JP3986476B2

JP3986476B2 - 現像装置

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Publication number: JP3986476B2
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Inventors: 孝夫水谷; 明人大西; 哲也瀬川
Original assignee: 株式会社沖データ
Priority date: 2003-07-09
Filing date: 2003-07-09
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Description

本発明は、電子写真式の画像形成装置に関する。

図７に従来の画像形成装置を示す。像担持体としての感光ドラム１が回転可能に支持されている。感光ドラム１が矢印Ａ方向に回転すると、前記感光ドラムの外周面は、帯電ローラ２によって一定の電位に帯電される。次にＬＥＤやレーザスキャンなどの露光装置５により、画像信号に対応した光３を感光ドラムに照射して、感光ドラム１の外周面上に静電潜像を形成する。続いて現像装置６において、トナーを用いて静電潜像を現像し、トナー像として可視像化する。得られたトナー像は、転写ローラ１２を用いて、記録媒体１３上に転写する。トナー像を担持した記録媒体１３は定着装置１５まで搬送され、加圧及び加熱されて、トナー像は記録媒体１３上に融着し、印刷画像となる。

一方、トナー像を転写後に、ブレード１４ａを備えたクリーニングユニット１４により、感光ドラム１の表面に残る残留トナーの除去及び清掃が行われ、次の画像形成の準備をする。

感光ドラム１上の静電潜像を可視像化するための、現像装置６には比較的構造が簡単な一成分現像方式が知られている。この方式の現像装置６は、内部に現像剤として１成分現像剤、すなわち、トナーを収容している。トナーとして粉砕法又は重合法による粒径７―９μｍの非磁性トナーが用いられる。

現像装置６に装着されたトナーカートリッジ内にトナーが収容されている。トナーカートリッジの開口部を開くと、トナーは現像装置内へ落下する。攪拌部材７が回転してトナーを攪拌するとともに、矢印Ｃ方向に回転するトナー供給ローラ１０へと運ばれる。現像ローラ８は、矢印Ｂ方向に回転可能に支持される。現像ローラ８とトナー供給ローラ１０は、同じ方向に一定の周速度の差を維持しながら、互いに当接しながら回転することにより、効率よく、現像ローラ８の外周面へトナーを供給したり、現像ローラ８外周面上からのトナーを剥ぎ取ったりする。また、現像ローラ８とトナー供給ローラ１０の接触部（ニップ部）において、両ローラ間の周速度の差から生じる摩擦により、トナーが少し帯電する。同時に、現像ローラ８とトナー供給ローラ１０との間の電位差により、現像ローラ８上にトナーが供給される。現像ローラ８上のトナーは、現像ローラ８の回転に伴って、トナーの層厚を規制するための現像ブレード９まで搬送される。トナーは、現像ブレード９により、所定の層厚に規制された後、現像ローラ８が感光ドラム１と対向する現像領域へ搬送される。現像領域では、感光ドラム１と現像ドラム１上の静電潜像にトナーが静電力により引きつけられ、トナー像の形成が行われる。従来から、一般的に一成分現像装置のトナー供給ローラ１０には、シリコーンゴムやウレタンゴムの発泡弾性体ローラが広く用いられている。

従来、モノクロ機では、文字情報を印刷することが多く、感光ドラムへのトナーの供給量が少なかった。しかし、画像のカラー化が進み、ベタ画像またはベタに近い画像を印刷することが多くなった。このため、トナー供給ローラから現像ローラーへ、多量のトナーを、長期にわたり、より均一に、より安定に供給することが必要となる。また、近年、装置の高速化や高寿命化に伴い、トナー供給ローラには高い性能が要求されるようになった。このことから以下の問題点がでてきた。

特開平７―１６０１０７号公報

現像ローラとトナー供給ローラとは同一方向に回転する。したがって、両者の接触面では、現像ローラとトナー供給ローラは当接しながら、異なる周速度で互いに逆方向に移動する。

