JPH06214452A

JPH06214452A - 現像装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH06214452A
Application number: JP5004533A
Authority: JP
Inventors: Takao Izumi; 貴雄泉; Toshihiro Kasai; 利博笠井; Osamu Takagi; 修高木; Yoshiya Hashimoto; 佳也橋本; Naoko Seto; 尚子瀬戸
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-01-14
Filing date: 1993-01-14
Publication date: 1994-08-05

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はトナー固着を引き起こすような大き
なストレスを与えることなく、かつ安定に現像ローラ上
に現像剤の薄層を形成することのできる現像装置及び画
像形成装置を提供することを目的とする。【構成】本発明の現像装置は像担持体に対向して回転
可能に設けられるとともに、表面に現像剤を担持して搬
送し前記潜像に現像剤を付着せしめる第１のローラと、
この第１のローラ上の現像剤と接触して、前記第１のロ
ーラの回転方向と同方向に回転可能に設けられたローラ
であって、回転時の各々のローラと現像剤との接触部に
おける摩擦及びローラの回転によって生じる遠心力の総
和による現像剤の搬送力が、上記第１のローラよりも小
さい第２のローラとを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置や静電記
録装置などに用いられる乾式現像法により静電潜像を現
像する現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の現像装置としては、特開昭５５−
１８６５６号公報に開示されているような小型複写機や
小型プリンタに対応した一成分現像を行う現像装置が広
く用いられている。中でも特開昭５９−２００２６４号
公報に開示されているような非磁性一成分現像を行う現
像装置は小型軽量化、低価格化に有利である。このよう
な非磁性一成分現像方法においては、弾性の現像ローラ
上にトナーを搬送し、ゴムブレードを現像ローラに押し
当てることによって、トナーの帯電と層規制を行った
後、現像ローラと感光体とを接触させて現像を行ってい
た。しかしながら、この方法ではトナーに充分な電荷を
与えるため、または薄層を形成するため、ブレードの押
圧を大きくする必要があった。このためフルカラー複写
機およびプリンタのように、３色ないし４色のトナーが
定着時に完全に溶け合う必要上、軟化点の低いトナーを
使用した場合、トナーが現像ローラやブレードに固着し
てしまうため安定な層形成ができず、画像劣化の原因に
なっていた。

【０００３】一方、特開平１−１２４８８０号公報には
現像ローラに対してブレードでなく供給ローラあるいは
規制ローラ等のローラにより現像剤の層形成を行う構成
が開示されているが、安定な層形成ができるまでには到
っていなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
現像装置は現像ローラやブレードにトナーが固着してし
まい、現像ローラ上に現像剤の薄層を安定に形成するこ
とができないという欠点があった。そこで本発明は上記
欠点を除去し、トナー固着を引き起こすような大きなス
トレスを与えることなく、かつ安定に現像ローラ上に現
像剤の薄層を形成することのできる現像装置及び画像形
成装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の現像装置は潜像の形成される像担持体に対向
して回転可能に設けられるとともに、表面に現像剤を担
持して搬送し前記潜像に現像剤を付着せしめる第１のロ
ーラと、この第１のローラ上の現像剤と接触して、前記
第１のローラの回転方向と同方向に回転可能に設けられ
た第２のローラとを有している。この第１のローラと第
２のローラとは、現像剤に対する動摩擦係数及びローラ
の円周長が略同一であるが、周速度が第２のローラの方
が第１のローラよりも小さくなるように構成されてい
る。

【０００６】また本発明の現像装置は前記第１のローラ
及び第２のローラを有し、前記第１のローラと前記第２
のローラとは現像剤に対する動摩擦係数及びローラの周
速度が略同一であるが、ローラの円周長が第２のローラ
の方が第１のローラよりも大きく構成されている。

【０００７】また本発明の現像装置は前記第１のローラ
及び第２のローラとを有し、前記第１のローラと前記第
２のローラとはローラの円周長及び周速度が略同一であ
るが現像剤に対する動摩擦係数は、第２のローラの方が
第１のローラよりも小さくなるように構成されている。
また、本発明の画像形成装置は上述の現像装置を現像手
段として具備する。

【０００８】

【作用】第２のローラが第１のローラの回転方向と同方
向に、現像剤と接触して回転した場合、この現像剤との
接触部において現像剤が第１のローラ及び第２のローラ
からうける搬送力は互いに逆方向である。これらの搬送
力をうけると現像剤は図６に示すように図示矢印ｉ方向
に転がるようになる。現像剤が転がるようになると、第
１のローラ及び第２のローラから現像剤が受けるストレ
スが小さくなるのでトナー固着が起こらなくなる。

