JPS6219749B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子写真複写機、静電記録装置等の
感光体、静電記録紙等に形成された静電潜像を、
一成分現像剤により現像する乾式の現像装置に関
するものである。

トナーのみからなる一成分現像剤を用いて感光
体上に形成された静電潜像を現像する場合、その
現像剤には、電極による電荷注入法やブレードに
よる摩擦帯電法等の種々の現像剤帯電手段を用い
て電荷が付与される。第１図はその内の電荷注入
法による、従来の現像装置の一例を示すものであ
る。この装置による現像は次のようにして行われ
る。表面にトナーを担持する、ローラ状の導電性
の現像剤供与部材１と、表面に静電潜像の形成さ
れた、ドラム状の感光体２とは互に矢印方向に回
転するようになつていて、この回転時に、供与部
材１上のトナーが感光体２に移着せしめられて、
上記静電潜像が現像されるようになつている。そ
して、供与部材１の周面の一箇所に近接して設け
られた電極３と供与部材１との間には、静電潜像
と反対極性バイアス電圧が印加され、これにより
トナーに対し静電潜像と反対極性の電荷が注入さ
れるようになつている。なお、符号４はドクター
ブレードを示しており、これは、ホツパ５内に貯
蔵されたトナーＴが現像剤供与部材１の表面に供
給される際、その表面のトナーの層の高さを一定
に保持させる。また、上記現像剤供与部材１は、
例えば、導電性処理を施したシリコンゴム、クロ
ロプレンゴム、ポリウレタンゴム等の導電性弾性
材料からなつており、これらの材料は、適度の弾
性を呈し、表面に適切な厚さのトナー層を容易に
形成するのに役立つ。

このような電荷注入法による現像装置では、ト
ナーに対し静電潜像と反対極性の電荷が注入され
るのであるが、この場合、電荷注入量即ち、帯電
量をできる限り大きくすることが、高コントラス
ト画像あるいは高濃度の画像を得る上で重要な条
件となつている。

ところで、トナーの帯電量は、電極３と、トナ
ー担持体である現像剤供与部材１との間の電位差
いわば注入電圧による帯電と、電極３やドクター
ブレード４とトナーとの摩擦によつて生ずるほぼ
一定帯電量の帯電とが合わさつたものであるが、
この場合、第２図の帯電特性図に示すように注入
電圧が0Vの場合にも、トナーは摩擦帯電によつ
て一定の帯電量を有する。尚、同図では負極性に
摩擦帯電している状態を示す。さて、このよう
に、トナーの帯電には注入電圧による帯電の他
に、摩擦帯電が付加しているため、注入電圧によ
る帯電極性と、摩擦帯電による帯電極性とが逆極
性の場合、例えば同図に示すように、注入電圧を
正極性に印加し、摩擦帯電が負極性の場合には、
正極性の注入電圧による初期の帯電は、負極性の
摩擦帯電を打ち消すために費されるが、注入電圧
の増加に伴つて摩擦帯電が打ち消された後は、注
入電圧による正極性の帯電が行なわれ、注入電圧
を高くすればする程、帯電量は大きくなる。ま
た、注入電圧による帯電と摩擦帯電とが同極性の
場合には、トナーの帯電量は摩擦帯電による帯電
量を有した状態から、注入電圧の増加に伴つて増
加し、注入電圧を高くすればする程、帯電量は大
きくなる。しかし乍ら、現実の問題として、注入
電圧を無制限に高くするわけにはいかない。とい
うのは、従来の現像装置では、現像剤供与部材１
が導電性の材料で構成されているために、注入電
圧を高くしても、トナー層を介して現像剤供与部
材１に流れるリーク電流が発生し、トナーの帯電
がこのリーク電流によつて阻害され、帯電量が増
加しなくなる。すなわち、従来の現像装置では、
電極３と供与部材１の間に存在するトナー層の実
質抵抗値により注入電圧の上限が決まつてしまう
からである。従つて、帯電量自体も上限を持ち、
特にトナーの抵抗値が低い場合、あるいはトナー
層の薄い場合には、トナー層を介して現像剤供与
部材１に流れるリーク電流が増加し、トナーに帯
電量不足が生じ、この帯電量不足による地肌汚れ
や低コントラスト画像の再現不良や画像濃度の低
下といつた画像品質上の問題を生じる。

