JPH0473789B2

JPH0473789B2 -

Info

Publication number: JPH0473789B2
Application number: JP58237970A
Authority: JP
Priority date: 1983-12-19
Filing date: 1983-12-19
Publication date: 1992-11-24
Also published as: JPS60130768A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は複写機、プリンタ等の電子写真装置に
用いられる乾式現像装置に関する。

従来より静電潜像と逆極性に帯電させたトナー
を導電性ローラ表面に一様に付着させた後、該ロ
ーラを感光体表面に転接回転させる事により、感
光体表面に担持された静電潜像に前記トナーを吸
引付着させて可視像を形成する乾式現像法は既に
公知であり、その代表的なものとして例えばタツ
チダウン現像法（転接現像）が存在する。

このような現像法においては、感光体表面を傷
付ける事なく該表面への均一な接触を可能ならし
める為に、前記感光体と転接させる現像ローラの
表面層を導電性のゴム又は樹脂等を用いて形成す
る場合が多いが、ゴム又は樹脂等の、トナーと異
種の材料で前記現像ローラの表面層を形成する
と、該現像ローラ表面とトナー間の帯電系列が大
きい等の理由により生じる物性的な粘着抵抗が大
となり、該トナーの感光体表面への転移（吸引付
着）を妨げる事となる為、画像濃度の低下や画像
むらを引き起こし、鮮明な画像が得られにくいと
いう欠点を生じる。

更に前記現像ローラ表面に残留トナーが付着し
たまま前記現像を繰り返し行なうと、該現像ロー
ラ表面にトナーが偏在して固着又は凝集され、一
方該トナーの抵抗は前記現像ローラより大に形成
してある為、この結果現像ローラ表面に生じる見
せかけの抵抗が大きくなつて前記トナーが現像ロ
ーラ表面に付着しにくくなつたり又付着むらが生
じたりして前記画像濃度の低下や画像むらが更に
進み、画像鮮明度の低下と共に、安定した画像が
得られにくいという欠点が生じていた。

本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、前記現
像ローラの導電性を維持しながら、該現像ローラ
とトナー間に生じる物性的な粘着抵抗を大幅に低
減させ、この結果画像の鮮明化と現像条件の安定
化を図る事の出来る現像装置を提供する事を目的
とする。

而して本発明の特徴とする所は、磁石集成体を
内包した導電性非磁性スリーブからなるトナー供
給ローラと感光体ドラムとの間に、感光体ドラム
周面と接触しながら転接回転する導電性現像ロー
ラを配し、前記供給ローラを利用してた乾式現像
装置において、前記現像ローラの回転方向に沿つてドラム転接
位置から供給ローラとの対峙位置までの現像ロー
ラ周面上に導電性のクリーニング部材を配置する
とともに、前記現像ローラの外周面に表面コート
層を被着させ、該コート層を、前記トナーより低
抵抗で且つ該トナーを構成する組成材料の一種以
上の組成材料を含むコート材料で形成した事を特
徴とするものである。

又前記導電性現像ローラは一般にゴム又は樹脂
で形成する場合が多いが、必ずしもこれのみに限
定されるものではなく他の材料を用いて前記現像
ローラを形成した場合も本発明に含まれる。

そしてかかる技術手段によれば、前記現像ロー
ラの外周面のコート層を前記トナーと同種の材料
を用いたために帯電系列をほぼ等しくする事が出
来、而も該トナーより低抵抗なコート材料を用い
て形成した為、該現像ローラの表面に形成したコ
ート層が導電性を維持しながらも前記トナーと電
気的に反発する事となり、この結果、導電性現像
ローラの電極としての機能が減耗される事なく、
該現像ローラとトナー間に生じる物性的な粘着抵
抗（吸着抵抗）を大幅に低減させる事が出来る。

