JPS58214176A - 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】 本発明はトナー相持体の表面に微小電極をフロートさせ
て複ｐ個配設したフロー）　Ｗ、極型現像装置に関し、
管にトナー相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。

電子写真ネリ写装置、ファクシミリ又はプリンタ等の静
電記ｎ！機においては、像担体表面に形成した静電潜像
に現像装ばからトナーを供給して現像し可視仲化する。

ところで、所謂フロート電極型の籾、像装置においては
、Ｎｇ導電性基体上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襲で配設したトナー
相持体を使用し、このトナー相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）を使用した埋合においても、キャリアを有す
る二成分トナーを使用した場合と同様に、線画像に対し
て顕著なエツジ効来が生じ、細線の再現性が高い所望の
現像特性が得られる。而して、従来のトナー相持体は硬
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、トナー相持体の周面
はトナー搬送性の向上のために。

多小の凹凸を有する粗面に加工しであるが、感光体ドラ
ムの周面さ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った。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、トナ
ー担持体自体に弾性を具備させることによって、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きを目的とする。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相持体♂、該トナー相持体
の表面にトナーを補給するトナー補給手段々を有し、前
記トナー相持体は導電性基体上Ｉこ誘電体層を形成し該
誘電体層の少（とも表面に導電性イ４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２Ｗ４構造さ
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、添伺の図面を参照して
具体的に説明する。第１図は本発明に係る枦、像装置の
１実施烈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
れで静電潜像が形成された後１本発明に係る現像装置の
配設位置に到達する。

トナー相持体１はスリーブ状の導電性基体２の外周面に
誘電体Ｒ３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Ｏ，Ｒｍｍ程度であり、ゴム硬度が約４０°である
ブタジェンゴム膜を適宜の接着剤により導電性基体２の
外周面ｌこ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、液状ブタジェンゴムに。

アルミニウム、ニラケール、鉄、ステンレス又はｆ１４
等の金属微粒子であって、粒径が５０乃至１５０１ｔｍ
め範囲にあるものを、約３０体荘チだけ混合し、この金
ｔべ粒子分散剤を誘雷１体層３の上に約Ｑ、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徒、その表面を砥石により
研削して約２．２ｍｍ厚の分散Ｗ９４とする。この表（
紅研削により１分散Ｗ４４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
。

マタ、ゴム硬度が約４０°である銹市、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°になった。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
前述のブタジェンゴムに限らないことは勿論である。こ
の場合に下層の誘雷、体Ｐ３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
４１１成する利料及び層厚を弾性が極めて高くなるよう
に設定してトナー相持体１の周面全体の柔軟性を確保す
る。そして１分散層４の基剤としては比較的硬度が高い
拐料を使用し、可及的にｔ年層に形成する。分散層４の
基剤きして硬度が高い材料を使用す、るのは、研削時の
金属イ吸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Ｆｉ４
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＜、トナー相持体１の周面の凹凸が大きいため、そ
の周面に塑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（、硬度が
低い金属微粒子を使用することによって、基剤との硬度
差を小さくして表面平滑性を向上さぜることも可能であ
り、また、全屈ヤ゛々粒子の替りに金属以外の導電性拐
料からなる微粒子を使用することも可６ピである。、分
散層４を可及的にＰｑ、層に形成するのは、硬度が高い
分散層４によりトナー相持体］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Ｒ（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っている。トナー相持体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と共に矢印り向に定
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１０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−成
分トナー（磁性トナー）であり１例えば平均粒径が約８
μｍ、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１ｏ１３Ω・Ｃ＋ａ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１ｏ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２．２ｍｍ厚の
ＳＫ劇からなるブ、レードであって、トナー相持体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。

り／り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５０１１１
１ｔになるようにしである。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１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１例えば負極性番こ帯電
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
・置しである。この導電性ブラシ９は接地してあり、従
って、感光体ドラム１０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ｌ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ｌ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ｌ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
１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がその局面に供給され。

層厚調整部材８によりトナー担持体ｌの周面のトナ一層
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相持体１の局面に付着
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♂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ったトナーは磁石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、トナー相持体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、トナー相持体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１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１局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１ｏの周
面形状に倣って変形を起こす。従って、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。

硬質のものであっても、トナー相持体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
線の舷が増大し、顕著なエツジ効果を呈する。従って、
層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。

次に、本発明に係る現像装置のトナー担持体の他の実施
例について、第２図乃至第５図に基いて説明する。第２
図Ｃ（示すトナー担持体１ａは、スリーブ状の導電性基
体２ａの外周面上に金属粒子を分散させた分散層４ａを
形成したものである。分散層４ａはシリコンゴム、ＮＢ
Ｒ，ブタジェンゴム、クロロプレンゴム等の弾性含有ス
ル誘電体材料中に、前述の如く、金属粒子を分散させて
なり、金属粒子をその表面に露出させるために１、表面
研削を施しである。この表面研削時の金属粒子の脱離を
防止するために、前述の誘電体材料ｌこシランカップリ
ング剤等を混合してもよい。而して、トナー担持体１（
第１図参照）がその柔軟性を主として誘電体層３の弾性
により確保しているのに対し１本実施例のトナー担持体
１ａは金属粒子を分散させ、た分散層４ａ自体によって
柔軟性を具備させているものである。

