JPH0398068A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子写真方式を利用したプリンタ等の現像装置
に関する。

［従来の技術］ 電子写真等の画像形成装置においては一般的に静電潜像
を保持するための電子写真感光体に対して現像装置の現
像剤担持体、一般にはスリーブを一定間隙を設けて配置
し、両者間に適当なバイアス電圧を印加し、現像を行う
。

従来、この種の装置のひとつとして現像スリーブに直流
バイアスに交流バイアスを重畳させた電圧を印加して現
像を行なう方法が特開昭５５−１８６５９等に提案され
実用化されている。

これは、交流電界を現像部に印加することによりトナー
粒子が潜像とトナー担持体との間で往復運動を行ないそ
の過程で１ヶ１ヶの粒子にほぐされ現像効果が高くなり
、静電潜像画像部にトナーが緻密に付着することが可能
となって、優れた再現性、鮮明さが得られるものである
。

以下に、絶縁性１成分磁性現像剤を用いた画像形成装置
について第６図を用いて説明する。

第６図の潜像担持体１０１は、直径６０．Ｏφの感光体
ドラムであり１次帯電器（不図示）で負に一様に電位Ｖ
，に帯電された後に、レーザービーム等の手段で露光し
ネガ潜像（電位ＶＬ）を形成する。この潜像を現像装置
により反転現像する。ここで反転現像とは、電荷を減衰
した部分に主としてスリーブとの摩擦により潜像極性と
同極性（負）に帯電した一成分磁性現像剤で現像するも
のである。上記現像装置は、マグネットロール１１１を
内包したアルミニウム．ステンレス等の非磁性金属から
成る直径３２．Ｏφの円筒スリーブ１０２を有し、スリ
ーブと一定間隔、この場合約２５０μｍを保って設けた
鉄等の磁性ブレード１０５とマグネット１１１で形成す
る集中磁界によって絶縁性１成分磁性トナーＴを所定の
トナー層１０３を形成する。その後潜像担持体１０１に
近接しスリーブ１０２と潜像担持体１０１との間の電界
により現像する。スリーブ１０２には、電源１０８によ
り第７図に示されるような直流成分Ｖｄｃに交流成分（
ピーク・トウ・ピーク電圧Ｖ．−ｐ，周波数ｆ）の矩形
波を重畳したバイアスを印加する。

時間ｔ，ではスリーブからドラム方向にトナー粒子を転
移させる電界が形成され、ｔ２では、ドラムに転移した
トナー粒子を逆にスリーブに戻す方向に電界が形成され
る。

このように交互電界が印加され、トナー粒子がスリーブ
とドラム間で転移、逆転移をくり返して現像過程が進行
し、ドラム、スリーブ間がその曲率により離れるにつれ
て収束するので、画像濃度が高く、地力ブリの少ない画
像を得ることができる。交流バイアスとしては周波数は
１０００〜２０００Ｈｚ，電圧は１１００　Ｎ１８００
Ｖｐ−，程度に設定ざれるのが通常である． 第６図の装置で、潜像担持体１０１の非画像部電位Ｖａ
を−７００Ｖ、画像部電位ＶＬ　を−ＩＯＯＶとし、潜
像担持体１０１と現像スリーブ１０２は３００μｍの間
隔を保って対向している。現像バイアス１０８として直
流バイアスＶｄｃを−５００Ｖ，交流バイアス１’　８
　０　０　Ｖｐ−．、１８００Ｈｚを印加して、画像形
成を行なうことにより、べ夕黒画像濃度１．３０Ｄ，そ
してライン再現性の良い画像を得ることができる。

［発明が解決しようとしている課題］ 最近、コンピューターの出力端末としてレーザービーム
プリンター等の電子写真方式プリンターの個大ユーズと
しての需要が高まっており、画像形成装置も小型化する
ことが必要となっている。

そして現像装置をコンパクトにするためには、現像スリ
ーブも小さくする必要があり、直径１６．０φ等の小さ
い径のスリーブを使用することが多くなっている。

しかしながらこのような小径スリーブを用いた場合、従
来の３２．０φスリーブ等に比べて当然画像形成に要す
るスリーブ回転数が多くなる。

（画像形成に要するスリーブの回転数はスリーブの直径
と反比例する。） 特にこのような小径スリーブを、画像形成スピードの速
い装置に適用する場合、スリーブの回転速度、回転数と
もに大きくなってしまう。

