JP2000227713A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 印字カブリを発生させることなく、均一な現
像剤の薄層を形成することができる現像装置を提供する
こと。 【解決手段】 現像ローラ５８の表面のトナー５５に対
する摩擦係数を、トナー５５同士の摩擦係数よりも多く
すると共に、層厚規制ブレード５９の接触部５９ｂのト
ナー５５に対する摩擦係数を、現像ローラ５８の表面の
トナー５５に対する摩擦係数よりも大きくする。また、
現像ローラ５８の表面は導電性に構成すると共に、層厚
規制ブレード５９の接触部５９ｂは絶縁性に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、現像剤担持体上に
層厚規制部材により現像剤の薄層を形成する現像装置の
技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、非磁性１成分現像剤を用いる現像
装置においては、ゴムなどで構成された層厚規制ブレー
ドを現像ローラに弾性接触させ、現像ローラ上に非磁性
１成分現像剤の薄層を形成する方法が採用されている。

【０００３】例えば、特公平６−５２４４８号公報に
は、トナー同士の摩擦係数よりも層厚規制ブレードとト
ナーの摩擦係数を大きくし、更に層厚規制ブレードとト
ナーの摩擦係数よりも現像ローラとトナーの摩擦係数を
大きくすることにより、トナー層に剪断を生じさせ機械
的な力でトナーの薄層を形成する方法が開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に開示された方法では、トナーが帯電することによっ
て受ける静電気力による作用が全く考慮されていないた
め、上述したような条件では、未帯電トナーや逆極性の
弱帯電トナーなども正規に帯電したトナーに混じって、
機械的な力で層厚規制ブレードを通過してしまい、印字
カブリが生じてしまうという問題があった。

【０００５】本発明は、このような問題点に鑑み、印字
カブリを発生させることなく、均一な現像剤の薄層を形
成することができる現像装置を提供することを課題とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の現像装
置は、前記課題を解決するために、非磁性１成分現像剤
を担持搬送する現像剤担持体に、層厚規制部材を押圧さ
せ、該押圧部に該現像剤を通過させて該現像剤の薄層を
形成し、該現像剤の薄層を前記現像剤担持体により現像
領域に搬送して現像を行う現像装置であって、前記現像
剤担持体は、少なくとも前記現像剤の担持面と前記現像
剤との摩擦係数が、前記現像剤同士の摩擦係数よりも大
きな摩擦係数を有すると共に導電性を有するように形成
されており、前記層厚規制部材の少なくとも前記現像剤
担持体に当接する部位は、前記押圧部における前記現像
剤との摩擦係数が前記現像剤担持体の前記現像剤の担持
面と前記現像剤との摩擦係数より大きな絶縁性部材で形
成されていることを特徴とする。

【０００７】請求項１に記載の現像装置によれば、現像
剤担持体と層厚規制部材との押圧部に供給された非磁性
１成分現像剤は、当該押圧部において、現像剤担持体か
らの摩擦力を受ける。また、層厚規制部材の少なくとも
現像剤担持体に当接する部位は、前記押圧部に現像剤が
供給されると当該現像剤に接触し、前記現像剤は、層厚
規制部材からも摩擦力を受ける。また、当該押圧部にお
いては、前記現像剤は粒子単体で存在している訳ではな
く、所定の厚さを持った現像剤の層を形成している。従
って、前記現像剤担持体から摩擦力を直接受ける現像剤
は他の現像剤からも摩擦力を受け、前記層厚規制部材か
ら摩擦力を直接受ける現像剤についても他の現像剤から
の摩擦力を受けることになる。更に前記層を形成する現
像剤の中には、他の現像剤からの摩擦力のみを受けるも
のも存在する。そして、前記押圧部への現像剤の供給に
より、当該現像剤と接触することになる層厚規制部材の
少なくとも現像剤担持体に当接する部位は、現像剤との
摩擦係数が、現像剤担持体の現像剤の担持面における現
像剤との摩擦係数よりも大きく設定されており、且つ当
該担持面の現像剤との摩擦係数は現像剤同士の摩擦係数
よりも大きく設定されている。従って、現像剤に対して
摩擦力以外の力が作用しない場合には、現像剤担持体の
現像剤の担持面に接触する現像剤は、当該担持面の移動
に伴って、他の現像剤からの摩擦力よりも大きな摩擦力
を当該担持面から受けることになり当該担持面に担持さ
れて搬送される。一方、前記押圧部への供給により、層
厚規制部材の少なくとも現像剤担持体に当接する部位に
接触する現像剤は、他の現像剤からの摩擦力よりも大き
な摩擦力を当該部位から受けることになり移動を阻止さ
れる。また、直接には前記担持面あるいは前記部位に接
触することのない中間層に位置する現像剤間の摩擦係数
は小さいため、滑り、即ち剪断が生じ、前記現像剤担持
体と共に移動する現像剤と、移動を阻止される現像剤と
に分かれる。そして、このような現像剤の剪断が繰り返
されることにより、前記現像剤は最終的に前記押圧部内
にて単層化し、前記現像剤担持体の担持面と前記層厚規
制部材の少なくとも現像剤担持体に当接する部位との双
方に接触することになる。しかし、現像剤に対する摩擦
係数は前記部位の方が前記担持面よりも大きいため、前
記現像剤は前記押圧部の通過を阻止されることになる。

【０００８】このように、現像剤に対して摩擦力以外の
力が作用しないと考えると、全ての現像剤は前記押圧部
の通過を阻止される。しかしながら、前記現像剤担持体
の少なくとも前記現像剤の担持面は導電性であり、当該
担持面には、帯電した現像剤との接触により、当該現像
剤の帯電極性とは逆極性の電荷が誘起される。従って、
前記現像剤には前記層厚規制部材側から前記現像剤担持
体側に向かう方向の鏡像力が働く。

