JP2000147898A

JP2000147898A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000147898A
Application number: JP33503498A
Authority: JP
Inventors: Makoto Nonomura; 真野々村; Yukihiro Ozeki; 行弘大関; Katsuhiro Sakaizawa; 勝弘境澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-11-11
Filing date: 1998-11-11
Publication date: 2000-05-26

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】本発明は、低融点、低軟化点化された現像剤
を採用することにより省エネルギー化を図ると共に、良
好な画像を長期に亘って維持可能な画像形成装置の提供
を目的とする。【解決手段】現像ローラ１と感光ドラム１０１との当
接部を通じて、現像ローラ１の熱を感光ドラム１０１へ
伝播可能となっていることにより達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、現像剤を担持する
現像剤担持体を潜像担持体に接触させることにより、潜
像担持体上の潜像を可視画像とする画像形成装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、かかる画像形成装置にあっては、
図１０に示すような画像形成装置が知られており、実用
に供されている。

【０００３】かかる画像形成装置は、潜像担持体上の潜
像に一成分からなる現像剤を付与することにより該潜像
を可視画像として現像する画像形成装置であって、潜像
たる静電潜像を担持する潜像担持体たる感光ドラム１１
１と、感光ドラム１１１上に画像情報に応じた静電潜像
を形成する露光手段１１２と、感光ドラム１１１上の静
電潜像に一成分現像剤を付与することによりトナー像と
して現像する現像装置たる現像装置１１３と、上記トナ
ー像を記録媒体たる転写材に転写する転写手段たる転写
ローラ１１４と、転写材上のトナー像を定着させる定着
装置たるヒートローラ１１５と、感光ドラム１１１に当
接して配置され感光ドラム１１１上の転写残トナーを回
収するクリーニング手段たるクリーナ１１６とを有して
いる。

【０００４】かかる画像形成装置にあっては、先ず、露
光手段１１２が、画像情報に応じた静電潜像を感光ドラ
ム１１１上に記録する。次に、感光ドラム１１１上の静
電潜像は、電源（図示せず）により形成される現像電界
の作用の下、感光ドラム１１１と当接して配置された現
像装置１１３により現像剤を付与されトナー像として可
視化される。該トナー像は、感光ドラム１１１と転写ロ
ーラ１１４との間に形成された転写電界の作用により、
転写材に転写された後、ヒートローラ１１５の圧接部に
通紙されながら加圧及び加熱されることにより転写材上
に定着される。又、転写材に転写されず感光ドラム１１
１上に残ったトナー（残トナー）は、クリーナー１１６
内に設けられたクリーニングブレードにより機械的に掻
き取られる。

【０００５】従来の画像形成装置に備えられた潜像担持
体にあっては、例えば、感光ドラム１１１のように、Ａ
ｌ等からなる薄肉シリンダ、或いは、エンドレスフィル
ム等を基体として、その表面に感光体層を設けたものが
用いられる。

【０００６】又、かかる画像形成装置は、現像剤を潜像
担持体と接触させることにより潜像担持体上の静電潜像
を現像するため、現像装置１１３に備えられた現像剤担
持体に、例えば、ゴムローラ、スポンジローラ等の弾性
体が用いられている。

【０００７】現像装置１１３は、図１１に示すように、
現像剤を収容する現像剤容器１６と、現像剤容器１６内
の現像剤を撹拌及び搬送する撹拌パドル１４と、図中矢
印方向に回転し一成分現像剤を表面に担持する現像剤担
持体たる現像ローラ１１と、現像ローラ１１上の現像剤
量を規制する規制手段たるブレード１２と、図中矢印方
向に回転し現像ローラ１１へ現像剤を供給する現像剤供
給手段であると共に、現像に供されなかった現像剤を回
収する現像剤回収手段である供給ローラ１３と、現像ロ
ーラ１１下部からの現像剤の飛散を防止する吹き出し防
止シート１５とを有している。

【０００８】現像装置１１３は、先ず、現像剤容器１６
内に収容されている現像剤が、撹拌パドル１４によって
現像ローラ１１及び供給ローラ１３近傍の領域Ｒへと搬
送される。次に、搬送された現像剤は、供給ローラ１３
の回転に伴い、領域Ｒで一旦密な状態となることにより
均一化された後、互いにカウンタ回転で当接する現像ロ
ーラ１１及び供給ローラ１３の摺擦に伴う帯電により電
荷が付与される。このようにして電荷が付与された現像
剤は、帯電電化によって現像ローラ１１からの鏡映力を
受け現像ローラ１１上へ供給される。これらの動作によ
り、現像される十分な電荷をもった現像剤が、現像ロー
ラ１１上に薄層に塗布され現像に供される。又、現像ロ
ーラ１１に塗布されたものの現像に供されなかった現像
剤が、供給ローラ１３による摺擦によって現像ローラ１
１上から剥ぎ取られ、一部は新たに供給されたトナーと
共に再び供給ローラ１３によって現像ローラ１１へと供
給され、残りは現像剤容器１６へと戻される。

【０００９】一方、感光ドラム１１１は、現像ローラ１
１と当接して配置されており、現像ローラ１１上に塗布
された現像剤が感光ドラム１１１と接触した状態で現像
に供される。感光ドラム１１１と現像ローラ１１との間
には、現像電界が形成されるように電源（図示せず）が
接続されており、この現像電界の作用下で、現像ローラ
１１上に塗布された現像剤が、感光ドラム１１１上に保
持された静電潜像に転移することで、現像が行われる。
このような一連の動作をもって、感光ドラム１１１上に
トナー像が形成される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の画像形成装置にあっては、潜像担持体上の静電潜
像に現像剤を接触させながら現像を行うようになってお
り、現像剤担持体及び規制手段の性能劣化防止の観点か
ら、高プロセススピード化や、長寿命化をはかることが
難しいという問題があった。

【００１１】かかる画像形成装置にあっては、各装置の
動作によって、トナーが、順に、現像ローラと供給ロー
ラとの間での摺擦、ブレードによる規制に加え、現像時
の感光ドラムと現像ローラとの間での摺擦を受け、現像
に供されるようになっている。加えて、現像に供されな
かったトナーには、現像ローラから回収するために、供
給ローラによる摺擦を再び受けることとなる。これら一
連の動作は、いずれも、トナーと各部材との摺擦を伴う
ものであり、該接触を受ける毎に、トナーは負荷を繰り
返し受けることとなる。

【００１２】よって、かかる負荷により、トナーの一部
若しくは全部が損傷を受け、現像ローラ及びブレードに
付着する。

【００１３】一方、上記接触に伴って生じた摩擦熱は、
現像剤及び各部材へ伝わると共に、外部へ拡散される
が、とりわけ現像ローラは、上記接触のすべてに関わっ
ており、これに伝播される摩擦熱の総量は非常に大きい
ものとなる。そのため、上述の付着したトナーは、この
摩擦による現像ローラの昇温によって軟化又は溶解し
て、現像ローラ及び各部材表面上で融着し、各部材の性
能を低下させてしまう虞がある。

【００１４】表面にトナーが融着してしまった現像ロー
ラ又はブレードは、新たに供給されたトナーと各部材と
の間での摩擦帯電が阻害されてしまうため、トナーに対
して、現像に供されるに十分な帯電荷を付与することが
できず、出力画像の濃度低下や、非画像部のかぶり、画
像形成装置内へのトナー飛散等を生じさせる虞がある。

【００１５】従って、高プロセススピード化に伴って、
トナーの各部材との接触の際に生じる摩擦熱が増加した
り、長寿命化に伴って、部材に融着するトナーの絶対量
が増加する場合には、部材の性能劣化が著しくなるた
め、良好な画像形成を維持することが難しいのである。

【００１６】又、近年の高画質化、省エネルギー化の要
請に答えるべく、トナーの小粒径化、低融点化が求めら
れており、これに対応するトナーが、例えば、各種重合
法を用いた製法により容易に供給されるようになってき
ている。