本発明の目的は、トナー抵抗値の低いものを用
いた場合、あるいはトナー層が薄い場合等におい
ても、トナーを十分に帯電させることのできる、
高コントラストで鮮明な複写画像を得ることので
きる静電潜像現像装置を提供することにある。

以下、図示の実施例により本発明を説明する。

第３図は、本発明装置に用いられる現像剤供与
部材１０の拡大断面図を各層にわたつてパターン
的に示しており、この供与部材１０は、この表面
において、第１図に示す現像剤供与部材１と同様
にトナーを担持する。現像剤供与部材１０は、ス
テンレス鋼からなる芯金母材１０ａと、この母材
上に接着せられカーボンブラツクを配合して導電
処理を施したシリコンゴムからなる内層部１０ｂ
と、この内層部上に導電処理を施さない通常のシ
リコンゴムをスプレー塗布した、極く薄い絶縁薄
層１０ｃとで構成されている。

絶縁薄層１０ｃを構成するシリコンゴムは、体
積固有抵抗が10¹²Ωcm以上、好ましくは10¹⁵ない
し10¹⁶Ωcmの、例えば厚さt₁が50μｍ以下、好ま
しくは10μｍ程度の極く薄い絶縁体であつて、他
方、内層部１０ｂを構成するシリコンゴムは、体
積固有抵抗が10⁸Ωcm以下、好ましくは10⁵Ωcm前
后の、例えば厚さt₂が７ｍ／ｍ程度の導電体のも
のとなつている。

このように、２層のシリコンゴム層を形成し
た、ローラ状の現像剤供与部材１０を、第１図に
示す装置に装着しかつ、電極３と内層部１０ｂと
の間に電圧を印加して、トナーの帯電特性を調べ
たところ、第４図に示すような特性を得た。即
ち、図に示す特性図において、横軸を、電極３に
おける電極電圧と供与部材１０におけるトナー担
持体電圧との差である注入電圧として、他方、縦
軸をトナーの帯電量であるとすると、注入電圧と
帯電量とは、図示するような特性曲線関係となる
ことがわかつた。

なお、前述したように、トナーの帯電量には、
注入電圧による帯電の他に、トナーと電極３やド
クターブレード４との摩擦によつて生じる一定量
の帯電が付加されているため、注入電圧が0Vの
場合でも帯電量は０とはならない。第４図では負
極性の摩擦帯電が付加されている状態を示し、こ
のため同図の特性曲線の０点は注入電圧（＋）側
にずれた状態となる。ところで、従来の、単一の
導電性ゴムローラを用いた現像方式にあつては、
注入電圧として±350V程度までしか設定するこ
とができなかつた。即ち、注入電圧を350V以
上、無制限に上げてもリークを起こすのみで意味
がないからである（第２図参照）。

これに対し、本発明のように、現像剤供与部材
の表面に絶縁薄層を設けたものでは、注入電圧
を、その絶縁耐圧まで設定できるのである。本発
明者らの実験によると、注入電圧を±1000Vに設
定した場合においても、絶縁薄層に異常を来たさ
ず、充分大きな帯電量が得られた。このように、
本発明によれば、現像剤供与部材の表面に絶縁薄
層を設けることにより、リーク電流の発生を防止
することができ、トナーの帯電量を注入電圧に応
じて大きくすることができる。なお、第４図に示
す特性図において、注入電圧が±1000Vに達しな
いうちに、帯電量が飽和しているのは、絶縁層自
体が有する静電容量によつてトナーの保持し得る
帯電量が制限されてしまうからである。

