JPH0413165A - 現像装置 - Google Patents
現像装置Info
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- JPH0413165A JPH0413165A JP2116617A JP11661790A JPH0413165A JP H0413165 A JPH0413165 A JP H0413165A JP 2116617 A JP2116617 A JP 2116617A JP 11661790 A JP11661790 A JP 11661790A JP H0413165 A JPH0413165 A JP H0413165A
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- carrier
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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。
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1回転駆動されるトナー担持体にトナーを供給
し、該担持体の表面に前記トナーを担持して搬送し、潜
像担持体と前記トナー担持体が互いに対向した現像領域
にて、潜像担持体に形成された静電潜像を2トナ一担持
体に担持したトナーによって可視像化する現像装置に関
する。
し、該担持体の表面に前記トナーを担持して搬送し、潜
像担持体と前記トナー担持体が互いに対向した現像領域
にて、潜像担持体に形成された静電潜像を2トナ一担持
体に担持したトナーによって可視像化する現像装置に関
する。
潜像担持体に形成された静電潜像を可視像化して記録画
像を得る電子複写機、レーザプリンタ或いはファクシミ
リ等の画像形成装置において、必要に応じて補助剤を外
添したトナー、すなわち−成分系現像剤を用いる上記形
式の現像装置を採用することは従来より周知である。
像を得る電子複写機、レーザプリンタ或いはファクシミ
リ等の画像形成装置において、必要に応じて補助剤を外
添したトナー、すなわち−成分系現像剤を用いる上記形
式の現像装置を採用することは従来より周知である。
この形式の現像装置は、キャリアを含む二成分系現像剤
を用いた現像装置に比べ、装置の維持管理を簡素化でき
、装置の構造を小型化できる利点が得られる。
を用いた現像装置に比べ、装置の維持管理を簡素化でき
、装置の構造を小型化できる利点が得られる。
ところで、−成分系現像剤を用いる現像装置において、
所定濃度の高品質な可視像を形成するには、充分に帯電
した多量のトナーを現像領域へ搬送し、かかるトナーに
よって潜像を可視像化する必要がある。
所定濃度の高品質な可視像を形成するには、充分に帯電
した多量のトナーを現像領域へ搬送し、かかるトナーに
よって潜像を可視像化する必要がある。
ところが従来のこの種の現像装置によっては。
この要求を満足させることが容易でなかった。すなわち
従来の一成分系現像剤を用いた現像装置においては、ト
ナー担持体上に付着させることのできるトナーの量は2
通常0.1乃至0.3■/d程度であるのに対し、黒ト
ナーの場合、転写紙上に0.4乃至0.5■/d程度の
トナーを付着させる必要があるため、トナー量が不足す
る。またカラートナーを用いた場合には、トナー担持体
上に0゜6乃至1.2■/d程度のトナーを付着させる
必要があり、トナー量不足は一層著しくなる。
従来の一成分系現像剤を用いた現像装置においては、ト
ナー担持体上に付着させることのできるトナーの量は2
通常0.1乃至0.3■/d程度であるのに対し、黒ト
ナーの場合、転写紙上に0.4乃至0.5■/d程度の
トナーを付着させる必要があるため、トナー量が不足す
る。またカラートナーを用いた場合には、トナー担持体
上に0゜6乃至1.2■/d程度のトナーを付着させる
必要があり、トナー量不足は一層著しくなる。
そこで従来はトナー担持体の速度を高め、その表面の線
速を潜像担持体の表面の線速の3乃至4倍程度に設定し
、現像領域へ搬送されるトナー量を増大させ、可視像の
濃度低下を防止していた。
速を潜像担持体の表面の線速の3乃至4倍程度に設定し
、現像領域へ搬送されるトナー量を増大させ、可視像の
濃度低下を防止していた。
ところがこの構成によると、潜像担持体に形成されたベ
タ画像の該担持体移動方向の後端側だけが、他の部分に
比べて濃度が異常に高くなる「後端トナー寄り」と称せ
られている現象が発生し。
タ画像の該担持体移動方向の後端側だけが、他の部分に
比べて濃度が異常に高くなる「後端トナー寄り」と称せ
られている現象が発生し。
その画質が低下する。この後端トナー寄り現象は、カラ
ー画像の場合1画像濃度が異常に高くなった部分と他の
部分とが色違いとなって現われるため。
ー画像の場合1画像濃度が異常に高くなった部分と他の
部分とが色違いとなって現われるため。
カラー現像の場合は特に大きな問題となる。
トナー担持体の表面に凹凸を形成し、これらの凹凸にト
ナーを充填させて担持し、現像領域へ搬送されるトナー
の量を増大させた現像装置も提案されているが、この構
成によると、搬送できるトナー量は増大するものの、搬
送されるトナー中には帯電不足のトナーが多量に含まれ
ているため。
ナーを充填させて担持し、現像領域へ搬送されるトナー
の量を増大させた現像装置も提案されているが、この構
成によると、搬送できるトナー量は増大するものの、搬
送されるトナー中には帯電不足のトナーが多量に含まれ
ているため。
これによって形成された可視像の画質が低下する恐れが
ある。
ある。