【０００９】一方、層厚規制部材の少なくとも現像剤担
持体に当接する部位は絶縁性の部材で形成されているの
で、帯電した現像剤と前記接触部が接触した場合でも、
前記部位には現像剤を層厚規制部材側に引き付ける電荷
は前記現像剤担持体程には誘起されない。つまり、前記
現像剤に働く前記現像剤担持体から前記層厚規制部材に
向かう方向の鏡像力は十分に小さい。この鏡像力の大き
さの違いにより、正規に帯電した現像剤については、前
記層厚規制部材と現像剤との間に作用する垂直抗力より
も前記現像剤担持体と現像剤との間に作用する垂直抗力
の方が十分に大きくなる。

【００１０】従って、正規に帯電した現像剤は、前記層
厚規制部材の少なくとも現像剤担持体と当接する部位か
ら受ける摩擦力よりも大きな摩擦力を前記現像剤担持体
の担持面から受けることになり、前記押圧部を通過し、
現像剤担持体の表面に均一に薄層化されることになる。

【００１１】これに対し、正規に帯電した現像剤とは逆
極性に弱帯電した現像剤、あるいは未帯電の現像剤に
は、前記現像剤担持体に向かう方向の鏡像力が十分に働
かないため、現像剤担持体の担持面から受ける摩擦力よ
りも大きな摩擦力を、前記層厚規制部材の部位から受け
ることになり、前記押圧部の通過を妨げられることにな
る。

【００１２】以上のように、本発明によれば、正規に帯
電した現像剤のみが前記押圧部を通過し、それ以外の現
像剤は前記押圧部を通過することがないので、印字カブ
リを発生させない。

【００１３】請求項２に記載の現像装置は、前記課題を
解決するために、請求項１に記載の現像装置において、
前記層厚規制部材の少なくとも前記現像剤担持体に当接
する部位を形成する前記絶縁性部材は、その表面が前記
現像剤との摺接によって摩耗した場合においても、当該
部材の表面と前記現像剤との摩擦係数が、前記現像剤担
持体の現像剤の担持面と前記現像剤との摩擦係数よりも
大きいことを特徴とする。

【００１４】請求項２に記載の現像装置によれば、層厚
規制部材の少なくとも前記現像剤担持体に当接する部位
の表面と現像剤との摩擦係数は、前記現像剤との摺接に
よっ前記部位が摩耗した場合においても、変化しない。
その結果、現像剤担持体の現像剤の担持面と前記現像剤
との摩擦係数と、前記層厚規制部材の前記部位と前記現
像剤との摩擦係数の大小関係は、前記部位の表面が前記
現像剤との摺接によって摩耗する程の期間に亘って現像
動作を行った場合においても変わらず、印字カブリの発
生が防止される。

【００１５】請求項３に記載の現像装置は、前記課題を
解決するために、請求項１または請求項２に記載の現像
装置において、前記現像剤は、前記押圧部よりも前記現
像剤の担持搬送方向下流側であって、前記現像領域より
も該担持搬送方向上流側における、前記現像剤担持体上
の単位重量当たりの帯電量の絶対値が、荷電制御剤によ
り３０μＣ／ｇ以上に調整されていることを特徴とす
る。

【００１６】請求項３に記載の現像装置によれば、前記
押圧部よりも前記現像剤の担持搬送方向下流側であっ
て、前記現像領域よりも該担持搬送方向上流側において
は、前記現像剤担持体上の現像剤の単位重量当たりの帯
電量の絶対値が、荷電制御剤によって３０μＣ／ｇ以上
と高い値に調整されている。従って、現像剤に働く前記
層厚規制部材側から前記現像剤担持体側に向かう方向の
鏡像力が、前記現像剤担持体から前記層厚規制部材に向
かう方向の鏡像力に対して十分に大きい本発明において
は、この鏡像力の大きさの違いにより、前記３０μＣ／
ｇ以上に正規に帯電した現像剤については、前記層厚規
制部材と現像剤との間に作用する垂直抗力よりも、前記
現像剤担持体と現像剤との間に作用する垂直抗力の方が
十分に大きくなる。その結果、前記３０μＣ／ｇ以上に
正規に帯電した現像剤は、前記層厚規制部材の少なくと
も前記現像剤担持体に当接する部位から受ける摩擦力よ
りも大きな摩擦力を前記現像剤担持体の担持面から受け
ることにより、前記押圧部を確実に通過する。これに対
し、前記正規に帯電した現像剤とは逆極性に弱帯電した
現像剤、あるいは未帯電の現像剤には、前記現像剤担持
体に向かう方向の鏡像力が十分に働かないため、現像剤
担持体の担持面から受ける摩擦力よりも大きな摩擦力
を、前記層厚規制部材の部位から受けることになり、前
記押圧部の通過を妨げられることになる。以上のよう
に、本発明によれば、前記３０μＣ／ｇ以上に正規に帯
電した現像剤のみが前記押圧部を通過し、それ以外の現
像剤は前記押圧部を通過することがないので、印字カブ
リを発生させない。

【００１７】請求項４に記載の現像装置は、前記課題を
解決するために、請求項１乃至請求項３の何れか一項に
記載の現像装置において、前記現像剤は、重合法によっ
て得られた重合トナーであることを特徴とする。

【００１８】請求項４に記載の現像装置によれば、正規
に帯電した現像剤は、前記押圧部において鏡像力の作用
を受けることになるが、当該現像剤は、重合法によって
得られた重合トナーなので、粉砕トナーに比べて流動性
に優れ、このような静電気的な作用を受け易く、上述し
た鏡像力の作用による正規に帯電した現像剤のみの前記
押圧部の通過を良好に行わせることができる。

【００１９】請求項５に記載の現像装置は、前記課題を
解決するために、請求項１乃至請求項４の何れか一項に
記載の現像装置において、前記層厚規制部材は、ゴム弾
性を有する絶縁性部材であることを特徴とする。

【００２０】請求項５に記載の現像装置によれば、前記
現像剤担持体と前記現像剤は、前記押圧部において前記
層厚規制部材により押圧されることになるが、前記層厚
規制部材は、ゴム弾性を有する部材なので、現像剤担持
体の表面を損傷させたり、現像剤を必要以上の力で押圧
することがないので、現像剤の劣化が少なく、長期間に
亘って良好な現像を行うことが可能である。また、前記
層厚規制部材は、絶縁性部材なので、上述した鏡像力を
前記現像剤担持体の現像剤担持面ほどには現像剤に作用
させることがなく、前記正規に帯電した現像剤を前記現
像剤担持体の現像剤担持面に担持させた状態で前記押圧
部を良好に通過させることができる。

