JP3272056B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の画像形成装置に用いる現像装置に係
り、詳しくは、現像剤を貯溜する現像剤貯溜手段と、表
面に誘電体部と接地された導電体部とが規則的又は不規
則に混在して分布するように構成された現像剤担持体
と、該誘電体部に電荷を付与する電荷付与手段と、現像
剤貯溜手段内の現像剤を該現像剤担持体側に搬送する現
像剤搬送手段と、該現像剤担持体上に担持された該現像
剤の厚さを規制する現像剤規制部材と、該現像剤担持体
上に担持された該現像剤を所定の帯電量まで帯電する現
像剤帯電手段とを備えた現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】静電潜像を潜像像担持体上に形成し、こ
れを現像剤によって可視化する画像形成装置において、
現像装置の小型化、低コスト化、高信頼性等の点から、
一成分系現像剤を用いた現像装置が有利である。特にカ
ラー化を行うには、透明度が高い非磁性一成分系現像剤
を用いることが有利である。一成分系現像剤を用いる現
像装置としては、表面に該現像剤を担持し、現像領域を
含む所定の循環経路に沿って搬送する現像剤担持体と、
該現像剤を貯溜する現像剤貯溜手段と、該現像剤担持体
に接触し、該現像剤貯溜手段に貯溜されている該現像剤
を該現像剤担持体に供給する現像剤供給部材とを有する
ものが知られている（例えば、特開昭６０−２２９０５
７号公報、特開昭６１−４２６７２号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、例えば非磁性
一成分現像剤（以下、トナーという）を用いる現像方式
における、現像剤担持体上のトナーの最適な付着量及び
帯電量について説明する。現像剤担持体上のトナー付着
量は、像担持体上で０．６〜１．０mg/cm²程度、転写紙
上で０．５〜０．７mg/cm²程度得られるものであること
が望ましい。また、この像担持体上及び転写紙上のトナ
ー付着量は、現像剤担持体上のトナー付着量のみなら
ず、現像領域における像担持体と現像剤担持体との周速
差によっても左右される。

【０００４】ところが、従来実用化されているこの種の
現像装置においては、現像剤担持体上のトナー層が１層
であり、現像剤担持体上でのトナー付着量は０．２〜
０．５mg/cm²と少なかった。このため、像担持体上及び
転写紙上での上記所望のトナー付着量を得るためには、
現像剤担持体の周速を像担持体の周速の２〜４倍に設定
する必要があった。このように現像剤担持体上でのトナ
ー付着量不足をカバーするために、現像剤担持体の回転
を高く設定する場合には、画像形成スピードの高速化が
困難であるばかりでなく、ベタ部を現像したときに後端
部の濃度が高くなる“トナー後端より”という現象も発
生する。この現象は白黒画像では大きな問題ではない
が、カラー画像ではトナーを透過して色を視覚するた
め、後端部で濃度が濃くなり、特に重ね画像の場合は色
違いになってしまう。また、白抜き文字の回りの濃度に
ムラが発生し、なめらかさの欠けた画像になってしまう
等多くの不具合が発生する。

【０００５】このような“トナー後端より”という現象
を発生させずに、かつ、像担持体上及び転写紙上で上記
所望のトナー付着量を得るためには、現像剤担持体の周
速を像担持体の周速に近づける、つまり、等速現像に近
づけるとともに、現像剤担持体上でのトナー付着量を従
来より多くすることが必要である。具体的には、像担持
体上及び転写紙上での充分なトナー付着量を、ほぼ等速
現像で確保するためには、現像剤担持体上のトナー付着
量を、現像効率の良い接触現像法で少なくとも０．８mg
/cm²以上、現像効率の悪い非接触現像法で少なくとも
１．０mg/cm²以上にする必要がある。このような現像剤
担持体上のトナー付着量を得るためには、２層以上のト
ナー層厚にしなければならない。

【０００６】しかも、現像領域に搬送される現像剤担持
体上のトナー層に、無帯電トナーや逆帯電トナーが含ま
れていると、現像転移の悪化、地肌汚れ、解像度劣化等
の原因にもなるので、トナー帯電量は平均帯電量で５〜
１０μc/g が望ましい。また、低帯電トナーの存在する
と、シャープ性及び解像度の低下や地汚れを生じさせる
ので、低帯電トナーが少ない安定したトナー帯電量分布
であることが望ましい。

【０００７】このように、無帯電トナーや逆帯電トナー
を含まない安定したトナー帯電量分布で、平均帯電量５
〜１０μc/gの二層以上の多層のトナー層を現像剤担持
体上に形成すれば、画像形成スピードの高速化や“トナ
ー後端より”防止のための等速現像が可能となる。

【０００８】なお、本出願人は先に、現像剤担持体上に
帯電量の安定したトナーを所望量だけ付着させる手段と
して、図２に示すように、現像剤担持体として表面が規
則的または不規則的に微小面積で分布した誘電体部と接
地された導電体部とからなる現像ローラ４を用い、現像
ローラ４面に接触する位置で回転する現像剤供給部材と
してトナー供給ローラ５を設け、現像ローラ４とトナー
供給ローラ５との圧接部においてトナー７を摩擦帯電
し、かつ、該誘電体部をトナー供給ローラ５及びトナー
７により摩擦帯電して現像ローラ４面近傍に多数の微小
閉電界を形成し、摩擦帯電されたトナー７を、該微小閉
電界により現像ローラ４上に多層に担持させる現像装置
について出願を行なった（例えば、特願平２−１５１１
０号参照）。かかる先願発明の現像装置によれば、現像
ローラ４上に帯電量の安定した多層のトナー層を形成す
ることが可能になる。本件発明は、かかる先願発明の現
像装置についての更なる研究によってなされたものであ
る。

【０００９】本発明の目的とするところは、より簡単な
構成で、逆帯電トナーや無帯電トナーが少なく所望の付
着量及び帯電量トナー層を現像剤担持体上に形成して像
担持体上に供給できる現像装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の現像装置は、現像剤を貯溜する現像剤
貯溜手段と、表面に誘電体部と接地された導電体部とが
規則的又は不規則に混在して分布するように構成された
現像剤担持体と、該誘電体部に電荷を付与する電荷付与
手段と、現像剤貯溜手段内の現像剤を該現像剤担持体側
に搬送する現像剤搬送手段と、該現像剤担持体上の該現
像剤の厚さを規制する現像剤規制部材と、該現像剤担持
体上の該現像剤を所定の帯電量まで帯電する現像剤帯電
手段とを備えた現像装置において、現像剤規制部材が摩
擦帯電系列上該現像剤と該誘電体部との間に位置するよ
うに該現像剤、該現像剤規制部材及び該誘電体部の各材
料を構成することにより、該現像剤規制部材を該電荷付
与手段及び該現像剤帯電手段として兼用し、該現像剤搬
送手段を、該現像剤規制部材で電荷が付与された該誘電
体部上に形成された電界による静電的な力をうける領域
に該現像剤を搬送するように構成したことを特徴とする
ものである。

【００１１】また、請求項２の現像装置は、現像剤を貯
溜する現像剤貯溜手段と、表面に誘電体部と接地された
導電体部とが規則的又は不規則に混在して分布するよう
に構成された現像剤担持体と、該誘電体部に電荷を付与
する電荷付与手段と、現像剤貯溜手段内の現像剤を該現
像剤担持体側に搬送する現像剤搬送手段と、該現像剤担
持体上の該現像剤の厚さを規制する現像剤規制部材と、
該現像剤担持体上の該現像剤を所定の帯電量まで帯電す
る現像剤帯電手段とを備えた現像装置において、現像剤
規制部材が摩擦帯電系列上該現像剤と該誘電体部との間
に位置するように該現像剤、該現像剤規制部材及び該誘
電体部の各材料を構成することにより、該現像剤規制部
材を該電荷付与手段及び該現像剤帯電手段として兼用
し、該現像剤搬送手段を、電荷が付与された該誘電体部
と該導電体部との隣接部上に形成された微小閉電界によ
るグラディエント力をうける領域に該現像剤を搬送する
ように構成したことを特徴とするものである。

