JPH03296079A - 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、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形
成装置の一成分現像剤を用いる現像装置に関するもので
ある。

〔従来技術〕

現像剤担持体、例えば現像ローラ上に一成分系現像荊を
帯電させ薄層状に担持し、その現像剤担持体を潜像担持
体、例えば感光体ドラムに接触させ、潜像担持体上の静
電潜像を現像する現像装置は、他の現像装置、例えばジ
ャンピング現像、磁気ブラシ現像による現像装置に比べ
、画像のシャープ性の良さ等において優れている。しか
しその反面現像剤に対して現像時に過大な圧力や電界が
加わるために色々な不具合が生じるという欠点がある。

不具合となる圧力による影響としては、現像剤が潜像担
持体に電気的ないわゆるクーロン力によって付着するだ
けでなく、圧力によって現像剤、例えばトナーが変形す
るために、いわゆるファンデルワールス力が大きくなり
、更に付着力が増大するという事がある。この点におい
て他の非接触現像方法に比べて不利となる。この問題を
解決するために、トナーより小さい微粉末を混合し、潜
像担持体とトナーの接触距離を遠ざけてファンデルワー
ルス力を弱める事が考えられる。しかしこの方法では転
写後に画像を定着する場合に、逆にトナーと転写紙の間
に微粉末が介在して定着性を阻害することになる。そこ
で単に微粉末を混合するのでは問題が完全には解決され
ない。

不具合となる電界による影響としては、接触現像におい
ては、潜像担持体上の帯電電荷すなわち表面電位がトナ
ーに作用し、トナー層−層に対してほぼ数百ボルトの電
位がかかるということがある。このことは、トナーから
みると極めて高電界を受け、電荷注入が生じ易くなる。

つまり潜像担持体上の地肌部（非画像部）での電界、す
なわち逆電界の頭載においては、トナーは本来の電荷で
はなく、逆極性の電荷に強制的に変えられ、潜像担持体
に付着して、いわゆる地汚れを発生するという問題が生
じる。

接触画像においては、現像剤担持体上のトナーの薄層化
が行われるが、一般に弾性ブレード部材を現像剤担持体
に圧接させる方法が用いられる。

この方法では、圧接される現像剤担持体を弾性ブレード
部材との間の間隙を通過させることにより、トナーの薄
層化が行われるが、トナーが間隙を通過する際にどうし
ても小さい粒子から通過する傾向が生じ、粒径選択性を
もたらすことになり、その結果トナー補給時とトナーエ
ンド時では現像剤担持体上のトナー粒径に大きな差がヰ
し、画像濃度、地汚れ、画像のシャープ性等に影響を及
ぼす。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記の一成分系現像荊を用いる現像装置にお
ける従来の問題点を解消し、圧力、電界、薄層化のブレ
ード部材に影響を受けることなく良質な画像を形成する
ことができる画境像装置を擢供することをｔＪＨとして
いる。

ＣＲＢを解決するための手段〕 本発明は、上記の課題を、静を潜像を担持する潜像担持
体に一成分現像剤を担持する現像担持体を接触させるこ
とにより前記潜像を現像する現像装置において、前記現
像剤は体積平均粒径（Ｄ、）と個数平均粒径（Ｄ、）の
比り、／Ｄｖが０．８以上、誘電率が３以下であり、夫
々粒径の違う微粉末添加剤が含まれていることを特徴と
する現像装置により解決した。

〔作用〕

本発明により、現像装置に使用される現像剤は、体積平
均粒系Ｄｖと個数平均粒系り、の比Ｄｒ／Ｄｖが０．８
以上で、誘電率が３以下の一成分現像剤であり、現像剤
には夫々粒径の違う微粉末添加剤が含まれる。

粒径の違う微粉末添加剤を混合することにより、定着性
を阻害することなく、しかも潜像担持体とトナーの接触
距離を適度に遠ざけることができ、誘電率が小さい現像
剤を用いることにより電荷注入がしにくく電界の影響が
回避され、粒径比Ｄ２／Ｄｖを選定しトナーの粒径分布
をシャープにする事によりブレード部による悪影響を回
避することができた。

〔実施例〕

本発明の詳細を図に示す実施例に基づいて説明する。

本発明に係る現像装置は、例えば第１図に示す如く構成
することができる。潜像担持体１、例えば感光体ドラム
に対して現像装置２により接触現像が行われる。

現像装置２は現像剤担持体３、例えば現像ローラと、該
現像ローラ３に現像剤を補給する補給ローラ４と、現像
剤容器５、例えばトナーホッパーにおける１成分現像剤
、例えばトナーを攪拌し、補給ローラ４に送るアジテー
タ６を有する。

補給ローラ４は導電性スポンジにより形成し、第１電源
７と接続され、第２を源８により電圧が印加される現像
ローラ３との間に電位差が設けられる０例えば（−）極
性である一成分現像剤９は補給ローラ４により電気的作
用並びに機械的にこすりつける作用により現像ローラ３
の表面に供給される。現像ローラ３の表面に付着して搬
送される一成分現像剤９は、現像ローラ３に圧接される
薄層化ブレード１０により薄層状態にされ、しかも均一
に帯電される。

