JPH05224516A

JPH05224516A - 現像装置

Info

Publication number: JPH05224516A
Application number: JP4061148A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Ueno; 祐一上野; Hiroharu Suzuki; 弘治鈴木; Katsuhiro Aoki; 勝弘青木; Naotaka Iwata; 尚貴岩田; Akira Sawada; 彰沢田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-02-17
Filing date: 1992-02-17
Publication date: 1993-09-03
Anticipated expiration: 2016-04-09
Also published as: JP3154428B2

Abstract

(57)【要約】【目的】トナー供給ローラー６による現像ローラー５
上への非磁性一成分トナー能力を高めて、多層のトナー
層を同ローラー５上に形成して良好な現像を行う。【構成】現像ローラー５は表面に電荷を保持できる誘
電体部５２と接地された導電体部５１とが微小面積で混
在露出するように構成する。同ローラー５表面に接触回
転してトナーを供給するトナー供給ローラー６は芯金上
に導電性と所定の摩擦帯電特性を有する発泡弾性体層を
形成した構成する。両ローラー５，６間に摩擦帯電した
トナーが同ローラー６側から同ローラー５側に移動する
ような電界を形成するように電位差を設ける。同スポン
ジローラー表面の空孔の深さや大きさを、トナーや同ロ
ーラー６との摩擦帯電で同誘電体部５２に蓄積した電荷
による微小電界を崩さないように設定しておき、上記電
位差による電界と上記微小電界とを併存させて帯電トナ
ー供給能力を高める。

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採用される現像装置
に係り、詳しくは、一成分系現像剤を用いた現像装置に
おけるトナー帯電の安定化に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】静電潜像を潜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ことから非磁性トナーを用い
ることが有利である。一成分系現像剤を用いた現像装置
としては、表面に一成分系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、一
成分系現像剤を貯溜する貯溜手段と、前記現像剤担持体
に接触し前記現像剤貯溜手段に貯溜されている一成分系
現像剤を前記現像現像剤担持体に供給する現像剤供給手
段とを有するものが知られている（例えば、特開昭６１
−４２６７２号公報、特開昭６１−２３８０７２号公
報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、例えば非磁性
一成分現像方式における、現像剤担持体上の一成分系現
像剤（以下、トナーという）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、
潜像担持体上で０．６〜１．０mg/cm²程度のトナー付着
量、転写紙上で０．５〜０．７mg/cm²程度のトナー付着
量が得られるものであることが望ましい。この潜像担持
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、現像領域における潜像担持体
と現像剤担持体との相対速度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
現像装置によれば、現像剤担持体上のトナー層が１層と
付着量が少ないために現像領域に搬送されるトナーの帯
電量は平均帯電量で５〜１５μc/g程度であるが、現像
剤担持体上でのトナー付着量は０．２〜０．８mg/cm²で
あり、上記の潜像担持体上等での所望のトナー付着量を
得るためには、現像剤担持体のスピードを潜像担持体の
スピードの２〜４倍に設定する必要がある。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
を現像したときに画像の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という不具合が
ある。

【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、潜像担持体上等で所望のトナー
付着量を得るためには、現像剤担持体のスピードを潜像
担持体のスピードに近づける、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
に比して多くすることが必要である。具体的には、潜像
担持体や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、現像効率の悪い非接触現像法で少なくとも１．０
mg/cm²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５〜１
０μc/gが望ましい。また、トナー帯電量分布がシャー
プ性及び解像度の低下や地汚れを生じさせる比較的低帯
電のトナーが少ない安定した分布であることが望まし
い。

【０００７】このように、現像剤担持体上に無帯電トナ
ーや逆帯電トナーを含まずに帯電分布の安定した平均帯
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ることが、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を可能に
する上での最大の課題になっている。

【０００８】なお、本出願人は先に、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
誘電部と接地された導電部とから現像剤担持体を用い、
この現像剤担持体とその表面に接触する位置で回転する
現像剤供給部材との接触部において、一成分系現像剤を
摩擦帯電し、かつ、前記誘電部を現像剤供給部材及び一
成分系現像剤により摩擦帯電して前記現像剤表面近傍に
多数の微小電界を形成し、これにより、摩擦帯電された
一成分系現像剤を、前記微小電界により前記現像剤担持
体上に多層に担持させる現像装置について出願を行った
（特願平２−１５１１０号）。かかる先願発明の現像装
置によれば、現像剤担持体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、逆帯電トナ
ーや無帯電トナーが少なく所望の帯電量をもつトナー層
を現像剤担持体上に形成して潜像担持体に供給できる一
成分系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】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、表面に一成分系現像剤を担持し
て搬送する現像剤担持体と、一成分系現像剤を貯溜する
貯溜手段と、該現像剤貯溜手段からの一成分系現像剤を
摩擦帯電して該現像現像剤担持体に担持させる現像剤供
給手段とを有し、該現像剤担持体で搬送された一成分系
現像剤を用いて静電潜像を可視像化する現像装置におい
て、該現像剤担持体として表面層がローレット加工した
金属上に誘電体層を塗布した後に研削して表面に誘電体
部と導電体部とを微小面積で混在露出させたものを用
い、該現像剤供給手段を、該微小電界を形成させるため
に該表面に選択的に電荷を付与する電荷付与手段と、所
定電位されかつ該微小電界が維持される程度の間隙を保
持しつつ該表面に対向して、摩擦帯電された一成分系現
像剤に該表面に向かう静電気力を及ぼす電界を該微小電
界の周りに形成する電極手段と、該電界及び該微小電界
が形成されている該表面上に摩擦帯電された一成分系現
像剤を搬送する現像剤搬送手段とで構成したことを特徴
とするものである。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１の現像装置に
おいて、上記現像剤担持体に代え、表面層が５０乃至５
００μｍの粒径をもつ誘電体粒子を分散させた導電性材
質からなり、かつ、表面に該導電性材料からなる導電体
部と該誘電体粒子からなる誘電体部とを微小面積で混在
させた現像剤担持体を用いることを特徴とするものであ
る。

【００１２】請求項３の発明は、請求項の１の現像装置
において、上記現像剤担持体に代え、誘電性微粒子が分
散されたた導電性エラストマーからなり、かつ、表面に
該導電性エラストマーからなる導電体部と独立して露出
した該誘電体微粒子からなる誘電体部とを微小面積で混
在させた現像剤担持体を用いることを特徴とするもので
ある。

【００１３】請求項４の発明は、請求項の１の現像装置
において、上記現像剤担持体に代え、表面層の硬度が７
０度乃至１００度で、かつ、表面に誘電体部と接地され
た導電体部とを微小面積で混在させた現像剤担持体を用
いることを特徴とするものである。

【００１４】請求項５の発明は、請求項の１、２、３又
は４の現像装置において、上記搬送手段を、上記現像剤
担持体の表面に接触する位置で回転される回転体で構成
し、上記電荷付与手段を、該誘電体部を所定極性に摩擦
帯電し得る材料で形成された該回転体の表面で構成し、
かつ、上記電極手段を、導電材料で形成され、かつ、該
導電体部に対向した状態で上記静電気力を及ぼす電界を
形成する該導電体部との電位差が生じ得る所定電位にさ
れた、該回転表面に多数形成された微小な凹部の内面部
で構成したことを特徴とするものである。

