JP2715294B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転駆動されながら表面にトナーを担持し
て搬送するトナー担持体と、該トナー担持体に担持され
て搬送されるトナーの層厚を規制する層厚規制手段とを
具備し、該層厚規制手段によって層厚を規制されたトナ
ーによって、潜像担持体に形成された静電潜像を可視像
化する現像装置に関する。

〔従来の技術〕

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、すなわち一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。

ところで、一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、必要と
される程度まで充分に帯電したトナーを必要量現像領域
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。ところが従来の現像装置においては、可視像
の画質を低下させずに現像領域に充分な量のトナーを搬
送することは難しかった。特にカラートナーを用いた現
像装置では、黒トナーを用いた現像装置におけるより
も、所定濃度の可視像を得るために多量のトナーを現像
領域に搬送する必要があり、従来の現像装置ではこれに
対処することが困難であった。

また、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。
ところ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。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、上記従来の欠点を除去し、充分に帯
電したトナーを必要量現像領域へ搬送でき、高品質な可
視像を形成できる現像装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

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、導電性の
基体表面に、その体積固有抵抗率よりも高い体積固有抵
抗率を有する第１の物質と、これよりもさらに高い体積
固有抵抗率を有する第２の物質を規則的又は不規則状態
で配置したトナー担持体を用い、前記トナー担持体の回
転方向に関し、前記層厚規制手段によるトナー層厚規制
部よりも上流側であって、静電潜像の可視像化が行われ
る現像領域よりも下流側に位置し、かつトナー担持体の
表面に接触して、前記第１の物質と第２の物質のうちの
少なくとも第２の物質を所定の極性に帯電させ、両物質
の表面電位の相違により、トナー担持体表面の近傍に微
小閉電界を形成する担持体帯電手段と、前記トナー担持
体に供給されるトナーを所定の極性に帯電させるトナー
帯電手段と、前記トナー担持体の回転方向に関し、前記
層厚規制手段によるトナー層厚規制部よりも上流側であ
って、静電潜像の可視像化が行われる現像領域よりも下
流側に位置し、かつ前記担持体帯電手段により帯電され
て微小閉電界が形成されたトナー担持体の表面に帯電し
たトナーを連続的に供給するトナー供給手段とを具備す
ることを特徴とする現像装置を提案する。

同じく、本発明は、前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、導電性の基体表面に、その体積固有抵抗率よりも高
い体積固有抵抗率を有する第１の物質と、これよりもさ
らに高い体積固有抵抗率を有する第２の物質を規則的又
は不規則状態で配置したトナー担持体を用い、前記トナ
ー担持体の回転方向に関し、前記層厚規制手段によるト
ナー層厚規制部よりも上流側であって、静電潜像の可視
像化が行われる現像領域よりも下流側に位置し、かつ回
転駆動されながらトナー担持体の表面に接触し、前記第
１の物質と第２の物質のうちの少なくとも第２の物質を
所定の極性に帯電させ、両物質の表面電位の相違によ
り、トナー担持体表面の近傍に微小閉電界を形成すると
共に、該トナー担持体に供給されるトナーを所定の極性
に帯電させ、かつ微小閉電界が形成されたトナー担持体
の表面に帯電したトナーを連続的に供給するトナー供給
ローラを設けたことを特徴とする現像装置を提案する。

