JPH06222655A

JPH06222655A - 静電潜像現像装置

Info

Publication number: JPH06222655A
Application number: JP5031262A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Aoto; 淳青戸; Yasuo Hirano; 泰男平野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-01-26
Filing date: 1993-01-26
Publication date: 1994-08-12

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】トナー担持体上に形成されているトナー層に
おける偏った帯電量分布をなくし、均一で良好な帯電を
示すトナー層を担持体上に形成して静電潜像を現像し、
安定した高品質画像を得る。【構成】トナー担持体５にトナー２を供給し、その供
給されたトナーとトナー層厚規制部材６によって均一な
薄層して該トナー担持体５上に形成した後、その薄層の
トナーで静電潜像保持体７上の静電潜像を顕像化する静
電潜像現像装置において、前記トナー担持体５及びトナ
ー層厚規制部材６の表面に、同一材料の誘電体層を設け
ると共に、該トナー層厚規制部材６表面の誘電体層の膜
厚が、該トナー担持体５表面の誘電体層の膜厚よりも薄
く形成されたことを特徴とする静電潜像現像装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法における静
電潜像の現像装置に関し、さらに詳しくは一成分系トナ
ーを用いる静電潜像の現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】静電潜像保持体に静電潜像を形成し、こ
れを現像剤によって可視化して記録画像を得る電子複写
機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置では粉
体状の現像剤を用いる乾式現像装置が広く採用されてい
る。かかる粉体状の現像剤としては、トナーとキャリア
を有する二成分系現像剤とキャリアを含まない一成分系
現像剤があり、前者の二成分系現像剤を用いた二成分現
像方法は比較的安定した良好の画像が得られる反面、キ
ャリアの劣化やトナーとキャリアの混合比の変動が発生
し易く、装置の維持管理が煩雑で装置全体の構造が大型
化になる欠点を有している。

【０００３】このような観点から上述の欠点を有さない
一成分系現像剤を用いた一成分現像方式が注目されてい
る。一成分現像剤はトナーのみからなるものと、これに
必要い応じて補助剤を外添したトナー及び補助剤の混合
物からなるものがある。また、トナーとしては、その各
トナー粒子自体に磁性粉を練り込んだ磁性トナーと磁性
粉を含まない非磁性トナーがある。ここで磁性粉は、一
般に光学的に不透明であるためフルカラーやマルチカラ
ーを含めたカラー画像を磁性トナーによって形成する
と、現像された可視像が不鮮明になり鮮やかなカラー画
像を得ることはできないという欠点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、特にカラー
現像の上記問題を改善するものであり、トナー担持体上
に形成されているトナー層における偏った帯電量分布を
なくし、均一で良好な帯電を示すトナー層を担持体上に
形成し、安定した高品質画像を得ることを目的とし、特
にカラー現像の問題を改善するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明によれば、
トナー担持体にトナーを供給し、その供給されたトナー
とトナー層厚規制部材によって均一な薄層して該トナー
担持体上に形成した後、その薄層のトナーで静電潜像保
持体上の静電潜像を顕像化する静電潜像現像装置におい
て、前記トナー担持体及びトナー層厚規制部材の表面
に、同一材料の誘電体層を設けると共に、該トナー層厚
規制部材表面の誘電体層の膜厚が、該トナー担持体表面
の誘電体層の膜厚よりも薄く形成されたことを特徴とす
る静電潜像現像装置が提供される。また、本発明によれ
ば、前記トナー層厚規制部材の誘電体層の膜厚が、トナ
ー担持体の誘電層の膜厚の８０％以下である静電潜像現
像装置が提供される。

【０００６】本発明者らは前記問題点を改善するために
種々検討した結果、トナー付着量が減少するのは、トナ
ー層厚規制部材との接触により発生した摩擦帯電電荷に
よる電界により、トナーが掻き取られる力が強いためと
判明した。これを改善するための方法を検討をした結
果、トナー層厚規制部材の膜厚をトナー担持体表面より
も薄くするとよいことを見出した。即ち、トナー層にお
ける帯電の分布を均一なものとするために、トナー層厚
規制部材の少なくとも表面にトナー担持体の表面を構成
している誘電体と同一材料の誘電体を用い、かつ、その
膜厚をトナー担持体表面より薄くすることにより達成さ
れる。この膜厚は、好ましくはトナー担持体表面の誘電
体層膜厚の１／２以下にするのがよい。

