JP2000356903A

JP2000356903A - 現像装置

Info

Publication number: JP2000356903A
Application number: JP16890299A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sugano; 誠菅野; Makoto Kanai; 真金井; Hiromitsu Koizumi; 弘光小泉; Yukinori Sezaki; 幸典瀬崎
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1999-06-15
Filing date: 1999-06-15
Publication date: 2000-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】現像層形成部材への現像剤の静電的な付着を防
止し、発熱による現像剤の固着がなく、耐久性にも優
れ、均一な帯電を現像剤に付与しうる一成分現像剤の使
用に適した現像装置を提供する。【解決手段】静電潜像担持体１に面する現像領域へと
一成分系現像剤Ｔを搬送する現像剤担持体２と、該現像
剤担持体２表面に当接して現像剤Ｔの薄層を形成する現
像剤層形成部材３とを備えた現像装置において、現像剤
層形成部材３を弾性体３２で構成し、少なくとも現像剤
担持体２表面に当接する現像剤層形成部材３表面に好ま
しくは厚さ４０μｍ以下のガラス薄層３３を設けること
を特徴とする一成分現像装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一成分現像剤を用
いる静電潜像現像用の現像装置に関し、詳細には、現像
剤層形成部材への現像剤の静電的な付着を防止でき、耐
久性に優れ、帯電性が均一な現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の一成分現像方式においては、静電
潜像担持体１上に現像剤Ｔを供給する現像ロール（現像
剤担持体）２上に薄層の均一な現像剤層を形成する為
に、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように接触若しくは非接
触の層規制部材３４を用いていた。しかし、ウレタンゴ
ムや金属薄板などで構成された弾性体を含む層形成部材
３４を使用する際、現像剤担持体上の現像剤層の下層
は、現像剤担持体の現像スリーブとの接触により、十分
に帯電がなされる。これに対して現像剤層上層は、層形
成部材との接触による摩擦帯電により電荷が付与される
が、前記したような通常の層形成部材では、帯電電荷を
付与しにくく、現像剤層の上層下層において帯電量が大
きく異なり、画像濃度ムラ（現像ゴースト）や、地カブ
リといった不具合が生じた。

【０００３】また、現像装置内の現像剤同士の接触等に
より、規制部材通過後の薄層現像剤層の帯電分布が広が
り、逆極性現像剤によるカブリや画像劣化が発生した。
これを改善する為、特開平９−５０１８５号、特開平９
−２７４３７９号各公報には、帯電量分布を均一及び所
定の極性に保持する手段として層形成部材あるいはその
表面を、現像剤の帯電極性と反対極性に帯電する部材や
層で構成することが提案されている。層形成部材との接
触による摩擦帯電付与性を向上させ、画像濃度ムラ（現
像ゴースト）や、地肌カブリといった不具合を緩和させ
ている。

【０００４】しかし、層形成部材中に分散させている場
合、表面での分散状態により帯電差が生じたり、部材を
構成する樹脂としてポリアミド系樹脂を用いた場合、環
境（特に湿度）により、帯電付与性が低下する不具合が
あったり、現像剤と逆極性の物質や微粒子を添加する
為、初期的には帯電性が向上するが、層形成部材表面に
現像剤が静電的に付着し易く、それによる層形成不良や
層形成部材表面の微少な凹凸による現像剤がトラップさ
れる不具合があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題に
鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、現像層形
成部材への現像剤の静電的な付着を防止し、発熱による
現像剤の固着がなく、耐久性にも優れ、均一な帯電を現
像剤に付与しうる一成分現像剤の使用に適した現像装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の現像装置は、静
電潜像担持体に面する現像領域へと一成分系現像剤を搬
送する現像剤担持体と、該現像剤担持体表面に当接して
現像剤の薄層を形成する現像剤層形成部材とを備えた現
像装置において、現像剤層形成部材を弾性体で構成し、
少なくとも現像剤担持体表面に当接する弾性体の表面に
ガラス薄層を設けることを特徴とする。

【０００７】このガラス薄層を形成するガラスがＳｉを
主成分とするガラスであり、ガラス薄層表面にＴｉＯ₂
含有層を有すること、ガラス薄層の厚さが２〜４０μｍ
であることが好ましい態様である。また、このガラス薄
層表面における水との接触角を８０度以上とすることが
好ましい。

【０００８】本発明の現像装置の現像剤層形成部材を構
成する弾性部材は、熱硬化性ポリウレタンゴムであり、
その前記現像剤担持体への当接圧力が、３０〜１００ｇ
／ｃｍであることが好ましい。