【００１５】

【作用】請求項１、２、３又は４の現像装置において
は、電荷付与手段で現像剤担持体表面に誘電体部に電荷
を付与し、該電荷で該表面上に多数の微小電界が形成さ
れる。また、所定電位された電極手段が、該微小電界が
維持される程度の間隙を保持しつつ該表面に対向して、
摩擦帯電された一成分系現像剤に該表面に向かう静電気
力を及ぼす電界を、該微小電界の周りに形成し、これに
より、該表面上に該電界と該微小電界とが併存した状態
にする。図１は係る状態を模式的に示したものである。
図示の例では現像剤担持体表面に選択的に電荷を保持し
えるように誘電体部５２と導電体部５１とが表面に混在
するように構成され、該誘電体部５２に電荷付与手段で
正電荷が付与されている。この正電荷により導電体部５
１と誘電体部との隣接部上に導電体部５１から表面上に
出て誘電体部５２にはいるような電気力線で表わせる微
小な閉電界が形成されている。そして、所定電位にされ
た電極手段が間隙をおいて現像担持体表面に対向して該
微小な閉電界の周りに摩擦帯電された一成分系現像剤４
に該表面に向かう静電気力を及ぼす電界が形成されてい
る。そして、現像剤搬送手段で、該電界及び該微小電界
が形成されている該表面上に摩擦帯電された一成分系現
像剤を搬送する。この現像剤搬送手段で搬送された一成
分系現像剤の一部は該微小電界で現像剤担持体に担持さ
れ、また他の一部は該電界で現像剤担持体に担持され、
これにより、充分に帯電している一成分現像剤が良好な
現像を行うのに充分な量だけ現像担持体上に積層状態で
担持される。そして、現像剤担持体に搬送された一成分
系現像剤が潜像担持体上の静電潜像の供される。

【００１６】請求項５の現像装置においては、表面が該
誘電体部を所定極性に摩擦帯電し得る材料で形成された
回転体が、該現像剤担持体と接触しながら回転し、これ
により、上記誘電体部に摩擦帯電で電荷を付与し、上記
のようにして該現像剤担持体表面の該誘電体部と上記導
電体部との隣接部上に微小電界を形成する。また、該回
転体の表面に多数形成された微小な凹部の、導電材料か
らなる所定電位にされている内面部が、該微小電界が維
持される程度の間隙を保持して該現像剤担持体の表面に
対向し、これにより、該微小電界が維持されるととも
に、該導電体部と該電極との間に摩擦帯電された一成分
系現像剤に該導電体部に向かう静電気力を及ぼす電界が
形成される。また、該回転体の回転により、摩擦帯電さ
れた一成分系現像剤が、該凹部や該凹部以外の回転体表
面に担持されつつ該電界及び該微小電界が形成されてい
る現像担持体表面上に搬送される。そして、ここに搬送
された一成分系現像剤の一部は該微小電界で該誘電体部
と該導電体部との隣接部近傍に担持され、また他の一部
は該電界で該導電体部上に担持される。特に、該導電体
部上では摩擦帯電電荷が有する一成分系現像剤に鏡像力
も働くので、この鏡像力によっても多量の一成分系現像
剤が担持される。これにより、充分に帯電している一成
分現像剤が良好な現像を行うのに充分な量だけ現像担持
体上に積層状態で担持される。そして、現像剤担持体で
搬送された一成分系現像剤が潜像担持体上の静電潜像の
現像に供される。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を電子写真複写機の現像装置に
適用した一実施例について説明する。図２（ａ）は本実
施例に係る現像装置の概要構成を示す正面図である。潜
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。該感光体ド
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、電車写真プロセスを実施するため
に、周知の帯電装置、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）が配設され
ている。本実施例の現像装置２は、感光体ドラム１表面
に向けた開口を備えたケーシング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ー５と、該現像ロー
ラー５の右側方部に圧接した状態で矢印時計方向に回転
駆動される現像剤供給手段としてのトナー供給ローラー
６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）４を該供給ローラー
５表面に供給するとともにホッパー部内のトナーを撹拌
するアジテーター７と、ホッパー部内のトナーが現像ロ
ーラー５表面近傍まで直接侵入するのを制限する隔壁板
１０と、現像ローラー５の回転で感光体ドラム１との対
向部である現像領域に搬送される現像ローラー５上のト
ナー層の厚みを均一にならす層厚ならし板８とを有して
いる。

【００１８】上記現像ローラー５は、図２（ａ）に示す
ように現像領域９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、図６又は図７図に示すように、現像ローラー５上の
トナー層が感光体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、同図７ではベルト
状感光体１が用いられている。いずれの場合において
も、前述の後端トナー寄りの現象を防止するためには、
現像ローラー５の回転を、現像領域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
表面と現像ローラー５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
像ローラー５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：現像ローラー
５周速）で１：１．０５〜１．１が好ましい。この程度
の速度比であれば前述した後端トナー寄りは目だたな
い。また、現像ローラー５には電源２０で適当な現像バ
イアスを印加する。例えば非接触現像の場合には、飛翔
条件のよい現像バイアスを印加する。

【００１９】そして、本実施例の現像ローラー５として
は、表面に電荷を選択的に保持し得るものを用いる。例
えば、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、表面に電荷を
保持できる誘電体部５２と接地された導電体部５１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ー
５を用いる。図３（ａ）は現像ローラー５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。この誘電体部５２は、例えば１０
¹³Ωcm以上の抵抗を有する誘電体材料からなり、露出面
の大きさが径で５０〜２００μm程度、現像ローラー５
表面に垂直な方向の大きさ、即ち深さ方向の大きさが５
０乃至１５０μｍ程度になるようにする。このような誘
電体部５２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。誘電体部５２の総面積が、両部それ
ぞれの総面積の合計の３０〜７０％の範囲、好ましくは
３０乃至７０％の範囲内のものになるようにすれば、誘
電体部５２の形状は任意である。

【００２０】以上のように表面に導電体部５１と誘電体
部５２が混在露出する現像ローラー５は、例えば、金属
ローラー表面にローレット加工で所定の溝を例えばアヤ
メ状に形成し、この金属ローラの表面に所定の誘電体材
料をコーティングして誘電体層コートを施し、このロー
ラーの表面を切削加工して、芯金部を導電体部５１とし
て表面に露出させ、かつ、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として表面に露出
させて製作することができる。

