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発明の名称 現像装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−174838
公開日 平成11年(1999)7月2日
出願番号 特願平9−362588
出願日 平成9年(1997)12月12日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】倉橋 暎
発明者 山本 毅
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 非磁性一成分現像剤を収容した現像容器と、現像剤を担持して像担持体と対向した現像部へ搬送する現像剤担持体と、現像剤担持体に電圧を印加する電源と、現像剤担持体の回転方向に対し、前記現像部よりも上流側で現像剤担持体に非接触に配置された現像剤供給手段と、前記現像部よりも上流側かつ現像剤供給手段よりも下流で、現像剤担持体に接触配置された現像剤規制手段と、前記現像部よりも下流側で現像剤担持体に非接触に配置され、表面が現像剤に対する離型性を有する現像剤剥ぎ取り部材と、現像剤供給手段および現像剤剥ぎ取り部材の少なくとも一方に電圧を印加する電源とを有し、前記現像剤供給手段は現像剤を担持して、その担持した現像剤をクラウド流を形成して放出し、前記現像剤供給手段と現像剤担持体との間に形成された電界により、前記放出されたクラウド流の現像剤を現像剤担持体に供給し、さらに、前記現像剤担持体上の、前記現像部での像担持体上の潜像の現像に寄与しなかった現像剤を、現像剤担持体と現像剤剥ぎ取り部材との間に形成された電界により、現像剤担持体から非接触に除去することを特徴とする現像装置。
【請求項2】 前記現像剤供給手段が、現像剤担持体に非接触に配置された回転するブラシと、該ブラシに一端が接触するように配置された現像剤流路制御部材とからなる請求項1の現像装置。
【請求項3】 前記ブラシの回転方向が、現像剤担持体の回転方向と同方向である請求項2の現像装置。
【請求項4】 前記現像剤剥ぎ取り部材の表面をフッ素系樹脂で被覆した請求項1〜3のいずれかの項に記載の現像装置。
【請求項5】 前記現像剤剥ぎ取り部材が、現像剤担持体と対向して非接触に回転する円筒部材である請求項1〜4のいずれかの項に記載の現像装置。
【請求項6】 前記現像剤の形状係数SF−1が100〜140、SF−2が100〜120の範囲である請求項1〜5のいずれかの項に記載の現像装置。
【請求項7】 前記現像剤が、内部に5〜30重量%の低軟化物質を含有する請求項1〜6のいずれかの項に記載の現像装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置および静電記録装置等の画像形成装置に用いられる現像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真法としては、米国特許第2297691号明細書、特公昭42−23910号公報および特公昭43−24748号公報等に記載されているように、多数の方法が知られているが、一般には、光導電物質を利用し種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、ついで、トナーを用いて潜像を現像し、必要に応じて紙等の転写材にトナー像を転写し、その後、加熱あるいは溶剤蒸気等により定着して、複写物を得るものである。
【0003】また、トナーを用いて潜像を現像する方法も種々知られている。たとえば米国特許第2874063号明細書に記載されている磁気ブラシ現像法、液体現像法等、多数の現像法が知られている。これらの現像法において、特にトナーとキャリアを主体とする現像剤を用いる磁気ブラシ現像法は、比較的安定した高品位な画像が得られる優れた方法であり、広く実用化されているが、キャリアの劣化およびトナーとキャリアの混合比の変動という二成分現像剤にまつわる欠点を有し、かつそれを解決するための撹拌部材やトナー濃度センサー等を現像装置に設置することにより、現像装置自体が大がかりなものになってしまう問題があった。
