JPH10232552A

JPH10232552A - 現像装置

Info

Publication number: JPH10232552A
Application number: JP3751097A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kuramoto; 新一倉本; Noriaki Yamazaki; 憲明山崎; Akihiko Noda; 明彦野田; Jun Abe; 純安部; Shota Oba; 正太大場
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-02-21
Filing date: 1997-02-21
Publication date: 1998-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】良好な画質が得られる現像装置を提供する。【解決手段】表面粗さＲａが０．１≦Ｒａ≦１．７
（μｍ）であるトナー担持体１２と、そのトナー担持体
１２に供給されたトナーを所定厚さのトナー層に成形す
るトナー層形成部材１３と、トナー層形成部材１３と現
像領域Ｄとの間においてトナー層を担持したトナー担持
体１２に対向して配置された、そのトナー層を帯電する
帯電器１４とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
ー等の電子写真式の画像形成装置において用いられ、像
担持体上に形成された静電潜像をトナーの付着によって
可視化する現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置にお
いて用いられる、像担持体上に形成された静電潜像にト
ナーを付着させることにより静電潜像を可視化して現像
像を形成する現像装置として、トナーのみの一成分現像
剤を用いる一成分現像方式と、トナーとキャリアとから
なる二成分現像剤を用いる二成分現像方式とが知られて
いる。これらの現像装置には像担持体と対向する位置に
回転可能な現像剤担持体が備えられており、現像剤は現
像剤担持体表面に担持され現像剤担持体の回転により現
像剤担持体と像担持体とが互いに対向する現像領域に搬
送される。現像領域では、現像剤担持体と像担持体との
間に印加された現像バイアス電圧により電界が形成され
ており、この電界によりトナーは像担持体上の静電潜像
に転移し、像担持体上にトナーによる現像像が形成され
る。

【０００３】このような現像装置では、現像領域におい
てトナーを像担持体上の静電潜像に確実に転移させるた
めに、トナーに所定の帯電量の電荷を付与する必要があ
る。二成分現像方式の現像装置では、摩擦帯電序列上で
互いに隔たったトナーと磁性キャリアとを混合、撹拌す
ることによりトナーに電荷が付与されるが、混合、撹拌
中にトナーに外添された帯電制御剤が遊離してキャリア
表面を汚染することがある。従って、キャリアを長期間
使用すると帯電制御剤の影響でトナーの帯電能力が次第
に低下してくるため、現像剤の交換が必要になるという
欠点がある。また、トナーとキャリアとの混合比を一定
に保つためのトナー濃度制御装置や現像剤撹拌装置を必
要とし、また、現像剤担持体の内部に磁性キャリアを担
持するためのマグネットを配設する必要があり、装置の
複雑化を招くという問題がある。

【０００４】一方、一成分現像方式の現像装置には上記
のような二成分現像方式の欠点がないため一成分現像方
式の現像装置も広く用いられている。一成分現像方式の
現像装置では、現像剤（トナー）担持体にブレードと呼
ばれる弾性材料からなるトナー層形成部材を圧接させ、
トナー担持体上に薄いトナー層を形成するとともに、ト
ナー層とトナー層形成ブレードとの摩擦帯電によりトナ
ーに電荷を付与する方式が広く採用されている。しか
し、一般にブレードによるトナー帯電能力は低いためト
ナーを十分に帯電することが難しく、所望の極性とは逆
の極性に帯電した所謂逆極性トナーが発生しやすく、そ
の逆極性トナーにより画像背景部に地カブリを発生する
ことが多いという欠点がある。すなわち、ブレードによ
る摩擦帯電においては、ブレードと接触するトナー粒子
の比率が低く、特に微小トナーは摩擦帯電されずにトナ
ー層形成ブレードを通過してしまうことがある。そこで
摩擦帯電を促進するために、トナー層に対するトナー層
形成ブレードの圧接力を増加させることが考えられる
が、圧接力を増加させると摩擦熱の増大によりトナーの
バインダー樹脂が溶融し、凝集したトナーがブレードに
詰まり、画像に白筋を発生させるという問題を生じるこ
とがある。

