JP2000258993A - 現像装置、及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像装置において、現像ブレードにトナーが
融着することに起因して画像に発生する白スジを防止す
る。 【解決手段】 現像ローラ８を、芯金８ａの外周面に弾
性層８ｂを設け、弾性層８ｂの外周面に樹脂層８ｃを設
けて構成する。この樹脂層８ｃを、弾性ブレード１０と
の間の動摩擦係数が０．０１〜０．２となるようにす
る。金属製の薄板の先端部を現像ローラ８と逆に折り曲
げて屈曲部１０ａを有する現像ブレード１０を形成す
る。屈曲部１０ａよりも少し基端側をバネ弾性を利用し
て現像ローラ８表面に当接させて摺擦部Ｓを形成し、こ
の摺擦部Ｓにより現像ローラ８表面のトナー層厚を規制
する。現像ローラ８表面の樹脂層８ｃの動摩擦係数が小
さいので、摺擦部Ｓにおける摩擦熱及び機械的剪断力の
発生を低減させて、現像ブレード１０に対するトナーの
融着を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機、プリンタ、ファクシミリ等に使用される現像装
置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置（例
えば、複写機、プリンタ等）において、非磁性一成分現
像剤をトナーとして使用し、感光ドラム（像担持体）に
現像ローラ（現像剤担持体）を接触させて現像を行う、
いわゆる接触現像装置が知られている。

【０００３】図１０に、上述のトナーを使用して、接触
現像装置で画像形成を行う、従来の画像形成装置の概略
構成を示す。

【０００４】同図に示す画像形成装置は、図中矢印Ｘ方
向に回転する感光ドラム１００の周囲に、その回転方向
に沿ってほぼ順に、一次帯電器としての帯電ローラ１０
１、露光装置１０２、現像装置１０３、転写帯電器とし
ての転写ローラ１０４、クリーニング装置１０５が配設
されている。

【０００５】現像装置１０３は、感光ドラム１００に接
触して矢印Ｙ方向に回転しながら現像を行う現像ローラ
１０７、矢印Ｚ方向に回転して現像ローラ１０７にトナ
ーＴ′を供給する供給ローラ１０８、現像ローラ１０７
上のトナーＴ′の塗布量及び帯電量を規制する現像ブレ
ード（規制手段）１１０、トナーＴ′を供給ローラ１０
８に供給するとともに攪拌する攪拌部材１０９等を備え
ている。ここで、剛体である感光ドラム１００を用い、
これに現像ローラ１０２が接触して現像を行う接触現像
装置においては、現像ローラ１０７は弾性体で構成する
ことが望ましい。

【０００６】従来、このような現像ローラ１０７として
は、金属の芯金上にシリコーンゴムやＮＢＲゴム等を成
型したいわゆるソリッド単層の弾性ローラが使用されて
いる。また、現像ブレード１１０としては、ステンレス
等の薄板を使用し、現像ローラ１０７との摺擦部にウレ
タンゴム等のゴム部材を貼り付けたタイプのブレードが
使用されている。

【０００７】次に、上述構成の画像形成装置の動作につ
いて説明する。

【０００８】外部からのプリント信号により感光ドラム
１００は矢印Ｘ方向に回転し始める。まず感光ドラム１
００上は帯電ローラ１０１により一様に帯電される。次
に、露光装置１０２の露光により感光ドラム１００上に
は静電潜像が形成され、感光ドラム１００の回転により
静電潜像が現像装置１０３との接触部に到達する。

【０００９】上述の動作と連動して現像装置１０３は以
下の動作を行う。

【００１０】攪拌部材１０９により攪拌されたトナー
Ｔ′は、矢印Ｚ方向に回転する供給ローラ１０８と矢印
Ｙ方向に回転する現像ローラ１０７との摺擦により、現
像ローラ１０７上に供給される。供給されたトナーＴ′
は、現像ローラ１０７の回転により現像ブレード１１０
によって所望の帯電量が付与されるとともにトナー量が
規制されて、現像ローラ１０７上に薄層担持される。

【００１１】現像ローラ１０７上に担持されたトナー
Ｔ′が感光ドラム１００と接触する部位、すなわち、現
像領域に到達すると、電源（不図示）により現像ローラ
１０７に現像バイアスが印加され、これにより、感光ド
ラム１００表面に形成されている静電潜像は、現像ロー
ラ１０７の表面に担持されているトナーＴ′が付着され
て現像され、トナー像として可視化される。現像に寄与
せず現像ローラ１０７表面に残留したトナーは供給ロー
ラ１０８を介して現像装置１０３内に回収される。

【００１２】感光ドラム１００上のトナー像は感光ドラ
ム１００の回転により転写ローラ１０４の対向部に到達
し、転写ローラ１０４により転写材Ｐ′上に転写され
る。トナー像転写後の転写材Ｐ′は、定着装置１０６に
より熱溶融され永久画像となる。

【００１３】トナー像転写時に転写材Ｐ′上に転写され
ずに感光ドラム１０１表面に残ったトナーＴ′はクリー
ニング装置１０５により回収される。

【００１４】上述の動作を繰り返すことにより、次々と
画像が形成される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】近時、省エネルギーを
目的として、軟化点の低い低温定着可能なトナーが望ま
れている。低温定着可能なトナーとしては、例えば、球
形状の外殻のシェルを構成する比較的軟化温度の高いバ
インダー樹脂と、シェルの内側にコアを形成する低軟化
温度を有するワックス樹脂成分からなるものがある。

【００１６】しかしながら、上述の従来例において、低
温定着可能なトナーを使用し、現像ローラ１０７として
動摩擦係数が大きいソリッド単層のゴムを用い、また、
現像ローラ１０７との摺擦部にゴム部材を有する現像ブ
レード１１０を用いていたため、画像形成を行った場合
に、以下に示すような不具合が生ずる。

【００１７】現像ローラ１０７と供給ローラ１０８との
摺擦により現像ローラ１０７上に担持されたトナーＴ′
は現像ローラ１０７と現像ブレード１１０との摺擦部に
到達する。摺擦部でトナーＴ′は主に現像ローラ１０７
との摺擦により摩擦帯電される。しかし摩擦係数が大き
い場合、摺擦部でのトナーに対する摺擦力が大きくなる
ことになる。摺擦力が大きくなった結果、トナーへの電
荷付与性は向上するが、摺擦による摩擦熱の発生及び機
械的剪断力は大きくなる。さらに、弾性ブレード１１０
は熱容量が大きいため、摩擦熱が蓄熱されることにな
る。

【００１８】上述の低温定着可能なトナーを用いた場合
には、摺擦が繰り返されることによる摩擦熱により、ト
ナーの温度が上昇する結果、コアのワックス樹脂やシェ
ルとしてのバインダー樹脂が軟化すると同時に、機械的
剪断力によりコア・シェル構造が破壊され、内包化され
たコアのワックスがシェルとしてのバインダー樹脂外に
放出されることになる。シェル外に放出されたワックス
は、現像ブレード１１０に付着して、いわゆるブレード
融着を発生させる。この結果、融着した部分のトナーは
現像ブレード１１０で堰き止められ、部分的に画像形成
がされないいわゆる「白スジ」と呼ばれる画像スジを発
生させる。

【００１９】このように、従来の現像ローラ１０７とし
て動摩擦係数が大きいソリッド単層のゴムを用い、ま
た、現像ローラ１０７との摺擦部にゴム部材を有する現
像ブレード１１０を用いる画像形成装置においては、ト
ナーの融着を防止するのが難しく、高画質画像を安定し
て供給することが困難であった。

