JPH0412517Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は一般的に現像装置に関し、特に現像剤
担持体上に供給された一成分現像剤を規制部材に
より所定厚さの現像剤層とし、この現像剤層を静
電潜像に搬送して可視像に現像する一成分現像装
置に関する。

従来の技術 静電潜像保持体上に形成された静電潜像を現像
する乾式現像装置としては、従来からトナーとキ
ヤリヤーとから成る二成分現像剤を使用し、キヤ
リヤーとトナーとの摩擦帯電によりトナーに電荷
を与えて帯電されたトナーを静電潜像に静電吸着
させる二成分現像装置が実用に供されている。二
成分現像方法の代表的なものはカスケード現像方
法及び磁気ブラシ現像方法が挙げられる。ベタ黒
再現性等のコピー質の観点から、最近は磁気ブラ
シ現像方法が主流になりつつある。このようにト
ナーとキヤリヤーとから成る二成分現像剤を使用
した現像方法は充分に実用に耐えるものである
が、最近になつて分解能等のコピー質向上の観
点、現像装置の設置スペースのコンパクト化及び
現像剤劣化防止等の観点から、トナーのみから成
る一成分現像剤を使用した一成分現像方法及び装
置が提案されるようになり、この中でカラー化へ
の対応から非磁性一成分現像方法が望まれてき
た。

非磁性一成分現像法としては、従来米国特許第
2895847号に開示されたタツチダウン現像法が一
般に良く知られており、この現像法では現像剤に
電荷を与える手段としてコロトロンによる放電を
行なつている。この方法は手軽ではあるが、装置
が大きくまた定期的にコロトロンワイヤーを清掃
する必要がある等の多くの欠点を有している。
我々はこの欠点を改善するために、現像剤担持体
に圧接する規制部材により、現像剤の薄層を現像
剤担持体上に形成すると共に現像剤に所望極性の
電荷を与える非磁性一成分現像装置を先に提案し
た。

考案が解決しようとする問題点 この装置によれば現像剤に所望極性の電荷を与
えるために摩擦帯電を利用しているが、摩擦時間
が極めて短いため、従来の現像装置においては十
分な現像剤の帯電量が得られず、非画像部に現像
剤が多く付着するいわゆるカブリのあるコピーし
か得られないという問題点があつた。また、現像
剤に十分に電荷を与えられないため、規制部材の
応力により現像剤が現像剤担持体上に静電的に十
分に保持されず乱れた層になつたり、現像剤が担
持体下にこぼれたりして現像装置を汚染する等の
欠点があつた。

よつて本考案の目的は、上述した従来技術の欠
点を除去した、非画像部のカブリのほとんどない
複写機を得ることのできる一成分現像装置を提供
することである。

問題点を解決するための手段 上述した従来技術の問題点を解決するために、
本考案は、現像剤担持体と、該現像剤担持体に当
接して現像剤の薄層を現像剤担持体上に形成する
と共に摩擦帯電により負帯電現像剤に電荷を付与
する規制部材とを設けて、静電潜像保持体上の静
電潜像を可視化する現像装置において、前記規制
部材は現像剤担持体との少なくとも接触部におい
て軟弾性体で形成されており、該軟弾性体は母材
中に金属イオンの電気陰性度Xi＝（１＋2Z）・X₀
が10以下である金属の酸化物を含有していること
を特徴とする現像装置を提供する。

但し、Ｚ＝金属イオンの価数、X₀＝中性金属
原子の電気陰性度である。

本考案の望ましい実施態様によれば、軟弾性体
としてシリコーンゴム、エチレンプロピレンゴ
ム、スチレンブタジエンゴム、エピクロルビドリ
ンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム等の硬度
10度〜70度のものを母材とし、これに金属イオン
の電気陰性度Xiが10以下である金属の酸化物を
0.1〜60重量％含有させて用いる。さらに望まし
くは、金属酸化物を0.1〜20重量％含有させる。

金属酸化物としては、酸化マグネシウム
（MgO）、酸化亜鉛（ZnO）、酸化鉛（PbO）酸化
イツトリウム（Y₂O₃）、酸化カドミウム（CdO）、
酸化コバルト（CoO）、酸化銅（CuO）等があげ
られる。