【０００５】上記のような、摩擦帯電装置の問題点を解
消するために、トナーに直接電荷を付与する方式の現像
装置が提案されている。この方式の現像装置として、例
えば、実開昭６３−１３８５６０号公報には、トナー担
持体と対向する位置にコロナ放電器を配設し、コロナ放
電器からトナー層へ所望の極性のイオンを照射すること
によりトナーに電荷を付与する方式の現像装置が開示さ
れている。しかし、コロナ放電器を用いるとコロトロン
ワイヤーに汚れが付着し均一な放電が得られなくなると
いう問題が発生することがある。また、コロトロンワイ
ヤー近傍の空気層を電離させるために高電圧の印加が必
要であり、放電の軸方向の安定性などを考慮すると５ｋ
Ｖ以上の高電圧が必要となる。さらに、放電時にオゾン
の発生が多いなどの欠点もある。

【０００６】そこで、コロナ放電を利用せずにトナーに
電荷を付与する現像装置が、例えば、特開昭５４−１７
０３０号公報、特開昭６２−２９１６７８号公報、特開
昭６４−６２６７５号公報などに開示されている。これ
らの現像装置について、図６および図７を参照して説明
する。図６は、従来の現像装置の一例を示す概略構成図
である。

【０００７】図６に示す現像装置３０には、像担持体１
に近接して配置された、矢印Ａ方向に回転するトナー担
持体３２と、現像装置３０内のトナーを撹拌しトナー担
持体３２表面にトナーを供給する撹拌供給部材３３と、
トナー担持体３２に圧接し、撹拌供給部材３３により供
給されたトナーを所定の厚さのトナー層に形成するトナ
ー層形成ブレード３４と、トナー担持体３２と接触し
て、あるいは微小間隔を隔てて配設された円筒状の帯電
電極３５と、トナー担持体３２に現像バイアス電圧を供
給するバイアス電源３６と、帯電電極３５にトナー帯電
用の電圧を供給するトナー帯電用電源３７と、これら各
構成要素のうち電源以外の各部を収納するハウジング３
８とが備えられている。このように構成した現像装置３
０を用い、トナー帯電用電源３７により帯電電極３５に
帯電用電圧を印加し帯電電極３５とトナー担持体３２と
の間隙に放電電界を形成し、放電により発生したイオン
または電子をトナーに付着させることによりトナーを帯
電させる。

【０００８】図７は、従来の現像装置の他の例を示す概
略構成図である。図７に示す現像装置４０には、図６に
示す現像装置３０における帯電電極３５に相当するもの
は備えられておらず、その代わりに、トナー担持体３２
に圧接するトナー層形成ブレード４４にトナー帯電用電
源３７からのトナー帯電用電圧が印加される。トナー層
形成ブレード４４は、トナー担持体３２上にトナー層を
形成するとともに、トナー層形成ブレード４４とトナー
担持体３２との間隙に放電電界を形成し放電により発生
したイオンまたは電子をトナーに付着させることにより
トナーを帯電させる。

【０００９】図６または図７に示す方式の現像装置は、
コロナ放電器ほどの高電圧を必要とせず、さらに印加電
圧が低いためオゾンの発生も少ないという利点がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方式
の現像装置では、上記のように電圧を印加することによ
りトナーに直接電荷を付与するものであるため、トナー
層とトナー層形成ブレードとの摩擦帯電によりトナーに
電荷を付与する方式の現像装置とは異なり、トナー帯電
に必要な電荷が、例えば帯電電極から過剰に送られてく
るため、現像剤担持体上のトナー層が厚い場合はトナー
層の上層部と下層部での帯電分布に差が生じ、トナー単
体での帯電量が不均一になってしまうという問題があ
る。この問題について図８を参照して説明する。

