JPH03155573A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一成分トナー現像ｓｉに関する。

〔従来の技術〕

従来、非磁性−成分トナーを用いて静電潜像を現像する
方法として、トナー担持体（すなわち現像ローラ）上の
トナーをブレード状あるいはロール状の部材により薄層
化し、これを静電潜像の形成された感光体上に当接して
現像する方法が知られでいる。この方法においては現像
ローラは、■トナーの補給■トナーの帯電■トナーの薄
層形成■トナーの搬送■現像■残留電荷の除電等のサイ
クルを繰り返すのであるが、この方法を用いる現像装置
においては、補給ローラにより供給されたトナーを常に
充分な量の層とし担持体上に存在させなくてはならない
、また、トナー、トナー担持体、規制部材等相互の摩擦
によりトナーに所望の極性及び現像に適した帯電量を与
えなくてはならない。供給されるトナーが担持体上に充
分に存在しないと、すなわち、担持体により充分量のト
ナーが搬送されないと、画像のぼそつき、画像抜け、画
像濃度不安定等の不都合な点が生じてくる。また、トナ
ーの帯電量を最適値としないと、例えば、小さすぎる場
合、所望の極性と逆極性に帯電するトナーの存在確率が
増加し、地肌汚れ、画像抜は等の原因となる。一方、大
きすぎると、転写効率が低下し、画像濃度が薄くなった
り画像がぼそつくといった不都合な点が出る。

また、一般に、良質な画像のための帯電量の絶対値は、
７μＣ〜１５μＣが好ましいとされている。

そこで、これらの対策として従来より特開昭６１−３２
０７５のように、補給ローラの表面粗さを５μｍ以上に
する方法やトナー担持体の表面粗さを特定するといった
物理的方法と、トナー担持体表面に、カーボン等の充填
剤を混入し、表面改質により改善を図る化学的手段が提
案されている。

しかしながら、前者の手段では、表面粗さに高い精度が
要求されるため、ばらつく可能性が大きく、また後者の
手段では、例えばカーボンを充填した場合には、表面に
トナーがフィルミングしたり、耐環境性が悪化したり、
耐摩耗性が低下するなどの欠点が生じてしまう。また、
カーボンの場合、混入量のわずかな変化でトナーに与え
る帯電量が大きく変化してしまうためそのばらつきが大
きいといった問題点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記従来技術にみられる欠点を解消し、トナ
ーに適正な帯電量を与えることができると共にトナーの
搬送性に優れ、かつムラのない安定な複写画像が得られ
る現像装置を提供することをその課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、上記課題は表面にトナーを担持する現
像ローラ上に補給ローラによってトナーを供給し、規制
部材によって均一な薄層を現像ローラ上に形成し、それ
によって静電潜像を現像する現像装置において、現像ロ
ーラは最外層に少なくともフッ素系界面活性剤を含有す
る電極層を有することを特徴とする現像装置によって達
成される。

本発明の現像装置の１例を第１図に沿って説明する。

第１図においては、１は容器、２はトナー、３はアジテ
ータ、４は補給ローラ、５は現像ローラ、６はトナー薄
層ブレード、７は感光体である。

第１図において、トナー容器１の中に非磁性の一成分ト
ナー２が入っている。このトナー２はアジテータ３によ
って、補給ローラ４と現像ローラ５により形成されるト
ナー貯留部に搬送され、現像ローラ５の表面に担持され
る。さらにトナー薄層ブレード６によって均一な薄層を
形成するとともに所定の極性に摩擦帯電される。トナー
薄層は、静電潜像を保持する感光体７と現像ローラ５と
が当接する現像領域に運ばれ、ここで現像ローラカ〜ら
感光体７ヘトナーが静電的に移行し、潜像が顕像化され
る。以上のプロセスにおいて、均一かつ安定した画像を
得るためには、供給されるトナーを、現像ローラによっ
て充分搬送し、規制部材によって均一な薄層とし、しか
も、所望の極性及び適正な帯電量に帯電させる必要があ
る。

本発明においては、現像ローラのトナー搬送性及び帯電
性を好ましいものとするために、現像ローラの少なくと
も最外層である電極層にフッ素系界面活性剤を混入する
ものである。

すなわち、本発明で用いる現像ローラはその最外層であ
る電極層にフッ素系界面活性剤を含有することを特徴と
する。

本発明で用いる現像ローラの代表的な例を第２図に示す
。第２図は芯金１５上に導電性弾性層１４、電極ＦＩＢ
１１を順次設けた構成のものである。

導電性弾性層１４は１０６Ω・Ｃｌ１１以下の体積固有
抵抗を有する導電性弾性体を用いることが望ましい。

この場合、シリコーン系、フッ素系、ウレタン系等の合
成ゴムにカーボンなどの低抵抗粒子を分散したものが用
いられるが、可塑剤などを用いなくても低硬度化が可能
なシリコーンゴムが特に好ましく使用される。これらの
材料はプレス成形、射出成形、押し出し成形等の通常の
成形手段によって得ることができ、更に研磨によって所
定形状のものとすることができる。この導電性弾性層の
膜厚は充分な弾性効果を発揮させるために１ｍｍ以上と
するのが適当である。

