JPH11190940A

JPH11190940A - 現像装置

Info

Publication number: JPH11190940A
Application number: JP9367088A
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: 1997-12-25
Filing date: 1997-12-25
Publication date: 1999-07-13

Abstract

(57)【要約】【課題】現像行程以前のトナーへの帯電付与を不要と
し、さらに磁性トナーのチェーンの発生を防いで、画像
品質の向上が可能な現像装置にある。【解決手段】現像装置１は、負帯電極性の磁性トナー
Ｔ１を収容した現像容器３に、内側にマグネット４を非
回転に配置した現像ローラ２を有し、現像ローラ２はト
ナーＴ１と逆極性の帯電極性を有する表面層２ｃを備え
る。現像ローラ２は、感光ドラム１００と弾性当接して
所定量の当接ニップ領域Ｎ１を形成し、感光ドラム１と
同速以上の周速で逆方向に回転する。現像ローラ２上に
担持されトナーＴ１は、ニップ領域Ｎ１での摺擦により
摩擦帯電され、その電荷により感光ドラム１上の潜像に
付着して現像する。磁性トナーＴ１は、マグネット４に
より現像ローラ２上に担持され、現像ローラ２に当接し
たトナーと同極性の帯電極性を有する樹脂層５ａを有す
る規制手段５により、トナー量が規制される。当接ニッ
プ領域Ｎ１中には、電源６により現像電界が形成され
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、像担持体上に形
成した静電潜像を可視化するのに使用する現像装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式等を利用した画像形
成装置は、たとえば図５に示すように構成されている。
図５において、符号１００は像担持体である感光ドラム
で、画像形成装置は、感光ドラム１００の周囲に、一次
帯電器１１７、現像装置１４０、レジストローラ１２
４、転写帯電器１１４およびクリーナ１１６等が設けら
れている。

【０００３】感光ドラム１００は、一次帯電器１１７に
よって帯電され、レーザスキャナ１２１からレーザ光１
２３を照射することにより、感光ドラム１００上に静電
潜像が形成される。感光ドラム１００上の潜像は、現像
装置１４０によって一成分現像剤の負帯電性トナーによ
って現像されてトナー像として可視化され、得られたト
ナー像は、レジストローラ１２４により感光ドラム１０
０に搬送された転写材Ｐ上に、転写帯電器１１４により
静電転写される。

【０００４】トナー像を転写された転写材Ｐは、搬送ベ
ルト１２５により定着器１２６に搬送され、そこで加熱
および加圧により、トナーが溶融し転写材Ｐの繊維に凝
固して定着される。

【０００５】現像装置１４０は、図６に示すように、絶
縁性一成分現像剤である絶縁性磁性トナーＴ（本例で
は、上記したように負帯電性トナーである）を収容した
現像容器１４０ａを有し、この現像容器１４０ａ内に感
光ドラム１００に近接して、現像剤担持体である円筒状
の現像スリーブ１０２が配設されている。この現像スリ
ーブ１０２は、アルミニウム、ステンレス等の非磁性金
属からなる。感光ドラム１００と現像スリーブ１０２と
の間隔は、図示しない間隙規制部材によって約３００μ
ｍに維持されている。

【０００６】現像スリーブ１０２内に磁界発生手段であ
るマグネットローラ１０４が、間隙を保って同心的に配
設されている。マグネットローラ１０４は、画像形成装
置本体に固定して非回転とされ、現像スリーブ１０２
は、この内蔵されたマグネットローラ１０４の周りを回
転する。

【０００７】マグネットローラ１０４は、図示のごとく
４個の磁極Ｓ１、Ｓ２、Ｎ１、Ｎ２が具備されている。
磁極Ｓ１は現像極、磁極Ｎ１はトナー量規制極、磁極Ｓ
２はトナーの取り込み・搬送極、磁極Ｎ２はトナー吹き
出し防止用の極である。

【０００８】現像容器１４０ａ内に収容された磁性トナ
ーＴは、現像スリーブ１０２上にその内側のマグネット
ローラ１０４の磁力により吸引して担持され、現像スリ
ーブ１０２の矢印Ｂ方向の回転によって感光ドラム１０
０と対向した現像領域へ向けて搬送される。

【０００９】現像スリーブ１０２の上方の容器１４０ａ
の位置には、トナー量規制部材として現像ブレード（弾
性ブレード）１０３が固定され、この現像ブレード１０
３は現像スリーブ１０２上に垂下して弾性的に当接し、
現像スリーブ１０２上のトナーを規制して薄層に形成
し、現像領域に搬送されるトナー量を規定している。

【００１０】現像領域に搬送されるトナー量は、現像ス
リーブ１０２に当接する現像ブレード１０３の当接圧や
当接長さ等により決定される。従来、搬送トナー量は、
現像スリーブ１０２の表面積あたりで１．０〜２．０ｍ
ｇ／ｃｍ² 程度に制御されている。