【００１１】図８は、電圧を印加することによりトナー
に直接電荷を付与する現像装置において、現像剤担持体
上のトナー層が厚い場合の問題を説明するための図であ
る。図８（ａ）に示すように、帯電電極５１への電圧の
印加により現像剤担持体５２上に付着したトナー５３の
層が薄い場合はトナー密度が小さく、このためトナー５
３どうしのすき間から現像剤担持体５２を経由して不要
な電荷５４がリークするが、図８（ｂ）に示すように、
トナー５３の層が厚い場合はトナー５３の密度が高く、
このためトナー５３どうしのすき間がなく、過剰な電荷
５４が現像担持体５２にリークせずに不均一に各トナー
５３に付着する。従って、トナー５３単体の帯電量が増
加するとともに、トナー層の上層部のトナー帯電量と、
トナー層の下層部のトナー帯電量に差が生じてしまう。
このような状態で現像を実施すると現像剤担持体５２へ
の不均一な飛翔がおこり現像像がムラになってしまう可
能性がある。

【００１２】一方、現像剤担持体５２上に付着したトナ
ー５３の層が薄い場合は、良好な画像濃度を得ることが
困難であるという問題がある。本発明は、上記事情に鑑
み、良好な画質が得られる現像装置を提供することを目
的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の第１の現像装置は、所定の現像領域において、静電
潜像を担持して所定の方向に移動する像担持体上の静電
潜像にトナーを付着させることにより、その像担持体上
の静電潜像を可視化する現像装置において、上記現像領
域において上記像担持体に近接もしくは接触するように
配置され、表面にトナー層を担持して循環移動するトナ
ー担持体と、そのトナー担持体に供給されたトナーを所
定厚さのトナー層に成形するトナー層形成部材と、上記
トナー層形成部材と上記現像領域との間においてトナー
層を担持したトナー担持体に対向して配置された、その
トナー層を帯電する帯電器とを備え、上記トナー担持体
が、０．１≦Ｒａ≦１．７（μｍ）の表面粗さＲａを有するものであることを特徴とする。

【００１４】尚、表面粗さＲａとは十点平均粗さ（ＪＩ
ＳＢ０６０１−１９８２）をいう。本発明の第１の
現像装置では、トナー担持体の表面粗さＲａが０．１≦
Ｒａ≦１．７（μｍ）に設定されているため、現像に適
したトナー層厚を有するトナー層が形成され、その現像
に適したトナー層厚のトナー層が均一に帯電される。従
って、帯電器からの過剰な電荷をトナー担持体側へリー
クさせることができ、トナーに不均一に過剰な電荷が付
着することはなく現像像のムラが低減される。また、ト
ナーの層厚が薄くなることもなく良好な画像濃度を得る
ことができる。

【００１５】また、上記目的を達成する本発明の第２の
現像装置は、所定の現像領域において、静電潜像を担持
して所定の方向に移動する像担持体上の静電潜像にトナ
ーを付着させることにより、その像担持体上の静電潜像
を可視化する現像装置において、上記現像領域において
上記像担持体に近接もしくは接触するように配置され、
表面にトナー層を担持して循環移動するトナー担持体
と、そのトナー担持体に供給されたトナーを所定厚さの
トナー層に成形するトナー層形成部材と、上記トナー層
形成部材と上記現像領域との間においてトナー層を担持
したトナ担持体に対向して配置された、そのトナー層を
帯電する帯電器とを備え、上記トナー層形成部材が、上
記トナー担持体表面に、単位面積あたり０．１≦ＴＭ≦１．６（ｍｇ／ｃｍ² ）のトナー付着量ＴＭであるトナー層を形成するものであ
ることを特徴とする。

【００１６】本発明の第２の現像装置は、トナー層形成
部材が、上述の範囲でトナー付着量ＴＭであるトナー層
を形成するものであり、このトナー付着量ＴＭの範囲で
形成されたトナー層は、現像しやすい厚さのトナー層を
形成するトナーが均一に帯電される範囲である。従っ
て、トナーに不均一に過剰な電荷が付着することはなく
現像像のムラが低減され、また良好な画像濃度を得るこ
とができる。尚、トナー担持体にトナー層形成部材を配
設するにあたり、そのトナー層形成部材がブレードの場
合は線圧により規定することができ、またトナー層形成
部材がトリマーの場合はトナー担持体とのギャップによ
り規定することができる。

