JP2000122401A

JP2000122401A - 一成分トナーの現像装置

Info

Publication number: JP2000122401A
Application number: JP10290459A
Authority: JP
Inventors: Koji Sakai; 孝司酒井; Atsushi Inoue; 淳志井上; Hiroshi Tatsumi; 洋巽; Takayuki Yamanaka; 隆幸山中
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1998-10-13
Filing date: 1998-10-13
Publication date: 2000-04-28
Anticipated expiration: 2018-10-13
Also published as: JP3436697B2; CN1120389C; US6282394B1; CN1252542A

Abstract

(57)【要約】【課題】現像ローラを用いて一成分トナーにて現像を
行う時に、供給ローラを接触されてトナー供給を行う時
に、回転軸方向の全域で不均一になるのを避け、トナー
の安定供給及び良好な帯電を行えるようにする。【解決手段】静電潜像を担持した感光体に接触するよ
うに一成分トナーを担持して搬送する現像ローラ４１に
対して所定の接触深さで圧接される供給ローラ４２を設
ける。供給ローラ４２の回転軸（４２ａ）の両端部には
供給ローラ４２を回転させるためのそれぞれの被駆動ギ
ア４６が固定され、駆動モータにて回転される駆動ギア
４７を噛合わせ、駆動ギア４７の回転により噛合せた連
結位置で作用する力Ｆ０にて、供給ローラ４２を現像ロ
ーラ側４１へと撓ませ、現像ローラ４１との接触圧を軸
方向にほぼ均一にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電潜像担持体に
形成された静電潜像を着色剤であるトナーにて可視像化
してなる現像装置であって、特にトナーとして一成分構
成からなる現像剤を利用してなる現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタなどの電子写真方式を
採用してなる画像形成装置においては、潜像等の像担持
体である感光体表面に静電潜像を形成し、これを可視像
化するために着色剤であるトナー等の現像剤を感光体側
へと供給し、トナーを選択的に付着させるようにしてな
る現像装置が備えられている。

【０００３】上記現像装置にて、上記感光体に形成され
た静電潜像を現像し、その現像されたトナー像は、転写
材であるシート等に転写される。そして、転写後、上記
感光体表面には、転写しきれなかった一部のトナーが残
留する。この残留する不要トナーは、次の画像形成を繰
り返し行うためにも感光体表面から除去される。そのた
め、転写後には感光体表面に残留するトナーを除去する
クリーニング装置が設けられており、該クリーニング装
置において除去された不要トナーがクリーニング装置内
の収容部に収容される。

【０００４】そこで、上述したような現像装置を備える
画像形成装置は、その小型化に対応して、感光体の周囲
に画像を形成するためのプロセス手段の配置スペースも
狭められ、よって現像装置においても小型化が強く要望
されるようになった。

【０００５】特に現像装置としては、トナー及び磁性キ
ャリアからなる二成分系の現像剤を磁力を利用して上記
感光体と対向する現像領域へと搬送する磁気ブラシ方式
による現像ローラを備え、現像後には現像剤を現像槽内
へと回収するようにしている。そのため、現像を安定さ
せるためには、消費されるトナーを補給し、現像剤中に
含まれるトナーの割合、つまりトナー濃度が一定になる
ように制御する必要がある。

【０００６】通常、上述した方式、つまり磁気ブラシ現
像方式による現像装置においては、現像剤中のキャリア
が占める割合の方が多く、現像剤を収容する現像槽が大
きくなり、全体に現像装置が大きくなる傾向にある。し
かも、トナー濃度を制御する必要があると同時に、現像
剤中のトナーの帯電量を一定にするための撹拌部材等も
必要となり、この撹拌部材を複数設けており現像装置を
小型化できないネックともなっていた。

【０００７】これに対し、一成分系の現像剤、つまりキ
ャリアが存在しない一成分系の現像剤であるトナーを用
いて現像を行う現像装置が提案され、実施に供されてい
る。このような一成分トナーを用いる現像装置において
は、トナー濃度を制御する必要はなく、キャリアが存在
しない分、現像槽の容積を大幅に小さくでき、よって現
像装置の小型化を可能にできる。これに合わせてメンテ
ナンス等の簡易性についても優れている。つまり、劣化
した現像剤、特にキャリアの劣化により現像剤を交換す
る必要がない分、その交換のためのメンテナンスが不要
となる。

【０００８】また、トナーを補充するのみでよく、トナ
ー濃度検出を行う必要もなく、そのための制御も必要と
しなくなるため、制御も簡単になる。特に、一成分系の
トナーを用いる現像装置において、トナーを必要時に補
充するだけでよくなる。

【０００９】例えば、図３に示すように、像担持体であ
る感光体１に対して、該感光体１に形成されている静電
潜像を可視像化する現像装置４が対向にて配置されてい
る。該現像装置４は、一成分系の現像剤であるトナー１
０を収容してなる現像槽４０の特に開口部に対向するよ
うに現像ローラ４１を回転可能に設けている。該現像ロ
ーラ４１は、上記現像槽４０の開口部に一部が露出し、
感光体１に対して例えば接触するように配置されてい
る。この接触する領域が現像領域となる。

【００１０】現像ローラ４１は、その表面に一成分のト
ナーを担持し、感光体１と対向する現像領域へと搬送す
る。そして現像後には、現像に寄与されなかったトナー
を現像槽４０内へと搬送し、回収する。回収されたトナ
ーは、一旦現像ローラ４１表面から除去するために、現
像ローラ４１と圧接するように供給ローラ４２が設けら
れており、現像ローラ４１表面に担持されたトナーが掻
き取られる。そして、この供給ローラ５にて、新たにト
ナーが現像ローラ４１表面に供給されるように構成され
ている。

【００１１】一成分トナーは、供給ローラ４２にて供給
されて現像ローラ４１表面に吸着されるが、その吸着量
を規制するために現像ローラ４１表面に圧接された規制
部材４３が設けられている。該規制部材４３を通過した
トナーは、その量が一定量に規制され、上述したように
感光体１と対向接触する現像領域へと至り、感光体１表
面に形成されている静電潜像に応じて選択的に付着し、
現像が行われることになる。

【００１２】また、現像を良好に行うためにも現像ロー
ラ４１には、通常現像バイアス電圧（Ｖａ）が供給され
ている。この現像バイアス電圧は、静電潜像にトナーが
付着し、感光体のバックグランド領域（画像以外の背景
部分）にトナーが付着しないような電圧値に設定されて
いる。

【００１３】以上の構成により一成分系の現像剤、つま
りトナーを現像ローラに吸着させて現像領域へと搬送す
ることで、感光体上の静電潜像にトナーが付着し、よっ
て潜像以外のバックグランドへのトナーの付着を阻止
し、正常な現像を行えるようにしている。

【００１４】上述したように規制部材４３にて現像ロー
ラ４１に付着するトナー量を規制しており、その時のト
ナー量を安定させ、またトナーの帯電量を安定させるた
めにも、供給ローラ４２によるトナーの供給及び摩擦帯
電が重要になる。そのため、供給ローラ４２は、現像ロ
ーラ４１に対して適度の圧力でもって圧接されること
で、トナーの供給及び摩擦帯電を行うようにしている。

【００１５】この場合、供給ローラ４２によるトナー１
０の供給及び摩擦帯電においては、現像ローラ４１との
圧接力が変動することで大きく変化し、トナー供給及び
摩擦帯電のバラツキとなって、良好なる現像を行えなく
なる。特に、供給ローラ４２は、その回転軸の両端部が
軸受等を介して回転可能に支持されており、中央部と両
端部の供給ローラ４２の現像ローラ４１に対する圧接力
が異なる。通常、中央部での圧接力が弱まる傾向にあ
る。そのため、回転軸方向での圧接力に差異によるトナ
ー供給の不均一性、帯電性の不均一性により、全域での
トナー濃度等を安定さることができなくなる。