薄層化された一成分現像剤９は感光体ドラム１に接触し
、感光体ドラムｌの表面の潜像を現像する。

第１図に示す現像装置は例えば第２図に示すような画像
形成装置、例えばプリンタに使用されることができる。

第２図において、感光体ドラム１は帯電器１１により一
様帯電され、画像書込光学系１２、例えばレーザ書込装
置により画像露光されて静電潜像が形成され、現像装置
２により現像され、給紙装置１３より供給される転写紙
に転写チャージャ１４の作用下でトナー像が転写され、
転写後の転写紙は定着装置１５により定着されて排紙さ
れ、転写後の感光体ドラム１はクリーニング装置１６に
よりクリーニングされ、除＄１１７により除電され、再
び帯電より次の工程をくり返す。

薄層化ブレード１０を圧接して薄層化する現像装置にお
けるトナーの消費と現像ローラ３の上のトナー粒径とし
て体積平均的粒径Ｄｖの変化の関係を調べると第３図の
ような結果が得られた０図中横軸はトナーホッパ５内の
トナー消費量を、縦軸は現像ローラ３の上のトナー粒径
Ｄｖ（μｍ）を示し、曲線Ｉは個数平均粒径り、と体積
平均粒径Ｄｖの比（以下粒径比と称す）　Ｄｒ　／Ｄ、
　＝−ｔの場合、曲線■は粒径比り、／Ｄｖ＝０．８の
場合、曲線■は粒径比Ｄｒ／Ｄｖ＝０．７の場合、曲線
■は粒径比り、／Ｄｖ＝０．６の場合についての変化を
示したものである。

第３図より、粒径比が小さい程トナー補給値後の現像ロ
ーラ上のトナー粒径は小さく、トナー消費されるにした
がって現像ローラ上のトナー粒径が大となる傾向が大で
あり、粒径比Ｄｒ／Ｄｖ＝１のときにはトナー消費に関
係なく現像ローラ上のトナー粒径はほぼ一定であり、変
動がない０粒径比Ｄｒ／Ｄｖ（Ｄ値が小さい程粒径分布
は広くなり、Ｄｒ　／Ｄ’ｓ　”　１はほぼ同一粒径の
集合を意味する。

トナー粒径が変動すると、画像濃度、地汚れ、画像のシ
ャープ性等に影響する。

感光体表面の地汚れについて、誘電率の影響をみると、
第４図に示す如くであり、横軸は誘電率εを、縦軸は感
光体ドラム上の地汚れ置ａｒ　／　ｄを示し、誘電率が
大きくなる程、地汚れ量が増加する。同様に地汚れにつ
いて、感光体の表面電位、つまり帯電電位■。と現像バ
イアス電位■、との差■。−■露の影響をみると、第５
図に示す如くであり、横軸は表面電位■。−■、を、縦
軸に地汚れ量■／ｄを示し、Ｖ、−Ｖ、が大きくなる程
地汚れ量が増加する。

感光体ドラムの電位と付着するトナーの極性の関係をみ
ると、第６図に示す如くになり、感光体の帯７１．７１
位Ｖ、が（−）で、露光後の感光体の電位■、が（＋）
であり、現像バイアス電位■、が■。と■、の間にある
とき、感光体の電位が帯電電位Ｖ、と現像バイアス電位
ｖ富の間にある場合は（＋）帯電のトナーが感光体に付
着し、その際現像バイアス電位■、と露光後電位■１の
間の電位のところには、（−）帯電のトナーが存在する
ときにはその（−）帯電のトナーが付着し、地汚れとな
る。

反転現像の場合は逆に（−）帯電トナーが感光体の露光
後電位ｖＬＯ側に付着して画像を形成し、（＋）帯電ト
ナーが存在すると感光体の帯電電位■、側に付着して地
汚れとなる。逆帯電トナーによる地汚れは逆帯電トナー
の発生に原因があり、この発生原因には、使用している
トナーそのものの帯電が不安定で既に逆帯電トナーが存
在する場合と、感光体の地肌部に相当する電位（反転現
像の場合は■、に相当する）と■、との電位差に応じて
電荷注入が起こり、逆帯電トナーが住じる場合とがある
。この現象を表したのが第５図である。

Ｖ、−Ｖ、が大きくなると電荷注入が多くなり、逆帯電
トナーが多く発生して地汚れ量が増大する。

誘電率が大きいということは上記の電荷注入が生しやす
いという性質を示しており、地汚れの増大の原因となっ
ている。接触現像においてはトナーにかかる電界が大き
くなるために地汚れが起こり易くなる。

現像剤における添加剤の影響を調べると、流動性につい
ては第７図、トナー飛散については第８図、転写性につ
いては第９図、定着性については第１０図に示すような
結果が得られた。

