JP2003013944A

JP2003013944A - 粉体供給ローラ及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2003013944A
Application number: JP2001203803A
Authority: JP
Inventors: Manami Sekiguchi; 真奈実関口; Yukihiro Ozeki; 行弘大関; Katsuhiro Sakaizawa; 勝弘境澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-07-04
Filing date: 2001-07-04
Publication date: 2003-01-15

Abstract

(57)【要約】【課題】目詰まりや硬度変化が発生せず、常時安定し
た量の粉体を供給でき且つ粉体を劣化させることのない
粉体供給ローラ及び画像形成装置を提供する。【解決手段】帯電ローラ及び供給ローラは、いずれも
内部中空の金属の芯金３１を支軸とし、その外側に気泡
部の壁面が連通している導電材分散のウレタンゴム，シ
リコンゴム，ＥＰＤＭゴムあるいはアクリルゴム等で形
成された連泡性発泡体で構成されたローラ部３２が設け
られている。金属芯金３１は内部中空の部材であり、そ
の周面には中空内部から外部に貫通する複数の貫通孔を
有する。連泡性発泡体の平均気泡径（セル径）は芯金３
１の表面から遠ざかるに連れて大きくなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉体を供給する粉
体供給ローラ及びこれを備えた画像形成装置に関するも
のであり、例えば、複写機やプリンター等の画像形成装
置等に備えられる、粉体としての帯電促進粒子を感光ド
ラムに供給する帯電ローラや、粉体としての現像剤を現
像ローラに供給する現像剤供給ローラなどに適用される
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の粉体供給ローラとして
は、たとえば、電子写真方式の画像形成装置に用いられ
ている。

【０００３】複写機、プリンターなどの画像形成装置に
おいては、電子写真感光体や静電記録誘電体などからな
る像担持体上に形成した潜像を、粉体であるトナーを用
いて可視化することを行っている。

【０００４】図６に従来の乾式１成分現像装置を用いた
画像形成装置の概略構成を示す。ここでは一例として、
接触現像方式において反転現像系の非磁性負帯電トナー
を用いた一成分現像装置について説明する。

【０００５】この装置は、静電潜像を担持するための矢
印ｐ方向に回転する像担持体としての感光ドラム１０１
と、感光ドラム１０１の表面を一様に帯電する帯電器１
０２と、画像情報を与える露光器１０３と、露光器１０
３によって形成された潜像を現像化する現像器１０４
と、現像器１０４によって現像化された像をシートに転
写する転写帯電器１０５と、転写された像をシートに定
着する定着器１０６と、感光ドラム１０１上に残ったト
ナーを清掃するクリーニング部材１０８と、を備える。

【０００６】現像器１０４は、現像剤としてのトナー
を、感光ドラム１０１との接触部に搬送するために矢印
ｑ方向に回転する現像剤担持体としての現像ローラ１１
０を有する。この現像ローラ１１０は導電性芯金上に弾
性体を成型したいわゆる弾性現像ローラであり、感光ド
ラム１０１に当接配置される。

【０００７】また、現像ローラ１１０の周囲には、現像
ローラ１１０上へ非磁性一成分トナーの供給及び現像ロ
ーラ１１０上からトナーを剥ぎ取る役割を有する矢印ｒ
方向に回転する供給ローラ１１１と、現像ローラ１１０
上のトナーに所望の帯電量を与えトナー量を規制する規
制ブレード１１２と、現像ローラ１１０へ現像バイアス
電圧を印加する現像バイアス電圧電源１１３を有する。

【０００８】供給ローラ１１１は金属の芯金支軸と、こ
の芯金支軸上に設けられる発泡スポンジにより構成され
ている。

【０００９】帯電器１０２は、金属芯金上に発泡スポン
ジが設けられることにより構成された、矢印ｓ方向に回
転する帯電ローラ１２０と、感光ドラム１０１上に所望
する電位を形成するための帯電バイアス電源１２１と、
帯電促進粒子を帯電ローラ１２０に供給するための帯電
促進粒子供給部材１２２と、を有する。

【００１０】帯電ローラ１２０は感光ドラム１０１及び
帯電促進粒子供給部材１２２に当接配置されている。ま
た、帯電促進粒子供給部材１２２は酸化亜鉛粒子などの
帯電促進粒子をバインダー樹脂で結着したチップ状の固
形物である。

【００１１】図６において、感光ドラム１０１は矢印ｐ
方向に回転され、帯電器１０２にて一様に帯電され、そ
の後露光器１０３によって感光ドラム１０１上に静電潜
像が形成される。この潜像は、感光ドラム１０１と当接
配置された現像ローラ１１０により搬送された現像器１
０４内のトナーによって可視化される。その後、転写帯
電器１０５によって、感光ドラム１０１上にある可視化
されたトナーを紙やＯＨＰなどの転写材１０７に転写
し、定着器１０６によって最終的に転写材１０７上にト
ナーを融解固着する。

【００１２】転写終了後の感光ドラム１０１上には、わ
ずかながら転写しきれなかったトナー、いわゆる転写残
トナーが存在することがあるが、帯電器画像履歴を次の
画像形成動作に悪影響を与えないようにこの転写残トナ
ーをクリーニング部材１０８により感光ドラム１０１上
から剥ぎ取り除去する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、下記のような問題が生じて
いた。

【００１４】従来例に示した画像形成装置は、帯電促進
粒子を介して帯電ローラ１２０から感光ドラム１０１表
面に放電を行うことなく直接電荷注入を行うものであ
る。この方式では帯電ローラ１２０と感光ドラム１０１
との接触機会が多いほど帯電効率は向上する。

【００１５】接触機会を増大させるために帯電ローラ１
２０と帯電促進粒子供給部材１２２の摩擦により帯電促
進粒子供給部材１２２から少しずつ帯電促進粒子を削り
落として、感光ドラム１０１と帯電ローラ１２０のニッ
プ間に供給する。

【００１６】しかしながら、摩擦によりチップ状の帯電
促進粒子供給部材１２２を削る際に、常時均一な大きさ
に削れず様々な形状・大きさの帯電促進粒子片が供給さ
れる。

【００１７】帯電促進粒子片の大きさ・形状に広い分布
があると、粒子片が帯電ローラ１２０の気泡内に詰まる
可能性が高く、その結果、帯電ローラ１２０が高硬度化
していき、帯電ローラ１２０と感光ドラム１０１との当
接圧・摩擦抵抗が増大し、トナー劣化や部材劣化を促進
してしまう。

【００１８】また、高硬度化が進行すると感光ドラム１
０１と帯電ローラ１２０との当接幅が減少していき、感
光ドラム表面に所望の表面電位を与えることができなく
なってしまう。それだけでなく、高硬度化が進むと帯電
促進粒子供給部材１２２と帯電ローラ１２０の当接圧も
高くなり、供給量が時間と共に増加していってしまう。

【００１９】さらには、この大きな帯電促進粒子片が帯
電ローラ１２０を通過して現像・転写部に到達した際
に、現像ローラ１１０や規制ブレード１１２や転写帯電
器１０５を傷つけてしまう場合もある。

