JPH0240671A - 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］ この発明は、静電潜像が形成された像担持体表面にトナ
ーを供給して潜像を可視化させる現業装置に係り、特に
、現像剤としてトナーのみを使用し、このトナーを駆動
ローラによって駆動されるトナー搬送部材から、静電潜
像が形成された像担持体表面に供給する現像装置に関す
るものである。

［従来技術及びその問題点］ 電子写真複写機等においては、従来より、像担持体の表
面に形成された静電潜像にトナーを供給する現像装置と
して、様々なものが使用されてきた。

ここで、電子写真複写機等に使用される現像装置におい
ては、原稿画像が線画像である場合と、ベタ画像である
場合とで、異なる現像特性が要求される。すなわち、原
稿がベタ画像である場合には、原稿画像濃度に応じた複
写画像濃度が得られることが要求されるのに対し、線画
像である場合には、原稿画像濃度か低いときでも複写画
像濃度が高いことが要求される。

このような要求に対し、現像剤としてトナーとキャリア
とを含む二成分系のものを用いた二成分式の現像装置に
おいては、現像剤に含まれるキャリアの作用により、線
画像に対しては、いわゆるエツジ効果が生じ、原稿画像
濃度に対する複写画像濃度の立ち上がりが急激になり、
原稿画像濃度が低いときでも濃度の高い複写画像が得ら
れ、また、ベタ画像に対しては、原稿画像濃度に応じた
複写画像濃度が得られる。

しかし、このような二成分式の現像装置においては、キ
ャリアの劣化やトナーとキャリアの混合比の変動等によ
り、画質が変化する等の問題があった。

一方、現像剤としてトナーのみを使用し、導電性ローラ
や導電性フレキシブルスリーブによる接触現像方式によ
って現像を行う一成分式の現像装置においては、原稿画
像濃度に対して複写画像濃度の立ち上がりが急激な、い
わゆるγ特性のたった２値的な現像特性を持つものしか
得られなかった。

このため、現像剤としてトナーのみを用いた上記のよう
な現像装置は、プリンター等のデジタル画像の再現には
適しているが、デジタルカラー等の多段濃度階調を必要
とする場合や、コピア画像の階調表現に対しては再現性
が悪いという問題があった。

そこで、このようなトナーのみを用いた現像装置におい
ても、二成分式の現像装置と同様に、ベタ画像に対して
は、原稿画像濃度に応じた複写画像濃度が得られると共
に、線画像に対しては、原稿画像濃度が低いときでも、
複写画像濃度の立ち上がりが急激で濃度の高い複写画像
が得られるように、従来より様々な研究がなされてきた
。

この結果、特開昭５７−１１４１６３号公報等に示され
るように、上記のような一成分式の現像装置において、
トナー搬送部材として、導電性支持体の上に、絶縁材に
よって互いに電気的に絶縁され且つこの支持体とも電気
的に絶縁された微小電極を設けたものを使用することが
考え出された。

このようなトナー搬送部材を用いた場合、導電性支持体
の上に絶縁材を介して設けられた微小電極が、前記二成
分系現像剤におけるキャリアと同様の役割を果たし、二
成分式の現像装置と同様の現像特性が得られるようにな
る。

しかし、このようなトナー搬送部材を用いた現像装置に
おいては、トナー搬送部材の導電性支持体上に設けられ
た絶縁材の厚みやその誘電率によって、静電潜像部から
導電性支持体に向かう電気力線の数が制御され、エツジ
効果や階調性等の画像特性が定まるため、適当なエツジ
効果や階調性を持つように調整することが必要であり、
また、このようなトナー搬送部材の特性を変化させて、
エツジ効果や階調性等の画像特性を自由に制御するとい
うことは非常に困難であった。

さらに、前記のようなトナー搬送部材は、導電性支持体
上に絶縁材を介して微小電極が設けられており、その表
面が硬く柔軟性に欠けるため、感光体ドラム等の硬質な
像担持体との接触においては、十分な密着性が得られず
、またこの接触によって像担持体の表面が損傷し、画質
が低下する等の問題もあった。

加えて、このようなトナー搬送部材から像担持体表面に
トナーを供給した場合、その微小電極に電荷が残り、除
電手段を必要とし、またこれが充分に放電されずに蓄積
して画質が低下するという問題もあった。