従つて、前記トナーの感光体表面への転移（吸
引付着）を容易ならしめる事により画像濃度の低
下や画像むらを避ける事が出来、画像の鮮明度が
大幅に向上する。

又現像後、前記現像ローラ表面に残留付着して
いるトナーはコート層と電気的に反発している
為、その下流側に配したクリーニング部材で簡単
に掃き落とす事が出来、而も該クリーニング部材
は導電性であるために、前記現像を繰り返し行な
つても現像ローラ表面にトナーが（偏在して）固
着又は凝集する事がなく、長期に亙つて現像条件
の安定化が図れる。

以下図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。

第１図は本発明の実施例が適用される複写機の
概略構成を示し、７は表面に光導電層を備えたド
ラム状感光体で、その周囲に帯電装置８、露光装
置９、現像装置１０、転写装置１１、清掃装置１
２などが配置されている。

そしてかかる複写機は公知の如く、図示しない
原稿台の移動に同期して前記感光体７が時計方向
に回転すると、先づ帯電装置８にて所定の電荷を
印加され、次に露光装置９により逐次露光し原稿
台上の原稿像に対応した静電潜像７ａが感光体７
表面に形成される。この静電潜像７ａは詳細に後
述する現像装置１０によりトナー像として可視化
され転写装置１１に至る。転写装置１１では給紙
装置１４より送られてきた転写紙１３に前記トナ
ー像を転写形成させた後、転写紙１３を感光体７
から分離し定着装置１５にて最終画像として定着
させる。一方前記トナー像を転写させた感光体７
は清掃装置１２により残留トナー４を除去した
後、次の複写に備える。

これらの複写工程については既に周知の為詳細
な説明は省略する。

一方、前記複写機に使用されるトナー４は、少
なく共10¹³Ωcm以上の体積抵抗値を有する高抵抗
磁性トナーで、例えばスチレンアクリル系の樹
脂、マグネタイト（磁性粉）、カーボンブラツク
（着色剤兼抵抗制御剤）、シリカ（添加剤）等を適
当な配合比で混練・加熱したのち、粉砕分級し平
均粒径15〜25μｍにして形成されている。

第２図乃至第３図は前記複写機に使用される本
発明の実施例たる現像装置１０を示し、枠体２０
と現像ローラ３０と供給ローラ４０とクリーニン
グ部材５０と穂高規制部材６０とにより構成され
ている。

枠体２０は、感光体７の円周方向に沿つて該感
光体７の長手方向のほぼ全長に亙つて配置され、
上方に形成したカートリツジ装着部２１と、該装
着部２１に連なり、前記感光体７対面側を開口し
たトナー収納室２２とよりなる。

カートリツジ装着部２１にはトナー補給用カー
トリツジ２３が着脱可能に装着されており、図示
しない剥離手段を介してカートリツジ２３下面に
貼着したシール部材２４を剥離する事により、該
カートリツジ２３内のトナー４が枠体底板２５に
沿つて流下し、収納室２２内に補給されるよう構
成する。

トナー収納室２２内には前記現像ローラ３０と
供給ローラ４０とクリーニング部材５０とが夫々
感光体７回転軸と平行になる如く、又前記供給ロ
ーラ４０上方には穂高規制部材６０がその下端６
１を供給ローラ４０外周面に近接させて配設され
ている。

現像ローラ３０は導電性ゴムで形成した回転体
３１と該回転体３１の外周表面に塗布された導電
性コート層３２とよりなり、その外周面が感光体
７外周面と接触するように配置すると共に、図示
しない歯車等を介して感光体７の回転に同期して
該現像ローラ３０が転接回転、即ち該現像ローラ
３０が感光体７と同一の周速度を有し且つ反対方
向に回転するように構成している。尚、前記感光
体７外周面との接触は当接でも弾性的な圧接でも
いずれもよい。そして前記導電性ゴムで形成した
回転体３１は電気抵抗として体積抵抗値が10¹¹以
下、好ましくは10⁵〜10⁹Ωcmの範囲のものを用い
る。

