JPH04348366A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転駆動されるトナー
担持体の表面にトナーを担持して搬送し、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おいて、
該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
。

【０００２】

【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。

【０００３】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。

【０００４】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
、必要な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。

【０００５】磁性トナーを用いた場合には、トナー担持
体に内設した磁石の磁力を利用して、該担持体にトナー
を担持できるので、従来より上述の要求を満たすことが
可能であったが、トナー担持体に磁石を内設する必要が
あるため、その構成が複雑となる不具合を免れなかった
。

【０００６】一方、非磁性の一成分系現像剤を用いたと
きは、これを磁力によってトナー担持体に担持させるこ
とはできないため、上述の要求を満たすことは特に難し
い。

【０００７】そこで従来はトナー担持体の速度を高め、
トナー担持体の表面線速を潜像担持体の表面線速の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。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】

【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。

【００１１】

【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、導電面と誘電体の表面が混在露出す
ると共に、表面に選択的に電荷を保持せしめることによ
って微小閉電界を形成し、該閉電界により帯電トナーを
トナー担持体表面に吸引して該トナーを担持搬送するト
ナー担持体を用い、該トナー担持体と潜像担持体が互い
に現像ギャップをあけて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に、トナー担持体に担持され
たトナーを静電的に飛翔させて静電潜像を可視像化する
ことを特徴とする現像装置を提案する。

【００１２】その際、導電面と誘電体表面がパターンを
なしてトナー担持体表面に露出し、トナー担持体の回転
方向における前記パターンのピッチをＰ１、トナー担持
体の回転方向における現像領域幅をＤとしたとき、Ｐ１
＜Ｄを満たすように、ピッチＰ１と幅Ｄを設定すること
が望ましい。

【００１３】また上記構成において、トナー担持体の直
径をｒ、潜像担持体の直径をＲ、トナー担持体と潜像担
持体の間の最小間隙である現像ギャップをｄとしたとき
、 を満たすように構成することもできる。

【００１４】さらに誘電体をトナーの帯電極性と逆極性
に帯電し、現像に用いられるトナーを該誘電体の表面に
引き付けて担持させると共に、誘電体の表面と導電面を
パターンをなしてトナー担持体表面に露出させ、前記導
電面の幅をｌ２、トナー担持体と潜像担持体の間の最小
間隙である現像ギャップをｄとしたとき、ｄ＞ｌ２／２
を満たすように構成すると特に有利である。

【００１５】また誘電体をトナーの帯電極性と同極性に
帯電し、現像に用いられるトナーを導電面に引き付けて
担持させると共に、誘電体の表面と導電面がパターンを
なしてトナー担持体表面に露出させ、前記誘電体表面の
幅をｌ２、トナー担持体と潜像担持体の間の最小間隙で
ある現像ギャップをｄとしたとき、ｄ＞ｌ２／２を満た
すように構成することもできる。

【００１６】さらに誘電体をトナーの帯電極性と逆極性
に帯電し、現像に用いられるトナーを該誘電体の表面に
引き付けて担持させると共に、トナー担持体表面におけ
る前記誘電体表面が占める面積率を４０乃至９５％の範
囲に設定することが望ましい。

【００１７】また誘電面をトナーの帯電極性と同極性に
帯電し、現像に用いられるトナーを導電面に引き付けて
担持させると共に、トナー担持体表面における導電面が
占める面積率を４０乃至９５％の範囲に設定することが
有利である。

【００１８】トナー担持体表面の導電面と誘電体の表面
の上に誘電層を積層することもできる。

【００１９】回転駆動されるトナー担持体の表面にトナ
ーを担持して搬送し、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おいて、該潜像担持体に形成
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、その表面に電荷パターンが形成され、該パター
ンにより形成される微小閉電界によって帯電トナーを吸
引して該トナーを担持するトナー担持体を用い、該トナ
ー担持体表面の移動方向における前記電荷パターンのピ
ッチをＰ１、トナー担持体の軸線方向における電荷パタ
ーンのピッチをＰ２としたとき、Ｐ１≧２Ｐ２を満たす
ように各ピッチＰ１，Ｐ２を設定したことを特徴とする
現像装置とすることも有利である。

【００２０】

【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。

【００２１】図１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
。

【００２２】図１において、潜像担持体の一例であるド
ラム状の感光体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１０７〜１０
１２Ωｃｍ程度である。

【００２３】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（矢印Ｙ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り、かかるロー
ラ５の代りに無端ベルト状のトナー担持体を用いること
もできる。

【００２４】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に接触しながら例えば反時
計方向に回転駆動される。

【００２５】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プラス又は
マイナスの所定の極性（本例ではマイナス極性）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。

【００２６】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
、トナー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。ブレード８に代
え、例えばローラ又はベルトなどから成るトナー層厚規
制部材を用いることもできる。

【００２７】次いでこのトナーは感光体１と現像ローラ
５が互いに対向した現像領域９へ搬送され、ここで、現
像ローラ５上のトナーが感光体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。このとき感
光体１と現像ローラ５は、その最接近部において同じ向
きに移動する。

【００２８】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。

【００２９】上述した構成自体は従来の現像装置と変り
はなく、かかる従来の現像装置においては、充分に帯電
した多量のトナーを現像領域へ搬送することが難しかっ
た。

【００３０】そこで図示した現像装置においては、その
現像ローラ５が図２乃至図４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１００に埋設固定された誘電体１１を具備し、現像ロ
ーラ５の表面には導電性ローラ表面の導電面１２と、溝
１００に埋設された誘電体１１の表面が規則的又は不規
則に露出している。本例では図３に示すように導電面１
２と誘電体１１の表面が規則性を有するパターンをなし
て露出し、その表面は平滑に形成されている（図６も参
照）。

