JP2008170847A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】供給ローラから現像剤担持体へのトナーの供給量を安定させ、画像不良を防止する。
【解決手段】静電潜像担持体４上の静電潜像に付着させるためのトナーを担持する現像剤担持体３６と、現像剤担持体３６に接触して配置されるとともに該接触部６６において現像剤担持体３６との間でトナーの供給と回収を行う供給ローラ３８を備えた現像装置１０において、供給ローラ３８により搬送されるトナーを摩擦帯電させるためのトナー帯電用部材５４を、供給ローラ３８に接触して配置するとともに、供給ローラ３８の少なくとも外周に形成された発泡層４８を、独立気泡構造の樹脂発泡体またはゴム発泡体から構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはこれらの機能を複合的に備えた複合機等の画像形成装置と、これらの画像形成装置において静電潜像担持体の静電潜像を現像するために用いられる現像装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置として、例えば特許文献１に示すように、静電潜像担持体上の静電潜像にトナーを付着させて現像を行う現像剤担持体と、該現像剤担持体に接触して設けられるとともに該接触部において現像剤担持体との間でトナーの供給・回収を行う供給ローラを備えたものが提案されている。
特開２００６−９８７２９号公報

しかし、上記のように構成された従来の現像装置では、供給ローラから現像剤担持体へのトナーの供給量が、使用環境や使用状況に応じて変わりやすく不安定であるため、現像剤担持体に担持されるトナー量が不足して、画像不良を招くことがあった。

そこで、本発明は、供給ローラから現像剤担持体へのトナーの供給量を安定させ、画像不良を防止することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る現像装置は、
静電潜像担持体上の静電潜像に付着させるためのトナーを担持する現像剤担持体と、
該現像剤担持体に接触して配置されるとともに該接触部において上記現像剤担持体との間でトナーの供給と回収を行う供給ローラを備えたものであって、
上記供給ローラにより搬送されるトナーを摩擦帯電させるためのトナー帯電用部材が、上記供給ローラに接触して配置されるとともに、
上記供給ローラの少なくとも外周に形成された発泡層が、独立気泡構造の樹脂発泡体またはゴム発泡体からなることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、上記の現像装置を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、供給ローラにより搬送されるトナーが、現像剤担持体へ供給される前に、トナー帯電用部材との摩擦により帯電されるため、電気的な力によって現像剤担持体に引きつけられやすく、現像剤担持体へのトナーの供給量が増加する。また、供給ローラの発泡層が、独立気泡構造の樹脂発泡体またはゴム発泡体からなることから、発泡層の内部にトナーが入り込み難いため、発泡層から現像剤担持体へトナーを効率的に供給できる。すなわち、供給ローラから現像剤担持体へのトナーの供給効率が、電気的な側面と機械的な側面の両方において向上するため、現像剤担持体に十分な量のトナーを担持させることができ、画像不良の発生を防止できる。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置２の概略構成を示す。ただし、本発明の特徴部分を明確にすることで発明の理解を容易にするために、画像形成装置の筺体は図面から除かれている。

画像形成装置２は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの機能を複合的に備えた複合機等の電子写真式画像形成装置である。現在、電子写真方式の画像形成装置として種々の形態のものが提案されているが、図示する画像形成装置は一つの現像装置しか備えていないモノクロ画像形成装置である。ただし、本発明は、この種の画像形成装置にのみ適用されるものではなく、他の形態の画像形成装置、例えば、所謂タンデム方式または４サイクル方式のカラー画像形成装置にも等しく適用できる。

画像形成装置２は、静電潜像担持体として円筒状の感光体４を有する。感光体の周囲には、その回転方向（図上時計回り方向）に沿って順に、帯電器６、露光装置８、現像装置１０、転写ローラ１２、およびクリーニング部材１４が配置されている。感光体４と転写ローラ１２との接触部（ニップ部）は転写領域２２を形成している。

実施の形態では、クリーニング部材１４として板状のブレードが使用されており、その一端側が感光体４の外周面に接触している。ただし、クリーニング部材１４はブレードに限るものでなく、その他のクリーニング部材（例えば、固定ブラシ、回転ブラシ、ローラ）を使用することもできる。

搬送路２６は、図示しない給紙装置から、給紙ローラ対１６のニップ部２０、転写領域２２、および定着ローラ対１８のニップ部２４を通って、図示しない排紙部まで延びている。