又該現像ローラ３０は接地されており、且つ前
記の如く導電性である為、後記するように供給ロ
ーラ４０との間で電界形成を可能なさしめる。

次に前記コート層３２について詳細に説明する
に、コート層３２の材質は、該コート層３２がト
ナー４と接触した際、両者間の物性的な粘着抵抗
を低くさる為に前記トナー４と同種の材料で形成
すると共に、前記電界形成を円滑に達成する為に
回転体３１と同様にその体積抵抗値が10¹¹Ωcm以
下、好ましくは10⁵〜10⁹Ωcmの範囲に制御してい
る。

ここで「前記トナー４と同種」とは、前述した
トナー４を構成する材料である樹脂、磁性粉、着
色剤、抵抗制御剤、及び添加剤等の内の少なく共
一種を含む組成材料で形成されたものをいう。

即ち本実施例においては、前記したトナーを構
成する材料をである、スチレンアクリル系の樹
脂、マグネタイト（磁性粉）、カーボンブラツク
（着色剤兼抵抗制御剤）、シリカ（添加剤）の配合
比を変えて、より具体的にはマグネタイトやカー
ボンブラツクを増量してその体積抵抗値を10⁵〜
10⁹Ωcmの範囲に制御したコート層を用いている。

この結果前記トナー４表面とコート層３２との
間の静電的帯電系列がほぼ近似するために、トナ
ーが現像ローラに吸着する事なく円滑に転接現像
を行なう事が可能となる。

前記コート層３２はその膜厚が増すと導電抵抗
が大となり、後記する如くトナーの付着と電界形
成の上でにとつて好ましくない為、トナー４の平
均粒径の10倍以下、好ましくは約３〜５倍程度の
膜厚になるように形成する。

又該コート層３２の塗布は、前記導電性ゴムで
形成した回転体３１表面の凹凸を吸収して現像ロ
ーラ３０表面が平滑な面になるように行なえばよ
く、又該塗布手段はスプレー、はけ塗り、デイツ
ピングその他の周知の塗布方法により行ない、更
に前記回転体３１表面からの剥離を防止する為焼
付け又は電子線硬化させてもよい。

前記現像ローラ３０の感光体７接触側の上流
側、即ちトナー４収容室の入口側には、その外周
面を前記現像ローラ３０外周面に近接させて供給
ローラ４０が配置されている。

該供給ローラ４０は、表面に多数の磁極を形成
した円柱状の磁石集成体４１と、該集成体４１の
周囲に同心円状に配置されアルミ等の導電性非磁
性体で形成された導電性スリーブ４２とにより形
成され、前記磁石集成体４１と導電性スリーブ４
２間を相対的に回転する事により、導電性スリー
ブ４２上に穂状に担持されたトナー４（磁気ブラ
シ４ａ）が現像ローラ３０側に搬送されるよう構
成する。ここで、「相対的に回転する」とは、前
記磁石集成体４１と導電性スリーブ４２の両者又
はいずれか一方を回転させ、該磁石集成体４１と
導電性スリーブ４２間に相対速度が発生している
場合をいう。

次に供給ローラ４０の構成について更に詳細に
説明すると、前記供給ローラ４０は、前記現像ロ
ーラ３０の供給ローラ４０近接点（以下供給位置
という）から感光体７接触点（以下現像位置とい
う）までの周面距離αが、感光体７の静電潜像７
ａを形成する露光地点より前記現像位置までの周
面距離βより大になる如く配置され、又該供給ロ
ーラ４０と前記現像ローラ３０間の対向間隔を
0.3mm程度に設定している。

