は帯電装置（３１）により一様に−６００［
Ｖ］に帯電される。次いで光学系（３８）により露光位
置（３２）で露光され、感光体（３０）上には静電潜像
が形成され現像装置５　（３３）に達する。一方この時
現像装置（３３）Ｌ、：あッテはＡＣ６７０（Ｖ：ｌと
ＤＣ−２００［：Ｖ］の重ね合わせ電圧が印加される現
像ローラ（４７）が、感光体（３０）の周速とほぼ等速
となるよう矢印ｙ方向に回転されており、トナー（４８
）は、感光体（３０）及びコーティングブレード（５３
）との摩゛捺により正帯電され、現像ローラ（４７）表
面に静電的に吸着し、感光体（３０）に対向する位置に
搬送され静電潜像の現像を行なう事となる。そして現像
ローラ（４７）上に残留したトナー（４８）は回収ブレ
ード（５４）を介して現像装置（３３）内に回収される
。一方転写位置にあっては、感光体（３０）上のトナー
像と同期して給紙カセット（４０）から用紙（図示せず
）が供給されており、転写チャージャ（３４）によりト
ナー像が用紙に転写される。この後゛、用紙は搬送路（
４２）に沿って定着器（４４）へと搬送され、ここで定
着された後、排紙ローラ（４６）を介して排紙トレイ（
４工）に排出される。又、転写後、感光体（３０）はク
リーニング装ｆｆ１ｌ（３６）、除電ランプ（３７）を
経て次のコピー可能とされる。そして以上のようなコピ
ーサイクルを繰り返えす事により、必要な枚数のコピー
を得る事となる。尚この様にしてコーティングブレード
（５３）に２．０（ｋｇ）の線荷重をかけて１０〔万枚
〕のテストコピーを行なったところ、　ステンレス〔５
ｌＪＳ３０４〕のみからなる従来のコーティングブレー
ドにあっては、現像ローラとの接触部分が約２〔虜〕削
れ、線荷重の減少により、現像ローラ上のトナー搬送量
が低下し、充分な画像濃度が得られなかったのに対し、
本実施例のコーティングブレード（５３）の現像ローラ
（４７）との接触部分は削られる事無く、１０〔万枚〕
以後のコピーにおいても画像濃度が低下されずに、良好
な画像が得られた。又、このテストコピーにおいて、コ
ーティングブレードに２．０（ｋｇ）の線荷重をかけた
時、従来のステンレス製コーティングブレードを使用し
た場合、現像ローラの駆動トルクが２．５（’ｋｇａｍ
）であったのに対し、本実施例の窒化チタン（ＴｉＮ）
の被膜（５３ｂ）をコーティングしたコーティングブレ
ード（５３）を使用した場合は、現像ローラ（４７）の
駆動トルクは１．８（ｋｇ　＞　）となり、窒化チタン
（ＴｉＮ）の被膜（５３ｂ）をコーティングする事によ
り、現像ローラの駆動トルクはかなり軽減される事が判
明した。更にこの実施例において、現像装置（３３）内
の現像剤のみを。

スチレン−アクリル樹脂にカーボン（Ｃ）を４〔重量％
〕、その他添加剤を４〔重量％〕混入してなる正帯電非
磁性−成分のトナーと交換して、その摩擦帯電を行なっ
たところ、従来のステンレス製のコーティングブレード
を使用した場合、帯電量は＋１０〔μＣ／ｇ　）であり
コピー像に地かぶりが見られたのに対して、トナーの帯
電量は＋１２〔μＣ／ｇ）まで増加され、コピー像も地
かぶりを生じる事無く良好であった。

