JPH0943977A

JPH0943977A - 現像装置

Info

Publication number: JPH0943977A
Application number: JP20934595A
Authority: JP
Inventors: Katsuaki Kobayashi; 克彰小林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-07-26
Filing date: 1995-07-26
Publication date: 1997-02-14

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、この様に上述した微粒子かつ迅速
溶融トナーを用いた場合でも、画出し初期から長期画出
し後に渡っての画像の安定性を保つことができ、トナー
に対して軽負荷でブロッチ現象を防止でき、かつ長期に
渡り現像スリーブ上のトナー薄層化及び帯電量が高く維
持される現像装置を提供することを目的としている。【構成】磁性ブレード５を現像スリーブ３の回転中心
Ｏ₁を通る水平線と鉛直線が形成する座標面内の第１象
限で、かつ、磁性ブレード５の現像スリーブ３に近接す
る自由端とは逆側の現像容器２に支持された固定端を現
像スリーブ３の回転方向上流側に傾けた状態で配設す
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、複写装置、画像形
成記録装置、プリンタ、ファクシミリ等において、像担
持体上に形成された潜像を現像するのに使用する現像装
置に係り、特に現像剤担持体に回転可能に当接する現像
剤供給ローラを有する現像装置における規制部材の配設
位置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写装置、画像形成記録装置、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などからなる像担持体上に形
成された潜像を、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】このような現像装置の一つとして、乾式一
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、現像剤担持体上に一成
分現像剤であるトナーの薄層を形成することが極めて難
しい。しかるに、画像の鮮明度、解像度の向上が求めら
れている現在、トナーの薄層形成方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、磁性トナーを使用すると共に、定
形粒子によるブラスト処理により表面を比較的滑らかな
凹凸を有する平滑面にした現像スリーブと、この現像ス
リーブと間隙を開けて配設した磁性ブレードとを用いる
ことにより、現像スリーブ上に適正な帯電電荷が付与さ
れたトナーの薄層を形成することができる。

【０００５】ところで、さらなる高画質化、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
低融点とすることが試みられるが、このトナーは従来の
トナーと比較して凝集度が高い。このため、磁性ブレー
ド近傍でトナーのブロッキングが生じ易く、高湿環境下
においては、ムラやカブリの多い画像が生じることがあ
る。また、低質環境においては、ブロックキングに加
え、チャージアップによって促進される現像スリーブ上
に局所的なトナーの凝集、固着が生じ（ブロッチ現
象）、それが画像上にカブリや濃度ムラとして出ること
がある。

【０００６】上記の対策として、特公昭６３−１６７３
６号公報等では、現像剤規制部材としてゴム、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ようにしている。これによれ
ば、均一なトナー薄層の形成が実現可能となり、かつブ
レードからの摩擦帯電電荷の付与により、現像スリーブ
上のトナー層が上層も下層も十分な帯電電荷を有するよ
うになり、その結果、ムラ、カブリのない良好な画像が
提供できる。

【０００７】その他の対策として、磁性ブレードの現像
スリーブ近接部よりも現像スリーブ回転方向の上流側位
置で、現像スリーブに当接して回転する連泡性ポリウレ
タンフォームのローラ（スポンジローラ）、或はファー
ブラシ構造のローラを配設することにより、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、トナーへの摩擦
帯電電荷の付与を行う。また、ブレード近傍にブロッキ
ングしたトナーをローラの回転によりほぐし、良好な流
動性を維持させるものである。その結果、弾性ブレード
を用いたときと同様、ブロッチ、ムラ、カブリ等のない
良好な画像が提供できる。

【０００８】しかし、上記２つの対策（弾性ブレードを
用いる場合、連泡性スポンジ等のローラを用いる場合）
を講じても、数万枚の連続複写動作を行うと、複写動作
後半やトナー補給時に次のような問題が生じる。

【０００９】（１）弾性ブレードと現像スリーブとの当
接部へのトナー凝集塊の局所的な詰まりにより、現像ス
リーブ上にトナーの塗布ムラが生じる。

【００１０】（２）弾性ブレードの現像スリーブとの当
接面にトナーが融着し、弾性ブレードからのトナーへの
摩擦帯電電荷の付与能力が低下する。

【００１１】（３）連泡性スポンジローラ内へのトナー
詰まりによるローラの硬質化が生じ、それによる現像ス
リーブへのトナー塗布、掻き取り力の低下やスポンジロ
ーラのほつれが発生する。

【００１２】これらの解決手段として、特願平５−２０
４５６２号に開示されるような現像装置が提案されてい
る。この現像装置では、図５に示す通り、磁性ブレード
に近接配置したトナー供給ローラとして、その内部への
トナーの詰まりのない単泡性発泡体ゴムを用いており、
連泡性ゴムローラと比較して、供給ローラの現像スリー
ブに対する侵入量が同じでも、実質的な接触面積が増
し、その結果、現像スリーブに対するトナーの塗布及び
掻き取り、また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。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】とこで、近年、電子写
真のディジタル化及び複写機、ファクシミリ、プリンタ
ーの複合化が進むことで、現像に用いるトナーもレーザ
ー照射等による微小ドット潜像を忠実に再現すべく、６
μｍ以下の微粒子、又はそれに加え形状を球形化したも
の、又オンデマンド方式に対応すべく更に迅速に溶融可
能なものを使用してきている。