【００３１】外部に露出した誘電体１１の表面形状は後
にも説明するように適宜設定できるが、図３の例では同
一幅の多数の誘電体１１が現像ローラ５の表面にアヤメ
状をなして矢印Ｚ，Ｗ方向に延びている。図３における
Ｘは現像ローラの軸線方向、Ｙは現像ローラ５の回転方
向、即ちその表面の移動方向（周方向）を示している。 このような誘電体１１と導電面１２の幅ｌ１，ｌ２は、
例えば１ｍｍよりも小なる大きさ、通常は３０乃至５０
０μｍ程度の微小な大きさであり、かかる誘電体１１の
表面と導電面１２が現像ローラ５の表面に微小面積で混
在露出している。

【００３２】なお、図３においては、誘電体１１の表面
と導電面１２とを識別しやすくするため、誘電体１１に
対して縦線を付してある（図７及び図８、並びに図２６
及び図２７においても同様に横線又は縦線を付してある
）。

【００３３】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、すなわちプラス極性に摩擦帯電され
る材質のものが選択されている。

【００３４】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逆極性のプラス極性に摩擦帯電さ
せ、かつトナーをマイナス極性に摩擦帯電させる材料か
ら構成されている。図１及び図２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をプラスに摩擦帯電させ、トナー
をマイナス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。

【００３５】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。

【００３６】図１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
電極性と反対のプラスの極性に帯電され、その電荷が誘
電体１１に蓄積保持される。その際、現像領域９を通過
した現像ローラ周面の誘電体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て残像をなくし、
現像ローラ５を初期化することが可能である。

【００３７】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、図２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
マイナスに摩擦帯電され、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
りさらにマイナスの極性に強く摩擦帯電される。

【００３８】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との摩擦によってプラスに帯電してい
て、この誘電体１１に隣接して、後述する如くアースさ
れ又はバイアス電源に接続された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プラス極性の電荷が保持さ
れた状態となっていて、現像ローラ５の表面には、誘電
体１１の表面形状に対応した電荷パターンが形成されて
いる。

【００３９】このため、図５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
の間に閉電界が形成される。すなわち、現像ローラ５の
表面近傍には、上述の電荷パターンによって無数の微小
閉電界（マイクロフィールド）が形成されるのである。 より詳しく説明すると、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、図５
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。

【００４０】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（周辺電場効果）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、マイナス
に帯電したトナーは、誘電体１１の表面にクーロン力に
よって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によって弾性的に押
圧され、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、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。

【００４１】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。

【００４２】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、図５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。一例を示
すと、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１５μｃ／ｇ程に帯電した０．６乃
至２．０ｍｇ／ｃｍ２以上、好ましくは０．８乃至１．
２ｍｇ／ｃｍ２の多量のトナーを現像領域９に搬送でき
る。このようにしてトナーが黒トナーのときも、また黒
以外のカラートナーであるときも高品質な可視像を得る
ことができる。従来の現像ローラでは、その表面に通常
０．１乃至０．３ｍｇ／ｃｍ２程度のトナーを担持して
これを現像領域へ搬送できるにすぎなかった。

【００４３】上述のように現像ローラ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
なり、現像ローラ５の表面の線速を感光体１の表面の線
速に近づけ、或いはこれらを等しく設定しても、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。感光体１と現像ローラ５の表面線速
をこのように設定すれば、前述の後端トナー寄りの発生
を抑制ないしは防止することができ、可視像の品質を一
段と高めることができる。

【００４４】なお、現像ローラの表面に露出する誘電体
１１の形態は、図３のアヤメ状以外にも適宜形成でき、
例えば図７に示すように、各誘電体１１を現像ローラ５
の軸線方向Ｘに平行に延ばし、これらの間に導電面１２
を配置してストライプ状に形成したり、図８に示すよう
に各誘電体１１を現像ローラ５の回転方向Ｙと、軸線方
向Ｘに延ばして格子状に形成することもできる。これら
の実施例においても、これらの各パターンに応じた電荷
パターンが現像ローラの表面に形成され、これによって
微小閉電界が形成される。勿論、その他にも各形態の誘
電体１１と導電面１２とのパターンを現像ローラ表面に
形成することができ（図２６及び図２７を参照）、要は
多量のトナーを担持する微小閉電界を形成できればよい
のである。

【００４５】ところで、前述のように現像ローラ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
しく設定すると、後端トナー寄り現象を防止できる利点
が得られるが、その反面次のような新たな問題が発生す
る恐れがある。

【００４６】図２に示した現像装置では、前述のように
現像ローラ５の誘電体１１の表面には、マイクロフィー
ルドの作用により、多量のトナーが付着し、そのトナー
層が通常３乃至５層となるのに対し、導電面１２には全
く、或いはほとんどトナーが付着しないか、又は付着し
てもその付着量は少なく、１層程度である。すなわち現
像ローラ５上に完全に均一にトナーを付着させることは
難しく、トナーが現像ローラ表面の誘電体１１と導電面
１２のパターンに対応したむらをもって付着するのであ
る。このため、現像ローラ５を感光体１と同一の表面線
速又は感光体１の表面線速に近い線速で回転させつつ現
像動作を行うと、感光体１上に形成された可視像のベタ
画像面には、現像ローラ５上のトナーの付着状態のむら
に対応した極く微小な「あと」ができる恐れがある。

【００４７】このような「むら」は、現像ローラ５表面
に露出した誘電体１１と導電面１２を不規則に配置する
と目立たたなくなるが、現像ローラ５の製造コストを下
げ、部品精度を上げるには、導電性ローラ１０の表面に
例えばローレット角溝加工によって溝１００を形成し、
ここに誘電体１１を埋め込むことが望ましい。ところが
このような方法によって現像ローラを製作すると、図３
、図７及び図８に示したように、溝１００、すなわち誘
電体１１が現像ローラ５の表面に規則性をもって現われ
るため、可視像のベタ画像面に、極く微小なローレット
加工に対応するパターンがそのまま「むら」として現わ
れてしまう恐れがある。このように、誘電体１１の表面
や導電面１２が規則的に現われていると、特に可視像に
そのあとが現われやすい。可視像にむらがあると、これ
が転写紙に転写され、定着されたあともむらとして残り
、画像の画質が低下する。

