JPH0312676A - 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】 本発明は、電子写真法、静電記録法などに使用する現像
装置に関する。

え米立且遣 従来、電子写真法としては、米国特許第２２９７６９１
号明細書、特公昭４２−２３９１０号公報及び特公昭４
３−２４７４８号公報等に記載されている如く、多数の
方法が知られているが。

般には光導電性物質を利用し１種々の手段により感光体
上に電気的潜像を形成し１次いで該潜像をトナーを用い
て現像し、必要に応じて紙等の転写材にトナー画像を転
写した後、加熱、圧力或いは溶剤蒸気などにより定着し
複写物を得るものである。

上記の電気的潜像をトナーを用いて可視化する方法も種
々知られている。

例えば米国特許第２８７４０６３号明細書に記載されて
いる磁気ブラシ法、同２６１８５５２号明ｍ書に記載さ
れているカスケード現像方法及び同２２２１７７６号明
細書に記載されている粉末法及びファーブラシ現像法、
液体現像性等多数の現像法が知られている。

これらの現像法に於て、特にトナー及びキャリヤーを主
体とするｙｉｌｔ剤を用いる磁気ブラシ法、カスケード
法、液体現像法等が広く実用化されている。これらの方
法はいずれも比較的安定に良質画像の得られる優れた方
法であるが２反面キャリヤーの劣化、トナーとキャリヤ
ーの混合比の変動という二成分現像剤にまつわる共通の
欠点を有する。

かかる欠点を回避するため、トナーのみよりなる一成分
現像剤を用いる現像方法が各種提案されている０例えば
、米国特許第３９０９２５８号明細書には電気的に導電
性を有する磁性トナーを用いて現像する方法が提案され
ている。これは内部に磁性を有する円筒状の導電性スリ
ーブに導電性磁性トナーを支持し、これを静電像に接触
せしめ現像するものである。この際現像部においてトナ
ー粒子により記録体表面とスリーブ表面の間に導電路が
形成され、この導電路を経てスリーブよりトナー粒子に
電荷がみちびかれ、静電像の画像部との間のクーロン力
によりトナー粒子が画像部に付着し現像される。

この導電性磁性トナーを用いる現像方法は従来の二成分
現像方法にまつわる問題点を回避したすぐれた方法であ
るが１反面トナーが導電性であるため、現像した画像を
記録体から普通紙等の最終的な支持部材へ静電的に転写
する事が困難であるという欠点を有している。

静電的に転写をする事が可能な高抵抗の磁性トナーを用
いる現像方法として特開昭５２−９４１４０号にはトナ
ー粒子の誘電分極を利用した現像方法が示されている。

しかし、かかる方法は木質的に現像速度がおそい、現像
画像の濃度が十分に得られない等の欠点を有しており事
実上困難である。

高抵抗の磁性トナーを用いるその他の現像方法として、
トナー粒子相互の摩擦、トナー粒子とスリーブ等との摩
擦等によりトナー粒子を摩擦帯電し、これを静電像担持
部材に接触して現像する方法が知られている。しかし、
これらの方法は、トナー粒子と摩擦部材との接触回数が
少なく摩擦帯電が不十分になり易い、帯電したトナー粒
子はスリーブとの間のクーロン力が強まりスリーブ上で
凝集し易い、１等の欠点を有しており実用上困難な点が
多い。

特開昭５４−４３０３６号に於いて上述の欠点を除去し
た新規な現像方法を提案している。これはスリーブ上に
磁性トナーをきわめて薄く塗布し、該トナーを摩擦帯電
し、次いでこれを磁界の作用の下で静電像にきわめて近
接し、かつ接触することなく対向させ、現像するもので
ある。

この方法によれば、磁性トナーをスリーブ上にきわめて
薄く塗布する事によりスリーブとトナーの接触する機会
を増し、十分な摩擦帯電を可能にした事、磁力によって
トナーを支持し、かつ磁石とトナーを相対的に移動させ
る事によりトナー粒子相互の凝集を解くとともにスリー
ブと十分に摩擦せしめている事、トナーを磁力によって
支持し又これを静電像に接する事なく対向させて現像す
る膚により地力ブリを防止している事等によって、優れ
た画像が得られるものである。