このため、近年においては、特開昭５８−２１１１７２
号公報に示されるように、微小電極を保持する絶縁材を
光導電性材料等で構成すると共に、除電ランプ等の除電
手段を用いて、微小電極に残った電荷を放電させるよう
にしたものが考え出された。

しかし、この場合においては、微小電極を保持する絶縁
材料に光導電性材料等の特殊な材料を使用しなければな
らず、また除電ランプ等の除電手段を別に設ける必要が
あるため、製造コスＩ・が高く付くと共に、装置が複雑
化する等の問題があった。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は、−成分系の現像剤を使用した上記のような
現像装置における問題を解決することを課題としてなさ
れたものである。

すなわち、この発明は、上記のような一成分系のトナー
を使用した現像装置において、エツジ効果や階調性等の
画像制御が簡単に行えると共に、像担持体との接触時に
おける密着性が良く、像担持体に損傷を与えることもな
く、加えて、トナー搬送部材に蓄積される電荷の放電も
容易に行える現像装置を提供することを目的とするもの
である。

［課題を解決するための手段］ この発明は、駆動ローラによって駆動されるトナー搬送
部材から、トナーを静電潜像が形成された像担持体表面
に供給する現像装置において、上記トナー搬送部材を、
膜厚方向に導通した微細な電極が互いに独立して複数設
けられてなる異方性導電膜で構成すると共に、少なくと
もこのトナー搬送部材が像担持体と接触する部分におい
て、上記駆動ローラとの間に空間部を形成するようにし
たのである。

また、この現像装置においては、上記トナー搬送部材が
像担持体と接触してトナーを供給した後で、このトナー
搬送部材を駆動ローラと接触させるようにすることが望
ましい。

［作用コ このように構成されたこの発明に係る現像装置において
は、トナー搬送部材を構成する異方性導電膜の各電極が
、二成分系現像剤のキャリアの役割を果たすと共に、ト
ナー搬送部材と駆動ローラとの間の空間部が誘電層とし
て作用し、この空間部の距離を調整することにより、静
電潜像部から駆動ローラに向かう電気力線の数を制御し
、エツジ効果や階調性等の画像特性を制御するようにな
っている。

そして、上記空間部の距離を調整してトナー搬送部材の
各電極が、二成分系現像剤におけるキャリアの役割を果
たすようにすると、エツジ効果が生じ、線画像に対して
は、原稿画像濃度が低いときでも濃度の高い複写画像が
得られると共に、ベタ画像に対しては、原稿画像濃度に
応じた複写画像濃度が得られるようになる。

また、上記空間部の距離を変更させて、原稿画像濃度に
対する複写画像濃度の立ち上がりを急激にし、いわゆる
γ特性のたった２値的な現像特性を持つようにすると、
デジタル画像の再現には適したものになる。

また、この発明に係る現像装置においては、異方性導電
膜で構成されたトナー搬送部材が、駆動ローラから浮い
た状態で像担持体と接触するようになっているため、像
担持体との接触部分を多くして密着性を高めることがで
き、がっ像担持体に損傷を与えることもない。

加えて、上記Ｉ・ナー搬送部材が像担持体と接触してト
ナーを供給した後、このトナー搬送部材が駆動ローラに
接触すると、このトナー搬送部材の電極に残った電荷が
、駆動ローラを通して放電されるようになる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。

この実施例に係る現像装置（１）においては、現像剤と
してトナー（２）のみを使用し、第１図に示すように、
このようなトナー（２）を現像槽り３）内に収容させ、
駆動ローラ（４）によって駆動されるトナー搬送部材（
５）に供給するようになっている。そして、この現像装
置（１）に近接して設けられた像担持体（６）である感
光体ドラム（６）の表面に、上記のトナー搬送部材（５
）を接触させ、このトナー搬送部材（５）によって搬送
されたトナー（２〉を、静電潜像が形成された感光体ド
ラム（６）の表面に供給するようになっている。