シリコーンゴムを使用した場合は、感光ドラムの累積回転数とともに、当接部の表面に加わるストレスにより、発泡体表面のセルとセルを仕切る壁が塑性変形したり、一方向に垂れたり、摩耗したりする。その結果、表面にあるセルを塞いでしまうので、多量のトナーを保持できなくなる。印刷速度が高く、高密度画像（ベタ画像）を連続して印刷する場合、多量のトナーを間断なく供給する必要がある。特に、感光ドラムの累積回転数が多くなった後に、ベタ画像を何枚も連続して印刷させると、トナー供給ローラの一部において、セルとセルとの壁が塑性変形または一方向に垂れ、セルを塞いでしまう部分が生じる。塞がれた部分では、トナーの供給量が減るので、ベタ画像におけるトナーの付着不良や濃度ムラ、又は画像濃度の低下を生じる等の不具合が発生する。

本発明の目的は、ベタ画像におけるトナーの付着不良、濃度ムラ、あるいは画像濃度の低下などが生じにくく、安定した画像を得ることが可能な現像装置及び画像形成装置を提供することである。

本発明に係わる現像装置は、現像剤担持体から静電潜像担持体へ現像剤を供給する現像装置であり、
前記現像剤担持体と対向して配置されるとともに発泡体からなる現像剤供給部材と、
前記現像剤供給部材に当接して配置され、前記現像剤供給部材より高い周速度で逆方向に回転し、且つ前記現像剤供給部材よりも高い硬度の発泡体からなる回転体とを有することを特徴とする。

前記回転体は、発泡体で構成する。

前記発泡体はウレタン部材で構成され、１０個／ｉｎｃｈから４０個／ｉｎｃｈのセル数を有する。

前記現像剤供給部材と前記回転体は、０．５ｍｍ以下の隙間を設けて配置されるか、又は０ｍｍから１ｍｍの当接量を設けて配置される。

前記現像剤供給部材と前記回転体との周速度の比は１から２．５である。

前記回転体は、一端部に駆動力を伝達される回転シャフトを中心に回転し、前記回転体は、駆動力を伝達される一端部に近い方が、前記回転シャフトの駆動力が伝達されない他端部よりも大きな直径を有するテーパ形状に形成される。

前記現像剤供給部材は、その端部側の径より中央部側の径が大きく、前記回転体は、その端部側の径より中央部側の径が小さくする。

前記回転体は外部電源から電圧を供給される半導電性部材からなり、前記電圧が、前記現像剤供給部材に供給される電圧より大きな絶対値を有する。

現像剤担持体から静電潜像担持体へ現像剤を供給する現像装置において、
現像剤担持体と対向して配置され、表面に凹凸が形成された現像剤供給部材と、
前記現像供給部材と対向して配置され、前記現像剤供給部材の表面に形成された凹凸塑性変形を防止する塑性変形防止部材とを設けたことを特徴とする。

本発明では、現像剤担持体から静電潜像担持体へ現像剤を供給する現像装置において、前記現像剤担持体と対向して配置されるとともに、回転可能に支持された現像剤供給部材と、表面に凹凸を有するとともに前記現像剤供給部材と対向して配置され、前記現像剤供給部材と異なる方向及び周速度で回転する発泡体からなる回転体とを設けたので、現像剤供給部材の組成変形を防止し、トナー供給ローラ１０に充分なトナーを供給することができる。これにより、ベタ画像におけるトナーの付着不良、濃度ムラ、あるいは画像濃度の低下などが生じにくく、安定した画像を得ることができる。

以下、本発明に係る現像装置の好適な実施の形態を、図面を参照して説明する。

実施の形態１
図１（ａ）は、本発明に係わる現像装置が装着される画像形成装置の構成を示す。図１（ａ）において、画像形成装置は、現像装置６、感光ドラム１、帯電装置２及びクリーニングユニット１４が、一体の容器に収容された構造となっている。また、トナーカートリッジ１７は、現像装置６に対して、着脱自在の構造である。

