JPH11338256A

JPH11338256A - 現像装置

Info

Publication number: JPH11338256A
Application number: JP26680898A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Yamanaka; 隆幸山中; Atsushi Inoue; 淳志井上; 敏彦 ▲高▼谷; Toshihiko Takatani; Hiroshi Tatsumi; 洋巽; Koji Sakai; 孝司酒井; Hiroshi Ishii; 洋石井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1998-09-21
Publication date: 1999-12-10

Abstract

(57)【要約】【課題】現像ローラと感光体ドラムとの摺擦抵抗の低
減および現像ローラとトナー層厚規制部材間のリークの
低減を図り、高画質な画像を形成する。【解決手段】現像ローラ３を感光体ドラム２に接触
し、ローラ３が担持するトナー７を感光体ドラム２が担
持する静電潜像に付着させ現像する。現像ローラ３のト
ナー層非形成領域を感光体ドラム２およびトナー層厚規
制部材１０と非接触にする。トナー層非形成領域の外径
をトナー層形成領域の外径よりも小さくして非接触また
はほぼ非接触にする。トナー層非形成領域とトナー層形
成領域との間に感光体ドラム２への接触による現像ロー
ラ３の変形量よりも大きい段差を設ける。トナー層非形
成領域に中央部から端部に向かって連続的に小さくなる
テーパ部を設ける。トナー層厚規制部材１０に折曲げ部
または切欠き部を設ける。トナーホッパ６内にトナーシ
ール部材１７を設け、トナー流出を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置に用
いられる現像装置に関し、特に１成分トナーを担持した
現像ローラを静電潜像を担持した感光体ドラムに接触さ
せて静電潜像をトナーによって現像する現像装置に関す
る。また、特に現像ローラ上のトナーを所定の厚さに規
制するとともに、所定の電荷量に帯電するトナー層厚規
制部材を備える現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】キャリアを用いない１成分トナーを用い
る現像装置は、構造が比較的簡単で安価に小型化が図
れ、またコストや保守の面においても利点を有する。特
に磁性トナーを用いない場合、磁石ローラを用いないの
で、小型で鮮明に現像できる安価な装置が実現できる。
非磁性１成分トナーを用いる現像装置は、静電潜像を担
持する感光体ドラムおよびトナーを担持する現像ローラ
を非接触状態で対向配置させ、これらの間に交番電界を
印加してトナーを往復飛翔させて現像する非接触型の現
像装置と、導電性を有する弾性体から成る現像ローラお
よび感光体ドラムを接触状態で対向配置させ、現像ロー
ラに電圧を印加して現像する接触型の現像装置とに大別
される。非接触型の装置は、主に直流電圧に交流電圧を
重畳した現像バイアス電圧を必要とし、電源が複雑化す
るとともに高耐圧化するのに対して、接触型の装置は、
簡単な直流の現像バイアス電圧の電源で済む。

【０００３】接触型の現像装置に関して、用いられる適
度な弾性を有する現像ローラと感光体ドラムとの接触ニ
ップ、すなわち現像ローラおよび感光体ドラムの回転方
向接触幅が、現像され形成される画像の画質に与える影
響は大きい。したがって、前記接触ニップは、一定であ
ることが好ましい。

【０００４】また、現像ローラ上に担持されるトナー
は、所定膜厚で、かつ所定電荷量に帯電されている必要
がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】現像ローラ上のトナー
層は、現像ローラの軸方向の少なくとも画像形成有効幅
分に形成されるが、必ずしも軸方向の全域にわたって形
成されない。これは、現像ローラ上でのトナー層厚を均
一にするためおよび現像ローラの両端部からのトナーの
流出を防ぐためである。また、現像ローラはトナー層形
成領域およびトナー層非形成領域ともに同一材料および
同一外径で構成される。このような現像ローラを感光体
ドラムに相対的に回転速度差を設けて接触させ、静電潜
像を現像して可視像化する従来技術の現像装置において
は、現像ローラのトナー層非形成領域と感光体ドラムと
の摺擦抵抗が過大となり、感光体ドラムおよび現像ロー
ラの負荷トルクが増大しかつ変動する。これによって、
感光体ドラムおよび現像ローラの回転が不安定となり、
前記接触ニップが変動し、また露光部での露光ずれ、現
像部での現像むら、転写部での転写ずれなどを生じるの
で、形成される画像の画質が低下する。特に、副走査方
向である転写紙搬送方向に画像むらが生じる。

【０００６】図１４（Ａ）は、特開平３−１０２３６９
号公報に開示された従来技術の現像装置を示す斜視図で
あり、図１４（Ｂ）は該現像装置の現像ローラ６２と感
光体ドラム６６とを示す平面図であり、図１４（Ｃ）は
現像ローラ６２の端部を示す平面図である。当該現像装
置は、感光体ドラム６６に対向する開口部６５を有する
現像容器６１と、現像容器６１の内部に回動自在に設け
られ、開口部６５から周面の一部分が突出している現像
ローラ６２と、開口部６５の両端部で現像ローラ６２と
開口部６５の縁との間隙をシールするトナーシール部材
６３とを備える。前記現像ローラ６２の両端部にテーパ
部６４を設け、前記トナーシール部材６３を現像容器６
１の外側から現像ローラ６２のテーパ部６４に沿うよう
に設けることによって、トナー溜まりの発生を防止して
いる。感光体ドラム６６と現像ローラ６２との間に僅か
な間隙Ｂが生じるが、トナーシール部材６３の感光体ド
ラム６６に当接しない部分では、トナーシール部材６３
の端部６３ａが現像ローラ６２から浮いた状態となり、
トナー溜まりの発生が防止される。

【０００７】該現像ローラ６２を用いた場合、現像ロー
ラ６２のテーパ部６４は前記トナー層非形成領域と必ず
しも一致しない。したがって、現像ローラ６２のトナー
層非形成領域と感光体ドラム６６とが接触し、摺擦抵抗
が過大となって負荷トルクの増大や変動が生じ、画質が
低下する恐れがある。また、トナーシール部材６３を現
像容器６１の外側に設けているので、装置が大型化す
る。

【０００８】また、たとえば特開平７−１３９５４１号
公報には、現像ローラなどに適用されるゴムローラに関
して、両端部をテーパ状に形成して他のローラとの優れ
た接触性を得る技術が開示されている。該技術のローラ
を用いた場合でも、現像ローラのテーパ部分とトナー層
非形成領域とは必ずしも一致しないので、上述したのと
同様の問題が生じる恐れがある。

【０００９】一方、トナー層厚規制部材に関して、たと
えば特公昭６３−１６７３６号公報および特公平４−７
３１５２号公報には、弾性規制板や板状の可撓性摩擦帯
電部材を備えた現像装置が開示されている。また、特開
昭６２−１８２７８０号公報には、金属のバネ性を有す
る薄板材と、該薄板材と現像ローラとの間に配置される
軟弾性体とを一体的に有するトナー層厚規制部材が開示
されている。

【００１０】ところで、特公昭６２−３１３４６号公報
にも述べられているように、一般的に、トナーは現像ロ
ーラの軸方向全域にわたって担持されるのではなく、ト
ナーは現像ローラの画像形成有効幅分だけに担持され、
両端部付近には担持されない。

【００１１】これに対して、従来技術の現像ローラに着
目すると、トナーが付着する領域および付着しない領域
の全域にわたって、同一の材料および同一の外径で構成
されている。したがって、導電性のトナー層厚規制部材
に印加しているバイアス電圧のリークによって、トナー
に所定の帯電量を与えられなかったり、現像ローラに過
剰電流が流れて現像ローラが発熱したりする。現像ロー
ラが発熱すると、熱によって現像ローラ自体が変質した
り、現像ローラ上のトナーが凝縮し融着したりする。さ
らにトナー層厚規制部材にトナーが融着すると、現像ロ
ーラ上のトナー層が乱れるという大きな問題が生じる。

【００１２】このような不都合に対して、前記特公昭６
２−３１３４６号公報では、現像ローラのトナーが付着
しない両端部付近の体積固有抵抗値および硬度を、トナ
ーが付着する中央部よりも高くして、過剰電流の発生を
防止している。しかし、このような手法は、煩雑な加工
工程を必要とする。

