JPH04301663A - 現像装置 - Google Patents
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
電潜像保持体上に形成された静電潜像を現像剤を用いて
可視化するのに適した現像装置に関する。
静電潜像を、現像剤によって可視化する現像装置として
、例えば図2に要部構成を示す非磁性一成分接触型現像
装置や、図3に要部構成を示す非磁性一成分非接触型現
像装置等が知られている。これらの現像装置では、以下
に示すような動作によって現像が行われる。
剤2は、撹拌器3や現像剤供給ローラー4等により、現
像ローラー5へと搬送される。現像ローラー5に搬送さ
れた現像剤2は、スプリング6aにより高さ調節された
現像剤層厚規制部材6を通過することによって、現像ロ
ーラー5の表面に薄層化して保持される一方、規定の電
荷が付与される。このようにして、現像ローラー5の表
面上に担持された現像剤により、潜像保持体7に図示し
ない露光器で形成された静電潜像を電界を利用して現像
し、潜像保持体7に記録された静電気的情報が可視化さ
れる。この可視像は、例えば転写装置8によって記録紙
上に記録される。なお、図中9は帯電器であり、10は
クリーニングユニットである。また、図2に示す現像装
置では、現像ローラー5と潜像保持体7とを接触させた
構造とされており、図3に示す現像装置では、現像ロー
ラー5と潜像保持体7との間に、例えば50μm 程度
のギャップxを設けた構造とされている。
図4に示すように、金属性ローラー基体5a上に耐油性
ゴムからなる弾性体層5bが形成され、この弾性体層5
b上に導電性層5cが形成された構造を有している。こ
の導電性層5cは、樹脂やエラストマー等のバインダと
導電性カーボン等の導電性付与剤とを含有し、抵抗値が
1010Ω・cm以下程度とされている。また、弾性体
層5bの硬度は、 JIS規格 K6301のA型硬度
計で測定した硬度で、40度以下程度とされている。
る導電性ウレタン系塗料や導電性アクリル系塗料等の溶
媒可溶型のバインダに導電性フィラーを分散させた導電
性塗料を、弾性体層5b上に塗布することによって形成
されている。また、熱溶融型の導電性樹脂等による導電
性塗料等も用いられている。
ムローラー等の表面に単に塗布しただけでは、図5に示
すように、その塗膜(導電性層5c)の表面粗さが 1
μm 〜4μm 程度と非常に小さくなってしまう。こ
のような表面が平滑な現像ローラーを、現像装置に組み
込んで画像を出力すると、文字情報のような細線のみで
画像が構成されている場合には特に問題はないが、写真
画像のようなベタ画像を出力した場合には現像剤の搬送
不良が発生し、目的の画像が得られないことが往々にし
て発生する。このため、上記したような表面が平滑な現
像ローラーは、従来、サンドブラスト法や粗粒子による
研磨法等によって、表面を粗らした後に使用していた。
たような従来の粗面化された現像ローラーにおいては、
以下に示すような問題を有していた。すなわち、サンド
ブラスト法や研磨法によって現像ローラーの表面に形成
された凹凸は、耐摩耗性が低く、現像装置を長時間運転
すると摩耗してしまい、表面粗さが小さくなってトナー
搬送性が低下してしまう等、経時安定性に乏しいという
問題を有していた。また、サンドブラスト法や研磨法等
によって粗面化する場合には、わざわざ現像ローラーの
粗面化工程を設けなければならず、それにより製造コス
トが高くなるという問題も有していた。
処するためになされたもので、現像ローラーの凹凸表面
(粗さ)の耐摩耗性を向上させると共に、その凹凸を製
造工程数を増やすことなく容易に形成することを可能に
することによって、安価で現像剤の搬送安定性に優れた
現像装置を提供することを目的としている。
装置は、導電性層を有する現像ローラーと、この現像ロ
ーラー外周面に現像剤を供給する手段と、前記現像ロー
ラー外周面に現像剤層を形成する規制部材と、前記現像
剤層を潜像保持体に近接または接触させ、前記潜像保持
体に保持された静電潜像上に現像剤を付着せしめて可視
像に現像する手段とを具備する現像装置において、前記
現像ローラーは、前記導電性層中に粒径10μm 〜
150μm の粒子を含有していることを特徴とするも