【００１４】ところが、この様なトナーを使用して、低
質環境化で前述した構成の現像装置を駆動し、複写を開
始すると、瞬時にして前述したブロッチ現象が現像スリ
ーブ全域に発生することがあった。

【００１５】そこで、この現象を防止するため、単泡性
供給ローラの現像スリーブに対する当接ニップ幅等を増
して、現像スリーブに固着しているブロッチトナーの掻
き取り効果を高める構成を採ることが提案された。

【００１６】その結果、ブロッチ現象は低減され、現像
スリーブ上に良好なトナー薄層が形成されるのである
が、この構成で数万枚の画出しを行うと、徐々に画像上
濃度低下、カブリが顕著になることがあった。

【００１７】この原因は、供給ローラと現像スリーブと
の当接幅等を増したことで、トナーへの負荷が増し、外
添剤が埋め込まれたり、形状変化等が発生し易くなるこ
とがあり、その結果、帯電量等の物性変化が生じたため
と思われる。

【００１８】そこで、本発明は、この様に上述した微粒
子かつ迅速溶融トナーを用いた場合でも、画出し初期か
ら長期画出し後に渡っての画像の安定性を保つことがで
き、トナーに対して軽負荷でブロッチ現象を防止でき、
かつ長期に渡り現像スリーブ上のトナー薄層化及び帯電
量が高く維持される現像装置を提供することを目的とし
ている。

【００１９】

【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、前記目的は、供給された一成分磁性現像剤を
担持して回転することにより、現像剤を像担持体と対向
した現像領域へ搬送する、複数の磁極を有する磁界発生
手段を内蔵した現像剤担持体と、前記現像剤担持体の回
転方向に関して、現像領域の上流側において現像剤担持
体の表面の近接した、現像剤担持体上に担持された現像
剤の量を規制する磁性を有する板状の規制部材と、規制
部材の上流側において現像剤担持体と当接して同方向に
回転することにより、現像剤担持体に対する現像剤の剥
ぎ取り及び供給を行う、少なくとも表面が単泡性の発泡
体からなる供給ローラとを備えた現像装置において、前
記規制部材を、前記現像剤担持体の回転中心を通る水平
線と鉛直線が形成する座標面内の第１象限で、規制部材
の現像剤担持体に近接する自由端とは逆側の固定端を現
像剤担持体回転方向上流側に傾けた状態で配設すること
により達成される。

【００２０】また、本出願に係る第２の発明によれば、
前記目的は、前記第１の発明におい、現像剤担持体回転
中心と、前記規制部材の自由端中心を通る直線が前記鉛
直線となす角度θ₁が２０°≦θ₁≦７０°を満たすこと
により達成される。

【００２１】更に、本出願に係る第３の発明によれば、
前記目的は、前記第１の発明または第２の発明におい
て、供給ローラの回転中心が現像剤担持体の回転中心よ
りも下方に位置し、かつ現像剤担持体に対する規制部材
の近接部自由端の中心と供給ローラの当接部の中心と
が、現像剤担持体の回転中心に対してなす角度θ₂が６
０°≦θ₂≦９０°を満たすことにより達成される。

【００２２】また、本出願に係る第４の発明によれば、
前記目的は、前記第１の発明ないし第３の発明のいずれ
かにおいて、現像剤担持体の表面は、砥粒等による粗面
化処理を施さない疑似的鏡面を有することにより達成さ
れる。

【００２３】更に、本出願に係る第５の発明によれば、
前記目的は、前記第１の発明ないし第４の発明のいずれ
かにおいて、供給ローラの現像剤担持体との接触幅が
０．５〜６．０ｍｍであり、供給ローラの密度が０．１
５〜０．３５ｇ／ｃｍ³、ピース硬度がアスカーＣ、３
００ｇ荷重で８°〜３０°、セル数が１００〜４００個
／ｉｎｃｈ²であることにより達成される。

【００２４】

【作用】以上説明したように、本出願に係る第１の発明
によれば、規制部材を、前記現像剤担持体の回転中心を
通る水平線と鉛直線が形成する座標面内の第１象限で、
規制部材の現像剤担持体に近接する自由端とは逆側の固
定端を現像剤担持体回転方向上流側に傾けた状態で配設
したので、規制部材と現像剤担持体との対向間隙部にお
いて、磁性現像剤に作用する重力のうちの現像剤担持体
中心に向かう成分が従来より小さくなるので、磁性現像
剤の、現像剤担持体への付着力が低下し、ブロッチ現象
が著しく低減される。更に、規制部材の固定端側が自由
端側に対して現像剤担持体回転方向上流側に傾いたた
め、規制部材近傍に搬送された現像剤は従来例に比べ現
像容器内側に戻り易く、つまり循環し易くなり、その結
果、凝集度が上がらず、良好な流動性を保てるため、規
制部材と現像剤担持体との対向間隙部において穂を押す
力が増すことがなく、この点からもブロッチを低減させ
る。