【００２０】本発明は、上述事情に鑑みてなされたもの
であり、現像ローラと現像ブレードとの摺擦部における
摩擦熱及び機械的剪断力を低減してトナーのコア・シェ
ル構造の破壊を防止することで、トナーの融着による白
スジ等の画像不良を防止して高画質な画像を安定して出
力することのできる画像形成装置を提供することを目的
とするものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの請求項１に係る本発明は、現像剤を表面に担持して
像担持体と対向する現像位置に搬送する現像剤担持体
と、該現像剤担持体表面にて担持搬送される現像剤を薄
層規制する規制手段と、前記現像剤担持体と前記像担持
体との間に現像バイアスを印加して前記現像位置に搬送
された現像剤を前記像担持体に供給する現像バイアス電
源とを備えた現像装置において、前記規制手段は、バネ
弾性により前記現像剤担持体表面に当接されて現像剤の
層厚を規制する金属製の現像ブレードを有し、前記現像
剤担持体は、芯金の外周面を囲繞する弾性層を有すると
ともに、最表面における前記現像ブレードとの間の動摩
擦係数が０．０１〜０．２となるように形成されてい
る、ことを特徴とする。

【００２２】請求項２に係る本発明は、請求項１の現像
装置において、前記現像剤担持体表面に現像剤を供給す
る供給部材を有し、前記供給部材側の現像剤を電位差に
より前記現像剤担持体側に付勢する現像剤付勢手段を有
する、ことを特徴とする。

【００２３】請求項３に係る本発明は、請求項１又は２
の現像装置において、前記現像ブレードを通過した前記
現像剤担持体上の現像剤の帯電電荷量分布における単位
重量当たりの電荷量の半値幅が２５μＣ／ｇである、こ
とを特徴とする。

【００２４】請求項４に係る本発明は、請求項１、２、
又は３の現像装置において、前記現像ブレードは、先端
から所定の位置を前記像担持体とは反対方向に折り曲げ
た屈曲部を有し、前記像担持体表面の移動方向について
の前記屈曲部よりも下流側の部位が前記現像剤担持体表
面に当接される、ことを特徴とする。

【００２５】請求項５に係る本発明は、請求項１、２、
３、又は４の現像装置において、前記現像剤担持体は、
前記最表面に、離型粒子が分散された樹脂層を有する、
ことを特徴とする。

【００２６】請求項６に係る本発明は、請求項５の現像
装置において、前記樹脂層を構成する樹脂が、ポリアミ
ド樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹
脂、フッ素樹脂、又はこれらの混合された樹脂のいずれ
かである、ことを特徴とする。

【００２７】請求項７に係る本発明は、請求項５又は６
の現像装置において、前記離型粒子が、フッ素樹脂粒
子、シリコーン樹脂粒子、ポリアミド樹脂粒子である、
ことを特徴とする。

【００２８】請求項８に係る本発明は、請求項１、２、
３、４、５、６、又は７の現像装置において、前記現像
剤は、少なくとも結着樹脂、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、該トナー
は、透過電子顕微鏡を用いたトナー粒子の断層面観察に
おいて、前記ワックス成分が前記結着樹脂と相溶しない
状態で、かつ実質的に球状の島状又は紡錘形の島状で、
トナー粒子中に含有されている、ことを特徴とする。

【００２９】請求項９に係る本発明は、請求項８の現像
装置において、前記トナーの画像解析装置で測定した形
状係数ＳＦ−１の値が１００〜１６０であり、形状係数
ＳＦ−２の値が１００〜１４０である、ことを特徴とす
る。

【００３０】請求項１０に係る本発明は、請求項９に現
像装置において、前記形状係数ＳＦ−１の値が１００〜
１４０であり、前記形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１
２０である、ことを特徴とする。

【００３１】請求項１１に係る本発明は、請求項９又は
１０に現像装置において、前記形状係数ＳＦ−２の値を
前記形状係数ＳＦ−１の値で除した値、（ＳＦ−２）／
（ＳＦ−１）の値が１．０以下である、ことを特徴とす
る。

【００３２】請求項１２に係る本発明は、請求項８、
９、１０、又は１１の現像装置において、前記ワックス
成分の融点が４０〜１３０℃である、ことを特徴とす
る。

【００３３】請求項１３に係る本発明は、請求項８、
９、１０、１１、又は１２の現像装置において、前記ト
ナー表面の外添剤被覆率が５〜９９％である、ことを特
徴とする。

【００３４】請求項１４に係る本発明は、像担持体と、
該像担持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段
と、前記静電潜像に現像剤を付着させて現像剤像として
現像する現像手段と、前記像担持体上の現像剤像を転写
材に転写する転写手段とを備えた画像形成装置におい
て、前記現像手段が、請求項１、２、３、４、５、６、
７、８、９、１０、１１、１２、又は１３に記載の現像
装置である、ことを特徴とする。

【００３５】〔作用〕上述構成による主な作用は、現像
剤担持体と現像ブレードとの摺擦によって発生する摩擦
熱が現像剤に蓄熱されることを防止できるので、現像ブ
レードに現像剤が溶融付着するのを防止することができ
る。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。

【００３７】〈実施の形態１〉図２に、本発明に係る現
像装置を備えた画像形成装置の一例を示す。同図は、概
略構成を示す縦断面図である。なお、以下では、一成分
の現像剤を使用した例について説明しており、現像剤を
適宜「トナー」といっている。

【００３８】まず、画像形成装置の構成及び動作の概略
について説明する。

【００３９】図２に示す画像形成装置は、像担持体とし
てドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」とい
う。）１を備えている。感光ドラム１の周囲には、その
回転方向（矢印Ｘ方向）に沿ってほぼ順に、帯電ローラ
（帯電手段）２、露光装置（露光手段）３、現像装置
（現像手段）４、転写ローラ（転写手段）５、クリーニ
ング装置６が配置されている。また、転写材Ｐの搬送方
向（矢印Ｋｐ方向）についての転写ローラ５の下流側に
は、定着装置７が配置されている。

【００４０】上述構成の画像形成装置の動作の概略は次
のとおりである。

【００４１】感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によ
って矢印Ｘ方向に所定の周速（プロセススピード）で回
転駆動され、その表面が帯電ローラ２によって所定の極
性・所定の電位に一様に帯電される。そして露光装置３
によって情報信号により感光ドラム１表面を露光して静
電潜像を形成する。この静電潜像は、現像装置４によっ
てトナーＴが付着され、トナー像として現像される。次
に感光ドラム１上のトナー像は、転写ローラ５によって
転写材Ｐ上に転写され、さらに定着装置７にて定着され
る。これにより、永久画像が得られる。転写材Ｐに転写
されないで感光ドラム１上に残ったトナーはクリーニン
グ装置６にて回収される。

【００４２】上述の感光ドラム１から順に、具体的な数
値をあげて説明する。

【００４３】上述の感光ドラム１は、直径３０mmであり
矢印Ｘ方向に周速Ｖｘで回転する。本実施の形態におい
ては、Ｖｘを１０３mm／sec とした。

【００４４】帯電ローラ２は、感光ドラム１に接触して
帯電を行う接触帯電ローラであり、帯電ローラ２には、
感光ドラム１表面を一様に帯電するように、帯電バイア
ス電源（不図示）が接続されており、画像形成動作中は
帯電バイアスとして約−１３００Ｖを帯電ローラ２に印
加して、感光ドラム１表面を約−７００Ｖに一様に帯電
する。帯電ローラ２は直径１２mmであり、感光ドラム１
に対して従動回転する。