【０００９】一方、第２のローラは、例えば現像剤に対
する動摩擦係数及びローラの円周長が第１のローラとほ
ぼ等しく、周速が第１のローラよりも小さい。従って第
１のローラ及び第２のローラの回転時には、現像剤に対
して互いに異なる方向遠心力が作用し、またこの遠心力
は第１のローラから生じるものの方が大きい。また現像
剤に対する動摩擦係数を第１のローラと第２のローラと
で略同一としてあるので、各々のローラと現像剤とが接
触することにより、各々のローラの回転方向へ搬送させ
る力は、第１のローラと第２のローラとではほぼ等し
い。よって第１のローラと第２のローラの間に担持され
た現像剤が搬送される方向を決定づけるのは遠心力とな
る。上述した通り、この場合には第１のローラの方が第
２のローラよりも大きな遠心力を生じるので、現像剤は
第１のローラと第２のローラの間を第１のローラの回転
方向に沿って搬送されることになる。

【００１０】以上、説明した通り、ストレスを小さくし
また第１のローラの回転方向に沿って現像剤が搬送され
るので、第１のローラ上にトナー固着等を起こすことな
く安定に現像剤を形成することができる。

【００１１】第１のローラと第２のローラとの現像剤に
対する動摩擦係数及び周速を略同一とし、第２のローラ
の円周を第１のローラの円周長よりも大きくした場合も
同様である。すなわち第１のローラと第２のローラとの
間に担持された現像剤には互いに逆方向の遠心力がそれ
ぞれのローラの回転により生じ、この遠心力は第１のロ
ーラの方が第２のローラよりも大きい。また２つのロー
ラの現像剤に対する動摩擦係数は略同一である。従って
２つのローラの間に担持された現像剤は第１のローラの
回転方向に搬送されることになる。また第１のローラ及
び第２のローラの円周長及び周速を略同一とし、現像剤
に対する動摩擦係数を第１のローラの方が大きくなるよ
うにした場合は、２つのローラの回転によって現像剤が
各々のローラからうける遠心力は略同一となる。しかし
２つのローラの間において、各々のローラと接触してい
る現像剤は、現像剤に対する動摩擦係数が相対的に大き
い第１のローラ上に担持されやすくなるから当然第１の
ローラの搬送方向へ搬送されることになる。

【００１２】以上説明した通り本願発明においては第１
のローラと第２のローラとの間に各々のローラに接触し
て担持された現像剤に対してストレスを小さくするとと
もにローラとの摩擦及び遠心力を制御することにより現
像剤の搬送方向を第１のローラの回転方向と等しくして
いる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。図１は本発明の画像形成装置の実施例を示す概略正
面図である。

【００１４】同図において、像担持体である感光体ドラ
ム１ａは、接地されたＡＩドラム３ａの表面上に感光体
層４ａを設けたものである。この感光体ドラム１ａは図
示矢印ａ方向へ回転可能に設けられている。

【００１５】この感光体ドラム１ａの周囲には回転方向
に沿って以下のものが配設されている。すなわち感光体
ドラム１ａを一様に帯電させる帯電ローラ５ａが設けら
れ、この帯電ローラ５ａの下流側には帯電した感光体ド
ラム１ａに露光して静電潜像を形成する露光部７ａが設
けられている。また露光部７ａの下流には黒色の現像剤
を収容し、この現像剤で静電潜像を現像する現像器９ａ
が設けられている。現像器９ａの下流では感光体ドラム
１ａに対し搬送手段により搬送された用紙Ｐが所定のニ
ップ幅で接触している。この搬送手段１１は保持ローラ
１３及び保持ローラ１５からなる一対のローラ対により
保持されており、保持ローラ１３及び保持ローラ１５の
回転にともなって感光体ドラムの周速と等しい速度で図
示矢印方向ｅに駆動されるようになっている。

【００１６】この搬送手段の近傍には用紙Ｐを収容する
給紙カセット２５が設けられている。この給紙カセット
には用紙Ｐを１枚ずつピックアップするピックアップロ
ーラ２７が図示矢印ｆ方向に回転可能に設けられてい
る。ピックアップローラ２７により取り出された用紙Ｐ
の搬送方向には上ローラ及び下ローラからなるレジスト
ローラ対２９が回転可能に設けられている。レジストロ
ーラ対２９は搬送される用紙Ｐを搬送手段１１へ送り出
す。更に感光体ドラム１ａの用紙Ｐとの当接位置よりも
下流側にはブレードクリーニング装置１７ａ及び除電ラ
ンプ１９ａが設けられている。ブレードクリーニング装
置１７ａは現像剤像の転写後に感光体ドラム１ａ上に残
留した現像剤をブレード２１ａによりかき落として除去
するものである。また除電ランプ１９ａは転写後、感光
体ドラム１ａの表面を除電して、次の画像形成に備える
ためのものである。上述の感光体ドラム１ａ、帯電ロー
ラ５ａ、露光部７ａ、現像器９ａ、ブレードクリーニン
グ装置１７ａ及び除電ランプ１９ａによってプロセスユ
ニット１００ａが構成されている。