【００１７】しかしながら、これらの小粒径化、低融点
化トナーにおいては、その熱容量が小さくなるために、
上述の摩擦熱の蓄積に起因した現像剤担持体及び規制部
材の性能劣化が、生じやすくなっている。

【００１８】従って、これらの小粒径化、低融点化トナ
ーを用いるにあたっては、尚更、従来の方法では、良好
な画像形成をなしうるに適正な条件を得られる範囲が狭
くなってしまうという問題が生じる。

【００１９】そこで、本発明は、低融点、低軟化点化さ
れた現像剤を採用することにより省エネルギー化を図る
と共に、良好な画像を長期に亘って維持可能な画像形成
装置の提供を目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本出願によれば、上記目
的は、潜像に現像剤を付与することにより該潜像を可視
画像とする現像装置を備える画像形成装置であって、潜
像を担持する潜像担持体と、潜像担持体と対向当接して
おり現像剤を担持する現像剤担持体とを有する画像形成
装置において、潜像担持体との当接部を通じて、現像剤
担持体の熱を潜像担持体へ伝播可能となっているという
第一の発明によって達成される。

【００２１】又、本出願によれば、上記目的は、第一の
発明において、潜像担持体は、当接部で、温度が現像剤
担持体の温度よりも低くなるように設定されているとい
う第二の発明においても達成される。

【００２２】更に、本出願によれば、上記目的は、第一
の発明又は第二の発明において、潜像担持体は、熱伝導
率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、且つ、熱容量が現像剤
担持体の熱容量に対して０．５倍以上であるという第三
に発明によっても達成される。

【００２３】又、本出願によれば、上記目的は、第一の
発明乃至第三の発明のいずれかにおいて、潜像担持体及
び現像剤担持体は、潜像担持体と現像剤担持体との当接
により形成されるニップ幅が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下
に採られているという第四の発明によっても達成され
る。

【００２４】更に、本出願によれば、上記目的は、第一
の発明乃至第四の発明のいずれかにおいて、現像剤は、
結着樹脂、着色剤、及びワックス成分を含有する静電潜
像現像用のトナーであり、トナーの透過電子顕微鏡を用
いたトナー粒子の断層面観察で、上記ワックス成分が結
着樹脂と相溶しない状態で球状若しくは紡錘形の縞状と
なっていることとする請求項１乃至請求項４のいずれか
一項に記載の画像形成装置。

【００２５】又、本出願によれば、上記目的は、第一の
発明乃至第五の発明のいずれかにおいて、現像剤は、体
積平均径が７μｍ以下の一成分からなるトナーであると
いう第六の発明によっても達成される。

【００２６】更に、本出願によれば、上記目的は、潜像
に現像剤を付与することにより該潜像を可視画像とする
画像形成装置を備える画像形成装置であって、潜像を担
持する潜像担持体と、潜像担持体と対向当接しており現
像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤担持体上の現像
剤量を規制する規制手段と、現像剤担持体が潜像担持体
と対向する対向部に電界を発生させる電界発生手段とを
有する画像形成装置において、潜像担持体との当接部を
通じて、現像剤担持体の熱を潜像担持体へ伝播可能とな
っているという第七の発明によっても達成される。

【００２７】又、本出願によれば、上記目的は、第七の
発明において、潜像担持体は、当接部で、温度が現像剤
担持体の温度よりも低くなるように設定されているとい
う第八の発明によっても達成される。

【００２８】更に、本出願によれば、上記目的は、第七
の発明又は第八の発明において、潜像担持体は、熱伝導
率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、且つ、熱容量が現像剤
担持体の熱容量に対して０．５倍以上であるという第九
の発明によっても達成される。

【００２９】又、本出願によれば、上記目的は、第七の
発明乃至第九の発明のいずれかにおいて、潜像担持体及
び現像剤担持体は、潜像担持体と現像剤担持体との当接
により形成されるニップ幅が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下
に採られているという第十の発明によっても達成され
る。

【００３０】更に、本出願によれば、上記目的は、第七
の発明乃至第十の発明のいずれかにおいて、現像剤は、
結着樹脂、着色剤、及びワックス成分を含有する静電潜
像現像用のトナーであり、トナーの透過電子顕微鏡を用
いたトナー粒子の断層面観察で、上記ワックス成分が結
着樹脂と相溶しない状態で球状若しくは紡錘形の縞状と
なっているという第十一の発明によっても達成される。

【００３１】又、本出願によれば、上記目的は、第七の
発明乃至第十一の発明のいずれかにおいて、現像剤は、
体積平均径が７μｍ以下の一成分からなるトナーである
という第十二の発明によっても達成される。

【００３２】すなわち、本出願にかかる第一の発明にあ
っては、現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通
じて伝播される。

【００３３】又、本出願にかかる第二の発明にあって
は、現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通じて
伝播される。

【００３４】更に、本出願にかかる第三の発明にあって
は、現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通じて
伝播される。

【００３５】又、本出願にかかる第四の発明にあって
は、現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通じて
伝播される。

【００３６】更に、本出願にかかる第五の発明にあって
は、現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通じて
伝播される。

【００３７】又、本出願にかかる第六の発明にあって
は、現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通じて
伝播される。

【００３８】更に、本出願にかかる第七の発明にあって
は、現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通じて
伝播される。

【００３９】又、本出願にかかる第八の発明にあって
は、現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通じて
伝播される。

【００４０】更に、本出願にかかる第九の発明にあって
は、現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通じて
伝播される。

【００４１】又、本出願にかかる第十の発明にあって
は、現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通じて
伝播される。

【００４２】更に、本出願にかかる第十一の発明にあっ
ては、現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通じ
て伝播される。

【００４３】又、本出願にかかる第十二の発明にあって
は、現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通じて
伝播される。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に関し
て、添付図面に基づき説明する。

【００４５】（第一の実施形態）先ず、本発明の第一の
実施形態ににかかる画像形成装置ついて説明する。

【００４６】図１は、本発明の第一の実施形態にかかる
画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図である。

【００４７】かかる画像形成装置は、図１に示すよう
に、もっとも特徴的な点は、潜像担持体を、熱伝導性に
優れた材料である金属を以って構成すると共に、その熱
容量を大のものとしたことである。

【００４８】かかる画像形成装置は、図１に示すよう
に、潜像担持体上の潜像に一成分からなる現像剤を付与
することにより該潜像を可視画像として現像する画像形
成装置であって、潜像たる静電潜像を担持する潜像担持
体たる感光ドラム１０１と、感光ドラム１０１上に画像
情報に応じた静電潜像を形成する露光手段１０２と、感
光ドラム１０１上の静電潜像に現像剤たる一成分現像剤
を付与することによりトナー像として現像する現像装置
たる現像装置１０３と、上記トナー像を記録媒体たる転
写材に転写する転写手段たる転写ローラ１０４と、転写
材上のトナー像を定着させる定着装置たるヒートローラ
１０５と、感光ドラム１０１に当接して配置され感光ド
ラム１０１上の転写残トナーを回収するクリーニング手
段たるクリーナ１０６とを有している。

【００４９】かかる画像形成装置にあっては、先ず、露
光手段１０２が、画像情報に応じた静電潜像を感光ドラ
ム１０１上に記録する。次に、感光ドラム１０１上の静
電潜像は、電源（図示せず）により形成される現像電界
の作用の下、感光ドラム１０１と当接して配置された現
像装置１０３により現像剤を付与されトナー像として可
視化される。該トナー像は、感光ドラム１０１と転写ロ
ーラ１０４との間に形成された転写電界の作用により、
転写材に転写された後、ヒートローラ１０５の圧接部に
通紙されながら加圧及び加熱されることにより転写材上
に定着される。又、転写材に転写されず感光ドラム１０
１上に残ったトナー（残トナー）は、クリーナー１０６
内に設けられたクリーニングブレードにより機械的に掻
き取られる。