のである。
ように粒径10μm 〜 150μm の粒子を導電性
層中に含有している。この現像ローラーの基本的構造は
、従来から使用されているものと同様であり、図1に示
すように、金属性ローラー基体5a上に耐油性ゴム等か
らなる弾性体層5bが設けられ、この弾性体層5b上に
導電性層5cが形成された構造を有しており、この導電
性層5c内に粒径10μm 〜 150μm の粒子1
2が含有されている。
導電性塗料、例えば市販されている導電性ウレタン系塗
料や導電性アクリル系塗料等のバインダに、導電性フィ
ラーを分散した導電性塗料等の塗布層によって構成され
る。導電性塗料の具体的な市販品としては、例えばウレ
タンエラストマー系導電性塗料・スパレックス(商品名
、日本ミラクトラン社製)や、シントロン(商品名、シ
ントーケミトロン社製)等を用いることができる。導電
性層の抵抗値は、1010Ω・cm以下とすることが好
ましく、より好ましくは106 Ω・cm以下である。 また、この導電性層の厚さは、 1μm 〜 300μ
m の範囲が好ましく、より好ましくは20μm 〜
120μm の範囲である。
ては、EPDM、ウレタン、シリコーン、クロロプレン
、NBR等が挙げられ、これらに導電性フィラーを分散
させて導電性化した系でもよい。この弾性体層の硬度は
、 JIS規格K 6301のA型硬度計で測定した硬
度で40度以下が好ましく、より好ましくは35度以下
である。
な導電性塗料中に粒径10μm 〜 150μm の粒
子を添加し、このような導電性塗料を用いて導電性層を
形成することにより、粒径10μm 〜 150μm
の粒子を導電性層中に含有させ、現像ローラー表面の表
面粗さを制御している。これにより、物理的に現像剤の
搬送力を向上させることができ、より均一なベタ画像の
出力が可能となる。
とおりである。添加粒子の粒径が小さすぎると、導電性
塗料中に添加した粒子が埋没してしまい、表面を十分に
粗らすことができない。また、粒子が大きすぎると、画
像を出力した場合に、粒子の模様が黒点または白点とし
て記録紙上に現れるおそれが大きくなる。上記粒子のよ
り好ましい粒径は、20μm 〜 100μm の範囲
である。また、導電性塗料中に添加する粒子の粒径は、
形成する導電性層の厚さを考慮して設定する必要があり
、例えば添加粒子の粒径をD、導電性層の厚さをtとし
た場合、 0.6t≦D≦ 1.4t、さらには 0.
8t≦D≦ 1.2tを満足するように、粒径を設定す
ることが好ましい。
電性塗料(固形分)に対して 0.5重量%〜50重量
%の範囲とすることにより、その能力を発揮する。つま
り、 0.5重量%より添加量が少ないと、塗膜の表面
の凸凹が少なく、また50重量%よりも添加量が多い場
合は、導電性塗料中に含まれるバインダの接着能力が衰
え、導電性塗料の膜自体の強度が劣化してしまい、現像
ローラーとしての耐久性が低下してしまう。また、本発
明では、添加粒子と導電性塗料との馴染み性を向上させ
るため、予め表面処理を施した添加粒子を使用してもよ
い。このような表面処理としては、例えば表面処理剤に
よる処理が例示される。この表面処理剤としては、例え
ばメチルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラ
ン、γ− アミノプロピルトリエトキシシラン、 N−
(β− アミノエチル) −γ− アミノプロピルトリ
メトキシシラン、γ− グリドキシプロピルトリメトキ
シシラン、γ− メタクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン、γ− メルカプトプロピルトリメトキシシラン
、ヘキサメチルジシラザン等のシランカップリング剤、
チタネート系カップリング剤、ジルコアルミネートカッ
プリング剤等を用いることができる。表面処理を施した
粒子を使用することにより、導電性塗膜の強度低下や導
電性層からの粒子の脱落等をより効果的に防止すること
が可能となる。
ー表面の粗さは、十点平均粗さで 5μm 〜40μm
、さらには 8μm 〜20μm とすることが好ま
しい。なお、上記十点平均粗さ(Rz(DIN))は、
JIS B 0601−1982 に記載されている方
法に基づいて測定したものとし、カットオフ値は 0.