【0004】このような欠点を回避するために、トナーのみからなる一成分現像剤を用いる現像法が各種提案されている。たとえば米国特許第3909258号明細書には、電気的に導電性を有する磁性トナーを用いて現像する方法が提案されている。これは、内部に磁性を有する円筒状の導電性スリーブに導電性現像剤を支持し、これを静電潜像に接触させて現像するものである。この際、現像部においてトナー粒子に記録体表面と現像スリーブ表面の間に導電路が形成され、この導電路を経てスリーブよりトナー粒子に電荷が導かれ、潜像部との間のクーロン力によりトナー粒子が潜像部に付着して、潜像を現像する。
【0005】この導電性磁性トナーを用いる現像方法は、従来の二成分現像法にまつわる問題点を回避した優れた方法であるが、反面、トナーが導電性であるため、現像した画像を記録体から普通紙等の最終的な支持部材へ、静電的に転写することが困難であるという欠点を有している。
【0006】この問題を解決するために、静電的に転写することが可能な高抵抗トナーを用いる現像方法として、特開昭52−94140号公報に、トナー粒子の誘電分極を利用した現像方法が示されている。しかし、かかる方法は、本質的に現像速度が遅く、現像画像の濃度が十分に得られない等の欠点を有しており、実用上困難であった。
【0007】高抵抗の磁性トナーを用いるその他の方法として、トナー粒子相互の摩擦、トナー粒子と現像スリーブとの摩擦等により、トナー粒子を摩擦帯電し、これを像担持体に接触して現像する方法が知られている。しかし、これらの方法は、トナー粒子と摩擦部材との接触の回数が少なく、摩擦帯電が不十分になりやすい、あるいは帯電したトナー粒子と下スリとのクーロン力が強いときには、トナー粒子が現像スリーブ上で凝集しやすい等の欠点を有しており、実用上困難な点が多いことが指摘されている。
【0008】これに対し、特開昭54−43038号公報において、上述の欠点を除去した新規な現像方法が提案されている。これは、現像スリーブ上にゴムまたは金属製の弾性ブレードを当接させることにより、現像スリーブ上トナーを摩擦帯電し且つ薄層化し、ついでこれを磁界の作用下で静電潜像に極めて近接させ、且つ接触させることなく対向して現像するものである。
【0009】この方法によれば、磁性トナーを極めて薄く塗布するという構成をとることにより、磁性トナーと現像スリーブとの接触の機械を増加させ、現像に供するのに必要な摩擦帯電電荷量をトナーに付与することを可能としている。しかしながら、磁性トナーはマグネタイト等の磁性体を内添しているために、カラートナーにすることが困難であり、また定着温度を高めに設定しなければならないことから、消費電力を低減することが極めて難しいという問題を有している。
【0010】一方、特開昭58−116559号で示されるような、磁性トナーを用いない非磁性一成分現像法が提案され、実用化されている。この方法はカラー画像を得ることが可能な上、低コストかつ小型の現像装置を実現することができるため、プリンター等の現像器に数多く利用されている。
【0011】図7に、従来の非磁性一成分現像法式を用いた現像装置を示す。本現像装置は、一成分現像剤の非磁性トナーを収容した現像容器13の開口部に、矢印方向に回転する現像剤担持体としての現像スリーブ11を備え、この現像スリーブ11に対し、現像剤供給部材としてのトナー供給回収ローラ14および現像剤規制部材としての規制ブレード12が当接されている。
【0012】規制ブレード12は、リン青銅等の支持部材12aの現像スリーブ11と対向する側の面に、ウレタンゴム等の弾性部材12bを接着してなっており、現像スリーブ11上に担持されてブレード12に搬送されたトナーを規制して、現像スリーブ11上にトナーの薄層を形成するとともに、トナーに摩擦帯電電荷を付与させる作用を有している。現像スリーブ11上に薄層に形成されたトナーは、現像スリーブ11の回転につれて図示しない感光ドラムと対向した現像領域に搬送され、感光ドラム上に形成された静電潜像の現像に供される。
【0013】トナー供給回収ローラ14は、SUS等の芯金14aの外周面にウレタンフォーム等の弾性部材14bを被覆してなっており、現像スリーブ11と当接回転して摺擦することにより、現像容器13内に収容されたトナーを現像スリーブ11の表面に供給して塗布し担持させるとともに、現像領域で現像に寄与せずに現像スリーブ11の回転にともない現像容器13内に戻ってきた現像残りのトナーを、現像スリーブ11の表面から掻き落とす作用を有している。