【００２０】また、ここまでは帯電ローラ１２０の近傍
に関わる問題点を挙げたが、供給ローラ１１１近傍でも
以下のような同様の問題が生じていた。

【００２１】供給ローラ１１１として金属芯金上にウレ
タンゴムやシリコンゴムから構成されている連泡性スポ
ンジを用いたところ、画像形成動作がすすむにつれ現像
ローラ１１０から剥ぎ取られたトナーや現像器内のトナ
ーが供給ローラ１１１の表面の気泡の部分から連通して
いる気泡を通過して内部に徐々に詰まっていく。従っ
て、画像形成動作を行う累計時間によって、供給ローラ
１１１の硬度が変化（時間と共に高硬度する方向）して
しまう現象や、気泡の目詰まりによる供給及び剥ぎ取り
効果の経時的変動（時間と共に剥ぎ取り効果が低減する
方向）がみられた。

【００２２】その結果、現像ローラ１１０と供給ローラ
１１１の当接圧が次第に高くなってしまい、現像ローラ
１１０や供給ローラ１１１の回転トルクの増大やトナー
劣化を引き起こしてしまう。

【００２３】供給ローラ１１１の気泡内にはトナーが蓄
積されていくが、蓄積された気泡内の一部のトナーは現
像ローラ１１０との当接部で再度気泡外に押し出される
が、それ以外の気泡内のトナーは現像ローラ１１０との
当接部でさらに連通している気泡内部に徐々に侵入し金
属芯金付近の気泡にはトナーが押し込められた状態にな
る。

【００２４】現像ローラ１１０と供給ローラ１１１の当
接部分は摺擦により熱が発生しているが、気泡内部に押
し込まれたトナーは容易には気泡外に押し出されること
ができず、長時間この熱の影響を受けることにより軟化
する。さらに当接圧が働いているため変形やトナー表面
状態の変化がおこり、劣化が促進されてしまう。ことに
ワックス内包トナーを使用した場合にはトナー内部から
ワックスが染み出してくるという問題も生じる。

【００２５】この劣化したトナーが再度気泡外に押し出
されると、帯電不足のトナーが非常に多く存在し、反転
トナーが感光ドラム１０１上の非画像部に付着する現象
が生じたり、所謂反転かぶりが非常に顕著になったり、
トリボ・形状のばらつきによる転写性の悪化、様々な部
材への融着が発生するという問題が生じる。

【００２６】また、気泡内部にトナーが充填されていく
のに伴い硬度が高くなると供給不良及び剥ぎ取り不良が
起こり、現像ローラ１１０には新たに十分な量のトナー
が供給されないだけでなく、現像ローラ１１０は剥ぎ取
られないトナーで被われてしまう。したがって、新たな
トナーは、現像ローラ１１０上に残っている、剥ぎ取ら
れないトナーと摩擦される事になり、新たに供給された
トナーには適度なトリボを付与する事ができず、トリボ
不足によるかぶりや飛散を招き、良好な画像形成を行え
なかったり、安定した画像濃度を保つ事が出来なかった
りすることがあった。

【００２７】また、現像器１０４内のトナーが減少して
くると連泡性発泡体表面でのトナー搬送が低減し、十分
なトナー量を現像ローラ１１０に与えることができず、
画像濃度が低下してしまう場合もある。特に、気泡内に
トナーが目詰まりした場合には連泡性発泡体表面の搬送
性が著しく悪化するため、画像濃度も著しく低下する。

【００２８】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、目詰
まりや硬度変化が発生せず、常時安定した量の粉体を供
給でき且つ粉体を劣化させることのない粉体供給ローラ
及び画像形成装置を提供することにある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の粉体供給ローラにあっては、内部中空の軸
と、該軸に設けられる連泡性発泡体で構成されるローラ
部と、を備えた粉体供給ローラにおいて、前記軸には中
空内部から外部に貫通する複数の貫通孔が設けられると
共に、前記ローラ部を構成する連泡性発泡体は、その平
均セル径が軸表面から遠ざかるにつれて大きくなるよう
に構成されていることを特徴とする。

【００３０】従って、軸に複数の貫通孔を設けたこと
で、粉体の中空内部と外部との行き来が自由となる。ま
た、連泡性発泡体は、その平均セル径が軸表面から遠ざ
かるにつれて大きくなるように構成されているので、軸
表面側からローラ部の表面側への粉体の移動を促進さ
せ、かつ、その逆の移動を低減できる。

【００３１】また、本発明の粉体供給ローラにあって
は、内部中空の軸と、該軸に設けられる連泡性発泡体で
構成されるローラ部と、を備えた粉体供給ローラにおい
て、前記軸には中空内部から外部に貫通する複数の貫通
孔が設けられると共に、前記ローラ部を構成する連泡性
発泡体は複数の層で構成され、かつ、前記軸表面から遠
い層ほど平均セル径が大きいことを特徴とする。

【００３２】従って、軸に複数の貫通孔を設けたこと
で、粉体の中空内部と外部との行き来が自由となる。ま
た、連泡性発泡体は、複数の層で構成され、かつ、軸表
面から遠い層ほど平均セル径が大きいので、軸表面側か
らローラ部の表面側への粉体の移動を促進させ、かつ、
その逆の移動を低減できる。

【００３３】前記軸に設けた複数の貫通孔の開閉を行う
開閉機構を備えるとよい。

【００３４】これにより、粉体の供給を調整できる。

【００３５】内部中空の軸を、いずれも複数の貫通孔を
有する２重の管で構成し、かつ、これらの管をスライド
自在に構成することによって、貫通孔の開閉を行う開閉
機構を構成するとよい。

【００３６】これにより、簡易な構成で開閉機構を実現
できる。

【００３７】前記軸の中空内部に粉体を撹拌する撹拌手
段を設けるとよい。

【００３８】これにより、粉体の凝集や長手方向への均
一な供給が可能となる。

【００３９】前記軸及びローラ部は導電性を有するとよ
い。

【００４０】前記軸及びローラ部に電圧を印加する電圧
印加手段を設けるとよい。

【００４１】これにより、特定の極性に帯電した粉体の
みを選択的に供給できる。

【００４２】粉体が接触し得る前記軸及びローラ部を含
む各種構成部材のうち、少なくとも一つが、粉体への帯
電極性とは逆極性である帯電特性を有するとよい。

【００４３】これにより、粉体を、効率的に所望の極性
に帯電できる。

【００４４】粉体の投影面積をＡ，粉体の絶対最大長を
Ｍ，粉体の周長をＰとした場合に、粉体の丸さを表す係
数として、ＳＦ−１＝（Ｍ²／Ａ）×（π／４）×１００を満たし、粉体表面の凹凸度合を表す係数として、ＳＦ−２＝（Ｐ²／Ａ）×（１／４π）×１００を満たす場合に、前記粉体のＳＦ−１が１００〜１６０
であり、かつ、ＳＦ−２が１００〜１４０であるとよ
い。