【０００９】また、配置位置の観点からは、現像剤担持
体と現像剤層形成部材との接触位置から現像剤担持体回
転方向上流側に延びる現像剤層形成部材の自由端先端
と、現像剤担持体との距離は３ｍｍ以下であることが好
ましく、現像剤担持体表面は平滑であり、その平均表面
粗さ（Ｒａ）が０．４μｍ以下とされていることが好ま
しい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳細に説明す
る。図１は本発明に係る現像装置の一実施態様を表す概
略図である。この現像装置１０は、一成分現像剤Ｔを収
納する為のハウジング５と、回転自在であって、現像剤
Ｔに接しながら回転することにより、その表面に現像剤
Ｔが供給される現像剤担持体２と、供給された現像剤Ｔ
を現像剤担持体２に圧接することにより薄層化する現像
剤層形成部材３とから構成されている。ハウジンク５内
には、現像剤の攪拌搬送部材４が備えられている。別の
態様として、図２に示すように、現像剤Ｔを現像剤担持
体２に供給するため、この現像剤担持体２に圧接して現
像剤Ｔを現像剤担持体２に供給する現像剤供給ロール７
（現像剤担持体と同方向回転）を備えるものも本発明に
好適に使用しうる。図３はこの現像剤層形成部材３近傍
の部分的な拡大図であり、この現像剤層形成部材３が、
層形成部材ホルダー３１に取りつけられた層形成弾性部
材３２とその表面に形成されたガラスコート層３３から
なることを表示している。

【００１１】静電潜像担持体１は帯電部材６と接触する
ことにより帯電されており、静電潜像担持体１の表面に
は電子写真プロセスにより形成された静電潜像が担持さ
れており、現像剤担持体２へ現像バイアスをバイアス電
源より印加する事で、現像剤担持体２と静電潜像担持体
１との間に形成される静電界の作用により薄層化された
現像剤Ｔを静電潜像担持体側へ飛翔させ、静電潜像の現
像を行うものである。層形成部材３は、金属等の保持部
材３１に接着された弾性体やＳＵＳなどの薄板のバネ部
材に一体的に取り付けられた弾性体３２で構成されてお
り、弾性体としてはウレタンゴム・シリコンゴム・ＥＰ
ＤＭゴム等のエラストマー部材が用いられ、中でも、物
性と耐久性の観点から熱硬化性ポリウレタンゴムが好ま
しい。好ましい物性としては、ゴム硬度が７０〜６５°
程度、厚みは１．０〜２．０ｍｍ程度であることが挙げ
られる。

【００１２】弾性体３２表面には、ガラス薄層３３がコ
ーティングにより形成されており、ガラスコーティング
層（ガラス薄層）３３の表面が現像剤担持体１へ圧接さ
れている。このガラスコーティング層３３を形成するガ
ラス材料は、Ｓｉを含有する通常のＳｉＯ₂ガラス若し
くはＳｉ／Ｔｉを含有したものが好適である。

【００１３】現像層形成部材３の表面に形成されるガラ
ス薄層３３は、公知の方法、例えば、ポリメトキシシロ
キサン等を使用したゾルゲル法で処理されたガラス材料
を塗布、或いはディッピング（浸漬）により弾性部材表
面に適用した後硬化する等の方法で形成することができ
る。形成するガラス薄層の厚さは４０μｍを超えると、
層形成部材を現像剤担持体に当接した際、クラックが生
じたり、弾性体からの剥離が発生し易くなるため、４０
μｍ以下が望ましい。さらに、クラックの発生防止とい
う観点からは、２０μｍ以下に設定することが特に望ま
しい。また、下限値は特に限定されないが、均一な層形
成の容易性、耐久性の観点から、２μｍ以上であること
が好ましく、一般的には、５〜１０μｍの範囲が好適で
ある。

【００１４】このガラス薄層表面には帯電性調整のた
め、酸化チタン（ＴｉＯ₂）を含有する層を設けること
も好ましい態様である。ＴｉＯ₂はガラス成分中に含有
されることが好ましい。

【００１５】また、本発明者らは、層形成部材の現像剤
担持体への当接力の影響を検討するため、当接力を変化
させて物性を測定した。結果を図５のグラフに示す。グ
ラフにもあるように、当接力が３０ｇ／ｃｍ未満である
と、現像剤担持体２上に付着する単位面積あたりの現像
剤重量（ＴＭＡＤ）のレベルが低くなっており、帯電さ
れた現像剤の現像剤担持体への静電付着力よりも層形成
部材の剪断力が低下し、現像剤層の形成不良が発生しや
すくなることがわかった。なお、図５には目視で判定し
た非画像部の地カブリの判定結果（ＢＫＧレベル）及び
Ｘ−Ｒｉｔｅ製反射濃度計にて測定した画像の反射濃度
（ＳＫＤ）を併記したが、これにより、当接力が３０ｇ
／ｃｍ以上であることの利点が裏付けられたといえる。

