JP3009336B2

JP3009336B2 - 現像装置

Info

Publication number: JP3009336B2
Application number: JP1745995A
Authority: JP
Inventors: 克彰小林; 聖冨木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-01-10
Filing date: 1995-01-10
Publication date: 2000-02-14
Anticipated expiration: 2015-02-14
Also published as: JPH08190275A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば複写装置、プリ
ンタ、ファクシミリ等の電子写真式あるいは静電記録式
の画像形成装置に関し、特に、感光体上に形成された潜
像を現像する現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写装置、プリンタ、ファクシミリ等の
画像形成装置においては、電子写真感光体や静電記録誘
電体等から成る像担持体上に形成した潜像を、現像装置
により現像してトナー像として可視化することを行って
いる。

【０００３】このような画像形成装置に用いられる現像
装置の一つとして、乾式１成分現像装置が種々提案さ
れ、又実用化されている。しかし、いずれの現像装置で
も、現像剤担持体上に１成分現像剤のトナーの薄層を形
成することが極めて難しい。然るに、画像の鮮明度、解
像度等の向上が求められている現在、トナーの薄層形成
法及びその装置に関する開発は必須となっており、これ
に応えていくつかの方策が提案されている。

【０００４】例えば、磁性１成分トナーを使用して、定
形粒子によるブラストにより、その表面を比較的滑らか
な凹凸を有する平滑面とした現像剤担持体たる現像スリ
ーブと、この現像スリーブと間隙を有して配設された磁
性ブレードとを用いることで、現像スリーブ上に適正な
トリボが付与されたトナーの薄層を形成することが提案
されている。

【０００５】しかしながら、このような現像装置におい
ても、更なる高画質化、及び複写動作のクイックスター
トを目的として、トナーを小粒径で低融点とした場合、
従来トナーと比較して凝集度が高いため、磁性ブレード
近傍でトナーのブロッキングが生じ易く、それにより高
湿環境下においてはムラやカブリの多い画像、または低
湿環境下においてはブロッキングに加え、チャージアッ
プによって、現像スリーブ上に局所的にトナーが凝集付
着する、いわゆるブロッチ現象が発生し、それが画像上
に出る現象が生じる場合がある。

【０００６】このような現象の対策としては、特公昭６
３−１６７３６号公報等に記載されているように、ブレ
ードとして、ゴム、樹脂もしくは金属の弾性ブレードを
現像スリーブに軽圧接触させ、その接触部で現像スリー
ブ上にこびりついたトナーを剥ぎ取りながら規制するこ
とで、均一なトナー薄層形成を実現可能とし、且つブレ
ードからの摩擦帯電電荷付与により現像スリーブ上トナ
ー層が上層も下層も十分均一なトリボを有するようにな
り、その結果として、ムラ、カブリ等の無い良好な画像
を提供できる。

【０００７】また、他の対策として、磁性ブレードの現
像スリーブ近接部よりもスリーブ回転方向上流側の位置
で現像スリーブに当接して回転する連泡性ポリウレタン
フォーム、或はファーブラシ構造のローラを配設するこ
とで、現像スリーブ上にこびりついたトナーをその接触
部で揺動させ、現像スリーブから剥れ易くすると同時に
トナーへのトリボ付与を行い、また、ブレード近傍にブ
ロッキングしたトナーは上記ローラの回転によりほぐさ
れ、良好な流動性を維持できるようになり、その結果と
して、前述の弾性ブレード系と同様にブロッチ、ムラ、
カブリ等の無い良好な画像を提供できる。

【０００８】しかしながら、上記二つの対策（弾性ブレ
ード系、ローラ接触系）を用い、数万枚の連続複写を行
う場合の複写動作後半やトナー補給時に、以下のような
問題点が生じる。

【０００９】［１］弾性ブレード系複写動作が進むにつれ、ブレードとスリーブの当接ニッ
プ部にトナーの凝集塊や粗粉トナー、或はゴミ、ケバ等
が挟まり、上記ニップ部を通過できずに留まるようにな
る。その結果、スリーブ上のその部分にはトナーがコー
ティングされず、画像上もその部分がスジ状に白く抜け
るようになる。

【００１０】又、特に、弾性ブレードのスリーブへの当
接圧が強く、トナーとしても融点が低い場合、複写動作
が進むにつれ、トナーがブレードに融着し、その結果、
ブレード部での規制ムラや、ブレードからのトナーへの
トリボ付与不足、ムラが発生し、画像上にもムラ、カブ
リ、濃度薄等が発生する。この現象は、トナー補給直後
にスリーブ近傍に未帯電のフレッシュトナーが送られて
きたときに顕著に現れる。