本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去し、しかも
中間調画像の再現性に優れた現像装置を提供することで
ある。
中間調画像の再現性に優れた現像装置を提供することで
ある。
本発明は上記目的を達成するため、冒頭に記載した形式
の現像装置において、トナー担持体として、その表面に
選択的に電荷を保持せしめることにより該担持体表面の
近傍に微小間電界を形成し、この閉電界により帯電トナ
ーを吸引して担持するトナー担持体を用い。
の現像装置において、トナー担持体として、その表面に
選択的に電荷を保持せしめることにより該担持体表面の
近傍に微小間電界を形成し、この閉電界により帯電トナ
ーを吸引して担持するトナー担持体を用い。
トナー担持体に交流バイアス電圧を印加し、その周波数
を200Hz以上で500Hz以下、その最大電圧値か
ら最小電圧値を引いたピーク トウピーク値を200v
以上で500V以下に設定した構成を提案する。
を200Hz以上で500Hz以下、その最大電圧値か
ら最小電圧値を引いたピーク トウピーク値を200v
以上で500V以下に設定した構成を提案する。
以下、本発明の灸施例を図面に従って詳細に説明する。
第1図は本発明に係る現像装置の一例を示す概略図であ
り、先ずその全体構成と作用を明らかにする。
り、先ずその全体構成と作用を明らかにする。
第1図において、潜像担持体の一例であるベルト状の感
光体1は矢印A方向に駆動され、これに対向して現像装
置2゛が設けられている。現像装置2のトナー容器3内
には、必要に応じて補助剤が混合された非磁性トナー4
.すなわち非磁性の一成分系現像剤が収容されている。
光体1は矢印A方向に駆動され、これに対向して現像装
置2゛が設けられている。現像装置2のトナー容器3内
には、必要に応じて補助剤が混合された非磁性トナー4
.すなわち非磁性の一成分系現像剤が収容されている。
トナーの体積固有抵抗率は例えば107〜1012Ω■
程度である。
程度である。
トナー容器3の前後の側板には、該容器の開口から一部
を露出した状態で現像ローラ5(第7図も参照)が支持
され、該ローラ5は感光体1に対向して第1図における
反時計方向に回転駆動される。
を露出した状態で現像ローラ5(第7図も参照)が支持
され、該ローラ5は感光体1に対向して第1図における
反時計方向に回転駆動される。
現像ローラ5はトナー担持体の一構成例をなすものであ
るが、かかるローラ5の代りにベルト状のトナー担持体
を用いることもできる。またトナー容器3の前後の側板
にはトナー供給部材の一例であるトナー供給ローラ6が
支持され、該ローラ6は現像ローラ5に接触しながら、
例えば約100mm/seeの表面線速で反時計方向に
回転駆動される。
るが、かかるローラ5の代りにベルト状のトナー担持体
を用いることもできる。またトナー容器3の前後の側板
にはトナー供給部材の一例であるトナー供給ローラ6が
支持され、該ローラ6は現像ローラ5に接触しながら、
例えば約100mm/seeの表面線速で反時計方向に
回転駆動される。
トナー容器3内のトナー4は、時計方向に回転するアジ
チータフにより撹拌されつつ、トナー供給ローラ6に運
ばれ、次いで二のローラ6によって現像ローラ5に供給
される。この供給時にトナ−は所定の極性、本例では感
光体1の静電潜像と逆極性の正極性に摩擦帯電され、現
像ローラ5の周面に静電的に付着し、現像ローラ5に担
持される。これに関連する構成と作用については後に詳
しく説明する。
チータフにより撹拌されつつ、トナー供給ローラ6に運
ばれ、次いで二のローラ6によって現像ローラ5に供給
される。この供給時にトナ−は所定の極性、本例では感
光体1の静電潜像と逆極性の正極性に摩擦帯電され、現
像ローラ5の周面に静電的に付着し、現像ローラ5に担
持される。これに関連する構成と作用については後に詳
しく説明する。
上述のように現像ローラ5の周面に供給担持されたトナ
ーは、該ローラ5の回転によって搬送され、層厚規制部
材の一例であるドクターブレード8によってならされ、
厚さを規制される。次いでこのトナーは感光体1と現像
ローラ5の対向した現像領域9−へ搬送され、ここで、
感光体1に形成された静電潜像に静電的に移行し、該潜
像を可視像化する。
ーは、該ローラ5の回転によって搬送され、層厚規制部
材の一例であるドクターブレード8によってならされ、
厚さを規制される。次いでこのトナーは感光体1と現像
ローラ5の対向した現像領域9−へ搬送され、ここで、
感光体1に形成された静電潜像に静電的に移行し、該潜
像を可視像化する。
現像に供されずに現像領域9を通過したトナーは、現像
ローラ5に担持されたままトナー供給ローラ6のところ
に戻される。また感光体1上に形成された可視像は図示
していない転写紙に転写され、定着装置によって転写紙
上に定着される。
ローラ5に担持されたままトナー供給ローラ6のところ
に戻される。また感光体1上に形成された可視像は図示
していない転写紙に転写され、定着装置によって転写紙
上に定着される。
上述した構成自体は従来の現像装置と変りはなく、かか
る従来の現像装置においては、充分に帯電した多量のト
ナーを現像領域へ搬送することが難しく、このため、現
像ローラの表面の線速を感光体の表面の線速の3乃至4
倍に設定していたが、これにより先に示した不具合が発
生していた。
る従来の現像装置においては、充分に帯電した多量のト
ナーを現像領域へ搬送することが難しく、このため、現
像ローラの表面の線速を感光体の表面の線速の3乃至4
倍に設定していたが、これにより先に示した不具合が発
生していた。
そこで図示した現像装置においては、その現像ローラ5
が第2図乃至第4図に模式的に拡大して示したように1
例えばアルミニウム等の導電性ローラ10より成る導電