【００５０】かかる画像形成装置に備えられた潜像担持
体にあっては、例えば、感光ドラム１０１のように、Ａ
ｌ等からなる薄肉シリンダ、或いは、エンドレスフィル
ム等を基体として、その表面に感光体層を設けたものが
用いられる。

【００５１】現像装置１０３は、図３に示すように、非
磁性トナーを用いた一成分現像剤を使用するもので、一
成分現像剤を収容する現像剤容器６と、図中の矢印方向
に回転し、現像剤担持体たる現像ローラ１と、現像ロー
ラ１に当接し、現像ローラ１上の現像剤量を規制すると
共に、摩擦帯電により現像剤への電荷付与を行う規制手
段たる規制ブレード２と、図中の矢印方向に回転し、現
像ローラ１に当接配置され、現像ローラ１ヘトナーを塗
布するとともに、現像に供されなかった現像剤を回収す
る現像剤供給手段たる供給ローラ３と、図中の矢印方向
に回転し、現像剤の供給及び撹拌を行う撹拌部材４と、
現像装置１０３内部からの現像剤の飛散を防止する吹き
出し防止シート５とを有している。

【００５２】又、かかる画像形成装置は、現像剤を潜像
担持体と接触させることにより潜像担持体上の静電潜像
を現像するため、現像装置１０３に備えられた現像剤担
持体に、例えば、ゴムローラ、スポンジローラ等の弾性
体が用いられている。

【００５３】現像装置１０３は、先ず、現像剤容器６内
に収容されている現像剤が、撹拌部材４によって現像ロ
ーラ１及び供給ローラ３近傍の領域へと搬送される。次
に、搬送された現像剤は、供給ローラ３の回転に伴い、
上記領域で一旦密な状態となることにより均一化された
後、互いにカウンタ回転で当接する現像ローラ１及び供
給ローラ３の摺擦に伴う帯電により電荷が付与される。
このようにして電荷が付与された現像剤は、帯電電化に
よって現像ローラ１からの鏡映力を受け現像ローラ１上
へ供給される。これらの動作により、現像される十分な
電荷をもった現像剤が、現像ローラ１上に薄層に塗布さ
れ現像に供される。又、現像ローラ１に塗布されたもの
の現像に供されなかった現像剤が、供給ローラ３による
摺擦によって現像ローラ１上から剥ぎ取られ、一部は新
たに供給されたトナーと共に再び供給ローラ３によって
現像ローラ１へと供給され、残りは現像剤容器６へと戻
される。

【００５４】一方、感光ドラム１０１は、現像ローラ１
と当接して配置されており、現像ローラ１上に塗布され
た現像剤が感光ドラム１０１と接触した状態で現像に供
される。感光ドラム１０１と現像ローラ１との間には、
現像電界が形成されるように電源（図示せず）が接続さ
れており、この現像電界の作用下で、現像ローラ１上に
塗布された現像剤が、感光ドラム１０１上に保持された
静電潜像に転移することで、現像が行われる。このよう
な一連の動作をもって、感光ドラム１０１上にトナー像
が形成される。

【００５５】現像装置１０３において使用される現像剤
は、以下に示すような、負帯電性非磁性トナーを主とす
る一成分現像剤である。

【００５６】かかる非磁性トナーとしては、樹脂、低軟
化点物質からなる剥離剤、着色剤、荷電制御剤等を加圧
ニーダーやエクストルーダー又は、メディア分散機を用
い均一に分散せしめた後、機械的又はジェット気流下で
ターゲットに衝突させ、所望のトナー粒径に微粉砕化せ
しめた後に、更に分級工程をへて、粒度分布を所望の分
布にそろえる、所謂「粉砕方式」によって作成した、体
積平均径８〜１０〔μｍ〕のものを使用する。むろん、
その他にも公知の各種重合法等を用いて製造したトナー
を使用してもよい。

【００５７】尚、ここでいう、トナーの体積平均径と
は、以下の測定法により測定されたものである。

【００５８】測定装置として、コールターカウンターＴ
Ａ−ＩＩ型（コールター社製）を使用し、個数平均分
布、体積平均分布を出力するインターフェイス（日科機
製）を介してパーソナルコンピュータを接続しデータ処
理を行う。

【００５９】測定法としては、以下の手順による。

【００６０】電解液としては、一級塩化ナトリウムを用
いた、ＮａＣｌ水溶液（１ｗｔ％）をもって調整する。
該電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面
活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を、
０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料を０．５〜５０ｍｇ
加え、分散処理を行う。試料を懸濁した電解液を、超音
波分散器にて約１〜３分、分散処理した後に、上記コー
ルターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、粒度分布を測定
して体積分布を求める。その際のアパーチャーとして１
００μｍのものを用い、粒子分布範囲は、２〜４０μｍ
のものをとる。

【００６１】以上の手順により、求められた体積分布に
よりサンプルの体積平均径を算出する。

【００６２】又、高画質化のため微小な潜像ドットを忠
実に現像するために、トナ一粒子は、重量平均粒径が１
０μｍ以下（好ましくは４μｍ〜７μｍ）であり、個数
分布における変動係数（Ａ）が３５％以下であることが
好ましい。というのも、おおよそ、４００ｄｐｉを上回
る画素密度をもって記録された微小な静電潜像を忠実に
再現するには、少なくとも１０μｍ以下の粒径のトナー
を用いる必要が有り、とりわけ、該粒径が７μｍ以下の
ものを用いて形成された画像では、粒状性、均一性等の
ノイズが、人間の視覚特性において低感度な領域へ追い
やられ、知覚しづらくなるからである。又、該粒径が４
μｍ未満のトナー粒子においては、転写効率の低下から
感光ドラムや転写材上に転写残のトナー粒子が多く、更
に、かぶり、転写不良に基づく画像の不均一ムラの原因
となりやすく好ましくない。更に、該粒径が１０μｍを
超える場合には、感光ドラム表面、および各種部材等へ
の融着が起きやすい。トナー粒子の虚数分布における変
動係数が３５％を超えると更にその傾向が強まる。

【００６３】トナ一粒子の個数分布における変動係数Ａ
は下記式から算出される。

【００６４】変動係数Ａ＝（Ｓ／Ｄ₁）×１００式中、Ｓは、トナー粒子の個数分布における標準偏差値
を示し、Ｄ₁はトナー粒子の個数平均粒径（μｍ）を示
す。又、かかるトナーには、必要に応じて、公知の流動
性付与剤、潤滑剤、研磨剤、クリーニング助剤、抵抗調
節剤、荷電制御剤等が、外添可能であり、その外添剤被
覆率は、５〜９９％さらに好ましくは、１０〜９９％で
あることが好ましい。

【００６５】尚、上記外添剤被覆率とは、以下のように
定義される。

【００６６】即ち、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８
００）を用いトナー像を１００個無作為にサンプリング
し、その画像情報をインターフエースを介してニコレ社
製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入する。得られた
画像情報を、トナー粒子表面部分と外添剤部分との明度
が異なることを利用して、２値化処理し、外添剤部分の
面積ＳＧとトナー粒子部分の面積（外添剤部分の面積も
含む）ＳＴを求め、以下の式をもって外添剤被覆率を定
義した。

【００６７】添剤被覆率（％）＝（ＳＧ／ＳＴ）×１００又、使用される外添剤としては、トナーに添加した時の
耐久性の点から、トナー粒子の重量平均径の１／１０以
下の粒径であることが好ましい。この添加剤の粒径と
は、電子顕微鏡におけるトナー粒子の表面観察により求
めたその平均粒径を意味する。

【００６８】外添剤としては、具体的には、金属酸化物
（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）、窒化物（窒化ケイ素など）、
炭化物（炭化ケイ素など）、金属塩（硫酸カルシウム、
硫酸バリウム、炭酸カルシウムなど）、脂肪酸金属塩
（ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなど）、
カーボンブラック、シリカ等が利用可能である。