【００１３】本発明の目的は、現像ローラと感光体ドラ
ムとの摺擦抵抗を低減し、これらへの負荷トルクを低減
するとともに変動をなくし、高画質な画像形成のための
現像が可能な現像装置を提供することである。また本発
明の他の目的は、現像ローラとトナー層厚規制部材との
間でのリーク発生を防止して、現像ローラ上にトナー層
を安定的に形成し、高画質な画像形成のための現像が可
能な現像装置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、静電潜像を担
持して回転可能な感光体ドラムと、１成分トナーを担持
して回転可能な導電性および弾性を有する現像ローラと
を備え、現像ローラを感光体ドラムに相対的に回転速度
差を設けて接触させ、静電潜像を現像して可視像化する
現像装置において、前記現像ローラのトナー層非形成領
域と感光体ドラムとを非接触としたことを特徴とする現
像装置である。

【００１５】本発明に従えば、現像ローラと感光体ドラ
ムとを回転し、互いに接触することによって、現像ロー
ラに担持されたトナーを感光体ドラムに担持された静電
潜像に沿って付着させて現像する。トナー層厚の均一化
およびトナー流出防止のために、現像ローラ上にはトナ
ー層非形成領域が設けられる。該トナー層非形成領域は
感光体ドラムと非接触に構成されるので、摺擦抵抗が低
減し、感光体ドラムおよび現像ローラへの負荷トルクを
低減するとともに変動をなくすことができる。これによ
って、感光体ドラムおよび現像ローラの回転の安定性が
向上し、高画質な画像形成のための現像が可能となる。
特に、副走査方向の画像むらの発生を抑制することがで
きる。

【００１６】また本発明は、静電潜像を担持して回転可
能な感光体ドラムと、１成分トナーを担持して回転可能
な導電性および弾性を有する現像ローラとを備え、現像
ローラを感光体ドラムに相対的に回転速度差を設けて接
触させ、静電潜像を現像して可視像化する現像装置にお
いて、前記現像ローラのトナー層非形成領域の外径はト
ナー層形成領域の外径よりも小さいことを特徴とする現
像装置である。

【００１７】本発明に従えば、外径を上述のように限定
することによって、トナー層非形成領域と感光体ドラム
とが完全に非接触とならなくても、前記トナー層非形成
領域と感光体ドラムとのあたりが弱くなるので、摺擦抵
抗を低減して、感光体ドラムおよび現像ローラへの負荷
トルクを低減するとともに変動をなくすことができ、高
画質な画像形成のための現像が可能となる。

【００１８】また本発明は、前記トナー層非形成領域に
おいて現像ローラ表面は露出し、該表面と感光体ドラム
とが直接対向していることを特徴とする。

【００１９】本発明に従えば、トナー層非形成領域の現
像ローラは露出しており、特別な部材などは何ら形成さ
れず、感光体ドラムと直接対向する。したがって、トナ
ー層非形成領域と感光体ドラムとを容易に非接触または
ほぼ非接触に構成できる。

【００２０】また本発明は、前記現像ローラのトナー層
形成領域とトナー層非形成領域との間に現像ローラの感
光体ドラムへの接触深さ以上の段差を設けたことを特徴
とする。

【００２１】本発明に従えば、上述したような段差によ
ってトナー層非形成領域と感光体ドラムとを非接触また
はほぼ非接触に構成でき、摺擦抵抗を低減して、感光体
ドラムおよび現像ローラへの負荷トルクを低減するとと
もに変動をなくすことができ、高画質な画像形成のため
の現像が可能となる。

【００２２】また本発明の前記段差は、現像ローラの感
光体ドラムへの接触による当該現像ローラの変形量より
も大きいことを特徴とする。

【００２３】本発明に従えば、感光体ドラムへの接触に
よる現像ローラの変形量よりも大きい段差を設けること
によって、トナー層非形成領域と感光体ドラムとを確実
に非接触またはほぼ非接触に構成できる。

【００２４】また本発明は、前記トナー層非形成領域に
おいて現像ローラの外径は中心部から端部に向かって連
続的に小さくなっていることを特徴とする。

【００２５】本発明に従えば、現像ローラのトナー層非
形成領域は中心部から端部に向かって連続的に傾斜する
テーパ状に形成され、このようにしてもトナー層非形成
領域と感光体ドラムとを非接触またはほぼ非接触に構成
でき、摺擦抵抗を低減して、感光体ドラムおよび現像ロ
ーラへの負荷トルクを低減するとともに変動をなくすこ
とができ、高画質な画像形成のための現像が可能とな
る。なお、連続的に傾斜するテーパ部分は直線的に傾斜
しても、曲線的に傾斜してもかまわない。

【００２６】また本発明は、発泡弾性材料を含んで構成
され、前記現像ローラのトナー層非形成領域に感光体ド
ラムとは反対側から当接してトナー層の流出を防ぐトナ
ーシール部材を含むことを特徴とする。

【００２７】本発明に従えば、前記シール部材によって
トナーの流出を防ぐことができる。このようなシール部
材は発泡弾性材料を含んで構成されるので、現像ローラ
の両端部の形状変化に追随し、高いシール性を維持する
ことができる。また、感光体ドラムとは反対側に設けら
れるので、装置の大型化が防げる。

【００２８】また本発明は、静電潜像を担持して回転可
能な感光体ドラムと、１成分トナーを担持して回転可能
な導電性および弾性を有する現像ローラと、現像ローラ
のトナー層形成領域幅よりも大きい幅を有し、導電性お
よび弾性を有するトナー層厚規制部材とを備え、前記ト
ナー層厚規制部材の自由端部近傍の腹部を現像ローラに
当接して該現像ローラを押圧するとともに前記トナー層
厚規制部材にバイアス電圧を印加することによって、現
像ローラ上のトナー層を所定の電荷量に帯電しかつ所定
の厚さに形成し、所定電荷量および所定膜厚のトナー層
を有する前記現像ローラを感光体ドラムに相対的に速度
差を設けて接触させることによって、静電潜像を現像し
て可視像化する現像装置において、前記現像ローラのト
ナー層非形成領域と、前記トナー層厚規制部材とを非接
触としたことを特徴とする現像装置である。

【００２９】本発明に従えば、現像ローラと感光体ドラ
ムとを回転し、互いに接触することによって、現像ロー
ラに担持されたトナーを感光体ドラムに担持された静電
潜像に沿って付着させて現像する。トナー層厚の均一化
およびトナー流出防止のために、現像ローラ上にはトナ
ー層非形成領域が設けられる。該トナー層非形成領域は
トナー層厚規制部材と非接触に構成されるので、トナー
層厚規制部材に印加されるバイアス電圧が現像ローラに
リークすることを防止して、現像ローラの発熱を防ぐこ
とができる。したがって、熱による現像ローラの変質、
現像ローラ上でのトナーの凝集および融着、およびトナ
ー層厚規制部材へのトナーの融着を防ぐことができ、現
像ローラ上にトナー層を安定的に形成することができ
る。これによって、高画質な画像形成のための現像が可
能となる。

【００３０】また本発明は、静電潜像を担持して回転可
能な感光体ドラムと、１成分トナーを担持して回転可能
な導電性および弾性を有する現像ローラと、現像ローラ
のトナー層形成領域の幅よりも大きい幅を有し、導電性
および弾性を有するトナー層厚規制部材とを備え、前記
トナー層厚規制部材の自由端部近傍の腹部を現像ローラ
に当接して該現像ローラを押圧するとともに前記トナー
層厚規制部材にバイアス電圧を印加することによって、
現像ローラ上のトナー層を所定の電荷量に帯電しかつ所
定の厚さに形成し、所定電荷量および所定膜厚のトナー
層を有する前記現像ローラを感光体ドラムに相対的に速
度差を設けて接触させることによって、静電潜像を現像
して可視像化する現像装置において、前記現像ローラの
トナー層非形成領域の外径は、トナー層形成領域の外径
よりも小さいことを特徴とする現像装置である。

【００３１】本発明に従えば、外径を上述のように限定
することによって、現像ローラのトナー層非形成領域と
トナー層厚規制部材とが完全に非接触とならなくても、
前記トナー層非形成領域とトナー層厚規制部材とのあた
りが弱くなるので、トナー層厚規制部材のバイアス電圧
の現像ローラへのリークを防止することができる。した
がって、現像ローラの発熱による現像ローラの変質、現
像ローラ上でのトナーの凝集および融着、およびトナー
層厚規制部材へのトナーの融着を防ぐことができ、現像
ローラ上にトナー層を安定的に形成でき、高画質な画像
形成のための現像が可能となる。

