JPH0223864B2

JPH0223864B2 -

Info

Publication number: JPH0223864B2
Application number: JP57091448A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kaneko; Koji Sakamoto; Fuchio Sugano
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1982-05-31
Filing date: 1982-05-31
Publication date: 1990-05-25
Also published as: JPS58208769A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、現像剤担持体に担持された現像剤を
用いて、潜像担持体に形成された静電潜像を可視
像化する現像装置、特にその現像剤担持体に関す
る。

〔従来の技術〕

上記形式の現像装置は電子複写機等の各種記録
装置において従来より広く採用されている。この
ような現像装置により可視像化される静電潜像を
その空間周波数の高低によつて大別すると、高空
間周波数成分から成る所謂ライン画像（線状の静
電潜像）と、低空間周波数成分から成る所謂ベタ
画像（面状の静電潜像）とに分けることができ、
これらの画像を可視像化する際にはそれぞれ異な
つた要求が課せられる。即ちベタ画像について
は、その表面電位の高低にほぼ対応した濃度の可
視像を得るべきことが、ライン画像についてはそ
の表面電位が高いときだけでなく、これがかなり
低いときにもその表面電位の割には高い濃度の可
視像を得るべきことが要求される。このような要
求は、現像剤としてトナーの外にキヤリヤを含む
二成分系現像剤を用いると、比較的簡単に満たす
ことができるが、キヤリヤを含まない一成分系現
像装置を用いた従来の現像装置によつては、上記
要求を満たすことは容易ではない。

上述した観点から、本出願人は一成分系現像剤
を用いたときにも現像効率の低下を抑えつつ、上
述の要求を高い程度まで満足させることのできる
現像装置、特にその現像剤担持体の構成を提案し
た（特願昭55−185726号）。この提案に係る現像
剤担持体は、導電性支持体と、この支持体に対し
て電気的に絶縁状態にあり且つ互いに電気的絶縁
状態にある、例えば10μ乃至500μ程度のサイズの
多数の微小電極とを有しており、この微小電極が
二成分系現像剤におけるキヤリヤと同様に作用し
て、先に説明した要求をほぼ満足させることがで
きる。

ところで、上述の提案に係る現像剤担持体を用
いた場合、これに設けられた微小電極の、潜像担
持体に対向した部分が潜像担持体の表面に対して
平行に位置していると、ぼけのないシヤープな可
視像が得られる。このような現像剤担持体を得る
には、例えば平板状の微小電極を用い、これをそ
の平坦な面が潜像担持体の表面に対して平行に向
くように、誘電体を介して導電性支持体に固定す
ればよいが、かかる現像剤担持体を製造すること
は容易ではなく、コストの上昇を招く。

そこで、微小電極を構成する導電性粒子に誘電
性樹脂を被覆した得た粒子を、導電性支持体上に
誘電体を介して固定し、その表面を研削して少な
くとも一部の導電性粒子を現像剤担持体の表面に
露出させると、潜像担持体に対向した微小電極部
分が潜像担持体の表面に平行に位置する現像剤担
持体を簡単に製造することができる。微小電極を
構成する導電性粒子には予め誘電性樹脂が被覆さ
れているので、粒子同士の接触を防止することも
でき、微小電極としての機能を損う恐れをなくす
ことが可能である。

ところが、上述の製造方法では、現像剤担持体
の表面を研削した際、導電性粒子の端部にバリが
生じ、これが隣りの導電性粒子に接触する恐れが
ある。このような接触を生じると各導電性粒子同
士が導通状態となり、微小電極とは言えない大サ
イズの電極が形成され、微小電極の機能が失われ
る。

〔目的〕

本発明は上述した新規な認識に基づきなされた
ものであり、簡単な構成によつて上述の問題を解
決した冒頭に記載した形式の現像装置を提供する
ことを目的とする。

〔構成〕

本発明は上記目的を達成するため、現像剤担持
体が、導電性支持体と、該支持体に対して実質的
に電気的に絶縁状態にあり且つ互いに実質的に絶
縁状態にある微小電極としての多数の導電性粒子
を有し、該導電性粒子には、体積固有抵抗率が
10¹²Ω・cm以上であり、厚みが0.5μ乃至0.5mmであ
る樹脂が予め被覆され、現像剤担持体の表面が研
削されていて、少なくとも一部の導電性粒子が現
像剤担持体の表面に露出している構成を提案す
る。

