JPH09274376A

JPH09274376A - 現像装置

Info

Publication number: JPH09274376A
Application number: JP11022696A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Ozeki; 行弘大関; Katsuhiro Sakaizawa; 勝弘境澤; Kiyonari Ogawa; 研也小川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-04-05
Filing date: 1996-04-05
Publication date: 1997-10-21

Abstract

(57)【要約】【課題】現像剤担持体上の現像残りの非磁性１成分現
像剤を、現像剤にストレスを与える現像剤供給手段によ
らずに剥ぎとって、現像剤担持体上に良好な現像剤の薄
層を形成できる、高画質かつ長寿命の現像装置を提供す
ることである。【解決手段】トナー供給ローラ４を現像ローラ２と非
接触とし、非磁性トナー８の供給のみをさせる。弾性ブ
レード３を現像ローラ２にその回転方向と対向する向き
で当接し、当接ニップ領域の下流側にトナー８に満たさ
れない微小空隙３ｄを形成する。弾性ブレード３は、弾
性薄状基板３ａ上に絶縁性の弾性層３ｂを形成してな
り、その基板３ａの現像ローラ２とは反対側の面に、電
界発生手段として導電板３ｃを設け、この導電板３ｃを
微小空隙３ｄに位置させて配置した。微小空隙３ｄ中に
おいて、ここに形成した交番電界により、現像ローラ２
上のトナー８を剥ぎとって、飛翔、往復運動し撹拌させ
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、電子写真装置や静
電記録装置等の画像形成装置において、静電潜像をキャ
リアを含まない非磁性１成分現像剤により現像する現像
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写装置や画像記録装置、プリンター、
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などからなる像担持体上に形成し
た静電潜像を、現像装置により現像してトナー像とする
ことを行なっている。

【０００３】このような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、また実用化されている。
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困難である問
題があった。

【０００４】しかるに、画像の解像力、鮮明力などの向
上が求められている現在、トナーの薄層形成方法および
その装置に関する開発は必須となっており、またこれに
対して幾つかの方策が提案されている。

【０００５】たとえば特開昭５４−４３０３８号には、
現像剤担持体としての現像スリーブにゴムまたは金属製
の弾性ブレードを当接させ、トナー層がこの弾性ブレー
ドと現像スリーブとの当接部の間を通過するように構成
して、トナー層厚の規制を行ない、それによって、現像
スリーブ上にトナーの薄層を形成し、かつ当接部での摩
擦により、トナーに十分な摩擦帯電電荷（トリボ）を付
与させる現像装置が記載されている。

【０００６】この場合、弾性ブレードにより非磁性トナ
ーを規制するときには、現像スリーブ上にトナーを供給
する供給部材が別途必要となる。これは、磁性トナーの
場合には、現像スリーブ内の磁石の磁力により現像スリ
ーブ上にトナーを供給することができるが、非磁性トナ
ーの場合には、磁力によるトナーの供給が行なえないた
めである。

【０００７】つまり、非磁性トナーを現像スリーブ上に
供給する場合、磁性トナーの場合の磁力に代えて、非磁
性トナーを鏡映力によって現像スリーブ上に担持させる
必要が生じてくる。そこで、必然的に、非磁性トナーの
帯電量は、磁性トナーの帯電量よりも大きくなるように
トナーが構成され、かつ、非磁性トナーが摩擦帯電によ
り、帯電される過程が必要となってくる。

【０００８】このような必要条件を満たし、現像スリー
ブ上に非磁性トナーを良好に供給可能な現像装置の例と
して、本出願人が先に出願した特開昭５８−１１６５５
９号等がある。

【０００９】図９に示した従来の現像装置（特開昭５８
−１１６５５９号）では、１成分現像剤として非磁性ト
ナー１０６を収容した現像容器１０２内に、弾性ブレー
ド１０４よりも現像スリーブ１０３の回転方向上流側の
位置で、現像スリーブ１０３に当接するファーブラシ構
造の供給ローラ１０５を設置して、現像スリーブ１０３
上の現像に消費されずに残留したトナー１０６を供給ロ
ーラ１０５により剥ぎとるとともに、現像スリーブ１０
３上に新たなトナー１０６を供給するようにしている。

【００１０】供給ローラ１０５による現像スリーブ１０
３上の残留トナーの剥ぎとり動作によって、現像スリー
ブ１０３上への新たなトナーの供給不良が防止され、ス
リーブゴーストの発生が防止される。

【００１１】もし、この剥ぎとり動作がなければ、現像
スリーブ１０３上の残留トナーは、何回も弾性ブレード
１０４との当接部を通過することとなり、その帯電量が
上昇し（チャージアップ）、残留トナーの現像スリーブ
１０３への鏡映力が増加するので、現像スリーブ１０３
上のトナー領域は、その残留トナーが少ない現像部領域
と残留トナーが多い非現像部領域とで現像性の差を生
み、上記のスリーブゴーストが生じる。また、同じトナ
ーが弾性ブレード１０４を何回も通過することは、それ
だけトナーが多くのストレスを受け、トナー劣化が生じ
る原因にもなる。

【００１２】このため、現像スリーブ１０３上からの残
留トナーの剥ぎとり動作は、非磁性１成分現像装置で
は、非常に重要な動作であると認識され、必須と考えら
れていた。

