JPH05333674A

JPH05333674A - 現像装置

Info

Publication number: JPH05333674A
Application number: JP4142480A
Authority: JP
Inventors: Kenji Asakura; 建治朝倉; Toshiyuki Wada; 敏之和田; Yoshihiro Yokoyama; 嘉広横山; Yoshito Urata; 嘉人浦田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-06-03
Filing date: 1992-06-03
Publication date: 1993-12-17
Also published as: US5495322A; EP0572997A3; CA2097535A1; EP0572997A2

Abstract

(57)【要約】【目的】現像部材の材料の選択の自由度が広く、所定
の帯電量とトナー量の自由な組合せを可能とする現像装
置を提供すること。【構成】潜像保持体４と、この潜像保持体４に対向し
現像剤を担持して搬送する現像部材３と、この現像部材
３に対向しトナーを担持して移送する帯電移送部材２
と、帯電移送部材２の周辺に配置され帯電移送部材２と
の相互作用によりトナー１５の帯電と層規制を行う帯電
層規制部材５という構成を備え、帯電移送部材２上に帯
電したトナー層を形成し、このトナー層を現像部材３上
に転移させ、さらに現像部材３上のトナーを潜像保持体
４上に付着させ潜像を現像するものであり、現像部材３
と帯電移送部材２の表面の材質，粗さ，移動速度の少な
くとも１つが異なるという特徴を備えたのである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、いわゆる１成分現像剤
を用いる電子写真方式において、感光体上に形成した静
電潜像に現像剤を付着させて顕像とする現像装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、この種の現像装置は複写機，レー
ザービーム・プリンタ，ファクシミリなどに広く応用さ
れている。このうよな現像方法として例えば文献：特開
平１−３１０３６３号，特開平２−１８８１号，特開昭
６０−７３６５０号，特開昭６２−８９９７５号公報に
開示されている技術が知られている。

【０００３】以下、図面を参照しながら、上述した従来
の現像装置の一例について説明する。

【０００４】図４は従来の現像装置の構成を示すもので
ある。同図において、２１は感光体ドラムである。２２
は現像ローラーで、現像剤であるトナーを担持し、感光
体ドラム２１に対向している。２３は供給ローラー、２
４は帯電層規制ブレードである。２５はホッパで１成分
トナーを貯蔵している。２６はパドル、２７は直流電源
である。

【０００５】以上のように構成された現像装置につい
て、以下その動作を説明する。パドル２６によりホッパ
２５から送られたトナーを供給ローラー２３が現像ロー
ラー２２に供給する。トナーは帯電層規制ブレード２４
により摩擦帯電および量規制の作用をうけ、現像ローラ
ー２２上に帯電したトナー層を形成する。このトナー層
を介して現像ローラー２２は感光体ドラム２１に対向し
ており、直流電源２７により印加された電圧によって感
光体ドラム２１上の潜像に帯電したトナーを付着させ現
像を行うものである。

【０００６】一般に１成分トナーを用いた現像方法は、
接触現像と非接触現像に分けられる。接触現像では現像
ローラー２２が弾性を有するゴム材料からなり、トナー
層を介して感光体ドラム２１に圧接している（特開平１
−３１０３０３号，特開平２−１８８１号公報）。非接
触現像では現像ローラー２２はこのローラー上のトナー
層と感光体ドラム２１が間隙を保って対向している（特
解消６２−８９９７５号公報）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、以下のような課題を有する。

【０００８】第１に現像部材に多くの特性が要求され、
材料の選択の自由度が狭い。例えば、１）継続的にトナーに電荷を与える導電性２）感光体上に欠陥が存在しても、現像バイアスによる
リークを防止する絶縁性３）帯電層規制ブレードによる摺擦に対する耐摩耗性４）所定のトナー量，トナー帯電量をもたらす表面粗さ５）トナーを所定の極性に帯電させる電荷付与能力６）トナーが微細な潜像に忠実に現像するために、トナ
ーとの離型性が高いこと７）形状の加工精度が高いこと８）上記の特性の環境安定性が高いことなどがあげられる。

【０００９】上述のように現像ローラーの材料に対する
要求が多く、さらに１）と２）のように相反する特性も
求められる。すべての範囲を満たすために、それぞれの
特性の許容限界付近の材料を用いるしかなく、現像ロー
ラー１部材ですべての条件を満足させることは困難であ
る。

【００１０】特に、接触現像では潜像保持体に現像部材
を押圧するために、現像部材を弾性体とする必要があ
る。そのためトナーの帯電・層規制部において、表面粗
さ・形状精度の加工性，耐摩耗性，導電性，電荷付与能
力などの特性に優れた安価な金属ローラーを用いること
ができない。一般に接触現像に必須の弾性ローラーはト
ナーとの離型性が低い。現像ローラーに導電性を付与し
たウレタンゴムを用いた実験では、トナーの現像ローラ
ーへの固着・埋め込みが発生した。このため現像トナー
量が確保できず、表面状態の変化によりトナー帯電量も
低下した。