【００４５】これにより、粉体は滑らかにローラ部を透
過することが可能となる。

【００４６】また、本発明の画像形成装置にあっては、
上記の粉体供給ローラが、感光ドラム表面を帯電させる
帯電促進粒子を供給する帯電ローラとして用いられてい
ることを特徴とする。

【００４７】これにより、帯電ローラに帯電促進粒子が
蓄積されてしまうことが防止される。

【００４８】前記帯電ローラのローラ部を構成する連泡
性発泡体の硬度は、アスカーＣ硬度で５０°以下である
とよい。

【００４９】これにより、感光ドラムへの低圧化を図る
ことができ、帯電促進粒子や感光ドラムへの負荷を抑制
できる。

【００５０】前記帯電促進粒子の体積抵抗は１０¹²Ω・
ｃｍ以下であり、かつ、重量平均粒径が０．５〜１５μ
ｍであるとよい。

【００５１】また、本発明の画像形成装置にあっては、
上記の粉体供給ローラが、現像ローラに現像剤を供給す
る現像剤供給ローラとして用いられていることを特徴と
する。

【００５２】これにより、現像ローラに現像剤が蓄積さ
れてしまうことが防止される。

【００５３】前記現像剤の投影面積をＡ，現像剤の絶対
最大長をＭ，現像剤の周長をＰとした場合に、現像剤の
丸さを表す係数として、ＳＦ−１＝（Ｍ²／Ａ）×（π／４）×１００を満たし、現像剤表面の凹凸度合を表す係数として、ＳＦ−２＝（Ｐ²／Ａ）×（１／４π）×１００を満たす場合に、前記現像剤のＳＦ−１が１００〜１６
０であり、かつ、ＳＦ−２が１００〜１４０であると共
に、該現像剤の重量平均粒径が４〜１５μｍであるとよ
い。

【００５４】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣
旨のものではない。

【００５５】なお、以下の説明においては、粉体供給ロ
ーラを電子写真方式の画像形成装置に適用した場合を例
に説明する。

【００５６】（第１の実施の形態）図１〜図３を参照し
て、本発明の第１の実施の形態に係る粉体供給ローラ及
び画像形成装置について説明する。

【００５７】本実施の形態の特徴は、中空支軸の周面に
複数の貫通孔があり、その芯金上層に連泡性発泡体層が
形成されており、連泡性発泡体の平均セル径が中空芯金
から遠ざかるに連れて大きくなるローラを用いることに
よって、粉体を供給する際に問題であったスポンジロー
ラの硬度変化を防止し、常時安定した粉体供給を行うこ
とのできる粉体供給ローラ及びこのローラを有した装置
を提供することである。

【００５８】図１は本発明の第１の実施の形態に係る粉
体供給ローラを適用した画像形成装置の模式的断面図で
ある。

【００５９】この画像形成装置は、接触現像方式を採用
したものであり、感光ドラムの画像部にトナーを付着さ
せて可視化する反転現像系であり、負帯電トナーを担持
した現像ローラを感光ドラムに当接させて現像を行う一
成分画像形成装置である。

【００６０】図１において、矢印Ａ方向に回転する感光
ドラム１の周囲には、回転方向に沿って、順次、ドラム
表面を一様に帯電する帯電器２と、露光して潜像を形成
する露光器３と、潜像を現像化する現像器４と、現像を
シートに転写する転写帯電器５と、転写された像をシー
トに定着する定着器６が配設されている。

【００６１】帯電器２は、矢印Ｄ方向に回転する帯電ロ
ーラ２０と、感光ドラム１上に所望する電位を形成する
ための帯電バイアス電源２１と、帯電促進粒子を帯電ロ
ーラ２０に供給する補給手段２２と、を有している。帯
電ローラ２０は感光ドラム１に当接するように配置され
ている。

【００６２】そして、帯電ローラ２０は、軸としての内
部中空の金属芯金と、金属芯金上に設けられたローラ部
としての連泡性スポンジによって構成されており、芯金
内部には帯電促進粒子を包含している。補給手段２２は
中空芯金内に帯電促進粒子を供給する。

【００６３】現像器４は、その長手方向に延在する開口
部を有しており、その開口部には感光ドラム１に当接す
るように配置された矢印Ｂ方向に回転する弾性現像ロー
ラ１０が備え付けられている。

【００６４】そして、弾性現像ローラ１０に当接するよ
うに配置されている供給ローラ１１（矢印Ｃ方向に回
転）と、供給ローラ１１よりも垂直方向に対して上側に
位置し弾性現像ローラ１０に圧接するように配置された
規制ブレード１２とを有しており、これらを有する現像
器４内に非磁性トナーが収容されている。供給ローラ１
１は中空の金属芯金上に連泡性スポンジが構成され芯金
内部にトナーを包含しており、トナーを中空芯金内に供
給する補給手段１４を有している。

【００６５】また、現像器４外に弾性現像ローラ１０に
現像バイアス電圧を印加する直流高圧電源１３を有して
いる。

【００６６】詳しい動作を説明すると、まず、帯電ロー
ラ２０の気泡から供給された帯電促進粒子と矢印Ｄ方向
に回転している帯電ローラ２０により、矢印Ａ方向に回
転する感光ドラム１の表面を、オゾンを発生させること
なく均一に負極性に直接帯電する。帯電した感光ドラム
１の表面を、レーザー光等を用いた露光器３によって露
光することにより、画像情報を感光ドラム１に静電潜像
として書き込む。

【００６７】一方、現像器４では、矢印Ｃ方向に回転す
る供給ローラ１１により、矢印Ｂ方向に回転する弾性現
像ローラ１０の表面にトナーを搬送する。供給する際に
は供給ローラ１１の表面の気泡によって搬送されるだけ
ではなく、中空芯金内部から気泡内部を通過して供給ロ
ーラ表面に到達したトナーも供給される。

【００６８】弾性現像ローラ１０によって搬送されたト
ナーが弾性現像ローラ１０に圧接するように配置された
規制ブレード１２と弾性現像ローラ１０の間を通過する
際、に、トナーは規制ブレード１２や弾性現像ローラ１
０との摩擦により負極性に帯電する。また、通過と同時
にトナーの層厚が規制される。

【００６９】弾性現像ローラ１０には、現像バイアス電
圧電源１３によって現像バイアス電圧が印加される。こ
の現像バイアス電圧と感光ドラム上の電位から形成され
る電界によって、感光ドラム１と弾性現像ローラ１０の
当接部近傍において帯電したトナーが感光ドラム１上の
画像部に付着し、潜像を可視化する。

【００７０】感光ドラム１上に形成されたトナー像は、
転写材７に対して感光ドラム１とは逆側に位置する正極
性のバイアス電圧が印加されている転写帯電器５によっ
て、転写材７に転写される。

【００７１】転写されずに感光ドラム１上に少量残った
トナーは、帯電ローラ２０と感光ドラム１のニップ部に
到達するが、ニップ部において帯電ローラ２０や帯電促
進粒子との摩擦により転写残トナーは負極性に帯電され
る。帯電された転写残トナーの付着した感光ドラム１
は、露光器３により新しい潜像が形成される。そして現
像領域において電界作用により、画像部に存在する転写
残トナーは再度像形成に利用され、非画像部に存在する
転写残トナーは現像ローラ１０に回収される。

