JPH08160735A

JPH08160735A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08160735A
Application number: JP6330909A
Authority: JP
Inventors: Sei Tomiki; 聖冨木; Katsuaki Kobayashi; 克彰小林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-12-09
Filing date: 1994-12-09
Publication date: 1996-06-21
Also published as: US6341204B1

Abstract

(57)【要約】【目的】本出願に係る第１の発明の目的は、６μｍ以
下の微粒子トナーで１００万枚という長期複写動作を行
っても、常に安定した現像剤担持体上のトナー塗布量を
維持し、良好な画像を得ることのできる画像形成装置を
提供することにある。【構成】内部に永久磁石４を有し、ステンレス鋼等の
表面を疑似鏡面とした現像スリーブ３の上方位置に、そ
のエッジ部を近接させて磁性ブレード５を設け、磁性ブ
レード５よりも現像スリーブ３の回転方向上流側の位置
には、金属の芯金８を支軸として、その外側にシリコー
ンゴム、ＥＰＤＭゴム、ＣＲゴム、ネオプレンゴム等、
その気泡部９の壁面が隣合う気泡部と連通していない単
泡の発泡体をローラ状としたトナー供給ローラ６を回転
可能に設ける。そして、発泡体の抵抗値を１０⁴〜１０⁹
Ω・ｃｍにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば複写装置、プリ
ンタ、ファクシミリ等の電子写真式或は静電記録式の画
像形成装置に関し、特に、感光体上に形成された潜像を
現像する現像装置を備えた画像形成装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】複写装置、プリンタ、ファクシミリ等の
画像形成装置においては、電子写真感光体や静電記録誘
電体等から成る像担持体上に形成した潜像を、現像装置
により現像してトナー像として可視化することを行って
いる。

【０００３】このような画像形成装置に用いられる現像
装置の一つとして、乾式１成分現像装置が種々提案さ
れ、又実用化されている。しかし、いずれの現像装置で
も、現像剤担持体上に１成分現像剤のトナーの薄層を形
成することが極めて難しい。然るに、画像の鮮明度、解
像度等の向上が求められている現在、トナーの薄層形成
法及びその装置に関する開発は必須となっており、これ
に応えていくつかの方策が提案されている。

【０００４】例えば、磁性１成分トナーを使用して、定
形粒子によるブラストにより、その表面を比較的滑らか
な凹凸を有する平滑面とした現像剤担持体たる現像スリ
ーブと、この現像スリーブと間隙を有して配設された磁
性ブレードとを用いることで、現像スリーブ上に適正な
トリボが付与されたトナーの薄層を形成することが提案
されている。

【０００５】しかしながら、このような現像装置におい
ても、更なる高画質化、及び複写動作のクイックスター
トを目的として、トナーを小粒径で低融点とした場合、
従来トナーと比較して凝集度が高いため、磁性ブレード
近傍でトナーのブロッキングが生じ易く、それにより高
湿環境下においてはムラやカブリの多い画像、または低
湿環境下においてはブロッキングに加え、チャージアッ
プによって、現像スリーブ上に局所的にトナーが凝集付
着する、いわゆるブロッチ現象が発生し、それが画像上
に出る現象が生じる場合がある。

【０００６】このような現象の対策としては、特公昭６
３−１６７３６号公報等に記載されているように、ブレ
ードとして、ゴム、樹脂もしくは金属の弾性ブレードを
現像スリーブに軽圧接触させ、その接触部で現像スリー
ブ上にこびりついたトナーを剥ぎ取りながら規制するこ
とで、均一なトナー薄層形成を実現可能とし、且つブレ
ードからの摩擦帯電電荷付与により現像スリーブ上トナ
ー層が上層も下層も十分均一なトリボを有するようにな
り、その結果として、ムラ、カブリ等のない良好な画像
を提供できる。

【０００７】また、他の対策として、磁性ブレードの現
像スリーブ近接部よりもスリーブ回転方向上流側の位置
で現像スリーブに当接して回転する連泡性ポリウレタン
フォーム、或はファーブラシ構造のローラを配設するこ
とで、現像スリーブ上にこびりついたトナーをその接触
部で揺動させ、現像スリーブから剥れ易くすると同時に
トナーへのトリボ付与を行い、また、ブレード近傍にブ
ロッキングしたトナーは上記ローラの回転によりほぐさ
れ、良好な流動性を維持できるようになり、その結果と
して、前述の弾性ブレード系と同様にブロッチ、ムラ、
カブリ等のない良好な画像を提供できる。

【０００８】しかしながら、上記二つの対策（弾性ブレ
ード系、ローラ接触系）を用い、数万枚の連続複写を行
う場合の複写動作後半やトナー補給時に、以下のような
問題点が生じる。

【０００９】［１］弾性ブレード系複写動作が進むにつれ、ブレードとスリーブの当接ニッ
プ部にトナーの凝集塊や粗粉トナー、或はゴミ、ケバ等
が挟まり、上記ニップ部を通過できずに留まるようにな
る。その結果、スリーブ上のその部分にはトナーがコー
ティングされず、画像上もその部分がスジ状に白く抜け
るようになる。

【００１０】又、特に、弾性ブレードのスリーブへの当
接圧が強く、トナーとしても融点が低い場合、複写動作
が進むにつれ、トナーがブレードに融着し、その結果、
ブレード部での規制ムラや、ブレードからのトナーへの
トリボ付与不足、ムラが発生し、画像上にもムラ、カブ
リ、濃度薄等が発生する。この現象は、トナー補給直後
にスリーブ近傍に未帯電のフレッシュトナーが送られて
きたときに顕著に現れる。