【００４５】露光装置３は、レーザスキャナ、ＬＥＤ等
を使用することができ、感光ドラム１表面を露光走査し
て、情報信号に応じた露光を行い静電潜像を形成する。
このとき、被露光部の電位は約−１２０Ｖとなる。な
お、本実施の形態では、上述の帯電ローラ２と露光手段
３とによって静電潜像生成手段を構成している。

【００４６】現像装置４は、非磁性一成分トナーＴ（以
下適宜「トナーＴ」という。）によって現像を行う。現
像装置４は、感光ドラム１と接触し、矢印Ｙ方向に周速
Ｖｙで回転する現像ローラ８を備えている。さらに、ト
ナー規制部材としての現像ブレード１０、矢印Ｚ方向に
回転する供給ローラ（供給部材）９、非磁性一成分トナ
ーＴを攪拌する攪拌部材１１を備えている。ここで感光
ドラム１と現像ローラ８との周速の関係はＶｙ＞Ｖｘで
ある。本実施の形態では、Ｖｙ１９４mm／sec（対感光
ドラム周速比１８８％）で回転している。

【００４７】現像装置４内に収容された一成分非磁性ト
ナーＴを現像ローラ８に付着させるには、トナーＴを供
給ローラ９と現像ローラ８とで摩擦させ、ある程度の電
荷付与を行わなければならない。供給ローラ９の材料と
しては、発泡ウレタンゴム、発泡ＥＰＤＭゴム等の公知
の材料が用いられる。本実施の形態では、発泡ウレタン
ゴムからなる供給ローラ９を現像ローラ８に対してカウ
ンタ回転（矢印Ｚ方向）で、周速Ｖｚで回転させた。周
速Ｖｚは７０mm／sec である。供給ローラ９には、現像
バイアス電源１２が接続されている。

【００４８】現像ローラ８上に供給ローラ９により塗布
されたトナーＴは、次にトナー規制部材（規制手段）で
ある現像ブレード１０によりトナー量の規制及び摩擦に
よるトリボ付与が行われる。現像ブレード１０は、ステ
ンレス製の薄板（厚みｔが約０．１mm）であり、板バネ
弾性を有している。現像ブレード１０の先端部から約２
mmの位置を現像ローラ８と反対方向に折り曲げて屈曲部
１０ａを形成したものであり、この屈曲部１０ａから現
像ローラ回転方向下流側が若干食い込む状態で接触する
状態で配設する。この接触部分を「摺擦部Ｓ」という。
このとき、摺擦部Ｓを通過し、現像ローラ８上に担持さ
れる単位面積当たりのトナー量は約０．３〜０．４５
（mg／cm² ）である。

【００４９】また、現像ローラ８は現像バイアス電源１
２が接続されており、一方、感光ドラム１は接地されて
いる。現像バイアス電源１２は負極性のＤＣ電源であ
り、本実施の形態おいては、−３５０Ｖの現像バイアス
を印加している。現像ブレード１０により電荷を付与さ
れ、現像ローラ８上に担持されたトナーＴは、現像ロー
ラ８の回転により、感光ドラム１に対向する現像位置Ｄ
に搬送され、現像ローラ８に現像バイアスが印加される
ことにより感光ドラム１上に供給されて静電潜像を現像
（顕像化）する。このとき感光ドラム１上には、現像ロ
ーラ８上に担持されたトナーの９０％以上が現像され
る。

【００５０】転写ローラ５は、搬送ローラ（不図示）に
より搬送された転写材Ｐが転写ニップ部（転写部）Ｎに
到達したとき、感光ドラム１表面に形成されているトナ
ー像を転写材Ｐ表面に転写する。転写ローラ５には転写
バイアス電源（不図示）が接続されている。転写ローラ
５は、転写バイアス電源により約＋２〜５ｋＶの転写バ
イアスが印加される。

【００５１】定着装置７は、定着ローラ７ａと加圧ロー
ラ７ｂとの間で転写材Ｐを挟持搬送しつつヒータ（不図
示）で加熱して、トナー像を転写材Ｐ表面に溶融固着さ
せて定着させる。

【００５２】クリーニング装置６は、感光ドラム１表面
に当接配置されたクリーニングブレード６ａを有してお
り、これにより、転写材Ｐに転写されずに感光ドラム１
表面に残ったトナーを除去し回収する。クリーニングさ
れた感光ドラム１は、次の画像に供される。

【００５３】次に、本発明の特徴である現像装置４、特
に現像ローラ８及び現像ローラ８に当接する現像ブレー
ド１０について詳述する。

【００５４】現像装置４は、前述の図２に示すように、
現像剤担持体である現像ローラ８と、供給部材である供
給ローラ９と、規制手段である現像ブレード１０と、攪
拌部材１１とを備えている。

【００５５】現像ローラ８は、図１に示すように、導電
性の芯金８ａの外周に低硬度の弾性層８ｂを有し、さら
にこの弾性層８ｂ上に低摩擦係数の樹脂層８ｃを有す
る。そして、現像ブレード１０として金属製の薄板を有
することを特徴とする。

【００５６】現像ローラ８の表面層である樹脂層８ｃを
低摩擦係数を有するものとし、Ｌ字型に折り曲げられた
金属製の薄板によりトナー規制を行うことで、現像ロー
ラ８と現像ブレード１０との摺擦部Ｓにおける摩擦熱及
び機械的剪断力の発生を低減させ、トナーの付着による
「白スジ」を防止するものである。さらに、金属製の薄
板によりトナー規制を行うことで、摺擦による摩擦熱を
放熱でき、摩擦熱をさらに抑えることができる。

【００５７】（現像ローラ構成）現像ローラ８は、芯金
８ａ上に弾性層８ｂを有する、いわゆる弾性現像ローラ
である。本実施の形態においては、直径８mmのステンレ
ス製の芯金８ａ上に低硬度の弾性層８ｂとしてソリッド
のシリコーンゴム層を約４mm形成する。さらに、その上
から樹脂層８ｃとしてシリコーン樹脂粒子を分散させた
ポリアミド樹脂を約１０μｍ形成して、全体として直径
約１６mmの弾性現像ローラとしている。

【００５８】（現像ローラの動摩擦係数）現像ローラ８
の表層における動摩擦係数としては、０．０１〜０．２
のものが好適に用いられる。好ましくは０．０２〜０．
１２である。供給ローラ９により現像ローラ８上に担持
されたトナーＴへ所定量の電荷を付与するためには、
０．０１以上の動摩擦係数を必要とし、逆に動摩擦係数
を０．２以上にすると、現像ブレード１０を通過するト
ナーＴに過剰な摩擦を与えるため、トナーＴが破裂して
トナーＴ中に内包された低分子量成分であるワックス等
が漏出してしまう。

【００５９】さらに好ましくは、現像ローラ８の表面に
おける動摩擦係数としては０．０５〜０．１のものが好
ましい。０．０５以上とすることで、トナーＴへの帯電
付与性が高まることから、トナーＴに後から追加する外
添剤の量を低減できるため、定着するのに必要な熱量を
低く抑えることができる。また、０．１以下とすること
で、感光ドラム１に摩擦帯電するトナーＴが減少するた
め、後述する摩擦帯電量分布をシャープにすることが可
能となる。