【００１２】また、請求項３の現像装置は、請求項１又
は２の現像装置において、上記現像剤を撹拌し、上記現
像剤担持体上に接触させるように搬送する少なくとも一
つの現像剤撹拌手段を設け、該現像剤として、凝集度が
５％以上、かつ、３０％以下の現像剤を用いたことを特
徴とするものである。ここで、該現像剤の凝集度は、パ
ウダーテスター（ホソカワミクロン社製，粉体特性総合
測定装置，ＴＹＰＥＰＴ−Ｅ：商標）を測定されたもの
である。

【００１３】また、請求項４の現像装置は、請求項１又
は２の現像装置において、上記現像剤担持体の上記導電
体部が、摩擦帯電系列上、上記現像剤と該現像剤担持体
の上記誘電体部との間に位置するように、該現像剤、該
導電体部及び該誘電体部の各材料を構成したことを特徴
とするものである。

【００１４】また、請求項５の現像装置は、請求項１、
２又は４の現像装置において、上記現像剤規制部材の抵
抗率が１×１０^６Ωcm以下であることを特徴とするもの
である。

【００１５】また、請求項６の現像装置は、請求項１又
は２の現像装置において、上記現像剤担持体の上記導電
体部が、摩擦帯電系列上、上記現像剤と上記現像剤規制
部材及び該現像剤担持体の上記誘電体部との間に位置す
るように、該現像剤、該導電体部、該現像剤規制部材、
該導電体部、及び該誘電体部の各材料を構成したことを
特徴とするものである。

【００１６】また、請求項７の現像装置は、請求項１、
２、３、４、５又は６の現像装置において、上記現像剤
として、抵抗率が１×１０^８Ωcm以上、かつ、１×１０
^１２Ωcm未満の範囲内の現像剤を用いたことを特徴とす
るものである。ここで、該現像剤の抵抗率は、粉体状の
該現像剤を電動プレス機（MAEKAWA TESTING MACHINECo.
製，ＴＹＰＥ Ｍ：商標）により、荷重６トンで１分間
加圧して、直径４０mm，厚さ３mmの錠剤状の試料形状に
成型し、その試料の抵抗値を交流抵抗計（ＡＣ５Ｖ，１
ｋＨｚ）で測定して、求めたものである。

【００１７】また、請求項８の現像装置は、請求項１、
２、３、４、５又は７の現像装置において、上記現像剤
と同極性で、上記現像剤担持体面との間に所定の電位差
を形成するような電圧を、上記現像剤規制部材に印加す
る電圧印加手段を設け、上記現像剤規制部材を、該現像
剤担持体との間の電位差によってリーク電流が生じない
抵抗率を有する材料で構成したことを特徴とするもので
ある。

【００１８】

【作用】請求項１又は２の現像装置においては、表面に
誘電体部と接地された導電体部とが規則的又は不規則に
混在して分布するように上記現像剤担持体を構成してい
る。この現像剤担持体の表面に、上記現像剤規制部材が
直接、又は上記現像剤を介して摺擦されることにより、
該現像剤担持体面の上記誘電体部に所定の電荷が付与さ
れる。そして、電荷が付与された該誘電体部上に電界が
発生する。特に該誘電体部と接地された上記導電体部と
の隣接部上には微小閉電界が発生し、該現像剤担持体上
の全体では、多数の該微小閉電界が形成される。例え
ば、現像剤担持体の表面部を図３（ａ）及び（ｂ）に示
すように誘電体部４１及び導電体部４２で構成し、現像
剤規制部材８の現像剤担持体４面への直接の摺擦によ
り、誘電体部４１に正極性の電荷を付与すると、図３
（ｂ）に示すように誘電体部４１から導電体部４２へ円
弧状に伸びる微小閉電界Ｅが多数形成される。一方、上
記現像剤搬送手段により、上記現像剤貯溜手段内の無帯
電、又は低帯電等の帯電量が不安定な現像剤が、該現像
剤担持体上の多数の該微小閉電界等の電界の発生領域に
搬送される。搬送された該現像剤は、該電界によって生
じる静電的な力、特に無帯電の現像剤の場合は該微小閉
電界によって生じる後述のグラディエント力（Gradient
Force)をうけて、該現像剤担持体面に吸引され担持さ
れる。ここで、図４に基づいて、上記グラディエント力
を説明する。図４（ａ）及び（ｂ）は電界中の誘電体粒
子（現像剤粒子）の運動を示している。図４（ａ）に示
すように、帯電した誘電体粒子（現像剤粒子）７１が外
部から与えられた電界の中にあるときは、その帯電電荷
の極性の正負に応じて、該電界の方向と同一方向、又は
逆方向の静電的な力をうける。また、図４（ｂ）に示す
ように、場所的に大きさが異なる不平等電界が形成され
ている場合には、そこにある無帯電誘電体粒子（現像剤
粒子）７２は、たとえ電荷を持たなくとも電界の強い領
域（図４（ｂ）では右の方向）に向かう力をうける。こ
の力をグラディエント力という（上田他著「静電気の基
礎」，ｐ．１５，昭和４６年朝倉書店発行）。ところ
で、上記現像剤担持体上に担持された現像剤は、上記現
像剤規制部材によってならされて所定の厚さに規制され
るとともに、該現像剤規制部材が該現像剤を介して該現
像剤担持体の表面を摺擦することにより、該現像剤と、
該現像剤規制部材の表面、該現像剤担持体の該誘電体部
及び該導電体部との間に摩擦現象が生じ、それぞれの材
料の摩擦帯電系列上の位置に応じた極性で、現像に必要
な所定の帯電量に帯電される。本現像装置では、上記現
像剤規制部材が、摩擦帯電系列上、上記現像剤と上記現
像剤担持体の上記誘電体部との間に位置するように、該
現像剤、該現像剤規制部材、及び該誘電体部の各材料を
構成している。例えば、該現像剤の帯電極性が負極性の
場合には、摩擦帯電系列上、図５（ａ）に示すように
（−）現像剤＜現像剤規制部材＜誘電体部（＋）になる
ように構成できる。この材料の組み合わせで、図６
（ａ）に示すように該現像剤が十分に付着した該現像剤
担持体面を該現像剤規制部材が摺擦する場合には、該現
像剤と該誘電体部及び該現像剤規制部材との摩擦によっ
て、該現像剤に負極性の電荷が付与され、該誘電体部及
び該現像剤規制部材に正極性の電荷が付与される。ま
た、図６（ｂ）に示すように該現像剤の付着が少ない、
又は該現像剤が付着する前の該現像剤担持体面を該現像
剤規制部材が直接摺擦する場合には、該誘電体部と該現
像剤規制部材との摩擦によって、該誘電体部に正極性の
電荷が付与され、該現像剤規制部材に負極性の電荷が付
与される。以上の作用により、上記現像剤担持体上には
所定の付着量及び帯電量の多層の現像剤が安定して担持
される。

【００１９】請求項３の現像装置においては、上記現像
剤として、凝集度が５％以上、かつ、３０％以下の範囲
内の現像剤を用いている。この範囲内の凝集度を有する
該現像剤を用いる理由は、例えば、現像剤の凝集度が５
％より低い場合には、上記現像剤担持体上から該現像剤
が飛散したり、画像にかぶりが発生しやすくなり、一
方、現像剤の凝集度が３０％より高い場合には、上記静
電的な力、特に上記グラディエント力による多層化が困
難となり、また現像効率（該現像剤担持体上の該現像剤
が該像担持体上に現像される割合）も低下し、画像濃度
の低下や画像濃度のムラが発生しやすくなるからであ
る。また、上記現像剤担持体の近傍に搬送された、無帯
電、又は低帯電等の帯電量が不安定な上記現像剤を、上
記撹拌手段によって撹拌することにより、さらに該現像
剤をほぐしてさらさらな状態にしながら、該現像剤担持
体上に接触するように搬送しているので、該現像剤担持
体面に該現像剤を吸着させる上記静電的な力、特に上記
グラディエント力が該現像剤に効率的に作用するように
している。