【００１３】従って、非磁性１成分現像装置は、上記の
構成により、現像スリーブ１０３上に非磁性トナーの薄
層を良好に形成することができ、像担持体、すなわち感
光ドラム１０１上の静電潜像を良好に現像することがで
き、現像により高濃度、広面積のベタ黒画像を忠実に再
現して、常に安定した画像を得ることが可能になった。
また、この現像装置は、従来の２成分現像装置に比べ、
簡易かつ小型で、トナー容量の多い現像装置を提供する
ことができた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
現像装置に用いられる１成分現像剤の非磁性トナーは、
カラートナーとしての用途が多く、定着工程における各
色トナーの混合溶融の必要性から、低融点のトナーが用
いられている。さらに、白黒画像出力用の黒トナーも、
省エネルギー、クイックスタート等の要望から、低温定
着に適した低融点トナーが必要とされてきている。

【００１５】しかしながら、従来、トナー供給部材とし
て、ファーブラシ構造の供給ローラ１０５や発泡骨格構
造のスポンジローラを用い、トナーの供給および剥ぎと
りの観点から、これを所定の圧力で現像スリーブ１０３
に当接し、摺擦しているので、以下のような問題があっ
た。

【００１６】（１）トナー供給ローラ１０５により現像
スリーブ上のトナーの剥ぎとるときに、供給ローラと現
像スリーブとの圧接部の間でトナーに外力（ストレス）
が加わり、トナーが劣化して帯電電荷獲得能力が徐々に
低下する。このため、現像工程を多数回繰り返すと、ト
ナーの帯電電荷量の低下により、感光ドラム１０１の静
電潜像の非画像域にトナーが付着するカブリが生じる。
このカブリは、特に高温、高湿下で顕著となる。

【００１７】（２）たとえばトナー供給ローラ１０５の
現像スリーブ１０３に対する摺擦が長時間にわたると、
供給ローラ１０５自身の摩耗、損傷（スポンジローラの
場合は、ほつれ、摩耗、ファーブラシローラの場合はブ
ラシのヘタリ等）が発生する。このため、現像スリーブ
上のトナーに加わるストレスを小さくできるが、現像ス
リーブ上からの残留トナーの剥ぎとりが不十分となり、
残留トナーがチャージアップする。従って、トナーの現
像スリーブへの鏡映力が増加して、現像性が低下し、得
られる画像に、濃度薄やスリーブゴースト等の画像不良
が発生する。

【００１８】あるいは、現像装置が高温環境下で長期に
わたり放置された場合、供給ローラ１０５の現像スリー
ブ１０３との当接部が局所的に凹みを生じ、この凹部で
現像スリーブへの当接不良を招く。従って、トナーに加
わるストレスを低減できるが、トナーの剥ぎとりが不十
分となるので、上記（２）と同様、供給ローラの回転周
期の間隔の濃度薄やスリーブゴースト等の画像不良が発
生する。

【００１９】このように、従来の現像装置に低融点のト
ナーを用いると、以上の（１）〜（２）の問題が生じ
る。これが厄介なのは、（１）のように、現像スリーブ
上のトナーの剥ぎとりのために、トナーにストレスを加
えると、トナーが劣化してトナーの帯電不良によるカブ
リが発生し、（２）のように、トナーに加えるストレス
を低減すると、トナーの剥ぎとり不良が生じるというよ
うに、その作用、効果の方向性が相反していることであ
る。

【００２０】このような作用、効果の方向性の相反のた
めに、従来、低融点の非磁性トナーを用いた非磁性１成
分現像装置、特にカラー用の非磁性１成分現像装置の寿
命は、磁性トナーを用いた磁性１成分現像装置や２成分
現像装置と比べて、著しく短いものになっていた。

【００２１】本発明の目的は、現像剤担持体上の現像残
りの非磁性１成分現像剤を、現像剤にストレスを与える
現像剤供給手段によらずに剥ぎとって、現像剤担持体上
に良好な現像剤の薄層を形成することができる、高画質
かつ長寿命の現像装置を提供することである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明にかか
る現像装置にて達成される。要約すれば、本発明は、像
担持体に対向して回動する現像剤担持体と、現像剤担持
体に非磁性１成分現像剤を供給する、該現像剤担持体に
非接触に配置された現像剤供給手段と、現像剤担持体の
回動方向に関し現像剤供給手段よりも下流側に配置され
た、現像剤担持体上の現像剤を規制する現像剤規制手段
とを有する現像装置において、前記現像剤担持体と微少
空隙を開けて電界発生手段を配置し、電界発生手段に現
像剤担持体との間で交流電圧を印加して、前記微少空隙
に交番電界を形成し、現像剤担持体上の現像剤を微少空
隙中で飛翔、往復動させることを特徴とする現像装置で
ある。

【００２３】本発明によれば、前記電界発生手段の設置
位置を、現像剤規制手段による現像剤の規制部またはそ
の下流側とすることができ、前記現像剤規制部材が、現
像剤担持体にその回動方向に対向する向きで当接した弾
性規制部材であり、前記弾性規制部材の現像剤担持体と
は反対側に電界発生手段を構成する導電板が設けられ、
前記導電板を、前記弾性規制部材と現像剤担持体との当
接部の下流に形成される微少空隙に対応した位置に配置
することができる。