8mm、測定距離は 5mmとする。以下に記載する表
面の粗さは、全て上記した測定法を用いた値を示すもの
とする。上記のような粒子を添加した塗料は、これを塗
布し乾燥して塗膜にした場合、おおよそ自然に塗膜の表
面粗さは 5μm 〜40μm の範囲をとることにな
る。塗膜の表面粗さが5μm 未満では現像剤の搬送性
が劣り、また40μm を超えるとカブリの多い画像と
なってしまう。
しては、各種の素材を使用することが可能であり、例え
ばポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
ブタジエン、アクリル樹脂、PMMA、またはこれらの
共重合体、ベンゾグアナミン樹脂、フェノール系樹脂、
ポリアミド樹脂、ナイロン、フッ素系樹脂等の有機化合
物や、酸化チタン、酸化セリウム、酸化亜鉛、酸化ジル
コニウム、酸化アルミニウム等の金属酸化物、炭酸カル
シウム、ガラス、カーボン等の無機化合物を用いること
ができる。また、粒子の添加量を増大する際には、導電
性あるいは半導電性を有する材料を使用することが好ま
しい。上記したような条件を満たす市販品の粒子として
は、例えばフェノール系熱硬化性樹脂粒子・ユニベック
ス(商品名、ユニチカ(株)製)、真球状グラッシーカ
ーボン・ユニベックスGCP (商品名、ユニチカ(株
)製)、ナイロン粒子・オルガソール(商品名、日本リ
ルサン(株)製)、ポリウレタン粒子・アートパール(
商品名、根上工業製)、ガラス中空体粒子・スコッチラ
イト(商品名、住友スリーエム社製)等が挙げられる。 本発明による現像ローラーを、上記したような粒子を含
有する導電性塗料を塗布することによって形成する場合
には、予め導電性塗料の希釈液中に適性量の上記粒子を
分散させておき、導電性塗料本体と混合分散させ、これ
を例えば弾性体層が形成された金属性ローラー基体に、
ディッピング、スプレー、ローラー等を用いて塗布し、
乾燥することによって得られる。そして、これを現像装
置内へ組み込むことによって、本発明の現像装置が構成
される。なお、導電性塗料中に帯電制御剤を含有させる
こともあり、この場合は予め希釈液中に分散させておく
ことが適当である。
現像方式に有効であり、さらには非磁性トナーを用いた
、いわゆる非磁性一成分現像方式に対して特に有効であ
る。この方式では、磁力等の特定の力を用いたトナー搬
送が行われないために、トナーを均一に現像ローラーに
塗布する必要があるが、本発明による現像ローラーを用
いることにより、つまり表面に均一な凸凹を形成し、表
面積を増大させた現像ローラーを用いることによって、
物理的にトナー搬送性を向上させることができる。
と非接触方式とに大分され、接触方式すなわち現像ロー
ラーと潜像保持体(感光体)とを接触させて現像する方
式(一成分非磁性接触型現像方式)では、感光体が硬質
材料で構成される場合、現像ローラーは弾性体でなけれ
ば感光体に傷等の損傷を与えてしまう。そこで、本発明
を接触方式に適用する際には、凹凸を形成する粒子とし
て、弾性を有する粒子を用いることが好ましい。このよ
うな弾性を有する粒子としては、ポリウレタン樹脂粒子
、ポリブタジエン樹脂粒子等の架橋型の樹脂粒子が適当
である。ここで、架橋型樹脂が適する理由としては、溶
媒に粒子が溶けないためであり、特に架橋型の樹脂でな
くとも、導電性塗料を溶解している溶媒に難溶または不
溶の弾性粒子であればよい。なお、非接触方式の現像装
置の場合には、特に粒子の硬度に関係なく用いることが
できる。
、例えば結着樹脂として、ポリスチレン、ポリ −P−
クロルスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレンおよ
びその置換体の単重合体、例えばスチレン −P−ビニ
ルトルエン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、
スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニル
ナフタレン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重
合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン
−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オ
クチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸メチル共重
合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチ
レン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタ
アクリル酸オクチル共重合体、スチレン −α− クロ
ルメタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロ
ニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共
重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、ス
チレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタ
ジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデ
ン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン
−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル
共重合体等のスチレン系共重合体、ポリメチルメタクリ
レート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、
ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
エステル、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、
ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、
変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族ま
たは脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パ
ラフィン、パラフィンワックス等が単独あるいは混合し
て用いられる。また着色剤としては、カーボンブラック
、各種染料顔料等があり、帯電制御剤としては各種の染
料、顔料等が挙げられる。さらに、オフセット防止剤と
しては、低分子量のポリエチレン、ポリプロピレン等が
用いられ、ケーキング防止剤としては疎水性シリカや金
属酸化物、あるいはPMMA、テフロン、スチレン等の
球状樹脂微粒子が用いられる。
、適度な粗さを有する凹凸表面が形成された現像ローラ
ーを用いることが有効である。本発明の現像装置におい
ては、現像ローラーの導電性層中に所定の粒径を有する
粒子を含有させることによって、現像ローラーに上記し
たような凹凸表面を形成している。このように、粒子に
より形成された凹凸表面は、所定の粗さを容易に得るこ
とができると共に、耐摩耗性に優れたものとなる。よっ
て、シャープなライン画像、均一なベタ画像を安定して
出力することが可能となる。さらに、現像装置の寿命も
延ばすことができ、環境変化に対しても安定となる。 また、上記したように導電性塗料中に粒子を添加するだ
けで、別途凹凸を形成するための工程を設けることなく
、容易に凹凸表面を作製することができ、製造工程の簡
略化が可能なことから、コストダウンを図ることができ
る。
品名、日本ミラクトラン社製) 100重量部と、 T
HF溶媒 100重量部中に架橋型ポリウレタン粒子・
アートパール C−200(商品名、根岸工業社製:平
均粒径約80μm )を 1.2重量部添加したものと
を混合希釈し、分散した。その後、 200メッシュの
金属製メッシュで濾過して濾液を得た。なお、導電性塗
料の固形分は約 20wt%であった。 そして、この濾液を弾性体層としてウレタンゴム層を有
する金属性ローラー基体表面にディッピング法で塗布し
た後、乾燥器で20分間乾燥して、目的とする現像ロー
ラーを作製した。このようにして得た現像ローラーの表
面抵抗は、 2.8×105 Ω・cmであった。また
、塗膜厚は71μm で、その表面粗さは14.6μm
であった。
を示した現像装置と同様の現像装置を構成し、下記の条
件で画出しを行った。
樹脂92重量部、カーボン 4重量部、低分子量ポリプ
ロピレン 2重量部、含金染料 2重量部および外添剤
シリカ 0.5重量部からなる、体積平均粒径10μm
の負帯電性現像剤を用いた。そして、潜像保持体(O
PC)の回転を表面速度で50mm/秒と設定し、コロ
ナ放電で一様に表面電位を −500Vに帯電させ、レ
ーザーで画像情報を記録後、表面速度 100mm/秒
で回転させ、かつ −200Vを印加した現像装置に取
り付けた現像ローラーを潜像保持体に押し当て、所要の
反転現像を行った。この現像された粉体像を 6kVの
直流コロナ放電で記録紙へ転写した後、熱定着した。
、かつベタ画像の均一な高濃度(マクベス濃度計で1.