【００１６】それの圧力状態を解消する手段として、特
開昭６１−２８９７８号公報に記載されているよにトナ
ーを現像ローラ４１に供給するための供給ローラ４２
を、中央部の径が最大で、両端部の径が最小になるよう
なクラウン形状に形成することで、現像ローラ４１と圧
接する供給ローラ４２の軸方向の全長でほぼ均一な接触
圧状態にすることを可能にしている。これにより、トナ
ーの供給及び帯電を軸方向において一定にし、安定した
良好なる現像を可能にしている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように供給ロ
ーラ４２を現像ローラ４１に対して圧接させる場合、供
給ローラ４２をクラウン形状にし、適度の圧力で圧接さ
せることで、トナーの供給及び摩擦帯電を安定させるこ
とが可能となり、現像を良好に行うことができる。その
ため、上記供給ローラ４２と現像ローラ４１の圧接力を
大きく設定すれば、良好なる帯電性を望める。

【００１８】その反面、圧接力を強くすることは、現像
装置として負荷トルク、つまり供給ローラ４２を回転さ
せる場合の駆動トルクが大きくなる。その結果、駆動モ
ータ等において駆動トルクが大きいものが必要となり、
駆動モータを含む現像装置が大きくなり、コスト高にな
る。また、圧接力を大きく設定すると、供給ローラ４２
が摩耗し、現像装置の寿命を短くすることにもなる。

【００１９】そのため、負荷トルクを小さくするには、
供給ローラ４２による現像ローラ４１への圧接力を弱め
ればよいが、摩擦帯電の低下及び安定したトナー供給が
望めなくなる。これにより、画像ムラの発生や、白抜け
の原因が生じる。これを解消するためには、供給ローラ
４２をクラウン形状に形成すればよいが、製作が非常に
困難となりコスト高になる。また、駆動トクルの増大と
もなる。

【００２０】本発明は、上述の問題に鑑み、一成分トナ
ーを用いる現像装置において、現像ローラと供給ローラ
との接触圧を高く設定することなく、これによる負荷ト
ルクを低減させ、合わせてトナーの供給及び摩擦帯電等
を安定させる現像装置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明による上述した目
的を達成するための請求項１記載の一成分トナーによる
現像装置は、一成分トナーを担持し静電潜像担持体と対
向する現像領域へと搬送する現像ローラを有し、該現像
ローラの上記現像領域と反対側で対向した設けられ現像
ローラにトナーを供給する供給ローラを備えた現像装置
において、上記供給ローラの回転軸の両端に該供給ロー
ラを回転駆動させるための被駆動部材を設け、該両被駆
動部材に連結され回転力を伝達する駆動部材を、上記現
像ローラと供給ローラが対向する位置と反対側へと付勢
する力が作用する位置で上記被駆動部材に連結されてい
ることを特徴とする。

【００２２】このような構成において、供給ローラは現
像ローラへとトナーを供給するために、回転駆動され
る。この場合、供給ローラは、軸受等を介して保持され
ているため、該軸受より端部の回転軸の両端部に設けら
れた被駆動部材に駆動部材が連結され、その時の駆動部
材の回転力の作用により、現像ローラと反対側に付勢さ
れる。その結果、上記軸受を支点として供給ローラが現
像ローラ側へと撓む。この撓みは供給ローラの中心部が
最大となり、供給ローラをクラウン形状に形成したもの
と同様に現像ローラに圧接される。

【００２３】よって、供給ローラとしては、予めクラウ
ン形状に形成しておく必要がなくなるため、その製造が
非常に簡単でありコスト低減が可能になる。しかも、ク
ラウン形状にする必要がなく、現像ローラに対して供給
ローラの圧接力を大きくする必要もなくなるため、駆動
トルク、つまり供給ローラが回転する時の負荷トルクが
小さくなり、駆動トルク等の小さなモータ等でも十分に
駆動可能となり、装置の小型化等が可能になる。

【００２４】上述した構成を特徴とする一成分トナーの
現像装置において、請求項２記載の発明によれば、上記
供給ローラは、上記現像ローラに対して対向部分で互い
に逆方向へと回転駆動されており、該供給ローラと現像
ローラの軸中心を結ぶ直線と供給ローラの軸中心とで作
る被駆動部材と駆動部材とが連結する時の結合角度をθ
とし、上記直線上で現像ローラと反対側の連結位置の結
合角度θを０゜とした時、上記駆動部材の結合角度θ
を、１８０゜≦θ≦３６０゜としたことを特徴とする。
つまり、図１に示すように、現像ローラ（４１）の軸中
心（Ａ）と供給ローラ（４２）の軸中心（Ｂ）の直線
（ＡＢ）に対して、供給ローラの回転方向の上記直線
（ＡＢ）の下部位置で駆動部材（４７）が被駆動部材
（４６）に連結されていれば、供給ローラ（４２）は駆
動部材の回転方向に沿った（Ｆ０）の大きさ及び方向の
力が作用する。そのため、図２（ａ）に示すように軸受
（４５）を支点として、供給ローラ（４２）が、現像ロ
ーラ（４１）側へと撓み、現像ローラ（４１）との圧接
状態が、クラウン形状と同様の作用を生じる。これによ
り、トナーの安定供給及び安定帯電を可能にできる。

【００２５】さらに、上述した構成を特徴とする一成分
トナーの現像装置において、請求項３記載の発明によれ
ば、上記駆動部材は、上記現像ローラと供給ローラの軸
中心を結ぶ直線に対して、供給ローラの軸中心における
垂直線方向で上記駆動部材が、被駆動部材に結合されて
いることを特徴とする。これは、図１（ｂ）において、
駆動部材（４７）が被駆動部材（４６）と、連結位置
（Ｂ７）で結合された状態である。つまり、その時の結
合角度（θ）は、２７０゜となり、駆動部材（４７）の
回転により被駆動部材（４６）に作用する力Ｆ０は、そ
の方向が直線（ＡＢ）となり、供給ローラ（４２）の中
心部の撓みが最大となる。その結果、現像ローラ（４
１）との圧接状態が最良となり、両者の圧接力をより小
さくしても軸方向全長での圧接状態を均一にでき、駆動
トルク等をさらに軽減できる。

【００２６】また、上述した構成を特徴とする一成分ト
ナーの現像装置において、請求項４記載の発明によれ
ば、上記供給ローラは、多数の孔が形成されてなる弾性
発泡部材から構成されており、その孔のセル密度が８０
〜１００個／ｉｎｃｈとすることで、トナーの現像ロー
ラへの供給をさらに安定させることができる。つまり、
セル密度を多くすれば、トナーが孔に入り込みにくくな
り、トナー供給不良が発生し、また少な過ぎればトナー
が孔に入り込み、これが除去されず、弾性発泡部材が硬
質化し駆動トルクの増大となる。そのため、上述したセ
ル密度に設定したことで、トナーの供給が安定し、駆動
トルクの増大を抑制できる。また、発泡部材のトナー目
詰まり等を解消でき、現像ローラの付着する現像後のト
ナーを除去する効果も常時維持させることができる。

【００２７】また、上述した構成を特徴とする一成分ト
ナーの現像装置において、請求項５記載の発明によれ
ば、上記供給ローラの硬度は、現像ローラの硬度より低
く、その硬度をアスカＦ硬度６０゜〜アスカＣ硬度３０
゜に設定すれば、十分は接触状態を維持でき、トナーの
安定供給、現像後のトナー除去効果を維持でき、また駆
動トルクの増大を抑制できる。

【００２８】なお、供給ローラは、現像ローラに対して
対向位置において互いに逆方向に回転させているため、
現像後に現像ローラに残留するトナーの除去効果が上が
る。これに対して、逆駆動されるため供給ローラの駆動
トルクが増大するが、その供給ローラの回転速度、つま
り周速度を現像ローラのそれより小さく設定すれば、駆
動トルクが増大を抑制できる。しかし、トナーの現像ロ
ーラへの供給不足になる傾向がある。これは、トナーが
現像ローラへと移動しやすくするように、供給ローラに
トナーを現像ローラへと押しやる程度のバイアス電圧を
供給することがより効果的となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態について
図面に従って詳細に説明する。本発明の現像装置におけ
る一実施形態については、図１乃至図４を参照して説明
する。また、図１は画像形成装置の特に潜像の担持体で
ある感光体に対向配置された本発明による現像装置を構
成する現像ローラと供給ローラとの駆動関係を示す図で
あり、図２は図１における駆動関係における供給ローラ
が現像ローラに作用する状態を示す動作説明図である。
また、図３は本発明による現像装置の構成を示す図であ
り、図４は図３に示す本発明の現像装置を備える画像形
成装置の構造の概略を説明するための構成図である。