【００２５】また、本出願に係る第２の発明によれば、
前記第１の発明におい、現像剤担持体回転中心と、前記
規制部材の自由端中心を通る直線が前記鉛直線となす角
度θ₁が２０°よりも大きいので、重力成分を減少させ
てブロッチ現象の発生を抑える。また、７０°以下なの
で、規制部材と現像剤担持体の対向間隙部に搬送される
現像剤量が減少し過ぎることがなく、長手方向にムラを
発生させず、更に、供給ローラ当接部で現像剤に過負荷
を与えることがない。

【００２６】更に、本出願に係る第３の発明によれば、
前記第１の発明または第２の発明において、供給ローラ
の回転中心が現像剤担持体の回転中心よりも下方に位置
し、かつ現像剤担持体に対する規制部材の近接部自由端
の中心と供給ローラの当接部の中心とが、現像剤担持体
の回転中心に対してなす角度θ₂が６０°≦θ₂≦９０°
を満たすので、規制部材と現像剤担持体の間隙を通過せ
ずに現像剤容器内に戻った現像剤が、現像剤容器から送
られる新たな現像剤との入れ換わりを円滑に行いなが
ら、滞ることなく現像剤循環を形成することが分かっ
た。その結果、現像剤劣化及びブロッチ現象が発生せ
ず、画像上も濃度低下、カブリ等のない良好な画像が常
に安定して得られる。

【００２７】また、本出願に係る第４の発明によれば、
前記第１の発明ないし第３の発明のいずれかにおいて、
現像剤担持体の表面は、砥粒等による粗面化処理を施さ
ない疑似的鏡面を有するが、この様な疑似的鏡面では微
小な凹凸が殆どないので、現像剤担持体との摩擦による
帯電量が上昇し易く、その点からはブロッチ現象が発生
し易いが、現像剤担持体上の現像剤搬送力が低下するた
め、規制部材と現像剤担持体の対向間隙部近傍での現像
剤の過剰な詰まりが低減することで相殺される。

【００２８】更に、本出願に係る第５の発明によれば、
前記第１の発明ないし第４の発明のいずれかにおいて、
供給ローラの現像剤担持体との接触幅が０．５ｍｍ以上
なので、現像剤の塗布ムラが発生せず、６．０ｍｍ以下
なので、現像剤担持体への現像剤融着及び現像剤特性の
劣化や駆動トルクの上昇を発生させない。また、供給ロ
ーラの密度が０．１５ｇ／ｃｍ³以上なので、供給ロー
ラからの低分子オイルの滲み出しが発生せず、それによ
る現像剤担持体汚染が発生し難く、０．３５ｇ／ｃｍ³
以下なので、供給ローラの当接圧の過大から現像剤担持
体上の現像剤の融着及び現像剤特性の劣化及び現像剤担
持体の駆動トルクの上昇を発生させない。更に、ピース
硬度がアスカーＣ、３００ｇ荷重で８°以上なので、供
給ローラからの低分子オイルの滲み出しが発生せず、そ
れによる現像剤担持体汚染が発生し難く、３０°以下な
ので、供給ローラの当接圧の過大から現像剤担持体上の
現像剤の融着及び現像剤特性の劣化及び現像剤担持体の
駆動トルクの上昇を発生させない。セル数が１００個／
ｉｎｃｈ²以上なので、供給ローラからの低分子オイル
の滲み出しが発生せず、それによる現像剤担持体汚染が
発生し難く、４００個／ｉｎｃｈ²以下なので、供給ロ
ーラの当接圧の過大から現像剤担持体上の現像剤の融着
及び現像剤特性の劣化及び現像剤担持体の駆動トルクの
上昇を発生させない。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。

【００３０】（第１の実施形態）先ず、本発明の第１の
実施形態を図１に基づいて説明する。図１は本発明の現
像装置の一実施形態を示す概略断面図である。図１にお
いて、２は一成分現像剤である磁性トナー７を収容した
現像容器で、本現像装置は、現像容器２内に、現像剤担
持体として現像スリーブ３を有する。この現像スリーブ
３は、図中矢印ａ方向に回転する感光ドラム１と対向配
置され、容器２内のトナー７を感光ドラム１に対向した
現像領域に搬送し、感光ドラム１上に形成された静電潜
像の現像に供し、潜像をトナー像として可視化させるよ
うになっている。

【００３１】上記の感光ドラム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、いわゆるゼ
ログラフィー感光体、特開昭４２−２３９１０号公報に
記載の表面に絶縁層を有したＮＰプロセスにより静電潜
像が形成される感光体、静電記録法により静電潜像を形
成する絶縁体、転写法により静電潜像を形成する絶縁
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。

【００３２】現像容器２は、装置の長手方向（図１の紙
面に直角方向）に延在する開口部を有し、その開口部に
上記の現像スリーブ３が設置される。現像スリーブ３
は、例えばアルミニウム、ＳＵＳ等の材料からなる。現
像スリーブ３は、開口部の図で見て右略半周面を容器２
内に突入し、左略半周面を容器２外へ露出し、感光ドラ
ム１と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
小間隙が設けられ、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。

【００３３】尚、現像剤担持体としては、現像スリーブ
３のようなスリーブ状の円筒体に限らず、回動される無
端ベルト状形態のものを用いることができ、また導電性
のゴムローラを用いることもできる。