【００１１】［２］ローラ接触系複写動作が進むにつれ、ローラ内部にトナーが徐々に詰
まっていくことで（連泡性の発泡体の場合は連通してい
る気泡を通過して、ファーブラシの場合には各繊維の間
に）、ローラが硬質化したり、又、スリーブの摺動回数
が増すことで発泡体のセルのほつれ、ファーブラシのへ
たりが発生する結果、スリーブ接触部でのローラー当接
不良によるトナーの剥ぎ取り不足、剥ぎ取りムラが発生
する。又、ローラ表面もトナーで被われることになり、
スリーブとの接触部でのトナーへのトリボ付与も減少す
る。その結果、前述したようなブロッチ、画像濃度ム
ラ、カブリ、濃度薄等が生じる。その他、ローラの硬質
化によって、スリーブへの当接圧が過大となり、現像ス
リーブ回転駆動トルクが過剰に増大する現象も生じる。

【００１２】上述した数万枚の画出し耐久試験によって
生じる問題点に加え、弾性ブレード系においては、スリ
ーブ上のトナー層厚及び帯電量が、ブレードのスリーブ
への侵入量の微妙な変化に敏感に反応するため、侵入量
の設定及び安定維持に関して非常に困難な問題となって
いた。

【００１３】上記問題点を解決する手段として、特願平
５−２０４５６２号に記載しているような現像装置が提
案されている。つまり、磁性ブレード近接系におけるト
ナー供給ローラとして、単泡性発泡体ゴムを用いること
でスリーブへのトナー塗布及び剥ぎ取り、又トナーへの
電荷付与等が数万枚の複写動作においても良好に維持で
きるようになった。

【００１４】更に、スリーブの外表面を疑似的鏡面化す
ることにより、安定したスリーブ上のトナー塗布量を維
持できる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構成の現像装置を用い、更に高画質化を達成させるため
に、トナー粒子径として６μｍ以下の微粒子を投入し、
且つ、装置の長寿命化と画質安定化の可能性を確認する
目的で、１００万枚の画出し耐久試験を行った処、以下
のような問題が生じた。

【００１６】（１）現像スリーブの材質としてＳＵＳ
製、外表面をバフ研磨により鏡面仕上げされたものを用
い、供給ローラの材質として、シリコーン発泡体を芯金
にローラ状に形成したものであり、抵抗値１０¹²Ω・ｃ
ｍ、ローラ硬度（アスカーＣ、３００ｇ荷重）２５°〜
３５°であるものを用いて供給ローラのスリーブとの当
接幅を６．０ｍｍとして低湿環境下で画出し動作を行っ
た処、イニシャルのベタ黒反射濃度が１．５、スリーブ
上のトナーの帯電量の絶対値が２０μｃ／ｇ、スリーブ
上トナーの単位面積当りの重量（以下Ｍ／Ｓと称す）が
１．１ｍｇ／ｃｍ²であった。この後、１０万枚時点で
はベタ濃度が１．２、トナー帯電量が８μｃ／ｇ、Ｍ／
Ｓが０．７ｍｇ／ｃｍ²となり、濃度、カブリとも劣化
した。原因を調べるために、１０万枚時点でのトナー粒
子を観察した処、トナー形状が丸くなり、表面積の低
下、トナー粉砕、トナー融合体が発生する等、トナーの
物性劣化が生じているのが原因であった。

【００１７】また、スリーブ回転方向にトナーが付着し
ない箇所がスジ状に数箇所発生した（以下この現象を
「白スジ」と称する）。そこで、白スジの発生した処の
規制部に付着したトナーを観察した処、トナー融合体の
凝集物であることが確認された。また、規制部近傍での
トナー凝集物のブロッキングによるスリーブ駆動トルク
の増大も見られた。

【００１８】（２）現像スリーブの材質としてＳＵＳ
製、鏡面仕上げされたものを用い、供給ローラの材質と
して（１）と同じ抵抗値１０¹²Ω・ｃｍ、ローラ硬度
（アスカーＣ、３００ｇ荷重）２５°〜３０°であるも
のを用いて供給ローラのスリーブとの当接幅を１．５ｍ
ｍとして低湿環境下で画出し動作を行った処、イニシャ
ルのベタ黒反射濃度１．５、スリーブ上トナー帯電量の
絶対値が２０μｃ／ｇ、スリーブ上トナーのＭ／Ｓが
１．１ｍｇ／ｃｍ²であった。その後、数千枚時点では
ベタ濃度１．５であるが、トナー帯電量が１５〜３０μ
ｃ／ｇと不安定であり、Ｍ／Ｓも１．５〜２．５ｍｇ／
ｃｍ²となり、スリーブ上を観察した処、ブロッチ現象
が発生していた。

【００１９】更に画出し動作を続行した処、画出し画像
上にブロッチ形状のカブリ画像が発生し、画像飛び散り
も多くなり、画質が劣化した。但し、１０万枚時点での
ベタ濃度は１．４〜１．５を保持しており、トナー粒子
を観察した処、トナー形状はイニシャル時とほぼ同じ形
状であり、トナー粉砕、トナー融合体等は発生していな
かった。

【００２０】原因を調べるために、供給ローラとスリー
ブと当接幅を３．５ｍｍとした処、スリーブ上のブロッ
チ現象は減少していたが、スリーブ駆動トルクが上昇
し、よって、供給ローラのトナーの剥ぎ取り不足、ムラ
が原因であった。

【００２１】従って、本出願に係る第１の発明の目的
は、６μｍ以下の微粒子トナーで１００万枚という長期
複写動作を行っても、常に安定した現像剤担持体上のト
ナー塗布量を維持し、良好な画像を得ることのできる現
像剤規制体及び現像剤供給ローラを具備する１成分現像
剤を用いた現像装置を有する画像形成装置を提供するこ
とにある。

【００２２】また、本出願に係る第２の発明の目的は、
上記目的を達成するため、特に現像剤担持体からの剥ぎ
取るトナーの帯電電荷を適切な量にすることのできる画
像形成装置を提供することにある。

【００２３】さらに、本出願に係る第３の発明の目的
は、上記目的の他、ブロッキング等を発生させることな
く、磁性ブレードを用いて現像剤担持体上に適正なトリ
ボが付与されたトナーの薄層を形成することのできる画
像形成装置を提供することにある。