【００１７】搬送手段１１上には、保持ローラ１３と保
持ローラ１５との間に搬送方向に沿ってプロセスユニッ
ト１００ａの他、プロセスユニット１００ｂ、プロセス
ユニット１００ｃ及びプロセスユニット１００ｄを備え
ている。プロセスユニット１００ｂ、プロセスユニット
１００ｃ、プロセスユニット１００ｄはいずれもプロセ
スユニット１００ａと同様の構成をしている。異なる構
成は現像器に備えられた現像剤で、プロセスユニット１
００ｂにはイエロー、プロセスユニット１００ｃにはマ
ゼンタ、プロセスユニット１００ｄにはシアンの各色の
現像剤が収容されている点である。

【００１８】用紙Ｐは各々の感光体ドラム１ａと所定の
ニップ幅で接触する。この用紙Ｐと各々の感光体ドラム
との当接位置近傍には、この搬送手段にバイアス電圧を
印加するバイアス電圧印加手段として、給電ローラ２３
ａ、給電ローラ２３ｂ、給電ローラ２３ｃ及び給電ロー
ラ２３ｄが各々の感光体ドラムに対応して搬送手段１１
の裏面に設けられている。この給電ローラは搬送手段１
１の移動に従動して矢印の方向に回転するようになって
いる。また給電ローラ２３ａ、給電ローラ２３ｂ、給電
ローラ２３ｃ及び給電ローラ２３ｄは同一のバイアス電
源３１に接続されている。

【００１９】ここでこのように構成された画像形成装置
の画像形成プロセスについて述べる。上述の４つのプロ
セスユニットの各々の回転する感光体ドラムがまず帯電
ローラによって一様に帯電される。帯電ローラにより、
一様に帯電されたこの感光体ドラムは露光部から例えば
レーザ・ビームが照射され静電潜像が形成される。この
静電潜像は各色のあらかじめ帯電した現像剤により現像
が行われる。一方用紙Ｐは給紙カセット２５からピック
アップローラにより取り出され、レジストローラ対２９
へ送られる。レジストローラ対２９は感光体ドラム２９
の回転と用紙Ｐの先端が画像の先端にくるようタイミン
グをとった後用紙Ｐを搬送手段１１上へ送り出す。

【００２０】一方、用紙Ｐが搬送されてくると、搬送手
段１１には各々の給電ローラから同一のバイアス電圧が
印加される。バイアス電圧を印加することにより、感光
体ドラム１と搬送手段１１との間には転写電界が形成さ
れる。従ってまず、感光体ドラム１ａ上の現像剤像が用
紙Ｐ上に転写され、この現像剤像を担持した用紙Ｐは搬
送され感光体ドラム１ｂに達する。感光体ドラム１ｂに
形成された現像剤像が、先に転写された現像剤像上に重
ねて転写される。用紙Ｐは更に搬送されて、感光体ドラ
ム１ｃ、感光体ドラム１ｄにおいても、同様に各色の現
像剤像が転写される。

【００２１】このように多重転写により形成された像を
担持した用紙Ｐは、搬送手段１１から定着器３３へ送ら
れる。定着器３３は加熱ローラ３５及び加圧ローラ３７
を有している。用紙Ｐは加熱ローラ３５及び加圧ローラ
３７との間を、像が加熱ローラ３５と接触する状態で通
されることにより、加熱加圧される。この結果、現像剤
像は用紙Ｐ上に定着される。図２は上述の現像装置９ａ
の拡大断面図である。いうまでもなく現像装置９ｂ、現
像装置９ｃ、現像装置９ｄも図１と同様の構造である。

【００２２】この現像装置９ａ内には内部に収容された
現像剤４３を撹拌するミキサ４５が設けられている。ま
たこの現像装置９ａ内には、像を担持する担持体、例え
ば感光体ドラム１ａと接触対向して、この感光体ドラム
１ａに現像剤を付着せしめる第１のローラ、すなわち現
像ローラ４９が設けられている。この感光体ドラム１ａ
は表面に有機感光体層を有しており、一方現像ローラ４
９は金属で形成されたシャフト５１の表面に導電性のウ
レタン層が被覆されている。感光体ドラム１ａ及び現像
ローラ４９はそれぞれ図示矢印ｂ方向、図示矢印ｃ方向
へ回転可能に構成されており、それぞれの回転時には、
現像ローラ４９上に担持された現像剤が、感光体ドラム
１ａに約２ｍｍの接触幅で摺接されるようになってい
る。