従つて、トナーの帯電量をさらに大きくするに
は、絶縁層をより薄くして、静電容量をより大き
くすることが必要であり、絶縁層の厚さを凡そ50
μｍ以下に設定することが望ましい。もし、上記
絶縁層の厚さが、50μｍを越えることになると、
静電容量が小さくなり過ぎ、トナー帯電量が、導
電性ローラを用いた従来例の場合よりも、むしろ
小さくなつてしまうことになり、所期の目的を達
成できなくなるおそれがある。

ところで、このような絶縁被覆ローラを用いて
直接静電潜像を現像する場合、絶縁層が10μｍ程
度等極めて薄いときは現像バイアスが効きやすく
なるが、その絶縁層がある程度厚くなると、現像
バイアスが効果的に効くにくくなつてくる。この
ような欠点を除去するには、第５図に示すよう
に、現像剤供与部材１０の周面に近接して、今一
つのシリコンゴムのような導電性弾性材からなる
ローラ状の現像剤供与部材１１を設け、供与部材
１０上の担持トナーを、今一つの供与部材１１の
周表面に転移させ、この転移トナーにより、潜像
担持体１２上の静電潜像を現像するようにする。
なお、この場合、上記トナーの転移は、主として
トナーと、導電性の現像剤供与部材１１との間に
働く物理的な鏡像力による。なお、第５図中、符
号１３は、ドクターブレードの機能をも併せもつ
電荷注入用の電極を示すものである。

以上本発明によれば、内層部が導電性部材より
なる現像剤供与部材の表層部に絶縁性弾性材より
なる厚さ50μｍ以下の絶縁薄層を設けたことによ
り、トナーを帯電するための注入電圧を高くした
場合にもトナー層を介して上記導電性部材へ流れ
るリーク電流の発生が防止され、且つ、絶縁薄層
の介在によつて静電容量を大きくすることができ
るため、トナー抵抗値の低い一成分現像剤を用い
た場合、あるいは現像剤供与部材上に形成せられ
るトナー層が薄い場合等、現像条件が変化して
も、トナーを十分に帯電させることができるか
ら、高コントラストで鮮明な地肌汚れのない複写
画像を得ることができる。なお、本発明において
は、現像剤供与部材としてローラ状のものに限ら
ず、この種の機能を同様に達成する無端ベルト状
のものにも勿論適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を説明するための一般的な電荷
注入方式の現像装置の一例を示す図、第２図は上
記装置において単一の導電性材料からなる現像剤
供与部材を用いた場合の従来のトナー帯電特性
図、第３図は本発明装置に具備せられる現像剤供
与部材の拡大断面図、第４図は本発明装置に具備
せられる現像剤供与部材を用いた場合のトナーの
帯電特性図、第５図は本発明装置の変形実施例を
示す概略構成図である。 ３…電極、１０…現像剤供与部材、１０ｂ…導
電層、１０ｃ…絶縁薄層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 表面に、トナーのみからなる一成分現像剤を
   担持して移動する、エンドレスな現像剤供与部材
   と、この現像剤供与部材表面上の一成分現像剤
   に、現像すべき静電潜像と反対極性の電荷を注入
   するための電極とを有し、この電極と現像剤供与
   部材との間に、静電潜像と反対極性の電圧を印加
   することによつて、上記現像剤供与部材上の一成
   分現像剤に静電潜像と反対極性の電荷を注入し、
   この電荷の注入によつて帯電せられた現像剤によ
   り、静電潜像を現像する静電潜像現像装置におい
   て、上記現像剤供与部材の内層部を体積固有抵抗
   10⁸Ωcm以下の導電性弾性材料よりなる導電層で
   構成すると共に、その表面に形成される表層部を
   体積固有抵抗10¹²Ωcm以上の絶縁性弾性材よりな
   る厚さ50μｍ以下の絶縁薄層で構成したことを特
   徴とする静電潜像現像装置。