【００２１】また、表層が例えば５０乃至５００μｍの
粒径の誘電体粒子を分散した導電性樹脂材料からなり、
該粒子を表面に露出させた現像ローラー５を使用するこ
ともできる。これは例えば、金属ローラー上に誘電体粒
子を分散した導電性樹脂材料からなる表層を例えばコー
ティング等で形成して、その表面を研磨して製作するこ
とができる。図８（ａ）はこのようにして製作した現像
ローラー５の表層部近傍の断面図、同（ｂ）は同ローラ
ー５の表面の一部を示す平面図である。トナーを負極性
に摩擦帯電して使用する場合には、上記誘電体粒子とし
てアクリル粒子、ポリアミド粒子等を用いることがで
き、導電性樹脂としてアクリル樹脂、ウレタン樹脂など
にカーボンブラックを分散したもの等を用いることがで
きる。トナーの摩擦帯電極性に応じてその他多くの樹脂
を用いることができる。図９は上記誘電体粒子の大きさ
と、後述するようにして現像ローラー１表面に形成され
る電界の強度との関係を示したものである。表したもの
もを図８に示した。図からわかるように粒径で５０μｍ
以上であればトナーを担持する上で十分な電界である
０．７Ｖ／μｍが得られる。粒径の上限は画像上の問題
やローラー工法から制約され、露出面の大きさとしては
径で５００μｍ程度が限度となる。この画像上の問題と
は、現像ローラー５上のトナー付着が電界により異なる
ため、粒子が大きくなるとまばらなトナー付着となって
ムラの多い画像になるという問題である。また露出して
いる粒子の深さ方向（現像ローラー表面に垂直な方向）
の大きさは主にローラー工法から制約され２００μｍ程
度が限度となる。

【００２２】また、図７に示すようにハード感光体ドラ
ム対応の接触現像用には、現像ローラー５が、表面から
の測定によるＪＩＳ硬度で３０〜７０度の範囲内のソフ
トローラーになっていることが望ましい。このような現
像ローラー５としては、弾性体表層弾性導電基体上に誘
電体粒子を分散したものが使用できる。例えば、誘電体
粒子が分散された導電性エラストマーからなり、該粒子
を表面に露出させたものが使用できる。この弾性導電材
料としては、例えばゴム材料中に導電性付与剤を添加し
たものを使用できる。代表的なものとしてジエン系ゴ
ム、オレフィン系ゴム、エーテル系ゴム等である。誘電
体粒子としては抵抗が１０¹³Ωcm以上のエポキシ、アク
リル、ポリアミド、ポリスチレン樹脂などが使用でき
る。なお、この例のように、ハードな感光体ドラムに弾
性を有する現像ローラー５を接触させる場合には、現像
キャップの維持が容易で、かつ、現像ローラーの精度上
も有利である。

【００２３】なお、以上のような現像ローラー５の導電
体部５１は、後述する微小電界を効率的に形成できるよ
うに、体積抵抗が１０⁶Ωcm以下になるようにすること
が望ましい。また、上記誘電体部５２と同じ材料、例え
ば１０¹³Ωcm以上の抵抗を有する材料にカーボン等を内
添して１０⁸Ωcm以下の抵抗にしても良い。

【００２４】上記トナー供給ローラー６は、従来知られ
ているように上記現像ローラー５の表面にトナーを搬送
する現像剤搬送手段として機能するものであるが、本実
施例では、上記現像ローラー５の誘電体部５２に電荷を
付与する電荷付与手段、及び、所定電位され同ローラー
５表面に所定間隔を保持しつつ対向する電極手段として
も機能するようにする。具体的には、上記トナー供給ロ
ーラー６の表面で上記現像ローラー５の誘電体部５２を
摩擦帯電してトナーの帯電極性とは逆の極性の電荷を付
与して上記電荷付与手段として機能する。このために、
少なくとも表面を、上記誘電体部５２を所定極性に摩擦
帯電しえる材質で構成する。なお、トナー供給ローラー
６に例えば上記現像ローラー５表面との接触部でホッパ
ー部からのトナーを摩擦帯電させる機能も発揮させる場
合には、摩擦帯電系列上トナー材料と上記誘電体５２材
料との間に位置するものを採用する。なお、上記現像ロ
ーラー５の導電体部５１の材料の摩擦帯電特性との関係
では、この材料を誘電体部５２と同様の極性に摩擦帯電
させるものであっても構わない。また、上記トナー供給
ローラー６表面に多数の微小な凹部が形成され、この凹
部の内周面部が電極機能を発揮する。このために、上記
凹部は後に詳述する上記誘電体部５２の摩擦帯電電荷に
より形成される微小電界が維持される（崩さない）程度
の深さを有するように形成され、かつ、少なくともその
内周面部が導電材料で形成される。そして、上記内周面
部は、摩擦帯電されたトナーに上記内周面部側から上記
導電体部５１側に向かう静電気力を及ぼす電界を上記導
電体部５１との間隙に形成する電位、即ちこのような向
きの電界が形成される上記導電体部５１との電位差が生
じる電位にされる。以上のトナー供給ローラー６は、例
えば、所定電位にされた芯金上、導電性と所定の摩擦帯
電特性を有する発泡弾性体層を形成したローラー（以
下、スポンジローラーという）で構成することができ
る。なお、このようなスポンジローラーの抵抗値は半導
電以下であることが望ましい。また、このスポンジロー
ラー表面の多数の微小な凹部の内周面部に上記の電極機
能を持たせるためには、例えば図２（ａ）に示すように
電源２１でスポンジローラーに所定の電圧を印加する。
そして、トナー供給ローラー６の回転は、表面が現像ロ
ーラー５との接触部Ａにおいて現像ローラー５表面と同
方向に移動する順方向の回転にする。周速は例えば現像
ローラー５の周速の約０．６〜１．５倍に設定する。

【００２５】上記アジテーター７は、ホッパー部内の収
容トナーをトナー供給ローラー６表面に供給するととも
に、該収容トナーを撹拌するものであるが、ホッパー部
の形状やトナーの流動性によってトナーの自重でトナー
供給ローラー６表面への供給が可能である場合等には、
省略しても良い。

【００２６】上記隔壁板９はホッパー部内の収容トナー
が現像ローラー５表面近傍まで直接侵入するのを制限
し、かつ、該収容トナーをトナー供給ローラー６表面に
供給可能にするように配設する。但し、ホッパー部の形
状等によってホッパー部内の収容トナーが現像ローラー
５表面近傍まで直接侵入する恐れがない場合には省略し
ても良い。

【００２７】上記層厚ならし板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、現像ローラー５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
ー５上の適正トナー付着量が、例えば０．８乃至１．０
mg／cm³程度と、比較的少ないからである。なお、この
層厚ならし板８の材質として、上記のトナー供給ローラ
ー６の表面材質と同様に、帯電系列上トナー材料と上記
誘電体５２材料との間に位置するものを採用することが
望ましい。

【００２８】以上の構成において、隔壁板９の下端縁と
ケーシング３下壁内面との間である供給部Ａでホッパー
部側に露出しているトナー供給ローラー６表面に、アジ
テータ６によってホッパー部内の収容トナーが供給され
る。トナー供給ローラー６に供給されたトナーはスポン
ジやブラシの空隙及び表面に付着し、トナー供給ローラ
ー６の時計方向の回転によってトナー供給ローラー６と
現像ローラー５との接触部に向けて搬送される。一方、
トナー供給ローラー６との接触部Ａには、現像ローラー
５の矢印反時計方向の回転により現像領域を通過した現
像ローラー５表面部分も侵入してくる。