【００１１】第２に、感光体ドラムに対向する現像ロー
ラー上で、面積あたりのトナー量（以下、トナー量と略
す）と重量あたりのトナー帯電量（以下、帯電量と略
す）を自在に設定することができない。帯電量が不足す
る場合には解像度などの画像品質が損なわれ、トナー量
が不足する場合には画像濃度が低下するなどの問題が発
生する。

【００１２】一般にキャリアを含まない１成分トナーを
ブレードにより層形成と帯電を同時に行った場合には、
トナー量と帯電量の間には相関関係がある。現像ローラ
ー表面粗さを変化させたときの現像ローラー上のトナー
量と帯電量の関係を図５に示す。この実線で示した曲線
はトナーと帯電部材（現像ローラー，トナー層規制ブレ
ード）の材料の帯電列に起因する電荷付与能力と摩擦係
数で決定される。現像ローラー，トナー，帯電層規制ブ
レードの材料を決定し、現像ローラーの表面粗さを変化
させた場合、トナー量がｗ２のときに帯電量がｑ２（点
Ａ）、トナー量ｗ１のときに帯電量ｑ１（点Ｂ）とする
とｗ１＞ｗ２ならばｑ１＜ｑ２となる。

【００１３】したがって現像に求められる十分なトナー
量ｗ１と十分なトナー帯電量ｑ２の両立のために、各部
材にトナーへの電荷付与能力に優れた材料が求められ
る。しかし従来、破線で示すような所定のトナー量と帯
電量の関係を実現する理想的な材料を見いだすことが困
難であった。

【００１４】接触現像の場合には、さらに感光体の摩耗
が問題となる。トナー帯電量が高いときには上述のよう
にトナー量が不足するので、感光体ドラム上のトナー量
を確保するために現像ローラーを感光体よりも速く回転
させるなどの発明が考えられている（特開平１−３１０
３０２号公報）。この場合には感光体の摩耗という問題
が発生する。特に、プロセス速度が高い場合には感光体
の摩耗の影響が大きく、感光体の寿命が著しく短くな
る。

【００１５】非接触現像では、現像部材と感光体ドラム
の速度差があるときに潜像のエッジ部にトナーが多量に
付着するいわゆるエッジ効果が発生する。このため現像
ローラーと感光体ドラムの表面に速度差をもたせること
ができない。従って、現像ローラー上に濃度を満足させ
るトナー量を確保する必要がある。しかし、トナー量を
十分にする場合には、トナーの帯電量を満足することが
できず解像度の低い画像となる。

【００１６】本発明は上記課題に鑑み、現像部材の材料
の選択の自由度が広く、所定の帯電量とトナー量の自在
な組合せを可能とする現像装置を提供するものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の現像措置は、潜像保持体と、この潜像保持体
に対向し現像剤を担持して搬送する現像部材と、この現
像部材に対向し現像剤を担持して移送する帯電移送部材
と、帯電移送部材の周辺に配置され帯電移送部材との相
互作用により現像剤の帯電と層規制を行う帯電層規制部
材という構成を備え、帯電移送部材上に帯電したトナー
層を形成し、このトナー層を現像部材上に転移させ、さ
らに現像部材上のトナーを潜像保持体上に付着させ潜像
を現像するものであり、現像部材と帯電移送部材の表面
の材質，粗さ，移動速度の少なくとも１つが異なるとい
う特徴を備えたものである。

【００１８】

【作用】本発明の上記した構成による作用について説明
する。

【００１９】第１に、帯電・層形成部と現像部で別部材
で構成することにより、帯電・層形成部では帯電に必要
とされる特性（導電性，電荷付与能力，耐摩耗性，表面
・形状加工性など）のみを満足する材料を、現像部では
現像に必要とされる特性（トナーの離型性，リークの防
止特性，形状加工性など）のみを満足する材料を用いる
ことができる。つまり、複数の特性を１部材ですべて満
たすのではなく、別個の部材でそれぞれ満足すれば良い
ので、材料の選定の自由度が広くなり、環境変化に対す
る信頼性も得られる。

【００２０】特に接触現像では、現像部材と帯電移送部
材が別部材であり潜像保持体に押圧するのは現像部材で
あるので、潜像保持体の表面を損傷することなく帯電移
送部材に表面粗さ・形状精度の加工性，耐摩耗性，導電
性，帯電性などの特性に優れ安価な剛体の金属ローラー
を用いることができる。

【００２１】第２に、帯電移送部材上に帯電したトナー
層を形成し、このトナー層を帯電移送部材と速度の異な
る現像部材上に転移させることにより、現像部材上のト
ナー量と帯電量を自在に設定することが可能となる。

【００２２】帯電移送部材の表面粗さが小さいとき、少
ないトナー量で高い帯電量のトナー層（面積あたりのト
ナー量ｗ２）が得られる。この帯電移送部材の表面の移
動速度（ｕ２）を現像部材の表面の移動速度（ｕ１）よ
りも相対的に速くし、帯電移送部材上のトナーを現像部
材上に転移させることにより、現像部材上に帯電量が高
くトナー量も多いトナー層（面積あたりのトナー量ｗ
１）を実現することができる。ｗ１＝ｗ２＊（ｕ２／ｕ
１）となるので、現像ローラー上のトナー量を周速比
（ｕ２／ｕ１）によって自在に設定することができる。