作 用 規制部材を現像剤担持体との接触部において軟
弾性体で構成したことにより、例えば粗大なトナ
ー粒子が軟弾性体と現像剤担持体との接触領域内
に入り込んだ場合には、軟弾性体は粗大トナー粒
子の部分のみで変形する。このためトナー粒子に
加わるストレスが必要以上に大きくなることを防
ぐことができ、さらに接触域において、規制部材
と現像剤担持体との間〓が不必要に大きくなつて
必要以上に他の微細トナー粒子が入り込む恐れを
なくすことができる。また、規制部材と現像剤担
持体との間に異物が入り込んだ場合、軟弾性体が
常に現像剤担持体との間で振動しているため、異
物を容易に除去することができる。これにより、
均一な現像剤層を経時的に常に安定して現像剤担
持体上に形成することが可能となる。

さらに軟弾性体中に金属イオンの電気陰性度
Xiが10以下である金属の酸化物を0.1〜60重量％
含有させたので、規制部材によるトナーの摩擦帯
電特性を顕著に向上することができる。この結果
本考案の現像装置により静電潜像を現像した場
合、カブリの少ない綺麗なコピー画像を得ること
ができる。

以下本考案を図面を参照しつつ実施例に基づい
てより詳細に説明することにする。

実施例 １ 第１図を参照すると、本考案の現像装置の概略
構成図が示されている。第１図において、現像剤
１を貯蔵したホツパー２の下方には、現像剤１を
担持する現像剤担持体５と現像剤供給部材４とが
相互に圧接し、かつ回転自在に設けられており、
現像剤担持体５には規制部材３が現像剤担持体５
の軸方向にわたり一様な圧力で圧接している。現
像剤担持体５と対向して静電潜像８を保持した静
電潜像保持体７が回転自在に設けられ、現像剤担
持体５にはバイアス電源９によりバイアス電圧が
印加されるようにしてある。６はシール材であ
る。

像剤１は例えば非磁性一成分系の現像剤であ
り、スチレン樹脂やアクリル樹脂等の各種熱可塑
性樹脂中にカーボン等の顔料や含金属アゾ染料等
の極性制御剤を分散し、粉砕、分級によつて５〜
20μｍの大きさとしたものであり、場合によつて
は流動性を高めるために、現像剤粒子に対し0.5
〜2.0重量％の範囲で疏水性シリカを添加しても
よい。本実施例で実際に使用した現像剤は、スチ
レンアクリル系バインダー中にアゾ染料２重量％
及びカーボンブラツク10重量％を含有した負帯電
性トナーである。

規制部材３はSUS304CSP3／4HO.1mm厚の板バ
ネ３ａに、シリコーンゴム（硬度50度）を母材と
し、これに酸化マグネシウム（MgO）を1.0重量
％含有した軟弾性体３ｂを接着して構成した。シ
リコーンゴム母材としては、熱加硫型シリコーン
ゴムであるKE650−Ｕ、KE850−Ｕ、KE554−
Ｕ、KE555−Ｕ、KE752−Ｕ（以上信越シリコー
ン）やTSE221、TSE270、TSE260（以上東芝シ
リコーン）等が使用可能であり、これらの熱加硫
型シリコーンゴムに３本ロールにて酸化マグネシ
ウムを練り込み、型に入れて加熱、加硫したあと
切断し、厚さ１mm、幅10mm、長さ300mmとして、
SUS304CSP3／4HO.1mm厚の板バネ３ａ表面に接
着剤により接着するようにする。本実施例の実験
に実際に用いたシリコーンゴム母材はKE650−Ｕ
であり、これに酸化マグネシウムを1.0重量％含
有させて軟弾性体３ｂを形成した。

本考案には一般的に板バネ３ａとして、リン青
銅、ケイ素銅、ステンレス鋼等の厚さ0.03〜0.5
mmのものが採用可能であり、軟弾性体３ｂとして
はシリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、ス
チレン−ブタジエンゴム、エピクロルビドリンゴ
ム、クロロプレンゴム、ブチルゴム等の硬度10度
〜70度のものを母材とし、これに金属イオンの電
気陰性度Xiが10以下である金属の酸化物を0.1〜
60重量％含有させたものが採用可能である。さら
に望ましくは金属酸化物の含有量は0.1〜20重量
％である。

