JPS59171A - 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】 本発明はトナー担持体の表面に微小電極をフロートさせ
−Ｃ複数個配設したフロート電極型現像装置に関し、特
にトナー担持体の弾性を確保し、また現像特性も変更設
定し得る現像装置を提案するものである。

電子写真複写機又は静電記録機に於いては、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
供給して可視像化する。而して、原稿が線画像である場
合とベタ画像である場合とでは現像装置に要求される現
像特性が異なる。即ち、第１図に示す如く、ベタ画像の
場合（図中、実線Ａにて示す）は原稿画像濃度に応じた
複写画像濃度が得られることが要求されるのに対し、線
画像の場合（図中、破線Ｂに°Ｃ示す）は原稿画像濃度
が低いときでも複写画像濃度が高いことが要求され、曲
１１Ｂの立ち上がり勾配は急峻である。この線画像の複
写画像濃度を高める為に、所謂エツジ効果が従来から利
用されＣいる、。即ち、静電潜像の画像縁部に於ける電
界の強度が画像中央領域に於ける電界の強度よりも強ま
る結果、画像縁部に多量のトナーが付着しＣエツジ効果
が起きる。そして、画像面積の小さい線画像の場合は、
潜像形成域の大部分がエツジ効果を受けて現像処理後の
画ｆ＃濃度が高値となる。

然るに、このエツジ効果は現像剤としてトナーとキャリ
アとを含む二成分系のものを使用する場合には十分な効
果が得られるのであるが、キャリアを用いない一成分ト
ナーを使用する場合には有効なエツジ効果が得られない
という難点がある。

このため、本願出雇人は第２図及び第３図に示す如く、
フロート電極型のトナー担持体１６を使用した現像装置
を既に提案したａ＋−ナー担持体１６は導電性基体１９
上に誘電体層１８を形成し、この誘電体層１８の表面に
微小な電極１７を７０−１−状態で配設したものであり
、導電性基体２２上に感光層２１を形成した感光体２ｏ
と対向する現静電潜像の正電荷により、図中矢印にＣ示
す如く、電気力線が形成される。尚、第２図は線画像Ｌ
＋の場合、第３図はベタ画像Ｌ２の場合であり、図中ト
ナーは図示を省略しである。電極１７の存在により、エ
ツジ効果が高まり、線画像Ｌ１の近傍の電気力線の数が
著しく増大し、線画像Ｌ１にはベタ画像Ｌ２の場合に比
しＣ高密度でトナーが付着する。

而しで、この電極１７によるエツジ効果の助長特性は誘
電体ｗｉ１８の厚みにより変化する。これは誘電体層１
８のＭ厚が厚い程、潜像画像部から出た電気力線のうち
、地肌部に向かうものの数が誘電体層１８を経て基体１
９に向かうものの数より多くなり、顕著なエツジ効果を
呈するからである。そして、所望のエツジ効果を得る為
には、誘電体層１８の層厚は４００乃至１，０００ｐｍ
にするのが好ましい。然るに、この様に層厚が厚い場合
は誘電体層１８に弾性力がなく、トナー担持体１６の表
面は硬いものとなっている。このため、像担体としＣ感
光体ドラムの様に硬質のものを使用した場合には、像担
体と１ヘナ一担持体との間の密着性が腎られず、良好な
現像を行なうことができない。

従っｉ（、（Ｉ担体としては感光体ベルト等、ベルト状
に構成したものを使用づる必要があり、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（、導電
層と誘電層とを交互に積層して４層構造とし、最上層の
誘電層表面に微小なフロート電極を複数個配設づること
によって、トナー担持体自体に弾性を具漏させ、硬質の
像担体に対づる密着性を確保して複写機等への適応性を
向上させた現像装置を提供することを目的と覆る。又、
フロート電極、誘電層及び導電層から構成されるコンデ
ン１］のγ特性を任意に変更し得る構成として、その現
像特性も原稿の種類に応じＣ変更設定することがＣきる
現像＠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ｋＩ！担
体の表面に（・ナーを供給する現像装置に於いＣ、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
通過域とする様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材料からなる
第１及び第２の導電層間に絶縁性材料からなる第１の誘
電層を形成し前記第２の導電層上に絶縁性材料からなる
第２の誘電層を形成し該第２の誘電層の表面に複数個の
微小電極を点在させてなり前記第２の誘電層側表面をト
ナー担持面として構成しであることを特徴とするもので
ある。この場合に於いて、前記第１の誘電層は弾性を有
する様にその層厚等を選択するのが好ましい。又、前記
第１又は第２の導電層は個別に電圧を印加可能とするの
が好ましい。

