JPH03177865A - 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】 の１ 本発明は、電子写真方式等を利用した画像形成装置にお
いて潜像担持体上に形成した静電潜像を現像して可視化
するのに使用される現像装置に関し、特に現像剤担持体
上に担持した現像剤を潜像担持体に接触させて現像する
現像装置に関する。

【泉立且Ｉ 電子写真方式等を利用した画像形成装置において、潜像
担持体上に形成した静電潜像を現像して可視化するのに
使用される現像装置の１つとして、静電潜像に現像剤を
接触させて現像する接触式現像装置が知られている。

接触式現像装置では、現像剤としてトナーとキャリアと
を含む２成分系現像剤またはキャリアを含まない１成分
系現像剤が用い、この現像剤を像担持体上に担持して潜
像担持体と対向した現像部へ搬送し、現像部で現像剤担
持体を潜像担持体に圧接させることにより、現像剤を像
担持体上の静電潜像に接触させて静電潜像を現像し、静
電潜像をトナー像として可視化している。

従って現像剤担持体を剛体とし、潜像担持体を剛体とす
ると、現像剤担持体を潜像担持体と圧接させたときに、
潜像担持体を傷付ける虞がある。

このため特開昭５７−９７５４７号等に記載されるよう
に、潜像担持体として可撓性のベルト状感光体を用いる
例が知られている。逆に特開昭６１−１７６９５９号等
に記載されるように、潜像担持体を剛体とし、現像剤担
持体として弾性体を用いる例も知られている。

が　　しよ　と　る しかしながら、上記において現像剤担持体の表面を導電
性とした場合には、現像剤担持体と潜像担持体との間で
リークが発生する虞がある。この場合、現像剤担持体の
導電層上に絶縁層を設けることにより上記のリークを防
止することができる。しかし、絶縁層の表面状態を考慮
することなく、ただ単に絶縁層を設けただけでは、現像
剤担持体上で現像剤を均一に薄層化することができず、
このため現像により得られた画像に画像ムラが生じたり
、画像の不鮮明を生じたりすることがあった。

従って本発明の目的は、現像剤担持体と潜像担持体との
間でのリークを防止すると共に、現像剤担持体上に現像
剤を均一に薄層化して担持させることができ、これによ
り画像ムラのない鮮明な画像を容易に得ることを可能と
した現像装置を提供することである。

を　′　るための 上記目的は本発明に係る現像装置にて達成される。要約
すれば本発明は、現像剤担持体上に担持した現像剤の層
厚を現像剤層厚規制部材により規制しながら、前記現像
剤担持体により前記現像剤を潜像担持体と対向した現像
部へと搬送し、前記現像部で前記現像剤を前記潜像担持
体上に形成された静電潜像と接触させて現像する現像装
置において、前記現像剤担持体の表面上に導電層とその
上の絶縁層とを設け、且つ前記絶縁層の表面に凹凸を形
成したことを特徴とする現像装置である。

笈豊泗 以下、本発明の実施例について説明する。

第１図は、本発明の現像装置の一実施例を示す断面図で
ある。

本実施例は、潜像担持体としてドラム型感光体を使用し
た複写装置に設置する現像装置に適用した場合を示す。

従って図では省略したが、ドラム型感光体である感光ド
ラム１１の周囲には、周知の電子写真プロセスを実行す
るための帯電機構、画像露光機構、転写機構、クリーニ
ング機構および除電機構等が設置されている。

本現像装置は、第１図に示すように、現像剤２を収容し
たホッパ１の潜像担持体と対向した開口部１５に、現像
剤担持体としの現像ローラ３を回転自在に設置している
。

現像剤２としては１成分系現像剤、２成分系現像剤等が
使用できるが、本実施例では説明の便宜上、現像剤２に
１成分系現像剤の１成分非磁性トナーを用いた例を示す
。ホッパｌ内に収容されたトナー２は、ホッパｌ内下部
中央に設けられた撹拌棒１４によって撹拌される。

上記現像ローラ３は、ホッパ１の開口部１５から外部に
その周面の一部を長平方向に露出させて、ホッパ１の側
板間に回転自在に取り付けられており、潜像担持体と圧
接するように位置されている。