導電性粒子に被覆する樹脂の厚みを、0.5μ乃至
0.1mmに設定すると特に有利である。

〔作用及び効果〕

上述の構成によれば、各導電性粒子を、これに
被覆された樹脂を介して1μ以上離すことができ、
従つて現像剤担持体の表面を研削したときに導電
性粒子にバリができても、これが隣りの粒子に接
触することを阻止できる。しかも各導電性粒子同
士が離れすぎて微小電極としての機能が失われる
こともない。

また各導電性粒子のバリは、完成した現像剤担
持体の使用時に、これに加えられる外力によつて
生じることもあるが、この場合も本発明の構成に
よつて粒子同士の導通を防止できる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る現像剤担持体の構成をその
製造方法の例を説明することによつて明らかにす
る。

実施例１導電性粒子として、70〜80μのサイズにふるい
分けされたアルミニウム粒子を用い、これを体積
固有抵抗率10¹⁴Ω・cmのエポキシ樹脂を溶かした
溶剤中に混入し、これをボールミルによつて約１
時間攪拌し、導電性粒子を充分に分散させた。次
いでこれをスプレードライヤーを用いてスプレー
すると共に乾燥させ、エポキシ樹脂を被覆したア
ルミニウムの導電性粒子を得た。このときエポキ
シ樹脂のコート層厚みは約3μであつた。

次に第１図ａに示すように、例えば中空円筒状
の導電性支持体１を用意する。完成した現像剤担
持体を使用する現像装置が磁性現像剤を用いるも
のであるときには、導電性支持体１として非磁性
体（アルミニウム、ステンレス鋼等）から成るも
のを用意する。

支持体１の外周面を必要に応じて脱脂処理し、
しかる後この外周面全体に静電塗装機３によつて
誘電性パウダー２を塗布する。このパウダー２と
しては、エポキシ樹脂等の適宜な樹脂を用いるこ
ともできるが、本例ではポリエステル樹脂粉末を
用いた。パウダーの塗布後これを硬化させ、導電
性支持体１の外周面全体に第２図ａに示す如く誘
電体層２ａを形成し、必要に応じてその表面を研
磨する。本例では研磨後の誘電体層２ａの厚さは
約0.5mmであつた。次いで第２図ｂに示す如く、
誘電体層２ａの表面に誘電性の接着剤５の一例で
あるエポキシ系接着剤を圧送式エアスプレー４
（第１図ｂ）によつて塗布する。

次に、操着剤を硬化させる前に、接着剤層５の
上からエポキシ樹脂を被覆して成る前述の粒子６
ａを散布して粒子層６を形成する（第２図ｃ）。
この粒子６ａの散布のため、第１図ｃに示す如く
ホツパ８に粒子６ａを収容しておき、その下部の
出口スリツト７から粒子６ａを少量ずつ落下さ
せ、これを接着剤層５上にふりかけた。各粒子に
は、誘電性エポキシ樹脂が被覆されているので、
散布された後の導電性粒子は互いに電気的に絶縁
状態にあり、しかも導電性支持体１に対しても電
気的に絶縁状態にある。

次に接着剤層５を硬化させる前に、第１図ｄに
示す如く熱収縮性のチユーブ２０を粒子層６の上
からかぶせ、これに熱を加えて収縮させ、その収
縮力で粒子６ａを押え付け、粒子６ａの配列状態
を揃え、これをほぼ一層の層とする（第２図ｄ）。
ここでは50μ厚みのポリエステル製のテユーブ２
０を用いた。

次に、チユープ２０を除去した後、粒子層６の
上から更に誘電性接着剤を塗布し、第２図ｅに示
す如く第２の誘電性接着剤層９を形成する。第２
の接着剤層９としては第１の接着剤層５と同じエ
ポキシ樹脂を用いた。

次いで、第２の接着剤層９を完全に硬化させた
後、その表面を研削し、表面を円滑にすると共
に、第２図ｆ及びｇに示す如く少なくとも一部の
アルミニウム粒子を表面に露出させる。この研削
は第１図ｅに示す如く時計方向に回転する第１の
砥石１０と、反時計方向に回転する第２の砥石１
１との間に各層２ａ，５，６，９の形成された導
電性支持体１を固定し、これら砥石１０，１１に
よつて第２の接着剤層９の表面を研削する。次に
表面の研磨材を洗浄し、外径寸法の検査を行え
ば、最終的な現像剤担持体１２が完成する。必要
に応じてこの表面に更に極く薄い誘電体の膜を被
覆してもよい。