【００２４】本発明によれば、前記電界発生手段の設置
位置を、現像剤担持体の回動方向に関し、現像剤規制手
段から現像剤担持体と像担持体との対向部までの間の一
所とすることもでき、前記電界発生手段が導電板からな
ることができる。前記電界発生手段の設置位置を、現像
剤担持体の回動方向に関し、現像剤担持体と像担持体と
の対向部から現像剤供給手段までの間の一所とすること
もできる。また、前記現像剤担持体の下部に当接する弾
性シール部材が設置され、前記弾性シール部材を、電界
発生手段を構成する弾性導電板と、その上に設けられた
現像剤担持体と当接する絶縁性弾性層とから構成するこ
とができる。

【００２５】本発明によれば、前記現像剤担持体に像担
持体との間で現像バイアスを印加する現像電源が設置さ
れ、前記現像電源は少なくとも交流電源を備えてなり、
前記交流電源を利用して前記電界発生手段に交流電圧を
印加することができる。好ましくは、前記現像剤の形状
係数ＳＦ−１が１００〜１４０であり、ＳＦ−２が１０
０〜１２０である。前記現像剤の一部または全体が重合
法により形成される。前記現像剤がコア／シェル構造を
もつ。前記コアの主成分が低軟化点物質であり、前記低
軟化点物質の融点が４０〜９０℃であり、前記現像剤の
表面に外添剤が被覆され、その被覆率が５〜９９％であ
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に則
してさらに詳しく説明する。

【００２７】実施例１本発明の現像装置の一実施例を図１に示す。図１は、本
発明の一実施例にかかる非磁性１成分現像装置を示す断
面図で、同図には、本発明に関連のない駆動系などの箇
所は省略した。この現像装置は、公知の電子写真画像形
成装置等の現像装置として使用される。

【００２８】図１に示すように、本実施例の非磁性１成
分現像装置９は、像担持体である感光ドラム１と対向し
た現像ローラ２を有し、この現像ローラ２は、１成分現
像剤の非磁性トナー８を収容した現像容器１０の感光ド
ラム１に対面した開口部に、回転自在に設置されてい
る。現像ローラ２は非磁性材料からなり、本実施例では
アルミニウムとした。現像ローラ２の表面は、表面粗さ
Ｒｚがたとえば約２、５μｍになるように処理した。感
光ドラム１はＯＰＣ、アモルファスＳｉ等からなる。

【００２９】現像ローラ２は感光ドラムドラム１に対し
て、約３００μｍの間隙を開けて非接触に対向配置し
た。無論、現像ローラ２を感光ドラムドラム１に対して
接触配置することもできるが、この場合には、現像ロー
ラ２は当接状態を良好とするために弾性部材で形成する
ことが望ましい。

【００３０】現像ローラ２の表面には弾性ブレード３が
当接され、この当接部で現像ローラ２上の非磁性トナー
８のコート量および帯電量が規制される。本発明によれ
ば、この弾性ブレード３を当接した当接部およびその近
傍で、現像ローラ２上のトナー８に、飛翔、往復動によ
る撹拌作用をもたらすようにしたことが大きな特徴であ
る。

【００３１】本発明の特徴の１つである弾性ブレード３
を詳しく説明すると、図２に示すように、弾性ブレード
３は、厚さ１００μｍ程度のポリエチレンテレフタレー
ト（ＰＥＴ）フィルムからなる弾性薄状基板３ａ上に、
ウレタンゴム等からなる絶縁性の弾性層３ｂを形成して
なっており、現像ローラ２にその回転方向と対向する向
きで所定の圧力で当接されている。弾性層３ｂの現像ロ
ーラ２の回転方向に沿う幅は、基板３ａの下端（自由
端）から現像ローラ２と相対する部分の十分上までとさ
れている。弾性層３ｂの材質は、本実施例では、非磁性
トナー８として負帯電極性のものを用いるので、上記の
ように、ウレタンゴム等の電子付与性のものとすること
が望ましい。弾性層３ｂの表面には、電子付与性のナイ
ロン等をコーティングすることができる。トナー８の帯
電極性が正極性であれば、弾性層３ｂに電子吸引性の材
質を用いるべきである。

【００３２】弾性ブレード３を、現像ローラ２にその回
転方向と対向する向きで当接し、弾性ブレード３の弾性
層３ｂの幅を、弾性ブレード３と現像ローラ２との当接
部に生じるニップ幅よりも十分に長く採っているので、
現像ローラ２回転方向上、当接ニップ領域の上流側およ
び下流側に間隙が形成される。当接ニップ領域の下流側
の間隙は、当接ニップ領域によりトナー８が規制される
ので、トナー８に満たされずに微少空隙３ｄが形成され
る。当接ニップ領域の上流側の間隙は、トナー８の規制
前の位置であるためトナー８で満たされるので、そこに
空隙は形成されない。

【００３３】本発明によれば、弾性ブレード３の弾性薄
状基板３ａの現像ローラ２とは反対側の面には、図２に
示すように、電界発生手段として使用する導電板３ｃを
設けてあり、この導電板３ｃを、上記した当接ニップ領
域下流の微小空隙３ｄに位置するように配置している。
本実施例では、弾性薄状基板３ａを絶縁性のＰＥＴフィ
ルム等としたが、基板３ａをリン青銅板等の導電性のも
ので形成すれば、基板３ａ自体を電界発生手段とするこ
とができるので、導電板３ｃを省略することができる。