しかしながら、この方法は、湿度条件、あるいは、摩擦
帯電部材および、トナー保持部材の表面性によって、そ
の性能が影響をうける度合が大きい６例えば、高湿時あ
るいは高温時等にトナーの流動性が低下した状態等に於
いては、トナーの凝集を磁力によって十分に解く事がで
きず１画質及び画像濃度の低下をきたすという欠点を有
する。

また、−成分現像剤を用いる現像方法においては、いず
れも現像剤相持部材に比較的薄い均一なトナー層を形成
しなければならないが、環境状態、トナー物性、現像剤
担持部材表面の物性等に依存し、均一なトナー層を得る
ことができず、特に低湿環境においてムラを生じる場合
が多い。

また、複写を重ねるにつれ現像剤が繰り返し現像担持部
材と摩擦された結果、非現ｆＩ！物寅が現像剤担持部材
上に堆積したり、あるいは現像剤中の結着油脂が現像剤
相持部材上に成膜したりするために現像剤相持部材の表
面物性が変化し、現像剤の現像性が不安定化し、あるい
は電気？ｌＩ像面への現像剤の搬送が不安定化する事が
ある。

また、現像剤中に微粉が存在するため、その現像性の差
により選択的に現像剤担持体の表面近傍に蓄積し、その
上に本来の現像剤が層を形成するために、現像に必要な
適正帯電量が得られに〈〈なり、微粉層形成部分と通常
部分とに濃度差が出る、いわゆる現像剤担持体メモリー
が発生する。

特に、−成分系磁性現像剤においては、個々の微粉状ト
ナー粒子に含有する磁性体量が、適正粒径のトナーに含
有される磁性体量よりも少なくなる傾向にあり、適正粒
径のトナー粒子が有する帯電量よりも高くなるため、現
像剤担持体への鏡映力による付着も強く、担持体メモリ
ー現象が一層顕著となる。担持体メモリー現象とは、添
付図面中の第３（Ｃ）図の部分１７に示すごとき画像が
形成される現象をいう。

例えば、第３図（Ａ）に示す画像１３を現像後に、第３
図（Ｂ）に示す幅広の画像１４を現像する場合、画像１
３の領域外の白地に対応するスリーブの如き現像剤担持
体上の現像剤で現像された画像１４の部分１７は、第３
図（Ｃ）に示す如く、他の画像領域と比較して画像濃度
が薄くなる。尚、画像１４を現像するために現像剤担持
体が一回転すると、現像剤担持体上の輻すに相当する現
像剤は消費されるので、一回転後（長さ文具後）の部分
１５は画像濃度が均一化する。

この現像剤担持体メモリー形成のメカニズムは５本発明
者らの実験及び考察によると、現像剤担持体上に形成さ
れる微粉（粒径４Ｂｍ以下の粒子を主体とする）の層に
深くかかわっている。すなわち、現像剤担持体上におけ
る現像剤層中の最下層の現像剤の粒度分布が、現像剤消
費部分と非消費部分との間で明らかな差が生じ、未消費
部分の現像剤最下層に微粉の層が形成され、該微粉は体
積当たりの表面積が大きいために粒径の大きな粒子と比
較して単位重量あたりに有する摩擦帯電量が大きくなり
、微粉自身の鏡映力により現像剤担持体に対し静電的に
強く拘束される。そのため、微粉層が形成された部分の
上層にある現像剤は現像剤担持体で十分に摩擦帯電され
ないた′めに摩擦帯電量が低下し、その結果画像上に現
像剤担持体メモリー（部分的に画像濃度が薄い）として
あられれてしまう、これらも、基本的には、現像剤担持
部材への微粉付着による表面物性の変化として、とらえ
られる。

この様な現像剤担持体の表面物性の変化防止のために各
種の提案がなされてきた０例えば特開昭５７−６６４４
３号中に記載される様に無機高分子弗化炭素を含有する
被膜を形成するもの、特開昭５８−１７８３８０号中に
記載される様にシリカを分散された離型性の良い樹脂を
形成するもの、特開昭５７−７６５５８号に記載される
様な有機シリコーン重合体あるいは、脂肪族含弗素化合
物あるいはスチレン系樹脂、ポリフェニレンオキサイド
より選択される物質の少なくとも１種及び２〜６座配位
子を有する金属錯体を含有する被膜を形成するもの等が
提案され、特に離型性の高い物質を表面に被膜する奥で
表面物性の変化防止を行なっている。しかし、以上の問
題点を全て解決できるものはまだできてはいないのが現
状である。