この様に構成すれば、コーティングブレード（５３）は
、耐摩耗性にすぐれた窒化チタン（ＴｉＮ）の被膜（５
３ｂ）を有する事から、その長時間の使用によっても、
現像ローラ（４７）との摩擦により削られ変形する事が
無く、常に現像ローラ（４７）に対して一定の線荷重を
かける事が出来、トナー（４８）に充分な帯電々荷を付
与出来、現像時、地かぶりや濃度の不均一を生じる事無
く良好な画像を得られ、しかも飛散トナーを生じる事も
無く、本体内のトナーによる汚損も防止される。又、従
来のステンレス製のコーティングブレードに比し、コー
ティングブレード（５３）の摩擦係数が小さく、ひいて
は現像ローラ（４７）の駆動トルクを軽減出来、その駆
動源の小型軽量化の促進を図れる。更に窒化チタン［Ｔ
ｉＮ］が導電性を有する事から、帯電しやすいトナーを
用いた場合にトナー（４８）が異常に帯電し過ぎ画質を
劣下させるという事が無く、充分な画像濃度を得る事が
出来る。

尚、本発明は上記実施例に限定されず種々設計変更可能
であり、例えばコーティングブレードの表面にコーティ
ングされるセラミックスは、チタン〔貫〕あるいはタン
グステン〔ｖ〕原子のうち少なくとも１つを含有するも
のであればその材質は限定されないし、更にセラミック
スのコーティング方法もＣＶＤ方法に限定されず、スパ
ッタリング方法、イオンブレーティング方法、真空蒸着
方法等任意であり、使用ガスも限定されない、そして例
えばスパッタリング方法を行なうには、第５図に示す変
形例のスパッタリング装［（６５）のように。

真空チャンバー（６６）内にヒータ（６７）を内蔵する
平板状の接地電極（６８）と、支持体（７０）に支持さ
れマツチングボックス（７１）を介し高周波電極（７２
）より電圧を印加される固体原料からなるターゲット（
７３）を対向して、更にガス導入管（７４）及び排気管
（７６）を設けるようにすれば良い。そして前述の実施
例と同様にステンレス製のブレード（７７）に窒化チタ
ン（ＴｉＮ　）の被膜を形成する場合、ターゲット（７
３）としてチタン（Ｔｉｌを設け、接地電極（６８）に
ブレード（７７）をセットし、排気管（７６）より排気
を行ない、真空チャンバー（６６）内を１．０ＸＩＰ３
［丁ｏｒｒ）に保持し、更にヒータ（６７）によりブレ
ード（７７）を約３００〜５００［’Ｃ）に加熱する。

そしてガス導入管（７４）よりアルゴン（Ａｒ）を１０
（ＳＣＣＭ）　、窒素ガス〔Ｎ２〕を５０（ＳＣＣＭＩ
導入しながら、高周波電源（７２）により、焼結酸化ア
ルミニウム（ＡＱ、０．、）からなるターゲット（７３
）に周波数１３．５６（Ｍ）ｆｚ）の高周波電力８０ｏ
　（ｗ）を約３０〔分〕印加し、ブレード（７７）上に
厚さ約２〔−〕の窒化チタン（ＴｉＮ）の被膜のコーテ
ィングを行なうものである。尚、前述の実施例のプラズ
マＣＶＤ装置（５６）によりコーティングされる代表的
なセラミックス及びその成膜条件を〔表・１〕に示すと
共に、前述の変形例のスパッタリング装置（６５）によ
りコーティングされる代表的なセラミックス及びその成
膜条件を〔表・２〕に示す。

但しセラミックスは他の物でも良いし、使用ガスもメタ
ンガス（ＣＨ４］のかわりにエチレン（Ｃｍ　Ｈｇ　）
　Ｔ　　　’アセチレン（Ｃ，Ｈ，）を使用したり、窒
素ガス〔Ｎ２〕の　　ｒかわりにアンモニア（ＮＨ，）
を用いる等しても良く、その地圧力や温度等成膜条件も
任意である。又、　　　ン実施例のプラズマＣＶＤ装！
　（５６）により形成される　　（セラミックスにあっ
ては、使用ガスに応じて、水素〔旧水素あるいはフッ素
等のハロゲン元素が　　５約０．１〜４０（ａｔｏｍｉ
ｃ％〕含有され、その含有量は、　　　Ｉ基板温度及び
高周波電力を高めにすると減少され、　　と逆に低くす
ると増加される。そして一般に、水素　　もあるいはハ
ロゲン元素の含有量が少ない程、セラミックスはその硬
度が高くなり、逆に含有量が多いと硬度が低減される事
から、水素あるいはハロ　　ナゲン元素の含有量を調節
する事により所望の硬度　　大のセラミックスを容易に
得られる事となる。　　　　　Ｌ更には、炭素〔Ｃ〕、
窒素［Ｎ）、＃素（０）のうち、　　　６どの元素を含
有するかによっても、セラミックス　　２は比抵抗及び
機械的強度が変動され、セラミック　　もス中の水素あ
るいはハロゲン元素の含有量が同一　　ぢＣある場合に
は、その比抵抗は何も含有しないもわがいちばん小さく
、次いで炭素〔Ｃ〕、窒素〔Ｎ〕。