【００１６】一方、当接力が１００ｇ／ｃｍを超える
と、層形成部材の弾性体のばね性が失われ、ガラス薄層
の剥がれや現像剤の熱融着が発生してしまうため、当接
力が３０〜１００ｇ／ｃｍ、望ましくは当接力が４０〜
６０ｇ／ｃｍの範囲であると、安定した帯電性が得ら
れ、現像剤層の形成も良好に行うことができる。

【００１７】本発明に係る現像剤層形成部材では、表面
のガラス薄層面における水との接触角が８０度以上であ
ることが、現像剤の層形成部材表面の付着を防止し、高
帯電性を得られるという観点から、好ましい。ガラス薄
層表面が親水性に傾き、水との接触各が８０度未満とな
る場合には、帯電付与性の高い物質を担持体に使用する
と、現像剤の静電付着によるが発生し、層形成の不良が
発生する懸念がある。

【００１８】現像剤担持体２の現像剤付着量を制御する
ためには、現像剤担持体の表面をセンタレス研磨などに
より平滑化して現像剤の機械的搬送力を低下させること
が好ましく、平滑化の目安としては、平均表面粗さ（Ｒ
ａ）を０．４μｍ以下とすることが挙げられる。

【００１９】本発明において、現像剤担持体２の現像剤
付着量を制御する方法として、さらに、現像剤担持体２
と現像剤層形成部材３との接触位置から現像剤担持体回
転方向上流側に延びる現像剤層形成部材３の自由端先端
と、現像剤担持体との距離（以下、Ｏ／Ｈ量と称する）
を調整する方法が挙げられる。即ち、Ｏ／Ｈ量を３．０
ｍｍ以下に調整することにより、現像剤担持体２上に付
着する現像剤量（ＴＭＡＤ）を調整して形成される現像
剤層を薄層化、好ましくは３層以下にすることができ
る。このように現像剤層厚みを薄く均一にして、多層化
を防止することで、現像剤の相互帯電の影響を緩和する
ことができ、先に述べた現像剤層の上層下層において帯
電量が大きく異なることによる画像濃度ムラ（現像ゴー
スト）や、地カブリといった不具合を防止して、最適な
帯電性及び画像濃度が得られる。

【００２０】図６は、本発明の現像装置が組み込まれた
プリンターの例を示す概略断面図である。このプリンタ
ーには本発明に係る現像装置のほか、静電潜像担持体
１、帯電部材６及びクリーニングユニット８を備えた画
像形成ユニット、形成された画像を転写する転写部材
９、画像を定着するための定着ユニット１１を備える。

【００２１】用紙カセット１２に保持された用紙Ｐはフ
ィード部材１３によりレジロール１４へ搬送され、静電
潜像担持体１に形成された静電潜像が、現像剤担持体２
に担持された現像剤により現像されて形成された画像
が、転写部材９により搬送された用紙Ｐに転写され、定
着ユニット１１中で定着された最終的に用紙Ｐ上に画像
が形成される。本発明の現像装置によれば、ガラス薄層
３３を設けた現像層形成部材３の働きにより、均一な現
像層が供給され得るため、かぶりや白筋等の欠陥のない
良好な画像が形成される。

【００２２】本発明によれば、現像剤担持体が搬送する
現像剤を、Ｓｉを含有するガラスで構成された薄層を表
面に有する現像剤層形成部材で摩擦帯電する為、現像剤
を所定の電荷に帯電でき、また、Ｔｉによる過剰に帯電
された電荷は弾性体へ流れる為にＣｈａｇｅｕｐを防
止することができ、常温をはじめ、高温高湿などの各環
境下においても安定した帯電が得られる。

【００２３】また、種々の因子を上記好ましい構成にす
ることで、層形成部材への現像剤の静電的な付着を防止
でき、発熱による現像剤の固着防止効果や耐久性にも優
れ、供給部材からの供給ムラを解消し、現像剤担持体上
における現像剤の滞留を最小限に止める事により、帯電
性を均一化（狭帯電分布）する事が出来た。さらに、付
随効果としてガラス薄層を層形成部材表面に設けたこと
により、層形成部材の表面硬度が上がり、現像剤担持体
との接触幅の規制が容易になり、通常の弾性体のｎｉｐ
部よりもつき出し量（Ｏ／Ｈ量）を狭くなしうることに
より、ｎｉｐ部での帯電のｄｉｓ−ｃｈａｇｅの防止が
可能となった。