【００２３】また、帯電移送部材の電位をＶｃ，現像部
材の電位をＶｂとしたときに、（Ｖｃ−Ｖｂ）の符号が
トナーの帯電極性と一致する電位を印加することによっ
て、現像部材へのトナーの転移を促進することができ
る。

【００２４】上述のように、トナー帯電量が高い条件を
設定しても、帯電移送部材と現像部材の表面の移動速度
差によってトナー量を十分に確保できるので、現像部材
と潜像保持体の表面に速度差を与える必要がない。この
ため、潜像保持体に現像ローラーを圧接させるいわゆる
接触現像でも、潜像保持体表面の摩耗の発生なしに十分
な濃度と解像度の両立した画像を得られる。同様に非接
触現像においても、現像部材と潜像保持体の表面に速度
差を与える必要がないので、いわゆるエッジ効果の発生
なしに非画像部へのトナーの付着を防止できる非接触現
像の長所を生かすとともに、濃度，解像度を向上させた
画像を得ることができる。

【００２５】第３に、現像部材と潜像保持体との対向部
を通過した現像部材上の残留トナーを除去する部材を設
けることにより、現像でトナーを部分的に消費した場合
にも、現像部材表面をリフレッシュし安定した現像トナ
ー層を継続的に形成することができる。

【００２６】また、帯電移送部材と現像部材をトナー層
を介して押圧し、両部材間に電圧を印加して現像部材上
にトナーを転移させる。この場合には、帯電移送ローラ
ー上のトナー量が過大でも、転移したトナー層の電荷に
よる表面電位が印加した電位差にほぼ等しくなる状態で
転移が終了する。よって、転移トナー量はトナー帯電量
と印加電圧で決定され、現像ローラー上に常に一定量の
トナー層を形成することができる。従って、現像部材上
のトナー除去部材がなくとも、現像時に発生するトナー
消費の偏りによらず、帯電移送部材との圧接部を通過し
た後はトナー残留箇所もトナー消費箇所も常に一定のト
ナー層を再現でき、安定した条件で現像することが可能
である。

【００２７】さらに、帯電移送部材と現像部材を圧接し
て逆回転させることにより現像部材上に付着しているト
ナーを除去しながら新たにトナーを付着させられる。こ
のため現像ローラー上のトナーをリフレッシュしながら
一定量のトナー層を形成することができる。従って、帯
電移送部材と現像部材が順回転している場合以上に、帯
電移送部材との圧接部を通過した後では、トナー残留箇
所もトナー消費箇所も常に一定のトナー層を再現でき、
安定した条件で現像することが可能である。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例の現像装置について、
図面を参照しながら説明する。

【００２９】図１は本発明の第１の実施例における現像
装置の構成を示すものである。同図において、１は供給
ローラー、２は帯電移送ローラー、３は現像ローラー、
４は感光体ドラム、５は帯電層規制ブレード、６は非磁
性１成分トナーを貯蔵するホッパ、７はパドル、８は現
像器筐体、９ａは直流電源、１０は現像ローラー上トナ
ー除去部材、１１は帯電移送ローラー上トナー除去部
材、１２，１３はそれぞれは現像ローラー，帯電移送ロ
ーラー上のトナーを回収しながらホッパ内のトナーこぼ
れを防止する回収シール、１４は記録用紙、１５はトナ
ーでキャリアを含まない負極性に帯電する非磁性１成分
トナーである。

【００３０】供給ローラー１はスポンジローラーであ
り、ホッパ６からパドル７により送出されたトナー１５
を帯電移送ローラー２に供給するものである。

【００３１】帯電移送ローラー２は導電性の樹脂材料を
金属芯の周囲に形成し、トナー１５を所定の負極性に帯
電させるものである。具体的には耐摩耗性に優れたウレ
タン樹脂やシリコン樹脂に帯電列上でトナーと逆極性の
帯電特性や導電特性を有する粒子や繊維を混在させたも
のである。帯電移送ローラー２の表面粗さは中心線平均
粗さＲａ＝１．０〜２．０μｍで、電気抵抗はそれほど
高くなく（１０⁶Ω・cm以下）、現像ローラー３にトナ
ー層を介して圧接している。

【００３２】現像ローラー３は導電性ゴムなどの弾性材
料を金属芯の周囲に形成したもので、表面はトナーとの
離型性がよく電気抵抗の高い材料（１０⁷Ω・cm以上）
からなる。具体的には弾性樹脂材料はウレタンゴムやシ
リコンゴムに導電性粒子や繊維を混在させたもの（１０
⁴Ω・cm程度）の表面に５０μｍ厚程度のテフロン樹脂
をコーティングしたものである。この現像ローラー３を
感光体ドラム４に圧接させ、現像電位用直流電源９ａに
よる電界でトナーを潜像に忠実に付着させるいわゆる接
触現像を行う。