【００６０】本発明の、動摩擦係数の低い現像ローラ８
に対して、現像ブレード１０としてＬ字型に折り曲げら
れた金属製の薄板を現像ローラ８に食い込ませるように
当接配置することで、帯電電荷量分布がシャープなトナ
ー薄層を感光ドラム１上に供給することを特徴とする。

【００６１】供給ローラ９によって現像ローラ８上に担
持されたトナーＴに対し、現像ブレード１０によって所
定の帯電量を付与するが、動摩擦係数の高い現像ローラ
８を用いた場合においては、現像ブレード１０の摺擦部
ＳにおけるトナーＴの搬送力が高いため、所定量まで帯
電されていないトナーＴまでが現像ブレード１０を通過
することが可能である。この結果、ブロードになった電
荷量分布が「現像飛び散り」や「転写飛び散り」を発生
させることになる。

【００６２】しかし、動摩擦係数が低い現像ローラ８を
用いて現像ブレード１０を現像ローラ８に食い込ませる
ように当接配置することで、現像ローラ８と現像ブレー
ド１０との摺擦部ＳにおけるトナーＴの搬送力が弱くな
り、現像ブレード１０の規制力に対してトナーＴの帯電
電荷によって発生する付着力（静電的な鏡映力）が大き
くなった場合のみトナーＴが現像ブレード１０を通過で
きるため、所定量まで帯電されたトナーＴのみが現像ブ
レード１０を通過することが可能である。その結果、ト
ナーＴの電荷量分布がシャープとなり「現像飛び散り」
や「転写飛び散り」を抑制することが可能となる。

【００６３】ここでいう動摩擦係数とは、以下に示す方
法により、測定した現像ローラ８表面のステンレス薄板
に対する摩擦係数である。動摩擦係数μは、図３に示す
ようにして求めた。他端部に重り３１を負荷し、もう一
方の端部をデジタルフォースゲージ３２にセットした、
厚さ０．０３mmのステンレス薄板３４を現像ローラ８表
面にセッティングし、図３中のθを４５度に設定した。
なお、デジタルフォースゲージ３２は、重り３１もステ
ンレス薄板３４も付加しない無負荷時に０値に調整して
おく。デジタルフォースゲージ３２の値が安定した後、
現像ローラ８を図３中の矢印Ｒ８方向に回転させ、この
ときの現像ローラ８とステンレス薄板３４間の摺擦力を
デジタルフォースゲージ３２で測定する。測定値は、デ
ジタルフォースゲージ３２からアナログ出力された値を
レコーダで周波数１０Hzでサンプリングし、サンプリン
グデータをコンピュータ３３で以下に示す式(1) により
計算し、さらに、現像ローラ８の１回転分の計算値を平
均して求めた。

【００６４】 μ＝（１／θ）・ｌｎ（Ｆ／Ｗ） ……(1) ここで、μ ：動摩擦係数、 θ ：図３中に示す、 Ｗ ：Ｗ１とＷ２の合計値、 Ｗ１：重りの重量、 Ｗ２：ステンレス薄板の重量、 Ｆ ：デジタルフォースゲージの測定値 である。

【００６５】上述のようにして、ステンレス薄板３４に
対して、現像ローラ８表面の動摩擦係数μを測定した理
由は、ステンレス薄板３４に相当する部材に代えて紙等
を使用した例もあるが、紙では紙種により表面が粗い紙
や滑らかな紙が存在し、一義的に動摩擦係数が決められ
ない。そこで、本発明は現像ローラ８に対して金属製
（本実施の形態中では、ステンレス薄板３４）の現像ブ
レード１０が当接されるため、現像ローラ８表面の動摩
擦係数μとしてはステンレス薄板３４に対するものを用
いて比較することが、現状に近く、より適切であると判
断したためである。

【００６６】また、トナーＴの帯電電荷量分布の測定
は、ホソカワミクロン株式会社製のＥ−Ｓｐａｒｔアナ
ライザで行った。Ｅ−Ｓｐａｒｔアナライザは、トナー
Ｔの粒子径とそのトナーＴの持つ電荷量を測定可能であ
り、トナーＴの比重及び粒子径と電荷量からトナーＴ１
個の持つ単位重量当たりの電荷量を求めることが可能で
ある。本発明においては、現像ブレード１０を通過後の
現像ローラ８上に担持されたトナーＴを約３０００個サ
ンプリングし、それらトナーＴの電荷量分布を求めた。

【００６７】（トナーの帯電電荷量分布）本発明におい
ては、トナーＴの帯電電荷量分布の測定は図４に示すよ
うにして行った。すなわち、Ｅ−Ｓｐａｒｔアナライザ
で求めた結果から、横軸にトナーＴの単体重量当たりの
帯電電荷量を、縦軸にトナー粒子の個数をプロットす
る。そして、トナー粒子の個数が最大になるところ（図
４中、Ｎ）の半値幅をＨとして、このＨの大きさをトナ
ーＴの帯電電荷量分布の幅として求めた。その結果、半
値幅Ｈが２５μＣ／ｇ以下であれば「現像飛び散り」及
び「転写飛び散り」に効果があることがわかった。

【００６８】（現像ローラのゴム硬度）現像ローラ８の
ゴム硬度は、ＡｓｋｅｒＣゴム硬度計（高分子計器株式
会社製）を用いた。ゴム硬度としては、５５度（ａｓｋ
ｅｒＣ）以下のものが好適に使用される。５５度（ａｓ
ｋｅｒＣ）以上になると、現像ローラ８に対する現像ブ
レード１０の当接圧を一定に保つことが難しいため、好
ましくない。さらに好ましくは、３５〜４５度であり、
この範囲の低硬度にすることで、トナーＴにかかるスト
レスが減少するので、低融点のトナーＴを用いて省エネ
ルギー化を図ることができる。３５度以下となると、製
造上困難となる。

【００６９】（弾性ゴム材料）現像ローラ８の低硬度の
弾性層８ｂの材料としては、シリコーンゴムを示してい
るが、これに限られるものではなく、ＮＢＲゴム（ＮＢ
Ｒ：ニトリルゴム）、ブチルゴム、天然ゴム、アクリル
ゴム、ヒドリンゴム、ウレタンゴム、又はこれらの混合
されたゴム等、一般的に用いられるゴムが使用可能であ
る。通常、上述のゴム材料のオイル含浸量を多くするこ
とで、低硬度化が図れる。

【００７０】（表層材料）現像ローラ８の樹脂層８ｃの
材料としては、トナーＴへの帯電付与性を考慮する必要
から、負帯電性トナーＴを用いた場合には、溶媒にウレ
タン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド
樹脂、又はこれらの混合物等に離型粒子を分散させたも
のが好適に用いられる。離型粒子としては、シリコーン
樹脂粒子、ポリアミド樹脂粒子、フッ素樹脂粒子等が分
散可能である。フッ素樹脂はフッ素樹脂自体が正電荷付
与性であるが、ベースの樹脂の電荷付与性が高ければ、
全体としてトナーＴを負帯電することは可能である。ま
た、正帯電性トナーＴを使用するのであれば、フッ素樹
脂が好適に用いられる。

【００７１】（現像ローラ抵抗）さらに、現像ローラ８
の低硬度の弾性層８ｂ及び樹脂層８ｃの抵抗としては、
摩擦帯電によるトナーＴのチャージアップを防止するた
めにも導電性が好ましい。しかし、例えば、感光ドラム
１の表面にピンホール等があった場合に、過電流が流れ
るおそれがあるため、低硬度の弾性層８ｂ及び樹脂層８
ｃで多少の抵抗を有するとよい。抵抗は体積抵抗値で１
０³ 〜１０⁹ Ω・cm程度の範囲が好ましい。