そして前記供給ローラ４０には変調された交流
又は直流電圧印加手段４３が電気的に接続されて
おり、該電圧印加手段４３により前記感光体７表
面に形成された静電電荷と逆極性の直流電圧が前
記供給ローラ４０に印加され、前記導電性の現像
ローラ３０間の供給位置付近に所定強度の電界を
発生させる。又前記電圧印加手段４３は電圧制御
可能に構成している為、前記両ローラ３０，４０
間の電界強度を自由にコントロールする事が出来
る。更に前記電圧印加手段４３とローラ４０間に
は制御回路４４を介在させ、前記露光装置９によ
る露光工程終了と同時又は直後に前記電圧印加手
段４３をOFFにするよう構成する。

尚、前記電圧印加手段４３を、本実施例とは逆
に現像ローラ３０側に接続させると、感光体７表
面と現像ローラ３０間にも電位差が生じてしま
い、例えば静電電荷と逆極性の直流電圧を印加し
た場合には静電潜像７ａが形成されていない背景
部分にもトナー４が付着（かぶり）し、好ましく
ない。

クリーニング部材５０は前記現像ローラ３０の
現像位置下流側に位置し、ポリエステル、アクリ
ル、レーヨン、カーボン入りレーヨン、ナイロ
ン、ビニロン等の導電性繊維を回転軸の周囲に回
転ブラシ状に、又は前記繊維を巻回して回転ロー
ラ状にして形成すると共に、その外周面が前記現
像ローラ３０の感光体７との現像位置下流側から
供給ローラ４０との供給位置までの間の、現像ロ
ーラ３０表面に接するように配置する。

そして該クリーニング部材５０は、現像ローラ
３０に残留付着しているトナー４が感光体７側に
掃き落される事なく供給ローラ４０側にのみ掃き
落されるようにその回転方向と周速を設定してい
る。具体的には現像ローラ３０の回転方向と反対
方向に回転を付与すると共にその周速度を前記現
像ローラ３０の周速度より大になる如く構成す
る。

穂高規制部材６０はブレード状をなし、その先
端を前記供給位置の上流側の供給ローラ４０外周
面に近接させて配置し、前記磁気ブラシ４ａの穂
高を所定の高さに規制可能に構成する。

次にかかる構成による本発明の作用を説明す
る。

先づ前記複写機が始動すると、前記感光体７の
回転と共に、現像ローラ３０、供給ローラ４０、
及びクリーニング部５０が夫々所定の回転方向に
回転し、且つ前記供給ローラ４０に直流電圧が印
加され、下記の順序で現像が行なわれる。

即ち先づ、収納室２２内に滞留しているトナー
４が、前記磁石集成体４１の磁気吸引力により導
電性スリーブ４２上に穂状（磁気ブラシ４ａ）に
担持された後、磁石集成体４１と導電性スリーブ
４２間の相対的な回転により現像ローラ３０側に
搬送され、前記穂高規制部材６０により前記磁気
ブラシ４ａの穂高が規制されながら、適切な量の
トナー４のみが現像ローラ３０間の供給位置に接
近する。

前記供給ローラ４０には前記静電電荷と逆極性
の直流電圧が印加され、又導電性の現像ローラ３
０が接地されている為、該両ローラ３０，４０間
には前記直流電圧と対応した電界が形成され、一
方該ローラ３０，４０は互いに逆方向に回転して
いる為、両ローラ３０，４０間にはかなりの速度
の相対的回転速度が存在し、従つて前記供給位置
に導かれたトナー４は、両ローラ３０，４０間で
摺擦されながら該両ローラ３０，４０間に形成さ
れた電界強度に対応した静電電荷と逆極性の電荷
が付与され、所望量のトナー４が現像ローラ３０
の外周面全体に帯電付着する。そして該現像ロー
ラ３０に付着したトナー４は、該ローラ３０の回
転により感光体７側に搬送され前記現像位置に導
かれる。

尚、前記現像ローラ３０のトナー付着量、即ち
感光体７側の現像位置に搬送されるトナー量は、
前記供給ローラ４０に印加する直流電圧を変化さ
せる事により自由に制御させる事が出来る為、従
つて感光体７表面に形成された静電潜像が面積像
か線画像かによつて、又前記潜像部のコピー濃度
を調整する場合においても、前記直流電圧を手動
又は自動的に変化させる事により簡単にコピー濃
度の調整や画像部の種類による現像効果の選択を
簡単に行なう事が出来る。