従って１本発明は、上述の現状に鑑み、現像剤担持体表
面への現像剤の融着、スリーブゴーストの発生、現像の
繰返しでの画像濃度の低下など。

トナーと現像剤担持体表面の固着あるいは融着が原因で
発生する問題を、常温常湿下のみならず、低温低湿下お
よび高温高湿下でも解決することを可能とした現像装置
を提供することを目的とするものである。

上記目的は本発明に係る現像装置にて達成される。要約
すれば本発明は、現像剤を相持して搬送するための現像
剤担持体を備えた現像装置において、前記現像剤担持体
に、導電性カーボンおよびグラファイトを含有するフェ
ノール樹脂膜からなる表面塗膜を形成したことを特徴と
する現像装置である。

実」１カ 以下、本発明の実施例について詳述する。

第１図は、本発明の実施例に係る現像装置を適用した画
像形成装置を示す構成図である。

本実施例において、画像形成装置は、ドラム形状とされ
る電子写真感光体或いは誘電体のような像担持体ｌを有
する。像担持体ｌの周囲には、像担持体ｌの表面を均一
に帯電する一次帯電器２、像担持体ｌ上に静電潜像を露
光形成する静電潜像形成部３、像担持体ｌ上の静電潜像
を可視像化する現像装置４、可視像化された像担持体ｌ
上の画像を転写材６へ転写する転写部５、像担持体１上
の残留現像剤をクリーニングするクリーニング部８が配
置される。転写材６の搬送方向下流側には、転写材６上
に転写された゛画像を定着する定着部７が配置される。

潜像形成部３．転写部５、クリーニング部８および定着
部７は当業者には周知であるので詳しい説明は省略する
。

現像装置４は、現像剤１１を収容するための現像容器１
２と、現像剤容器１２内の一成分現像剤１１を現像剤容
器１２から像担持体１に対面した現像域へと担持し搬送
する現像剤担持体１４とを有する。該現像剤担持体１４
は１本実施例ではスリーブ上に形成されているが、エン
ドレスベルト状にも形成することができ、内部に磁石（
図示せず）が配置される。

又、現像装！ｔ４は、現像剤担持体１４上の現像剤層の
厚みを対向磁極とともに規制する磁性ブレードが配置さ
れる。現像剤担持体１４にて現像剤容器１２内から現像
域へと搬送された一成分現像剤１１は、現像剤担持体１
４に接続された電源（図示せず）にて像担持体ｌ上の潜
像と現像剤担持体１４との間に形成された電界、好まし
くはＡＣのような交番電界により現像剤担持体１４上の
現像剤は像担持体１へと飛翔し像担持体１上の潜像を顕
画像化する。

本発明においては、導電性カーボンとグラファイトを含
有するフェノール樹脂膜を表面塗膜として現像剤担持体
の表面上に形成するものである。

導電物質には金、銀、銅、鉄、鉛、錫等の金属や酸化ス
ズ、酸化インジウム、酸化アンチモン。

酸化タングステン等の金属酸化物があるが、これらを含
有させて現像剤担持体、即ち現像スリーブの表面塗膜を
形成しても、現像剤のスリーブ表面への融着、スリーブ
ゴースト、耐久時の濃度ダウン等の問題は解決できなか
った。

ところが導電カーボンとグラファイトを含有させて表面
塗膜形成することにより、これらの問題を解決すること
ができた。さらに表面塗膜の樹脂膜としてフェノール樹
脂膜を用いることにより表面塗膜の耐久性が向上し、再
現性の良い画像品質が得られるようになった。

導電カーボンはカーボンブラックの中で抵抗の低いもの
が用いられる。オイルファーネス、アセチレンブラック
、ケラツエンブラック等が使用でき、抵抗値は１２０Ｋ
ｇ／ｃｒｎ’で加圧時に０．５Ωａｍ以下のカーボンブ
ラックが用いられる。