【００２１】請求項６に記載の現像装置は、前記課題を
解決するために、請求項１乃至請求項５の何れか一項に
記載の現像装置において、前記現像剤担持体の表面十点
平均粗さは、現像剤の平均粒子径よりも小さい値である
ことを特徴とする。

【００２２】請求項６に記載の現像装置によれば、前記
現像剤は、前記現像剤担持体により搬送されて、前記層
厚規制部材の前記押圧部、更には感光体との対向領域で
ある現像領域へと搬送されることになるが、前記現像剤
担持体の表面十点平均粗さは、現像剤の平均粒子径より
も小さい値に設定されているので、未帯電の現像剤や逆
極性の弱帯電現像剤を前記現像剤担持体の表面の粗さ、
あるいは凹凸によって強制的に搬送してしまうことがな
い。従って、上述した鏡像力の作用による正規に帯電し
た現像剤のみの前記押圧部の通過を良好に行わせること
ができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面を参照しながら説明する。

【００２４】図１は、本発明を適用した画像形成装置と
してのレーザビームプリンタの概略側断面図である。図
１において、レーザビームプリンタ１は、本体ケース２
の底部に、用紙Ｐを給紙するフィーダユニット１０を備
えている。フィーダユニット１０は、図示しない圧縮バ
ネにより押圧される用紙押圧板１１と、給紙ローラ１３
とを備え、用紙押圧板１１と給紙ローラ１３との間に用
紙Ｐを挟持して所定のタイミングで最上位の用紙Ｐの供
給を行う。

【００２５】前記給紙ローラ１３よりも矢印Ａで示す搬
送方向の下流側には、一対のレジストローラ１４及び１
５が回転可能に枢支され、後述する感光ドラム２０と転
写ローラ６０によって形成される転写位置へ所定のタイ
ミングで用紙Ｐを搬送する。

【００２６】感光ドラム２０は、正帯電性の材料、例え
ば、正帯電性のポリカーボネイトを主成分とする有機感
光体からなる。具体的には、感光ドラム２０は、例え
ば、円筒状でアルミ製の円筒スリーブを本体として、そ
の外周部に、ポリカーボネートに光導電性樹脂を分散さ
せた所定厚さ（例えば、約２０μｍ）の光導電層を形成
した中空状のドラムから構成され、円筒スリーブを接地
した状態で、本体ケース２に回転自在に枢支される。更
に、感光ドラム２０は、図示しない駆動手段により矢印
Ｂ方向に回転駆動される。

【００２７】帯電器３０は、例えば、タングステンなど
からなる帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯
電用のスコロトロン型の帯電器から構成される。

【００２８】レーザスキャナユニット４０は、感光ドラ
ム２０上に静電潜像を形成する為のレーザ光Ｌを発生す
るレーザ発生器（図示せず）、回転駆動されるポリゴン
ミラー（５面体ミラー）４１、一対のレンズ４２及び４
３、並びに一対の反射ミラー４４及び４５を含んで構成
されている。

【００２９】現像装置５０は、ケース５１内にトナー収
容室５３を備えており、該トナー収容室５３内には、ア
ジテータ５４と、電気絶縁性を有する正帯電性の非磁性
１成分現像剤としてのトナー５５が収容される。トナー
収容室５３の感光ドラム２０側には、現像を行う現像室
５６が形成され、供給ローラ５７と現像剤担持体として
の現像ローラ５８が回転可能に枢支される。現像ローラ
５８上のトナー５５は、先端部が現像ローラ５８に押圧
された層厚規制部材としての層厚規制ブレード５９によ
り所定の層厚に規制され、現像に供される。

【００３０】以上のような現像装置５０は、ケース５１
ごとレーザビームプリンタ１に対して着脱自在な現像器
カートリッジとして構成されており、層厚規制ブレード
５９の摩耗時等においては、新たな現像器カートリッジ
と交換が可能である。

【００３１】転写ローラ６０は、回転自在に枢支され、
シリコーンゴムやウレタンゴムなどからなる導電性を有
する発泡弾性体から構成される。この転写ローラ６０
は、印加される電圧により、感光ドラム２０上のトナー
画像を用紙Ｐに確実に転写するように構成されている。

【００３２】定着ユニット７０は、感光ドラム２０より
も矢印Ａで示す用紙Ｐの搬送方向の下流側に設けられ、
加熱用ローラ７１と押圧ローラ７２を備える。用紙Ｐに
転写されたトナー画像は、加熱されつつ押圧されて用紙
Ｐに定着される。

【００３３】用紙搬送用の一対の搬送ローラ７３及び排
紙ローラ７４は、定着ユニット７０の搬送方向下流側に
夫々設けられており、排紙ローラ７４の下流側には排紙
トレイ７５が設けられている。

【００３４】以上のような本実施形態のレーザビームプ
リンタ１において、感光ドラム２０の表面が帯電器３０
により一様に帯電され、レーザスキャナユニット４０か
ら画像情報に従って変調されたレーザ光Ｌが照射される
と、感光ドラム２０の表面には静電潜像が形成される。
この静電潜像は、現像装置５０によってトナー５５で可
視像化され、感光ドラム２０上に形成された可視像は感
光ドラム２０によって転写位置へと搬送される。転写位
置においては、フィーダユニット１０及びレジストロー
ラ１４及び１５を介して用紙Ｐが供給され、前記可視像
は転写ローラ６０に印加される転写バイアスにより、用
紙Ｐに転写される。なお、転写後に感光ドラム２０上に
残ったトナーは、現像装置５０の現像ローラ５８に回収
され、再び現像に供される。このように、本実施形態の
レーザビームプリンタ１は、いわゆるクリーナーレス現
像方式を採用している。次に、用紙Ｐは定着ユニット７
０に搬送され、定着ユニット７０の加熱用ローラ７１と
押圧ローラ７２によって挟持搬送され、用紙Ｐ上の可視
像は加圧及び加熱され、用紙Ｐ上に定着される。そし
て、用紙Ｐは一対の搬送ローラ７３及び排紙ローラ７４
によりレーザビームプリンタ１上部の排紙トレイ７５に
排出され、画像形成動作が終了する。