【００３２】また本発明は、前記現像ローラのトナー層
形成領域とトナー層非形成領域との間に段差を設けたこ
とを特徴とする。

【００３３】本発明に従えば、上述したような段差によ
って、現像ローラのトナー層非形成領域とトナー層厚規
制部材とを非接触またはほぼ非接触に構成でき、トナー
層厚規制部材のバイアス電圧の現像ローラへのリークを
防止することができる。

【００３４】また本発明は、前記トナー層非形成領域に
おいて現像ローラの外径は中心部から端部に向かって連
続的に小さくなっていることを特徴とする。

【００３５】本発明に従えば、現像ローラのトナー層非
形成領域は中心部から端部に向かって連続的に傾斜する
テーパ状に形成され、このようにしても、現像ローラの
トナー層非形成領域とトナー層厚規制部材とを非接触ま
たはほぼ非接触に構成でき、トナー層厚規制部材のバイ
アス電圧の現像ローラへのリークを防止することができ
る。なお、連続的に傾斜するテーパ部分は直線的に傾斜
しても、曲線的に傾斜してもかまわない。

【００３６】また本発明は、前記トナー層厚規制部材は
折曲げ部を有し、前記折曲げ部は、現像ローラのトナー
層非形成領域に対向する自由先端部に設けられ、現像ロ
ーラとは反対方向に折曲げられていることを特徴とす
る。

【００３７】本発明に従えば、トナー層厚規制部材に上
述したような折曲げ部を設けることによっても、現像ロ
ーラのトナー層非形成領域とトナー層厚規制部材とを非
接触またはほぼ非接触に構成でき、トナー層厚規制部材
のバイアス電圧の現像ローラへのリークを防止すること
ができる。

【００３８】また本発明は、前記トナー層厚規制部材は
切欠き部を有し、前記切欠き部は、現像ローラのトナー
層非形成領域に対向する自由先端部に設けられているこ
とを特徴とする。

【００３９】本発明に従えば、前記折曲げ部に代わって
上述したような切欠き部をトナー層厚規制部材に設ける
ことによっても、現像ローラのトナー層非形成領域とト
ナー層厚規制部材とを非接触またはほぼ非接触に構成で
き、トナー層厚規制部材のバイアス電圧の現像ローラへ
のリークを防止することができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態であ
る現像装置１ａを示す断面図である。現像装置１ａは電
子写真装置に用いられるものであり、電子写真装置とし
ての全体的な構成は周知の技術で実現でき、帯電、露
光、現像、転写、クリーニング、定着、および除電など
の工程を備える。

【００４１】感光体ドラム２と現像ローラ３とが接触す
る現像領域５の方向に開放したトナーホッパ６の内部に
は、１成分のトナー７が収容される。該トナー７は、ア
ジテータやスクリューなどの撹拌供給部材１４によって
撹拌されるとともにトナー供給ローラ８の近傍に供給さ
れる。

【００４２】方向Ｓ２に回転するトナー供給ローラ８
は、方向Ｓ２と同じ方向Ｓ３に回転する現像ローラ３と
接触、たとえば圧接される。また、トナー供給ローラ８
には電源９から所定のバイアス電圧が印加される。該電
圧はトナー７を電気的に現像ローラ３の方向へ移動させ
るように設定され、たとえば負極性トナーを用いた場
合、負極側により大きい電位の電圧が印加される。トナ
ー７は現像ローラ３とトナー供給ローラ８との電位差に
よる電荷注入および両ローラ３，８の接触部における摩
擦帯電によって電荷が付与されることによって、効果的
に現像ローラ３に供給される。現像ローラ３およびトナ
ー供給ローラ８はほぼ同様にして構成され、電気抵抗の
調整は同じ調整材料を用いて行われる。また、トナー供
給ローラ８は発泡体で実現することが好ましく、現像ロ
ーラ３よりも多い発泡剤量を使用したものが使われる。

【００４３】現像ローラ３に付着したトナー７によって
トナー層１５が形成され、該トナー７は、現像領域５の
現像ローラ回転方向上流側に設けられた、いわゆるブレ
ードであるトナー層厚規制部材１０の近傍へ搬送され
る。たとえば、トナー層厚規制部材１０は板状の金属材
料からなり、その一方端部の先端または先端近傍の現像
ローラ側表面が現像ローラ３に押圧するようにして、他
方端部がトナーホッパ６の上部６ａに固定される。ま
た、トナー層厚規制部材１０には電源１１から所定のバ
イアス電圧が印加される。これらによって現像ローラ３
の上に形成されるトナー層１５は、所定の電荷量に帯電
されるとともに所定の厚さに形成される。たとえば、１
０μｍ〜２０μｍに形成される。現像ローラ３に付着し
たトナー７は現像領域５へ搬送されて感光体ドラム２の
表面の静電潜像を顕像化する。

【００４４】感光体ドラム２は、方向Ｓ２，Ｓ３とは反
対の方向Ｓ１に回転可能に設けられる。感光体ドラム２
の表面は、図示しない帯電手段であるコロナチャージャ
や接触ローラ帯電器によって所定の電荷量に均一に帯電
され、同じく図示しない露光手段で所定の静電潜像ポテ
ンシャルを形成することによって静電潜像を担持する。
感光体ドラム２は、金属または樹脂製の導電性基体と、
その表面に形成される下引き層と、その上に形成される
感光層とを含んで構成される。感光層は、下引き層上に
形成される比較的薄いキャリア発生層（ＣＧＬ）と、最
外層に形成されるポリカーボネイトを主成分とした比較
的薄いキャリア移動層（ＣＴＬ）とで構成される。露光
によってキャリア発生層でキャリアが発生し、該キャリ
アによって感光体ドラム２に帯電した電荷が相殺されて
前記静電潜像ポテンシャルが形成される。

【００４５】感光体ドラム２に担持された静電潜像は、
該ドラム２が回転することによって現像ローラ３と接触
する現像領域５に搬送される。現像ローラ３は感光体ド
ラム２に圧接され、現像ローラ３に担持されたトナーが
感光体ドラム２の静電潜像に従って移動し付着すること
によって静電潜像が顕像化され、現像される。現像ロー
ラ３には電源４から、所定のバイアス電圧が印加され
る。

【００４６】現像後、感光体ドラム２に付着したトナー
は、所定の転写領域に搬送される。転写領域には図示し
ない給紙手段によって紙などの転写材が給紙されてお
り、感光体ドラム２の上のトナー像と同期して接触す
る。転写領域に設けられる図示しない転写手段には高圧
電源を具備したチャージャ型や接触ローラ型があり、ト
ナー７が転写される側の極性の電圧を感光体ドラム２に
印加する。これによって、トナー７が転写材に移動し、
トナー像が転写される。転写材が感光体ドラム２から分
離された後、該転写材上のトナーは図示しない定着手段
によって定着される。たとえば、熱融解によって定着さ
れる。そして装置外部に排紙される。また、転写後の感
光体ドラム２の表面は、図示しないクリーニング手段に
よって清掃された後、同じく図示しない除電手段によっ
て表面に残存する電荷が除去され、電気的に初期化され
る。該除電手段には、光除電ランプや接触除電器があ
る。

【００４７】現像領域５を通過した現像ローラ３に残存
するトナー７は、現像領域５の現像ローラ回転方向下流
側に設けられた除電シート体１２の近傍へ搬送される。
除電シート体１２は、現像ローラ３に圧接するようにし
て、たとえばトナーホッパ６の下部６ｂに固定される。
除電シート体１２には、電源１３から所定のバイアス電
圧が印加される。このような除電シート体１２によって
トナー７の電荷が除電される。また、現像ローラ３には
該ローラ３との接触点で移動方向が逆となる前記トナー
供給ローラ８が圧接されており、これによってトナー７
は現像ローラ３から剥離され、トナーホッパ６内に回収
されて再利用される。このような工程によって繰返し画
像が形成される。

【００４８】次に、接触反転現像を行う現像装置１ａの
詳細な構成要素および設定条件の例について説明する。
感光体ドラム２は、上述したように導電性基体を有し、
該基体は接地される。感光体ドラム２に関し、表面電位
は−５５０Ｖで、直径Ｄａは６５ｍｍで、回転周速度Ｖ
ａは１９０ｍｍ／ｓである。

