JPH0321907B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はトナー担持体の表面に微小電極をフロ
ートさせて複数個配設したフロート電極型現像装
置に関し、特にトナー担持体に弾性を具備させ像
担体との接触性を向上させた現像装置を提案する
ものである。

電子写真複写装置、フアクシミリ又はプリンタ
等の静電記録機においては、像担体表面に形成し
た静電潜像に現像装置からトナーを供給して現像
し可視像化する。ところで、所謂フロート電極型
の現像装置においては、導電性基体上に誘電体層
を形成しこの誘電体層の表面に複数個の微小電極
をフロート状態で配設したトナー担持体を使用
し、このトナー担持体の表面にトナーを付着させ
て像担体に搬送する。そして、この微小なフロー
ト電極の作用により、現像時に静電潜像からの電
界の所謂エツジ効果が高まり、現像剤として一成
分トナー（磁性トナー）を使用した場合において
も、キヤリアを有する二成分トナーを使用した場
合と同様に、線画像に対して顕著なエツジ効果が
生じ、細線の再現性が高い所望の現像特性が得ら
れる。而して、従来のトナー担持体は硬質のもの
であり、像担体として感光体ドラムの如く硬質の
ものを使用した場合には、トナー担持体と像担体
との間に良好な接触が得られず、また現像幅も不
十分であるため、現像画像品質が低い。一方、ト
ナー担持体の周面はトナー搬送性の向上のため
に、知小の凹凸を有する粗面に加工してあるが、
感光体ドラムの周面とトナー担持体の周面とが転
動接触する際に、トナー担持体周面の凸部に接触
圧が集中して印加され、感光体ドラムの周面に疵
が発生しやすい。このため、像担体としては感光
体ベルト等、ベルト状に構成して柔軟性を有する
ものを使用する必要があり、フロート電極型現像
装置の複写機等への適用に制約があつた。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであつ
て、トナー担持体自体に弾性を具備させることに
よつて、感光体ドラム等の硬質の像担体に対して
も十分な接触性を確保し、また像担体表面に疵を
発生させる不都合を回避した現像装置を提供する
ことを目的とする。本発明に係る現像装置は、静
電潜像が形成された像担体の表面にトナーを供給
する現像装置において、スリーブ状又は無端ベル
ト状をなし前記像担体の近傍をその通過域とする
ように移動可能に設けられたトナー担持体と、該
トナー担持体の表面にトナーを補給するトナー補
給手段とを有し、前記トナー担持体は導電性基体
上に誘電体層を形成し該誘電体層の少くとも表面
に導電性材料からなる微小な電極を複数個点在さ
せてなり、前記誘電体層は弾性を具備するように
構成したことを特徴とするものである。この場合
において、前記誘電体層は硬度が75゜以下である
ことが好ましい。また、前記誘電体層は２層構造
として、下層の硬度を上層の硬度に比して低値に
するとよい。

以下、本発明の実施例について、添付の図面を
参照して具体的に説明する。第１図は本発明に係
る現像装置の１実施例を示す模式図である。像担
体たる感光体ドラム９が矢印方向に定速回転駆動
されるように複写機本体内に設置されている。感
光体ドラム９はスリーブ状の導電性基体上に光導
電性物質からなる感光層が形成されており、定速
回転する間にその表面に例えば正電荷による一様
帯電がなされ、像露光がなされて静電潜像が形成
された後、本発明に係る現像装置の配設位置に到
達する。