【００３５】本実施形態のレーザビームプリンタ１によ
れば、このような画像形成動作により、良好な画像を形
成することができる。上述のようにトナー５５として非
磁性１成分トナーを用いた場合には、正規の帯電極性及
び帯電量を有するトナーの薄層を、現像ローラ５８の表
面に均一の層厚で安定に形成することは一般に困難であ
るとされているが、本実施形態においては、現像装置５
０を次のように構成しているため、このような問題を解
決し、濃度ムラ、濃度不足、あるいは印字カブリの無い
高品質の画像を得ている。以下、本実施形態における現
像装置５０の構成について説明する。

【００３６】図２に示すように、本実施形態の現像装置
５０において、現像剤担持体としての現像ローラ５８
は、中心に金属軸５８ａを有し、導電性を有するカーボ
ン微粒子を分散させたシリコーンゴムを基材５８ｂとし
て円柱状に構成され、更に表面には、導電性を有するカ
ーボンの微粒子を含むと共に、フッ素を含有した樹脂ま
たはゴム材のコート層５８ｃが形成されている。導電性
の現像ローラ５８の抵抗値は、現像ローラ５８の表面と
金属軸５８ａとの間に１ｋＶの電圧を印加した時の抵抗
値が１０⁷Ω以下であれば良い。現像ローラ５８の抵抗
値が１０⁷Ω以下であればコート層５８ｃは絶縁性であ
っても良い。なお、現像ローラ５８は、必ずしも基材を
シリコーンゴムで構成しなくてもよく、ウレタンゴムで
構成しても良い。そして、表面の十点平均粗さ（Ｒｚ）
は、３〜５μｍに設定しており、トナーの平均粒径であ
る８μｍよりも小さくなるように構成している。また、
現像ローラ５８には電源９０により電圧Ｖｂが印加され
ており、感光ドラム２０との間に所定の電位差を有する
ように構成されている。本実施形態では電源９０により
＋６００Ｖの電圧を印加している。

【００３７】層厚規制部材としての層厚規制ブレード５
９は、ステンレス鋼等で形成され、基端が現像装置５０
のケース５１に固定された支持部５９ａと、その支持部
５９ａの先端に設けられ、絶縁性のシリコーンゴムで形
成された接触部５９ｂとを備えている。接触部５９ｂは
支持部５９ａの弾性力により現像ローラ５８に圧接され
る。接触部５９ｂの形状は、図２に示すように、断面が
板状となるように形成している。

【００３８】トナー５５は、正帯電性の非磁性１成分現
像剤であり、懸濁重合によて球状に形成したスチレン−
アクリル系樹脂に、カーボンブラック等の周知の着色
剤、及びニグロシン、トリフェニルメタン、４級アンモ
ニウム塩等の荷電制御剤を添加してなる粒径６μｍ〜１
０μｍ、平均粒径８μｍのトナー母粒子を有している。
そして、トナー５５は、そのトナー母粒子の表面にシリ
カを外添剤として添加して構成されている。また、前記
外添剤としてのシリカには、シランカップリング剤等に
よる周知の疎水化処理が施され、ＢＥＴ値が２００のも
のをトナー母粒子の１．０重量（ｗｔ）％添加し、ＢＥ
Ｔ値が５０のものをトナー母粒子の０．５重量（ｗｔ）
％添加した。

【００３９】ここで、ＢＥＴ値とは、窒素を吸着させて
測定した比表面積のことで、単位重量当たりの面積（単
位：ｍ²／ｇ）で表される。従って、ＢＥＴ値が大きい
程粒径が小さく、ＢＥＴ値が小さい程粒径が大きくな
る。本実施形態では、通常のＢＥＴ測定法でＢＥＴ値を
測定し、島津製作所製比表面積測定装置ＦｌｏｗＳｏｒ
ｂ２−２３００を使用した。

【００４０】このように、トナー５５は極めて球状に近
い懸濁重合トナーであり、しかも、ＢＥＴ値が２００の
疎水性処理したシリカを１．０重量％、外添剤として添
加しているため、極めて流動性に優れている。そのた
め、摩擦帯電により十分な帯電量が得られるので、転写
効率が良く極めて高画質な画像が形成できる。また、Ｂ
ＥＴ値５０のシリカは、ＢＥＴ値２００のシリカの長期
間の使用におけるトナー母粒子に対しての埋まり込みを
防止するため、長期間に亘って、良好な流動性を維持
し、前記のような転写効率が良く極めて高画質な画像が
形成できることになる。

【００４１】また、トナー５５には、荷電制御剤（ＣＣ
Ａ）としてニグロシンが使用されており、Ｑ／Ｍ（単位
重量当たりの帯電量）の絶対値が３０μＣ／ｇ以上に調
整されている。

【００４２】以上のような構成において、本実施形態の
現像装置５０が特に従来の装置と異なるのは、層厚規制
ブレード５９の接触部５９ｂのトナー５５に対する摩擦
係数を、現像ローラ５８の表面のトナー５５に対する摩
擦係数よりも大きくなるように設定すると共に、現像ロ
ーラ５８の表面のトナー５５に対する摩擦係数をトナー
同士の摩擦係数よりも大きくし、且つ層厚規制ブレード
５９の接触部５９ｂを絶縁性とし、現像ローラ５８の表
面を導電性とすることにより、未帯電トナーや正規に帯
電したトナーとは逆極性に弱帯電したトナーの層厚規制
ブレード５９と現像ローラ５８の押圧部の通過を阻止し
つつ、正規に正極性に帯電したトナー５５に対しては、
現像ローラ５８とトナー５５との間に働く鏡像力によ
り、現像ローラ５８側へ引き付け、前記押圧部を通過さ
せる点である。