【００３３】感光体ドラム４の周速度（プロセス速度）
は６０mm／Ｓで、現像ローラー３は帯電移送ローラー２
とニップ部で等速度で順方向に回転し、感光体ドラム４
に対してもニップ部で順方向に回転し、表面の速度は感
光体ドラム４の速度に対して２倍の速度で回転してい
る。

【００３４】帯電層規制ブレード５は弾性を有する材料
からなり、帯電移送ローラー２に押圧されている。具体
的にはウレタンゴム，シリコンゴムや金属の薄板であ
る。

【００３５】現像ローラー上トナー除去部材１０，帯電
移送ローラー上トナー除去部材１１はウレタンゴムまた
はＰＥＴ，アクリル，金属の薄板で、それぞれ現像ロー
ラー３，帯電移送ローラー２に圧接している。

【００３６】以上のように構成された現像装置につい
て、以下、図１を用いてその動作を説明する。まず、各
部材は図示の矢印の方向に回転している。トナー１５は
ホッパ６からパドル７により供給ローラー１まで送出さ
れ、供給ローラー１により帯電移送ローラー２に供給さ
れる。そして、帯電移送ローラー２上で帯電層規制ブレ
ード５との相互作用により層規制されて、トナー量を規
制するとともに摩擦帯電により帯電したトナー層を形成
する。帯電移送ローラー２は電気抵抗が低く、トナーを
所定の負極性に帯電させ易い材料を含むので、帯電移送
ローラー２上に帯電量が高いトナー層を継続的に得られ
る。帯電移送ローラー２と現像ローラー３は圧接してい
るので、トナーは保持する電荷の鏡像力により現像ロー
ラー３上に転移する。実験を行ったところ、現像ローラ
ー３上のトナー量は０．７mg／cm²、帯電量は１２μＣ
／ｇであった。現像ローラー３上に転移したトナー層を
現像用直流電源９ａによる電界で感光体ドラム４上の潜
像に忠実に付着させる。そして、感光体ドラム４から記
録用紙１４に転写して記録画像が得られる。

【００３７】現像したパターンによって、トナーが消費
された部分と残留している部分とで現像ローラー３上の
トナーはムラが生じるが、現像ローラー３上のトナー除
去部材１０によって残留トナーを除去し、リフレッシュ
する。そして、再び帯電移送ローラー２からトナーが現
像ローラー３上に均一に転移し、繰り返し現像が行われ
る。

【００３８】以上のように本実施例によれば、帯電・層
形成部と現像部を別部材で構成することによって、帯電
移送ローラー２は帯電に必要とされる導電性，電荷付与
能力，耐摩耗性，表面・形状加工性のみを満足する樹脂
材料を、現像ローラー３は接触現像に必要とされる弾
性，トナーの離型性，リークの防止特性，形状加工性の
みを満足するゴム材料をそれぞれ用いることできる。こ
のため、従来のように１つの現像部材にすべての特性を
満足させるのではなく、帯電移送ローラー２と現像ロー
ラー３の両部材にそれぞれ別の特性を満足する樹脂材料
を用いることができ、材料の選定の自由度が広くなり、
環境変化に対する信頼性も得られる。

【００３９】実験の結果から、十分な濃度を得るために
必要なトナー量は１．２mg／cm²であった。現像ローラ
ー３は感光体ドラム４の２倍の周速で回転しているの
で、感光体ドラム４上には現像ローラー３上のトナー量
（０．７mg／cm²）の２倍のトナー量を現像することが
でき、十分な濃度の画像が得られる。また、現像ローラ
ー３の表面はトナーの離型性がよいので、微細な潜像に
従ってトナーが現像でき、接触現像の長所である高解像
度と、濃度の両立した画像が得られる。

【００４０】帯電移送ローラー２と現像ローラー３は圧
接しているので、トナーは保持する電荷の鏡像力により
現像ローラー３上に転移させることができる。

【００４１】現像ローラー上トナー除去部材１０によっ
て現像ローラー３上の現像残りのトナーを除去するの
で、現像パターンによるトナーのムラの影響なく継続し
て一定のトナー層を現像ローラー３上に形成することが
できる。

【００４２】なお、帯電移送ローラー２と現像ローラー
３を圧接して逆回転させた場合には、現像ローラー３上
に付着しているトナーを除去しながら新たにトナーを付
着させられる。このため現像ローラー３上のトナーをリ
フレッシュしながら一定量のトナー層を形成することが
できる。従って、現像時に現像ローラー３上のトナーの
消費に偏りがあっても、帯電移送ローラー２との圧接部
を通過した後は常に一定のトナー層を再現でき、現像ロ
ーラー３上トナー除去部材１０がなくとも安定した条件
で現像することが可能である。

【００４３】ただしこの場合、帯電移送ローラー２，現
像ローラー３の回転方向によって帯電層規制ブレード
５，トナー除去部材１１，トナー回収シール１２，１３
の位置は図１に示す位置とは変える必要がある。