次に、前記現像位置に導かれたトナー４は静電
電荷と逆極性に帯電している為、感光体７表面の
静電潜像７ａと接触する事により、該静電潜像７
ａ部に吸引付着し、可視像が形成される。

この際、前記感光体７と現像ローラ３０は互い
に同一周速度でもつて転接されながら回転してい
る為、前記トナー４を感光体７へ摺擦させる事な
しに現像する事が出来、従つて従来の一成分系現
像方式の欠点である、機械的摺擦による画像の乱
れ（ずれ或いはにじみ）のない、極めて鮮明な画
像を得る事が出来る。

特に本実施例においては前記現像ローラ３０表
面層がコート層３２を介して導電性ゴム状の回転
体３１で形成されている為、該現像ローラ３０が
感光体７表面に押し付けられながら（弾性的に当
接）転接させる事が出来、現像効率が更に向上す
る。

又前記現像は従来の一成分系現像方式のように
機械的摩擦により電荷を付与するのではなく、前
記供給ローラ４０と現像ローラ３０間の供給位置
で強制的に帯電させたトナー４を、前記感光体７
に転接させながら前記静電潜像部に電気的吸引・
付着させている為、現像効率が極めて高くなる。

例えば、反射光学濃度で示される印刷濃度を
1.4以上にする為には、前記従来公知の一成分系
現像方式においては感光体７の表面電位を1000V
以上にする必要があつたが、本実施例においては
感光体７の表面電位を400Vまで下げても、1.4以
上の印刷濃度を維持する事が出来た。

更に本実施例においては、前記現像ローラ３０
の、導電性ゴムで形成した回転体３１とトナー４
間に、該トナー４と同種の材質よりなる低抵抗の
導電性コート層３２が介在している為、現像ロー
ラ３０表面とトナー４間の表面エネルギー（吸着
力）を小さくする事が出来、前記トナー４が現像
ローラ３０から感光体７へ移転（吸引付着）する
のが容易になり、感光体７表面の画像鮮明度が向
上する。又前記コート層３２の介在は現像ローラ
３０表面へのトナー４の付着を防ぐ事が出来、該
トナー４の付着に起因する現像ローラ３０表面の
時系列的な抵抗変化とバラツキによる現像条件の
不安定化や画像むら等を防止する事が出来る。

前記現像位置を通過した現像ローラ３０は更に
回転しクリーニング部材５０に達する。このクリ
ーニング部材５０は現像ローラ３０表面に摺擦さ
れながら回転している為、現像ローラ３０に残留
付着しているトナー４の供給ローラ４０側への掃
き落しが確実に行なわれる。この際、本実施例に
おいては前記現像ローラ３０の表面をトナー４と
同種の材質よりなる導電性コート層３２と塗布し
てある為、前記トナー４の掃き落としが更に容易
になる。

このようにクリーニング部材５０を前記現像位
置下流側より供給位置までの間の現像ローラ３０
表面に接触させて配置した為、前記現像ローラ３
０の表面が常にクリーンな状態で次の帯電に備え
る事ば出来、この結果、前記供給ローラ４０と現
像ローラ３０間の電界強度は常に一定し、前記両
ローラ３０，４０間で繰り返し帯電が行なわれて
も、現像ローラ３０に付着するトナー４の量に変
動が生じる事がなく、安定した画像形成が可能と
なる。

又前記クリーニング部材５０によるトナー４の
掃き落しは、感光体７側に掃き落される事なく供
給ローラ４０側にのみ掃き落される為、現像後の
感光体７表面の可視像部や背景部に余分なトナー
４が付着する事なく、画像の乱れ等を防止出来
る。