【００３０】まず図４を参照して画像形成装置の概略構
成を説明する。符号１は画像形成装置本体のほぼ中央部
に配置され、画像形成動作時に矢印方向に一定速度で回
転駆動されるドラム形状に形成された静電潜像を担持す
る像担持体を構成する感光体である。この感光体１の周
囲に対向するように各種の画像形成プロセス手段が配置
されている。

【００３１】上記画像形成プロセスを構成する手段（装
置）は、感光体１表面を均一に帯電する帯電器２、図示
しない画像に応じた光による像３を照射する光学系、該
光学系により露光されることで感光体１表面に形成され
た静電潜像を可視像化するための本発明にかかる現像装
置４、現像された像（トナー１０の像）を適宜搬送され
てくるシート状の用紙Ｐに転写する転写器５、転写後に
感光体１表面に転写されなかった残留現像剤（トナー）
を除去するクリーニング装置６、及び感光体１表面に残
る帯電電荷を除去する除電器７等が、この順序で感光体
１の回転方向に配置されている。

【００３２】シートＰは、例えばトレイ又はカセットに
多量に収容されており、該収容された用紙が給送手段に
て１枚給紙され、上述した転写器５が配置された感光体
１と対向する転写領域へと、感光体１表面に形成された
トナー像の先端と一致するように送り込まれる。この転
写後のシートＰは、感光体１より剥離され、定着装置８
へと送り込まれる。

【００３３】定着装置８は、シート上に転写された未定
着のトナー像を永久像として定着させるものであって、
トナー像と対向する面が、トナーを溶融し、定着させる
温度に加熱されたヒートローラからなり、該ヒートロー
ラに対して加圧され用紙Ｐをヒートローラ側へと密着さ
せる加圧ローラ等を設けて構成している。この定着装置
８を通過した用紙Ｐは、画像形成装置外へと排出ローラ
を介して図示しない排出トレイ上に排出処理される。

【００３４】上記図示しない光学系は、画像形成装置が
複写機であれば、コピー原稿を光照射し、原稿からの反
射光を光像３として照射する。あるいは、画像形成装置
がプリンタやデジタル複写機であれば、光学系は半導体
レーザを画像データに応じてＯＮ−ＯＦＦ駆動した光像
を照射する。特にデジタル複写機においては、コピー原
稿からの反射光を画像読取センサ（ＣＣＤ素子等）にて
読取った画像データを上記半導体レーザを含む光学系へ
と入力し、画像データに応じた光像を出力するようにし
ている。また、プリンタにおいては、他の処理装置、例
えばワードプロセッサやパーソナルコンピュータ等から
の画像データに応じた光像に変換し、これを照射するよ
うにしている。この光像への変換は、半導体レーザだけ
でなく、ＬＥＤ素子、液晶シャッタ等が利用される。

【００３５】以上のようにして、画像形成装置における
画像形成動作を開始すれば、感光体１が矢印方向に回転
駆動され、帯電器２にて感光体１表面が特定極性の電位
に均一帯電される。この帯電後に、上述した図示しない
光学系により光像３が照射され、その光像に応じた静電
潜像が感光体１表面に形成される。この静電潜像を可視
化するために次の現像装置４にて現像される。この現像
は、本発明においては一成分トナーによる現像であっ
て、該トナーが感光体１表面に形成された静電潜像に例
えば静電気力により選択的に吸引され、現像が行われ
る。

【００３６】このようにして現像された感光体１表面の
トナー像は、適宜感光体１の回転に同期して搬送されて
くるシートＰに、転写領域に配置された転写器５にて静
電転写される。この転写は、トナーの帯電極性と逆の極
性にて転写器５がシートＰ背面を帯電させることで、ト
ナー像をシートＰ側へと転移させている。

【００３７】転写後、感光体１表面には転写されなかっ
たトナー像の一部が残留し、この残留トナーが、クリー
ニング装置６にて感光体１表面から除去され、感光体１
を再利用するために除電器７にて感光体１表面が均一電
位、例えばほぼ０電位に除電する。

【００３８】一方、転写後のシートＰは、感光体１より
剥離され、定着装置８へと搬送される。この定着装置８
にて、用紙Ｐ上のトナー像は、溶融され用紙Ｐにローラ
間の加圧力により圧着され融着される。この定着装置８
を通過する用紙は、画像形成済みシートＰとして画像形
成装置の外部に設けられている排出トレイ等に排出処理
される。

【００３９】（本発明の現像装置の構造）次に図３を参
照して本発明の現像装置の構造について説明する。つま
り、本発明の一成分トナーによる現像装置の一構成例に
ついて詳細に説明する。

【００４０】まず、図３を参照して一成分トナーによる
現像を行う現像装置の構造について説明すれば、現像装
置４は、一成分トナー、例えば非磁性の一成分トナー１
０を収容した現像槽４０内に回転可能に現像ローラ４
１、一成分トナー１０を現像ローラ４１側へと供給する
供給ローラ４２を備え、現像槽４０の図において右側に
は必要に応じて補給される一成分トナー１０を現像槽４
０内へと送り込む２本のスクリューローラ９，９等を設
けている。

【００４１】現像槽４０内に設けられている現像ローラ
４１は、一部が露出し上述した感光体１と対向する現像
領域へとトナーを搬送するために図において感光体１と
対向する現像領域において同一方向に回転されるように
設けられている。この現像ローラ４１には、上述した供
給ローラ４２が、現像領域とは反対側に位置で圧接され
ている。

【００４２】現像ローラ４１は、その構造として例えば
金属ローラ（回転軸を含む）の表面をスポンジ等の多孔
質の弾性体でコーティングして構成されている。スポン
ジ等の弾性体としては、高分子発泡ポリウレタン等にカ
ーボンを分散したもの、あるいはイオン導電性のソリッ
ドゴム等を用いるようにすれば、トナーの融着等が生じ
ない所定の抵抗値を維持でき、後に記述するように現像
バイアス電圧を供給する時に有効に作用する。なお、後
に本発明に使用する現像ローラ４１の構成について具体
例を記す。

【００４３】この現像ローラ４１には、図示しない駆動
モータが連結されており、図において矢印方向に、現像
ローラ４１が回転駆動される。一成分の非磁性トナー１
０は、回転する現像ローラ４１表面に吸着され、感光体
１表面と対向する現像領域へと搬送される。そして、現
像ローラ４１が感光体１表面に圧接されているため、そ
の圧接された領域が現像領域となって、一成分トナー１
０が感光体１表面の静電潜像に吸引され現像されること
になる。

【００４４】上記一成分トナー１０は、例えば平均粒径
約１０μｍ程度の一成分非磁性トナーであって、ポリエ
ステル系トナーあるいはスチレンアクリル系トナーが用
いられてる。

【００４５】この現像ローラ４１には、現像バイアス電
源回路１１から現像バイアス電圧Ｖａが供給されてい
る。この現像バイアス電圧Ｖａは、感光体１に形成され
た静電潜像にトナー付着させ、それ以外の領域、つまり
非画像領域にトナーを付着させないような極性及び電圧
値に設定されている。

【００４６】供給ローラ４２は、回転方向としては、現
像ローラ２１の対向（圧接領域）部分で現像ローラ４１
の回転方向と逆方向になるように回転駆動されている。
この供給ローラ４２は、現像ローラ４１と同様な素材を
用いており、電気的抵抗の調整も現像ローラ４１と同様
の抵抗調整材料で可能である。また、供給ローラ４２の
弾性をさらに大きくするために、発泡された素材を用い
ており、発泡剤の量を現像ローラよりも多くしたものを
用いている。