【００３４】ただし、基板３ａを導電板で形成する場
合、その導電板製の基板３ａを微少空隙３ｄとの対応部
から当接ニップ領域との対応部にまで形成すると、これ
から発生される電界により当接ニップ領域の当接圧が上
昇するので、不適当である。従って、基板３ａとは別個
の導電板３ｃで電界発生手段を、図２またはこれに近い
形で形成することが望ましい。

【００３５】図１に示すように、現像容器１０内にはト
ナー供給手段の供給ローラ４を設置しており、本発明に
よれば、この供給ローラ４は現像ローラ２に対し非接触
な配置とした。本実施例では、一例として、回転可能な
芯金上にファーブラシを形成した構造の供給ローラ４を
用いた。トナー供給ローラ４のファーブラシの材質も、
弾性ブレード３の弾性層３ｂと同様に、電子付与性のも
のが望ましく、本実施例ではナイロンとした。

【００３６】本発明では、上記のように、トナー供給ロ
ーラ４を現像ローラ２に非接触に配置したので、従来の
ような、トナー供給手段による現像ローラ２上の残留ト
ナーの剥ぎとりは存在しない。従って、剥ぎとりによる
トナー８のストレスの発生自体がなく、トナーのストレ
スによる劣化で、トナーの帯電電荷量が低下することに
よるカブリが防止され、上述した問題点（１）の解決が
図られる。

【００３７】現像ローラ２およびトナー供給ローラ４の
回転方向は、図１に示すように、それぞれＸおよびＹ方
向であり、対向部で反対方向に移動する向きとしてあ
る。このような回転方向で現像ローラ２およびトナー供
給ローラ４を回転させることにより、現像容器１０内の
非磁性トナー８は、図１の移動経路Ｚのように、現像ロ
ーラ２に供給され、そして当接ニップ部に搬送される。

【００３８】図１に示すように、現像ローラ２には現像
電源として直列結合した交流電源５および直流電源６が
接続されている。本発明では、図２に示すように、この
交流電源５と直流電源６の間に弾性ブレード３の導電板
３ｃを接続して、交流電源５により導電板３ｃに交流電
圧を印加できるようにした。

【００３９】感光ドラム１と現像ローラ２とが対向した
現像領域に、交流電源５と直流電源６とによる現像電界
（交番電界＋静電界）が発生し、一方、当接ニップ領域
下流側の微少空隙３ｄ中に、交流電源５による交番電界
が発生する。微少空隙３ｄには静電界が発生しないほう
が望ましい。これは、負に帯電したトナー８が微少空隙
３ｄ中に局在する可能性があり、微少空隙３ｄでトナー
８の飛翔、撹拌作用が有効に働かなくなる虞があるから
である。

【００４０】図１において、符号７はトナー吹出し防止
シートで、現像ローラ２の下部に弾性当接してその下の
隙間を防ぎ、現像容器９内からのトナー８の吹出しを防
ぐものである。

【００４１】以下、本実施例の動作原理および作用につ
いて述べる。図１において、トナー供給ローラ４により
現像ローラ２上に供給された非磁性トナー８は、現像ロ
ーラ２の回転に従い弾性ブレード３と現像ローラ２の当
接部に運ばれ、その当接ニップ領域において弾性ブレー
ド３により押圧され、所定の層厚に規制されるととも
に、現像ローラ２および弾性ブレード３の表面で摩擦さ
れて、所定の摩擦帯電量が付与される。

【００４２】これに続いてトナー８は、現像ローラ２の
回転にともない当接ニップ領域を通過して、当接ニップ
領域下流側の微少空隙３ｄにさしかかる。この微小空隙
３ｄには、交流電源５により現像ローラ２との間に弾性
ブレード３の導電板３ｃに印加した交流電圧による交番
電界が形成されている。図３に示すように、導電板３ｃ
に正、現像ローラ２に負電圧が印加されると、微小空隙
３ｄ中に形成される電界の向きは、現像ローラ２から弾
性ブレード３の導電板３ｃに向かうＡ方向となり、現像
ローラ２上の負に帯電したトナー８は、現像ローラ２か
ら引き剥がされて、点線の矢印Ｃのように弾性ブレード
３に飛翔し、その弾性層３ｂに付着する。

【００４３】次に、導電板３ｃに負、現像ローラ２に正
電圧が印加されると、図４に示すように、微小空隙３ｄ
中に形成される電界の向きが、弾性ブレード３の導電板
３ｃから現像ローラ２に向かうＢ方向に反転し、弾性層
ｂからトナー８が離れて、現像ローラ２に飛翔し、戻
る。このとき、現像ローラ２の表面はＸ方向に移動して
いるので、現像ローラ２に戻るトナー８は、実線の矢印
Ｃ′の飛跡のように、現像ローラ２の上流側の箇所に戻
る。

【００４４】つまり、微少空隙３ｄ中に形成された交番
電界により、トナー８の現像ローラ２への戻り位置が上
流側に移動する飛翔、往復運動が繰り返し起こり、現像
ローラ２上のトナー８は、そのトナー層の上層から下層
まで撹拌されることになる。

【００４５】本実施例では、現像ローラ２の回転速度を
１２０ｍｍ／秒とし、交流電源５により現像ローラ２と
導電板３ｃ間に、交流電圧としてピーク・トウ・ピーク
電圧１．６ＫＶｐｐ、周波数２ＫＨｚの矩形バイアスを
印加した。印加する交流電圧の周波数（Ｈｚ）は、現像
ローラ２の回転速度（ｍｍ／秒）、つまり、現像ローラ
２の単位移動時間１秒当たりの表面の移動距離（ｍｍ）
の５〜３０倍の値とすることが望ましい。