【0014】以上のような構成により、非磁性一成分現像装置は、現像スリーブ11上に非磁性トナーの薄層を良好に形成することができ、感光ドラム上の潜像を良好に現像することが可能となった。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の非磁性一成分現像装置は、トナー供給回収ローラ14を現像スリーブ11に当接して摺擦することにより、現像スリーブ11上にトナーを塗布していることから、トナー供給回収ローラ14と現像スリーブ11との当接部で、トナーに大きな負荷がかかり、トナーが劣化されやすいという欠点を有している。
【0016】さらには、トナー供給回収ローラ14と規制ブレード12の配置位置、並びにローラ14の回転方向によっては、しばしば未帯電のトナーを現像スリーブ11上に供給してしまうことがあった。未帯電トナーが現像スリーブ11上に多くと賦されると、規制部において未帯電トナーに十分に帯電電荷を与えきれず、現像スリーブ11上に形成されたトナー層内でトナーの帯電量の分布に偏りが生じ、現像画像にカブリ、ムラ等の悪影響を及ぼすことがある。
【0017】これを防止するために、規制ブレード12の現像スリーブ11への当接圧を高めてトナーを強く規制することにより、トナーの帯電量分布の偏りをなくすことが検討されているが、ブレード圧を上げると、ブレードニップでの負荷が大きくなり、規制ブレード12および現像スリーブ11の表面へのトナー融着が発生することがあった。
【0018】本発明者らの検討によれば、このようなトナー劣化の主たる原因が、現像スリーブ−供給回収ローラ間、および現像スリーブ−規制ブレード間の接触部におけるメカニカルな軋轢によるものだけではなく、現像スリーブ−規制ブレード間および現像スリーブ−規制ブレード間でトナーが受け取る摩擦熱の蓄積にもあることが分かった。
【0019】すなわち、トナー供給回収ローラ14が現像スリーブ11上の現像残りのトナーを完全に除去できず、現像スリーブ11上に一部残留したトナーが、現像スリーブ−供給回収ローラ間、現像スリーブ−規制ブレード間を何度も通過することため、通過時の摩擦熱がトナーに蓄積してトナーに劣化が発生することが分かった。
【0020】これら劣化したトナーが、ブレードニップ部や現像スリーブ表面に融着し、コーティング不良を発生させるとともに、現像時のカブリ、飛び散り等の原因になっていた。また残留トナーを完全に除去できないと、現像スリーブ上には残留トナーと新たに供給されたトナーが混在することになり、ゴースト等の現像履歴が発生することはもちろんのこと、残留トナーの帯電量が徐々に増加して新たなトナーの供給が阻害され、トナーの塗布量の低下が発生して現像性が低下することもあった。
【0021】一方、トナー供給回収ローラ14の現像スリーブ11に対する摺擦が長時間に及ぶと、ローラ14自身の摩耗、損傷、トナーの目詰まり等が発生し、ローラ14としての役割が不十分となり、良好なトナーコートができなくなることもあった。
【0022】このように非磁性トナーを用いた現像装置は、簡易な構成でありながら良好な現像を行うことが可能であるが、トナーおよび現像装置の耐久性、安定性が乏しく、トナーの補給の際に現像装置を丸ごと交換するカートリッジタイプの現像装置で主に利用されているだけで、複写機のようにトナー補給の必要時に随時補給していくタイプの現像装置にはあまり採用されていなかった。
【0023】上記問題は、近年、主に転写性の向上を目的として用いられるようになった球形トナー、もしくは定着温度の低下を目的に実用化が望まれる低融点トナーを用いると顕著に現れる。特に低軟化点物質からなるコア部とこれを囲むシェル部を有する、重合法により形成される球形トナーを用いると、非常に顕著に現れる。
【0024】これは、トナーが球形であることにより、接触部材との滑り性が高くなるため、供給回収ローラ14による十分な回収が困難になり、現像スリーブ上に残留するトナーが増加するからである。また、重合トナーは低軟化点物質を内包しているため、負荷に耐えきれずに破壊されてしまう場合があるからである。
【0025】このように、これらのトナーは画像形成時に優れた転写性並びに定着性を持つにかかわらず、使用が困難となっている。
【0026】本発明の目的は、非磁性トナーを用いた現像により、高品位な画像を長期間にわたり安定して得ることが可能な現像装置を提供することである。