【０００７】本発明において、トナー担持体及びトナー
層厚規制部材の表面上に形成する誘電体層としては、一
般的な樹脂又はゴム等を使用することができるが、この
ような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、シリコーン樹脂などが挙げられ、
また、ゴムとしては、例えば、ブタジエンゴム、スチレ
ンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、塩素化ポ
リエチレン、エピクロルヒドリンゴム、ニトリルゴム、
アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素
ゴムなどが挙げられる。耐熱性、耐候性、耐摩耗性など
の観点から、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン
ゴム、フッ素ゴムが好ましい。

【０００８】以下、本発明の現像装置を、添付図面に沿
って説明する。図１において、１はトナー容器、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、６はトナー層厚規制部材、７は静電潜像保持体
（感光体）である。図１において、トナー容器１の中に
非磁性一成分のトナー２が収容されている。このトナー
２はアジテータ３によって補給ローラ４とトナー担持体
５により形成されるトナー貯留部に搬送され、トナー担
持体５の表面に付着担持される。さらにトナー規制部材
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静電
潜像保持体（感光体）７とトナー担持体５とが当接する
現像領域に運ばれ、ここでトナー担持体から静電潜像保
持体７へ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トナー層は、トナー層厚規制部
材６によって均一に形成されるが、層内は単層ではなく
トナー粒子が何層かに重なっている。従って、トナー担
持体に接近している下層トナーは良好な帯電を示すが、
他方上層のトナーは帯電が低くくなってしまう。充分な
量のトナー層を形成するほどこの傾向が顕著となり、逆
極性トナーも増加し、地汚れ、トナー飛散などを引き起
こす原因となっている。本発明においては、このような
トナー層における帯電分布の偏りを改善し均一なものと
するために、前述のような現像装置構成とすることによ
り、地汚れ、トナー飛散などを発生しない高品質な画像
を提供するものである。

【０００９】ところで、一成分現像方式を採用した現像
装置においては、一成分系現像剤をトナー担持体に担持
させて搬送し、このトナー担持体と静電潜像保持体とが
互いに対向した現像領域において潜像保持体に形成され
た静電潜像を現像剤によって可視像化しているが、所定
濃度の高品質な可視像を形成するには充分に帯電した、
充分な量のトナーを現像領域に搬送して潜像を可視像化
する。

【００１０】トナー担持体上に形成されるトナー量は、
その構成により様々であり、所定濃度を得るために一度
に多量のトナーを搬送するトナー担持体を用いたり、搬
送量の不足を潜像保持体との相対速度比を変えることに
よって補っているものもある。

【００１１】いずれにしても、安定した画像を得るため
にはトナー担持体上には少なくとも０．３ｍｇ／ｃｍ²
以上のトナー層が形成される必要がある。この場合、ト
ナー層は単層状態ではなくトナー粒子が何層かに重なっ
て形成されている。

【００１２】従って、トナー担持体のごく表面近傍にあ
るトナーとそこから離れているトナーの間には、おのず
から帯電に差が生じてしまう。即ち、トナー層の下側
（担持体の直上）では帯電量が高く、上側では低いとい
う帯電分布が生じてしまう。これは、トナー搬送量が多
くなるほど顕著となり、トナー層の最上層では逆極性ト
ナーが発生し易くなり、地汚れを発生する原因となる。

【００１３】通常、トナー担持体上に形成されるトナー
層は、０．３〜０．５ｍｇ／ｃｍ²であるが、充分な画
像濃度を得るためにトナー担持体のスピードを感光体の
スピードの２〜４倍にすることで現像トナー量を補って
いる。ところが、このようなスピード差をつけると、例
えば黒ベタ画像を現像した場合、画像の後端部の濃度が
濃くなるいわゆる「トナー後端寄り」という問題が発生
する。この問題は色を重ねるフルカラー現像においては
特に深刻な問題となっている。これを防ぐためには、ト
ナー担持体と感光体のスピード差をなくす、いわゆる等
速現像を行う必要がある。これを実現するには、トナー
担持体上には０．８〜１．２ｍｇ／ｃｍ²のトナー層を
形成しなくてはならない。この場合、上記のようにトナ
ー層はトナー担持体上で４〜５層にも積み重なることに
より、トナー層内での不均一なトナー帯電量分布を生じ
易い。

