JP2930681B2 - 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、回転駆動されるトナー担持体に、該トナー
担持体に当接しながら回転するトナー供給部材によって
トナーを供給し、該トナー担持体上のトナーの層厚を層
厚規制部材によって規制し、規制後のトナーをトナー担
持体に担持しつつ搬送し、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されたトナーによ
って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、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く、その改善が望まれて
いた。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、トナー担持体上に担持されて現像領域へ搬
送されるトナーの量は、通用0.1乃至0.3mg/cm²程度であ
るのに対し、黒トナーの場合、転写紙上に例えば0.4乃
至0.5mg/cm²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、トナー担持体上に例えば0.6乃至1.2mg/cm²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、その周速を
潜像担持体の表面の周速の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、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、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。

そこで上述の現象を防止すべく、トナー担持体表面の
周速を潜像担持体表面の周速に近づければ、前述のよう
にトナー量不足を招き、所定濃度の可視像を得ることが
できない。

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、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、可視像の品質劣化を防止しつつ、上
述した従来の欠点を除去することの可能な現像装置を提
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、前記ト
ナー供給部材との接触による摩擦帯電によって、該トナ
ー担持体の表面の近傍に微小閉電界が形成され、該閉電
界により帯電トナーを吸引して該トナーを表面に担持
し、担持トナーを現像領域へ搬送するトナー担持体を用
い、前記トナー供給部材の回転方向を、該トナー供給部
材とトナー担持体との接触部にて両者が逆向きに移動す
る方向に設定すると共に、両者の当接部におけるトナー
供給部材の周速を、トナー担持体の周速0.5倍以上に設
定したことを特徴とする現像装置を提案する。

〔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、必要に応じて補強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10⁷〜10¹²Ωcm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に当接しながら回転駆動される。ローラ
６に代え、現像ローラ５に当接しながら回転する無端ベ
ルトにより構成されたトナー供給部材を用いることもで
きる。

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、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、厚さを規制されると共に、トナーの帯電状態が安定
化される。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。ブレード８に代え、回転する規制ローラより成
る層厚規制部材を用いることもできる。

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、回転駆動される
トナー担持体の一例である現像ローラ５に、そのトナー
担持体に当接しながら回転するトナー供給ローラ６とし
て構成されたトナー供給部材によってトナーを供給し、
そのトナー担持体上のトナーの層厚をドクターブレード
８より成る層厚規制部材によって規制し、規制後のトナ
ーをトナー担持体に担持しつつ搬送し、潜像担持体の一
例である感光体１とトナー担持体が互いに対向した現像
領域９にて、潜像担持体に形成された静電潜像を、トナ
ー担持体に担持されたトナーによって可視像化するよう
に構成されている。

上述した構成自体は従来の現像装置に変りはなく、か
かる従来の現像装置においては、充分に帯電したトナー
を必要量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、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、
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（又は多数
の凹部などでもよい）100に埋設固定された誘導体11を
具備し、現像ローラ５の表面には誘電性ローラ表面の導
電面12と、溝100に埋設された誘導体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、例えば0.1乃至1.0m
m、好ましくは0.2乃至0.4mm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。
或いは、各導電部の部分の表面積を30乃至500μｍ程に
設定する。このように、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。

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。

また、現像ローラ５の導電性ローラ10に対して、電源
50によって直流、交流、直流重畳交流、矩形波パルスな
どのバイアス電圧を印加し、可視像の画質を高めるよう
にしてもよいし、また導電性ローラ10を直に接地してお
くように構成することも可能である。トナー供給ローラ
６に対しても同様である。

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。

一方、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、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、トナー４を正極性に摩擦帯電させる材料
によって構成すればよい。

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
上に担持させている、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、電気的に描き落され
る。同時に、現像ローラ５の誘電体11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。その際、現像領域９を通過
した現像ローラ周面の誘導体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をほぼ飽和状態まで
帯電させ、その電荷量を均一にし、残像をなくして、現
像ローラ５を初期化することができる。

一方、トナー供給ローラ６の周面に生殖しながら現像
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の周面に静電的に
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。

このため、第５図に示すように各導電面12と誘電体11
の表面の間に大きな電位差ができ、これらの間に閉電界
Ｅが形成される。すなわち、現像ローラ５の表面近傍に
は電界傾度の大なる無数の微小閉電界（マイクロフィー
ルド）が形成されるのである。