画像形成動作の一例について簡単に説明する。先ず、所定の周速度で回転駆動されている感光体４の外周面が帯電器６により帯電される。次に、帯電された感光体４の外周面に、画像情報に応じた光が露光装置８から投射され、静電潜像が形成される。続いて、静電潜像は、現像装置１０から供給される現像剤のトナーにより顕在化される。このようにして感光体４上に形成されたトナー像は、感光体４の回転により転写領域２２に達する。

一方、そのタイミングに合わせて、給紙装置に収容された用紙（記録媒体）が、給紙ローラ１６の回転により搬送路２６に送り出されて転写領域２２に搬送される。そして、転写領域２２において、感光体４上のトナー像が用紙に転写される。トナー像が転写された用紙は、搬送路２６のさらに下流側へ搬送され、定着ローラ１８によってトナー像が用紙に定着された後、排紙部に送り出される。

用紙に転写されることなく感光体４上に残留しているトナーは、感光体４とクリーニング部材１４との接触部に達すると、クリーニング部材１４で掻き取られ、感光体４の外周面から除去される。

次に、現像装置１０の構成を詳細に説明する。

図２に示すように、現像装置１０はハウジング３２を有し、ハウジング３２で囲まれた空間は補給部６０と現像部６２に区分されている。補給部６０と現像部６２は、ハウジング３２の仕切り部５０によって仕切られ、仕切り部５０に形成された連絡口５２を介して互いに連通している。

トナーとしては、負極性に帯電する例えば一成分トナーが用いられ、必要に応じてチタン酸ストロンチウム等を含む外添剤が添加される。なお、本発明は、正極性に帯電するトナーを用いることを妨げるものではない。

補給部６０には撹拌部材６４が回転可能に設けられており、補給部６０に収容されたトナーは、撹拌部材６４の回転により撹拌されながら搬送され、連絡口５２を通って現像部６２へ補給される。

図３に示すように、現像部６２には、感光体４上の静電潜像に付着させるためのトナーを担持する現像ローラ３６（請求の範囲における現像剤担持体に対応。）と、現像ローラ３６に接触して配置されるとともに該接触部において現像ローラ３６との間でトナーの供給と回収を行う供給ローラ３８が収容されている。

現像ローラ３６と供給ローラ３８は、互いに平行な回転軸を中心としてそれぞれ回転可能に設けられている。具体的に、現像ローラ３６と供給ローラ３８は、図示しない駆動源に連結されており、その駆動源の駆動に基づいて図上反時計回り方向に回転するようになっている。すなわち、現像ローラ３６と供給ローラ３８は、それらの表面部分が現像ローラ３６と供給ローラ３８との接触部で互いに反対方向に移動するように、すなわち互いにカウンタ方向に回転するようになっている。供給ローラ３８の具体的な構成は後述する。

また、現像部６２では、供給ローラ３８により搬送されるトナーを摩擦帯電させるためのトナー帯電用部材５４が、供給ローラ３８に接触して配置されている。トナー帯電用部材５４の具体的な構成は後述する。

現像ローラ３６と供給ローラ３８には電源７０が接続され、この電源７０により、現像ローラ３６に現像バイアス電圧Ｖ_Ｄが印加され、供給ローラ３８に供給バイアス電圧Ｖ_Ｓが印加されるようになっている。本実施形態では、現像ローラ３６と供給ローラ３８に、同一の電源７０が接続されているが、それぞれ別の電源を接続するようにしても良い。現像バイアス電圧Ｖ_Ｄと供給バイアス電圧Ｖ_Ｓの詳細な構成は後述する

トナー帯電用部材５４には電源７４が接続され、この電源７４によりトナー帯電用部材５４にトナー帯電用バイアス電圧Ｖ_Ｔが印加されるようになっている。トナー帯電用バイアス電圧Ｖ_Ｔの詳細な構成は後述する。

このような構成からなる現像装置１０では、供給ローラ３８の回転に基づいて、現像部６２に収容されているトナー、特に供給ローラ３８の周囲に存在するトナーが図上反時計回り方向に搬送される。供給ローラ３８に搬送されるトナーが、供給ローラ３８とトナー帯電用部材５４が接触する帯電領域６５に達すると、供給ローラ３８とトナー帯電用部材５４との摩擦接触により帯電する。