【００１４】ここで、トナー担持体５の誘電体層膜厚よ
りもトナー層厚規制部材６の誘電体層膜厚を厚くする
と、トナー層厚規制部材表面の電位Ｖcの方が、トナー
担持体の電位Ｖrより高い電位を発生し、トナー層規制
領域において図２（ａ）のような向きの電界Ｅ₁を生じ
る。トナーはこれらの部材とは逆極性に帯電しているの
で、トナー層厚規制部材６の方へ引かれる。つまり多く
のトナーが掻き取られやすくなる。逆に、トナー層厚規
制部材６の誘電体層膜厚よりもトナー担持体５の誘電体
層膜厚の方を厚くすると、図２（ｂ）のようにＥ₂の電
界が発生し、多くのトナーがトナー担持体に保持される
ことになる。

【００１５】本発明の効果をさらに引き出すために、ト
ナーとしては流動性のようものを使用するのが好まし
い。流動性のよいトナーを用いるとトナー層厚規制部材
による薄層形成時において、トナー層内のトナー粒子の
運動性がよく、トナー担持体及びトナー層厚規制部材と
の接触が向上し、より均一に帯電させることが可能とな
る。

【００１６】トナーの流動性は凝集度にして、好ましく
は３０％以下（測定法は後述する）とするのがよい。ま
た、本発明において、トナー担持体はローラ状のものに
限らず、例えばベルト状のものでもよい。静電潜像保持
体も感光体に限らず、静電潜像を保持し得るもので有れ
ばよい。

【００１７】図３には、本発明で用いるトナー担持体の
一例を示す。図中３１は芯金、３２は誘電体層である。
芯金３１には従来公知の金属などが使用される。誘電体
層３２には、上述のような樹脂又はゴム等が使用できる
が、トナーとの安定した充分な帯電性、充分な量のトナ
ー量を得るために比抵抗が１０⁸Ωｃｍ以上のものが好
ましい。

【００１８】本発明におけるトナー担持体の構成は上記
の構成に限らず、誘電体層を少なくとも表面に有してい
ればよく、必要に応じて多層構造をとってもよい。ま
た、形状もローラ状に限定されるものではない。

【００１９】図４には、本発明におけるトナー層厚規制
部材の一例を示す。図中、４１は支持体、４２は誘電体
層である。支持体４１は必要に応じて存在させるもので
あり、必要のない場合は省略してもよい。材質も金属、
プラスチックなどがあるが、特に限定するものではな
い。誘電体層４２は上記トナー担持体の表面層に用いた
ものがそのまま利用できる。構成は上記の構成に限定さ
れるものではなく、少なくとも表面が担持体表面の誘電
体と同じ誘電体で構成されていればよく、例えば弾性を
もたせるために誘電体層４２と支持体４１の間にスポン
ジなどの弾性層を設けるなど、必要に応じて付加機能を
持たせてもよい。また、形状も図４のようなブレード状
のものに限らず、例えばローラ状のものでもよい。

【００２０】トナー担持体、トナー層厚規制部材とも
に、誘電体層の作製にあたっては、従来公知のスプレー
塗布、ディッピッング、水蒸気加硫、押出し成型、射出
成型などのうちから適当な工法を採用すればよい。

【００２１】

【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。

【００２２】〔実施例１〕（ａ）トナー担持体の作製アルミニウムの芯金ローラに下記の誘電体形成成分をス
プレー塗布し、１００℃、１時間の条件下で硬化、乾燥
させ、膜厚１００μｍの誘電体層を形成し、トナー担持
体とした。〔誘電体層形成成分〕エポキシ変性シリコーン樹脂１００重量部（ＳＲ２２１５；トーレダウコーニングシリコーン）硬化剤２０重量部（ＳＲ２２１５Ｋ；トーレダウコーニングシリコーン）酢酸セルソルブ３００重量部キシレン３００重量部

【００２３】（ｂ）トナー層厚規制部材の作製アルミニウム板に上記と同様の誘電体形成成分を同様の
条件によって、膜厚１０μｍ誘電体層を有するトナー層
厚規制部材を作製した。