【００４６】その理由は、印加交流電圧の周波数が現像
ローラ２の回転速度（周速）の５倍未満であると、現像
ローラ２上のトナーに交番電界によるトナー層の形成ム
ラが発生し、３０倍を越えると交流電源５に高性能な高
圧電源を使用しなければならず、コストアップにつなが
るからである。好ましくは、８〜２０倍で使用するのが
よい。

【００４７】本実施例の場合、上記した周波数、回転速
度の条件によれば、微小空隙３ｄの現像ローラ２回転方
向の長さが１ｍｍ程度のとき、トナー８は微小空隙３ｄ
中で約１６回程度、飛翔往復運動する。

【００４８】交流電源５の交流電圧の電圧値は１００Ｖ
ｐｐ以上ならばよく、現像ローラ２上のトナー８に飛翔
往復運動を生じる効果がある。電圧値の上限はリークを
生じる手前まで印加可能である。リークが生じると交番
電界が消滅してしまい、往復飛翔運動が行なわれなくな
る。

【００４９】本実施例では、上記したように、現像電源
の交流電源５と直流電源６の間に弾性ブレード３の導電
板３ｃを接続して、この交流電源５を利用して導電板３
ｃに交流電圧を印加するようにしたので、導電板３ｃへ
の交流電圧印加のための新たな電源が不要となり、本発
明を実施するに際し、コスト的に有利になる。

【００５０】以上のようにして、微小空隙３ｄにおいて
飛翔、撹拌されたトナー８は、現像ローラ２の回転によ
り感光ドラム１と対向した現像領域に搬送され、通常通
り、感光ドラム１上の静電潜像の現像に供される。

【００５１】従来は、問題点（１）に述べたように、現
像に寄与せずに現像ローラ２上に残留したトナーを、現
像ローラ２に当接した回転する供給ローラにより剥ぎと
っており、このため、トナーに大きなストレスが加わっ
て劣化を生じ、トナーの帯電電荷獲得能力が徐々に低下
して、カブリが発生している。

【００５２】これに対し、本発明では、現像スリーブ２
と弾性ブレード３との当接ニップ下流側の微少空隙３ｄ
に交番電界を形成するので、現像ローラ２上のトナーを
剥ぎとって、飛翔往復動させ、撹拌することができる。
従って、現像ローラに当接した供給ローラによる残留ト
ナーの剥ぎとり工程を省略することができ、トナーのス
トレスによる劣化を防ぎ、トナーの帯電不良をなくし
て、カブリが発生するのを防止することができる。

【００５３】また、問題点（２）に述べたように、供給
ローラにより現像スリーブ上のトナーに加わるストレス
を減少させると、トナーの剥ぎとり不良となって、濃度
薄やスリーブゴースト等の画像不良が発生する。上記の
ように、剥ぎとり工程を省略することは、トナーに加わ
るストレスの減少を極端に押し進めて、ゼロにしたこと
に相当するので、従来であれば、剥ぎとり工程の省略に
より、濃度薄やスリーブゴースト等が生じるであろう。

【００５４】しかし、本発明では、上記したように、当
接ニップ下流側の微少空隙３ｄで、交番電界によりトナ
ーの飛翔、往復運動の撹拌を行なっているので、供給ロ
ーラによる剥ぎとり工程を省略しても、濃度薄やスリー
ブゴースト等の画像不良を生じない。

【００５５】つまり、当接ニップ下流の微小空隙３ｄに
おける、現像ローラ２上のトナー８の飛翔、往復動、す
なわち、現像ローラ２上のトナー層を構成するトナーの
飛翔、往復動は、トナー層の上層トナーと下層トナーの
移動、撹拌を生じ、同一のトナーが弾性ブレード３と摺
擦する回数が少なくなる。従って、現像ローラ２の非画
像領域上の残留トナーのチャージアップが防止され、残
留トナーと新たに供給されたトナーとの帯電量の差、従
ってトナーの現像性の差を顕著に減少することができ
る。このため、従来ならば、剥ぎとり工程を削除した場
合に生じたであろう、濃度薄やスリーブゴースト等の画
像不良の発生が防止される。

【００５６】以上を要するに、本発明によれば、問題点
（２）のような、トナーのストレス緩和によるトナーの
剥ぎとり不良の問題自体を生じることがなく、これに起
因した濃度薄、スリーブゴースト等の画像不良が解決さ
れた。

【００５７】以上説明したように、本実施例によれば、
非磁性１成分現像装置により高画質を得ることができ、
かつ現像装置の寿命を長命とすることができる。

【００５８】実施例２図５は、本発明の現像装置の他の実施例を示す構成図で
ある。

【００５９】図１〜図４に示した実施例１では、電界発
生手段としての導電板３ｃを弾性ブレード３に設けた
が、本実施例では、図５に示すように、これをトナー吹
き出し防止シート７に設けたことが特徴である。図５に
おいて図１に付した符号と同一の符号は同一の部材を示
す。