さらに、本発明は、前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、バイアス電圧の印加される導電性の基体表面に、そ
の体積固有抵抗率よりも高い体積固有抵抗率を有する第
１の物質と、これよりもさらに高い体積固有抵抗率を有
する第２の物質を規則的又は不規則状態で配置し、さら
にその表面に電荷リーク防止層を積層したトナー担持体
を用い、前記トナー担持体の回転方向に関し、前記層厚
規制手段によるトナー層厚規制部よりも上流側であっ
て、静電潜像の可視像化が行われる現像領域よりも下流
側に位置し、かつトナー担持体の表面に接触して、該ト
ナー担持体の表面を所定の極性に帯電させ、該表面の近
傍に微小閉電界を形成する担持体帯電手段と、前記トナ
ー担持体に供給されるトナーを所定の極性に帯電させる
トナー帯電手段と、前記トナー担持体の回転方向に関
し、前記層厚規制手段によるトナー層厚規制部よりも上
流側であって、静電潜像の可視像化が行われる現像領域
よりも下流側に位置し、かつ前記担持体帯電手段により
帯電されて微小閉電界が形成されたトナー担持体の表面
に帯電したトナーを連続的に供給するトナー供給手段と
を具備することを特徴とする現像装置を提案する。

また、本発明は、前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、
バイアス電圧の印加される導電性の基体表面に、その体
積固有抵抗率よりも高い体積固有抵抗率を有する第１の
物質と、これよりもさらに高い体積固有抵抗率を有する
第２の物質を規則的又は不規則状態で配置し、さらにそ
の表面に電荷リーク防止層を積層したトナー担持体を用
い、前記トナー担持体の回転方向に関し、前記層厚規制
手段によるトナー層厚規制部よりも上流側であって、静
電潜像の可視像化が行われる現像領域よりも下流側に位
置し、かつ回転駆動されながらトナー担持体の表面に接
触し、該トナー担持体の表面を所定の極性に帯電させ、
該表面の近傍に微小閉電界を形成すると共に、該トナー
担持体に供給されるトナーを所定の極性に帯電させ、か
つ微小閉電界が形成されたトナー担持体の表面に帯電ト
ナーを連続的に供給するトナー供給ローラを設けたこと
を特徴とする現像装置を提案する。

その際、上記各構成において、第１の物質の体積固有
抵抗率が10³乃至10⁸Ω・cm、第２の物質の体積固有抵抗
率が10⁹乃至10¹⁵Ω・cmであると有利である。

〔実施例〕

以下、本発明の実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。

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外添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10⁷〜10¹²Ωcm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、第６図にも示した如き現
像ローラ５が支持され、該ローラ５は感光体１に対向し
て、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反時計方向に回転駆動される。か
かるトナー供給ローラ６は、後述するように、現像ロー
ラ５の表面にトナーを連続的に供給するトナー供給手段
の一例を構成している。

トナー容器３内のトナー４は、時計方向に回転するア
ジテータ７により撹拌されつつ、トナー供給ローラ６に
運ばれ、次いでこのローラ６によって現像ローラ５に供
給される。この供給時にトナーは所定の極性、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て該ローラ５に担
持される。このように、本例の現像装置２では、トナー
供給ローラ６が、現像ローラ５に供給されるトナーを所
定の極性に帯電させるトナー帯電手段を構成している。
これらに関連する構成と作用については後に詳しく説明
する。

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、層厚規制手段の一例で
あるドクターブレード８によってならされ、均一な厚さ
に規制される。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。ドクターブレード８は弾性支持部材30に支
持されている。

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。

上述のように、本例の現像装置２は、回転駆動されな
がら表面にトナーを担持して搬送する現像ローラ５より
成るトナー担持体と、このトナー担持体に担持されて搬
送されるトナーの層厚を規制するドクターブレード８と
して構成された層厚規制手段とを具備し、該層厚規制手
段によって層厚を規制されたトナーによって、感光体１
より成る潜像担持体に形成された静電潜像を可視像化す
る。かかる構成は、後述する各具体例の構成に共通する
ものである。

上述した構成自体は従来より公知な現像装置と変りは
ない。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、特
にカラートナーを用いた場合には、これにより形成され
た可視像の濃度が低下する恐れがあった。