【００４８】特に最近のプリンタや複写機には小型化が
要求され、これに応じて感光体１と現像ローラ５の径を
小さくする必要があり、また画像の鮮明さを向上させる
には、現像ローラ５と感光体１との間の現像間隙を小さ
くすることが望ましいが、このような構成を採用すると
現像ローラ上のパターンが可視像のベタ画像面に「むら
」ないしは「あと」として強調して現われる傾向が強ま
る。

【００４９】そこで本発明は、前述のトナー担持体の構
成に加え以下の構成を提案する。

【００５０】前述のように現像領域９において静電潜像
の可視像化が行われるが、このとき図１に示すように現
像ローラ５と感光体１は互いに微小な現像ギャップｄを
あけて対向し、かかる現像領域９において、感光体１に
形成された静電潜像に現像ローラ５に担持されたトナー
４が静電的に飛翔して付着し、該潜像を可視像化する。 所謂、非接触現像が行われるのである。

【００５１】上述のように現像ローラ５上のトナー４を
感光体１に向けて飛翔させると、その飛翔中に現像ロー
ラ５上の誘電体１１の表面に担持されていたトナーは分
散する（図９の矢印を参照）。このため、トナーが付着
していないか、又は付着量の少ない導電面１２に対応す
る感光体１上の静電潜像にもトナーが向かい、ここに付
着する。すなわち現像領域９の空間を飛翔するトナーは
、既にトナーが付着して表面電位が弱まった感光体部分
に重なって付着するよりも、トナーの付着していない表
面電位の高い静電潜像の部分に付着しようとするので、
現像ローラ５上にはトナーの付着量にはむらがあるが、
静電潜像には均一にトナーが付着し、可視像にあとがで
きる不具合を防止できるのである。このようにして、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、可視像、特にそのベタ画像中
に現像ローラ表面のパターンがむらとして現われること
を防止できる。

【００５２】なお、上述のように非接触現像が行われる
とき、現像ローラ５の導電性ローラ１０をアースしても
よいが、該ローラ１０に対して直流電圧、交番電圧（交
流、パルス電圧など）、又は両者の重畳電圧を印加し、
可視像の画質を高めるようにしてもよい。図１の例では
、電源５０によって直流と交番電圧の重畳電圧が現像ロ
ーラ５に印加されており、トナー供給ローラ６に対して
も同様である。その際、現像ローラ５に対して、感光体
１上の静電潜像の電荷極性と同一極性の直流電圧に、周
波数３００乃至２０００Ｈｚ、好ましくは５００乃至１
５００Ｈｚの矩形波のパルス電圧を重畳したものを印加
すると、鮮明度の高い画像が得られる。このように現像
ローラ５にバイアス電圧を印加する構成は、後述する各
実施例においても採用することが有利である。

【００５３】また、可視像の「むら」ないしは「あと」
をより効果的になくすには、上述した非接触現像の構成
に加え、次の構成を採用すると有利である。

【００５４】図９は現像ローラ５の誘電体１１の表面に
多量に付着したマイナス極性のトナー４が、現像領域９
において、感光体１に形成されたプラスの電荷より成る
静電潜像Ｌに向けて飛翔し、この潜像を可視像化する様
子を模式的に示しているが、ここに現像領域９とは、感
光体１と現像ローラ５との間の電界によって、現像ロー
ラ５上のトナー４が、感光体１の静電潜像Ｌに向けて飛
翔可能な領域であり、図９に鎖線で囲んだ部分が現像領
域９となる。

【００５５】ここで現像ローラ５の回転方向Ｙにおける
現像領域９の幅をＤとすると、図９に示した状態で、こ
の幅Ｄ中に誘電体１１の複数の部分が存在している。こ
のように現像領域９の幅Ｄ内に１よりも多数の誘電体部
分が存在し、誘電体１１の表面と導電面１２が現像領域
９の範囲内に混在していれば、現像ローラ５の表面から
感光体１の静電潜像Ｌに向けて飛翔するトナー４が、飛
翔中に適度に分散する。このため、トナーが付着してい
ないか、又は付着量の少ない導電面１２に対応した感光
体上の静電潜像部分にもトナーが積極的に向かい、ここ
に付着する。

【００５６】現像領域９の幅Ｄ内に１より多数の誘電体
部分が存在するようにするには、誘電体１１と導電面１
２により形成されるパターンの、現像ローラ回転方向に
おけるピッチを図３、図７、図８、図２６及び図２７に
も示すようにＰ１としたとき、Ｐ１＜Ｄを満たすように
、ピッチＰと現像領域の幅Ｄを設定し、現像領域幅Ｄに
比してパターンピッチＰを小さくすればよい。特にＰ１
≦Ｄ／２に設定すると、飛翔するトナーの分散効果をよ
り高めることができる。

【００５７】次に、現像領域幅ＤとパターンピッチＰ１
を、前述のように特に好ましいＰ１≦Ｄ／２に定める際
のより具体的な例を説明する。

【００５８】現像領域９において現像ローラ５上のトナ
ーを静電潜像に飛翔させるには、両者間に、トナーが飛
翔するだけの電界が印加されていなければならず、かか
る電界は、現像ローラ５に印加するバイアス電圧、現像
ローラ５と感光体１の間隙、或いは静電潜像の表面電位
などによって定まるものである。

【００５９】一方、現像ローラ５と感光体との間の現像
領域９の幅Ｄは、これが小さすぎても、また逆に大きす
ぎても高画質の可視像を形成することはできない。実験
によると、図１０に示した如く感光体１と現像ローラ５
の最接近部における両者の最小間隙、すなわち現像ギャ
ップｄが通常の非接触現像において要求されるように０
．０５乃至０．５ｍｍの範囲にあるとき、現像ローラ５
と感光体１の間隙が、現像ギャップの１．５倍、すなわ
ち１．５ｄとなる範囲を現像領域９とし、その幅Ｄにお
いて、現像ローラ５上のトナーが飛翔するように構成し
たとき、高品質な可視像が得られた。このような現像領
域幅Ｄは次のようにして計算によって求めることができ
る。