【００３４】現像スリーブ３内には、磁界発生手段とし
てマグネット４が設けられており、本実施形態では、マ
グネット４は永久磁石からなっている。このマグネット
４は、現像スリーブ３の回転に拘らず、固定的な磁界を
発生できるように、現像スリーブ３内に非回転に配置さ
れている。

【００３５】現像容器２内の現像スリーブ３の近傍に
は、現像剤規制部材として現像容器開口部に固定端を支
持され対向する自由端を現像スリーブ３に近接させた板
状の磁性ブレード５が設けられ、この磁性ブレード５
に、マグネット４の磁極のうちの１極が略対向するよう
に位置されている。現像スリーブ３の回転方向の磁性ブ
レード５よりも上流側の位置には、トナー供給ローラ６
が回転可能に設置されている。本発明によれば、この供
給ローラ６は芯金８上に単泡性発泡体ゴムからなる弾性
層を有している。尚、上記磁性ブレードの現像スリーブ
３に対する近接位置等の詳細については後述する。

【００３６】現像装置は、上記構成にて、トナー供給ロ
ーラ６が現像スリーブ３と同方向の図の矢印ｃ方向に回
転し、この供給ローラ６の回転により容器２内の磁性ト
ナー７を現像スリーブ３の近傍に供給し、供給ローラ６
と現像スリーブ３とが当接するニップ部において、トナ
ー７が供給ローラ６及び現像スリーブ３と摺擦される。
これによりトナー７が十分に摩擦帯電され、それによる
静電気力とマグネット４の磁気力とにより、現像スリー
ブ３上に付着、担持される。

【００３７】現像スリーブ３上に担持された磁性トナー
７は、その後、現像スリーブ３の回転に伴い、磁性ブレ
ード５の現像スリーブ対向部に搬送される。そして、磁
性ブレード５と現像スリーブ３の間隙に形成された磁気
的な規制により層厚を規制されて、現像スリーブ３上に
薄層に形成された後、規制部を抜け出して感光ドラム１
と微小間隙を開けて対向した現像領域へと搬送される。
現像領域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を重畳した交互電圧
を印加することにより、現像スリーブ３上のトナー７が
感光ドラム１上の静電潜像に対向して転移、付着して、
静電潜像をトナー像として可視化、現像する。

【００３８】現像領域において現像に消費されずに現像
スリーブ３上に残存したトナー７は、現像スリーブ３の
回転と共に容器２の開口部の下部より容器２内に回収さ
れる。この回収されたトナーは、供給ローラ６によって
現像スリーブ３上から当接部で剥ぎ取られる。これと同
時に供給ローラ６の回転により現像スリーブ３に新たな
トナー７が供給され、この新たなトナーは、現像スリー
ブ３の回転に伴い再び磁性ブレード５の現像スリーブ対
向部に搬送される。上記の剥ぎ取られたトナーの大部分
は、供給ローラ６の回転により容器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
分散される。

【００３９】次に、本実施形態における磁性ブレードの
配置関係等について詳述する。

【００４０】本実施形態においては、図１に示す様に、
磁性ブレード５を現像スリーブの回転中心Ｏ₁を通る水
平線と鉛直線が形成する座標面内の第１象限で、かつ、
磁性ブレード５の現像スリーブ３に近接する自由端とは
逆側の現像容器２に支持された固定端を現像スリーブ回
転方向上流側に傾けた状態で配設している。

【００４１】この構成によって、６μｍ以下の微粒子ト
ナーを用いた場合でも、供給ローラ６の現像スリーブ３
に対する当接幅等を増すことなく、現像スリーブ３上に
ブロッチ現象のない良好なトナーコーティングが形成さ
れた。

【００４２】この作用を述べるに当たり、上記ブロッチ
現象について、その発生メカニズムを説明する。

【００４３】本出願人らの実験によると、現像スリーブ
上にさざ波模様でトナーが凝集固着するブロッチ現象は
主に現像スリーブと磁性ブレードとの間隙（以下、ＳＢ
ギャップと称す）で形成される磁性トナーに作用する力
のバランスがくずれることで発生することが確認され
た。つまり、ＳＢギャップ通過部で磁性トナーに、現像
スリーブ内の磁性ブレード近接部に略対向した磁石と磁
性ブレードで形成される磁界の変化による磁気力と磁性
トナーのもつ電荷によって現像スリーブ表面に対して鏡
映力及び磁性トナー同士の静電凝集力が作用すること
で、現像スリーブ表面上に均一な磁性トナー層が形成さ
れるのであるが、磁性トナーのもつ電荷量が高くなり過
ぎると、上記鏡映力、静電凝集力が大きくなり、その結
果、磁気的な規制力が相対的に低下し、現像スリーブ上
に磁性トナーが、不連続に凝集・固着し易くなる。この
ブロッチ現象は、特に図２に示す様にＳＢギャップ部の
現像スリーブ回転方向最下流（磁束の集中度が減る箇
所）で生じ易い。

【００４４】一方、上記した磁性トナーに作用する電磁
気力に加え、本出願人らの実験からＳＢギャップ部での
磁性トナーに作用する重力の現像スリーブ中心に向かう
成分の大きさと、ＳＢギャップ部へ搬送されるトナーの
搬送力がそれ以上にブロッチ現象に効いていることがわ
かった。