【００４９】現像ローラ３は、電気抵抗調整剤が添加さ
れて体積抵抗率が約１０⁶ Ωｃｍとされ、ＪＩＳＡ硬
度が６０〜７０度とされた弾性部材を導電性シャフト上
に形成して実現される。現像ローラ３に関し、直径Ｄｂ
は３４ｍｍで、回転周速度Ｖｂは２８５ｍｍ／ｓであ
る。シャフトの直径Ｄｓは１８ｍｍであり、該シャフト
に電源４から電圧Ｅ１として−３５０Ｖ、または−４５
０Ｖが印加される。感光体ドラム２と現像ローラ３との
ローラ回転方向接触幅、いわゆるニップは２ｍｍであ
る。また、現像ローラは０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの接触
深さで感光体ドラム２にトナー層１５を介して接触す
る。

【００５０】現像ローラ３の導電性シャフトは、ステン
レスなどの金属や導電性樹脂で実現される。該シャフト
上に形成される弾性部材は導電性ウレタンゴムなどで実
現される。また電気抵抗調整剤としては、カーボンブラ
ックなどを用いることができる。

【００５１】トナー供給ローラ８は、体積抵抗率が約１
０⁵ Ωｃｍで、発泡によるセル密度が約３個／ｍｍの導
電性ウレタンフォームを、たとえば直径８ｍｍのステン
レスや導電性樹脂などのシャフト上に形成して実現され
る。トナー供給ローラ８に関し、直径は２０ｍｍで、回
転周速度Ｖｃは１７０ｍｍ／ｓである。シャフトには、
電源９から電圧Ｅ２として−４５０Ｖ、または−５５０
Ｖが印加される。トナー供給ローラ８は、０．５ｍｍ〜
１ｍｍの接触深さで現像ローラ３に接触する。トナー７
は、該供給ローラ８によってたとえば負に予備帯電され
る。

【００５２】トナー層厚規制部材１０は、厚みが０．１
ｍｍ〜０．２ｍｍのステンレス（ＳＵＳ３０４）、リン
青銅、アルミニウムおよび導電性樹脂などで実現される
導電性の板状部材であり、現像ローラ３の回転方向上流
側に自由端を有する片持ち板はり構造に設けられ、現像
ローラ３に対して約１０〜５０ｇｆ／ｃｍ、特に１５〜
３０ｇｆ／ｃｍの線圧で当接するよう、トナーホッパ６
の上部６ａに固定されるブレードホルダ１８に支持され
て、設けられる。トナー層厚規制部材１０には、電源１
１から電圧Ｅ３として−４５０Ｖ、または−５５０Ｖが
印加される。該トナー層厚規制部材１０によって、現像
ローラ３へのトナー付着量は約０．６ｍｇ／ｃｍ²〜
１．０ｍｇ／ｃｍ²、特に０．６ｍｇ／ｃｍ²〜０．８ｍ
ｇ／ｃｍ²に、トナー帯電量は約−１０μＣ／ｇ〜−１
５μＣ／ｇに規制される。

【００５３】除電シート体１２は、現像ローラ３の下方
からのトナー７の漏れを防止するためのシール部材であ
るとともに、現像後の現像ローラ３に残存するトナー７
の電荷を除去するものであり、たとえば約０．３ｍｍ厚
の導電性フィルムで実現される。除電シート体１２は、
現像ローラ３と同電位もしくは電源１３からの電圧によ
って現像ローラ３に対して＋５０Ｖ程度以上高い電位に
調整される。除電シート体１２の表面は、現像ローラ３
に当接される。該シート体１２は、アルミニウムを蒸着
したフィルムなどの導電性部材で実現してもよい。ま
た、トナー電荷の除去が不要で、トナー漏れの防止のた
めだけに設ける場合、マイラーフィルムで実現してもよ
く、この場合電源１３は不要である。

【００５４】なお、現像ローラ３の有効ローラ抵抗ｒお
よび現像動作により流れる現像電流ｉによって、現像ロ
ーラ３の内部では電圧降下Ｖｄ＝ｉ・ｒを生じる。有効
ローラ抵抗ｒを適当な値に設定することによって、現像
ローラ３の表面に作用する有効現像バイアスを調整し
て、急峻な傾きの２値的な現像特性や緩やかな傾きの階
調性の高い現像特性を得ることができる。

【００５５】現像ローラ３の導電性シャフトは、ステン
レスなどの金属や比較的電気抵抗の低い樹脂で実現され
る。現像ローラ３は、前記シャフト上に単層の電導性ゴ
ム層を形成して実現される。該シャフト上に形成される
弾性部材としては比誘電率が約１０程度の樹脂材料が用
いられ、ＥＰＤＭ、ウレタン、ナイロン、シリコン、Ｐ
ＶＤＦ（ポリビニリデンフロライド）、天然ゴム、ニト
リルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタ
ジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴ
ム、イソプレンゴム、およびポリノルボルネンゴムなど
を用いることができる。また電気抵抗調整剤としては、
導電性微粒子、カーボンブラックおよびＴｉＯ₂ のうち
のいずれか１つもしくは複数を用いて分散混合した分散
型抵抗調整樹脂をベースにしたものや、イオン導電性物
質、たとえば過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カルシウ
ム、塩化ナトリウムなどの無機イオン性導電物質などの
うちのいずれか１つもしくは複数を用いて電気的抵抗調
整樹脂をベースにしたものを用いることができる。弾性
部材の形成に発泡剤を用いる場合、ポリジアルキルシロ
キサン、ポリシロキサン−ポリアルキレンオキシドブロ
ック共重合体などのシリコン系界面活性剤が最適であ
る。

【００５６】たとえば、所定量の弾性部材用樹脂と電気
抵抗調整剤とを混合して混合注入機で撹拌し、押出し金
型に注入して８０℃〜１２０℃で約５分〜１００分間加
熱し射出する加熱ブロー発泡成形によって、シャフト上
に弾性部材が形成される。また、射出成形でシャフト上
に弾性部材を形成してもよく、この場合、所定の金型の
中央にシャフトを配置して弾性部材用樹脂材料を流込
み、約１００分〜１６０分間加熱し加硫する。

【００５７】電気抵抗調整剤として用いられるカーボン
ブラックは、窒素吸着比表面積が２０ｍ²／ｇ以上１３
０ｍ²／ｇ以下で、ＤＢＰ吸油量が６０ｍｌ／１００ｇ
以上１２０ｍｌ／１００ｇ以下のものが好ましい。たと
えば、ＩＳＡＦ，ＨＡＦ，ＧＰＦおよびＳＲＦのグレー
ドのカーボンブラックが好ましい。

【００５８】弾性部材用樹脂材料として用いられるポリ
ウレタンは、軟質ポリウレタンフォームやポリウレタン
エラストマが好ましいが、ＥＰＤＭ、ウレタン、シリコ
ン、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴムおよび
ブタジエンゴムなどを用いることも可能である。たとえ
ば、１００重量部のポリウレタンに対して、０．５重量
部以上１５重量部以下、場合によっては７０重量部程度
のカーボンブラックを混合することが好ましい。

【００５９】また、弾性部材用樹脂材料として用いられ
るＥＰＤＭは、エチレンと、プロピレンと、たとえばジ
クロロペンタジエン、エチリデンノルボルネン、５−ヘ
キサジエンなどの第３成分とを配合したものであり、エ
チレン含有量は５〜９５重量部が好ましく、プロピレン
含有量は５〜９５重量部が好ましく、第３成分含有量は
ヨウソ価で０〜５０重量部が好ましい。たとえば、１０
０重量部のＥＰＤＭに対して、１〜３０重量部のカーボ
ンブラックを混合することが分散性の点で好ましい。ま
た、ＥＰＤＭに対して、カーボンブラックとともに、電
気抵抗調整剤として、過塩素酸ナトリウムやテトラエチ
ルアンモニウムクロライドなどのイオン導電性物質、ジ
メチルポリシロキサンやポリオキシエチレンラウリルエ
ーテルなどの界面活性剤を０．１〜１０重量部加えるこ
とが、分散均一性の向上のために好ましい。

【００６０】電気抵抗調整剤として用いられるイオン導
電性物質としては、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カル
シウム、塩化ナトリウムなどの無機イオン導電性物質、
および変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムエトサル
フェート、ステアリルアンモニウムアセテート、ラウリ
ルアンモニウムアセテート、オクタデシルトリメチルア
ンモニウム過塩素酸塩などの有機イオン導電性物質のう
ちのいずれか１つまたは複数を用いることができる。

