JP2001318527A

JP2001318527A - 現像装置

Info

Publication number: JP2001318527A
Application number: JP2000140353A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Okamura; 岡村岳彦; Hidenori Kin; 金英憲
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2000-05-12
Publication date: 2001-11-16
Anticipated expiration: 2020-05-12
Also published as: JP3952120B2

Abstract

(57)【要約】【課題】現像ローラが現像剤の搬送機能、現像剤の帯電
機能、現像バイアスの放電防止機能を発揮できるととも
に、この現像ローラのフィルミングを防止でき、しかも
現像ローラを簡単にかつ安価にする。【解決手段】現像ローラ４の表面にサンドブラスト処理
が施されて凹凸が形成され、更にこの凹凸が形成された
現像ローラ４の表面にアルマイト処理が施されている。
また、現像ローラ４には、直流に交流が重畳された現像
バイアスが印加されている。これにより、現像ローラ４
は現像剤の搬送機能、現像剤の帯電機能、現像バイアス
の放電防止機能をより確実に発揮できるようになり、ま
た、現像ローラ４がアルミニウム等の金属ローラから安
価に形成できるようになる。しかも現像ローラ４の表面
がトナー３の外添剤で適宜削られるので、現像ローラ４
の表面へのトナー３付着が抑制され、フィルミングが防
止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電複写機やプリ
ンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置の技術分野
に属し、特に、現像ローラに接触して前記潜像担持体へ
搬送する現像剤を規制し現像ローラ上に現像剤の薄層を
形成する規制部材を少なくとも備えている現像装置の技
術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来、静電複写機やプリンタ等の画像形
成装置においては、感光体等の潜像担持体に担持された
静電潜像を現像装置の現像剤により現像した後、この現
像された潜像担持体上の像を紙等の記録媒体に転写し、
更に記録媒体に転写した転写像を定着することにより、
画像を得るようになっている。

【０００３】このような画像形成装置における従来の現
像装置には、表面に現像剤を担持して潜像担持体へ搬送
する現像ローラと、この現像ローラに接触して潜像担持
体へ搬送する現像剤を規制し現像ローラ上に現像剤の薄
層を形成する規制部材とを少なくとも備えている現像装
置がある。この現像装置においては、規制部材により、
帯電された一成分現像剤が規制されて現像ローラ上に形
成されたこの現像剤の薄層を現像ローラによって潜像担
持体の方へ搬送し、この薄層化された一成分現像剤で潜
像担持体上の静電潜像を現像するようになっている。そ
の場合、現像ローラとしてアルミや鉄系の金属ローラが
用いられるが、特に、加工が容易でかつ安価なことから
アルミの金属ローラが多く用いられている。

【０００４】ところで、現像装置における現像ローラは
その機能として、現像剤の搬送、現像剤の帯電、
および現像バイアスの放電防止が求められる。そこ
で、現像剤の搬送性および現像剤の帯電性を向上するた
めに、従来、金属ローラの表面にサンドブラスト処理を
施して凹凸を形成するとともに、その凹凸面にニッケル
めっき等の金属めっき処理を施した担持体ロール（すな
わち、現像ローラ）が特公平６ー４６３３１号公報によ
り提案されている。この公告公報に開示されている担持
体ロールによれば、担持体ロールの表面に形成された凹
凸面が現像剤の搬送能力を力学的に高めることができ、
現像剤の搬送性が向上する。しかも、この凹凸面により
現像剤との接触面積が増大するため、現像剤の帯電性が
向上する。そして、金属ローラの凹凸面に金属めっき処
理を施すことで、金属ローラの凹凸面の耐摩耗性が向上
されている。

【０００５】また、現像バイアスの放電を防止するため
に、従来、比抵抗が所定の値に設定された現像ローラが
提案されている。例えば、導電性粉末を分散した樹脂で
成形され、比抵抗が１０⁴〜１０¹²Ωcmの範囲の円筒状
の剛性体の内面に導電膜を形成するか、あるいはこの内
面に１０⁷Ωcm以下の導電性塗料を塗布した非磁性一成
分トナーの担持体（つまり現像ローラ）が特公平２ー２
６２２６号公報により提案されている。また、比抵抗１
０⁴〜１０¹²Ωcmのアルミナ等のセラミックで形成され
た層厚が１００〜１０００μｍの半導電層を、表面に形
成された非磁性一成分トナーのトナー担持体（つまり現
像ローラ）が特許第２７０５０９０号公報により提案さ
れている。これらの公報に開示されている非磁性一成分
トナーの担持体によれば、少なくともその表面が所定の
抵抗を有しているため、現像バイアスの放電が効果的に
防止されて画像欠陥を防止できる。