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、各微小閉電界は所謂エッジ効果ないしはフリンジ
ング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
トナーがドクターブレード８によって層厚を規制され、
トナーの帯電状態が安定化されるとき、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、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。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20μc/g、特に10乃至15μc/g程に帯電した0.4乃至
2.0mg/cm²、特に0.8乃至1.2mg/cm²の必要とされる量の
トナーを現像領域９に搬送できる。

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。

上述のように、本例の現像装置２においては、トナー
担持体として、トナー供給部材との接触による摩擦帯電
によって、該トナー担持体の表面の近傍に微小閉電界が
形成され、該閉電界により帯電トナーを吸引して該トナ
ーを表面に担持し、担持トナーを現像領域９へ搬送する
トナー担持体が用いられ、その一例として現像ローラ５
が採用されている。この構成によれば、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、従来のように現像ローラの線速を速め
る必要がなくなる。すなわち、現像ローラ５の表面の線
速（周速）をv_d、感光体１の表面の線速（周速）をv_pと
したとき、その比v_d/v_pを1.5以下に設定しても、現像領
域９へ搬送されるトナーの量が不足せず、可視像の濃度
不足を阻止できる。例えば、第１図に示した装置におい
て、感光体１の周速を120mm/secとしたとき、現像ロー
ラ５の周速を約150乃至170mm/sec程に設定し、地汚れの
少ない高品質な可視像を形成できる。

ところで現像領域９において、感光体１の静電潜像に
対向した現像ローラ５の部分では多量のトナーが潜像に
持って行かれ、他の現像ローラ部分ではトナーは実質的
に感光体１に移行することはない。このため、現像領域
９を通過した現像ローラの表面には、トナーがほとんど
残っていない部分とトナーが多量に残って付着している
部分とができ、トナーの付着状態は大変不均一となって
いる。従って、これを放置したまま、その上からトナー
を再び供給したとすると、そのトナーの層厚をドクター
ブレード８によって規制しても、現像領域９へ搬送され
たトナー層の厚みが不均一となり、可視像に濃度むらを
生ぜしめる恐れがある。

そこで、第１図の例でも、先にも説明したように回転
するトナー供給ローラ６を現像ローラ５の表面に当接さ
せ、現像領域９を通過した現像ローラ部分に残ったトナ
ーをトナー供給ローラ６によって除去して現像ローラ５
の表面を初期化し、かつ該ローラ５の誘電体11をトナー
供給ローラ６との摩擦により所定極性に強く帯電させ、
誘電部の電荷を均一化させて該ローラ表面に多量のトナ
ーを供給担持させているのである。ところが、このとき
トナー供給ローラ６の回転数が低く、また該ローラ６と
現像ローラ５との摩擦接触が不足すると、現像ローラ５
に対して運ばれるトナー量が少なくなり、或いは現像ロ
ーラ５の誘電体11に対する帯電作用を不足するなどし
て、現像ローラ５に多量のトナーを供給できず、トナー
供給ローラ６へ至る前の現像ローラ上のトナー付着量の
不均一さの影響が、トナー供給ローラ６を通過した後の
現像ローラ５上にも残り、ドクターブレード８によるト
ナー層厚規制後にもトナー付着量が不均一となる恐れが
ある。

そこで本例においては、トナー供給ローラ６より成る
トナー供給部材の回転方向を、第１図及び第２図に示す
ように、該トナー供給部材と、現像ローラ５より成るト
ナー担持体との接触部において両者が逆向きに移動する
方向に設定した。すなわち現像ローラ５とトナー供給ロ
ーラ６を、共に図における反時計方向に回転させ、両者
の摩擦接触を強めたのである。さらに、現像ローラ５よ
り成るトナー担持体とトナー供給ローラ６より成るトナ
ー供給部材の当接部におけるトナー供給部材の周速（表
面線速）ｖを、現像ローラ５として構成されたトナー担
持体の周速v_dの0.5倍以上に設定し、両者の摩擦接触状
態を一層高めた。

上述の構成により、トナー供給ローラ６によって誘電
体11を飽和状態まで均一に帯電させ、トナー供給ローラ
６へ至る前の現像ローラ上のトナー付着量の不均一さの
影響をなくし、該ローラ６によって多量のトナーを均一
に現像ローラ５に付着させ、ドクターブレード８を通過
した後のトナー層の均一性を高め、可視像の濃度むらを
防止することができる。すなわち、現像ローラ上にほぼ
等量のトナーを担持し、かかるトナーで潜像を可視像化
し、その濃度むらを除去することができるのである。ト
ナー供給部材が回転するベルトより成るときも、同様に
構成することにより、上述したところと同じ作用効果が
得られる。