【００７２】一方、現像部において現像に消費されずに
現像ローラ１０上に残ったトナー及び非画像部から回収
した転写残トナーは、現像ローラ１０の回転によって現
像ローラ１０と共に現像器４内に戻される。

【００７３】そして、現像ローラ１０と供給ローラ１１
の当接部において、現像ローラ１０上のトナーは現像ロ
ーラ１０と供給ローラ１１の摺擦によって剥ぎ取られ、
現像器４内に回収される。それと同時に、供給ローラ１
１の回転によって、現像ローラ１０上に新たなトナーが
供給され、再び規制ブレード１２と現像ローラ１０の当
接部に搬送される。

【００７４】本実施の形態では、帯電ローラ２０に印加
されている帯電バイアス電圧は−７００Ｖ、現像ローラ
１０に印加されている直流現像バイアス電圧は−３５０
Ｖとし、感光ドラム１上の非画像部電位は−７００Ｖ、
画像部電位は−１５０Ｖとした。

【００７５】上記のような動作を繰り返すことにより画
像形成を行うことができる。

【００７６】ここで、長期間に渡って安定かつ良好な画
像形成を行うには、帯電ローラ２０及び供給ローラ１１
の硬度変化や目詰まりを防止して、感光ドラム１及び現
像ローラ１０に、安定した帯電促進粒子及びトナーの供
給を行い、これらの劣化を最小限に抑えることが必至で
ある。従って、帯電ローラ２０及び供給ローラ１１が重
要な役割を果たす。そこで、本実施の形態では帯電ロー
ラ２０と供給ローラ１１及びその周辺を次のような構成
とした。

【００７７】図２に示すように、帯電ローラ２０及び供
給ローラ１１は、いずれも内部中空の金属の芯金３１を
支軸とし、その外側に気泡部の壁面が連通している導電
材分散のウレタンゴム，シリコンゴム，ＥＰＤＭゴムあ
るいはアクリルゴム等で形成された連泡性発泡体で構成
されたローラ部３２が設けられている。

【００７８】連泡性発泡体の平均気泡径（セル径）は芯
金３１の表面から遠ざかるに連れて大きくなっていて、
これを達成するのであれば単層（図２（ａ））でも複数
層（図２（ｂ））でも構わない。

【００７９】また、金属芯金３１は内部中空の部材であ
り、その周面には中空内部から外部に貫通する複数の貫
通孔を有する。この構成の例としては、管に複数の貫通
孔を形成したもの（図３（ａ））や、網目状のもの（図
３（ｂ））が考えられる。

【００８０】この貫通孔を有するのは、その上層を連泡
性発泡体に覆われる部分だけである。また、芯金中空部
の内部には攪拌手段として長手いっぱいに回転可能なス
クリュー３３が設けられている。

【００８１】上記のような構成にすると、中空芯金内に
存在する帯電促進粒子やトナーは連泡体の気泡に内包さ
れ、帯電ローラ２０や供給ローラ１１が感光ドラム１や
現像ローラ１０と当接するたびに発泡体が変形すること
によって、常時安定した量の帯電促進粒子やトナーを供
給することができる。

【００８２】また、中空芯金表面に複数の貫通孔がある
ので、連泡性発泡体内部に粉体が存在しても、中空芯金
内部への出入りが可能となり、目詰まりによる硬度上昇
を防止することができる。

【００８３】また、中空芯金から遠ざかるに連れて連泡
性発泡体の気泡径が大きいので、芯金内部から連泡性発
泡体表面へ粉体が搬送されやすくなると同時に、連泡性
発泡体表面側から中空芯金内部に向かって粉体が逆流す
ることを防止することができる。さらに、発泡体表面の
気泡径が大きいので供給に十分な当接幅を確保しても当
接圧を低くすることができ、粉体や供給部材の劣化を防
止することができる。

【００８４】また、感光ドラム１と帯電ローラ２０の当
接部分や現像ローラ１０と供給ローラ１１の当接部分で
連泡性スポンジ表面の凹凸と当接部の摺擦によって、感
光ドラム１や現像ローラ１０上の画像履歴を消すことが
でき、次周の画像形成時には均一な状態を保つことがで
きる。

【００８５】そして、帯電ローラ２０の場合には、従来
例で課題であった帯電促進粒子の大きさ・形状のばらつ
きや、硬度上昇による供給量の時間変化を防止すること
ができる。

【００８６】現像ローラ１０の場合には、従来例で課題
であった目詰まりによる硬度上昇、それに伴う供給量の
時間変化、トナー劣化・部材劣化を防止することがで
き、常時安定した画像濃度を保つことができる。

【００８７】なお、本実施の形態では感光ドラム１や現
像ローラ１０への供給量をより十分確保するために、当
接部において帯電ローラ２０や供給ローラ１１を逆回転
で当接させたが、特に特定するものではない。

【００８８】本実施の形態では、金属芯金上に導電材を
分散させた低硬度の連泡性発泡体を一例として平均気泡
径の異なる発泡層を複数重ねる次のような方法で製造し
た。

【００８９】発泡剤やカーボンブラック等の導電材の配
合剤を一様に分散させた未加硫・未発泡の最下層のウレ
タンゴム層を中空芯金上に形成する。その際、中空芯金
周面にある貫通孔からゴム層が侵入しないように、前も
って中空芯金の内側に、中空芯金の内径程度の金属棒を
挿入しておく。

【００９０】これらを円周型金型の成型キャビネット内
にセットし加熱することにより、未加硫・未発泡のゴム
層を加硫・発泡させると共に、成型キャビネット内で金
型どおりの導電性スポンジとして成型される。発泡によ
って発生した気体は、発泡によって形成された連通した
気泡を通って金型の側面から排出される。

【００９１】次いで、下層よりも気泡径の大きい上層を
構成する未加硫・未発泡のゴム層を最下層のスポンジ層
の上に形成し、成形キャビネット内で加熱して導電性ス
ポンジを成形する。反応が終了し十分に冷却した後、芯
金中空部分に挿入された金属棒を抜き出す。

【００９２】この段階では中空芯金周面の貫通孔上や、
下層と上層の界面や、上層の表面にはスキン層があり、
気泡は表面まで貫通していない状態である。そこで、中
空芯金の内側から空気吸引を行い、中空芯金周面の貫通
孔上に形成された連泡スポンジのスキン層を破る。最後
に連泡スポンジの表面を研磨し、所望する外径のスポン
ジローラを製造することが出来る。

【００９３】さらに、連泡性発泡体各層は同一のゴム材
料で形成するのが好ましい。というのも、画像形成動作
を行う環境条件が通常画像形成動作を行う室内の条件と
極端に異なる場合、例えば低温高湿のような条件では、
ゴム材料が違うと熱膨張率・吸湿性が異なるため、変形
や層剥離などの問題が発生する可能性が十分に考えられ
るからである。

