JPH02282769A - 一成分現像装置 - 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】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第６図） 発明が解決しようとする課題（第７図）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、第４図）（ｂ
ｌ他の実施例の説明（第５図） （Ｃ１別の実施例の説明 発明の効果 〔概要〕 静電潜像が形成された像担持体上に、帯電された一成分
現像剤を現像剤担持体が接触して供給する一成分現像装
置に関し、 良好なトナー帯電分布が得られ且つ耐摩耗性を向上する
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現像剤を接触し
て供給する現像剤担持体と、該現像剤担持体に圧接して
、該現像剤担持体上の該一成分現像剤を一定層厚にし且
つ帯電させるための現像剤規制手段とを存する一成分現
像装置において、該現像剤担持体を多孔質ポリウレタン
材料で構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、静電潜像が形成された像担持体上に、帯電さ
れた一成分現像剤を現像剤担持体が接触して供給する一
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、潜像担持体である感光ドラムや誘電体上の静電潜像
を可視像化するため現像装置が広く用いられている。

このような現像装置は、従来キャリアとトナーからなる
二成分現像剤を用いたものが広く利用されていたが、近
年取り扱いの容易さ及び装置のコンパクト化が図れる一
成分現像剤を用いたものが利用されている。

係る一成分現像剤、特に、−成分非磁性トナーを用いた
現像装置では、安定な帯電トナーを供給し、長期間に渡
って現像できるものが望まれている。

〔従来の技術〕 第６図は従来技術の説明図である。

−成分現像装置２は、矢印り方向に回転する感光ドラム
（像担持体）１に対し、現像ローラ（現像剤担持体）７
が設けられている。

現像ローラ７は、現像装置２の一成分非磁性トナー４を
感光ドラム１に供給するために設けられ、現像部より上
流側には、現像ローラフの長手方向全域に渡ってトナー
層を均一に担持させ且つトナー４を帯電させるためのバ
イアスブレード（現像剤規制部材）８が現像ローラフに
圧接して設けられている。

一成分現像装置２では、所望の印字濃度及び印字品質を
得るために、現像ローラフの帯電トナーを感光ドラム１
に一定のニップ幅で圧接するよう構成されるので、現像
ローラ７は弾性体で構成されている。

このため、従来現像ローラ７を、弾性の優れたシリコン
ゴムの単一層で形成したもの（特開昭６２−１１８３７
２号公報等）が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、感光ドラム１は、廉価であることがら、ＯＰ
Ｃ感光体が注目されており、これに用いるトナーは負極
性のものが要求され、長寿命であるセレン感光体は、正
極性トナーが要求される。

例えば、負極性トナーとしては、ポリエステル系トナー
やスチレンアクリル系トナーが用いられる。

このような−成分非磁性トナーを用いた場合に、一般に
帯電メカニズムは、現像ローラ７とバイアスブレード８
との間をトナーがすり抜ける際の摩擦帯電やバイアスブ
レード８のバイアス電圧による電荷注入によるものと考
えられる。

しかしながら、多孔質シリコンを用いた従来技術では、
得られたトナーの帯電が不均一となったり、帯電量が低
下したりし、地かぶりゃトナー消費が増加する等の問題
が生じていた。

第７図は従来技術の課題説明図である。

多孔質シリコンを現像ローラフに用いると、第７図（Ａ
）に示すように、ポリエステル系トナーを用いた場合も
、第７図（Ｂ）に示すように、スチレンアクリル系トナ
ーを用いた場合でも、本来負極性の帯電トナーであるべ
きなのに、正帯電トナーや大量の低負帯電トナーが存在
する。