感光ドラム１の表面は、帯電ローラ２によって、Ｖ_Ｈ＝−６００Ｖに、一様に帯電される。ＬＥＤを光源とする露光装置５は、帯電された感光ドラム１の表面を、画像情報に従って露光して、感光ドラム１上にＶ_Ｌ＝−１００Ｖの静電潜像を形成する。本発明の画像形成装置は、負極性に帯電する非磁性一成分の現像剤を用いる現像装置を備えている。感光ドラム１上に形成された静電潜像は、この現像装置６にて反転現像されて、トナー像となる。その後、感光ドラムの回転に伴い、感光ドラム１上のトナー像は、転写ローラ１２に到り、搬送されてきた記録媒体１３上に転写される。トナー像を担持した記録媒体１３は定着装置１５まで搬送されて、トナー像は、加圧及び加熱されることにより定着されて、記録媒体１３上には永久画像が形成される。

上記画像形成装置の各構成部分を説明する。画像形成装置のプロセススピードは、１５０ｍｍ／ｓｅｃであり、記録媒体がＡ４サイズの紙であるとき、毎分２０枚に画像形成することが可能である。

静電潜像の担持する感光ドラム１は、直径３０ｍｍのアルミニウム粗管の基層の外周面に感光層を形成してあり、１５０ｍｍ／ｓｅｃで回転する。

帯電装置としては、帯電ローラ２を使用する。帯電ローラ２はエピクロヒドリンゴムにイオン導電剤を添加し、表面にイソシアネート処理をしてある。帯電ローラ２の抵抗値は５×１０^５Ω、直径は１４ｍｍである。帯電ローラ２は、感光ドラム１に対し従動回転し、シャフトには、約−１１５０Ｖの電圧が印加される。露光装置としては、ＬＥＤ発光源を使用する。

現像装置６では、現像剤担持体として現像ローラ８を使用する。感光体ドラム１及び現像ローラ８のシャフトは、それぞれ、図示せぬフレームに回転可能に支持されていて、当接量（ニップ）が０．１４ｍｍとなるように配設される。現像ローラ８の周速度は感光ドラム１の周速度の約１．３倍に設定され、両者は、互いに、逆方向に回転する。現像ローラ８は、ウレタンゴムに導電剤としてカーボンを分散させ、表面にイソシアネート処理をしてある。現像ローラ８は、抵抗値が５×１０^５Ω、直径が２０ｍｍ、表面粗さＲｚが４．５μｍである。現像ローラ８のシャフトには約Ｖ１＝−１７０から−２６０Ｖの電圧が印加される。

現像ブレード９は厚さ０．２ｍｍのステンレス材の先端をＲ加工し、Ｒ加工部を研磨処理により鏡面にしている。Ｒ部の他端を固定し、Ｒ部が、約１ｋｇの押圧力で、現像ローラ８に当接している。現像ブレード９は現像ローラ８と同電位に接続されている。現像ローラ８とトナー供給ローラ１０のシャフトはそれぞれ図示せぬフレームに回転可能に支持されていて、当接量（すなわち、ニップ）は約１．１ｍｍに設定されている。現像ローラ８とトナー供給ローラ１０は、同じ方向に回転し、現像ローラ８の周速度に対して、トナー供給ローラ１０の周速度を０．７倍に設定する。トナー供給ローラ１０はシリコーンゴムの発泡スポンジからなり、硬度が５０度（アスカーＦ）、ローラ抵抗値が１×１０^６Ω、セルの大きさが０．２から１ｍｍ、直径が１６ｍｍである。また、トナー供給ローラ１０のシャフトには、約Ｖ２＝−３００から−４００Ｖの電圧が印加される。

トナーは、トナーカートリッジ１７内に収容されていて、トナーカートリッジ１７の開口部１７ａから現像部に供給され、トナーを使い切ったら、トナーカートリッジ１７を交換すればよい。トナーカートリッジ１７を交換することで、現像装置を長期間に亙って使用することができる。

