JP2000338776A

JP2000338776A - 現像装置

Info

Publication number: JP2000338776A
Application number: JP15033799A
Authority: JP
Inventors: Sakushiro Tanaka; 作白田中
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 2000-12-08

Abstract

(57)【要約】【目的】クリーニングレスの画像形成プロセスに採用さ
れる現像装置として、簡単な構成で安定したクリーニン
グ能力と現像能力を兼ね備えた現像装置を提供するこ
と。【構成】回転する現像ローラ周表面に保持した非磁性一
成分系トナーを回転する感光体と現像ローラーとの接触
域に形成される現像領域に搬送し、感光体表面に未転写
トナーを保持した状態で形成された静電潜像をトナー像
化する現像装置において、現像ローラ表面に保持するト
ナーの層厚をトナーの体積中心粒径に対して２倍を限度
として１倍よりも大きくし、且つ現像ローラの表面粗さ
を算術平均粗さ（Ｒａ）で０．５μｍ以上１．５μｍ以
下としたことを現像装置の構造上の特徴とする。また、
上記トナーの層厚を制御する一手段としては、硬度（ア
スカーＣ）６５から７５度の現像ローラ表面に補給ロー
ラを当接回転させて供給されたトナーを、弾性体規制ブ
レードを現像ローラに０．１〜０．６ｋｇ／ｍｍの線圧
で当接させることで形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電複写機、レー
ザプリンタの如き感光体ドラムの感光層に形成された静
電潜像をトナー像に現像する現像装置に関する。より詳
細には、感光体ドラム上に存在する未転写トナーをクリ
ーニング装置で回収することなく、次の現像を行う、い
わゆるクリーニングレスシステムを採用した画像形成装
置の現像装置に関する。

【０００２】

【従来技術】近年、感光体ドラムの感光層に形成された
静電潜像を一成分トナーにて現像する現像装置を備えた
画像形成装置が広く実用化されている。この種の画像形
成装置は、現像装置が極めてコンパクトに設計できるこ
とから現像剤として非磁性一成分トナーを使用し、現像
ローラ表面にトナー薄層を形成した現像ローラを感光体
表面に接触させて行う接触式の現像方法を利用してい
る。そしてさらなる画像形成装置の小型化を目指すべ
く、専用のクリーニングシステムを省略し、転写されな
かった未転写トナーの存在下に静電潜像を形成した上
で、これら接触式の現像装置にて、未転写トナーをクリ
ーニングしながらこの潜像を現像するというクリーニン
グレス現像システムも採用されてきている。このクリー
ニングレスの現像システムでは、現像ローラ表面に形成
したトナー薄層にて、感光体ドラム表面上に存在する未
転写トナーを回収しつつ、静電潜像を現像するため、従
来公知の接触現像に比べて、条件設定が困難となる。具
体的には、現像ローラで現像領域へ搬送されてくるトナ
ー量が多い場合には、未転写トナーを掻き取る能力は高
められるが、トナー飛散や非画像部へのカブリが発生し
易くなる。逆にトナー量が少ない場合には、現像に賦与
されるトナーとして未転写トナーの比率が高くなり、ト
ナー帯電状態が不安定なため、濃度不足や、解像度が悪
くなり、画像自体が劣化してしまう。

【０００３】そのため、従来技術では、現像ローラの表
面粗さを適宜に定め、表面粗さを制御することで、少し
大目のトナー層を形成し、高いバイアス電圧やトナー飛
散のための手段を使用して、なんとか安定した画像形成
を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような観点から、
クリーニングレスの画像形成プロセスに採用される現像
装置として、簡単な構成で安定したクリーニング能力と
現像能力を兼ね備えた現像装置を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、回転する現像ローラ周表面に保持した非磁性
一成分系トナーを回転する感光体と現像ローラーとの接
触域に形成される現像領域に搬送し、感光体表面に未転
写トナーを保持した状態で形成された静電潜像をトナー
像化する現像装置において、現像ローラ表面に保持する
トナーの層厚をトナーの体積中心粒径に対して１〜２倍
とし、且つ現像ローラの表面粗さを算術平均粗さ（Ｒ
ａ）で０．５μｍ以上１．５μｍ以下としたことを現像
装置の構造上の特徴とする。