【００６０】図１０に示すように現像ローラ５の直径を
ｒ、ドラム状感光体１の直径をＲ、現像領域幅Ｄを包含
する、感光体１と現像ローラ５の中心角をそれぞれ２ψ
、２θとする。Ｏ１，Ｏ２は感光体と現像ローラの中心
をそれぞれ示している。現像領域９の、図１０における
上下の端部では、感光体１と現像ローラ５の間隙は１．
５ｄであって、これは現像ギャップｄよりも、図１０に
Ｓ１とＳ２で示した距離だけ大きい。すなわち、ｄ＋Ｓ
１＋Ｓ２＝１．５ｄ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　（１）となる。

【００６１】また図から明らかなように、であるから、
（１），（２），（３）式よりが得られる。

【００６２】また図１０から が得られる。

【００６３】ここでｄ≪Ｒ，ｒであり、従ってｄ２≒０
であるから、（４），（５）式より と近似して、現像領域幅ＤはＤ＝ｒｓｉｎθと表わされ
る。

【００６４】このようにして求められる現像領域幅Ｄと
パターンのピッチＰ１が前述のようにＰ１≦Ｄ／２を満
たせばよいので、結局、 を満たすことにより、例えば１０乃至２００ｍｍ程の直
径の感光体１を用い、その表面線速と現像ローラ５の表
面線速をほぼ等しくしても、現像ローラ上の誘電体１１
と導電面１２のパターンが可視像のベタ画像面上に「む
ら」ないしは「あと」として現われることを阻止できる
。

【００６５】図１１に示すように、トナー担持体として
無端ベルト１０５を用いたときも、その導電性のシート
状基体に誘電体を図３、図７及び図８に例示したように
埋設することにより、微小閉電界を形成できるが、図１
１のように無端ベルト１０５が感光体１に対して平面状
をなして対向しているときは、図１０に示した現像ロー
ラ５の半径ｒ／２に相当する、ベルト１０５の半径は無
限大となるので、（６）式は と表わされる。

【００６６】逆に図１２のように感光体１がベルト状に
形成され、これが現像ローラ５に対して平面をなして対
向しているときは、感光体１の半径が無限大となるので
、（６）式は と表わされる。

【００６７】感光体とトナー担持体が共にベルトより成
るときも、Ｐ１＜Ｄ、好ましくはＰ１≦Ｄ／２を満たす
ように構成することにより同じ効果が得られる。

【００６８】可視像のベタ画像面上に、現像ローラ５又
はベルト１０５上のパターンが「あと」として現われる
ことをより確実に阻止するには、上述の条件のほかに、
次の条件を満たすことが望ましい。

【００６９】図９に示したように、互いに隣り合う誘電
体１１の間の領域、すなわちトナーが付着していないか
、その付着量が少ない導電面１２の面積が大きくなると
、前述の式Ｐ１＜Ｄ、特にＰ１≦Ｄ／２を満足させても
、導電面１２に対応する静電潜像部分にトナーを付着さ
せ難くなる。上記式を満たすことにより、現像ローラ５
から飛翔したトナーを分散させることができるが、この
ように分散しても、導電面１２の面積が大きいと、これ
に対応する静電潜像部分に多量のトナーを付着させるこ
とが困難となるのである。このような観点から、現像ロ
ーラ５（又はベルト１０５）の全表面に対して誘電体１
１の表面が占める面積比率を４０乃至９５％、好ましく
は６０乃至８０％の範囲に設定し、各誘電体１１の間の
導電面１２があまり大きくならず、しかも好ましい微小
閉電界が形成されるようにするのである。

【００７０】上述した各構成は、感光体表面をトナーの
帯電極性と同極性に帯電し、これを選択的に露光してそ
の電荷量を落し、この露光部を静電潜像とし、この潜像
にトナーを飛翔させてこれを可視像化する反転現像を行
う現像装置にも適用でき、これは後述する各実施例にお
いても同様である。

【００７１】次に、上述した構成のより具体的な実施例
を説明する。

【００７２】ドラム状の感光体１として有機感光体を用
い、図９の場合と異なり、感光体表面を負極性に帯電さ
せ、これを露光してその露光部を静電潜像とし、これを
負に帯電したトナーによってネガ−ポジ現像を行うもの
とする。

【００７３】現像ローラ５と感光体１の間隙を０．１２
ｍｍ、両者の表面線速を共に１５０ｍｍ／ｓｅｃとする
。

【００７４】現像ローラ５と、トナー供給ローラ６と、
ドクターブレード８とには、これらが同電位となるよう
に電源５０によってパルスバイアス電圧が印加されてお
り、その波形は０．８ｍｓｅｃ間の０Ｖの電圧部分と、
０．８ｍｓｅｃ間の−９００Ｖの電圧部分から成る。

【００７５】現像領域９に運ばれたトナー４の帯電量（
Ｑ／Ｍ）は−１２μｃ／ｇであり、現像領域９において
トナーの移転が起こるスレッシュホールド電界は５００
０Ｖ／ｍｍ以上である。

【００７６】感光体１の直径は２８ｍｍ、現像ローラ５
の直径は１４ｍｍであって、このときの現像領域の幅Ｄ
（図１０）は、ほぼ１．５ｍｍである。

【００７７】現像ローラ５の導電性ローラ１０はアルミ
ニウムパイプより成り、その表面に溝幅０．１５ｍｍ、
深さ０．１ｍｍの溝１００を角溝ローレット加工により
０．３ｍｍのピッチで図３のようにアヤメ状に形成し、
各溝１００と現像ローラ５の軸線方向Ｘとのなす角度θ
１（図３）を４５°とした。その上にフッ素樹脂を塗布
した後、表面を切削加工して導電面１２と誘電体１１の
表面を露出させた。このときの現像ローラ５の回転方向
ＹのパターンピッチＰ１は０．４２ｍｍであるので、Ｐ
１≦Ｄ／２となっている。また現像ローラ５の全表面に
対する誘電体１１の面の面積率は７５％である。

【００７８】このような条件で、可視像のベタ画像面に
現像ローラ表面のパターンに対応するむらの発生を効果
的に抑え、後端トナー寄りもない高品質な可視像が得ら
れた。