【００６０】本実施例によれば、トナー吹き出し防止シ
ート７は、リン青銅や導電フィルム等の導電性の弾性薄
状基板７ａ上に絶縁性の弾性層７ｂを配置して構成して
おり、導電性の弾性薄状基板７ａを電界発生手段として
使用するようになっている。トナー吹出し防止シート７
を、弾性層７ｂの部分で現像ローラ２に所定の圧力で当
接することによって、現像ローラ２の回転方向上、現像
ローラ２と防止シート７の当接ニップ領域の上流側に形
成される間隙に、現像ローラ２上の残留トナーに満たさ
れない微少空隙７ｃが形成される。

【００６１】弾性薄状基板７ａは、実施例１と同様、現
像電源の直列連結の交流電源５と直流電源６との間に接
続している。交流電源５により弾性薄状基板７ａに現像
ローラ２との間で交流電圧を印加することにより、微小
空隙７ｃ中に交番電界が形成される。

【００６２】従って、微少空隙７ｃ中において現像ロー
ラ２上の残留トナーを剥ぎとって、飛翔往復運動させ撹
拌することができ、このため、現像ローラに当接した供
給ローラによる残留トナーの剥ぎとりを省略しても、濃
度薄やスリーブゴースト等の画像不良の発生が防止で
き、また、供給ローラによる剥ぎとりを省略したので、
トナーのストレスによる劣化、帯電不良をなくして、カ
ブリが発生するのを防止することができる。

【００６３】実施例３本実施例では、図６に示すように、電界発生手段として
の導電板１０を現像ローラ２と所定の微少間隔をあけて
配置した。その位置は、現像ローラ２と弾性ブレード３
との当接部と、現像ローラ２と感光ドラム１との対向部
の間の一所とした。

【００６４】本実施例によっても、現像電源の交流電源
５により導電板１０に交流電圧を印加して、導電板１０
と現像スリーブ２との間の微少空隙に交番電界を形成す
ることにより、微少空隙中において現像ローラ２上のト
ナーを剥ぎとって、飛翔往復運動させ、撹拌することが
できる。

【００６５】従って、現像ローラに当接した供給ローラ
による残留トナーの剥ぎとりを省略しても、濃度薄やス
リーブゴースト等の画像不良の発生を防止でき、また、
供給ローラによる剥ぎとりの省略により、トナーのスト
レスによる劣化、帯電不良をなくして、カブリが発生す
るのを防止することができる。

【００６６】以上では、導電板１０を、現像ローラ２と
弾性ブレード３との当接部と、現像ローラ２と感光ドラ
ム１との対向部の間像ローラ２との対向部との間とした
が、現像ローラ２と感光体ドラム１との対向部と、現像
ローラ２とトナー吹き出し防止シート７との当接部との
間に設けることもできる。

【００６７】以上の実施例１〜３によれば、非磁性１成
分現像装置９により高画質画像を得ることができるとと
もに、現像装置９を長寿命化できる。弾性ブレード３と
現像ローラ２との当接ニップ領域において、トナー８に
加わるストレスを低減して、トナーの劣化をより小さく
すれば、本発明の目的の１つである現像装置９の長寿命
化をさらに向上することが可能になる。

【００６８】本出願人らの検討によると、球形のトナー
は、従来、多用されている粉砕トナー等の不定形トナー
に比べ、トナー自身の滑り性が高いので、当接ニップ領
域でのトナーへのストレスを低下できることがわかっ
た。

【００６９】球形トナーの球形度合いは、トナーの形状
係数ＳＦ−１及びＳＦ−２を用いて示すことができる。
トナーの形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２とは、日立製作所
製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用いて、トナー粒子像
を無作為に１００個サンプリングし、その画像情報をイ
ンターフェースを介してニコレ社製画像解析装置（Ｌｕ
ｚｅ×３）に導入し、解析を行い、下式より算出し得ら
れた値と定義したものである。

【００７０】ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）² ／ＡＲＥ
Ａ｝×π／４×１００ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）² ／ＡＲＥＡ｝×１／４π×
１００ただし、ＡＲＥＡ：トナー投影面積、ＭＸＬＮＧ：トナーの絶対最大長、ＰＥＲＩ：トナーの周長

【００７１】この形状係数ＳＦ−１は球形度合を示し、
これが１４０より大きいと、トナーの形状は球形から徐
々に不定形となる。一方、ＳＦ−２は凹凸度合を示し、
１２０より大きいと、トナー表面の凹凸が顕著となる。

【００７２】本出願人らの検討によると、形状係数ＳＦ
−１が１００〜１４０、ＳＦ−２が１００〜１２０のも
のであれば、従来の不定形トナーに比べ、滑り性が２倍
近く向上することがわかっている。

【００７３】トナーの滑り性を比較する簡単な実験例を
図７に示す。

【００７４】図７に示すように、水平におかれたアルミ
ニウム板１１上にサンプルのトナー１４を均一に１層に
塗布する。板１１と同様なアルミニウム板１１′の一方
の面に、図１の弾性ブレード３の弾性層３ｂと同材質の
弾性体１２を配した合わせ板を用意し、その合わせ板を
弾性体１２をトナー１４側として載せ、その合わせ板上
から重り１３により荷重Ｗを加える。そして、図７に示
すように、重り１３に水平方向に力Ｆを加え、重り１３
が水平方向に動き出すときの力Ｆを測定し、その力Ｆに
よりトナー１４の滑り性を評価した。