【００４５】例えば、従来例で記した様な磁性ブレード
の位置である場合、ＳＢギャップ部でのトナーの重力は
全て現像スリーブ中心に向かうことになり、その結果、
鏡映力に重力が加わり、更に穂を切り易くするわけであ
る。

【００４６】この現象は磁性ブレード近傍にトナーが多
量に溜り易い構成でより顕著に発生する。

【００４７】しかし、本実施形態における磁性ブレード
は前述した位置関係となっているため、ＳＢギャップ部
で磁性トナーに作用する重力のうちの現像スリーブ中心
に向かう成分が従来より小さくなることで、穂が切れに
くくなり、磁性ブレードに近い側のトナーは良好に磁気
的に規制され現像スリーブに付着しなくなり、ブロッチ
現象が著しく低減されるのである。更に、磁性ブレード
の固定端側が自由端側に対して現像スリーブ回転方向上
流側に傾いたため、磁性ブレード近傍に搬送されたトナ
ーは従来例に比べ現像容器内側に戻り易く、つまり循環
し易くなり、その結果、凝集度が上がらず、良好な流動
性を保てるため、ＳＢギャップ部の穂を押す力が増すこ
とがなく、この点からもブロッチを低減できるのであ
る。

【００４８】尚、図１でθ₁で示す磁性ブレード近接部
と鉛直線が形成する角度があるが、本出願人らの実験に
よると、２０°≦θ₁≦７０° より好ましくは、３５°≦θ₁≦５５° にすると良い。２０°より小さいと、重力成分の大きさ
が効き出すのと同時に凝集度が上り、ブロッチ現象が発
生し易くなり、逆に７０°より大きくなると、ＳＢギャ
ップ部に搬送されるトナー量が減少し過ぎたり、長手方
向にムラが生じ、その結果、画像濃度薄、ムラが発生し
てしまう。２０°〜７０°の範囲であると、供給ローラ
当接部でトナーに過負荷を与えることなく、ブロッチ現
象を防止でき、かつ、現像スリーブ長手方向に均一なト
ナーの薄層コーティングが達成される。

【００４９】次に、本実施形態における実験例について
述べる。まず、磁性ブレードは肉厚１．０ｍｍ、磁性板
を現像スリーブ表面から２００μｍ離間させ、かつ前記
θ₁を４０°に設定して配設した。

【００５０】また、トナー供給ローラ６は、金属の芯金
８を支軸とし、その外側に、シリコーンゴム、ＥＰＤＭ
ゴム、ＣＲゴム、ネオプレンゴム等を発泡させたゴム層
をローラ状に設けてなっており、その発泡形態は、隣り
合う気泡部の壁面同士が連通していない単独発泡になっ
ている。

【００５１】トナー供給ローラ６は、現像スリーブ３と
当接して、矢印ｃ方向に回転駆動し摺擦させている。ま
た、この供給ローラ６の当接条件であるが、本発明者の
実験によれば、マグネットの磁力によるトナーの付着、
及び現像スリーブ表面での磁力の強弱を利用してのトナ
ーの剥ぎ取りが可能となるため、従来のトナーの供給及
び剥ぎ取りにマグネットの作用を利用していない現像装
置、特に非磁性トナーを用いた現像装置の場合よりも、
供給ローラ６の当接条件の許容範囲が広がる、または弊
害が出にくい範囲に設定できるという利点がある。

【００５２】数値で言えば、（１）供給ローラの現像スリーブとの接触幅＝０．５〜
６．０ｍｍ（２）供給ローラのゴム密度＝０．１５〜０．３５ｇ／
ｃｍ³ （３）供給ローラのゴムピース硬度（アスカーＣ、３０
０ｇ荷重）＝８〜３０° （４）供給ローラ表面の発泡性ゴムのセル数＝１００〜
４００個／ｉｎｃｈ²にすることができる。

【００５３】上記の（１）の接触幅が０．５ｍｍよりも
小さくなると、トナーの塗布ムラが発生し、逆に６．０
ｍｍよりも大きくなると、現像スリーブへのトナー融着
及びトナー特性の劣化や駆動トルクの上昇が生じる。
（３）のゴム硬度が８°よりも小さいと、供給ローラか
らの低分子オイルの滲み出しが生じて、それによる現像
スリーブ汚染が発生し易く、３０°よりも大きくなる
と、供給ローラの当接圧の過大から現像スリーブ上トナ
ーの融着及びトナー特性の劣化及び現像スリーブの駆動
トルクの上昇が生じる。（２）のゴム密度及び（４）の
発泡性ゴムのセル数についても、上記と同じ理由付けで
決定したものである。

【００５４】本実験例における供給ローラ６の一具体例
を示せば、外径７ｍｍの金属芯金８上に、アスカーＣ硬
度（３００ｇ荷重）が１２°、密度０．２５ｇ／ｃ
ｍ³、セル数２００個／ｉｎｃｈ²のネオプレンゴム単泡
性発泡体を肉厚４ｍｍでローラ状に被覆した。ローラ外
径は１５ｍｍである。この供給ローラ６を現像スリーブ
３に当接幅３．０ｍｍで当接した。