電極層１１は樹脂もしくはゴム材料に前記したフッ素系
界面活性剤を添加したものを主成分とする。

フッ素系界面活性剤の添加量は樹脂またはゴム材料１０
０重量部に対し１〜１０重量部とするが適当である。添
加量が１重量部未満あると効果の発現性に乏しく、また
１０重量部を越えるとフィルミング現象が生じるので望
ましくない。

本発明で用いるフッ素系界面活性剤としては従来公知の
ものがいずれも使用でき、たとえば、パーフルオロアル
キル基親油性基含有オリゴマーパーフルオロアルキル基
親水性基含有オリゴマーパーフルオロアルキルエチレン
オキシド付加物などが挙げられる。これらは用いるバイ
ンダー樹脂との相溶性を考慮し、適切なものを選択すれ
ばよい。市販品としては、たとえばサーフロン〔旭硝子
（株）〕、メガファック〔大日本インキ化学工業（株）
〕、エフトップ〔三菱金Ｒ（株）〕、二ニゲイン〔ダイ
キン工業（株）〕、フタージェント〔（株）ネオスフ等
が挙げられる。

樹脂としては、アルキッド樹脂、塩素化ポリエーテル、
塩素化ポリエチレン、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、フェ
ノール樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチ
レン、メタクリル樹脂、ポリプロピレン、ポリスチレン
系樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニ
リデン、シリコーン等の樹脂類が、またゴムとしてはブ
タジェンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジェンゴム（ＳＤ
Ｒ）、エチレン・プロピレンゴム（ＣＲ）、塩素化ポリ
エチレン、エピクロルヒドリンゴム（Ｃ）ＩＲ）、ニト
リルゴム（ＮＢＲＲ）、アクリルゴム、ウレタンゴム、
シリコーンゴム、フッ素ゴム等のゴム類が挙げられるが
、耐熱性、耐湿性の観点からみてシリコーン樹脂、フッ
素系樹脂の使用が好ましい。この電極層２１の膜厚は体
積抵抗や誘電率等の電気特性を考慮することにより任意
に定め得るが、通常は１０７！Ｉ１１〜２１テアル。こ
の層を作成するにはスプレー塗布、ティッピング、水蒸
気加硫、押し出し加硫、プレス加硫等の適切な工法を適
宜採用すればよい。

また、本発明で用いる現像ローラには種々の目的の為に
無機充填剤や架橋剤、熱安定剤、加工助剤など添加する
ことができる。無機充填剤としては、珪藻土１石英粉末
、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化カルシウム、酸
化マグネシウム、タルク、珪酸アルミニウム、酸化アル
ミニウムなどの粉末、チタン酸カリウム、アスベスト、
ガラス、カーボンなどの繊維、テフロン、窒化ホウ素な
どの粉末が用いられる。

また、トナーとしては、従来公知のものがそのの使用で
きる。このようなトナーの具体例としては、たとえばス
チレン−〇−ブチルメタクリレートやエポキシ樹脂など
の結着樹脂中に着色剤を含有させた微粒体や更に必要に
応じて帯電制御剤にグロシン染料、塩基性染料など）、
シリカなどの流動化剤、炭化ケイ素などの研摩材、脂肪
酸金属塩などの潤滑剤などを添加したもの等が挙げられ
る。

〔実施例〕

以下、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明
する。

実施例１ 予め導電プライマー（トーレシリコーン社製＝ＤＹ３９
−０１１）が塗布された芯金（６ｍｉφ）上に下記の導
電性弾性ｍ形成成分を１次加ｌ：１７０’ｃ／１０分、
１２０ｋｇ／ｄ、２次加硫：２００℃７４時間の条件下
でプレス成形し肉厚６ｆｆＩＩ１１の導電性弾性Ｒ（体
積固有抵抗：ｉ、５ｘ１０ｓΩ”ｃｍ、ゴム硬度（ＪＩ
ＳＡ）　：　２８度）を形成した。

〔導電性弾性ｍ形成成分〕

メチルビニルポリシロキサン　　　　１００重量部カー
ボン（ケッチエンブラックＥＣ）　　　５重量部石英　
　　　　　　　　　　　　　　２０重量部上記混合物を
２本ロールで混練した後、混合物１００重量部に対し架
橋剤（２，４−ジメチル−２，４−ジーターシャリープ
チルパオキシヘキサン：トーレシリコーン社製：ＲＣ−
４）１．５重量部を添加したもの。

ついで、導電性弾性層表面をトリクレンにより清浄した
後、チタネート系カップリング剤（松本製薬社製：ＴＡ
−２５）の１％キシレン溶液を塗布し、３０分間乾燥後
、下記の樹脂層形成成分をスプレーコーティングし、１
５０℃／１時間の条件下で硬化させ、ついで研磨して膜
厚５０μｍの樹脂層を形成した。

次に、この導電性弾性層上に下記の電極層形成成分をス
プレー塗布し、１５０℃／１時間硬化後、研磨して膜厚
１０趨の電極層を設け、第２図に示される構造の現像ロ
ーラを作製した。