【００２３】現像ローラ４９の回転方向に沿って感光体
ドラム１ａとの接触位置よりも上流側には、第２のロー
ラとして現像ローラ４９に現像剤４３を供給する供給ロ
ーラ５３及び供給ローラ５３により供給された現像ロー
ラ４９表面の現像剤４３と接触して、現像剤４３の層厚
を規制する規制ローラ５５が設けられている。供給ロー
ラ５３及び規制ローラ５５は現像ローラ４９と同方向に
接触するように回転可能に設けられており、アルミの芯
部材の表面にポリウレタン層を施してある。また回転し
ていない場合においても供給ローラ５３及び規制ローラ
５５は現像ローラ４９に接触している。規制ローラ５５
には厚さ０．３ｍｍの燐青銅からなる帯電ブレード５９
が押し付け圧約１５ｇ／ｃｍで押しつけられている。帯
電ブレード５９は現像剤４３と接触して、規制ローラ５
５上の現像剤４３を所定の極性に帯電させる。一方、現
像ローラ４９の下流側には現像後、現像ローラ４９上に
残留したトナーを回収する回収ローラ６１が図示矢印ｆ
方向に回転可能に設けられている。感光体ドラム１ａ、
現像ローラ４９、供給ローラ５３、規制ローラ５５及び
回収ローラ６１は各々ＤＣ電源と接続されており、現像
時には所定のＤＣバイアス電圧が加圧される。

【００２４】以上のように構成された現像装置の現像プ
ロセスについて以下説明する。現像装置９ａ内ではミキ
サ４５が図示矢印ａ方向に回転して、内部に収容された
現像剤４３例えば一成分非磁性トナーを撹拌しながら供
給ローラ５３方向にトナーを搬送している。供給ローラ
５３に搬送されたトナーは供給ローラ５３の回転にとも
ない搬送され、現像ローラ４９に供給される。現像ロー
ラ４９上に供給されたトナーは、現像ローラ４９の回転
により規制ローラ５５と現像ローラ４９の当接する位置
まで運ばれる。規制ローラ５５は現像ローラ４９と一定
圧力で当接することにより現像ローラ４９上のトナー量
を規制するとともにそのトナーを所定の極性に帯電す
る。規制により現像ローラ４９上から剥ぎ取られた余剰
のトナーは規制ローラ５５により搬送され、帯電ブレー
ド５９によって帯電され、再び現像ローラ４９に供給さ
れる。供給ローラ５３さらに規制ローラ５５には現像ロ
ーラ４９との間に所定の電位差を生じるようにＤＣバイ
アス電圧が印加されているので、供給ローラ５３及び規
制ローラ５５上のトナーは現像ローラ４９上に付着せし
められる。本実施例においては供給ローラ５３、規制ロ
ーラ５５にはバイアス電圧として−４００Ｖ、現像ロー
ラ９には−２００Ｖが印加されている。この供給ローラ
５３及び規制ローラ５５に印加するバイアス電圧を変化
させれば、現像ローラ４９に供給するトナーの量を変化
することができる。この電圧値は現像剤が負帯電の場合
は、現像ローラ４９のバイアス電圧よりも低い値とする
が、１００Ｖ以上の電位差がないと効果は顕著には現れ
ない。

【００２５】一方、感光体ドラム１ａの表面は図示しな
い帯電チャージャによるコロナ放電により約−５５０Ｖ
に帯電している。この帯電面に図示しない露光部で露光
が行われることにより、感光体ドラム１ａ上に静電潜像
が形成される。

【００２６】現像ローラ４９上で充分に帯電されたトナ
ーは現像ローラ４９の回転にともない、感光体ドラム１
ａと対向する位置まで搬送される。更に現像ローラ４９
は感光体ドラム１ａと約２ｍｍ程度の接触幅すなわち現
像ニップを有して接触回転し、この現像ローラ４９に印
加されているＤＣバイアス電圧により潜像に現像剤３が
付着して感光体ドラム１ａに形成されている潜像を現像
する。現像ローラ４９上の現像に寄与されなかったトナ
ーは回収ローラ６１によって機械的に剥ぎ取られる。
尚、本実施例のトナーは例えば以下述べる重合法で製造
する。