【０００６】また、上記トナーの層厚を制御する一手段
としては、硬度（アスカーＣ）６５から７５度の現像ロ
ーラ表面に補給ローラを当接回転させて供給されたトナ
ーを、弾性体規制ブレードを現像ローラに０．１〜０．
６ｋｇ／ｍｍの線圧で当接させることで形成することが
できる。

【０００７】

【作用】本発明者らは、単に現像ローラ表面の平滑性を
制御して搬送量を制御するのではなく、むしろ、使用す
るトナー粒子径に着目して、現像ローラ上のトナー層厚
を制御することで、クリーニング性能と現像性能の両面
とも極めて安定した現像を実現することを見出した。つ
まり、トナー層厚をトナー粒子径に関わらず大きく設定
する場合には、トナー飛散や現像されやすい高い電荷を
有した小粒径トナーが優先的な消費されるため、現像稼
働時間と共にトナーの層厚が減少してくる。これに対し
てトナー層厚を使用するトナーの体積中心粒径の１から
２倍と設定する場合には、未転写トナーの掻き取り力を
維持しつつ、トナー飛散や小粒径トナーの優先的現像な
どが生じることがないために、現像稼働時間に対して層
厚を一定に維持できる。この層厚を一定に維持すること
は、未転写トナーを回収し、再度現像に利用するクリー
ニングレスシステムの場合には特に重要となる。

【０００８】具体的に説明すると、現像時に回収された
未転写トナーと未だ現像に寄与していないトナー（新ト
ナー）とを混在させてトナー薄層を形成した場合、未転
写トナーと新トナーとでは帯電特性が異なる傾向が存在
するため、未転写トナーの方がより現像され難い傾向が
ある。そのため、層厚を十分設定して現像させた場合、
現像領域に搬送されるトナーが豊富に存在するため帯電
特性の良好な新トナーが優先的に現像される。勿論この
場合、新トナーの中でも小粒径のものは帯電特性がさら
に良いため優先的に消費されることとなる。これに対し
て、現像領域へ限られた量のトナーを搬送させる場合に
は、薄層形成時におけるトナー規制が有効に作用し、結
果として摩擦帯電が十分に実施される。そのため未転写
トナーと新トナーの帯電特性に差は合っても、共に現像
に寄与できる帯電特性を得ることが可能となる。その結
果、未転写トナー、新トナーともに現像されるため偏っ
たトナーの消費が無くなり、長きにわたって安定した現
像が維持できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に従って構成された現像装置を詳細に説明する。な
お、図示の実施形態においては、画像形成装置としてプ
リンタを例に説明する。図１には、本発明の現像装置を
利用したプリンタの一実施形態が概略的に示されてい
る。プリンタ２は、この実施形態においては、小型のレ
ーザプリンタ（Ａ４サイズで毎分６枚のプリント速度）
であって、合成樹脂によって成形された機体ハウジング
２０を具備している。この機体ハウジング２０は、上方
が開放された箱状のハウジング本体２１と、該ハウジン
グ本体２１の上部に配設された軸２２に旋回自在に装着
されたカバー２３とを含んでいる。このように構成され
た機体ハウジング２０の略中央部には、プロセスユニッ
ト４が着脱自在に装着されている。即ち、プリンタ２の
機体ハウジング２０を構成するカバー２３を軸２２回り
に図１において反時計方向に旋回させることにより、機
体ハウジング２０を構成するハウジング本体２１の上方
が開放される。次いでプロセスユニット４を上方からハ
ウジング本体２１内に装着する。なお、ハウジング本体
２１内には、プロセスユニット４の感光体ユニット４０
を所定の位置に載置しうる位置決め手段（図示せず）が
設けられている。プロセスユニット４を機体ハウジング
２０のハウジング本体２１に装着したら、カバー２２を
軸２２回りに図１において時計方向に旋回させることに
より、その上方が閉じられる。

【００１０】一方、プリンタ２の機体ハウジング２０を
構成するハウジング本体２１の下部には、レーザユニッ
ト２４が配設されている。このレーザユニット２４は、
プリンタ２に接続されたパソコンからの印字データに対
応したレーザ光をプロセスユニット４の露光域４２３
（第２図参照）において上記感光体ドラム４２の感光層
に照射し、静電潜像を形成する。また、プリンタ２の機
体ハウジング２０を構成するハウジング本体２１には、
上記転写後案内板４６の下流側に定着ローラ対２５が配
設され、該定着ローラ対２５の下流側には排出ローラ対
２６が配設されている。更に、排出ローラ対２６の下流
側には排紙トレイ２７が配設されている。