【００１１】［２］ローラ接触系複写動作が進むにつれ、ローラ内部にトナーが徐々に詰
まっていくことで（連泡性の発泡体の場合は連通してい
る気泡を通過して、ファーブラシの場合には各繊維の間
に）、ローラが硬質化したり、又、スリーブの摺動回数
が増すことで発泡体のセルのほつれ、ファーブラシのへ
たりが発生する結果、スリーブ接触部でのローラ当接不
良によるトナーの剥ぎ取り不足、剥ぎ取りムラが発生す
る。又、ローラ表面もトナーで被われることになり、ス
リーブとの接触部でのトナーへのトリボ付与も減少す
る。その結果、前述したようなブロッチ、画像濃度ム
ラ、カブリ、濃度薄等が生じる。その他、ローラの硬質
化によって、スリーブへの当接圧が過大となり、現像ス
リーブ回転駆動トルクが過剰に増大する現象も生じる。

【００１２】上述した数万枚の画出し耐久試験によって
生じる問題点に加え、弾性ブレード系においては、スリ
ーブ上のトナー層厚及び帯電量が、ブレードのスリーブ
への侵入量の微妙な変化に敏感に反応するため、侵入量
の設定及び安定維持に関して非常に困難な問題となって
いた。

【００１３】上記問題点を解決する手段として、特願平
５−２０４５６２号に記載の現像装置が提案されてい
る。つまり、磁性ブレード近接系におけるトナー供給ロ
ーラとして、単泡性発泡体ゴムを用いることでスリーブ
へのトナー塗布及び剥ぎ取り、又トナーへの電荷付与等
が数万枚の複写動作においても良好に維持できるように
なった。

【００１４】上記構成の現像装置における単泡性発泡体
ゴムからなるトナー供給ローラの現像スリーブへの当接
幅の範囲は、小粒径のトナー（約９μｍ）を用いた場合
は１．５〜５．０ｍｍが好ましかった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構成の現像装置を用い、更に高画質化を達成させるため
に、トナー粒子径として６μｍ以下の微粒子を投入し、
低湿環境下での画出しを行ったところ、前述したブロッ
チ現象が再び発生した。

【００１６】この原因は、トナーが微粒子化したこと
で、更に帯電量（＝スリーブへの鏡映力）及び凝集度が
増加してしまい、その結果上記構成の単泡性供給ローラ
では十分に剥ぎ取りきれなくなったためである。

【００１７】この問題を解決するために、単泡性供給ロ
ーラのスリーブへの侵入量及び対スリーブ周速を上げ、
低湿環境下で再度画出しを行ったところ、スリーブ回転
トルクはアップしたものの、初期画像としてはブロッチ
等の問題は発生しなかった。

【００１８】次にこの条件で装置の長寿命化と画質安定
化の可能性を確認する目的で５０万枚の画出し耐久試験
を行ったところ、耐久が進むにつれ、徐々にスリーブ回
転トルクが増大し、また濃度低下や、カブリの増加が発
生した。このときトナー帯電量は初期に比べかなり低下
し、凝集度もアップしていた。この原因を調べたとこ
ろ、単泡ローラのスリーブへの侵入量及び対スリーブ周
速アップによって、トナーの過剰供給によるスリーブ近
傍トナーのブロッキング及びスリーブとの当接ニップで
のトナーへの負荷が過大となったことによるトナーの物
性劣化（例えば外添剤の埋め込まれ、形状変化等）から
生じたものであることがわかった。

【００１９】従って、本出願に係る第１の発明の目的
は、６μｍ以下の微粒子トナーを用いた場合でも、単泡
ローラのスリーブへの侵入量及び対スリーブ周速をアッ
プさせずにブロッチ現象を防止し、且つ５０万枚という
長期複写動作を行ってもトルクアップがなく、常に良好
な画像を安定して得ることができる現像装置を提供する
ことにある。

【００２０】また、本出願に係る第２の発明の目的は、
上記目的の他、低融点トナーを用いて高湿環境下等で画
出しを行っても、画像として、カブリ、濃度薄等を発生
させることのない現像装置を提供することにある。

【００２１】

【００２２】

【００２３】さらに、本出願に係る第３の発明の目的
は、前記目的の他、ブロッキング等を発生させることな
く、磁性ブレードを用いて現像剤担持体上に適正なトリ
ボが付与されたトナーの薄層を形成することのできる画
像形成装置を提供することにある。