【００１１】現像領域に搬送されたトナーは、現像スリ
ーブ１０２に感光ドラム１００との間で印加した現像バ
イアスによる現像電界により、現像スリーブ１０２から
矢印Ａ方向に回転する感光ドラム１００上に飛翔し、感
光ドラム１００上の潜像に付着して現像し、潜像をトナ
ー像として可視化する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の現像装置で
は、現像ブレード１０３と現像スリーブ１０２との当接
領域において、現像スリーブ１０２の表面のトナーＴの
帯電量を所定値に規制し、所定の帯電量に規定されたト
ナーを現像領域へ搬送し、現像に供しており、現像行程
以前にトナーの帯電量を決定しているため、現像ブレー
ド１０３によるトナーへの帯電付与は必須の存在であっ
た。

【００１３】この現像ブレード１０３の材料は、トナー
Ｔへの帯電付与を行うためにトナーの帯電極性と逆極性
とされ、負極性のトナーを用いる場合には、現像ブレー
ド１０３は正帯電性の材料が望ましい。しかしながら、
正帯電性の材料はトナー離型性に優れるものが少なく、
現像ブレード１０３へのトナー融着が問題となることが
多々生じていた。

【００１４】この現像ブレード１０３へのトナー融着
は、上記した現像ブレード１０３表面のトナー離型性が
悪いことに加え、現像ブレード１０３によりトナーを帯
電するので、トナーが鏡映力により現像ブレード１０３
の表面に固着してしまうことも原因の１つである。

【００１５】現像ブレード１０３のトナー融着は、出力
ベタ画像上に白く縦スジが生じる、いわゆるスジムラ
や、画像濃度低下および濃度ムラとして、画像品質を著
しく悪化し、現像装置の寿命を低下させる。

【００１６】また磁性トナーは現像行程中にチェーン化
し、文字や微小ドット等を現像した場合、トナー像上に
トナーチェーンによる尾引きが生じる。この尾引きが原
因となって、出力画像上、いわゆる飛び散りが発生し、
画像品質が低下してしまう。

【００１７】以上のように、従来の現像装置では、現像
ブレード１０３によるトナーへの帯電付与が必須であ
り、これが現像ブレード１０３へのトナーの融着を生じ
て、画像品質の低下を招き、現像装置の長寿命化が阻害
されていた。この問題は、現像行程以前にトナーの帯電
量を所定値に設定する必要があるため、程度の差こそあ
れ必ず生じる。

【００１８】さらに磁性トナーのチェーンによる画像上
飛び散りが発生する問題もあった。

【００１９】本発明の目的は、現像行程以前のトナーへ
の帯電付与を不要とし、画像品質を向上させるとともに
装置の長寿命化を図ることができ、さらに磁性トナーを
使用する場合のトナーチェーンの発生を防いで、出力画
像上の飛び散りを防止し、画像品質をさらに向上させる
ことが可能な現像装置を提供することである。

【００２０】

【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、
回転する現像剤担持体上に一成分磁性現像剤を担持して
像担持体と対向した部位へ搬送し、像担持体上に形成さ
れた静電潜像に現像剤を供給して、静電潜像を現像し可
視化する現像装置において、前記現像剤担持体は、現像
剤と逆極性の帯電極性を有する表面を備え、その表面を
前記像担持体と対向した部位で像担持体と弾性的に当接
して所定量の当接ニップを形成しており、現像剤担持体
上に担持された現像剤は、現像剤担持体の回転により前
記当接ニップで現像剤担持体と像担持体との間で摺擦し
て摩擦帯電され、その摩擦帯電電荷により現像剤が像担
持体上の静電潜像に電気的に付着して、潜像を現像する
ことを特徴とする現像装置である。

【００２１】本発明によれば、前記現像剤担持体にバイ
アス電源が接続され、前記電源により現像剤担持体に像
担持体との間でバイアスを印加することにより、前記当
接ニップ領域中に現像剤を像担持体上の静電潜像に付着
させる現像電界を形成する。前記現像剤担持体の回転方
向上、当接ニップよりも上流側に現像剤規制手段が設置
され、この規制手段は、弾性部材の表面に現像剤と同極
性の帯電極性を有する現像剤離型層を備えてなってお
り、現像剤担持体に弾性当接して、現像剤担持体上に担
持された現像剤の量を機械的に規制する。前記現像剤担
持体表面の摩擦力は、現像剤規制手段表面の摩擦力より
大きい。もしくは、規制手段は、磁性部材の表面に現像
剤と同極性の帯電極性を有する現像剤離型層を備えてな
っており、現像剤担持体に所定の間隙をあけて位置し
て、現像剤担持体上に担持された現像剤の量を磁気的に
規制する。