【００２０】請求項４の現像装置においては、上記現像
剤規制部材とともに上記現像剤担持体の上記導電体部
が、摩擦帯電系列上、上記現像剤と該現像剤担持体の上
記誘電体部との間に位置するように、該現像剤、該現像
剤規制部材、該導電体部、及び該誘電体部の各材料を構
成している。例えば、該現像剤の帯電極性が負極性の場
合には、摩擦帯電系列上、図５（ｂ）に示すように
（−）現像剤＜現像剤規制部材，導電体部＜誘電体部
（＋）になるように構成できる。この材料の組み合わせ
で、図６（ａ）に示すように該現像剤が十分に付着した
該現像剤担持体面を該現像剤規制部材が摺擦する場合に
は、該現像剤と該導電体部、該誘電体部、及び該現像剤
規制部材との摩擦によって、該現像剤に負極性の電荷が
付与され、該導電体部、該誘電体部、及び該現像剤規制
部材に正極性の電荷が付与される。また、図６（ｂ）に
示すように該現像剤の付着が少ない、又は該現像剤が付
着する前の該現像剤担持体面を該現像剤規制部材が直接
摺擦する場合には、該誘電体部と該現像剤規制部材との
摩擦によって、該誘電体部に正極性の電荷が付与され、
該現像剤規制部材に負極性の電荷が付与される。

【００２１】請求項５の現像装置においては、上記摩擦
帯電において、該現像剤規制部材には正と負の両極性の
電荷が発生するが、該現像剤規制部材に抵抗率１×１０
^６Ωcm以下の導電性材料を用いているので、該現像剤規
制部材に発生した該両極性の電荷が中和され、又は該現
像剤規制部材がアースに接続されていればアースに放電
され、該現像剤規制部材の負極性に帯電した部分と該現
像剤との摩擦や、該現像剤規制部材の正極性に帯電した
部分と該誘電体部との摩擦がなくなり、該現像剤及び該
誘電体部の摩擦帯電がさらに効率的に行なわれるように
なる。

【００２２】請求項６の現像装置においては、上記現像
剤担持体の上記導電体部が、摩擦帯電系列上、上記現像
剤と上記現像剤規制部材及び該現像剤担持体の上記誘電
体部との間に位置するように、該現像剤、該導電体部、
該現像剤規制部材、該導電体部、及び該誘電体部の各材
料を構成している。例えば、該現像剤の帯電極性が負極
性の場合には、摩擦帯電系列上、図５（ｃ）に示すよう
に（−）現像剤＜導電体部＜現像剤規制部材，誘電体部
（＋）になるように構成できる。この材料の組み合わせ
で、図６（ａ）に示すように該現像剤が十分に付着した
該現像剤担持体面を該現像剤規制部材が摺擦する場合に
は、該現像剤と該導電体部、該誘電体部、及び該現像剤
規制部材との摩擦によって、該現像剤に負極性の電荷が
付与され、該導電体部、該誘電体部、及び該現像剤規制
部材に正極性の電荷が付与される。また、図６（ｂ）に
示すように該現像剤の付着が少ない、又は該現像剤が付
着する前の該現像剤担持体面を該現像剤規制部材が直接
摺擦する場合には、該導電体部と該現像剤規制部材との
摩擦によって、該該導電体部には負極性の電荷が付与さ
れるが、摩擦帯電系列上の位置が略同じである該誘電体
部と該現像剤規制部材との摩擦による摩擦電荷の発生は
ほとんどない。

【００２３】請求項７の現像装置においては、上記現像
剤の抵抗率が１×１０⁸Ωcm以上なので、転写不良が発
生することがない。また、該現像剤の抵抗率が１×１０
¹²Ωcm未満なので、該現像剤を短時間の摩擦帯電によ
り、所定の帯電量まで帯電される。

【００２４】請求項８の現像装置においては、上記電圧
印加手段により、上記現像剤と同極性で、上記現像剤担
持体面との間に所定の電位差を形成するような電圧を上
記現像剤規制部材に印加する。例えば、反転現像の場合
には、該現像剤と同極性で、該現像剤担持体に印加する
現像バイアス電圧より絶対値で大きい電圧を該現像剤規
制部材に印加する。これにより、該現像剤規制部材から
該現像剤へ電荷が注入される。また、上記現像剤規制部
材を、該現像剤担持体との間の電位差によるリーク電流
が生じない抵抗率を有する材料で構成することにより、
上記電荷の注入が、さらに効率的に安定して行なわれ
る。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を電子写真複写機（以下、複写
機という）に用いる現像装置に適用した実施例について
説明する。 〔実施例１〕図１は、本実施例に係る現像装置２の概略
構成図である。像担持体としての感光体ドラム１は例え
ば周速１２０mm/secで、矢印時計方向に回転駆動され
る。感光体ドラム１の右側方に現像装置２が配設されて
いる。感光体ドラム１の周囲には、電子写真プロセスを
実施するために、周知の帯電装置、露光ランプ等の露光
光学系、転写分離装置、クリーニング装置、除電装置
（いずれも不図示）等が配設されている。

【００２６】本実施例の現像装置２は、図１に示すよう
に、感光体ドラム１表面に向けた開口を備えた筐体であ
るケーシング３と、該開口から一部が露出して所定の周
速で矢印反時計方向に回転駆動される現像剤担持体とし
ての現像ローラ４と、ケーシング３内の右側方部に構成
された現像剤貯溜手段としてのホッパー部に収容されて
いる非磁性一成分系現像剤（以下、トナーという）７を
現像ローラ５表面に供給するとともに、矢印時計方向に
回転しながらホッパー部内のトナー７を撹拌する撹拌手
段としてのアジテータ６と、現像ローラ４の回転で感光
体ドラム１との対向部である現像領域Ａに搬送される現
像ローラ４上のトナー層の厚みを均一にならす現像剤規
制部材としての弾性ブレード８とを有している。また、
弾性ブレード８は、後述するように、現像ローラ４上の
誘電体部４１に所定の電荷を付与する電荷付与手段、及
びトナー７に所定の電荷を付与する現像剤帯電手段とし
ての機能も有している。

【００２７】上記現像ローラ４は、現像領域Ａで感光体
ドラム１表面と所定間隙をおいて対向して非接触現像を
行うように配置しても良いし、現像ローラ４上のトナー
層が感光体ドラム１表面に接触するように配置して接触
現像を行うようにしても良い。なお、非接触現像及び接
触現像のいずれの場合においても、いわゆる”後端トナ
ー寄り”の現象を防止するためには、現像ローラ４の回
転を、現像領域Ａにおける表面移動方向が感光体ドラム
１と同方向で、かつ、その周速が感光体ドラム１の周速
とほぼ等速、即ちこの例の場合には約１２０mm／secに
なるようにする。但し、接触現像においては、まったく
の等速現像であると、感光体ドラム１表面と現像ローラ
４表面との間に速度差がないために、感光体ドラム１表
面の電位に拘らず物理的なトナー付着がおこる恐れがあ
る。これを防止するためには、現像ローラ４の周速の方
が少し速くなるように設定する。例えば周速比（感光体
ドラム１周速：現像ローラ４周速）で１：１.０５〜１.
１が好ましい。この程度の周速比であれば前述した後端
トナー寄りは目だたない。