【００１７】ここで、上記帯電器が、上記トナー担持体
に対向して配置された帯電電極と、その帯電電極に所定
の極性の帯電用電圧を印加して上記トナー担持体との間
に電界を形成する第１の電源と、上記帯電電極と上記ト
ナー担持体とに挟まれた位置に配備され、上記電界内に
発生する放電の電離領域を上記帯電電極との間に規制す
る、多数の開口を有する制御電極と、その制御電極に、
上記帯電電極の電位と上記トナー担持体の電位との中間
の電位を形成する電圧を印加する第２の電源とを備えた
ものであることが効果的である。

【００１８】帯電電極と制御電極との間に放電開始電圧
以上の電圧を印加するとともに、帯電電極とトナー担持
体との間に放電を生じないように電圧を印加し、トナー
担持体付近で所望の極性のイオンまたは電子がトナー担
持体側へ移動するような電界を形成する。すると、帯電
電極と制御電極との間に印加された電圧により、強い電
界が形成され、それら帯電電極，制御電極間で放電が発
生する。この放電により電離現象が発生し、電子なだれ
現象によりプラスイオンと、電子およびマイナスイオン
が発生するが、電離域は帯電電極と制御電極との間に限
定され、制御電極とトナー担持体との間、すなわちトナ
ー担持体上のトナー層の存在している領域では電離は生
じない。このため、トナー層の厚さの範囲内での電離は
発生せず、従って、プラスイオンと、マイナスイオンお
よび電子が生成されることはない。一方、制御電極とト
ナー担持体との間には放電を開始するよりも小さい電界
が形成されており、これらの間の電界作用によって、帯
電電極と制御電極との間に発生したプラスイオン、また
はマイナスイオンおよび電子のいずれか一方がトナー担
持体側に引き付けられ、トナー担持体上に形成されたト
ナー層に付与される。これにより、トナーを所望の極性
に帯電することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１は、本発明の現像装置の一実施形態を示
す概略構成図である。図１に示す現像装置１０には、所
定の現像領域Ｄにおいて、静電潜像を担持して所定の方
向に移動する像担持体１に近接もしくは接触するように
配置され、表面にトナー層を担持して循環移動するトナ
ー担持体１２が備えられている。

【００２０】また現像装置１０には、トナー担持体１２
に供給されたトナーを所定厚さのトナー層に成形するト
ナー層形成部材１３が備えられている。さらに現像装置
１０には、トナー層形成部材１３と現像領域Ｄとの間に
おいてトナー層を担持したトナ担持体１２に対向して配
置された、トナー層を帯電する帯電器１４が備えられて
いる。この帯電器１４には、トナー担持体１２に対向し
て配置された帯電電極１４ａと、帯電電極１４ａとトナ
ー担持体１２とに挟まれた位置に配備され、電界内に発
生する放電の電離領域を帯電電極１４ａとの間に規制す
る、多数の開口を有する制御電極１４ｂと、帯電電極１
４ａに所定の極性の帯電用電圧を印加してトナー担持体
１２との間に電界を形成するトナー帯電用電源１４ｃ
（本発明にいう第１の電源）と、制御電極１４ｂに、帯
電電極１４ａの電位とトナー担持体１２の電位との中間
の電位を形成する電圧を印加する帯電制御用電源１４ｄ
（本発明にいう第２の電源）とが備えられている。

【００２１】また現像装置１０には、この現像装置１０
内のトナーを撹拌しトナー担持体１２表面にトナーを供
給するトナー供給部材１５と、トナー担持体１２に現像
バイアス電圧を供給する現像バイアス電源１６と、これ
ら各構成要素のうち電源以外の各部を収納するハウジン
グ１７とが備えられている。トナー担持体１２には、現
像バイアス電源１６により約−２００Ｖの直流電圧が印
加される。なお、現像バイアス電源１６からトナー担持
体１２に印加される電圧は、良好な現像性能を確保する
ため直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧としてもよ
い。トナー担持体１２には、アルミニウムまたはステン
レスの丸棒またはパイプを切削加工した後、サンドブラ
スト、液体ホーニング、エメリー研磨などの機械加工を
施すか、あるいは化学腐食を施すことにより外周面に表
面粗さＲａ＝０．１〜１．７μｍ、好ましくは表面粗さ
Ｒａ＝０．１〜１．１μｍ程度の凹凸を形成したものを
用いることができる。また、アルミニウムまたはステン
レスの丸棒またはパイプを切削加工した後に、導電粉を
分散させた樹脂層を形成したものでもよい。本実施形態
のトナー担持体１２は直径２０ｍｍのアルミニウムパイ
プを切削加工した後、外周面にサンドブラスト陽極酸化
処理を施し、表面粗さＲａ＝０．５μｍ程度にしたもの
が用いられている。