【００１１】プリンタ２の機体ハウジング２０を構成す
るカバー２３には、左方上部に転写用紙を載置する給紙
トレイ２８が配設されている。この給紙トレイ２８の下
流側に給紙ローラ２９が配設されており、該給紙ローラ
２９は図示しない駆動手段によって図中矢印で示す方向
に回転駆動せしめられる。この給紙ローラ２９に対向し
て用紙分離用の摩擦パッド３０が配設されている。ま
た、上記転写域４２２において感光体ドラム４２と対向
して非接触式の転写ローラ３１が配設されている。この
転写ローラ３１は導電性の発泡ウレタンによって形成さ
れており、カバー２３に回転自在に支持されている。転
写ローラ３１は、その両端部に転写ローラ３１より大き
い外径を有する合成樹脂等の絶縁材からなる図示しない
カラーが各々装着され、該カラーが感光体ドラム４２の
周表面に接触して配設されており、従って、転写ローラ
３１は感光体ドラム４２の回転に伴い滑りつつ従動せし
められる。なお、転写ローラ３１の周表面と感光体ドラ
ム４２の周表面との隙間は０．５ｍｍ程度に設定されて
いる。このように構成された転写ローラ３１には、例え
ば１０μＡの定電流が印加される。また、カバー２３に
は、転写領域４２２（第２図参照）へ転写用紙を案内す
るための転写前案内板対４５（上側案内板４５２、下側
案内板４５１）が配設されている。

【００１２】このように構成されたプリンタ２は、図示
しないパソコン等からの印字指令に基づいて上記各部材
が作動を開始し、帯電用コロナ放電器４３によって感光
体ドラム４２の表面感光層が実質上均一に帯電される。
次に帯電された感光体ドラム４２の感光層の表面に、レ
ーザユニット２４から印字データに対応したレーザ光が
照射され、静電潜像(現像部で計測して露光部１２０
Ｖ、非露光部６００Ｖ)が形成される。このようにして
感光体ドラム４２の感光層に形成された静電潜像は、現
像ユニット５０によりトナー像に現像される。他方、給
紙トレイ２８に載置された転写紙は、給紙ローラ２９と
摩擦パッド３０との作用により１枚づつ送給される。そ
して転写紙は、転写前案内板対４５に案内され感光体ド
ラム４２と転写ローラ３１との間に搬送され、その表面
に感光体ドラム４２に形成されたトナー像が転写され
る。トナー像が転写された転写紙は、転写後案内板４６
に案内されて定着ローラ対２５に搬送される。定着ロー
ラ対２５によりトナー像が加熱定着された転写紙は、排
出ローラ対２６によって排紙トレイ２７上に排出され
る。一方、転写域４２２を通過した感光体ドラム４２の
周表面は、上記紙粉回収ブラシ４４を通過するとき、そ
の周表面に付着している紙粉等の異物が紙粉回収ブラシ
４４によって除去される。

【００１３】次に本発明の現像装置が採用されたプロセ
スユニットについて説明する。プロセスユニット４は、
図２に示すように、感光体ユニット４０と、該感光体ユ
ニット４０に支持軸５を介して揺動可能に支持された現
像ユニット５０とを備えている。感光体ユニット４０は
感光体支持手段４１を具備しており、この感光体支持手
段４１は前後方向に間隔を置いて配置された一対の側壁
部材４１１（図２には奥側の側壁部材のみが示されてい
る）と、該一対の側壁部材４１１の各々下部を連結する
連結部材４１２ａ、４１２ｂを備えている。なお、連結
部材４１２ａと４１２ｂは、互いに対向する内側の面が
平行に配設され両者間に帯電手段４３を設けている。感
光体支持手段４１を構成する一対の側壁部材４１１の現
像ユニット５０側上端部には、装着穴４１４を備えた支
持部４１３が各々設けられている。この支持部４１３に
設けられた装着穴４１４に上記現像ユニット５０の現像
ハウジングに配設された金属棒材からなる支持軸５を挿
通することにより、感光体ユニット４０と現像ユニット
５０が相互に揺動可能に支持される。

