JPH03166567A - 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、一成分系トナーを用いる静電潜像の現像装置
に関する。

［従来の技術］ 従来、非磁性一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（トナー規制
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ている。この方
法において、トナーはトナー規制部材によって薄層とな
る時にこのトナー規制部材及び現像ローラとの摩擦によ
って帯電させられる。このブレード状あるいはロール状
のトナー規制部材は例えば金属製のものを用いるものが
あるが、金属では摩擦帯電によってトナーに充分なる帯
電量を与えることができない。

そこで、この金属製の部材にバイアスを印加し、トナー
に電荷を付与する電荷注入の方法がある。これによって
トナーに与える帯電を制御することが可能となる。しか
し、金属製のトナー薄層化部材はトナーとの離型性が悪
いために、トナーがこの部材の表面に固着してしまい、
長期安定した帯電付与や均一薄層化ができなくなる。

この問題に対し特願昭　　　　　号にみられるように、
トナー規制部材に離型性に優れたボリマーやフッ素樹脂
等を使用する事が提案されている。これによってトナー
の固着が防止され、又同時に充分な帯電量も付与できる
。

しかし、これ等のボリマーは絶縁性の樹脂であるために
、トナーとの帯電時にトナー規制部材中に発生する逆極
性の帯電電荷が残留しやすく、その残留電冴が以下の様
な影響を及ぼす。

■　トナーが飽和帯電量までに達する時間（トナーの帯
電の立ち上がり性）が遅くなる。

■　長期連続運転を行うと、トナーの飽和帯電量が次第
に低下する。

従って長期安定した良品質の画像を得るには至らない。

この問題を解決するために、ボリマー中にカーボン等の
低抵抗粒子を混入し、体積抵抗を低下させ残留電荷をリ
ークしやすくする試みがなされたが、離型性が低下し、
トナー融着が発生する等の不都合が生じ、他の対策が求
められていた。

そこで、本発明者らは先にこのトナー規制部材の導電性
基体に界面活性剤を混入した被覆層を設けることにより
トナーの帯電特性や対トナー離型性を大幅に改善できる
事を提案した。

しかし、その場合トナーの帯電はＷ！擦帯電が主になる
ために薄層化部材の材質が変わるとトナー帯電量も変化
してしまい所望のトナー帯電量を得るためには、試行錯
誤的に多くの材料を評価する事が必要であった。そのた
め、摩擦帯電以外の例えば電荷注入などの方法により、
トナー帯電を行う事が可能なトナー規制部材が望まれて
いた。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明はこうした実情に鑑み、トナーへの帯電性に優れ
ると共に、トナー融着を発生することがなく、かつ、こ
れらの特性を長期安定して持続することができるトナー
規制部材を備えた現像装置を提供することを目的とする
ものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、前記した課題を解決するため鋭意検討し
た結果、トナー規制部材を、導電性基体に界面活性剤を
含有する樹脂被覆層を形成した構成とすることが有効で
あることを見出し、発明に至った。

すなわち、本発明は少くとも静電潜像を保持する静電潜
像保持体、該保持体に潜像を顕像化せしめるトナー担持
体、及び該トナー担持体上にトナーの薄層を形威せしめ
る規制部材からなる現像装置において、前記規制部材は
導電性基体上に界面活性剤を含有する樹脂層を膜厚１０
μ躍以下で有し、かつ所望の帯電極性のバイアスを印加
する手段を具備している現像装置である。

本発明の現像装置を第１図に沿って説明する。

第１図においてはｌは容器、２はトナー　３はアジテー
タ４は補給ローラ、５はトナー担持体としての現像ロー
ラ、６はトナー規制部材としてのトナー薄層ブレード、
７は静電潜像保持体としての感光体である。

第１図において、トナー容器ｌ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により形或さ
れるトナー貯蔵部に搬送され、現像ローラ　５の表面に
担持される。更にトナー薄層ブレード６によって均一な
薄層を形成すると共に、更にバイアス８によって所望の
極性、帯電量となるように電荷がトナーに注入され、帯
電させられる。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
こで現像ローラから感光体７ヘトナーが静電的に移行し
、潜像が顕像化される。

又、第２図においてはトナー規制部材として、ロール状
のものを用いた場合で、このトナー薄層ローラは現像ロ
ーラとの当接領域において、現像ローラと逆向きに回転
する。