【００２２】トナー層形成部材１３は、イオン導電体を
含んだ体積抵抗値が１０⁴ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍ程度のシリ
コーンゴムからなる圧接部材を、厚さ０．１ｍｍのステ
ンレスの板バネに導電性接着剤を介してドクター方式に
設置したものである。また、層形成時の耐摩耗性を向上
させるために表面に硬化処理を施している。トナー層形
成部材１３ではトナー担持体１２上のトナー付着量（こ
の場合は非磁性トナーを一例として用いている）が０．
１〜０．８ｍｇ／ｃｍ² 以内になるように線圧値を１５
〜１７ｍｇ／ｃｍ² に設定している。この時のトナー付
着量は０．４ｍｇ／ｃｍ² であった。また、ゴムの硬度
は２０〜８０度のものが使用可能であり、好ましくは３
０〜６０度が適している。

【００２３】図２は、図１に示す現像装置のトナー担持
体の表面粗さＲａとトナー搬送量の関係を示す図であ
る。図２に示すように、トナー担持体１２の表面粗さＲ
ａ＝０．１〜１．１μｍ間ではトナー搬送量は０．１〜
０．８ｍｇ／ｃｍ² であり、トナー担持体１２の表面粗
さＲａ＝０．５μｍではトナー搬送量は０．４ｍｇ／ｃ
ｍ² である。

【００２４】帯電電極１４ａは、円筒状に形成され、軸
線回りに回転可能に支持されている。帯電電極１４ａの
材質は、イオン導電体を含んだもの、もしくはゴムに導
電性微粒子を配合したものであり、体積抵抗率は１０⁵
〜１０¹⁰Ω・ｃｍ程度のものである。この体積抵抗率
は、１０⁷ 〜１０⁸ Ω・ｃｍの範囲内であることが好ま
しい。また帯電電極１４ａとして、シリコーンゴム中に
導電性粉を混合した半導電性ロールを用いてもよい。

【００２５】制御電極１４ｂは、線径５０μｍ、ピッチ
１２７μｍのステンレスのメッシュ状部材からなり、帯
電電極１４ａより大径の円筒状に形成されている。制御
電極１４ｂは、帯電電極１４ａに外挿され、帯電電極１
４ａとトナー担持体１２とに挟まれていて、トナー担持
体１２との対向位置で制御電極１４ｂ内周面の一部が帯
電電極１４ａと接触して従動回転する。また、帯電電極
１４ａ上に絶縁層を介して制御電極１４ｂを積層しても
よい。このように構成して、帯電電極１４ａからの電荷
の、トナー担持体１２へのリークを調整してもよい。

【００２６】また、トナー担持体１２上のトナーを負極
性に帯電するために、帯電電極１４ａと制御電極１４ｂ
との間に放電を開始するように電界を形成し、制御電極
１４ｂとトナー担持体１２との間に放電を生じない程度
に勾配の小さい電界であって、負電荷をトナー担持体１
２側に引き付ける方向の電界を形成する。このため、制
御電極１４ｂとトナー担持体１２との電位の関係は、例
えば以下の関係に保たれている。

【００２７】（トナー担持体１２の電位）−（制御電極
１４ｂの電位）＝１００Ｖまた、帯電電極１４ａと制御電極１４ｂとの電位の関係
は、以下の関係に保たれている。（制御電極１４ｂの電位）−（帯電電極１４ａの電位）
＝１０００Ｖ尚、これらの電極の電位は、帯電電極１４ａとトナー担
持体１２との間隔、制御電極１４ｂの構造・厚さ等によ
って適宜決定されるものである。また、帯電電極１４
ａ、制御電極１４ｂ、およびトナー担持体１２が、それ
ぞれ間隙をおいて設けられた場合、これらの間隙の大き
さも考慮して定められる。本実施形態では、トナー担持
体１２には現像用バイアス電源１６から−２００Ｖの電
圧が印加され、制御電極１４ｂには帯電制御用電源１４
ｄから−３００Ｖの電圧が印加され、帯電電極１４ａの
シャフトにはトナー帯電用電源１４ｃから−１３００Ｖ
の電圧が印加されている。