実施例２導電性粒子として40乃至50μのサイズの鉄粒子
を用い、これに対して、体積固有抵抗率１０¹⁵
Ω・cmのアクリル樹脂を溶解した溶剤をスプレー
と、これを乾燥させて約1μの厚みのアクリル樹
脂コート層を有する粒子を得た。この粒子を用い
て実施例１と同じ方法で現像剤担持体を製造し
た。

実施例３実施例１と同じく樹脂をコートしたアルミニウ
ムから成る導電性粒子をシリコーンゴム中に分散
しておいたものを、100μ乃至500μの厚さのシー
ト状（円筒状でもよい）に成形し、これを実施例
１におけると同様に導電性支持体１上に形成した
誘電体層２ａ上に巻き付けて固定し、その表面を
研削して、導電性粒子の少なくとも一部を露出さ
せ現像剤担持体を得た。

実施例１及び２のように、各導電性粒子を被覆
する樹脂と、第１及び第２の接着剤層の樹脂とし
て互いに相溶性の良いものを用いることによつ
て、各粒子を強固に固着させ、これが容易に離脱
する不都合を防止できる。

上記実施例においては、導電性支持体１上に誘
電体層２ａを形成したが、これは、完成した現像
剤担持体１２における、導電性支持体１を除く層
の厚さｔ（第２図ｆ）を所望の厚さにするための
ものである。従つて接着剤層５，９だけで充分な
厚みｔが得られるときは、誘電体層２ａを省略し
てもよい。

次に、上述の如くして製造された現像剤担持体
の基本的な機能を図面を参照して説明する。

第３図ａ，ｂは感光体１３として構成された潜
像担持体と、これにわずかな間隙をあけて位置す
る現像剤担持体１２が、現像の行われる現像領域
Ｄ（第５図、第６図参照）にて互いに対向してい
る状態を示す説明図である。ここに一例として示
した感光体１３は導電性基体１４と、その表面に
設けられた感光層１５とから成り、また現像剤担
持体１２としては第２図ｆに示たものが使用され
ている。但し、第３図には誘電体層２ａ、第１の
接着剤層５及び第２の接着剤層９を１つの層とし
て示してある。感光体１３と現像剤担持体１２と
の間には、所定の極性（第３図ではこれを負とす
る）に帯電されたトナー粒子のみ、又はこれに混
合されたキヤリヤ以外の成分から成る一成分系現
像剤、すなわちトナー（図示せず）が担持体１２
に支持された状態で位置している。感光体１３の
感光層１５には、例えば、トナー粒子の帯電極性
と逆極性の電荷によつて静電潜像L₁，L₂が形成
され、第３図ａに示す潜像L₁が線状のライン画
像、第３図ｂに示す潜像L₂が画状のベタ画像で
ある。

現像剤担持体１２に担持されたトナーが感光層
１５の潜像L₁，L₂に静電的に付着することによ
り潜像が可視像化されるが、トナーが潜像L₁，
L₂に付着する量は、感光層１５の表面近傍にお
ける電界が強い程多くなり現像された可視像の濃
度が濃くなる。そこで各潜像L₁，L₂の電荷に基
づき生ぜしめられる電界の強さについて考えてみ
ると、先ず静電潜像が第３図ａに示すライン画像
であると、この潜像L₁から出た電気力線は、そ
の一部が導電性支持体１に向かうとしても、その
多くが第３図ａに示す如く感光層１５の地肌部
（潜像L₁の形成されていない部分）に向かう。こ
れは、感光体１３に対する対向電極としての作用
をなす導電性支持体１が存在しているが、互いに
電気的に絶縁状態にあり且つ導電性支持体１に対
しても電気的に絶縁状態にある多数の微小電極６
ｂが感光層１５の近傍に位置しているためであ
る。微小電極６ｂが存在すると、これが無いとき
に比べ、潜像L₁から出て地肌部へ向かう電気力
線の数が増大するのである。このように潜像L₁
と地肌部との間に電界が生ぜしめられる現像がエ
ツジ効果であり、微小電極６ｂに設けることによ
つてエツジ効果を増大させることができる。この
ようにして第３図ａに示す潜像L₂表面の近傍に
おける電界の強さ、従つて潜像L₁に付着するト
ナーの量は、微小電極を設けない場合に比べて増
大し、その可視像の濃度が高まる。