【００７９】以上説明した各実施例においては、現像ロ
ーラ５又はベルト１０５より成るトナー担持体表面の誘
電体１１をトナー４と逆極性に帯電させたが、誘電体１
１をトナーの帯電極性と同極性に帯電し、現像に用いら
れるトナーを導電面１２に引き付けてこれを担持するよ
うに構成することもできる。この場合も、パターンピッ
チＰ１と現像領域幅Ｄを先に説明と全く同じく設定する
ことにより、前述の実施例と同じ効果が得られる。この
例では誘電体１１の面ではなく、導電面１２にトナーが
多量に付着するので、これに対応させて、トナー担持体
５，１０５の導電面１２が占める面積率を４０乃至９５
％、好ましくは６０乃至８０％にすることが望ましい。

【００８０】以上、可視像にむらが発生することを防止
する構成例を図９乃至図１２を参照して説明したが、次
の構成によっても可視像にむらができることを防止でき
る。

【００８１】この実施例における基本構成は図１乃至図
８を参照して先に説明したところと変りはない。図３、
図７及び図８に示したように、誘電体１１の表面と導電
面１２が規則的なパターンをなして現像ローラ５の表面
に露出し、誘電体１１をトナーの帯電極性と逆極性に帯
電し、現像に用いられるトナーを誘電体１１の表面に引
き付け、これを現像領域９へ担持搬送して非接触現像を
行うことも変りはない。

【００８２】異なるところは、図３、図７及び図８に示
したように、導電面１２の幅ｌ２と、図１に示した現像
ギャップｄ、すなわち感光体１と現像ローラ５の間の最
小間隙とをｄ＞ｌ２／２を満たすように設定した点であ
る。この構成により、現像ローラ５と感光体１を同一の
表面線速又はこれに近い線速で回転させたときも、現像
ローラ５のパターンに対応するむらが可視像に形成され
る不具合を防止できる。その理由を本発明者の行った実
験経過を説明しながら明らかにする。

【００８３】実験では図８に示したパターンを有する現
像ローラ５を用いた。ここで先に説明したようにｌ２は
導電面１２の幅であり、またｌ１は誘電体１１の表面の
幅であるが、ここに言う幅ｌ１，ｌ２は、誘電体面と導
電面１２の最小間隔である。これは、図３及び図７の場
合も同様であり、これらの図において、幅ｌ１，ｌ２を
示す矢印に対して直角を示す記号を記入したのはこのこ
とを意味している。

【００８４】図１３は図８に示した現像ローラ表面の誘
電体１１と導電面１２とにより形成されるパターンの１
単位となる部分、すなわち図８に鎖線の斜め線を付した
部分を取り出して示した説明図であり、この図における
ピッチＰはｌ１＋ｌ２を示している。

【００８５】このようなパターンを有する現像ローラ５
であって、そのｌ１，ｌ２と、ピッチＰと、上記１単位
の全表面に対する誘電体表面の面積比率Ｓとがそれぞれ
互いに相違する多数の現像ローラ５を用意した。すなわ
ち、ローレット加工によって現像ローラ５の導電性ロー
ラに０．５ｍｍ、０．４ｍｍ及び０．３ｍｍのピッチＰ
の溝を形成し、ここに誘電体１１を埋設してその表面と
導電面１２を露出させた３種の現像ローラ５のそれぞれ
に、誘電体表面の面積率Ｓが４０％と７５％に設定した
合計６種類の現像ローラ５を用意した。図１４乃至図１
９はそのそれぞれの現像ローラにおける表面パターンの
１単位を示している。図１４はＰ＝０．５ｍｍ、ｌ１＝
０．１１ｍｍ、ｌ２＝０．３９ｍｍ、Ｓ＝４０％の現像
ローラを示し、これを第１現像ローラとする。図１５は
Ｐ＝０．４ｍｍ、ｌ１＝０．０９ｍｍ、ｌ２＝０．３１
ｍｍ、Ｓ＝４０％の現像ローラであり、これを第２現像
ローラとする。図１６はＰ＝０．５ｍｍ、ｌ１＝０．２
５ｍｍ、ｌ２＝０．２５ｍｍ、Ｓ＝７５％の現像ローラ
であり、これを第３現像ローラとする。図１７はＰ＝０
．３ｍｍ、ｌ１＝０．０７ｍｍ、ｌ２＝０．２３ｍｍ、
Ｓ＝４０％の現像ローラを示し、これを第４現像ローラ
とする。同じく図１８はＰ＝０．４ｍｍ、ｌ１＝０．２
ｍｍ、ｌ２＝０．２ｍｍ、Ｓ＝７５％の現像ローラであ
り、これを第５現像ローラとする。また図１９はＰ＝０
．３ｍｍ、ｌ１＝０．１５ｍｍ、ｌ２＝０．１５ｍｍ、
Ｓ＝７５％の現像ローラであり、これを第６現像ローラ
とする。

【００８６】このような各現像ローラを用い、かつ現像
ギャップｄを各種変えてベタ画像より成る可視像を形成
し、これを転写紙に転写すると共に、転写紙上に定着し
てコピー紙を得た。

【００８７】次いで、その各コピー紙の画像のパターン
むらを、ヤーマン製ＲＴ１１００装置によって１００μ
ｍおきに画像濃度を測定することによって解析した。測
定点の大きさは０．１ｍｍ×０．１ｍｍである。これは
コピー紙上のベタ画像を３ｃｍ以上の長さにわたって測
定点を直線状に移動させ、３００点以上の画像濃度を測
定するものである。ここで、画像濃度（反射濃度）をＧ
とすると、この画像濃度は次のように定義される。すな
わち測定点に光を当てたときの、その照射光量をＨ１、
反射光量をＨ２とすると、Ｈ＝Ｈ２／Ｈ１は反射度を示
すが、かかる反射度Ｈと画像濃度Ｇは、Ｇ＝ｌｏｇ１０
（１／Ｈ）なる関係を有している。

