JP2002207360A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナー担持体の表面に規制部材を圧接させて
現像領域に搬送されるトナーの量を規制する際に、トナ
ーが割れて発生した微粉がトナー担持体の表面に融着す
るのを抑制すると共に、トナー担持体を像担持体に接触
させないようにして安定した現像が行えるようにする。 【解決手段】 像担持体１と所要間隔を介して対向する
現像領域にトナーｔを搬送するトナー担持体11と、トナ
ー担持体の表面に圧接させて現像領域に搬送されるトナ
ーの量を規制する規制部材14とを有する現像装置におい
て、導電性基体11a の表面にゴム硬度が70度以下で厚み
が７〜50μｍの範囲になった弾性層11b を設けたトナー
担持体を用いると共に、現像領域において対向するトナ
ー担持体と像担持体との間隔ｄを２５０μｍ以下にし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複写機やプリン
ター等の画像形成装置において、像担持体に形成された
潜像を現像するのに使用する現像装置に係り、特に、ト
ナー担持体の表面にトナーを保持させ、このトナー担持
体によりトナーを像担持体と所要間隔を介して対向する
現像領域に搬送する途中において、このトナー担持体の
表面に規制部材を圧接させて、現像領域に搬送されるト
ナーの量を規制するようにした現像装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複写機やプリンター等の画像
形成装置においては、像担持体に形成された潜像を現像
するのに様々な現像装置が使用されていた。

【０００３】そして、このような現像装置としては、キ
ャリアとトナーとを含む現像剤を用いた２成分現像方式
の現像装置の他に、キャリアを使用しない１成分現像方
式の現像装置が知られていた。

【０００４】ここで、このような１成分現像方式の現像
装置においては、像担持体と対向する現像領域にトナー
担持体によって適当量のトナーが搬送されるようにする
と共にこのトナーを所定の極性に帯電させるように、一
般に、トナーをトナー担持体の表面に保持させて像担持
体と対向する現像領域に搬送する途中において、このト
ナー担持体の表面にバネ弾性やゴム弾性を持つ規制部材
を圧接させ、この規制部材によりトナー担持体の表面に
保持されて現像領域に搬送されるトナーの量を規制する
と共に、このトナーを摩擦帯電させるようにしていた。

【０００５】また、上記のトナー担持体として、従来に
おいては、一般に金属製のローラや、この金属製のロー
ラの表面に弾性層を設けたものが使用されていた。

【０００６】しかし、金属製のローラからなるトナー担
持体の表面に規制部材を圧接させて、現像領域に搬送さ
れるトナーの量を規制するようにした場合、この規制部
材による圧接力によってトナーに多大な負荷が加わり、
これによってトナー担持体の表面におけるトナーが割れ
て微粉が発生し、特に、高速で画像形成を行うために現
像速度を速くした場合には、トナーの割れが激しくなっ
て微粉が多く発生し、この微粉が次第に増加してトナー
担持体の表面等に融着し、形成される画像に濃度むら等
が発生するという問題があった。

【０００７】また、上記のように金属製のローラの表面
に弾性層を設けた従来のトナー担持体においては、上記
のように規制部材の圧接によってトナーが割れるのを防
止するため、金属製のローラの表面に設ける弾性層の厚
みを厚くしていた。

【０００８】しかし、このように金属製のローラの表面
に設ける弾性層の厚みを厚くした場合、トナー担持体の
成形精度が悪くなるという問題があり、特に、トナー担
持体の耐久性を高めると共に高速で現像を行うようにす
るため、現像領域においてトナー担持体を像担持体と所
要間隔を介して対向させ、トナー担持体を像担持体に接
触させないようにして現像を行うようにした場合には、
トナー担持体と像担持体との間隔が変動して安定した現
像が行えなくなり、形成される画像に濃度むらやリーク
によるノイズが発生する等の問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、トナー担
持体の表面にトナーを保持させ、このトナー担持体によ
りトナーを像担持体と所要間隔を介して対向する現像領
域に搬送させる途中において、このトナー担持体の表面
に規制部材を圧接させ、トナー担持体によって現像領域
に搬送されるトナーの量を規制すると共にトナーを帯電
させるようにした現像装置における上記のような様々な
問題を解決することを課題とするものである。

【００１０】すなわち、この発明においては、上記のよ
うな現像装置において、トナー担持体の表面に規制部材
を圧接させて現像領域に搬送されるトナーの量を規制す
るにあたり、トナー担持体の表面に弾性層を設けて、規
制部材の圧接によりトナーが割れるのを抑制すると共
に、このように弾性層を設けた場合において、トナー担
持体の成形精度が悪くなるのを抑制し、現像領域におい
てトナー担持体を像担持体と所要間隔を介して対向さ
せ、トナー担持体を像担持体に接触させないようにして
現像を行うようにした場合において、安定した現像が行
えて、良好な画像が長期にわたって安定して得られるよ
うにすることを課題とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明における第１の
現像装置においては、上記のような課題を解決するた
め、像担持体と所要間隔を介して対向する現像領域にト
ナーを搬送するトナー担持体と、このトナー担持体の表
面に圧接させて現像領域に搬送されるトナーの量を規制
する規制部材とを有する現像装置において、上記のトナ
ー担持体として、導電性基体の表面にゴム硬度が７０度
以下で厚みが７〜５０μｍの範囲になった弾性層を設け
たものを用いると共に、現像領域において対向するトナ
ー担持体と像担持体との間隔を２５０μｍ以下にしたの
である。なお、上記のゴム硬度は、ＪＩＳ Ｋ６３０１
に従って測定した値である。