添加剤の量（第７図〜第１０図の横軸）が多くなると、
流動性は良くなり、トナー飛散は多くなり、転写性は良
くなり、定着性は悪くなるという結果が得られた。その
変化の程度は添加剤の粒径によっても影響を受け、第７
図〜第１０図において夫々曲線Ｉは添加剤の粒径が０．
０１〜０．１μ、曲線■は０．１〜１μの例について示
した。

第７図〜第１Ｏ図の結果を考慮し、添加剤の粒径を大小
適当に組合わせる事により流動性、転写性、定着性を良
くし、トナー飛散を小さくする事をバランスした状態で
、つまり副作用を最小にして効果を上げるという状態で
得ることが可能になる。

現像ローラ３０上のトナーの粒径変動をトナーホッパー
５へのトナー補給ごとに調べたところ、第８図に示すよ
うな結果が得られた１図において横軸はトナー補給回数
を、縦軸は現像ローラ上のトナー粒径μｍを示す、第８
図よりトナー補給からのトナー粒径分布が明らかになり
、トナー補給前後での現像ローラの上のトナー粒径変動
中がほぼ決まり、しかも補給回数によってこの関係は変
わらないことが分かる。

従来の現像剤と、本発明に係る現像剤の例について調査
したところ、以下のような結果が得られた。

従来例 スチレンアクリル樹脂　１００重量部 カーボンブランク　　　　１２重量部 極性制御１Ｆ１２重量部 の配合により混練り、粉砕、分級を行い、その後に０．
０１μｍ〜０．１μｍの微粉末シリカを分級後のトナー
１００重量部に対して０．５重量部を加え混合し、その
後４００メツシユの篩いを通して一成分現像剤を作成し
た。

この現像剤の体積平均粒径Ｄｖは１２μｍ、個数平均粒
径Ｄ２は９μｍであり、粒径比り、／Ｄ。

は０．７５であり又誘電率は３，５であった。

この現像剤を用いて第２図のプリンタにより作像をくり
返し行なったところ、機内のトナー飛散、とりわけ現像
ユニット周辺のトナーによる汚れが大きく、画像上も地
汚れが多く、プリント枚数とともにシャープ性も悪くな
った。

実例１ スチレンアクリル樹脂　　　１００重量部カーボンブラ
ック　　　　　　　６重量部極性制御剤　　　　　　　
　　　２重量部の配合により従来例と同様に混練り、粉
砕、分級を行ない、その後に０．０１μｍ〜０．１μｍ
の微粉末シリカ０．２重量部と、０．１μｍ〜１μｍの
シリコンカーバイドの微粉末２重量部を加え、４００メ
ツシユの篩いを通して一成分現像剤を作成した。

この現像剤の体積平均粒径Ｄｖは１１μｍ、個数平均粒
径り、は９．５μｍであり、粒径比ＤＰ／Ｄｖは０．８
６であり、又誘電率は２．８であった。

この現像剤を用いたところ、従来問題であったトナー飛
散が少な（なり、添加剤の特徴である転写性、流動性の
維持が出来、地汚れのない、又粒径変動によるシャープ
性劣化のない状態が得られた。

同様にして４種類の従来例と２種類の本発明に係る現像
剤について実験したところ、表１に示すようなデータが
得られた。

表において添加剤■は０．０１μｍ〜０．１μｍのシリ
カを添加剤■は０．１μｍ〜１μｍのシリコンカーバイ
ドを用いた。尚添加剤の適正な割合は用いる材質と粒径
により異なってくる。

表１ 表１より地汚れ、シャープ性、転写性において良い結果
が得られ定着性、トナー飛散についても概ね良好な結果
が得られた。

〔効果〕

本発明により、−成分現像側を用いトナー粒径に変動が
あまりなく、地汚れ、シャープ性、転写性、定着性、ト
ナー飛散の点について従来にない良い状態が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る現像装置の断面図、第２図は本発
明を利用する画像形成装置の全体概略図、第３図はトナ
ー消費とトナー粒径の変動の関係を示す図、第４図は地
汚れ量と誘電率の関係を示す図、第５図は地汚れ量と感
光体の電位の関係を示す図、第６図は電位と付着するト
ナー極性の関係を示す図、第７図は添加剤の量と流動性
、第８図は添加剤の量とトナー飛散、第９図は添加剤の
量と転写性、第１０図は添加剤の量と定着性の関係を夫
々示す図、第１１図はトナー補給回数とトナー粒径の関
係を示す図である。 １・・・潜像担持体　　　２・・・現像装置３・・・現
像剤担持体　　９・・・トナー１０・・・薄層化ブレー
ド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 静電潜像を担持する潜像担持体に一成分現像剤を担持す
   る現像担持体を接触させることにより前記潜像を現像す
   る現像装置において、 前記現像剤は体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄ
   ｒ）の比Ｄｒ／Ｄｖが０．８以上、誘電率が３以下であ
   り、夫々粒径の違う微粉末添加剤が含まれていることを
   特徴とする現像装置。