【００２４】また、本出願に係る第４の発明の目的は、
上記目的の他、コートムラ、ブロッチ画像を発生させる
ことなく、且つ現像剤担持体の駆動トルクの上昇、トナ
ーの物性劣化を防止でき、低分子オイルのしみ出しによ
る現像剤担持体汚染を発生させず、現像剤担持体上のト
ナー融着を発生させることのない画像形成装置を提供す
ることにある。

【００２５】さらに、本出願に係る第５の発明の目的
は、上記問題点を発生させることなく、現像剤担持体上
に安定したトナー塗布量を維持することのできる画像形
成装置を提供することにある。

【００２６】また、本出願に係る第６の発明の目的は、
上記問題点を発生させることなく、特にトナーの異常な
チャージアップを発生させることなく、トナーに十分な
トリボを付与することのできる画像形成装置を提供する
ことにある。

【００２７】さらに、本出願に係る第７の発明の目的
は、上記目的の他、例えば、導電化による硬度アップ
（耐久性、トナー劣化）を防ぐために、加圧を最下層に
より、また、トナーの異常なチャージアップ防止を最外
層により行うように機能を分離させ、長期的に安定した
トナーの異常なチャージアップを防ぐことのできる画像
形成装置を提供することにある。

【００２８】また、本出願に係る第８の発明の目的は、
上記目的の他、簡易な構成でトナーの帯電量をより一層
安定させることのできる画像形成装置を提供することに
ある。

【００２９】また、本出願に係る第９の発明の目的は、
上記目的の他、トナーの帯電量をより一層確実に安定さ
せることのできる画像形成装置を提供することにある。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本出願に係る第１の発明
によれば、上記目的は、現像容器内に収容された１成分
現像剤を、磁界発生手段を内蔵した回動可能な現像剤担
持体上に担持して、像担持体と対向した現像領域へと搬
送し、前記像担持体上に形成された潜像を前記１成分現
像剤で現像する現像装置を具備した画像形成装置におい
て、一端が前記現像剤担持体外表面と間隙をおいて対向
し、前記現像剤担持体上の現像剤の量を規制する現像剤
規制部材と、該現像剤規制部材の前記現像剤担持体近接
部よりも前記現像剤担持体回動方向上流側で、前記現像
剤担持体に軽圧接触もしくは近接して回動し、現像剤の
塗布、剥ぎ取りを行う、単泡性の発泡体で表面を形成し
た現像剤供給ローラとを有し、前記現像剤供給ローラの
発泡体が導電性であることにより達成される。

【００３１】また、本出願に係る第２の発明によれば、
上記目的は、上記第１の発明において、現像剤供給ロー
ラの発泡体の抵抗値が１０⁴〜１０⁹Ω・ｃｍであること
により達成される。

【００３２】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、上記目的は、上記第１の発明において、１成分現像
剤は磁性トナーであることにより達成される。

【００３３】また、本出願に係る第４の発明によれば、
上記目的は、上記第１の発明または第２の発明におい
て、現像剤供給ローラの現像剤担持体との接触幅を０．
０〜５．０ｍｍ、前記現像剤供給ローラの密度を０．１
５〜０．３５ｇ／ｃｍ³、硬度をアスカーＣ、３００ｇ
荷重で１０°〜３０°、セル数を１００〜４００個／イ
ンチとしたことにより達成される。

【００３４】さらに、本出願に係る第５の発明によれ
ば、上記目的は、上記第１の発明において、現像剤担持
体の外表面が疑似的鏡面を有することにより達成され
る。

【００３５】また、本出願に係る第６の発明によれば、
上記目的は、上記第１の発明において、現像剤担持体の
外表面は粗面化処理が行われていることにより達成され
る。

【００３６】さらに、本出願に係る第７の発明によれ
ば、上記目的は、上記第１の発明または第２の発明にお
いて、現像剤供給ローラが積層構成であり、最外層が導
電性単泡性発泡体であることにより達成される。

【００３７】また、本出願に係る第８の発明によれば、
上記目的は、現像容器内に収容された１成分現像剤を、
磁界発生手段を内蔵した回動可能な現像剤担持体上に担
持して、像担持体と対向した現像領域へと搬送し、前記
像担持体上に形成された潜像を前記１成分現像剤でイメ
ージ露光部を反転現像する現像装置を具備した画像形成
装置において、一端が前記現像剤担持体外表面と間隙を
おいて対向し、前記現像剤担持体上の現像剤の量を規制
する現像剤規制部材と、該現像剤規制部材の前記現像剤
担持体近接部よりも前記現像剤担持体回動方向上流側
で、前記現像剤担持体に近接して回動し、現像剤の塗
布、剥ぎ取りを行う、現像剤供給ローラとを有し、前記
現像剤供給ローラは、芯金の表面に導電性で単泡性の発
泡体が形成されたものであり、前記芯金は接地されてい
ることにより達成される。

【００３８】さらに、本出願に係る第９の発明によれ
ば、上記目的は、現像容器内に収容された１成分現像剤
を、磁界発生手段を内蔵した回動可能な現像剤担持体上
に担持して、像担持体と対向した現像領域へと搬送し、
前記像担持体上に形成された潜像を、前記１成分現像剤
で現像する現像装置を具備した画像形成装置において、
自由端が前記現像剤担持体外表面と間隙をおいて対向
し、前記現像剤担持体上の現像剤の量を規制する現像剤
規制部材と、該現像剤規制部材の前記現像剤担持体近接
部よりも前記現像剤担持体回動方向上流側で、前記現像
剤担持体に近接して回動し、現像剤の塗布、剥ぎ取りを
行う現像剤供給ローラとを有し、前記現像剤供給ローラ
は芯金の表面に導電性で単泡性の発泡体が形成されたも
のであり前記芯金に直流バイアスを印加することにより
達成される。