以上のプロセスにおいて、薄層ブレード、あるいは薄層
ローラなどの手段によってトナーを均一薄層とするとと
もに所定の極性に帯電させるわけだが、均一薄層とする
ために、これら規制部材によりトナーに大きな当接圧が
かかっている。

このため、既に述べたように長期使用すると、これら薄
層部材にトナーが融着してしまい薄層の乱れ、帯電量の
低下などを生じる。

本発明ではこのようなトナー融着をしない、かつ対トナ
ー帯電性を制御し、所望の極性、帯電量を得ることを可
能とし、更に対トナー帯電性の長期安定性を得るために
、前述の特定構造とする。

本発明においてはトナー規制部材を上記のような特定の
構或とすることにより、トナーの融着を発生しない、か
つトナーの長期安定化することが可能ではあるが、帯電
量は規制部材とトナー相互の材料特性次第であるので、
所望の極性、帯電量を得るためには、それを満足する材
料を選択しなければならない。しかし、これら材料には
帯電量だけでなく、耐環境性、耐摩耗性などの諸特性も
要求されているため、これらすべての要求を満たすもの
は少ない。そこで本発明においては、トナー規制部材に
バイアス印加手段を設けて帯電量の外部制御を可能とし
たので、樹脂には他の特性を満足するものを用いればよ
く、トナーの種類を変えても、又正帯電トナーでも負帯
電トナーでも所望の帯電を得ることが可能となった。

第３図、第４図にトナー規制部材の例を示す。

第３図はブレード状、第４図はロール状のものであり、
金属等の導電性基体３Ｌ　４１上に樹脂層３２、４２を
コーティングした構成のものである。

又、バイアス３４、４４が導電性基体３１、４ｌから印
加され、樹脂層３２、４２を介してトナーに電荷が注入
される。

樹脂層３２、４２に界面活性剤３３、４３を混入するこ
とによって、バイアス３４、４４から流れてくる電荷を
導電性基体３ｌ、４１，樹脂層３２、４２、トナーへと
円滑迅速に注入していくことが可能となる。

更にこのときこの樹脂層３２、４２は膜厚が１０μ−以
下であることが好ましい。

１０μｍを越えるとトナーにバイアス電荷が注入されに
くくなり好ましくない。

導電性基体３Ｉ、４Ｉは金属や導電性を付与した樹脂又
はゴムなどで形成される。

金属には従来公知の例えばステンレス、鉄、銅、アルミ
ニウムなどが用いられる。

導電性の樹脂又はゴムはカーボンブラック、金属粒子な
どの導電性粒子を混入することによって導電性を付与す
る。

本発明に用いる樹脂、ゴムしては、樹脂としては、例え
ばアルキッド樹脂、塩素化ポリエーテル、塩素化ポリエ
チレン、エボキシ樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、
ボリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレン、メタク
リル樹脂、ボリブロピレン、ボリスチレン系樹脂、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、又ゴムとしてはブタジエンゴム（
　ＣＲ）　　スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）　、エ
チレン・プロピレンゴム（ＢＲ）、塩素化ポリエチレン
、エビクロルヒドリンゴム（ＣＨＲ）　、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、シリコーンゴム、フッ素ゴムが好ましい。

この導電性基体の上にコートする樹脂層には上記と同様
の樹脂又はゴムを使用することができる。本発明ではこ
の層の中に界面活性剤を含有させることにより達威され
るが、この界面活性剤は、ノニオン性、カチオン性、ア
ニオン性、両性のいずれのものも使用できる。

具体的にはノニオン性のものとしては、脂肪酸等のエス
テル化合物、エーテルエステル化合物、エーテル化合物
、アミド縮合物などが挙げられ、カチオン性のものとし
ては、脂肪族アミン塩及びその４級アンモニウム塩、芳
香族４級アンモニウム塩、複素環４級アミニウム塩等を
挙げることができる。

アニオン性としてはアルキルカルボン酸塩、Ｎ−アシル
アミノ酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、アシル化
ペプチド、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼン及
びアルキルナフタレンスルホン酸塩、スルホコハク酸塩
、α−オレフィンスルホン酸塩、Ｎ−アシルスルホン酸
塩、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキ
ルアリルエーテル硫酸塩、アルキルアミド硫酸塩、アル
キルリン酸塩、アルキルエーテルリン酸塩、アルキルア
リルエーテルリン酸塩等を挙げることができる。