一方、第３図ｂに示すベタ画像の静電潜像L₂
においては、この潜像L₂の縁部を除く中央領域
から出た電気力線は、対向電極としての導電性支
持体１に向かう。これは、潜像L₂の中央領域か
ら感光層１５における地肌部までの誘電厚みより
も、この中央領域から支持体１までの誘電厚みの
方が小さいことに基因する。この現像は、微小電
極６ｂが存在しなくとも同様に生ずる。換言すれ
ば、ベタ画像については、微小電極６ｂの有無に
よつて、潜像L₂における中央領域の表面近傍で
の電界の強さが大きく影響されることはない。

上述のように、微小電極６ａを設けることによ
り、ライン画像の現像効率だけを特に高めること
ができ、この関係を、複写すべき原稿画像の濃度
と、複写された可視像の濃度の関係を表わすと第
４図の如くなる。第４図の破線Ａはライン画像よ
り得られた可視像の濃度関係を、実線Ｂはベタ画
像より得られた可視像の濃度関係を示す。破線Ａ
及び実線Ｂを比較すれば判るように、破線Ａの立
上り勾配は実線Ｂのそれよりも急激となつてお
り、これは、ライン画像がベタ画像よりも高い現
像効率で可視像化されるためである。通常のオペ
レータは、原稿の細線画像（ライン画像）を、そ
の濃度が薄くとも明瞭に再現し、濃度の濃い複写
画像を得たいと考えるのが普通であり、他方、原
稿の広面積画像（ベタ画像）についてはその原稿
画像濃度にほぼ対応した濃度の複写画像を得たい
と考えるのが普通であつて、第３図ａ，ｂに示し
た現像剤担持体により、この要求を満たすことが
できる。

また第３図ａ，ｂに示したように、各微小電極
６ｂの感光体１３に対向する部分は、前述の研削
によつて、感光体１３の表面に対して平行に位置
しているため、静電潜像と微小電極の間に形成さ
れる電気力線を、潜像のエツジ部領域を除いてほ
ぼ直線状にすることができ、これによつて潜像か
ら外れた感光体表面にトナーが付着することを防
止でき、ぼけのないシヤープな可視像を得ること
ができる。

次に第５図は、現像剤担持体１２を有する現像
装置２１を示し、本発明の理解のため、これにつ
いても簡単に説明しておく。この現像装置２１で
は高抵抗磁性トナー粒子の一成分系現像剤（トナ
ー）２２が用いられ、その体積固有抵抗率は10¹⁰
Ω・cm以上であり、実際の実験では10¹⁵Ω・cm以
上のトナーを用いた。現像剤担持体１２には、交
互に逆極性の極性を有するローラ状の磁石２４が
内設され、該担持体１２には反時計方向に、磁石
２４は時計方向に回転駆動され、この回転によつ
てタンク２３内のトナー２２が担持体１２に磁力
により担持されつつ反時計方向に搬送され、ブレ
ード２５より成る現像剤層厚規制部材によつて極
く薄く規制される。ブレード２５は磁性弾性板か
ら成り、磁石２４の磁力で担持体１２表面に対し
て押し付けられ、これによりトナー２２の層厚を
規制する。このようにブレード２５がトナーを介
して担持体１２に押え付けられると、この押圧力
によつて、微小電極６ｂを構成する粒子にバリが
生ぜしめられることがあるが、各粒子間の間隔が
1μ以上と比較的大きいため、バリによつて粒子
同士が導通することはない。

層厚を規制されたトナーはベルト状の感光体１
３として形成された潜像担持体と、現像剤担持体
１２との対向した現像領域Ｄへ搬送され、トナー
はこの搬送中に担持体１２の表面との摩擦等によ
り所定の極性に帯電される。一方、ローラ２６，
２７，２８に巻き掛けられた感光体１３は矢印方
向に駆動され、図示していない潜像形成手段によ
つてその表面に静電潜像が形成される。現像領域
Ｄに至つた担持体１２上のトナーは、第３図を参
照して先に説明したように感光体１３上の潜像に
付着し、該潜像を可視像化する。感光体１３はト
ナーを介して現像剤担持体１２に押圧されている
が、このような接触現像法によると、担持体１２
の表面には感光体１３から大きな外力が及ぼされ
るが、担持体１２上の微小電極６ｂは担持体１２
に強固に固着されているので、その脱落を防止で
きる。