【００５５】現像スリーブ３は、表面に適度な凹凸粗面
を形成して、トナーの搬送性を向上させている。

【００５６】本発明のような単泡性ゴムの供給ローラ６
を用いていない現像装置においては、この現像スリーブ
表面の凹凸粗面は、トナーの搬送性低下防止と、現像ス
リーブ上トナーが局所的に異常にチャージアップするブ
ロッチ現象の防止ため、余り細かくできず、その結果、
高湿環境下などでは、摩擦帯電電荷不足によるカブリが
発生することがあった。

【００５７】本発明において、磁性ブレードの現像スリ
ーブへの配設位置と、単泡性ゴムローラである供給ロー
ラ６の作用により、現像スリーブ３の表面粗さを細かく
しても、ブロッチ現象は確実に防止でき、またトナーの
現像スリーブ３への機械的付着力も向上しているので、
搬送力の低下もなく、従って、さらなる帯電電荷の付与
性能向上があるので、現像スリーブ３の表面粗さを細か
くすることが可能となる。

【００５８】上記の現像スリーブ３表面の凹凸粗面は、
表面粗さＲｚが１〜３μｍとなるように、現像スリーブ
の表面に不定形のアランダム砥粒によりサンドブラスト
処理するか、定形のガラスビーズによるサンドブラスト
処理を施すかによって得ることができる。或は単独で凸
部を形成し得る例えば金属酸化物の粒子、グラファイ
ト、カーボン等の導電性粒子を用いて、現像スリーブの
表面に凸部粗面を形成し、この凸部粗面を形成する粒子
をフェノール樹脂、フッ素樹脂等の結着樹脂で結着し
て、結着樹脂表面で凹部を形成し、これにより現像スリ
ーブ表面に凹凸粗面を得るようにすることもできる。

【００５９】本実験例では、具体的には、現像スリーブ
３は、基体として直径２０ｍｍのＳＵＳスリーブを用
い、これの表面に定形のガラスビーズ（＃４００）によ
るブラスト処理を施して、表面粗さＲｚを約２．０μｍ
とした。

【００６０】また、本実施形態におけるマグネット４
は、外径１６ｍｍで４極の磁極を有する。マグネット４
の磁極のうちの１極が磁性ブレード５に対向しており、
その磁束密度のピーク値は１０００Ｇａｕｓｓ、半値幅
は４０°である。尚、マグネット４は永久磁石に変えて
電磁石を使用してもよい。

【００６１】磁性トナー７は、スチレン樹脂やアクリル
樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂中に、フェラ
イト等の磁性体を分散してなっている。本実施形態は、
磁性トナー７は、ポリエステル樹脂及び磁性体からなる
平均粒径５．５μｍのトナー粉体に、コロイダルシリカ
１．５％を外添したものを用いた。

【００６２】本実施形態において、上記構成の現像装置
をキヤノン（株）製ＧＰ−５５複写機に組込み、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の直流電圧を重畳
させたものを用い、感光ドラム１上の潜像の表面電位を
明部暗部−７００Ｖ、暗部−２５０Ｖとし、現像スリー
ブ３と感光ドラム１の間隙を３００μｍに設定し、低湿
環境にて数千枚の複写動作を行ったときの、ベタ濃度及
び非画像部へのトナー付着（カブリ）の反射率の推移を
図３に示す。比較例として、前述のθ１が０°でかつ供
給ローラと現像スリーブの当接幅が８．０ｍｍのもの、
また、θ₁が９０°の場合の結果を図３に合わせて示
す。

【００６３】図３に示されるように、本実施形態におい
ては、ブロッチ現象も発生せず、濃度及びカブリが共に
良好であった。比較例では、微小なブロッチ現象やトナ
ー劣化による濃度低下、カブリ及びトナー搬送不良によ
る濃度低下ムラを引き起こした。

【００６４】さらに上記現像装置を４０００枚毎にトナ
ーを補給しながら１００万枚の連続画像形成を行ったと
ころ、現像スリーブ上に均一なトナー薄層を良好に形成
でき、画像的にも、トナー補給時の画像を含め最終画像
に至るまで、反射濃度１．４で、カブリ、濃度ムラ等が
ない良好な画像が得られた。尚、トナーの帯電量は一貫
して−１５μＣ／ｇ〜−２０μＣ／ｇであり、十分な値
であった。

【００６５】（第２の実施形態）本実施形態において
は、第１の実施形態に加え、磁性ブレード５とトナー供
給ローラ６の位置関係を規定したことが特徴である。

【００６６】即ち、本実施形態では、図４に示すよう
に、供給ローラ６の回転中心Ｏ₂を現像スリーブ３の回
転中心Ｏ₁よりも下方に位置させ、かつ現像スリーブ３
に対する磁性ブレード５の近接部（対向部）中心Ｄと現
像スリーブの回転中心Ｏ₁を通る直線ｇと、現像スリー
ブ３に対する供給ローラ６の当接部中心Ｅと現像スリー
ブの回転中心Ｏ₁を通る直線ｈとがなす角度をθ₂とす
る。この角度θ₂を、６０°≦θ₂≦９０° の範囲に設定した。