【０００６】一方、前述の特公平２ー２６２２６号公報
および特許第２７０５０９０号公報にも開示されている
ように、従来、現像装置においては、直流電圧に交流電
圧を重畳させた現像バイアスを用いることで、潜像担持
体の非画像部へのトナー付着（いわゆる、かぶり）を防
止し、かつ適度なエッジ効果を持たせることともに、階
調性を向上させるようにすることが行われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
６ー４６３３１号公報に開示されている担持体ロールで
は、サンドブラスト処理で凹凸が形成された表面に金属
めっき処理が実施される。このめっき処理はため、凹凸
面にめっき材が盛られるようになる。このため、サンド
ブラスト処理による鮮明な凹凸形状がめっき材により変
形し、凸部つまり互いに隣接する凹の境のエッジ（稜
線）がくずれて凹凸が不鮮明になってしまう。したがっ
て、せっかくサンドブラスト処理で鮮明な凹凸を形成
し、この凹凸面の耐摩耗性を向上しても、金属めっきに
より凹凸が不鮮明になることから、現像ローラ表面の凹
凸による搬送性向上の効果および帯電性の向上の効果を
十分にかつ確実に得ることはできないという問題があ
る。

【０００８】また、特公平２ー２６２２６号公報に開示
されている、導電性粉末を分散した樹脂で成形された担
持体では、導電性粉末が分散していることからその分散
状態の影響を受け易いため、担持体の表面に均一に抵抗
を有するようにすることは難しく、画像に濃度むらが生
じる問題がある。更に、特許第２７０５０９０号公報に
も開示されている、セラミックからなる１００〜１００
０μｍの半導電層が形成されたトナー担持体では、半導
電層がセラミック粒子をアーク放電によって溶融させ、
これをトナー担持体の基材に吹き付けることで形成され
るため、製造が面倒であり、コストが高いという問題が
ある。

【０００９】そのうえ、現像ローラには前述の〜か
らなる３つの機能をより一層確実に持たせるようにする
ことが望まれるが、そこで、前述の各公報に記載されて
いる技術的事項を組み合わせることにより、これらの３
つの機能を現像ローラに持たせるようにすることが考え
られる。しかし、このように各公報記載のものを組み合
わせることにより、現像ローラに前述の３つの機能を持
たせるようにした場合、次のような問題がある。

【００１０】すなわち、特公平６ー４６３３１号公報記
載のものと特公平２ー２６２２６号公報記載のものとを
組み合わせようとした場合は、特公平２ー２６２２６号
公報記載の導電性粉末を分散した樹脂で成形された担持
体は金属担持体ではなく、特公平６ー４６３３１号公報
記載のサンドブラスト処理による凹凸の形成およびその
凹凸面の耐摩耗性を向上させる処理を行うことは難しい
という問題がある。したがって、特公平６ー４６３３１
号公報記載のものと特公平２ー２６２２６号公報記載の
ものとを組み合わせることができなく、前述の３つの機
能を現像ローラにより一層確実に持たせることはきわめ
て困難である。

【００１１】また、特公平６ー４６３３１号公報記載の
ものと特許第２７０５０９０号公報記載のものとを組み
合わせようとした場合は、特公平６ー４６３３１号公報
記載のものの凹凸面に、特許第２７０５０９０号公報記
載のものアーク放電によって溶融されたセラミックから
なる半導電層が形成されることになる。このため、前述
の特公平６ー４６３３１号公報記載の凹凸面に金属めっ
きが施される場合と同様に、互いに隣接する凹部の境の
エッジ（稜線）がくずれて凹凸が不鮮明になってしまう
という問題がある。したがって、特公平６ー４６３３１
号公報記載のものと特許第２７０５０９０号公報記載の
ものとを組み合わせることはできなく、この場合にも前
述の３つの機能を現像ローラにより一層確実に持たせる
ことはきわめて困難である。

【００１２】しかも、前述の３つの公報に記載されてい
る現像装置は、いずれも、トナーの薄層を形成する規制
部材が現像ローラに接触する現像装置であるが、このよ
うな現像装置では、規制部材によって規制されて潜像担
持体の方へ搬送されないトナーの一部が現像ローラの表
面に付着し、フィルミングが発生し易いという問題があ
る。