【００２４】また、本出願に係る第４の発明の目的は、
前記目的の他、コートムラ、ブロッチ画像を発生させる
ことなく、且つ現像剤担持体の駆動トルクの上昇、トナ
ーの物性劣化を防止でき、低分子オイルのしみ出しによ
る現像剤担持体汚染を発生させず、現像剤担持体上のト
ナー融着を発生させることのない画像形成装置を提供す
ることにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本出願に係る第１の発明
によれば、前記目的は、現像容器内に収容された１成分
現像剤を、複数の磁極を有する磁界発生手段を内蔵した
回動可能な現像剤担持体上に担持して、潜像保持体と対
向した現像領域へと搬送し、前記潜像保持体上に形成さ
れた潜像を、前記１成分現像剤で現像する現像装置にお
いて、一方の端部を前記現像容器開口部に取りつけら
れ、他方の自由端を前記現像剤担持体外表面と間隙を有
し、前記磁界発生手段の第１磁極と略対向した位置に配
設され、前記現像剤担持体上の現像剤の量を規制する磁
性を有する規制部材と、該規制部材の前記現像剤担持体
に対する近接部よりも前記現像剤担持体回動方向上流側
で、前記現像剤担持体に近接もしくは軽圧接触して前記
現像剤担持体と同方向に回動し、現像剤の塗布、剥ぎ取
りを行う、少なくとも前記現像剤担持体と近接もしくは
軽圧接触する面が単泡性の発泡体からなる現像剤供給ロ
ーラとを有し、前記規制部材の前記現像剤担持体に対す
る近接部と略対向した第１磁極に隣接して、該第１磁極
と同極である第２磁極を、前記規制部材の前記現像剤担
持体に対する近接部よりも前記現像剤担持体回動方向上
流側で、前記現像剤供給ローラの前記現像剤担持体に対
する近接もしくは軽圧接触部よりも前記現像剤担持体回
動方向下流側に設け、かつ前記第１磁極と前記第２磁極
との間の磁束密度極小点を前記現像剤供給ローラの上方
に配置したことにより達成される。

【００２６】また、本出願に係る第２の発明によれば、
前記目的は、前記第１の発明において、前記第１磁極の
磁束密度のピーク値は、前記第２磁極の磁束密度のピー
ク値より大きいことにより達成される。

【００２７】

【００２８】

【００２９】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、前記目的は、前記第１の発明において、１成分現像
剤は磁性トナーであることにより達成される。

【００３０】また、本出願に係る第４の発明によれば、
前記目的は、前記第１の発明において、供給ローラの現
像剤担持体との接触幅を０〜６．０ｍｍ、供給ローラの
密度を０．１８〜０．２８ｇ／ｃｍ³、硬度をアスカー
Ｃ、３００ｇ荷重で８°〜２５°、セル数を１００〜４
００個／ｉｎｃｈとしたことにより達成される。

【００３１】

【作用】本出願に係る第１の発明によれば、現像剤供給
ローラの回転により現像剤担持体上に塗布された現像剤
は、現像剤担持体の回動に伴い、現像剤担持体上を搬送
され、規制部材の現像剤担持体に体する近接部と略対向
した第１磁極よりも、現像剤担持体の回動方向上流側に
て該第１磁極と隣接して設けられ、該第１磁極と同極で
ある第２磁極近傍へ到達する。これらの二つの磁極で形
成している反発磁界により、両磁極の磁束密度極小点近
傍の現像剤担持体径方向の磁気力は略零、現像剤担持体
周方向の磁気力の方向は現像剤担持体の回転方向とは逆
方向に働いている。よって、この地点に到達した現像剤
のうち、帯電量が小さく、現像剤担持体に対する鏡映力
の小さい現像剤、あるいは機械的付着力の弱い現像剤
は、現像剤担持体に付着できずに剥がされ、現像剤供給
ローラ上部に落下し再び塗布される。現像剤はこのよう
な循環を形成するため、現像剤担持体近傍での現像剤の
ブロッキングが生じることが無く、この循環により、現
像剤は十分に帯電され、カブリや飛び散りの無い高画質
画像が得られる。

【００３２】また現像領域において現像に供せずに現像
剤担持体下部より回収された未現像の現像剤は、現像剤
供給ローラの近接／当接部において該ローラの回転によ
り揺動、剥ぎ取りが行われるが、上記二つの磁極で形成
する反発磁界があるため、現像剤供給ローラ近接／当接
部で現像剤担持体上の現像剤をある程度揺動するので、
機械的付着力を低減しもその部位で更に剥ぎ取り、循環
が行われるため、現像剤供給ローラの当接ニップを大き
くとる必要がない。従って、現像剤担持体の回動駆動ト
ルクを上昇させない。

【００３３】また、本出願に係る第２の発明によれば、
前記第１磁極の磁束密度のピーク値は、前記第２磁極の
磁束密度のピーク値より大きいので、該第２磁極よりも
現像剤担持体の回動方向上流側に位置する磁極で形成さ
れる磁界が大きくなることがないので、その部位で現像
剤が過剰に保持されることがなく、規制部材と略対向す
る磁極側へ良好に搬送され、例えば、低融点トナーを用
い、高湿環境下等で画出しを行っても、画像として、カ
ブリ、濃度薄等が発生しない。

【００３４】

【００３５】

【００３６】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、１成分現像剤は磁性トナーであるので、現像剤担持
体と間隙を有して配設した磁性の現像剤規制部材を用い
ることにより、現像剤担持体上に適正なトリボが付与さ
れたトナーの薄層が形成される。しかも、上述した様
に、トナーのトリボを適正にして、剥ぎ取り効果を高め
るため、現像剤規制部材近傍でのブロッキングは生じな
い。