【００３９】

【作用】本出願に係る第１の発明によれば、現像剤担持
体に軽圧接触もしくは近接して回動し、現像剤の塗布、
剥ぎ取りを行う、現像剤供給ローラは、その表面を単泡
性の発泡体としたので、連泡性のローラに比べて、現像
剤担持体に対する実質的な接触面積が上り、現像剤担持
体へのトナー塗布及び剥ぎ取りが良好に行われる。しか
も、上記発泡体は導電性なので、平均粒径６μｍ以下の
微粒子トナーで１００万枚という長期複写動作を行って
も、剥ぎ取ったトナーの帯電電荷を適度に分散させて静
電気力を弱め、トナーの異常なチャージアップを防ぐ。

【００４０】また、本出願に係る第２の発明によれば、
上記第１の発明において、現像剤供給ローラの発泡体の
抵抗値を１０⁴〜１０⁹Ω・ｃｍとすることにより、平均
粒径６μｍ以下の微粒子トナーを用いた場合でも、トナ
ーの帯電電荷が適正値となり、コートムラ、ブロッチ現
象が発生しないことが確認された。

【００４１】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、上記第１の発明において、１成分現像剤は磁性トナ
ーであるので、現像剤担持体と間隙を有して配設した磁
性の現像剤規制部材を用いることにより、現像剤担持体
上に適正なトリボが付与されたトナーの薄層が形成され
る。しかも、上述した様に、トナーのトリボを適正にし
て、剥ぎ取り効果を高めるため、現像剤規制部材近傍で
のブロッキングは生じない。

【００４２】また、本出願に係る第４の発明によれば、
上記第１の発明または第２の発明において、現像剤供給
ローラの現像剤担持体との接触幅を０．０〜５．０ｍ
ｍ、前記現像剤供給ローラの密度を０．１５〜０．３５
ｇ／ｃｍ³、硬度をアスカーＣ、３００ｇ荷重で１０°
〜３０°、セル数を１００〜４００個／インチとしたこ
とにより、コートムラ、ブロッチ画像の発生がなく、且
つ現像剤担持体の駆動トルクの上昇、トナーの物性劣化
の発生がなく、低分子オイルのしみ出しによる現像剤担
持体汚染の発生がなく、現像剤担持体上のトナー融着の
発生がないことが確認された。

【００４３】さらに、本出願に係る第５の発明によれ
ば、上記第１の発明において、現像剤担持体の外表面が
疑似的鏡面を有するので、現像剤担持体上のトナー塗布
量が安定する。

【００４４】また、本出願に係る第６の発明によれば、
上記第１の発明において、現像剤担持体の外表面は粗面
化処理が行われているので、トナーには十分なトリボが
付与されるが、上述したように異常なチャージアップは
生じない。

【００４５】さらに、本出願に係る第７の発明によれ
ば、上記第１の発明または第２の発明において、現像剤
供給ローラが積層構成であり、最外層を導電性単泡性発
泡体とすることにより、トナーの異常なチャージアップ
防止機能をもたせ、加圧機能は下層にもたせることによ
り、一般に導電化に伴なう硬度アップを防ぎ、耐久性ア
ップ、トナー劣化防止を図り、かつ、トナーの異常なチ
ャージアップを防止する。

【００４６】また、本出願に係る第８の発明によれば、
前記現像剤供給ローラは、芯金の表面に導電性で単泡性
の発泡体が形成されたものであり、前記芯金は接地され
ているので、剥ぎ取りの際のトナーの帯電量を安定させ
る。

【００４７】さらに、本出願に係る第９の発明によれ
ば、前記現像剤供給ローラは芯金の表面に導電性で単泡
性の発泡体が形成されたものであり前記芯金に直流バイ
アスを印加するので、剥ぎ取りの際のトナーの帯電量を
より一層安定させる。

【００４８】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。尚、以下に説明する各実施例においては、本
発明が図５に示されるような電子写真式画像形成装置に
具現化されるものとして説明するが、これに限定される
ものではない。

【００４９】図５にて、電子写真画像形成装置は、像担
持体である感光ドラム１を回転自在に設け、該感光ドラ
ム１を一次帯電器１２で一様に帯電し、次に例えばレー
ザのような発光素子１３によって情報信号を露光して静
電潜像を形成し、現像装置１１で可視像化する。次に、
該可視像を転写帯電器１４により転写紙１５に転写し、
更に定着装置１６にて定着して永久画像を得る。又、感
光ドラム１上の転写残トナーはクリーニング装置１７に
より除去する。

【００５０】（第１の実施例）図１は、本発明による画
像形成装置の現像装置の第１の実施例を示す概略断面図
である。図１において、現像装置１１は、図中矢印ａ方
向に回転する像担持体である感光ドラム１に隣接して現
像容器２を有し、現像容器２には１成分現像剤として磁
性トナー７が収容されている。又、現像容器２内に、感
光ドラム１に対向して、内部に磁界発生手段である磁石
４を有する現像剤担持体としての現像スリーブ３を備
え、感光ドラム１上の静電潜像を現像してトナー像とし
て可視化するように構成されている。

【００５１】感光ドラム１としては、例えばカールソン
プロセスにより静電潜像を形成する所謂ゼログラフィー
感光体、特開昭４２−２３９１０号公報に記載のＮＰプ
ロセスにより静電潜像を形成する表面に絶縁層を形成す
る絶縁体、その他適宜の方法により静電潜像（電位潜像
を含む）を形成する部材が使用される。

【００５２】現像容器２は、現像装置１１の長手方向
（紙面に直角方向）に延在する開口部を有し、その開口
部に上述した現像スリーブ３が設けられる。

【００５３】現像スリーブ３は、例えばアルミニウム、
ＳＵＳ等の材料からなり、上記開口部の図で見て右略半
周面を現像容器２内に没入し、左略半周面を現像容器２
外へ露出して、感光ドラム１に対向するようにして、回
転自在に横設されている。現像スリーブ３と感光ドラム
１との間には、僅かな微小間隔が設けられている。現像
スリーブ３は、感光ドラム１の回転方向ａに対し、矢印
ｂ方向に回転駆動される。本実施例では現像スリーブ３
の表面材質ＳＵＳ、表面形状はトナーコートの薄層化の
ために疑似鏡面としたが、比較的滑らかな凹凸を有する
平滑面としても良い。