【００１３】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、現像剤の搬送機能、現像
剤の帯電機能、および現像バイアスの放電防止機能の３
つの機能をより一層確実に発揮することのできる現像ロ
ーラを備えるとともに、この現像ローラのフィルミング
を防止でき、しかも現像ローラを簡単にかつ安価に形成
できる接触現像式の現像装置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、請求項１の発明は、表面に現像剤を担持して潜像担
持体へ搬送する現像ローラと、この現像ローラに接触し
て前記潜像担持体へ搬送する現像剤を規制し現像ローラ
上に現像剤の薄層を形成する規制部材とを少なくとも備
えている現像装置において、前記現像ローラが金属ロー
ラから形成されており、この金属ローラは、少なくとも
現像剤担持領域の表面にサンドブラスト処理により凹凸
が形成されているとともに、更に少なくとも凹凸形成部
分がアルマイト処理を施されていることを特徴としてい
る。

【００１５】また、請求項２の発明は、前記現像剤が、
トナー粒子に所定の硬さの外添剤が付着されて形成され
ており、前記金属ローラの表面の硬さが前記外添剤の硬
さより低く設定されていることを特徴としている。更
に、請求項３の発明は、前記現像ローラに現像バイアス
が印加されるとともに、この現像バイアスは直流に交流
が重畳されて形成されていることを特徴としている。更
に、請求項４の発明は、前記現像バイアスの電位が前記
潜像担持体の非画像領域に設定される電位より前記潜像
担持体の画像領域に設定される電位側に設定され、前記
潜像担持体の非画像領域に設定される電位を超えて前記
潜像担持体の画像領域に設定される電位と反対側には設
定されないことを特徴としている。

【００１６】

【作用】このように構成された本発明の現像装置におい
ては、現像ローラを構成する金属ローラの少なくとも現
像剤担持体部分の表面に、サンドブラスト処理により隣
接する凹部と凹部との境のエッジ（稜線）が明瞭に形成
される。そして、この金属ローラの凹凸形成部分がアル
マイト処理（陽極酸化処理）を施され、金属ローラの凹
凸形成部分の表面に酸化皮膜が形成される。このとき、
アルマイト処理による電気分解反応がほとんど金属ロー
ラの表面から内部に浸透するので、表面に形成される酸
化皮膜の厚みは薄い。このため、酸化皮膜が金属ローラ
の表面に形成されても、サンドブラスト処理による凹凸
形状がこの酸化皮膜で阻害されることはなく、アルマイ
ト処理後の凹凸形状は、ほぼサンドブラスト処理による
凹凸形状に保持されるようになる。したがって、現像ロ
ーラ表面の凹凸形状におけるエッジ（稜線）効果により
現像剤の搬送がより一層確実となり、現像剤の搬送性が
向上する。

【００１７】また、サンドブラスト処理による凹凸形状
におけるエッジ（稜線）が保持されることにより、現像
ローラにおける現像剤の粒子との接触面積が増大する。
これにより、現像ローラと現像剤の粒子との摩擦が十分
に行われ、現像剤の粒子が効果的に摩擦帯電するように
なる。したがって、現像剤の帯電性が向上する。

【００１８】更に、アルマイト処理で形成された酸化被
膜により現像ローラの表面が硬くなるため、現像ローラ
の耐摩耗性および機械強度がともに向上する。その場
合、アルマイト処理における電気分解の水溶液を比較的
低い温度にするとともに、ゆっくり処理を行うことで、
現像ローラの表面がより一層硬くなる。しかも、この酸
化被膜は、多数の微細孔を有する厚い多孔層と、緻密で
非常に薄い活性層とからなるセル構造となっている。そ
の場合、活性層は電気抵抗を有しているため、電気抵抗
の比較的小さい金属ローラ表面にアルマイト処理により
電気抵抗層が形成され、金属ローラは所定の電気抵抗を
有するようになる。このとき、金属ローラの表面は均一
にアルマイト処理されるので、電気抵抗が金属ローラの
アルマイト処理部分の全面にわたってより均一に得られ
るようになる。これにより、現像ローラの材料として予
め所定の電気抵抗を有する特別な材料を用いる必要がな
いので、現像ローラが、所定の大きさの均一な電気抵抗
を有する金属ローラから安価にかつ簡単に形成されるよ
うになる。