性の基体と、該ローラ10の表面に形成された溝100
に埋設固定された誘電体11を具備し、現像ローラ5の
表面には導電性ローラ表面の導電面12と、溝100に
埋設された誘電体11の表面が第3図に示すように規則
的に(又は不規則に)露出し、その表面が平滑に形成さ
れている。溝100の平面形状、すなわち外部に露出し
た誘電体11の面形状と導電面12の表面形状は適宜設
定できるが、第3図及び第4図の例では、誘電体11が
現像ローラ5の表面に格子状をなして延びている。この
ような誘電体11、すなわち溝100のピッチPは1例
えば0゜1乃至1.0m、好ましくは0.2乃至0.4
−程度に設定され、現像ローラ5の全表面積に対する、
導電面12の全面積の比率は、例えば20乃至80%、
好ましくは30乃至60%程度である。
が第2図乃至第4図に模式的に拡大して示したように1
例えばアルミニウム等の導電性ローラ10より成る導電
性の基体と、該ローラ10の表面に形成された溝100
に埋設固定された誘電体11を具備し、現像ローラ5の
表面には導電性ローラ表面の導電面12と、溝100に
埋設された誘電体11の表面が第3図に示すように規則
的に(又は不規則に)露出し、その表面が平滑に形成さ
れている。溝100の平面形状、すなわち外部に露出し
た誘電体11の面形状と導電面12の表面形状は適宜設
定できるが、第3図及び第4図の例では、誘電体11が
現像ローラ5の表面に格子状をなして延びている。この
ような誘電体11、すなわち溝100のピッチPは1例
えば0゜1乃至1.0m、好ましくは0.2乃至0.4
−程度に設定され、現像ローラ5の全表面積に対する、
導電面12の全面積の比率は、例えば20乃至80%、
好ましくは30乃至60%程度である。
上に例示した各数値は、後述する閉電界の電界強度を高
め、現像ローラ5上に最適な量のトナーを付着させるこ
とができるようにその都度適宜選択される。
め、現像ローラ5上に最適な量のトナーを付着させるこ
とができるようにその都度適宜選択される。
導電性ローラ10の表面に、該ローラ10に導通する多
数の微小導体粒子を分散させて固定することにより、該
粒子を導電性ローラ10の一部とし、これら粒子のまわ
りに誘電体を設け、該誘電体の表面と導電性粒子表面の
導電面を外部に露出させた現像ローラなどを用いること
もできる。いずれにしても現像ローラ5の表面には誘電
体11の表面と導電面12が微小面積で混在している。
数の微小導体粒子を分散させて固定することにより、該
粒子を導電性ローラ10の一部とし、これら粒子のまわ
りに誘電体を設け、該誘電体の表面と導電性粒子表面の
導電面を外部に露出させた現像ローラなどを用いること
もできる。いずれにしても現像ローラ5の表面には誘電
体11の表面と導電面12が微小面積で混在している。
また、現像ローラ5の導電性ローラ10に対しては、後
述するように交流、又は直流を重畳した交流のバイアス
電圧が印加されている。
述するように交流、又は直流を重畳した交流のバイアス
電圧が印加されている。
本例では、誘電体11としてトナーの帯電極性と反対の
極性、すなわち負極性に摩擦帯電される材質のものが選
択されている。しかも、現像ローラ5に接するトナー供
給ローラ6は、現像ローラ5の誘電体11に接触して、
これをトナーの帯電極性と反対の極性(負極性)に摩擦
帯電させ、かつトナーを正極性に摩擦帯電させる材料か
ら構成されている。第1図及び第2図に示した例では。
極性、すなわち負極性に摩擦帯電される材質のものが選
択されている。しかも、現像ローラ5に接するトナー供
給ローラ6は、現像ローラ5の誘電体11に接触して、
これをトナーの帯電極性と反対の極性(負極性)に摩擦
帯電させ、かつトナーを正極性に摩擦帯電させる材料か
ら構成されている。第1図及び第2図に示した例では。
トナー供給ローラ6が、導体の芯部材14とそのまわり
に積層された円筒状の発泡体15より成り。
に積層された円筒状の発泡体15より成り。
この発泡体15が弾性変形しながら現像ローラ5に圧接
している。このようなトナー供給ローラ6を用いた場合
、発泡体15を、上述のように誘電体11を負極性に摩
擦帯電させる材料によって構成すればよい。発泡体15
の代りに、例えばファーブラシ等、それ自体公知のもの
を用いることもできる。
している。このようなトナー供給ローラ6を用いた場合
、発泡体15を、上述のように誘電体11を負極性に摩
擦帯電させる材料によって構成すればよい。発泡体15
の代りに、例えばファーブラシ等、それ自体公知のもの
を用いることもできる。
上記構成のより詳細な作用を説明すると以下の通りであ
る。
る。
第1図を参照して先に説明したように、現像領域9を通
過した現像ローラ部分はトナー供給ローラ6のところに
移動して該ローラ6に接触する。
過した現像ローラ部分はトナー供給ローラ6のところに
移動して該ローラ6に接触する。
ここで現像ローラ5上に担持されている、現像に供され
なかったトナーはトナー供給ローラ6により機械的、電
気的に掻き落される。同時に、現像ローラ5の誘電体1
1が、トナー供給ローラ6と接触し、その摩擦によって
トナーの帯電極性と反対の負極性に帯電される6その際
、現像領域9を通過した現像ローラ周面の誘電体11に
、感光体1の静電潜像の影響による静電的な残像が残っ
ていても、トナー供給ローラ6との摩擦により、誘電体
11がほぼ飽和状態まで帯電し、その電荷量が均一とな
るため、残像はなくなり、!!像ローラ5が初期化され
る。
なかったトナーはトナー供給ローラ6により機械的、電
気的に掻き落される。同時に、現像ローラ5の誘電体1
1が、トナー供給ローラ6と接触し、その摩擦によって
トナーの帯電極性と反対の負極性に帯電される6その際