【００２８】また、上記現像ローラ４には、適当な現像
バイアス電圧、例えば直流、交流、直流重畳の交流、パ
ルス電圧などを印加する。特に非接触現像の場合には、
飛翔条件の良い交番成分を有する電圧（交流、直流重畳
の交流、又はパルス電圧等）を印加することが望まし
い。

【００２９】ところで、従来の一成分系現像剤を用いる
現像装置用の現像ローラの代表的なものとしては、導電
ローラ（金属、ゴム等）、半導電ローラ（ソフト、ハー
ドの両タイプ有り）、絶縁層コートローラ、フロート電
極ローラがある。表面が導電体部のみの金属ローラの場
合は、たとえ帯電付与手段を設けたとしても帯電はせ
ず、バイアス電圧を印加しても現像ローラ上に不平等電
界が発生せず、グラディエント力によってトナーを付着
させることができない。また、半導電ローラや誘電体の
単層のみを形成した絶縁層コートローラでは、帯電付与
手段で帯電するものの、現像ローラ表面での電界は並行
電界に近く、グラディエント力は発生しない。このた
め、帯電しているトナーであれば、一層のトナー付着は
摩擦帯電で付着するが、無帯電トナーや不安定帯電トナ
ーの多層付着は困難となる。また、特開昭５８−２１１
７６９号公報等で提案されているフロート電極を有した
現像ローラでも同じような電界が形成されることは考え
られるが、電極がフロートであるため、トナーとの摩擦
による鏡像や電荷、弾性ブレードとの摩擦電荷が蓄積し
導電体部とその周りの誘電体部との間にはグラディエン
ト力は発生せず、無帯電や不安定な帯電のトナーを吸着
する力は小さく、現像電極としての効果を狙ったもので
思想や構成のまったく異なるものである。

【００３０】そこで、本実施例における現像ローラ４と
しては、表面に電荷を保持できる誘電体部と接地された
導電体部とが微小面積で混在露出するように構成された
現像ローラを用いた。この誘電体部の大きさは、例えば
径が５０〜２００μm程度になるようにする。このよう
な誘電体部がランダムに、又はある規則に従って分散し
ているようにする。両部の面積比としては、例えば誘電
体部の面積が全体の４０〜７０％の範囲になるようにす
るのが好ましい。図３は、本実施例で用いた現像ローラ
４の構成例の一つであるローレット型現像ローラ４ａを
示している。図３（ａ）は、ローレット型現像ローラ４
ａの表面の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のａ−ａ切
断線で切断した場合の断面図である。図示のような表層
部を形成するには、例えば、芯金ローラの表面をローレ
ット加工して所定の溝を形成した後、絶縁性の例えば樹
脂をコートし、その後に表面を切削加工して芯金部が導
電体部４２として、溝内の樹脂が誘電体部４１として、
それぞれ表面に露出するようにすることによって形成で
きる。

【００３１】上記弾性ブレード８は、非接触現像の場合
には１０〜２０ｇ／cm程度の軽い当接圧で、接触現像の
場合には３０ｇ／cm程度の当接圧で、現像ローラ４に当
接するように配置する。接触現像の場合に当接圧を比較
的高く設定するのは、接触現像の場合には感光体ドラム
１側への現像転移率が比較的高いために、現像ローラ４
上の適正トナー付着量が、例えば０.８乃至１.０mg/cm²
程度と比較的少ないからである。

【００３２】上記トナー７に使用される結着樹脂として
は、従来からトナー用結着剤として使用されてきたもの
の全てが適用できる。具体的には、ポリスチレン、スチ
レン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共
重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチ
レン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタ
ジエン共重合体などのスチレン系樹脂をはじめ、飽和ポ
リエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、マレイン酸樹脂、クマロン酸樹
脂、塩素化パラフィン、キシレン樹脂、塩化ビニル系樹
脂、ポリプロピレン、ポリエチレンなどが例示できる。
これら結着樹脂の二種以上が適宜混合されて用いられて
よいことは言うまでもない。本実施例に係るトナー７と
しては、これらのうちでもポリスチレン系樹脂、スチレ
ン系樹脂、及びエポキシ系樹脂の使用が有利である。

【００３３】また、トナー７には着色剤が含有される。
トナー７で用いられる着色剤としては、従来からトナー
用着色剤として使用されてきた顔料及び染料の全てが適
用される。具体的には、カーボンブラック、ランプブラ
ック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、
カルコオイルブルー、デュポンオイルレッド、キノリン
イエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブ
ルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、ロ
ーダミン６Ｃレーキ、クロムイエロー、キナクリドン、
ベンジジンイエロー、マラカイトグリーン、マラカイト
グリーンヘキサレート、オイルブラック、アゾオイルブ
ラック、ローズベンガル、モノアゾ系染顔料、トリスア
ゾ系染顔料及びこれらの混合物などが挙げられる。

【００３４】また、トナー７には、必要に応じて、荷電
制御剤、流動化剤、又は離型剤を含有させることもでき
る。荷電制御剤としては、トナー７に正極性の電荷を付
与するものとして、ニグロシン系染料、第四アンモニウ
ム塩、塩基性染料、アミノ酸含有のポリマーなどがあ
り、また、本実施例のように負極性の電荷を付与するも
のとして、含クロムモノアゾ染料、含クロル有機染料、
サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。流動化剤
としては、例えば表面を疎水化処理したＳｉＯ₂、Ｔｉ
Ｏ₂等の無機酸化物、ＳｉＯ等の無機微粒子、ステアリ
ン酸亜鉛等の金属石鹸などが挙げられる。離型剤として
は、低分子量のポリエチレン、ポリプロピレンなどの合
成ワックス類の他、キャンデリラワックス、カルナウバ
ワックス、ライスワックス、水ろう、ホボバ油などの植
物系ワックス類；みつろう、ラノリン、鯨ろうなどの動
物系ワックス類；モンタンワックス、オゾケライトなど
の鉱物系ワックス；硬化ヒマシ油、ヒドロキシステアリ
ン酸、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステルなどの
油脂系ワックス類などが挙げられる。

【００３５】また、トナー７には、上記成分の他に必要
に応じて、トナー７の熱特性、電気特性、物理特性など
を調整する目的で各種の可塑剤（フタル酸ジブチル、フ
タル酸ジオクチルなど）、抵抗調整剤（カーボンブラッ
ク、酸化スズ、酸化鉛、酸化アンチモンなど）等の助剤
を添加することも可能である。

【００３６】次に、本実施例の特徴部の構成について説
明する。従来のこの種の現像装置では、図２に示すよう
に、現像ローラ４上にトナー７を供給し、トナー７及び
現像ローラ４上の誘電体部４１を摩擦帯電するために、
トナー供給ローラ５を設けているが、本実施例では、こ
のトナー供給ローラ５の代わりに、トナー７を帯電する
現像剤帯電手段、及び該誘電体部４１を帯電する電荷付
与手段として上記弾性ブレード８を利用している。

【００３７】また、本実施例では、現像ローラ４上に形
成された微小閉電界による上記静電的な力をうける領域
へ、ホッパー部内のトナー７を搬送するように構成して
いる。具体的には、ホッパー部内のトナー７を撹拌する
上記アジテータ６を用いて、ホッパー部内の収容トナー
７を現像ローラ４の表面に搬送するように構成できる。
なお、ホッパー部の形状やトナー７の流動性により、ト
ナー７の自重で現像ローラ４表面への搬送が可能である
場合等には、このアジテータ６は省略しても良い。