【００６９】これら外添剤は、トナ一粒子１００重量部
に対し、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。これら外添剤
は、単独で用いても、又、複数併用しても良い。それぞ
れ、疎水化処理を行ったものが、より好ましい。

【００７０】現像ローラ１は、外径φ１２のＳＵＳ材の
芯金に対して、カーボン等の導電剤を分散させた体積抵
抗値１０²乃至１０¹⁰Ω・ｃｍのシリコン、ウレタン等
の低硬度のゴム材或いは発泡体、及びその組み合わせか
らなる弾性体層を設けて構成された外径φ２０の半導電
性弾性体ローラである。その硬度は、感光ドラム１０１
との十分且つ均一な当接状態を形成するために、ＪＩＳ
−Ａ規格硬度で３０°乃至４５°、望ましくは３０°乃
至４０°の範囲内にあるものを用い、特に、発泡体で構
成された柔らかいローラに関しては、Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬
度で、４０°以下のものが望ましい。上記範囲を外れる
硬いローラでは、感光ドラム１０１との均一な当接状態
を形成するにあたって、両者の当接圧を高める必要が有
り、当接に伴うトナーへの負荷が増大することで、現像
剤担持体及び規制手段の性能劣化が生じ易くなる。加え
て、弾性体層は、少なくとも２ｍｍの肉厚をなすことが
望ましい。肉厚が２ｍｍ未満では、感光ドラム１０１と
の当接部における、弾性層の変形が阻害され、不均一な
当接状態が形成されてしまう。

【００７１】又、現像ローラ１表面は、トナーに対する
電荷付与性と、現像剤の搬送性を両立できるように、所
定の表面粗さを有している。該表面粗さとしては、使用
するトナーの体積平均径が、１μｍ乃至１０μｍの範囲
内にあるものに対しては、ＪＩＳＢ０６０１におい
て定義される十点平均粗さＲｚ及び最大高さＲｍａｘに
より規定され、そのＲｚとして５μｍ乃至１０μｍの範
囲内にあり、そのＲｍａｘが、１５μｍ以下としたもの
である。尚、上記表面粗さの測定には、表面粗さ試験機
「ＳＥ−３０Ｈ」（小坂研究所製）を用いた。

【００７２】加えて、現像ローラ１表面に、トナーに対
する電荷付与性の制御を行つたり、トナーの付着性を低
減させるために、例えば、ポリアミド系樹脂、弗素系樹
脂、ウレタン系樹脂、ＰＭＭＡ、シリコン樹脂等の樹
脂、及び、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸
化スズ、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化マグ
ネシウム等の金属酸化物、窒化ケイ素等の窒化物、炭化
ケイ素等の炭化物、及び、カーボンブラック、グラファ
イト等の炭素同素体、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、
炭酸カルシウム等の金属塩、及び、脂肪酸金属塩等を用
いたコート層を設けることも望ましい。

【００７３】又、規制ブレード２は、Ｌ字形状を有する
ＳＵＳ製の板ばねであって、図に示されるように、Ｌ字
形状のエッジ部において現像ローラ１と等接配置されて
いる。部材の材質および形状は、現像ローラ１との上記
当接状態が再現されるのであれば、別種の材質および形
状のものでも代替可能である。

【００７４】上述の現像装置１０３内の現像ローラ１と
接触配置されているのが、潜像担持体たる感光ドラム１
０１である。

【００７５】感光ドラム１０１は、前述のように、熱伝
導性に優れた金属材料をもって構成すると共に、その熱
容量が大のものを用いており、具体的には、図２で示さ
れるもので、円柱状のＡｌ製ローラの外周面に負帯電性
有機感光体層を、５〜１００μｍ形成し、その外径をφ
３０としたものである。

【００７６】感光ドラム１０１を構成する材料として
は、現像ローラ１との当接部において現像ローラ１から
の熱の流入を十分とする為に、その熱伝導率が、５０Ｗ
／ｍ・Ｋ以上のものを用いており、Ａｌ以外にも例え
ば、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｎｉ等の金属単体、Ｃ、Ｂ、Ｓｉ等の
非金属元素単体、並びに、これらを含んだ合金、及び、
これらの徹粒子、ないしは酸化チタン等の金属酸化物か
らなる熱伝導性徴粒子を分散させた樹脂、カーボンファ
イバー等の利用が可能である。上記材料の熱伝導率が、
５０Ｗ／ｍ・Ｋ未満の材料では、現像ローラ１との当接
部において現像ローラ１からの熱の流入が少なくなるた
めに、その昇温を抑制する効果が不十分であるため、望
ましくない。これらの、材料の熱伝導率は、試料温度２
５℃の状況下で、迅速熱伝導率計ＱＴＭ−５００（京都
電子工業（株）社製）を用いて測定した。尚、本発明者
等の検討によれば、感光ドラム１０１の熱伝導性に関し
て、外周面の感光体層は、その厚みゆえに寄与は少ない
ため、基体となる材料の物性をもって熱伝導性をあらわ
すことができる。

【００７７】加えて、感光ドラム１０１は、現像ローラ
１から伝播した熱量によって感光ドラム１０１自身が昇
温しないように、大きな熱容量を持たせるようにした。
これにより、現像ローラ１からの熱量によって、感光ド
ラム１０１が昇温することで、両者の温度差が小さくな
り、感光ドラム１０１へと流入する熱量が少なくなるこ
とが抑制されるため、現像ローラ１からの熱の伝播が安
定すると共に、十分な熱の移動を行うことができる。具
体的には、感光ドラム１０１は、現像ローラ１の熱容量
２４０Ｊ／Ｋに対して、およそ２倍の熱容量５０７Ｊ／
Ｋのものを用いている。

【００７８】というのも、本発明者等の検討によれば、
感光ドラム１０１と現像ローラ１との熱容量の比率は、
現像ローラ１の昇温と相関があり、感光ドラム１０１
は、現像ローラ１の熱容量に対して少なくとも０．５倍
以上の熱容量を有することが望ましく、０．７５倍以上
が好適である。０．５倍未満の熱容量では、装置の連続
動作に伴い、感光ドラム１０１が昇温してしまうため、
現像ローラ１からの熱の流入量が少なくなり、現像ロー
ラ１の昇温の抑制効果が不十分であり、望ましくない。

【００７９】尚、感光ドラム１０１及び現像ローラ１の
熱容量の測定は、以下の手順によって行った。１）既知の熱容量を持った水又は油を、所定の温度（５
０〜１００℃）にして入れた恒温浴に、温度２５℃の測
定物を投入する。２）液と測定物が、熱平衡に達した時点で液温の低下分
△Ｔを測定する。３）液温の低下分△Ｔから、液から測定物へ流入した熱
量ｑを算出する。４）流入熱量ｑと、測定物の温度上昇分△Ｔ´（投入前
の温度２５℃と、平衡に達した時点の温度の差）から測
定物の熱容量を算出する。

【００８０】画像形成装置は、画像形成速度、即ち、感
光ドラム１０１の駆動速度は、周速７０〜１５０ｍｍ／
ｓｅｃで動作し、これに接触配置される現像装置１０３
内の現像ローラ１は、対感光ドラム周速の０．７５〜２
００％の速度で動作し、反転現像によりトナー像の形成
が行われる。

【００８１】感光ドラム１０１と現像ローラ１との接触
部（当接部）においては、現像ローラ１が、その弾性に
より変形して、感光ドラム１０１と当接ニップを形成
し、現像電界の作用により、感光ドラム１０１上の静電
潜像が現像される。同時に、装置の動作に伴い生じた度
擦熱によって昇温した現像ローラ１の有する熱量は、上
記当接ニップを通じて、良好な熱伝導性を有する感光ド
ラム１０１へと伝播することで、現像ローラ１の昇温が
抑制される。又、感光ドラム１０１は、十分大きな熱容
量を有しているため、伝播した熱による感光ドラム１０
１自身の昇温はわずかであり、一定量の熱量が、安定し
て伝播される。