そこで、図示した現像装置においては、第２図乃至第
４図に模式的に拡大して示したように、現像ローラ５と
して、例えばAl、Fe、Cu等の金属製の導電性ローラ10よ
り成る導電性の基体と、その周囲表面に固着された第１
及び第２の物質11,12とを具備するローラが用いられて
いる。第１の物質11の体積固有抵抗率は、導電性の基体
表面（本例では導電性ローラ10）よりも高い体積固有抵
抗率を有し、第２の物質12は第１の物質11の抵抗率より
もさらに高い体積固有抵抗率を有している。

第３図では両物質11と12を識別しやすくするため、第
２の物質12に対して横線を付して示してあるが（第７図
乃至第10図も同じ）、この図並びに第２図及び第４図か
ら判るように、第１の物質11と第２の物質12は交互に規
則的に、又は不規則状態で配置され、これらが現像ロー
ラ５の表面に露出し、その表面は平滑に形成されてい
る。

各第１の物質11と第２の物質12の表面形状は適宜設定
できるが、これが第３図に例示する如く矩形であるとし
た場合、その一辺の長さD1,D2は例えば10乃至500μｍ、
特に100乃至500μｍ程度の適宜な値に設定され、その厚
みＴは例えば500μｍ程度に設定される。両物質11,12の
サイズや、その体積固有抵抗率は、後述する閉電界の強
度を高め、現像ローラ５上に最適な量のトナーを担持さ
せることができるように、適宜な値に選択される。

また本例では、第１の物質11と第２の物質12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。

さらに、現像ローラ５の導電性ローラ10には電源50に
よって直流、又は交流やパルス電圧などの交番電圧、或
いは両者の重畳電圧が印加されている。同様にトナー供
給ローラ６にも、必要に応じて電源51によってバイアス
電圧が印加される。

上述のように、本例の現像装置は、トナー担持体とし
て、導電性の基体表面に、その体積固有抵抗率よりも高
い体積固有抵抗率を有する第１の物質と、これよりもさ
らに高い体積固有抵抗率を有する第２の物質を規則的又
は不規則状態で配置したトナー担持体が用いられてい
る。

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の回転方向に関して、ドクターブレード８による
トナー層厚規制部よりも上流側で、現像領域９よりも下
流側に位置と、回転駆動されなから現像ローラ５の表面
に接触する。かかるトナー供給ローラ６は、現像ローラ
５の第１の物質11と第２の物質12に接触して、これらを
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（例えばポリウレ
タン発泡体）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に圧接しているが、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
両物質11,12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。このよ
うに本例では、トナー供給ローラ６が、現像ローラ５の
表面を帯電させる担持体帯電手段を構成している。

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。

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。ここで現像ローラ５
上に担持されている、現像に供給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の第１の物質11と第２の物質
12が、トナー供給ローラ６と接触し、その摩擦によって
トナーの帯電極性の負極性に帯電される。その際、現像
領域９を通過した現像ローラ周面の物質11,12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、第１及び第２
の物質11,12をほぼ飽和状態まで帯電させることによ
り、残像をなくし、現像ローラ５を初期化することが可
能である。

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の周面に静電的に付着する。

このとき、現像ローラ５の第１の物質11と第２の物質
12は負極性に摩擦帯電しているが、その抵抗率が互いに
相違するため、第５図に模式的に示すように第２の物質
12の電荷量の方が第１の物質11の電荷量よりも多くな
り、両者の表面電位に相違を生じる。このため、両物質
11と12の間には閉電界が形成される。

現像ローラ５の表面には無数と言える程多数の第１の
物質11と第２の物質12が交互に位置しているので、これ
に対応して、現像ローラ５の表面近傍に、微小閉電界
（マイクロフィールド）が、現像ローラ表面に一様に分
布した状態で形成される。すなわち、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。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のである。

第１の物質11と第２の物質12の表面サイズは前述のよ
うに大変微小であるため、各閉電界も微小なものとな
り、これにより各閉電界は所謂エッ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。かかる高強度の閉電界によって、正に帯電し
たトナーは、第２図に模式的に示したように第２の物質
12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。すなわち帯電したトナーは閉電界
の内部に強い束縛力を与えられ、その電気力線に沿って
現像ローラ５上に保持されるのである。

