JPH02214874A - 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】 産業上の利用分野 本発明は複写機、レーザプリンタや静電プロッタ等に用
いられる静電潜像の現像方法に関するものである。特に
−成分トナーによる現像方法に関するものである 従来の技術 一般に静電潜像の現像においては、トナーとキャリアと
からなる二成分現像剤を用いて現像を行２７＼−ノ なう方式とキャリアを使用せずトナーのみから々る一成
分現像剤を用いた現像方式がある。

二成分現像方式は良好な印字品質を得るためにトナーと
キャリアの混合比、即ち、トナー濃度を常に適正な値に
維持する必要がある。そこでトナー濃度制御装置が必要
となり、この装置は非富に高価なものであるため、コス
トアップとなっていた。更にこのトナー濃度制御装置の
調整が必要であり、保守、点検等が煩雑であった。そこ
で、近年このような点に鑑みて、高価なトナー濃度制御
装置が不要で、かつメンテナンス不要の現像方式が注目
されてきた。

このような、要求を満たす現像方式として、キャリアを
使用せずトナーのみからなる現像剤を使用する一成分現
像方式がある。この−成分現像方式ではトナー担持体上
に一成分非磁性トナー層を形成し、摩擦帯電部材によっ
て上記トナーを所定の極性に摩擦帯電させ、上記トナー
層と静電潜像担持体とが接触していない状態で、前記静
電潜像担持体と前記トナー相持体との間に電圧を印加し
３　ページ 上記トナーを前記電圧により発生するクーロン力により
静電潜像担持体へ飛翔させ、静電潜像の現像を行々う第
１の方法（電子写真学会誌、第２６巻、第２号（１９８
７年）、磁石ローラを内包する導電性金属製トナー担持
体上に導電性−成分磁性トナーからなる磁気ブラシを形
成させ、この磁気ブラシにて静電潜像担持体上を摺擦す
ることによりトナーを付着させ静電潜像を現像する第２
の方法（米国特許第３９０９２６８号）、磁石ローラを
内包する導電性金属製トナー担持体上に絶縁性−成分磁
性トナーからなる薄層を形成させ、静電潜像担持体と上
記トナー担持体の間に交流バイアスを印加し、トナーを
静電潜像担持体と上記トナー担持体間を往復運動させる
ことにより静電潜像を現像する第３の方法（特開昭５６ １８６６９号）、トナー担持体が静電潜像担持体と隣接
して配置され、前記トナー担持体が導電性支持体とこの
支持体に対して絶縁状態にあり、且つ互いに電気的に絶
縁状態にある複数の微小電極を含むものであり、前記ト
ナー担持体上のトナーを摩擦帯電部材により、所定極性
に摩擦帯電し、前記導電性支持体と静電潜像相持体の背
面電極に一定電圧を印加することにより静電潜像を現像
する第４の方法（特開昭５７−１１４１６３号）等が一
般に良く知られている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記第１の方法は、地汚れは少なく良好
であるが、細線、網点等の静電潜像に対する再現性が悪
くなる。また、ベタ部におけるエツジ部はシャープさに
欠けるものであること、さらに、静電潜像担持体とトナ
ー担持体の間隙が５０μｍから６００μｍ程度と非常に
狭くこの間隙の公差管理が非常に困難である等の欠点が
あった。

さらに、第２の方法は、−成分磁性トナーが電気的に導
電性であり、これを誘電分極、静〒Ｅ誘導等の現象を利
用して現像を行っているので地汚れは少ないが、ベタ部
の再現性が不十分である。また、静電潜像を現像し可視
像化した後、用紙に静電的に転写しようとする場合、ト
ナーが導電性で６　ページ あるため帯電々荷はリークしてしまい、転写効率が低下
する等の欠点がある。

第３の方法はベタ部後端においてエツジ効果が強くカリ
印字濃度ムラが発生したり細線、網点ては後端部で線が
太くなったり、現像パターン周辺にトナーが飛散し、画
像の切れが悪く解像度が低下することとさらには高温高
湿環境下でトナーの帯電量が低下しベタ黒部の再現性が
低下する等の問題があった。

また第４の方法はトナー担持体表面の互いに絶縁状態に
ある複数の微小電極からトナーとの摩擦帯電により発生
した電荷を除去する必要があり、構造的な面、信頼性の
面に問題があること、静電潜像担持体とトナー担持体間
に発生する電界が小さく環境変化及び部品劣化によるト
ナー帯電量の低下に対して得られる印字品質が影響を受
けやすい等の欠点があった。

そこで本発明の目的は上述のような欠点つまり、黒ベタ
再現性と細線、網点再現性を両立させた高印字品質でか
つ従来例のような機械的精度を必要６１＼−ノ とせず、さらに環境等の変化に対して安定で、低コスト
の現像装置を実現することのできる新たな静電潜像の現
像方法を提供するものである。