【００７２】（現像ローラ表面粗さ）現像ローラ８の表
面粗さとしては、使用するトナーＴの粒径にもよるが、
十点平均粗さＲｚで３〜１５μが好ましい。使用するト
ナー粒径が平均体積粒径で６μｍであれば、好適には十
点平均粗さＲｚで５〜１２μｍが使用可能である。トナ
ー粒径がより小さい場合は十点平均粗さＲｚをやや小さ
くすると好ましい。十点平均粗さＲｚが３μｍ以下であ
ると十分なトナー搬送力が得られず、濃度不足となり、
一方、１．５μｍ以上となるトナーＴに十分な帯電が得
られず、非画像部にトナーＴが付着するいわゆる「かぶ
り」が発生することになる。

【００７３】十点平均粗さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ０６０１
に示されている定義を用い、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。

【００７４】（現像ローラの製造方法）本発明における
現像ローラ８の製造方法の一例を述べる。

【００７５】芯金８ａ上にまずゴムを接着し、また導電
性の確保をする接着剤を塗布する。そして芯金８ａの周
囲に低硬度ゴムを巻き付け、金型内に入れる。金型をプ
レス機により熱及び圧力を加えて加硫させ、加硫後に表
面を研磨する。上記工程により低硬度の弾性層８ｂが形
成される。次に研磨した現像ローラ８の半完成品に樹脂
層８ｃをスプレーコート法等によりコーティングを施す
ことで、現像ローラ８を得ることができる。

【００７６】（現像ブレード）トナー規制部材としての
現像ブレード１０は、ステンレス製の薄板（厚みｔが約
０．１mm）の先端部から約２mmの位置を現像ローラと反
対方向に折り曲げて屈曲部１０ａを形成したものであ
り、この折屈曲部１０ａ近傍の平面部分が現像ローラ８
に若干侵入する状態で接触する。金属製の薄板は、表面
の摩擦係数が低く、かつ、トナーＴに対する摩擦電荷付
与性も高いため、動摩擦係数μの低い現像ローラ８に対
してＬ字型に折り曲げられた金属製の薄板を現像ローラ
８に当接配置することで、トナーＴに過度な剪定断応力
を加えることなく現像ブレード１０上のトナーＴに電荷
付与及びトナー量規制をすることが可能となる。その結
果、低分子量成分であるワックス樹脂等が内包化された
トナーＴにおいても、好適に使用することが可能とな
る。

【００７７】また、現像ブレード１０の接触圧は、線圧
約１５〜３５ｇ／cmが好適である。１５ｇ／cm以下にな
ると、トナーＴに対して適切な帯電付与ができず、非画
像部にトナーＴが付着する、いわゆる「かぶり」となっ
て画質を低下させる。３５ｇ／cm以上になると、圧力等
によりトナーＴに混合されている外添剤がトナー表面か
ら剥離しやすくなり、トナーＴを劣化させ、トナーＴの
帯電性が低下していくことになる。

【００７８】上述の現像ブレード１０は金属製からなる
が、トナーＴへの帯電性付与向上のために、金属製の現
像ブレード上に樹脂等をコーティングしてもよい。この
樹脂としては、トナーＴの帯電極性が負極性の場合は、
ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂等が好適に用いられ、ト
ナーＴの帯電極性が正極性の場合は、フッ素樹脂等が用
いられる。

【００７９】線圧の測定方法としては、引き抜き板とし
て長さ１００mm×幅１５mm×厚さ３０μｍのステンレス
薄板と、挟み板として長さ１８０mm×幅３０mm×厚さ３
０μｍのステンレス薄板を長さ半分にするように折った
ものを用意し、挟み板の間に引き抜き板を挿入し、この
挟み板を現像ローラ８と現像ブレード１０との間に挿入
する。その状態でバネばかり等で引き抜き板を一定速度
で引き抜き、そのときのバネばかりの値（単位：ｇ）を
読む。バネばかりの値を１．５で除算して、単位をｇ／
cmにした場合の線圧が求められる。

【００８０】（現像ローラと感光ドラムの当接圧）現像
ローラ８の感光ドラム１に対する当接圧としては、上述
の線圧の測定と同様の測定において、線圧２０〜１００
ｇ／cmが好ましい。線圧２０ｇ／cm以下となると接触状
態が不安定となり、線圧１００ｇ／cm以上となると圧力
等によりトナーＴに混合されている外添剤がトナー表面
から剥離しやすくなり、トナーＴを劣化させ、現像ブレ
ード１０によるトナーＴの帯電性が低下していくことに
なるからである。

【００８１】（トナー）本発明で使用する一成分現像用
トナーは透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）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／又は紡錘形で島状に
分散されていることが好ましい。ワックス成分を上述の
ように分散させ、トナーＴ中に内包化させることにより
トナーＴ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
に優れたトナー像を長期にわたって形成することが可能
となる。また、加熱時にはワックス成分が効率良く作用
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。

【００８２】本発明において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に分散させた後、温度４０℃の雰
囲気中で２日間硬化させ、得られた硬化物を四三酸化ル
テニウム、必要により四三酸化オスミウムを併用して染
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、透過電子顕微鏡を用
いてトナー粒子の断層形態を観察する。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
の結晶化度の違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。代表的な一例を図５に示す。本実施の形態で用い
られたトナー粒子は、ワックス成分が外殻樹脂で内包化
されていることが観察された。

【００８３】本発明におけるワックス成分は、示差走査
熱量計により測定されるＤＣＳ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。上述の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。最大吸熱ピークが４０℃未満である
と、ワックス成分の自己凝集力が弱くなり、結果として
耐高温オフセット性が悪化するとともに、グロスが高く
なりすぎる。一方、最大吸熱ピークが１３０℃を超える
と定着温度が高くなるとともに、定着画像表面を適度に
平滑化せしめることが困難となるため、特にカラートナ
ーに用いた場合には混色性低下の点から好ましくない。
さらに、水系媒体中で造粒・重合を行い重合方法により
直接、トナーＴを得る場合、最大吸熱ピーク温度が高い
と主に造粒中にワックス成分が析出する等の問題を生じ
好ましくない。

【００８４】ワックス成分の最大吸熱ピーク温度の測定
は、「ＡＳＴＭ Ｄ３４１８−８」に準じて行う。測定
には、例えば、パーキンエルマー社製ＤＳＣ−７を用い
る。装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を
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。

【００８５】上述のワックス成分としては、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
シャートロピッシュワックス、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できる。

【００８６】本発明におけるトナーＴは、画像解析装置
で測定した形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１６０であ
り、形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１４０であること
が好ましく、形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１４０で
あり、形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１２０であれば
さらに好ましい。また、上述の条件を満たし、かつ、
（ＳＦ−２）／（ＳＦ−１）の値を１．０以下とするこ
とにより、トナーＴ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。

【００８７】本発明に用いられる形状係数を示すＳＦ−
１、ＳＦ−２とは、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８
００）を用い、倍率５００倍に拡大したトナー像を１０
０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（Ｌｕｚｅｘ
３）に導入して解析を行い、下式から算出して得られた
値であり、本発明においてはこの値を形状係数ＳＦ−
１、ＳＦ−２と定義した。