【００７５】一例を示せば、弾性体１２をウレタンゴム
製とし、サンプルのトナー１４には、形状係数ＳＦ−１
が１００〜１４０、ＳＦ−２が１００〜１２０の球形ト
ナーと、この球形トナーを粉砕した不定形トナーを使用
した。従って、球形トナーと不定形トナーは、樹脂が同
一である。これらのトナーには、同量の外添剤を加え
た。重り１３の荷重Ｗは、３０ｇ、６０ｇ、１００ｇ、
２００ｇ、３００ｇの５つとした。

【００７６】トナーの滑り性の測定結果を図８に示す。
図８において、縦軸は上記の重り１３が動き出すときの
力Ｆ（ｇ）を示し、その値が小さいほどトナーの滑り性
がよいことを表す。図８に示されるように、球形トナー
は、滑り性が不定形トナーの２倍近くに向上しており、
当接ニップ領域でのトナーへのストレスを低下できるこ
とがわかる。

【００７７】本発明で好適に使用できる球形トナーの構
成および製造方法について説明する。

【００７８】球形トナーは重量平均粒径６μｍ程度とさ
れ、重合法により形成したより球形に近いトナーがよ
い。特にトナーの表面の部分を重合法により形成したト
ナーは、分散媒中にプレトナー（モノマー組成物）粒子
として存在させ必要な部分を重合反応により生成するた
め、表面がかなり平滑化されたものを得ることができ
る。

【００７９】本発明では、同時に、球形トナーの製造の
容易化と省エネルギー化を目的に、球形トナーを低溶融
点化するために、球形トナーにコア／シェル構造をもた
せ、シェル部分を重合により形成した。コア／シェル構
造によれば、言うまでもなく、トナーの優れた定着性を
損なうことなく耐ブロッキング性を付与でき、またシェ
ル部分のみを重合することは、コアを有しないようなバ
ルクの重合トナーに比較して、重合工程の後処理工程に
おいて、残存モノマーの除去を容易に行なえる利点もあ
る。

【００８０】また、コア部の主成分は低軟化点物質が好
ましく、ＡＳＴＭＤ３４１８−８に準拠して測定した
主体極大ピーク値が、４０〜９０℃を示す化合物が好ま
しい。極大ピークが４０℃未満であると、低軟化点物質
の自己凝集力が弱くなり、その結果、高温オフセット性
が弱くなって好ましくない。一方、極大ピークが９０℃
を越えると、定着温度が高くなって好ましくない。さら
に、直接重合方法によりトナーを得る場合は、水系で造
粒・重合を行うため、極大ピーク値の温度が高いと主に
造粒中に低軟化点物質が析出してきて、懸濁系を阻害す
るため好ましくない。

【００８１】本発明では、極大ピーク値の温度の測定に
は、たとえばパーキンエレマー社製ＤＳＣ−７を用い
る。装置検出部の温度補正にはインジウムと亜鉛の融点
を用い、熱量の補正にはインジウムの融解熱を用いる。
サンプルはアルミニウム製パンを用い、対照用に空パン
をセットし、昇温速度１０℃／ｍｉｎ．で測定を行っ
た。

【００８２】コア主成分の低軟化点物質としては、具体
的には、パラフィンワックス、ポリオレフィンワック
ス、フィッシャートロピッシュワックス、アミドワック
ス、高級脂肪酸、エステルワックスおよびこれらの誘導
体、またはこれらのグラフト／ブロック化合物等が利用
できる。

【００８３】低軟化点物質は、トナー中へ５〜３０重量
％添加することが好ましい。５重量％未満の添加では、
先に述べた残存モノマーの除去に負担がかかり、また３
０重量％を超える場合は、重合法による製造においても
造粒時にトナー粒子同士の合一が起きやすく、粒度分布
の広いものが生成しやすく、本発明には不適当であっ
た。

【００８４】さらには、トナー表面を外添剤で被覆する
ことにより、感光体帯電部材による影響をある程度、外
添剤に逃がすることができるような構造をとることが望
ましい。そのトナー表面の外添剤の被覆率は５〜９９
％、より好ましくは１０〜９９％であることがよい。こ
の外添剤被覆率は、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８
００）を用いトナー粒子像を無作為に１００個サンプリ
ングし、その画像情報をインターフェースを介してニコ
レ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入し、解析し
て算出した。

【００８５】外添剤の粒径は、トナーに添加したときの
耐久性の点から、トナー粒子の重量平均粒径の１／１０
以下であることが好ましい。この外添剤の粒径とは、電
子顕微鏡によるトナー粒子の表面観察で求めたその平均
粒径を意味する。外添剤としては、たとえば、以下のよ
うなものが用いられる。

【００８６】酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸
ストロンチウム、酸化セリウム。酸化マグネシウム、酸
化クロム、酸化錫、酸化亜鉛などの金属酸化物、窒化ケ
イ素などの窒化物、炭化ケイ素などの炭化物、硫酸カル
シウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウムなどの金属塩、
ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪
酸金属塩、さらにはカーボンブラック、シリカなど。

【００８７】外添剤は、トナー１００重量部あたり０．
０１〜１０重量部が用いられ、好ましくは０．０５〜５
重量部が用いられる。外添剤は単独で用いても、複数種
を併用してもよい。疎水化処理を行った外添剤がより好
ましい。

