JPS5857164A - 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】 本発明Ｆｉ汲写機、情報記録装置等の両像形成機器に適
用６れる乾式現像装置に胸する。更に詳しくは、現像剤
支持部材表面に粗面化・硬質化処理を施し九埃像装置に
係わる。

従来−成分磁性トナーを使用する３Ｊ！ｅ方法としテハ
、米国特許！　３．９０９．２５８号明細書等Ｋ　ｉｇ
　示されている導電性磁性トナーによる現像方法が知ら
れておシ、又、広く用いられて帆る。しかし、かかる現
像方法においては、トナーは本質的に導電性である事が
必豐であり、導電性トナーは、潜像保持部材上のトナー
像を最終画像支持部材（例えば普通紙勢・）Ｋ電界を利
用して転写する事が困難であった。

そこで、本件出願人は、先に従来の一成分磁性トナーに
よる８を像方法σ〕、かかる欠点を解消するｌ＃現な現
鑞方法を提案し九（例えば特開昭５５−１８６５６号及
び５５−１８６５９号等）。　これは、内部に磁石を有
する円筒状の現像剤支持部材上に絶−性磁性トナーを均
一に塗布し、これを潜像保持部材に接触させる事なく対
向せしめ、現像するものである。この時、現像剤支持部
材と、＃像保持部材の基銀導体との間に低周波交番電圧
を印加し、トナーｔ−現像剤支持部材と潜像保持部材の
関で往復運動させることによ！りｊｉｌｔカブリのない
かつ階調性の再ｆｉ［すぐれ、Ｉｉｉ像端部の細シのな
り良好な現像を行なうことができる。この携謔方法では
トナーはｌＩＡ縁体であるため転写が容易である。

かかる現像方法においては、トナーを現像剤支持部材上
に均一に塗布することがきわめて重要である。すなわち
現像剤支持部材上のトナ一層が過剰に厚くなると、トナ
ーがｍｃｔ保持部材にこすシ付けられるばかりでなく、
現像剤支持部材との摩擦によるトナーの摩擦帯電も不十
分になｈａ＜、一方、トナー像かうすくなると、現像に
供δれるトナーの量が不足するため、現像像の１１１度
が不満足なものとなる。

３Ｊ＃剤支持部材上に均一なトナ一層を形成する方法と
しては、第１図及びＭｃ２図にボすようなトナー容器出
口Ｋｆｉａ布用のブレードを用いる方法がある。

第１図に示すものは、ゴム等の弾性ブレードｌを現像剤
支持部材２に圧接し、これによってトナ一層３の厚みを
規制するものである。

ａＩ２図に示すものは現像剤支持部材２ＫＦＰ３接され
た固定磁石４の一つのａ砺ＮＩＫ対向する位置に、磁性
体より成るブレード１を設け、＊ｍ極と磁性体ブレード
間の一力ＩＩ！に沿ってトナー３を穂立させ、これをブ
レード先端のエツジ部で切ることによシ、磁力の作用金
利用して、トナ一層の厚みを規制する本のである（例え
ば特開昭５４−４３０３７号参照）。

これらの方法によｐ現像剤支持部材２上に、＃よぼ均一
なトナ一層３に作ることがｅ１能となった。

しかし長期にわたって実用上均一なトナ一層を、上記現
像剤支持体上に安定に形成する事か困難な場合も、実験
上見出された。殊ＶＣ着しくｄ動性ｅ）悪いトナーを用
いた場合、父＃−を凝ｊＩｋを生じたトナーを吊込た場
合寺には、均一々トナ一層をつくる事が一層困一とｔｋ
す易かった。現像剤支持部材２（以下スリーブと称す）
上のトナーの層厚にムラがあると瀬ｍ＊にムラを生じ、
良好な画像を望めない。

とのムラ対策として非常に有効な方法として、本件出願
人は、さらに新規な現像装置を提案した（％願昭５５−
１６４５３号）。これは、上記スリーブ面のその移動方
向ＶＣ沿って、凹凸を設けることＫより、塗布ムラを防
止するものである。スリーブ面の、その移動方向に沿っ
ての凹凸がムラに対して有効な理由は、スリーブ面とト
ナー間の摩擦力が増えてスリップがしづらくなりブレー
ドからのトナーの押し出し力か安定したこと、及び、ス
リーブ周方向の凹凸によってブレード上流部のトナー溜
りに周期的な微伽動が与えられ、トナー塊がほぐされて
、トナーがさらさらの状態になったためと考えられる。

例えば、上記スリーブとして、ステンレス（ＳＵＳ３０
４）スリーブ上に、粒度参６００の不定形粒子でサンド
ブラスト処理をした表面粗面化スリーブを用いて、画用
し耐久を行なったところ、ムラは発生しなかった。