【００８８】ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）² ／（ＡＲＥ
Ａ）｝×（π／４）×１００ ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）² ／（ＡＲＥＡ）｝×（１／
４π）×１００ ここで、ＡＲＥＡ：トナー投影面積、 ＭＸＬＮＧ：絶対最大長、 ＰＥＲＩ：周長 である。

【００８９】トナーＴの形状係数ＳＦ−１はトナー粒子
の丸さの度合いを示し、１００が完全な球形で、数値が
大きくなるほど球形から徐々に不定形となる。ＳＦ−２
はトナー粒子の凹凸度合いを示し、数値が大きいほどト
ナー表面の凹凸が顕著となる。

【００９０】上述の形状係数ＳＦ−１が１６０を超える
場合には、トナーＴの形状が不定形となるため、トナー
Ｔの帯電量分布がブロードになるとともに、現像装置４
内でトナー表面が磨砕されやすくなるため、画像濃度の
低下や画像かぶりの一因となる。

【００９１】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ＳＦ−２は、１００〜１４０であ
り、（ＳＦ−２）／（ＳＦ−１）の値が、１．０以下で
あるのがよい。トナー粒子の形状係数ＳＦ−２が１４０
より大きく、（ＳＦ−２）／（ＳＦ−１）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、
多数の凹凸をトナー粒子が有しており、感光ドラム１か
ら転写材Ｐへの転写効率が低下する傾向にある。

【００９２】さらに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、トナー粒子は、重量平均粒径が
１０μｍ以下（好ましくは４〜８μｍ）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。重量平均粒径が４μｍ未満のトナー粒子におい
ては、トナーＴのチャージアップによる画像の不均一ム
ラの原因となりやすく、本発明で使用するトナーＴとし
て好ましくない。トナー粒子の重量平均粒径が１０μｍ
を超える場合には、感光ドラム１表面への融着が起きや
すく、また微小ドットの潜像再現性に劣ることになる。
トナー粒子の個数分布における変動係数が３５％を超え
るとさらにその傾向が強まる。

【００９３】トナー粒子の粒度分布は種々の方法によっ
て測定できる。本発明においては、コールターカウンタ
を用いて行った。例えば、測定装置としてはコールター
ルカウンタＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）を用い、個
数分布、体積分布を出力するインターフェイス（日科機
製）及びパーソナルコンピュータを接続し、電解液は１
級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調整す
る。例えば、ＩＳＯＴＯＮＩＩ（コールターサイエンテ
ィフィックジャパン社製）が使用できる。測定法として
は、上述の電界水溶液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フォン
酸塩）を０．１〜５ml加え、さらに測定試料を２〜２０
mg加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約１
〜３分間分散処理を行い、上述のコールターカウンタＴ
Ａ−ＩＩ型によりアパーチャーとして例えば１００μｍ
アパーチャーを用い、個数を基準として２〜４０μｍの
粒子の粒度分布を測定して、それから本発明における値
を求める。

【００９４】トナー粒子の個数分布における変動係数Ａ
は下式から算出される。

【００９５】変動係数Ａ＝（Ｓ／Ｄ₁ ）×１００ ここで、Ｓ ：トナー粒子の個数分布における標準偏差
値を示し、 Ｄ₁ ：トナー粒子の個数平均粒径（μｍ）、 を示す。

【００９６】さらには、本発明で使用するトナー粒子と
しては、トナー粒子表面が外添剤で被覆された物を用
い、トナーＴに所望の帯電量が付与されるようにするこ
とが好ましい。その意味で、トナー表面の外添剤被覆率
が５〜９９％、さらに好ましくは、１０〜９９％である
ことが好ましい。

【００９７】トナー表面の外添剤被覆率は、日立製作所
製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、トナー像を１０
０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（Ｌｕｚｅｘ
３）に導入する。得られる画像情報は、トナー粒子表面
部分と外添剤部分との明度が異なるため、２値化して、
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に分けて求め、下式により算出
する。

【００９８】 外添剤被覆率（％）＝（Ｓ_G ／Ｓ_T ）×１００ 本発明に使用される外添剤としては、トナーＴに添加し
たときの耐久性の点から、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。外添剤としては、
例えば、以下のようなものが用いられる。

【００９９】金属酸化物（酸化アルミニウム、酸化チタ
ン、チタン酸ストロチウム、酸化セリウム、酸化マグネ
シウム、酸化クロム、酸化スズ、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・シリカな
ど。

【０１００】これら外添剤は、トナー粒子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、また、複数併用してもよい。それ
ぞれ、疎水化処理を行ったものが、より好ましい。

【０１０１】外添剤の添加量が０．０１重量部未満の場
合には、一成分系現像剤の流動性が悪化し、トナー個々
が摩擦帯電されないことにより、トナーＴへの電荷付与
性が低下してしまい、非画像部にトナーＴが付着する、
いわゆる「かぶり」を増加させることになる。

【０１０２】一方、外添剤の量が１０重量部を超える場
合には、過多な外添剤が感光ドラム１や現像ローラ８に
付着してトナーＴへの帯電性を悪化させたり、画像を乱
したりする。

【０１０３】次に、以下に示す現像ローラ８を試作し
て、画像形成装置において画出しを行った。

【０１０４】現像ローラ８として、直径８mmのステンレ
ス製の芯金８ａ上に低硬度の弾性層８ｂとしてソリッド
のシリコーンゴム層を４mm形成し、その上から樹脂層８
ｃとしてフッ素樹脂粒子を分散させたポリアミド樹枝を
約１０μｍ形成して、直径１６mmの弾性現像ローラとし
た。

【０１０５】現像ローラ８の動摩擦係数は０．１１であ
った。

【０１０６】現像ローラ８のゴム硬度としては、４２度
（ＡｓｋｅｒＣ）であった。

【０１０７】現像ローラ８の表面粗さとしては十点平均
粗さＲｚで７．２μｍ、抵抗は体積抵抗で１．２×１０
⁵ Ω・cmであった。

【０１０８】上述の現像ローラ８を上述の現像ブレード
１０及び感光ドラム１に当接させ、ワックスが内包化さ
れたほぼ球形のトナーＴを現像装置４に入れて画像形成
装置とした。この画像形成装置における現像ローラ８と
現像ブレード１０間の線圧は２８ｇ／cm、現像ローラ８
と感光ドラム１間の線圧は３５ｇ／cmであった。

【０１０９】比較例として、従来例で述べたような現像
ローラとして直径８mmのステンレス製の芯金上に低硬度
の弾性層としてソリッドのシリコーンゴム層を４mm形成
したものに、この現像ローラとの摺擦部にウレタンゴム
を有する現像ブレードを当接させた。この現像ローラの
動摩擦係数は０．７２であった。その他の数値に関して
は、ほぼ同様にした。

【０１１０】上述構成の画像形成装置で１０００枚の画
出しを行い、そのときのトナーＴの単位重量当たりの電
荷量分布及び転写材Ｐ上における飛び散り（「現像飛び
散り」及び「転写飛び散り」を合わせたもの）を求め
た。そして、現像ブレードにおける現像ローラとの摺擦
部の顕微鏡観察を行い、トナーＴの融着状態を観察し
た。

【０１１１】飛び散りの評価としては、図６に示すよう
に格子状の画像を出力する。その画像をニコレ社製画像
解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入し解析を行い算出し
た。算出方法は、飛び散り率として下式のように定義し
求めた。 (1) Ｌｕｚｅｘ測定枠１３の面積を求める。 (2) Ｌｕｚｅｘ測定枠１３の画像部１４の面積を求め
る。 (3) Ｌｕｚｅｘ測定枠１３の飛び散りトナー１５の面積
を求める。