現像ローラ３は、鉄、ＳＵＳステンレス等の剛体からな
る軸４上に基盤層としての弾性体層５を設け、弾性体層
５上に導電層６およびその上の絶縁層７を設けてなって
いる。現像ローラ３の層構成については、後に詳述する
。

ホッパｌ内下部の現像ローラ３寄りの位置には、現像剤
供給ローラ９が現像ローラ３と接触させて設けられ、こ
の供給ローラ９は回転することによって、ホッパ１内の
１成分非磁性トナー２を現像ローラ３に供給する。現像
ローラ３に供給されたトナー２は、現像ローラ３の回転
に伴なってローラ３上に担持して、搬送される。

またホッパ１の開口部１５の現像ローラ３上の位置には
、現像剤層厚規制手段としてのブレード９が現像ローラ
３に接触させて設けられている。

ブレード９は現像ローラ３上に担持されたトナ−２に弾
性的に当接してトナー２の層厚を規制し、現像ローラ３
上にトナー２の均一な薄層を塗布、形成する。それと同
時にブレード９は現像ローラ３と摩擦することによって
、トナー２に所定の極性の電荷を付与し帯電する。

ブレード９の現像ローラ３との当接は、図では現像ロー
ラ３の回転方向に対向したカウンタ方向としである。回
転方向と同方向の順方向にすることもできるが、カウン
タ方向の方がトナー２′の薄層をより薄く形成すること
ができるので、その方が好ましい。ブレード９としては
、ゴム、薄板の金属板等を単独あるいは組合せて使用す
ることができる。

感光ドラム１１は、背面電極板１２上に感光体誘電層１
３を設けてなっている。感光体誘電層１３は、暗部時の
ときに誘電層としての機能をも有する感光層である。

現像ローラ３上に薄層上に形成されたトナー２は、現像
ローラ３の回転により感光ドラム１１と対向した現像部
Ａへと搬送される。そして現像部Ａで現像ローラ３が感
光ドラム１１に圧接されることにより、トナー２が感光
ドラムｌｌ上に形成されている静電潜像に移動、付着し
て、静電潜像を現像しトナー像として可視化する。

このとき現像ローラ３の導電層６は、感光ドラムｌｌ上
の静電潜像に対向した対向電極として作用し、必要に応
じて導電層６には現像バイアス電圧が印加される。

一方、現像ローラ３の絶縁層７は、上記導電層６と感光
ドラム１１との間でのリークを防止する。この絶縁層７
の硬度は、基盤層の弾性体層５よりも高い。そして絶縁
層７の表面は凹凸形状になっている。

上記の現像に供されることなく現像ローラ３上に残存し
たトナー２は、ホッパｌの開口部１５の底面内に設けた
除電部材１０を接触させることにより除電される。

現像ローラ３は、上述したように、鉄、ＳＵＳステンレ
ス等の剛体からなる軸４上に基盤層としての弾性体層５
を設け、弾性体層５上に導電層６およびその上の絶縁層
７を設けてなっている。

上記弾性層５としては、スポンジゴム、モルトブレン等
の発泡体或いは他の弾性材料を単独または複数組合せて
使用することができる。例えば弾性体層５を２層構造と
し、その下層をシリコーンスポンジゴム、上層をウレタ
ンゴムとすることができる。このような２層構造にする
と、弾性体層５の外周面上の寸法精度を得ることができ
、また弾性体層５の導電層６との密着性を向上させるこ
ともできる。

導電層６としては、導電性ゴム或いは銅、ニッケル、ア
ルミニウム等の導電性金属の箔膜等を使用することがで
き、これら導電性ゴム等を無端円筒状にして導電層６を
形成する。

絶縁層７としては、ポリエチレン系樹脂、アクリル系樹
脂、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチ
レン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ビニル系樹脂、ポリ
カーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹
脂等を単独または混合して使用することができる。

なお、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等の可撓
性フィルムにアルミニウム、銅等の導電性金属層を真空
蒸着により形成し、これを円筒状にして弾性体層５上に
取り付ければ、簡便に弾性体層５上に導電層６と絶縁層
７とを設けることができる。