【００８２】上記当接ニップは、その幅が０．５〜５ｍ
ｍであることが望ましく、１〜３．５ｍｍが好適であ
る。当接ニップ幅が、０．５ｍｍに満たないと、均一な
当接状態を形成することが難しいと共に、その部位に当
接している時間が短い為、感光ドラム１０１への熱の伝
播が十分行えず、５ｍｍより広い場合には、当接により
生じる摩擦熱が、無視できなくなり、望ましくない。

【００８３】一方、熱量を吸収した感光ドラム１０１
は、その当接部位が回転している間に熱を放出し、再び
現像ローラ１と当接するという、一連のプロセスをな
す。

【００８４】又、上述の構成のように当接ニップの形成
にあたって、機械的強度に優れている円柱状の中空ロー
ラにより構成される感光ドラム１０１が用いられている
ことで、当接による感光ドラム１０１の形状変形が生じ
にくく、均一な当接状態が安定して形成される。更に、
現像ローラ１が当接、摺擦することによって、感光ドラ
ム１０１の駆動トルクが変動し、その周速が振れる為に
生じる、出力画像のムラ（バンディング）に対しても、
感光ドラム１０１が大きな慣性モーメントを有するの
で、抑制の効果がある。

【００８５】本実施形態の画像形成装置を、感光ドラム
周速１００ｍｍ／ｓｅｃ、現像ローラ周速１７０ｍｍ／
ｓｅｃで連続駆動させ、１．５万回の画像形成動作を行
ったのちに、現像ローラ１及び規制ブレード２の機能を
確認したが、許容値の範囲内であり、機能劣化は見られ
ず、良好な画像形成が維持された。

【００８６】よって、本実施形態によれば、現像ローラ
１の熱が感光ドラム１０１との当接部を通じて伝播され
るようになっているので、現像ローラ１の昇温が抑制さ
れ、現像ローラ１及び現像ローラ１周辺の各部材の性能
劣化を抑制することができ、低融点、低軟化点化された
現像剤を採用することにより省エネルギー化を図ると共
に、良好な画像を長期に亘って維持することができる。

【００８７】（第二の実施形態）次に、本発明の第二の
実施形態にかかる画像形成装置について説明する。尚、
第一の実施実施形態と同様の構成に関しては、同符号を
付してその説明を省略する。

【００８８】本実施形態にかかる画像形成装置は、第一
の実施形態の画像形成装置において、画像形成速度の高
速化をはかり、併せて、小粒径且つ低融点化されたトナ
ーを用いた現像剤を使用することで、高画質且つ省エネ
ルギー化をなしたものである。

【００８９】本実施形態にかかる画像形成装置では、潜
像担持体たる感光ドラム１０１として、熱伝導性に優れ
た金属材料からなる中空な円筒状シリンダを基体とし、
その外周面に感光体層を設けたものを用いる。該円筒状
シリンダは、その熱容量を大きくするために、厚肉とな
っていると同時に、その外径が大となっている。具体的
には、図４に示すように、肉厚３ｍｍのＡｌ製中空シリ
ンダの外周面に、正帯電性アモルファススシリコン感光
体層を５μｍ〜１００μｍ形成し、その外径をφ４８と
したものである。その熱容量は、現像剤担持体たる現像
ローラ１に対して、およそ１、３倍である３０４Ｊ／Ｋ
である。

【００９０】又、感光ドラム１０１の外径を大としたの
は、感光ドラム１０１自身の体積を増加させ、その熱容
量を大とさせるにとどまらない。なぜならば、外径を大
とすることで、感光ドラム１０１と現像ローラ１との当
接部において、現像ローラ１から伝播した熱量を、再び
現像ローラ１と同じ部位が当接するまでの間に放出する
過程の時間を長くとれるからである。即ち、外径を大と
することで、より多くの熱量の放出が可能となり、画像
形成速度が高速となっても、現像ローラ１の昇温を十分
抑制可能とできる。

【００９１】更に、感光ドラム１０１を、第一の実施形
態のように円柱状の中空ローラではなく、中空ながら
も、厚肉としたことで、その機械的な強度を維持しなが
らも、表面積が増加するため、現像ローラ１から伝播し
た熱量の放出の効率を高め、現像ローラ１の昇温を十分
抑制可能としている。

【００９２】尚、感光ドラム１０１の外径は、少なくと
も、φ３０あることが望ましい。外径がφ３０よりも小
さいと、その体積（即ち、熱容量）と、十分な放熱に必
要な表面積との両立をはかることが難しくなるため、望
ましくない。

【００９３】又、本実施形態にかかる画像形成装置で
は、小粒径且つ低融点化された非磁性トナーを用いた一
成分現像剤を使用する。

【００９４】上記トナーは、公知の懸濁重合法による製
造方法を用いて、低融点化物質を内包化せしめること
で、低融点、低軟化点化がなされた、体積平均径４μｍ
乃至６μｍの正帯電性非磁性トナーである。

【００９５】具体的には、低軟化点物質をコアとし、こ
れを重合によって外殻樹脂で被覆した、所謂、コア／シ
ェルの内部構造を有するトナーである。

【００９６】上記トナーのコアに、使用される低軟化点
物質として示差走査熱量計により測定されるＤＳＣ曲線
において、昇温時に４０〜１３０℃の領域に最大吸熱ピ
ークを有するものが用いられる。該最大吸熱ピーク温度
の測定は、「ＡＳＴＭＤ３４１８−８」に準じ、パー
キンエルマー社製ＤＳＣ−７を用いて行った。装置検出
部の温度補正はインジウムと亜鉛との融点を用い、熱量
の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。測定サ
ンプルに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、１回昇温、降温させ前履歴をとった後、昇
温速度１０℃／ｍｉｎで測定を行う。上記温度領域に最
大吸熱ピークを有することにより低温定着に大きく貢献
しつつ、離型性をも効果的に発現する。これにより、定
着器にシリコーンオイル等の離型剤を塗布する必要が無
くなり、定着器構成を簡素化することも可能となる。

【００９７】上記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
シャートロピィシュワックス、アミドワックス、高級脂
肪酸、エステルワックス及びこれらの誘導体、又は、こ
れらのグラフト／ブロック化合物等が利用可能であっ
て、トナー中へ５〜３０重量％添加することが好まし
い。

【００９８】又、上記トナーは透過電子顕徹鏡（ＴＥ
Ｍ）を用いたトナー粒子の断層面観察において、ワック
ス成分が結着樹脂と相溶しない状態で、実質的に球状及
び／又は紡錘形で縞状に分散されていることが好まし
い。ワックス成分を上記の如く分散させ、トナー中に内
包化させることによりトナーの劣化や画像形成装置への
汚染等を防止することができるので、良好な帯電性が維
持され、ドット再現に優れたトナー画像を長期にわたっ
て形成し得ることが可能となる。又、加熱時にはワック
ス成分が効率よく作用するため、低温定着性と耐オフセ
ット性を満足なものとする。

【００９９】トナー粒子の断層面を観察する具体的な方
法としては、常温硬化性のエポキシ樹脂中にトナー粒子
を十分分散させた後温度４０℃の雰囲気中で２日間硬化
させ得られた効果物を四三酸化ルテニウム、必要により
四三酸化オスミウムを併用し染色を施した後、ダイヤモ
ンド歯を備えたミクロトームを用い薄片状のサンプルを
切り出し透過電子顕撒鏡（ＴＥＭ）を用いトナー粒子の
断層形態を観察する。尚、本発明においては、用いるワ
ックス成分と外殻を構成する樹脂との若干の結晶化度の
遠いを利用して材料間のコントラストを付けるため四三
酸化ルテニウム染色法を用いることが好ましい。上記ト
ナー粒子は、ワックス成分が外殻樹脂で内包化されてい
ることが観測された。