42)のかぶりのない画像であった。また、 5万枚の
ライフ試験後の画像も、初期状態を維持した劣化のない
鮮明な画像が得られた。さらに30℃、 80%RHの
高温多湿条件においても極めて良好な画像が得られた。
) 100重量部に、イソシアネート 5重量部と、ト
ルエン 100重量部中に真球状フェノール樹脂粒子・
ユニベックスC−50(商品名、ユニチカ社製:平均粒
径50μm )を 2重量部分散させたものとを混合希
釈し、分散した。その後、 200メッシュの金属製メ
ッシュで濾過を行って濾液を得た。なお、導電性塗料の
固形分は約 30wt%であった。そして、この濾液を
ウレタンゴム層を有する金属製ローラー基体表面にディ
ッピング法で塗布した後、乾燥器で20分間乾燥して、
目的とする現像ローラーを作製した。このようにして得
た現像ローラーの表面抵抗は、 7.3×106 Ω・
cmであった。また、塗膜厚は83μm で、表面粗さ
は12.2μm であった。
示した現像装置と同様の現像装置を構成し、下記の条件
で画出しを行った。
樹脂92重量部、カーボン 4重量部、低分子量ポリプ
ロピレン 2重量部、含金染料 2重量部および外添剤
シリカ 0.5重量部からなる、体積平均粒径10μm
の負帯電性現像剤を用いた。そして、潜像保持体(O
PC)の回転を表面速度で50mm/秒と設定し、コロ
ナ放電で一様に表面電位を −800Vに帯電させ、レ
ーザーで画像情報を記録後、表面速度 100mm/秒
で回転させ、かつ −600Vを印加した現像装置に取
り付けた現像ローラーと潜像保持体とを50μm のギ
ャップを設けて近接させ、所要の反転現像を行った。こ
の現像された粉体像を 6kVの直流コロナ放電で記録
紙へ転写した後、熱定着した。
、かつベタ画像の均一な高濃度(マクベス濃度計で1.
37)のかぶりのない画像であった。また、 4万枚の
ライフ試験後の画像も、初期状態を維持した劣化のない
鮮明な画像が得られた。さらに30℃、 80%RHの
高温多湿条件においても極めて良好な画像が得られた。
ル樹脂粒子・ユニベックスC−50(商品名、ユニチカ
社製:平均粒径50μm )20重量部に、γ− アミ
ノプロピルトリエトキシシラン(東芝シリコーン社製、
TSL8331)の1wt%のエチルアルコール溶液3
0重量部を、フラスコ中でよく撹拌しながら30分にわ
たって添加し、さらに30分間よく撹拌しながら反応さ
せた後、 400メッシュの金属メッシュで濾過したも
のを乾燥させて、表面処理を行った。
ク(商品名、大泰化工社製) 100重量部をトルエン
100重量部で希釈したものに、上記した表面処理済
の真球状フェノール樹脂粒子 2重量部を分散させた。 その後、 200メッシュの金属メッシュで濾過を行い
、炉液を得た。 なお、導電性塗料・エレクトロパックの固形分は約30
wt%であった。これを現像ローラー基体(ウレタンゴ
ム)表面にディッピング法で塗布した後、乾燥器で20
分間乾燥して、目的とする現像ローラーを作製した。こ
のようにして得た現像ローラーの表面抵抗は、 8.3
×106 Ω・cmであった。また、塗膜厚は62μm
で、表面粗さは14.2μmであった。
示した現像装置と同様の現像装置を構成し、下記の条件
で画出しを行った。現像剤としては、ポリエステル樹脂
92重量部、カーボン 4重量部、低分子量ポリプロピ
レン 2重量部、含金染料 2重量部および外添剤シリ
カ 0.5重量部からなる、体積平均粒径10μm の
負帯電性現像剤を用いた。そして、潜像保持体(OPC
)の回転を表面速度で50mm/秒と設定し、コロナ放
電で一様に表面電位を −800Vに帯電させ、レーザ
ーで画像情報を記録後、表面速度 100mm/秒で回
転させ、かつ −600Vを印加した現像装置に取り付
けた現像ローラーと潜像保持体とを50μm のギャッ
プを設けて近接させ、所要の反転現像を行った。この現
像された粉体像を 6kVの直流コロナ放電で記録紙へ
転写した後、熱定着した。
、かつベタ画像の均一な高濃度(マクベス濃度計で1.