【００６７】この構成によって、現像容器２から供給ロ
ーラ６の近傍に送られた磁性トナー７は、その後、供給
ローラ６の回転、現像スリーブ３の回転、現像スリーブ
３内マグネット４の及ぼす磁気力、及び磁性ブレード５
の近接部における磁気的な規制により、磁性ブレード５
と現像スリーブ３の間隙を通過して、現像領域で現像に
供されるものと、図２中矢印ｄで示すように、間隙を通
過せずに循環を形成するものとに分かれる。

【００６８】この循環が、供給ローラ６上の現像スリー
ブ３の近傍での閉じた小循環であると、トナーにかかる
負荷が過剰となり、トナー劣化を引き起こす。一方、ト
ナーが循環せず滞ると、現像スリーブ３の近傍へトナー
が詰まることによってブレード近傍のトナー凝集度が上
りブロッチ現象が発生する。

【００６９】本発明者の実験によると、上記のように、
６０°≦θ₂≦９０°に設定すると、磁性ブレード５の
隙間を通過せずに容器２内に戻ったトナーが、容器２か
ら送られる新たなトナーとの入れ換わりをスムーズに行
いながら、滞ることなくトナー循環を形成する。その結
果、トナー劣化及びブロッチ現象が発生せず、画像上も
濃度低下、カブリ等のない良好な画像が常に安定して得
られることが分かった。

【００７０】このとき、供給ローラ６の外径Ｒ₁と現像
スリーブ３の外径Ｒ₂の関係を、０．５Ｒ₂≦Ｒ₁≦Ｒ₂ とすると、上記のトナー循環がさらに良好に形成され
る。

【００７１】Ｒ₁＜０．５Ｒ₂ であると、供給ローラ６の回転による影響力が低下して
トナー循環が滞るようになり、逆にＲ₁＞Ｒ₂になると、
トナー循環が小さく閉じたものになり易く、その結果、
トナー劣化の発生を招く。

【００７２】（第３の実施形態）本実施形態において
は、現像スリーブの表面を疑似的鏡面にすることが特徴
である。本実施形態のその他の構成は、第１の実施形
態、第２の実施形態と同様にできる。

【００７３】即ち、本実施形態では、現像スリーブ３
は、スリーブ基体の表面に砥粒等による粗面化処理を施
さず、表面研磨により疑似的鏡面を形成して現像スリー
ブとしたものである。具体的には、現像スリーブ基体と
してＳＵＳ製のパイプを使用し、グラインダー研磨によ
り粗さＲｚ≒１．０μｍの疑似的鏡面を形成した。

【００７４】この様な疑似的鏡面では、微小な凹凸が殆
ど無いので、現像スリーブとの摩擦による帯電量が上昇
し易く、その点からはブロッチ現象が発生し易いが、現
像スリーブ上のトナー搬送力が低下するため、ＳＢギャ
ップ部近傍での現像剤の過剰な詰まりが低減することで
相殺される。また、磁性ブレードの位置関係を第１の実
施形態の構成と同様にしているためブロッチ現象は低減
される。さらに、微小凹凸がないためトナー供給ローラ
当接部の未現像トナー、特にトナー微粉の掻き取り効率
が著しく向上するという効果もある。

【００７５】

【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、一成分現像剤を用い、現像容器開口部
に固定端を支持され、他端の自由端を現像剤担持体に近
接対向した板状の規制部材と、該近接対向部よりも現像
剤担持体回転方向上流側で現像剤担持体に回転当接させ
た単泡性発泡体ゴムからなる供給ローラを有する現像装
置において、上記規制部材自由端の現像剤担持体に対す
る位置及び現像剤担持体中心を通る鉛直線とのなす角度
を適正化することにより、供給ローラの当接幅を広げる
ことなく、ブロッチ現象を防止できる様になった。ま
た、上記供給ローラの現像剤担持体当接位置と、規制部
材の近接位置のなす角度及び現像剤担持体の表面形状等
の適正化を図ることも加え、現像剤担持体上現像剤の薄
層化、高帯電量を長期に渡り維持できる様になり、画像
上も濃度低下やカブリ、ムラ等のない良好な画像を安定
して提供できる。

【００７６】また、本出願に係る第２の発明によれば、
前記第１の発明において、現像剤担持体回転中心と、前
記規制部材の自由端中心を通る直線が前記鉛直線となす
角度θ₁が２０°よりも大きいので、重力成分を減少さ
せてブロッチ現象の発生を抑えることができる。また、
７０°以下なので、規制部材と現像剤担持体の対向間隙
部に搬送される現像剤量が減少し過ぎることがなく、長
手方向のムラの発生を押さえることができ、更に、供給
ローラ当接部で現像剤に過負荷を与えることを防ぐこと
ができる。

【００７７】更に、本出願に係る第３の発明によれば、
前記第１の発明または第２の発明において、供給ローラ
の回転中心が現像剤担持体の回転中心よりも下方に位置
し、かつ現像剤担持体に対する規制部材の近接部自由端
の中心と供給ローラの当接部の中心とが、現像剤担持体
の回転中心に対してなす角度θ₂が６０°≦θ₂≦９０°
を満たすので、規制部材と現像剤担持体の間隙を通過せ
ずに現像剤容器内に戻った現像剤が、現像剤容器から送
られる新たな現像剤との入れ換わりを円滑に行いなが
ら、滞ることなく現像剤循環を形成することができる。
その結果、現像剤劣化及びブロッチ現象が発生せず、画
像上も濃度低下、カブリ等のない良好な画像を常に安定
して得ることができる。