本発明の理解のため、上述した現像装置のより具体的
な例を以下に示す。

（Ｉ） 現像ローラ 第６図に示した現像ローラ５の径D1は25.4mmで、その
表面にローレット加工により溝100（第４図）が形成さ
れ、該溝100のピッチは0.4mm、深さD2（第４図）は0.1m
m、溝幅W1（第３図）は0.15mmである。格子状に延びる
溝100の現像ローラ回転方向Ｙ（第２図，第３図）に対
する角度θは45゜である。なお、第３図及び第５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％であり、導電面12の幅は0.15mmであ
る。

（II） 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14mmであり、感光体１に対する食い込み量は1m
mである。また発泡体15の表面抵抗は10⁷Ωである。

（III） ドクターブレード 厚さ0.1mmの燐青銅より成る弾性部材に、弗素系樹脂P
TFEシート（PTFE樹脂テープ200μ：ニチヤス（株）製）
を固定。

（IV） 現像ローラへAC500V（P/P）、250Hz、DC−250V
重畳の電圧を印加。トナー供給部材へDC−250Vの電圧を
印加。

（Ｖ） 感光体 OPC感光体。

（VI） 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:SiO₂微粉末0.5wt％。

次に現像ローラ５の作製方法の一例を簡単に説明す
る。

（Ｉ） 先ず第７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。格子状の角
溝100の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1.0mm、深さＤを0.1乃至0.5mm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。

（II） 次に第７図（ｂ）に示す如く、例えば弗素系樹
脂（旭硝子製ルミフロン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100が完全に埋まる
状態にする。

（III） さらに第７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20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。

なお、ベルト状のトナー担持体の場合には、第７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７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。

なお第７図（ｃ）に示した如く動作した現像ローラ５
の表面にさらに所定厚みの誘電層を積層してもよい。こ
のような現像ローラ用いたときも、誘電体11とその上の
誘電層の厚みが、現像ローラの溝100に対応して相違
し、その静電容量が異なることになる。従ってトナー供
給ローラ６によって表面の誘電層を帯電させれば、上記
静電容量の相違に応じて現像ローラ表面に電位差がで
き、その表面近傍に多数の微小閉電界を形成できる。こ
の構成によると、現像ローラに交流又は交流に直流を重
畳したバイアス電圧を印加したときも、現像ローラ５と
感光体１との間の電荷のリークを防止でき、リークによ
る静電潜像の乱れを防止できる。ベルト状のトナー担持
体についても同様に構成できる。

また第１図および第２図に示した実施例では、誘電体
11又はその上に積層された誘電層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
用いてもよく、この場合もトナー供給ローラ６の回転方
向と、その周速を前述のように設定することによって、
ほぼ等量のトナーを現像領域９へ搬送できる。

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。

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。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。

また現像装置の各部材も、トナーの帯電極性、トナー
とは離型性、耐久性などを考慮して、例えば次に例示す
るものが適宜使用できる。

ところで、第１図及び第２図に示した実施例では、ト
ナー供給ローラ６として、発泡体15を有するスポンジロ
ーラを用いた。ところがこのようなローラ６は使用を重
ねるうちに、発泡体15に目詰まりを生じ、現像ローラ５
へのトナー供給量、及びその誘電体11の帯電量が低下
し、可視像に「かすれ」を生じさせる恐れがある。

そこで第８図に示した実施例では、現像ローラ５に当
接しながら回転するトナー供給ローラ６として、導電性
の芯部材14に植設されたブラシ15aより成るファーブラ
シローラが用いられている。第８図における他の構成は
第１図は実質的に相違はない。第８図の例では感光体１
としてドラム状の感光体が用いられているが、これも本
質的な相違ではない。また第８図に示した現像ローラ５
と感光体１の間にも、鮮明度の高い可視像が得られるよ
うに、電源50によって直流電界に加え矩形波パルス電界
が周波数300乃至2000Hz、好ましくは500乃至1500Hzに設
定して印加されている。