【０１１２】 飛び散り率（％）＝(3) ／｛(1) −所に｝×１００ である。飛び散り率（％）が５％未満であれば画像の飛
び散りによるガサツキ等の不具合は発生しない。５％以
上となると、画像の飛び散りが目立ち、ラインの直線性
等も劣るようになる。

【０１１３】本発明の実施の形態と比較例のトナーＴの
単位重量当たりの電荷量分布の結果を図７に示す。図７
の結果より、本発明の実施の形態における電荷量分布の
ほうが、比較例よりシャープになっていることがわか
る。このとき電荷量分布における半値幅Ｈは、本発明の
実施の形態では１４μＣ／ｇ、比較例では３３μＣ／ｇ
であった。そして、飛び散り率はそれぞれ、２．１％と
７．３％であった。

【０１１４】また、現像ブレードへのトナー融着の状態
は、本実施の形態では、発生はしないかった。比較例に
おいては、現像ローラに当接する部分の現像ブレード上
にトナーＴが全面に融着した状態であった。比較例にお
ける画像は、ベタ黒画像を最後に出力した結果、画像長
手にわたって全面に白スジが発生していた。

【０１１５】以上述べたように、最表層に動摩擦係数の
低い樹脂層８ｃを有する現像ローラ８を、Ｌ字型に折り
曲げられた金属製の薄板である現像ブレード１０により
規制することで、現像ローラ８と現像ブレード１０との
摺擦部Ｓにおける摩擦熱及び機械的剪断力の発生を低減
させ、トナーＴの付着による「白スジ」を防止できる。

【０１１６】〈実施の形態２〉次に、本発明に係る実施
の形態２を図８を参照して説明する。なお、上述の実施
の形態１と同一機能を有する部材は同一符号を付して説
明を省略する。

【０１１７】上述の実施の形態１においては、最表層に
動摩擦係数の低い樹脂層８ｃを有する現像ローラ８を、
Ｌ字型に折り曲げられた金属製の薄板である現像ブレー
ド１０により規制することで、現像ローラ８と現像ブレ
ード１０との摺擦部Ｓにおける摩擦熱及び機械的剪断力
の発生を低減させ、トナーＴの付着による「白スジ」を
防止した。しかしながら、実施の形態１においては最表
層の動摩擦係数が低いことにより、現像ローラ８上にコ
ートされるトナー量が少ないという問題点が発生した。
その結果、必要な画像濃度を得るためには、感光ドラム
１の周速に対する現像ローラ８の周速差を大きくしなけ
ればならなかった。

【０１１８】現像ローラの周速を速くすることは、トナ
ーＴへの摩擦熱の発生を考慮すると不利であった。

【０１１９】そこで、実施の形態２においては、現像ロ
ーラ１８と供給ローラ（供給部材）１９間に、トナーＴ
を現像ローラ側に付勢する手段として現像剤付勢手段を
設けるものである。本実施の形態においては、現像剤付
勢手段としての供給ローラバイアス電源２０を供給ロー
ラ１９に接続し、この電源により、現像ローラ１８と供
給ローラ１９間にトナーＴを現像ローラ１８側へ付勢す
る電位差を設け、現像ローラ１８が担持するトナー量を
増加させることで、現像ローラ１８の周速を遅く、すな
わち、感光ドラム１との周速差を小さくするものであ
る。

【０１２０】また、図８に示す画像形成装置は、クリー
ニング装置を設けていない装置、いわゆる現像同時クリ
ーニングを行う場合の例である。

【０１２１】以下、画像形成動作について説明する。

【０１２２】帯電ローラ１６は感光ドラム１に接触して
帯電を行う接触帯電ローラであり、帯電ローラ１６に
は、感光ドラム１表面を一様に帯電するように、帯電バ
イアス電源（不図示）が接続されており、画像形成動作
中は約−１３００Ｖを帯電ローラ１６に印加して、感光
ドラム１表面を約−７００Ｖに一様に帯電する。帯電ロ
ーラ２は、直径１２mmであり矢印Ｗ方向に感光ドラム１
と同一周速で回転する。

【０１２３】そして、レーザスキャナ等の露光装置３に
よって情報信号により感光ドラム１上を露光して静電潜
像を形成し、現像装置４でトナーＴにて感光ドラム１上
の静電潜像をトナー像として現像し可視像化する。

【０１２４】このとき、現像装置４の現像ローラ１８に
は現像バイアス電源１７から現像バイアスとして−３５
０Ｖの電圧が印加され、供給ローラ１９には供給ローラ
バイアス電源２０から−４５０Ｖの電圧が印加される。
両者とも直流電圧である。すなわち、現像ローラ１８と
供給ローラ１９間には、負極性に帯電したトナーＴを供
給ローラ１９から現像ローラ１８側へ付勢する方向の電
界が形成される。帯電したトナーＴは現像ローラ１８に
より搬送されやすくなることで、現像ローラ１８上のト
ナー量を増やすことができる。その結果、前述の実施の
形態１よりも、現像ローラ１８の周速を遅くして、感光
ドラム１と現像ローラ１８の周速差を低くすることがで
きる。これは、トナーＴが受ける摩擦熱の熱量が減少す
ることになり、さらに低融点の低分子量成分を有するト
ナーＴをも使用することが可能となる。

【０１２５】次に、感光ドラム１上のトナー像を転写ロ
ーラ５により転写材Ｐに転写し、さらに定着装置７にて
定着して永久画像を得る。

【０１２６】一方、転写材Ｐ上に転写されず感光ドラム
１表面に残ったトナー（転写残トナー）は帯電ローラ１
６に到達する。転写残トナーは通常、転写ローラ５によ
る放電をうけるため正規の帯電極性とは逆極性に帯電し
たトナーである。逆極性に帯電した転写残トナーは、帯
電ローラ１６及び感光ドラム１との摺擦、並びに帯電ロ
ーラ１６による放電により正規の帯電極性にされ、帯電
ローラ１６から感光ドラム１上に吐き出される。感光ド
ラム１と現像ローラ１８との接触部において非画像部に
存在するトナーＴは、帯電電位（−７００Ｖ）と現像ロ
ーラ１８に印加された現像バイアス（−４６０Ｖ）の電
位差により現像ローラ１８に回収される。

【０１２７】本実施の形態においては、現像同時クリー
ニング方式の画像形成装置を用いているので、それにつ
いて説明する。

【０１２８】図９を参照して、現像同時クリーニングの
方式を説明する。

【０１２９】図９中、□は感光ドラム１上に存在する転
写残トナーを示し、○は現像ブレード１０を通過し現像
ローラ１８上に担持された新しいトナーを示す。記号中
の−はトナーの帯電極性を示す。

【０１３０】帯電ローラ１６を通過、又は帯電ローラ１
６から吐き出された転写残トナーは、感光ドラム１と現
像ローラ１８との接触部において摺擦を受け、負帯電ト
ナーになる。感光ドラム１上の露光部（画像部）につい
ては、感光ドラム１上の電位は露光を受けたことによ
り、約−１００Ｖとなる。このとき、転写残トナーはそ
のまま感光ドラム１上に残り、現像バイアス（−３５０
Ｖ）と感光ドラム１上の電位差により現像ローラ１８上
の新しいトナーＴが感光ドラム１上に現像される。同時
に非露光部（非画像部）の負帯電の転写残トナーは、感
光ドラム１上の帯電電位（−７００Ｖ）と現像バイアス
（−３５０Ｖ）との電位差により現像ローラ１８上に転
移する。このとき、現像ローラ１８上の新しいトナーＴ
はそのまま現像ローラ１８上に残る。以上の工程により
現像同時クリーニングが達成される。