【００１９】特に、請求項２の発明においては、金属ロ
ーラの表面の硬さが現像剤の外添剤の硬さより低く設定
されるようになる。これにより、現像ローラの表面の凹
凸が現像剤の外添剤の摩擦でわずかに削られるかあるい
はわずかに欠けるようになるので、現像ローラへの現像
剤の付着が抑制されて現像ローラのフィルミングが防止
されるようになる。特に、規制部材が現像ローラに接触
する現像装置では、規制部材が現像ローラに接触する位
置で現像剤が付着しがちであるが、このように現像ロー
ラの表面が現像剤の外添剤の摩擦で削られることで、よ
り効果的に現像ローラのフィルミングが防止される。し
かも、現像ローラの表面の凹凸形状におけるエッジ（稜
線）がわずかに欠けることにより、現像ローラの表面の
凹凸形状に新たなエッジ（稜線）が形成されるようにな
る。

【００２０】また、請求項３の発明においては、現像ロ
ーラに現像バイアスが印加されるが、アルマイト処理に
より現像ローラ表面には電気抵抗層が形成されているの
で、現像ローラが潜像担持体に接触していても、現像ロ
ーラから潜像担持体への現像バイアスの放電が効果的に
防止されるようになる。

【００２１】しかも、現像ローラに印加される現像バイ
アスが直流に交流が重畳されて形成される。そして、こ
の交流を適宜制御することにより、潜像担持体への現像
バイアスの放電を防止することが可能となり、前述の電
気抵抗による現像バイアスの放電防止に加え、現像バイ
アスの放電がより一層効果的に防止されるようになる。
特に、請求項４の発明においては、現像バイアスの電位
が潜像担持体の非画像領域に設定される電位より、潜像
担持体の画像領域に設定される電位側となるように設定
されているので、現像ローラから潜像担持体への現像バ
イアスの放電が更に効果的に防止されるとともに、潜像
担持体の非画像領域に現像剤の付着が抑制されて、現像
剤のかぶりが防止される。

【００２２】また、現像ローラが所定の大きさの均一な
電気抵抗を有することから、現像バイアスによる現像剤
への過剰電荷注入が防止されるようになる。こうして、
本発明の現像装置においては、現像ローラが前述の３つ
の機能をより確実に有するようになる。したがって、本
発明の現像装置は、濃度むら等の画像欠陥のない高品質
の画像を長期にわたって得られるようになる。更に、交
流が重畳されることにより、画像に適度なエッジ効果が
付与されるとともに、画像の均一な中間色が再現され、
階調性が向上する。なお、多孔層は多数の微細孔のため
異物が付着され易くしかも腐食され易いので、これらの
多数の微細孔を封じる封孔処理を行うことで多孔層を不
活性化し、環境安定性が向上するようになる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明の現像装置
の実施の形態の一例を模式的に示す図である。図１に示
すように、この例の現像装置１は、静電潜像が形成され
る潜像担持体である感光体２と、現像剤であるトナー３
を担持して感光体２に搬送する現像ローラ４と、この現
像ローラ４にトナー３を供給する供給ローラ５と、この
供給ローラ５から供給され現像ローラ４によって搬送さ
れてくるトナー３を規制する規制部材６とを備えてい
る。この現像装置１は、現像ローラ４が感光体２に接触
された接触現像方式の現像装置とされているとともに、
現像ローラ４の周速が感光体２の周速より大きく設定さ
れている（周速比＝現像ローラ４の周速／感光体２の周
速＞１）。また、導電性または絶縁性の弾性体表面を有
する供給ローラ５が現像ローラ４に接触されているとと
もに、規制部材６が現像ローラ４に所定の周速比をもっ
て回転駆動されながら常時圧接されている。

【００２４】現像ローラ４はアルミニウムからなる金属
ローラからなり、この金属ローラの表面の少なくともト
ナー３の担持領域（つまり、トナー搬送領域）にサンド
ブラスト処理が施されている。このサンドブラスト処理
により、金属ローラの表面には凹凸面が形成されてい
る。図２に示すように、この凹凸面は凸部つまり互いに
隣接する凹部４ａの境のエッジ（稜線）４ｂが明瞭に形
成されている。

【００２５】更に、金属ローラの少なくともサンドブラ
スト処理部分には、アルマイト処理が施されている。こ
のようにアルマイト処理が金属ローラの表面に施される
と、電気分解の反応が金属ローラの内部に浸透するよう
になるので、金属ローラの表面には比較的薄い酸化被膜
が形成される。この酸化被膜は所定の電気抵抗を有する
とともに所定の硬度を有しているので、電気抵抗のきわ
めて小さなアルミニウムの金属ローラの表面部分は所定
の電気抵抗を有するとともに、所定の硬度を有してい
る。このとき、アルマイト処理における電気分解の水溶
液を比較的低い温度にするとともに、ゆっくり処理を行
うことで、現像ローラ４の表面をより一層硬くすること
ができる。