【００３７】また、本出願に係る第４の発明によれば、
現像剤供給ローラの現像剤担持体との接触幅が０〜６．
０ｍｍ、現像剤供給ローラの密度が０．１８〜０．２８
ｇ／ｃｍ³、硬度がアスカーＣ、３００ｇ荷重で８°〜
２５°、セル数が１００〜４００個／ｉｎｃｈなので、
現像剤担持体の回動トルクを上昇させることが無く、現
像剤担持体への現像剤融着が無く、低分子オイルの染み
出しによる現像剤担持体汚染の発生が無い。

【００３８】

【実施例】以下、本発明に係る現像装置の実施例を図面
に則して詳しく説明する。

【００３９】なお、次に説明する実施例にては、図６に
示されるような電子写真式画像形成装置に具現化される
ものとして説明するが、これに限定されるものではな
い。

【００４０】図６は、本発明の現像装置を具備する画像
形成装置を示す断面図である。静電潜像保持体として、
導電基板上に光導電層を塗布して構成されるドラム状の
電子写真感光体１を回転自在に設け、この感光体ドラム
１を帯電器１２で一様に帯電し、次にレーザー等の発光
素子１３によって画像信号に応じて露光を行い、静電潜
像を形成し、現像装置１４でトナー像化する。次にトナ
ー像を転写帯電器１８により転写紙１９へ転写し、更に
定着装置２０により定着する。また、感光体ドラム１上
の転写残トナーはクリーニング装置１７によってクリー
ニングされる。

【００４１】（第１の実施例）図１を参照して、本発明
による現像装置の第１実施例について説明する。

【００４２】同図において、１成分現像剤としての磁性
トナー７を収容した現像容器２の内部には、図中矢印ａ
方向に回転する像担持体たる感光体１と対向配置された
現像剤担持体としての現像スリーブ３を備え、感光体１
上の静電潜像を現像してトナー像として可視化するよう
に構成されている。現像スリーブ３の内部には複数の磁
極Ｎ１，Ｎ３，Ｓ２，Ｎ２，Ｓ１を有する磁界発生手段
としての磁石４が固定されている。

【００４３】上記感光体１としては、例えばカールソン
プロセスにより静電潜像を形成するいわゆるゼログラフ
ィー感光体、特開昭４２−２３９１０号公報に記載のＮ
Ｐプロセスにより静電潜像を形成する表面に絶縁層を有
した感光体、静電記録法により静電潜像を形成する絶縁
体、転写法により静電潜像を形成する絶縁体、その他適
宜の方法により静電潜像を形成する部材が使用される。

【００４４】上記現像容器２は、現像装置の長手方向
（紙面に直角方向）に延在する開口部を有し、その開口
部に上述した現像スリーブ３が設けられている。現像ス
リーブ３は、例えばアルミニウム、ＳＵＳ等の材料から
なる。また、現像スリーブ３は、上記開口部の、図上右
略半周面を現像容器２内に突入し、左略半周面を現像容
器２外へ露出して、感光体１に対向するようにして、回
転自在に横設されている。また、現像スリーブ３と感光
体１との間には僅かな微小間隙が設けられる。なお、現
像スリーブ３は、感光体１の回転方向ａに対して逆方向
となる矢印ｂ方向に回転駆動される。なお、現像剤担持
体は、上記現像スリーブ３のような中空円筒体に限ら
ず、回転駆動される無端ベルトの形態にしてもよい。ま
た導電性のゴムローラを用いてもよい。

【００４５】磁石４は、現像スリーブ３内に設けられ、
本実施例では固定された永久磁石であり、現像スリーブ
３が回転駆動された場合も、固定位置及び姿勢を維持
し、固定的な磁界を発生する。なお、この磁石４の磁極
位置、磁束密度等とトナーの動きに関しては後述する。

【００４６】さらに上記現像容器２内には現像スリーブ
３の上方位置に、そのエッジ部を近接させて現像剤規制
部材としての磁性ブレード５が設けられ、また磁性ブレ
ード５よりも現像スリーブ３の回転方向上流側の位置に
単泡性発泡体ゴムからなるトナー供給ローラ６が回転可
能に設けられる。