課題を解決するための手段 本発明は背面′電極を有し、静電潜像を表面上に形成さ
せる静電潜像担持体とトナーを表面上に担持しトナーを
搬送させるトナー担持体と前記トナーを所定の極性に摩
擦帯電させるために、現像領域の上流に少なくとも前記
トナー担持体により、前記トナーを摩擦帯電させる手段
を持つことにより、前記静電潜像を可視像化する現像装
置において、前記トナー担持体が導電性弾性体であると
ともに、少なくとも表面層に誘′亀体が分散配置されて
おり、前記トナー担持体を前記静電潜像担持体と接触さ
せた状態に配置し、前記トナー担持体と前記静電潜像の
背面電極との間に電圧を印加した現像方法を採用するこ
とにより、」二記問題点を解決できるものである。

作用 この技術手段による作用は次のようになる。即７　ヘー
ン ち　摩擦帯電手段により帯電されたトナー層は現像領域
において、導電性弾性トナー担持体と静電潜像担持体に
任意の二ツブ幅をもって挾まれた状態となり、トナー層
厚に応じたトナー担持体と静電潜像担持体間の間隙を確
保できるものであり非常に狭い間隙とすることが可能と
なるため、前記静電潜像の背面％ｌＩとトナー担持体の
間に印加した電圧によりトナー層に非常に大きな静電気
力が働くことになり、静電潜像に応じた印字を高いコン
トラストで得ることが可能となる。さらに前記トナー担
持体表面に誘電体を分散配置させたことで静電潜像パタ
ーン端部で電気力線が静電潜像の低−位部に回り込む所
謂電気力線のエツジ効果が適当な度合いとなり、ベタ黒
再現性、細線、網点再現性、階調性等を改善することが
可能となり、静電潜像パターンに忠実な画像を得ること
が可能となる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図を例にとって説明する。表面に帯電器１により負
極性に均一帯電された静電潜像担持体（以下感光体と呼
ぶ）２は、図示矢印入方向に回転し、画像信号に応じて
変調されたレーザ光ＬＡにより静電潜像がその表面に形
成される。現像ローラは表面にトナー層が形成される。

そして感光体２の導電性基材３と現像ローラ４との間に
適当な極性のバイアスを印加し、感光体２に現像ローラ
４を押し当てることにより静電潜像は可視像化される。

ところで現像ローラ４は感光体２と互いに反対方向に回
転し、感光体２との径のちがいから、感光体２の周速の
１倍〜３倍程度の角速度で回転する。前記現像ローラ４
は円筒型の導電性弾性体６の表面を酸化処理した後にテ
フロン等の誘電体６をコーティングし１表面を研磨する
ことにより現像ローラ４の表面上に誘電体６を分散させ
た状態にしだものである。

現像ローラ４の感光体２との接触領域上流には摩擦帯電
用ブレードアが現像ローラ４に一定の押圧力にて、押し
付けられる。現像ローラ４め感光９　ページ 体２との接触領域下流にはトナーシール用ブレード８が
現像ローラ４に比較的弱く押し当てられている、トナー
ホッパ一部９には、非磁性一成分トナー１０が貯蔵され
ており、下部には、トナーブロッキング防止と現像ロー
ラ４へのトナー供給を兼ねたアジテータパドル１１が図
示している矢印Ｂ方向に回転するように、設けられてい
る。前記現像ローラ４が第１図で図示したＣ方向に回転
すると、前記非磁性一成分トナー１ｏはブレード７によ
り薄層化され、かつ摩擦帯電される。摩擦帯電されたト
ナーはトナー電荷による鏡像力及び粘着力等により、吸
着されて現像領域に搬送される。

ところで、ブレード７は非磁性一成分トナー１０と摩擦
帯電序列において隔っているものを選択することが望ま
しく、さらには、現像ローラ４を構成する、導電性弾性
体６及び分散誘電体６も非磁性一成分トナー１０に対し
て摩擦帯電序列がブレード７と同方向で隔っているもの
を選択することが望ましい。さらに十分な摩擦帯電と均
一なトナー薄層を得るためには、非磁性一成分トナー１
０１０、＼−ノ に対する現像ローラ４の表面摩擦係数を０．６以上とし
、表面粗さは非磁性一成分トナー１０の平均粒径よりも
小さく、かつ、導電性弾性体６のゴム硬度は１６°〜４
ｏ０のものが望ましい。導電性弾性体５は、シリコンゴ
ム、クロロプレンゴム　エチレンプロピレンゴム等に導
電性材料であるカーボン又は、銅粉等の金属微粒子を分
散し、導電性を付与したローラである。また、ブレード
アも非磁性一成分トナー１０に対し上記現像ローラと同
方向の摩擦帯電序列のものが好ましく、例えばポリスチ
レン系の非磁性一成分トナーの場合、負極性に帯電させ
たい場合はブレードアとしてはナイロン（デュポン社製
）製のものを使用する。