【００８８】本発明では、非磁性トナーとして、以上の
ような重合法による低融点の球形トナーを用いる。これ
によれば、実施例１〜３の非磁性１成分現像装置の寿命
をさらに向上することができ、高画像品質で、高耐久性
を有するカラー用非磁性１成分現像装置を提供すること
が可能になった。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非磁性１成分現像装置の現像剤担持体に対し、これと微
少空隙を開けて電界発生手段を設け、この電界発生手段
に交流電圧を印加して微少空隙に交番電界を形成したの
で、現像剤担持体上の非磁性１成分現像剤を微少空隙中
で飛翔、往復動させて撹拌することができる。このた
め、現像剤担持体上の現像残りの残留現像剤を剥ぎとっ
て、現像剤担持体上に供給された新たな現像剤と撹拌
し、現像剤担持体上に塗布することができ、現像剤担持
体上に良好に帯電された現像剤の薄層を形成することが
できる。これにより、濃度薄、スリーブゴースト等の画
像不良の発生を防止できる。また、現像剤担持体と当接
した現像剤供給手段の回転による現像剤担持体上の残留
残りの現像剤の剥ぎとりを省略することができるので、
その剥ぎとりによる現像剤のストレスによる劣化、帯電
不良を解消することができ、これによる画像のカブリを
防止することができる。従って、高画質の画像を得るこ
とができ、また現像装置を長寿命とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】図１の現像装置の現像ローラと弾性ブレードと
の当接部を示す説明図である。

【図３】図２の当接ニップ領域下流の微少空隙中に形成
した交番電界の一方の方向の電界による非磁性トナーの
飛翔を示す説明図である。

【図４】他方の方向の電界による非磁性トナーの飛翔を
示す説明図である。

【図５】本発明の現像装置の他の実施例を示す断面図で
ある。

【図６】本発明の現像装置のさらに他の実施例を示す断
面図である。

【図７】本発明において行なったトナーの滑り性を調べ
る試験法を示す説明図である。

【図８】図７の滑り性の試験結果を示すグラフである。

【図９】従来の現像装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１感光ドラム２現像ローラ３弾性ブレード３ａ弾性薄状基板３ｂ弾性層３ｃ導電板３ｄ微小空隙４トナー供給ローラ５交流電源７トナー吹き出し防止シート７ａ導電性薄状基板７ｂ弾性層７ｃ微小空隙８非磁性トナー９非磁性１成分現像装置１０導電板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体に対向して回動する現像剤担持
体と、現像剤担持体に非磁性１成分現像剤を供給する、
該現像剤担持体に非接触に配置された現像剤供給手段
と、現像剤担持体の回動方向に関し現像剤供給手段より
も下流側に配置された、現像剤担持体上の現像剤を規制
する現像剤規制手段とを有する現像装置において、前記
現像剤担持体と微少空隙を開けて電界発生手段を配置
し、電界発生手段に現像剤担持体との間で交流電圧を印
加して、前記微少空隙に交番電界を形成し、現像剤担持
体上の現像剤を微少空隙中で飛翔、往復動させることを
特徴とする現像装置。
【請求項２】前記電界発生手段の設置位置が、現像剤
規制手段による現像剤の規制部またはその下流側である
請求項１の現像装置。
【請求項３】前記現像剤規制部材が、現像剤担持体に
その回動方向に対向する向きで当接した弾性規制部材で
あり、前記弾性規制部材の現像剤担持体とは反対側に電
界発生手段を構成する導電板が設けられ、前記導電板
が、前記弾性規制部材と現像剤担持体との当接部の下流
に形成される微少空隙に対応した位置に配置された請求
項２の現像装置。
【請求項４】前記電界発生手段の設置位置が、現像剤
担持体の回動方向に関し、現像剤規制手段から現像剤担
持体と像担持体との対向部までの間の一所である請求項
１の現像装置。
【請求項５】前記電界発生手段が導電板からなる請求
項４の現像装置。
【請求項６】前記電界発生手段の設置位置が、現像剤
担持体の回動方向に関し、現像剤担持体と像担持体との
対向部から現像剤供給手段までの間の一所である請求項
１の現像装置。
【請求項７】前記電界発生手段が導電板からなる請求
項６の現像装置。
【請求項８】前記現像剤担持体の下部に当接する弾性
シール部材が設置され、前記弾性シール部材は、電界発
生手段を構成する弾性導電板と、その上に設けられた現
像剤担持体と当接する絶縁性弾性層とからなる請求項６
の現像装置。
【請求項９】前記現像剤担持体に像担持体との間で現
像バイアスを印加する現像電源が設置され、前記現像電
源は少なくとも交流電源を備えてなり、前記交流電源を
利用して前記電界発生手段に交流電圧を印加した請求項
１、２、３、４、５、６、７または８の現像装置。
【請求項１０】前記現像剤の形状係数ＳＦ−１が１０
０〜１４０であり、ＳＦ−２が１００〜１２０である請
求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の現像装
置。
【請求項１１】前記現像剤の一部または全体が重合法
により形成された請求項１、２、３、４、５、６、７、
８、９または１０の現像装置。
【請求項１２】前記現像剤がコア／シェル構造をもつ
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０また
は１１の現像装置。
【請求項１３】前記コアの主成分が低軟化点物質であ
り、前記低軟化点物質の融点が４０〜９０℃である請求
項１２の現像装置。
【請求項１４】前記現像剤の表面に外添剤が被覆さ
れ、その被覆率が５〜９９％である請求項１、２、３、
４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３
の現像装置。