【００２２】また、前記現像剤担持体は、像担持体と同
方向に回転するか、もしくは像担持体と逆方向で像担持
体の周速以上の周速で回転する。前記現像剤担持体は、
回転可能な金属円筒の表面に現像剤と逆極性の帯電極性
を有する弾性層を形成してなる。前記現像剤担持体内
に、当接ニップ領域とは反対側に磁気力を発生する磁界
発生手段を非回転に配置した。前記現像剤規制手段の弾
性層は、フッ素樹脂を主成分とする。前記現像剤担持体
の表面は、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂およびポリア
ミド樹脂のうちの少なくとも１つを主成分とする樹脂層
からなる表面層を有する。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に即
して詳細に説明する。

【００２４】実施例１図１は、本発明の一実施例に係る現像装置を設置した画
像形成装置を示す断面図である。本画像形成装置は電子
写真画像形成装置である。

【００２５】図１に示すように、電子写真画像形成装置
は、像担持体である感光ドラム１０を有し、この感光ド
ラム１０は図中矢印Ａ方向に速度Ｖａで回転される。こ
の感光ドラム１０の表面を一次帯電器１５により負極性
に一様帯電し、つぎにたとえばレーザのような発光素子
１６によりイメージ露光を行って、感光ドラム１０の表
面に静電潜像を形成し、潜像現像装置１により現像して
トナー像として可視化する。

【００２６】現像装置１は、負帯電極性の磁性トナーＴ
１を収容した現像容器（ホッパー）３の感光ドラム１０
０と対面した開口部に、内側にローラ状のマグネット４
が非回転に固定配置された現像ローラ２を備え、この現
像ローラ２は弾性体等からなり、感光ドラム１００と所
定量の当接ニップ領域Ｎ１を形成するように、感光ドラ
ム１００に所定圧で当接されている。

【００２７】この現像ローラ２には、現像ローラ２上に
担持したトナーＴ１の量を規制するトナー量規制手段５
が当接され、また現像ローラ２の芯金であるスリーブ２
ａには、上記当接ニップ領域Ｎ１中に現像電界を形成す
る負極性ＤＣ電源の現像電源６が接続されている。現像
ローラ２は、図の矢印Ｂ方向に回転し、その回転速度Ｖ
ｂは、感光ドラム１００の回転速度Ｖａに対し、Ｖａ≦
Ｖb となっている。

【００２８】本発明の特徴の１つは現像ローラ２にあ
る。現像ローラ２は、アルミニウムやステンレス等の金
属の回転可能な円筒状スリーブ２ａ上に、シリコーンゴ
ム、ウレタンゴム、ＥＰＤＭゴム等のゴム、エラストマ
ーまたは発泡樹脂のような弾性を有する材料により形成
した弾性層２ｂを有し、感光ドラム１００と現像ローラ
２との当接ニップ領域Ｎ１において、トナーＴ１に対し
摩擦帯電により負電荷を付与できるようにするために、
その表面にトナーＴ１とは逆極性の正帯電極性の表面層
２ｃを有している。

【００２９】表面層２ｃに適した材料としては、ポリア
ミド樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等がある。こ
れら樹脂中にはカーボンブラックや金属等の導電分を分
散して、表面層２ｃの抵抗値を調整することが好まし
い。具体的には、体積抵抗値１０⁷ 〜１０⁸ Ωｃｍ以
下、好ましくは１０⁶ Ωｃｍ程度に調整する。

【００３０】また弾性層２ｂにもカーボンブラックや金
属の導電分を分散して、表面層２ｃと同様、１０⁷ 〜１
０⁸ Ωｃｍ以下、好ましくは１０⁶ Ωｃｍ程度の体積抵
抗値に調整することがよい。

【００３１】さらに、現像ローラ２の表面粗さＲｚは５
μｍ程度であり、また硬度はＪＩＳ−Ａ硬度計で４０゜
である。表面粗さＲｚは、ＪＩＳ−Ｂ０６０１に示す定
義を用いており、測定には小坂研究所製の表面粗さ試験
器ＳＥ−３０Ｈを使用した。

【００３２】本発明において現像ローラ２の表面につい
て規定した表面粗さＲｚ（十点平均粗さ）を図２を用い
て簡単に説明すると、基準長さＬ内において、平均線に
平行かつ断面曲線を横切らない直線から、最高から５番
目までの山頂の標高の平均値と、最深から５番目のまで
の谷底の標高の平均値との差の値をマイクロメートル
（μｍ）で表したものである。