又、両性としてはカルボキシベタイン、スルホベタイン
、アミノカルボン酸塩等が挙げられる。

特に耐環境性の点でフッ素系のものを用いるのが好まし
く、具体的にはノニオン性のものとしては、パーフルオ
ロアルキル基親油性基含有オリゴマー、バーフルオロア
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、カチオン性
としではバーフルオロアルキル含有第４級アンモニウム
塩等が挙げられ、アニオン性としてはバーフルオロアル
キルを含有したスルホン酸、カルボン酸の一価金属塩や
リン酸エステルなどが挙げられ、又、両性としてはバー
フルオロアルキルを含有したベタインなどが含まれる。

これら樹脂と界面活性剤は相溶性の良いものどうしを選
択するのであるが、耐環境性、離型性の点で樹脂として
はフッ素樹脂又はシリコーン樹脂が好ましく、又、界面
活性剤としてはフッ素系の界面活性剤が好ましい。

最も好ましくはフッ素又はシリコーン樹脂にフッ素系の
界面活性剤を使用する組合せである。

又、更にイオン性界面活性剤とノニオン性界面活性剤と
の混合併用も可能である。この樹脂層作製にあたっては
スプレー塗布、ディッピング、水蒸気加硫、押し出し加
硫等の適切な工法を採用すればよい。

この界面活性剤の混入量はバインダー樹脂又はゴムの固
形分１（１０重量部に対して、０．１〜５０重量部が好
ましい。より好ましくは０．５〜２０重量部である。０
．１ｉｔｉｌ部以下であると効果が十分現われず、５０
重量部以上であると耐摩耗性や機械的強度の低下をきた
す。

又、トナーとしては、従来公知のものがそのまま使用で
きる。このようなトナーの具体例としては、例えばスチ
レンーｎ−プチルメタクリレートやエボキシ樹脂などの
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（ニグロシ・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磨材、脂
肪酸金属塩等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詳細に説明する
。

実施例１ 銅板に以下の樹脂層形成成分をディツピングにより塗工
し、ｌ００℃／１時間の条件下で硬化させて膜厚５μ一
の樹脂層を形成した。

［樹脂層形成成分］ フッ素系共重合体樹脂（ルミフロン Ｂｏｔ．旭硝子製）（固形分３０％）ｌ００重量部コロ
ネートＥＨ５０％キシレン溶液　２０重量部フッ素系イ
オン性界面活性剤（カチ オン性’）　　（ＥＦ１３２　：三菱金属製）　　５重
量部Ｍ　Ｅ　Ｋ　　　　　　　　　　　　　４００重量
部実施例２ 実施例１で用いるイオン性界面活性剤（ＥＦ１３２）の
代わりに（ＥＰｌ０２　．三菱金属製）（アニオン性）
を用いる他は実施例１と同じとした。

実施例３ 実施例１で用いるイオン性界面活性剤（ＥＰｌ３２）の
代わりにベタイン型両性界面活性剤（フタージェント４
００Ｓ　；ネオス製）を用いる他は同じとした。

比較例１ 実施例１におけるイオン性界面活性剤を用いない他は実
施例１と同じとした。

比較例２ 実施例１における樹脂層を塗布しないものとする。

実施例４ 実施例１における樹脂層形成成分を以下のものとする以
外は実施例１と同じとした。

［樹脂層形成成分］ フェノール樹脂（プライオーフみン ＴＤ　６１５　（固形分５７％）大日本インキエ業■製
）　　　　　　　　　　　　　１００！ｔ量部イオン性
界面活性剤（カチオン性） （ＥＰ１３２　；三菱金属）ｌＯｉ量部Ｍ　Ｅ　Ｋ　　
　　　　　　　　　　１０００ｆｆｉ量部実施例５ 実施例４で用いるイオン性界面活性剤のかわりにＩＩ！
Ｐ１０２（三菱金属製）（アニオン性）を用いる他は同
じとした。