、現像領域9を通過した現像ローラ周面の誘電体11に
、感光体1の静電潜像の影響による静電的な残像が残っ
ていても、トナー供給ローラ6との摩擦により、誘電体
11がほぼ飽和状態まで帯電し、その電荷量が均一とな
るため、残像はなくなり、!!像ローラ5が初期化され
る。
一方、トナー供給ローラ6の周面に接触しながら現像ロ
ーラ5に運ばれるトナー4は、第2図に模式的に示すよ
うに、トナー供給ローラ6との摩擦によって正極性に摩
擦帯電され、現像ローラ5に供給されるが、このときこ
の現像ローラ5の誘電体11との摩擦によりさらに正極
性に強く摩擦帯電され、現像ローラ5の局面に静電的に
付着する。
ーラ5に運ばれるトナー4は、第2図に模式的に示すよ
うに、トナー供給ローラ6との摩擦によって正極性に摩
擦帯電され、現像ローラ5に供給されるが、このときこ
の現像ローラ5の誘電体11との摩擦によりさらに正極
性に強く摩擦帯電され、現像ローラ5の局面に静電的に
付着する。
このとき、現像ローラ5の誘電体11はトナー供給ロー
ラ6との摩擦によって負極性に帯電していて、この誘電
体11に隣接して微小面積の多数の導電面12が存在し
、該導電面12と誘電体11の表面が混在している。こ
のような状態で、現像ローラ5の表面の誘電体11のと
ころに選択的に負極性の電荷が保持された状態となって
いる。
ラ6との摩擦によって負極性に帯電していて、この誘電
体11に隣接して微小面積の多数の導電面12が存在し
、該導電面12と誘電体11の表面が混在している。こ
のような状態で、現像ローラ5の表面の誘電体11のと
ころに選択的に負極性の電荷が保持された状態となって
いる。
このため、第5図に示すように各導電面12と誘電体1
1の表面の間に大きな電位差ができ、これらの間に閉電
界が形成される。すなわち、現像ローラ5の表面近傍に
は無数の微小閉型界(マイクロフィールド)が形成され
るのである。より詳しく説明すると、電界の状態を表わ
す電気力線を考えた場合、現像ローラ5の表面近傍の空
間には。
1の表面の間に大きな電位差ができ、これらの間に閉電
界が形成される。すなわち、現像ローラ5の表面近傍に
は無数の微小閉型界(マイクロフィールド)が形成され
るのである。より詳しく説明すると、電界の状態を表わ
す電気力線を考えた場合、現像ローラ5の表面近傍の空
間には。
第5図に円弧状の多数の線で表わしたように電気力線E
が形成され、その電気力線は現像ローラ5から出て同一
の現像ローラ5に戻り、該ローラ5の表面の近傍に閉電
界が形成されるのである。このように電界傾度の大なる
電界が現像ローラの表面近傍に形成される。
が形成され、その電気力線は現像ローラ5から出て同一
の現像ローラ5に戻り、該ローラ5の表面の近傍に閉電
界が形成されるのである。このように電界傾度の大なる
電界が現像ローラの表面近傍に形成される。
誘電体11の表面と導電面12は微小面積で隣接してい
るので、各微小閉型界は所謂エツジ効果ないしはフリン
ジング効果(周辺電場効果)によってその強度が大変強
くなる。かかる閉電界によって、正に帯電したトナーは
、誘電体11の表面に強く引かれ現像ローラ5上に多量
に離れ難い状態で保持される。このときトナーはトナー
供給ローラ6と現像ローラ5との摩擦によって強く摩擦
帯電しており、しかも現像ローラ5の表面に強い微小閉
型界の作用で保持されるので、現像ローラ5上には高い
電荷を持った多量のトナーが担持される。しかも、現像
ローラ5に担持されたトナーが例えばウレタンよりなる
ドクターブレード8によって層厚を規制されるとき、帯
電の充分なトナーは微小閉型界によって現像ローラ5の
表面に強く保持されるが、かかるトナーに帯電量の小な
るトナーが混在していても、これはドクターブレード8
との接触圧によって除去され、結局、帯電量の大なるト
ナーだけが、従来よりも多量に現像領域9へ搬送され、
前述の如く静電潜像を可視像化する。現像領域9での現
像ローラ5と感光体1との間の電界は、電極効果が大き
くなり、現像ローラ5上のトナーが感光体1に付着しや
すい状態となり、効率的に現像動作が行われる。
るので、各微小閉型界は所謂エツジ効果ないしはフリン
ジング効果(周辺電場効果)によってその強度が大変強
くなる。かかる閉電界によって、正に帯電したトナーは
、誘電体11の表面に強く引かれ現像ローラ5上に多量
に離れ難い状態で保持される。このときトナーはトナー
供給ローラ6と現像ローラ5との摩擦によって強く摩擦
帯電しており、しかも現像ローラ5の表面に強い微小閉
型界の作用で保持されるので、現像ローラ5上には高い
電荷を持った多量のトナーが担持される。しかも、現像
ローラ5に担持されたトナーが例えばウレタンよりなる
ドクターブレード8によって層厚を規制されるとき、帯
電の充分なトナーは微小閉型界によって現像ローラ5の
表面に強く保持されるが、かかるトナーに帯電量の小な
るトナーが混在していても、これはドクターブレード8
との接触圧によって除去され、結局、帯電量の大なるト
ナーだけが、従来よりも多量に現像領域9へ搬送され、
前述の如く静電潜像を可視像化する。現像領域9での現
像ローラ5と感光体1との間の電界は、電極効果が大き
くなり、現像ローラ5上のトナーが感光体1に付着しや
すい状態となり、効率的に現像動作が行われる。
トナー供給ローラ6を通過した現像ローラ5の表面近傍
には、第5図に模式的に示したようにその全体に亘って
微小閉型界だけが形成される場合と、閉電界でない電界
が閉電界に混在する場合とが考えられるが、いずれにし
ても多数の微小閉型界が存在するので、その強度が高め
られ、トナーを多量に担持することができる。例えば、
可視像の地汚れを防止しかつそのシャープネスを高める
べく、8乃至15μc/g程に帯電した0、6乃至2.