従って、トナーのチャージアップが生じ易くなり、濃度
低下を起こすという問題があった。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、表面が導電性徴粒子を含有した樹脂層
である現像スリーブを用いて現像を行なうことにより、
直径２０φ以下の現像スリーブを使用した現像装置にお
いても、さらには、小径スリーブを用いた画像形成スピ
ードの速い装置においても画像濃度の高い現像装置を得
るものである。

［実施例コ １成分現像装置では絶縁性１成分トナーは主にスリーブ
との摩擦により電荷を付与されるが、従来の金属非磁性
スリーブを用いた場合、スリーブ表面にトナーに含まれ
る微粉（粒径５μｍ以下）が静電的に強く付着し、いわ
ゆるチャージアップが生じるため、現像に寄与すべき正
常粒径のトナーの帯電が不十分になって濃度低下を起こ
す現象が生じていた。これは、本発明者等が検討したと
ころ、金属スリーブの表面に酸化被膜が形威されている
ために、微粉のチャージアップが生じることによるもの
と推測される。

そして、小径のスリーブを用いた現像装置においては、
画像形成に要するスリーブ回転数、速度が大きくなるた
めにトナーのチャージアップが生じ易くなり、画像濃度
低下を起こしていた。

これを解決するためには、現像スリーブ近傍のチャージ
アップした微粉トナーのスリーブとの間に働く鏡映力を
何等かの方法で除去あるいは軽減すればよいと考え、微
粉トナーのチャージアップをスリーブにリークさせるこ
とにより軽減させようとした。

すなわち、第２、３図に示すように直径１６φのスリー
ブ表面に、導電性徴粒子を含有する樹脂層２１を有し、
導電性微粒子と樹脂による２次粒子２３が表面に突出し
ており、しかもこの膜２１の体積抵抗率が１０２〜１０
−３Ωｃｍであるようなスリーブを用いることによって
トナーとスリーブ表面との接触抵抗を小さくしてトナー
のチャージアップをリークさせるものである。導電性徴
粒子として、導電率の高い平均粒径２０Ｊリミクロン程
度のカーボン微粉末を使用し、バインダーとしては熱硬
化性のフェノール樹脂を使用し、次に示す処方の導電樹
脂ペーストを作った．（処方１） 樹　　脂・・・フェノール樹脂　　　　５０重畳部カー
ボン−ＣＯＮＤｔｌ（：ＴＥＸ　９７５　［ＩＢ　　　
　５０重畳部（コロンビアカーボン社） 稀釈剤　・・・メチルアルコール その他　　　メチルセロソルブ２５０重畳部上記導電ペ
ーストをディピング法、あるいはスプレイ法によって現
像スリーブ基材２２（第２図、第３図参照）表面にコー
トし、約４μｍの導電性樹脂層を形威し、熱硬化を行な
って現像スリーブを得た。

その特性としては、導電性樹脂層２１　（第２、第３図
参照）の体積抵抗が５Ｘ１０−２Ωａｍであり、また最
表層部は微視的にはカーボンと樹脂による２次粒子２３
が砂利道状になるように分布しており、マクロ的には、
その表面枇度ＪＩＳ規格の平均粗さＲａが１．０μｍで
ある。

直径１６．０φのアルミスリーブに上記導電樹脂をコー
トした現像スリーブを用いた現像装置を第１図Ｃ示す。

木実施例では、感光体ドラム１の直径３０．Ｏφ、そし
て画像形成スピード（ドラム周速）の４ｍｍ／ｓｅｃの
画像形成装置を用いて、プリントした。感光体ドラム１
上の潜像電位を非画像部Ｖｄ＝−７００Ｖ，画像部ＶＬ
＝−１００Ｖとした。ドラム１と現像スリーブ２は３０
０μｍの間隔を保って対向し、現像スリーブ２には現像
バイアス８として、直流バイアスＶｄｃ　（−　５　０
　０　Ｖ　）に交流バイアス（１　３００Ｖｐ−，，１
　５００Ｈｚ）を重畳して第６、７図で説明したように
して静電潜像の現像を行なった。その結果、べ夕黒画像
濃度が１．４０Ｄと十分に高い画像を得ることができた
。