【００１２】また、この発明における第２の現像装置に
おいては、上記のような課題を解決するため、像担持体
と所要間隔を介して対向する現像領域にトナーを搬送す
るトナー担持体と、このトナー担持体の表面に圧接させ
て現像領域に搬送されるトナーの量を規制する規制部材
とを有する現像装置において、上記のトナー担持体とし
て、導電性基体の表面にゴム硬度が７０度以下で厚みが
７〜５０μｍの範囲になった弾性層を設けたものを用い
ると共に、このトナー担持体と規制部材との間に、トナ
ーを所定の極性に帯電させる方向に１×１０⁶ 〜３×１
０⁷ Ｖ／ｍの範囲の電界を作用させるようにしたのであ
る。

【００１３】ここで、この発明における第１及び第２の
現像装置のように、導電性基体の表面にゴム硬度が７０
度以下で、厚みが７〜５０μｍの範囲になった弾性層を
設けたトナー担持体を用いると、トナー担持体の表面に
規制部材を圧接させて現像領域に搬送されるトナーの量
を規制する場合に、トナー担持体に形成された弾性層が
適切に変形して、トナーに加わる負荷が低減され、トナ
ーが割れて微粉が発生するのが抑制されるようになる。

【００１４】また、この発明における第１及び第２の現
像装置においては、導電性基体の表面に設ける弾性層の
厚みを５０μｍ以下にしているため、厚い弾性層を設け
る場合のように、トナー担持体の成形精度が低下すると
いうこともなく、トナー担持体と像担持体とが所要間隔
を介して対向させて現像を行う場合に、トナー担持体と
像担持体との間隔が変動するのが抑制されて、安定した
現像が行えるようになり、形成される画像に濃度むらや
リークによるノイズ等が発生するのが抑制される。

【００１５】また、この発明における第１の現像装置の
ように、現像領域において対向するトナー担持体と像担
持体との間隔を２５０μｍ以下にすると、トナー担持体
と像担持体との間隔が変動しても、安定した現像が行え
るようになり、形成される画像に濃度むらが発生するの
がより一層抑制される。

【００１６】また、この発明における第２の現像装置の
ように、トナー担持体と規制部材との間に、トナーを所
定の極性に帯電させる方向に１×１０⁶ 〜３×１０⁷ Ｖ
／ｍの範囲の電界を作用させると、トナー担持体と規制
部材との間でリークが発生するのが抑制されて、トナー
担持体に設けられた弾性層が絶縁破壊するのが防止され
ると共に、トナー担持体により像担持体と所要間隔を介
して対向する現像領域に搬送されるトナーが、規制部材
によって適切に帯電されるようになり、形成される画像
にかぶり等が発生するのが抑制される。

【００１７】また、この発明における現像装置におい
て、トナー担持体の電気抵抗値を１×１０⁶ 〜５×１０
¹⁰Ωの範囲にすると、上記のようにトナー担持体と規制
部材との間に電界を作用させてトナーを帯電させる際
に、トナー担持体と規制部材との間でリークが発生する
のがより一層抑制されると共に、像担持体と所要間隔を
介して対向する現像領域においてトナー担持体から像担
持体にトナーを供給して現像を行う際に、トナーが像担
持体に十分に供給されて、十分な画像濃度を有する画像
が得られるようになる。

【００１８】ここで、この発明における現像装置におい
て、トナー担持体の表面に設ける弾性層に用いる弾性材
料としては、例えば、ポリスチレン系、ポリオレフィン
系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリ塩化ビニル
系、ポリブタジエン系、ポリアミド系等の各種の熱可塑
性エラストマー等を使用することができ、また、天然ゴ
ム、シス−ポリイソプレン、スチレン−ブタジエンゴ
ム、シス−ポリブタジエン、クロロプレンゴム、ブチル
ゴム、ニトリルゴム、エチレン・プロピレンゴム、アク
リルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム等の加硫ゴム
等も使用することができる。特に、負帯電性のトナーを
用いる場合には、トナーが適切に帯電されるように、こ
の弾性層に、ポリウレタン系エラストマー、ポリアミド
系エラストマー、ニトリルゴム、ウレタンゴムを用いる
ことが好ましい。

【００１９】さらに、トナーを適切に帯電させるため、
トナー担持体の表面に設ける弾性層に、導電性付与剤
や、荷電性付与剤や、粗さを付与する材料等を混合させ
るようにしても良い。

【００２０】ここで、導電性付与剤としては、例えば、
ケッチェンブラック，アセチレンブラック，ファーネス
ブラック等のカーボンブラックや、金属酸化物の微粒子
や、イオン性の導電剤等を単独又は複数組み合わせて用
いることができる。

【００２１】また、荷電性付与剤としては、例えば、ニ
グロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、カリック
スアレン系染料、第４級アンモニウム塩化合物、イミダ
ゾール化合物等を単独又は複数組み合わせて使用するこ
とができる。

【００２２】さらに、粗さを付与する材料としては、例
えば、各種の樹脂微粒子、金属酸化物粒子、シリカ、各
種のフィラー等を単独又は複数組み合わせて使用するこ
とができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態に係る
現像装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。

【００２４】この実施形態における現像装置において
は、図１に示すように、トナー担持体１１として、ロー
ラ状になった金属製の導電性基体１１ａの外周に、ゴム
硬度が７０度以下で、厚みが７〜５０μｍの範囲になっ
た弾性層１１ｂが設けられたものを使用すると共に、こ
のトナー担持体１１を現像領域において像担持体１と所
要間隔ｄを介して対向するように装置本体１０に設ける
ようにし、このトナー担持体１１と像担持体１との間隔
ｄが２５０μｍ以下になるようにしている。