ここでＺ＝金属イオンの価数、X₀＝中性金属
原子の電気陰性度とすると、Xi＝（１＋2Z）・X₀
と表わせる。

金属酸化物としては、酸化マグネシウム
（MgO）、酸化亜鉛（ZnO）、酸化鉛（PbO）酸化
イツトリウム（Y₂O₃）、酸化カドミウム（CdO）、
酸化コバルト（CoO）、酸化銅（CuO）等があげ
られる。

現像剤供給材４は金属製の芯金４ａにウレタン
ゴム等の弾性体４ｂを円筒状に接着した形状をし
ており、現像剤担持体５の表面に所定圧力で圧接
している。現像剤担持体５は例えばフエノール樹
脂を導電化したロールから構成されており、これ
に規制部材３が50〜500ｇ／cmの線圧で圧接して
いる。

本実施例で実際に採用した線圧は100ｇ／cmで
あり、現像剤担持体５を周速127mm／秒で回転さ
せ、現像剤担持体上の現像剤層の帯電量を測定
し、その結果を第３図に破線で示した。また比較
例として、シリコーンゴム中に酸化マグネシウム
を含有しない純粋のシリコーンゴムを用いた場合
を第３図中に実線で示した。第３図のグラフから
明らかなように、シリコーンゴム中に酸化マグネ
シウムを含有することにより、トナーの平均帯電
量は−2μc／grから−15μc／grに上がり、逆極性
（プラス帯電）トナーの存在は全く無かつた。

次に第１図に示した本考案の現像装置の作用に
ついては以下に説明することにする。ホツパー２
内の現像剤１は重力によつて現像剤供給部材４の
弾性体４ｂ上に供給され、供給部材４と現像剤担
持体５との摺擦により僅かばかり摩擦帯電されて
電荷が与えられたあとに現像剤担持体５に送ら
れ、次いで規制部材３によつて所定厚さの薄層の
現像剤層が現像剤担持体５上に形成されると共
に、規制部材３と現像剤１及び現像剤担持体５と
の間でも摩擦帯電されて現像剤に電荷が与えられ
る。このとき、規制部材３の軟弾性体３ｂはシリ
コーンゴムを母材とし、これに酸化マグネシウム
を1.0重量％含有して構成しているので、現像剤
１との摩擦帯電特性を顕著に向上することができ
るため、現像剤担持体５上の現像剤層は充分に電
荷が与えられた状態となると共に、均一な厚さの
薄層に形成される。

この現像剤薄層は、現像剤担持体５にバイアス
電圧を印加しながら現像剤担持体５を回転するこ
とにより静電潜像保持体７に対向する現像領域に
送られ、静電潜像８と現像剤担持体５との間の電
界により静電潜像８に向けて飛翔し、静電潜像８
上に付着させられて可視像に現像される。

このように、規制部材３をバネ板材３ａと軟弾
性体３ｂとにより構成し、軟弾性体中に金属イオ
ンの電気陰性度Xiが10以下である金属の酸化物
を含有するように構成したので、現像剤１に対す
る軟弾性体３ｂの摩擦帯電特性を顕著に向上する
ことができるため現像剤には充分な電荷を与えら
れる。以上詳述した本考案によれば、充分なる電
荷を有する常に安定した均一な現像剤薄層を現像
剤担持体５上に形成することができるため、静電
潜像保持体７上の静電潜像８をカブリを発生する
ことなく忠実に現像することができる。現像領域
を通過した現像剤担持体５上には現像に寄与しな
かつた現像剤が不均一な状態で残存し、この残存
現像剤の一部は供給部材４で回収され、かつ現像
剤が存在しない部分には供給部材４により現像剤
１が供給されてほぼ均一な状態に修正されたあと
に再び規制部材３により充分に帯電された所定厚
さの薄層の現像剤層が現像剤担持体５上に形成さ
れる。

実施例 ２ 実施例１に用いたシリコーン母材中に酸化亜鉛
を5.0重量％練り込み、他の条件は実施例１と全
く同様にして規制部材３を形成した。この規制部
材を第１図に示す現像装置に採用し、実施例１と
同様な条件で現像剤担持体５上の現像剤層の帯電
量を測定した結果、−18μc／grの平均帯電量を得
た。またこの現像装置によりコピーテストをした
結果、非画像部にカブリの全く無い鮮明なコピー
画像が得られた。