【００２８】尚、本実施形態の現像装置１０で用いられ
る現像剤は一成分系のトナーであり、スチレン樹脂、ア
クリル樹脂もしくはポリエステル樹脂などの各種熱可塑
性樹脂中に顔料や含金属アゾ染料などの極性制御剤を分
散させ、粉砕し、分級して３〜２０μｍ（平均粒径７μ
ｍ）の大きさに揃えたものが用いられる。また電荷制御
剤が添加され、負極性の電荷が付与されている。電荷制
御剤としては、疎水化処理したシリカ、アルミナ、チタ
ンなどの０．１μｍ以下の微粒子を用いることができる
が、疎水性シリカが最も好ましい。また、トナーの流動
性助剤が外添されており、これにより現像性能の安定化
が図られている。

【００２９】尚、像担持体１としては、セレン系感光体
や有機感光体が用いられ、像担持体１とトナー担持体１
２とは接触させて配置してもよいし、あるいは１００μ
ｍ〜４００μｍ程度の間隙をおいてトナー担持体１２と
対向させて配置してもよい。このように構成された現像
装置１０において、トナー供給部材１５の回転により現
像装置１０内のトナーが撹拌され、トナー担持体１２表
面に供給される。トナー担持体１２の表面に供給された
トナーは、トナー担持体１２の回転により帯電電極１４
ａおよび制御電極１４ｂとの対向位置へ搬送され、トナ
ー層形成ブレード１３の押圧力によりトナー担持体１２
上にトナー層が形成される。形成されたトナー層は帯電
電極１４ａと制御電極１４ｂとの対向位置に搬送され
る。このとき、帯電電極１４ａと制御電極１４ｂとの
間、および制御電極１４ｂとトナー担持体１２との間に
は前述のような電圧が印加されており、これらが対向す
る領域に電界が形成される。このような電界内では、帯
電電極１４ａの、放電開始電界よりも大きい側のみが放
電可能であり、帯電電極１４ａの、トナー担持体１２の
側の電界は、放電開始電界よりも小さいため電離しな
い。

【００３０】図３は、図１に示す現像装置における電離
領域分離のメカニズムを示す図である。図３に示すよう
に、帯電電極１４ａの付近では放電に伴う電離によりマ
イナスイオンおよび電子２１の他にプラスイオン２２が
発生するが、トナー担持体１２の近傍では電離が発生せ
ず、制御電極１４ｂとトナー担持体１２との間の電界作
用によりマイナスイオンおよび電子２１がトナー担持体
１２に引き付けられる。引き付けられたマイナスイオン
および電子２１はトナー担持体１２上のトナー２３に付
着し、このトナー２３が帯電される。従って、電離に伴
って発生するプラスイオン２２は帯電電極１４ａの側で
のみ存在し、帯電電極１４ａへ吸着されるが、トナー担
持体１２上のトナー２３に付着することはない。このた
め、逆極性トナーの発生が抑制される。この際、トナー
担持体１２上のトナー層厚が所定の範囲内に収まってい
るため、帯電電極１４ａからの過剰な電荷がトナー担持
体１２へリークしてトナー層内に過帯電することはなく
均一な帯電分布が維持される。

【００３１】図４は、帯電電極とトナー担持体との間に
制御電極が設けられていない場合の電離領域分離のメカ
ニズムを示す図である。図４に示すように、帯電電極１
４ａとトナー担持体１２との間に制御電極１４ｂが設け
られていないと仮定した場合、帯電電極１４ａとトナー
担持体１２との間で放電が発生すると、両者間の微小間
隙に電離現象が発生する。すると、電子なだれの影響に
より異なる極性のマイナスイオンおよび電子２１とプラ
スイオン２２とが発生する。この電離現象による電子な
だれは微小間隙のいずれの箇所でも発生するため、トナ
ー担持体１２上のトナー２３層内部の空気層でも電離が
発生し、その結果、帯電後のトナーは、所望の極性に帯
電したトナー２３とは別に逆極性に帯電した、いわゆる
逆極性のトナー２３が発生してしまう。本実施形態の現
像装置１０では、帯電電極１４ａとトナー担持体１２と
の間に制御電極１４ｂが設けられているため、このよう
な逆極性のトナーの発生を低減することができ、トナー
どうしの静電凝集を防止できる。さらに、トナー担持体
１２とトナー層とが静電的に強く付着するのを防止で
き、トナーの搬送量の増加が防止できる。