【0027】本発明の他の目的は、転写性および定着性に優れた球形の重合トナーを用いても、高品位な画像を長期間にわたり安定して得ることが可能な現像装置を提供することである。
【0028】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にかかる現像装置にて達成される。要約すれば、本発明は、非磁性一成分現像剤を収容した現像容器と、現像剤を担持して像担持体と対向した現像部へ搬送する現像剤担持体と、現像剤担持体に電圧を印加する電源と、現像剤担持体の回転方向に対し、前記現像部よりも上流側で現像剤担持体に非接触に配置された現像剤供給手段と、前記現像部よりも上流側かつ現像剤供給手段よりも下流で、現像剤担持体に接触配置された現像剤規制手段と、前記現像部よりも下流側で現像剤担持体に非接触に配置され、表面が現像剤に対する離型性を有する現像剤剥ぎ取り部材と、現像剤供給手段および現像剤剥ぎ取り部材の少なくとも一方に電圧を印加する電源とを有し、前記現像剤供給手段は現像剤を担持して、その担持した現像剤をクラウド流を形成して放出し、前記現像剤供給手段と現像剤担持体との間に形成された電界により、前記放出されたクラウド流の現像剤を現像剤担持体に供給し、さらに、前記現像剤担持体上の、前記現像部での像担持体上の潜像の現像に寄与しなかった現像剤を、現像剤担持体と現像剤剥ぎ取り部材との間に形成された電界により、現像剤担持体から非接触に除去することを特徴とする現像装置である。
【0029】本発明によれば、前記現像剤供給手段が、現像剤担持体に非接触に配置された回転するブラシと、該ブラシに一端が接触するように配置された現像剤流路制御部材とからとされる。前記ブラシの回転方向が、現像剤担持体の回転方向と同方向とされる。前記現像剤剥ぎ取り部材の表面をフッ素系樹脂で被覆される。前記現像剤剥ぎ取り部材が、現像剤担持体と対向して非接触に回転する円筒部材とされる。前記現像剤の形状係数SF−1が100〜140、SF−2が100〜120の範囲とされる。前記現像剤が、内部に5〜30重量%の低軟化物質を含有するとされる。
【0030】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【0031】実施例1図1は、本発明の現像装置の一実施例を示す断面図である。
【0032】図1に示すように、本実施例の現像装置20は、一成分現像剤の非磁性トナーを収容した現像容器3を有し、現像容器3の感光ドラム10と対面した開口部に、矢印方向に回転する現像剤担持体としての現像スリーブ1を備え、この現像スリーブ1に対し、トナー供給ブラシ4、トナー流路制御部材5、トナー規制部材7およびトナー剥ぎ取り電極8が設置され、さらに、現像容器3の開口部から見て現像スリーブの奥側にトナー撹拌部材9が設置されている。
【0033】トナー供給ブラシ4は、収容した非磁性トナーを現像スリーブ1に供給するためのもので、現像スリーブ1の斜め下部に、これと約100μm〜1mmの距離をあけて配置され、現像スリーブ1の回転方向と同方向(現像スリーブ1との最近接部で逆方向に移動する向き)に回転可能に配設されている。ブラシ4の芯金にはバイアスを印加する電源6が接続されている。
【0034】本実施例では、トナー供給ブラシ4は、環境変動によっても電気的特性がほとんど変化しない103 〜108 Ωcmの体積抵抗率を有する導電性繊維を、SUS等の芯金に巻き付けたファーブラシからなっており、導電性繊維の植密度は2万本〜20万本/インチ2 、太さ1〜10デニール/フィラメント、パイル長1〜10mmで、繊維材質はナイロンもしくはレーヨンを用いた。
【0035】トナー流路規制部材5は、現像スリーブ1の下方の現像容器3の部分に現像スリーブ1の周面に沿って設けられており、図2に示すように、その先端は供給ブラシ4に接触されている。流路規制部材5の少なくともブラシ4に接触する部分は、トナーを所望の極性に摩擦帯電させる部材であることが好ましい。
【0036】本実施例では、トナー流路規制部材5に厚さ0.1〜1mmのリン青銅板を用いたが、トナーの種類によっては、トナーの所望の極性への安定かつ効率的な帯電を目的としたコート材をリン青銅板上に設けることがある。