【００２９】この接触部Ａにおいて、トナー供給ローラ
ー６表面と現像ローラー５表面とが相対速度差をもって
移動するので、現像ローラー５とトナー４とトナー供給
ローラー６の摩擦により現像ローラー５の誘電体部５２
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）を与える。こ電荷が蓄積された誘電体部５２に
近接する導電体部５１は接地されているので、逆極性の
電荷が誘起され、両部の隣接部上に図３（ａ）及び図４
（ａ）に示すように現像ローラー５表面に平行な成分及
び垂直な成分が大きい微小電界が形成される。一方、ト
ナー供給ローラは現像ローラー５に対して順方向に回転
しているためトナー供給ローラー６に付着したトナーは
現像ローラー５と供給ローラの接触部Ａで摺察され、ほ
とんどが所望の極性（正規現像においては感光体電荷と
逆極性であり、反転現像においては感光体電荷と同極性
である）に帯電する。

【００３０】そして、接触部Ａでは、トナー供給ローラ
ー６と現像ローラー５の間に所定の電位差が形成されて
いるので、現像ローラー５表面にほぼ垂直な方向の電界
（以下、バイアス電界という）が形成され、この電界は
現像ローラー５の誘電体部５２よりも導電体部５１で大
きくなる。これは導電体部５１はトナー供給ローラー６
に対する対向電極として機能するが、誘電体部５２では
若干電極が離れれることになるからである。またトナー
供給ローラー６表面の微小な凹部内は、この接触部でも
上記微小電界を崩さない程度の間隙になっているので、
図４（ｂ）に示すように、ここでは微小電界が維持され
る。従って、接触部Ａ内の現像ローラー５表面上には誘
電体部５２の摩擦帯電による微小電界と上記バイアス電
界とが併存する状態となっている。

【００３１】そして、上記凹部内に供給されトナー供給
ローラー６表面もしくは現像ローラー５表面と接触して
摩擦帯電したトナーは、微小閉電界により導電体部５１
と誘電体部５２の隣接部近傍へ向かう力や、上記バイア
ス電界により主に導電体部５１へ向かう力を受ける。こ
の導電体部５１と誘電体部５２の隣接部近傍の現像ロー
ラー５表面には上記微小電界に捕らえられたトナーが通
常よりも強く担持されている。このトナー担持により微
小閉電界は小さくなる（図５（ａ））。導電体部５１に
帯電トナーが積層され、凹部の周りのトナー供給ローラ
ー６表面で擦られるような外力（スキャベンジング力）
が与えられた場合でも多層トナー層が崩れずに担持され
続ける。このように現像ローラー５上の微小電界とバイ
アス電界が合成されることで安定的な多層トナー層を形
成することが可能になり、現像によってローラー上トナ
ーが消費されても接触部Ａを１回通過することで初期の
トナー付着量に回復する。（図５（ｂ））このようなに
して、トナー層規制ブレード等で押圧されるような外力
が加わった場合にもある程度維持されるような多層トナ
ー層が形成される。ここで、このような構成のローラー
では誘電体部分に於てもトナー付着が見られるが、誘電
体部分では表面の摩擦帯電電荷に見合ったトナー量が付
着するのに対し、導電体部５１では帯電トナーによる鏡
像力が働くので、より多量のトナー付着が可能になる。
以上のようにして、現像ローラー５は充分に帯電したト
ナーを多層に担持した状態でこの接触部Ａを出ていく。
なお、本実施例においては、トナー供給ローラー６と現
像ローラー５とを順回転させていることから、トナー供
給ローラー６の回転によって接触部Ａを通過した現像ロ
ーラー５上にホッパー部からの無帯電トナーを供給する
ことがない。

【００３２】接触部Ａを通過した現像ローラー５上のト
ナー層は、現像ローラー５上に軽く当接している層厚な
らし部材８で厚みを均一に制御された後、現像領域に搬
送される。現像領域では、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ー５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。この現像領域では現像ローラー５の導電体部５
１が電極効果を発揮して現像ローラー５上のトナーが感
光体ドラム１に付着し易い電界も形成されている。

【００３３】以上、本実施例によれば、現像ローラー５
として、表面に誘電体部５２と接地された導電体部５１
とが微小面積で混在するように構成されているものを用
い、かつ、トナー供給ローラー６でこの誘電体部５２を
摩擦帯電するようにし、これにより、誘電体部５２の摩
擦帯電電荷による微小閉電界を形成し、これにより、現
像ローラー５の表面に容易に多量のトナーを吸引できる
ようにしているので、現像ローラー５上に多層のトナー
層を容易に形成することができる。

【００３４】また、現像ローラー５に接触して回転する
トナー供給ローラー６の表面に所定の微小な凹部を多数
形成し、かつ、両ローラー５，６間に所定の電位差を設
け、これにより、両ローラー５，６の接触部で上記微小
閉電界とこの電位差による現像ローラー５表面にほぼ垂
直な電界とを併存させて帯電トナーを担持するので、多
層のトナー層を確実に形成できる。しかも導電体部５１
上の担持トナーは、現像ローラー５表面と平行な成分も
大きい微小電界によって強力に担持されたトナーで周囲
を囲まれたような状態で接触部を出ていくので、その後
にトナー層が外力を受けても容易に崩れずに担持され続
け、充分な量のトナー層を現像領域１０に供給すること
ができる。

【００３５】また、トナー供給ローラー６と現像ローラ
ー５とを順回転させ、これにより、トナー供給ローラー
６の回転によって接触部Ａを通過した現像ローラー５上
にホッパー部からの無帯電トナーを供給しないようにし
ているので、現像ローラー５へのトナーの付着量が環境
変動に左右されにくく、また無帯電トナーが少ないトナ
ーの帯電量分布を得ることができ、現像特性を安定させ
ることができる。従って、無帯電トナーが少なく所望の
帯電量をもつ多層のトナー層を現像ローラー５上に安定
して形成できるので、等速現像も可能になり、また、現
像ローラー５上のトナー層の上層部の無帯電トナーを除
去するためのブレード等を設ける必要がなく、その分だ
け現像装置の構成を簡素化することができる。そして、
現像ローラー５を現像領域において感光体ドラム１とほ
ぼ等速度で移動するように回転しているので、“トナー
後端より”が発生せず、カラー画像でも後端部での濃度
過多や重ね画像の色違いといった不具合がない、良好な
画像を得ることができる。また、現像ローラー５上のト
ナー層に無帯電トナーが含まれていないので、地肌汚れ
や解像度劣化もない良好な画質を得ることができる。

【００３６】なお、現像装置で使用するトナーは、低抵
抗のものほど迅速に帯電し、トナー供給性の良いトナー
層を形成できるので、１０¹³Ωcm未満のものを用いるこ
とが望ましい。但し、感光体上に形成したトナー像を転
写電界を印加して転写紙に転写する画像形成装置の現像
装置の場合には、あまり低抵抗であると転写不良になる
ので、１０⁶乃至１０¹²Ωcmの範囲内のものが適当であ
る。