【００４７】現像装置は、撹拌棒１０により磁性トナー
７を供給ローラ６に搬送し、上記構成にて、供給ローラ
６が図中矢印ｃ方向に回転し、この供給ローラ６の回転
と、現像スリーブ３内の磁石の磁界の作用により、磁性
トナー７を現像スリーブ３の近傍に供給し、現像スリー
ブ３と供給ローラ６とが当接するニップ部において、磁
性トナー７が、供給ローラ６及び現像スリーブ３と摺擦
されることにより、十分に摩擦帯電され、それによる静
電気力と現像スリーブ３内の磁石４の磁気力により現像
スリーブ３上に付着する。その後現像スリーブ３の回転
と磁極Ｎ３，Ｓ２が形成する磁界の作用により、現像ス
リーブ３上に付着した磁性トナー７は、磁性ブレード５
近傍に搬送され、現像スリーブ３との間隙で生じる磁気
的な規制部を抜け出し、現像スリーブ３上に磁性トナー
７の薄層を形成し、感光体１との間に微小間隙をおいて
対向した現像部へと搬送される。そして現像部において
現像スリーブ３と感光体１との間に、現像バイアスとし
て直流に交流を重畳した交互電圧を印加することによ
り、現像スリーブ３上の磁性トナー７が感光体１の静電
潜像に対応して転移し、静電潜像に付着、現像してトナ
ー像として可視化する。現像部において現像に消費され
ずに現像スリーブ３上に残存した磁性トナー７は、現像
スリーブ３の下部より現像容器２内に回収される。この
回収トナーは、供給ローラ６によって現像スリーブ３と
の当接部で現像スリーブ３から剥ぎ取られる。同時に供
給ローラ６の回転により現像スリーブ３上に新たな磁性
トナー７が供給され、新たな磁性トナー７は、再び現像
スリーブ３の回転に伴い、磁性ブレード５近接部へと搬
送される。一方、上記剥ぎ取られた磁性トナーの大部分
は、供給ローラ６の回転に伴い現像容器２内のトナー中
に搬送されて混ざりあい、剥ぎ取られたトナーの帯電電
荷が分散される。

【００４８】次に本発明の特徴部分である現像スリーブ
３内磁石４の磁極配置と磁性ブレード５と単泡性のトナ
ー供給ローラ６の位置関係を図２を用いて詳しく説明す
る。

【００４９】図２において現像スリーブ３に内包された
磁石４の磁極Ｎ１は、磁性ブレード５と略対向してお
り、現像スリーブ３上に磁性トナー７の薄層を形成する
ための磁極である。また磁極Ｎ３は、現像容器２内でＮ
１に隣接した同極性の磁極であり、Ｎ１極と反発磁界を
形成している。なお、Ｎ３極の位置は、現像スリーブ３
上で磁性ブレード５近接部と単泡性供給ローラ６の現像
スリーブ３近接／当接部の間に位置している。

【００５０】またＳ２極は単泡性供給ローラ６近接／当
接部近傍に配置され、現像容器２内の磁性トナー７を現
像スリーブ３側へ取り込む極となっている。

【００５１】このような構成において、Ｓ２極の磁気力
及び単泡性供給ローラ６の回転により現像スリーブ３上
に塗布された磁性トナーは、現像スリーブ３の回転に伴
い、スリーブ上を搬送され、図３に示すような磁束密
度、磁気力分布を形成している、Ｎ３極（反発極）近傍
へ到達する。Ｎ３極とＮ１極で形成している反発磁界に
より両磁極の磁束密度極小点近傍の現像スリーブ径方向
の磁気力Ｆγは、ほぼ０、スリーブ周方向の磁気力Ｆθ
の方向は現像スリーブ３の回転方向とは逆方向に働いて
いる。よって、この地点に到達したトナーのうち、帯電
量の小さい（スリーブに対する鏡映力の小さい）トナー
あるいは、機械的付着力の弱いトナーは、現像スリーブ
に付着できずに剥がされ、単泡性供給ローラ６上部に落
下し再び塗布されるという循環を形成するため、スリー
ブ近傍でのトナーのブロッキングが生じることがない
し、この循環により、トナーは十分に帯電され、カブリ
や飛び散りのない高画質画像を提供できるようになるの
である。

【００５２】また現像領域において現像に供せずにスリ
ーブ下部より回収された未現像トナーは、単泡性供給ロ
ーラ６近接／当接部においてローラの回転により揺動、
剥ぎ取りが行われるのであるが、トナーとして、６μｍ
以下の微粒子を用いた場合は、従来の当接条件に比べ当
接ニップ幅を大きくとらないと十分な効果は得られず、
その結果、弊害としてトナー物性の劣化や現像スリーブ
駆動トルクアップという現象が生じてしまった。ところ
が本発明においてはＮ３極とＮ１極で形成する反発磁界
があるため、単泡性供給ローラ近接／当接部でスリーブ
上のトナーをある程度揺動し機械的付着力を低減してお
けばその部位で更に剥ぎ取り、循環が行われるため、単
泡性供給ローラの当接ニップを大きくとる必要がない。

【００５３】以上説明したように、磁性ブレード対向極
に隣接して反発極を単泡性供給ローラ近接／当接部より
も現像スリーブ回転方向下流側に配置することにより、
微粒子トナーを用いた場合でも単泡性供給ローラの当接
ニップ幅をアップさせることなく、未現像トナーの剥ぎ
取りが効率よく行われるためにブロッチ現象が防止され
るだけでなく、反発磁界による現像スリーブ近傍のトナ
ーの循環が良好となり、良好な帯電量を有するトナーが
現像部へ搬送されるようになるという２つの作用が行え
るようになるのである。