【００４７】上記供給ローラ４２には、バイアス電源回
路１２からバイアス電圧Ｖｃが印加されており、一般的
にはトナーを現像ローラ４１側に押す方向、つまり供給
ローラ４２側のトナーを反発し現像ローラ４１へと供給
する方向のバイアス電圧が設定されている。例えば、負
極性のトナーを用いる場合は、負極性側にさらに大きな
バイアス電圧Ｖｃを供給ローラ４２に印加している。

【００４８】現像ローラ４１及び供給ローラ４２は、図
示しない駆動モータが連結されており、図において矢印
方向に回転駆動されることで、供給ローラ４２によって
現像ローラ４１にトナーを供給すると共に、現像後に現
像に寄与されなかった現像ローラ４１表面の残留トナー
を剥離（除去）する。この供給ローラ４２にて供給され
たトナー１０は、現像ローラ４１表面に付着され、感光
体１表面と対向する現像領域へと搬送され前に、該現像
ローラ４１に適度に圧接されたトナー付着量を規制する
部材であるブレード４３にて、トナー付着量を規制し一
定のトナー層厚に規制している。

【００４９】ブレード４３は、現像ローラ４１に適度の
圧力にて圧接されている。このブレード４３は板状の金
属材からなるブレード構成部材等にて形成されており、
その先端近傍の腹（面）の部分が現像ローラ４１に圧接
されている。従って、現像ローラ４１に供給されたトナ
ー１０は、ブレード４３の所定の設定圧力や設定位置に
よって所定の帯電電荷量と厚みに規制され、感光体１と
対向接触する現像領域へと搬送されていく。

【００５０】上記規制部材であるブレード４３は、一端
が現像槽４０側に固定され、他端の自由端側の腹の部分
が現像ローラ４１表面に圧接するように設けられてい
る。該規制部材４３は、例えば板厚０．１〜０．２ｍｍ
程度のリン青銅、あるいはステンレス（ＳＵＳ）等の金
属板にて構成され、現像ローラ４１に対して所定圧で、
その長手方向（現像ローラの回転軸方向）に沿って先端
の近傍の腹部分が圧接されている。これにより規制部材
４３にて、現像ローラ４１表面に供給ローラ４２を介し
て担持された一成分トナー１０の量が一定にされ、感光
体１と接触する現像領域へと搬送される。

【００５１】このブレード４３においても、バイアス電
源回路１３から所定の電圧Ｖｂが供給されている。この
バイアス電圧Ｖｂにおいても、トナー１０を現像ローラ
４１側へと押す方向、他とえば負極性トナーであればよ
り負極性側に大きな値が設定されている。また、ブレー
ド４３に供給するバイアス電圧Ｖｂは、現像ローラ２１
に供給される現像バイアス電圧Ｖｂと同電位に、またそ
の絶対値で大きい値に設定する場合もある。

【００５２】一方、感光体１と対向する現像領域に搬送
されたトナー１０は、感光体１表面に形成された静電潜
像に応じて選択的に付着され、静電潜像をトナーの色に
より顕像化する。そして、現像に寄与されなかったトナ
ー１０は、現像ローラ４１の回転により現像槽４０内に
戻される。その戻される位置には、トナーの除電部材４
４が現像ローラ４１に圧接されるように設けられてい
る。この除電部材４４は、供給ローラ４２の現像ローラ
４１の回転方向の手前に配置されており、適度に現像ロ
ーラ４１に圧接させるように一端部分が現像槽４０に固
定され、自由端側の腹を現像ローラ４１に圧接する領域
を有するバネ性を利用して圧接させるようにしている。

【００５３】上記除電部材４４にて現像後の現像に寄与
されなかった残留トナーは、現像ローラ４１の回転によ
り現像槽４０へと回収される時に除電され、再利用され
ることになる。この除電部材４４にも、トナーを除電す
るためのバイアス電圧Ｖｄが電源回路１４から供給され
ている。

【００５４】以上のようにして現像装置４は、トナー１
０を感光体１と対向する領域へと搬送し、感光体１表面
の潜像を可視像化する。この感光体１表面のトナー像は
上述したように転写領域にて適宜搬送されてくるシート
Ｐに転写器５の作用により転写され、該用紙が定着装置
８を通過して画像形成装置外へと排出される。

【００５５】なお、感光体１は、金属もしくは樹脂の導
電性基体の表面にアンダーレイヤが塗布されており、そ
の上の層としてキャリア発生層（ＣＧＬ）、さらに最外
層にポリカーボネイトを主成分としてキャリア移動層
（ＣＴＬ）が塗布されて形成されたＯＰＣ感光体等が用
いられている。本発明においては、このような感光体に
限られるものではなく、静電潜像を担持する担持体であ
ればよい。

【００５６】以下に、本発明の現像装置４を構成する現
像ローラ４１、供給ローラ４２、さらにブレード４３等
の具体的な構造を示す。

【００５７】（現像ローラの構造）現像ローラ４１は、
上述に説明した通りであるが、その構造をさらに詳細に
説明する。現像ローラ４１は、例えば金属等のステンレ
ス製の軸４１ａに、例えばカーボンブラックなどの導電
化剤が添加された体積低効率約１０⁶Ωｃｍ、ＪＩＳ−
Ａ硬度６０〜７０度の導電性ウレタンゴムを被覆して構
成されている。そして、現像ローラ４１は感光体１に対
して接触深さ０．１ｍｍ〜０．３ｍｍでトナー層を介し
て圧接され、矢印方向に図示しない駆動モータを介して
回転駆動される。

【００５８】上記現像ローラ４１は、その軸４１ａに現
像バイアス電源１１の現像バイアス電圧Ｖａ、一成分ト
ナーの帯電特性が負極性の場合、例えば−４５０Ｖの現
像バイアス電圧が供給される。

【００５９】（供給ローラの構造）供給ローラ４２は、
現像槽４０内のトナーの撹拌及び現像ローラ４１による
現像後の残留トナーを現像ローラ４１より除去する機能
を兼ねる。この供給ローラ４２は、その回転軸４２ａに
導電性の多孔質性の発泡部材を被覆して構成されてい
る。

【００６０】上記多孔質の発泡体としては、体積低効率
１０⁵Ωｃｍ、多孔質のセル密度として８０〜１４０個
／ｉｎｃｈ、アスカＦ硬度６０〜アスカＣ硬度３０度の
導電性ウレタンフォームからなる。このポリウレタンフ
ォームは、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ている。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４１に用いられる
ものと同じものが使用される。

【００６１】上述したセル密度を形成する発泡体を得る
には、例えばポリウレタンフォームとカーボンブラック
とを混合し、泡立て機で撹拌し、泡立てた後、加熱ブロ
ー形成によって金属製（現像ローラ４１と同一構成）の
回転軸４２ａの周囲に被覆し、供給ローラ４２を作成し
ている。

【００６２】供給ローラ４２は、現像ローラ４１に対し
て、接触深さ０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度に圧接され、矢印
方向に図示しない駆動モータを介して回転駆動される。
そして、供給ローラ４２は、ステンレス製の軸４２ａに
トナー供給バイアス電源１２にて電圧Ｖｃ（例えば−５
００Ｖ）が供給されている。

【００６３】（トナー層厚規制部材のブレードの構造）
ブレード４３は、図１に示すように一端が現像槽４０に
所定の長さで固定されており、固定されていない自由端
側が現像ローラ４１に適度の圧力で圧接されている。こ
れにより、トナーを摩擦帯電し、現像に適した電荷をト
ナーに付与すると同時に現像ローラ４１への付着量を一
定に規制している。

【００６４】ブレード４３は、例えば自身のバネ性等を
利用して現像ローラ４１に圧接させるように、一端部が
現像槽４０に固定されている。このブレード４３は、板
厚さ０．０５〜０．５ｍｍ程度の金属板であり、材質の
もつバネ性、つまり弾性変形することにより所定の圧力
で現像ローラ４１に当接し、所定の厚さのトナー層及び
帯電電荷量に規制する。