現像剤としてのトナーには、非磁性一成分トナーを使用する。トナー材料にはポリエステル樹脂を用い、粉砕法により平均粒径が８μｍとなるように製造される。トナーには、流動性や耐電性を調整する目的で、大、小のシリカ粒子を添加してある。

次に、本実施の形態１にて、画像形成装置が備える現像装置について更に詳しく説明する。容器６に装着されたトナーカートリッジ１７内にトナーが収容されている。トナーカートリッジ１７の開口部１７ａを開けると、トナーは容器から落下する。容器内の攪拌部材７によって、トナーは攪拌されるとともに搬送されて、矢印Ｃの方向に回転するトナー供給ローラ１０へ運ばれる。現像ローラ８は矢印Ｂ方向に回転可能に支持される。現像ローラ８とトナー供給ローラ１０は同じ方向に一定の周速度の差をもって、互いに当接しながら回転する。これにより、効率的に、現像ローラ８の外周面へトナーを供給したり、現像ローラ８の外周面上からのトナーを掻き取ったりする。現像ローラ８とトナー供給ローラ１０との間の当接部（ニップ）において、両者間の周速度の差により生じる摩擦により、トナーが予備的に帯電される。これと同時に、トナーは、現像ローラ８の回転に伴って、現像ブレード９の位置まで搬送され、所定の厚さのトナー層となった後、感光ドラム１と対向した現像領域に搬送される。

現像領域、すなわち、感光ドラム１と現像ローラ８の対向する面は、互いに逆の周方向に移動しており、感光ドラム１と現像ローラ８両方の回転に伴って、トナーが、クーロン力により、感光ドラム１上の静電潜像へ吸着されて、トナー像の形成が行われる。

図３（ａ）は、回転体１６とトナー供給ローラ１０とが当接し、当接量Ｎがある場合を示す。図３（ｂ）は図３（ａ）側面図である。図４（ａ）は、回転体１６とトナー供給ローラ１０との間に隙間Ｇがある場合を示す。図４（ｂ）は図４（ａ）の側面図である。図４（ａ）において、回転体１６は、トナー供給ローラ１０と同じ回転方向に、トナー供給ローラ１０に対して、約１．６倍の周速度で回転する。

本発明の回転体１６は、表面に凹凸を有する発泡スポンジ体をシャフトの外周部に形成した構造である。この発泡スポンジ体の材料は、合成ゴム、ウレタンスポンジ、シリコーンスポンジ等が考えられるが、特に限定しない。本実施例ではウレタンスポンジを使用した。セルの大きさは２０個／ｉｎｃｈ、硬度は８０度Ｆ（アスカーＦ）、直径は１０ｍｍである。

トナー供給ローラ１０と現像ローラ８との当接部より上流側において、回転体１６とトナー供給ローラ１０とが、約０．３ｍｍの当接量を介して互いに当接する。

本発明の回転体１６が無い場合は、トナー供給ローラ１０は現像ローラ８に当接し、同じ方向に回転する。トナー供給ローラ１０のスポンジ表面にあるセルがスポンジ表面に凹凸部を構成する。トナー供給ローラ１０は、現像ローラ８によって絶えず、同じ方向に擦られるので、装置の寿命の後半にかかると、トナー供給ローラ１０のスポンジ表面は、セルとセルとの間のセル．壁１０ａが倒れて、セルの表面を塞ぎ、トナー搬送力が低下し、現像ローラ８へのトナーの供給量が少なくなる。その結果、ベタ画像を連続して何枚も印刷する場合、トナーが充分供給できず、印刷結果に部分的に白い部分が現れる画像となる。この現象を、本明細書では、トナー付着不良と呼ぶことにする。この現象は、印刷デューティーの低い印刷を繰り返すことでトナーの流動性が低下した場合や、スポンジ表面のセル壁１０ａの劣化すると、顕著となる。