0■/−1好ましくは0.8乃至1.2■/dの多量の
トナーを現像領域9に搬送できる6上述のように現像ロ
ーラ5上に充分に帯電した多量のトナーを担持して現像
領域9へ搬送できるので、現像ローラの表面線速を従来
のように速めなくとも現像領域9におけるトナー量不足
を防止でき、前述の後端トナー寄り現象の発生も実質的
に阻止できる。
には、第5図に模式的に示したようにその全体に亘って
微小閉型界だけが形成される場合と、閉電界でない電界
が閉電界に混在する場合とが考えられるが、いずれにし
ても多数の微小閉型界が存在するので、その強度が高め
られ、トナーを多量に担持することができる。例えば、
可視像の地汚れを防止しかつそのシャープネスを高める
べく、8乃至15μc/g程に帯電した0、6乃至2.
0■/−1好ましくは0.8乃至1.2■/dの多量の
トナーを現像領域9に搬送できる6上述のように現像ロ
ーラ5上に充分に帯電した多量のトナーを担持して現像
領域9へ搬送できるので、現像ローラの表面線速を従来
のように速めなくとも現像領域9におけるトナー量不足
を防止でき、前述の後端トナー寄り現象の発生も実質的
に阻止できる。
なお、第1図の例では現像領域9において接触現像を行
っているが、非接触現像方式により潜像を可視像化して
もよい。また上述した例では、誘電体11をトナーと逆
極性に帯電させたが、トナーの帯電極性と同極性に誘電
体11を帯電させ、特に導電面12上に多量のトナーを
付着させることもできる。
っているが、非接触現像方式により潜像を可視像化して
もよい。また上述した例では、誘電体11をトナーと逆
極性に帯電させたが、トナーの帯電極性と同極性に誘電
体11を帯電させ、特に導電面12上に多量のトナーを
付着させることもできる。
上述の如く現像ローラ表面近傍に多数の微小間電界を形
成し、その作用によりトナーを現像ローラ上に担持する
ことによって従来の欠点を防止できるのであるが、現像
ローラ5の表面に導電面12が露出していると、以下に
説明するように中間調画像の再現性が低下する恐れがあ
る。
成し、その作用によりトナーを現像ローラ上に担持する
ことによって従来の欠点を防止できるのであるが、現像
ローラ5の表面に導電面12が露出していると、以下に
説明するように中間調画像の再現性が低下する恐れがあ
る。
第1図に示した感光体1には図示していない原稿画像の
光像が照射され、或いは原稿画像を読取って得た画信号
に対応するレーザ光が照射されて該感光体1の表面に静
電潜像が形成され、これが前述のように可視像化される
のであるが、前者の光像照射は一般にアナログ方式、後
者のレーザ光照射はデジタル方式と呼ばれている。
光像が照射され、或いは原稿画像を読取って得た画信号
に対応するレーザ光が照射されて該感光体1の表面に静
電潜像が形成され、これが前述のように可視像化される
のであるが、前者の光像照射は一般にアナログ方式、後
者のレーザ光照射はデジタル方式と呼ばれている。
第6図はアナログ方式を採用したときの原稿画像濃度と
、これにより得られた複写画像濃度の関係の一例を示し
、これらの関係を表わす曲線γ、。
、これにより得られた複写画像濃度の関係の一例を示し
、これらの関係を表わす曲線γ、。
γ2は一般に7曲線と称せられている。ここで中間的画
像濃度の原稿画像、すなわち中間調画像を忠実に複写画
像として再現するには、7曲線の角度αが45°、すな
わち実線で示した曲線γ1又はこれに近い曲線となるよ
うにする必要がある。
像濃度の原稿画像、すなわち中間調画像を忠実に複写画
像として再現するには、7曲線の角度αが45°、すな
わち実線で示した曲線γ1又はこれに近い曲線となるよ
うにする必要がある。
ところが、第1図に示した現像ローラ5のように表面に
導電面12が露出していると、7曲線が破線の曲線γ2
で示すように立上った状態となり、中間調画像の再現性
が低下する恐れがある。このようなことは、デジタル方
式の画像形成装置においては、画信号を電気的に処理で
きるので、一般に大きな問題とならないが、アナログ方
式では、複写画像の画質低下を招き、これを無視するこ
とはできない。
導電面12が露出していると、7曲線が破線の曲線γ2
で示すように立上った状態となり、中間調画像の再現性
が低下する恐れがある。このようなことは、デジタル方
式の画像形成装置においては、画信号を電気的に処理で
きるので、一般に大きな問題とならないが、アナログ方
式では、複写画像の画質低下を招き、これを無視するこ
とはできない。
そこで、第1図に示した現像装置2においては。
現像ローラ5の導電性ローラ10に対して交流電源10
1によって交流バイアス電圧を印加している。このよう
に現像ローラ5に交流電圧を印加すると、これを印加し
ないときに比べ、7曲線をわかし、γ□で示した特性、
又はこれに近い特性で現像を行うことが可能となり、中
間調画像の再現性を高めることができる。
1によって交流バイアス電圧を印加している。このよう
に現像ローラ5に交流電圧を印加すると、これを印加し
ないときに比べ、7曲線をわかし、γ□で示した特性、
又はこれに近い特性で現像を行うことが可能となり、中
間調画像の再現性を高めることができる。
上述のように、微小間電界の形成された現像ローラ5に
交流バイアス電圧を印加することによって、可視像の濃
度低下を阻止し、かつ中間調画像の再現性を向上させる
ことができるが、交流バイアス電圧の印加に伴って、新
たな問題が発生する。
交流バイアス電圧を印加することによって、可視像の濃
度低下を阻止し、かつ中間調画像の再現性を向上させる
ことができるが、交流バイアス電圧の印加に伴って、新
たな問題が発生する。
すなわち1表面に導電面12が露出した現像ローラ5に
交流バイアス電圧を印加すると、現像領域9において、
現像ローラ5と感光体1との間で電荷のリークが発生し