このようにして摩擦帯電されたトナーは、さらに供給ローラ３８によって搬送され、現像ローラ３６と供給ローラ３８の対向する供給・回収領域６６で現像ローラ３６に担持される。この際、現像ローラ３６に供給されるトナーは、現像ローラ３６と供給ローラ３８との摩擦接触により再び帯電される。

現像ローラ３６に担持されたトナーは、現像ローラ３６の回転とともに、現像ローラ３６の外周面に接触して配置されている規制部材４４の対向部に達すると、規制部材４４によって層厚が規制されるとともに、規制部材４４との摩擦接触により更に帯電される。このようにして所定の電荷が与えられたトナーは、現像ローラ３６の回転と共に感光体４と現像ローラ３６が対向する現像領域６８に達する。現像領域６８に達したトナーは、感光体４が担持する静電潜像（作像部分）に付着し、感光体４の外周面にトナー像を形成する。

現像領域６８を通過後、静電潜像の現像に供されずに現像ローラ３６上に残されたトナーは、供給・回収領域６６で供給ローラ３８によって回収される。このとき、供給ローラ３８は、現像ローラ３６に対してカウンタ方向に回転しているため、未転写トナーを効率的に回収できる。したがって、形成した画像にゴーストが発生することを防止できる。

次に、供給ローラ３８の構成を詳細に説明する。

供給ローラ３８は、円柱状の芯金４６と、該芯金４６の外周に形成された発泡層４８から構成されている。

芯金４６の素材としては、例えば鉄、ステンレス、アルミニウム、樹脂等が用いられる。芯金４６の表面には、腐食等を防止するためメッキ処理を行うようにしても良い。

発泡層４８の素材としては、独立気泡構造の樹脂発泡体またはゴム発泡体が用いられる。独立気泡構造の発泡体を用いることにより、連続気泡構造の発泡体を用いる場合に比べて、発泡層４８の内部にトナーが入り込み難くなるため、発泡層４８から現像ローラ３６へトナーを効率的に供給できる。また、独立気泡構造の発泡体を用いることで、発泡層４８内部にトナーが滞留し難くなるため、トナーの凝集により発泡層４８の硬度が増大することを防止できる。したがって、発泡層４８と現像ローラ３６との圧接力が必要以上に大きくなることを防止でき、現像ローラ３６と発泡層４８との圧接によるトナーの劣化を軽減できる。

発泡層４８の素材として、具体的には、耐久性に優れたポリウレタン発泡体を用いることが望ましい。ただし、発泡層４８の素材としてポリウレタン発泡体以外の発泡体を用いても良く、例えば、ポリエチレンフォーム、ゴムスポンジ等を用いることもできる。

発泡層４８の素材としてポリウレタン発泡体を用いる場合における発泡体の製造方法の一例を説明する。

先ず、ポリオール（具体的には、ポリエーテルポリオール）と、イソシアネート（具体的には、トルエンジフェニルジイソシアネート）を混合させた発泡原料を、空気を混ぜ込むための混合装置（オークスミキサ等）に供給して撹拌することで、泡状体を調製する。続いて、泡状体を成形型に流し込んで、加熱により硬化させることで、ポリウレタン発泡体を製造する。

この製造方法において、ポリオールとイソシアネートは、任意の重量比で混合することができるが、ポリオールの重量と比較してイソシアネートの重量が小さくなるように混合することが好ましく、具体的には、ポリオールの重量を１００とした場合にイソシアネートの重量を８０とすることが望ましい。

続いて、トナー帯電用部材５４の構成を詳細に説明する。

トナー帯電用部材５４は、供給ローラ３８に当接する例えば帯状の導電部材５６を備えている。導電部材５６は、該導電部材５６が取り付けられた支持部材５８を介してハウジング３２の内周面に取り付けられている。ただし、導電部材５６は、支持部材５８を介することなく直接ハウジング３２に取り付けるようにしても良い。

導電部材５６は、供給ローラ３８の回転方向（図上反時計回り方向）における発泡層４８との接触幅が例えば３ｍｍ、発泡層４８を径方向内側に押し込む押し込み深さが例えば０．５ｍｍとなるように配置されている。

導電部材５６としては、例えば金属、導電性樹脂または導電性ゴムが用いられる。

導電部材５６として金属を用いる場合、具体的には例えばアルミニウムが用いられる。導電部材５６として導電性樹脂を用いる場合、具体的には例えば導電性ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムが用いられる。導電部材５６として導電性ゴムを用いる場合、具体的には例えば導電性シリコンゴムが用いられる。