【００５４】なお本実施例において、Ｎ１極及びＮ３極
の磁束密度のピーク値は、共に８００ガウス、磁束密度
分布の半値幅はともに４０°とした。

【００５５】次に本発明に用いるその他の部材について
説明する。

【００５６】図４は、本実施例におけるトナー供給ロー
ラの概略断面図である。図４に示すように、金属の芯金
８を支軸とし、その外側にシリコーンゴム、ＥＰＤＭゴ
ム、ＣＲゴム、ネオプレンゴム等、その気泡部９の壁面
が隣り合う気泡部と連通していない単泡の発泡体をロー
ラ状にしたものであり、図１中矢印ｃ方向に回転駆動さ
せ現像スリーブに近接もしくは当接させている。この単
泡性発泡体ゴムからなるトナー供給ローラ６（以下単泡
ローラと称す）を使用することで、従来の連泡性のロー
ラやファーブラシローラに比べ、現像スリーブへの侵入
量を同等にしても、その表面が密なため、実質的な接触
面積が上がり、その結果、スリーブへのトナー塗布、及
び剥ぎ取りが良好に行えるようになる。さらに、その当
接部で、トナーが十分に摩擦帯電され、電荷を保持でき
るので、磁性ブレードを規制部材として使用した場合
に、弾性ブレードに比べ、その規制部でのトナーへのト
リボ付与能力が劣っていても、上記単泡ローラの効果に
より、規制部材を抜け出たトナーは両者同等の帯電量を
示し、画質的にも優れている。そして、その気泡が単泡
であるため、ローラ内へトナーが詰まることなく、長期
動作によるローラの硬質化や、その結果として生じるホ
ツレ、欠損等も防止でき、長期に亙り安定して、ローラ
の作用効果を維持することが可能となる。

【００５７】また、ローラ表面の気泡による適度な凹凸
と、ローラ自身の回転によりスリーブとの当接部に異物
が混入してもすぐにその当接部から抜け出るため、弾性
ブレード当接の系で生じていたスリーブ上の白スジ等の
問題も発生しない。上記ローラ表面の適度な凹凸は、ト
ナーの搬送力を向上させ、ローラ表面あるいはスリーブ
表面へのトナー融着をも防止するのに効果があると考え
られる。

【００５８】次に本実施例における単泡ローラの当接条
件について説明する。

【００５９】本発明者らの実験によれば、従来例と比較
して、本発明では前述したように単泡ローラ当接部より
も現像スリーブ回転方向下流側に反発磁界を形成するよ
うな磁極配置となっており、その部位で、更なる剥ぎ取
り作用を行えるため、スリーブとの接触幅に関して特に
下限側の許容範囲が広がる、または弊害が出にくい範囲
にできるという利点がある。

【００６０】つまり、（１）スリーブとの接触幅＝０〜６．０ｍｍ（２）ローラ密度＝０．１５〜０．３５ｇ／ｃｍ³ （３）ローラ硬度（アスカーＣ、３００ｇ荷重）＝８〜
３０° （４）ローラ表面のセル数＝１００〜４００個／ｉｎｃ
ｈ

【００６１】とすることができる。上記（１）に関して
は、０ｍｍ、つまり、スリーブとほとんど接触していな
くても、スリーブと単泡ローラ間に介在するトナー自身
が、単泡ローラの回転による負荷を借りてスリーブ上の
未現像回収トナーを揺動させ、その後反発磁界の作用で
剥ぎ取ることができるのである。ただしこの場合、スリ
ーブと単泡ローラのギャップは本発明者らの実験によれ
ば、０〜５００μｍの範囲で良好な剥ぎ取り効果が得ら
れ、より好ましくは、０〜２００μｍの範囲が良い。ま
た接触幅が６．０ｍｍより大きくなると、スリーブへの
トナー融着や駆動トルクアップという問題が生じる。次
に（３）に関しても、８°より小さいと、低分子オイル
の染み出しによるスリーブ汚染が発生し易くなり、３０
°より大きくなると、当接圧過大からスリーブ上トナー
融着、駆動トルクアップが生じる。また、（２）、
（４）に関しても、同様な理由で決定される。

【００６２】なお、本実施例における単泡ローラとして
は、外径６ｍｍの金属芯体に硬度１５°（アスカーＣ、
３００ｇ荷重）、密度０．２５ｇ／ｃｍ³ 、セル数３０
０個／ｉｎｃｈのシリコーンゴム発泡体を肉厚４ｍｍで
ローラ状に被覆した、外径１４ｍｍのものを用い、対ス
リーブ周速比１００％でスリーブと同方向に回転させ、
接触幅０．５ｍｍで当接させた。