【００３８】また、本実施例では、上記現像ローラ４上
に形成された電界、特に微小閉電界からうける上記グラ
ディエント力等の静電的な力によって、現像ローラ４上
に無帯電及び低帯電のトナー７を吸引及び担持している
が、トナー７が効率よくグラディエント力等の静電的な
力をうけるためには、所定の凝集度を有するトナー７を
用いるとともに現像ローラ４近傍のトナー７の凝集を防
止する必要がある。そこで、本実施例では、現像ローラ
４の表面近傍に搬送されたトナー７の凝集を防止し、現
像ローラ４上に接触するように搬送するための現像剤撹
拌手段として、ミニアジテータ９を設けている。また、
トナー７として、凝集度が５％以上、かつ、３０％以下
の範囲内にあるものを用いている。凝集度の値が５％よ
りも低い場合は、現像ローラ４上からトナー７が飛散し
たり、画像にカブリを発生しやすくなる。また、３０％
よりも大の場合には、上記グラディエント力による多層
化が困難となり、また現像効率（現像ローラ上のトナー
が感光体に現像される割合）も低下し、画像濃度の低下
や画像濃度のムラが発生しやすくなる。

【００３９】なお、トナー７の凝集度は次のように測定
した。測定装置としては、パウダーテスター（ホソカワ
ミクロン社製，粉体特性総合測定装置ＴＹＰＥ ＰＴ−
Ｅ：商標）を使用した。まず、付属部品をバイブロシ
ュート、パッキン、スペースリング、フルイ（３
種類：上段、中段、下段）、オサエバーの順序でセッ
トする。次に、ノブナットで固定し、下記の条件で振動
台を作動させる。 （１）フルイ目開き（上段）：７５μm （２）フルイ目開き（中段）：４５μm （３）フルイ目開き（下段）：２２μm （４）振巾目盛： １mm （５）試料採取量： １０g （６）振動時間： ３０秒 上記振動台の作動後、各フルイに残った粉体重量を測定
し、次の計算式から凝集度を求める。 （以下、余白） 凝集度（％）は、上記３つの計算値（ａ）、（ｂ）及び
（ｃ）を合計して求める。

【００４０】また、本実施例におけるトナー７として
は、短時間の摩擦帯電によって所定の帯電量に帯電する
必要があるので、抵抗率の小さなトナーが適するが、あ
まり抵抗率が小さすぎても転写不良が発生するため、１
×１０⁸Ωcm以上、かつ、１×１０¹²Ωcm未満の抵抗率
を有するトナー７を用いた。トナー７の抵抗率を調整す
る抵抗調整剤としては、上記のようにカーボンブラック
の他、酸化錫、酸化鉛、酸化アンチモン等があるが、樹
脂抵抗、外添剤、及び離型剤の選択も含めて、トナー７
の抵抗率が調整される。

【００４１】また、本実施例では、抵抗率１×１０⁶Ωc
m以下の導電性の弾性ブレード８、及び負帯電のトナー
７を用いており、図５（ａ）に示すように、トナー７、
弾性ブレード８及び現像ローラ４の誘電体部４１の摩擦
帯電系列上の位置関係が、（−）トナー７＜弾性ブレー
ド８＜誘電体部４１（＋）になるように各材料を選んで
いる。また、図５（ｂ）に示すように、トナー７、弾性
ブレード８、現像ローラ４の導電体部４２及び誘電体部
４１が、摩擦帯電系列上、（−）トナー７＜弾性ブレー
ド８，導電体部４２＜誘電体部４１（＋）の位置関係に
なるように各材料を選んでもよい。

【００４２】なお、弾性ブレード８が導電性でない場合
には、図５（ｃ）に示すように、トナー７、弾性ブレー
ド８、現像ローラ４の導電体部４２及び誘電体部４１
が、摩擦帯電系列上、（−）トナー７＜導電体部４２＜
弾性ブレード８，誘電体部４１（＋）の位置関係になる
ように各材料を選ぶ。また、図５（ｄ）に示すように、
トナー７、弾性ブレード８、及び現像ローラ４の誘電体
部４１が、摩擦帯電系列上、（−）トナー７＜弾性ブレ
ード８，誘電体部４１（＋）の位置関係になるように各
材料を選んでもよい。

【００４３】また、本実施例のように、弾性ブレード８
を導電性の材料で構成した場合には、現像ローラ４に印
加された現像バイアス電圧が、現像ローラ４に摺擦して
いる導電性の弾性ブレード８を介してリークしてしまう
おそれがあるので、このリークを簡単に防止するため
に、弾性ブレード８に上記現像バイアス電圧と同じ電圧
を印加した方が望ましい。

【００４４】また、現像ローラ４の表面粗さがトナー７
の粒径より大きいと、トナー７が現像ローラ４上を動け
ず、摩擦効率が悪い悪くなる。さらに、現像ローラ４の
表面粗さが粗すぎると、トナー７が現像ローラ４や弾性
ブレード８の表面に固着してフィルミングとなり、耐久
性劣化の原因となる。そこで、本実施例では、トナー７
が現像ローラ４及び弾性ブレード８となるべく数多く接
触し、効率の良いトナー７の摩擦帯電を行なうために、
現像ローラ４及び弾性ブレード８の接触部における表面
粗さを、トナー７の粒径の１／２以下にしている。

【００４５】以上、本実施例においては、図１の領域Ｃ
において、弾性ブレード８が現像ローラ４の表面にトナ
ー７を介し、又は直接摺擦することにより、現像ローラ
４上の誘電体部４１に、所望のトナー帯電極性と逆極性
の帯電（正規現像（Ｐ／Ｐ）においては感光体電荷と同
極性の帯電であり、反転現像（Ｎ／Ｐ）においては感光
体電荷と逆極性の帯電である）を所定の電荷を付与され
る。本実施例では、負極性トナー７を用い、反転現像方
式を採用しているので、誘電体部４１には正極性の電荷
が付与される。そして、現像ローラ４上の上記電荷が付
与された誘電体部４１に電界が形成され、特に、該誘電
体部４１と接地された導電体部４２との隣接部上には、
図４（ｂ）で電気力線Ｅで示すように微小閉電界（マイ
クロフィールド）が形成され、現像ローラ４上の全体で
は、多数の微小閉電界が分布している。一方、現像ロー
ラ４近傍の領域Ｂには、アジテータ６によってホッパー
部内のトナー７が供給される。この領域Ｂにおいて、現
像ローラ４上に形成された電界による静電的な力、特に
上記微小閉電界による上記グラディエント力で、無帯電
又は低帯電のトナー７が吸引され、現像ローラ４表面に
多層に付着する。そして、トナー７の付着した現像ロー
ラ４はさらに回転して、弾性ブレード８との接触部であ
る領域Ｃに達する。そして、領域Ｃを通過した現像ロー
ラ４上のトナー層は、現像ローラ４上に接触している弾
性ブレード８で厚みが均一な薄層にされ、かつ、現像ロ
ーラ４の表面及び弾性ブレード８との摩擦により、現像
に必要な帯電量に帯電され、現像ローラ４の回転で現像
領域Ａに搬送される。そして、現像領域Ａでは、接触又
は非接触現像法で最適な現像バイアスが印加された現像
ローラ４の表面と感光体ドラム１表面とがほぼ等速で移
動しながら現像が行われる。以上のように、本実施例に
よれば、従来のトナー供給ローラ等の現像剤供給部材を
用いることなく、より簡単な構成で、現像ローラ４上に
所望の帯電量の多層のトナー層を安定して形成すること
ができる。

【００４６】また、本実施例によれば、凝集度が５％以
上、かつ、３０％以下のトナー７を用いているので、ト
ナー７が上記静電的な力、特に上記グラディエント力を
効率的にうけるようになり、凝集度が低すぎる場合に発
生するトナーの飛散による画像上のかぶりも防止でき、
また、凝集度が高すぎる場合に発生する現像効率（現像
ローラ４上のトナー７が感光体ドラム１上に現像される
割合）の低下による画像濃度の低下や画像濃度のムラも
防止することができる。また、現像ローラ４の表面近傍
に搬送された、無帯電、又は低帯電等の不安定なトナー
７を、ミニアジテータ９による撹拌でほぐし、さらさら
な状態にしながら、現像ローラ４上に接触するように搬
送しているので、トナー７が上記静電的な力、特に上記
グラディエント力をさらに効率的にうけるようになる。