【００２５】ここで、上記のようにトナー担持体１１
を、現像領域において像担持体１と２５０μｍ以下の間
隔ｄを介して対向するように設けるにあたっては、図２
に示すように、トナー担持体１１における上記の導電性
基体１１ａの軸方向両端部の外周に弾性層１１ｂを設け
ないようにし、この導電性基体１１ａの軸方向両端部の
外周にスペーサ部材１２を取り付け、このスペーサ部材
１２を像担持体１の外周面に当接させて、トナー担持体
１１と像担持体１との間隔ｄを調整するようにしてい
る。

【００２６】そして、上記のトナー担持体１１を回転さ
せると共に、装置本体１０内に設けられたトナー送り部
材１３を回転させて、このトナー送り部材１３により装
置本体１０内に収容されたトナーｔを回転するトナー担
持体１１の表面に供給するようにしている。

【００２７】また、このようにトナー担持体１１の表面
に供給されたトナーｔを、トナー担持体１１により像担
持体１と所要間隔ｄを介して対向する現像領域に搬送さ
せる途中において、装置本体１０内に設けられた規制部
材１４をこのトナー担持体１１の表面に圧接させると共
に、この規制部材１４に規制バイアス電源１５から所定
の電圧を印加し、この規制部材１４とトナー担持体１１
との間に、トナーｔを所定の極性に帯電させる方向に１
×１０⁶ 〜３×１０⁷ Ｖ／ｍの範囲の電界を作用させ、
トナー担持体１１によって現像領域に搬送されるトナー
ｔの量を規制すると共に、このトナー担持体１１の表面
におけるトナーｔを所定の極性に帯電させるようにして
いる。

【００２８】ここで、上記のように規制部材１４とトナ
ー担持体１１との間に、トナーｔを所定の極性に帯電さ
せる方向に１×１０⁶ 〜３×１０⁷ Ｖ／ｍの範囲の電界
を作用させると、トナー担持体１１と規制部材１４との
間でリークが発生して弾性層１１ｂが絶縁破壊するとい
うことがなく、トナーｔがこの規制部材１４によって適
切に帯電されるようになる。

【００２９】そして、このように搬送量が規制されて適
切に帯電されたトナーｔを、上記のようにトナー担持体
１１によって像担持体１と所要間隔ｄを介して対向する
現像領域に搬送させると共に、このトナー担持体１１に
対して現像バイアス電源１６から直流電圧に交流電圧が
重畳された現像バイアス電圧を印加して、トナー担持体
１１と像担持体１との間に交番電界を作用させ、トナー
担持体１１により現像領域に搬送されてきたトナーｔを
トナー担持体１１と像担持体１との間で飛翔させ、像担
持体１に形成された静電潜像にトナーｔを供給して現像
を行うようにしている。

【００３０】ここで、この実施形態の現像装置において
は、上記のようにトナー担持体１１における導電性基体
１１ａの外周に設ける弾性層１１ｂの厚みを５０μｍ以
下にしているため、弾性層１１ｂの厚みにむら等が生じ
てトナー担持体１１と像担持体１との間隔ｄが変動する
のが抑制されて、トナー担持体１１と像担持体１との間
に安定した電界が作用するようになり、また現像領域に
おいて対向する像担持体１とトナー担持体１１との間隔
ｄを２５０μｍ以下にしているため、トナー担持体１１
と像担持体１との間隔ｄが変動しても、安定した現像が
行えるようになって、濃度むら等の少ない良好な画像が
得られるようになる。

【００３１】また、この実施形態における現像装置にお
いては、上記のようにトナー担持体１１に設ける弾性層
１１ｂのゴム硬度を７０度以下にすると共にその厚みを
７μｍ以上にしているため、上記のように規制部材１４
をこのトナー担持体１１の表面に圧接させて、現像領域
に搬送されるトナーｔの量を規制する場合に、この弾性
層１１ｂによりトナーｔに作用する負荷が軽減され、ト
ナーｔが割れて微粉が発生するのが抑制され、トナー担
持体１１の表面等にトナーｔの微粉が融着して形成され
る画像に筋状の濃度むら等が発生するのも抑制される。

【００３２】また、この実施形態における現像装置にお
いて、上記のように規制部材１４をトナー担持体１１の
表面に圧接させて現像領域に搬送されるトナーｔの量を
規制するにあたり、その圧接力を３０Ｎ／ｍ以下にした
り、トナーｔとして平均円形度が０．９４０以上のもの
を用いると、規制部材１４の圧接によってトナーｔが割
れて微粉が発生するのが一層抑制されるようになる。

【００３３】ここで、上記のトナーｔの平均円形度は、
フロー式粒子像解析装置（シスメック社製：ＦＰＩＡ−
２０００）を用い、水分散系で粒子の投影像の周囲長
と、このトナー粒子の投影面積に等しい円の周囲長とを
求めて、下記の式によって円形度を算出し、これに基づ
いて求めた値である。

【００３４】円形度＝トナー粒子の投影面積に等しい円
の周囲長／トナー粒子の投影像の周囲長

【００３５】また、この実施形態における現像装置にお
いて、上記のように弾性層１１ｂを設けたトナー担持体
１１の表面における表面粗さが小さいと、トナー担持体
１１の表面に保持されて搬送されるトナーｔの量が少な
くなり、十分な画像濃度を有する画像が得られなくなる
一方、トナー担持体１１の表面における表面粗さが大き
いと、トナー担持体１１の表面に保持されて搬送される
トナーｔの量が多くなってトナーｔが適切に帯電されな
くなり、形成される画像にかぶりが発生しやすくなるた
め、上記のように弾性層１１ｂを設けたトナー担持体１
１の表面における算術平均粗さＲａを０．５〜２．０μ
ｍの範囲にすることが好ましい。

【００３６】さらに、この実施形態の現像装置におい
て、負帯電性のトナーｔを使用する場合、この負帯電性
のトナーｔがより適切に帯電されるようにするため、ト
ナー担持体１１の表面の仕事関数を４．３０〜５．００
ｅＶの範囲にすることが好ましい。