導電部材５６として導電性樹脂または導電性ゴムを用いる場合、導電性樹脂または導電性ゴム（厚さ１ｍｍ）を一対の電極（１０ｍｍ×１０ｍｍ）で挟み込み１０Ｖの電圧を印加したときの電気抵抗値が、１０Ω以上１０^８Ω以下である素材を用いることが好ましく、１０^２Ωである素材を用いることが望ましい。

支持部材５８は、例えば断面略矩形の長尺部材であり、支持部材５８の下面がハウジング３２に接着等により固定され、支持部材５８の上面に導電部材５６が蒸着または接着等により取り付けられている。支持部材５８としては絶縁性の素材が用いられ、具体的には例えば絶縁性ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が用いられる。

続いて、現像バイアス電圧Ｖ_Ｄ、供給バイアス電圧Ｖ_Ｓ、及びトナー帯電用バイアス電圧Ｖ_Ｔについて説明する。

現像バイアス電圧Ｖ_Ｄは、感光体４と現像ローラ３６との間に、現像ローラ３６に担持されたトナーを感光体４の静電潜像へ移動させるための電界を形成するために印加される電圧である。具体的に、現像バイアス電圧Ｖ_Ｄは、直流電圧と交流電圧を重畳した電圧であり、図４に示すように、例えば４００Ｖ（最大電圧値Ｖ_Ｄ（H））と例えば−１１００Ｖ（最小電圧値Ｖ_Ｄ（Ｌ））の間で変動するようになっている。

供給バイアス電圧Ｖ_Ｓは、実施形態において、現像バイアス電圧Ｖ_Ｄと同電位またはほぼ同電位となるように設定されている。これにより、供給バイアス電圧Ｖ_Ｓを印加するための電源や回路を、現像バイアス電圧Ｖ_Ｄを印加するための電源や回路とは別に設ける必要が無くなるため、コストの低減化に貢献できる。また、現像バイアス電圧Ｖ_Ｄと供給バイアス電圧Ｖ_Ｓを同電位または略同電位とすることで、トナーから外添剤が離脱することを防止できる。

ただし、供給バイアス電圧Ｖ_Ｓは、現像バイアス電圧Ｖ_Ｄに対してトナーと同極性側、すなわち負極性側に偏った電位となるように設定してもよい。具体的には、供給バイアス電圧Ｖ_Ｓを、例えば後述のトナー帯電用バイアス電圧Ｖ_Ｔと同様の電圧となるように設定してもよい。

トナー帯電用バイアス電圧Ｖ_Ｔは、図４に示すように、現像バイアス電圧Ｖ_Ｄに対してトナーの極性と同極性側、すなわち負極性側に偏った電位となるように設定されている。これにより、トナー帯電用バイアスＶ_ＴＢ、すなわち、トナー帯電用バイアス電圧Ｖ_Ｔと現像バイアス電圧Ｖ_Ｄとの電位差（Ｖ_Ｔ−Ｖ_Ｄ）が生じ、トナー帯電用バイアスＶ_ＴＢは、トナーの極性と同極性すなわち負極性となる。

具体的に、トナー帯電用バイアスＶ_ＴＢは、現像バイアス電圧Ｖ_Ｄの変動に同期して現像バイアス電圧Ｖ_Ｄが最小電圧値Ｖ_Ｄ（Ｌ）のときに印加される。トナー帯電用バイアスＶ_ＴＢは、その絶対値が１００Ｖ以上となるように設定することが好ましい。

このように、トナー帯電用部材５４の導電部材５６にトナー帯電用バイアスＶ_ＴＢを印加することで、供給ローラ３８から現像ローラ３６へのトナーの移動が促進され、現像ローラ３６へのトナーの供給量を十分に確保できる。

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態において、トナー帯電用バイアスＶ_ＴＢは、現像バイアス電圧Ｖ_Ｄの変動に同期して現像バイアス電圧Ｖ_Ｄが最小電圧値Ｖ_Ｄ（Ｌ）のときに印加されるようになっているが、現像バイアス電圧Ｖ_Ｄが最大電圧値Ｖ_Ｄ（Ｈ）のときに印加したり、現像バイアス電圧Ｖ_Ｄが最小電圧値Ｖ_Ｄ（Ｌ）のときと最大電圧値Ｖ_Ｄ（Ｈ）のときの両方に印加したりするようにしてもよい。