【００４３】現像ローラ５８と層厚規制ブレード５９の
押圧部に供給されたトナー５５は、当該押圧部において
現像ローラ５８からの摩擦力と層厚規制ブレード５９か
らの摩擦力を受ける。また、当該押圧部においては、ト
ナーは粒子単体で存在している訳ではなく、所定の厚さ
を持ったトナー層を形成している。従って、現像ローラ
５８から摩擦力を直接受けるトナーは他のトナーからも
摩擦力を受け、層厚規制ブレード５９から摩擦力を直接
受けるトナーについても他のトナーからの摩擦力を受け
ることになる。更に前記層を形成するトナーの中には、
他のトナーからの摩擦力のみを受けるものも存在する。

【００４４】このような状況において、トナーに対して
摩擦力以外の力が作用しないとすると、層厚規制ブレー
ド５９の接触部５９ｂのトナーに対する摩擦係数を、現
像ローラ５８の表面のトナーに対する摩擦係数よりも大
きくし、現像ローラ５８の表面のトナーに対する摩擦係
数をトナー同士の摩擦係数よりも大きくした場合には、
現像ローラ５８の表面に接触するトナーは、現像ローラ
５８の移動に伴って、他の現像剤からの摩擦力よりも大
きな摩擦力を現像ローラ５８から受けることなり現像ロ
ーラ５８に担持されて搬送される。一方、層厚規制ブレ
ード５９の接触部５９ｂに接触するトナーは、他のトナ
ーからの摩擦力よりも大きな摩擦力を当該接触部５９ｂ
から受けることになり移動を阻止される。また、直接に
は現像ローラ５８あるいは前記接触部５９ｂに接触する
ことのない中間層に位置するトナーについては、当該ト
ナー間の摩擦係数は等しいが、各トナーの鉛直方向にお
ける位置の相違等により、各トナーに働く摩擦力は現像
ローラ５８の表面に近いトナー程大きくなり、前記接触
部５９ｂに近いトナー程小さくなる。従って、前記中間
層内のトナーには剪断が生じ、現像ローラ５８と共に移
動するトナーと、移動を阻止されるトナーとに分かれ
る。そして、このようなトナーの剪断が繰り返されるこ
とにより、トナーは最終的に前記押圧部内にて単層化
し、現像ローラ５８の表面と層厚規制ブレード５９の接
触部５９ｂとの双方に接触することになる。しかし、ト
ナーに対する摩擦係数は前記接触部５９ｂの方が現像ロ
ーラ５８の表面よりも大きいため、トナーは前記押圧部
の通過を阻止されることになる。

【００４５】しかし、実際には、正規に正極性に帯電し
たトナー５５が前記押圧部に搬送されて来ると、導電性
の現像ローラ５８の表面には、トナー５５とは逆極性の
負極性の電荷が誘起され、前記トナー５５と当該電荷と
の間に静電気的な鏡像力が働くことになる。一方、層厚
規制ブレード５９の接触部５９ｂは絶縁性であるため、
前記トナー５５と接触しても、トナー５５と逆極性の負
極性の電荷であってトナー５５を層厚規制ブレード５９
側に引き付ける電荷は誘起されない。つまり、トナー５
５に働く現像ローラ５８から層厚規制ブレード５９に向
かう方向の鏡像力は十分に小さい。

【００４６】この鏡像力の大きさの違いにより、正規に
帯電したトナー５５については、層厚規制ブレード５９
とトナー５５との間に作用する垂直抗力よりも現像ロー
ラ５８とトナー５５との間に作用する垂直抗力の方が十
分に大きくなる。従って、正規に帯電したトナー５５
は、層厚規制ブレード５９の接触部５９ａから受ける摩
擦力よりも大きな摩擦力を現像ローラ５８の担持面から
受けることになり、前記押圧部を通過し、現像ローラ５
８の表面に均一に薄層化されることになる。

【００４７】特に、本実施形態のトナー５５は流動性に
優れた重合トナーであるため、静電気的な作用を受け易
い上に、前記トナー５５は荷電制御剤によりＱ／Ｍの絶
対値が３０μＣ／ｇ以上と高い値に調整されているた
め、層厚規制ブレード５９から現像ローラ５８の方向に
働く鏡像力は十分に大きくなり、確実に前記押圧部を通
過し、均一な層厚のトナー薄層が形成されることにな
る。

【００４８】これに対し、正規に帯電したトナー５５と
は逆極性に弱帯電したトナー、あるいは未帯電のトナー
には、現像ローラ５８に向かう方向の鏡像力が十分に働
かないため、現像ローラ５８の担持面から受ける摩擦力
よりも大きな摩擦力を、層厚規制ブレード５９の接触部
５９ｂから受けることになり、前記押圧部の通過を妨げ
られることになる。

【００４９】特に、本実施形態のトナー５５は、流動性
に優れた重合トナーであるため、静電気的な作用を受け
易く、上述した鏡像力による作用により、確実に前記押
圧部を通過することができる。

【００５０】また、現像ローラ５８の表面の十点平均粗
さは、トナー５５の平均粒径よりも小さい値としたの
で、未帯電のトナーや逆極性の弱帯電トナーを現像ロー
ラ５８の表面の粗さによって強制的に搬送してしまうこ
とがない。従って、上述した鏡像力の作用による正規に
帯電したトナーのみの前記押圧部の通過を良好に行わせ
ることができる。

【００５１】以上のように、本実施形態の現像装置５０
によれば、正規に帯電したトナーのみが、前記層厚規制
ブレード５９の接触部５９ｂと現像ローラ５８の表面の
押圧部を通過し、未帯電トナーや逆極性の弱帯電トナー
は当該押圧部を通過することがないので、未帯電トナー
や逆極性の弱帯電トナーが現像に供されることがなく、
印字カブリの発生を確実に防止することができる。

【００５２】これに対し、特公平６−５２４４８号公報
には、現像ローラのトナーに対する摩擦係数を、層厚規
制ブレードのトナーに対する摩擦係数よりも大きく設定
した構成が開示されているが、この構成では、正規に帯
電したトナーだけでなく、未帯電トナー及び逆極性の弱
帯電トナーも層厚規制ブレードと前記現像ローラとの層
厚規制部を通過してしまい、印字カブリを起こす可能性
がある。