【００６５】ブレード４３の現像ローラ４１と当接する
先端部は、現像ローラ４１表面より離れる方向に折り曲
げ加工等にて、その現像ローラと折り曲げされたブレー
ド４３とで作る開き角度が開く方向に微小量傾斜した面
を有している。また、ブレード４３の現像ローラ４１と
の当接部分には、トナーの帯電量調整やトナー融着抑制
のためにコーティング処理などを施す場合がある。

【００６６】上記ブレード４３を構成する材質として
は、通常バネ性を有する材料を用いており、例えばＳＵ
Ｓ等のバネ鋼、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４
２０Ｊ２、ＳＵＳ６３１等のステンレス鋼やＣ１７０
０、Ｃ１７２０、Ｃ５２１０、Ｃ７７０１等の銅合金が
用いることができる。

【００６７】また、ブレード４３の自由端の微小傾斜面
は、機械的な切削や研磨、曲げ加工の他、予め所望の形
状を成型加工等にて作製したチップ状先端部を導電性接
着剤などで貼り付けたり、ブレード先端に段差加工を施
し、その飢えから導電性接着剤などで金属箔を貼り付け
るなどの加工法により作製される。

【００６８】上記ブレードには、トナー層厚規制バイア
ス電源１３にて電圧Ｖｂ（例えば−５００Ｖ）が供給さ
れている。

【００６９】なお、上記ブレード４３としては、板状の
ものに限らず、図５に示すようなローラ形状とすること
もできる。この図５に示すローラ形状のブレード４３ａ
は、トナー融着防止及び規制部材の長寿命化が可能とな
る。

【００７０】このローラブレード４３ａは、金属材料や
硬質性の樹脂材料等にて構成される。また、ローラブレ
ード４３ａは、現像ローラ４１と同一方向、つまい図５
において反時計方向に回転駆動され、供給ローラ４２に
て供給された現像ローラ４１上のトナーの量を規制す
る。そして、同様にローラブレード４３ａのローラ軸
に、トナー層厚規制バイアス電源１３より電圧Ｖｂ（−
５００Ｖ）が供給される。

【００７１】（除電部材の構造）除電部材４４は、図４
においては現像ローラ４１を圧接された状態で現像後の
トナーに直接接触してトナー漏れを防止すると共に除電
し、現像ローラ４１からトナーを剥離するようにして再
使用を行うようにしている。除電部材４４は、板状の弾
性部材を用い、ブレード４３と同様に適度の圧力にて現
像ローラ４１に圧接され電源回路１４からのバイアス電
圧Ｖｄが供給され、現像後の回収トナーを除電するよう
にしている。

【００７２】除電部材４４は、厚み０．３ｍｍ±０．１
ｍｍ、電気抵抗１０³〜１０⁶Ωの導電性フィルムを用い
ており、現像ローラ４１に供給する同一の電位、あるい
はトナー電荷除去用バイアス電源１４にて、現像ローラ
４１に対して５０Ｖ程度以上高い電位の電圧（Ｖｄ）が
供給されている。

【００７３】除電部材４４は、アルミ蒸着フィルム等の
導電性部材でもよく、さらにトナー電荷の除去が必要な
い場合には、下方をシールする目的のみであればマイラ
ー等の絶縁フィルム等でもよい。この場合、除電のため
の電源１４は不要になる。

【００７４】なお、現像ローラ４１の有効ローラ抵抗
（ｒ）、及び現像動作により流れる現像電流（Ｉ）によ
り、現像ローラ４１内部での電圧降下Ｖ＝Ｉ・ｒを生じ
る。そのため、有効ローラ抵抗を適当に設定することに
より、現像ローラ４１表面に有効に作用する現像バイア
スであつを低下させ、傾きが急峻で２値的な現像特性を
所定の傾きに調整し、階調性を改善することもできる。

【００７５】（非磁性一成分トナー）非磁性一成分系の
現像剤であるトナーとしては、スチレンーアクリル共重
合体８０〜９０重量部、カーボンブラック５〜１０重量
部、また帯電制御剤０〜５重量部の組成からなる材料を
混合、混練し、粉砕、分級することで平均粒径５〜１０
μｍ程度の負帯電トナーを得ることができる。このトナ
ーに対して、流動性を良好にするために内添又は外添さ
れるシリカ（ＳｉＯ₂）を０．５〜１．５重量部添加さ
れ、非磁性の一成分トナーを得ることができる。

【００７６】トナーとしては、負帯電に限らず、正帯電
トナーを得ることもできる。これは、主成分の結着樹
脂、帯電制御剤等を適宜選択することで簡単に得ること
できる。また、トナーはモノクロ複写機、プリンタ用と
しての黒トナーに被らず、カラー複写機やプリンタ用の
カラートナーにも応用可能である。

【００７７】また、非磁性一成分トナーは、上述した組
成材料に限定されることはなく、以下に示す組成であっ
ても本発明の現像装置に用いることができる。

【００７８】主成分である結着樹脂である熱可塑性樹脂
としては、スチレンーアクリル共重合体以外に、ポリス
チレン、ポリエチレン、ポリエステル、低分子量ポリプ
ロピレン、エポキシ、ポリアミド、ポリビニルブチラー
ル等であってもよい。

【００７９】また着色剤としては、黒トナーの場合には
上述したカーボンブラックを用いる他に、ファーネスブ
ラック、ニグロシン系染料、含金属染料等がある。そし
てカラートナー用としては、黄色用のベンジジン系黄色
顔料、フォノンイエロー、アセト酢酸アニリド系不溶性
アゾ顔料、モノアゾ顔料、アゾメチン系色素等、マゼン
タ用のキサンテン系マゼンタ染料、リンタングステンモ
リブデン酸レーキ顔料、アントラキノン系染料、キサン
テン系染料と有機カルボン酸から成る色材、チオインデ
ィゴ、ナフトール系不溶性アゾ顔料等、シアン用の銅フ
タロシアニン系顔料等がある。

【００８０】さらに、トナーの流動化材として用いられ
る例えば外添剤のシリカ以外に、コロイダルシリカ、酸
化チタン、アルミナ、ステアリン酸亜鉛、ポリフッ化ビ
ニリデンやそれらの混合物であってもよい。

【００８１】さらにまた、帯電制御剤としては、負帯電
トナー用として、アゾ系含金染料、有機酸金属錯塩、塩
素化パラフィン等を用いることができる。そして、正帯
電トナー用としては、ニグロシン系染料、脂肪酸金属
塩、アミン、４級アンモニウム塩等を用いることができ
る。

【００８２】以上のような一成分トナーを用いた現像装
置４において、現像ローラ４１に圧接されるブレード４
３にてトナー１０の付着量が一定の層厚になるように規
制する。その後に、トナー１０が現像領域に搬送され感
光体１表面の静電潜像を現像する。この時、現像ローラ
４１、供給ローラ４２、ブレード４３にそれぞれバイア
ス電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃが供給されている。

【００８３】（本発明の第１の実施形態）本発明の現像
装置４においては、現像ローラ４１に対してトナーを現
像ローラへと供給し、摩擦帯電により所定の帯電電荷を
付与するための供給ローラ４２が、所定の圧力でもって
現像領域と反対側の位置で、対向して圧接されている。
この場合、上述したように、供給ローラ４２は、現像ロ
ーラ４１に対して接触深さで０．５〜１ｍｍとなるよう
に圧接されている。

【００８４】これにより、供給ローラ４２による現像ロ
ーラ４１への圧接を良好に行うようにしており、トナー
供給量を均一、かつ安定供給と同時に摩擦帯電において
も、回転方向全長で均一性を維持するようにしている。

【００８５】そして、供給ローラ４２は、図３に示すよ
うに現像ローラ４１に対して接触部において逆方向とな
るように、反時計方向に回転駆動される。この駆動のた
めに、図１及び図２に示すように供給ローラ４２の回転
軸４２ａの両端部に設けられた被駆動ギア４６に連結さ
れた駆動ギア４７にて回転駆動される。駆動ギア４７は
図示しない駆動モータに連結されており、駆動モータの
回転により供給ローラ４２を図に示す方向に回転駆動さ
せている。