【００２７】はじめにトナー用樹脂単量体としてスチレ
ン８５重量部、アクリル酸ブチル１５重量部、アクリル
酸３重量部を用意する。また、トナーに混合される着色
剤としてカーボンブラック５重量部と、トナーの電荷調
整をする帯電制御剤１重量部を用意する。

【００２８】スチレン、アクリル酸ブチル、アクリル酸
のモノマー混合液を水１００重量部、ノニオン乳化剤
（エマルゲン９５０）１重量部、アニオン乳化剤（ネオ
ゲンＲ）１．５重量部及び過硫酸カリウム０．５重量部
の水溶液混合物に添加し、撹拌下７０℃で８時間乳化重
合させ樹脂エマルジョンを得る。次にこの樹脂エマルジ
ョン１００重量部に対してカーボンブラック及び帯電制
御剤をドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．１重
量部を含んだ水中へ投入し、ジエチルアミンを添加し
て、ＰＨを５．５に調整後、ナノマイザで分散させる。
撹拌しながら、９０℃に昇温し、過酸化水素水を３重量
部加ええて６．５時間重合して、重合粒子を得る。冷
却、ろ過した後、４５℃で真空乾燥を１０時間行う。こ
うして得られた粒子１００重量部に対してシリカを外添
して、分級することにより最終的に体積平均粒径８μｍ
のトナーを得た。以下本発明の現像ローラ４９、供給ロ
ーラ５３及び規制ローラ５５の構成について説明する。

【００２９】上述したように現像ローラ４９は金属シャ
フト５１上に導電性のウレタンゴム層を施してなる。こ
の導電性のウレタンゴム層からなる弾性体層表面は、ウ
レタンゴムに１０³ Ω・ｃｍ程度の導電性を持つ導電性
ポリウレタン塗料を塗付し、乾燥後、熱処理して形成し
てある。本実施例においてこの導電性ウレタンゴムの電
気抵抗値は現像ローラ４９を直径６０ｍｍのステンレス
製のローラと接触幅が２ｍｍになるよう平行配値し、両
ローラの金属シャフト間に１００Ｖの電位差を設けた時
に流れる電流を算出して求めた。その結果電気抵抗値は
４×１０³ Ω・ｃｍであった。また感光体ドラム１ａに
長時間圧接されるため問題となる永久歪みはＪＩＳＫ６
３０１に示される測定方法を用いて測定したところ３．
８％であった。

【００３０】さらにこのウレタンゴム層は直接トナーや
感光体に接触するため、可塑剤、可硫剤、プロセスオイ
ル等の染みだしによりトナーや感光体を汚染しないもの
でなければならない。また表面の平滑性については３μ
ｍＲｚ以下が望ましく、それ以上になると表面の凹凸の
模様が画像に現れやすくなるので好ましくない。またこ
のウレタンゴム層と感光体ドラムとが充分な接触幅を得
るためには、ゴム硬度はＪＩＳ規格５０°以下のものが
望ましい。また供給ローラ５３及び規制ローラ５５の表
面は、現像ローラ４９と同一の導電性ポリウレタンで被
覆されている。

【００３１】更に現像ローラ４９、供給ローラ５３及び
規制ローラ５５の表面は研磨されていて、現像剤に対す
る動摩擦係数は全て０．３としてそろえてある。現像剤
に対する動摩擦係数は２つのローラ、例えば現像ローラ
４９と供給ローラ５３とが互いにその表面でトナーに接
触しながら回転している場合において、各々のローラ表
面がトナーを担持して搬送する力を表す釈度である。現
像剤に対する動摩擦係数が大きいローラ程、ローラの回
転時にローラ表面と現像剤との間に大きな摩擦を生じ
る。従って２つのローラの間に接触して担持された現像
剤は、この動摩擦係数が大きいローラ上に担持されやす
くなり、この担持されやすいローラの回転方向に搬送さ
れることになる。ここでトナーに対する動摩擦係数は図
４に示すような実験装置により算出した。

【００３２】図５においては外径２０ｍｍ、内径１０ｍ
ｍの中空円筒１０１及び中空円筒１０３が互いに面接触
して配置されている。中空円筒１０１は熱可塑性樹脂、
例えばＡＢＳで作られており、図４に斜線で示す中空部
分以外の領域１０５にはトナーが充填されている。また
中空円筒１０３も中空円筒１０１と同じ熱可塑性樹脂で
作られており、この中空円筒１０３は図示矢印ｈ方向に
回転可能に設けられている。中空円筒１０３は中空円筒
１０１との接触面は、現像ローラ４９の表面と同じよう
に導電性ポリウレタン塗料が塗付されており、また必要
に応じて表面が研磨されている。このように構成された
装置において中空円筒６３を一定速度で回転させる。そ
して、中空円筒１０１と中空円筒１０３との接触面にか
かる荷重を例えば荷重Ｎ＝１９．１（Ｎ）としたときの
中空円筒１０１と中空円筒１０３との接触面でのトナー
とポリウレタンとの動摩擦係数を算出する。