【００３３】つまり、Ｒｚ＝｛（Ｒ11＋Ｒ12＋・・・＋Ｒ1n） −（Ｒ21＋Ｒ22＋・・・＋Ｒ2n）｝／５ｎ＝５

【００３４】また本発明では、現像ローラ２の表面の摩
擦係数μ2 は、感光ドラム１００の表面の摩擦係数μ0
よりも大きく、後述するトナー量規ブレード５の現像ロ
ーラ２との当接側の表面の摩擦係数μ5 よりも大きい。

【００３５】現像ローラ２の芯金としてのスリーブ２ａ
内に配置したマグネット４は、現像装置１からのトナー
Ｔ１の吹き出しを防止する吹き出し防止極Ｎと、トナー
Ｔ１を現像ローラ２の表面に担持して搬送するトナー搬
送極Ｓの２極構成となっており、本実施例では、その磁
気力はＮ極が７０ｍＴ、Ｓ極が６５ｍＴである。

【００３６】つまり、本発明では、磁性トナーＴ１を磁
力により現像ローラ２の表面に担持し、トナー量規制ブ
レード５によるトナー量規制領域まで搬送する。

【００３７】なお、本発明では、図１に示すように、マ
グネット４に現像極がない。すなわち、磁性トナーを用
いても、本発明の構成をとることにより、非磁性現像と
同様な現像を行うことが可能である。

【００３８】磁性トナーを非磁性現像できることのメリ
ットは大きい。従来例で示した構成の磁性現像の場合、
現像行程時に、磁性トナーＴ１は磁力によりトナーチェ
ーンと化して、潜像部に付着する。その結果、文字や微
小ドットを現像する場合、このトナーチェーンが潜像部
に尾引き状に付着して、現像により得られたトナー像に
いわゆる飛び散りが発生した。

【００３９】これに対し、本発明では、磁性トナーを用
いても、現像行程時に、非磁性現像のためにトナーチェ
ーンが発生せず、現像により得られたトナー像に飛び散
りが生じない。その結果、磁性トナーによる現像で、飛
び散りのない高品質な画像を得ることができる。

【００４０】つぎに、本発明の特徴の１つであるトナー
量規制手段５について説明する。従来のトナー量規制手
段は、現像ローラの表面のトナー量を規制するととも
に、所定の帯電量をトナーに付与する役割を担っていた
ので、トナーＴ１の帯電極性と逆極性の帯電極性を有す
るウレタンやポリアミド等の樹脂などが用いられてい
た。このため、トナー量規制手段の表面の現像ローラと
の当接領域は、トナーに対する離型性が低く、トナーの
帯電にともなう鏡映力によって当接領域へのトナーの固
着が生じ、トナー融着が発生して、前述したように、現
像装置の品質、寿命等を低下させていた。

【００４１】これに対し、本発明では、トナー量規制手
段５はトナーＴ１に対する電荷付与の必要がないので、
トナー量規制手段５の表面の現像ローラ２との当接領域
のトナー離型性を上げ、トナーの鏡映力を低下させるこ
とが可能となる。具体的には、トナー量規制手段５とし
ては、リン青銅、ステンレス等の金属薄板表面にトナー
Ｔ１の帯電極性と同極性の帯電極性を有するフッ素系樹
脂をコーティングしたものを用いた。これにより、トナ
ー量規制手段５へのトナーＴ１の固着、融着を防止で
き、従来の問題点を解決することが可能となる。

【００４２】本発明で、トナー量規制手段５にトナーＴ
１への帯電量付与機能を持たせないで済む理由は、現像
ローラ２の構成により、感光ドラム１０と現像ローラ２
との当接ニップ領域Ｎ１中において、トナーＴ１に対し
負極性の帯電量付与を行うことが可能となったからであ
る。

【００４３】本発明で使用する一成分現像剤の磁性トナ
ーＴ１について説明する。本発明では、磁性トナーＴ１
の例として負極性の絶縁性磁性トナーを用いている。た
とえば、スチレン−アクリル共重合体を主成分とする結
着樹脂に、マグネタイトを６０ｗｔ％、負電荷制御剤と
してモノアゾ染料の金属錯塩を１ｗｔ％含有した、体積
抵抗が約１０¹³Ωｃｍの絶縁性磁性トナーを基本とし、
これに流動性を高めるために疎水化処理したシリカ微粒
子をトナー重量に対し０．４ｗｔ％外添したものを用い
ることができる。

【００４４】本発明で用いる感光ドラム１０はＯＰＣ感
光体であり、アルミニウム製のドラム支持体上に、つぎ
の第１〜第４層を下から順に設けたものである。第１層
は下引き層であり、アルミニウムドラム（支持体）の欠
陥をならすため、またレーザ露光の反射によるモアレの
発生を防止するために設けられている層で、厚さ約２０
μｍの導電層からなる。第２層は正電荷注入層であり、
アルミニウム支持体から注入された正電荷が感光体表面
に帯電された負電荷を打ち消すのを防止する役割を果た
し、アミラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって
１０⁶ Ωｃｍ程度に抵抗調整された厚さ約１μｍの中抵
抗層である。