【００２６】また、前述のように金属ローラの表面にア
ルマイト処理が施されて酸化被膜が形成されても、酸化
被膜がきわめて薄いので、サンドブラスト処理によって
形成された凹凸面はこの酸化被膜で阻害されず、ほとん
ど変化しない。したがって、図３に示すようにアルマイ
ト処理後の金属ローラの表面の凹凸形状はほぼサンドブ
ラスト処理による凹凸形状がほぼ保持された形状となっ
ている。なお、酸化被膜は多数の微細孔からなる多孔層
を有するので、これらの多数の微細孔を封じる封孔処理
が施されて多孔層が不活性化されて、異物が付着され難
くしかも腐食され難くされ、環境安定性が向上されてい
る。

【００２７】更に、図１に示すようにこの例の現像装置
１の現像ローラ４には、従来の現像装置と同様に現像バ
イアスが印加されている。その場合、この例の現像装置
１では、直流電源７の直流と交流電源８の交流とが重畳
された現像バイアスが現像ローラ４に印加されている。
図４に示すように、感光体２の画像部の電位をＶ_onに
（図示例では、接地つまり０Ｖ）に設定し、感光体２の
非画像部の電位をＶ_o（図示例では、負電圧）に設定し
たとき、この現像ローラ４の現像バイアス電位Ｖ _dは、
その最大値Ｖ_dmaxが画像部の電位Ｖ_onと等しく設定され
ているとともに、その最小値Ｖ_dminが非画像部の電位Ｖ
_oより大きく設定されている。すなわち、現像バイアス
電位Ｖ_dは、非画像部の電位Ｖ_oより画像部の電位Ｖ_on側
の所定値に設定されて、非画像部の電位Ｖ_oを超えて画
像部の電位Ｖ_onと反対側には設定されない。これによ
り、現像ローラ４上のトナー３粒子が感光体２の非画像
部に付着するのをより効果的に抑制している。

【００２８】更に、この例の現像装置１で用いられるト
ナー３は、比較的柔らかいポリエステル樹脂からなるト
ナー母粒子に比較的硬いシリカからなる外添剤が付着さ
れた非磁性一成分トナーとして形成されている。その場
合、現像ローラ４の表面の硬さ（硬度）がトナー３の外
添剤の硬さ（硬度）より低く設定されている。より具体
的には、現像ローラ４の表面の硬度はトナー３の外添剤
の硬度に対して、現像ローラ４の表面の凹凸がある程度
削られるが極端に削られ過ぎない程度に設定されてい
る。

【００２９】そのうえ、トナー３はその粒子の球形化度
がワーデルの実用球形化度で０.９〜１に設定されて、
感光体２上の高精細な潜像を忠実に可視像化するのに好
適にされている。このトナー３のワーデルの実用球形化
度は、トナー粒子の投影像において粒子の投影面積に等
しい面積を有する円の直径と、粒子の投影像に外接する
最小円の直径との比で表される数値である。

【００３０】また、トナー３の球形化度が高精細な潜像
の忠実な可視像化に好適であるという理由は、本発明者
が提案し、本特許出願人が既に特許出願した特開平９−
３１１５４４号公報に開示されているので、この公開公
報を参照すれば容易に理解できる。一応、簡単に述べる
と、その理由は、トナー３の形状をワーデルの実用球形
化度で０.９〜１として真球に近似させることによっ
て、現像ローラ４上のトナー３が現像動作で感光体２上
にその電位に応じて付着する際、このトナー３の粒子が
感光体２上で容易に稠密充填した付着層を形成して、潜
像細部の画像輪郭部を忠実にかつ明瞭に再現するように
なるからである。ワーデルの実用球形化度は、光学顕微
鏡を備えた画像処理装置（アピオニクス社製）を用いて
測定することができるが、その測定要領は前述の特開平
９−３１１５４４号公報に記載されていて、この公開公
報を参照すれば容易に理解できるので、その説明は省略
する。

【００３１】このように構成されているこの例の現像装
置１においては、供給ローラ５から現像ローラ４上に供
給されたトナー３は、図１で反時計方向に回転する現像
ローラ４によって規制部材６の方へ搬送される。規制部
材６に到達したトナー３は、この規制部材６によって感
光体２の方へ搬送される量が規制され、余剰トナーが供
給ローラ５の方へ戻される。また、規制部材６を通過し
たトナー３は、現像ローラ４上に所定厚みのトナー薄層
３ａが形成される。この薄層化されたトナー３が現像ロ
ーラ４によって感光体２の方へ搬送され、このトナー３
によって感光体２上の静電潜像が現像され、この感光体
２上にトナー像が形成される。