この正帯電トナーは、感光ドラム１の白地部に付着し、
用紙への転写はなく、印字品質には影響ないが、トナー
消費量が増加する。

一方、低負帯電トナーは、感光ドラム１の白地部に付着
し、用紙に転写し地力ブリになる。

この現象は、現像ローラフの帯電系列に問題があり、多
孔質シリコンは強い正極性帯電系列を持ち、負極性トナ
ーを用いた場合に、帯電上昇による過帯電が起こり、バ
イアスブレード８へのリークによる正帯電（所望と逆の
帯電）が発生したり、帯電低下が生じるものと考えられ
る。

又、正極性トナーを用いた場合でも、帯電が強く阻害さ
れ、負帯電（所望と逆の帯電）のトナーが発生した。

このように、従来技術では、所望と逆の帯電や大量の低
帯電のトナーが発生し、印字に地かぶりがおこり且つト
ナー消費量が増大するという問題が生じていた。

更に、耐摩耗性が劣るため、現像ローラフの表面が荒れ
、使用に従い印字品質が劣化するという問題もあった。

従って、本発明は、良好なトナー帯電分布が得られ且つ
耐摩耗性を向上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に一成分現像剤４を接触して供給する現像剤
担持体７と、該現像剤担持体７に圧接して、該現像剤担
持体７上の該一成分現像剤４を一定層厚にし且つ帯電さ
せるための現像剤規制手段８とを有する一成分現像装置
において、該現像剤担持体７を多孔質ポリウレタン材料
で構成したものである。

〔作用〕

本発明では、前述のように現像剤担持体７の帯電系列が
原因であることを見出し、帯電系列がニュートラルで弾
性のある多孔質ポリウレタン材料を現像剤担持体７に用
いたものである。

多孔質ボリウレクンは、帯電系列上ニュートラルな位置
にあるために、−成分トナーの帯電に強く影響しないた
め、不要な帯電特性をもつトナーを生ぜず、現像剤規制
部材８による所望の良好なトナーの帯電分布が得られ、
良好な印字特性と低トナー消費を実現できる。

又、シリコン系に比較し、耐摩耗性も向上し、長寿命化
も実現できる。

〔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、その表面が一６５０Ｖ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
光学系等により記憶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は前述の一成分現像器であり、ｏｐｃ感光ドラム１上
に、−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１０μｍ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、−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２０ｍ、体積抵抗値
１０４〜１０１０Ω・ｍ（最適には１０’Ω・ｍ）、硬
度が１０〜３５”（アスカ−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２
２〜５０ｇ／ｃｏ＋（最適には４３ｇ／ω）で押圧され
、矢印り方向に回転するＯＰＣ感光感光ドラム対してニ
ップが幅１〜３．５酊となるように圧接される。

前述の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、現像ローラフ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２６　ｇ　
／　ａｒｍ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ｌＯ〜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７０鶴／
Ｓ、ニップ厚が１鶴となるように設けられ、更に、現像
ローラフ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〜−２５
０Ｖ）が印加されることにより現像ローラフの表面から
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。

以上の構成において、本実施例では、現像ローラ７とし
て、アスカ−Ｃ硬度計で２０″、体積抵抗値１０？Ω・
口で、発泡の気孔径が３〜２０μｍの熱可塑性ポリカー
ボネイト系のポリウレタンの発泡ポリウレタン（東洋ポ
リマー（株）製部品名ルビセル）を用いた。

第３図は本発明の一実施例トナー帯電分布特性図である
。

第３図（Ａ）はポリエステル系−成分非磁性トナーを用
いた場合の現像ローラ７上のトナー帯電分布、第３図（
Ｂ）はスチレンアクリル系−成分非磁性トナーを用いた
場合の現像ローラ７上のトナー帯電分布を示している。

両非磁性トナーを用いた場合も、正帯電トナーは発生せ
ず、大量の低負帯電トナーも発生しない。

このことは、現像ローラ７が、帯電系列のニュートラル
な多孔質ポリウレタンで構成しているので、−成分非磁
性トナーの帯電に影響せず、バイアスブレード８による
一成分非磁性トナーの安定な摩擦、帯電による帯電特性
に影響を与えないことを示している。