【００６３】次に現像スリーブ３であるが、本実施例に
おける現像スリーブの表面は、その表面形状の長期画出
しによる変化がなく、かつトナーへの帯電付与能力が向
上するように、疑似的鏡面を有するように加工されてお
り、その表面粗さはスリーブ周方向、軸方向ともに、Ｒ
ｚで２．０μｍ以下になっている。本実施例において現
像スリーブは、基体として直径２０ｍｍのＳＵＳスリー
ブを用い、この表面をバフ研磨して、表面粗さＲｚが約
１．５μｍとしたものを用いた。なお、現像スリーブは
上記実施例の表面状態だけにとどまらず、長期画出しに
よる形状の変化がない程度に粗面化処理を施してトナー
搬送性の向上を図ってもかまわない。

【００６４】次に、磁性トナー７は、磁性１成分現像剤
として使用されるもので、スチレン樹脂やアクリル樹
脂、ポリエステル樹脂等の各種熱可塑性樹脂中に、フェ
ライト等の磁性体を分散してなっている。本実施例では
トナーとして、ポリエステル樹脂及び磁性体からなる平
均粒径６μｍのトナー粉体に、コロイダルシリカ１．０
％を外添したものを用いた。

【００６５】以上のような単泡ローラを有する現像装置
をキヤノン株式会社製ＧＰ−５５複写機に組み込み、バ
イアス電源として周波数２０００Ｈｚ、ピーク・ピーク
電圧１４００Ｖの交流電圧に−５５０Ｖの直流電圧を重
畳させたものを用い、感光体ドラム上の静電の表面電位
を暗部−７００Ｖ、明部−２５０Ｖにし、現像スリーブ
３と感光体ドラム１の間隔を３００μｍに設定して、低
湿環境下にて非接触反転現像を行った。

【００６６】その結果、現像スリーブ上に良好なトナー
薄層を均一に形成することができ、画像としても画像反
射濃度１．５の良好な画像が得られた。このとき、トナ
ーの帯電量は−１５μｃ／ｇであり、十分な値を示し
た。さらに、５０万枚の画像形成を約５０００枚毎にト
ナー補給しながら耐久を行ったところ、トナー補給時を
含め、最終の画像形成に至るまで、ブロッチ、濃度ム
ラ、カブリ、濃度低下等のない良好な画像を維持するこ
とができた。

【００６７】（第２の実施例）次に本発明の第２の実施例について、図５を用いて説明
する。なお、本実施例は、磁極Ｎ１とＮ３の磁束密度の
強さ関係に特徴がある。磁極Ｎ１は、磁性ブレード５と
現像スリーブ３の間隙に磁気的な規制力を発生させ、現
像スリーブ３上に磁性トナー７の薄層を形成するため
に、ある程度強い磁束密度のピーク値が必要である。と
ころで、第１の実施例でも記したように、Ｎ３極は、Ｎ
１極に隣接したＮ１極と同極の磁極であり、両極の磁束
密度分布極小部で反発磁界を形成し、スリーブ近傍のト
ナー循環及びスリーブ上トナーの剥ぎ取りを向上させて
いるのであるが、このＮ３極がＮ１極よりも大きくなる
と、上記反発磁界も大きくなる反面、Ｎ３極と、該Ｎ３
極よりもスリーブ回転方向上流側に位置するＳ２極とで
形成される磁界が大きくなり、その部位でトナーが過剰
に保持されてしまい、Ｎ１極側へ搬送されづらくなり、
例えば、低融点トナーを用い、高湿環境下等で画出しを
行うと、画像として、カブリ、濃度薄等が発生してしま
う場合がある。よって、Ｎ３極の磁束密度のピーク値は
Ｎ１極との関係で反発磁界が形成される程度で小さくし
た方がよく、本実施例では、Ｎ１極を９００ガウス、Ｎ
３極を６００ガウスとした。その結果、低融点の微粒子
トナーを用い、高湿環境下で長期画出しを行っても、カ
ブリ、濃度薄等の無い良好な画像を安定して供給できる
ようになった。

【００６８】

【００６９】

【００７０】

【００７１】

【発明の効果】本出願に係る第１の発明によれば、規制
部材の現像剤担持体に対する近接部と略対向した第１磁
極に隣接して、該第１磁極と同極である第２磁極を、規
制部材の現像剤担持体に対する近接部よりも現像剤担持
体回動方向上流側で、現像剤供給ローラの現像剤担持体
に対する近接もしくは軽圧接触部よりも現像剤担持体回
動方向下流側に設け、かつ前記第１磁極と前記第２磁極
との間の磁束密度極小点を前記現像剤供給ローラの上方
に配設したので、上記二つの反発極部位での現像剤の剥
ぎ取り及び循環を促進させることができ、現像剤供給ロ
ーラの現像剤担持体への侵入量や対現像剤担持体周速を
アップさせる必要がなくなり、その結果現像剤担持体の
駆動トルクアップや現像剤の物性劣化を生じさせずに、
ブロッチ現象を防止し、良好な画像を提供できるように
なる。