【００４５】第３層は電荷発生層であり、ジスアゾ系の
顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層であり、レ
ーザ露光を受けることによって正負の電荷対を発生す
る。第４層は電荷輸送層であり、ポリカーボネート樹脂
にヒドラゾンを分散したものであり、Ｐ型半導体であ
る。従って、感光体表面に帯電された負電荷は、この層
を移動することはできず、電荷発生層で発生した正電荷
のみを感光体表面に輸送することができる。

【００４６】以上のように構成された本発明の作用、お
よび従来生じていた問題点が解決する理由について説明
する。

【００４７】本発明の最大の特徴は、従来、トナー量規
制手段によって行っていたトナーＴ１への帯電量付与
を、感光ドラム１０と現像ローラ２との当接ニップ領域
Ｎ１において、感光ドラム１０の表面および現像ローラ
２表面とトナーＴ１との摩擦摺動動作による摩擦帯電で
行わせることにある。

【００４８】当接ニップ領域Ｎ１においては、トナーＴ
１は摩擦帯電により負極性の電荷を得る。その結果、当
接ニップ領域Ｎ１の下流付近において、十分に電荷量を
得たトナーＴ１は、感光ドラム１０上に形成された静電
潜像に、現像電源６によって形成された現像電界によっ
て付着し、潜像がトナー像として可視化される。

【００４９】この当接ニップ領域Ｎ１中においてトナー
Ｔ１への帯電量付与能を生じさせるためには、（イ）現
像ローラ２の表面がトナーＴ１と逆極性の帯電極性、す
なわち正極性の帯電極性を有すること、（ロ）現像ロー
ラ２の回転速度Ｖｂが感光ドラム１０の回転速度Ｖａ以
上となっていることが必要である。

【００５０】しかしながら、感光ドラム１０の表面の帯
電極性が現像ローラ２の表面の帯電極性よりも正極性側
にあると、感光ドラム１０の表面の非画像領域にもトナ
ーＴ１が付着する場合が生じ、いわゆるカブリが発生
し、画像品質を低下させてしまう。このため、３つ目の
条件として、（ハ）現像ローラ２の表面の帯電極性が、
感光ドラム１０の表面の帯電極性よりも正極性側に位置
することが必要となる。

【００５１】以上を具体例を掲げて説明する。図３は、
感光ドラム１０と現像ローラ２との当接ニップ領域Ｎ１
中におけるトナーＴ１の摩擦帯電量を示すグラフであ
る。トナーＴ１の摩擦帯電量は、現像ローラ２の表面上
の当接ニップ領域Ｎ１下流側のトナーＴ１の帯電量と、
上流側のトナーＴ１の帯電量の差で示した。

【００５２】このとき、感光ドラム１０の回転速度Ｖａ
は５０ｍｍ／秒であり、感光ドラム１０の表面は−７０
０Ｖに均一に帯電されている。現像ローラ２の回転速度
Ｖａは、図３の横軸に示すように可変にし、感光ドラム
１０との回転速度差を任意に変更した。現像電圧は０Ｖ
で検討した。

【００５３】感光ドラム１０としては、上記したＯＰＣ
感光体（ドラムＡとする）と、これにつぎの第５層をさ
らに加えたＯＰＣ感光体（ドラムＢとする）を用いた。

【００５４】第５層は、感光ドラム１０の表面の帯電極
性をトナーＴ１と同じ負極性とするための層であり、光
硬化性のアクリル樹脂にテフロン（デュポン社製のフッ
素樹脂ＰＴＦＥの商標）等のフッ素樹脂と超微粒子のＳ
_n Ｏ₂ を分散処理した材料の塗工層である。

【００５５】具体的には、光硬化型のアクリル系モノマ
ー６０部（重量部。以下同様）、平均粒径０．１８μｍ
のポリテトラフロオロエチレン（ＰＴＦＥ）微粒子５〜
５０部、アンチモンをドーピングして抵抗化した分散前
の平均粒径約４００Åの酸化スズ超微粒子６０部、光開
始剤として２−メチルチオキサントン２０部、メタノー
ル４００部をサンドミルにより４８時間分散処理した。
このようにして調合した塗工液をディッピング塗工法に
より厚さ約２μｍに塗工して、第５層とした。

【００５６】フッ素樹脂であるＰＴＦＥは、感光ドラム
１０の表面層に位置するため、現像ローラ２に担持され
たトナーＴ１と接触することが可能である。このフッ素
樹脂の分散量を５〜５０部としたのは、５部以下である
と、上記のカブリ防止効果が少なく、５０部以上である
と、発光素子１６からの光がフッ素樹脂により散乱して
しまい、画像のボケが発生するためである。