【００３７】次に、上記の実施形態に示す現像装置にお
いて、トナー担持体１１の表面に設ける弾性層１１ｂの
種類等を変更させた実験を行い、この発明の条件を満た
す実施例の現像装置においては、トナーｔの割れ等が減
少し、形成される画像に濃度むらやかぶりが発生するの
が抑制され、安定した画像形成が行えるようになること
を明らかにする。

【００３８】（実施例１）実施例１においては、トナー
担持体１１の表面に弾性層１１ｂを設けるにあたり、ゴ
ム硬度が１５度のスチレン系熱可塑性エラストマーを２
００重量部、荷電制御剤であるニグロシンを１０重量
部、導電剤であるアセチレンブラックを１５重量部の割
合にして混練した後、この混練物を１０００重量部のト
ルエンに溶解させて弾性層用の塗液を調製した。

【００３９】そして、この弾性層用の塗液中にローラ状
になったアルミニウム製の導電性基体１１ａを浸漬さ
せ、この導電性基体１１ａを２．４ｍｍ／ｓの速度で引
き上げて、この導電性基体１１ａの外周面に弾性層用の
塗液を塗布し、これを乾燥させて、厚みが３０μｍにな
った弾性層１１ｂを形成した。なお、この弾性層１１ｂ
のゴム硬度は１８度であった。

【００４０】（実施例２）実施例２においては、トナー
担持体１１の表面に弾性層１１ｂを設けるにあたり、ゴ
ム硬度が１５度のスチレン系熱可塑性エラストマーを１
００重量部、ゴム硬度が６１度のスチレン系熱可塑性エ
ラストマーを１００重量部、荷電制御剤であるニグロシ
ンを１０重量部、導電剤であるアセチレンブラックを２
０重量部の割合にして混練した後、この混練物を１００
０重量部のトルエンに溶解させて弾性層用の塗液を調製
した。

【００４１】そして、この弾性層用の塗液中にローラ状
になったアルミニウム製の導電性基体１１ａを浸漬さ
せ、この導電性基体１１ａを２．４ｍｍ／ｓの速度で引
き上げて、この導電性基体１１ａの外周面に弾性層用の
塗液を塗布し、これを乾燥させて、厚みが３０μｍにな
った弾性層１１ｂを形成した。なお、この弾性層１１ｂ
のゴム硬度は４４度であった。

【００４２】（実施例３）実施例３においては、トナー
担持体１１の表面に弾性層１１ｂを設けるにあたり、ゴ
ム硬度が６１度のスチレン系熱可塑性エラストマーを２
００重量部、荷電制御剤であるニグロシンを１０重量
部、導電剤であるアセチレンブラックを２０重量部の割
合にして混練した後、この混練物を１０００重量部のト
ルエンに溶解させて弾性層用の塗液を調製した。

【００４３】そして、この弾性層用の塗液中にローラ状
になったアルミニウム製の導電性基体１１ａを浸漬さ
せ、この導電性基体１１ａを２．４ｍｍ／ｓの速度で引
き上げて、この導電性基体１１ａの外周面に弾性層用の
塗液を塗布し、これを乾燥させて、厚みが３０μｍにな
った弾性層１１ｂを形成した。なお、この弾性層１１ｂ
のゴム硬度は６８度であった。

【００４４】（比較例１）比較例１においては、トナー
担持体１１の表面に弾性層１１ｂを設けるにあたり、ゴ
ム硬度が６１度のスチレン系熱可塑性エラストマーを７
０重量部、ゴム硬度が９５度のブタジエン系熱可塑性エ
ラストマーを１３０重量部、荷電制御剤であるニグロシ
ンを１０重量部、導電剤であるケッチェンブラックを２
重量部の割合にして混練した後、この混練物を１０００
重量部のトルエンに溶解させて弾性層用の塗液を調製し
た。

【００４５】そして、この弾性層用の塗液中にローラ状
になったアルミニウム製の導電性基体１１ａを浸漬さ
せ、この導電性基体１１ａを２．４ｍｍ／ｓの速度で引
き上げて、この導電性基体１１ａの外周面に弾性層用の
塗液を塗布し、これを乾燥させて、厚みが３０μｍにな
った弾性層１１ｂを形成した。なお、この弾性層１１ｂ
のゴム硬度は８５度であった。

【００４６】（比較例２）比較例２においては、トナー
担持体１１の表面に弾性層１１ｂを設けるにあたり、ゴ
ム硬度が９５度のブタジエン系熱可塑性エラストマーを
２００重量部、荷電制御剤であるニクロシンを１０重量
部、導電剤であるケッチェンブラックを２重量部の割合
にして混練した後、この混練物を１０００重量部のトル
エンに溶解させて弾性層用の塗液を調製した。

【００４７】そして、この弾性層用の塗液中にローラ状
になったアルミニウム製の導電性基体１１ａを浸漬さ
せ、この導電性基体１１ａを２．４ｍｍ／ｓの速度で引
き上げて、この導電性基体１１ａの外周面に弾性層用の
塗液を塗布し、これを乾燥させて、厚みが３０μｍにな
った弾性層１１ｂを形成した。なお、この弾性層１１ｂ
のゴム硬度は９６度であった。