【００２４】（ｃ）トナーの調製下記組成の混合物を溶融混練し、冷却後ハンマーミルを
用いて粗粉砕し、ついでエアージェット方式による微粉
砕機で微粉砕した。得られた微粉砕品を分級して平均粒
径を１１μｍとした。本粒子１００部に対して、シリカ
微粉末を０．４部添加混合して、トナーを調製した。得
られたトナーの凝集度は２２％であった。〔トナー組成〕結着剤樹脂スチレン−アクリル系重合体９５部離型剤低分子量ポリプロピレン５部着色剤カーボンブラック８部帯電制御剤サリチル酸誘導体亜鉛塩４部トナーの凝集度の測定は以下の方法によった。ホソカワ
ミクロン社製のバウダーテスタを使用し振動台の上に次
の手順で付属品をセットする。（イ）バイブロシュート、（ロ）パッキン、（ハ）スペ
ースリング、（ニ）フルイ（３種類）上〉中〉下、
（ホ）オサエバー。次にノブナットで固定し、振動台を作動させる。測定条
件は次の通りである。フルイ目開き（上）７５μｍ（中）４６μｍ（下）２２μｍ振幅目盛り１ｍｍ試料採取量１０ｇ振動時間３０秒

【００２５】測定後次の計算式から凝集度を求める。上記３式の計量値の合計をもって凝集度（％）とする。
即ち、凝集度（％）＝（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）以上のトナー担持体、トナー層厚規制部材、トナーを用
い以下の評価を行った。

【００２６】（トナー帯電量）図１の現像器において、
ブローオフ法によりトナー担持体上のトナー帯電量を測
定した。（トナー付着量）図１の現像器において、テープ転写に
よりトナー担持体上のトナー付着量を測定した。（画像評価）図１の現像器を用い、実機にてテストチャ
ート画像を出力し、その出力画像の評価を行った。実機
では、トナー担持体と感光体とのスピードは同じとし
た。

【００２７】〔実施例２〕膜厚３０μｍの誘電体層を有
するトナー層厚規制部材を用いた以外は、実施例１と同
様にして、実機にて画像を出力し、トナー帯電量及びト
ナー付着量の測定並びに出力画像の評価を行った。

【００２８】〔実施例３〕膜厚８０μｍの誘電体層を有
するトナー層厚規制部材を用いた以外は、実施例１と同
様にして、実機にて画像を出力し、トナー帯電量及びト
ナー付着量の測定並びに出力画像の評価を行った。

【００２９】〔比較例１〕膜厚１２０μｍの誘電体層を
有するトナー層厚規制部材を用いた以外は、実施例１と
同様にして、実機にて画像を出力し、トナー帯電量及び
トナー付着量の測定並びに出力画像の評価を行った。

【００３０】〔比較例２〕膜厚２００μｍの誘電体層を
有するトナー層厚規制部材を用いた以外は、実施例１と
同様にして、実機にて画像を出力し、トナー帯電量及び
トナー付着量の測定並びに出力画像の評価を行った。上
記の各実施例、比較例の測定及び評価結果を表１にまと
めた。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】表１から判るように、本発明に従った構
成の誘電体層を有するトナー担持体及びトナー層厚規制
部材を用いることによって、地汚れ、トナー飛散のない
画像が得られる。さらには、充分なトナー付着量を得る
ことができ、等速現像によりトナー後端寄りのない、高
画質な画像を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の現像装置の概要を示す図であ
る。

【図２】図２（ａ）及び（ｂ）は、本発明の現像装置の
トナー層厚規制部材領域における電界の状態を示す図で
ある。

【図３】図３は、本発明のトナー担持体の一例を示す図
である。

【図４】図４は、本発明のトナー層厚規制部材の一例を
示す図である。

【符号の説明】

１…トナー容器、２…トナー、３…アジテータ、４…補
給ローラ、５…トナー担持体、６…トナー層厚規制部
材、７…静電潜像保持体（感光体）、３１…芯金、３２
…誘電体層、４１…支持体、４２…誘電体層、Ｖc …ト
ナー層厚規制部材の電位、Ｖr …トナー担持体の電位、
Ｅ…Ｖc ＞Ｖr 時の電界、Ｅ’…Ｖc＜Ｖr 時の電
界。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー担持体にトナーを供給し、その供
給されたトナーとトナー層厚規制部材によって均一な薄
層として該トナー担持体上に形成した後、その薄層のト
ナーで静電潜像保持体上の静電潜像を顕像化する静電潜
像現像装置において、前記トナー担持体及びトナー層厚
規制部材の表面に、同一材料の誘電体層を設けると共
に、該トナー層厚規制部材表面の誘電体層の膜厚が、該
トナー担持体表面の誘電体層の膜厚よりも薄く形成され
たことを特徴とする静電潜像現像装置。
【請求項２】前記トナー層厚規制部材の誘電体層の膜
厚が、前記トナー担持体の誘電層の膜厚の８０％以下で
あることを特徴とする請求項１記載の静電潜像現像装
置。