【００５７】酸化スズは、フッ素樹脂の分散助剤として
の役割とともに、第５層の抵抗調整のために用いられ
る。この層の体積抵抗は１×１０⁹ 〜１×１０¹⁴Ωｃｍ
が好適である。

【００５８】現像ローラ２としては、上記した条件を満
すものとして、つぎの現像ローラＡおよび比較例の現像
ローラＢを用いた。

【００５９】現像ローラB ：ＥＰＤＭゴム１００重量部
中に、カーボンブラック４０重量部、さらに絶縁オイ
ル、加硫剤および加硫助剤等を所定量配合し、混練し、
チューブ状に押し出し成形した。つぎに上記加硫方式に
より１次加硫を行い、加硫成形を完了したＥＰＤＭソリ
ッドゴムチューブに、接着剤を塗布した直径８ｍｍのス
テンレス製円筒状スリーブを圧入し、さらに２次加硫を
行った。つぎにローラ表面を研磨し、ローラ直径を１６
ｍｍとした。研磨はローラの表面粗さＲｚが４μｍ程度
となるように行った。これを比較例の現像ローラＢとし
た。

【００６０】現像ローラＡ：上記の現像ローラＢにシラ
ンカップリング剤をコーティングし、カーボンブラック
４０重量部を分散したポリアミド樹脂をコーティング
し、オーブンで３次加硫を行い、これを本実施例の現像
ローラＡとした。現像ローラＡの表面粗さＲｚも約３〜
４μｍである。

【００６１】感光ドラム１０と現像ローラ２として、上
記の感光ドラムＡ、Ｂおよび現像ローラＡ、Ｂを用い、
感光ドラム１０と現像ローラ２との当接ニップ領域Ｎ１
におけるトナーＴ１の帯電量変化を検討した。その結果
が先の図３である。現像ローラＡ、Ｂは、マグネットロ
ーラ４を内蔵させて使用した。

【００６２】図３から明らかなように、現像ローラ２の
感光ドラム１０に対する回転速度差を大きくすることに
より、これらの当接ニップ領域Ｎ１におけるトナーＴ１
の摩擦帯電量が増加することが分かる。

【００６３】図３に示す例では、速度差を２０％程度と
上昇させれば、現像ローラＡ、つまりトナーＴ１の帯電
極性と逆極性の帯電極性を有する表面層を形成した現像
ローラを用いれば、感光ドラムＢ、つまり表層にトナー
Ｔ１と同極性の帯電極性を有するテフロン粒子を分散さ
せた感光ドラムを用いても、ニップ当接領域Ｎ１中の摩
擦帯電により、トナーＴ１の帯電量を−１０μＣ／ｇ程
度付与可能であり、これは従来の知見より現像可能な量
である。また当接ニップ領域Ｎ１を所定長以上確保すれ
ば、従来例において示した現像ブレードによるトナーへ
の帯電量付与性に比べて、感光ドラム１０と現像ローラ
２との周速差による摺擦がトナーＴ１へ加わるために、
本発明における帯電量付与性は高くなる。

【００６４】なお、本発明では、当接ニップ領域Ｎ１を
感光ドラム１０の周方向に約２ｍｍとした。当然なが
ら、この当接ニップ領域長さが減少すると、本発明の効
果は減少する。本出願人らの検討によると、当接ニップ
領域長は２ｍｍ以上を確保することが望ましい。

【００６５】これら本発明によるトナーＴ１への帯電量
付与性は、従来の磁性現像系よりも高く、非磁性現像系
に近い。この理由は、上記したように、本発明は、磁性
現像系にもかかわらず、トナーへの帯電量付与過程が非
磁性状態で行われるからであると考えている。また現像
ローラ２の回転速度が感光ドラム１０の回転速度より大
きいほど、トナーＴ１の摩擦帯電量が大きくなることか
ら、当接ニップ領域Ｎ１中においては、トナーＴ１と現
像ローラ２表面との摩擦帯電が支配的であることが分か
る。このことは、現像ローラＢより現像ローラＡの方
が、トナーＴ１の摩擦帯電量が大きくなることからも理
解できる。つまり、トナーＴ１に対して帯電量付与性の
高い現像ローラＡの方が、当接ニップＮ１中でのトナー
Ｔ１の摩擦帯電量が大きくなることは、現像ローラ２の
表面の帯電極性が支配的であることを示している。これ
らの傾向は程度の差はあるが、感光ドラムＡ、Ｂ共に有
している。