【００６１】現像ローラ３の電気抵抗は１×１０⁵Ω〜
１×１０⁶Ωの範囲が好ましく、体積抵抗率は３．７５
×１０⁵Ωｃｍ〜７．５×１０⁶Ωｃｍの範囲が好まし
く、ＪＩＳＫ６３０１に準じた１Ｋｇｆ荷重でのアス
カーＣ硬度は６８度が好ましく、ＪＩＳＢ０６０１の
表面粗さＲｚは１μｍ〜６μｍ、特に３μｍ〜６μｍが
好ましい。本実施形態の現像ローラ３のゴム硬度は、Ｊ
ＩＳＡ硬度が６０〜７０度程度であった。加硫剤や充
填剤の添加量によって弾性部材の硬度が選択でき、増量
することによって低硬度化ができるが、弾性部材表面へ
の低分子量の加硫剤や充填剤の付着によって表面抵抗が
低下する。なお、電気抵抗の測定方法は後述する。

【００６２】トナー供給ローラ８に用いられるポリウレ
タンフォームには、該フォーム１００重量部に対して５
重量部以上１５重量部以下、場合によっては７０重量部
程度のカーボンブラックが混合される。ポリウレタンフ
ォームやカーボンブラックは、現像ローラ３に用いられ
るものと同じものが使用できる。ポリウレタンフォーム
とカーボンブラックとを混合して泡立て機で撹拌し泡立
てた後、加熱ブロー成形によってシャフト回りにスポン
ジ体を形成して、トナー供給ローラ８が作成される。

【００６３】シャフト回りに形成されるスポンジ体は、
体積抵抗率が１０⁵ Ωｃｍ以下であることが好ましい。
また、肉厚６ｍｍのときに発泡によるセル密度が８０個
／ｉｎｃｈ〜１４０個／ｉｎｃｈ、特に８０個／ｉｎｃ
ｈ〜１００個／ｉｎｃｈで、スポンジ密度が０．１ｇ／
ｃｍ³ で、アスカーＦ硬度が６８度、または６０度で、
アスカーＣ硬度が３０度で、ＪＩＳＫ６４０１硬度が
２４．２Ｋｇｆであることが好ましい。また、肉厚６ｍ
ｍのときのトナー供給ローラ８の抵抗値は、印加電圧２
００Ｖで、軸両端荷重１００ｇｆのとき、１０⁴ Ω程度
のものが適当である。このようなスポンジ体としては、
株式会社ブリヂストン製ＥＰＴウレタン導電性スポンジ
を用いることができる。

【００６４】除電シート体１２は、たとえばＰＣ（ポリ
カーボネイト）とＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレー
ト）との混合樹脂、ナイロン、ＰＥＴ（ポリエチレンテ
レフタレート）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレ
ン）含有樹脂およびポリウレタンのうちのいずれか１つ
を基材として、カーボンブラックなどの電気抵抗調整剤
を適宜混合した材料からなる。弾性部材用樹脂材料１０
０重量部に対して１０重量部以上のカーボンブラックが
混合される。カーボンブラックは、現像ローラ３に用い
られるものと同じものが使用できる。

【００６５】除電シート体１２は、具体的に、ＰＣ＋Ｐ
ＢＴの押出しフィルムであるＢａｙｅｒ社製のＢａｙｆ
ｏｌＡＳ−Ａフィルム（商品名）を用いることができ
る。該フィルムによればトナーが充分にスリップするの
で、除電シート体１２の現像ローラ回転方向上流側でト
ナー７が溜まることはなく、現像動作に支障を来すこと
なく、また効率的にトナー７をトナーポッパ６に回収で
きる。該フィルムの厚みは０．３ｍｍ±０．１ｍｍであ
り、電気抵抗は１０³Ω〜１０⁶Ωである。このようなフ
ィルムは、たとえば粘着テープである日東電工株式会社
製５００番によって、トナーホッパ６の下部６ｂに貼付
けられ固定される。

【００６６】現像ローラ３に形成されたトナー層１５の
軸方向の実効幅Ｌｔと、現像工程後の残留トナーの除電
シート体１２の有効幅ＬｄとをＬｄ≧Ｌｔとしておけ
ば、残留トナーの電荷が均一に除去されて、トナー供給
ローラ８によるトナーの除去や供給を均一に行うことが
できる。また、現像装置の長寿命化を図りたい場合、粘
着テープで固定した除電シート体１２の両端を挟み込ん
だり、導電性接着剤やホットメルト接着剤などを用いた
りして、経時的に機械的寸法の変化の少ない装置とする
ことが好ましい。

【００６７】トナー７は、一般に高抵抗トナーといわれ
るものが使用できる。ペレット状としたときの体積抵抗
率は約１０¹⁰Ωｃｍ程度が好ましい。たとえば、ポリエ
ステル樹脂やスチレンーアクリル共重合体などのベース
レジン８０重量部〜９０重量部に対して、カーボンブラ
ックを４重量部〜１０重量部程度混練し、０重量部〜５
重量部の帯電制御剤（ＣＣＡ）や微量の加硫制御剤を適
宜配合し、粉砕工程後の外添剤としてシリカなどを０．
２重量部〜２重量部程度添加したものが好ましい。体積
抵抗率はトナーをペレット状に硬化させた２枚の部材を
電極で挟み、通電して電流値を測定する方法で行った。
印加電圧は厚みによって異なるが、１ｍｍ程度では１０
００Ｖ以下が好ましい。トナー７は、具体的に、シャー
プ株式会社製ＡＲ−ＳＴ１２−Ｂを用いることができ
る。このトナーは、シャープ株式会社製電子複写機ＡＲ
５１３０用のトナーである。

【００６８】図２は、前記現像ローラ３の具体例を示す
平面図である。図２（Ａ）に示される現像ローラ３ａお
よび図２（Ｂ）に示される現像ローラ３ｂにおいて、ト
ナー層形成領域２１の両端部にトナー層非形成領域２２
があり、Ｗｔはトナー層形成領域２１の回転軸方向幅を
示し、Ｗｓはトナー層非形成領域２２の回転軸方向幅を
示す。たとえば、Ｗｔは３００ｍｍで、Ｗｓは１５ｍｍ
である。

【００６９】現像ローラのトナー層非形成領域２２と感
光体ドラム２とを非接触またはほぼ非接触とするため
に、現像ローラ３ａ，３ｂではトナー層非形成領域２２
の外径をトナー層形成領域２１の外径よりも小さくなる
ようにしている。また、トナー層非形成領域２２におい
て現像ローラ３ａ，３ｂの表面が露出し、該表面と感光
体ドラム２とを直接対向するようにしている。

【００７０】具体的に、図２（Ａ）の現像ローラ３ａで
は、トナー層形成領域２１とトナー層非形成領域２２と
の間に段差を設けている。該段差は、現像ローラ３ａの
感光体ドラム２への接触深さδ以上の予め定められる一
定高さδ１を有する。たとえば、δが１００μｍに設定
されて、δ１は２００μｍに設定される。

【００７１】図３は、現像ローラ３ａと感光体ドラム２
とを拡大して示す平面図である。前記接触深さδは、歪
みや変形が僅かで、その影響が無視でき、剛性に優れた
材料、たとえばポリアセタール樹脂で形成された接触深
さ設定ローラ１６によって規制される。該ローラ１６
は、現像ローラ３ａと同軸にその両端に設けられる。δ
＝１００μｍ、δ１＝２００μｍのとき、トナー層非形
成領域２２において感光体ドラム２と現像ローラ３ａと
は、δ１−δ＝１００μｍの空隙を有する。したがっ
て、感光体ドラム２と現像ローラ３ａとの相対速度差に
よる現像ローラ３の両端部での摺擦抵抗が低減し、感光
体ドラム２および現像ローラ３ａへの負荷トルクが低減
しかつ変動が小さくなり、副走査方向に画像むらのない
高画質の画像を形成することができる。

【００７２】また、前記段差は現像ローラ３ａの感光体
ドラム２への接触による当該現像ローラ３ａの変形量よ
りも大きい値に設定することが好ましい。このために具
体的には、現像ローラ３ａのＪＩＳＡ硬度を５０〜７
０度としたとき、感光体ドラム２への現像ローラ３ａの
加圧力を２Ｋｇｆ以下とすることが好ましい。これによ
って、感光体ドラム２および現像ローラ３ａの回転の安
定性を向上し、副走査方向に画像むらのないさらに高画
質の画像を形成することができる。

【００７３】また、前記段差を現像ローラ３ａの感光体
ドラム２への接触による当該現像ローラ３ａの変形量よ
りも大きい値に設定するために、現像ローラ３ａのＪＩ
ＳＡ硬度を５０〜７０度としたとき、δ１を５０μｍ
以上５００μｍ以下の範囲、特に１００μｍ以上５００
μｍ以下の範囲に選び、さらに感光体ドラム２への現像
ローラ３ａの加圧力を１００ｇｆ〜２Ｋｇｆ以下とする
ことが好ましい。これによって、感光体ドラム２および
現像ローラ３ａの回転の安定性をさらに向上し、さらに
高画質の画像が形成できる。