また、上記実施形態では、現像バイアス電圧Ｖ_Ｄが、図４において矩形波で示される電圧とされているが、現像バイアス電圧Ｖ_Ｄは直流電圧であってもよい。その場合も、上記実施形態と同様、供給バイアス電圧Ｖ_Ｓは、現像バイアス電圧Ｖ_Ｄと同電位若しくはほぼ同電位、または現像バイアス電圧Ｖ_Ｄに対してトナーと同極性側に偏った電位となるように設定され、トナー帯電用バイアスＶ_ＴＢは、トナーと同極性となるように設定される。

さらに、トナー帯電用バイアスＶ_ＴＢは、必ずしも印加する必要はなく、トナー帯電用部材５４を電気的にフロート状態としたり、アース接続したりするようにしてもよい。

１９種類の現像装置（実施例１〜実施例１４、比較例１〜比較例５）を用意し、それぞれの現像装置の性能（現像ローラのトナー搬送量、ゴーストの発生、トナー劣化によるトナーの飛散）を評価する試験を行った。

試験は、用意した現像装置をＫＯＮＩＣＡＭＩＮＯＬＴＡ社製ｍａｇｉｃｏｌｏｒ２３００ＤＬの画像形成装置に取り付けて５ｋ枚印字し、初期と５ｋ枚印字後（以下、「耐久後」という。）に性能を評価することで行った。初期には、現像ローラのトナー搬送量、およびゴーストの発生の評価を行い、耐久後は、現像ローラのトナー搬送量、ゴーストの発生、およびトナー劣化によるトナーの飛散の評価を行った。

トナーは、負極性に帯電するＫＯＮＩＣＡＭＩＮＯＬＴＡ社製ｍａｇｉｃｏｌｏｒ２３００ＤＬ用のものを使用した。

各現像装置は、ＫＯＮＩＣＡＭＩＮＯＬＴＡ社製ｍａｇｉｃｏｌｏｒ２３００ＤＬのトナーカートリッジを、下記の構成となるように適宜改造して製造した。

図５に示すように、現像ローラに印加する現像バイアス電圧は、実施例１〜実施例９、実施例１４、及び比較例１〜５では、上記実施形態と同様に直流と交流を重畳した電圧（最大電圧値４００Ｖ、最小電圧値−１１００Ｖ）となるように設定し、実施例１０〜実施例１３では直流の電圧（−４００Ｖ）となるように設定した。

供給ローラの回転方向は、比較例２では、現像ローラと供給ローラの表面部分がそれらの接触部で互いに同じ方向に移動するように所謂ウィズ方向に回転するように設定し、その他の現像装置では、現像ローラと供給ローラの表面部分がそれらの接触部で互いに反対方向に移動するように所謂カウンタ方向に回転するように設定した。

供給ローラに印加する供給バイアス電圧は、比較例３では、現像バイアス電圧と比較して正極性側に１００Ｖ偏った電位となるように設定し、その他の現像装置では、現像バイアス電圧と同電位となるように設定した。

供給ローラの発泡層として、次のように製造した材料からなるものを用いた。

供給ローラの発泡層の材料は、ポリオールとイソシアネートの重量比を異ならせて上述した製造方法により５種類製造し、それぞれ独立気泡Ａ（ポリオール：イソシアネート＝１００：８０）、独立気泡Ｂ（ポリオール：イソシアネート＝１００：９０）、独立気泡Ｃ（ポリオール：イソシアネート＝１００：１００）、連続気泡Ａ（ポリオール：イソシアネート＝１００：８０）、連続気泡Ｂ（ポリオール：イソシアネート＝１００：９０）とした。

供給ローラの発泡層の材料として、実施例１、実施例２、実施例５〜実施例１４、比較例１〜比較例３では独立気泡Ａを用い、実施例３では独立気泡Ｂを用い、実施例４では独立気泡Ｃを用い、比較例４では連続気泡Ａを用い、比較例５では連続気泡Ｂを用いた。