【００６６】一方、図３は、感光ドラム１０の表面の帯
電極性も、当接ニップ領域Ｎ１中でのトナーＴ１への摩
擦帯電に関係していることを示している。表面テフロン
粒子を分散させた第５層を有する感光ドラムB は、第５
層を有しない感光ドラムＡに比べて、当接ニップ領域Ｎ
１中でのトナーＴ１の摩擦帯電量が少ない傾向にある。
これは、第５層のテフロン粒子がトナーＴ１と同じ負極
性の帯電極性を有することに起因しており、感光ドラム
Ｂの第５層は、当接ニップ領域Ｎ１中におけるトナーＴ
１の摩擦帯電を抑える働きをしている。その結果、感光
ドラムＢの方が、感光ドラムＡよりも、当接ニップ領域
Ｎ１中のトナーＴ１の摩擦帯電量は減少する傾向にある
が、一方で、非画像領域へのトナーＴ１の付着、いわゆ
るカブリが減少し、画像品質は向上する。すなわち、カ
ブリ防止を図るためには、感光ドラム１０の表面は、ト
ナーＴ１と同極性の帯電極性を有することが好ましい。

【００６７】以上説明したように、本発明においては、
感光ドラム１０と現像ローラ２との当接ニップ領域Ｎ１
中において、トナーＴ１に摩擦帯電による帯電量付与と
同時に、現像を行うことが可能となった。その結果、従
来必須であった、トナー量規制手段におけるトナーへの
帯電量付与機能を除去することが可能となり、本発明の
特徴の１つであるトナー量規制手段５を用いることが可
能となった。本発明では、トナー量規制手段５を用いる
ことにより、従来生じていたトナー規制手段へのトナー
の融着を防止することが可能となり、従来例で示した１
つの課題である画像上のスジムラの発生を防止でき、画
像品質および現像装置の寿命を向上させることが可能と
なった。

【００６８】以下、その理由について説明する。

【００６９】先述したように、トナー量規制手段５の表
面の現像ローラ２の当接領域には、トナーＴ１と同極性
の帯電極性を有するフッ素樹脂からなるトナー離型層５
ａが形成されている。具体的には、先述したように、ス
テンレス薄板５ｂ上にＰＴＦＥをコーティングして、ト
ナー量規制手段５とした。これにより、トナー量規制手
段５へのトナーＴ１の鏡映力による固着を防止し、さら
にトナー離型性が高いので、トナー量規制手段５へのト
ナー融着を確実に防止できる。

【００７０】また本発明においては、現像ローラ２の表
面の摩擦係数μ2 は、トナー量規制手段５表面の摩擦係
数μ5 よりも大きくなっているので、トナー量規制手段
５の表面のトナー除去効果が生じ、トナー量規制手段５
表面のトナー融着防止効果をより一層向上させる。つま
り、本発明の効果を最大限に生じさせるための条件の１
つには、トナー量規制手段５表面の摩擦係数μ5 を現像
ローラ２表面の摩擦係数μ2 より小さくすることを上げ
ることができる。このためには、上記した、テフロンコ
ートしたトナー量規制手段５と、ポリアミド樹脂を主成
分とする表面層を有する現像ローラＡとの組み合わせが
最適的である。

【００７１】以上説明したように、本発明の特徴の１つ
であるトナー量規制手段５を用いることにより、感光ド
ラム１０と現像ローラ２との当接ニップ領域Ｎ１中にお
いて、トナーＴ１に対して帯電量の付与を行うことが可
能となり、従来生じていた問題点を解決することが可能
になった。

【００７２】以上説明したように、本発明では、磁性ト
ナーを用いても非磁性現像が可能となるので、現像時の
トナーチェーンの発生を防止でき、出力画像上の飛び散
りの発生を防止できる。また像担持体と現像剤担持体と
を当接した現像ニップ領域中において、トナーへの帯電
量付与を行うことが可能となったので、トナー量規制手
段によるトナー量規制時に、トナーの帯電量付与が不要
となり、このためトナー量規制手段の表面をトナーと同
極性かつ高離型性な樹脂層とすることが可能となり、従
来問題であったトナー量規制手段へのトナー融着を防止
できる。

【００７３】その結果、本発明によれば、飛び散りやス
ジムラ、濃度低下、濃度ムラ等がない高品質の画像を得
ることができ、また現像装置の長寿命化を達成すること
ができるようになった。

【００７４】実施例２図４に、本発明の他の実施例を示す。本実施例では、実
施例１のトナー量規制手段５に代えて、現像ローラ２と
非接触配置した磁気カットブレード７を設けた。

【００７５】磁気カットブレード７は、鉄等の磁性体７
ａの表面にトナーＴ１と同極性の帯電極性を有し、トナ
ー離型性に優れた表面層７ｂを設けてなっている。表面
層７ｂは、実施例１と同様、負帯電極性の磁性トナーＴ
１に対しては、ＦＰＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂を用
いることが可能である。

【００７６】このように磁気カットブレード７を構成す
ることにより、現像ローラ２上のトナー量を非接触で規
制することが可能となり、本発明の効果をさらに良好に
得ることができる。