【００７８】また、本出願に係る第４の発明によれば、
前記第１の発明ないし第３の発明のいずれかにおいて、
現像剤担持体の表面は、砥粒等による粗面化処理を施さ
ない疑似的鏡面を有するが、この様な疑似的鏡面では微
小な凹凸が殆ど無いので、現像剤担持体との摩擦による
帯電量が上昇し易く、その点からはブロッチ現象が発生
し易いが、現像剤担持体上の現像剤搬送力が低下するた
め、規制部材と現像剤担持体の対向間隙部近傍での現像
剤の過剰な詰まりが低減することで相殺することかでき
る。

【００７９】更に、本出願に係る第５の発明によれば、
前記第１の発明ないし第４の発明のいずれかにおいて、
供給ローラの現像剤担持体との接触幅が０．５ｍｍ以上
なので、現像剤の塗布ムラが発生せず、６．０ｍｍ以下
なので、現像剤担持体への現像剤融着及び現像剤特性の
劣化や駆動トルクの上昇の発生を防止することができ
る。供給ローラの密度が０．１５ｇ／ｃｍ³以上なの
で、供給ローラからの低分子オイルの滲み出しが発生せ
ず、それによる現像剤担持体汚染が発生し難く、０．３
５ｇ／ｃｍ³以下なので、供給ローラの当接圧の過大か
ら現像剤担持体上の現像剤の融着及び現像剤特性の劣化
及び現像剤担持体の駆動トルクの上昇の発生を防止する
ことができる。更に、ピース硬度がアスカーＣ、３００
ｇ荷重で８°以上なので、供給ローラからの低分子オイ
ルの滲み出しの発生を防止することができ、それによる
現像剤担持体汚染が発生し難く、３０°以下なので、供
給ローラの当接圧の過大から現像剤担持体上の現像剤の
融着及び現像剤特性の劣化及び現像剤担持体の駆動トル
クの上昇の発生を防止することができる。セル数が１０
０個／ｉｎｃｈ²以上なので、供給ローラからの低分子
オイルの滲み出しが発生せず、それによる現像剤担持体
汚染の発生を抑えることができ、４００個／ｉｎｃｈ²
以下なので、供給ローラの当接圧の過大から現像剤担持
体上の現像剤の融着及び現像剤特性の劣化及び現像剤担
持体の駆動トルクの上昇の発生を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す現像装置の概略
断面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態における現像スリーブ
の磁性ブレード近傍のトナーの状態を示す図である。

【図３】本発明の第１の実施形態及び比較例の画像濃
度、カブリの推移を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施形態を示す現像装置の概略
断面図である。

【図５】従来例を示す図である。

【符号の説明】１感光ドラム（像担持体）３現像スリーブ（現像剤担持体）５磁性ブレード（規制部材）６トナー供給ローラ（供給ローラ）７磁性トナー（現像剤）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】供給された一成分磁性現像剤を担持して
回転することにより、現像剤を像担持体と対向した現像
領域へ搬送する、複数の磁極を有する磁界発生手段を内
蔵した現像剤担持体と、前記現像剤担持体の回転方向に
関して、現像領域の上流側において現像剤担持体の表面
の近接した、現像剤担持体上に担持された現像剤の量を
規制する磁性を有する板状の規制部材と、規制部材の上
流側において現像剤担持体と当接して同方向に回転する
ことにより、現像剤担持体に対する現像剤の剥ぎ取り及
び供給を行う、少なくとも表面が単泡性の発泡体からな
る供給ローラとを備えた現像装置において、前記規制部
材を、前記現像剤担持体の回転中心を通る水平線と鉛直
線が形成する座標面内の第１象限で、規制部材の現像剤
担持体に近接する自由端とは逆側の固定端を現像剤担持
体回転方向上流側に傾けた状態で配設することを特徴と
する現像装置。
【請求項２】現像剤担持体回転中心と、前記規制部材
の自由端中心を通る直線が前記鉛直線となす角度θ₁が
２０°≦θ₁≦７０°を満たすこととする請求項１に記
載の現像装置。
【請求項３】供給ローラの回転中心が現像剤担持体の
回転中心よりも下方に位置し、かつ現像剤担持体に対す
る規制部材の近接部自由端の中心と供給ローラの当接部
の中心とが、現像剤担持体の回転中心に対してなす角度
θ₂が６０°≦θ₂≦９０°を満たすこととする請求項１
または請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】現像剤担持体の表面は、砥粒等による粗
面化処理を施さない疑似的鏡面を有することとする請求
項１ないし請求項３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】供給ローラの現像剤担持体との接触幅が
０．５〜６．０ｍｍであり、供給ローラの密度が０．１
５〜０．３５ｇ／ｃｍ³、ピース硬度がアスカーＣ、３
００ｇ荷重で８°〜３０°、セル数が１００〜４００個
／ｉｎｃｈ²であることとする請求項１ないし請求項４
のいずれかに記載の現像装置。