【００１４】上記感光体ユニット４０は、前述したよう
に周表面に有機感光体からなる感光層が形成された感光
体ドラム４２を具備している。この感光体ドラム４２は
回転軸４２１を備えており、この回転軸４２１が上記感
光体支持手段４１を構成する一対の側壁部材４１１に回
転自在に支持され、図示しない駆動手段によって矢印で
示す方向、即ち露光域４２３、現像域５３５および転写
域４２２を順次に通るように回転駆動されている。上記
感光体支持手段４１を構成する一対の側壁部材４１１間
には、図２において左斜め上方から給送される転写紙を
上記感光体ドラム４２の周表面上の転写域４２２に向け
て案内する転写前案内板対４５の一方を構成する下側案
内板４５１が配設されており、この下側案内板４５１は
一対の側壁部材４１１に一体成形されている。この下側
案内板４５１の上面には、長手方向（図２において紙面
に垂直な方向）に間隔をおいて複数個の案内リブ４５１
ａが一体成形されている。また、下側案内板４５１は、
下面にも長手方向（図２において紙面に垂直な方向）に
間隔をおいて複数個の補強リブ４５１ｂが一体成形され
ており、この補強リブ４５１ｂが上記支持軸５に当接す
るように構成されている。従って、下側案内板４５１
は、その上面に押圧力が作用し撓もうとしても補強リブ
４５１ｂが支持軸５に当接して撓みの発生を防止するこ
とができる。また、下側案内板４５１は、感光体支持手
段４１を構成する一対の側壁部材４１１における上部を
相互に連結する連結部材として機能し、感光体支持手段
４１の剛性強度を向上させることができる。更に、図示
の実施形態においては、下側案内板４５１は一対の側壁
部材４１１に一体成形されているので、一対の側壁部材
４１１に回転自在に支持される感光体ドラム４２に対す
る位置関係を高精度に維持することができる。なお、図
示の実施形態における下側案内板４５１は、プロセスユ
ニット４の着脱時において感光体ドラム４２の感光層に
対する接触防止部材としても機能するとともに、現像ユ
ニット５０の後述する現像ローラへの触れ防止部材とし
ても機能し、また、後述する現像ローラの表面からの飛
散トナーが転写紙や転写紙の搬送路に付着することを防
止する機能をも併せもっている。

【００１５】上記感光体支持手段４１を構成する一対の
側壁部材４１１間には、上記転写域４２２において転写
された転写紙を定着手段２５（第１図参照）に案内する
転写後案内板４６が配設されており、この転写後案内板
４６は一対の側壁部材４１１に一体成形されている。従
って、転写後案内板４６は、感光体支持手段４１を構成
する一対の側壁部材４１１を相互に連結する連結部材と
して機能し、感光体支持手段４１の剛性強度を向上させ
ることができる。なお、図示の実施形態における転写後
案内板４６は、プロセスユニット４の着脱時において感
光体ドラム４２の感光層に対する接触防止部材としても
機能することができる。

【００１６】次に、本発明の現像装置としての上記現像
ユニット５０について説明する。図示の実施形態におけ
る現像ユニット５０は、非磁性一成分トナーからなる現
像剤が収容された現像ハウジング５１を具備している。
この現像ハウジング５１は、底壁５１１と、該底壁５１
１の前後端（図２において紙面に垂直な方向の端部）か
ら上方に立設して形成された前側壁および後側壁５１２
（図２には後側壁のみが示されている）と、左側壁５１
３とからなっており、これらは合成樹脂によって一体成
形され、撹拌室５１４と現像室５１５を規定している。
現像ハウジング５１を構成する底壁５１１には、撹拌室
５１４と現像室５１５との間に前後方向（図２において
紙面に垂直な方向）に設けられた仕切り壁５１６が一体
成形されている。この仕切り壁５１６の左右両面は、円
弧状の案内面５１６ａおよび５１６ｂに形成されてい
る。現像ハウジング５１を構成する前後側壁５１２間に
は、現像室５１５側上部に配設された連結部材５１７が
設けられ、前後側壁５１２に一体形成されている。な
お、現像ハウジング５１を構成する上記後側壁５１２に
はトナー供給穴５１８が形成されており、このトナー供
給穴５１８にキャップ５１９が嵌合されている。そして
このキャップを利用して、トナーを適宜補充することが
可能となっている。このように構成された現像ハウジン
グ５１の現像室５１５側上端部には、前後側壁５１２を
貫通して上記支持軸５が配設されており、この支持軸５
の両端部に上記感光体ユニット４０の感光体支持手段４
１を構成する一対の側壁部材４１１の支持部４１３に設
けられた装着穴４１４を嵌合することにより、感光体ユ
ニット４０と現像ユニット５０が相互に揺動可能に支持
される。なお、感光体ユニット４０の感光体支持手段４
１の下端部と現像ハウジング５１の下端部との間には、
前端部および後端部にばね手段であるコイルばね５２が
各々介在されており、該コイルばね５２によって感光体
支持手段４１と現像ハウジング５１は支持軸５を支点と
して互いに引き寄せるように付勢されている。なお、現
像ハウジング５１は、その上方および右方、即ち感光体
ユニット４０側が開放されている。

