JPH07117788B2 - 一成分現像方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 発明は、一成分トナーを現像剤として用いた現像方法に
関する。

（従来の技術） 一成分トナーを用いた現像方法として、例えば文献：特
公昭62-12510公報に開示される技術が知られている。

上述の公報に開示される技術によれば、トナー担持体と
静電潜像担持体との圧接面において、夫々の担持体を同
方向に移動させ、かつトナー担持体表面の移動速度を
V_D、静電潜像担持体表面の移動速度をV_Pとして、V_D／V_P
の値を1.1〜1.5に設定するものである。従って、静電潜
像担持体表面の移動速度V_Pに比して、トナー担持体表面
の移動速度V_Dを大きくすることにより、両担持体の圧接
面に相対的な移動を生じさせる。

このような相対的移動により、静電潜像担持体とトナー
担持体との間で摩擦を生じさせ、トナー供給量の増大、
及び静電潜像担持体表面に発生するコロナ生成物と付着
力の弱いトナーとを機械的に除去することが可能とな
る。

（発明が解決しようとする課題） 上述した説明からも理解できるように、従来の現像方法
は、トナー担持体を静電潜像担持体に圧接させ、かつ静
電潜像担持体表面の移動速度に対してトナー担持体表面
の移動速度を大きくすることにより相対的移動を生ぜし
めるものである。しかしながら、上述の方法を利用した
電子写真記録装置において、静電潜像担持体の速度に比
してトナー担持体の移動速度を高くする必要が有る。こ
れがため、駆動系としてパワーの有る機器を具える必要
が有り、電子写真記録装置の大型化を招き、装置価格の
低減を図ることが難しいという問題点が有った。

この発明の目的は、上述した従来の問題点に鑑み、優れ
た画像を実現するに当って、電子写真記録装置の大型化
を回避し、装置価格の低減を図り得る一成分現像方法を
提供することに有る。

（課題を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明の一成分現像方法
によれば、帯電した非磁性一成分トナーをその電荷によ
る自己鏡像力によってトナー担持体の表面に付着させ、
このトナー担持体を静電潜像が形成された静電潜像担持
体に圧接させて、静電潜像を現像するに当たり、 トナー担持体のトナー搬送量を0.6〜1.2mg/cm²に設定す
ると共に、トナー担持体の表面の移動速度V₁と静電潜像
担持体の表面の移動速度V₂との比を0.6≦V₁／V₂≦0.9に
設定する ことを特徴としている。

（作用） この発明の一成分現像方法によれば、上述した速度比の
範囲内でトナー担持体の表面の移動速度を、静電潜像担
持体の表面の移動速度よりも遅く設定する構成と成って
いる。これがため、従来の方法に比して、静電潜像担持
体側の移動速度を同一とした場合、トナー担持体表面の
移動速度の低下を図ることにより、トナー担持体の所要
動力の低減を図ることができる。また、上述した速度比
の条件下で、トナー担持体のトナー搬送量を上述の範囲
に設定しているため、良好な記録を行うことができる。

（実施例） 以下、図面を参照して、この発明の一成分現像方法の実
施例につき詳細に説明する。尚、以下の説明及び図面に
おいては、この出願に係る発明者らが最近提案している
装置を例示して説明する。また、当該装置構成を含め
て、この発明の理解を容易とするため、材料、形状、数
値的条件、配置関係及びその他特定の条件を例示して説
明するが、この発明は、これら条件にのみ限定されるも
のではないことは明らかである。さらに、この実施例に
おいては、静電潜像担持体及びトナー担持体をロール形
状として構成した場合につき説明する。従って、この実
施例において、この発明の要件となる移動速度とは、こ
れら部材の周速に相当するものである。

まず始めに、第２図を参照して、この発明の方法を実施
した現像装置の全体構成につき説明する。

第２図は、この実施例で用いた現像装置を説明するた
め、概略的な装置断面により示す説明図である。同図
中、断面を示すハッチングは一部省略して示す。また、
以下の説明において、現像剤として機能するトナーには
同一の符号を付して包括的に示すものとする。