【００２４】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらに制限されるものではない。

【００２５】（実施例１）図６に示すようなプリンター
に本発明の図１に示す現像装置を組み込んだものを用い
て、画像形成を行った。

【００２６】現像剤層形成部材は弾性体３２としてポリ
ウレタンゴム（ゴム硬度６４°、厚さ１．５ｍｍ）を用
い、その表面にＳｉを主成分とするガラスにより厚さ５
μｍのガラス薄層３３を形成した。また、現像剤層形成
部材３の自由端先端と、現像剤担持体２との距離（Ｏ／
Ｈ量）を１ｍｍに規定した。

【００２７】また、現像剤担持体２の表面をセンタレス
研磨により平滑化して、その平均表面粗さ（Ｒａ）を
０．２μｍとした。

【００２８】（比較例１）現像剤層形成部材３として、
ポリウレタンゴム製の部材を用い、その表面にガラス薄
層３３を設けなかったほかは、実施例１と同様の構成の
プリンターを準備した。

【００２９】〔帯電性の評価〕実施例１及び比較例１の
現像剤層形成部材表面の帯電分布を帯電測定器（イース
パート、細川ミクロン社製）により測定した。結果を図
７のグラフに示した。グラフより明らかなように、本発
明の現像剤層形成部材によれば、より均一な帯電が得ら
れることがわかる。

【００３０】〔画像形成性の評価〕スチレン−アクリル
系樹脂中に帯電制御剤として金属錯体を分散し、平均粒
径７μｍに粉砕し、疎水性シリカ、酸化チタンを外添し
た非磁性一成分現像剤を用いて、常法によりプリンター
を作動させ、１００００枚の画像形成を行ったが、実施
例１の現像装置を組み込んだプリンターでは、用紙上の
かぶりは全く観察されず、画像上の白筋の発生もなかっ
た。一方、比較例１のプリンターでは、１０００枚目
で、画像上の白筋の発生が観察された。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、現像層形成部材への現
像剤の静電的な付着を防止し、発熱による現像剤の固着
がなく、耐久性にも優れ、均一な帯電を現像剤に付与し
うる一成分現像剤の使用に適した現像装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像装置の一実施態様を表す概
略図である。

【図２】現像剤を現像剤担持体に供給する現像剤供給
ロールを備えた本発明に係る現像装置の変形例を示す概
略図である。

【図３】図１の現像装置の現像剤層形成部材近傍の拡
大図である。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）従来の現像装置の現像剤層形
成部材近傍の拡大図である。

【図５】現像剤層形成部材の現像剤担持体への当接力
を変化させて各物性を測定した結果を示すグラフであ
る。

【図６】本発明の現像装置が組み込まれたプリンター
の例を示す概略断面図である。

【図７】実施例１及び比較例１の現像剤層形成部材表
面の帯電分布を測定した結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１０現像装置１静電潜像担持体２現像剤担持体３現像剤層形成部材３３ガラス薄層５現像剤ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小泉弘光埼玉県岩槻市府内３−７−１富士ゼロックス株式会社岩槻事業所内 (72)発明者瀬崎幸典埼玉県岩槻市府内３−７−１富士ゼロックス株式会社岩槻事業所内Ｆターム(参考） 2H077 AD02 AD06 AD13 AD17 AD23 AE03 CA02 EA14 FA01 FA12 FA22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像担持体に面する現像領域へと一
成分系現像剤を搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持
体表面に当接して現像剤の薄層を形成する現像剤層形成
部材とを備えた現像装置において、現像剤層形成部材を弾性体で構成し、少なくとも現像剤
担持体表面に当接する現像剤層形成部材表面にガラス薄
層を設けることを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記ガラス薄層を形成するガラスが、Ｓ
ｉを主成分とするガラスであり、ガラス薄層表面にＴｉ
Ｏ₂を含有することを特徴とする請求項１記載の現像装
置。
【請求項３】前記現像剤層形成部材を構成する弾性部
材が、熱硬化性ポリウレタンゴムであることを特徴とす
る請求項１記載の現像装置。
【請求項４】前記ガラス薄層の厚さが２〜４０μｍで
あることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項５】前記現像剤層形成部材の前記現像剤担持
体への当接圧力が、３０〜１００ｇ／ｃｍであることを
特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項６】前記ガラス薄層のガラス表面における水
との接触角を８０度以上とすることを特徴とする請求項
１記載の現像装置。
【請求項７】前記現像剤担持体と現像剤層形成部材と
の接触位置から現像剤担持体回転方向上流側に延びる現
像剤層形成部材の自由端先端と、現像剤担持体との距離
を３ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項１記載の現
像装置。
【請求項８】前記現像剤担持体表面の平均表面粗さ
（Ｒａ）を０．４μｍ以下とすることを特徴とする請求
項１記載の現像装置。