【００３３】また供給ローラ５３及び規制ローラ５５の
円周長はいずれも１８ｍｍφである。ここで円周長とは
図１にみられるそれぞれのロ−ラの断面、すなわち円の
円周をさす。（以下円周長を円周とする。）供給ローラ
５３及び規制ローラ５５は現像ローラ４９と接触して同
方向に回転可能に設けらけれている。なすわちローラの
接触部におけるトナーの搬送方向が異なるように回転方
向が定められている。このように回転方向を定めること
により供給ローラあるいは規制ローラからトナーがうけ
るストレスを互いに逆回転する場合に比較して小さくす
ることができる。現像ローラ４９に対する供給ローラ５
３の現像ギャップ及び食込み量は０である。

【００３４】供給ローラ５３が、現像ローラ４９上の現
像後の残留トナー等を除去する必要がある場合はギャッ
プ０で食込ませ、現像後の残留トナーを欠き取る効果を
兼ね備える事ができる。しかし現像ローラ４９に印加す
るよりも高いバイアス電圧を印加した回収ローラ６１を
近接させるなどの手段で現像後の残留トナーを除去でき
れば、食込み量０とすることができる。現像ローラ４９
に対する食込み量を０とすれば、現像ローラ４９の回転
に変動を与えるような悪影響もなく好ましい。この場
合、回収ローラ６１にはアルミローラ上に絶縁処理を施
したものを使用する。この絶縁処理は、現像ローラ４９
の表面が導電性のために、回収ローラ６１との間に電位
差が生じているので、過大な電流が回収ローラ６１へ流
れるのを防ぎ、現像ローラ４９の電位を維持するために
必要である。

【００３５】このように構成された現像ローラ４９、供
給ローラ６１及び規制ローラ５３の周速をそれぞれ１０
０ｍｍ／ｓ、８０ｍｍ／ｓ、８０ｍｍ／ｓと設定した。
そして画像出しを行ったところ、現像ローラ４９上をト
ナーが多少転がりながら、現像ローラ４９と供給ローラ
５３との当接部及び現像ローラ４９と規制ローラ５５と
の当接部を通過して安定な薄層が形成された。

【００３６】本実施例においては、現像ローラ４９の周
速を供給ローラ５３及び規制ローラ５５の周速よりも大
きく設定することが重要である。現像剤に対する動摩擦
係数、ローラの円周をほぼ等しくした状態において、周
速をこのように設定することにより、各々のローラの当
接部で現像ローラ４９がトナーに与える遠心力の大きさ
を供給ローラ５３のそれよりも大きくすることができ
る。図３は現像ローラ９と供給ローラ１３が間に現像剤
を挟んで同方向に摺接して回転する状態を示している。
トナーは図２に示すように現像ローラ４９表面で図示矢
印ｇ方向への遠心力をうけ、現像ローラ４９の搬送方向
にスムーズに搬送される。このようにトナーがスムーズ
に搬送され、供給ローラ５３及び規制ローラ５５は現像
ローラ４９と同方向へ回転してトナーに与えるストレス
を極力小さくするようにしているので現像ローラ４９上
に安定なトナーの薄層を形成することができる。

【００３７】次に図４に基づいて他の実施例を説明す
る。この実施例においても現像装置の構成は図１に示す
構成と略同様である。すなわち現像ローラ６９の回転方
向に沿って供給ローラ７３及び規制ローラ７５が現像ロ
ーラ６９と同方向に接触回転可能に設けられている。ま
た各々のローラの表面は全て導電性のウレタンゴムで被
覆されていて、トナーに対する動摩擦係数は０．３とし
てある。図１と異なる構成は現像ローラ６９及び供給ロ
ーラ７３の円周をそれぞれ１８ｍｍφ、３０ｍｍφと設
定し、両ローラの周速を１００ｍｍ／ｓで同一とした点
である。このように構成した現像装置においても現像ロ
ーラ６９上に良好なトナーの薄層が形成された。また供
給ローラ７３と同様に規制ローラ７５に対してもローラ
の円周比を変え、周速を同一とした場合にも同様の結果
が得られた。