【００４４】以下、本発明の第２の実施例について図面
を参照しながら説明する。図２は本発明の第２の実施例
を示す現像装置の構成図である。図１の構成と異なるの
は、帯電移送ローラー２が現像ローラー３の３倍の周速
で回転していること、現像ローラー３と圧接している感
光体ドラム４は両者の圧接部において周速はほぼ等しい
こと、感光体ドラム４の周速度（プロセス速度）は１２
０mm／ｓであること、帯電移送部材の電位をＶｃ，現像
部材の電位をＶｂとしたときに、電位差（Ｖｃ−Ｖｂ）
の符号がトナーの帯電極性と一致する電位を印加する転
移電位用直流電流電源９ｂを備え、その電位差は所定量
のトナー層の帯電量による表面電位をＶｔとして｜Ｖｔ
｜≦｜Ｖｃ−Ｖｂ｜≦｜Ｖｔ｜＋１００Ｖの条件を満た
すこと、帯電移送ローラー２を金属ローラーで形成した
こと、帯電移送ローラー２の表面粗さは中心線平均粗さ
Ｒａ＝０．２〜１．０μｍであること、帯電移送ローラ
ー２に圧接する帯電層規制ブレード５を下方、帯電移送
ローラー２上のトナーを回収するシール１２を上方に設
けることである。

【００４５】帯電移送ローラー２と現像ローラー３の電
位差を印加する転移電位用直流電源９ｂの電圧について
詳細に説明する。高解像度と濃度を両立する所定のトナ
ー層の帯電量を２０μＣ／ｇ，トナー量を１．２mg／cm
²とすると、このトナー層の表面電位Ｖｔは−３５０Ｖ
となる。この場合には、｜Ｖｔ｜≦｜Ｖｃ−Ｖｂ｜≦｜
Ｖｔ｜＋１００Ｖに従って、転移電位用直流電源９ｂの
電圧は−４００Ｖが好適である。このように所定のトナ
ー層の帯電量とトナー量によって印加すべき電圧が決定
される。

【００４６】上記のように構成された現像装置につい
て、以下、図２を用いてその動作を説明する。

【００４７】まず、各部材は矢印の方向に回転してい
る。トナー１５はホッパ６からパドル７により供給ロー
ラー１まで送出され、供給ローラー１により帯電移送ロ
ーラー２に供給される。そして、帯電移送ローラー２上
で帯電層規制ブレード５により層規制されて、トナー量
を規制するとともに摩擦帯電により帯電したトナー層を
形成する。図５のトナー量，帯電量，表面粗さの関係か
らもわかるように、帯電移送ローラー２の表面粗さが小
さいので、高帯電のトナー層が得られる反面、必要なト
ナー量は得られない。実験を行った結果では、帯電量は
２０μＣ／ｇ得られたが、トナー量は０．４５mg／cm²
に過ぎなかった（図５Ｂ点）。このトナー層を帯電移送
ローラー２の１／３の周速度で回転しいている現像ロー
ラー３上に電界により転移させる。このとき現像ローラ
ー３上には必要なトナー量１．２mg／cm²を上回る、ト
ナー量が１．３５mg／cm²帯電量が２０μＣ／ｇの高帯
電なトナー層（図５Ｃ点）が形成される。このトナー層
を現像用直流電源９ａによる電界で感光体ドラム４上の
潜像に忠実に付着させる。

【００４８】以上のように、この第２の実施例において
は、帯電移送部材上に帯電量が高くトナー量が少ないト
ナー層（面積あたりのトナー量ｗ２）を得、この帯電移
送部材の表面の移動速度（ｕ２）を現像部材の表面の移
動速度（ｕ１）よりも相対的に速くすることによって現
像部材上に帯電量が高くトナー量も多いトナー層（面積
あたりのトナー量ｗ１）を実現することができる。一般
にはｗ１＝ｗ２＊（ｕ２／ｕ１）となるので、現像ロー
ラー３上のトナー量を周速比（ｕ２／ｕ１）によって自
由に決定することができる。

【００４９】したがって、帯電層規制部材５と帯電移送
ローラー２の帯電層規制部においては所定の帯電量を得
ることだけを実現すればよい。現像ローラー３上ではト
ナー量と帯電量が両立するので、画像上で接触現像の長
所である高解像度を十分な濃度とともに得ることができ
る。

【００５０】感光体ドラム４と現像ローラー３は圧接部
でほぼ等速で移動しているので、感光体ドラム４表面に
摩耗は発生しない。したがって、感光体の長寿命をプロ
セス速度が高い接触現像で実現できる。１２０mm／ｓ以
上のプロセス速度で感光体ドラム４表面の摩耗が画像に
影響しない範囲は、感光体ドラム４と現像ローラー３の
圧接部での速度比が０．８：１〜１：０．８であった。
ただし、完全に１：１の場合には感光体ドラム４へのト
ナーの現像量が低下するので、わずかに速度差を与えた
ほうがよい。