【００１７】上記現像ハウジング５１内には、現像ロー
ラ５３と、補給ローラ５４と、撹拌手段５５および現像
剤規制手段５６が配設されている。現像ローラ５３は、
現像ハウジング５１の現像室５１５内に配設され、現像
ハウジング５１を構成する上記前後側壁５１２に回転自
在に装着された回転軸５３１と、この回転軸５３１の外
周面に固着された弾性体ゴムローラ５３２とを含んでい
る。回転軸５３１はステンレス鋼の如き適宜の金属材料
から形成することができる。弾性体ゴムローラ５３２は
比較的柔軟で且つ導電性を有する材料、例えばカーボン
ブラックなどの導電性材料を含有した導電性シリコンゴ
ムによって構成されている。図示の実施形態においては
弾性体ゴムローラ５３２の周表面の粗さとしてはＪＩＳ
Ｂ０６０１に規定されている算術平均粗さＲａが０．
５〜１．５に設定されている。この表面粗さを得るため
には、弾性体ゴムローラの成形において原料樹脂材料を
加熱硬化させた後に例えばバフ研磨などのそれ自体公知
の研磨手段を用いて、上記数値の範囲に設定することが
できる。

【００１８】また、弾性体ゴムローラ５３２の体積抵抗
は１０⁴〜１０⁹Ω・ｃｍ程度に設定されている。また、
弾性体ゴムローラ５３２のローラ硬度は、図示の実施形
態においてはアスカーＣ硬度で６０〜８０に設定されて
いる。このように構成された現像ローラ５３のローラ５
３２は、現像ハウジング５１に形成されている右側開口
を通して露呈せしめられて上記感光体ドラム４２に対向
して位置付けられる。そして、現像ローラ５３を構成す
るローラ５３２の周表面は、現像域において感光体ドラ
ム４２の周表面に圧接せしめられ、この圧接されたニッ
プ部５３５においてローラ５３２の周表面が若干弾性的
に圧縮せしめられている。現像ローラ５３の回転軸５３
１は、図示しない駆動手段によって矢印で示す方向、即
ちローラ５３２と上記感光体ドラム４２との接触部であ
る現像域において下側から上側に向けて回転駆動せしめ
られる。回転軸５３１の上記回転によってローラ５３２
も矢印で示す方向に回転駆動され、該ローラ５３２の周
表面は現像剤保持域５３３、現像剤規制域５３４および
現像域４２４を順次に移動せしめられる。なお、図示の
実施形態においては、現像ローラ５３の回転軸５３１に
は３００Ｖの定電圧が印加される。