トナー供給ローラ１０のスポンジ体のセル壁１０ａが劣化する要因には、以下のようなものがある。すなわち、（１）装置の印刷速度が高い。（２）現像装置を長期間に亙って使用する。（３）トナー供給ローラ１０を現像ローラ８に当接させているので磨耗しやすい。（４）高温高湿環境では空気中に含まる水分量が多くなり、これによる摩擦が大きくなる。

高速機では、トナーカートリッジ１７を交換することにより、現像装置を長い期間にわたって使用する。しかし、高温高湿の環境において、印刷結果が白紙に近いような、非常に低い印刷デューティで印刷した後に、ベタ画像を何枚も印刷すると、トナー供給ローラ１０のセル壁１０ａの劣化が顕著に発生する。

そこで、本発明では、回転体１６を設けて、この問題を解決した。この回転体１６は下記のように作用する。

図２（ａ）は、トナー供給ローラ１０と、現像ローラ８と、本発明の回転体１６を示す。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ部の拡大図である。図２（ｃ）は、図２（ａ）のＢ部の拡大図である。

回転体１６がない場合は、トナー供給ローラ１０は、現像ローラ８によって、図２（ｂ）に示す方向に絶えず擦られるので、トナー供給ローラの寿命の後半に入ると、図２（ｂ）に示す方向に、セル壁１０ａが傾きやすくなる。しかし、回転体１６は、トナー供給ローラ１０と逆方向に回転するが、トナー供給ローラ１０より高い周速度で回転する。したがって、図２（ａ）に示すように、回転体１６とトナー供給ローラ１０とが当接している場合は、図２（ｃ）に示すように、図２（ｂ）に示す方向とは逆の方向に、トナー供給ローラ１０のセル壁１０ａに対して力が加わる。この力の方向は、現像ローラ８がトナー供給ローラ１０との当接部分で加える力とは、逆方向である。したがって、セル壁１０ａには、図２（ｂ）に示すＤ方向の力と図２（ｃ）に示すＥ方向の力とが、交互に逆方向の力が加わるので、セル壁１０ａがいずれかの方向に倒れたままにならず、起こされるから、セルを塞ぐことがない。回転体１６は、トナー供給ローラ１０より高い周速度で回転することにより、トナー供給ローラ１０に対して、トナーを供給する作用がある。その結果、トナー付着不良が発生しやすい条件においても、装置の寿命が尽きるまでトナー付着不良は発生しない。

図４（ｂ）に示すように、回転体１６とトナー供給ローラ１０との間に隙間がある場合、隙間が小さければ、隙間の間にあるトナーを介して、当接状態と同様な力がトナー供給ローラ１０に加わるので、僅かでもセル壁１０ａがセルを塞ぐのを防止する効果がある。また同様に、回転体１６が、トナー供給ローラ１０より高い周速度で回転することにより、トナー供給ローラ１０に対して、トナーを供給し、ベタ画像の連続でも、充分なトナーを供給できる。

また、本実施の形態では、トナー供給ローラ１０に供給する電圧をＶ２とし、回転体１６に供給する電圧をＶ３としたとき、｜Ｖ２｜＜｜Ｖ３｜となるように、電位差を設ける。これにより、帯電したトナーをトナー供給ローラ１０側へ移動させるクーロン力が働くので、トナー供給ローラ１０に充分なトナーを供給することができる。この場合、回転体１６は、導電剤を配合して半導電性の発泡体として形成される。

前述した構成によって得られる効果を具体的に説明する。
本発明の回転体１６が無い場合、印刷デューティは、通常の写真画像を想定して、デューティ２０％程度の比較的多いトナー量を消費するパターンと、白紙部が多い文字パターンを想定して、デューティ５％程度の比較的少ないトナー量を消費するパターンとで、連続して印刷をする。トナー付着不良の有無の確認として１０００枚毎にベタ画像を５枚印刷させ、トナー付着不良の確認をする。通常の環境（２０℃、５０％）と、高温高湿の環境（２７℃、８０％）とで、試験を行った。