次ぎに、現像ローラ３の絶縁層７について詳細に説明す
る。

現像ローラ３上の導電層６上に絶縁層７が無い場合、即
ち現像ローラ３上に薄層状に形成されたトナー２のみを
介して導電層６が感光ドラム１１と接触する場合には、
特に高温環境下において導電層６と感光ドラム１１との
間でリークを生じ易くなる問題を生じるが、導電層６上
に絶縁層７を設けておけば、絶縁層７がこれを防止する
よう作用する。

この絶縁層７の表面が鏡面の場合、現像ローラ３による
トナー２の搬送力が弱まるため、ブレード９にトナー２
が滞留し易く、滞留したトナ−２が一度に搬送されたと
きに、現像ローラ３上へのトナー２の塗布量にムラを生
じて、画像ムラを引き起こすことになる。また現像ロー
ラ３による搬送力が弱まることからトナー２の搬送が不
安定になり易く、ブレード９の設定条件の僅かな違いに
より現像ローラ３上へのトナー２の塗布量が大きく変化
するようになるので、ブレード９の設定を高精度に行な
う必要が生じる。

これを上述したように、絶縁層７の表面を凹凸形状にし
ておくと、現像ローラ３による搬送力が大きくなってト
ナー２の搬送が安定し、ブレード９の設定条件の違いに
よる現像ローラ３上へのトナー２の塗布量の変動を防止
して、容易に現像ローラ３上にトナー２の均一な薄層を
形成することができる。

以上明らかなように、現像ローラ３表面上の最上層の絶
縁層７の表面の粗さは、トナー２の搬送性に大きく影響
する。トナー２の搬送性を良好にするためには、絶縁層
７の表面粗さは、ＪＩＳＢ０６０１（１９７６年版）に
規定する平均粗さＲｚで０．５μｍ以上であることが好
ましい。

絶縁層７の表面が余り粗くなると、トナー２が現像ロー
ラ３上へ融着し易くなる傾向が見られ、現像により得ら
れる画像が若干粗くなりがちである。それを防止するた
めには、絶縁層７表面の平均粗さＲｚの上限は、５μｍ
以下とすることが好ましい。

本実施例では、潜像担持体としてドラム型感光体の感光
ドラム１１を用いるので、現像ローラ３表面上の最上層
の絶縁層７は、上述したように、基盤層の弾性体層５よ
りも硬度を高くしである。

本実施例の感光ドラム１１は剛体であり、もし現像ロー
ラ３を剛体とした場合は、現像ローラ３がトナー２の薄
層を介して感光ドラム１１と線状に接触するため、現像
効率が悪くなるばかりでなく感光ドラム１１を損傷する
ことがある。

そこでこれを防止するため、感光ドラム１１と接触する
現像ローラ３の表面上に基盤層として弾性体層５を設け
て、これにより現像ローラ３を変形し得るようにし且つ
現像ローラ３と感光ドラム１１との接触領域（現像領域
）を増大させて、現像効率を向上させると共に感光ドラ
ム１１の損傷を防止している。

しかし現像ローラ３の絶縁層７の硬度が基板層の弾性体
層５よりも低いと、感光ドラム１１と接触したときに絶
縁層７の方が変形してしまい、感光ドラム１１と現像ロ
ーラ３上の導電層６との間の距離の変化を生じるので、
感光ドラムｌｌ上の画像性が変化し、画像ムラを生じる
ようになる。

従って現像ローラ３の絶縁層７の硬度は、基盤層として
の弾性体層５よりも高いことが必要である。その結果、
現像ローラ３と感光ドラム１１との間のリークを防止し
、且つ感光ドラム１１の損傷を防止すると共に、現像ロ
ーラ３と感光ドラム１１との接触領域を増大させて現像
効率を向上し１画質良好にすることができる。

本実施例では、現像ローラ３の弾性体層５は２層構造と
し、その下層をショアＡ硬度で１７度のシリコーンゴム
スポンジで、上層をウレタンゴムで形成した。この２層
構造の弾性体層５の全体としての硬度は、ショアＡ硬度
で４０度であった。