更に前記クリーニング部材５０はいずれも導電
性材料で形成されている為、前記掃き落としの
際、トナー４の帯電を除電させる事が出来、次の
再使用の際何等問題を生じさせない。

以下の前記作用を繰り返しながら現像を行な
う。

そして現像終了時においては、前記露光装置９
による露光工程終了と同時又は直後に、前記電圧
印加手段４３をOFFにして前記供給ローラ４０
側への直流電圧の印加を止め、前記両ローラ３
０，４０間の電界を遮断する事により現像ローラ
３０へのトナー４の供給を止め、現像に必要なト
ナー４以外のトナーを該現像ローラ３０に載せな
いようにして現像ローラ３０を回転させ、該露光
工程終了地点で形成された最終端の静電潜像７ａ
を現像した後、該現像された可視像が転写又はそ
の後の最終工程、即ち最終画像を形成するまでの
間に、前記現像ローラ３０上に付着していた最終
端のトナーが現像位置、即ち感光体７接触位置を
通過し、更に下流側のクリーニング部材５０によ
り掃き落とされ、該現像ローラ３０表面にトナー
４が何等付着されない状態で機械を停止させる。

尚、本実施例においては前記現像ローラ３０の
供給位置から感光体７と接触する現像位置までの
周面距離αが、感光体ドラム７の静電潜像７ａを
形成する露光地点より前記現像位置までの周面距
離βより大になる如く構成している為、前記現像
ローラ３０上に付着していた最終端のトナーが現
像位置を通過するまでの間に露光工程終了地点で
形成された最終端の静電潜像７ａが前記現像位置
を通過し、前記作用が円滑に達成される。

以上記載した如く本発明によれば、感光体表面
に転接回転させる導電性現像ローラの外周面に表
面コート層を形成すると共に、該コート層を前記
トナーと同種にして該トナーより低抵抗なコート
材料を用いて形成した為、該現像ローラの表面に
形成したコート層が導電性を維持しながらも前記
トナーと電気的に反発する事となり、この結果、
導電性現像ローラの電極としての機能が減耗され
る事なく、該現像ローラとトナー間に生じる物性
的な粘着抵抗を大幅に低減させる事が出来る。

又現像後、前記現像ローラ表面に残留付着して
いるトナーはコート層と電気的に反発している
為、クリーニング部材で簡単に掃き落とす事が出
来、前記現像を繰り返し行なつても現像ローラ表
面にトナーが（偏在して）固着又は凝集する事な
く、長期に亙つて現像条件の安定化が図れる。

更に前記実施例のように、導電性回転ローラと
供給ローラ間に電界を形成しトナーに帯電を行な
う場合でも、前記コート層は低抵抗の為電荷が誘
起される事がなく、従つて前記現像ローラ表面か
ら剥離する等の恐れも生じない。

更に又、前記導電性現像ローラは一般にゴム又
は樹脂で形成される場合が多く、成形時に表面が
凹凸になり易いが、該現像ローラの表面にコート
層を形成する事により、簡単に前記凹凸を吸収し
て平滑な外周面を得る事が出来、画像むら等を防
止する事が出来る。

等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の実施例を示し、第
１図は本実施例に係る現像装置が適用される複写
機の概略説明図、第２図は前記現像装置の断面
図、第３図はトナーの付着状態を示す説明図であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】１磁石集成体を内包した導電性非磁性スリーブ
からなるトナー供給ローラと感光体ドラムとの間
に、感光体ドラム周面と接触しながら転接回転す
る導電性現像ローラを配し、前記供給ローラを利
用した乾式現像装置において、前記現像ローラの回転方向に沿つてドラム転接
位置から供給ローラとの対峙位置までの現像ロー
ラ周面上に導電性のクリーニング部材を配置する
とともに、前記現像ローラの外周面に表面コート
層を被着させ、該コート層を、前記トナーより低
抵抗で且つ該トナーを構成する組成材料の一種以
上の組成材料を含むコート材料で形成した事を特
徴とする乾式現像装置。