【００１９】上記補給ローラ５４は、上記現像ハウジン
グ５１の現像室５１５内に上記現像ローラ５３と平行に
配設されており、現像ハウジング５１を構成する上記前
後側壁５１２に回転自在に装着された回転軸５４１と、
この回転軸５４１の外周面に固着されたローラ５４２と
を含んでいる。回転軸５４１は上記現像ローラ５３の回
転軸５３１と同様にステンレス鋼の如き適宜の金属材料
から形成することができる。ローラ５４２は発泡シリコ
ン或いは発泡ウレタンの如き発泡樹脂から構成されてい
る。ローラ５４２は現像ローラ５３とのニップ部である
現像剤保持域５３３において現像ローラ５３のローラ５
３２に圧接せしめられる。補給ローラ５４のローラ５４
２を構成している発泡樹脂の硬度は、現像ローラ５３を
構成するローラ５３２の硬度よりも相当小さく（例えば
アスカーＣ硬度で約３５程度）、ローラ５４２を現像ロ
ーラ５３のローラ５３２に圧接せしめることによってニ
ップ領域においてローラ５４２が０．１〜０．６ｍｍ程
度弾性的に圧縮せしめられるのが望ましい。また、ロー
ラ５４２も導電性を有しており、その体積抵抗は１０²
〜１０⁶Ω・ｃｍ程度に設定されている。補給ローラ５
４の回転軸５４１は図示しない駆動手段によって矢印で
示す方向、即ちローラ５４２と上記現像ローラ５３のロ
ーラ５３２とのニップ部である現像剤保持域５３３にお
いて上側から下側に向けて回転駆動せしめられる。回転
軸５４１の上記回転によってローラ５４２も矢印で示す
方向に回転駆動される。なお、図示の実施形態において
は、補給ローラ５４の回転軸５４１には上記現像ローラ
５３への印可電圧より高い４５０Ｖの定電圧が印加され
る。

【００２０】上記感光体ドラム４２の周速度Ｖ１と、現
像ローラ５３の周速度Ｖ２と、補給ローラ５４の周速度
Ｖ３とは、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３の関係に設定されている。
なお、図示の実施形態においては、感光体ドラム４２の
周速度Ｖ１と現像ローラ５３の周速度Ｖ２との関係は、
１．２Ｖ１≦Ｖ２≦２．５Ｖ１に設定されており、現像
ローラ５３の周速度Ｖ２と補給ローラ５４の周速度Ｖ３
との関係は、１．０Ｖ２≦Ｖ３≦２．０Ｖ２に設定され
ている。現像ローラ５３の周速度Ｖ２が１．２Ｖ１以下
になると、感光体ドラム４２への現像剤の供給不足とな
り、画像濃度が低下する原因となる。また、現像ローラ
５３の周速度Ｖ２が１．２Ｖ１以下になると、転写後に
感光体ドラム４２に付着している不転写現像剤に対する
現像ローラ５３の掻き取り作用が低下するため、不転写
現像剤を感光体ドラム４２から除去できないために生ず
る所謂オフセット・カブリが発生する原因となる。他
方、現像ローラ５３の周速度Ｖ２が２．５Ｖ１以上にな
ると、現像ローラ５３の駆動トルクが増大するととも
に、遠心力による現像剤飛散の原因となる。また、補給
ローラ５４の周速度Ｖ３が１．０Ｖ２以下になると、現
像ローラ５３への現像剤の供給不足となり、画像濃度が
低下する原因となる。また、補給ローラ５４の周速度Ｖ
３が１．０Ｖ２以下になると、補給ローラ５４による現
像ローラ５３周表面の掻き取り作用が弱いため、転写後
に感光体ドラム４２に付着している不転写現像剤が現像
ローラ５３に付着した場合、この付着現像剤の除去が困
難となり、この付着現像剤は次の現像時に現れる所謂ゴ
ースト現象発生の原因となる。他方、補給ローラ５４の
周速度Ｖ３が２．０Ｖ２以上になると、補給ローラ５４
の駆動トルクが増大するとともに、現像剤が補給ローラ
５４と現像ローラ５３のニップ部の上側に滞留する傾向
が強くなり現像ローラ５３への現像剤供給不足の原因と
なる。

【００２１】上記現像ハウジング５１の撹拌室５１４に
は、撹拌手段５５が配設されている。上記撹拌手段５５
は、上記補給ローラ５４と平行に配設されており、現像
ハウジング５１を構成する上記前後側壁５１２に回転自
在に装着された回転軸５５１と、この回転軸５５１に固
定された撹拌部材５５２と、該撹拌部材５５２に装着さ
れた弾性を有する撹拌シート部材５５３を含んでいる。
撹拌部材５５２は、合成樹脂によって形成されており、
長手方向（図２において紙面に垂直な方向）に複数個の
開口を備えている。撹拌シート部材５５３は、可撓弾性
を有する例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ
Ｐ）樹脂によって形成されており、撹拌部材５５２の先
端縁辺に接着剤等によって固着されている。このように
構成された撹拌手段５５は、図示しない駆動手段によっ
て図２において矢印で示す方向に連続的に回転駆動せし
められる。