【００８８】上記画像濃度データからフーリエ変換によ
り、現像ローラ５上のパターンによる画像濃度むらに相
当する振幅の大きさを求め、平均濃度からのずれにより
、現像ローラ表面のパターンによるむら発生の寄与率を
求めた。ここに寄与率は、現像ローラ表面のパターンに
よる振幅変動を全体の振幅変動で除算し、これに１００
を乗じた値である。この寄与率が１０％以下であれば、
現像ローラ表面のパターンによる画像のむらは極めて少
なく、目視ではこれを確認できない。また寄与率が１０
〜２０％であると、パターンによるむらを目視ではほと
んど確認できず、さらに寄与率が２０％以上であると、
パターンによる画像むらが目立ち、これを目視できる。

【００８９】そこで、寄与率が１０％以下であったとき
の結果には「○」、寄与率が１０〜２０％であったとき
を「△」、寄与率が２０％以上であったときを「×」で
示し、その実験結果をまとめたところ、次の表１の通り
であった。

【００９０】

【表１】

【００９１】上述の実験経過を整理すると、（１）第１
乃至第６現像ローラをそれぞれ用い、他の条件を一定に
して現像ギャップｄを変化させ、ベタ画像のコピー紙を
得る。 （２）目視で現像ローラ表面のパターンによる「むら」
が確実できる寄与率値に応じて、画像むらの確認できな
いものに「○」、できるものに「×」、臨界的なものに
「△」を付与し、これを表１に示す。

【００９２】ここで、この表１を詳しく検討すると、現
像ローラ表面のパターンのピッチＰの変化のみでは、寄
与率、すなわち画像のむらは左右されないことが判る。 例えば（イ）の第１現像ローラと（ハ）の第３現像ロー
ラは共にＰ＝０．５ｍｍであるが、結果は大きく異なっ
ている。

【００９３】また誘電体表面の面積率Ｓの変化のみでも
結果は左右されないことも理解できる。例えば（イ）の
第１現像ローラと（ロ）の第２現像ローラと共にＳ＝４
０％であるが結果は異なっている。

【００９４】そこで現像ギャップｄの大きさに注目して
みると、この値の変化によって結果は大きく相違し、最
適な現像ギャップ値を定めると、画像むらを防止できそ
うであることが判る。

【００９５】一方、（ハ）の第３現像ローラと（ニ）の
第４現像ローラを見ると、その結果は同一である。これ
らの現像ローラの共通しているところは幅ｌ２の値がほ
ぼ等しいことである。そうしてみると、幅ｌ２の値も、
画像むらの発生又はその防止に大きな影響を及ぼしてい
るものと推測できる。

【００９６】そこで、本発明者は横軸に現像ギャップｄ
の値をとり、縦軸に幅ｌ２の値をとったグラフを作成し
、表１に示した結果をそのままこのグラフに記入してみ
た。これが図２０である。このグラフを検討すると、ｌ
２＝２×ｄの直線を境として、画像むらが目立つ領域Ｗ
１と、むらが目立たない領域Ｗ２とに分けられることが
判る。

【００９７】以上の考察から、ｄ＞ｌ２／２を満たせば
、現像ローラ５の誘電体１２の表面に付着している３〜
５層の多量のトナーを、現像領域９において分散させて
飛翔させ、感光体１の静電潜像に均一に付着させ、可視
像にパターンによる「あと」ができることを防止できる
ことを理解することができる。

【００９８】また、図３及び図７、或いはその他の形態
のパターンを有する現像ローラにおいても、上述したと
ころと同じ結果が得られることは明らかである。

【００９９】この実施例においても、現像ローラ５の表
面の誘電体表面が占める面積率を４０乃至９５、好まし
くは６０乃至８０の範囲に定めることが望ましい。

【０１００】上述した構成も、誘電体表面と導電面がパ
ターンをなして現像ローラ表面に露出していて、誘電体
１１をトナーの帯電極性と同極性に帯電し、現像に用い
られるトナーを導電面１２の方に引き付けて担持させる
場合にも適用でき、この場合には、誘電体表面の幅をｌ
２、現像ギャップをｄとして、ｄ＞ｌ２／２を満足させ
ればよい。

【０１０１】またこの場合には、現像ローラの導電面１
２が占める面積率を４０乃至９５％、好ましくは６０乃
至８０％に設定することが望ましい。

【０１０２】上述したｄ＞ｌ２／２の構成と、先に説明
したＰ１＜Ｄ、好ましくはＰ１≦Ｄ／２の構成を組合せ
ると特に良好な結果が得られる。

【０１０３】ところで、上述した各実施例において、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設定すると、後端トナー寄り現象を
防止できることは先に説明したが、この構成によると、
次のような問題も発生する恐れがある。

【０１０４】図２１は微小間隙をあけて互いに平行に位
置する現像ローラ５と感光体１を示し、両者間の現像領
域９を通過した感光体１の表面に、軸線方向Ｘに平行な
ライン状の可視像（以下、横ライン像と言う）Ｔ１と、
感光体１の回転方向Ａに延びるライン状の可視像（以下
、縦ライン像と言う）Ｔ２が形成されたものとする。 このとき、矢印Ｙ方向に回転する現像ローラ５上に多量
のトナーを担持させ、現像領域９において現像ローラ５
と感光体１の表面線速をほぼ等しく設定して非接触現像
により、横ライン像Ｔ１と縦ライン像Ｔ２を形成すると
、縦ライン像Ｔ２の画像濃度が、横ライン像の画像濃度
よりも薄くなる恐れがある。

【０１０５】図２２及び図２３はその理由を示す説明図
であり、図２２は横ライン像Ｔ１とその静電潜像（以下
、横潜像と言う）Ｌ１を示し、図２３は縦ライン像Ｔ２
とその静電潜像（以下、縦潜像と言う）Ｌ２を示してい
る。図２２において、矢印Ａ方向に回転する感光体１に
形成された横潜像Ｌ１が現像領域９に至ったとき、矢印
Ｙ方向に回転する現像ローラ５の主として誘電部１１の
表面に担持され、マイナスに帯電したトナー４は、横潜
像Ｌ１に接触せず、現像ローラ５と感光体１との間の電
界の作用で、プラスの電荷より成る横潜像Ｌ１に飛翔し
、横ライン像Ｔ１を形成する。このように非接触現像が
行われるのであるが、このとき現像ローラ５上のトナー
４は、図２２に矢印を付して示したように、遠心力によ
って現像ローラ表面の上下の部分からも横潜像Ｌ１に対
して飛翔し、多量のトナーが付着する。このため形成さ
れた横ライン像Ｔ１の画像濃度は高くなる。