【００３８】この実施例においては、トナーに対する動
摩擦係数及びローラの周速を略同一とした状態において
現像ローラ６９の円周を供給ローラ７３よりも小さく設
定することが重要である。このように設定しても現像ロ
ーラ６９からトナーがうける遠心力は供給ローラ７３及
び規制ローラ７５から受ける遠心力よりも大きくなるの
で、トナーを現像ローラ６９の回転方向にスムーズに搬
送することができる。従って現像ローラ６９上に安定な
薄層が形成できる。

【００３９】更に他の実施例として図１に示すように現
像ローラと供給ローラの円周及び周速を１８ｍｍφ、１
００ｍｍ／ｓとして同一にした。そして現像ローラと供
給ローラの表面を導電性のポリウレタンで塗付し、ロー
ラ表面の研磨条件を変えて現像剤に対する動摩擦係数を
現像ローラは０．３供給ローラは０．１とし
た。このようにローラの動摩擦係数を各々設定した場合
にも現像ローラの上に安定な薄層が形成された。

【００４０】このように現像ローラと供給ローラの円周
及び周速を略同一とすれば、両ローラの当接部において
両ローラからトナーがうける遠心力は等しくなる。しか
しながらこの実施例においては現像ローラのトナーに対
する動摩擦係数を供給ローラのそれよりも大きくしてあ
る。このため現像ローラとその表面上のトナーとの間の
摩擦によりトナーは現像ローラ上を搬送されて安定な層
形成を行うことができる。供給ローラと同様規制ローラ
に対しても動摩擦係数を現像ローラよりも小さく設定す
ることにより同様の結果を得ることができる。

【００４１】また、上述の実施例において現像ローラ９
上のウレタンゴム層は供給ローラや感光体ドラムと圧接
されているために梱包時や長時間放置されることによる
ＪＩＳＫ６３０１に示される永久歪み（％）も問題と
なる。この永久歪みが１０％を越えると画像に現像ロー
ラ周期の画像濃度むらが発生してしまうために、弾性体
層の圧縮歪みは１０％以下、好ましくは５％以下となけ
ればならない。この永久歪みとゴム硬度の関係は、ゴム
硬度が大きい程、永久歪みは小さくなるという傾向があ
るので、材料のバランスが重要となる。以上の要求を満
足するものとして、本実施例では前述したように導電性
ウレタンを採用したが、他にも導電性ＥＰＤＭゴムや導
電性シリコンゴム等も要求される特性を満足しており、
これらを用いることも可能である。

【００４２】また供給ローラ及び規制ローラの表面に用
いる材料は現像ローラと同じものでなくても構わない。
例えばゴム硬度７０度のシリコンゴム中に石英粉末を充
填した材料を供給ローラの表面に塗付した後、表面を研
磨してもよい。また、これらの表面被覆材料は負帯電ト
ナーにより現像する場合であるが、正帯電トナーを使用
する場合はローラ表面に四フッ化エチレン樹脂を塗付し
て表面を研磨してもよい。各々のローラの動摩擦係数に
ついては実施例で挙げたもの以外にも公知の動摩擦係数
測定法を採用してもよい。

【００４３】また本実施例においては現像ローラと供給
ローラあるいは現像ローラと規制ローラとの関係につい
て述べたが供給ローラ、規制ローラ以外のローラに対し
ても同様の効果が得られる。（比較例）

【００４４】図２に示す現像装置において、現像ローラ
４９及び規制ローラ５５の円周をともに１８ｍｍφと
し、また各々のローラの現像剤に対する動摩擦係数を
０．３とした。現像ローラ４９の周速を１００ｍｍ／
ｓ、規制ローラ５５の周速を１５０ｍｍ／ｓとして画像
出しを行ったところトナーが現像ローラ４９表面に固着
してしまい現像剤の薄層を均一に形成することができな
かった。その後現像ローラ４９と規制ローラ５５の周速
比を種々変化させて画像出しを行った。その結果現像ロ
ーラ４９の周速が規制ローラ５５の周速よりも大きい場
合にはトナーがスムーズに搬送されて現像ローラ４９上
に良好な薄層が形成された。しかし現像ローラ４９の周
速が規制ローラ５５の周速よりも小さい場合にはローラ
の当接部の手前でトナーが転がり続け、当接部分通過後
の現像ローラ４９上には均一なトナー層を形成すること
ができなかった。

【００４５】次に現像ローラの円周を１８ｍｍφ、規制
ローラの円周を１０ｍｍφとした。これらのローラの円
周を１００ｍｍ／ｓとし、現像剤に対する動作摩擦係数
を０．３としてそろえた。このように構成した現像装置
においても現像ローラ上に安定なトナー層を形成するこ
とができなかった。この後現像ローラ及び規制ローラの
周速比を種々変えて層形成を行った。その結果現像ロー
ラの円周が規制ローラの円周よりも大きい場合安定な層
形成を行うことができなかった。