比較例１にはトナー帯電用部材を設けず、その他の現像装置にはトナー帯電用部材を設けるようにした。

トナー帯電用部材は、供給ローラの回転方向における発泡層との接触幅が３ｍｍ、発泡層を径方向内側に押し込む押し込み深さが０．５ｍｍとなるように配置した。

トナー帯電用部材として、実施例１〜実施例４、比較例２、比較例３では、絶縁性ＰＥＴからなる支持部材に、金属（具体的にはアルミニウム）からなる導電部材が蒸着されたものを使用し、実施例５〜実施例１３では、絶縁性ＰＥＴからなる支持部材に、導電性樹脂（具体的には導電性ＰＥＴフィルム）からなる導電部材を接着したものを使用し、実施例１４、比較例４、比較例５では、導電性ゴム（具体的には導電性シリコンゴム）からなる導電部材を使用した。

導電性樹脂および導電性ゴムとしては、導電性樹脂または導電性ゴム（厚さ１ｍｍ）を一対の電極（１０ｍｍ×１０ｍｍ）で挟み込み１０Ｖの電圧を印加したときの電気抵抗値が１０^２Ωである素材を用いた。

トナー帯電用バイアスに関して、実施例１ではトナー帯電用部材をアース接続し、実施例５では電気的にフロート状態とした。また、実施例２〜実施例４、実施例６〜実施例９、実施例１４、比較例２〜比較例５では、直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアス電圧に対して、現像バイアス電圧が最小電圧値Ｖ_Ｄ（Ｌ）のときに図５に示す各値のトナー帯電用バイアスを印加した。実施例１０〜実施例１３では、直流電圧からなる現像バイアス電圧と比較して図５に示す各値のトナー帯電用バイアスを印加した。

現像ローラのトナー搬送量の性能評価は次のように行った。

先ず、現像ローラ上のトナーをマスキングにより剥ぎ取り、剥ぎ取ったトナーの重量を測定した。その後、マスキングした面積と測定したトナー重量から単位面積当たりのトナー搬送量（ｇ／ｍ^２）を算出した。評価は、単位面積当たりのトナー搬送量が６ｇ／ｍ^２以上７ｇ／ｍ^２未満のものを「◎」、５ｇ／ｍ^２以上６ｇ／ｍ^２未満、及び７ｇ／ｍ^２以上８ｇ／ｍ^２未満のものを「○」、４ｇ／ｍ^２以上５ｇ／ｍ^２未満のものを「△」、４ｇ／ｍ^２未満のもの、及び８ｇ／ｍ^２以上のものを「×」で表した（図５参照）。

ゴーストの発生の評価は、印字した用紙を目視して、発生が認められなかったものを「◎」、印字条件（具体的に、低温低湿環境（雰囲気温度１０℃、相対湿度１５％）での印字、印字率０％の画像を１００枚印字した後の印字）によっては発生したものを「○」、印字条件に関わらず発生するが程度が軽微なものを「△」、印字条件に関わらず発生したものを「×」で表した（図５参照）。

トナー劣化によるトナー飛散の評価は、画像形成装置の内部を目視して、トナーの飛散が認められなかったものを「○」、トナーの飛散が認められたものを「×」で表した（図５参照）。

図５に示す試験結果を検討する。

トナー帯電用部材を設けなかった比較例１では、初期および耐久後において、現像ローラ上のトナーの搬送量が少なく、ゴーストの発生が認められた。現像ローラ上のトナー搬送量が少なくなった原因は、供給ローラにより搬送されるトナーの荷電量が少ないため、トナーが現像ローラに電気的に引きつけられる力が小さいことに起因して、供給ローラから現像ローラへのトナーの供給量が少なくなったことにあると考えられる。ゴーストが発生した原因は、印字後トナーがなくなった現像ローラの表面部分に十分な量のトナーを供給できず、トナーがなくなった印字部分とその他の部分との間で、トナー量の差が生じるためだと考えられる。

供給ローラが現像ローラに対して所謂ウィズ方向に回転するように構成された比較例２でも、初期および耐久後において、現像ローラ上のトナーの搬送量が少なく、ゴーストの発生が認められた。現像ローラ上のトナー搬送量が少なくなった原因は、ウィズ方向に回転することにより現像ローラと供給ローラとの接触部における摩擦帯電が少なくなり、現像ローラとトナーとの電気的な付着力が小さくなったためだと考えられる。ゴーストが発生した原因は、供給ローラが現像ローラに対してカウンタ方向に回転する場合に比べて、供給ローラが現像ローラに圧接する力が小さく、供給ローラのトナー回収性能が低いためであると考えられる。