、これによって感光体1上の静電潜像が乱され、可視像
の画質が劣化する恐れを生じるのである。
交流バイアス電圧を印加すると、現像領域9において、
現像ローラ5と感光体1との間で電荷のリークが発生し
、これによって感光体1上の静電潜像が乱され、可視像
の画質が劣化する恐れを生じるのである。
そこで、本発明に係る構成では、このリーク現象の発生
も阻止すべく、現像ローラ5の導電性ローラ10に印加
する交流バイアス電圧の周波数を200Hz以上で50
0Hz以下の範囲の値とし、かつ交流電圧の最大電圧値
から最小電圧値を引いた値、すなわちピーク トウ ピ
ーク値(以下P−P値と記す)を200V以上で500
V以下の範囲の値に設定した。周波数とP−P値をこの
ような範囲の値にすることにより、感光体1と現像ロー
ラ5との間に、感光体1上の#電潜像が乱されるような
電荷のリークが発生することを阻止でき、所定濃度で中
間調を正しく再現した高品質な可視像を形成できる。こ
れらの事実は多数の実験によって確認されている。
も阻止すべく、現像ローラ5の導電性ローラ10に印加
する交流バイアス電圧の周波数を200Hz以上で50
0Hz以下の範囲の値とし、かつ交流電圧の最大電圧値
から最小電圧値を引いた値、すなわちピーク トウ ピ
ーク値(以下P−P値と記す)を200V以上で500
V以下の範囲の値に設定した。周波数とP−P値をこの
ような範囲の値にすることにより、感光体1と現像ロー
ラ5との間に、感光体1上の#電潜像が乱されるような
電荷のリークが発生することを阻止でき、所定濃度で中
間調を正しく再現した高品質な可視像を形成できる。こ
れらの事実は多数の実験によって確認されている。
なお、第1図に示した例では、現像ローラ5の導電性ロ
ーラ1oに対して、交流バイアス電圧だけでなく、直流
型1102によって静電潜像と同極性の直流バイアス電
圧も印加され、可視像の地汚れ発生を抑制している。同
様にトナー供給ローラ6にも、電源103によって直流
電圧が印加されている。
ーラ1oに対して、交流バイアス電圧だけでなく、直流
型1102によって静電潜像と同極性の直流バイアス電
圧も印加され、可視像の地汚れ発生を抑制している。同
様にトナー供給ローラ6にも、電源103によって直流
電圧が印加されている。
ところで先にも説明したように、現像ローラ5上に多量
のトナーを担持できるので、該ローラの表面線速を下げ
ることができるのであるが、ここで現像ローラ5の表面
線速をVd、感光体1の表面線速をVpとしたとき、 Vp 特に、 Vp に設定し1例えば現像ローラ5の表面線速を17011
III/sec、感光体1のそれを120 mad/s
eeに定めると、次のような利点が得られる。
のトナーを担持できるので、該ローラの表面線速を下げ
ることができるのであるが、ここで現像ローラ5の表面
線速をVd、感光体1の表面線速をVpとしたとき、 Vp 特に、 Vp に設定し1例えば現像ローラ5の表面線速を17011
III/sec、感光体1のそれを120 mad/s
eeに定めると、次のような利点が得られる。
すなわち、Vd/Vpを1.5以下に抑えると。
前述の後端トナー寄りがほとんど目立たず、実質的にこ
の現象の発生を阻止できるだけでなく、トナー飛散、ト
ナーの早期疲労、現像ローラ上へのトナーフィルミング
の発生なども効果的に抑制することができる。
の現象の発生を阻止できるだけでなく、トナー飛散、ト
ナーの早期疲労、現像ローラ上へのトナーフィルミング
の発生なども効果的に抑制することができる。
またVd/Vpを1.2.特に1.3以上に設定すると
、導電面12よりも多量のトナーが付着する誘電体11
が、第3図に示したように現像ローラ5の表面にパター
ンをなして規則的に現われているときも、このパターン
が可視像の画像面上に「あと」として現われず、その画
質を高めることができる。またvd/vpを1.2ない
しは1.3以上に設定すると、現像領域9において、現
像ローラ5上のトナーが、感光体1の地肌部に対してス
キャベンジング作用を及ぼし、地汚れの発生を低減でき
る利点も得られる。
、導電面12よりも多量のトナーが付着する誘電体11
が、第3図に示したように現像ローラ5の表面にパター
ンをなして規則的に現われているときも、このパターン
が可視像の画像面上に「あと」として現われず、その画
質を高めることができる。またvd/vpを1.2ない
しは1.3以上に設定すると、現像領域9において、現
像ローラ5上のトナーが、感光体1の地肌部に対してス
キャベンジング作用を及ぼし、地汚れの発生を低減でき
る利点も得られる。
次に本発明の理解のため、前述のような現像ローラ5を
含む現像装置のより具体的な例を以下に示す。
含む現像装置のより具体的な例を以下に示す。
(1)現像ローラ
第7図に示した現像ローラ5の径D1は25゜4mで、
その表面にローレット加工により溝100が形成され、
該溝100のピッチは0.4mm、深さD2(第4図)
は0.1m+、溝@W1(第3図)は0.15+m+で
、格子状に延びる溝100、ないしは誘電体11の現像
ローラ移動方向Yに対する角度θは45°である。なお
、第3図及び第7図における符号Xは現像ローラ5の軸
線方向を示している。
その表面にローレット加工により溝100が形成され、
該溝100のピッチは0.4mm、深さD2(第4図)
は0.1m+、溝@W1(第3図)は0.15+m+で
、格子状に延びる溝100、ないしは誘電体11の現像
ローラ移動方向Yに対する角度θは45°である。なお
、第3図及び第7図における符号Xは現像ローラ5の軸
線方向を示している。
現像ローラ表面に露出した誘電体11の面積比率は61
%、導電面は39%。導電面12の幅は0.15mmで
ある。
%、導電面は39%。導電面12の幅は0.15mmで
ある。
(U)トナー供給ローラの発泡体