従って、正帯電トナーによる余分なトナー消費も生ぜず
、大量の低負帯電トナーによる地かぶりも生じない。

第４図は本発明の一実施例耐摩耗性特性図である。

この特性は、３００ｄｐｉの装置を用い、１ドツト置き
の線（１ドツト線・１ドツト余白のパターン）を印字さ
せ、これの反射濃度を測定し、線間濃度差をパーセント
で示した。

即ち、１ドツト置きの線の部分の反射濃度をＤＢ、１ド
ツト置きの余白部分の反射濃度をＤＷを測定し、解像比
を下記の式で算出した。

”菫ｎ 従って、値が低い程解像比が良く、６０％程度が限界で
ある。

第４図より、本発明によるポリウレタン多孔質体を用い
た場合には、印刷枚数によってほとんど解像比が変化せ
ず、約３０％程度の良好な値を示す。

一方、従来のシリコン多孔質体を用いた場合には、印刷
枚数によって解像比が上昇、劣化し、約６０００教程度
で６０％を越え、使用不能となった。

このことは、シリコン多孔質体の場合には、バイアスブ
レード８や感光ドラム１との接触摩耗によって、現像ロ
ーラフの表面が荒れて、現像特性が劣化するものと考え
られる。

一方、本発明の場合は、現像ローラ７の表面が、接触摩
耗によっても荒れず、現像°特性を長期に渡って安定化
する。

（ｂｌ　　他の実施例の説明 第５図は本発明の他の実施例構成図である。

図中、第２図で示したものと同一のものは、同一の記号
で示しである。

第５図の例は、第２図のアジテータ５、パドルローラ６
及び回収ローラ９を取り除き、現像容器３の斜面によっ
て、現像ロラー７に一成分非磁性トナー４を供給し、バ
イアスブレード８によって、現像ローラ７上のトナーを
薄層化し且つ帯電させる簡易な構成のものである。

このような構成のものに、本発明を適用しても効果があ
り、現像装置の構成を問わない。

ｆｃｌ　　別の実施例の説明 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、負極性トナーを用いた例で説明したが、セレン感光
体等のように正極性トナーを用いたものにも適用できる
。

以上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、以下の効果を奏す
る。

■　トナーの摩擦帯電が安定して行われ、印字品質が安
定し且つトナー消費も減少するという効果を奏する。

■　また耐摩耗性も向上し、長期的に印字品質を安定化
できるという効果を奏する。

■　更に、トナーの極性にかかわらず適用できるという
効果を奏し、汎用性も有する。

【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図は本発明の一実施例帯電分布特性図、第４図は本
発明の一実施例耐摩耗性特性図、第５図は本発明の他の
実施例構成図、 第６図は従来技術の説明図、 第７図は従来技術の説明図である。 感光ドラム（像担持体）、 一成分非磁性トナー（一成分現像剤）、現像ローラ（現
像剤担持体）、 バイアスブレード（現像剤規制手段）。 特許出願人　　　富士通株式会社 代理人弁理士　　山　谷　晧　榮 本発明の原刃■灯 第１図 耐摩耗性＠荏図 第４図 第５図 第６図 （Ａ） 帯電會（ｌり 滓ト１シ１ト（ｋ〕 にチー帯４に纒影庫肢２ 第３図 （Ａ） 正帯電トナー 離床せ爵っ囚説明図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 静電潜像が形成された像担持体（１）に一成分現像剤（
   ４）を接触して供給する現像剤担持体（７）と、 該現像剤担持体（７）に圧接して、該現像剤担持体（７
   ）上の該一成分現像剤（４）を一定層厚にし且つ帯電さ
   せるための現像剤規制手段（８）とを有する一成分現像
   装置において、 該現像剤担持体（７）を多孔質ポリウレタン材料で構成
   したことを 特徴とする一成分現像装置。