トナー担持体１はスリーブ状の導電性基体２の
外周面に誘電体層３を形成し、該誘電体層３上に
金属粒子を分散させた分散層４を形成したもので
ある。誘電体層３は膜厚が0.8mm程度であり、ゴ
ム硬度が約40゜であるブタジエンゴム膜を適宜の
接着剤により導電性基体２の外周面に貼着したも
のである。分散層４は以下の如くして形成する。
先ず、液状ブタジエンゴムに、アルミニウム、ニ
ツケル、鉄、ステンレス又は銅等の金属徴粒子で
あつて、粒径が50乃至150μｍの範囲にあるもの
を、約30体積％だけ混合し、この金属粒子分散剤
を誘電体層３の上に約0.7mmの厚みで所謂生地巻
きを行う。次いで、金属粒子分散剤中に硫黄を添
加して加硫処理した後、その表面を砥石により研
削して約0.5mm厚の分散層４とする。この表面研
削により、分散層４の表面に金属の微粒子が露出
し、相互に絶縁された状態で均一な分布で点在し
ている。また、ゴム硬度が約40゜である誘電体層
３上に分散層４を形成した結果、トナー担持体１
の周面のゴム硬度は約60゜になつた。なお、誘電
体層３を構成する弾性誘電体材料又は分散層４の
基剤となる弾性誘電体材料は前述のブタジエンゴ
ムに限らないことは勿論である。この場合に下層
の誘電体層３の硬度を上層の分散層４の硬度に比
して低値にするのがよい。即ち、誘電体層３を構
成する材料及び層厚を弾性が極めて高くなるよう
に設定してトナー担持体１の周面全体の柔軟性を
確保する。そして、分散層４の基剤としては比較
的硬度が高い材料を使用し、可及的に薄層に形成
する。分散層４の基剤として硬度が高い材料を使
用するのは、研削時の金属微粒子の脱離防止と表
面平滑性の向上とを図るためである。即ち、基剤
が軟弱である場合は、分散層４の表面研削時に金
属微粒子が脱離してしまう虞れがあり、また硬度
が高い金属微粒子と基剤との間の硬度差が大きい
場合は、両者の研削効率が異なるために表面平滑
性が悪く、トナー担持体１の周面の凹凸が大きい
ため、その周面に現像剤たるトナーの均一な薄層
を形成することができない。なお、上記理由から
明らかな如く、硬度が低い金属微粒子を使用する
ことによつて、基剤との硬度差を小さくして表面
平滑性を向上させることも可能であり、また、金
属微粒子の替りに金属以外の導電性材料からなる
微粒子を使用することも可能である。分散層４を
可及的に薄層に形成するのは、硬度が高い分散層
４によりトナー担持体１の周面全体の柔軟性を低
減させてしまうことがないようにするためであ
る。

斯るトナー担持体１は感光体ドラム１０の回転
方向における像露光装置（不図示）の下流側にお
いて、感光体ドラム１０の周面に転動するように
設置されており、感光体ドラム１０の周速度と同
一の周速度で矢印方向に回転駆動されるようにな
つている。トナー担持体１の内側には円柱状の磁
石５がトナー担持体１と同軸的に設けられてお
り、磁石５はトナー担持体１と共に矢印方向に定
速回転せしめられる。

トナー担持体１の周面における感光体ドラム１
０と対向する現像位置の反対側の位置には、トナ
ー６を貯留したタンク７が配設されている。トナ
ー６はカーボン粉末に磁性粉を混合させた所謂一
成分トナー（磁性トナー）であり、例えば平均粒
径が約8μｍ、真比重が約1.86に調整される。ま
た、トナーの体積固有抵抗は10¹³Ω・cm以上であ
り、この高抵抗磁性トナーに後述する如く摩擦帯
電させて感光体ドラム１０の周面に形成された静
電潜像に静電的に付着させる。タンク７の上方に
は層厚調整部材８が配設されている。層厚調整部
材８は例えば約0.1mm厚のSK材からなるブレード
であつて、トナー担持体１の幅方向の略全域にお
いてトナー担持体１の周面に摺接するように設け
られており、タンク７からトナー担持体１の周面
に供給されたトナーが層厚調整部材８を通過した
後に層厚が約50μｍになるようにしてある。ま
た、トナーは層厚調整部材８により層厚を規制さ
れると共に、層厚調整部材８とトナー担持体１と
の間で摩擦を受けてこれらの材質間の摩擦帯電系
列により決まる極性、例えば負極性に帯電せしめ
られる。

トナー担持体１の回転方向における現像位置の
下流側には、導電性ブラシ９をそのブラシ毛先端
がトナー担持体１の幅方向略全域においてその周
面に接触するように設置してある。この導電性ブ
ラシ９は接地してあり、従つて、感光体ドラム１
０と対向する現像位置にて現像のためにトナーが
消費されたトナー担持体１の周面が導電性ブラシ
９により除電される。なお、トナー担持体１に現
像バイアス電圧を印加することも可能であるが、
この場合にはトナー担持体１の周面に層形成され
たトナーに不均一に電荷が注入されることを防止
するため、基体２、層厚調整部材８及びブラシ９
が同電位になるようにバイアス電圧を印加するの
が好ましい。