【0037】トナー規制部材7は、現像スリーブ1上に塗布されたトナーの層厚を規制するためのもので、トナー流路規制部材5のブラシ4に近い端部の現像スリーブ7側の面に固定され、現像スリーブ1に弾性的に当接している。本実施例では、トナー規制部材7は、JIS硬度50゜〜70゜のウレタン系ゴム、シリコーン系ゴム等のゴム弾性体を用い、現像スリーブ1に5〜50g/cmの線圧で当接している。このゴム弾性体にはトナーを所望の極性に帯電する効果もあるが、むろん、ナイロン等の帯電付与性の高い樹脂をゴム弾性体にコーティングすることもできる。
【0038】トナー剥ぎ取り電極8は、感光ドラム10と対向した現像領域での現像で残留したトナーを現像スリーブ1から電気的に剥ぎ取るための電極で、現金属ベース8a上にトナーに対する離型性が高い樹脂の層8bをコーとしてなっている。トナー剥ぎ取り電極8は、現像容器3内にトナー撹拌部材9寄りの現像スリーブ1の上部周面に沿って、樹脂層8bを現像スリーブ1側にして配設され、上端に行くほど現像スリーブ1に近くなる態様で設けられる。電極8の金属ベース8aは設置されている。
【0039】トナー剥ぎ取り電極8は、上記のように、離型性の高い樹脂層8bをコートすることにより、電極8の表面にトナーが付着して、トナーの回収性が低下するのを防止できる。本実施例では、樹脂層8bにTFE、PTFE、FEP、PVdF、PFV、ETFE、PFA等のフッ素系樹脂を用いている。
【0040】本実施例で使用した非磁性トナーは、熱可塑性樹脂に着色剤を混合、分散し、粉砕化した、重量平均粒径5μm以上のものを用いており、熱可塑性樹脂には負の帯電特性を持つポリスチレン、ポリエステル系の樹脂を使用した。現像法は、イメージ露光−反転現像方式としており、図示しない帯電手段により感光ドラム10の表面を負極性に帯電し、図示しない露光手段によりイメージ露光をして静電潜像を形成し、電源2により現像スリーブ1に、現像バイアスとして負極性DC電圧とAC電圧を重畳した電圧を印加して、負極性の非磁性トナーを潜像(露光部)に付着(反転現像)する構成である。
【0041】また、本実施例では、感光ドラム10にはOPC感光体を用い、現像スリーブ1には、PMMAとジメチルアミノエチルメタクリレートを9:1で混合した樹脂をコートしたコートスリーブを用いた。
【0042】現像容器3内に収容された非磁性トナーは、撹拌部材9により撹拌されながらトナー供給ブラシ4に搬送され、ブラシ4のナイロン繊維と接触することにより負に摩擦帯電される。負に帯電されたトナーは、供給ブラシ4のナイロン繊維間およびナイロン繊維の表面に鏡映力等によって付着し、ブラシ4の回転とともに流路規制部材5方向に搬送される。流路規制部材5まで搬送されたトナーは、規制部材5と接触して、さらに摩擦帯電されることにより一層安定して電荷が付与される。そして規制部材5を通過した直後に、繊維の弾性力によりブラシ4の回転方向に弾き出され、図3に示すように、クラウド状になって矢印方向に飛翔する。
【0043】このトナー供給ブラシ4と現像スリーブ1との間には、電源2により現像スリーブ1に印加した現像バイアスと、電源6によりブラシ4に印加したバイアスとにより、負に帯電したトナーを現像スリーブ1方向に引き寄せる電界が形成されている。このため、クラウド状のトナーのうち、負に正常に帯電しているトナーが現像スリーブ1に電気的に引き寄せられて、現像スリーブ1の表面に担持される。
【0044】電源6によりトナー供給ブラシへ印加する電圧は、たとえば図4に示すように、電源2による現像バイアスのDC分を−350Vに設定した場合、DC−750V程度に設定すればよく、この電界により、負帯電のトナーをブラシ4から現像スリーブ1へと飛翔することができる。
【0045】また、トナー供給ブラシ4は、上記のトナー流路規制部材5との接触でのブラシ繊維中のトナーが叩き出されるので、ブラシ繊維間のトナー詰まりも防止できる。
【0046】現像スリーブ1上に供給されたトナーは、鏡映力により現像スリーブ1上に担持され、弾性トナー規制部材7まで搬送され、この規制部材7により薄層化およびさらなる摩擦帯電電荷の付与が行われ、均一な帯電量分布を持った薄く密なトナー層に形成される。
【0047】このように帯電したトナーを一度クラウド化し、電界により非接触でトナーを現像スリーブ1上に供給することにより、トナーへの機械的ストレスを著しく低減させることができ、また正常に帯電したトナーが主に現像スリーブ1に供給されるため、これを現像に用いて高品位で安定した画像を得ることができる。
