JP2725076B2

JP2725076B2 - 現像装置

Info

Publication number: JP2725076B2
Application number: JP2102600A
Authority: JP
Inventors: 弘治鈴木; 洋志高嶋; 繁和榎木; 秀哉古田; 則幸木村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-04-18
Filing date: 1990-04-18
Publication date: 1998-03-09
Anticipated expiration: 2013-03-09
Also published as: JPH041676A

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、回転駆動される潜像担持体に形成された静
電潜像を可視像化すると共に、前記トナー担持体は、そ
の表面が潜像担持体に対向した現像領域において、潜像
担持体表面の移動方向と同じ方向に移動する向きに回転
駆動される現像装置に関する。

〔従来の技術〕

潜像担持体に形成し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
帯電した多量のトナーを現像領域へ搬送し、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は容易でなく、従来よりその改善が
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、トナー担持体上に付着させること
のできるトナーの量は、通常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表面の速度を高め、その表
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。

ところが、この構成によると、トナー担持体の表面線
速が高まるため、トナーが飛散しやすくなるばかりか、
トナーに作用するストレスが高まり、これが疲労しやす
くなる。しかもトナーが経時的にトナー担持体に薄い膜
状に付着するトナーフィルミングも発生しやすくなる。
また、特に接触現像を行った場合には、潜像担持体の横
方向のライン像が縦方向のライン像よりも細くなり、画
質が低下する恐れを免れない。さらに、高速画像形成装
置においては、潜像担持体の速度を高める必要がある
が、このようにすると、トナー担持体の表面線速を増々
大きなものにしなければならず、かかる画像形成装置に
従来の現像装置を採用することは困難であった。

また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倍程の大きな値に設定すると、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像が発生し、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。そこでこの現象を防止すべく、トナー
担持体の表面線速を潜像担持体の表面線速に近づけれ
ば、上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、上述した従来の欠点を除去し、後端
トナー寄り現象の発生を抑え、かつ充分に帯電した必要
量のトナーを現像領域へ搬送して所定濃度の可視像を得
ることの可能な現像装置を提供することにある。

〔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、前記トナー担持体として、導
電性の基体より成る導電面と、該基体表面に形成された
凹部に埋設固定された誘電体とが、表面に混在露出して
いる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、該トナー担持体の前記誘電体を所定の極性に帯
電させて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、前記誘電体の帯電極性と同極性、又は逆極性に
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
給手段とを設け、トナー担持体表面の線速をv_d、潜像担
持体表面の線速をv_pとしたとき、を満たすように、各線速を設定したことを特徴とする現
像装置を提案する。

また、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、前記トナー担持体とし
て、導電性の基体より成る導電面と、該基体表面に形成
された凹部に埋設固定された誘電体とが、表面に混在露
出している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、該トナー担持体の前
記誘電体を所定の極性に帯電させて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、前記誘電体の帯電極性と同極性、
又は逆極性に帯電させ、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、トナー担持体表面の線速を
v_d、潜像担持体表面の線速をv_pとしたとき、を満たすように、各線速を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約
100mm/secの線速（トナー供給ローラ表面における周
速）で反時計方向に回転駆動される。

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
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。

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。

現像領域９における現像ローラ表面の移動方向と、感
光体表面の移動方向は順方向である。順方向とは、第１
図から判るように現像領域９における感光体１と現像ロ
ーラ５との最接近部において両者の移動方向が同じ向き
になることを意味する。現像ローラが反時計方向に回転
し、感光体１が矢印Ａと反対方向に移動するとき、或い
は現像ローラ５が時計方向に、感光体が矢印Ａ方向に移
動するときは、両者の移動方向は「逆方向」となる。こ
のような関係は、感光体がドラムより成り、或いはトナ
ー担持体がベルトより成るときも同様である。

以上のように、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、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ドクターブレード８より
成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、回転駆動される感光
体１として構成された潜像担持体に形成された静電潜像
を可視像化すると共に、トナー担持体は、その表面が潜
像担持体に対向した現像領域９において、潜像担持体表
面の移動方向と同じ方向に移動する向きに回転駆動され
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く、このため、
現像ローラの線速を感光体の線速の３乃至４倍に設定し
ていたが、これにより先に示した各種の不具合が発生し
ていた。