その際、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電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
電界によって現像ローラ５の表面に強く保持されるが、
帯電量の小なるトナーがこれに混在していても、かかる
トナー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
量の現像領域９へ搬送され、前述の如く静電潜像の可視
像化に供される。現像領域９では現像ローラ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る。こ
のようにして可視像の画像濃度を高め、かつその地汚れ
を防止することができる。

具体的に例示すると、可視像の地汚れを防止でき、か
つそのシャープネスを高めるべく、５乃至20（好ましく
は10乃至15）μc/g程に帯電したトナーを、例えば0.8乃
至1.2mg/cm²、又はそれ以上、現像領域へ搬送でき、ト
ナーが黒色のときも、又はカラートナーのときも、高品
質な可視像を形成できる。しかも現像ローラ５の表面線
速を感光体１の表面線速に近づけ、又はこれらを等しく
しても、トナー不足を生ずることはない。

なお、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電界だけが形成
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、いずれにしても閉電界が存在する
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。

また、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、第１の物質11と第２の
物質12をトナーと逆極性に帯電させたが、トナーの帯電
極性と同極性に両物質11,12を帯電させ、特に第１の物
質11の表面上に多量のトナーを付着させることもでき
る。

さらに、第１の物質11を実質的に帯電させず、第２の
物質11だけを所定の極性に帯電させ、これらの間に閉電
界を形成してトナーを担持させることもでき、要は第１
の物質と第２の物質のうち、少なくとも、体積固有抵抗
率の高い第２の物質を帯電させ、両者の表面電位の相違
により閉電界を形成してトナーを担持させればよい。

上述した各構成例に対応できるように、第１の物質11
の体積固有抵抗率を、例えば10³乃至10⁸Ω・cm程度に、
また第２の物質12の体積固有抵抗率を、例えば10⁹乃至1
0¹⁵Ω・cm程度に設定することができる。この点は、第
１図を参照して後に説明する実施例においても同様であ
る。

また先にも説明したように、第１の物質と第２の物質
の表面形状やサイズは適宜選択できるが、その配列状態
も適宜設定でき、例えば第７図及び第８図に示すよう
に、第１の物質11の中に、適宜な表面形状の第２の物質
12が存在するようにし、或いはその逆に、第10図に例示
する如く第２の物質12の中に適宜な形状の第１の物質11
が存在するようにしてもよい。又は第９図に示すように
長く延びる第１の物質11と第２の物質12を交互に配置し
てもよい。第８図に示すように各第２の物質12（又は第
１の物質）の表面形状を円形にしたとき、その直径は、
例えば10乃至500μｍ、特に50乃至300μｍ程度に設定さ
れ、第９図のように各第２の物質12を微小幅形状にした
ときも、その各幅と間隔が例えば10乃至500μｍ程に設
定される。

以上のように、本発明に係る現像装置は、トナー担持
体の回転方向に関し、層厚規制手段によるトナー層厚規
制部よりも上流側であって、静電潜像の可視像化が行わ
れる現像領域よりも下流側に位置し、かつトナー担持体
の表面に接触して、第１の物質と第２の物質のうちの少
なくとも第２の物質を所定の極性に帯電させ、両物質の
表面電位の相違により、トナー担持体表面の近傍に微小
閉電界を形成する担持体帯電手段と、トナー担持体に供
給されるトナーを所定の極性に帯電させるトナー帯電手
段と、トナー担持体の回転方向に関し、前記層厚規制手
段によるトナー層厚規制部よりも上流側であって、静電
潜像の可視像化が行われる現像領域よりも下流側に位置
し、かつ前記担持体帯電手段により帯電されて微小閉電
界が形成されたトナー担持体の表面に帯電したトナーを
連続的に供給するトナー供給手段とを具備する。