【００９４】上記の製造方法以外にも、ローラの半径方
向に発泡剤の分量を変化させた未加硫・未発泡のゴム層
を中空芯金に形成し、一度の加熱だけで加硫を行う方法
もある。また、成型キャビネット内に入れずに自由状態
で、未加硫・未発泡のウレタンゴム層を加熱処理した
後、中空芯金の内側からの空気吸引、連泡スポンジの表
面を研磨する方法も有る。

【００９５】連泡体スポンジ層を形成する材料は、使用
する用途に応じて選択すべきである。弾性（スポンジ）
層として一般的に使用される材料としては、ウレンタゴ
ム，シリコンゴム，ＥＰＤＭゴム，アクリムゴム，ニト
リルゴム，ヒドリンゴム及びフッ素ゴムなどが挙げられ
るが、特に特定されるものではない。

【００９６】発泡剤としては一般的に炭酸水素ナトリウ
ム，炭酸ナトリウム，炭酸アンモニウムなどの無機発泡
剤や、ニトロソ化合物，アゾ化合物，スルホニルヒドラ
ジド化合物などの有機発泡剤があげられるが、特に特定
されるものではない。

【００９７】また、導電剤は電子導電剤とイオン導電剤
に大別でき、電子導電剤としては、カーボンブラックや
金属酸化物などが挙げられ、イオン導電剤としては、第
４級アンモニウム塩や脂肪族アルコールサルフェート塩
などが挙げられるが、特に特定されるものではない。

【００９８】また、本実施の形態における帯電ローラ２
０や供給ローラ１１の特性値として以下のようなものが
好ましい。

【００９９】まず、帯電ローラ２０に関して説明する。

【０１００】帯電ローラ２０のローラ部の抵抗値は、ピ
ンホールなどの低耐圧欠陥部位が存在した場合でもリー
クを防止し、また十分な帯電性を確保するために１０⁴
Ω〜１０⁷Ωが好ましい。ちなみにローラ抵抗の測定方
法は、帯電ローラ２０に総加重１ｋｇかかるようにφ３
０ｍｍのアルミドラムに当接させ、帯電ローラ２０の芯
金とアルミドラム間に１００Ｖ印加して測定した。

【０１０１】硬度が高すぎると感光ドラム１との接触幅
が少なくなり帯電能が悪化したり、トルクが高くなった
りして、部材劣化を引き起こすので、ゴム硬度はアスカ
ーＣ硬度で５０°以下が好ましい。

【０１０２】連泡スポンジの平均気泡径は、より円滑に
帯電促進粒子を通過させるために、帯電促進粒子の粒径
・形状・供給量にもよるが、中空芯金に一番近い層（つ
まり一番平均気泡径が小さい層）の平均気泡径として粉
体（帯電促進粒子）の平均粒径の１０倍以上が好まし
い。ちなみに平均気泡径は、連泡性発泡体を薄くスライ
スした試料表面に存在する気泡を１００個抽出し、光学
もしくは電子顕微鏡で各々の気泡径を測定し、１００個
の気泡径の平均値とした。

【０１０３】また、感光ドラム１に対する侵入量は連泡
性発泡体の層厚未満は必至であり、連泡性発泡体の層厚
にもよるが層厚の半分以下がより好ましい。感光ドラム
１との当接圧は十分な当接幅を確保しつつ部材劣化を防
止するために、４．９×１０ ^-2〜９．８×１０^-1（Ｎ／
ｃｍ）が好ましい。

【０１０４】また、金属芯金に設けられた貫通孔の大き
さ（孔径等）は、最下層の発泡スポンジの平均セル径以
上とする。というのも、気泡内を通過してきた帯電促進
粒子を効率よく連泡発泡体の気泡に供給する為である。

【０１０５】本実施の形態で用いた帯電ローラ２０は、
φ１０の金属芯金上に、導電材としてカーボンブラック
を分散配合した層厚６ｍｍの連泡性ウレタンスポンジゴ
ムである。

【０１０６】前述の方法に従って測定した抵抗値は１０
⁵Ω程度であり、ゴム硬度はアスカーＣ硬度２５°程度
である。連泡性発泡体表層における下層の平均気泡径は
２００μｍであり、上層の平均気泡径は３００μｍであ
る。また、感光ドラム１との当接線圧は２．９×１０^-1
（Ｎ／ｃｍ）である。芯金には図３（ａ）のように直径
３ｍｍ穴が４ｍｍ間隔に配置されている。

【０１０７】次に、供給ローラ１１に関して説明する。

【０１０８】供給ローラ１１のローラ部の抵抗値は１０
⁵Ω以下であり、ゴム硬度はアスカーＣ硬度で１５°以
下、更に好ましくはアスカーＣＳＣ２硬度で５０°以下
である。

【０１０９】連泡スポンジの平均セル径はトナーの粒径
・形状にもよるが、粉体平均粒径の１０倍以上が好まし
い。また、現像ローラ１０に対する供給ローラ１１の侵
入量は連泡性発泡体の層厚未満は必至であり、連泡性発
泡体の層厚にもよるが層厚の半分以下がより好ましい。

【０１１０】現像ローラ１０との当接線圧は４．９×１
０^-2〜９．８×１０^-1（Ｎ／ｃｍ）ある。

【０１１１】また、金属芯金の貫通孔の大きさ（孔径
等）は、最下層の発泡スポンジの平均セル径以上とす
る。というのも、気泡内を通過してきたトナーを効率よ
く連泡発泡体の気泡へ供給する為である。

【０１１２】本実施の形態で用いた供給ローラ１１はφ
１０の金属芯金上に、導電材としてカーボンブラックを
分散配合した層厚４ｍｍの連泡性ウレタンスポンジゴム
である。抵抗値は１０⁵Ω程度であり、ゴム硬度はアス
カーＣＳＣ２硬度１５°程度である。

【０１１３】連泡性発泡体表層における下層の平均気泡
径は３００μｍであり、上層の平均気泡径は４００μｍ
である。また、現像ローラとの当接線圧は２．０×１０
^-1（Ｎ／ｃｍ）である。芯金には図３（ａ）のように直
径３ｍｍ穴が４ｍｍ間隔に配置されている。

【０１１４】帯電ローラ２０及び供給ローラ１１によっ
て供給される粉体、つまり帯電促進粒子及びトナーにつ
いて説明する。

【０１１５】まず、帯電促進粒子に関して説明する。

【０１１６】帯電促進粒子は、帯電ローラ２０から感光
ドラム１への電荷享受を担うため、酸化亜鉛粒子やアル
ミナ粉やその他金属酸化物などの導電性無機粒子や、導
電性有機粒子や、表面に導電処理を施した各種導電粒子
が使用可能である。抵抗値としては、比抵抗１０¹²Ω・
ｃｍ以下であり、好ましくは１０¹⁰Ω・ｃｍが望まし
い。