【００７４】また、図２（Ｂ）の現像ローラ３ｂでは、
トナー層非形成領域２２において、現像ローラ３ｂの外
径を中心部から端部に向かって連続的に小さくして、テ
ーパ部を形成している。テーパ部の勾配は１°以上５°
以下の範囲に選ぶことが好ましく、たとえばδが１００
μｍに設定されて、傾斜高さδ２を５００μｍとして、
勾配は１．９°に設定される。

【００７５】現像ローラ３ｂと感光体ドラム２との当接
時、接触深さδが存在するので、トナー層非形成領域２
２内であっても、トナー層形成領域２１との境界部分か
らある程度の所までは、感光体ドラム２と非接触とはな
らない。しかし、完全に非接触とならなくてもほぼ非接
触であれば、現像ローラ３ｂと感光体ドラム２のトナー
層非形成領域２２とのあたりは弱くなる。したがって、
感光体ドラム２と現像ローラ３ｂとの相対速度差による
現像ローラ３ｂの両端部での摺擦抵抗が低減し、副走査
方向に画像むらがない高画質の画像を形成することがで
きる。なお、直線的に傾斜する前記テーパ部に限らず、
曲線的に傾斜するテーパ部を設けてもかまわない。

【００７６】図４は、現像ローラ３ａとトナー層厚規制
部材１０とを拡大して示す斜視図である。トナー層厚規
制部材１０は、たとえばトナーホッパ上部６ａに固定さ
れるブレードホルダ１８によって支持される。トナー層
形成領域２１とトナー層非形成領域２２との間には述し
たような、たとえば２００μｍの段差δ１を設けてい
る。

【００７７】したがって、現像ローラ３ａの両端部にお
いて、現像ローラ３ａとトナー層厚規制部材１０とが非
接触状態となり、トナー層厚規制部材１０に印加される
バイアス電圧が現像ローラ３ａにリークすることを防止
して、現像ローラ３ａの発熱を防ぐことができる。した
がって、熱による現像ローラ３ａの変質、現像ローラ３
ａ上でのトナーの凝集および融着、およびトナー層厚規
制部材１０へのトナーの融着を防ぐことができ、現像ロ
ーラ３ａ上にトナー層を安定的に形成することができ
る。これによって、高画質な画像形成のための現像が可
能となる。

【００７８】また、図２（Ｂ）に示される現像ローラ３
ｂでは、トナー層非形成領域２２には、上述したよう
な、たとえば１．９°の勾配を設けている。このような
勾配によって、現像ローラ３ｂの両端部において、現像
ローラ３ｂとトナー層厚規制部材１０とがほぼ非接触状
態となり、トナー層非形成領域とトナー層厚規制部材１
０とのあたりが弱くなるので、トナー層厚規制部材１０
のバイアス電圧の現像ローラ３ｂへのリークを防止する
ことができる。したがって、現像ローラ３の発熱による
現像ローラ３ｂの変質、現像ローラ３ｂ上でのトナーの
凝集および融着、およびトナー層厚規制部材１０へのト
ナーの融着を防ぐことができ、現像ローラ３ｂ上にトナ
ー層を安定的に形成でき、高画質な画像形成のための現
像が可能となる。

【００７９】図５は、本発明の他の実施形態である現像
装置１ｂを示す図である。図５（Ａ）は断面図であり、
図５（Ｂ）は断面斜視図である。現像装置１ｂは前記現
像装置１ａとほぼ同様にして構成されるが、トナーシー
ル部材１７を含むことを特徴とする。トナーシール部材
１７はトナーホッパ６の内部に設けられ、現像ローラ３
のトナー層非形成領域のトナーホッパ内方側に弾性当接
し、一方端部がトナーホッパ６の上面６ａに、他方端部
が下面６ｂに接着によってそれぞれ固定される。トナー
シール部材１７の厚さは自由開放状態では一定であり、
現像ローラ３のトナー層非形成領域の形状に沿って弾性
変形している。該部材１７は、たとえば２〜５ｍｍの厚
さの発泡ポリウレタンフォームで実現される。

【００８０】図６（Ａ）は、前記現像ローラ３ａに対し
てトナーシール部材１７を設けた例を示す平面図であ
り、図６（Ｂ）は前記現像ローラ３ｂに対してトナーシ
ール部材１７を設けた例を示す平面図である。段差を設
けた現像ローラ３ａを備える現像装置にトナーシール部
材１７を設けることによって、トナーの流出が防止で
き、形成される画像のトナーによる汚れを防ぐことがで
きる。また、段差を設けた現像ローラ３ａに比べてテー
パ部を設けた現像ローラ３ｂではトナー層形成領域２１
とトナー層非形成領域２２とが滑らかに連続しているの
で、トナーの流出を容易に確実に防止できる。したがっ
て、トナー汚れをさらに防止できる。

【００８１】トナーの流出を防ぐことができるトナーシ
ール部材１７は、発泡弾性材料を含んで構成することが
好ましい。これによって、現像ローラ３の両端部の形状
変化を吸収でき、高いシール性を維持することができ
る。また、感光体ドラム２とは反対側に設けられるの
で、装置の大型化が防げる。

【００８２】図７は、接触深さδと摺動トルク増加量と
の関係を示すグラフである。破線Ｒ１は図２（Ａ）に示
される現像ローラ３ａを用いた場合を示し、実線Ｒ２は
比較例、すなわち段差やテーパ部を設けず、外径のほぼ
均一な現像ローラを用いた場合を示す。これらの現像ロ
ーラを用いて感光体ドラム２との接触深さδを変えなが
ら現像ローラ側の感光体ドラム２との摺動トルクを測定
し、比較例における接触深さδ＝０．０５ｍｍのときの
摺動トルクを基準として、接触深さδに対する摺動トル
ク増加量を示している。

【００８３】たとえばδ＝０．１ｍｍのとき、比較例よ
りも実施例の方が約４００ｇｆ・ｃｍ、感光体ドラム側
に換算して約７６０ｇｆ・ｃｍの摺動トルクを低減可能
なことが分かる。すなわち、現像ローラのトナー層非形
成領域と感光体ドラムとを非接触とすることによって、
摺擦抵抗の低減が可能で、副走査方向に生じる画像むら
の抑制が可能であることが分かる。

【００８４】なお、摺動トルクの測定には東日製作所ト
ルクゲージ６ＢＴＧおよび１５ＢＴＧを用いた。また、
感光体ドラム２を静止させた状態で、現像ローラ側の摺
動トルクを測定した。使用した現像ローラのゴム硬度
は、ＪＩＳＡ硬度が６０〜７０度のものである。接触
深さδは、感光体ドラム２と現像ローラとの軸間距離を
測り示している。

【００８５】次に、現像ローラの電気抵抗、現像ローラ
上のトナー帯電電荷量およびトナー付着量の測定方法に
ついて説明する。図８は、トナー供給ローラなどの静的
電気抵抗の測定装置を示す図であり、図８（Ａ）は正面
図であり、図８（Ｂ）は側面図である。静的電気抵抗
は、基材３２上の電極３３にローラ３０の表面を接触さ
せ、回転軸３１の両端部に１００ｇの重り３６を載せ、
回転軸３１に接続された電源３５から２００Ｖの電圧を
印加し、電極３３に接続された電流計３４で電流を測定
して求めた。これによって、現像ローラの電気抵抗値の
測定も可能である。

【００８６】図９は、現像ローラの静的および動的電気
抵抗の測定装置を示す図であり、図９（Ａ）は平面図で
あり、図９（Ｂ）は側面図である。電気抵抗の測定に関
して、ＪＩＳＫ６９１１にはリング電極をガードに持
つシート状の部材の測定方法が示されているが、実際の
現像、トナー層規制、トナー供給および現像後のトナー
電荷除去などの工程ではロール状の弾性導電性現像ロー
ラを用いるので、電気力線が完全な平行にはならない。
このため、ＪＩＳＫ６９１１で測定した電気抵抗値よ
りも実際の電気抵抗値は１桁程度小さくなる。このよう
な不具合を解消するために、図９に示されるような測定
装置を用いた。