第８図に示したトナー供給ローラ６も、その回転方向
と、現像ローラ５の周速に対する該ローラ６の周速が第
１図の場合と全く同じく設定されていて、先の実施例と
同じ作用が得られるが、そのほか、トナー供給ローラ６
としてファーブラシローラを用いたため、長期に亘って
トナーの目詰まりが起こらず、スポンジローラを用いた
ときに生じる前述の不具合を阻止できる。

またこのようなファーブラシローラを用いた場合、そ
の各ブラシ15aを極性制御剤により処理することが望ま
しい。無処理のブラシローラを用いると、湿度の変化に
よって、現像ローラ５の誘電体11（第２図）に対する帯
電性にむらを生じさせ、担持トナー量が不均一になる恐
れがあるが、ブラシ15aを極性制御剤により処理する
と、誘電体11に対する摩擦帯電量を環境に左右されずに
一定に保つことができる。

具体例を示すと、現像ローラ５の誘電体11を正に帯電
させ、トナーを負に帯電させる現像装置の場合、ブラシ
15aの素材としてナイロンなどの誘電物質を用い、かか
るブラシ15aを有するトナー供給ローラを、極性制御剤
中にディップすることにより、ブラシ15aの素材表面に
コーティング処理を施し、現像ローラ５の誘電体を正
に、かつトナーを負に帯電させるトナー供給ローラ６が
得られる。かかるトナー供給ローラ６の外径は例えば16
mm、ブラシ15aの植毛密度は１平方インチ当たり10万
本、8.5乃至9.0D/Fであり、かかるローラ６を用いるこ
とにより階調性に優れた高品質な可視像を得ることがで
きた。

第９図に示した実施例では、トナー供給ローラ６とし
て、その回転方向も現像ローラ５に対する周速も第８図
に示したローラ６と全く同じく構成された、ブラシロー
ラが用いられている。そのブラシ15aは例えばナイロン
より成る。トナーは負に帯電されて現像ローラ５に微小
閉電界によって担持される。

異なるところは、トナー供給ローラ６と現像領域９の
間に除電ローラ20が設けられている点である。先に説明
した各実施例では、トナー供給ローラ６によって、現像
領域９を通過した現像ローラ５の誘電体11を飽和状態ま
で摩擦帯電させて現像ローラ５を初期化し、再度均一量
のトナーを現像ローラ５に付着させるように構成されて
いたが、第９図の例では、現像ローラ５を通過した現像
ローラ５の誘電体11（第２図参照）に残っている電荷
を、除電ローラ20によって一旦除去することにより初期
化し、しかる後、トナー供給ローラ６によって誘電体11
を再び均一に帯電して均一量のトナーを現像ローラ５上
に付着させるように構成されている。

除電ローラ20は、その導電性の芯材21の周面に発泡体
22を固定したスポンジローラが用いられ、該ローラ20は
現像ローラ５に圧接しながら、両者の接触部で移動方向
が逆向きとなる方向に回転駆動される。除電ローラ20の
径は例えば14mm程度で、その製造段階において発泡体22
に界面活性剤が練り込まれている。発泡体22としては例
えばポリウレタンが使用され、界面活性剤としてはアジ
ピン酸とPOEオクチルフェニルエーテルのジエステルが
用いられ、これによりポリウレタンの抵抗値が下げられ
ている。かかる除電ローラ20はアースされ、かつ現像ロ
ーラ５の表面に接触してその誘電体11（第２図）を除電
し、かつ現像ローラ５上に残っているトナーを掻き取
り、その表面を初期化する。

除電ローラ20の周速も、トナー供給ローラ６と同じ
く、現像ローラ５の周速の0.5倍以上に設定され、特に
２倍に設定したとき、ベタ部の均一性に優れた高品質な
可視像が得られた。

第10図に示す実施例においても、エポキシ樹脂などか
ら成る誘電体11（第２図参照）を有する現像ローラ５
や、ブラシローラから成るトナー供給ローラ６を有し、
負に帯電したトナーを現像ローラ５に付着させる。また
トナー供給ローラ６が先の各実施例と同じ向きに駆動さ
れ、その周速が現像ローラの周速の0.5倍以上に設定さ
れており、これらは第８図に示した実施例と実質的に変
りはない。