【００３２】このようにして均一な電荷が付与されたト
ナー層は、トナー担持体１２の回転により像担持体１と
対向する現像領域Ｄに搬送される。そして、トナー担持
体１２と像担持体１との間に形成される現像電界によ
り、トナーが像担持体１の潜像に転移して現像が行なわ
れる。図５は、図１に示す現像装置において、トナー搬
送量とトナー帯電分布の関係を示す図である。

【００３３】トナー担持体１２上のトナーの電位を測定
したところ、トナー搬送量が０．２，０．８，１．２
（ｍｇ／ｃｍ² ）において、現像に適した７μＣ／ｇか
ら２０μＣ／ｇに帯電されることが確認された（尚、図
に示す丸印，四角印，三角印は、それぞれ、帯電量が多
いトナー，帯電量が平均的なトナー，帯電量が少ないト
ナーを表す）。このとき、逆極性のトナーは０．１ｗｔ
％以下であり、トナーの極性も均一で良好な帯電性が得
られその帯電分布もシャープであった。

【００３４】また、この現像装置においては、帯電電極
１４ａおよび制御電極１４ｂに代わる電荷付与機構とし
て、スコロトロンを用いることもできるが、多量のオゾ
ンを発生させるために環境上あまり好ましくない。尚、
本実施形態の現像装置では、上述のような効果のほか
に、局所的な放電などによりトナー担持体１２に過大な
放電電流が流れるのを防止することができ、トナーが現
像に寄与できない程度にまで帯電量が上昇することはな
い。このため、トナー搬送量が上昇するなどの問題を回
避できる。

【００３５】また、本実施形態の現像装置１０では、ト
ナー層形成部材１３としてトナー担持体１２に圧接され
るブレードが用いられているが、この他、ローラ状部
材、トリマーなどを用いることもできる。

【００３６】

【実施例】本実施形態の現像装置１０のトナーの帯電性
能を確認するために、下記の条件にて長時間のプリント
テストを行った結果について説明する。像担持体：負帯電有機感光体プロセススピード：２００ｍｍ／ｓｅｃ制御電極：厚さ１００μｍの導電性材料からなる円筒状フィルムにΦ８０μｍの微小開口穴が開口率８０％で存在するもの帯電電極：Φ１０ｍｍのロール状部材周面を形成する材料：シリコーンゴムにイオン導電体を配合したものゴム硬度：６０度体積抵抗率：１０⁸ Ω・ｃｍトナー担持体：Φ２０ｍｍ表面粗さＲａ：０．１〜１．１トナー付着量：０．３〜０．５（ｍｇ／ｃｍ² ）表面ゴム層を有するロール（１０⁶ Ω・ｃｍ）トナー供給部材：Φ１０ｍｍ半導電性スポンジ材料からなるロールトナー層形成部材：ＳＵＳ３０３，厚さ０．１２ｍｍの板バネに、１ｍｍ厚のイオン導電体を含んだシリコーンゴムを導電性接着剤で接合したもの接着圧力は約１５〜１２０ｇｆ／ｃｍ体積抵抗率：１０⁴ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍゴム硬度：６０度、表面を硬化処理したもの潜像電位：−１００Ｖ背景部電位：−３５０Ｖ上記条件にてプリントテストを行ったところ、均一なト
ナーの電荷量を実現することができ、従来問題であっ
た、現像ゴースト、地かぶり、及び逆極性トナーによる
機内へのトナー飛散の発生を極めて少なくすることがで
きた。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像装置
によれば、トナー担持体上のトナー付着量が帯電器から
の過剰な電荷をトナー担持体へリークさせる範囲に設定
されているため、トナー層の上層部と下層部での帯電分
布が不均一にならず均一な状態のまま現像される。従っ
て、画質のムラが低減される。