唆素〔Ｏ〕の順に大きくされると共に１機械的強度腎示
すピーカース硬度は炭素（Ｃ）を含有するものり（大き
く、次いで窒素〔Ｎ〕、酸素〔Ｏ〕を含有するもり１次
いで何も含有しないものの順に小さくされ乙。従って炭
素〔Ｃ〕、窒素〔Ｎ〕、酸素〔Ｏ〕の中からヤ有させる
元素を選択する事により、所望の抵抗直あるいは所望の
硬度のセラミックスを得る事もＢ来る。又、現像剤の帯
電特性や帯電極性、ある２１は添加物の材質や添加量等
も全く任意である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、長時間のξ用によ
っても薄層化規制部材は摩耗される事が粱＜、現像剤に
充分な電荷を付与出来、現像時、出かぶりや帯電濃度低
下等、帯電不足による画質り劣下を生じる事が無く、良
好な画像を得られる二共に、飛散トナーによる汚損も防
止出来る。又、を来に比し薄層化規制部材の摩擦係数が
小さく、ｌ像剤保持体への負荷が減少される事から、現
像剤保持体の駆動トルクを減少出来、ひいては駆動源の
小型軽量化が可能となる。更に、薄層化規制部材表面の
セラミックスが導電性である事から、帯電し易い特性の
現像剤を用いた場合にも現像剤が異常に帯電し過ぎると
いう事が無く、かぶりが無く、しかも充分な画像濃度の
良好な画像を得る事が出来る。更にセラミックス中に含
有される元素及びその含有量を変える事により、現像剤
の特性に適したセラミックスを容易に得る事が出来。

種々の像担持体及び現像剤の使用が可能となり、機能の
拡大も図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示し、第１図
はその本体の概略説明図、第２図はその現像装置の断面
図、第３図はその現像ローラ及びコーティングブレード
の一部断面図、第４図はそのプラズマＣＶＤ装置の概略
説明図、第５図は他の変形例のスパッタリング装置を示
す概略説明図、第６図は従来の現像装置を示す断面図で
ある。 ２９・・・画像形成装置本体、 ３０・・・感光体、　　　　３３・・・現像装置、４７
・・・現像ローラ、　　４８・・・トナー、５３・・・
コーティングブレード、 ５３ｂ・・・被膜。 代理人　弁理士　　井　上　−男 第　２　図 第４図 第　５　図 第　６　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、現像剤保持体により像担持体上の静電潜像を現像す
   るものにおいて、チタン〔Ｔｉ〕あるいはタングステン
   〔Ｗ〕の少なくともいずれか１つの原子を含有するセラ
   ミックスが表面にコーティングされ前記現像剤保持体上
   の現像剤を薄層化する薄層化規制部材を具備する事を特
   徴とする現像装置。 ２、セラミックスが、窒素〔Ｎ〕、炭素〔Ｃ〕、酸素〔
   Ｏ〕、水素〔Ｈ〕、ハロゲンのうち少なくとも１つの元
   層を含有する事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の現像装置。 ３、セラミックスが、水素〔Ｈ〕又はハロゲンを１〜４
   ０〔ａｔｏｍｉｃ％〕含有する事を特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載の現像装置。