【００４６】最後に図１に示す現像装置において現像ロ
ーラ４９及び規制ローラ５５のトナーに対する動作摩擦
係数を各々０．１、０．３とした。現像ローラ４９及び
規制ローラ５５の円周を１８ｍｍφ、周速を１００ｍｍ
／ｓとし画像出しを行った。この現像装置においても現
像ローラ４９上に安定なトナー層を形成することができ
なかった。この現像装置においては規制ローラ１５の動
摩擦係数を現像ローラの動摩擦係数より小さくした場合
に安定な層形成を行うことができた。

【００４７】

【発明の効果】以上説明した通り本発明の現像装置は現
像剤に与えるストレスも小さくするとともに現像ローラ
の回転方向に現像剤を搬送させることができる。従っ
て、現像ローラ上にトナー固着等を引きおこすことなく
安定な現像剤の薄層を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す断面図
である。

【図２】本発明の現像装置の一実施例を示す断面図であ
る。

【図３】現像ローラ上のトナーに作用する遠心力を説明
するための図である。

【図４】本発明の現像装置の一実施例を示す断面図であ
る。

【図５】現像剤に対する動摩擦係数を説明するための図
である。

【図６】現像ローラ上の現像剤のころがりを示す図であ
る。

【符号の説明】

９ａ、６１ａ現像装置１ａ、６０ａ感光体ドラム４３、６３現像剤４９、６９現像ローラ５３、７３供給ローラ５５、７５規制ローラ

フロントページの続き (72)発明者橋本佳也神奈川県川崎市幸区柳町70番地株式会社東芝柳町工場内 (72)発明者瀬戸尚子神奈川県川崎市幸区柳町70番地東芝インテリジェントテクノロジ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像の形成される像担持体に対向して回
転可能に設けられるとともに、表面に現像剤を担持して
搬送し前記潜像に現像剤を付着せしめる第１のローラ
と、この第１のローラ上の現像剤と接触して、前記第１
のローラの回転方向と同方向に回転可能に設けられた、
現像剤に対する動摩擦係数及びローラの円周長が前記第
１のローラと略同一であり、周速度が第１のローラより
も小さい第２のローラとを具備することを特徴とする現
像装置。
【請求項２】潜像の形成される像担持体に対向して回
転可能に設けられるとともに、表面に現像剤を担持して
搬送し前記潜像に現像剤を付着せしめる第１のローラ
と、この第１のローラ上の現像剤と接触して、前記第１
のローラの回転方向と同方向に回転可能に設けられた、
現像剤に対する動摩擦係数及び周速度が前記第１のロー
ラと略同一であり、ローラの円周長が第１のローラより
も大きい第２のローラとを具備することを特徴とする現
像装置。
【請求項３】潜像の形成される像担持体に対向して回
転可能に設けられるとともに、表面に現像剤を担持して
搬送し前記潜像に現像剤を付着せしめる第１のローラ
と、この第１のローラ上の現像剤と接触して、前記第１
のローラの回転方向と同方向に回転可能に設けられた、
ローラの円周長及び周速度が前記第１のローラと、略同
一であり、現像剤に対する動摩擦係数が第１のローラよ
りも小さい第２のローラとを具備することを特徴とする
現像装置。
【請求項４】潜像の形成される像担持体に対向して回
転可能に設けられるとともに、表面に現像剤を担持して
搬送し前記潜像に現像剤を付着せしめる第１のローラ
と、この第１のローラ上の現像剤と接触して、前記第１
のローラの回転方向と同方向に回転可能に設けられたロ
ーラであって、回転時の各々のローラと現像剤との接触
部における摩擦及びローラの回転によって生じる遠心力
の総和による現像剤の搬送力が、上記第１のローラより
も小さい第２のローラとを有することを特徴とする現像
装置。
【請求項５】像担持体に潜像を形成する潜像形成手段
と、上記像担持体に対向して回転可能に設けられるとと
もに、表面に現像剤を担持して搬送し、前記潜像に現像
剤を付着せしめる第１のローラ及びこの第１のローラ上
の現像剤と接触して、前記第１のローラの回転方向と同
方向に回転可能に設けられたローラであって、回転時の
各々のローラと現像剤との接触部における摩擦及びロー
ラの回転によって生じる遠心力の総和による現像剤の搬
送力が、上記第１のローラよりも小さい第２のローラと
を有する現像手段と、この現像手段により形成された現
像剤像を被画像形成媒体上に転写する転写手段と、この
転写手段により転写された現像剤像を上記被画像形成媒
体上に定着する定着手段とを具備することを特徴とする
画像形成装置。