また現像ローラ３の導電層６はアルミニウムで形成し、
絶縁層７はロックウェル硬度ＲＩＩＯ度のポリカーボネ
ート樹脂を用いて形成し、絶縁層７の表面粗さはＪＩＳ
Ｂ０６０１による平均粗さＲｚで２μｍとした。上記の
ショアＡ硬度で１００度は、ロックウェル硬度Ｒの５０
〜１００度に相当するので、絶縁層７は弾性体層５より
もかなり硬度が高い。

ブレード９の現像ローラ３の当接は、上述したように現
像ローラ３の回転方向に対向したカウンタ方向で、ブレ
ード９はカウンタ方向にてトナー２を介して弾性的に当
接している。

上記の構成で現像装置により感光ドラム１１上の静電潜
像を現像して、画像形成したところ、現像ローラ３と感
光ドラム１１との間でリークすることがなく、そして画
像濃度が十分に高くムラもない鮮明、良質な画像を得る
ことができた。また感光ドラム１１の損傷もそれによる
画像欠陥の発生もなかった。

一方、比較例として、現像ローラ３の絶縁層７の表面粗
度をＲｚでＯ，１μｍとしたことを除き、その他の条件
を上記と同一にした構成として、同様に現像し画像形成
したところ、得られた画像は画像ムラが生じて不鮮明で
あった。

実施例２ 本実施例では、現像ローラ３の弾性体層６を１層構造と
して、弾性体層６をショア硬度Ａが４０度のウレタンゴ
ムにより形成した以外は、実施例１の現像装置と同様の
装置構成とした。

本現像装置により実施例１のときと同様にして現像し、
画像形成したところ、現像ローラ３と感光ドラム１１と
の間でリークをすることがなく、そして画像濃度が十分
に高くムラもない鮮明、良質な画像を得ることができた
。また感光ドラム１１の損傷もそれによる画像欠陥の発
生もなかった。

実施例３ 本実施例では、現像ローラ３の絶縁層７の表面粗度をＲ
ｚで４μｍとした以外は、実施例１の現像装置と同様の
装置構成とした。

本実施例の現像装置により実施例１のときと同様にして
現像し、画像形成したところ、現像ローラ３と感光ドラ
ム１１との間でリークをすることがなく、そして画像濃
度が十分に高くムラもない鮮明、良質な画像を得ること
ができた。また感光ドラム１１の損傷もそれによる画像
欠陥の発生もなかった。

実施例４ 本実施例では、現像ローラ３の絶縁層７の表面粗度がＲ
ｚで８μｍであること以外は、実施例１と現像装置と同
様の装置構成とした。

本現像装置により実施例１のときと同様にして現像し、
画像形成した結果、現像ローラ３と感光ドラム１１との
間でリークをすることがなく、また得られた画像はムラ
がなく、比較的良好な画質であったが、若干粗い画像で
あった。感光ドラム１１の損傷、それによる画像欠陥の
発生はなかった。

実施例５ 本実施例では、現像ローラ３の絶縁層７の表面粗度がＲ
ｚで０．５μｒｎであること以外は、実施例１と現像装
置と同様の装置構成とした。

本現像装置により実施例１のときと同様にして現像し、
画像形成した結果、現像ローラ３と感光ドラム１１との
間でリークをすることがなく、また得られた画像は極く
僅かにムラがあったものの、十分に許容できるレベルで
あり、画像濃度は十分に高く鮮明で良好な画質であった
。感光ドラム１１の損傷、それによる画像欠陥の発生は
なかった。

実施例６ 本実施例では、現像ローラ３に当接するブレード９の当
接方向を、第２図に示すように、現像ローラ３の回転方
向と同方向の順方向としたことが特徴である。本現像装
置のその他の構成は、実施例１の現像装置と同様であり
、第２図において第１図に付したのと同一の符号は同一
の部材を示す。