【００８６】以上の構成の現像装置４において、現像ロ
ーラ４１に対して圧接される供給ローラ４２が圧接さ
れ、該供給ローラ４２は、現像ローラ４１とは個別に回
転駆動される。そのため、図２に示すように供給ローラ
４２の回転軸４２ａの両端部は、現像槽４０に保持され
た軸受４５にて回転可能に支持されており、さらに現像
槽４０の外部より突出した部分に被駆動ギア４６が固定
されている。通常、供給ローラ４２を回転駆動するため
に、回転軸４２ａの一方の端部のみ被駆動ギア４６を設
けているが、本発明においては両側に被駆動ギア４６を
設けている。

【００８７】この被駆動ギア４６は、それぞれ図１に示
すように、図示しない駆動モータからの回転が伝達され
る駆動ギア４７と噛み合うようにして結合されており、
図に示する方向に回転駆動される。また、現像ローラ４
１においても、図示しない駆動モータからの回転により
供給ローラ４２とは個別に回転駆動されており、矢印方
向に回転駆動されている。

【００８８】そこで、本発明の駆動ギア４７と被駆動ギ
ア４６との噛合う位置は、図１（ａ）に示すように、現
像ローラ４１と供給ローラ４２の中心軸を結ぶ直線に対
して、現像ローラ４１と供給ローラ４２の圧接点を中心
に下流側としている。従って、図１（ａ）において、現
像ローラ４１の軸中心Ａと供給ローラ４２の軸中心Ｂと
を結ぶ直線ＡＢの上部が上流側、下部が下流側となる。

【００８９】いま、図１（ａ）に示すような、下流側の
位置で、駆動ギア４７を、供給ローラ４２を回転させる
ための被駆動ギア４６に結合させた場合、その結合部分
の位置において、接線の右方向（回転方向）に力Ｆ０が
作用する。これは、現像ローラ４１から離れる方向に作
用する。そして、上記作用力Ｆ０は、現像ローラ４１の
軸中心Ａと供給ローラ４２の軸中心Ｂとを結ぶ線ＡＢに
平行な力Ｆ１と、それに垂直なＦ２とに２分される。そ
のため、作用力Ｆ０の大きさ、その方向によって供給ロ
ーラ４２は、軸受４５を支点として撓み現象が生じる。

【００９０】つまり、図２（ａ）に示すように、図１
（ａ）のような駆動ローラ４７と被駆動ローラ４６との
噛み合う連結位置においては、作用力Ｆ０の方向は、現
象ローラ４１の位置と反対方向、即ち離れる方向とな
る。そのため、供給ローラ４２は、上述した駆動ギア４
７と被駆動ギア４６との噛合う連結位置にて作用する力
Ｆ０とは反対側に、軸受４５を支点として撓む。これに
より、供給ローラ４２は現像ローラ４１側へと撓む。特
に、供給ローラ４２の軸４２ａの両端部に設けられた被
駆動ギア４６が、図２（ａ）に示すように作用力Ｆ０
が、現像ローラ４１と反対側方向に作用するため、軸受
４５の部分を支点として中央部が大きく破線で示すよう
に現像ローラ４１側に撓む。

【００９１】これにより、供給ローラ４２は、現像ロー
ラ４１と当接する面をクラウン形状に形成することな
く、実質その形状と同等の作用にて現像ローラ４１に圧
接される。その結果、軸４２ａ方向において供給ローラ
４２は現像ローラ４１にほぼ均一に圧接させた状態で回
転駆動させることが可能となる。そのため、供給ローラ
４２を現像圧接させるために、供給ローラ４２を強く圧
接させる必要もなくなり、負荷トルク等を軽減できる。

【００９２】一方、図１（ｂ）に示すように、駆動ギア
４７を供給ローラ４２の被駆動ギア４６に対して、上述
したように上流側で噛合わせるようにした場合、駆動ギ
ア４７の回転により作用する力Ｆ０は、現像ローラ４１
側へと作用する。

【００９３】その結果、図２（ｂ）に示すように、供給
ローラ４２の両端部の被駆動ギア４６は、駆動ギア４７
の回転による作用力Ｆ０にて、現像ローラ４１側へと付
勢される。そのため、供給ローラ４２は、軸受４５を支
点として中央部が現像ローラ４１より離れる方向に破線
で示すように撓む。従って、供給ローラ４２による現像
ローラ４１との圧接状態の均一性が損なわれるだけでな
く、トナーの現像ローラ４１への供給、さらに現像後に
現像ローラ４１に残留するトナーの除去が行えなくな
る。

【００９４】以上のように、本発明の効果を検証するた
めにも、以下の実施例に記載した現像装置にて実際のコ
ピーを行った。

【００９５】（実施例）図１（ｂ）に示すように、駆動
ギア４７と供給ローラ４２側の被駆動ギア４６とが噛合
う連結位置をＢ１からＢ８の８点について、駆動ギア４
７を介して供給ローラ４２を回転駆動し、これにより実
写コピーを行った。この実写においては、シート上での
トナー画像の均一性、画像抜け等を確認した。特に、シ
ートの中央部での画像抜けや濃度変化が顕著に表れる結
果となった。

【００９６】そこで、現像ローラ４１は、体積抵抗率約
１０⁶Ωｃｍ、ＪＩＳ−Ａ硬度６０〜７０度の導電性ウ
レタンゴムからなる直径３４ｍｍの弾性ローラ構成とし
て、その表面の粗さＲｚ＝３〜６μｍ（ＪＩＳＢ−０６
０１に準じる）とした。この構成の現像ローラ４１につ
いては、感光体１に接触深さ０．１〜０．３ｍｍ程度で
接触させ、図３において矢印方向に回転駆動し、その時
の周速度を２８５ｍｍ／ｓｅｃとした。現像ローラ４１
の回転軸４１ａは、直径１８ｍｍのステンレス製であ
り、その軸４１ａに現像バイアス電源回路１１より現像
バイアス電圧Ｖａとして、−４５０Ｖを供給した。

【００９７】供給ローラ４２は、直径８ｍｍのステンレ
ス製の回転軸４２ａ表面上に体積抵抗率約１０⁵Ω・ｃ
ｍ、セル密度が８０〜１００個／ｉｎｃｈの導電性ウレ
タンフォームを被覆、直径２０ｍｍの導電性弾性発砲体
ローラ構成とした。この供給ローラ４２は、現像ローラ
４１に対して接触深さ０．５〜１ｍｍ程度で接触させ
た。そして、図３の矢印方向に回転駆動させ、その供給
ローラ４２の周速を１７０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動し
た。この供給ローラ４２のステンレス製の回転軸４２ａ
には、電源回路１２にてバイアス電圧Ｖｃとして−５５
０Ｖを供給した。

【００９８】また、規制部材であるブレード４３は、そ
の板厚を０．１ｍｍ程度のステンレス板を用い、現像ロ
ーラ４１に圧接させた。特にブレード４３は、片持ち板
バネ構造であり、その自由端側を現像ローラ４１に当接
し、弾性変形することにより所定の圧力でもって現像ロ
ーラ４１表面上のトナー層に加える。この、ブレード４
３にも、電源回路１３よりバイアス電圧（Ｖｂ）とし
て、−４００Ｖを供給した。

【００９９】さらに、除電部材４４は、樹脂基材にカー
ボンを分散させた厚さ０．３±０．１ｍｍ、電気抵抗１
０³〜１０⁶Ωの導電性フィルムを用い、自身の持つ弾性
力により現像ローラ４１に対して所定の圧力で面接触さ
せるように構成した。この除電部材４４にも、電源回路
１４にて除電バイアス電圧（Ｖｄ）として−５００Ｖが
供給した。

【０１００】トナー１０は、スチレン−アクリル系の負
帯電特性の一成分の非磁性トナーであり、その径が約１
０μｍ程度の黒トナーを用いた。そして、感光体１とし
ては、有機系の光導電層を有するもので、その直径が６
５ｍｍとして、その周速度を１９０ｍｍ／ｓｅｃにて図
３に示すように矢印方向に回転駆動した。特に感光体１
には帯電手段２にて−５５０Ｖの表面電位に帯電させ
た。