ここで、現像装置（１）において、トナー（２）を収容
させる現像槽（３）においては、第１図に示すように、
感光体ドラム（６）から離れた後方の位置に大きな第一
の攪拌部（７）が設けられると共に、この第一の攪拌部
（７）より感光体ドラム（６）側の位置に小さな第二の
攪拌部（８）が設けられ、上記第一の攪拌部（７）と第
二の攪拌部（８）は、現像槽（３）底部に設けられた山
部（３ａ）によって区画されている。そして、第一の攪
拌部（７）には第一攪拌部材（９）が設けられておリ、
この第一攪拌部材（９）が回転して、トナー（２）を攪
拌すると共に、第二の攪拌部（８）にトナー（２）を送
るようになっており、また第二の攪拌部り８）には第二
攪拌部材（１０）が設けられており、この第二攪拌部材
（１０）が回転して、第一の撹拌部（７）から送られて
きたトナー（２）をさらに攪拌すると共に、上記トナー
搬送部材（５〉にトナー（２）を供給するようになって
いる。

そして、このようにトナー（２）が供給されるトナー搬
送部材（５）は、第２図に示すように、絶縁性材料で構
成された誘電体フィルム（５ａ）の膜厚方向に、導電性
材料で構成された微細な電極（５ｂ）が多数貫通されて
なる異方性導電膜（５Ｃ）で構成されており、この異方
性導電膜（５Ｃ）によって上記駆動ローラ（４）の外径
より少し長い径を有する筒状に形成されている。

また、このトナー搬送部材（５）を駆動させる駆動ロー
ラ（４）には、アルミニウム、ステンレス等の導電性部
材を円筒状に形成したものや、円筒状に形成された基体
の外周面に導電体層を設けたもの、またゴム等の弾性導
電層を設けたもの等が使用され、トナー搬送部材（５）
から感光体ドラムクロ）の表面にトナー（２）を供給す
る場合には、この駆動ローラ（４）にバイアス電圧Ｖｂ
を印加するようになっている。

そして、駆動ローラ（４）の外径より少し長い径を有す
る筒状に形成された上記トナー搬送部材（５）によって
駆動ローラ〈４）の外側を覆うようにし、この状態で駆
動ローラ（４〉を、感光体ドラム（６）と対向するよう
にして現像装置（１）の開口部り１３）近傍に回転可能
に取り付け、モータ（図示せず）等でこの駆動ローラ（
４）を回転させるようにしている。

また、この駆動ローラ（４）の外周を覆うトナー搬送部
材（５）の軸方向両端部においては、上記開口部（１３
）を除くその周囲に弾性パッド（１２）を配し、開口部
（１３）を除く箇所において、１〜ナ一搬送部材（５）
を駆動ローラ（４）の外周面に密接させており、この摩
擦力により、トナー搬送部材（５）が駆動ローラ（４）
の回転に伴って搬送されるようになっている。

また、この結果、駆動ローラ（４）より長くなったトナ
ー搬送部材（５）の余長部分は、感光体ドラム（６）に
対面する開口部（１３）において駆動ローラ（４）より
前方に突出し、駆動ローラ（４）との間に空間部（１１
）を形成すると共に、この突出したトナー搬送部材（５
）が感光体ドラム（６）の表面に接触するようになって
いる。

また、この現像装置（１）においては、上記のように駆
動ローラフ４）を覆うようにして設けられたトナー搬送
部材（５）の上方において、現像装置（１）内にブレー
ド（１４）を取り付け、このブレード（１４）の先端部
によって、駆動ローラ（４）に密接されたトナー搬送部
材＜５）を圧接し、トナー搬送部材（５）の表面に付着
したトナー（２）を薄く均一に塗布させると共に、トナ
ー（２）を摩擦帯電させるようになっている。

次に、このような現像装置（１）を用いて、静電潜像が
形成された感光体ドラム（６）の表面にトナー（２）を
供給する場合について、具体的に説明する。

まず、現像槽（３）に収容されたトナー（２）が、第一
の攪拌部（７）内において第一攪拌部材（９）により攪
拌され、第二の攪拌部り８〉に供給される。このように
第二の攪拌部（８）に供給されたトナー（２）は、第二
の攪拌部（８）に設けられた第二攪拌部材（１０）によ
って攪拌され、前記駆動ローラ（４）によって駆動され
るトナー搬送部材（５）の表面に供給される。