【００５４】現像剤担持体としての現像スリーブは、上
記現像スリーブ３のような円筒体（スリーブ）に限られ
ず、回転駆動される無端ベルトの形態にしても良く、
又、導電製のゴムローラーを用いても良い。

【００５５】磁石４は、現像スリーブ３内に設けられ、
本実施例では固定された永久磁石であり、スリーブ３が
回転駆動された場合も、固定位置及び姿勢を維持し、固
定的な磁界を発生する。

【００５６】更に、上記現像容器２内には、現像スリー
ブ３の上方位置に、そのエッジ部を近接させて現像剤規
制部材としての磁性ブレード５が設けられ、又、磁性ブ
レード５よりも現像スリーブ３の回転方向上流側の位置
に単泡性発泡体ゴムからなるトナー供給ローラ６が回転
可能に設けられる。

【００５７】現像装置１１は、上記構成にて、トナー供
給ローラ６が図中矢印ｃ方向に回転し、このトナー供給
ローラ６の回転とスリーブ３内の磁石４の磁界作用によ
り、磁性トナー７をスリーブ３の近傍に供給し、スリー
ブ３と供給ローラ６とが当接するニップ部において、磁
性トナー７が、供給ローラ６及びスリーブ３と摺擦され
ることにより、適度に摩擦帯電され、それによる静電気
力とスリーブ３内の磁石の磁力によりスリーブ３上に付
着する。

【００５８】その後、現像スリーブ３上に付着した磁性
トナー７は、現像スリーブ３の回転に伴い、磁性ブレー
ド５と現像スリーブ３の間隙に生じる磁気的な規制部を
抜け出して、現像スリーブ３上に磁性トナーの薄層を形
成し、感光ドラム１と微小間隙を開けて対向した現像部
へと搬送される。

【００５９】そして、現像部において現像スリーブ３と
感光ドラム１との間に、現像バイアスとして直流に交流
に重畳した交互電圧を印加することにより、現像スリー
ブ３上の磁性トナー７が感光ドラム１の静電潜像に対応
して転移し、静電潜像に付着、現像してトナー像として
可視化する。

【００６０】現像部において現像に消費されずに現像ス
リーブ３上に残存した磁性トナー７は、現像スリーブ３
の回転と共に現像スリーブ３の下部より現像容器２内に
回収される。この回収トナーは、供給ローラ６によって
現像スリーブ３との当接部で現像スリーブ３から剥ぎ取
られる。同時に供給ローラ６の回転により現像スリーブ
３上に新たな磁性トナー７が供給され、新たなトナー
は、再び現像スリーブ３の回転に伴い、磁性ブレード５
近接部へ搬送される。一方、上記の剥ぎ取られたトナー
の大部分は、供給ローラ６の回転に伴い現像容器２内の
トナー中に搬送されて混ざり合い、剥ぎ取られたトナー
の帯電電荷が分散させる。

【００６１】ここで、本実施例における供給ローラにつ
いて詳述する。本実施例に用いる供給ローラの概略断面
図を図２に示す。図２に示すように、金属の芯金８を支
軸として、その外側にシリコーンゴム、ＥＰＤＭゴム、
ＣＲゴム、ネオプレンゴム等、その気泡部９の壁面が隣
合う気泡部と連通していない単泡の発泡体をローラ状に
したものであり、図１中矢印ｃ方向に回転駆動させ現像
スリーブ３に摺接させている。この単泡発泡体ゴムから
なるトナー供給ローラ（以下、単泡ローラ）を使用する
ことで、従来の連泡性のローラやファーブラシローラに
比べ、現像スリーブ３への侵入量を同等にしても、その
表面が密なため実質的な接触面積が上り、その結果、現
像スリーブ３へのトナー塗布及び剥ぎ取りが良好に行え
るようになる。

【００６２】そして、本実施例では、上記単泡発泡体ゴ
ムは、例えば上記シリコーンゴムに導電材としてカーボ
ンブラックを適量分散させた単泡発泡体であり、以下の
特性を持つのが好ましい。

【００６３】ローラの抵抗値：１０⁴〜１０⁹Ω・ｃｍローラの密度：０．１５〜０．３５ｇ／ｃｍ² ローラの硬度：アスカーＣ、３００ｇ荷重１０°〜３０° ローラ表面のセル数：１００〜４００個／インチ

【００６４】に関しては、１０°より小さいと、低分
子オイルのしみ出しによるスリーブ汚染が発生し易くな
り、３０°より大きくなると、当接圧過大からスリーブ
上トナー融着、駆動トルク増大が生じる。、に関し
ても、同様な理由で範囲が決定される。

【００６５】に関して、ローラ抵抗値１０⁴〜１０⁹Ω
・ｃｍにすることにより、現像スリーブ３から剥ぎ取る
際、もしくは剥ぎ取った後供給ローラ６を通じて剥ぎ取
るトナーの帯電電荷を適度に分散させ静電気力を弱めた
ために、現像スリーブ３からの剥ぎ取り効果を高め、ま
た、トナーの異常なチャージアップを防止することがで
き、スリーブコートムラ、ブロッチ現象等の発生を未然
に防ぎ、かつ、供給ローラ６とスリーブ３と摺擦により
適度に摩擦帯電されるため、スリーブ３上付着を十分に
行うことができる。

【００６６】尚、本実施例において、供給ローラ６は外
径６ｍｍの金属芯金に硬度２０°（アスカーＣ、３００
ｇ荷重）、密度０．２５ｇ／ｃｍ³、セル数２００個／
インチで抵抗値１０⁵〜１０⁶Ω・ｃｍのシリコーンゴム
にカーボンブラックを分散させた単泡性発泡体を肉厚４
ｍｍでローラ状に被覆した外径１４ｍｍのものを用い、
現像スリーブ３と同方向（カウンターで摺擦する方向）
で且つ等速回転させ当接幅を０．０、０．５、１．０、
１．５、２．０ｍｍと振って、各々画出し動作を低湿環
境下にて行った。