【０１０６】これに対して図２３に示したように縦潜像
Ｌ２に対しては、その左右（図２３の上下）から余分な
トナー４が飛翔しないため、形成された縦ライン像Ｔ２
の画像濃度は比較的薄くなる。

【０１０７】上述のようにして、図２４に示す如く横ラ
イン像Ｔ１と縦ライン像Ｔ２の画像濃度に差ができ、こ
れが解像度を劣化させ、画像品質を低下させる要因とな
る。

【０１０８】図２２及び図２３には、静電潜像Ｌ１，Ｌ
２の極性をトナー４の帯電極性に対して逆極性とし、所
謂正転現像を行う場合について示したが、感光体をトナ
ーと同極性に帯電させ、所謂反転現像を行ったときも、
全く同じ現像が発生する。

【０１０９】そこで、この実施例においては、先に説明
した各実施例の構成に加え、現像ローラ５の表面に形成
される電荷パターンのピッチを次のように設定する。

【０１１０】すなわち、現像ローラ５の表面には例えば
図３に示したように、導電面１２と誘電体１１の表面が
現われ、これらが規則的なパターンをなし、これに対応
した規則的な電荷パターンが形成されるのであるが、こ
のパターンの、現像ローラ表面移動方向Ｙにおけるピッ
チをＰ１、現像ローラ軸線方向Ｘにおけるパターンピッ
チをＰ２としたとき、Ｐ１≧２Ｐ２を満たすように、各
ピッチＰ１，Ｐ２が設定されている。図３のように誘電
体１１が矢印Ｚ，Ｗで示したようにアヤメ状に延びてい
るときは、その各方向と現像ローラ５の軸線方向Ｘとの
成す角度θ１を６０°以上に設定するのである。このよ
うにすれば、トナーが全く或いはほとんど付着しないか
、又はその付着量が少ない導電面１２の部分が、現像ロ
ーラ表面の移動方向Ｙに長く、その軸線方向Ｘに短くな
る。

【０１１１】上述した構成によると、現像領域９におい
て、横潜像Ｌ１を可視像化するとき、現像ローラ５上の
トナーは、図２２における上下の方向に飛翔しにくくな
り、逆に縦潜像Ｌ２を可視像化するときは、この潜像の
左右方向（図２３の上下方向）に飛翔しやすくなる。こ
のため、図２５に示すように横ライン像Ｔ１と縦ライン
像Ｔ２の画像濃度の差を小さくし、或いはなくすことが
可能となる。よって、最小幅ライン潜像に合せて、解像
度が最もよくなる周波数のバイアス電圧を現像ローラ５
に印加することも可能となる。

【０１１２】また図２６に示すように、各誘電体１１を
現像ローラ５の回転方向（表面の移動方向）Ｙと、軸線
方向Ｘに平行に延ばして格子状に形成し、或いは図２７
に示すように矩形や円形やその他の適宜な形態のドット
状の誘電体１１を現像ローラ５の表面移動方向Ｙと軸線
方向Ｘに規則性をもって配列し、その各パターンに応じ
た電荷パターンを現像ローラの表面に形成し、これによ
って微小閉電界を形成できるように構成した場合にも、
全く同様に、その誘電体１１、従って電荷パターンのピ
ッチＰ１，Ｐ２をＰ１≧２Ｐ２に設定することにより、
上述したところと同じ効果が得られる。

【０１１３】この実施例においても、トナー４と誘電体
１１の帯電極性を同極性とし、主に導電面１２にトナー
を付着させてこれを現像に供するように構成することも
でき、この場合には、例えば、図３及び図２６及び図２
７に示した誘電体１１の方を導電面とし、これらの図に
おける導電面１２を誘電体面とし、この誘電体面をトナ
ーと同極性に帯電して導電面にトナーを付着させ、その
電荷パターンのピッチＰ１，Ｐ２をこれらの図に示した
通りにＰ１≧２Ｐ２とすることにより、前述したところ
と同じ作用効果を得ることができる。

【０１１４】またこの実施例においては、現像ローラ５
の全表面積に対する、全導電面１２の面積比率を、例え
ば２０乃至８０％、特に３０乃至６０％程度にすること
もできる。このように、現像ローラ５の表面に規則的に
微小面積で混在している誘電体１１と導電面１２の大き
さ等に関する各数値は、トナーの粒径や、微小閉電界の
電界強度などを考慮してその都度適宜選択される。

【０１１５】以上説明した各実施例において、現像ロー
ラ５として、誘電体と誘電面の表面にさらに所定厚みの
誘電層を積層したものを用いることもできる。かかる現
像ローラを用いたときも、誘電体１１とその上の誘電層
の厚みが、誘電層だけの部分の厚みと相違し、その静電
容量が異なることになり、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。

【０１１６】また前述の実施例では、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い。

【０１１７】また以上の実施例では、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。

【０１１８】

【発明の効果】請求項１に記載の構成によれば、充分に
帯電したトナーを必要量現像領域へ搬送でき、所望する
濃度の可視像を形成でき、しかも現像領域においてトナ
ーを分散させることができるので、トナー担持体表面の
誘電体と導電面のパターンに対応するむらが可視像に形
成される不具合を防止できる。

【０１１９】請求項２及び３に記載の構成によれば、可
視像にむらができる不具合をより確実に防止できる。

【０１２０】請求項４及び５に記載の構成によれば、ト
ナー担持体の誘電体表面と導電面のパターンに対応する
むら可視像に形成される不具合を簡単な構成によって防
止できる。