まず、トナー容器11中にはトナー13が収納され、当該容
器11の下方にはトナー補給ローラー15が配設されてい
る。このトナー補給ローラー15は、例えばウレタンフォ
ームまたはその他の弾力性を有する発泡材料を金属芯の
周囲に表面層として被着形成したものであり、当該ロー
ラー15の表面には、トナー13が連続的に供給されるよう
に設置される。

また、上述のトナー補給ローラー15は、図中、矢印ａを
付して示す方向に回転駆動される。このトナー供給ロー
ラー15の回転に伴ない、当該ローラー15の表面に供給さ
れたトナー13が現像ローラー17との接触面に搬送される
（現像ローラー17の構成については後段で詳述す
る。）。さらに、このトナー供給ローラー15と接触して
設けられた現像ローラー17は、図中、矢印ｂを付して示
す方向に回転駆動されている。従って、これら２つのロ
ーラーの接触面で、上述したトナー13が慴擦されること
により帯電し、その電荷による自己鏡像力によって、現
像ローラー17の表面に付着する。尚、このトナーはその
電荷による自己鏡像力によって現像ローラー17の表面に
付着させるタイプであることから明らかなように非磁性
のトナーである。

また、この現像ローラー17に付着したトナー13は、上述
した矢印ｂ方向の回転に従って搬送される。この方向下
流側には、耐摩擦性を考慮してウレタンゴムまたはその
他の材料から構成されるトナー層厚規制部材19が設けら
れる。このトナー層厚規制部材19は加圧手段21によって
現像ローラー17の表面長手方向に亙って一様な押圧を以
って当接されている。これがため、トナー13が１〜２層
程度の均一な薄層として形成され、同時に、トナー層厚
規制部材19と現像ローラー17との間で、さらに、慴擦さ
れて帯電することとなる。

このようにして、充分に帯電されたトナー13は、現像ロ
ーラー17の回転に従って、さらに下流側に搬送され、当
該ローラー17と静電潜像担持体23とが当接する部分に達
する。この静電潜像担持体23は矢印ｃで示す方向に回転
駆動され、当該担持体23の表面には、図示していない静
電潜像形成手段によって潜像が形成されている。この実
施例で用いた静電潜像担持体23は、アルミ系の支持体上
に、キャリア発生層とキャリア輸送層とを順に塗布した
有機系感光体によって構成した。現像を行なうに当って
は、上述の当接部分において、現像ローラー17の表面に
付着した薄層状のトナー13が静電潜像担持体23表面の潜
像と接触することにより可視像化される。また、この現
像に寄与しないトナー13は、現像ローラー17の回転に従
って、再度、トナー補給ローラー15まで搬送され、回収
される。

さらに、上述した現像プロセスにおいて、現像ローラー
17及び静電潜像担持体25にはバイアス電源25により、夫
々、所定の電圧が印加されている。

次に、図面を参照して、この実施例の現像装置に具えら
れる現像ローラーにつき説明する。

第３図は、第２図を参照して説明した現像装置の現像ロ
ーラーのみを拡大して、概略的な断面により示す説明図
である。尚、同図中、断面を示すハッチングは省略して
示す。

この実施例の現像装置に用いた現像ローラー17は、静電
潜像への電荷注入を防止するため、導電性支持体27の表
面に弾性電気抵抗層29と弾性絶縁層31とを順次具える構
成と成しており、これらの層29と31とにより弾性トナー
担持層33が構成されている。

これら各部材の寸法につき詳述すれば、導電性支持体27
は直径８（mm）の金属芯とし、当該支持体27の外周面に
ゴム硬度30°（JISA）、体積抵抗率約10⁴（Ω・cm）の
導電性を付与したクロロプレンゴムを被着して弾性電気
抵抗層29を形成する。この層29の弾性は、静電潜像担持
体23との好適な接触幅を当接面の長手方向に亙って均一
に取るため、上述のゴム硬度としたが、約60°（JISA）
以下、好適には40°（JISA）以下とすれば良好な現像を
行なうことができた。