【００７２】また、本出願に係る第２の発明によれば、
前記第１磁極の磁束密度のピーク値を前記第２磁極の磁
束密度のピーク値より大きくしたので、現像剤を規制部
材と略対向する磁極側へ良好に搬送させることができ、
低融点トナーを用い、高湿環境下等で画出しを行って
も、画像として、カブリ、濃度薄等の発生を防止するこ
とができる。

【００７３】

【００７４】

【００７５】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、１成分現像剤は磁性トナーであるので、現像剤担持
体と間隙を有して配設した磁性の現像剤規制部材を用い
ることにより、現像剤担持体上に適正なトリボが付与さ
れたトナーの薄層を形成させることができる。しかも、
トナーのトリボを適正にして、剥ぎ取り効果を高め、規
制部材近傍でのブロッキングの発生を防止できる。

【００７６】また、本出願に係る第４の発明によれば、
現像剤供給ローラの現像剤担持体との接触幅を０〜６．
０ｍｍ、現像剤供給ローラの密度を０．１８〜０．２８
ｇ／ｃｍ³、硬度をアスカーＣ、３００ｇ荷重で８°〜
２５°、セル数を１００〜４００個／ｉｎｃｈとしたの
で、現像剤担持体の回動トルクの上昇、現像剤担持体へ
の現像剤融着の発生、低分子オイルの染み出しによる現
像剤担持体汚染の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における現像装置の概略
断面図である。

【図２】本発明の第１実施例を示す現像装置のスリーブ
回りの配置と磁極分布を示す図である。

【図３】本発明の第１実施例を示す単泡ローラ当接部近
傍の磁束密度分布及び磁気力分布を示すグラフである。

【図４】本発明の第１の実施例における単泡ローラを示
す概略断面図である。

【図５】本発明の第２の実施例を示す現像装置のスリー
ブ回りの配置と磁極分布を示す図である。

【図６】本発明を具現化した電子写真式画像形成装置の
概略構成図である。

【符号の説明】

２現像容器３現像スリーブ（現像剤担持体）４磁石（磁界発生手段）５磁性ブレード（規制部材）６トナー供給ローラ（現像剤供給ローラ）７磁性トナー（現像剤）１４現像装置Ｎ１規制部材と略対向する第１磁極Ｎ３第２磁極

フロントページの続き (56)参考文献特開平１−154182（ＪＰ，Ａ) 特開平８−6398（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−96568（ＪＰ，Ｕ) 実開昭50−70925（ＪＰ，Ｕ) 実開昭52−19233（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/095

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】現像容器内に収容された１成分現像剤
を、複数の磁極を有する磁界発生手段を内蔵した回動可
能な現像剤担持体上に担持して、潜像保持体と対向した
現像領域へと搬送し、前記潜像保持体上に形成された潜
像を、前記１成分現像剤で現像する現像装置において、
一方の端部を前記現像容器開口部に取りつけられ、他方
の自由端を前記現像剤担持体外表面と間隙を有し、前記
磁界発生手段の第１磁極と略対向した位置に配設され、
前記現像剤担持体上の現像剤の量を規制する磁性を有す
る規制部材と、該規制部材の前記現像剤担持体に対する
近接部よりも前記現像剤担持体回動方向上流側で、前記
現像剤担持体に近接もしくは軽圧接触して前記現像剤担
持体と同方向に回動し、現像剤の塗布、剥ぎ取りを行
う、少なくとも前記現像剤担持体と近接もしくは軽圧接
触する面が単泡性の発泡体からなる現像剤供給ローラと
を有し、前記規制部材の前記現像剤担持体に対する近接
部と略対向した第１磁極に隣接して、該第１磁極と同極
である第２磁極を、前記規制部材の前記現像剤担持体に
対する近接部よりも前記現像剤担持体回動方向上流側
で、前記現像剤供給ローラの前記現像剤担持体に対する
近接もしくは軽圧接触部よりも前記現像剤担持体回動方
向下流側に設け、かつ前記第１磁極と前記第２磁極との
間の磁束密度極小点を前記現像剤供給ローラの上方に配
置したことを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記第１磁極の磁束密度のピーク値は、
前記第２磁極の磁束密度のピーク値より大きいこととす
る請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】１成分現像剤は磁性トナーであることと
する請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】供給ローラの現像剤担持体との接触幅を
０〜６．０ｍｍ、供給ローラの密度を０．１８〜０．２
８ｇ／ｃｍ³、硬度をアスカーＣ、３００ｇ荷重で８°
〜２５°、セル数を１００〜４００個／ｉｎｃｈとした
こととする請求項１に記載の現像装置。