【００３２】この例の現像装置１によれば、現像ローラ
４の表面のアルマイト処理後の凹凸形状をサンドブラス
ト処理による凹凸形状とほぼ同じ形状にする保持でき
る。したがって、現像ローラ４の表面の凹凸によりトナ
ー３の搬送をより一層確実にでき、トナー３の搬送性を
向上できる。また、サンドブラスト処理による凹凸形状
が保持されるので、現像ローラ４におけるトナー３の粒
子との接触面積を増大できる。これにより、現像ローラ
４とトナー３の粒子との摩擦が十分に行われ、トナー３
の粒子を効果的に摩擦帯電できるようになる。したがっ
て、トナー３の帯電性を向上できる。更に、アルマイト
処理で形成された酸化被膜により現像ローラ４の表面が
硬くなるため、現像ローラ４の耐摩耗性および機械強度
をともに向上できる。

【００３３】更に、アルマイト処理による酸化被膜で、
電気抵抗の比較的小さいアルミニウムの金属ローラ表面
に電気抵抗層が形成されるので、金属ローラに所定の電
気抵抗を持たせることができる。このとき、金属ローラ
の表面が均一にアルマイト処理されるので、電気抵抗を
金属ローラのアルマイト処理部分の全面にわたってより
均一に得ることができる。これにより、現像ローラ４の
材料として予め所定の電気抵抗を有する特別な材料を用
いる必要がないので、現像ローラを、所定の大きさの均
一な電気抵抗を有する金属から安価にかつ簡単に形成で
きるようになる。

【００３４】更に、現像ローラ４の表面の硬さをトナー
３の外添剤の硬さより低く設定して現像ローラ４の表面
がトナー３の外添剤との摩擦でわずかに削られるかある
いはわずかに欠けるようにしているので、現像ローラ４
へのトナー３の付着を抑制して現像ローラ４のフィルミ
ングを防止できるようになる。特に、規制部材６が現像
ローラ４に接触する現像装置では、規制部材６が現像ロ
ーラ４に接触する位置近傍でトナー３が付着しがちであ
るが、このように現像ローラ４の表面がトナー３の外添
剤の摩擦で削られることで、より効果的に現像ローラ４
のフィルミングを防止できる。しかも、現像ローラ４の
表面の凹凸形状におけるエッジ（稜線）がわずかに欠け
ることにより、現像ローラ４の表面の凹凸形状に新たな
エッジ（稜線）を形成できるようになる。

【００３５】更に、現像ローラ４が所定の大きさの均一
な電気抵抗を有することから、現像バイアスによるトナ
ー３への過剰電荷注入を防止できるようになる。特に、
この例のような現像ローラ４が感光体２に接触する接触
現像方式の現像装置１においては感光体２と現像ローラ
４との間に挟圧されるトナー３の粒子の圧力が大きくな
るが、この圧力が大きいとトナー３への過剰電荷注入が
増進されるようになるため、このような均一な電気抵抗
により、より効果的にトナー３への過剰電荷注入が防止
される。こうして、この例の現像装置１の現像ローラ４
に前述の３つの機能をより確実に持たせることができる
ようになる。したがって、この例の現像装置１によれ
ば、濃度むら等の画像欠陥のない高品質の画像を長期に
わたって得ることができる。

【００３６】更に、現像ローラ４に、交流を直流に重畳
した現像バイアスを印加しているので、この現像バイア
スを適宜制御することにより、現像ローラからの現像バ
イアスの放電を防止することができる。特に、現像バイ
アスの最大電位を感光体の非画像領域に設定される電位
より低く設定しているので、現像バイアスの放電をより
効果的に防止できるとともに、感光体の非画像領域にト
ナーが付着するのを抑制でき、トナーのかぶりを防止で
きる。しかも、直流に交流を重畳することにより、画像
に適度なエッジ効果を付与できるとともに、画像の均一
な中間色を再現でき、階調性を向上できる。

【００３７】更に、現像ローラ４の表面の硬さをトナー
３の外添剤の硬さより低く設定して現像ローラ４の表面
の凹凸がトナー３の外添剤との摩擦でわずかに削られる
か、あるいはわずかに欠けるようにしているので、現像
ローラ４に付着したトナー３を確実に削り取ることがで
きる。これにより、現像ローラ４へのトナー３の付着を
抑制して現像ローラ４のフィルミングを防止できるとと
もに、凹凸が欠けることで、新たな凹凸ののエッジ（稜
線）を形成することができるようになる。