【００６７】磁性トナー７は、磁性１成分現像剤として
使用されるので、スチレン樹脂やアクリル樹脂、ポリエ
チレン樹脂等の各種熱可塑性樹脂中に、フェライト等の
磁性体を分散してなっている。本実施例ではトナーとし
て、スチレン／アクリル樹脂とスチレン／ブタジエン樹
脂の共重合体及び磁性体からなる平均粒径６μｍのトナ
ー粉体に、コロダイルシリカ０．６％を外添したネガ
（−）帯電するトナーを用いた。

【００６８】以上のような構成を有する現像装置をキャ
ノン株式会社製ＧＰ−５５複写機に組み込み、バイアス
電源として周波数２０００Ｈｚ、ピーク・ピーク電圧１
４００Ｖの交流電圧に−５５０Ｖの直流を重畳させたも
のを用い、感光ドラム１上の潜像の表面電位を明部−７
００Ｖ、暗部−２５０Ｖにし、現像スリーブ３と感光ド
ラム１の間隔を３００μｍに設定して非接触反転現像を
行った。

【００６９】比較実験として、抵抗値１０¹²〜１０¹³Ω
・ｃｍ、他の諸特性はほぼ等しいシリコーンゴム、単泡
性発泡体の供給ローラにおいても、当接幅を同様に振っ
て低湿環境下にて同様の画出し動作を行った。

【００７０】本実施例と比較実験との結果の比較を表１
に示す。

【００７１】

【表１】

【００７２】比較実験によれば、当接幅１．５ｍｍ以下
において、ブロッチ現象が発生、２．０ｍｍにおいて
も、現像スリーブ３上にコートムラが発生していたのに
比べ、本実施例によると、現像スリーブ３上に良好なト
ナー層厚を均一に形成することができた。また、トナー
の帯電量は−１８〜２０μｃ／ｇで安定していた。

【００７３】本実験では、１００万枚の画像形成を、３
０００枚毎にトナーを補給しながら連続的に行ったが、
トナー補給を含め最終の画像形成に至るまで本実施例で
は濃度ムラ、カブリ、濃度低下等のない良好な画像を維
持することができた。

【００７４】さらに、異常にチャージアップしたトナー
の帯電電荷も分散させるため、トナー供給ローラ６によ
って現像スリーブ３上に付着したトナーをチャージアッ
プさせず、トナー凝集塊が発生しにくく、従って、磁気
ブレード系において比較的発生しやすいブレード部凝集
塊付着による現像スリーブ３の周方向におけるコートム
ラが生じにくい。

【００７５】本発明により、当接幅０．０〜２．０ｍｍ
においても、現像スリーブ３上のコートムラ、ブロッチ
画像を発生させることなく、且つ、現像スリーブ３の駆
動トルクの上昇、トナーの物性劣化を防止することが可
能となった。

【００７６】なお、当接幅はトルクの上昇、トナーの物
性劣化の度合いから０．０〜５．０ｍｍ、好ましくは
０．０〜２．０ｍｍである。

【００７７】また、本実施例では、反転現像を行った
が、正規現像でも良いのは勿論である。

【００７８】また、本実施例では、導電性発泡体の単層
供給ローラであるが、２層等の積層構成とし、最外層を
導電性単泡性発泡体とすることにより、下層部で加圧機
能を、最外層でトナーの異常なチャージアップ防止機能
を果たすことができ、硬度アップを防ぎ、耐久性アッ
プ、トナー劣化防止を図ることができる。

【００７９】本実施例では導電性発泡体はシリコーンゴ
ムに導電材としてカーボンブラックを用いたが、他のゴ
ムの発泡体でもよく、他の導電材を用いても良い。

【００８０】（第２の実施例）次に、本発明の第２の実
施例について説明する。図３は本発明による画像形成装
置の第２の実施例を示す概略断面図である。本実施例で
は第１の実施例と同様に反転現像を行った。図３におい
て、構成は第１の実施例と同じであるため、説明を省略
する。

【００８１】本実施例では、現像スリーブ３に対してト
ナー供給ローラ６を近接（非接触）し、芯金８を接地す
る。

【００８２】以上のような構成を有する現像装置をキャ
ノン株式会社製ＧＰ−５５複写機に組み込み、バイアス
電源として周波数２０００Ｈｚ、ピーク・ピーク電圧１
４００Ｖの交流電圧に−５５０Ｖの直流を重畳させたも
のを用い、感光ドラム１上の潜像の表面電位を明部−７
００Ｖ、暗部−２５０Ｖにし、現像スリーブ３と感光ド
ラム１の間隔を３００μｍに設定して非接触反転現像を
行った。

【００８３】本実施例では、現像スリーブ３とトナー供
給ローラ６の最近接間距離を３００μｍとした。このた
め、現像スリーブ３とトナー供給ローラ６の最大電界強
度は、［５５０＋７００Ｖ］÷［３００μｍ］≒４．２
×１０⁶［Ｖ／ｍ］、ベタ黒画像形成時の現像スリーブ
３と感光ドラム１表面の最大電界強度は［３００＋７０
０Ｖ］÷［３００μｍ］≒３．３×１０⁶［Ｖ／ｍ］と
なる。

【００８４】本実施例によれば、現像スリーブ３の回転
と共に現像スリーブ３の下部より現像容器２内に回収さ
れる回収トナーはトナー供給ローラ６によって現像スリ
ーブ３との最近接部近傍にて、電位差（電界）により現
像スリーブ３から剥ぎ取られる。現像スリーブ３上のト
ナーの剥ぎ取られた部分には、新たなトナーが投入さ
れ、磁気ブレード５近接部へ搬送される。本実施例で
は、トナー供給ローラ６は現像スリーブ３に対し周方向
等速回転を行う。