【０１００】又、上記トナーは、画像解析装置で測定し
た形状係数ＳＦ₁の値が１００〜１６０であり、形状係
数ＳＦ₂の値が１００〜１４０であることが好ましく、
形状係数ＳＦ₁の値が１００〜１４０であり、形状係数
ＳＦ₂の値が１００〜１２０であれば更に好ましい。
又、上記の条件を満たし、且つ、（ＳＦ₂）／（ＳＦ₁）
の値を１．０以下とすることにより、トナーの諸特性の
みならず、画像解析装置とのマッチングがきわめて良好
なものとなる。

【０１０１】尚、本発明に用いられる形状係数を示すＳ
Ｆ₁、ＳＦ₂とは、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８０
０）を用い倍率５００倍に拡大したトナー像を１００個
無作為にサンプリングし、その画像情報はインターフェ
ースを介してニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）
に導入し解析を行い下式より算出し得られた値を本発明
に於いては形状係数ＳＦ₁、ＳＦ₂と定義した。ＳＦ₁＝（（ＭＸＬＮＧ）²／ＡＲＥＡ）×（π／４）×
１００ＳＦ₂＝（（ＰＥＲｌ）²／ＡＲＥＡ）×（１／４π）×
１００ＡＲＥＡ：トナー投影面積、ＭＸＬＮＧ：絶対最大長、
ＰＥＲｌ：周長トナーの形状係数ＳＦ₁は、トナー粒子の丸さの度合を
示し、球形から徐々に不定形となる。ＳＦ₂はトナー粒
子の凹凸度合を示し、トナー表面の凹凸が顕著となる。

【０１０２】形状係数ＳＦ₁が１６０を越える場合に
は、トナーの形状が不定形となるため、トナーの帯電量
分布がブロードになるとともに、現像装置内でトナー表
面が磨砕されやすくなるため、画像義度の低下や画像か
ぶりの一因となる。

【０１０３】トナー像の転写効率を高めるためには、ト
ナー粒子の形状係数ＳＦ₂は、１００〜１４０であり、
（ＳＦ₂）／（ＳＦ₁）の値が１．０以下であるのがよ
い。トナー粒子の形状係数ＳＦ₂が１４０より大きく、
（ＳＦ₂）／（ＳＦ₁）の値が１．０を超える場合、トナ
ー粒子の表面がなめらかではなく、多数の凹凸をトナ一
粒子が有しており、感光ドラムから転写紙等への転写効
率が低下する傾向にある。

【０１０４】加えて、上記トナーには必要に応じて、各
種外添剤を用いることが可能である。

【０１０５】本実施形態にかかる画像形成装置は、画像
形成速度、即ち、感光ドラム１０１の駆動速度は、周速
１５０〜３７５ｍｍ／ｓｅｃで動作し、これに接触配置
される現像装置１０３内の現像ローラ１は、周速２２５
〜５６０ｍｍ／ｓｅｃで動作し、反転現像によりトナー
像の形成が行われる。

【０１０６】感光ドラム１０１と現像ローラ１との接触
部においては、現像ローラ１が、その弾性により変形し
て、感光ドラム１０１と当接ニップを形成し、現像電界
の作用により、感光体１０１上の静電潜像が現像され
る。同時に、装置の動作に伴い生じた摩擦熱によって昇
温した現像ローラ１の有する熱量は、上記当接ニップを
通じて、良好な熱伝導性を有する感光ドラム１０１へと
伝播することで、現像ローラ１の昇温が抑制される。
又、感光ドラム１０１は、十分大きな熱容量を有してい
るため、伝播した熱による感光ドラム１０１自身の昇温
はわずかであり、一定量の熱量が、安定して伝播され
る。

【０１０７】一方、該熱量を吸収した感光ドラム１０１
は、その当接部位が回転している間に熱を放出したのち
に、再び現像ローラ１と当接するという、一連のプロセ
スをなす。

【０１０８】又、上述の構成のように当接ニップの形成
にあたって、十分な機械的強度を有する中空シリンダに
より構成される感光ドラム１０１が用いられていること
で、当接による感光ドラム１０１の形状変形が生じにく
く、均一な当接状態が安定して形成さ年季ゃ琴千丁現像
ローラ１が当接、摺擦による′くンディングに崩して
も、感光ドラム１０１が、同径の中実益円転状ローラと
大差のない大きな慣性モーメントを持つ為、抑制の効果
がある。

【０１０９】本実施形態にかかる画像形成装置を、感光
ドラム周速１５０ｍｍ／ｓｅｃ、現像ローラ周速２２５
ｍｍ／ｓｅｃで連続駆動させ、２万回の画像形成動作を
行なったのちに、現像ローラ１及び規制ブレード２の機
能を確認したが、許容値の範囲内であり、機能劣化は見
られず、良好な画像形成が維持された。

【０１１０】よって、本実施形態によれば、現像ローラ
１の熱が感光ドラム１０１との当接部を通じて伝播され
るようになっているので、現像ローラ１の昇温が抑制さ
れ、現像ローラ１及び現像ローラ１周辺の各部材の性能
劣化を抑制することができ、低融点、低軟化点化された
現像剤を採用することにより省エネルギー化を図ると共
に、良好な画像を長期に亘って維持することができる。

【０１１１】（第三の実施形態）次に、本発明の第三の
実施形態にかかる画像形成装置について説明する。尚、
第一の実施形態と同様の構成に関しては、同符号を付し
てその説明を省略する。

【０１１２】本実施形態にかかる画像形成装置は、第一
の実施形態の画像形成装置の長寿命化をはかるものであ
る。

【０１１３】本実施形態にかかる画像形成装置にあって
は、潜像担持体たる感光ドラム１０１として、熱伝導性
に優れた金属材料からなる中空な円筒状シリンダを基体
とし、その外周面には感光体層を設け、更に、その内部
に良好な熱伝導性を有する充填部材を装着したものを用
いる。

【０１１４】具体的には、図５に示すように、肉厚１ｍ
ｍのＡｌ製中空シリンダの外周面に、負帯電性有機感光
体層を５〜１００μｍ形成し、その外径をφ３０とした
ものであって、その内周面に、カーボンファイバーから
なるシートを３ｍｍ厚程度まで重ねて装着し、全体の熱
容量を増加させたものを用いる。その熱容量は、現像ロ
ーラ１に対して、およそ０．８倍である１８４Ｊ／Ｋで
ある。尚、上記シートと中空シリンダとの間、及び、シ
ートとシートとの間には、酸化チタン及びＡｌ微粒子を
分放させた伝熱性シリコングリス等が塗布され、両者の
密着性を高めていると同時に、中空シリンダ及びシート
からの熱の移動を阻害しないようになっている。

【０１１５】又、かかる画像形成装置では、感光ドラム
１０１に対して当接配置されるクリーナー１０６を設け
ず、感光ドラム上の転写残トナーは、現像ローラ１との
当接部において、回収し、再利用する、所謂、クリーナ
ーレス構成をとる。

【０１１６】これにより、感光ドラム１０１と当接する
クリーナー１０８のクリーニング動作に伴い生じる摩擦
熱が無くなるため、感光ドラム１０１に対して流入する
総熱ｌを滅少させることができる。従って、感光ドラム
１０１自身の昇温はより小さくなるため、現像ローラ１
との温度差が維持されることで、より多くの熱量が、現
像ローラ１から感光体トラム１へと流入する。従って、
現像ローラ１の昇温抑制効果が大きくなっている。

【０１１７】本実施形にかかる画像形成装置における、
クリーナーレス構成に関して、図６に基づき説明する。

【０１１８】画像形成装置の動作に伴い、感光ドラム１
０１上の転写残トナーは、現像ローラ１との当接部に至
る。該当接部においては、現像電界が形成されており、
該現像電界の作用及び現像ローラ１による機械的な摺擦
によって、感光ドラム１０１上の転写残トナーは、現像
ローラ１へ転移し回収される。