感光体上に形成された可視像は、図示していな
い転写装置により転写紙に転写され、感光体１３
に付着せず現像領域Ｄを通過したトナーは再びタ
ンク２３へ戻される。

第６図においては、感光体１３が矢印方向に回
転されるドラム状に形成され、また現像剤層厚規
制部材が剛体から成るドクターブレード１２５と
して形成され、更にドクターブレード１２５で層
厚を規制されたトナーが磁性ならし板２２５によ
つてその厚さを均一にならされ、またタンク２３
に戻されたトナーが掻き取り板２９によつて掻き
取られるようになつている。その他の構成は第５
図に示す構成と実質的に同一である。

感光体１３と現像剤担持体１２との間のギヤツ
プg₁は100μ程度と比較的大きく、担持体１２上の
トナー層の厚みｄは20乃至30μ程度であつて、こ
の状態で所謂非接触現像が行われる。

以上本発明の有利な実施例を説明したが、さら
に次の如き各種の改変が可能である。

現像剤担持体表面にトナー粒子の径の1/2乃至
３倍程度の微小な凹部を形成し、現像剤の搬送量
を一定に保つように構成できるが、このような現
像剤担持体を製造するには、例えば、先に実施例
１乃至３にて説明したように第２の接着剤層を研
削して、導電性粒子の少なくとも一部を露出させ
た後、この表面をサンドブラスト加工、或いはエ
ツチング処理することによつて、該表面に微小な
凹部を形成すればよい。また、第２の接着剤層の
表面を研削した後、所定のエツチング液を用いて
導電性粒子をエツチング処理し、第７図に示す如
く導電性粒子の上部の一部を取り除いて凹部３０
を形成し、該凹部３０の底に微小電極６ｂが位置
するように構成することもできる。

微小電極を構成する導電性粒子としては、アル
ミニウムや鉄のほかに、磁性、非磁性の適宜な導
電性材料、例えば、銅、青銅、ニツケル、フエラ
イト、ステンレス等の金属を用いることができ、
その形状も球形、直方体、立方体等の適宜な形態
にすることができる。

また実施例１乃至３において示した誘電体層と
して弾性体を用いることもできる。

本発明に係る現像剤担持体は、第５図及第第６
図に例示した現像装置以外の各種現像装置にも適
用できることは明らかであり、また現像剤担持体
をシート状ないしはベルト状に形成することも可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ乃至ｅは、本発明に係る現像剤担持体
の製造方法の工程を示す説明図、第２図ａ乃至ｇ
は、現像剤担持体の製造工程順にその形態を模式
的に示した縦断面図と正面図、第３図ａ，ｂは、
現像剤担持体の機能の一例を示す説明図、第４図
は原稿画像の濃度と、可視像の濃度との関係の一
例を示すグラフ、第５図及び第６図は本発明に係
る現像剤担持体を有する現像装置の断面図、第７
図は現像剤担持体表面に凹部を形成する方法を説
明する断面図である。１……導電性支持体、６ｂ……微小電極、１２
……現像剤担持体、２１……現像装置、２２……
現像剤。

Claims

【特許請求の範囲】１現像剤担持体に担持された一成分系現像剤を
用いて、潜像担持体に形成された静電潜像を可視
像化する現像装置において、前記現像剤担持体が、導電性支持体と、該支持
体に対して実質的に電気的に絶縁状態にあり且つ
互いに実質的に絶縁状態にある微小電極としての
多数の導電性粒子を有し、該導電性粒子には、体
積固有抵抗率が10¹²Ω・cm以上であり、厚みが
0.5μ乃至0.5mmである樹脂が予め被覆され、現像
剤担持体の表面が研削されていて、少なくとも一
部の導電性粒子が現像剤担持体の表面に露出して
いることを特徴とする前記現像装置。２前記樹脂の厚みが0.5μ乃至0.1mmである特許
請求の範囲第１項に記載の現像装置。