このようにトナー搬送部材り５）の表面に供給されたト
ナー（２）は、トナー搬送部材〈５）との接触や静電気
的な力等によってトナー搬送部材（５）の表面に付着さ
れ、この状態でトナー搬送部材（５）と共に搬送され、
ブレードク１４）の位置に達すると、このブレード（１
４）によって規制され、トナー搬送部材（５）の表面に
薄く均一に塗布されると共に、ブレード（１４）及びト
ナー搬送部材（５）との摩擦によって、この実施例のト
ナー（２〉では正極性に帯電される。

このように、帯電したトナー（２）が薄く塗布された状
態で、トナー搬送部材（５〉が現像装置（１）の開口部
（１３）から出て、感光体ドラム（６）の表面に接触す
ると、感光体ドラム（６）の表面電位と駆動ローラ〈４
）に印加されているバイアス電圧Ｖｂとの電位差により
、トナー搬送部材（５）表面に付着したトナー（２）が
、感光体ドラム（６）の表面に形成された静電潜像部分
に供給され、感光体ドラム（６）の表面にトナー像が形
成される。

ここで、感光体ドラム（６）表面の感光層（６ａ）に形
成されている静電潜像が線画像である場合には、第３図
に示すように、感光体ドラム（６）表面の潜像箇所から
出た電気力線の一部が、１〜ナ一搬送部材（５）の電極
（５ｂ）から空間部（１１）を通って駆動ローラ（４）
に向かうが、大部分の電気力線は、トナー搬送部材（５
）に含まれる微細な電極（５ｂ）が二成分系現像剤にお
けるキャリアの役割を果たし、感光体ドラム（６）表面
に形成された潜像のエツジ部分に向かうようになり、い
わゆるエツジ効果が生じ、原稿画像濃度が低いときでも
濃度の高い複写画像が得られるようになる。

また、感光体ドラム（６）表面の感光層（６ａ）に形成
されている静電潜像がベタ画像である場合には、第４図
に示すように、この潜像の縁部を除き、その中央部にお
いては、電気力線がトナー搬送部材（５）の電極（５ｂ
）から空間部（１１）を通して駆動ローラ（４）に向か
うため、導電性電極が対向している場合に比べ、空間部
（１１）の距離だけ遠くなり、これによって駆動ローラ
（４）に向かう電気力線の数が少なく押さえられるよう
になる。この結果、原稿画像濃度に応じた複写画像濃度
が得られるようになる。

なお、この実施例のものにおいては、トナー搬送部材（
５）と駆動ローラ（４）との間における空間部（１１）
のギャップを、上記のようにエツジ効果と階調再現性が
現れるように設定し、アナログ画像に対応させるように
しているが、この空間部（１１）のギャップを変化させ
て、エツジ効果や階調再現性等を制御した場合には、デ
ジタル画像に対応したγ特性の高い２値的な現像特性か
得られるようになる。

また、このようにトナー搬送部材（５）と感光体ドラム
（６）とが接触する部分においては、トナー搬送部材（
５）と駆動ローラ（４）との間に空間部（１１）か存在
し、トナー搬送部材（５）が駆動ローラ（４）から浮い
た状態にあるため、トナー搬送部材（５）・は感光体ド
ラム（６）の表面にソフトに、しかも適当なニップ幅を
持ってむらなく接触し、感光体ドラム（６）表面を傷つ
けることなく、感光体ドラム（６）表面にトナー（２）
をむらなく供給するようになる。

このようにしてトナー搬送部材（５）からトナー（２）
が、感光体ドラム（６）表面に供給された場合、トナー
搬送部材（５）の電ｉ　（５ｂ）にはトナー（２）と逆
極性の電荷が残るが、この状態でトナー搬送部材（５）
が駆動ローラ（４）によって駆動され、現像装置（１）
の開口部（１３）から現像装置（１）内に導かれて駆動
ローラ（４）と接触すると、トナー搬送部材（５）の電
極（５ｂ）に残った電荷が、駆動ローラ（４）を通して
放電されるようになる。

その後、トナー搬送部材（５）は、駆動ローラ（４）に
よりこれに密接した状態で駆動され、トナーならしパッ
ド（１５）等によって、その表面のトナー（２〉が均一
にならされた後、再び第二の攪拌部（８）においてトナ
ー（２）が供給される。