【００５３】しかしながら、本実施形態の現像装置は、
未帯電トナー及び逆極性の弱帯電トナーの前記押圧部の
通過を防止することができるので、従来の装置に比べて
印字カブリの無い高品質の現像を行うことができるとい
う極めて優れた効果を有していることが分かる。

【００５４】ここで、本実施形態における、現像ローラ
５８と層厚規制ブレード５９のトナー５５に対する摩擦
係数の大小を判定する方法について説明する。本実施形
態においては、現像ローラ５８と層厚規制ブレード５９
のトナー５５に対する摩擦力を測定し、当該摩擦力に基
づいて前記摩擦係数の大小を判定した。前記摩擦力の測
定には、図３に示すような方法を用いた。まず、図３に
示すように、測定対象の部材、例えば現像ローラ５８を
そのままローラ形状とし、回転しないように水平に支持
させる。ローラ形状のままとするのは、測定対象の部材
を平面にして測定する方式では研磨方法による違いの影
響を受けてしまうためである。次に、一端に１００ｇの
重り１００を付けた厚さ０．０３ｍｍ、幅３０ｍｍのシ
ート材１０１に両面テープによりトナー５５を貼り付
け、シート材１０１を、前記トナー５５が貼り付けられ
た面を現像ローラ５８の表面に接触させるようにして現
像ローラ５８上に巻き付けて、重り１００側を鉛直下方
に垂らし、他端をデジタルフォースゲージ１０２に接続
し、矢印方向に徐々に引っ張り、その引っ張りに要する
力をゲージ１０２で読み取る。

【００５５】そして、層厚規制ブレード５９の測定にお
いては、層厚規制ブレード５９の接触部５９ｂと同じ材
質の板状のサンプルを用意し、このサンプルを図４
（Ａ）に示すように現像ローラ５８の曲率に合わせて曲
げたり、あるいは図４（Ｂ）に示すように現像ローラ５
８の曲率に合わせた型により当該曲率を有するサンプル
を作成し、図３における現像ローラ５８の位置に設置し
て前記と同様にして測定する。

【００５６】また、トナー同士の摩擦係数は、シート材
に両面テープでトナーを付着させたのと、現像ローラ５
８の大きさの金属の円筒に両面テープでトナーを付着さ
せたものを利用して、図３と同様な方法で測定する。

【００５７】このようにして測定した現像ローラ５８と
層厚規制ブレード５９のトナー５５に対する摩擦係数の
大小を判定し、層厚規制ブレード５９の接触部５９ｂの
方が現像ローラ５８よりもトナー５５に対する摩擦係数
が大きくなるように層厚規制ブレード５９の接触部５９
ｂの材質を選択した。具体的には、現像ローラ５８のト
ナー５５に対する摩擦係数を小さくするために表面にフ
ッ素を含有したコート層を設けたり、層厚規制ブレード
５９の接触部５９ｂを金属等に比べて摩擦係数の大きい
ゴム弾性を有する材質とすることなどが有効である。な
お、層厚規制ブレード５９の接触部５９ｂの表面を粗面
化することによっても摩擦係数を大きくすることは可能
であるが、トナー５５に添加されているシリカなどの外
添剤が研磨剤として働くことによって、徐々に層厚規制
ブレード５９の接触部５９ｂの表面が削られてしまうこ
とにより表面粗さが小さくなってしまい、表面を粗面化
する意味がなくなってしまう。特に、層厚規制ブレード
５９の接触部５９ｂにゴム弾性を有する材質を用いる時
には表面の削れが顕著であるため、表面を粗面化しなく
ても、トナーに対する摩擦係数の大きい材質を選択し、
表面が摩耗しても摩擦係数の大小関係が変化しないよう
にすることが重要である。

【００５８】なお、このような測定方式を採用したの
は、現像ローラ５８又は層厚規制ブレード５９の接触部
５９ｂとトナー５５との摩擦係数を測定するのが困難な
ためである。前記特公平６−５２４４８号公報では、ト
ナーと現像ローラ、あるいはトナーと層厚規制ブレード
の摩擦係数の測定方法が開示されているが、この方法で
は、トナーが現像ローラや層厚規制ブレードに付いてき
てしまうので、現像ローラや層厚規制ブレードにトナー
掻き取り部材を設けない限り、測定されるのはトナー同
士の摩擦係数である。一方、掻き取り部材を設けると、
掻き取り部材と現像ローラまたは層厚規制ブレードの間
の摩擦係数の影響を受けるので、正確な測定が困難であ
る。

【００５９】これに対し、本実施形態の測定方法を用い
れば、正確に現像ローラ５８と層厚規制ブレード５９の
接触部５９ｂとの摩擦係数の大小を判定するすることが
できる。

【００６０】また、層厚規制ブレード５９の接触部５９
ｂにゴム弾性を有する材質を用いることにより、現像ロ
ーラ５８の表面を損傷させたり、トナー５５を必要以上
の力で押圧することを防止することができ、トナー５５
の劣化を減少させて長期間に亘って良好な現像を行うこ
とができる。

【００６１】（実験例）次に、以上のような本実施形態
のレーザビームプリンタ１を用いて行った実験例につい
て説明する。

【００６２】本実験例においては、トナー５５として懸
濁重合法で作成した平均粒径８μｍ重合トナーを用い
た。更に詳しくは、樹脂がスチレンアクリルで、カーボ
ンとワックスと荷電制御剤の添加された黒色トナーを用
いた。また、荷電制御剤にはニグロシンを使用し、荷電
制御剤の量を制御することにより、トナーの帯電量を調
整した。また、トナーの外添剤は、ＢＥＴ値が２００の
ものを１ｗｔ％、ＢＥＴ値が５０のもを０．５ｗｔ％添
加した。このような重合トナーを用いたことにより、ト
ナー同士の摩擦係数を著しく低減することができた。

【００６３】また、層厚規制ブレード５９には、厚さ
０．１ｍｍのステンレス鋼製の板バネを支持部５９ａと
し、この支持部５９ａに接触部５９ｂとしてシリコーン
ゴムを一体成形したものを用いた。なお、このシリコー
ンゴムからなる接触部５９ｂの断面形状は、厚さ２ｍｍ
の板状であり、現像ローラ５８に対して図２に示すよう
に腹当て当接とした。