本発明の回転体を適用した装置も、印刷デューティ５％のパターンで、２７度８０％の環境下で比較試験を行った。

トナー付着不良の有無の確認はベタ画像を５枚連続して印刷させ、トナー付着不良が全くなければ“〇”、３枚までは発生せず、４枚目以降にトナー付着不良が発生した場合は“△”、３枚以内にトナー付着不良があれば“×”と判定した。比較試験の結果を表１に示す。

回転体が無い場合でも、印刷デューティが高い場合は（例えば２０％）、通常の環境では、装置の寿命がくるまで、トナー付着不良は発生しない。しかし、印刷デューティが５％程度の文字パターンのように、白紙部分が多くなると、寿命期間の中頃からトナー付着不良が発生し、更に環境が高温高湿になると、寿命の１／３くらいからトナー付着不良が発生する。回転体を適用した装置では、印刷デューティ５％の文字パターンを、高温高湿の環境で装置の寿命の終わりまで試験しても、トナー付着不良は発生しなかった。もちろん、通常の環境で、デューティ５％と２０％とにおいても、トナー付着不良は発生しなかった。

したがって、スポンジローラからなる回転体１６を、トナー供給ローラ１０に当接または隣接して隙間をあけて配設し、トナー供給ローラより高い周速度で、同方向に、回転させると、印刷デューティの低いパターンで、装置を高温高湿の環境で、装置の寿命が尽きるまで稼動させても、また、ベタ画像の印刷をしても、トナー付着不良のない、良好な印刷品質が得られる。実験は、回転体１６をトナー供給ローラ１０に当接させた場合と、隙間を設けて配設した場合との双方で実験を行った。当接させた場合と、隙間を設けた場合とについて、同様な実験結果を得た。

実施の形態２
回転体１６の材料としては、ウレタンスポンジが良いことが分かった。ここで、（１）ウレタンスポンジのセルの大きさ、（２）回転体１６とトナー供給ローラ１０との隙間及び当接量、（３）トナー供給ローラ１０に対する回転体１６の周速度の比について好適な範囲を説明する。

実施の形態２の構成は、実施の形態１と同じである。ウレタンスポンジからなる、セルの大きさが異なる５種類の回転体１６を作成した。セルの大きさは、それぞれ５、１０、２０、４０、５０個／ｉｎｃｈとした。回転体１６とトナー供給ローラ１０との間の当接量は０．３ｍｍ、周速度の比は１．６倍に設定した。印刷デューティは５％、環境は高温高湿の環境とし、実施の形態１と同様な試験を行った。試験結果を表２に示す。

印刷結果が良好な範囲は、セルの大きさが１０−４０個／ｉｎｃｈであった。セルの大きさが５個／ｉｎｃｈでは、印刷結果が良好ではなかった。これは、セルが大き過ぎて、ムラが発生するためと考えられる。また、セルの大きさが５０個／ｉｎｃｈでは、印刷結果が良好ではなかった。これは、セルが小さ過ぎて、充分な量のトナーを供給できなかったためと考えられる。

次に、回転体１６とトナー供給ローラ１０の隙間、あるいは、当接量の良好な範囲を求めるために、隙間を１ｍｍから段階的に狭めてゆき、やがて接触状態とし、更に接触状態から段階的に互いに押し込んだ。この押し込む量を当接量（ニップ）と呼ぶ。隙間を１ｍｍ、０．５ｍｍ、０ｍｍの３種類に設定し、当接量を０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍの３種類に設定した。回転体１６のセルの大きさは、２０個／ｉｎｃｈ、周速度の比を１．６倍に設定した。印刷デューティは５％及び高温高湿の環境で、実施の形態１と同様な試験を行った。試験の結果を表３に示す。