実施例６ 実施例４で用いるイオン性界面活性剤のかわりにフター
ジエント４００８　（ネオス■ＩＩ）　　（両性）を用
いる他は同じとした。

比較例３ 実施例４におけるイオン性界面活性剤を用いない他は同
じとする。

以上のようにして得られた実施例及び比較例のトナー薄
層ブレードを第１図における現像装置に用い、以下の評
価をした。

［トナーの帯電ｆｌ］ 下記の正帯電トナー及び負帯電トナーを用いて各々のト
ナーを第１図に示す現像装置において、以下の条件での
トナーの帯電量をブローオフ法により評価した。

（正帯電トナー） スチレンアクリル酸共重合体　１００重量部低分子量ボ
リプロビレン　　　　　５重量部ニグロシン系染料　　
　　　　　２重量部カーボン　　　　　　　　　　　ｌ
Ｏ重量部（負帯電トナー） スチレンアクリル樹脂　　　　　１００重量部カーボン
　　　　　　　　　　　ｌＯ重量部含クロムモノアゾ染
料　　　　　　２重量部（評価条件） （評価項目） ■　初期画像時の帯電量 ■　１万枚ランニング後の帯電量 ［トナーのブレード固着］ 第１図に示す現像装置において、１万枚ランニング後の
ブレードを取り出して以下によりランクづけした。

ランクＡ：布などでブレード表面のトナーが簡単にふき
とれる。

ランクＢ：ふきとりで、わずかにトナーが残る。

ランクＣ：完全にふきとりができずトナーの薄膜が残る
。

ランクＤ：溶融状態のトナーが強くブレード表面に固着
している。

［トナーの帯１電量立ち上がり性］ 上記と同じ負トナーを用い、第１図に示す現像装置にお
いて、初期状態から現像ローラ１回転駆動後のトナーの
帯電量Ｑ１と５回転後の帯電量Ｑ５を測定した。

以上結果は表１に示す。

実施例７ 実施例４における樹脂層の膜厚を１０μ一とする他は同
じとした。

実施例８ 実施例７において印加バイアスを−１０（ＩＶＬ：変え
る他は同じとした。

比較例４ 実施例４における樹脂層の膜厚を１５μ一とする他は同
じとした。

比較例５ 比較例４において印加バイアスを−１００Ｖに変える他
は同じとした。

比較例６ 比較例４において印加バイアスを−ＬＱＯＶに変える他
は同じとした。

比較例７ 実施例４における樹脂層の膜厚を２０μａとする他は同
じとした。

比較例８ 比較例７において印加バイアスを−１（１（ＩＶに変え
る他は同じとした。

比較例９ 比較例７において印加バイアスを−５（ＩＯＶに変える
他は同じとした。

以上について前述のトナーの帯電量評価項目■について
の測定を行い、実施例４と比較した。

使用するトナーは正帯電トナーについてである。この結
果を第５図に示す。

この結果から膜厚が厚くなるとバイアスによる帯電量制
御ができなくなることがわかる。

適正な厚みはＩＯμｌ以下とするのがよい。

なお、現像ローラ、補給ローラ及び感光体は以下のもの
を使用した。

（現像ローラ） 導電性シリコーンゴムに樹脂をコーティングしたもの （トナー補給ローラ） 導電性ウレタンゴム （感光体） ＯＰＣ 表−１ ［発明の効果］ 以上説明したように本発明の構成にすることによって、
長期連続運転において、トナー規制部材にトナーが固着
することなく、又、パイアスを印加することにより、ト
ナー規制部材のコート樹脂の材料に関係なく、トナーへ
の帯電量を所望の値にすることができ、しかもその適切
な帯電量を長期間にわたって安定に維持することができ
る。したがって、本発明の現像装置を用いて長期にわた
り安定な画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明の現像装置を示す概略図、
第３図及び第４図は本発明の現像装置に用いるトナー規
制部材の構戊を説明する図、第５図はトナー帯電量と膜
厚との関係を説明する図。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少くとも静電潜像を保持する静電潜像保持体、該
   保持体に潜像を顕像化せしめるトナー担持体、及び該ト
   ナー担持体上にトナーの薄層を形成せしめる規制部材か
   らなる現像装置において、前記規制部材は導電性基体上
   に界面活性剤を含有する樹脂層を膜厚１０μｍ以下で有
   し、かつ所望の帯電極性のバイアスを印加する手段を具
   備していることを特徴とする現像装置。
2. （２）界面活性剤がフッ素系界面活性剤である請求項（
   １）記載の現像装置。