然る後、この弾性電気抵抗層29の外周面にウレタン系塗
料（「レタンPG-80」，関西ペイント（株）社製，商品
名）を約20〜100（μｍ）の範囲内の所定の膜厚として
均一に塗布形成する。このようにして作製した現像ロー
ラー17の最終仕上り寸法は外径約20（mm）である。ま
た、この実施例で用いたマイナス型の電荷制御剤を含有
したスチレン系トナーの粒径が９〜12（μｍ）程度であ
ることを考慮して、表層部に相当する弾性絶縁層31の表
面粗さは0.5〜５（μｍR_Z）程度の範囲内とした。

以下、この発明の方法の実施例として、第２図に示す現
像装着を実際に動作させた際の条件及び現像を行なった
結果につき説明する。

まず、静電潜像担持体23と現像ローラー17とが当接する
接触幅が約２（mm）となるように配置し、静電潜像担持
体23の周速を約50（mm/S）で一定の移動速度V₂とし、現
像ローラー17の周速を後述する所定の範囲内の種々の移
動速度V₁として、夫々の方向（第１図参照）に回転駆動
させた。

また、静電潜像の形成に当っては、図示していない帯電
手段により静電潜像形成手段によってマイナス極性を以
って一様均一な帯電を行ない、やはり図示していない静
電潜像形成手段により、ネガ型の静電潜像を形成した。

ここで、静電潜像担持体23を上述の移動速度とし、現像
ローラー17の移動速度を種々に変化させた場合の記録濃
度につき図面を参照して説明する。

第１図は、この発明の実施例の方法を説明するため、縦
軸に光学的記録濃度を採り、横軸には、上述した静電潜
像担持体23の移動速度V₂と現像ローラー19の移動速度V₁
との比（V₁／V₂）を採って示す特性曲線図である。ま
た、同図中、曲線Ｉは前述したトナー層厚規制部材19の
圧接力を加圧手段21によって調節し、トナー搬送量を0.
9（mg/cm²）とした場合の結果を示し、曲線IIは、同様
にして、当該搬送量を0.4（mg/cm²）とした場合の結果
を示す。

これら２つの曲線からも理解できるように、移動速度の
比が１（現像ローラー19と静電潜像担持体23との移動速
度が等しい）である場合、光学的記録濃度は最も低い。
これに対して、前述した公報に開示されるのと同様に、
移動速度の比を１よりも高くするに従って記録濃度は向
上し、特に曲線Ｉの場合では、当該濃度が約1.5で概ね
飽和に達することが理解できる。

これに対して、この発明の方法により、移動速度の比を
１よりも低くすれば、当該比が0.8程度までは記録濃度
の向上が見られ、さらに低くすることにより、記録濃度
の低下が見られる。

この結果からも理解できるように、記録濃度は、単に静
電潜像担持体へのトナー供給量を高めること（トナー担
持体の移動速度を高める場合に相当）によってのみ達成
されるものではない。即ち、トナー担持体と静電潜像担
持体との各々の移動速度を異なったものとすれば、この
発明の方法のように、トナー担持体の移動速度に比べて
静電潜像担持体の移動速度を大きくし、トナーを挟ん
で、これら２つの担持体同士の摩擦を生じさせれば、実
用に充分な記録濃度を達成し得る。

ここで、画像の黒色部分に相当するベタ部に必要とされ
る記録濃度が約1.2以上であるとすれば、トナー搬送量
が0.9（mg/cm²）である曲線Ｉの条件の場合、移動速度
の比は0.6〜0.9または1.1以上の範囲に設定するのが好
適である。さらに、トナー搬送量が0.4（mg/cm²）であ
る曲線IIの条件の場合、前述した記録濃度が約1.2（mg/
cm²）以上となる移動速度の比は1.5以上であることが理
解できる。