【００４８】また、トナーｔとしては、下記のようにし
て製造した負帯電性のトナーＴ１を用いるようにした。

【００４９】ここで、負帯電性のトナーＴ１を製造する
にあたっては、ポリエステル樹脂（花王社製：タフトン
ＮＥ−１１１０）を１００重量部、カーボンブラック
（キャボット社製：モーガルＬ）を８重量部、荷電制御
剤（オリエント化学社製：ボントロンＳ−３４）を３重
量部、離型剤（三洋化成工業社製：ビスコールＴＳ−２
００）を２．５重量部の割合にし、これらをヘンシェル
ミキサーにより２８００ｒｐｍで３分間混合した後、２
軸混練押出機を用いて混練して冷却した後、この混練物
を粗粉砕し、ジェット粉砕機（日本ニューマチック社
製：ＩＤＳ）によって微粉砕した後、ＤＳ分級機（日本
ニューマチック社製）で分級してトナー粒子を得た。そ
して、このトナー粒子に対して、疎水性シリカ（キャボ
ット社製：キャボジルＴＳ−５００）を０．８重量％の
割合で添加させ、これらをヘンシェルミキサーにより回
転数２５００ｒｐｍで９０秒間混合させて、体積平均粒
径が８．５μｍ、平均円形度が０．９３８になった負帯
電性のトナーＴ１を得た。

【００５０】そして、上記の実施例１〜３及び比較例
１，２において作製した各トナー担持体１１の表面に上
記のようにして製造した負帯電性のトナーＴ１を保持さ
せて、各トナー担持体１１を２４０ｍｍ／ｓの周速度で
回転させると共に、各トナー担持体１１の表面にＳＵＳ
製の規制部材１４を５０Ｎ／ｍの線圧で圧接させ、この
状態で各トナー担持体１１をそれぞれ２５０回転させ
た。

【００５１】そして、上記のように規制部材１４を圧接
させて各トナー担持体１１を回転させる前と、２５０回
転後とにおいて、それぞれ各トナー担持体１１の表面に
保持されたトナーＴ１中に含まれる粒径が５．０μｍ以
下の微粉トナーの割合を調べ、２５０回転後における微
粉トナーの増加率（％）を調べ、その結果を下記の表１
に示した。

【００５２】

【表１】

【００５３】この結果から明らかなように、トナー担持
体１１の表面に設ける弾性層１１ｂのゴム硬度を７０度
以下した実施例１〜３のものにおいては、トナー担持体
１１の表面に設ける弾性層１１ｂのゴム硬度が７０度を
越える比較例１，２のものに比べて、微粉トナーの増加
率が著しく低下していた。

【００５４】（実施例４）実施例４においては、トナー
担持体１１の表面に弾性層１１ｂを設けるにあたり、上
記の実施例１において、上記の弾性層用の塗液中から導
電性基体１１ａを引き上げる速度を１．６ｍｍ／ｓに
し、それ以外は、上記の実施例１の場合と同様にして、
導電性基体１１ａの外周面に弾性層１１ｂを形成した。
なお、この弾性層１１ｂのゴム硬度は１８度で、厚みは
２０μｍであった。

【００５５】（実施例５）実施例５においては、トナー
担持体１１の表面に弾性層１１ｂを設けるにあたり、上
記の実施例１における弾性層用の塗液の調製において、
前記の混練物を２０００重量部のトルエンに溶解させる
ようにし、それ以外は、上記の実施例１の場合と同様に
して、導電性基体１１ａの外周面に弾性層１１ｂを形成
した。なお、この弾性層１１ｂのゴム硬度は１８度で、
厚みは１１μｍであった。

【００５６】（比較例３）比較例３においては、トナー
担持体１１の表面に弾性層１１ｂを設けるにあたり、上
記の実施例１における弾性層用の塗液の調製において、
前記の混練物を２０００重量部のトルエンに溶解させる
ようにすると共に、この弾性層用の塗液中から導電性基
体１１ａを引き上げる速度を１．０ｍｍ／ｓにし、それ
以外は、上記の実施例１の場合と同様にして、導電性基
体１１ａの外周面に弾性層１１ｂを形成した。なお、こ
の弾性層１１ｂのゴム硬度は１８度で、厚みは４μｍで
あった。

【００５７】（実施例６）実施例６においては、トナー
担持体１１の表面に弾性層１１ｂを設けるにあたり、上
記の実施例２において、上記の弾性層用の塗液中から導
電性基体１１ａを引き上げる速度を１．４ｍｍ／ｓに
し、それ以外は、上記の実施例２の場合と同様にして、
導電性基体１１ａの外周面に弾性層１１ｂを形成した。
なお、この弾性層１１ｂのゴム硬度は４４度で、厚みは
１７μｍであった。

【００５８】（実施例７）実施例７においては、トナー
担持体１１の表面に弾性層１１ｂを設けるにあたり、上
記の実施例２における弾性層用の塗液の調製において、
前記の混練物を２０００重量部のトルエンに溶解させる
ようにし、それ以外は、上記の実施例２の場合と同様に
して、導電性基体１１ａの外周面に弾性層１１ｂを形成
した。なお、この弾性層１１ｂのゴム硬度は４４度で、
厚みは１０μｍであった。

【００５９】（比較例４）比較例４においては、トナー
担持体１１の表面に弾性層１１ｂを設けるにあたり、上
記の実施例２における弾性層用の塗液の調製において、
前記の混練物を２０００重量部のトルエンに溶解させる
ようにすると共に、この弾性層用の塗液中から導電性基
体１１ａを引き上げる速度を１．０ｍｍ／ｓにし、それ
以外は、上記の実施例１の場合と同様にして、導電性基
体１１ａの外周面に弾性層１１ｂを形成した。なお、こ
の弾性層１１ｂのゴム硬度は４４度で、厚みは３μｍで
あった。

【００６０】（実施例８）実施例８においては、トナー
担持体１１の表面に弾性層１１ｂを設けるにあたり、上
記の実施例３において、上記の弾性層用の塗液中から導
電性基体１１ａを引き上げる速度を１．４ｍｍ／ｓに
し、それ以外は、上記の実施例３の場合と同様にして、
導電性基体１１ａの外周面に弾性層１１ｂを形成した。
なお、この弾性層１１ｂのゴム硬度は６８度で、厚みは
１８μｍであった。