【００５１】帯電移送ローラー２の電位をＶｃ，現像ロ
ーラー３の電位をＶｂとしたときに、（Ｖｃ−Ｖｂ）の
符号がトナーの帯電極性と一致する電位を印加すること
によって、現像ローラー３へのトナーの転移を促進する
ことができる。

【００５２】さらに、帯電移送ローラー２と現像ローラ
ー３をトナー層を介して押圧し、両ローラー間に電圧を
印加することによって現像ローラー３上にトナーを転移
させる。転移したトナー層の電荷による電界が印加電界
に等しくなるときに、トナーの転移は終了する。ただ
し、ファンデルワールス力など非電気力の影響により多
少高い電界が必要になる。実験の結果、非電気力に対応
する電位として１００Ｖ以下で十分であった。従って、
現像に必要な所定量のトナー層の表面電位をＶｔとした
ときに、｜Ｖｔ｜≦｜Ｖｃ−Ｖｂ｜≦｜Ｖｔ｜＋１００
Ｖとなる電位差を印加すれば、現像時に現像ローラー３
上のトナーの消費に偏りがあっても、帯電移送ローラー
２との圧接部を通過した後は常に所定のトナー層を再現
でき、安定して条件で継続的に現像することが可能であ
る。

【００５３】現像ローラー３と帯電移送ローラー２の表
面での回転方向を順回転とすることにより、所定のトナ
ー量と帯電量を実現しながら逆回転方向の場合に比較し
て弾性ローラー表面の摩耗による経時変化を防止でき
る。

【００５４】帯電移送ローラー２を金属で形成すること
によって、ゴムや樹脂材料に比べ、表面粗さを中心線平
均粗さＲａ＝０．１〜１．０μｍと低く加工することが
容易で、しかも導電性，電荷付与能力，耐摩耗性，表面
・形状加工性を容易に向上させることができる。

【００５５】なお、帯電移送ローラー２と現像ローラー
３の圧接部での移動方向が逆の場合には、現像ローラー
３上の現像残りトナーを除去しながら新たにトナーを転
移させるので、順方向の場合よりもさらに安定したトナ
ー層を形成することができる。

【００５６】以下に本発明の第３の実施例について図面
を参照しながら説明する。図３は本発明の第３の実施例
を示す現像装置の構成図である。図２の構成と異なるの
は、現像ローラー３と帯電移送ローラー２の間に間隙を
設けること、現像ローラー３と帯電移送ローラー２をと
もに金属で形成すること、現像ローラー３上のトナー層
と感光体ドラム４表面に間隙を設けたいわゆる非接触現
像としていること、現像用直流電源９ａによる電位差を
−８００Ｖ，転移電位用直流電源９ｂによる電位差を−
５５０Ｖとして点である。

【００５７】また、帯電移送ローラー２の表面粗さが
０．２−１．０μｍと小さいこと、現像ローラー３と帯
電移送ローラー２の間に周速差を設けること、帯電移送
部材の電位をＶｃ，現像部材の電位をＶｂとしたとき
に、（Ｖｃ−Ｖｂ）の符号がトナーの帯電極性と一致す
る電位を印加することは第２の実施例と同様である。

【００５８】上記のように構成された現像装置につい
て、以下、図３を用いてその動作を説明する。

【００５９】まず、各部材は図示の矢印の方向に回転し
ている。トナー１５はホッパ６からパドル７により供給
ローラー１まで送出され、供給ローラー１により帯電移
送ローラー２に供給される。そして、帯電移送ローラー
２上で帯電層規制ブレード５により層規制されて、トナ
ー量を規制するとともに摩擦帯電により帯電したトナー
層を形成する。帯電移送ローラー２は表面粗さか中心線
平均粗さＲａ＝０．３μｍと小さいので、トナー量が少
なく帯電量の高いトナー層が形成される。このトナー層
を帯電移送ローラー２の１／３の周速度で順方向に回転
している現像ローラー３上に転移電位用直流電源９ｂの
電界により飛翔させる。帯電移送ローラー２と現像ロー
ラー３は間隙を保って対向しているので、トナー飛翔の
ために所定のトナー層の表面電位をＶｔ，現像ローラー
３の電位をＶｂ，帯電移送ローラー２の電位をＶｃとす
ると｜Ｖｃ−Ｖｂ｜≧｜Ｖｔ｜＋２００Ｖの電位差が必
要である。したがって所定のトナー層の表面電位を−３
５０Ｖとすると、転移電位用直流電源９ｂによる電位差
は５５０Ｖ以上あればよい。べた現像するので転移電位
用直流電源９ｂの電圧（−５５０Ｖ）は現像用直流電源
９ａの電圧（−８００Ｖ）よりも小さくても、帯電転写
ローラー上のトナーを現像ローラー３上に容易に転移さ
せられる。そして、現像ローラー３上のトナーを現像用
直流電源９ａによる電界で感光体ドラム４上の潜像に飛
翔させ現像を行う。