〔電極層形成成分〕

フッ素系共重合体樹脂（固形分５０％）１００重量部（
Ｍ硝子課社製：ルミフロン６０１Ｃ）コロネートＥＨ（
５０％キシレン溶液）２０重量部 トルエン キシレン ２００重量部 ２００重量部 実施例２ 実施例１において、フッ素系界面活性剤の使用量を１重
量部とした以外は実施例１と同様にして第２図に示され
る現像ローラを作製した。

実施例３ 実施例１において、フッ素系界面活性剤の使用量を５重
量部とした以外は実施例１と同様にして第２図を示され
る現像ロールを作製した。

実施例４ 実施例１において、フッ素系界面活性剤の使用量を１０
重量部とした以外は実施例１と同様にして第２図に示さ
れる現像ロールを作製した。

実施例５〜８ 実施例１〜４において、フッ素系界面活性剤をフタージ
ェント２５０（（株）ネオス製）に代えた以外は実施例
１〜４と同様にして実施例５〜８の現像ローラを各々作
製した４゜ 実施例９〜１２ 実施例１〜４において、フッ素系界面活性剤をメガファ
ックＦ−１７２（大日本インキ化学工業（株）社製）に
代えた以外は実施例１〜４と同様にして実施例９〜１２
の現像ローラを各々作製した。

実施例１３〜１６ 実施例１〜４において、フッ素系界面活性剤をユニダイ
ンＤＳ−４０１（ダイキン工業（株）社製）に代えた以
外は実施例１〜４と同様にして実施例１３〜１６の現像
ローラを各々作製した。

比較例１ 実施例１において、フッ素系界面活性剤の代りに下記の
カーボンブラックマスターバッチ０．６重量部を用いた
以外は実施例１と同様にして現像ローラを作製した。

〔カーボンブラックマスターバッチ〕

フッ素系共重合体樹脂（固形分５０％）　　１００重量
部（旭硝子−社１２：ルミフロン６０１Ｃ）トルエン　
　　　　　　　　　　　　５０重量部キシレン　　　　
　　　　　　　　　５０重量部上記混合物を７２時間ボ
ールミルで分散してカーボンマスターバッチを調製した
。

比較例２〜４ 比較例１において、カーボンブラックマスタバッチの使
用量を１．３重量部（比較例２）、６重量部（比較例１
３）及び１３重量部（比較例４）に代えた以外は比較例
１と同様にして現像ローラを作製した。

以上のようにして得られた実施例及び比較例の現像ロー
ラを各々第１図における現像ローラとして用い、トナー
の帯電量及びトナーのｍ送性について評価した。その結
果を表−１に示す。評価方法は以下によった。

〔トナーの帯電量〕

下記の負帯電トナーを用い第１図に示す現像装置におい
ての帯電量をブローオフ法により測定した。

（使用トナー）：粒径１２μｓ スチレンアクリル樹脂　　　　　　１００重量部カーボ
ン　　　　　　　　　　　　　１０重量部含クロムモノ
アゾ染料　　　　　　　２重量部〔トナーの搬送性〕 上記と同様のトナー及び現像装置を用い、黒ベタ画像現
像後、第１図に示す現像ローラ上の領域８において、現
像ローラ１回転毎のローラ上のトナー量をテープ転写に
より測定し以下に示す式に基づきトナー搬送率とする。

黒ベタ現像前の現像ローラ上のトナー量なお、トナー薄
層ブレード、補給ローラ及び感光体としては以下のもの
を用いた。

〔トナー薄層ブレード〕

シリコーンゴム（１１ｎＩｌｌ厚） 〔トナー補給ローラ〕 導電性ウレタンスポンジ 〔感光体〕 表−１ ＰＣ 表１より、カーボンブラックを混入した場合には、適正
な帯電量と良好な搬送性をともに満足する領域が狭い。

ところがフッ素系界面活性剤を用いた本発明の現像ロー
ラでは、広範囲において、適正な帯電量と、良好なトナ
ー搬送性を得ることができることがわかる。

〔発明の効果〕

本発明の現像装置はフッ素系界面活性剤を含有する層を
その最外層に設けた現像ローラが配されていることから
、トナーに適当な帯電量を与えることができ、しかもト
ナーの搬送性も優れていることから、ムラのない安定な
良質の画像を与える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る現像装置の説明図であり。 第２図は本発明で用いる現像ローラの模式断面図である
。 １；容器　　　　　　２：トナー ３：アジテータ−４：補給ローラ ５：現像ローラ　　　６：トナーｇ層ブレード７：感光
体　　　　１１：電極層 １４：導電性弾性層　１５：芯金 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面にトナーを担持する現像ローラ上に補給ロー
   ラによってトナーを供給し、規制部材によって均一な薄
   層を現像ローラ上に形成し、それによって静電潜像を現
   像する現像装置において、現像ローラは最外層に少なく
   ともフッ素系界面活性剤を含有する電極層を有すること
   を特徴とする現像装置。