【００３７】以下、本実施例のより具体的な態様を具体
例として以下に記載する。〔具体例１〕（１）現像ローラー５・径が２５mmの芯金ローラー１０表面にローレット加工
により、深さ０．１mm、溝巾０．２mmの溝を、ピッチ
０．３mm、角度４５度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、１０
０℃で約３０分乾燥させて誘電層コートを施した。・このローラーの表面を切削加工して、芯金部を導電体
部５１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５１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。なお、表面粗さはＲ３乃至２０μｍ、好ましくは５
乃至１０μｍ程度。（２）トナー供給ローラー６・カーボン練り込み発泡ポリウレタンからなる体積抵抗
約１×１０⁶Ωcmの導電性発泡弾性層１５を有する径１
４mmのスポンジローラーで構成し、これを食い込み量１
mmで現像ローラー５に当接させて配置した。・このスポンジローラー表面の空孔開口径は平均０．２
乃至０．３mmであった。（３）トナー供給ローラーバイアス・このスポンジローラーの芯金１４に後述する現像ロー
ラー５の直流分と同極性で絶対値が１００Ｖ大きいバイ
アス、具体的には−６００Ｖの直流バイアスを印加し
た。（４）層厚ならし板８・厚さ２mmのウレタンゴムからなる弾性板を、現像ロー
ラー５に対して１０〜２０g/cmの接触圧で接触配置し
た。（５）現像バイアス、現像ギャップ・現像ローラー５に直流−５００Ｖを重畳したピーク・
ツウ・ピーク１０００Ｖ、１０００HZ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１５０μｍに設定した。（６）感光体・ＯＰＣ・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。（７）トナー・非磁性スチレンアクリル系＋ポリエステル系樹脂を使
用の負帯電トナーを用いた。・外添剤としてＳｉＯ₂微粉末0.5ｗｔ％を外添した。（８）評価以上の条件で現像ローラー５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１．５〜
２．０mg/cm²、平均帯電量８〜１５μc/g、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べた画像、ライン画
像の良好なものであった。なお、このときの空孔開口径
（凹部の開口径）は、誘電体部５２の形成ピッチのほぼ
２倍であった。

【００３８】〔具体例２〕感光体として図６に示すよう
なベルト状感光体を用いる点、現像ギャップ０mmで接触
現像する点、層厚ならし板８の接触圧を３０g/cmにした
点、及び、現像バイアスとして−６００Ｖを用いる点以
外は上記具体例１と同一の条件で現像を行ったところ、
上記トナー層の付着量等は、０．８乃至１．０mg/cm²で
同様に良好なトナー層を形成でき、同様に良好な画像を
得ることができた。

【００３９】〔具体例３〕感光体として図７に示すよう
なハードな感光体ドラムを用いる点、現像ローラー５と
して弾性体表層弾性導電基体上に抵抗１０¹³Ωcm以上の
誘電体粒子を分散し表面からの測定によるＪＩＳ硬度で
３０〜７０度の範囲内のソフトローラーになっているも
のを用いる点、現像ギャップ０mmで接触現像する点、層
厚ならし板８の接触圧を３０g/cmにした点、及び、現像
バイアスとして−６００Ｖを用いる点以外は上記具体例
１と同一の条件で現像を行ったところ、上記トナー層の
付着量等は、０．８乃至１．０mg/cm²で同様に良好なト
ナー層を形成でき、同様に良好な画像を得ることができ
た。

【００４０】〔具体例４〕感光体として図７に示すよう
なハードな感光体ドラムを用いる点、現像ローラー５と
して下記のような表面層の硬度が７０乃至１００度、好
ましくは９０乃至１００度の範囲内のローラーを用いる
点、現像ギャップ０mmで接触現像する点、及び、現像バ
イアスとして−６００Ｖを用いる点以外は上記具体例１
と同一の条件で現像を行ったところ、上記トナー層の付
着量等は、１．０乃至１．２mg/cm²で同様に良好なトナ
ー層を形成でき、同様に良好な画像を得ることができ
た。なお、この例によれば、ハードタイプの感光体との
間で微小ニップ幅による接触現像になる。このため、ニ
ップ幅の狭さから感光体と現像ローラーとの間の線速差
が多少あっても良好な画像が得られ、地汚れと後端寄り
のバランスがよい画像が得られた。また、現像時の線速
比を上げても、後端よりは出にくい。更に、接触現像用
のローラーとしては、比較的かためなので、ローラの精
度においても優位である。現像ローラー５：表面層が誘電体粒子を分散した導電
性樹脂からなる。・導電性樹脂はアクリル樹脂、ウレタン樹脂、エラスト
マーなどにカーボンブラックを分散させたもので厚み５
ｍｍの表層にする。・誘電体粒子はアクリル樹脂、ポリアミド樹脂など負帯
電性の強い樹脂・現像ローラーの抵抗は1×10⁸Ωcm以下

【００４１】〔具体例５〕感光体として図６に示すよう
なベルト状感光体を用いる点、及び、層厚ならし板８の
接触圧を３０g/cmにした点以外は上記具体例４と同一の
条件で現像を行ったところ、上記トナー層の付着量等
は、０．８乃至１．０mg/cm²で同様に良好なトナー層を
形成でき、同様に良好な画像を得ることができた。

【００４２】〔具体例６〕現像ローラー５として粒径５
０〜１５０μｍの範囲内の誘電体粒子（アクリル樹脂、
ポリアミド樹脂など）を分散させた導電性樹脂（アクリ
ル樹脂、ウレタン樹脂などにカーボンブラックを分散さ
せたもの）からなる表面層を有する直径２０mmのローラ
ーを用いる点以外は上記具体例１と同一の条件で現像を
行ったところ、上記トナー層の付着量１．５乃至２．０
mg/cm²、帯電量８乃至１５μＣ／ｇで同様に良好なトナ
ー層を形成でき、同様に良好な画像を得ることができ
た。なお、この例のトナーは抵抗７×１０¹⁰Ωcmであっ
た。

【００４３】〔具体例７〕感光体として図６に示すよう
なベルト状感光体を用いる点、現像ギャップ０mmで接触
現像する点、層厚ならし板８の接触圧を３０g/cmにした
点、及び、現像バイアスとして−６００Ｖを用いる点以
外は上記具体例６と同一の条件で現像を行ったところ、
上記トナー層の付着量等は、０．８乃至１．０mg/cm²で
同様に良好なトナー層を形成でき、同様に良好な画像を
得ることができた。

【００４４】次に、トナー供給ローラー６の電気的な特
性、印加バイアス等について詳述する。上記のように、
トナー供給ローラー６は現像ローラー５との電位差によ
って現像ローラー５との接触部Ａに所定の電界を形成す
るので、両ローラー６，５間でのリークを少なくするこ
とが望ましい。このためには、トナー供給ローラー６を
半導電性にすることが有利である。前述の各具体例に使
用されているトナー供給ローラー６は発泡導電体層の体
積抵抗が約１×１０⁶Ωcmであるので、この要件を満足
している。以下、検討の結果、このようにトナー供給ロ
ーラー６を半導電性にする場合に適することが判明した
各種の条件について説明する。まず、このような半導電
性の層が芯金上に形成されたトナー供給ローラー６の芯
金１４に電源２１で印加する電圧について更に詳細に検
討したところ、現像ローラー５とこの芯金１４との間に
形成される電位差の大きさを５０Ｖ乃至３００Ｖの範囲
内にすることによって、トナー供給ローラー６から現像
ローラー５へ帯電トナーを良好に転移させて最適なトナ
ー層を現像ローラー５上に形成できることが判った。す
なわち、５０Ｖ未満では付着量を増加させるような効果
は見られず、３００Ｖを超えると、付着量は１．５乃至
２．０mg/cmで飽和するが、現像ローラー６とスポンジ
ローラーからなるトナー供給ローラー６との間でリーク
があり、安定した電位差を形成するのが困難になであっ
た。