このようにして、帯電された非磁性一成分トナー６は現
像領域に搬送され、第３図に示すように、現像ローラ４
と感光体２にはさまれた状態となり、トナー層厚に応じ
た感光体２と現像ローラ４の間隙が確保できることにな
る。現像ローラ４に高圧電源１２より一４００Ｖのバイ
アス電圧を印加し、非磁性一成分トナー１ｏが負極性に
帯電したとき、１１　ページ 感光体２の表面電位が、未露光部では、ｖ＝−７００Ｖ
　　レーザによる露光部では、■Ｌ＝−１０Ｑｖになる
場合、未露光部、露光部ではトナー粒子に作用するクー
ロン力ＦＤ、ＦＬはそれぞれトナー帯電量をｑとし、感
光体２とトナー層間隙をｄとして、 ｙＬ＝ｑ・（−１００−１−４００）／ｄ＝３００・ｑ
／ｄＦＩ）＝ｑ・（−７００＋４００）／ｄ＝３００−
ｑ／４と互いに反対方向の力が働くことになり、レーザ
露光部のみトナー粒子が、感光体２に付着し、レーザ未
露光部では、現像ローラ４の方向へのクーロン力が働く
ことにより、感光体２上の静電潜像が反転現像されるこ
とになる。未現像の非磁性トナーつまり現像終了後現像
ローラ４に残留した非磁性トナーは第１図に示すように
、トナーシール用ブレード８を通過して回収され再利用
されることになる。

本発明は上述の説明の中で特に、導電性弾性体よりなる
ローラ表面に誘電体を分散させ表面に一部を露出させた
現像ローラ４により、感光体２に非磁性トナー１０をは
さんだ状態になるように現像ローラ４を一定押圧力で押
し付けることにより現像ローラ４と感光体２とのギャッ
プを非常に小さくすることが可能となり、前記非磁性ト
ナー１０に及ぼす電界は非常に犬きくできる。つまり帯
電された前記トナー１０に及ぼすクーロン力は第４図に
示すようにバイアスを印加すれば、未画像部１画像部で
互いに反対向きでかつ非常に大きな力とすることが可能
となり地汚れがなく、かつコントラストの高い画像を得
ることが可能となる。

即ち、従来の一成分現像方式では静電潜像の細線パター
ンは電気力線のエツジ効果によりトナー担持体による電
極効果はほとんど効果がなかった。

このため細線再現性に大きな問題があった。また、ベタ
黒部のエツジ部でも同様の原因により鮮明さに欠けるも
のであった。しかし、本発明により感光体２と現像ロー
ラ４の間隙がトナー層程度に小さくできたことと、前記
現像ローラ４表面上に誘電体６を分散配置させたことで
、前記現像ローラ４の現像電極効果が現われ、静７π潜
像による電気力１３　ページ 線のエツジ効果も適当になり、前記感光体２上の静電潜
像に忠実な、地汚れのないかつ細線再現性。

階調性に富む鮮明な画像を得ることができる。また、前
記感光体２と前記現像ローラ４間隙の非常に大きな電界
によるクーロン力は、前記トナーの帯電量ｑの環境によ
る変動、多数印字による変化等に対しても画質劣化をし
にくいものとなる。

発明の効果 以上述べたように本発明によれば非磁性一成分トナーを
用いて地汚れなく、かつ、階調性に富み、ベタ墨の再現
性が良好で、細線再現性にすぐれた印字品質を得ること
ができると共に、環境安定性、寿命による画質劣化に対
しても良好外現像を行なうことができ、さらには感光体
と現像ローラの位置決めの精度は従来方式のものほど高
精度を必要とせず、非磁性一成分トナーであるため、カ
ラー画像出力に対しても良好な品質を得ることが可能と
なり、メンテナンスが不要で、非常に安価でかつ小型な
現像方式を提供することができるものである。

１４　ヘーノ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の現像装置の概略断面図、第
２図は現像ローラの断面図、第３図は現像ローラと感光
体への抑圧部の拡大断面図、第４図はトナーに作用する
力関係を図示した模式図である。 １・・・・・・帯電器、２・・・・感光体、３・・・導
電性基材（背面電極）、４・・・・・・現像ローラ、５
・・・・導電性弾性体、６・・・・・誘電体、７・・・
・・ブレード、８・・・°°°トナーシール用ブシブレ
ード・・・・・・トナーホッパ一部、１０・・・・・・
非磁性一成分トナー、１１・・・・・・アジテータパド
ル、１２・・・・・・高圧電源、１３・・・・・感光層
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 背面電極を有し且つ表面に静電潜像を形成する感光体を
   備えた静電潜像担持体と、導電性弾性体の少くとも表面
   に誘電体が分散配置され非磁性一成分トナーを担持する
   トナー担持体と、トナーを摩擦帯電させる帯電手段とを
   備え、前記静電潜像担持体と前記トナー担持体とは互い
   にその一部が接触してなることを特徴とする現像装置。