【０１２１】請求項６及び７に記載の構成によっても、
上記効果をより確実に得ることができる。

【０１２２】請求項８に記載の構成によっても上記効果
を得ることができる。

【０１２３】請求項９に記載の構成によれば、充分に帯
電したトナーを必要量現像領域へ搬送でき、所望する濃
度の可視像を形成でき、しかもトナー担持体表面の移動
方向におけるライン像と、その軸線方向のライン像の画
像濃度が大きく相違する不具合を阻止することができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】現像装置の一例を示す概略断面図である。

【図２】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である。

【図３】現像ローラ表面の拡大図である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線拡大断面図である。

【図５】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である。

【図６】現像ローラの斜視図であって、その表面に現わ
れる誘電体と導電面の一部を拡大して模式的に示した図
である。

【図７】誘電体の形態の他の例を示す、図３と同様な拡
大図である。

【図８】誘電体の形態の他の例を示す、図７と同様な拡
大図である。

【図９】本発明の原理を説明する図である。

【図１０】現像領域幅を計算により求めるときの説明図
である。

【図１１】トナー担持体がベルト状に形成されたときの
概略図である。

【図１２】潜像担持体がベルト状に形成されたときの概
略図である。

【図１３】現像ローラ表面のパターンの１単位を示す図
である。

【図１４】実験に用いた現像ローラ表面のパターンの１
単位を示す図である。

【図１５】実験に用いた現像ローラ表面のパターンの１
単位を示す図である。

【図１６】実験に用いた現像ローラ表面のパターンの１
単位を示す図である。

【図１７】実験に用いた現像ローラ表面のパターンの１
単位を示す図である。

【図１８】実験に用いた現像ローラ表面のパターンの１
単位を示す図である。

【図１９】実験に用いた現像ローラ表面のパターンの１
単位を示す図である。

【図２０】実験結果を示すグラフである。

【図２１】感光体に形成されたライン像を説明する図で
ある。

【図２２】横ライン像と縦ライン像の画像濃度に相違が
生じる理由を説明する図である。

【図２３】図２２と同様の図であって、図２２の上方よ
り見た図に相当する図である。

【図２４】ライン潜像の表面電位と、これを可視像化し
たときの画像濃度の関係を示す図である。

【図２５】図２４と同様にライン潜像の表面電位とこれ
を可視像化したときの画像濃度の関係を示す図である。

【図２６】誘電体表面の他の形態例を示す、図３と同様
な平面図である。

【図２７】誘電体表面の他の形態例を示す、図３と同様
な平面図である。

【符号の説明】

２　　現像装置 ４　　トナー ９　　現像領域 １１　　誘電体 １２　　導電面

Claims (9)

【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の表面に
   トナーを担持して搬送し、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おいて、該潜像担持体に
   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、導電面と誘電体の表面が混在露出すると共
   に、表面に選択的に電荷を保持せしめることによって微
   小閉電界を形成し、該閉電界により帯電トナーをトナー
   担持体表面に吸引して該トナーを担持搬送するトナー担
   持体を用い、該トナー担持体と潜像担持体が互いに現像
   ギャップをあけて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に、トナー担持体に担持されたトナ
   ーを静電的に飛翔させて静電潜像を可視像化することを
   特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】　　前記導電面と誘電体表面がパターンを
   なしてトナー担持体表面に露出し、トナー担持体の回転
   方向における前記パターンのピッチをＰ１、トナー担持
   体の回転方向における現像領域幅をＤとしたとき、Ｐ１
   ＜Ｄを満たすように、ピッチＰ１と幅Ｄを設定した請求
   項１に記載の現像装置。
3. 【請求項３】　　トナー担持体の直径をｒ、潜像担持体
   の直径をＲ、トナー担持体と潜像担持体の間の最小間隙
   である現像ギャップをｄとしたとき、 を満たす請求項２に記載の現像装置。
4. 【請求項４】　　前記誘電体をトナーの帯電極性と逆極
   性に帯電し、現像に用いられるトナーを該誘電体の表面
   に引き付けて担持させると共に、誘電体の表面と導電面
   をパターンをなしてトナー担持体に露出させ、前記導電
   面の幅をｌ２、トナー担持体と潜像担持体の間の最小間
   隙である現像ギャップをｄとしたとき、ｄ＞ｌ２／２を
   満たす請求項１又は２に記載の現像装置。
5. 【請求項５】　　前記誘電体をトナーの帯電極性と同極
   性に帯電し、現像に用いられるトナーを導電面に引き付
   けて担持させると共に、誘電体の表面と導電面をパター
   ンをなしてトナー担持体表面に露出させ、前記誘電体表
   面の幅をｌ２、トナー担持体と潜像担持体の間の最小間
   隙である現像ギャップをｄとしたとき、ｄ＞ｌ２／２を
   満たす請求項１又は２に記載の現像装置。
6. 【請求項６】　　前記誘電体をトナーの帯電極性と逆極
   性に帯電し、現像に用いられるトナーを該誘電体の表面
   に引き付けて担持させると共に、トナー担持体表面にお
   ける前記誘電体表面が占める面積率を４０乃至９５％の
   範囲に設定した請求項１乃至５のいずれかに記載の現像
   装置。
7. 【請求項７】　　前記誘電面をトナーの帯電極性と同極
   性に帯電し、現像に用いられるトナーを導電面に引き付
   けて担持させると共に、トナー担持体表面における導電
   面が占める面積率を４０乃至９５％の範囲に設定した請
   求項１乃至５のいずれかに記載の現像装置。
8. 【請求項８】　　トナー担持体表面の導電面と誘電体の
   表面の上に誘電層を積層した請求項１乃至７のいずれか
   に記載の現像装置。
9. 【請求項９】　　回転駆動されるトナー担持体の表面に
   トナーを担持して搬送し、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おいて、該潜像担持体に
   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、その表面に電荷パターンが形成され、該パ
   ターンにより形成される微小閉電界によって帯電トナー
   を吸引して該トナーを担持するトナー担持体を用い、該
   トナー担持体表面の移動方向における前記電荷パターン
   のピッチをＰ１、トナー担持体の軸線方向における電荷
   パターンのピッチをＰ２としたとき、Ｐ１≧２Ｐ２を満
   たすように各ピッチＰ１，Ｐ２を設定したことを特徴と
   する現像装置。