【０１０１】以上の構成において、実際にコピーを行っ
た結果を下記表１にまとめた。特に、駆動ギア４７を被
駆動ギア４６に対して噛合わせる連結位置であるＢ１〜
Ｂ８の点での結果である。また表１において、角度θ
は、Ｂ１点の結合角度θを０゜とした。この結合角度θ
は、現像ローラ４１の軸（４１ａ）中心Ａと、供給ロー
ラ４２の軸（４２ａ）中心Ｂとを結ぶ直線ＡＢと、駆動
ギア４７の軸中心Ｃと被駆動ギア４６の軸中心Ｂとの直
線ＢＣとで作る角度である。そして、連結位置Ｂ１は、
上記直線ＡＢ線上で、現像ローラ４１と供給ローラ４２
との対向位置（接触位置）と反対側での連結位置であ
り、その時の結合角度θを０゜としており、供給ローラ
４１の回転方向回りに４５゜間隔にずらせて、上述した
連結位置Ｂ１〜Ｂ８を設定した。

【０１０２】

【表１】

【０１０３】駆動ギア４７をＢ１及びＢ５の位置で被駆
動ギア４６に噛合わせた時には、駆動ギア４７の回転に
より作用する力Ｆ０は、ＡＢ線とほぼ垂直方向となり、
供給ローラ４２は現像ローラ４１側に関係なく撓むもの
の、現像ローラ４１との圧接状態は、ほぼ良好に行える
結果となった。この場合には、特に画質にさほど影響を
及ぼさなかった。また、駆動ギア４７の被駆動ギア４６
との噛合わせた連結位置がＢ５点からＢ８点においてさ
らに良好なる結果を得た。

【０１０４】さらに、最も良好なる結果は、直線ＡＢ
（現像ローラ４１の軸心Ａと供給ローラ４２の軸心Ｂと
を結ぶ直線）と垂直となる直線ＢＣ（供給ローラ４２の
軸心Ｃと駆動ギア４７の軸心Ｃとを結ぶ直線）の連結位
置Ｂ７の点で、駆動ギア４７が被駆動ギア４６に噛合っ
た状態で矢印方向に回転駆動させる時に、供給ローラ４
２による現像ローラ４１への圧接状態が安定し、均一帯
電、及び均一トナー供給、さらに現像後の残留トナーの
除去が効果的に行われ、良好な結果が得られたものとい
える。これは、図１においてＦ１の力が、Ｆ０の力と同
一方向となり、その作用力Ｆ０が線ＡＢと平行になり、
最大となる。

【０１０５】そのため、図２（ａ）に示す作用力Ｆ０が
最大となり、供給ローラ４２の中央部での圧接状態の不
足が補われ良好な結果を得ることができるといる。これ
により、供給ローラ４２の現像ローラ４１との圧接力を
さらに弱めても、軸方向にトナーの供給及び帯電性の均
一性が可能となり、良好なる現像が可能となる。その結
果、供給ローラ４２の駆動トルクがさらに軽減される。

【０１０６】以上のことから、供給ローラ４２を回転駆
動させるために、被駆動ギア４６と連結され回転駆動さ
せる駆動ギア４７の連結位置としては、供給ローラ４２
の回転方向に対して、現像ローラ４１と供給ローラ４２
の軸線ＡＢの下流側、つまりＢ１点の連結位置の結合角
度θを０゜とした時、該結合角度θが、１８０゜≦θ≦
３６０゜とすれば、トナー供給及びトナー帯電等を良好
に行える結果となる。さらに、上記連結角度θを１８０
゜＜θ＜３６０゜とすることがより良好な結果を得るこ
とができ、最適な状態において２２５゜≦θ≦３１５゜
であり、最良なる形態は連結角度θを２７０゜、つまり
駆動ギア４７を供給ローラ４２の被駆動ギア４６に対し
て垂直位置で連結すれば、最も良好な結果が得られる。

【０１０７】ここで、供給ローラ４２においては、現像
ローラ４１において、接触位置で逆方向になるように回
転させているため、トナーの帯電性が上がることは勿論
であり、現像ローラ４１に現像後残留するトナーの掻き
落としもさらに良好に行えるようになる。

【０１０８】そして、上述したコピーの実写において、
供給ローラ４２の回転速度、つまり周速度を１７０ｍｍ
／ｓｅｃとしており、現像ローラ４１の回転速度である
周速度２８５ｍｍ／ｓｅｃより十分に遅くしている。こ
れにより、供給ローラ４２を回転駆動させる駆動トルク
（負荷トルク）が小さくなり、小さな駆動トルクのモー
タで十分に駆動可能となる。しかも、現像ローラ４１と
供給ローラ４２との圧接部で両ローラの摩耗の問題が生
じるものの、特に供給ローラ４２の摩耗が大きく軽減で
きる。

【０１０９】この場合、供給ローラ４２の周速度が遅く
なる分、トナーの供給量が低下するものの、その分を補
うためにも供給ローラ４２に現像ローラ４１のバイアス
電圧より低い電圧（絶対値では高い電圧）を供給し、負
帯電トナーを現像ローラ４１側へと移動するようにして
いる。これにより、速度が遅くてもトナー供給不良を避
け、十分なトナー供給を可能にできる。

【０１１０】なお、供給ローラ４２の回転速度を速くす
れば、当然トナー供給が多くなり、供給ローラ４２に供
給するバイアス電圧を、現像ローラ４１の現像バイアス
電圧と同等にできる。この場合には、図３において当然
供給ローラ４２に設けられる電源回路１２を省き、電源
回路１１の電圧を共通して供給ローラ４２に供給でき
る。そのため、電源回路を簡素化できる。

【０１１１】（本発明の他の実施形態）上述したよう
に、本発明の第１の実施形態において、供給ローラ４２
を回転駆動させる手段を工夫することで、トナーを現像
ローラ４１への供給を安定させ、かつトナーの帯電を安
定させるようにしている。

【０１１２】この時、上述したように供給ローラ４２に
よるトナーの現像ローラ４１への供給量を確保するため
に、供給ローラ４２の回転速度を上げることが考えられ
る。しかし、供給ローラ４２の速度を上げると、現像ロ
ーラ４１との圧接する関係から、その駆動トルクが増
す。

【０１１３】この実施形態においては、トナーの現像ロ
ーラ４１の供給を十分に確保でき、また供給ローラ４２
により回転速度を上げることなく実現可能にしている。
その実例を以下に説明する。

【０１１４】供給ローラ４２は、現像槽４０内のトナー
の撹拌及び現像ローラ４１による現像後のトナーを現像
ローラ４１より除去する機能を兼ねる。そのため材料的
には、導電性ウラタンフォームからなる弾性発泡体ロー
ラである。具体的には、ポリウレタンフォーム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てい
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４１に用いられるものと同じものが使用される。

【０１１５】例えばポリウレタンフォームとカーボンブ
ラックとを混合し、泡立て機で撹拌し、泡立てた後、加
熱ブロー形成によって金属製（現像ローラ４１と同一）
の軸４２ａの周囲に被覆し、供給ローラ４２を作成して
いる。

【０１１６】そこで、上述した構造の供給ローラ４２に
おいては、発泡体のセル密度が少ないと、発砲セル中に
トナーが入り込み、弾性発泡体が硬質化する。その結
果、供給ローラ４２の駆動トルクの増加、発泡体の孔の
目詰まりによるトナーの搬送力の低下、つまり現像ロー
ラ４１へのトナーの供給不足になる。

【０１１７】逆に、供給ローラ４２を構成する弾性発泡
体のセル密度が多いと、弾性発泡体の発泡セルにトナー
が入り込みにくくなるものの、その分トナーの搬送性が
落ちる。その結果、トナー供給不足による画像濃度の低
下となり、弾性発泡体の硬度が高くなる。従って、供給
ローラ４２の現像ローラ４１との接触圧が高くなり、駆
動トルクが増加する。また、トナーの機械的なストレス
を受けやすくなり、劣化しやすくなる。