42)のかぶりのない画像であった。また、 4万枚の
ライフ試験後の画像も、初期状態を維持した劣化のない
鮮明な画像が得られた。さらに30℃、 80%RHの
高温多湿条件においても極めて良好な画像が得られた。 また、特にローラーの摩耗も発生しなかった。
ミラクトラン社製)100重量部を、 THFと ME
Kとの混合溶媒(1:1) 100重量部で希釈分散
し、これを現像ローラー基体(ウレタンゴム)表面にデ
ィッピング法で塗布した後、乾燥器で20分間乾燥して
現像ローラーを作製した。このようにして得た現像ロー
ラーの表面抵抗は、 7.1×105 Ω・cmで、塗
膜厚は 105μm 、表面粗さは 2.3μm であ
った。
に、図2に要部構成を示す現像装置と同様の現像装置を
構成し、実施例1と同一条件で画出しを行った。
たものの、ベタ画像の濃度はマクベス濃度計で1.03
であり、不均一な搬送不良を呈した画像であった。
ミラクトラン社製)100重量部を、 THFと ME
Kとの混合溶媒(1:1) 100重量部で希釈分散
し、これを現像ローラー基体(ウレタンゴム)表面にデ
ィッピング法で塗布した後、乾燥器で20分間乾燥して
現像ローラーを試作した。このようにして得た現像ロー
ラーは、表面抵抗が 7.1×105 Ω・cmで、塗
膜厚が 105μm で、表面粗さが2.3μm であ
った。次いで、この現像ローラーの表面(導電性塗料層
)に、サンドブラスト法で 800メッシュのアルミナ
を、高圧空気を用いて吹き付け、現像ローラー表面に1
0.2μm の凹凸を形成した。
に、図2に要部構成を示す現像装置と同様の現像装置を
構成し、実施例1と同一条件で画出しを行った。
った(画像濃度はマクベス濃度計で1.42)ものの、
5万枚のライフテスト後には、ベタ画像の濃度が低下
し、マクベス濃度計で1.03であり、不均一な搬送不
良を呈した画像しか得ることができなかった。上記ライ
フテスト後に現像ローラーを取り出し、その表面粗さを
測定した結果、 3.1μm であり、使用前に比べて
明らかに表面の凹凸が磨耗していることが判明した。
おいては、導電性層中に10μm 〜 150μm の
粒子を含有させることによって、所定の表面粗さとした
現像ローラーを用いており、上記粒子によって構成され
た凹凸(表面粗さ)はその形成が容易であると共に、耐
摩耗性に優れているため、ライン画像の鮮明な、かつベ
タ画像の均一な、高濃度のかぶりのない画像を常に得る
ことが可能となる。しかも、長期間にわたって所要の機
能を保持でき、さらに環境による現像剤の特性変化にも
対応できるため、実用性に優れているものといえる。
断面構造を示す図である。
る。
。
Claims (1)
- 【請求項1】 導電性層を有する現像ローラーと、こ
の現像ローラー外周面に現像剤を供給する手段と、前記
現像ローラー外周面に現像剤層を形成する規制部材と、
前記現像剤層を潜像保持体に近接または接触させ、前記
潜像保持体に保持された静電潜像上に現像剤を付着せし
めて可視像に現像する手段とを具備する現像装置におい
て、前記現像ローラーは、前記導電性層中に粒径10μ
m 〜 150μm の粒子を含有していることを特徴
とする現像装置。
Priority Applications (1)
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ID=13313991
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- 1991-03-29 JP JP6637491A patent/JP3112489B2/ja not_active Expired - Lifetime
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