【００４７】また、本実施例においては、図５（ａ）に
示すように、トナー７、弾性ブレード８及び現像ローラ
４の誘電体部４１の摩擦帯電系列上の位置関係が、
（−）トナー７＜弾性ブレード８＜誘電体部４１（＋）
になるように各材料を選んでいるので、トナー７と弾性
ブレード８及び誘電体部４１との摩擦により、トナー７
に負極性の電荷を、弾性ブレード８及び誘電体部４１に
正極性の電荷を付与することができ、弾性ブレード８と
誘電体部４１との直接摩擦により、弾性ブレード８に負
極性の電荷を、誘電体部４１に正極性の電荷を付与する
ことができる。また、弾性ブレード８が抵抗率１×１０
⁶Ωcm以下の導電性材料で構成されているので、上記摩
擦帯電において弾性ブレード８に正と負の両極性の電荷
が発生しても、該両極性の電荷が中和され、又は弾性ブ
レード８がアースに接続されていればアースに該電荷が
放電され、弾性ブレード８の負帯電部とトナー７との摩
擦帯電や弾性ブレード８と正帯電部との摩擦帯電がなく
なり、トナー７及び誘電体部４１の摩擦帯電がさらに効
率的に行なわれるようになる。また、図５（ｂ）乃至
（ｄ）に示す摩擦帯電系列上の位置関係の変形例におい
ても、上記図５（ａ）の場合と同様に、トナー７には負
極性の電荷を、誘電体部４１には正極性の電荷を付与す
ることができる。

【００４８】以上のように、本実施例によれば、摩擦帯
電系列上、上記所定の位置関係を有するように、トナー
７、弾性ブレード８、現像ローラ４の誘電体部４１の材
料を選んでいるので、トナー７には現像に十分な負極性
の電荷を付与することができ、現像ローラ４の誘電体部
４１には、所定の上記微小閉電界の発生に十分な正極性
の電荷を付与することができる。

【００４９】また、本実施例によれば、トナー７の抵抗
率が１×１０⁸Ωcm以上なので、転写不良を防止でき、
また、トナー７の抵抗率が１×１０¹²Ωcm未満なので、
トナー７を短時間の摩擦帯電により、所定の帯電量まで
帯電することができる。

【００５０】以下、本実施例のより具体的な態様を具体
例として記載する。 （１）現像ローラ４ ・径が２０mmのＡｌ芯金ローラ表面に、ローレット加工
により、深さ０．１５mm、溝巾０．０８mmのＵ字溝を、
ピッチ０．２５mmでアヤメ状に形成した。 ・この芯金ローラの表面に、エポキシ変性シリコーン樹
脂（東レ，ＳＲ２１１５：商標）をコーティングし、１
００℃で約３０分乾燥させて誘電層コートを施した。 ・このローラの表面を切削加工して、芯金部を導電体部
４２として表面に露出させ、ローレット加工の溝に充填
されて残っている樹脂部を誘電体部４１とした。このと
きの導電体部４２の総面積が全体の５０％（従って誘電
体部４１の総面積は全体の５０％）になるようにした。 （２）弾性ブレード８ ・厚さ２mm、ＪＩＳ硬度５０〜７０度の弾性板を、現像
ローラ４に対して１０〜２０g/cmの接触圧で接触配置し
た。 ・この弾性板としては、導電剤としてカーボンブラッ
ク、アルカリ金属等を内添及び分散させて型成型した、
抵抗率が１０³〜１０⁶Ωcmのウレタンゴムを用いた。 （３）現像バイアス２１、現像ギャップ ・非接触現像用として、現像ローラ４に直流−５００Ｖ
を重畳したピーク・ツウ・ピーク１０００Ｖ、１０００
HZの交流バイアスを印加した（これに代え、−８００Ｖ
の直流バイアスを印加しても良い）。 ・現像ギャップを１５０〜２００±３０μｍに設定し
た。 （４）感光体１ ・ＯＰＣ（ハードタイプ） ・Ｎ／Ｐ現像用のネガ潜像が地肌部で−８５０Ｖ、書き
込み部（画像部）で−１５０Ｖになるように一様帯電を
施した。 （５）トナー７ ・非磁性スチレンアクリル系＋ポリエステル系樹脂使用
の負帯電トナーを用いた。 ・外添剤としてＳｉＯ₂微粉末０．７ｗｔ％を外添し
た。 （６）評価 以上の条件で、現像ローラ４上に付着して担持されたト
ナー層の付着量等を測定したところ、付着量１．０〜
１．６mg/cm²、平均帯電量−５〜−１５μc/gの、逆帯
電トナー、無帯電トナーの少ない帯電量分布のトナー層
を形成することができた。得られた画像は、地肌汚れが
なくベタ画像、ライン画像の良好なものであった。

【００５１】〔実施例２〕次に、本発明の他の実施例に
ついて説明する。本実施例に係る現像装置２では、上記
実施例１のローレット型現像ローラ４の代わりに、図７
（ａ）乃至（ｃ）に示すような樹脂分散型現像ローラ４
ａを用いている。現像ローラ４ａ以外の装置は、図１に
示す実施例１の現像装置２と同様な各装置を用いてお
り、それらについての説明は省略する。

【００５２】この樹脂分散型現像ローラ４ａは、金属ロ
ーラ４３上の導電性樹脂４２ａに誘電粒子４１ａを分散
させた構成になっている。この現像ローラ４ａの誘電粒
子４１ａの大きさは粒径（ｄ₂）で５０μｍ以上あり、
この誘電粒子４１ａを帯電すれば十分な微小閉電界が得
られる。誘電粒子４１ａの粒径（ｄ₂）の上限は、画像
やローラ工法からの制約をうけ、平面上の大きさとして
は２００μｍ程度が限度となる。誘電粒子４１ａが大き
くなると現像ローラ４ａ上の微小閉電界によるグラディ
エント力の空間分布が粗くなり、まばらなトナー付着と
なってムラの多い画像となることが上げられる。また、
誘電粒子４１ａの深さ方向の寸法は、特にローラ工法か
らの制約をうけ、１００μｍ程度が限度となる。

【００５３】上記樹脂分散型現像ローラ４ａに用いる材
料は、負帯電トナー用の導電性樹脂４２ａとして、ビニ
ル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリスチ
レン系樹脂、ポリエチレン系樹脂などにカーボンブラッ
クやアルカリ金属塩を混合分散したもの等を用いること
ができ、負帯電トナー用の誘電粒子４１ａとして、アク
リル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン
樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレ
ン樹脂等を用いることができる。また、その他多くの樹
脂を用いることができ、トナー７の極性により、導電性
樹脂４２ａ及び誘電粒子４１ａの種類が異なることは当
然のことである。

【００５４】以上、本実施例によれば、図７（ｃ）に示
すように、上記実施例１と同様に、トナー供給ローラ等
を用いることなく、より簡単な構成で、現像ローラ４ａ
上に所望の帯電量の多層のトナー層を安定して形成する
ことができ、良好な画像が得られた。

【００５５】また、本実施例によれば、樹脂分散型現像
ローラ４ａを用いているので、グラディエント力等によ
り現像ローラ４ａ上に付着したトナー７に、弾性ブレー
ド８との摺擦で電荷を与え易くなり、この摩擦帯電は導
電性樹脂４２ａとの間で容易であり、特に帯電し易いよ
うに導電性樹脂４２ａに帯電制御剤をいれることが可能
である。この帯電制御剤は、トナー７に負極性の電荷を
付与するものとして、ニグロシン系染料、第四アンモニ
ウム塩、塩基性染料、アミノ酸含有のポリマー等が挙げ
られ、また、トナー７に正極性の電荷を付与するものと
して、含クロムモノアゾ染料、含クロル有機染料、サリ
チル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。