【００４５】なお、このような電位差を形成する場合に
は、現像ローラー５、スポンジローラー６間の体積固有
抵抗が１０⁶乃至１０¹⁰Ωcmの範囲内のものであること
が望ましい。これによれば、電流Ｉを５００μＡ以下に
設定することでパワーパックの無駄な消費電力を減ら
し、かつ、印加電圧が低下すること無く望みの電界が得
られ所定のトナー供給量が得られる。導電性材料分散タ
イプの発泡ポリウレタンからなる弾性層を備えローラー
をトナー供給ローラー６として使用し、トナー供給ロー
ラー６の現像ローラー５への接触状態は接触幅が３０c
m、接触ニップ幅が０．５８７cm、接触時のスポンジ層
の厚さが０．４cmになるようにした装置に、供給バイア
ス１５０[V]を印加した場合、観測電流が２μＡすなわ
ち抵抗が７．５×１０⁷Ωとなるものは、体積固有抵抗
は３×１０⁹Ωcmであり、上記の適正な条件を満足する
ことになる。図１４（ａ）、（ｂ）は、上記の体積固有
抵抗が３×１０⁹Ωcmで上記の条件を満足する例（以
下、本例という）と、上記条件の下限よりも小さな上記
体積固有抵抗しかもたない一例（以下、従来例という）
について、供給電位差と電流値の対数値（図１４
（ａ））の関係、供給電位差と体積固有抵抗の対数値の
関係（図１４（ｂ））をそれぞれ示したものである。サ
ンプル点を示す記号のうち、菱形はホッパー内にトナー
が無い場合の本例のサンプル点、三角はホッパー内にト
ナーが有る場合の本例のサンプル点、四角はホッパー内
にトナーが無い場合の従来例のサンプル点、十字はホッ
パー内にトナーが有る場合の従来例のサンプル点を、そ
れぞれ示すものである。これらの図には、従来例につい
てバイアス１５０Ｖ印加時のサンプル点は示していない
が観測電流がｌｏｇ₁₀Ｉ＞−３すなわち１[mＡ]を大き
く上回り機械本体のパワーパックの電源容量を越えてし
まい電圧がリークして追従しなくなった結果電圧低下を
起こした。またこの時の抵抗は１０⁶Ωcmを下回ってお
り条件として適当でない事がわかる。ところが本例では
上記のように電圧が低下すること無く適正に供給するた
めの電界が得られ、適正な供給量が得られた。なお、こ
の測定例に係る装置条件では、それぞれの図から判るよ
うに、ホッパー内のトナーの有無によっては大きな差は
無かった。

【００４６】また、トナー供給ローラー６は、現像ロー
ラー５への押圧状態の食い込み量が０．３乃至１．８mm
で、速度比が０．５乃至２．５倍の範囲であれば、適度
な現像ローラー上の摺擦力（スキャベンジング力）が生
じ最適なトナー帯電量と付着量を得ることも判った。食
い込み量が０．３mm未満では十分な摩擦が行われずトナ
ー帯電量が低下してしまい、１．８mmを超えると回転ト
ルクが大きくなりモーターの負荷が増大してしまう。ま
た速度比が０．５倍未満ではトナーの消費に対して供給
量が低くなり、初期の付着状態への回復が１回の供給で
行われなくなる。２．５倍を超えるとやはり回転トルク
が大きくなりモーターの負荷が増大してしまう。

【００４７】また、トナー供給ローラー６に現像ローラ
ー５の電位に対して交番するバイアスを印加しても良好
なトナー層を形成できることが判った。これは、両ロー
ラー５，６の接触部Ａにおいて帯電トナーが一方向に移
動するのでなく双方向に移動するためトナー供給ローラ
ー６の表面部の内部に捕らえられている帯電トナーも良
好に現像ローラー５表面に転移して供給効率を上げるた
めと考えられる。例えば、現像バイアスとして直流−８
００Ｖを用いた場合、スポンジローラー６にＶp-p５０
０Ｖ、周波数３００Ｈｚ、直流−８００Ｖの重畳された
ＡＣバイアスを印加する。また現像バイアスとしてＶp-
p６００Ｖ、周波数１ＫＨｚ、直流−５００Ｖの重畳さ
れたＡＣバイアスを用いた場合、スポンジローラー６に
直流ー５００Ｖを印加する。また現像バイアスとしてＶ
p-p１２００Ｖ、周波数７５０Ｈｚ、直流−６００Ｖの
重畳されたＡＣバイアスを用いた場合、スポンジローラ
ー６に図１３（ｂ）に示すようなバイアスを印加する。
これらの場合に現像ローラー５とスポンジローラー６を
ツェナーもしくはコンデンサを介して接続し、同相で同
波形であり直流分だけシフトしたバイアスを印加しても
よい。これによれば、現像ローラー５に交流、パルス等
の周期的な現像バイアスが印加される場合にも、スポン
ジローラー６と現像ローラー５がコンデンサもしくはツ
ェナーダイオードを介して接続されていることにより、
１台のバイアス発生器によって現像ローラー５の電位に
対して同相でトナーと同極性の直流分が重畳された周期
的なバイアスをスポンジローラーに印加されることとが
てぎる。

【００４８】また、半導電性の導電性発泡弾性体層（導
電性スポンジ）を形成するには、素材への導電材料の分
散を発泡前に行うことが望ましいことが判明した。導電
性スポンジを従来の一般的な形成方法のように、絶縁性
の発泡ポリウレタンに導電性含浸材料を付着させ導電性
を得るのと異なり、発泡させる前の材料にカーボンブラ
ック等の導電性材料を混練、分散させ材料として導電性
を持たせ発泡行程を経て成形するのである。従来の形成
方法によるものは、電流が発泡ポリウレタンの表層の導
電性含浸材料を主に流れるのとことなり、この形成方法
によるものでは材料が体積全体で均一な抵抗を有するの
で流れる電流はバルク方向に均一に流れることになる。
このため、経時的な表面劣化すなわち導電性含浸材料の
剥がれ生じた場合に、抵抗が上昇し結果的にトナー供給
性の低下が起こった従来のものとはことなり、この形成
方法によるものでは、たとえ表面劣化が起こったとして
も抵抗変化が無くトナーの供給量も良好に維持できる。