【０１１７】抵抗測定は錠剤法により測定し正規化して
求めた。すなわち、底面積２．２６ｃｍ²の円筒内にお
およそ０．５ｇの粉体試料を入れ上下電極に１５ｋｇの
加圧を行うと同時に１００Ｖの電圧を印加し抵抗値を測
定し、その後正規化して比抵抗を算出する。

【０１１８】帯電促進粒子の粒径はトナーの粒径・形状
にもよるが、トナーと同等もしくはやや小さい程度の粒
径が好ましい。トナーより粒径が大きすぎると微少ドッ
トを現像する際に潜像を忠実に可視化できないことがあ
り、逆にトナーより粒径が小さすぎるとトナーの周りを
覆ってしまい、トナーの帯電能が悪化し、かぶりが生じ
てしまうことがある。一般的な画像形成装置に使用する
帯電促進粒子としては０．５〜１５μｍ程度の粒径が好
ましい。

【０１１９】また、帯電促進粒子による潜像露光時の光
散乱を防止するために、その粒径は構成画素サイズ以下
であることが望ましい。

【０１２０】また、帯電促進粒子は潜像露光時の妨げに
ならないよう無色あるいは白色が好ましい。感光ドラム
１上の帯電促進粒子は転写材に転写されるのでカラー画
像形成装置においては、無色あるいは白色が好ましい。

【０１２１】また、画像形成装置や条件にもよるが、感
光ドラム１上に存在する帯電促進粒子個数は１×１０³
個／ｍｍ²以上５×１０⁵個／ｍｍ²以下が好ましい。１
×１０ ³個／ｍｍ²以下だと十分な接触機会増加の効果や
帯電効率向上の効果が得られない場合があり、５×１０
⁵個／ｍｍ²以上だと露光時に感光ドラム１上への露光量
不足が生じる場合がある。

【０１２２】本実施の形態では比抵抗が１０⁶Ω・ｃｍ
で平均粒径３μｍのアルミナ粉を用いた。

【０１２３】次に、トナーに関して説明する。

【０１２４】トナーの形状は球状及び／又は紡錘形が好
適である。なぜなら供給ローラ１１の芯金内部から気泡
を効率よく通過させるには凹凸の無い方が常時安定した
供給を行うことができるからである。

【０１２５】球形度の指標として形状係数ＳＦ−１の値
が１００〜１６０であり、形状係数ＳＦ−２の値が１０
０〜１４０であることが好ましい。ここで、形状係数を
示すＳＦ−１，ＳＦ−２とは、日立製作所製ＦＥ−ＳＥ
Ｍ（Ｓ−８００）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（Ｌ
ｕｚｅｘ３）に導入し解析を行い下式より算出し得られ
た値を、形状係数ＳＦ−１，ＳＦ−２と定義した（図７
参照）。

【０１２６】ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）²／ＡＲＥ
Ａ｝×（π／４）×１００ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）²／ＡＲＥＡ｝×（１／４
π）×１００ここで、ＡＲＥＡ：トナー投影面積，ＭＸＬＮＧ：絶対
最大長，ＰＥＲＩ：周長である。

【０１２７】トナーの形状係数ＳＦ−１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。ＳＦ
−２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。前述の形状係数ＳＦ−１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、気泡内
でトナーが移動しにくくなり気泡内にトナーが詰まりや
すくなってしまう。

【０１２８】また、粉体の粒径に関しては、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。

【０１２９】変動係数Ａ＝［Ｓ／Ｄ₁］×１００（Ａ）式中、Ｓは粉体粒子の個数分布における標準偏差値を示
し、Ｄ₁は粉体粒子の個数平均粒径（μｍ）を示す。粉
体の個数分布における変動係数が大きくなるにつれて粒
径分布の幅が広くなり、個数分布における変動係数
（Ａ）が３５％以上であると非常に大きな粒径のトナー
がスポンジ気泡に詰まってしまう可能性が高いからであ
る。

【０１３０】本実施の形態で粉体として用いたトナーの
特性としては、上記条件に加えて重量平均粒径が１５μ
ｍ以下（好ましくは４μｍ〜８μｍ）であることが好ま
しい。

【０１３１】重量平均粒径が４μｍ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上に転写残の
トナー粒子が多く、トナー粒子の重量平均粒径が１０μ
ｍを超える場合には、感光ドラム表面や規制ブレードな
どへの融着が起きやすい。トナー粒子の個数分布におけ
る変動係数が３５％を超えると更にその傾向が強まる。

【０１３２】本実施の形態ではＳＦ−１の値が１３０、
形状係数ＳＦ−２の値が１２０であり、重量平均粒径が
約７μｍ、個数分布における変動係数が２０％のトナー
を用いた。

【０１３３】実際に上記のような構成で平均粒径３μｍ
の帯電促進粒子と平均粒径７μｍの球形トナーを用いて
長期間の画像形成動作を行ったところ、帯電ローラ２０
及び供給ローラ１１の気泡内への粉体侵入によっておこ
る気泡目詰まりやローラの硬度変化や回転トルクの増大
を防止することができた。

【０１３４】また、連泡性発泡体を当接させるので十分
な当接幅を確保しても低当接圧を維持することができ、
常時安定した帯電やトナー供給を行うことができる。そ
れだけではなく、十分な幅の当接部による摺擦によっ
て、前周の画像履歴を消去することもできる。

【０１３５】供給ローラ１１においては、現像器４内の
トナー量が減少した場合でもトナーを供給ローラ１１内
部から、当接部に供給できるため画像濃度の低下を防止
することができる。

【０１３６】以上述べたように、中空支軸の表面に複数
の貫通孔があり、その支軸上に連泡性発泡体が構成さ
れ、且つ中空芯金から遠ざかるにつれて連泡性発泡体の
平均気泡径が大きくなるローラを用いることにより気泡
内の粉体の目詰まりやスポンジローラの硬度変化を防止
できる粉体供給ローラを提供することができる。

【０１３７】さらに、このような粉体供給ローラを有し
た画像形成装置を用いて画像形成を行うことによって、
長期間にわたって安定した画像形成が行える画像形成装
置を提供することができる。

【０１３８】（第２の実施の形態）図４には、第２の実
施の形態が示されている。上記第１の実施の形態では、
軸に複数の貫通孔を設ける構成を示したが、本実施の形
態では、この貫通孔を開閉可能とする開閉機構を備えた
構成を示す。

【０１３９】その他の構成および作用については第１の
実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同
一の符号を付して、その説明は省略する。

【０１４０】上記第１の実施の形態では、中空支軸の表
面に複数の貫通孔があり、その支軸上に連泡性発泡体が
構成され、且つ中空芯金から遠ざかるに連れて連泡性発
泡体の平均気泡径が大きくなるローラを用いることによ
り気泡内の粉体の目詰まりやスポンジローラの硬度変化
を防止できる粉体供給ローラ及びこのローラを有した画
像形成装置によって長時間にわたって良好な画像形成が
行えることを説明した。