ところが、この現像器を使って連続的Ｋｍｍ出出を行っ
たところ、以下の現象が発生した。

（１）　　極端にトナー消費量の少なＡ白地の多＾Ｉｊ
ｊＬｓのコピーを３００〜５００枚続けたところ、　Ｉ
Ｉ＆Ｉｉ像濃度りは１．１から０．９へと低下していた
。

＋２＋　　Ｉｉ！Ｉｉ像ａ直が低下した現曽塁で連続的
に縄地コピー（全面Ｍ）をし九ところ、３０〜５０枚続
けたところから一鐵濃ｋが１．１に回復し始めた。

（３）　　又、スリーブ上に点状及び周方向に平行ＫＩ
Ｍ状にトナー融層が発生した。これは圧力定瑠用トナー
を使１）Ｉ　した場合％に顕著であった。

（４）　　普通原稿で数万枚連続コピーを続けたところ
、実用上問題を生じないが若干のムラを発生した。

そこで、まず土に、（１）の画像濃度の低下したスリー
ブ表面のトナーの粒径を漏電したところ粒径１〜５μの
トナーが主体であり、ホッパー内のトナー（平均粒径８
〜１３μ）と較べて明らかに粒径が小さく々っておシ、
このトナー粒径の変化によって画像濃度の変化が起こる
ことが解った。これは、トナーがスリーブとの摩擦によ
ってｔｍを与えられると鏡映力によってスリーブ上ｔｉ
ｃｅ、引す１が、このとき微小トナー（１〜５μ）の方
が平均的（８〜１３μ）トナーより吸引力が大きいため
、微小トナーがスリー１表面に薄くコーティング逼れて
しまうからである。このため、最も現像に寄与する５μ
以上のトナーはスリーブとの摩擦が充分に行なわれず電
荷を付与されな＾。このことＫよシ画潅濃度は徐々に低
下する。微小トナーの鏡映力によるスリーブコーティン
グを抑えるためには、スリーブ表面を絶縁性にするとよ
りことがわかった。

父、（３）のトナーＭ！ｉ着を走査型電子顕微鏡で観察
すると、スリーブ面の微−な無数の突起部にトナーがな
すり付けられる様に融着していることがわかった。

又帥紀（４）のスリーブ上の凹凸を調べたところ、長時
間の回転によってスリーブ表面の凹凸が摩耗しているこ
とがわかシ、摩耗によって若干のムラを生じてｉること
が判明した。この摩耗を防止するために＃′ｉスリーブ
表面を硬貴化するとよいことがわかった。

本発明の目的は、上記従来の欠点を解消し、現像支持部
材上面に常に安定に一様なムラのなり−ｈ現像剤薄層を
塗布形成し得るように改善し友現像装置を提供すること
Ｋある。

この目的を遜成する本発明とは、内部に磁界発生手段を
Ｍする現像剤支持部材上に、８！像剤の厚み規制部材に
よって一成分磁性現像剤を塗布しこれを＃遣保持部材に
対向させてｍ像を現像する装置にお＾て、触り塊＊剤支
持部材表山にｔンドプラスト処理を施して粗面化した後
、アルマイト処方 埴した現像装置である。

八 このように税像剤支持部材の表面に微細な凹凸を設ける
ことによ、９）ナーの搬送性の向上及び一様コーティン
グの安定性を図り、かつアルマイト表面とすることによ
り表面の硬質化を図り、これらによってトナー粒径の変
化による画像ａｌ＆の変化及びトナーの融着を防止し、
塊曽剤支持部材表面の摩耗を防いで、長ＪＪＪＪＫ亘っ
て安定した烏性能を発揮し得る現像装置を提供するもの
である。

以下図面１Ｃ澁づいて不発明の実施例を詳述する。

〔実施ｆｌｌｌＪ この実施例に用いる祝導器としてＦｉ第３図に示すもの
を用いた。第２図と同一の部材には同一の番号を付して
るる。マグネットロール４の磁−極の強さＦｉＮ、　＝
　８２０　ｇａｕｓｓ、　　Ｓ、　＝　８２０　Ｂｕｓ
ｓ。

Ｎ１＝８１＝＝Ｎ１＝Ｓ、＝５００１ａｕａｓ、　　−
Ｘリープ２とドラム５との関−を０．２５■、　スリー
ブ２とブレードｌとの間隙を０．２１１１１に保持した
。またバイアス′ｅＩＬ源６として、ＡＣにＤＣをＪｋ
ｆさせたものを用い、Ｖｐｐ　　（ピーｙ、　ッ　、　
ビ　／）”　１３００　Ｖ、　　　ｆ”　８００　Ｈｚ
。