【００６４】現像ローラ５８は、導電性を有するカーボ
ンの微粒子を分散させたウレタンゴムの基材に、導電性
を有するカーボンの微粒子を含むと共にフッ素を含有し
たコート層を設けたものを使用した。表面の十点平均粗
さは３μｍであった。このようなフッ素を含有したコー
ト層を設けることにより、層厚規制ブレード５９の接触
部５９ｂのトナー５５に対する摩擦係数よりも、現像ロ
ーラ５８のトナー５５に対する摩擦係数を小さくするこ
とができた。

【００６５】現像ローラ５８上のトナー５５のＱ／Ｍ
は、図２の白抜き矢印Ｃに示す位置にて、ファラデーケ
ージを用いてトナーを吸い取り、通常の測定方法を用い
て測定した。

【００６６】感光ドラム２０上のカブリは、白紙印字を
行った際に途中で印字を強制的に停止して、透明テープ
で図２の白抜き矢印Ｄが示す位置に付着したトナーを採
取し、白い紙にこの透明テープを貼り付けたものと、比
較用に透明テープのみを同一の紙に貼り付けたものと
で、それぞれの反射率を測定し、その差を測定した。そ
の値は１以下となることが望ましい。

【００６７】実験結果を図５に示す。図５から明らかな
ように、荷電制御剤であるニグロシンの含有量を増加さ
せて現像ローラ５８上のトナー５５のＱ／Ｍを増大させ
る程、感光ドラム２０上のカブリが減少することが判
る。また、カブリの値として望ましい値である１．０以
下を得るには、現像ローラ５８上のトナー５５のＱ／Ｍ
を３０μＣ／ｇ以上に調整すれば良いことが判る。

【００６８】（比較例）次に、前記実験例との比較を行
うための比較例について説明する。この比較例は、現像
ローラ５８の材質と同じ材質であるウレタンゴムの基材
にフッ素を含有したコート層を設けて層厚規制ブレード
５９の接触部５９ｂを形成したことのみが前記実験例と
異なり、他の条件は全て同じに設定した。

【００６９】つまり、この比較例は、層厚規制ブレード
５９の接触部５９ｂとトナー５５との摩擦係数と、現像
ローラ５８とトナー５５との摩擦係数をほぼ同一にした
ものである。実験結果を図６に示す。また、前記実験例
とこの比較例との比較結果を図７５に示す。

【００７０】図６及び図７から明らかなように、比較例
の場合には、現像ローラ５８上のトナーのＱ／Ｍを３０
μＣ／ｇ以上とした場合でも、感光ドラム２０上のカブ
リの量が３．０以上の大きな値であることが判る。これ
は、層厚規制ブレード５９の接触部５９ｂのトナー５５
に対する摩擦係数を、現像ローラ５８のトナー５５に対
する摩擦係数と同程度まで低下させたために、未帯電の
トナーや逆極性に帯電したトナーの前記押圧部における
通過を阻止する摩擦力が得られなかったためであると考
えられる。

【００７１】これに対し本実施形態の構成によれば、未
帯電のトナーや逆極性に帯電したトナーに対しては、現
像ローラ５８との間に十分かつ適正な鏡像力が働かず、
かつ、これらのトナーは現像ローラ５８から受ける摩擦
力よりも大きな摩擦力を層厚規制ブレード５９の接触部
５９ｂから受けるため、前記押圧部の通過を確実に阻止
することができる。そして、正規に正極性に帯電したト
ナーに対しては、現像ローラ５８との間に十分かつ適正
な鏡像力が働き、前記層厚規制ブレード５９の接触部５
９ｂからの摩擦力よりも大きな摩擦力が現像ローラ５８
から作用することになるので、前記押圧部を通過するこ
とになる。その結果、印字カブリの極めて少ない良好な
画像を形成することができる。

【００７２】また、前記実施形態では、層厚規制ブレー
ド５９を支持部５９ａ上に凸状の接触部５９ｂを設けた
構成としたが、本発明はこれに限られるものではなく、
図８に示すように、アルミニウム等により形成した支持
部５９ａに、板状のシリコーンゴム等により形成した接
触部５９ｂの一端を取り付けり、当該支持部５９ａを現
像装置５０のケース５１に取り付けることにより、前記
接触部５９ｂの自由端を現像ローラ５８に弾性的に面接
触させる構成を採っても良い。このように構成すること
により、未帯電トナーや逆極性の弱帯電トナーを著しく
減少させることができるので、未帯電トナーや逆極性の
弱帯電トナーが現像に供されることをより一層確実に防
止することができる。

【００７３】また、本発明は、原稿に反射されたレーザ
ビームＬによって静電潜像を形成するコピー機等の画像
形成装置にも、また、更に、本発明は、懸濁重合トナー
以外の非磁性１成分現像剤を用いた画像形成装置、例え
ば、乳化重合等によって得られた他の重合トナーを用い
た画像形成装置にも、同様に適用することができる。ト
ナーをこのような構成とした場合にも、比較的良好な流
動性が得られ、前記トナー５５にやや劣るものの同様な
効果が得られる。

【００７４】また、前記実施形態では、トナーとして正
帯電トナーを用いた場合について説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、負帯電トナーを用いた
場合にも適用可能である。

【００７５】

【発明の効果】請求項１に記載の現像装置によれば、現
像剤担持体の少なくとも現像剤の担持面と現像剤との摩
擦係数を、現像剤同士の摩擦係数よりも大きな摩擦係数
とし、かつ当該担持面に導電性を持たせると共に、層厚
規制部材の少なくとも現像剤担持体に当接する部位を、
現像剤担持体と層厚規制部材との押圧部における現像剤
との摩擦係数が現像剤担持体の現像剤の担持面と現像剤
との摩擦係数より大きな絶縁性部材で形成したので、正
規に帯電した現像剤のみを前記押圧部から通過させ、そ
れ以外の現像剤による前記押圧部の通過を確実に阻止す
ることができるので、印字カブリの発生を確実に防止す
ることができる。