【０１４１】本実施の形態では、さらに粉体の供給量を
自由自在に調節できる粉体供給ローラ及びこのローラを
有した装置を説明する。

【０１４２】画像形成装置及び画像形成動作は上記第１
の実施の形態と基本的には同様であるので、ここではそ
の説明は省略するが、第１の実施の形態と大きく異なり
本実施の形態で特徴的な点は、粉体供給ローラの中空芯
金上の複数貫通孔を開閉できる手段（たとえば開閉シャ
ッター）を有する点である。

【０１４３】また、図１には不図示であるが、感光ドラ
ム１上の帯電促進粒子量を検知する手段（たとえば濃度
センサーなど）や、感光ドラム１上のトナー付着量を検
知する手段（たとえばトナー濃度センサーなど）を有し
ている。

【０１４４】図４は本発明の第２の実施の形態に係る粉
体供給ローラを構成する中空芯金の拡大図である。

【０１４５】本実施の形態で用いる粉体供給ローラを構
成する芯金は、いずれも複数の貫通孔を有する２重の
管、すなわち、２つの中空芯金４１，４２で構成されて
いる。この２つの中空芯金は直径が若干異なり、重ねて
スライドできる程度の直径差である。貫通孔の配置は２
つの中空芯金４１，４２ともに共通である。

【０１４６】本実施の形態では、画像形成動作中および
画像形成動作前後に感光ドラム１上の帯電促進粒子量を
検知する手段（たとえば濃度センサーなど）や、感光ド
ラム１上のトナー付着量を検知する手段（たとえばトナ
ー濃度センサーなど）により、帯電促進粒子やトナーの
供給量が適切かどうか判断する。

【０１４７】供給量が適正範囲の場合には、図４（ａ）
に示すように帯電ローラや供給ローラの中空芯金内部の
シャッターは開いており、貫通孔は開いた状態となり、
中空芯金内部から帯電促進粒子やトナーを連泡性発泡体
表面まで通過させ、感光ドラムや現像ローラへ供給する
ことができる。

【０１４８】しかしながら、供給量が過剰であると判断
した場合には、図４（ｂ）に示すように帯電ローラや供
給ローラの中空芯金内部のシャッターを閉じて貫通孔を
閉じた状態として、中空芯金内部から粉体を供給しない
ようにする。

【０１４９】そして、再度供給量が適正範囲に戻った場
合には中空芯金内部のシャッターを開いて粉体の供給を
再び開始する。

【０１５０】このように検知手段を設け、その検知信号
により粉体供給ローラを構成する中空芯金上の貫通孔の
開閉を行うことにより、常時一定量の粉体を供給するこ
とができる。

【０１５１】実際に上記のような帯電ローラ及び供給ロ
ーラを用いて画像形成動作を行ったところ、第１の実施
の形態で得られた効果はもちろんであるが、画像形成パ
ターンや環境に応じて帯電促進粒子やトナーを必要量供
給することができる。

【０１５２】（第３の実施の形態）図５には、第３の実
施の形態が示されている。本実施の形態では、電界作用
を負荷する手段を付加することによって、粉体の供給を
補助する構成を示す。

【０１５３】その他の構成および作用については第１の
実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同
一の符号を付して、その説明は省略する。

【０１５４】上記第１及び第２の実施の形態では中空支
軸の周面に複数の貫通孔があり、その芯金上層に連泡性
発泡体層が形成されているローラを用いることによっ
て、粉体を供給する際に問題であったスポンジローラの
硬度変化を防止し、常時安定した粉体供給を行うことの
できる粉体供給ローラ及びこのローラを有した画像形成
装置を説明した。

【０１５５】本実施の形態では第１及び第２実施の形態
のようなメカニカルな供給効果に加えて、更に電界作用
を利用することにより、特定の極性や電荷を有する粉体
を選択的に供給する事のできる粉体供給ローラ及びこの
ローラを有した装置について説明する。

【０１５６】図５は本発明の第３の実施の形態に係る粉
体供給ローラを適用した画像形成装置の模式的断面図で
ある。上記図１に示す構成と同一の構成には、同一の符
号を付している。

【０１５７】本実施の形態では、上記実施の形態と同
様、接触現像方式の画像形成装置について示している
が、本実施の形態で特徴的な点は、粉体供給ローラの導
電性連泡性発泡体の芯金部分に電圧を印加するための印
加手段５１を有している点である。

【０１５８】現像器内において、トナーは様々な部材と
の摩擦によって大部分が負極性に帯電しているか、もし
くはほとんど帯電していないのであるが、トナー同士の
摩擦により一部のトナーは正極性に帯電する場合があ
る。このように正極性に帯電したトナーが、弾性現像ロ
ーラ１０上にコートされると、感光ドラム１上の非画像
部に付着してしまい、いわゆるかぶりとなってしまう。

【０１５９】そこで、供給ローラ１１の芯金に電圧を印
加することにより、現像ローラ１０の表面と供給ローラ
１１間で負極性を帯びたトナーを現像ローラ１０側に付
勢する電界を形成することができ、トナーを現像ローラ
にメカニカルに供給するだけでなく、中空芯金内部から
供給ローラ表面の電位差によって中空芯金内部にある正
規帯電したトナーだけを選択的に現像ローラ１０に供給
できる。

【０１６０】それと同時に現像ローラ１０と供給ローラ
１１間の電界により、正極性に帯電した反転トナーは現
像ローラ１０から中空芯金内部に付勢する電界を受け、
現像ローラ１０上には供給されない。その結果、かぶり
のない高品位な画像形成を行うことができる。

【０１６１】また、電界作用による反転トナーの回収効
果及び正規帯電トナーの供給効果が存在することによっ
て、現像ローラ１０と供給ローラ１１の当接圧を低減し
ても十分なトナー供給が行える。

【０１６２】また、中空芯金内壁もしくは攪拌スクリュ
ー３３にトナーと逆極性の帯電特性を有するコートを施
すと、中空芯金内部で効率よくトナーを負極性に帯電さ
せることができ、効率よく正規帯電したトナーを現像ロ
ーラ１０に供給することができる。

【０１６３】本実施の形態では、供給ローラ１１への電
圧印加手段以外の画像形成装置や各々の構成部材は上記
実施の形態と同様の構成とした。また、現像ローラ１０
の印加電圧を−３５０Ｖとし、供給ローラ印加電圧を−
４５０Ｖとした。

【０１６４】実際に平均粒径３μｍの帯電促進粒子と平
均粒径７μｍの球形トナーを用いて長期間の画像形成動
作を行ったところ、気泡内へのトナー侵入によっておこ
る気泡目詰まりやローラの硬度変化や回転トルクの増大
を防止することができる。さらに連泡性発泡体を当接さ
せるので十分な当接幅を確保しても低当接圧を維持する
ことができ、常時安定した帯電やトナー供給を行うこと
ができる。

【０１６５】また、供給ローラ１１に電圧を印加せずに
機械的にトナーを供給する上記第１及び第２の実施の形
態に比べて、低当接圧条件下でも、電界作用による供給
効果によって第１及び第２の実施の形態と同様もしくは
それ以上の供給を行うことができた。