実施例 ３ 母材としてエチレンプロピレンゴムを用い、実
施例１と同様に酸化マグネシウムを1.0重量％練
り込んで軟弾性体３ｂを形成し、これを実施例１
と同様なバネ板材３ａに接着し規制部材３を形成
した。この規制部材を第１図の現像装置に使用し
て現像剤担持体５上の現像剤の平均帯電量を測定
したところ−25μc／grの平均帯電量を得た。こ
の現像装置によりコピーテストを実施した結果、
非画像部にカブリの全く無い鮮明なコピー画像が
得られた。比較例として酸化マグネシウムを練り
込まないエチレンプロピレンゴムを軟弾性体３ｂ
として使用した場合には、現像剤の平均帯電量が
−3.5μc／grであり、コピー画像もカブリの多い
ものであつた。

実施例 ４ 実施例１と同様のシリコーンゴムと酸化マグネ
シウムを用いて軟弾性体３ｂを形成し、酸化マグ
ネシウムの含有量を0.01〜80重量％の範囲内で変
化させて帯電量を測定した結果第４図に示した。
第４図から明らかなように、酸化マグネシウムの
含有量が0.1重量％以下では酸化マグネシウムを
添加した効果があまり無く、60重量％以上ではゴ
ムの表面が均一にならず現像剤の帯電量も下がつ
ているのが観察される。この結果、酸化マグネシ
ウムの含有量は0.1〜60重量％が望ましく、さら
に望ましくは0.1〜20重量％である。

実施例 ５ 第５図に示したように現像剤としてトナーとキ
ヤリヤーとから成る二成分磁性現像剤１′を使用
し、従来公知の二成分現像マグネツトロール１０
を現像剤供給部材として使用して、弱く帯電した
現像剤１′を現像剤担持体５上に送るように構成
した。この場合においても、本考案の規制部材３
を用いれば現像剤を充分に帯電することができ、
コピー画像には全くカブリがみられなかつた。

考案の効果 本考案は以上詳述したように規制部材をバネ板
材と軟弾性体で形成し、軟弾性体中に金属イオン
の電気陰性度Xiが10以下である金属の酸化物を
含有するように構成したので、負帯電現像剤に対
する規制部材の摩擦帯電特性を顕著に向上するこ
とができるため、現像剤に望ましい極性の充分な
る電荷を与えることができるという効果を奏す
る。さらに本考案の現像装置により静電潜像を現
像すると、全くカブリの無い綺麗なコピー像を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の現像装置の概略構成図、第２
図は本考案の現像装置に使用する規制部材の拡大
断面図、第３図は現像剤担持体上の現像剤の帯電
量分布を示すグラフであり、破線が本考案を実線
が酸化マグネシウムを含まない比較例を示してい
る。第４図は酸化マグネシウムの含有量が現像剤
の平均帯電量に与える関係を示したグラフ、第５
図は現像剤として二成分磁性トナーを使用し、現
像剤供給部材として従来公知のマグネツトロール
を使用した本考案の他の実施態様を示す概略構成
図である。 １……現像剤、２……ホツパー、３……規制部
材、３ａ……バネ板材、３ｂ……軟弾性体、４…
…現像剤供給部材、５……現像剤担持体、７……
静電潜像保持体、９……バイアス電源、１０……
マグネツトロール。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 現像剤担持体と、該現像剤担持体に当接して現
   像剤の薄層を現像剤担持体上に形成すると共に摩
   擦帯電により負帯電現像剤に電荷を付与する規制
   部材とを設けて、静電潜像を可視化する現像装置
   において、前記規制部材は現像剤担持体との少な
   くとも接触部において軟弾性体で形成されてお
   り、該軟弾性体は母材中に金属イオンの電気陰性
   度Xi＝（１＋2Z）・X₀が10以下である金属の酸化
   物を含有していることを特徴とする現像装置。 但し、Ｚ＝金属イオンの価数、X₀＝中性金属
   原子の電気陰性度。