【００６０】以上のように現像ローラー３と帯電移送ロ
ーラー２の間に間隙を設けることによって、両方のロー
ラーを剛体（金属）で形成することができ、摩耗による
ローラー表面での経時変化を防止して安定した性能を保
つことができる。また、両ローラーを金属で形成するこ
とにより表面でのトナーの離型性，表面加工、および寸
法精度を容易に向上させることができる。

【００６１】現像ローラー３と帯電移送ローラー２の間
に周速差を設けることによって、トナー量と帯電量を自
在に設定できるので、現像トナー量と解像度の両立を損
なうことなく、現像ローラー３と感光体ドラム４をほぼ
等速で回転させることができる。現像ローラー３と感光
体ドラム４の対向部での周速比が１：０．８〜０．８：
１の１：１にほぼ等しい範囲では画像のエッジ部のトナ
ーが多く付着するいわゆるエッジ効果を防止することが
できる。従って、感光体上の非画像部にトナーが付着す
る、いわゆる地かぶりを防止する非接触現像の長所とと
もに濃度と解像度を満足する画像が得られる。

【００６２】また、現像ローラー３と帯電移送ローラー
２間に電圧を印加することによって両ローラー間でのト
ナーの飛翔を促進できることは第２の実施例と同様であ
る。

【００６３】なお、第３の実施例で現像ローラー３と帯
電移送ローラー２の回転方向は順回転方向としたが逆回
転でもよい。

【００６４】なお、第１から第３までの実施例におい
て、帯電層規制部材はブレード形状としたが、ローラー
形状でもよい。

【００６５】第１から第３までの実施例において、現像
部材はローラー形状としたが、エンドレス状のベルト形
状でもよい。

【００６６】供給部材はスポンジローラーとしたが、金
属ローラーでもよい。また、トナーは非磁性１成分とし
たが磁性トナーを用い、帯電移送ローラー２を内部に磁
石を備えるなどの手段により磁性ローラーとしてもよ
い。磁性トナーを用い、帯電移送ローラー２に磁性を付
与することにより、磁力によりトナーを帯電移送ローラ
ー２に供給できるので、供給ローラー１が不必要とな
る。従って、簡単な構成でこれまでに述べた効果が得ら
れる。

【００６７】トナーは負極性帯電としたが、正帯電性の
トナーを用いてもよい。この場合には帯電移送ローラー
と現像ローラー間の電位差、現像ローラーと感光体ドラ
ム間の電位差の極性が逆になる。さらに、帯電移送ロー
ラーの材料も帯電列上でトナーを正帯電させる材料に変
更する必要がある。

【００６８】第２の実施例において現像部材に帯電移送
部材を圧接させたが、第３の実施例のように両者の間に
間隙を設けてもよい。

【００６９】

【発明の効果】以上のように本発明の現像装置は、潜像
保持体と、この潜像保持体に対向しトナーを担持して搬
送する現像部材と、この現像部材に対向しトナーを担持
して移送する帯電移送部材と、帯電移送部材の周辺に配
置され帯電移送部材との相互作用によりトナーの帯電と
層規制を行う帯電層規制部材という構成を備え、帯電移
送部材上に帯電したトナー層を形成し、このトナー層を
現像部材上に転移させ、さらに、現像部材上のトナーを
潜像保持体上に付着させ潜像を現像するものであり、こ
の現像部材と帯電移送部材の表面の材質，粗さ，移動速
度が異なることによって、現像部材の材料の選定の自由
度を広くし、さらに現像部材上にトナー層の帯電量とト
ナー量を自在に設定することができる。

【００７０】接触現像でも、現像部材と帯電移送部材が
別部材であるので、潜像保持体を傷つけることなく帯電
移送部材に導電性，電荷付与能力，耐摩耗性，表面・形
状加工性などの特性に優れ安価な金属ローラーを用いる
ことができる。

【００７１】現像部材と帯電移送部材を間隙を保って対
向させることによって、剛体同士でも互いに損傷しない
ので、両部材を金属で形成できる。両部材を金属で形成
することによって表面・形状加工の高精度の実現が容易
である。

【００７２】現像部材上にトナー量と帯電量が十分に確
保できるので、現像部材と潜像保持体の表面に速度差を
与える必要がない。このため、潜像保持体に現像部材を
圧接させるいわゆる接触現像においても、潜像保持体表
面の摩耗の発生を防止することができるので、高速かつ
長寿命を実現できる。

【００７３】非接触現像においても、現像部材上に十分
なトナー量と帯電量のトナー層を形成することができる
ので、エッジ効果もなく、非画像部へのトナーの付着を
防止できる非接触現像の長所とともに、濃度，解像度を
満足する画像を得ることができる。現像部材上トナーの
除去部材によって、現像によるトナーを部分的に消費し
た場合にも、現像部材表面をリフレッシュし安定した現
像トナー層を継続的に形成することができる。

【００７４】帯電移送部材の電位をＶｃ，現像部材の電
位をＶｂとしたときに、（Ｖｃ−Ｖｂ）の符号がトナー
の帯電極性と一致する電位を印加するとことによって、
帯電移送部材から現像部材へのトナーの転移を促進する
ことができる。