【００４９】また、トナー供給ローラー６を構成する発
泡弾性体は、図１３に示すように、その形状特性を見か
け密度と硬さ×セルの大きさの両者の関係から決定さ
れ、その関係が見掛け密度（Ｘ）と硬さ×セル数（Ｙ）
の関係がＸ≧４０の範囲でＹが直線（４０Ｘ−３Ｙ＋５
００＝０）を満たす値よりも大きいものを用いることが
望ましいことが判った。見掛け密度と硬さ及びセル数は
トナーが摩擦帯電するときの帯電効率に大きく寄与する
と考えられている。すなわち現像剤は現像ローラー５と
供給部材の間に挟まれて押圧される事により接触確率が
増加する事でその帯電効率が増加する。ところがこのフ
ァクターはホッパより現像剤を搬送する役割も担ってお
り供給部材の空隙はとりもなおさず可能搬送量を表して
いると言える。これは前述した帯電効率に対して相反す
る効果である。そこで適正な帯電量と供給量を得ること
ができる、見掛け密度と（硬さ×セル数）との適正な関
係を実験で求めて、上記条件を得たものである。例え
ば、図１０中のタイプＡは、見掛け密度；５５に対し硬
さ；２０、セル数；４０よりＸ＝５５に対しＹ＝８００
となり本条件を満し、１．５mg／cm²のトナー供給量が
得られたのに対し、同図中のタイプＢは、見掛け密度；
３０に対し硬さ；１２、セル数；４２よりＸ＝３０に対
しＹ＝５０４となり本条件を満たさず、これのトナー供
給量は１．０mg/cm²と比較的少なかった。

【００５０】以上、トナー供給ローラー６を半導電性に
する場合について説明したが、トナー供給ローラー６に
代え、現像ローラー５の方を半導電性にして、両ローラ
５，６間に電位差を形成することもできる。すなわち、
両ローラー５，６のいずれか一方を半導電性にし、他方
を導電性にしても良い。そして、この場合、両ローラー
５，６の電位差は、図１２に模式的に示すように両ロー
ラー５，６の接触部のトナー４の抵抗によって保たれて
いるので、トナーとしては各ローラー５，６への印加電
圧の差によって絶縁破壊が生じない体積固有抵抗を有す
るトナーを用いる。例えば、上記電位差を２００Ｖ以下
とし、上記現像ローラー５の導電体部５１とトナー供給
ローラー６とのいずれか一方の電気抵抗率が１×１０⁶
以上かつ１×１０⁹Ωcm未満、他方の電気抵抗率が１×
１０⁶Ωcm以下、トナーの電気抵抗率が１×１０¹³Ωcm
以上の組合わせによって良好なトナー供給が可能であ
る。

【００５１】なお、これまでの具体的な例は、現像ロー
ラー５の誘電体部５２にトナーの帯電極性と逆極性の電
荷を付与して微小電界を形成させものであるが、これら
とは逆に、上記誘電体部５２にトナーの帯電極性と同極
性の電荷を付与しても同様に微小電界を形成でき、又は
微小電界とバイアス電界との併存によってトナー付着量
を増加させることができる図１０（ａ）、（ｂ）及び図
１１（ａ）、（ｂ）は、この場合の現像ローラー５表面
の各部の電界の状態等を示し、誘電体部５２をトナーの
帯電極性と逆極性に帯電させる場合の図４（ａ）、
（ｂ）及び図５（ａ）、（ｂ）に対応するものである。
例えば図１０（ａ）に示すように現像ローラー５とトナ
ートナー供給ローラー６を摺擦することにより誘電体部
５２の表面にはトナー４と同極性の摩擦帯電電荷が蓄積
されるが、これによる微小電界で、誘電体部５２と導電
体部５１の隣接部上にトナーが付着する。この場合、現
像ローラー５、トナー供給ローラー６、トナー４、層層
厚ならし部材８に用いる材料の帯電系列上の位置を、ト
ナー４を負帯電して用いる場合にはついて示すと次のよ
うになる。 (+)トナー供給ローラー６、層厚ならし部材８＞現像ロ
ーラー５、トナー４(-) 現像ローラ６の誘電部５２の材料としては、テフロン樹
脂、ポリエチレン樹脂、トナー供給ローラー６、層厚な
らし部材８の材料としては、ポリウレタン、ポリカーボ
ネート、トナー４の材料としては、ポリスチレン、ポリ
エステルなどが使用できる。

【００５２】また、これまでの具体的な例は、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。この場合、現像ローラー５、トナー供給ローラー
６、トナー４、層厚ならし部材８に用いる材料の帯電系
列上の位置を、トナー４を負帯電して用いる場合にはつ
いて示すと次のようになる。 (-)現像ローラー５（誘電部、導電部）＜トナー供給ロ
ーラー６、層厚ならし部材８＜トナー４(+) 現像ローラ誘電部５２の材料としては、テフロン樹脂、
ポリエチレン樹脂、供給ローラ６、層厚規制部材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４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
２０として例えばー２００Ｖを用いる。このような正規
現像方式の現像装置の具体例は以下の通りである。

【００５３】〔具体例８〕（１）現像ローラー５・誘電層コートをフッソ樹脂（旭硝子ルミフロン２００
Ｃ）をコーティングし、１００℃で約３０分乾燥して形
成する点以外は前記具体例と同じ。（４）層厚ならし部材８・対現像ローラ接触圧:２０〜３０ｇ／ｃｍ（５）現像バイアス、現像ギャップ接触現像・現像ローラー６にー２００Ｖの直流電圧を印加（３）トナー供給ローラーバイアス・現像ローラと同電位（６）感光体・ＯＰＣ・表面電位：画像部ー７００Ｖ、露光部ー１００Ｖ（７）トナー４・非磁性スチレンアクリル系樹脂使用の正帯電トナー・外添剤:ＳｉＯ₂微粉末0.5ｗｔ％（正帯電性）その他の条件は実施例１に同じ。

【００５４】

【発明の効果】請求項１、２、３又は４の現像装置によ
れば、電荷付与手段で現像剤担持体の誘電体部に電荷を
付与して多数の微小電界を形成するとともに、電極手段
で、該微小電界を崩すことなく摩擦帯電された一成分系
現像剤に該表面に向かう静電気力を及ぼす電界を、該微
小電界の周りに形成し、これにより、該表面上に該電界
と該微小電界とが併存した状態にする。そして、現像剤
搬送手段で、該電界及び該微小電界が形成されている該
表面上に摩擦帯電された一成分系現像剤を搬送し、両電
界で、帯電している一成分現像剤を良好な現像を行うの
に充分な量だけ現像担持体上に積層状態で担持させる。
そして、現像剤担持体に搬送された一成分系現像剤を潜
像担持体上の静電潜像の供する。従って、無帯電等の一
成分系現像剤を現像領域に搬送されないので、地肌汚れ
や解像度劣化等も生じない良好な現像像を得ることがで
きる。また、環境によって現像剤担持体への付着量が変
動しやすい無帯電現像剤をほとんど現像剤担持体上に担
持せず、充分帯電している一成分現像剤を充分な量担持
するので、べた画像の良好な現像像を得ることができ
る。

【００５５】特に、請求項２又３の現像装置によれば、
誘電体部と導電体部との表面での分布を不規則になるの
で、現像担持体上でのトナー付着量のバラツキによる現
像像上のモワレも容易、かつ、良好に防止できる。

【００５６】また、請求項３の現像装置によれば、現像
剤担持体の表層部が弾性を有するので、過度の組付け精
度が要求することなく剛性を有する潜像担持体に対する
接触現像を行うことができる。

【００５７】また、請求項４の現像装置によれば、ハー
ドタイプの感光体との間で微小ニップ幅による接触現像
を行う場合に、接触現像用のローラーとしては、比較的
かためで、ニップ幅が比較的狭いものになる。このた
め、感光体と現像ローラーとの間の線速差が多少あって
も良好な画像が得られ、地汚れと後端寄りのバランスが
よい画像が得られた。また、現像時の線速比を上げて
も、後端よりは出にくい。更に、接触現像用のローラー
としては、比較的かためなので、ローラの精度において
も優位である。