【００３８】更に、現像ローラ４の周速を感光体２の周
速より大きく設定しているので、現像ローラ４が感光体
２に接触する現像部において速度差によりトナー３の粒
子が転動、摺擦することで、トナー３を効果的に再帯電
することができる。これにより、帯電量の少ないトナー
の帯電量を増加できるので、感光体２の非画像領域に付
着したトナーを現像ローラ４の方へ確実に回収できると
ともに、感光体２の画像領域においてトナー３を本来付
着すべき位置に確実に付着できるようになり、トナー３
の付着位置がずれるという、いわゆる画像のちりを防止
できるようになる。

【００３９】しかも、トナー３の球形化度をワーデルの
実用球形化度で０.９〜１に設定し、真球により近いも
のとなっているので、トナー３の粒子をより確実に転
動、摺擦させることができ、トナー３を更に一層効果的
に再帯電することができるようになる。これにより、前
述と同様にして感光体２の非画像部の現像剤を現像ロー
ラ４の方へ確実に回収できるとともに感光体２の画像領
域における画像のちりを防止でき、更に、感光体２上の
高精細な潜像を忠実に可視像化することができる。

【００４０】なお、前述の例の現像装置１では、本発明
を接触現像式の現像装置に適用して説明しているが、本
発明はこれに限定されるものではなく、非接触現像式の
現像装置にも適用することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の現像装置によれば、現像ローラの表面のアルマイト処
理後の凹凸形状をサンドブラスト処理による凹凸形状と
ほぼ同じ明瞭なエッジ（稜線）を有する凹凸形状に保持
することができる。したがって、現像ローラの表面の凹
凸形状におけるエッジ（稜線）効果により現像剤の搬送
をより一層確実にでき、現像剤の搬送性を向上できる。
また、サンドブラスト処理による凹凸形状におけるエッ
ジ（稜線）を保持できるので、現像ローラにおける現像
剤の粒子との接触面積を増大できる。これにより、現像
ローラと現像剤の粒子との摩擦を十分に行うことがで
き、現像剤の粒子を効果的に摩擦帯電できるようにな
る。したがって、現像剤の帯電性を向上できる。

【００４２】更に、アルマイト処理で形成された酸化被
膜により現像ローラの表面が硬くなるため、現像ローラ
の耐摩耗性および機械強度をともに向上できる。更に、
アルマイト処理による酸化被膜で、電気抵抗の比較的小
さいアルミニウムの金属ローラ表面に電気抵抗層を形成
しているので、金属ローラに所定の電気抵抗を持たせる
ことができる。このとき、金属ローラの表面を均一にア
ルマイト処理できるので、電気抵抗を金属ローラのアル
マイト処理部分の全面にわたってより均一に得ることが
できる。これにより、現像ローラの材料として予め所定
の電気抵抗を有する特別な材料を用いる必要がないの
で、現像ローラを、所定の大きさの均一な電気抵抗を有
する金属から安価にかつ簡単に形成できるようになる。

【００４３】更に、現像ローラの表面の硬さを現像剤の
外添剤の硬さより低く設定して現像ローラの表面の凹凸
が現像剤の外添剤との摩擦でわずかに削られるか、ある
いはわずかに欠けるようにしているので、現像ローラへ
の現像剤の付着を抑制して現像ローラのフィルミングを
防止できるようになる。特に、規制部材が現像ローラに
接触する現像装置では、規制部材が現像ローラに接触す
る位置で現像剤が付着しがちであるが、このように現像
ローラの表面が現像剤の外添剤の摩擦で削られること
で、より効果的に現像ローラのフィルミングが防止され
る。しかも、凹凸形状におけるエッジ（稜線）が欠ける
ことで、凹凸形状における新たなエッジ（稜線）を形成
することができる。

【００４４】更に、現像ローラが所定の大きさの均一な
電気抵抗を有することから、現像バイアスによる現像剤
への過剰電荷注入を防止できるようになる。特に、本発
明のような現像ローラが潜像担持体に接触する接触現像
方式の現像装置においては潜像担持体と現像ローラとの
間に挟圧される現像剤の粒子の圧力が大きくなるが、こ
の圧力が大きいと現像剤への過剰電荷注入が増進される
ようになるので、このような均一な電気抵抗により、よ
り効果的に現像剤への過剰電荷注入を防止できる。