【００８５】本実施例により、反転現像を行うにおい
て、現像スリーブ３上に良好なトナー層厚を形成、維持
することができ、且つ、トナー供給ローラ６が現像スリ
ーブ３に当接していないため、当接による現像スリーブ
３の駆動トルクの上昇、トナー劣化も生じず、接地する
ことのみの簡易構成が図られる。

【００８６】本実施例において、現像スリーブ３とトナ
ー供給ローラ６の距離を一定に保つために、トナー供給
ローラ６の両端にコロを設け、距離確保を行った。本実
施例では現像スリーブ３とトナー供給ローラ６の最近接
間距離を３００μｍとしたが、ローラ偏心、フレ、表面
性による現像スリーブ３へのリーク（縁面確保）、且つ
剥ぎ取りに十分な電界強度を考慮して実験を行った処、
２００μｍ〜５００μｍが良好であり、適している。

【００８７】（第３の実施例）次に、本発明の第３の実
施例について説明する。図３は本発明による画像形成装
置の第３の実施例を示す概略断面図である。

【００８８】本実施例では、現像スリーブ３に対してト
ナー供給ローラ６を近傍（非接触）し、芯金８に直流バ
イアスを印加する。

【００８９】直流バイアスを印加することにより、現像
スリーブ３とトナー供給ローラ６の最大電界強度を所望
の値にすることができる。

【００９０】本実施例では現像スリーブ３とトナー供給
ローラ６の最近接距離を３００μｍとし、ベタ黒画像形
成時の現像スリーブ３と感光ドラム１表面の最大電界強
度とほぼ同じ様にするために、−２５０Ｖのバイアスを
印加した。

【００９１】本実施例では、以上のような構成を有する
現像装置をキャノン株式会社製ＧＰ−５５複写機に組み
込み、バイアス電源として周波数２０００Ｈｚ、ピーク
・ピーク電圧１４００Ｖの交流電圧に−５５０Ｖの直流
を重畳させたものを用い、感光ドラム１上の潜像の表面
電位を明部−７００Ｖ、暗部−２５０Ｖにし、現像スリ
ーブ３と感光ドラム１の間隔を３００μｍに設定して非
接触反転現像を行った。

【００９２】なお、トナー供給ローラ６の回転方向を現
像スリーブ３と同方向（カウンター）とし、周速は現像
スリーブ３の表面の周速の約１．５倍の周速で回転させ
た。

【００９３】本実施例の構成をとることにより、現像ス
リーブ３とトナー供給ローラ６の電界強度的に剥ぎ取り
能力を所望の最近接部近傍領域に限定し（領域ｄ）、剥
ぎ取りが行われ最近接部近傍領域より現像スリーブ３の
下流側にて（領域ｅ）、トナー供給ローラ６の回転によ
りトナーを現像スリーブ３上へ回転圧力により搬送し、
トナー同士で摩擦帯電され、それによる静電気力と現像
スリーブ３内の磁石４の磁力により、現像スリーブ３上
に付着する。本実施例ではトナー供給ローラ６の回転周
速を現像スリーブ３周速の約１．５倍としたため、さら
に回転による圧力が増加した。

【００９４】本実施例により、所定の直流バイアスを印
加することにより、適度の剥ぎ取り効果と適度の現像ス
リーブ３上へのトナー付着効果が得られ、ベタ黒画像形
成時等のトナー追従性が良く、極めて安定した画像形成
を常に行うことができる。

【００９５】本実施例では、現像スリーブ３の表面を疑
似鏡面としたが、比較的滑らかな凹凸を有する平滑面と
しても良く、トナー搬送性を向上させることができる。
なお、本実施例ではイメージ露光及び反転現像で行った
が、バックグランド露光及び正規現像においても所定の
直流バイアスを印加することにより同様の効果が得られ
るのは勿論である。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第１
の発明によれば、現像剤担持体に軽圧接触もしくは近接
して回動し、現像剤の塗布、剥ぎ取りを行う、現像剤供
給ローラは、その表面を単泡性の発泡体としたので、連
泡性のローラに比べて、現像剤担持体に対する実質的な
接触面積が上り、現像剤担持体へのトナー塗布及び剥ぎ
取りを良好に行うことができる。しかも、上記発泡体は
導電性なので、平均粒径６μｍ以下の微粒子トナーで１
００万枚という長期複写動作を行っても、剥ぎ取ったト
ナーの帯電電荷を適度に分散させて静電気力を弱め、ト
ナーの異常なチャージアップを防ぐことができる。その
結果、現像剤担持体上のコートムラ、プロッチ現象の発
生を防ぐことができ、且つ、現像剤担持体の駆動トルク
の上昇、トナーの物性劣化の発生を防止することができ
るので、常に良好な画像を得ることができる。

【００９７】また、本出願に係る第２の発明によれば、
上記第１の発明において、現像剤供給ローラの発泡体の
抵抗値を１０⁴〜１０⁹Ω・ｃｍとすることにより、平均
粒径６μｍ以下の微粒子トナーを用いた場合でも、トナ
ーの帯電電荷を適正値とすることができ、コートムラ、
ブロッチ現象の発生を防止することができる。

【００９８】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、上記第１の発明において、１成分現像剤は磁性トナ
ーであるので、現像剤担持体と間隙を有して配設した磁
性の現像剤規制部材を用いることにより、現像剤担持体
上に適正なトリボが付与されたトナーの薄層を形成する
ことができる。しかも、上述した様に、トナーのトリボ
を適正にして、剥ぎ取り効果を高めるため、現像剤規制
部材近傍でのブロッキングの発生を防止することができ
る。