【００７６】請求項２に記載の現像装置によれば、層厚
規制部材の少なくとも現像剤担持体に当接する部位を形
成する絶縁性部材として、その表面が現像剤との摺接に
よって摩耗した場合においても、当該部材の表面と現像
剤との摩擦係数が、現像剤担持体の現像剤の担持面と現
像剤との摩擦係数よりも大きい部材を用いたので、現像
剤担持体の現像剤の担持面と現像剤との摩擦係数と、層
厚規制部材の接触部と現像剤との摩擦係数の大小関係
を、接触部の表面が現像剤との摺接によって摩耗する程
の期間に亘って現像動作を行った場合においても維持す
ることができ、印字カブリの発生を長期間に亘って防止
することができる。

【００７７】請求項３に記載の現像装置によれば、前記
押圧部よりも現像剤の担持搬送方向下流側であって、現
像領域よりも該担持搬送方向上流側における、現像剤担
持体上の単位重量当たりの帯電量の絶対値が、荷電制御
剤により３０μＣ／ｇ以上に調整された現像剤を用いた
ので、当該現像剤に対して層厚規制部材の前記接触部か
ら与えられる摩擦力よりも大きな摩擦力をを現像剤担持
体の担持面から受けることになり、印字カブリの発生を
確実に防止することができる。

【００７８】請求項４に記載の現像装置によれば、現像
剤として、重合法によって得られた重合トナーを用いた
ので、粉砕トナーに比べて流動性に優れ、静電気的な作
用を良好に受け、上述した鏡像力の作用による正規に帯
電した現像剤のみの前記押圧部の通過を良好に行わせる
ことができる。

【００７９】請求項５に記載の現像装置によれば、層厚
規制部材としてゴム弾性を有する絶縁性部材を用いたの
で、現像剤担持体の表面を損傷させたり、現像剤を必要
以上の力で押圧することがなく、現像剤劣化の少ない良
好な現像を長期間に亘って行うことが可能である。ま
た、前記層厚規制部材は、絶縁性部材なので、上述した
鏡像力を前記現像剤担持体の現像剤担持面ほどには現像
剤に作用させることがなく、前記正規に帯電した現像剤
を前記現像剤担持体の現像剤担持面により担持させた状
態で前記押圧部を良好に通過させることができる。

【００８０】請求項６に記載の現像装置によれば、現像
剤担持体の表面十点平均粗さを、現像剤の平均粒子径よ
りも小さい値としたので、未帯電の現像剤や逆極性の弱
帯電現像剤を前記現像剤担持体の表面の粗さ、あるいは
凹凸によって強制的に搬送してしまうことがない。従っ
て、上述した鏡像力の作用による正規に帯電した現像剤
のみの前記押圧部の通過を良好に行わせることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における画像形成装置の概
略構成を示す断面図である。

【図２】図１の画像形成装置における現像装置の概略構
成を示す断面図である。

【図３】本発明の一実施形態における現像ローラ及び層
厚規制ブレードの摩擦力の測定方法を説明するための斜
視図である。

【図４】図３の測定方法に適用可能な層厚規制ブレード
のサンプル形状を示す図であり、（Ａ）は層厚規制ブレ
ードと同材質の部材を板状に形成して現像ローラと同曲
率に撓ませたサンプル、（Ｂ）は層厚規制ブレードと同
材質の部材を、現像ローラと同曲率の曲面を有する型に
より作成したサンプルのそれぞれの形状を示す図であ
る。

【図５】図１の画像形成装置を用いた行った実験例の結
果を示す図である。

【図６】図５に結果を示す実験例との比較を行うため
に、層厚規制ブレードのトナーとの接触部のトナーに対
する摩擦係数を、現像ローラのトナーに対する摩擦係数
と同程度まで低下させた画像形成装置を用いた行った比
較例の結果を示す図である。

【図７】図５の実験例の結果と図６の比較例を結果を比
較するための図である。

【図８】本発明に適用可能な層厚規制ブレードの他の態
様を示す図である。

【符号の説明】 ５０ 現像装置 ５５ トナー ５８ 現像ローラ ５９ 層厚規制ブレード ５９ｂ 接触部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性１成分現像剤を担持搬送する現像
   剤担持体に、層厚規制部材を押圧させ、該押圧部に該現
   像剤を通過させて該現像剤の薄層を形成し、該現像剤の
   薄層を前記現像剤担持体により現像領域に搬送して現像
   を行う現像装置であって、 前記現像剤担持体は、少なくとも前記現像剤の担持面と
   前記現像剤との摩擦係数が、前記現像剤同士の摩擦係数
   よりも大きな摩擦係数を有すると共に導電性を有するよ
   うに形成されており、 前記層厚規制部材の少なくとも前記現像剤担持体に当接
   する部位は、前記押圧部における前記現像剤との摩擦係
   数が前記現像剤担持体の前記現像剤の担持面と前記現像
   剤との摩擦係数より大きな絶縁性部材で形成されてい
   る、 ことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記層厚規制部材の少なくとも前記現像
   剤担持体に当接する部位を形成する前記絶縁性部材は、
   その表面が前記現像剤との摺接によって摩耗した場合に
   おいても、当該部材の表面と前記現像剤との摩擦係数
   が、前記現像剤担持体の現像剤の担持面と前記現像剤と
   の摩擦係数よりも大きいことを特徴とする請求項１に記
   載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記現像剤は、前記押圧部よりも前記現
   像剤の担持搬送方向下流側であって、前記現像領域より
   も該担持搬送方向上流側における、前記現像剤担持体上
   の単位重量当たりの帯電量の絶対値が、荷電制御剤によ
   り３０μＣ／ｇ以上に調整されていることを特徴とする
   請求項１または請求項２に記載の現像装置。
4. 【請求項４】 前記現像剤は、重合法によって得られた
   重合トナーであることを特徴とする請求項１乃至請求項
   ３の何れか一項に記載の現像装置。
5. 【請求項５】 前記層厚規制部材は、ゴム弾性を有する
   絶縁性部材であることを特徴とする請求項１乃至請求項
   ４の何れか一項に記載の現像装置。
6. 【請求項６】 前記現像剤担持体の表面十点平均粗さ
   は、前記現像剤の平均粒子径よりも小さい値であること
   を特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載
   の現像装置。