そこで図示した現像装置においては、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100よ
り成る凹部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10
0に埋設された誘電体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、その表面は平滑に形成
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1.0mm、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。現像ローラ５の
表面には誘電体11の表面と導電面12が混在している。こ
のように、本例の現像装置２では、トナー担持体とし
て、導電性の基体より成る導電面12と、その基体表面に
形成された凹部に埋設固定された誘電体11とが、表面に
混在露出しているトナー担持体が用いられている。

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に対しては、必
要に応じて直流、交流、直流重畳交流、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あって、現像領
域９よりも下流側に位置し、現像ローラ５の表面に接触
して、その誘電体11をトナーの帯電極性と反対の極性
（本例では負極性）に摩擦帯電させ、現像ローラ５の表
面近傍に、後述するように微小閉電界を形成させる。こ
のようにトナー供給ローラ６は、現像ローラ５を帯電さ
せる担持体帯電手段としての用をなす。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。

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、その摩擦によって所定の極性、この例
では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がほぼ飽和状態まで帯電し、その電荷量が均一とな
るため、残像はなくなり、現像ローラ５が初期化され
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。このように、トナー供給ローラ６は、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
ナー帯電手段としての用をなすと共に、帯電したトナー
を現像ローラ５の表面に連続的に供給するトナー供給手
段としての用をなす。

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
が形成される。すなわち、現像ローラ５の表面近傍には
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、
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
界が形成されるのである。このように電界頻度の大なる
電界が現像ローラの表面近傍に形成される。

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（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、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、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。

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る。このようにして、トナーを多量
に担持することができ、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、例えば８乃至15μc/g程
に帯電した0.6乃至2.0mg/cm²、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。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、トナーを誘電体11の帯電極性と逆の極
性に帯電させたが、当該トナーを誘電体11の帯電極性と
同極性に帯電させ、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。

以上のように、本発明に係る現像装置には、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、かつトナー担持
体の表面に接触し、トナー担持体の誘電体を所定の極性
に帯電させて該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、誘電体の帯電極性と同極性、又は逆極性に帯
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
帯電したトナー担持体を連続的に供給するトナー供給手
段とが設けられている。この構成により、充分に帯電し
たトナーを、必要量、現像領域に搬送し、高品質な画像
を形成できる。

その際、本例の現像装置では、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、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、該トナー担持体の誘電体を所定の極性に帯電さ
せて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、誘電体の
帯電極性と同極性、又は逆極性に帯電させ、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。この構成により、現像装置の構造を簡素化し、かつ
そのコストを低減することができる。

上述のように現像ローラ５上に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、本例の現
像装置では、現像ローラ５より成るトナー担持体の表面
の線速をv_d、感光体１より成る潜像担持体の表面の線速
をv_pとしたとき、を満たすように、各線速が設定されている。このように
構成しても、先に例示した如く充分に帯電した多量のト
ナーを現像領域９へ搬送することができるので、トナー
量不足は発生せず、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の線速を
120mm/sec、現像ローラ５の線速を約170mm/secに設定す
ることができるのである。このように、従来はv_d/v_pを
３乃至４程度に設定しなければならなかったが、本例の
現像装置ではこの比の値を1.5以下に抑えることができ
る。

これにより、従来発生していた各種の欠点、例えばト
ナーの飛散、トナーの早期の疲労、現像ローラ上へのト
ナーフィルミング、横ライン像の細化現象などを抑え、
かつ高速画像形成装置にも支障なく本発明に係る現像装
置を採用することが可能となる。