【０１１９】上記現像電界について、補足する。上記当
接部において、感光ドラム１０１表面の感光体層は、静
電潜像において−１００Ｖ、背景部において−６８０Ｖ
の対接地電圧を有しており、一方、現像ローラ１には、
−３５０Ｖの対接地電圧が電源（図示せず）により印加
され、図７で示されるような電位の序列関係が成立して
いる。即ち、静電潜像に対しては、２５０Ｖの電位差
（現像コントラスト）をもって、負極性に帯電している
トナーが現像ローラ１から転移する方向の電界が形成さ
れ、その一方で、背景部に対しては、３３０Ｖの電位差
（かぶりとりコントラスト）をもって、トナーが、現像
ローラ１へ引き付けられる方向の電界が形成されてい
る。

【０１２０】従って、感光ドラム１０１上の転写残トナ
ーは、静電潜像部分にある場合には、そのまま静電潜像
に付着したままとなり、背景部にある場合には、前述の
かぶりとりコントラストにより現像ローラ１へと転移す
ることになる。又、感光ドラム１０１と現像ローラ１と
の機械的な摺擦がによって、これらの転写残トナーの転
移が促進される。

【０１２１】本実施形態にかかる画像形成装置において
は、装置の動作に伴い生じた摩擦熱によって昇温した現
像ローラ１の有する熱量は、感光ドラム１０１と現像ロ
ーラ１との当接ニップを通じて、良好な熱伝導性を有す
る感光ドラム１０１へと伝播するため、現像ローラ１の
昇温が抑制される。伝播した熱量は、感光ドラム１０１
の基体である中空シリンダに吸収されると共に、その内
面に装着されたカーボンシートに伝播し、吸収される。
しかしながら、感光体１０１は、十分大きな熱容量を有
しているため、伝播した熱による感光ドラム１０１自身
の昇温はわずかであり、一定量の熱量が、安定して伝播
される。該熱量を吸収した感光ドラム１０１は、その当
接部位が回転している間に熱を放出したのちに、再び現
像ローラ１と当接するという、一連のプロセスをなす。

【０１２２】本実施形態にかかる画像形成装置を、感光
ドラム周速１００ｍｍ／ｓｅｃ、現像ローラ周速１７０
ｍｍ／ｓｅｃで連続駆動させ、３万回の画像形成動作を
行ったのちに、現像ローラ１及び規制ブレード２の機能
を確認したが、許容値の範囲内であり、機能劣化は見ら
れず、良好な画像形成が維持された。

【０１２３】よって、本実施形態によれば、現像ローラ
１の熱が感光ドラム１０１との当接部を通じて伝播され
るようになっているので、現像ローラ１の昇温が抑制さ
れ、現像ローラ１及び現像ローラ１周辺の各部材の性能
劣化を抑制することができ、低融点、低軟化点化された
現像剤を採用することにより省エネルギー化を図ると共
に、良好な画像を長期に亘って維持することができる。

【０１２４】（比較例）従来技術に基づいた潜像担持体
を、上述の実施形態における画像形成装置に組み込んで
用いた３種の組み合わせを比較例として示す。

【０１２５】（比較例Ａ）本比較例にあっては、第一の
実施形態における画像形成装置で使用される潜像担持体
に代えて、円筒状の肉厘１ｍｍの薄肉Ａｌ製シリンダの
外周面に、負帯電性有機感光体層を、５〜１００μｍ形
成し、その外径をφ３０とした感光ドラムを用いたもの
である。その熱容量は、現像ローラのおよそ０．３倍の
６５Ｊ／Ｋである。

【０１２６】（比較例Ｂ）本比較例にあっては、第一の
実施形態における画像形成装置で使用される潜像担持体
に代えて、円筒状の肉厚２ｍｍの厘肉ＳＵＳ製シリンダ
の外周面に、負帯電性有機感光体層を、５〜１００μｍ
形成し、その外径をφ３０とした感光ドラムを用いた。
その熱容量は、現像ローラのおよそ０．８５倍の２０５
Ｊ／Ｋであるが、熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ未満のＳＵ
Ｓを用いた。

【０１２７】（比較例Ｃ）本比較例にあっては、第一の
実施形態における画像形成装置で使用される潜像担持体
に代えて、円筒状の肉厚１ｍｍの厚肉ＳＵＳ製シリンダ
の外周面に、負帯電性有機感光体層を、５〜１００μｍ
形成し、その外径をφ３０とした感光ドラムを用いた。
その熱容量は、現像ローラのおよそ０．４５倍の１０７
Ｊ／Ｋであり、さらに熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ未満の
ＳＵＳを用いたものである。

【０１２８】（実施形態及び比較例の評価）上述の実施
形態及び比較例における画像形成装置において、連続し
た画像形成動作を行ったのちの、部材の機能劣化の有無
について、図７に示した。図８では、機能劣化を生じな
かった場合を「○」、機能劣化が生じた場合を「×」を
示し、図９では、機能劣化が生じる領域を斜線部で示し
た。

【０１２９】即ち、潜像担持体の熱伝導率が５０Ｗ／ｍ
・Ｋ以上、且つ、現像剤担持体に対する熱容量の比率
が、０．５以上にある場合にのみ、部材の機能劣化が生
じていないことが示されている。

【０１３０】尚、以上では、剛体ローラ或いはシリンダ
からなる潜像担持体を用いた画像形成装置の構成を元に
説明を行ったが、本発明の技術思想は、該構成のみに限
定されるわけではなく、例えば、エンドレスフィルム状
の部材からなる潜像担持体を用いる構成等においても、
応用自在であることは言うもでもない。

【０１３１】又、使用する現像剤に関しても、上述の非
磁性トナーを含むものに限定されず、磁性トナーを用い
る場合においても、同様な作用並びに効果が生じるた
め、応用自在である。

【０１３２】

【発明の効果】以上にて説明したように、本出願にかか
る第一の発明によれば、現像剤担持体の熱が潜像担持体
との当接部を通じて伝播されるようになっているので、
現像剤担持体の昇温が抑制され、現像剤担持体及び現像
剤担持体周辺の各部材の性能劣化を抑制することがで
き、低融点、低軟化点化された現像剤を採用することに
より省エネルギー化を図ると共に、良好な画像を長期に
亘って維持することができる。

【０１３３】又、本出願にかかる第二の発明によれば、
現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通じて伝播
されるようになっているので、現像剤担持体の昇温が抑
制され、現像剤担持体及び現像剤担持体周辺の各部材の
性能劣化を抑制することができ、低融点、低軟化点化さ
れた現像剤を採用することにより省エネルギー化を図る
と共に、良好な画像を長期に亘って維持することができ
る。

【０１３４】更に、本出願にかかる第三の発明によれ
ば、現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通じて
伝播されるようになっているので、現像剤担持体の昇温
が抑制され、現像剤担持体及び現像剤担持体周辺の各部
材の性能劣化を抑制することができ、低融点、低軟化点
化された現像剤を採用することにより省エネルギー化を
図ると共に、良好な画像を長期に亘って維持することが
できる。

【０１３５】又、本出願にかかる第四の発明によれば、
現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通じて伝播
されるようになっているので、現像剤担持体の昇温が抑
制され、現像剤担持体及び現像剤担持体周辺の各部材の
性能劣化を抑制することができ、低融点、低軟化点化さ
れた現像剤を採用することにより省エネルギー化を図る
と共に、良好な画像を長期に亘って維持することができ
る。

【０１３６】更に、本出願にかかる第五の発明によれ
ば、現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通じて
伝播されるようになっているので、現像剤担持体の昇温
が抑制され、現像剤担持体及び現像剤担持体周辺の各部
材の性能劣化を抑制することができ、低融点、低軟化点
化された現像剤を採用することにより省エネルギー化を
図ると共に、良好な画像を長期に亘って維持することが
できる。