【００２２】上記現像ハウジング５１には、開放された
上部を覆う蓋５７が装着されている。蓋５７は合成樹脂
によって構成されており、現像ハウジング５１を構成す
る前側壁および後側壁５１２と左側壁５１３および連結
部材５１７の上面に接着剤によって固着されている。こ
の蓋５７の内面には、上記補給ローラ５４と対向する位
置に前後方向（図２において紙面に垂直な方向）に延設
され現像室５１５側に突出する規制部５７１が一体成形
されている。なお、規制部５７１の下端と上記補給ロー
ラ５４を構成するローラ５４２の外周面との間には所定
の間隔が設けられる。

【００２３】現像ハウジング５１を構成する連結部材５
１７には、シート状シール部材５８が装着されている。
このシート状シール部材５８は、例えばポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴＰ）樹脂等の可撓弾性を有するシ
ート部材によって構成されており、上記現像ローラ５３
を構成するローラ５３２の軸方向長さと略同一長さを有
している。シート状シール部材５８は、その一端部が上
記連結部材５１７に接着剤等の固着手段によって固着さ
れており、その他端部が湾曲されて現像ローラ５３を構
成するローラ５３２の周表面に弾性的に接触せしめられ
ている。このように構成されたシート状シール部材５８
は、上記現像剤規制手段５６のブレード５６１とともに
現像ハウジング５１の感光体ユニット４０側開口からの
現像剤の飛散を防止する。

【００２４】上記現像剤規制手段５６は、上記現像ロー
ラ３２を構成するローラ５３２の周表面に圧接せしめら
れる可撓弾性を有する薄板鋼板からなる規制ブレード５
６１を具備している。規制ブレード５６１は、例えば、
厚さが０．１〜０．２ｍｍ程度のステンレス鋼板または
ばね鋼板によって構成されており、現像ローラ５３を構
成するローラ５３２の長さと略同じ長手方向寸法を有し
ている。この規制ブレード５３１は、金属材料の弾性を
利用して、現像ローラ５３に対して押圧させる線圧を
０．１〜０．６ｋｇ／ｍｍ以上望ましくは０．１７〜
０．５０ｋｇ／ｍｍの線圧に設定する。規制ブレード５
３１の表面粗さにもよるが、上記範囲に設定すること
で、前述した現像ローラ５３（弾性体ゴムローラ５３
２）の表面粗さと相成って、トナーの体積中心粒径ｄに
対して１〜２倍の層厚に規制することができる。

【００２５】本発明では、現像ローラ表面に形成される
トナー層厚を第３図に示す方法で計測し、確認してい
る。具体的には、東京光電子工業製のＬａｓｅｒＭｉ
ｃｒｏＧａｕｇｅＬＭＧ３０ＬＤ−Ｎを使用し、トナ
ー薄層が形成された現像ローラを計測装置に取り付け
る。この取り付け位置は発光部と受光部の間であり、発
光部から帯上に制御されたレーザー光を現像ローラ状に
形成されたトナー薄層部分に向けて照射する。このとき
受光部では、現像ローラ並びにトナー薄層によって遮ら
れなかった部分のレーザー光を受光し、受光部に入射し
たレーザー光の幅ｄ１を計測する（第３図ａ参照）。次
に現像ローラ表面のトナーを除去して、同様の計測を行
い、受光部に入射したレーザー光の幅ｄ２を計測する
（第３図ｂ参照）。この２回目の計測ではトナー層が除
去されているので、このトナー層厚の部分に対応する長
さだけ受光幅が増加している。したがってトナー層厚は
ｄ２−ｄ１により計測することができる。

【００２６】本発明の現像装置で使用する非磁性一成分
トナーは体積中心粒径が６〜１０μｍに調整されたトナ
ーであり、スチレンアクリル系やポリエステル系の熱可
塑性樹脂中にカーボンブラックや各種カラー顔料などの
着色剤、電荷制御剤などを分散させ、粉砕法や重合法に
よって得られるそれ自体公知のトナーが使用できる。こ
の場合、トナーの粒度分布を特定の範囲内に制御させる
観点からは、重合法によって製造することが望ましい。