【００４５】更に、現像ローラに、交流を直流に重畳し
た現像バイアスを印加しているので、この現像バイアス
を適宜制御することにより、現像ローラからの現像バイ
アスの放電を防止することができる。特に、現像バイア
スの電位を潜像担持体の非画像領域に設定される電位よ
り潜像担持体の画像領域に設定される電位側となるよう
に設定しているので、現像ローラから潜像担持体への現
像バイアスの放電をより効果的に防止できるとともに、
感光体の非画像領域に現像剤が付着するのを抑制でき、
現像剤のかぶりを防止できる。こうして、本発明の現像
装置の現像ローラに前述の３つの機能をより確実に持た
せることができるようになる。したがって、本発明の現
像装置によれば、濃度むら等の画像欠陥のない高品質の
画像を長期にわたって得ることができる。

【００４６】更に、直流に交流を重畳することにより、
画像に適度なエッジ効果を付与できるとともに、画像の
均一な中間色を再現でき、階調性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の実施の形態の一例を模式
的に示す図である。

【図２】サンドブラスト処理により形成された現像ロ
ーラ上の凹凸面を顕微鏡で拡大して示す図である。

【図３】アルマイト処理後の現像ローラ上の凹凸面を
顕微鏡で拡大して示す図である。

【図４】現像ローラに印加する、交流が重畳された現
像バイアスを示す図である。

【符号の説明】

１…現像装置、２…感光体（潜像担持体）、３…トナー
（現像剤）、４…現像ローラ、５…供給ローラ、６…規
制部材、７…直流電源、８…交流電源、Ｖ_on…感光体の
画像部の電位、Ｖ_o…感光体の非画像部の電位、Ｖ_d…現
像バイアス電位、Ｖ_dmax…現像バイアス電位の最大値、
Ｖ_dmin…現像バイアス電位の最小値

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年４月２６日（２００１．４．２
６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
６ー４６３３１号公報に開示されている担持体ロールで
は、サンドブラスト処理で凹凸が形成された表面に金属
めっき処理が実施される。このめっき処理により、凹凸
面にめっき材が盛られるようになる。このため、サンド
ブラスト処理による鮮明な凹凸形状がめっき材により変
形し、凸部つまり互いに隣接する凹の境のエッジ（稜
線）がくずれて凹凸が不鮮明になってしまう。したがっ
て、せっかくサンドブラスト処理で鮮明な凹凸を形成
し、この凹凸面の耐摩耗性を向上しても、金属めっきに
より凹凸が不鮮明になることから、現像ローラ表面の凹
凸による搬送性向上の効果および帯電性の向上の効果を
十分にかつ確実に得ることはできないという問題があ
る。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明の現像装置
の実施の形態の一例を模式的に示す図である。図１に示
すように、この例の現像装置１は、静電潜像が形成され
る潜像担持体である感光体２と、現像剤であるトナー３
を担持して感光体２に搬送する現像ローラ４と、この現
像ローラ４にトナー３を供給する供給ローラ５と、この
供給ローラ５から供給され現像ローラ４によって搬送さ
れてくるトナー３を規制する規制部材６とを備えてい
る。この現像装置１は、現像ローラ４が感光体２に接触
された接触現像方式の現像装置とされているとともに、
現像ローラ４の周速が感光体２の周速より大きく設定さ
れている（周速比＝現像ローラ４の周速／感光体２の周
速＞１）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H005 AA08 CB13 2H073 AA01 BA04 BA13 BA45 2H077 AD06 AD13 AD17 AD22 AD36 FA03 FA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に現像剤を担持して潜像担持体へ搬
送する現像ローラと、この現像ローラに接触して前記潜
像担持体へ搬送する現像剤を規制し現像ローラ上に現像
剤の薄層を形成する規制部材とを少なくとも備えている
現像装置において、前記現像ローラが金属ローラから形成されており、この
金属ローラは、少なくとも現像剤担持領域の表面にサン
ドブラスト処理により凹凸が形成されているとともに、
更に少なくとも凹凸形成部分がアルマイト処理を施され
ていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記現像剤はトナー粒子に所定の硬さの
外添剤が付着されて形成されており、前記金属ローラの
表面の硬さが前記外添剤の硬さより低く設定されている
ことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】前記現像ローラに現像バイアスが印加さ
れるとともに、この現像バイアスは直流に交流が重畳さ
れて形成されていることを特徴とする請求項１または２
記載の現像装置。
【請求項４】前記現像バイアスの電位が前記潜像担持
体の非画像領域に設定される電位より前記潜像担持体の
画像領域に設定される電位側に設定され、前記潜像担持
体の非画像領域に設定される電位を超えて前記潜像担持
体の画像領域に設定される電位と反対側には設定されな
いことを特徴とする請求項３記載の現像装置。