供給バイアス電圧を、現像バイアス電圧に対してトナーの極性と逆極性側に偏った電位となるように設定した比較例３でも、初期および耐久後において、現像ローラ上のトナーの搬送量が少なく、ゴーストの発生が認められた。現像ローラ上のトナー搬送量が少なくなった原因は、トナーが電気的に現像ローラよりも供給ローラに引きつけられやすいため、現像ローラへのトナー供給量が少ないことにあると考えられる。ゴーストが発生した原因は、印字後トナーがなくなった現像ローラの表面部分に十分な量のトナーを供給できず、トナーがなくなった印字部分とその他の部分との間で、トナー量の差が生じるためだと考えられる。

供給ローラの発泡層の素材として、連続気泡構造の発泡体を用いた比較例４および比較例５では、トナー劣化によるトナー飛散が生じた。これは、発泡体が連続気泡構造を有するため、発泡層の内部にトナーが入り込んで凝集しやすいことに起因して、発泡層の硬度が上昇し、発泡層が現像ローラに圧接する力が増大して、該圧接部においてトナーの劣化が生じやすいことにあると考えられる。

実施例２〜実施例４を比較すると、発泡層が独立気泡Ａ（ポリオール：イソシアネート＝１００：８０）で構成された実施例２、発泡層が独立気泡Ｂ（ポリオール：イソシアネート＝１００：９０）で構成された実施例３、発泡層が独立気泡Ｃ（ポリオール：イソシアネート＝１００：１００）で構成された実施例４の順で、ゴースト発生の防止性能が高かった。このことから、発泡層の素材としてポリウレタン発泡体を用いる場合、ポリオールの重量と比較してイソシアネートの重量が小さくなるように混合することが好ましく、ポリオールの重量を１００とした場合にイソシアネートの重量を８０とすることが望ましいことを確認できた。

実施例６〜実施例９を比較すると、トナー帯電用バイアスの絶対値が最も大きい実施例９（−３００Ｖ）が、現像ローラ上のトナー搬送量が最も多く、トナー帯電用バイアスの絶対値が最も小さい実施例６（−５０Ｖ）が、現像ローラ上のトナー搬送量が最も少ないことを確認できた。同様に、実施例１０〜実施例１３を比較すると、トナー帯電用バイアスの絶対値が最も大きい実施例１３（−２００Ｖ）が、現像ローラ上のトナー搬送量が最も多く、トナー帯電用バイアスの絶対値が最も小さい実施例１０（−２５Ｖ）が、現像ローラ上のトナー搬送量が最も少ないことを確認できた。

これらのことから、トナー帯電用バイアスの絶対値を大きくするほど、供給ローラから現像ローラへのトナーの供給量が増加し、現像ローラ上のトナー搬送量をより多く確保できるものと考えられる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置を示す断面図である。 図２に示す現像装置の要部拡大図である。 現像バイアス電圧とトナー帯電用バイアス電圧の態様を示すグラフである。 現像装置の性能評価試験の結果を示す表である。

符号の説明

２ 画像形成装置、
４ 静電潜像担持体（感光体）、
１０ 現像装置、
３６ 現像剤担持体（現像ローラ）、
３８ 供給ローラ、
４８ 発泡層、
５４ トナー帯電用部材。

Claims (4)

1. 静電潜像担持体上の静電潜像に付着させるためのトナーを担持する現像剤担持体と、
   該現像剤担持体に接触して配置されるとともに該接触部において上記現像剤担持体との間でトナーの供給と回収を行う供給ローラを備えた現像装置であって、
   上記供給ローラにより搬送されるトナーを摩擦帯電させるためのトナー帯電用部材が、上記供給ローラに接触して配置されるとともに、
   上記供給ローラの少なくとも外周に形成された発泡層が、独立気泡構造の樹脂発泡体またはゴム発泡体からなることを特徴とする現像装置。
2. 上記現像剤担持体と上記供給ローラは、それらの表面部分が上記接触部で互いに反対方向に移動するように回転可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 上記供給ローラに印加される供給バイアス電圧が、上記現像剤担持体に印加される現像バイアス電圧と同電位若しくはほぼ同電位、または上記現像バイアス電圧に対してトナーの極性と同極性側に偏った電位となるように設定されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の現像装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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