以下、本発明に係る現像装置を電子写真複写機に適用し
た場合の実施例についＣ添付の図面を参照して具体的に
説明する。第４図は本発明に係る現像装置のトナー担持
体１の１部拡大断面図、第５図は現像装置全体の模式図
である。像担体たる感光体ドラム１１が矢印方向に定速
回転駆動される様になっている。感光体ドラム１１はス
リーブ状の導電性基体−ヒ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
、ポリエステル樹脂又はエポキシ樹脂等の絶縁性材料か
らなる誘電層３を所定の層厚で形成し、誘電層３上に導
電性材料からなる導’１ｌＨ４を形成し、導電層４上に
絶縁性材料からなる誘電！ｉ５を形成しＣある。即ち、
トナー担持体１は第１導電層たる基体２と、第１誘胃層
たる誘電層３と、第２導電層たる導電層４と、第２誘電
層たる誘電層５とを有づる４層構造体となっている。誘
電層３の層厚は弾性を具備するのに十分な厚さとしであ
り、また誘電層５を形成する絶縁性材料は柔軟性の高い
ものを使用するのが好ましい。そして、トナー担持体１
の周面、即ち誘電層５の表面には、複数個の微小な電極
６をトナー担持体１の幅方向及び周方向の略全域に点在
させである。この電極６は銅等の金属からなり、誘電体
１ｉ５の表層部に直径約５０乃至１００ｕの銅粒子を埋
設した後、その表面を平滑に研磨することにより、第４
図に示す如く、半球状の微小な金属粒としてあり、相互
に適長離隔させＣ何れもフロート状態に保持されている
。斯かるトナー担持体１は感光体ドラム１１の回転方向
に於ける像露光装置（不図示）の下流側に於いて、感光
体ドラム１１の周面に転動する様に設置されており、感
光体ドラム１１の周速度と同一の周速度で矢印方向に回
転駆動される様になっている。トナー担持体１の内側に
は円柱状の磁石７がトナー担持体１と同軸的に設けられ
ており、磁石７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の周面に於ける感光体１１と対向する現
像位置の反対側の位置には、トナー９を貯留したタンク
８が配設されている。トナー９は樹脂中に磁性粉を混合
させた所謂−成分トナー（磁性トナー）であり、例えば
平均粒径が約９μｍ。

真比重が約１．８６に調整される。そして、タンク８の
上方には層厚調整部材１０が配設されＣいる。層厚調整
部材１０は約０．１　　ｍｍ厚のＳＫ材からなる金属板
であつ−Ｃ、トナー担持体１の幅方向の略全域に於いで
］〜ナー担持体１の周面に摺接する様に設りられており
、タンク８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１０を通過した後に略１層に層厚を規
制される様になっＣいる。１〜ナーは層厚調整部材１０
により層厚を規制されると共に、層厚調整部材１０とト
ナー担持体１の周面との間ぐ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。

次に、斯かる構成を有する本発明装置の動作についＣ説
明する。トナー担持体１が回転する間にタンク８からト
ナー９がその周面に供給され、層厚調整部材１０により
トナー担持体１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１０とにより
摩擦を受けて所定の極性に帯電し、磁石７からの磁力を
受けてトナー担持体１の周面に付着し°τいる。そして
、このトナーはトナー担持体１の回転と共に、トナー担
持体１が感光体ドラム１１と転勤する現像位置に搬送さ
れ、感光体ドラム１１の周面に形成された静電潜像に供
給される。

而して、この現像位置に於いて、トナー担持体１の周面
は感光体ドラム１１により押圧されて誘電層３及び５の
弾力により感光体ドラム１１の周面形状に倣つ−で変形
をおこづ。従って、トナー担持体１と感光体ドラム１１
との間の現像位置に於ける密着性が高く、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
担持体１による現像後の画像品質は極め“Ｃ高い。又、
トナー担持体１はその局面にフロート状態の微小な電極
６を配設したものであるから、感光体ドラム１１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於
いて、その潜像画像部から出た電気力線は直接地肌部に
向かう外、電極６を経由して地肌部に向かう（第２図参
照）。即ち、電極６の存在により画像部から地肌部に向
かう電気力線の数が増大し、顕著なエツジ効１果を呈す
る。従っＣ，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。

感光体ドラム１１０周面に形成されたトナー像は感光体
ドラム１１の回転と共に現像装置の下流側に配設された
転写装置（不図示）に至り、転写装置により転写材に転
写される。一方、現像に消費されなかったトナーは磁石
７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８の配設位置に至り、トナーが消費された
部分に新ｌ〔なトナーが補給される。尚、トナー担持体
１の表面に対するトナーの授受により、電極６には電荷
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、除電ブラシを電極６に接触させて又は所定間隔を
おいて設けることにより、電極６の電荷蓄積を回避する
ことが可能である。

次に、本発明に係る現像装置の他の実施例について、第
６図に基づいて説明する。第５図の場合と同一物には同
一符号を付して説明を省略する。

本実施例は導電層２及び４に対するバイアス電圧じた所
望の現像特性を得んとするものである。尚、図示例は像
担体としてベルト状をなす感光体ベルト１２を使用した
場合についてであるが、第５図に示すドラム状の感光体
ドラムを使用してもよいことは勿論である。無端ベルト
状に構成された感光体１２が適宜のローラ１３に張架さ
れてその回転により矢印方向に定速度で移動せしめられ
る様になっている。感光体１２はベルト状の導電性基体
上に光導電性物質からなる感光層が形成されており、そ
の表面に静電潜像が形成され１＝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の導電層４
及び基体２はスイッチ１４を介して、トナーの帯電極性
と逆極性である正極性のバイアス電８！１５に接続され
ており、スイッチ１４が端子Ａ側に切換えられると導電
層４にバイアス電圧が印加され、端子Ｂ側に切換えられ
ると基体２にバイアス電圧が印加される。尚、導電層４
又は基体２はバイアス電圧が印加されていない場合は電
気的に絶縁状態に保持される。