【0048】一方、現像に寄与したなかったトナーは、現像スリーブ1に担持されたまま現像容器3内に戻され、接地されている電極8と対向する領域まで搬送されると、現像スリーブ1に印加されている現像バイアスによる電界で、現像スリーブ1から電極8の方向に引き剥がされ、現像スリーブ1と電極8との間を振動しながら撹拌部材9の近傍に落下し、現像容器3内に回収される。
【0049】この際、電極8の表面には高離型性の樹脂層8bがコーとされているので、引き剥がされたトナーが電極8の表面に付着することがなく、現像容器3内に全て回収される。回収されたトナーは、撹拌部材9により他のトナーと撹拌混合され、トナー供給ブラシ4を経て現像スリーブ1に供給され、上記の現像行程に再度戻される。
【0050】以上のように、本実施例では、現像スリーブ1に対し非接触に配置されたトナー供給ブラシ4により、非磁性トナーのクラウド流を形成して、その非磁性トナーを電界により現像スリーブ1に非接触に供給して担持させ、また現像スリーブ1上の現像残りのトナーを、現像スリーブ1に非接触に配置したトナー剥ぎ取り電極8に電界により転移して剥ぎ取っているので、トナーの現像スリーブへの供給および剥ぎ取りに際し、トナーに機械的なストレスがかかることがなく、また現像スリーブ1に帯電したトナーを主に供給して担持させることができる。また、現像残りのトナーは剥ぎ取り電極8から回収されて現像容器3内を大きく循環されるので、トナー規制部材7との摩擦で受けた熱を、その循環の間に十分に放出することができ、摩擦熱がトナーに蓄積することがない。もちろん、現像スリーブ1上のトナーを良好に除去することができるので、トナーが現像スリーブ1上に付着したまま、トナー規制部材7との当接部を何度も連続して通過し、大きな摩擦熱がトナーに加わるというようなことがない。従って、機械的ストレスおよび熱によるトナーの劣化を防止することができる。また現像スリーブ1上には常にリフレッシュされたトナーを供給できるため、スリーブゴースト等の現像履歴が生じない高品位な画像を得ることができる。
【0051】実施例2本発明におけるトナー剥ぎ取り手段は、実施例1に示した形状のものに限定されるものではなく、現像スリーブに対し、たとえば回転可能に設置された円筒状のものを用いると、現像スリーブとの対向部において電界を集中させやすくなるので、より確実で安定したトナーの剥ぎ取りが可能になる。
【0052】本実施例の現像装置を図5に示す。図5において、図1に付した符号と同一の符号は同一の部材を示す。
【0053】本実施例では、上記の円筒状トナー剥ぎ取り手段として、図5に示すように、金属製の円筒状電極11a上に、トナーに対する離型性が高くかつ耐摩耗性が良好な樹脂の層11bをコーティングしたトナー回収ローラ11を用いた。この回収ローラ11は、現像スリーブ1に約100μm〜1mmの間隔をあけて対向設置し、図の矢印の方向、すなわち現像スリーブ1の回転方向と逆方向(現像スリーブ1との最近接部で同方向に移動する向き)に回転して使用する。
【0054】樹脂層11bには、実施例1のときと同様なTFE、PTFE、FEP、PVdF、PFV、ETFE、PFA等のフッ素系樹脂を用いた。また、回収ローラ11は接地される。
【0055】現像に寄与したなかったトナーは、現像スリーブ1に担持されたまま現像容器3内に戻され、接地されている回収ローラ11と対向する領域まで搬送されると、現像スリーブ1に印加されている現像バイアスによる電界で、現像スリーブ1から回収ローラ11方向へ引き剥がされて、回収ローラ11に付着する。付着したトナーは、回収ローラ11の回転とともに現像容器3内の奥方へ搬送され、回収ローラ11に当接したスクレーパ12により掻き落とされて、トナー供給ブラシ4上に落下し回収される。
【0056】回収されたトナーは、撹拌部材9により他のトナーと撹拌混合され、トナー供給ブラシ4を経て現像スリーブ1に供給され、上記の現像行程に再度戻される。
【0057】このように、本実施例では、トナー剥ぎ取り部材として回転する円筒状ローラ11を用いることにより、そのローラ11のフレッシュな電極面を常に現像スリーブ1の表面と対向するようにでき、現像スリーブ1とローラ11間に常に安定した電界を形成して、飛躍的に向上した効率で現像スリーブ1上のトナーを剥ぎ取ることができる。