尚、４は容器、５は１成分磁性現像剤Ｔのスリーブ上で
の厚みを現像部でのスリーブ、ドラム間間隙よりも薄く
なるように規制するブレード、１１は固定磁石である。

本実施例では、実施例１よりも特に低湿下に於いてトナ
ーのチャージアップを防止し、トナーの帯電を均一にす
る効果を更に確実なものにするために微粉の現像剤担持
体の機械的吸着力を弱める観点から現像剤担持体の表面
に固体潤滑性のある導電性微粒子としてグラファイトカ
ーボンを混入した。次の処方の導電性ペーストをスブレ
イ法により、アルミニウムの鏡面スリーブ表面にコート
し、膜厚５μｍの導電性樹脂層を形成した。この膜の体
積抵抗は５．ＯＸ１０’Ωａｍである。

（処方２） 樹　　脂　・・・フェノール樹脂　　　５０重畳部カー
ボ：／　　−（：ＯＮＤＵＣＴＥＸ　９７５　ＵＢ　　
　１０重畳部（コロンビアカーボン社） グラファイト・・・日本黒鉛製ＣＳＰ４０重畳部平均粒
径５．０μｍ 稀釈剤　　　　・・・イソブロビルアルコール　　　　
　　　　２５０重畳部上記現像スリーブを用いれば第１
実施例１で得られた効果に加え、さらに低湿環境下にお
いてトナーの帯電が安定する。

そして、耐久によっても種々の効果を接続させることが
でき、安定した画像を得ることができる。

なお、実施例では熱硬化樹脂を用いて説明したが、エボ
キシアクリレート、ウレタンなどの光硬化樹脂カゼイン
などの水系高分子，にかわ，Ｔｉ０２　，ＳｎＯ２，Ｓ
　ｉアルコキシド系の導電性セラミックスをバインダー
に分散して本発明に通用した場合も同様な効果を得た。

また、導電性徴粒子として実施例には導電カーボンを用
いたが、金属微粒子を用いた場合も本発明の論理から成
立する。

また、導電性含有樹脂層の平均の体積抵抗は１０２〜１
０−３Ωｃｍの範囲であれば成立する。

本実施例では、第４図、５図のように現像剤規制部材と
して厚さ１．０ｍｍのウレタンゴムを用いた弾性体ブレ
ード１５を現像スリーブ２に当接させた現像装置を用い
て画像形成を行なった。

現像スリーブ２としては第２実施例と同じ導電性樹脂コ
ートスリーブを用いその他の条件は、実施例１．２と同
様である。

このような構成の現像装置では、規制部材１５によりト
ナーの摩擦帯電効果を高めることができるので、高温環
境においても、トナーに十分な電荷を与えることができ
、濃度の高い画像を得ることができた。

なお、実施例では、負帯電性の１成分高抵抗磁性トナー
を用いて説明したが本発明は正帯電性の磁性トナー　そ
して非磁性の１成分トナーにも適用できるものである。

［発明の効果］ 以上説明したように表面が、導電性徴粒子を含有した樹
脂層である現像スリーブを用いて現像を行なうことによ
り、直径２０φ以下の現像スリーブを使用した現像装置
においても、さらには小径スリーブを用いた画像形成ス
ピードの速い装置においても濃度の十分高い画像が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した現像装置の説明図。 第２図は本発明の現像スリーブ断面図。 第３図は第２図の斜視図。 第４図、第５図は本発明の他の実施例の説明図。 第６図は従来の絶縁性１成分現像装置の説明図。 第７図は、潜像、現像電位設定を示す。 ２１は本発明の導電性樹脂層 ２２は現像スリーブ基体 ２３は導電性微粒子と樹脂による２次粒子４は現像剤ホ
ッパー Ｔは現像剤 １１は現像マグネット ２は本発明の現像スリーブ ５は現像剤規制部材 １は感光体ドラム １５は弾性体ブレード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、表面に導電性微粒子を含有した樹脂層を有し、樹脂
   層の体積抵抗が１０＾２〜１０＾−＾３Ωｃｍの範囲で
   あり、最表層部が凹凸状になるように導電性微粒子と樹
   脂との２次粒子が分布している直径２０ｍｍ以下の円筒
   である現像剤担持体に、１成分現像剤を供給し、規制部
   材により現像剤層を形成した後に、静電像保持体と現像
   剤担持体とを微少な間隔を保って対向させて現像を行な
   うことを特徴とした現像装置。