ＤＣ＝＋１００ＣＶ）としてジャンピング穏鎗を行＾、
毎分３０枚のスピードで複写処理を行った。又スリーブ
２け、アルミニウムスリーブ上［不定形のプラスト砥粒
として参８００の炭化ケイ素を用藝、吹きつけノズル径
φ７．距４１００ｍ、空気圧３９２′−で約１分間サン
ドブラスト処理を行い、その後硫酸１５饅溶液中で陽極
酸化法によるアルマイト処理で表面に３０μのアルマイ
ト）ｍ２ｈｋ形成したものを使用した。砥粒として１４
０１１　ｂｉ　Ｏｔ　＃　Ｆｅｄ　Ｏ！ＩＴｉｅ！等も
用り得る。上記の麹酸の現像装置を用りて笑際ｙｃ漕−
面の埃像処塩を行ったところ、スリーブ２Ｊのトナーコ
ーティングは非常に良好であり、塗布ムラは生じなかっ
た。又スリーブ上にトナー融着を生ずることも無論。更
に上記スリーブで５万枚通紙したが、常時良好な画像が
得られ、ｌｌ１Ｉｉ像濃度低下も無い。又５万枚の通航
に対してもスタート時で表［１１１粗さ０．５声友りた
ものが、５万枚通紙の後も０５／１であり、全くスリー
ブ灯摩耗して論なくムラの発生はなかった。

これはスリーブ表面をアルマイトとし絶縁化しているこ
とによ−）てＩｊＩＩ−ｍｋ低下を防止しているこトド
、プ°ラスト後アルマイト処理して論るため最終スリー
ブ上の凹凸が鋭い突起が無くな９丸みを、帯びた形状と
なり、トナーがなす９つけられることが無く、融着を生
じなくなったためである。

この点、ガラスピーズや鋼球、フェライト球等の定形粒
子によるサンドブラストでもＳ様の効果が得られた。又
アルマイト処理によシスリーブ表面は硬化し、スリーブ
表面の摩耗も発生しない。

即ち本実施例を用りるならば前記従来の問題点は解消し
得るものである。

〔実施例２〕 前記篇３図の実施例の装置を用＾て、砥粒の粒スト処理
を行囚、スリーブ表面粗さを０．０５〜１０声にし、そ
の後スリーブ表面にアルマイト処理を行った。このスリ
ーブを用いて実験を行った。その結果、平均粗さが０．
１ｊ１以下でＦｉ粗さが充分でないためにトナーがスリ
ーブ上をスリップしてトナーの均一コートが行なわれず
、ムラを発生した。

更に８部以上ではムシの発生は全く無く、スリーブの表
面が粗過ぎてトナーはスリーブ上でスリップすることは
な論が、スリーブ上の凹の部分にトナーが人シ込むため
、スリーブとの摩擦が不充分となってトナーに＊荷を与
えず、トナーの現像能力が無くなシ、−像＃度の低い顕
画像しか得られなかった。又％に有効な表面粗さは０．
３〜３．０μテアリ、凹凸のピッチは５〜３０μであっ
た。

次に本実施例で、トナーを入れた状態てｊ１！に５００
　ｈｒａ窒１転した彼、−出しを行なったが、十はプ良
好な画像が侍られた。しかも走査型電子顕微鏡で表面を
観察したが、初期と同じ形状で一摩耗は全く見られなか
った。

〔実施例３〕 前記実施例の装置を用い、プラスト処理後アルマイト層
の厚みを槽々率化させて実験を行った。

その結果、アルマイト層の厚さが５μ以下では前処理で
あるプラストの凹凸をある一部分においてアルマイトが
被うことか困−となる。又５０部以上ではアルマイト面
が厚遇き゛て、下地のプラスト面の凹凸を消去し、スリ
ーブ表面は均一となるし、又静電保持面とスリーブ表面
との間の電界がＩＬ〈減少して、最初からＩＡ鎌作゛用
を抑えら九た４９両像となる。そのため、アルマイト層
の厚み＃ｉ５μ〜５０μ８度が有効である。又史にアル
マイトとして硬質アルマイトを使用することによシスリ
ーブの摩耗はより確実に抑えられるーとがわかった。

なお本実験におＶｈ７恢討した楓嫁器構成において＃ｉ
＋３００〜＃８００の砥粒を用＾た場合に特に良好な結
果が得られた◎ 上記実験では、トナーとしてポリエチレン１００重量部
に対して、磁性粉７０部、荷電制御剤２部を配合し、最
終的にシリカをｌチ外添した圧力定着用トナーを用いた
。因みに、用いる磁性トナーの平均粒径は５〜３０μ、
好ましく＃ｉ５〜１５ｊ１　である。