しかも、v_d/v_pを1.5以下に設定することによって、先
に説明した後端トナー寄り現象の発生を実質的に阻止す
ることができる。第８図は可視像Ｉの後端部に幅ａで形
成されたトナー寄りを示し、この部分の画像濃度は他の
画像部分の濃度よりも高くなっている。第９図は縦軸に
後端トナー寄りの幅ａをとり、横軸にv_d/v_pをとって、
両者の関係の一例を示したグラフである。後端トナー寄
りの幅ａは、一般に0.5mm以下であれば、これを目視距
離で観察したとき目立たず、看者に後端トナー寄りを意
識させることはない。そして第９図から判るようにv_d/v
_pが1.5より大であると、幅ａは0.5mmより大きくなり、
後端トナー寄りが顕著となるが、v_d/v_pが1.5以下である
と、幅ａは0.5mm以下となり、後端トナー寄りは問題と
ならない。後端トナー寄り現象を完全に阻止するには、
第９図からも判るようにv_d/v_p＝1.0にすればよいが、こ
のようにv_dとv_pの比の値を設定しても、先に示した如く
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
て現像領域へ搬送できるので、トナーが黒トナーであっ
ても、カラートナーであっても、現像領域９におけるト
ナー量が不足することはなく、高品質な可視像を形成す
ることができる。

次に、上述のような現像ローラ５を含む現像装置のよ
り具体的な例を説明する。

（Ｉ）現像ローラ第６図に示したように、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、格子状に延びる溝100
ないしは誘電体11の現像ローラ軸線Ｘに対する角度θ
（第３図）は45゜である。

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％。導電面12の幅は0.15mm。

（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。感光体１に対する食い込み量は1mm。発
泡体15の表面抵抗10⁷Ω。

（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の作製方法について簡単に説明す
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は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
ラの軸線Ｘ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
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）に示した如く製作した現像ローラ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を用いたときも、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
る静電潜像を乱れを防止できる。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
た摩擦帯電部材や、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。

次に、参考として非磁性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と混合することであり、内添
とは各トナー粒子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
との離難性、耐久性などを考慮して、例えば次に例示す
る如きものが適宜使用される。

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〕

請求項１に記載の現像装置によれば、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
た多量のトナーを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と共に、トナー飛散などの、トナー
担持体を高速回転させることに伴う従来の欠点を阻止で
き、しかも可視像の後端トナー寄り現象の発生を阻止な
いしは実質的に阻止することができる。

また請求項２に記載の現像装置によれば、上述した効
果のほかに、現像装置の構成を簡素化でき、そのコスト
を低減できる利点が得られる。

【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
溝の一部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図は後端トナー寄りを説明する図、
第９図は後端トナー寄りと、現像ローラ表面及び感光体
表面の線速比との関係の一例を示すグラフである。２……現像装置、４……トナー６……トナー供給ローラ、９……現像領域 11……誘電体、12……導電面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古田秀哉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)発明者木村則幸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54−149632（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−54150（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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、回転駆動される潜像担持体に形成された静
電潜像を可視像化すると共に、前記トナー担持体は、そ
の表面が潜像担持体に対向した現像領域において、潜像
担持体表面の移動方向と同じ方向に移動する向きに回転
駆動される現像装置において、前記トナー担持体として、導電性の基体より成る導電面
と、該基体表面に形成された凹部に埋設固定された誘電
体とが、表面に混在露出している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、該トナー担持体
の前記誘電体を所定の極性に帯電させてトナー担持体表
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、前記誘電体の
帯電極性と同極性、又は逆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設け、トナー担持体表面の線速をv_d、潜像担持体表面の線速を
v_pとしたとき、を満たすように、各線速を設定したことを特徴とする現
像装置。
【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、回転駆動される潜像担持体に形成された静
電潜像を可視像化すると共に、前記トナー担持体は、そ
の表面が潜像担持体に対向した現像領域において、潜像
担持体表面の移動方向と同じ方向に移動する向きに回転
駆動される現像装置において、前記トナー担持体として、導電性の基体より成る導電面
と、該基体表面に形成された凹部に埋設固定された誘電
体とが、表面に混在露出している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、該トナー担持体の前記誘電体を所定の極性に帯電さ
せて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、前記誘電
体の帯電極性と同極性、又は逆極性に帯電させ、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、トナー担持体表面の線速をv_d、潜像担持体表面の線速を
v_pとしたとき、を満たすように、各線速を設定したことを特徴とする現
像装置。