その際、本例の現像装置では、担持体帯電手段と、ト
ナー帯電手段と、トナー供給手段が、トナー供給ローラ
６によって構成されている。すなわち、本例の現像装置
には、トナー担持体の回転方向に関し、層厚規制手段に
よるトナー層厚規制部よりも上流側であって、静電潜像
の可視像化が行われる現像領域よりも下流側に位置し、
かつ回転駆動されながらトナー担持体の表面に接触し、
前記第１の物質と第２の物質のうちの少なくとも第２の
物質を所定の極性に帯電させ、両物質の表面電位の相違
により、トナー担持体表面の近傍に微小閉電界を形成す
ると共に、該トナー担持体に供給されるトナーを所定の
極性に帯電させ、かつ微小閉電界が形成されたトナー担
持体の表面に帯電したトナーを連続的に供給するトナー
供給ローラが設けられている。これにより、現像装置の
構成を簡素化でき、コストの低減を達成できる。

ところで、現像ローラ５の導電性ローラ10には、前述
の通り、直流電圧や、交番電圧、又は両者の重畳電圧が
電源50によって印加されている。直流電圧の印加により
可視像の地汚れを防止でき、また交番電圧（又はこれに
直流電圧を重畳した電圧）を印加することにより、現像
濃度曲線（所謂γ曲線）を補正でき、中間調画像の再現
性を高めることができる。

ところが、現像ローラに高い直流電圧や、ピーク ト
ゥ ピーク値の高い交番電圧、或いはこれらの重畳電圧
を印加すると、特に接触現像方式を採用したり、感光体
表面の感光層が局部的に破損しているような場合、現像
領域９において現像ローラと感光体との間で放電による
電荷のリークが発生し、これによって感光体上の静電潜
像が乱され、可視像の画質が低下する恐れがある。とこ
ろが図示した現像ローラ５は、その導電性ローラ10より
も体積固有抵抗率の高い第１の物質11と、これよりもさ
らに抵抗率の高い第２の物質12が表面に露出していて、
導電性ローラの導電面は表面に露出していない。このた
め、両物質11,12が現像ローラ５と感光体１との間の電
荷のリークを防止する働きをなし、電荷のリークに基づ
く静電潜像の乱れを阻止ないしは抑制することができ
る。

これに対し、第１及び第２の物質11,12、特に体積固
有抵抗率の低い方の第１の物質11として、比較的抵抗率
の低い物質を用いた場合には、第１及び第２の物質11,1
2だけで電荷のリークを完全に阻止できない場合もあ
る。そこで、第11図に示した実施例では、現像ローラ５
の第１及び第２の物質11,12の表面にさらに電荷リーク
防止層60が積層されている。このリーク防止層60は、第
１及び第２の物質11,12のうち、最も体積固有抵抗率の
低いものよりも高い体積固有抵抗率、例えば10⁸Ω・cm
以上、特に10¹²Ω・cm以上の物質で構成され、例えば10
0μｍ程度の厚さで積層される。このようなリーク防止
層60を現像ローラ表面に設けることにより、前述の電荷
のリークをより確実に防止でき、第１図に示したよう
に、現像ローラ５と感光体１をトナーを介して接触させ
る接触現像方式を支障なく採用できる。また現像ローラ
５に高い電圧、特にピーク トゥ ピーク値の大なる交
番電圧を印加することが可能となる。またリーク防止層
60によって、第１及び第２の物質11,12の摩耗などに対
して、これを保護することも可能となる。このように第
11図に示した構成は、現像ローラ５に対してバイアス電
圧を印加する現像装置に対して特に有利に適用できるも
のである。