【００５６】以下、本実施例のより具体的な態様を具体
例として記載する。なお、現像ローラ４ａ以外の態様は
上記実施例１の具体例と同様にした。 （１）現像ローラ４ａ ・アクリル系導電性塗料（日本アチソン社 Electrodag4
40：商標）１００部、ＰＭＭＡ樹脂粒子（平均粒径８０
μm）５０部に、希釈剤２００部（日本アチソン社 ＳＢ
−１：商標）を混合して塗工液を作製した。 ・上記処方の塗工液を、径が１８mmのＳＵＳ製の芯金ロ
ーラ５３ｂにスプレーコーティングにより塗工し、８０
℃で１時間乾燥させた後、研磨し、径が２０mmの現像ロ
ーラ４ａを作成した。このときの現像ローラ４ａ上の導
電部体部４２ａの面積は全体の約５０％（従って、誘電
体部４１ａの総面積は全体の５０％）となるようにし
た。 （２）評価 ・上記樹脂分散型現像ローラ４ａを用い、他の条件は実
施例と同様な条件で、現像ローラ４ａ上に付着して担持
されたトナー層の付着量等を測定したところ、上記実施
例１の場合と同様に、付着量１．０〜１．６mg/cm²、平
均帯電量−５〜−１５μc/gの、逆帯電トナー、無帯電
トナーの少ない帯電量分布のトナー層を形成することが
できた。得られた画像は、地肌汚れがなくベタ画像、ラ
イン画像の良好なものであった。

【００５７】〔実施例３〕次に、本発明のさらに他の実
施例について説明する。図８に本実施例に係る現像装置
２を示している。基本的な構成は、図１に示す実施例１
の現像装置２の構成と同様であり、それらについての説
明は省略する。本実施例の実施例１と異なる点は、トナ
ー７の帯電電荷と同極性で、現像ローラ４面の電位の絶
対値より大きな電圧を、弾性ブレード８に印加する電圧
手段を設けた点である。該電圧印加手段として、図８に
示すように、現像バイアス電源２１（直流電圧：−５０
０Ｖ，交流電圧：１０００Ｖp-p，１０００Hz）と現像
ローラ４との間に、安定して所定の電圧を維持すること
ができるツェナーダイオード２１１（ツェナー電圧：２
００〜３００Ｖ）を用いた回路を接続し、その接続点Ｄ
を弾性ブレード８に電気的に接続した。なお、該弾性ブ
レード８の抵抗率は、現像ローラ４ａとの間の電位差に
よるリーク電流が生じない程度の値が必要であり、１×
１０⁷Ωcm以上、かつ１×１０¹⁰Ωcm未満の範囲内が望
ましい。

【００５８】以上、本実施例によれば、上記電圧印加手
段により、弾性ブレード８には、現像バイアス電圧２１
により、直流電圧−５００Ｖが重畳された１０００Ｖp-
p，１０００Hzの交流バイアス電圧が印加され、一方、
現像ローラ４には、直流電圧−２００〜−３００Ｖが重
畳された１０００Ｖp-p，１０００Hzの交流バイアス電
圧が印加された状態で、図６（ａ）に示すように、弾性
ブレード８はトナー７を挾んで現像ローラ４面を摺擦す
るので、弾性ブレード８側からトナー７へ負極性の電荷
が注入され、さらにトナー７の帯電が十分に、かつ安定
して行なわれるようになる。また、上記弾性ブレード８
は上記所定の抵抗率を有する材料で構成されているの
で、弾性ブレード８と現像ローラ４との間の電位差（２
００〜３００Ｖ）によるリーク電流を防止でき、上記電
荷の注入がさらに効率的に、安定して行なわれる。以上
の結果、本実施例において、現像ローラ４上に付着して
担持されたトナー層の付着量等を測定したところ、付着
量１．０〜１．８mg/cm²、平均帯電量−５〜−２０μc/
gの、逆帯電トナー、無帯電トナーの少ない帯電量分布
のトナー層を形成することができた。得られた画像は、
地肌汚れがなくベタ画像、ライン画像の良好なものであ
った。

【００５９】なお、上記実施例１乃至実施例３では、反
転現像方式のものであるが、正規現像方式のものにも適
用できる。この正規現像方式の場合、現像ローラ４の誘
電部４１の材料としては、テフロン樹脂、ポリエチレン
樹脂、弾性ブレード８の材料としては、ポリウレタン樹
脂、ポリカーボネート樹脂、トナー７の材料としては、
ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂などが使用できる。そ
して適当な現像バイアス２１として例えばー２００Ｖを
用いる。

【００６０】また、上記実施例１乃至実施例３では、像
担持体として感光体ドラム１を用いているが、ベルト状
の感光体を用いても構わない。

【００６１】また、上記実施例２では、現像ローラ４の
芯金ローラ部５３に金属性材料を用いているが、その代
わりに低抵抗のゴムローラを用い、さらに樹脂分散層も
ゴム系の樹脂を用いて、ソフトローラ化することもでき
る。

【００６２】また、上記実施例３では、上記現像バイア
ス電源２１を、現像ローラ４にバイアス電圧を印加する
だけではなく、弾性ブレード８にバイアス電圧を印加す
るためにも用いているが、弾性ブレード８に上記所定の
バイアス電圧を印加するための電源を別に設けてもよ
い。また、正規現像においては、現像ローラ４へ印加す
る現像バイアス電圧の極性とは逆極性の電圧が弾性ブレ
ード８に印加されることになる。

【００６３】

【発明の効果】請求項１又は２の現像装置によれば、上
記現像剤担持体の表面に、上記現像剤規制部材が直接、
又は上記現像剤を介して摺擦されることにより、該現像
剤担持体面の上記誘電体部に所定の電荷が付与される。
そして、該電荷が付与された該誘電体部上の電界が発生
した領域、特に該誘電体部と接地された上記導電体部と
の隣接部上の微小閉電界が発生した領域に、上記現像剤
搬送手段によって搬送された無帯電、又は低帯電等の帯
電量が不安定な現像剤が、該電界によって生じた静電的
な力、特に無帯電の現像剤の場合は該微小閉電界によっ
て生じた上記グラディエント力をうけて、該現像剤担持
体面に吸引され担持される。そして、該現像剤担持体上
に担持された現像剤は、該現像剤規制部材によってなら
されて所定の厚さに規制されるとともに、該現像剤規制
部材が該現像剤を介して該現像剤担持体の表面を摺擦す
ることにより、該現像剤と、該現像剤規制部材の表面、
該現像剤担持体の該誘電体部及び該導電体部との間に摩
擦現象が生じ、それぞれの材料の摩擦帯電系列上の位置
に応じた極性で、現像に必要な所定の帯電量に帯電され
る。以上のように、従来の現像剤供給部材等を用いるこ
となく、より簡単な構成で、該現像剤担持体上に所望の
帯電量の多層の現像剤層を安定して形成することがで
き、良好な画像が得られるという効果がある。

【００６４】請求項３の現像装置によれば、凝集度が５
以上、かつ、３０％以下の上記現像剤を用いているの
で、該現像剤が上記静電的な力、特に上記グラディエン
ト力を効率的にうけるようになり、凝集度が低すぎる場
合に発生するトナーの飛散による画像上のかぶりも防止
でき、また、凝集度が高すぎる場合に発生する現像効率
の低下による画像濃度の低下や画像濃度のムラも防止す
ることができる。また、上記現像剤担持体の表面近傍に
搬送された、無帯電、又は低帯電等の不安定な該現像剤
を、上記現像剤撹拌手段による撹拌でほぐし、さらさら
な状態にしながら、該現像剤担持体上に接触するように
搬送しているので、該現像剤が上記静電的な力、特に上
記グラディエント力をさらに効率的にうけるようになる
という効果がある。