本現像装置により実施例１のときと同様にして現像し、
画像形成した結果、現像ローラ３と感光ドラム１１との
間でリークをすることがなく、また画像濃度が十分に高
くムラもない鮮明、良質な画像を得ることができたが、
実施例１のときと比較すると鮮明度が若干劣っていた。

しかし画像濃度が実施例１のときよりも高かった。感光
ドラム１１の損傷、それによる画像欠陥の発生はなかっ
た。

実施例７ 本実施例は、第３図に示すように、本発明を、潜像担持
体としてベルト状感光体２１を使用した複写装置に設置
する現像装置に適用したことが特徴である。

本実施例の現像装置では、ベルト状感光体２１が可撓性
なので、現像ローラ３は実施例１の現像装置における現
像ローラ３と異なり、剛体とすることができる。本実施
例では、現像ローラ３の弾性体層５を実施例２のときと
同様ウレタンゴムの１層構造としている。１本実施例の
現像装置のその他の構成は実施例１と同様で、第３図に
おいて第１図に付したのと同一符号は同一部材を示す。

ベルト状感光体２１は、第３図に示すように、背面電極
板２２上に感光体誘電層２３を設けてなっており、これ
ら背面電極板２２および感光体誘電層２３は、実施例１
のときの感光ドラム１１における背面電極板１２および
感光体誘電層１３と、可撓性を有する点を除けば基本的
に同様な構成となっている。

本実施例の現像装置により実施例１のときと同様にして
現像し、画像形成したところ、現像ローラ３とベルト状
感光体２１との間でリークすることがなく、そして画像
濃度が十分に高くムラもない鮮明、良質な画像を得るこ
とができた。また感光ドラム１１の損傷もそれによる画
像欠陥の発生もなかった。

以上の実施例１〜７の現像装置および実施例１での比較
例の現像装置における現像ローラの絶縁層表面粗さ、弾
性体層硬度等、主要部材の仕様および得られた画像の結
果を第１表に示す。

第１表 を示す。弾性体層硬度の欄の”全“下“はそれぞれ弾性
体層の全体、下層を表し、また”Ｓ“はＳＵＳステンレ
スを表す、硬度はショア硬度Ａである。ブレード当接方
向の欄の”逆”は現像ローラへのブレードの当接がカウ
ンタ方向であることを、”順”は順方向であることを示
す。

画質の欄の”ムラ”は画像ムラを、”他”は画像ムラ以
外の画質を示す、記号０は良好、○はぼ良好、△はやや
不良、×は不良を示す。

既述したように、実施例１〜７、比較例とも、現像ロー
ラと感光体との間でリークすることばなく、また感光体
の損傷による画像欠陥は発生していない。

及Ｉ」と肱（ 以上説明したように、本発明の現像装置では、現像剤担
持体の表面上に導電層とその上の絶縁層とを設け、且つ
前記絶縁層の表面に凹凸を形成したので、現像剤担持体
と潜像担持体との間でリークが発生するのを防止でき、
且つ現像剤担持体上に現像剤を均一に薄層化して担持さ
せて、画像ムラのない鮮明な画像を容易に得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の現像装置の一実施例を示す断面図で
ある。 第２図は、本発明の現像装置の他の一実施例を示す断面
図である。 第３図は、本発明の現像装置の更に他の一実施例を示す
断面図である ２：ｌ成分非磁性トナー ３：現像ローラ ５：弾性体層 ６：導電層 ７：絶縁層 ９ニブレード １１：感光ドラム ２１：ベルト状感光体 第 １ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）現像剤担持体上に担持した現像剤の層厚を現像剤層
   厚規制部材により規制しながら、前記現像剤担持体によ
   り前記現像剤を潜像担持体と対向した現像部へと搬送し
   、前記現像部で前記現像剤を前記潜像担持体上に形成さ
   れた静電潜像と接触させて現像する現像装置において、
   前記現像剤担持体の表面上に導電層とその上の絶縁層と
   を設け、且つ前記絶縁層の表面に凹凸を形成したことを
   特徴とする現像装置。 ２）前記絶縁層の表面粗さが、ＪＩＳＢ０６０１による
   平均粗さＲ＿ｚで０．５〜５μｍである請求項１記載の
   現像装置。