次に、斯かる構成を有する本発明装置の動作に
ついて説明する。トナー担持体１が回転する間に
タンク７からトナー６がその周面に供給され、層
厚調整部材８によりトナー担持体１の周面のトナ
ー層厚が所定値に規制され、トナーはトナー担持
体１と層厚調整部材８とにより摩擦を受けて所定
の極性に帯電し、磁石５からの磁力を受けてトナ
ー担持体１の周面に付着する。このトナーはトナ
ー担持体１の回転とともに、トナー担持体１が感
光体ドラム１０と転動する現像位置に搬送され、
感光体ドラム１０の周面に形成された静電潜像に
供給される。

静電潜像の画像部にトナーが付着して形成され
たトナー像は感光体ドラム１０の回転と共に現像
装置の下流側の転写装置（不図示）の配設位置に
至り、転写材に転写される。一方、現像に消費さ
れなかつたトナーは磁石５からの磁力等を受けて
トナー担持体１の周面に付着したままタンク７の
配設位置に至り、トナーが消費された部分に新た
なトナーが補給される。なお、トナー担持体１の
表面に対するトナーの授受により、分散層４の金
属微粒子に電荷が蓄積する虞れがあるが、トナー
担持体１が移動する過程でその周面が導電性ブラ
シ９に接触されて除電されるので、金属微粒子へ
の電荷蓄積は回避される。

ところで、本発明においては、トナー担持体１
の誘電体層３及び分散層４が弾性を有し、周面全
体が柔軟性を有しているから、トナー担持体１の
周面は現像位置にて感光体ドラム１０により押圧
されて感光体ドラム１０の周面形状に倣つて変形
を起こす。従つて、トナー担持体１と感光体ドラ
ム１０との間の密着性が高く、接触現像幅を充分
に確保することが可能である。このため、像担体
が感光体ドラムである場合等、硬質のものであつ
ても、トナー担持体１による現像後の画像品質は
極めて高い。また、トナー担持体１はその分散層
４の表面に相互に絶縁された金属微粒子を点在さ
せたものであるから、感光体ドラム１０の周面に
線画像に対応する静電潜像が形成されている場合
において、その潜像画像部から出た電気力線は直
接地肌部に向う外、金属微粒子を経由して地肌部
に向う。即ち、金属微粒子の存在により画像部か
ら地肌部に向う電気力線の数が増大し、顕著なエ
ツジ効果を呈する。従つて、潜像近傍の電界が著
しく強まり、トナー付着量が増大して複写画像濃
度が極めて高値になる。一方、原稿がベタ画像で
ある場合は、エツジ効果の影響が少く、原稿画像
濃度に応じた複写画像濃度が得られるから、結
局、分散層４の表面に金属微粒子を点在させるこ
とにより、原稿の種類に応じた所望の現像特性が
得られる。

以上詳細に説明した如く、本発明による場合
は、トナー担持体自体に弾性を具備させたから、
像担体が感光体ドラム等の硬質のものであつて
も、両者間の密着性が高く、接触現像幅を充分に
確保することができ、現像画像品質が極めて高
い。また、トナー担持体表面に金属粒子等を点在
させてあるから、エツジ効果が助長され、原稿画
像の種類に応じた所望の現像特性が得られ、細線
に対する画像再現性が高い。更に、トナー担持体
に弾性を具備させたから、トナー担持体と転動す
る像担体表面に疵を発生させる虞れがない。な
お、本発明は上記の特定の実施例に限定されるべ
きものではなく、本発明の技術的範囲内において
種々の変形が可能である。例えば、トナー担持体
はスリーブ状のものに限らず無端ベルト状に構成
することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す模式図であ
る。 符号の説明、１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ……
トナー担持体、２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ……
基体、３，３ｂ，３ｃ，１３……誘電体層、４，
４ａ……分散層、６……トナー、８……層厚調整
部材、１０……感光体ドラム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 静電潜像が形成された像担体の表面にトナー
   を供給する現像装置において、スリーブ状又は無
   端ベルト状をなし前記像担体の近傍を通過域とす
   るように移動可能に設けられたトナー担持体と、
   該トナー担持体の表面にトナーを補給するトナー
   捕給手段とを有し、前記トナー担持体は導電性基
   体上に誘電体層を形成し該誘電体層の少なくとも
   表面に導電性材料からなる微小な電極を複数個点
   在させてなり、前記誘電体層は二層構造であり、
   下側の層の硬度を上側の層の硬度に比較して低い
   値としたことを特徴とする現像装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記誘電体
   層は硬度が75゜以下であることを特徴とする現像
   装置。