材料は発泡ポリウレタンカーボン処理したもので、その
外径は141mであり、感光体1に対する食い込み量は
1腫、そして発泡体15の表面抵抗は10’Ωである6 (III) ドクターブレード 厚さ0.1mの燐青銅より成る弾性部材に、弗素系樹脂
PTFEシート(PTFE樹脂テープ200μ:ニチャ
ス(株)Ifりを固定6(■)現像o−−yへAc50
0V (P−P値)。
外径は141mであり、感光体1に対する食い込み量は
1腫、そして発泡体15の表面抵抗は10’Ωである6 (III) ドクターブレード 厚さ0.1mの燐青銅より成る弾性部材に、弗素系樹脂
PTFEシート(PTFE樹脂テープ200μ:ニチャ
ス(株)Ifりを固定6(■)現像o−−yへAc50
0V (P−P値)。
250Hz、DC−250℃重畳の電圧を印加。
トナー供給部材へDC−250Vの電圧印加。
(V)感光体
opc感光体。
(■)トナー
非磁性スチレンアクリル系プラス帯電トナー極性制御剤
:ニグロシン、外添剤: 5in2微粉末0 、5 w
t%。
:ニグロシン、外添剤: 5in2微粉末0 、5 w
t%。
次に現像ローラ5の作製方法について簡単に説明する6
(1)先ず第8図(a)に示すように表面に角溝加工し
た金属ローラ(導電性ローラ10)を作る。
た金属ローラ(導電性ローラ10)を作る。
格子状の角溝100は角溝ローレット加工で形成し、例
えばそのピッチを0.2乃至1.OI、深さDを0.1
乃至0.5閣とし、現像ローラの周方向に対して30°
乃至60°、特に45°の角度で延ばす。このようなロ
ーレット加工法を採用すると、コストを低減でき、かつ
部品精度を高めることが可能である。
えばそのピッチを0.2乃至1.OI、深さDを0.1
乃至0.5閣とし、現像ローラの周方向に対して30°
乃至60°、特に45°の角度で延ばす。このようなロ
ーレット加工法を採用すると、コストを低減でき、かつ
部品精度を高めることが可能である。
(II)次に第8図(b)に示す如く1例えば弗素系樹
脂(M硝子製ルミフロンLF200など)の誘電体11
を、角溝100を形成したローラ10の表面にコーティ
ングし、100℃で約30分乾燥する。塗布厚みは溝1
00が完全に埋まる状態にする。
脂(M硝子製ルミフロンLF200など)の誘電体11
を、角溝100を形成したローラ10の表面にコーティ
ングし、100℃で約30分乾燥する。塗布厚みは溝1
00が完全に埋まる状態にする。
(III)さらに第8図(c)に示す如くローラの表面
を切削又は研磨加工して、導電面12と誘電体11の表
面を混在状態で露出させ、導電面12の面積が例えば2
0乃至80%となるようにする。
を切削又は研磨加工して、導電面12と誘電体11の表
面を混在状態で露出させ、導電面12の面積が例えば2
0乃至80%となるようにする。
このようにして表面がほぼ平滑な現像ローラ5が完成す
る。
る。
なお、ベルト状のトナー担持体の場合には、第8図(a
)、(b)、(c)に示した導電性ローラ10の代りに
導電性のシートよりなる基体を用い、その表面に溝を形
成し、ここに誘電体を埋設固定すればよく、その製造方
法は第8図に示したところと実質的に異なるところはな
い。
)、(b)、(c)に示した導電性ローラ10の代りに
導電性のシートよりなる基体を用い、その表面に溝を形
成し、ここに誘電体を埋設固定すればよく、その製造方
法は第8図に示したところと実質的に異なるところはな
い。
他の各種の方法によっても、誘電体と導電面が表面に露
出した各種形態のトナー担持体を構成できることは明ら
かである。
出した各種形態のトナー担持体を構成できることは明ら
かである。
なお第1図および第2図に示した実施例では、誘電体1
1を所定の極性に帯電させることにより、トナー担持体
表面の近傍に微小電界を形成し、潜像の可視像化に用い
られるトナーを閉電界によってトナー担持体に付着させ
る帯電手段として、トナー供給ローラ6を用いたが、こ
れ以外の独立した摩擦帯電部材や、コロナ放電器や、ト
ナー担持体に接して電荷を注入する部材など、それ自体
公知な適宜な帯電手段を用いてもよい。
1を所定の極性に帯電させることにより、トナー担持体
表面の近傍に微小電界を形成し、潜像の可視像化に用い
られるトナーを閉電界によってトナー担持体に付着させ
る帯電手段として、トナー供給ローラ6を用いたが、こ
れ以外の独立した摩擦帯電部材や、コロナ放電器や、ト
ナー担持体に接して電荷を注入する部材など、それ自体
公知な適宜な帯電手段を用いてもよい。
次に、参考としてトナーと現像装置の主要部材の材質を
さらに追加的に例示する。
さらに追加的に例示する。
トナーとしては、一般にポリエステル、BMA、ポリス
チレン、エポキシ、フェノールなどの樹脂が基本となり
、トナーに内添又は外添する極性制御剤によりその帯電
極性及び帯電量を制御できる。
チレン、エポキシ、フェノールなどの樹脂が基本となり
、トナーに内添又は外添する極性制御剤によりその帯電
極性及び帯電量を制御できる。
なお、外添とは極性制御剤などの補助剤をトナー粒子と
混合することであり、内添とは各トナー粒子自体に練り
込んだ状態で一体化することである。
混合することであり、内添とは各トナー粒子自体に練り
込んだ状態で一体化することである。
また現像装置の各部材も、トナーの帯電極性、トナーと
の離型性、耐久性などを考慮して、例えば次に例示する
如きものが適宜使用される。
の離型性、耐久性などを考慮して、例えば次に例示する
如きものが適宜使用される。
以上、特にカラー現像に最適な非磁性トナーの一成分系
現像剤を用いた現像装置を例示したが、本発明は必要に
応じて補助剤を外添した磁性トす−より成る一成分系現
像剤を用いる現像装置にも適用できるものである。
現像剤を用いた現像装置を例示したが、本発明は必要に