【００８７】すなわち、基材４０上に感光体ドラムと同
じ曲率半径を有するドラム電極４１を回動自在に設け、
ローラ３０を加圧部材４２で実際の現像工程と同じ圧力
で圧接する。ローラ３０の回転軸３１に接続された電源
４３は、印加電圧の強度が変更可能である。ドラム電極
４１には計測用の抵抗器４４が接続され、該抵抗器４４
の両端の電位差をアイソレーションアンプ４５で検出
し、増幅し、該アイソレーションアンプ４５からのアナ
ログ信号がＡＤコンバータ４６でデジタル信号に変換さ
れ、計測用コンピュータ５０によって計測処理される。
さらに、実際の挙動を調べるために、ドラム電極４１に
はモータ４９の駆動力がカップリング部材４８およびコ
ロ４７を介して伝達され、これによってドラム電極４１
は回動する。

【００８８】ポリウレタンにカーボンを分散させて加熱
射出成型したローラ３０を用い、ドラム電極４１を回動
しないで１０Ｖの電圧を印加したとき、１．８３×１０
⁶ Ωの静的な電気抵抗が計測され、回動時、２０Ｖの電
圧印加で８．０２×１０⁸ Ω、４０Ｖの電圧印加で１．
０５×１０⁷ Ωの動的な電気抵抗が計測され、動的電気
抵抗の方が静的電気抵抗よりも大きかった。

【００８９】現像ローラ上のトナー帯電電荷量は、次の
ようにして求められる。まず、現像ローラ上に形成され
たトナー層をトナー補集フィルタを備えたノズルで吸引
し、吸引前後のノズル質量差によって吸引されたトナー
質量を求める。次に、現像ローラの回転軸に設置したエ
レクトロメータによって、吸引したトナー電荷量と等価
な電荷を計測する。そして、総電荷量を吸引トナー質量
で割ることによって、現像ローラ上のトナーの帯電電荷
量（比電荷）が求まる。

【００９０】また、トナー付着量は、吸引したトナーの
付着面積を求め、吸引トナー重量を面積で割ることによ
って求まる。ガイド溝を有する部材を現像ローラに押当
てて、該ガイド溝の面積だけトナーを吸引することによ
って、吸引したトナーの付着面積が求まる。

【００９１】図１０は、図４で説明した現像ローラとト
ナー層厚規制部材とを非接触状態にする他の手法を説明
するための、現像ローラ３ｃとトナー層厚規制部材１０
とを拡大して示す斜視図である。また、図１１（Ａ）
は、トナー層厚規制部材１０を示す側面図であり、図１
１（Ｂ）は、トナー層厚規制部材１０を示す平面図であ
る。ここで、Ｗｔは３００ｍｍに、Ｗｓは１０ｍｍに設
定される。

【００９２】トナー層厚規制部材１０には、折曲げ部１
０ａが形成される。折曲げ部１０ａは、現像ローラ３ｃ
のトナー層非形成領域に対向する自由先端部に設けら
れ、現像ローラ３ｃとは反対方向に折曲げられている。
具体的には、トナー層厚規制部材１０の自由端部側角部
に設けられる。

【００９３】折曲げられる線（図１１（Ｂ）中、破線で
示す）と、自由端とのなす角度αは、４５°以下に設定
することが好ましい。これよりも大きくなると、トナー
層厚規制部材１０の可撓性が低下するので好ましくな
い。たとえば、α＝３０°に設定される。

【００９４】また、折曲げ角度β（図１１（Ａ）参照）
は、トナー層厚規制部材１０の板金プレス加工などの作
製を考慮し、加工が容易となるように、９０°以下に設
定することが好ましい。たとえば、β＝４５°に設定さ
れる。

【００９５】図１２は、現像ローラとトナー層厚規制部
材とを非接触状態にするさらに他の手法を説明するため
の、現像ローラ３ｃとトナー層厚規制部材１０とを拡大
して示す斜視図である。ここで、Ｗｔは３００ｍｍに、
Ｗｓは１０ｍｍに設定される。

【００９６】トナー層厚規制部材１０には、切欠き部１
０ｂが設けられる。切欠き部１０ｂは、現像ローラ３ｃ
のトナー層非形成領域に対向する自由先端部に設けられ
ている。具体的には、トナー層厚規制部材１０の自由端
部側角部に設けられる。

【００９７】図１３は、切欠き部１０ｂの具体例を示す
平面図である。切欠き部１０ｂは、図１３（Ａ）に示さ
れるように矩形状に切欠かれた切欠き部１０ｂａで実現
される。またあるいは、図１３（Ｂ）に示されるように
曲線状に切欠かれた切欠き部１０ｂｂで実現される。こ
の場合、切欠き部１０ｂｂは、半径がＷｓの円弧状に切
欠かれることが好ましい。さらにあるいは、図１３
（Ｃ）に示されるように直線状に切欠かれた切欠き部１
０ｂｃで実現される。この場合、切欠き部１０ｂｃは、
切欠かれる線と自由端との成す角をαとして切欠かれる
ことが好ましい。

【００９８】折曲げ部１０ａおよび切欠き部１０ｂを設
けることによって、現像ローラ３ｃのトナー層非形成領
域とトナー層厚規制部材１０とを非接触またはほぼ非接
触に構成でき、トナー層厚規制部材１０のバイアス電圧
の現像ローラ３ｃへのリークを防止して、現像ローラ３
ｃの発熱を防ぐことができる。したがって、熱による現
像ローラ３の変質、現像ローラ３ｃ上でのトナーの凝集
および融着、およびトナー層厚規制部材１０へのトナー
の融着を防ぐことができ、現像ローラ３ｃ上にトナー層
を安定的に形成することができる。これによって、高画
質な画像形成のための現像が可能となる。

【００９９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、トナー層
非形成領域を感光体ドラムとは非接触に構成したので、
摺擦抵抗が低減し、感光体ドラムおよび現像ローラへの
負荷トルクを低減するとともに変動をなくすことができ
る。これによって、感光体ドラムおよび現像ローラの回
転が安定し、高画質な画像形成が可能となる。特に、副
走査方向の画像むらの発生を抑制することができる。

【０１００】また本発明によれば、現像ローラのトナー
層非形成領域の外径をトナー層形成領域の外径よりも小
さくすることによって、トナー層非形成領域と感光体ド
ラムとを非接触またはほぼ非接触に構成できる。ほぼ非
接触としても、トナー層非形成領域に及ぼす感光体ドラ
ムの力が弱くなるので、摺擦抵抗を低減して、負荷トル
クを低減するとともに変動をなくすことができる。

【０１０１】また本発明によれば、トナー層非形成領域
の現像ローラを露出し、特別な部材などは何ら形成しな
いようにして、トナー層非形成領域と感光体ドラムとを
簡単に非接触またはほぼ非接触に構成できる。

【０１０２】また本発明によれば、トナー層形成領域と
トナー層非形成領域との間の段差によって、トナー層非
形成領域と感光体ドラムとを非接触またはほぼ非接触に
構成できる。

【０１０３】また本発明によれば、前記段差は感光体ド
ラムへの接触による現像ローラの変形量よりも大きくし
たので、トナー層非形成領域と感光体ドラムとを確実に
非接触またはほぼ非接触に構成できる。

【０１０４】また本発明によれば、現像ローラのトナー
層非形成領域を中心部から端部に向かって連続的に傾斜
するテーパ状に形成して、トナー層非形成領域と感光体
ドラムとを非接触またはほぼ非接触に構成できる。

【０１０５】また本発明によれば、トナーシール部材に
よってトナーの流出を防ぐことができる。このようなト
ナーシール部材は発泡弾性材料を含んで構成されるの
で、現像ローラの両端部の形状変化に追随し、高いシー
ル性を維持することができる。また、トナーシール部材
は感光体ドラム側で現像ローラのトナー層非形成領域に
当接するので、装置の小型化が図れる。

【０１０６】また本発明によれば、トナー層非形成領域
をトナー層厚規制部材と非接触に構成したので、トナー
層厚規制部材に印加されるバイアス電圧が現像ローラに
リークすることを防止して、現像ローラの発熱を防ぐこ
とができる。したがって、熱による現像ローラの変質、
現像ローラ上でのトナーの凝集および融着、およびトナ
ー層厚規制部材へのトナーの融着を防ぐことができ、現
像ローラ上にトナー層を安定的に形成することができ
る。これによって、高画質な画像形成のための現像が可
能となる。