また、第３図に示すトナー担持体１ｂは以下の如（して
製造される。先ず、スリーブ状の導電性基体２ｂの外周
面上ｌこ％誘電体層３．！：同様の誘電体層３ｂを形成
する。次いで、誘電体層３ｂの表面に接着剤を塗布した
後金属粒子１１を接着剤上に分散配置して誘電体１３ｂ
の表面に接着固定し１次いで、各金属粒子１１間を埋め
るようにして接着剤を散布し、金属粒子の固定と各粒子
間の絶縁とを図る。その後、接着剤層の表面を研削して
金属粒子を露出させ１表面を平滑にする。本実施例のト
ナー担持体１ｂはトナー相持体１と同様に誘電体層３ｂ
によりトナー担持体１ｂ全体の柔軟性を確保するもので
あるが、弾性を有する誘電体層３ｂｔ！：しては、前述
の各種ゴムの外、スポンジ又はスポンジ上に熱収縮性の
チューブを被せた後これを熱処理することにより所定の
硬度に調整したもの等も使用可能である。

第４図に示すトナー相持体ＩＣは、スリーブ状の導電性
基体２Ｃの外周面上に、誘電体層３と同様の誘電体ＪＦ
ｖ３（！を形成した後、スクリーン印刷法又はＶ−ブー
スクライブ法等により、微細に分割された微小電極１２
を誘電体層３Ｃのトナー担持面に一様に形成したもので
ある。この電極１２により、分散層４の金属微粒子と同
様に、・。

現像位置にて電界のエラ・ジ勤果が助長され、所望の現
像特性が得られる。

第５図に示すトナー担持体１ｄは、スリーブ状の導電性
基体２ｄの外周面上に、絶縁性の多孔性スポンジからな
る誘電体層１３を設け、誘電体層１３の表面のスポンジ
孔に、その孔径と略々同一の大きさの金属粒子１４を埋
込み、次いで誘電体＄　１３の表面に接着剤を散布して
金属粒子１４を固定し、その脱落防止を図ったものであ
る。

なお、スポンジ孔に金属粒子１４を埋込むのに先立ち、
孔内に弾性を有するゴム系接着剤を流し込んでおき１次
いで金属粒子１４をスポンジ孔に嵌め込むことにより金
属粒子の固定を図ってもよい。また、金属粒子１４Ｑ替
りにペースト状の導電性材料をスポンジ孔に埋め込むこ
ととしてもよい。

上記各実施例において、金属粒子としては、その表面に
絶縁性材料からなる膜が形成されたものを使用すること
により、各金属粒子間の絶縁性を確実に確保することが
でき、金属粒子によるエツジ効果の助長作用効果を確実
に奏させることができる。また、金属粒子の替りｌこ、
金屑材料以外の導電性材料からなる微粒子を使用しても
よいこ♂は勿論である。更に、トナー担持体又は層厚調
整部材きの摩擦により、トナーを帯電させる際に、トナ
ーに適切な染料又は微粉末顔料を添加するこさによって
帯電の制御が可能であり、トナー担持体の表面の縛電体
材料（ゴム等）又は金属材料の材質上の制約を緩和させ
ることができる。更にまた。トナー相持体表面のトナー
に電荷を注入して枦極的に帯電させる場合には、誘電体
層の電気抵抗値に対してトナー帯電上の制、約が少いか
ら、誘電体層の材質を広範囲に選択することができる。

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っても、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であるから、工・ツ°ジ効
果が助長され、原稿画像の種類ｌこ応した所望の現像特
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１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、第２図乃至第
５図はトナー担持体の他の実施例を示す模式図である。 （符号の説明） １、　Ｉａ、　ｌｂ、　ｌｃ、　ｌｄ、：　）ナー担持
体２、２ａ、　２ｂ、　２ｃ、　２ｄ　：基　体３、３
ｂ、３Ｃ，１３：誘電体層　４，４ｒ、：分散層６：ト
ナー　　　　　　８；層厚調整部材１０：感光体ドラム 特許出願人　　株式会社　リ　コ　− 第１図 第２図　　　　第３　ｉ：：’＋ 第４図　　　　第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、静ＶＩＥ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′能に般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
   記トナー相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特装置。 ２、上記第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も３、上記第１
   項又は第２項において、前記誘電体層は２層構造であり
   、下層の硬度を上層の硬度に比して低値にしたことを特
   徴とする現像装置。