グラファイトは、灰色ないし黒色の光沢があり、滑性の
ある結晶鉱物で、鉛筆等に利用されている。また導電性
も良い、グラファイトには天然物と人造品があり、いず
れも用いることができる。

フェノール樹脂は、熱硬化性樹脂であり、一般的な熱硬
化性樹脂の中では硬度の高い樹脂である。フェノール樹
脂にはフェノールとホルムアルデヒドより成る純フェノ
ール樹脂、エステルガムと純フェノール系を組み合わせ
た変性フェノール樹脂があり、いずれも使用できる。

フェノール樹脂は熱硬化反応により、密な三次元の架橋
構造を形成°するため、他の熱硬化樹脂（ポリウレタン
、ポリアミド等）に比べ非常に硬い塗膜を形成すること
ができる。このため、導電性カーボンとグラファイトを
含有するフェノール樹脂膜からなる表面塗膜を現像剤担
持体の表面に設けることにより、他の樹脂膜には見られ
ない優れた耐久性を得ることができる。また現像剤担持
体塗膜を繰返し使用した時にもキズやはがれがなく、常
に安定した画質を提供することができる。

本発明では、上述したように、導電性カーボンとグラフ
ァイトを含有するフェノール樹脂膜を現像剤担持体の表
面に形成する。

ただし、導電性カーボンに対するグラファイトの比率が
１未満であると、初期にはスリーブコーストのないきれ
いな画像が得られるが、繰返し使用するとスリーブ表面
が汚染され、高温高湿下で濃度が低下する。また、導電
性カーボンに対するグラファイトの比率が１００より大
きいと低温低湿下ではスリーブゴーストが発生する。

そこで、導電カーボンに対するグラファイトの比率をｌ
／１以上、１００／ｌ以下にすると、スリーブゴースト
も発生せず、耐久後も濃度の安定した画像が得られるこ
とがわかった。

次に、現像剤担持体表面塗膜中のフェノール樹脂に対す
る導電性カーボンとグラファイトを加えた導電物の比率
を１部３未満にすると、塗膜が平滑になるため、現像剤
の担持能力が低下し、ブロッナとよばれる現像剤の飛び
散りが発生する。

また、フェノール樹脂に対する導電性カーボンとグラフ
ァイトを加えた導電物の比率を２／ｌより大にすると、
塗膜がもろくなり、繰返し使用すると塗膜がすぐに削れ
てなくなってしまう。

そこで、フェノール樹脂に対する導電性カーボンとグラ
ファイトを加えた導電物の比率をｌ／３以上、２／ｌ以
下にすることにより、ブロッナも発生せず、繰返し使用
しても塗膜の削れが少なく、安定した画像を形成するこ
とがわかった。

以上１本発明を第１図に示す現像１ｍにつき説明したが
、本発明は、第２図に示すように、現像剤容器１２が現
像剤担持体１４上に配置された形式の現像装置にも適用
できる０ｗ４２図において。

９は磁石、ｌＯは現像剤規制部材である。第２図におい
て、第１図に符したのと同一の符号は、同一の部材を示
す。

本発明の具体的実施例について説明する。

支ｍ 表１に示したように、グラファイト（日本黒鉛製ｃｓｐ
、平均粒径５　、　ＯＩＬ）を７部、導電カーボン（コ
ロンビアン・ケミカル働カンパニー製コンダクテクス９
００）を３部、フェノール樹脂ｌＯ部、イソプロピルア
ルコール８０部（以上１重量部）を混合し、サンドミル
にて分散して塗膜液として用いスプレー法にて現像剤担
持体用アルミパイプ上に膜厚６終で表面塗膜を形成した
。

この現像剤担持体を電子写真式複写機の現像装置に取り
付け、−成分トナージャンピング現像方法を用いて現像
を行った。尚、現像バイアスは交流Ｖｐｐ１６００Ｖ、
周波数１８００Ｈｚで、感光体と現像剤担持体の間隔は
約３００終である。