【００６１】（実施例９）実施例９においては、トナー
担持体１１の表面に弾性層１１ｂを設けるにあたり、上
記の実施例３における弾性層用の塗液の調製において、
前記の混練物を２０００重量部のトルエンに溶解させる
ようにし、それ以外は、上記の実施例３の場合と同様に
して、導電性基体１１ａの外周面に弾性層１１ｂを形成
した。なお、この弾性層１１ｂのゴム硬度は６８度で、
厚みは７μｍであった。

【００６２】（比較例５）比較例５においては、トナー
担持体１１の表面に弾性層１１ｂを設けるにあたり、上
記の比較例２において、上記の弾性層用の塗液中から導
電性基体１１ａを引き上げる速度を１．６ｍｍ／ｓに
し、それ以外は、上記の比較例２の場合と同様にして、
導電性基体１１ａの外周面に弾性層１１ｂを形成した。
なお、この弾性層１１ｂのゴム硬度は９６度で、厚みは
２０μｍであった。

【００６３】（比較例６）比較例６においては、トナー
担持体１１の表面に弾性層１１ｂを設けるにあたり、上
記の比較例２において、弾性層用の塗液を調製するにあ
たり、前記の混練物を２０００重量部のトルエンに溶解
させるようにし、それ以外は、上記の比較例２の場合と
同様にして、導電性基体１１ａの外周面に弾性層１１ｂ
を形成した。なお、この弾性層１１ｂのゴム硬度は９６
度で、厚みは８μｍであった。

【００６４】（比較例７）比較例７においては、トナー
担持体１１の表面に弾性層１１ｂを設けるにあたり、上
記の実施例２に示す条件で、導電性基体１１ａの外周面
に弾性層用の塗液を塗布する操作を２回行って、導電性
基体１１ａの外周面に弾性層１１ｂを形成した。なお、
この弾性層１１ｂのゴム硬度は４４度で、厚みは５８μ
ｍであった。

【００６５】そして、実施例４〜９及び比較例３〜７の
各現像装置において、上記のように作製した各トナー担
持体１１を使用すると共に、前記の負帯電性のトナーＴ
１を使用し、ＳＵＳ製の規制部材１４を５０Ｎ／ｍの線
圧で各トナー担持体１１の表面に圧接させるようにし
た。

【００６６】そして、実施例４〜９及び比較例３〜７の
各現像装置を市販のプリンタ（エプソン社製：ＬＰ−３
０００Ｃ）に搭載して、２０枚／分の速度でＡ４サイズ
の記録紙にそれぞれ１万枚の印字を行い、得られた画像
における筋状の濃度むらを調べ、筋状の濃度むらが発生
しなかった場合を○、筋状の濃度むらが発生した場合を
×で、下記の表２に示した。

【００６７】

【表２】

【００６８】この結果から明らかなように、トナー担持
体１１の表面に設ける弾性層１１ｂのゴム硬度を７０度
以下にすると共にこの弾性層１１ｂの厚みを７μｍ以上
にした実施例４〜９のものにおいては、１万枚の印字を
行った場合においても、筋状の濃度むらのない良好な画
像が得られた。

【００６９】これに対して、トナー担持体１１の表面に
設ける弾性層１１ｂのゴム硬度が７０度以下であって
も、この弾性層１１ｂの厚みを７μｍ未満になった比較
例３，４のものや、トナー担持体１１の表面に設ける弾
性層１１ｂのゴム硬度が７０度を越える比較例５，６の
ものにおいては、１万枚の印字を行っている間に、微粉
トナーがトナー担持体１１や規制部材１４に固着し、得
られた画像に筋状の濃度むらが発生しており、また弾性
層１１ｂの厚みは５８μｍになった比較例７のものにお
いても濃度むらが発生していた。

【００７０】（実験例Ａ）この実験例Ａにおいては、上
記の現像装置において、トナー担持体１１として、その
表面にゴム硬度が５５度、厚みが３０μｍの弾性層１１
ｂが設けられ、電気抵抗値が１×１０⁸ Ωになったもの
を用いるようにした。

【００７１】そして、この実験例Ａにおいては、上記の
トナー担持体１１の表面に規制部材１４を圧接させて現
像領域に搬送されるトナーｔの量を規制すると共にこの
トナーｔを帯電させるにあたり、ＳＵＳ製の規制部材１
４を用い、この規制部材１４に前記の規制バイアス電源
１５からトナーｔが所定の極性に帯電されるようにトナ
ー担持体１１に対して−１００Ｖになる電圧を印加させ
て、この規制部材１４とトナー担持体１１との間に１×
１０⁷ Ｖ／ｍの電界を作用させるようにした。なお、ト
ナーｔとしては前記の負帯電性のトナーＴ１を用いるよ
うにした。

【００７２】そして、このトナー担持体１１と像担持体
１との間隔ｄを変化させると共に、十分な画像濃度を有
する画像が得られるように、このトナー担持体１１に対
して前記の現像バイアス電源１６から印加させる現像バ
イアス電圧を変化させ、直流電圧については３３０〜４
７０Ｖの範囲で変化させ、また交流電圧については周波
数を２ｋＨｚし、ピーク・ピーク値Ｖｐｐを１．１〜
２．７ｋＶの範囲、現像側のｄｕｔｙを３０〜４０％に
変化させて、それぞれ画像を形成し、得られた画像にお
ける濃度むら及びトナー担持体１１と像担持体１との間
のリークによるノイズの発生を調べ、その結果を図３に
示した。

【００７３】この結果、トナー担持体１１と像担持体１
との間隔ｄを２５０μｍ以上にすると、現像バイアス電
源１６から印加させる現像バイアス電圧をどのように変
化させても、得られた画像に濃度むらやリークによるノ
イズが発生し、良好な画像が得られなかった。