【００６５】請求項４及び６の現像装置によれば、摩擦
帯電系列上、上記位置関係を有するように、上記現像
剤、上記現像剤規制部材、上記現像剤担持体の誘電体部
及び導電体部の材料を選んで構成しているので、該現像
剤には現像に十分な所定極性の電荷を付与することがで
き、該現像剤担持体の該誘電体部には、所定の上記微小
閉電界の発生に十分な所定極性の電荷を付与することが
できるという効果がある。また、請求項５の現像装置に
よれば、該現像剤規制部材が抵抗率１×１０6Ωcm以下
の導電性材料で構成されているので、該現像剤及び該現
像剤担持体面との摩擦帯電において該現像剤規制部材に
正と負の両極性の電荷が発生した場合でも、該両極性の
電荷が中和され、又は該現像規制部材がアースに接続さ
れていればアースに放電され、該現像剤及び該誘電体部
の摩擦帯電がさらに効率的に行なわれるようになるとい
う効果がある。

【００６６】請求項７の現像装置によれば、抵抗率が１
×１０⁸Ωcm以上、かつ、１×１０¹²Ωcm未満の上記現
像剤を用いているので、該現像剤を短時間の摩擦帯電に
より所定の帯電量まで帯電することができ、さらに転写
不良も防止できるという効果がある。

【００６７】請求項８の現像装置によれば、上記電圧印
加手段により、上記現像剤と同極性で、上記現像剤担持
体面との間に所定の電位差を形成するような電圧を上記
現像剤規制部材に印加することにより、該現像剤規制部
材から該現像剤へ電荷が注入されるので、さらに該現像
剤の帯電が十分に、かつ安定して行なわれるという効果
がある。また、上記現像剤規制部材を、該現像剤担持体
との間の電位差によるリーク電流が生じない抵抗率を有
する材料で構成しているので、上記電荷の注入がさらに
効率的に安定して行なわれるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る現像装置の概略構成図。

【図２】従来例に係る現像装置の概略構成図。

【図３】（ａ）は平等電界中の帯電粒子の運動を示す説
明図、（ｂ）は不平等電界中の無帯電粒子の運動を示す
説明図。

【図４】（ａ）は本実施例に係る現像装置に用いるロー
レット型現像ローラの表面の一部を示す平面図、（ｂ）
は同現像ローラの断面図。

【図５】（ａ）は本実施例に係るトナー、層厚ならし
板、現像ローラの誘電体部及び導電体部の摩擦帯電系列
の一構成例を示す説明図、（ｂ）は同摩擦帯電系列の他
の構成例を示す説明図、（ｃ）は同摩擦帯電系列の他の
構成例を示す説明図、（ｄ）は同摩擦帯電系列の他の構
成例を示す説明図。

【図６】（ａ）はトナーが十分に付着した現像ローラ上
への層厚ならし板の摺擦状態を示す説明図、（ｂ）はト
ナー付着が少ない、又はトナー付着前の現像ローラ上へ
の層厚ならし板の摺擦状態を示す説明図。

【図７】（ａ）は本実施例に係る現像装置に用いる樹脂
分散型現像ローラの表面の一部を示す平面図、（ｂ）は
同現像ローラの断面図、（ｃ）は同現像ローラ上に発生
した微小閉電界の説明図。

【図８】他の実施例に係る現像装置の概略構成図。

【符号の説明】

２ 現像装置 ４ 現像ローラ ４ａ 樹脂分散型現像ローラ ５ トナー供給ローラ ７ トナー ８ 弾性ブレード ９ ミニアジテータ ２１ 現像ローラバイアス電源 ４１ 誘電体部 ４１ａ 誘電粒子 ４２ 導電体部 ４２ａ 導電性樹脂 ７１ 帯電誘電体粒子 ７２ 無帯電誘電体粒子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−212173（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−240659（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−311870（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/08 - 13/095 G03G 15/08 - 15/095

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現像剤を貯溜する現像剤貯溜手段と、表面
   に誘電体部と接地された導電体部とが規則的又は不規則
   に混在して分布するように構成された現像剤担持体と、
   該誘電体部に電荷を付与する電荷付与手段と、現像剤貯
   溜手段内の現像剤を該現像剤担持体側に搬送する現像剤
   搬送手段と、該現像剤担持体上の該現像剤の厚さを規制
   する現像剤規制部材と、該現像剤担持体上の該現像剤を
   所定の帯電量まで帯電する現像剤帯電手段とを備えた現
   像装置において、 該現像剤規制部材が摩擦帯電系列上該現像剤と該誘電体
   部との間に位置するように該現像剤、該現像剤規制部材
   及び該誘電体部の各材料を構成することにより、該現像
   剤規制部材を該電荷付与手段及び該現像剤帯電手段とし
   て兼用し、 該現像剤搬送手段を、該現像剤規制部材で電荷が付与さ
   れた該誘電体部上に形成された電界による静電的な力を
   うける領域に該現像剤を搬送するように構成したことを
   特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】現像剤を貯溜する現像剤貯溜手段と、表面
   に誘電体部と接地された導電体部とが規則的又は不規則
   に混在して分布するように構成された現像剤担持体と、
   該誘電体部に電荷を付与する電荷付与手段と、現像剤貯
   溜手段内の現像剤を該現像剤担持体側に搬送する現像剤
   搬送手段と、該現像剤担持体上の該現像剤の厚さを規制
   する現像剤規制部材と、該現像剤担持体上の該現像剤を
   所定の帯電量まで帯電する現像剤帯電手段とを備えた現
   像装置において、 該現像剤規制部材が摩擦帯電系列上該現像剤と該誘電体
   部との間に位置するように該現像剤、該現像剤規制部材
   及び該誘電体部の各材料を構成することにより、該現像
   剤規制部材を該電荷付与手段及び該現像剤帯電手段とし
   て兼用し、 該現像剤搬送手段を、該現像剤規制部材で電荷が付与さ
   れた該誘電体部と該導電体部との隣接部上に形成された
   微小閉電界によるグラディエント力をうける領域に該現
   像剤を搬送するように構成したことを特徴とする現像装
   置。
3. 【請求項３】上記現像剤を撹拌し、上記現像剤担持体上
   に接触させるように搬送する少なくとも一つの現像剤撹
   拌手段を設け、該現像剤として、凝集度が５％以上、か
   つ、３０％以下の現像剤を用いたことを特徴とする請求
   項１又は２の現像装置。
4. 【請求項４】上記現像剤担持体の上記導電体部が、摩擦
   帯電系列上、上記現像剤と該現像剤担持体の上記誘電体
   部との間に位置するように、該現像剤、該導電体部及び
   該誘電体部の各材料を構成したことを特徴とする請求項
   １又は２の現像装置。
5. 【請求項５】上記現像剤規制部材の抵抗率が１×１０^６
   Ωcm以下であることを特徴とする請求項１、２又は４の
   現像装置。
6. 【請求項６】上記現像剤担持体の上記導電体部が、摩擦
   帯電系列上、上記現像剤と上記現像剤規制部材及び該現
   像剤担持体の上記誘電体部との間に位置するように、該
   現像剤、該導電体部、該現像剤規制部材、該導電体部、
   及び該誘電体部の各材料を構成したことを特徴とする請
   求項１又は２の現像装置。
7. 【請求項７】上記現像剤として、抵抗率が１×１０^８Ω
   cm以上、かつ、１×１０^１２Ωcm未満の範囲内の現像剤
   を用いたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５又
   は６の現像装置。
8. 【請求項８】上記現像剤と同極性で、上記現像剤担持体
   面との間に所定の電位差を形成するような電圧を、上記
   現像剤規制部材に印加する電圧印加手段を設け、 上記現像剤規制部材を、該現像剤担持体との間の電位差
   によってリーク電流が生じない抵抗率を有する材料で構
   成したことを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は
   ７の現像装置。