【０１３１】以上述べたように、現像ローラ１８と供給
ローラ１９との間に、トナーＴを現像ローラ１８側に付
勢する電位差を設け、現像ローラ１８が担持するトナー
量を増加させることで、現像ローラ１８の周速を遅くす
ることができ、低融点のトナーＴの劣化を防止すること
ができる。

【０１３２】〈実施の形態３〉前述の実施の形態１及び
上述の実施の形態２においては、現像ローラの芯金上の
外周に低硬度の弾性層を、そしてさらに弾性層の外周に
摩擦係数の低い樹脂層を有していたが、本発明は、この
構成に限定されるものではない。例えば、導電性パイプ
上に低硬度の弾性層及び摩擦係数の低い樹脂層を設けて
低コスト化を図ることも可能である。

【０１３３】さらに、上述の導電性パイプ中にマグネッ
トを配置するようにすれば、一成分磁性トナーを用いる
ことも可能となる。

【０１３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
現像剤担持体の最表面に動摩擦係数の低い樹脂層を設
け、この樹脂層に金属製の薄板である現像ブレードを当
接させて現像剤担持体表面の現像剤の層厚を規制するこ
とで、現像剤担持体と現像ブレードとの摺擦部における
摩擦熱及び機械的剪断力の発生を低減させることができ
るので、現像ブレードに対する現像剤の付着による「白
スジ」の発生を有効に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の現像装置における現像ローラ及
び現像ブレードの構成を縦断面図。

【図２】実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示す
縦断面図。

【図３】動摩擦係数の測定法を説明する図。

【図４】トナーの帯電電荷量分布の幅の状態を示す図。

【図５】（ａ）、（ｂ）は、本発明の現像装置で使用す
るトナーの縦断面図。

【図６】飛び散り率の測定法を説明する図。

【図７】実施の形態１と比較例との帯電電荷分布を示す
図。

【図８】実施の形態２の画像形成装置の概略構成を示す
縦断面図。

【図９】実施の形態２における現像同時クリーニングを
説明する図。

【図１０】従来の画像形成装置の概略構成を示す縦断面
図。

【符号の説明】

１ 像担持体（感光ドラム） ２、１６ 静電潜像形成手段（帯電手段、帯電ロー
ラ） ３ 静電潜像形成手段（露光手段、露光装置） ４ 現像手段（現像装置） ５ 転写手段（転写ローラ） ６ クリーニング装置 ７ 定着装置 ８、１８ 現像剤担持体（現像ローラ） ８ａ 芯金 ８ｂ 弾性層 ８ｃ 樹脂層 ９、１９ 供給部材（供給ローラ） １０ 規制手段（現像ブレード） １０ａ 屈曲部 １１ 攪拌部材 １２、１７ 現像バイアス電源 ２０ 現像剤付勢手段（供給ローラバイアス電
源） Ｄ 現像位置 Ｓ 摺擦部 Ｔ 現像剤（トナー）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大関 行弘 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 野々村 真 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H005 AA06 AA08 AA15 AB10 CA14 CB07 EA01 EA03 EA07 FA07 2H077 AC04 AC16 AD02 AD06 AD13 AD17 AD23 AD35 FA01 FA22

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤を表面に担持して像担持体と対向
   する現像位置に搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持
   体表面にて担持搬送される現像剤を薄層規制する規制手
   段と、前記現像剤担持体と前記像担持体との間に現像バ
   イアスを印加して前記現像位置に搬送された現像剤を前
   記像担持体に供給する現像バイアス電源とを備えた現像
   装置において、 前記規制手段は、バネ弾性により前記現像剤担持体表面
   に当接されて現像剤の層厚を規制する金属製の現像ブレ
   ードを有し、 前記現像剤担持体は、芯金の外周面を囲繞する弾性層を
   有するとともに、最表面における前記現像ブレードとの
   間の動摩擦係数が０．０１〜０．２となるように形成さ
   れている、 ことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記現像剤担持体表面に現像剤を供給す
   る供給部材を有し、 前記供給部材側の現像剤を電位差により前記現像剤担持
   体側に付勢する現像剤付勢手段を有する、 ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記現像ブレードを通過した前記現像剤
   担持体上の現像剤の帯電電荷量分布における単位重量当
   たりの電荷量の半値幅が２５μＣ／ｇである、ことを特
   徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 【請求項４】 前記現像ブレードは、先端から所定の位
   置を前記像担持体とは反対方向に折り曲げた屈曲部を有
   し、前記像担持体表面の移動方向についての前記屈曲部
   よりも下流側の部位が前記現像剤担持体表面に当接され
   る、 ことを特徴とする請求項１、２、又は３に記載の現像装
   置。
5. 【請求項５】 前記現像剤担持体は、前記最表面に、離
   型粒子が分散された樹脂層を有する、 ことを特徴とする請求項１、２、３、又は４に記載の現
   像装置。
6. 【請求項６】 前記樹脂層を構成する樹脂が、ポリアミ
   ド樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹
   脂、フッ素樹脂、又はこれらの混合された樹脂のいずれ
   かである、 ことを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
7. 【請求項７】 前記離型粒子が、フッ素樹脂粒子、シリ
   コーン樹脂粒子、ポリアミド樹脂粒子である、 ことを特徴とする請求項５又は６に記載の現像装置。
8. 【請求項８】 前記現像剤は、少なくとも結着樹脂、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、 該トナーは、透過電子顕微鏡を用いたトナー粒子の断層
   面観察において、前記ワックス成分が前記結着樹脂と相
   溶しない状態で、かつ実質的に球状の島状又は紡錘形の
   島状で、トナー粒子中に含有されている、 ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、又は
   ７に記載の現像装置。
9. 【請求項９】 前記トナーの画像解析装置で測定した形
   状係数ＳＦ−１の値が１００〜１６０であり、形状係数
   ＳＦ−２の値が１００〜１４０である、 ことを特徴とする請求項８に記載に現像装置。
10. 【請求項１０】 前記形状係数ＳＦ−１の値が１００〜
    １４０であり、前記形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１
    ２０である、 ことを特徴とする請求項９に記載の現像装置。
11. 【請求項１１】 前記形状係数ＳＦ−２の値を前記形状
    係数ＳＦ−１の値で除した値、（ＳＦ−２）／（ＳＦ−
    １）の値が１．０以下である、 ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の現像装置。
12. 【請求項１２】 前記ワックス成分の融点が４０〜１３
    ０℃である、 ことを特徴とする請求項８、９、１０、又は１１に記載
    の現像装置。
13. 【請求項１３】 前記トナー表面の外添剤被覆率が５〜
    ９９％である、 ことを特徴とする請求項８、９、１０、１１、又は１２
    に記載に現像装置。
14. 【請求項１４】 像担持体と、該像担持体表面に静電潜
    像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像に現像
    剤を付着させて現像剤像として現像する現像手段と、前
    記像担持体上の現像剤像を転写材に転写する転写手段と
    を備えた画像形成装置において、 前記現像剤手段が、請求項１、２、３、４、５、６、
    ７、８、９、１０、１１、１２、又は１３に記載の現像
    装置である、 ことを特徴とする画像形成装置。