以上の条件で負極性トナーを用いて現像させ。

画像複写をさせて、初期及び１万枚耐久試験後のスリー
ブゴーストや濃度変化等の画質について検討した。

Ｌ艷五ヱエ」 表１に示した処方で実施例１と同様に塗膜液を作成し、
スプレー法にて現像剤担持体用アルミパイプ１に膜厚６
終で表面塗膜を形成した。

評価は実施例１と同様に行ない、表２に結果を示した。

土遺口１Ａ 実施例１で用いた現像剤担持体用アルミパイプを＃４０
０サンドブラスト法で表面処理した０表面塗膜は設けず
に実施例１と同様に評価を行ない、結果を表２に示した
。

表１、表２かられかるように１本発明の実施例１では、
導電カーボン、グラファイトを含有するフェノール樹脂
塗膜を現像剤担持体表面上に形成すること１により、画
像上の欠陥（ゴースト）を解決し、全ての環境下で耐久
性のある安定した画像を提供できることが明らかである
。

支ｌ旌又二」 表３に示した処方で実施例１と同様に塗膜液を作成し２
スプレー法にて現像担持体用アルミパイプ上に６ｕＬの
厚さで表面塗膜を形成した。

評価は実施例１と同様に行ない１表４に結果を示した。

ル１しに」二二ｊ 表３に示した処方で実施例１と同様に塗膜液を作成し、
スプレー法にて、現像担持体用アルミパイプ上に６終の
厚さで表面塗膜を形成した。

評価は実施例１と同様に行ない、表４に結果を２バした
。

表３１表４かられかるように、木実流側２〜６は、常温
常湿下では画質が安定で、耐久性も良い、さらに導電カ
ーボンに対するグラファイトの比率をｌ／１以上、１０
０／１以下にした実施例２〜５では、低温低湿下でもゴ
ーストの発生や濃度変化がなく、高温高湿下でも濃度変
化の起こらないことがわかった。

Ｌｌ」１ヱ２二Ｌユ 表５に示した処方で実施例１と同様に塗膜液を作成し、
スプレー法にて現像剤担持体用アルミパイプ上に厚さ６
ＪＬで表面塗膜を形成した。

評価は実施例１と同様に行ない１表６に結果を示した。

表５ 表６ 表５１表６かられかるように、本実施例７〜ｌｌでは、
初期には常温常湿下で、良好な画像が得られる。さらに
、フェノール樹脂に対する導電性カーボンとグラファイ
トを加えた導電物の比率が１／３以上、２／１以下にし
た実施例７〜９では、低温低湿下でブロシチイも発生せ
ず、いずれの環境下でも初期、耐久後を通して安定した
画像が得られることがわかった。

先ｉ立Ａ］ 以上説明したように、本発明の現像装置では。

現像剤担持体の表面に、導電性カーボンおよびグラファ
イトを含有するフェノール樹脂膜からなる表面塗膜を形
成しているので、現像剤担持体表面への現像剤の融着、
スリーブゴーストの発生、現像の繰返しでの画像濃度の
低下など、トナーと現像剤担持体表面の固着あるいは融
着が原因で発生する問題を、常温常湿下のみならず低温
低湿下および高温高湿下でも解決することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る現像装置を適用した画
像形＃ｔ、装置を示す構成図である・第２図は、本発明
の適用し得る現像装置の他の例を示す構成図である。 第３図（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、それぞれ現像剤
担持体メモリーを説明した説明図である。 第 図 １：像担持体 ２ニ一次帯電器 ３：静ｉｔｓ像形成部 ４：現像装置 ９：磁石 ｌＯ：現像剤規制部材 １１ニ一成分現像剤 １４：現像剤担持体 第２図 （Ａ） 第３図 （Ｂ） （Ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）現像剤を担持して搬送するための現像剤担持体を備
   えた現像装置において、前記現像剤担持体に、導電性カ
   ーボンおよびグラファイトを含有するフェノール樹脂膜
   からなる表面塗膜を形成したことを特徴とする現像装置
   。 ２）前記現像剤担持体の前記表面塗膜中の導電性カーボ
   ンに対するグラファイトの比率が１／１以上、１００／
   １以下であることを特徴とする請求項１記載の現像装置
   。 ３）前記現像剤担持体の前記表面塗膜中のフェノール樹
   脂に対する導電性カーボンとグラファイトを加えた導電
   物の比率が１／３以上、２／１以下であることを特徴と
   する請求項１記載の現像装置。