【０１０７】また本発明によれば、現像ローラのトナー
層非形成領域の外径をトナー層形成領域の外径よりも小
さくすることによって、現像ローラのトナー層非形成領
域とトナー層厚規制部材とが完全に非接触とならなくて
も、前記トナー層非形成領域とトナー層厚規制部材との
あたりが弱くなるので、トナー層厚規制部材のバイアス
電圧の現像ローラへのリークを防止することができる。

【０１０８】また本発明によれば、トナー層形成領域と
トナー層非形成領域との間の段差によって、現像ローラ
のトナー層非形成領域とトナー層厚規制部材とを非接触
に構成でき、トナー層厚規制部材のバイアス電圧の現像
ローラへのリークを防止することができる。

【０１０９】また本発明によれば、現像ローラのトナー
層非形成領域の中心部から端部に向かう連続的に傾斜す
るテーパ状部によって、現像ローラのトナー層非形成領
域とトナー層厚規制部材とを非接触またはほぼ非接触に
構成でき、トナー層厚規制部材のバイアス電圧の現像ロ
ーラへのリークを防止することができる。

【０１１０】また本発明によれば、トナー層厚規制部材
の折曲げ部によって、現像ローラのトナー層非形成領域
とトナー層厚規制部材とを非接触またはほぼ非接触に構
成でき、トナー層厚規制部材のバイアス電圧の現像ロー
ラへのリークを防止することができる。

【０１１１】また本発明によれば、トナー層厚規制部材
の切欠き部によって、現像ローラのトナー層非形成領域
とトナー層厚規制部材とを非接触またはほぼ非接触に構
成でき、トナー層厚規制部材のバイアス電圧の現像ロー
ラへのリークを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である現像装置１ａを示す
断面図である。

【図２】図２（Ａ）は現像ローラ３ａを示す平面図であ
り、図２（Ｂ）は現像ローラ３ｂを示す平面図である。

【図３】現像ローラ３ａと感光体ドラム２とを拡大して
示す平面図である。

【図４】現像ローラ３ａとトナー層厚規制部材１０とを
拡大して示す斜視図である。

【図５】本発明の他の実施形態である現像装置１ｂを示
す図であり、図５（Ａ）は断面図であり、図５（Ｂ）は
断面斜視図である。

【図６】図６（Ａ）は現像ローラ３ａとトナーシール部
材１７とを示す平面図であり、図６（Ｂ）は現像ローラ
３ｂとトナーシール部材１７とを示す平面図である。

【図７】接触深さδと摺動トルク増加量との関係を示す
グラフである。

【図８】図８（Ａ）はトナー供給ローラなどの静的電気
抵抗の測定装置を示す正面図であり、図８（Ｂ）は側面
図である。

【図９】図９（Ａ）は現像ローラの静的および動的電気
抵抗の測定装置を示す平面図であり、図９（Ｂ）は側面
図である。

【図１０】現像ローラ３ｃとトナー層厚規制部材１０と
を拡大して示す斜視図である。

【図１１】図１１（Ａ）は折曲げ部１０ａを有するトナ
ー層厚規制部材１０を示す側面図であり、図１１（Ｂ）
は平面図である。

【図１２】現像ローラ３ｃとトナー層厚規制部材１０と
を拡大して示す斜視図である。

【図１３】切欠き部１０ｂａ，１１０ｂｂ，１０ｂｃを
それぞれ有するトナー層厚規制部材１０を示す平面図で
ある。

【図１４】従来技術の現像装置を示す図であり、図１４
（Ａ）は斜視図であり、図１４（Ｂ）は現像ローラ６２
と感光体ドラム６６とを示す平面図であり、図１４
（Ｃ）は現像ローラ６２を示す平面図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ現像装置２感光体ドラム３，３ａ，３ｂ，３ｃ現像ローラ６トナーホッパ７トナー１０トナー層厚規制部材１０ａ折曲げ部１０ｂ，１０ｂａ，１０ｂｂ，１０ｂｃ切欠き部１５トナー層１７トナーシール部材２１トナー層形成領域２２トナー層非形成領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者巽洋大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者酒井孝司大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者石井洋大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像を担持して回転可能な感光体ド
ラムと、１成分トナーを担持して回転可能な導電性およ
び弾性を有する現像ローラとを備え、現像ローラを感光
体ドラムに相対的に回転速度差を設けて接触させ、静電
潜像を現像して可視像化する現像装置において、前記現像ローラのトナー層非形成領域と感光体ドラムと
を非接触としたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】静電潜像を担持して回転可能な感光体ド
ラムと、１成分トナーを担持して回転可能な導電性およ
び弾性を有する現像ローラとを備え、現像ローラを感光
体ドラムに相対的に回転速度差を設けて接触させ、静電
潜像を現像して可視像化する現像装置において、前記現像ローラのトナー層非形成領域の外径はトナー層
形成領域の外径よりも小さいことを特徴とする現像装
置。
【請求項３】前記トナー層非形成領域において現像ロ
ーラ表面は露出し、該表面と感光体ドラムとが直接対向
していることを特徴とする請求項１または２記載の現像
装置。
【請求項４】前記現像ローラのトナー層形成領域とト
ナー層非形成領域との間に現像ローラの感光体ドラムへ
の接触深さ以上の段差を設けたことを特徴とする請求項
１または２記載の現像装置。
【請求項５】前記段差は現像ローラの感光体ドラムへ
の接触による当該現像ローラの変形量よりも大きいこと
を特徴とする請求項４記載の現像装置。
【請求項６】前記トナー層非形成領域において現像ロ
ーラの外径は中心部から端部に向かって連続的に小さく
なっていることを特徴とする請求項１または２記載の現
像装置。
【請求項７】発泡弾性材料を含んで構成され、前記現
像ローラのトナー層非形成領域に感光体ドラムとは反対
側から当接してトナー層の流出を防ぐトナーシール部材
を含むことを特徴とする請求項１または２記載の現像装
置。
【請求項８】静電潜像を担持して回転可能な感光体ド
ラムと、１成分トナーを担持して回転可能な導電性およ
び弾性を有する現像ローラと、現像ローラのトナー層形
成領域幅よりも大きい幅を有し、導電性および弾性を有
するトナー層厚規制部材とを備え、前記トナー層厚規制
部材の自由端部近傍の腹部を現像ローラに当接して該現
像ローラを押圧するとともに前記トナー層厚規制部材に
バイアス電圧を印加することによって、現像ローラ上の
トナー層を所定の電荷量に帯電しかつ所定の厚さに形成
し、所定電荷量および所定膜厚のトナー層を有する前記
現像ローラを感光体ドラムに相対的に速度差を設けて接
触させることによって、静電潜像を現像して可視像化す
る現像装置において、前記現像ローラのトナー層非形成領域と、前記トナー層
厚規制部材とを非接触としたことを特徴とする現像装
置。
【請求項９】静電潜像を担持して回転可能な感光体ド
ラムと、１成分トナーを担持して回転可能な導電性およ
び弾性を有する現像ローラと、現像ローラのトナー層形
成領域の幅よりも大きい幅を有し、導電性および弾性を
有するトナー層厚規制部材とを備え、前記トナー層厚規
制部材の自由端部近傍の腹部を現像ローラに当接して該
現像ローラを押圧するとともに前記トナー層厚規制部材
にバイアス電圧を印加することによって、現像ローラ上
のトナー層を所定の電荷量に帯電しかつ所定の厚さに形
成し、所定電荷量および所定膜厚のトナー層を有する前
記現像ローラを感光体ドラムに相対的に速度差を設けて
接触させることによって、静電潜像を現像して可視像化
する現像装置において、前記現像ローラのトナー層非形成領域の外径は、トナー
層形成領域の外径よりも小さいことを特徴とする現像装
置。
【請求項１０】前記現像ローラのトナー層形成領域と
トナー層非形成領域との間に段差を設けたことを特徴と
する請求項８または９記載の現像装置。
【請求項１１】前記トナー層非形成領域において現像
ローラの外径は中心部から端部に向かって連続的に小さ
くなっていることを特徴とする請求項８または９記載の
現像装置。
【請求項１２】前記トナー層厚規制部材は折曲げ部を
有し、前記折曲げ部は、現像ローラのトナー層非形成領
域に対向する自由先端部に設けられ、現像ローラとは反
対方向に折曲げられていることを特徴とする請求項８記
載の現像装置。
【請求項１３】前記トナー層厚規制部材は切欠き部を
有し、前記切欠き部は、現像ローラのトナー層非形成領
域に対向する自由先端部に設けられていることを特徴と
する請求項８記載の現像装置。