【００５８】請求項５の現像装置によれば、回転体の所
定の材料から成る表面で、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現像剤担持
体の該誘電体部を摩擦帯電して現像剤担持体表面の該誘
電体部と導電体部との隣接部上に微小電界を形成すると
ともに、該回転体の表面に多数形成された微小な凹部
の、導電材料からなる所定電位にされている内面部で、
該微小電界を維持しながら該導電体部と該内面部との間
に摩擦帯電された一成分系現像剤に該導電体部に向かう
静電気力を及ぼす電界が形成し、これにより、該表面上
に該電界と該微小電界とが併存した状態にする。そし
て、該回転体の回転により、該凹部や該凹部以外の回転
体表面に担持されつつ該電界及び該微小電界が形成され
ている現像担持体表面上に搬送され、かつ、摩擦帯電さ
れた一成分系現像剤の一部を、該微小電界で該誘電体部
と該導電体部との隣接部近傍に担持し、また他の一部を
該電界で該導電体部上に担持する。特に、該導電体部上
では摩擦帯電電荷が有する一成分系現像剤に鏡像力も働
くので、この鏡像力によっても多量の一成分系現像剤が
担持される。これにより、充分に帯電している一成分系
現像剤を良好な現像を行うのに充分な量だけ現像担持体
上に積層状態で担持させる。そして、現像剤担持体で搬
送された一成分系現像剤が潜像担持体上の静電潜像の現
像に供する。従って、無帯電等の一成分系現像剤を現像
領域に搬送されないので、地肌汚れや解像度劣化等も生
じない良好な現像像を得ることができる。また、環境に
よって現像剤担持体への付着量が変動しやすい無帯電現
像剤をほとんど現像剤担持体上に担持せず、充分帯電し
ている一成分現像剤を充分な量担持するので、べた画像
の良好な現像像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置における現像剤担持体表面上
の電界の説明図。

【図２】（ａ）は本発明の実施例に係る現像装置の概略
構成図、（ｂ）は同現像装置の一部の拡大図。

【図３】（ａ）は同現像装置の現像ローラーの（ｂ）中
のａ−ａ切断線における断面図、（ｂ）は同現像ローラ
ー表面の一部の平面図。

【図４】（ａ）は同現像ローラーの誘電体部と近傍の電
界の説明図、（ｂ）は同現像ローラーとトナー供給ロー
ラーの凹部との対向部の電界の説明図。

【図５】（ａ）は同誘電体部と近傍の電界によるトナー
担持状態の説明図、（ｂ）は同対向部の電界によるトナ
ー担持状態の説明図。

【図６】本発明の現像装置をベルト状感光体に対する接
触現像に用いる場合の配置の例を示す概略構成図。

【図７】本発明の現像装置をドラム状感光体に対する接
触現像に用いる場合の配置の例を示す概略構成図。

【図８】（ａ）は変形例に係る現像ローラーの断面構造
の模式図、（ｂ）は同現像ローラー表面の一部の平面
図。

【図９】同現像ローラーの特性図。

【図１０】本発明の他の実施例に係る現像装置における
現像ローラーの誘電体部と近傍の電界の説明図、（ｂ）
は同現像ローラーとトナー供給ローラーの凹部との対向
部の電界の説明図。

【図１１】（ａ）は同誘電体部と近傍の電界によるトナ
ー担持状態の説明図、（ｂ）は同対向部の電界によるト
ナー担持状態の説明図。

【図１２】現像装置における現像ローラーとトナー供給
ローラー間の電位差の説明図。

【図１３】（ａ）はトナー供給ローラーとしてスポンジ
ローラーを用いた場合の特性図、（ｂ）は供給ローラー
への印加バイアスの一例を示す波形図。

【図１４】（ａ）は現像ローラーとトナー供給ローラー
との電位差と両ローラー間にながれる電流との関係を示
す特性図、（ｂ）は同電位差とトナー供給ローラーの体
積固有抵抗との関係を示す特性図。

【符号の説明】

１感光体，２現像
装置３ケーシング，４トナ
ー５現像ローラー，６トナ
ー供給ローラー７アジテーター，８層厚
ならし部材９現像領域，１０隔離
板２０現像ローラー用電源，２１トナ
ー供給ローラー用電源５１導電体部，５２誘電
体部Ａ接触部

───────────────────────────────────────────────────── 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)発明者沢田彰東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に一成分系現像剤を担持して搬送する
現像剤担持体と、一成分系現像剤を貯溜する貯溜手段
と、該現像剤貯溜手段からの一成分系現像剤を摩擦帯電
して該現像現像剤担持体に担持させる現像剤供給手段と
を有し、該現像剤担持体で搬送された一成分系現像剤を
用いて静電潜像を可視像化する現像装置において、該現像剤担持体として表面層がローレット加工した金属
上に誘電体層を塗布した後に研削して表面に誘電体部と
導電体部とを微小面積で混在露出させたものを用い、該現像剤供給手段を、該微小電界を形成させるために該
表面に選択的に電荷を付与する電荷付与手段と、所定電
位されかつ該微小電界が維持される程度の間隙を保持し
つつ該表面に対向して、摩擦帯電された一成分系現像剤
に該表面に向かう静電気力を及ぼす電界を該微小電界の
周りに形成する電極手段と、該電界及び該微小電界が形
成されている該表面上に摩擦帯電された一成分系現像剤
を搬送する現像剤搬送手段とで構成したことを特徴とす
る現像装置。
【請求項２】上記現像剤担持体に代え、表面層が５０乃
至５００μｍの粒径をもつ誘電体粒子を分散させた導電
性材質からなり、かつ、表面に該導電性材料からなる導
電体部と該誘電体粒子からなる誘電体部とを微小面積で
混在させた現像剤担持体を用いることを特徴とする請求
項１の現像装置。
【請求項３】上記現像剤担持体に代え、誘電性微粒子が
分散されたた導電性エラストマーからなり、かつ、表面
に該導電性エラストマーからなる導電体部と独立して露
出した該誘電体微粒子からなる誘電体部とを微小面積で
混在させた現像剤担持体を用いることを特徴とする請求
項１の現像装置。
【請求項４】上記現像剤担持体に代え、表面層の硬度が
７０度乃至１００度で、かつ、表面に誘電体部と接地さ
れた導電体部とを微小面積で混在させた現像剤担持体を
用いることを特徴とする請求項１の現像装置。
【請求項５】上記搬送手段を、上記現像剤担持体の表面
に接触する位置で回転される回転体で構成し、上記電荷付与手段を、該誘電体部を所定極性に摩擦帯電
し得る材料で形成された該回転体の表面で構成し、かつ、上記電極手段を、導電材料で形成され、かつ、該
導電体部に対向した状態で上記静電気力を及ぼす電界を
形成する該導電体部との電位差が生じ得る所定電位にさ
れた、該回転表面に多数形成された微小な凹部の内面部
で構成したことを特徴とする請求項１、２、３又は４の
現像装置。