【０１１８】よって、供給ローラ４２の構成する弾性発
泡体のセル密度が、トナーの供給を良好に、また駆動ト
ルクの低減に貢献できる一つの大きな要因となる。その
ため、供給ローラ４２による弾性発泡体のセル密度を所
定の範囲内に固定するれば、上述したように安定したト
ナー供給と、駆動トルク低減を可能にできる。

【０１１９】そこで、本発明において用いる供給ローラ
４２は、下記表２に示すように、セル密度を８０〜１０
０固／ｉｎｃｈの範囲に設定することで、安定したトナ
ー搬送量を確保でき、現像に必要な十分なる濃度のトナ
ー供給を維持させることができた。

【０１２０】

【表２】

【０１２１】また、弾性発泡体を用いた供給ローラ４２
によれば、現像ローラ４１と接触させる構成である。こ
の場合、現像ローラ４１の硬度は、供給ローラ４２の硬
度より高いものが使用される。例えば現像ローラ４１の
材質としては、上述したように弾性ソリッドゴム、ある
いは金属スリーブがよく使用されている。従って、現像
ローラ４１と供給ローラ４２の接触領域では、現像ロー
ラ４１より硬度の低い弾性発泡体を用いた供給ローラ４
２の変形が大部分を占め、供給ローラ４２の硬度で殆ど
決定される。

【０１２２】従って、供給ローラ４２と現像ローラ４１
との接触深さを予め決めた値に設定した場合、上記供給
ローラ４２の硬度が高くなると、必然的に現像ローラ４
１との接触領域の圧力が高くなる。逆に、供給ローラ４
２の硬度が低ければ、接触領域での圧力が低くなる。

【０１２３】そこで、本発明によれば、供給ローラ４２
の弾性発泡体の硬度としては、上述したようにアスカＦ
硬度６０゜〜アスカＣ硬度３０゜の範囲としている。こ
れにより、現像ローラ４１の硬度より十分に低くし、所
定の接触領域、つまり接触深さを確保した状態での接触
圧力を低下させ、駆動トルクの軽減を行っている。ま
た、現像ローラ４１に残留するトナーの除去を上記設定
される所定の接触深さにより除去効果を維持できる。さ
らに、トナーの除去と同時に現像ローラ４１へのトナー
の供給を両立させることが可能な有効範囲の硬度にして
いる。

【０１２４】なお、上述した実施形態の説明において、
現像ローラ４１、供給ローラ４２、規制部材であるブレ
ード４３に供給する電圧としては、負帯電トナーに対
し、−４５０Ｖ，−５５０Ｖ，−５００Ｖに設定してい
る。特に現像ローラ４１と供給ローラ４２との間には、
放電開始電圧以下の１００Ｖの電位差を生じさせること
で、現像ローラ４１と供給ローラ４２との間での放電を
防止し、トナーを現像ローラ４１へと押しやる効果を増
し、トナー供給不良を積極的に解消するようにできる。
これにより、トナーの帯電を上記放電によることなく、
安定した帯電を実現でき、トナー供給をも安定させるこ
とが可能となり、良好なる帯電量を実現できる。

【０１２５】しかも、トナー１０は、非磁性であり、磁
性トナーと比べ着色剤の色を阻害するものはないため、
所望の色のトナーを簡単に得ることができ、カラー画像
を形成するためのトナーを得ることができる。また、磁
性トナーと比較すれば、磁性材料が存在しないため、ト
ナーの帯電の安定に優れ、帯電量力を高め、良好なる現
像を可能にしている。

【０１２６】

【発明の効果】本発明の一成分トナーによる現像装置に
よれば、トナーを担持し、潜像を担持する像担持体の現
像位置へと搬送する現像ローラに、対してトナーを供給
し帯電させるための供給ローラの回転駆動を配慮したこ
とで、供給ローラによる現像ローラへの圧接状態を良好
にし、トナーの安定供給及び良好なる帯電性を可能に
し、一成分トナーによる良好なる現像を可能にしてい
る。

【０１２７】また、供給ローラの駆動トルクの軽減が可
能になり、供給ローラとして現像ローラへと圧接させる
状態を良好にするためのクラウン形状に形成する必要も
なくなるため、簡単な構造の供給ローラでとトナーの安
定供給を可能に、駆動モータ等を含めたコスト低減、及
び装置の小型化が可能になる。

【０１２８】さらに、供給部材を弾性発泡体構成とし
て、その発泡体の発泡セル密度を規定することで、現像
ローラとの圧接をさらに良好にし、かつ圧接力を増すこ
となく、良好なるトナー供給及びトナーの帯電性を上
げ、また現像後の残留トナーの除去等も効果的に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる一成分トナーを利用した現像装
置を構成する現像ローラにトナーを供給するための本発
明の第１の実施形態における供給ローラの駆動状態を示
す図である。

【図２】図１に示す供給ローラの駆動にかかる現像ロー
ラと圧接される供給ローラの状態を説明するための図で
ある。

【図３】本発明の一成分トナーを用いた現像装置の一構
成例を示す断面図である。

【図４】図３に示す現像装置を備える画像形成装置の全
体構造の概略を説明するための構成図である。

【図５】図３に示す現像装置の他の形態を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１感光体（静電潜像担持体）４現像装置１０（非磁性）一成分トナー１１現像バイアス電圧の供給用の電源回路１２規制部材への電圧供給用の電源回路１３供給ローラへの電圧供給用の電圧回路４０現像槽４１現像ローラ４２供給ローラ４３ブレード（規制部材）４４除電部材４５軸受４６被駆動ギア（被駆動部材）４７駆動ギア（駆動部材）

───────────────────────────────────────────────────── 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)発明者山中隆幸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Ｆターム(参考） 2H077 AC04 AD06 AD13 AD14 AD17 AD23 AD35 BA01 BA03 EA14 FA13 FA22 3J103 AA02 AA13 AA21 AA32 AA85 BA31 BA41 BA43 EA02 FA02 GA02 GA57 GA58 GA60 HA03 HA12 HA18 HA48

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一成分トナーを担持し静電潜像担持体と
対向する現像領域へと搬送する現像ローラを有し、該現
像ローラの上記現像領域と反対側で対向した設けられ現
像ローラにトナーを供給する供給ローラを備えた現像装
置において、上記供給ローラの回転軸の両端に該供給ローラを回転駆
動させるための被駆動部材を設け、該両被駆動部材に連
結され回転力を伝達する駆動部材を、上記現像ローラと
供給ローラが対向する位置と反対側へと付勢する力が作
用する位置で上記被駆動部材に連結されていることを特
徴とする一成分トナーの現像装置。
【請求項２】上記供給ローラは、上記現像ローラに対
して対向部分で互いに逆方向へと回転駆動されており、
該供給ローラと現像ローラの軸中心を結ぶ直線と供給ロ
ーラの軸中心とで作る被駆動部材と駆動部材とが連結す
る時の結合角度をθとし、上記直線上で現像ローラと反
対側の連結位置の結合角度θを０゜とした時、上記駆動
部材の結合角度θを、１８０゜≦θ≦３６０゜としたこ
とを特徴とする請求項１記載の一成分トナーの現像装
置。
【請求項３】上記駆動部材は、上記現像ローラと供給
ローラの軸中心を結ぶ直線に対して、供給ローラの軸中
心における垂直線方向で上記駆動部材が、被駆動部材に
結合されていることを特徴とする請求項１記載の一成分
トナーの現像装置。
【請求項４】上記供給ローラは、多数の孔が形成され
てなる弾性発泡部材から構成されており、その孔のセル
密度が８０〜１００個／ｉｎｃｈであることを特徴とす
る請求項１記載の一成分トナーの現像装置。
【請求項５】上記供給ローラの硬度は、現像ローラの
硬度より低く、その硬度をアスカＦ硬度６０゜〜アスカ
Ｃ硬度３０゜に設定したことを特徴とする請求項４記載
の一成分トナーの現像装置。