【0058】さらに、剥ぎ取りローラ11に付着したトナーは、ローラ1の1回転ごとにスクレーパ12により確実に掻き落とされるので、トナーに熱が蓄積することがなく、劣化をもたらす影響をトナーにほとんど与えることがない。
【0059】また、トナー剥ぎ取りローラ11の表面には、高い離型性かつ優良な耐摩耗性の樹脂層11bがコートされているので、非常に小粒径なトナーであっても、確実にローラ11の表面から掻き落とすことができ、またスクレーパ12の接触によりローラ11の表面に傷が付くことがなく、トナーがローラ11の傷を介してスクレーパ12をすり抜けることによるローラ11の剥ぎ取り性能の低下もない。
【0060】実施例3本発明で使用するトナーは、実施例1で示した粉砕トナーに限るものではなく、たとえば近年、省エネルギー化を目的に用いられている低融点トナー、すなわち、懸濁重合法で形成された低軟化点物質を5〜30重量%を含み、形状係数SF−1が100〜140、SF−2が100〜120の範囲の球形の非磁性トナーを使用した場合、より効果的な結果が得られることが分かっている。
【0061】ここでいう形状係数SF−1とは、図6に示すように、球状物質の形状の丸さの割合を示す数値であり、球状物質を二次元平面に投影してできる楕円状図形の最大値MXLNGの二乗を、図形面積AREAで割って100π/4を乗じたときの値で表され、この値が140より大きくなると球形から徐々に不定形となる。一方、SF−2とは、形状の凹凸の度合いを表すもので、楕円状図形の周長PERIの二乗を、図形面積AREAで割って100π/4を乗じたときの値で表され、この値が120より大きくなるとトナー表面凹凸が激しくなる。
【0062】すなわち、つぎの式、SF−1={(MXLNG)2 /AREA}×(π/4)×100SF−2={(PERI)2 /AREA}×(π/4)×100で定義されているものである。
【0063】本実施例では、日立製作所製のFE−SEM(S−800)を用いて、トナー粒子像を無作為に100個サンプリングし、その画像情報をインターフェースを介してニコレ社製の画像解析装置(Luzex3)に導入し、解析を行ない、上式から算出した。
【0064】また、球形トナーの製造の容易化と低融点化のために、球形トナーにコア/シェル構造を持たせ、シェル部分を重合により形成し、コアには低軟化点物質、たとえばパラフィン系のワックスを内包した。コア/シェル構造の作用は、トナーの優れた定着性を損なうことなく耐ブロッキング性を付与できることはいうまでもなく、コアを有しないようなバルクとしての重合トナーと比較し、シェル部分のみを重合する方が、重合行程の後処理で残存モノマーの除去が容易に行われるからである。
【0065】これら重合トナーの硬度は、粉砕トナーに比べて非常に低いため、従来の非磁性一成分現像装置にこれらの重合トナーを用いると、トナーの劣化の度合いが大きく、現像不良、ブレード融着等の諸問題がより顕著に発生していた。従って、これら重合トナーを、実施例1および実施例2で説明したコート法を適用すれば、トナーにかかる負荷が極めて低減されるため、従来のトナーが劣化が減少し、諸問題が解決される。
【0066】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれば、現像剤担持体と非接触な現像剤供給手段により、非磁性トナーのクラウド流を形成して、その非磁性トナーを電界により現像剤担持体に供給して担持させ、また現像剤担持体上の現像残りのトナーを、現像剤担持体と非接触な剥ぎ取り部材都電界により剥ぎ取って除去し、さらに剥ぎ取った現像残りのトナーを回収して、現像容器内を大きく循環するようにしたので、ストレスおよび熱によるトナーの劣化を防止して、トナーの寿命を大幅に延ばし、また現像装置の寿命を大幅に延ばすことができる。また、現像剤担持体に常にリフレッシュされたトナーを供給できるので、スリーブゴースト等の現像履歴のない高品質な画像を得ることができる。さらにまた、球形の重合トナーを用いることも可能となり、画像の品質をさらに向上することが可能となる。




 

 


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