【００７４】（実験例Ｂ）この実験例Ｂにおいても、上
記の実験例Ａの場合と同様に、トナー担持体１１として
は、その表面にゴム硬度が５５度、厚みが３０μｍの弾
性層１１ｂが設けられ、電気抵抗値が１×１０⁸ Ωにな
ったものを用いるようにした。

【００７５】そして、この実験例Ｂにおいては、上記の
トナー担持体１１の表面にＳＵＳ製の規制部材１４を圧
接させると共に、この規制部材１４に前記の規制バイア
ス電源１５から電圧を印加させてトナーｔを所定の極性
に帯電させるにあたり、この規制部材１４とトナー担持
体１１との間に作用させる電界を、下記の表１に示すよ
うに、５．００×１０⁵ 〜５．００×１０⁷ Ｖ／ｍの範
囲で変更させるようにした。なお、トナーｔとしては、
前記の負帯電性のトナーＴ１を用いるようにした。

【００７６】また、上記のようにしてトナー担持体１１
の表面におけるトナーｔの量を規制すると共にこのトナ
ーｔを帯電させた後、現像を行うにあたっては、トナー
担持体１１と像担持体１との間隔ｄを１５０μｍに設定
し、前記の現像バイアス電源１６からトナー担持体１１
に対して、４００Ｖの直流電圧に、周波数が２ｋＨｚ，
ピーク・ピーク値Ｖｐｐが１．６ｋＶ、現像側のｄｕｔ
ｙを３３％になった交流電圧を重畳させた現像バイアス
電圧を印加させて画像を形成した。

【００７７】そして、上記のようにして得られた各画像
について、規制部材１４とトナー担持体１１との間のリ
ークに基づく筋状ノイズの発生を調べ、筋状ノイズが発
生しなかった場合を○、筋状ノイズが発生した場合を×
で下記の表３に示すと共に、得られた各画像についてか
ぶりの発生を調べ、かぶりが発生しなかった場合を○、
かぶりが発生した場合を×で下記の表３に示した。

【００７８】

【表３】

【００７９】この結果から明らかなように、トナーｔを
所定の極性に帯電させる方向に規制部材１４とトナー担
持体１１との間に作用させる電界を１×１０⁶ 〜３×１
０⁷Ｖ／ｍの範囲内にした場合には、規制部材１４とト
ナー担持体１１との間でリークが発生するのが防止され
ると共にトナーｔが適切に帯電され、筋状ノイズやかぶ
りのない良好な画像が得られた。

【００８０】これに対して、規制部材１４とトナー担持
体１１との間に作用させる電界を５．００×１０⁵ Ｖ／
ｍにした場合には、トナー担持体１１の表面におけるト
ナーｔが規制部材１４によって適切に帯電されず、得ら
れた画像にかぶりが発生しており、また規制部材１４と
トナー担持体１１との間に作用させる電界を５．００×
１０⁷ Ｖ／ｍにした場合には、規制部材１４とトナー担
持体１１との間でリークが発生して、得られた画像に筋
状ノイズが発生した。

【００８１】（実験例Ｃ）この実験例Ｃにおいては、ト
ナー担持体１１として、上記の実験例Ａの場合と同様
に、表面にゴム硬度が５５度、厚みが３０μｍの弾性層
１１ｂが設けられる一方、その電気抵抗値を、下記の表
４に示すように、１．００×１０⁵ 〜１．００×１０¹¹
Ωの範囲で変更させたものを用いるようにした。

【００８２】そして、この実験例Ｃにおいては、上記の
各トナー担持体１１の表面にＳＵＳ製の規制部材１４を
圧接させると共に、この規制部材１４に前記の規制バイ
アス電源１５からトナーｔを所定の帯電させる電圧を印
加して、この規制部材１４と各トナー担持体１１との間
に１×１０⁷ Ｖ／ｍの電界を作用させ、各トナー担持体
１１によって現像領域に搬送されるトナーｔの量を規制
すると共にこのトナーｔを帯電させるようにした。な
お、トナーｔとしては、前記の負帯電性のトナーＴ１を
用いるようにした。

【００８３】その後は、上記の実験例Ｂの場合と同様
に、各トナー担持体１１と像担持体１との間隔ｄを１５
０μｍにすると共に、前記の現像バイアス電源１６から
それぞれトナー担持体１１に対して、４００Ｖの直流電
圧に、周波数が２ｋＨｚ，ピーク・ピーク値Ｖｐｐが
１．６ｋＶ，現像側のｄｕｔｙを３３％になった交流電
圧を重畳させた現像バイアス電圧を印加させて、それぞ
れ画像を形成した。

【００８４】そして、上記のようにして得られた各画像
について、規制部材１４とトナー担持体１１との間のリ
ークに基づく筋状ノイズの発生を調べ、筋状ノイズが発
生しなかった場合を○、筋状ノイズが発生した場合を×
で下記の表４に示すと共に、得られた各画像における黒
べた部分の画像濃度を、市販のマクベス透過濃度計ＴＤ
９０４を用いて測定し、透過濃度が１．２以上の場合を
○、透過濃度が１．２未満の場合を×で下記の表４に示
した。

【００８５】

【表４】

【００８６】この結果から明らかなように、トナーｔを
所定の極性に帯電させる方向に規制部材１４とトナー担
持体１１との間に１×１０⁶ Ｖ／ｍの電界を作用させた
場合において、電気抵抗値が１×１０⁶ 〜５×１０¹⁰Ω
の範囲になったトナー担持体１１を使用すると、規制部
材１４とトナー担持体１１との間にリークが発生するの
が防止されると共に、トナー担持体１１からトナーｔが
像担持体１に十分に供給されるようになり、筋状ノイズ
の発生がなく、十分な画像濃度を有する良好な画像が得
られた。