【００７７】以上の実施例１および２では、感光ドラム
１０と現像ローラ２の回転方向を逆方向としたが、これ
を同方向にしてもよい。これにより、現像ニップ領域で
のトナーＴ１への摺擦力が上昇し、現像ニップ領域での
トナーＴ１への帯電量付与性が向上する。その結果、さ
らに良好な効果を得ることができる。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁性トナーを用いても非磁性現像が可能となるので、現
像時のトナーチェーンの発生を防止でき、出力画像上の
飛び散りの発生を防止できる。また像担持体と現像剤担
持体とを当接した現像ニップ領域中において、トナーへ
の帯電量付与を行うことが可能となったので、トナー量
規制手段によるトナー量規制時に、トナーの帯電量付与
が不要となり、このためトナー量規制手段の表面をトナ
ーと同極性かつ高離型性な樹脂層とすることが可能とな
り、従来問題であったトナー量規制手段へのトナー融着
を防止できる。その結果、飛び散りやスジムラ、濃度低
下、濃度ムラ等がない高品質の画像を得ることができ、
現像装置の寿命も長くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る現像装置を設置した画
像形成装置を示す断面図である。

【図２】図１の現像装置に設置された現像ローラの表面
について規定する表面粗さＲｚを示す説明図である。

【図３】図１の画像形成装置の感光ドラムと現像装置の
現像ローラとの当接ニップ領域Ｎ１中におけるトナーＴ
１の摩擦帯電量を示すグラフである。

【図４】本発明の現像装置の他の実施例を示す断面図で
ある。

【図５】従来の画像形成装置を示す概略図である。

【図６】図５の画像形成装置に設置した従来の現像装置
の位置部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２ｂ弾性層２ｃ表面層３現像容器４現像容器５トナー量規制手段７磁気カットブレード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転する現像剤担持体上に一成分磁性現
像剤を担持して像担持体と対向した部位へ搬送し、像担
持体上に形成された静電潜像に現像剤を供給して、静電
潜像を現像し可視化する現像装置において、前記現像剤
担持体は、現像剤と逆極性の帯電極性を有する表面を備
え、その表面を前記像担持体と対向した部位で像担持体
と弾性的に当接して所定量の当接ニップを形成してお
り、現像剤担持体上に担持された現像剤は、現像剤担持
体の回転により前記当接ニップで現像剤担持体と像担持
体との間で摺擦して摩擦帯電され、その摩擦帯電電荷に
より現像剤が像担持体上の静電潜像に電気的に付着し
て、潜像を現像することを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記現像剤担持体にバイアス電源が接続
され、前記電源により現像剤担持体に像担持体との間で
バイアスを印加することにより、当接ニップ領域中に現
像剤を像担持体上の静電潜像に付着させる現像電界を形
成する請求項１の現像装置。
【請求項３】前記現像剤担持体の回転方向上、当接ニ
ップよりも上流側に現像剤規制手段が設置され、この規
制手段は、弾性部材の表面に現像剤と同極性の帯電極性
を有する現像剤離型層を備えてなっており、現像剤担持
体に弾性当接して、現像剤担持体上に担持された現像剤
の量を機械的に規制する請求項１または２の現像装置。
【請求項４】前記現像剤担持体表面の摩擦力は、現像
剤規制手段表面の摩擦力より大きい請求項３の現像装
置。
【請求項５】前記現像剤担持体の回転方向上、当接ニ
ップよりも上流側に現像剤規制手段が設置され、この規
制手段は、磁性部材の表面に現像剤と同極性の帯電極性
を有する現像剤離型層を備えてなっており、現像剤担持
体に所定の間隙をあけて位置して、現像剤担持体上に担
持された現像剤の量を磁気的に規制する請求項１または
２の現像装置。
【請求項６】前記現像剤担持体は、像担持体と同方向
に回転するか、もしくは像担持体と逆方向で像担持体の
周速以上の周速で回転する請求項１〜５のいずれかの項
に記載の現像装置。
【請求項７】前記現像剤担持体は、回転可能な金属円
筒の表面に現像剤と逆極性の帯電極性を有する弾性層を
形成してなる請求項１〜６のいずれかの項に記載の現像
装置。
【請求項８】前記現像剤担持体内に、当接ニップ領域
とは反対側に磁気力を発生する磁界発生手段を非回転に
配置した請求項１〜６のいずれかの項に記載の現像装
置。
【請求項９】前記現像剤規制手段の弾性層は、フッ素
樹脂を主成分とする請求項７の現像装置。
【請求項１０】前記現像剤担持体の表面は、ウレタン
樹脂、シリコーン樹脂およびポリアミド樹脂のうちの少
なくとも１つを主成分とする樹脂層からなる表面層を有
する請求項１〜９のいずれかの項に記載の現像装置。