第11図に示した実施例の他の構成は先の各実施例と変
りはなく、その現像ローラの表面がトナー供給ローラ６
（第１図）によって所定の極性に帯電され、これによっ
て多数の微小閉電界が形成され、多量のトナーを現像領
域へ搬送できる点も変りはない。ただ、電荷リーク防止
層60の体積固有抵抗率の大きさやその厚みによっては、
微小閉電界が形成されるメカニズムが多少異なることも
考えられる。すなわち、電荷リーク防止層60をトナー補
給ローラ６により帯電したとき、その下に位置する第１
及び第２の物質11,12の静電容量の相違によって、リー
ク防止層60の表面の各物質11,12に対応する部分に電位
差ができ、これによって微小閉電界が形成されることも
ある。このようなメカニズムがいかなるものであるにせ
よ、現像ローラ表面の近傍には強い強度の多数の微小閉
電界が形成されることについては変りはなく、所望量の
トナーを現像領域へ搬送することができる。

このように、第11図に示した現像装置では、トナー担
持体として、バイアス電圧の印加される導電性の基体表
面に、その体積固有抵抗率よりも高い体積固有抵抗率を
有する第１の物質と、これよりもさらに高い体積固有抵
抗率を有する第２の物質を規則的又は不規則状態で配置
し、さらにその表面に電荷リーク防止層を積層したトナ
ー担持体を用い、トナー担持体の回転方向に関し、層厚
規制手段によるトナー層厚規制部よりも上流側であっ
て、静電潜像の可視像化が行われる現像領域よりも下流
側に位置し、かつトナー担持体の表面に接触して、該ト
ナー担持体の表面を所定の極性に帯電させ、該表面の近
傍に微小閉電界を形成する担持体帯電手段と、トナー担
持体に供給されるトナーを所定の極性に帯電させるトナ
ー帯電手段と、トナー担持体の回転方向に関し、層厚規
制手段によるトナー層厚規制部よりも上流側であって、
静電潜像の可視像化が行われる現像領域よりも下流側に
位置し、かつ前記担持体帯電手段により帯電されて微小
閉電界が形成されたトナー担持体の表面に帯電したトナ
ーを連続的に供給するトナー供給手段とを具備する。し
かも、本例では、トナー担持体の回転方向に関し、層厚
規制手段によるトナー層厚規制部よりも上流側であっ
て、静電潜像の可視像化が行われる現像領域よりも下流
側に位置し、かつ回転駆動されながらトナー担持体の表
面に接触し、該トナー担持体の表面を所定の極性に帯電
させ、該表面の近傍に微小閉電界を形成すると共に、該
トナー担持体に供給されるトナーを所定の極性に帯電さ
せ、かつ微小閉電界が形成されたトナー担持体の表面に
帯電トナーを連続的に供給するトナー供給ローラが設け
られている。かかるトナー供給ローラが、上述の担持体
帯電手段と、トナー帯電手段とトナー供給手段を構成し
ているのである。

上述した各実施例における第１の物質11と第２の物質
12を積層固定する基体として、これらの物質が積層され
る表面だけを導電性にしたものを用い、この導電層に対
して所定のバイアス電圧を印加するようにしてもよい。

トナー担持体がベルトより成るときも、先の実施例と
同様に構成できることも明らかである。

また上述の実施例では、第１の物質11と第２の物質12
にうち少なくとも第２の物質、ないしは現像ローラ表面
を所定の極性に帯電させる担持体帯電手段として、トナ
ー供給ローラ６を用いたが、これ以外の独立した帯電手
段を適宜用いてもよい。例えば第１図に鎖線で示すよう
に、現像領域９とトナー供給ローラ６の間に、ブレード
（又はローラなど）の帯電手段31を設け、これを現像ロ
ーラ５に圧接させ、その表面に対して帯電作用を与える
ように構成することができる。

また上記各実施例では、カラー現像に適した非磁性ト
ナーの一成分系現像剤を用いた現像装置を示したが、本
発明は必要に応じて補助剤を外添した磁性トナーの一成
分系現像剤を用いる現像装置にも適用できる。