【００８７】これに対して、規制部材１４とトナー担持
体１１との間にトナーｔを帯電させる１×１０⁶ Ｖ／ｍ
の電界を作用させる場合において、電気抵抗値が１×１
０⁵Ωになったトナー担持体１１を用いると、規制部材
１４とトナー担持体１１との間でリークが発生して、得
られた画像に筋状ノイズが発生しており、また電気抵抗
値が１×１０¹¹Ωになったトナー担持体１１を用いる
と、トナー担持体１１からトナーｔが像担持体１に十分
に供給されなくなり、十分な画像濃度を有する画像が得
られなくなった。

【００８８】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明における
第１及び第２の現像装置においては、トナーを表面に保
持して像担持体と所要間隔を介して対向する現像領域に
搬送するトナー担持体として、導電性基体の表面にゴム
硬度が７０度以下で、厚みが７〜５０μｍの範囲になっ
た弾性層を設けたものを用いるようにしため、このトナ
ー担持体の表面に規制部材を圧接させて、現像領域に搬
送されるトナーの量を規制する場合に、トナー担持体に
形成された弾性層が適切に変形して、トナーに加わる負
荷が低減され、トナーが割れて微粉が発生するのが抑制
されると共に、トナー担持体の成形精度が低下するとい
うこともなかった。

【００８９】この結果、この発明における第１及び第２
の現像装置を用いると、トナー担持体の表面にトナーの
微粉が融着するのが抑制されると共に現像領域において
トナー担持体を像担持体と所要間隔を介するように対向
させて現像を行う場合に安定した現像が行え、濃度むら
等の発生が抑制されて、長期にわたり良好な画像が安定
して得られるようになった。

【００９０】また、この発明における第１の現像装置の
ように、現像領域において対向するトナー担持体と像担
持体との間隔を２５０μｍ以下にすると、トナー担持体
と像担持体との間隔が変動しても安定した現像が行える
ようになり、形成される画像に濃度むらが発生するのが
より一層抑制されるようになった。

【００９１】また、この発明における第２の現像装置の
ように、トナーを所定の極性に帯電させる方向にトナー
担持体と規制部材との間に１×１０⁶ 〜３×１０⁷ Ｖ／
ｍの範囲の電界を作用させると、トナー担持体と規制部
材との間でリークが発生するのが抑制されて、トナー担
持体に設けられた弾性層が絶縁破壊するのが防止される
と共に、トナー担持体により像担持体と所要間隔を介し
て対向する現像領域に搬送されるトナーが、規制部材に
よって適切に帯電されるようになり、形成される画像に
かぶり等が発生するのも抑制されるようになった。

【００９２】さらに、この発明における第１及び第２の
現像装置において、トナー担持体の電気抵抗値を１×１
０⁶ 〜５×１０¹⁰Ωの範囲にすると、トナー担持体と規
制部材との間に電界を作用させてトナーを帯電させる際
に、トナー担持体と規制部材との間でリークが発生する
のがより一層抑制されると共に、像担持体と所要間隔を
介して対向する現像領域においてトナー担持体から像担
持体にトナーを供給して現像を行う際に、トナーが像担
持体に十分に供給されて、十分な画像濃度を有する画像
が得られるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る現像装置の概略説
明図である。

【図２】同実施形態における現像装置において、現像領
域でトナー担持体を像担持体と所要間隔を介して対向す
るように設ける状態を示した断面説明図である。

【図３】トナー担持体と像担持体との間の間隔ｄと、ト
ナー担持体に対して現像バイアス電源から印加させる現
像バイアス電圧とを変化させて、得られた画像の評価を
行った実験例Ａの結果を示した図である。

【符号の説明】

１ 像担持体 １１ トナー担持体 １１ａ 導電性基体 １１ｂ トナー担持体の弾性層 １４ 規制部材 １５ 規制バイアス電源 １６ 現像バイアス電源 ｔ トナー ｄ 現像領域でのトナー担持体と像担持体との間隔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢追 嘉子 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 出水 一郎 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪 国際ビル ミノルタ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H077 AD06 AD17 AD23 AE02 AE03 BA07 FA01 FA22 FA25 FA26 3J103 AA02 AA13 AA24 CA05 FA05 GA02 GA57 GA58 HA04 HA20 HA53

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と所要間隔を介して対向する現
   像領域にトナーを搬送するトナー担持体と、このトナー
   担持体の表面に圧接させて現像領域に搬送されるトナー
   の量を規制する規制部材とを有する現像装置において、
   上記のトナー担持体として、導電性基体の表面にゴム硬
   度が７０度以下で厚みが７〜５０μｍの範囲になった弾
   性層を設けたものを用いると共に、現像領域において対
   向するトナー担持体と像担持体との間隔を２５０μｍ以
   下にしたことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 像担持体と所要間隔を介して対向する現
   像領域にトナーを搬送するトナー担持体と、このトナー
   担持体の表面に圧接させて現像領域に搬送されるトナー
   の量を規制する規制部材とを有する現像装置において、
   上記のトナー担持体として、導電性基体の表面にゴム硬
   度が７０度以下で厚みが７〜５０μｍの範囲になった弾
   性層を設けたものを用いると共に、このトナー担持体と
   規制部材との間に、トナーを所定の極性に帯電させる方
   向に１×１０⁶ 〜３×１０⁷ Ｖ／ｍの範囲の電界を作用
   させたことを特徴とする現像装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載した現像装置において、
   現像領域において対向するトナー担持体と像担持体との
   間隔を２５０μｍ以下にしたことを特徴とする現像装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れか１項に記載した現
   像装置において、上記のトナー担持体の電気抵抗値が１
   ×１０⁶ 〜５×１０¹⁰Ωの範囲であることを特徴とする
   現像装置。