第７ａ図は導電１４に電圧を印加させた場合の線画像（
Ｂ）とベタ画像（Ａ）とのγ特性を示しており、一方第
７ｂ図は導電性基体２に電圧を印加させた場合の同様の
γ特性を示している。これらの図から明らかな如く、誘
電層の厚みが増大すると共に、線画像（Ｂ）のγ特性は
略不変であるが、ベタ画像（Ａ＞のγ特性は大ぎく変化
しその勾配が緩かになっている、このことは、誘電層を
４００胛から１，０００ｕｍまで変化させＩＣ場合に、
線画像のγ特性は殆ど変化しないがベタ画像のγ特性は
層厚が厚くなるにつれγ特性が緩かになるという知見と
一致し−Ｃいる。誘電層の層厚は一般的に６００　ｐｍ
程度が好適であると考えられているが、本実施例の如く
、その層厚を３．ＯＯＯｐｍ程度又はそれ以上とした場
合に於いても、線画像のγ特性は略不変であるが、ベタ
画像のγ特性は非常に緩かになりかなり高い原稿画像ｍ
度でなければ現像されないことも考えられる。この様な
場合に、本実施例に於いては、導ＮＦｆ１４に電圧を印
加させることによっ゛Ｃベタ画像であっても適切に現像
することを可能としでいる。

即ち、スイッチ１４を端子Ｂ側に切換えて基体２にバイ
アス電圧を印加した場合には、導電層４はフロート状態
であるから、電極６と基体２との間で誘電層３及び５を
介してコンデンサが構成され、誘電層の層厚（電極間距
離）が大きい為特にベタ画像のγ特性は緩かな曲線とな
る。一方、スイッチ１４を端子Ａ側に切換えて導電層４
にバイアス電圧を印加した場合には、電極６と導電層４
との間で誘電層５を介してコンデンサが構成され、誘電
層の層厚が小さい為に特にベタ画像のγ特性は勾配が急
なものとなる。上述の如く、本発明に於いては、第１（
基体２）及び第２（導電１１４）の２つの導電層を有し
ている為、γ特性を原稿の種類等に応じて選択すること
ができるから、所望現像特性を容易に得ることができ、
現像バイアス電圧の印加態様の自由度が大きい。

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ものであるから、像担体
が感光体ドラム等、硬質のものであつでも、両者の密着
性は極めて高く画像品質が高いので、複写機等への本発
明装置の適用性が極めて高い。又、フロー１−電極型の
トナー担持体を使用しＣいるから、原稿画像の種類に応
じた所望の現像特性が得られるのに加え、トナー担持体
を４層構造とし誘電層の層厚を適宜選択することができ
るから、現像特性の適合性を一層向上させることができ
る。尚、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於いＣ種々の変
形が可能Ｃある。その１例として、トナーを非磁性材料
ｅ構成づることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は現像特性を示すグラフ、第２図及び第３図はフ
ｌ」−上電極方式による現像原理を説明する模式図、第
４図はトナー担持体１の一部拡大断面図、第５図は本発
明の１実施例を示す模式図、第６図は本発明の他の実施
例を示づ模式図、第７ａ図及び第７ｂ図は夫々γ特性を
示すグラフである。 （符号の説明） １．１６：　　Ｉ−ナー担持体　　２，１９：　　基体
３．５：　　誘電Ｎ　　　　　　４：　導電層６．１７
：　　電極　　　　　　１１：　感光体ドラム特許出願
人　　　株式会社　　リ　　コ　　一部１図 第２図 １ 第３図 ２ 第４図 ６ 第５図 第６図 第。 原稿画 第７ 原稿曲

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
   する現像装置に於いて、スリーブ状又は無端ベル１〜状
   をなし前記像担体の近傍をその通過域とする様に移動可
   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１〜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材料からなる第１及び第２の導電層
   間に絶縁性材料からなる第１の誘電層を形成し前記第２
   の導電層上に絶縁性材料からなる第２の誘電層を形成し
   該第２の誘電層の表面に複数個の微小電極を点在させて
   なり前記第２の誘電層側表面をトナー担持面としＣ構成
   しＣあることを特徴とする現像装置。 ２、上記第１項に於いて、前記第１の誘電層は弾性を有
   する様に形成されＣいることを特徴とする現像装置。 ３、上記第１項又は第２項に於いて、前記第１又は第２
   の導電層は個別に電圧を印加可能Ｃあることを特徴とす
   る現像装置。