【００７５】現像部材と帯電移送部材を圧接して両部材
間に電位差を印加することによって、現像部材上のトナ
ー層電位が印加電圧にほぼ等しくなる条件でトナーの転
移が終了するので、現像部材上に安定したトナー層を継
続的に形成することができる。

【００７６】現像部材と帯電移送部材を圧接させ、対向
部で互いに逆方向に移動させることによって、現像部材
上トナー除去部材が無くとも、現像部材上のトナーの除
去と転移が同時に行える。さらに、電圧を印加してトナ
ーを転移させることにより、印加電圧で転移トナー量を
規制できるので、安定した現像トナー層を継続的に得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における現像装置の構成
図

【図２】同第２の実施例の構成図

【図３】同第３の実施例の構成図

【図４】従来の現像装置の構成図

【図５】１成分トナーの層規制後の帯電量とトナー量の
関係を示す摸式図

【符号の説明】

１，２３供給ローラー２帯電移送ローラー３，２２現像ローラー４，２１感光体ドラム５，２４帯電層規制ブレード６ホッパ７，２６パドル８現像器筐体９ａ，２７現像電位用直流電源９ｂ転移電位用直流電源１０現像ローラー上トナー除去部材１１帯電移送ローラー上トナー除去部材１２現像ローラー上トナー回収シール１３帯電移送ローラー上トナー回収シール１４記録用紙１５トナー２５１成分トナー貯蔵ホッパ

フロントページの続き (72)発明者浦田嘉人大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像保持体と、前記潜像保持体に対向し
キャリアを含まない１成分現像剤を担持して搬送する現
像部材と、前記現像部材に対向し現像剤を担持して現像
部材へ移送する帯電移送部材と、前記帯電移送部材の周
辺に配置され、前記帯電移送部材との相互作用により現
像剤の帯電と層規制を行う帯電層規制部材と、前記帯電
移送部材に供給される現像剤を貯蔵する現像剤ホッパを
備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】帯電移送部材と現像部材の材質または表
面粗さの少なくとも一つが異なることを特徴とする請求
項１記載の現像装置。
【請求項３】対向する部分で帯電移送部材と現像部材
の表面に速度差が存在することを特徴とする請求項１ま
たは２記載の現像装置。
【請求項４】帯電移送部材の電位をＶｃ、現像部材の
電位をＶｂとすると、帯電移送部材と現像部材の対向部
で（Ｖｃ−Ｖｂ）の符号が現像剤の帯電極性と一致する
電位差が存在することを特徴とする請求項１，２または
３記載の現像装置。
【請求項５】対向する部分で帯電移送部材と現像部材
が表面の現像剤を介して圧接または接触していることを
特徴とする請求項１，２，３または４記載の現像装置。
【請求項６】現像部材と帯電移送部材を部材表面の間
に間隙を保って対向させたことを特徴とする請求項４記
載の現像装置。
【請求項７】現像部材上の現像剤が潜像保持体と接
触、または現像剤を介して潜像保持体と現像部材を圧接
させて対向させ、現像部材の少なくとも表面が弾性を有
する樹脂であることを特徴とする請求項１，２，３，
４，５，または６記載の現像装置。
【請求項８】潜像保持体と現像部材上の現像剤との間
に空隙を保って潜像保持体と現像部材を対向させたこと
を特徴とする請求項１，２，３，４，５または６記載の
現像装置。
【請求項９】現像部材上の現像剤を除去する除去部材
を潜像保持体との対向部の下流側に備えた特徴と、帯電
移送部材上の現像剤を除去する除去部材を現像部材との
対向部の下流側に備えた特徴の少なくとも一方を有する
請求項１，２，３，４，５，または６記載の現像装置。
【請求項１０】帯電移送部材の少なくとも表面が金属
であることを特徴とする請求項１，２，３，４，６また
は７記載の現像装置。
【請求項１１】潜像保持体と現像部材の対向部でこの
両者の周速比が０．８：１〜１：０．８であることを特
徴とする請求項７または８記載の現像装置。
【請求項１２】対向する部分で帯電移送部材と現像部
材の表面の移動方向が逆であることを特徴とする請求項
３，４または５記載の現像装置。
【請求項１３】対向する部分で帯電移送部材と現像部
材の表面の移動方向が同一であることを特徴とする請求
項３，４または５記載の現像装置。
【請求項１４】現像部材表面での所定の面積あたりの
現像剤量をｗ１、表面の移動速度をｕ１、帯電移送部材
表面での面積あたりの現像剤量をｗ２、表面の移動速度
をｕ２とすると、ｕ２／ｕ１≧ｗ１／ｗ２であることを特徴とする請求項３記載の現像装置。
【請求項１５】現像部材上に所定量の帯電したトナー
層を付着させたときのトナー層の表面電位をＶｔ、帯電
移送ローラーと現像部材の電位差を△Ｖとしたとき、｜
Ｖｔ｜≦｜△Ｖ｜≦｜Ｖｔ｜＋１００Ｖであることを特
徴とする請求項５記載の現像装置。