【０１３７】又、本出願にかかる第六の発明によれば、
現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通じて伝播
されるようになっているので、現像剤担持体の昇温が抑
制され、現像剤担持体及び現像剤担持体周辺の各部材の
性能劣化を抑制することができ、低融点、低軟化点化さ
れた現像剤を採用することにより省エネルギー化を図る
と共に、良好な画像を長期に亘って維持することができ
る。

【０１３８】更に、本出願にかかる第七の発明によれ
ば、現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通じて
伝播されるようになっているので、現像剤担持体の昇温
が抑制され、現像剤担持体及び現像剤担持体周辺の各部
材の性能劣化を抑制することができ、低融点、低軟化点
化された現像剤を採用することにより省エネルギー化を
図ると共に、良好な画像を長期に亘って維持することが
できる。

【０１３９】又、本出願にかかる第八の発明によれば、
現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通じて伝播
されるようになっているので、現像剤担持体の昇温が抑
制され、現像剤担持体及び現像剤担持体周辺の各部材の
性能劣化を抑制することができ、低融点、低軟化点化さ
れた現像剤を採用することにより省エネルギー化を図る
と共に、良好な画像を長期に亘って維持することができ
る。

【０１４０】更に、本出願にかかる第九の発明によれ
ば、現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通じて
伝播されるようになっているので、現像剤担持体の昇温
が抑制され、現像剤担持体及び現像剤担持体周辺の各部
材の性能劣化を抑制することができ、低融点、低軟化点
化された現像剤を採用することにより省エネルギー化を
図ると共に、良好な画像を長期に亘って維持することが
できる。

【０１４１】又、本出願にかかる第十の発明によれば、
現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通じて伝播
されるようになっているので、現像剤担持体の昇温が抑
制され、現像剤担持体及び現像剤担持体周辺の各部材の
性能劣化を抑制することができ、低融点、低軟化点化さ
れた現像剤を採用することにより省エネルギー化を図る
と共に、良好な画像を長期に亘って維持することができ
る。

【０１４２】更に、本出願にかかる第十一の発明によれ
ば、現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通じて
伝播されるようになっているので、現像剤担持体の昇温
が抑制され、現像剤担持体及び現像剤担持体周辺の各部
材の性能劣化を抑制することができ、低融点、低軟化点
化された現像剤を採用することにより省エネルギー化を
図ると共に、良好な画像を長期に亘って維持することが
できる。

【０１４３】又、本出願にかかる第十二の発明によれ
ば、現像剤担持体の熱が潜像担持体との当接部を通じて
伝播されるようになっているので、現像剤担持体の昇温
が抑制され、現像剤担持体及び現像剤担持体周辺の各部
材の性能劣化を抑制することができ、低融点、低軟化点
化された現像剤を採用することにより省エネルギー化を
図ると共に、良好な画像を長期に亘って維持することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態にかかる画像形成装置
の概略構成を示す模式的断面図である。

【図２】図１の画像形成装置に備えられた潜像担持体の
概略構成を示す模式的断面図である。

【図３】図１の画像形成装置に備えられた現像装置の概
略構成を示す模式的断面図である。

【図４】本発明の第二の実施形態にかかる画像形成装置
に備えられた潜像担持体の概略構成を示す模式的断面図
である。

【図５】本発明の第三の実施形態にかかる画像形成装置
に備えられた潜像担持体の概略構成を示す模式的断面図
である。

【図６】本発明の第三の実施形態にかかる画像形成装置
に備えられたクリーナレス機構部分の概略構成を示す模
式的断面図である。

【図７】本発明の第三の実施形態にかかる画像形成装置
における潜像担持体上の潜像及び背景部と現像剤担持体
との電位の序列関係を説明する図である。

【図８】第一の実施形態にかかる画像形成装置と比較例
Ａ，Ｂ，Ｃにかかる画像形成装置とにおける連続画像形
成動作後の各部材の劣化状況を示す表である。

【図９】第一の実施形態乃至第三の実施形態にかかる画
像形成装置と比較例Ａ，Ｂ，Ｃにかかる画像形成装置と
における部材劣化を比較して説明する図である。

【図１０】従来の画像形成装置の概略構成を示す模式的
断面図である。

【図１１】図１０の画像形成装置に備えられた現像装置
の概略構成を示す模式的断面図である。

【符号の説明】１現像ローラ（現像剤担持体）２規制ブレード（規制手段）１０１感光ドラム（潜像担持体）１０３現像装置

フロントページの続き (72)発明者境澤勝弘東京都大田区下丸子三丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H005 AA06 AA15 CA14 EA05 FA07 2H035 CA07 CB02 CZ03 2H068 AA58 AA59 FC08 2H077 AB04 AB14 AC04 AD02 AD06 AD13 AD17 AD23 AE03 AE04 BA03 CA12 EA14 EA15 FA00 FA13 FA22 FA25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像に現像剤を付与することにより該潜
像を可視画像とする現像装置を備える画像形成装置であ
って、潜像を担持する潜像担持体と、潜像担持体と対向
当接しており現像剤を担持する現像剤担持体とを有する
画像形成装置において、潜像担持体との当接部を通じ
て、現像剤担持体の熱を潜像担持体へ伝播可能となって
いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】潜像担持体は、当接部で、温度が現像剤
担持体の温度よりも低くなるように設定されていること
とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】潜像担持体は、熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・
Ｋ以上であり、且つ、熱容量が現像剤担持体の熱容量に
対して０．５倍以上であることとする請求項１又は請求
項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】潜像担持体及び現像剤担持体は、潜像担
持体と現像剤担持体との当接により形成されるニップ幅
が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下に採られていることとする
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の画像形成
装置。
【請求項５】現像剤は、結着樹脂、着色剤、及びワッ
クス成分を含有する静電潜像現像用のトナーであり、ト
ナーの透過電子顕微鏡を用いたトナー粒子の断層面観察
で、上記ワックス成分が結着樹脂と相溶しない状態で球
状若しくは紡錘形の縞状となっていることとする請求項
１乃至請求項４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】現像剤は、体積平均径が７μｍ以下の一
成分からなるトナーであることとする請求項１乃至請求
項５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】潜像に現像剤を付与することにより該潜
像を可視画像とする画像形成装置を備える画像形成装置
であって、潜像を担持する潜像担持体と、潜像担持体と
対向当接しており現像剤を担持する現像剤担持体と、現
像剤担持体上の現像剤量を規制する規制手段と、現像剤
担持体が潜像担持体と対向する対向部に電界を発生させ
る電界発生手段とを有する画像形成装置において、潜像
担持体との当接部を通じて、現像剤担持体の熱を潜像担
持体へ伝播可能となっていることを特徴とする画像形成
装置。
【請求項８】潜像担持体は、当接部で、温度が現像剤
担持体の温度よりも低くなるように設定されていること
とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】潜像担持体は、熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・
Ｋ以上であり、且つ、熱容量が現像剤担持体の熱容量に
対して０．５倍以上であることとする請求項７又は請求
項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】潜像担持体及び現像剤担持体は、潜像
担持体と現像剤担持体との当接により形成されるニップ
幅が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下に採られていることとす
る請求項７乃至請求項９のいずれか一項に記載の画像形
成装置。
【請求項１１】現像剤は、結着樹脂、着色剤、及びワ
ックス成分を含有する静電潜像現像用のトナーであり、
トナーの透過電子顕微鏡を用いたトナー粒子の断層面観
察で、上記ワックス成分が結着樹脂と相溶しない状態で
球状若しくは紡錘形の縞状となっていることとする請求
項７乃至請求項１０のいずれか一項に記載の画像形成装
置。
【請求項１２】現像剤は、体積平均径が７μｍ以下の
一成分からなるトナーであることとする請求項７乃至請
求項１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。