〔発明の効果〕

請求項１乃至５に記載の構成によれば、トナー担持体
表面に充分に帯電したトナーを必要量担持してこれを現
像領域に搬送し、しかも現像領域において潜像担持体と
トナー担持体との間の電荷のリークを抑制できる。この
ようにして、高品質な可視像を形成することが可能であ
る。

請求項３及び４に記載の構成によれば、上述の電荷の
リークをより確実に抑制できる。

また請求項２及び４に記載の構成によれば、トナー供
給ローラによって、担持体帯電手段、トナー帯電手段及
びトナー供給手段が構成されているので、現像装置の構
造とそのコストを低減できる。

請求項５に記載の構成によれば、適切な微小閉電界を
簡単に形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は現像装置の一例を示す概略断面図、第２図はト
ナー粒子を模式的に拡大して示した説明図、第３図は同
じく第１の物質と第２の物質を模式的に拡大して示した
現像ローラの平面図、第４図は第３図のIV-IV線断面
図、第５図は現像ローラ表面の近傍に形成される微小閉
電界の電気力線を示した説明図、第６図は現像ローラの
斜視図、第７図乃至第10図は第１の物質と第２の物質の
他の配列状態を例示した拡大平面図、第11図は表面に電
荷リーク防止層を設けた実施例を示す拡大断面図であ
る。 ２……現像装置、４……トナー ６……トナー供給ローラ、９……現像領域 11……第１の物質、12……第２の物質 60……電荷リーク防止層