【００３８】また、帯電器を構成する帯電電極と制御電
極との間に放電開始電圧以上の電圧を印加して放電を発
生させ、制御電極とトナー担持体との間では、所望の極
性のイオンまたは電子がトナー担持体側へ移動するよう
な電界を形成し、放電を生じないようにすると、トナー
の帯電時に逆極性のトナーの発生が低減され、トナーを
ほぼ均一に帯電することができる。従って、トナーどう
しの静電凝集が防止できるとともに、トナーがトナー担
持体に静電的に強く付着するのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一実施形態を示す概略構成
図である。

【図２】図１に示す現像装置のトナー担持体の表面粗さ
Ｒａとトナー搬送量の関係を示す図である。

【図３】図１に示す現像装置における電離領域分離のメ
カニズムを示す図である。

【図４】帯電電極とトナー担持体との間に制御電極が設
けられていない場合の電離領域分離のメカニズムを示す
図である。

【図５】図１に示す現像装置において、トナー搬送量と
トナー帯電分布の関係を示す図である。

【図６】従来の現像装置の一例を示す概略構成図であ
る。

【図７】従来の現像装置の他の例を示す概略構成図であ
る。

【図８】電圧を印加することによりトナーに直接電荷を
付与する現像装置において、現像剤担持体上のトナー層
が厚い場合の問題を説明するための図である。

【符号の説明】

１像担持体１０現像装置１２トナー担持体１２１３トナー層形成部材１４帯電器１４ａ帯電電極１４ｂ制御電極１４ｃトナー帯電用電源１４ｄ帯電制御用電源１５トナー供給部材１６現像バイアス電源１７ハウジング２１電子２２プラスイオン２３トナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安部純神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者大場正太神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の現像領域において、静電潜像を担
持して所定の方向に移動する像担持体上の静電潜像にト
ナーを付着させることにより、該像担持体上の静電潜像
を可視化する現像装置において、前記現像領域において前記像担持体に近接もしくは接触
するように配置され、表面にトナー層を担持して循環移
動するトナー担持体と、該トナー担持体に供給されたト
ナーを所定厚さのトナー層に成形するトナー層形成部材
と、前記トナー層形成部材と前記現像領域との間におい
てトナー層を担持したトナー担持体に対向して配置され
た、該トナー層を帯電する帯電器とを備え、前記トナー担持体が、０．１≦Ｒａ≦１．７（μｍ）の表面粗さＲａを有するものであることを特徴とする現
像装置。
【請求項２】所定の現像領域において、静電潜像を担
持して所定の方向に移動する像担持体上の静電潜像にト
ナーを付着させることにより、該像担持体上の静電潜像
を可視化する現像装置において、前記現像領域において前記像担持体に近接もしくは接触
するように配置され、表面にトナー層を担持して循環移
動するトナー担持体と、該トナー担持体に供給されたト
ナーを所定厚さのトナー層に成形するトナー層形成部材
と、前記トナー層形成部材と前記現像領域との間におい
てトナー層を担持したトナー担持体に対向して配置され
た、該トナー層を帯電する帯電器とを備え、前記トナー層形成部材が、前記トナー担持体表面に、単
位面積あたり０．１≦ＴＭ≦１．６（ｍｇ／ｃｍ² ）のトナー付着量ＴＭであるトナー層を形成するものであ
ることを特徴とする現像装置。
【請求項３】前記帯電器が、前記トナー担持体に対向
して配置された帯電電極と、該帯電電極に所定の極性の
帯電用電圧を印加して前記トナー担持体との間に電界を
形成する第１の電源と、前記帯電電極と前記トナー担持
体とに挟まれた位置に配備され、前記電界内に発生する
放電の電離領域を前記帯電電極との間に規制する、多数
の開口を有する制御電極と、該制御電極に、前記帯電電
極の電位と前記トナー担持体の電位との中間の電位を形
成する電圧を印加する第２の電源とを備えたものである
ことを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。