また、このような一成分現像方法の場合、上述した２つ
の担持体同士を圧接させた状態で回転駆動を行なう。こ
れがため、係る現像方法を実施するに当って、例えば、
同じモーターを使って、現像ローラーの回転を上げて記
録していくと、画像の伸び縮みや濃度ムラの発生が認め
られた。この原因につき考察すれば、負荷トルクと回転
数との積で示される所要動力が増大することにより、結
果としてモーターのトルク低下を来し、回転ムラを生ず
ることに起因する。即ち、夫々の相対速度の比V₁／V₂を
１よりも小さくすることにより、装置の大型化（または
駆動系への負荷の増大）を回避し、低価格化を図ること
ができる。ここで、当該条件下で充分な記録濃度を得る
ためにはトナー搬送量を0.6（mg/cm²）以上に設定する
のが好適であった。但し、トナー搬送量を増大させるに
従って、地汚れの発生頻度も高くなるため、上述の搬送
量は1.2（mg/cm²）以下程度とすることにより、良好な
結果を得ることができた。

これらの試験結果をまとめれば、この発明の現像方法の
実施例においては、トナー担持体と静電潜像担持体と
の、夫々の移動速度の比V₁／V₂を0.6〜0.9程度の範囲
内、トナー搬送量を0.6〜1.2（mg/cm²）程度の範囲内に
設定するのが好適であった。

以上、この発明の実施例につき詳細に説明したが、この
発明の一成分現像方法は、この実施例にのみ限定される
ものではない。

この実施例で用いた装置として、特定の材料及び配置関
係を例示し、導電性カーボンにより導電性を付与した弾
性電気抵抗層と、弾性絶縁層とを具える現像ローラーを
参照して説明した。しかしながら、これら２層により弾
性トナー担持層を構成する代わりに、従来知られている
１層構成の現像ローラーとしても、上述と同様な効果を
得ることができる。

これに加えて、例えば静電潜像担持体、トナー層厚規制
部材、トナー補給ローラーのように、現像ローラーを除
く構成成分についても、装置設計に応じて、種々の変更
を加えることができる。

これら材料、形状、数値的条件、配置関係及びその他特
定の条件は、この発明の目的の範囲内で、設計に応じ、
任意好適な変形及び変更を行ない得ること明らかであ
る。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この発明の一成分
現像方法によれば、前述した速度比の範囲内でトナー担
持体の表面の移動速度を、静電潜像担持体の表面の移動
速度よりも遅く設定することにより、従来の方法に比し
て、静電潜像担持体側の移動速度を同一とした場合、ト
ナー担持体の所要動力の低減を図ることができる。ま
た、上述した速度比の条件下で、トナー担持体のトナー
搬送量を上述の範囲に設定しているため、良好な記録を
行うことができる。

従って、優れた画像を実現すると共に、電子写真記録装
置の大型化を回避し、装置価格の低減を図り得る一成分
現像方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の方法の実施例を説明するため、移
動速度の比と光学的記録濃度との関係を示す特性曲線
図、 第２図は、この実施例で用いた装置を概略的装置断面に
より示す説明図、 第３図は、この実施例で用いたトナー担持体の構成を説
明するため、概略的断面により示す説明図である。 11……トナー容器、13……トナー 15……トナー補給ローラー 17……現像ローラー（トナー担持体） 19……トナー層厚規制部材、21……加圧手段 23……静電潜像担持体、25……バイアス電源 27……導電性支持体、29……弾性電気抵抗層 31……弾性絶縁層、33……弾性トナー担持層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】帯電した非磁性一成分トナーをその電荷に
   よる自己鏡像力によってトナー担持体の表面に付着さ
   せ、該トナー担持体を静電潜像が形成された静電潜像担
   持体に圧接させて、前記静電潜像を現像するに当たり、 前記トナー担持体のトナー搬送量を0.6〜1.2mg/cm²に設
   定すると共に、前記トナー担持体の表面の移動速度V₁と
   前記静電潜像担持体の表面の移動速度V₂との比を0.6≦V
   ₁／V₂≦0.9に設定する ことを特徴とする一成分現像方法。