応じて補助剤を外添した磁性トす−より成る一成分系現
像剤を用いる現像装置にも適用できるものである。
本発明によれば、従来のようにトナー担持体を高速で回
転させることなく、充分に帯電した多量のトナーを現像
領域へ搬送でき、所望する濃度の可視像を形成できると
共に、中間調画像の再現性を高め、かつトナー担持体と
潜像担持体との間の電荷のリークに基づく静電潜像の乱
れを防止し。
転させることなく、充分に帯電した多量のトナーを現像
領域へ搬送でき、所望する濃度の可視像を形成できると
共に、中間調画像の再現性を高め、かつトナー担持体と
潜像担持体との間の電荷のリークに基づく静電潜像の乱
れを防止し。
高品質な可視像を形成できる。
第1図は現像装置の一例を示す概略断面図、第2図は現
像ローラの誘電体と、トナー粒子を模式的に拡大して示
した説明図、第3図は現像ローラ表面の拡大平面図、第
4図は第3図のrV−rV線線入大断面図第5図は現像
ローラ表面の近傍に形成される微小閉型界の電気力線を
示した説明図、第6図は7曲線を示したグラフ、第7図
は現像ローラの斜視図であって、その溝の一部を拡大し
て模式的に示した図、第8図(a)、(b)、(c)は
現像ローラの製造方法の一例を示す模式拡大断面図であ
る。 2・・・現像装置 4・・ トナー 9・・・現像領域 1・・・誘電体 12・・・導電面
像ローラの誘電体と、トナー粒子を模式的に拡大して示
した説明図、第3図は現像ローラ表面の拡大平面図、第
4図は第3図のrV−rV線線入大断面図第5図は現像
ローラ表面の近傍に形成される微小閉型界の電気力線を
示した説明図、第6図は7曲線を示したグラフ、第7図
は現像ローラの斜視図であって、その溝の一部を拡大し
て模式的に示した図、第8図(a)、(b)、(c)は
現像ローラの製造方法の一例を示す模式拡大断面図であ
る。 2・・・現像装置 4・・ トナー 9・・・現像領域 1・・・誘電体 12・・・導電面
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 回転駆動されるトナー担持体にトナーを供給し、該担持
体の表面に前記トナーを担持して搬送し、潜像担持体と
前記トナー担持体が互いに対向した現像領域にて、潜像
担持体に形成された静電潜像を、トナー担持体に担持し
たトナーによって可視像化する現像装置において、 前記トナー担持体として、その表面に選択的に電荷を保
持せしめることにより該担持体表面の近傍に微小閉電界
を形成し、この閉電界により帯電トナーを吸引して担持
するトナー担持体を用い、トナー担持体に交流バイアス
電圧を印加し、その周波数を200Hz以上で500H
z以下、その最大電圧値から最小電圧値を引いたピーク
トウピーク値を200V以上で500V以下に設定した
ことを特徴とする現像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2116617A JP2938928B2 (ja) | 1990-05-02 | 1990-05-02 | 現像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2116617A JP2938928B2 (ja) | 1990-05-02 | 1990-05-02 | 現像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0413165A true JPH0413165A (ja) | 1992-01-17 |
| JP2938928B2 JP2938928B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=14691619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2116617A Expired - Lifetime JP2938928B2 (ja) | 1990-05-02 | 1990-05-02 | 現像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2938928B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009075497A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-09 | Tokai Rubber Ind Ltd | 電子写真機器用現像ロール |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3122451U (ja) | 2006-03-08 | 2006-06-15 | 洋一郎 山野邉 | 熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置 |
| JP3125363U (ja) | 2006-07-05 | 2006-09-14 | 国立大学法人北見工業大学 | スコップ等の補助具 |
-
1990
- 1990-05-02 JP JP2116617A patent/JP2938928B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009075497A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-09 | Tokai Rubber Ind Ltd | 電子写真機器用現像ロール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2938928B2 (ja) | 1999-08-25 |
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