史に第３図に示した現像装置のように、トナ一層３の４
妊をスリーブ２と感光ドラム５との間隔（例えば］００
１１〜５００μ）よシも薄＜　（５０〜３００μ）Ｋ規
制し、スリーブ２．ドラム５間の交番電圧Ｖを印加して
両者間でトナーを往復動式せて現像する装ＷＩＬ＃Ｃあ
っては、表面粗さが４μ以上になるとトナーが四方に飛
び敏プ、ｌ１ｌＩｉ像再現性が悪くなる現象が確かめら
れた。これはスリーブ２とドラム５関にかけた交番電界
か凸部に泉中し、トナーが電界の彊い方に引き寄せられ
てしまうからである。

従って上記の椀し＃Ｃ７７法に本晃四を通用する場合に
は、表面粗さｄを０．１〜４Ａとすることが好適である
。

また上記スリーブは、ランダムな凹凸が全域にわたって
形成されてηるため、一義的に表面粗さを表現すること
は離しいが、−例として表面をテイラーホプソン社、あ
るいは小板研究所等で発売してｈる微小表面粗さ針によ
ｐ測定すると、ａ！４図のような波形か得られ、表面性
の管埋を行なうことができる。第４図で平均粗さＲ１＝
１．５ｓ。

ピッチェ１９声　である。

ここで表面粗さは、ＪＩＳ　１０点平均粗さくＲｚ）（
ＪＩＳ　ＢＯ６０１）　［よるものである。すなわち第
５図に示すように、断面樋−から基準長さｔだけ抜き取
った°部分の平均線Ａ［平行な直線て高い方から３番目
の山頂（図中■で示す）を通るものと深い方から３番目
の谷底（図中■′で示す）を通るものの、２直線の間隔
をマイクロメータ（μ講）で表わしたもので、基準長さ
ｔ＝０．２５−　とした、Ｉまた、ピッチは、凸部が両
側の凹部に則して０．１ａ以上の扁さのものを−りの山
として数え、基準長ａ０．２５■″の中にある山の数に
より、下記のように求めた。

２５０（ロ）７２５０色）Ｋ含まれる山の数（ロ）なお
上記実施例では、ステンレススリーブを用いたが、アル
ミスリーブ、鋼スリーブ等の非磁性スリーブが使用可能
である。

以上述べた如く、本発明では現像剤支持部材表面にす／
ドブラスト処理をして粗面化した後、アルマイト処理を
施すことにより、長期にわたって安定した高性能を発揮
し得る現謔装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の現ｉｌ！装置の断面図、第３
図は本発明の一実施例を適用した現像装置の断面図、！
４図はスリーブ表面の粗さを測定した波形図、第５図Ｆ
ｉ表面粗さとピッチの足ｄａ５！明図である。 図において、　　１・・・弾性ブレード、　　２°°・
現像剤支持部材、　　２ａ・−・アルマイト層、　　３
・・・トナ一層、　　４・・・固定磁石、　　５・・・
ドラム、　　６・・・バイアス電源、　を表わす。 出馳人　中ヤノン株式会社 代理人　　　丸　　島　　義　　−ｒ゛げし　−二・−
１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１　　内部Ｋａ界宛生手段を有する現像剤支持部材
   上に、現像剤の厚みｍｌＩｌｌｌ部材によって、−成分
   磁性現像剤を迩布し、これを潜像保持部材に対向施して
   粗面化した債、その表面をアルマイト処理したことを１
   ＃倣とする現像ｉ＆置。 ＋２１　　不定形粒子ＶＣより前記サンドブラスト処理
   を施すことをｔＩｆＩＩＬとする特許請求の範−第１項
   記載の現＠ｌ装置。 （３）定形粒子によシ前記サンドブラスト処理を施すこ
   とｆ：特徴とする特許請求の範囲第１項記載の現像ｉ＆
   置。 （４）前記３Ａ１＃剤叉持部材の最終的な表面粗６が、
   凹凸のピッチ２〜５０μ、平均粗さｄ　＝　０．１〜Ｓ
   ｓの＠面であることを特徴とする特許請求の範囲菖１項
   から纂３項のｂずれか１項に記載の現像装置。 （５）　　前記アルマイト処理によって形成されたアル
   マイト層は硬質アルマイトからなっていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項から！！４項のいずれか１項
   に記載の現像装置。 （６）　　前記アルマイト処理によって形成されたアル
   マイト層の厚みは５〜５０μであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項から第５項のいずれか１項に記載の
   ｉＡ像装置。 （７）　前記不定形粒子は炭化ケイ素、ｈｔ、ｏ。 ｓｔｏ＊、　Ｆ、０□ＴｌＯ，のいずれか１つであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲組２項に記載の現像装置
   。 （８）前記定形粒子はガラスピーズ、鋼球、フェライト
   球の内のｂすれか１つであることを特徴とする特許請求
   の範囲＠３項に記載の現像装置。