【０１６６】以上述べたように、導電性中空支軸の表面
に複数の貫通孔があり、その支軸上に導電性連泡性発泡
体が構成されているローラと、連泡性発泡体もしくは導
電性連泡性発泡体に電圧を印加するための電圧電源を用
いることにより、気泡内の粉体の目詰まりやスポンジロ
ーラの硬度変化を防止できるだけではなく、特定の電荷
や極性を有する粉体を選択的に供給することのできるス
ポンジローラを提供することができる。

【０１６７】さらに、上記ローラを有した画像形成装置
を用いて画像形成を行うことによって、長期間にわたっ
てトナー劣化や劣化に伴って発生するかぶりも生じるこ
と無く、安定した画像形成が行える画像形成装置を提供
することができる。

【０１６８】なお、これまでの説明では、粉体供給ロー
ラとして、帯電ローラ及び供給ローラに適用した場合を
例示したが、その他のローラとして使用しても同様の効
果が得られる。

【０１６９】また、これまでの説明では、負極性の反転
現像系を例示して説明をしてきたが、正規現像系および
正極性の反転現像系の画像形成装置においても、同様の
効果が得られる。

【０１７０】さらには、粉体供給ローラ及びローラを有
する装置の一例として電子写真方式の画像形成装置を例
示して説明してきたが、粉体供給を目的として使用され
るのであれば、装置の限定はしない。

【０１７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の粉体供給
ローラは、ローラ部の目詰まりや硬度変化が発生せず、
常時安定した量の粉体を供給でき、且つ粉体を劣化させ
ることを防止できる。

【０１７２】また、軸及びローラ部に電圧を印加する電
圧印加手段を設ければ、特定の極性を有する粉体を選択
的に供給できる。

【０１７３】また、本発明の画像形成装置は、上記のよ
うな粉体供給ローラを適用することで、長期にわたり安
定した画像形成が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る粉体供給ロー
ラを適用した画像形成装置の模式的断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る粉体供給ロー
ラの模式図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る粉体供給ロー
ラを構成する軸（芯金）の模式図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る粉体供給ロー
ラを構成する軸（芯金）の模式的拡大図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態に係る粉体供給ロー
ラを適用した画像形成装置の模式的断面図である。

【図６】従来技術に係る粉体供給ローラを適用した画像
形成装置の模式的断面図である。

【図７】トナーの形状係数ＳＦ−１，ＳＦ−２を説明す
るための図である。

【符号の説明】

１感光ドラム２帯電器３露光器４現像器５転写帯電器６定着器７転写材１０現像ローラ１１供給ローラ１２規制ブレード１３電源１４補給手段２０帯電ローラ２１帯電バイアス電源２２補給手段３１芯金３２ローラ部３３スクリュー４１，４２中空芯金５１印加手段

───────────────────────────────────────────────────── 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３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H071 BA43 DA06 DA08 EA00 2H077 AA11 AA15 AC04 AD35 2H200 FA00 GA23 GA44 HA03 HA21 HB12 HB17 HB43 HB45 HB48 MA02 MA08 NA02 3J103 AA02 GA57 GA58 HA03 HA18 HA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部中空の軸と、該軸に設けられる連泡性
発泡体で構成されるローラ部と、を備えた粉体供給ロー
ラにおいて、前記軸には中空内部から外部に貫通する複数の貫通孔が
設けられると共に、前記ローラ部を構成する連泡性発泡体は、その平均セル
径が軸表面から遠ざかるにつれて大きくなるように構成
されていることを特徴とする粉体供給ローラ。
【請求項２】内部中空の軸と、該軸に設けられる連泡性
発泡体で構成されるローラ部と、を備えた粉体供給ロー
ラにおいて、前記軸には中空内部から外部に貫通する複数の貫通孔が
設けられると共に、前記ローラ部を構成する連泡性発泡体は複数の層で構成
され、かつ、前記軸表面から遠い層ほど平均セル径が大
きいことを特徴とする粉体供給ローラ。
【請求項３】前記軸に設けた複数の貫通孔の開閉を行う
開閉機構を備えることを特徴とする請求項１または２に
記載の粉体供給ローラ。
【請求項４】内部中空の軸を、いずれも複数の貫通孔を
有する２重の管で構成し、かつ、これらの管をスライド
自在に構成することによって、貫通孔の開閉を行う開閉
機構を構成することを特徴とする請求項３に記載の粉体
供給ローラ。
【請求項５】前記軸の中空内部に粉体を撹拌する撹拌手
段を設けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一
つに記載の粉体供給ローラ。
【請求項６】前記軸及びローラ部は導電性を有すること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の粉体
供給ローラ。
【請求項７】前記軸及びローラ部に電圧を印加する電圧
印加手段を設けることを特徴とする請求項６に記載の粉
体供給ローラ。
【請求項８】粉体が接触し得る前記軸及びローラ部を含
む各種構成部材のうち、少なくとも一つが、粉体への帯
電極性とは逆極性である帯電特性を有することを特徴と
する請求項１〜７のいずれか一つに記載の粉体供給ロー
ラ。
【請求項９】粉体の投影面積をＡ，粉体の絶対最大長を
Ｍ，粉体の周長をＰとした場合に、粉体の丸さを表す係
数として、ＳＦ−１＝（Ｍ²／Ａ）×（π／４）×１００を満たし、粉体表面の凹凸度合を表す係数として、ＳＦ−２＝（Ｐ²／Ａ）×（１／４π）×１００を満たす場合に、前記粉体のＳＦ−１が１００〜１６０であり、かつ、Ｓ
Ｆ−２が１００〜１４０であることを特徴とする請求項
１〜８のいずれか一つに記載の粉体供給ローラ。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれか一つに記載の粉
体供給ローラが、感光ドラム表面を帯電させる帯電促進
粒子を供給する帯電ローラとして用いられていることを
特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】前記帯電ローラのローラ部を構成する連
泡性発泡体の硬度は、アスカーＣ硬度で５０°以下であ
ることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記帯電促進粒子の体積抵抗は１０¹²Ω
・ｃｍ以下であり、かつ、重量平均粒径が０．５〜１５
μｍであることを特徴とする請求項１０または１１に記
載の画像形成装置。
【請求項１３】請求項１〜９のいずれか一つに記載の粉
体供給ローラが、現像ローラに現像剤を供給する現像剤
供給ローラとして用いられていることを特徴とする画像
形成装置。
【請求項１４】前記現像剤の投影面積をＡ，現像剤の絶
対最大長をＭ，現像剤の周長をＰとした場合に、現像剤の丸さを表す係数として、ＳＦ−１＝（Ｍ²／Ａ）×（π／４）×１００を満たし、現像剤表面の凹凸度合を表す係数として、ＳＦ−２＝（Ｐ²／Ａ）×（１／４π）×１００を満たす場合に、前記現像剤のＳＦ−１が１００〜１６０であり、かつ、
ＳＦ−２が１００〜１４０であると共に、該現像剤の重
量平均粒径が４〜１５μｍであることを特徴とする請求
項１３に記載の画像形成装置。