【００２７】

【実験例】本発明の効果を確認すべく、以下の実験を行
った。現像ローラの表面粗さ（Ｒａ）を１．０μｍ、ト
ナーの体積中心粒径を９〜１０μｍのものを使用して、
図１、図２に示されたレーザービームプリンタを使用し
て毎分６枚の速度にて３０００回の画像形成を行った。
このとき、弾性規制ブレードの現像ローラへ当接させる
線圧を０．５０ｋｇ／ｍｍ（トナー層厚１層；実施例
１）０．１７ｋｇ／ｍｍ（トナー層厚２層；実施例２）
０．０９ｋｇ／ｍｍ（トナー層厚３層；比較例）の３種
類の実験を行った。

【００２８】この実験により、画像形成回数に伴うトナ
ー層厚の変化を図３に、画像濃度の変化を図４に、カブ
リ濃度の変化を図５にそれぞれ示す。また具体的な計測
値をそれぞれ表１、２、３に示す

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【表３】

【００３２】この実験結果によれば、図４のグラフより
トナー層厚を１層（実施例１）もしくは２層（実施例
２）とした場合には３０００回の画像形成を通してトナ
ー層厚の実測値は初期から常に安定しているのに対し
て、トナー層厚を３層（比較例）に設定したした場合に
は徐々にトナー層厚の実測値が減少していく事実がわか
る。また、図５、図６のグラフから、実施例１、２につ
いては画像濃度、カブリ濃度が安定しているのに対し
て、比較例のものは画像濃度が減少し、逆にカブリ濃度
が増加していく様子が理解できる。このことから、本発
明に従いトナー層圧を１から２層に設定することで、安
定した画像形成を実施できることがわかる。

【００３３】つぎに、弾性規制ブレードの現像ローラへ
当接させる線圧を０．１７ｋｇ／ｍｍとし、現像ローラ
の表面粗さ（Ｒａ）を０．１から２．５μｍに変化さ
せ、画像濃度とカブリ濃度の変化を調べた。その結果を
表３及び図７に示す。

【００３４】

【表４】

【００３５】この実験から、表面粗さ（Ｒａ）が０．５
から１．５μｍの範囲で画像濃度、カブリ濃度が安定し
ている様子がわかる。なお、これら一連の実験において
は、画像濃度が１．３００以上、カブリ濃度が０．００
５以下を実用レベルとして評価した。

【００３６】

【発明の効果】クリーニングレスの画像形成プロセスに
採用される現像装置として、簡単な構成で安定したクリ
ーニング能力と現像能力を兼ね備えた現像装置を提供す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置を採用した画像形成装置の一
実施形態を概略的に示す正面図。

【図２】図１に示す画像形成装置のプロセスユニット部
の断面図。

【図３】現像ローラ表面のトナー層厚を計測する方法を
説明する図。

【図４】初期のトナー層厚を１から３層に設定した場合
の、画像形成回数とトナー層厚の実測値の変化を示した
グラフ図。

【図５】初期のトナー層厚を１から３層に設定した場合
の、画像形成回数と画像濃度の変化を示したグラフ図。

【図６】初期のトナー層厚を１から３層に設定した場合
の、画像形成回数とカブリ濃度の変化を示したグラフ
図。

【図７】現像ローラの表面粗さ（Ｒａ）を変化させた場
合の画像濃度、カブリ濃度の変化を示したグラフ図。

【符号の説明】

２：プリンタ４：プロセスユニット４０：感光体ユニット４２：感光体ドラム４３：帯電手段４４：紙粉回収ブラシ５０：現像ユニット５１：現像ハウジング５３：現像ローラ５４：補給ローラ５５：撹拌手段５６：現像剤規制手段５６１：規制ブレード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転する現像ローラ周表面に保持した非磁
性一成分系トナーを回転する感光体と現像ローラーとの
接触域に形成される現像領域に搬送し、感光体表面に未
転写トナーを保持した状態で形成された静電潜像をトナ
ー像化する現像装置において、現像ローラ表面に保持す
るトナーの層厚をトナーの体積中心粒径の１〜２倍と
し、且つ現像ローラの表面粗さを算術平均粗さ（Ｒａ）
で０．５μｍ以上１．５μｍ以下としたことを特徴とす
る現像装置。
【請求項２】上記トナーの層厚は、硬度（アスカー
Ｃ）６５から７５度の現像ローラ表面に補給ローラを当
接回転させて供給されたトナーを、弾性体規制ブレード
を現像ローラに０．１〜０．６ｋｇ／ｍｍの線圧で当接
させることで形成される請求項１記載の現像装置。