そして、上記のような操作が繰り返して行われ、感光体
ドラム（６）表面に形成された静電潜像に順々にトナー
（２）が供給されるようになっている。

なお、この実施例の現像装置（１）においては、トナー
搬送部材（５）が感光体ドラム（６）と対向する開口部
（１３）近傍においてのみ、駆動ローラ（４）との間に
空間部（１１）を形成するようにしたが、トナー搬送部
材（５）と駆動ローラ（４）とを、その両端部において
部分的に連結し、第５図に示すように、駆動ローラ（４
）の外周全体において、トナー搬送部材（５）との間に
空間部り１１）が形成されるようにすることも可能であ
る。なお、この場合には、トナー搬送部材（５）の電極
（５ｂ）に残った電荷を放電させるために放電手段を設
けるようにする。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明に係る現像装置において
は、静電潜像が形成された像担持体表面にトナーを供給
するトナー搬送部材を異方性導電膜で構成し、この異方
性導電膜の各電極が、二成分系現像剤のキャリアの役割
を果たすようにすると共に、このトナー搬送部材が像担
持体と接触する部分において、駆動ローラとの間に空間
部を設け、この空間部を誘電層として利用するようにし
、この空間部の距離を調整することによって、静電潜像
部から駆動ローラに向かう電気力線の数を制御できるよ
うになっている。

この結果、この発明に係る現像装置においては、トナー
搬送部材と駆動ローラとの間の空間部の距離を調整する
ことによって、二成分式現像装置のように、線画像に対
しては、原稿画像濃度が低いときでも濃度の高い複写画
像が得られる一方、ベタ画像に対しては、原稿画像濃度
に応じた複写画像濃度が得られるようにしたり、また、
原稿画像濃度に対して、複写画像濃度の立ち上がりが急
激な、いわゆるγ特性のたった２値的な現像特性を持つ
ようにしたりすることができ、エツジ効果や階調性等の
画像制御が簡単に行えるようになった。

また、この現像装置においては、上記のようにトナー搬
送部材と像担持体との接触する部分において、トナー搬
送部材と駆動ローラの間の空間部を有し、トナー搬送部
材が駆動ローラから浮いた状態で像担持体と接触するた
め、１象担持体に損傷を与えることなく、像担持体との
密着性を高めることができ、むらのない安定した画像が
得られるようになった。

加えて、このトナー搬送部材が像担持体と接触してトナ
ーを供給した後、駆動ローラに接触すると、このトナー
搬送部材の電極に残った電荷が、駆動ローラを通して放
電されるようになるため、従来のように、除電手段等を
別個に設けなりする必要がなく、製造コストが安くなる
と共に、装置をコンパクト化・できるようになった。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれもこの発明の実施例を示し、第１図はこの
発明の一実施例に係る現像装置によって感光体ドラム表
面にトナーを供給する状態を示す概略断面図、第２図は
同実施例のトナー搬送部材に用いる異方性導電膜の断面
図、第３図及び第４図は同実施例の現像装置により感光
体ドラム表面に形成されている潜像にトナーを付与する
場合において、潜像が線画像である場合と、ベタ画像で
ある場合における電気力線の状態を示す説明図、第５図
は駆動ローラの外側にトナー搬送部材を設ける場合の変
更例を示す図である。 （１）・・・現像装置、（２）・・・トナー、（４）駆
動ローラ、（５）・・・トナー搬送部材、　（５ｂ）・
・・電極、　（５ｃ）・・・異方性導電膜、（６）・・
・像担持体（感光体ドラム）　、　（１１）・・・空間
部。 特許出願人　　ミノルタカメラ株式会社代　　理　　人
　　　弁　理　士　　　松　　川　　克　　明第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、駆動ローラによって駆動されるトナー搬送部材から
   、トナーを静電潜像が形成された像担持体表面に供給す
   る現像装置において、上記トナー搬送部材が、膜厚方向
   に導通した電極が互いに独立して複数設けられてなる異
   方性導電膜で構成され、かつ少なくともこのトナー搬送
   部材が上記像担持体と接触する部分において、上記駆動
   ローラとの間に空間部が形成されてなることを特徴とす
   る現像装置。