異なるところは、トナー供給ローラ６と現像領域９と
の間に、芯材30の周面にブラシ31を多数植設して成る初
期化ローラ32が設けられている点である。ブラシ31はト
ナー供給ローラ６のブラシと同じく例えばナイロンによ
り構成され、このブラシ31が現像ローラ５の表面に接触
する。このローラ32は、第９図に示した除電ローラ20と
同じく、現像ローラ５との接触部にて、該ローラ５に対
して反対向きに回転する。このとき、現像ローラ５上に
残っているトナーが掻き取られ、かつその誘電体11（第
２図）が飽和状態まで摩擦帯電され、その電荷が均一化
される。このようにして、現像領域９において、感光体
１の静電潜像の影響により現像ローラ５の誘電体11の電
荷分布に偏りができても、初期化ローラ32による帯電作
用により均一化される。このようにして初期化された現
像ローラ５の誘電体11は、再度トナー供給ローラ６によ
って帯電作用を受けるが、このとき誘電体11の電荷分布
が既に均一化されているので、誘電体11は偏りなく均一
に帯電された状態となり、該誘電体11にマイナスに帯電
されたトナーが均一量付着する。

初期化ローラ32はブレード33が食い込む位置に配置さ
れ、これによって、ローラ32に付着したトナーが除去さ
れる。

初期化ローラ32の周速も、現像ローラ５の周速の0.5
倍以上に設定することが好ましく、これを２倍に設定し
たとき、ベタ部において均一な良好な可視像を得ること
ができた。

第10図に示した現像装置のより具体的な例を示す。ド
ラム状の有機感光体１に形成された静電潜像を、マイナ
スの電荷を有するトナーによってネガ−ポジ現像により
可視像化するものとする。現像ローラ５と感光体１の間
隙を100μｍ、現像ローラ５と感光体１の周速を共に150
mm/secとし、初期化ローラ32の周速を300mm/secとし
た。現像ローラ５には、電源50によって直流重畳パルス
バイアスが印加され、そのパルスバイアスの型として
は、−50Vの電圧部分と−800Vの電圧部分から成り、周
波数は750Hzである。用いた現像ローラ５は、ローレッ
ト加工により形成された溝にエポキシ樹脂を埋め込んだ
ものである。トナー供給ローラ６としてはナイロンブラ
シを、ドクターブレード８としてはウレタンゴムブレー
ドを用い、該ブレード８を現像ローラ５に対して面当て
にして配置した。トナー供給ローラ６の回転方向は第10
図の通りとし、その周速を現像ローラ５の周速の0.5倍
以上に設定した。その結果、現像ローラ５上に単位面積
当たり質量が1.1mg/cm²、単位質量当たり電荷量が−12
μc/gの均一なトナー層を形成でき、かかるトナーで現
像を行ったところ、ベタ部の濃度の偏りのない階調性に
優れた、ライン部の鮮明な可視像が得られた。これは現
像ローラ５の構成に加え、トナー供給ローラ６と初期化
ローラ32を設けたことによる結果であると予測される。

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ナーより成る一成分系
現像剤を用いる現像装置にも適用できるものである。

〔発明の効果〕

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、充分に帯電した必要量のトナー
を、トナー担持体上にほぼ等量担持しつつ現像領域へ搬
送でき、所望する濃度の可視像を形成できる。

【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IV−IV線拡大断面図、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であって、その
誘電体の一部だけを拡大して模式的に示した図、第７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、第８図乃至第10図はそれぞれ他
の実施例を示す断面図である。 ２……現像装置、４……トナー、９……現像領域

───────────────────────────────────────────────────── 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 昭61−42672（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転駆動されるトナー担持体に、該トナー
   担持体に当接しながら回転するトナー供給部材によって
   トナーを供給し、該トナー担持体上のトナーの層厚を層
   厚規制部材によって規制し、規制後のトナーをトナー担
   持体に担持しつつ搬送し、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されたトナーによ
   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、前記トナー供給部材との接触
   による摩擦帯電によって、該トナー担持体の表面の近傍
   に微小閉電界が形成され、該閉電界により帯電トナーを
   吸引して該トナーを表面に担持し、担持トナーを現像領
   域へ搬送するトナー担持体を用い、 前記トナー供給部材の回転方向を、該トナー供給部材と
   トナー担持体との接触部にて両者が逆向きに移動する方
   向に設定すると共に、両者の当接部におけるトナー供給
   部材の周速を、トナー担持体の周速の0.5倍以上に設定
   したことを特徴とする現像装置。