【００９９】また、本出願に係る第４の発明によれば、
上記第１の発明または第２の発明において、現像剤供給
ローラの現像剤担持体との接触幅を０．０〜５．０ｍ
ｍ、前記現像剤供給ローラの密度を０．１５〜０．３５
ｇ／ｃｍ³、硬度をアスカーＣ、３００ｇ荷重で１０°
〜３０°、セル数を１００〜４００個／インチとしたこ
とにより、コートムラ、ブロッチ画像の発生を防止で
き、且つ現像剤担持体の駆動トルクの上昇、トナーの物
性劣化の発生を防止でき、低分子オイルのしみ出しによ
る現像剤担持体汚染の発生を防止でき、現像剤担持体上
のトナー融着の発生を防止することができる。

【０１００】さらに、本出願に係る第５の発明によれ
ば、上記第１の発明において、現像剤担持体の外表面が
疑似的鏡面を有するので、現像剤担持体上のトナー塗布
量を安定させることができる。

【０１０１】また、本出願に係る第６の発明によれば、
上記第１の発明において、現像剤担持体の外表面は粗面
化処理が行われているので、トナーには十分なトリボを
付与することができる、しかも、上述したように異常な
チャージアップを防ぐことができる。

【０１０２】さらに、本出願に係る第７の発明によれ
ば、上記第１の発明または第２の発明において、現像剤
供給ローラが積層構成であり、最外層が導電性単泡性発
泡体なので、下層により加圧をし、最外層によりトナー
の異常なチャージアップを防ぐことができ、機能分離を
行なうことで一般に導電化をすることにより生じる硬度
アップ（耐久性、トナー劣化）を防ぎ、かつ、トナーの
異常なチャージアップを防ぐことができる。

【０１０３】また、本出願に係る第８の発明によれば、
前記現像剤供給ローラは、芯金の表面に導電性で単泡性
の発泡体が形成されたものであり、前記芯金は接地され
ているので、簡易な構成により、剥ぎ取りの際のトナー
の帯電量を安定させることができる。

【０１０４】さらに、本出願に係る第９の発明によれ
ば、前記現像剤供給ローラは芯金の表面に導電性で単泡
性の発泡体が形成されたものであり前記芯金に直流バイ
アスを印加するので、剥ぎ取りの際のトナーの帯電量を
より一層安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す現像装置の概略断
面図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示す現像装置の概略断
面図である。

【図３】本発明の第３の実施例を示す現像装置の概略断
面図である。

【図４】図１のトナー供給ローラの拡大断面図である。

【図５】本発明が具現化し得る電子写真式画像形成装置
の概略構成図である。

【符号の説明】

１感光ドラム（像担持体）２現像容器３現像スリーブ（現像剤担持体）４磁石（磁界発生手段）５磁性ブレード（現像剤規制体）６トナー供給ローラ（現像剤供給ローラ）７磁性トナー（１成分現像剤）８芯金

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像容器内に収容された１成分現像剤
を、磁界発生手段を内蔵した回動可能な現像剤担持体上
に担持して、像担持体と対向した現像領域へと搬送し、
前記像担持体上に形成された潜像を前記１成分現像剤で
現像する現像装置を具備した画像形成装置において、一
端が前記現像剤担持体外表面と間隙をおいて対向し、前
記現像剤担持体上の現像剤の量を規制する現像剤規制部
材と、該現像剤規制部材の前記現像剤担持体近接部より
も前記現像剤担持体回動方向上流側で、前記現像剤担持
体に軽圧接触もしくは近接して回動し、現像剤の塗布、
剥ぎ取りを行う、単泡性の発泡体で表面を形成した現像
剤供給ローラとを有し、前記現像剤供給ローラの発泡体
が導電性であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】現像剤供給ローラの発泡体の抵抗値が１
０⁴〜１０⁹Ω・ｃｍであることとする請求項１に記載の
画像形成装置。
【請求項３】１成分現像剤は磁性トナーであることと
する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】現像剤供給ローラの現像剤担持体との接
触幅を０．０〜５．０ｍｍ、前記現像剤供給ローラの密
度を０．１５〜０．３５ｇ／ｃｍ³、硬度をアスカー
Ｃ、３００ｇ荷重で１０°〜３０°、セル数を１００〜
４００個／インチとしたこととする請求項１または請求
項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】現像剤担持体の外表面が疑似的鏡面を有
することとする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】現像剤担持体の外表面は粗面化処理が行
われていることとする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】現像剤供給ローラが積層構成であり、最
外層が導電性単泡性発泡体であることとする請求項１ま
たは請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項８】現像容器内に収容された１成分現像剤
を、磁界発生手段を内蔵した回動可能な現像剤担持体上
に担持して、像担持体と対向した現像領域へと搬送し、
前記像担持体上に形成された潜像を前記１成分現像剤で
イメージ露光部を反転現像する現像装置を具備した画像
形成装置において、一端が前記現像剤担持体外表面と間
隙をおいて対向し、前記現像剤担持体上の現像剤の量を
規制する現像剤規制部材と、該現像剤規制部材の前記現
像剤担持体近接部よりも前記現像剤担持体回動方向上流
側で、前記現像剤担持体に近接して回動し、現像剤の塗
布、剥ぎ取りを行う、現像剤供給ローラとを有し、前記
現像剤供給ローラは、芯金の表面に導電性で単泡性の発
泡体が形成されたものであり、前記芯金は接地されてい
ることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】現像容器内に収容された１成分現像剤
を、磁界発生手段を内蔵した回動可能な現像剤担持体上
に担持して、像担持体と対向した現像領域へと搬送し、
前記像担持体上に形成された潜像を、前記１成分現像剤
で現像する現像装置を具備した画像形成装置において、
一端が前記現像剤担持体外表面と間隙をおいて対向し、
前記現像剤担持体上の現像剤の量を規制する現像剤規制
部材と、該現像剤規制部材の前記現像剤担持体近接部よ
りも前記現像剤担持体回動方向上流側で、前記現像剤担
持体に近接して回動し、現像剤の塗布、剥ぎ取りを行う
現像剤供給ローラとを有し、前記現像剤供給ローラは芯
金の表面に導電性で単泡性の発泡体が形成されたもので
あり前記芯金に直流バイアスを印加することを特徴とす
る画像形成装置。