フロントページの続き (72)発明者 岩田 尚貴 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 上野 祐一 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 平１−142562（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−54150（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転駆動されながら表面にトナーを担持し
   て搬送するトナー担持体と、該トナー担持体に担持され
   て搬送されるトナーの層厚を規制する層厚規制手段とを
   具備し、該層厚規制手段によって層厚を規制されたトナ
   ーによって、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、 前記トナー担持体として、導電性の基体表面に、その体
   積固有抵抗率よりも高い体積固有抵抗率を有する第１の
   物質と、これよりもさらに高い体積固有抵抗率を有する
   第２の物質を規則的又は不規則状態で配置したトナー担
   持体を用い、 前記トナー担持体の回転方向に関し、前記層厚規制手段
   によるトナー層厚規制部よりも上流側であって、静電潜
   像の可視像化が行われる現像領域よりも下流側に位置
   し、かつトナー担持体の表面に接触して、前記第１の物
   質と第２の物質のうちの少なくとも第２の物質を所定の
   極性に帯電させ、両物質の表面電位の相違により、トナ
   ー担持体表面の近傍に微小閉電界を形成する担持体帯電
   手段と、 前記トナー担持体に供給されるトナーを所定の極性に帯
   電させるトナー帯電手段と、 前記トナー担持体の回転方向に関し、前記層厚規制手段
   によるトナー層厚規制部よりも上流側であって、静電潜
   像の可視像化が行われる現像領域よりも下流側に位置
   し、かつ前記担持体帯電手段により帯電されて微小閉電
   界が形成されたトナー担持体の表面に帯電したトナーを
   連続的に供給するトナー供給手段とを具備することを特
   徴とする現像装置。
2. 【請求項２】回転駆動されながら表面にトナーを担持し
   て搬送するトナー担持体と、該トナー担持体に担持され
   て搬送されるトナーの層厚を規制する層厚規制手段とを
   具備し、該層厚規制手段によって層厚を規制されたトナ
   ーによって、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、 前記トナー担持体として、導電性の基体表面に、その体
   積固有抵抗率よりも高い体積固有抵抗率を有する第１の
   物質と、これよりもさらに高い体積固有抵抗率を有する
   第２の物質を規則的又は不規則状態で配置したトナー担
   持体を用い、 前記トナー担持体の回転方向に関し、前記層厚規制手段
   によるトナー層厚規制部よりも上流側であって、静電潜
   像の可視像化が行われる現像領域よりも下流側に位置
   し、かつ回転駆動されながらトナー担持体の表面に接触
   し、前記第１の物質と第２の物質のうちの少なくとも第
   ２の物質を所定の極性に帯電させ、両物質の表面電位の
   相違により、トナー担持体表面の近傍に微小閉電界を形
   成すると共に、該トナー担持体に供給されるトナーを所
   定の極性に帯電させ、かつ微小閉電界が形成されたトナ
   ー担持体の表面に帯電したトナーを連続的に供給するト
   ナー供給ローラを設けたことを特徴とする現像装置。
3. 【請求項３】回転駆動されながら表面にトナーを担持し
   て搬送するトナー担持体と、該トナー担持体に担持され
   て搬送されるトナーの層厚を規制する層厚規制手段とを
   具備し、該層厚規制手段によって層厚を規制されたトナ
   ーによって、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、 前記トナー担持体として、バイアス電圧の印加される導
   電性の基体表面に、その体積固有抵抗率よりも高い体積
   固有抵抗率を有する第１の物質と、これよりもさらに高
   い体積固有抵抗率を有する第２の物質を規則的又は不規
   則状態で配置し、さらにその表面に電荷リーク防止層を
   積層したトナー担持体を用い、 前記トナー担持体の回転方向に関し、前記層厚規制手段
   によるトナー層厚規制部よりも上流側であって、静電潜
   像の可視像化が行われる現像領域よりも下流側に位置
   し、かつトナー担持体の表面に接触して、該トナー担持
   体の表面を所定の極性に帯電させ、該表面の近傍に微小
   閉電界を形成する担持体帯電手段と、 前記トナー担持体に供給されるトナーを所定の極性に帯
   電させるトナー帯電手段と、 前記トナー担持体の回転方向に関し、前記層厚規制手段
   によるトナー層厚規制部よりも上流側であって、静電潜
   像の可視像化が行われる現像領域よりも下流側に位置
   し、かつ前記担持体帯電手段により帯電されて微小閉電
   界が形成されたトナー担持体の表面に帯電したトナーを
   連続的に供給するトナー供給手段とを具備することを特
   徴とする現像装置。
4. 【請求項４】回転駆動されながら表面にトナーを担持し
   て搬送するトナー担持体と、該トナー担持体に担持され
   て搬送されるトナーの層厚を規制する層厚規制手段とを
   具備し、該層厚規制手段によって層厚を規制されたトナ
   ーによって、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、 前記トナー担持体として、バイアス電圧の印加される導
   電性の基体表面に、その体積固有抵抗率よりも高い体積
   固有抵抗率を有する第１の物質と、これよりもさらに高
   い体積固有抵抗率を有する第２の物質を規則的又は不規
   則状態で配置し、さらにその表面に電荷リーク防止層を
   積層したトナー担持体を用い、 前記トナー担持体の回転方向に関し、前記層厚規制手段
   によるトナー層厚規制部よりも上流側であって、静電潜
   像の可視像化が行われる現像領域よりも上流側であっ
   て、静電潜像の可視像化が行われる現像領域よりも下流
   側に位置し、かつ回転駆動されながらトナー担持体の表
   面に接触し、該トナー担持体の表面を所定の極性に帯電
   させ、該表面の近傍に微小閉電界を形成すると共に、該
   トナー担持体に供給されるトナーを所定の極性に帯電さ
   せ、かつ微小閉電界が形成されたトナー担持体の表面に
   帯電トナーを連続的に供給するトナー供給ローラを設け
   たことを特徴とする現像装置。
5. 【請求項５】前記第１の物質の体積固有抵抗率が10³乃
   至10⁸Ω・cm、第２の物質の体積固有抵抗率が10⁹乃至10
   ¹⁵Ω・cmである請求項１乃至４のいずれかに記載の現像
   装置。