この結果から、良好な範囲は、隙間０．５ｍｍ以下であることが分かった。隙間が０．５ｍｍを越えると、トナーを介しての作用力が小さくなり、隙間がない場合と同じようになる。また、当接量１ｍｍ以下の範囲では、トナー付着不良が発生しなかった。当接量が１ｍｍを越えると、トナー付着不良は発生しないが、回転体１６とトナー供給ローラ１０との間の摩擦負荷が大きくなり、画像上に、ジッタが増え、良好な画像とはいえなかった。したがって、隙間が０．５ｍｍから、当接量が１ｍｍの範囲が良好な範囲といえる。

次に回転体１６のトナー供給ローラ１０に対する周速度の比の好適な範囲を求めるため、周速度の比を０．８、１．１、１．５、２及び２．５の５段階に設定し、回転体１６のセルの大きさは２０個／ｉｎｃｈ、当接量を０．３ｍｍに設定した。印刷デューティは５％及び高温高湿の環境で、実施の形態１と同様な試験を行った。試験結果を表４に示す。

この結果から、周速度の比の好適な範囲は１．１から２．０である。これは、周速度の比が１以下では、セル壁１０ａを起こす効果がなくなり、また、トナーの搬送量が少なくなるためである。周速度の比が２を越えても、トナー付着不良は発生しないが、トナー供給ローラ１０との摩擦負荷が大きくなり、画像上にジッタが増え、良好な画像とは言えない。したがって、好適な周速度の比は１．１から２．０である。

実施の形態３
Ａ３サイズの用紙は、Ａ４サイズよりも、横幅が長い。また、トナー供給ローラ１０と現像ローラ８の間にニップを形成するように、互いに押圧されている。その押圧力により、シヤフトが湾曲するので、シャフトの端部に比べて中央部は押圧力が小さい。その結果、中央部での現像ローラ８上のトナーを掻き取る能力が低下する。そのため、現像ローラ８上のトナーの帯電量や、トナー層を形成するトナーの量が増加し、画像にムラが発生する。

このような不具合を解消するために、図５に示すように、トナー供給ローラ１０のスポンジの外径を、２つの円錐台の大きな直径を有する面同士を接合させた形状とする。図５では、説明のために寸法関係をすこし誇張して示してある。このトナー供給ローラ１０は長手方向に延伸し、端部側から中央部側へ近づくにつれて大きくなる直径を有する。この結果、トナー供給ローラ１０の押圧力は、端部と中央部で略同じ大きさとなるので、ムラのない画像が得られる。上記のような円錐台を組み合わせた形状のトナー供給ローラ１０を、円筒形状の回転体である回転体１６と組み合わせると、端部と中央部とで、隙間や当接量が異なる。これを解決するために、回転体１６を、２つの円錐台の小さな直径を有する面同士を接合させた形状とする。すなわち、回転体１６が長手方向に延伸し、端部側から中央部側へ近づくにつれて小さくなる直径を有するようにする。周速度は、ローラの長さ方向に連続的に変化しているが、周速度の差の平均値は２０％以下である。ローラの長さ方向の各部では、周速度の比は１−２．５の範囲であり、平均としては、１．６である。

２つの円錐台の大きな直径を有する面同士を接合させた形状のトナー供給ローラ１０と、円筒形状の回転体と、２つの円錐台の小さな直径を有する面同士を接合させた形状の回転体とを準備し、その他の条件を実施の形態１と同じにして、試験を行った。この試験結果を表５に示す。

回転体１６が円筒形状の場合、回転体の寿命が尽きる頃にトナー付着不良が発生するが、円錐台を組み合わせた形状にすることによりトナー付着不良はなくなり良好な結果が得られた。

実施の形態４
回転体１６は、トナー供給ローラ１０のシャフトに設けられたギヤから、ギヤ列を介して駆動される場合がある。この場合、ギアにより駆動される一方の端部と、その反対側の端部では、トナー供給ローラ１０に対する押圧力が異なり、ギアで駆動される端部の側が、トナー付着不良を生じやすい傾向がある。

図６は、トナー供給ローラ１０と回転体１６の、もう一つの構造例を示す。回転体１６の回転シャフトは第１の端部と第２の端部とを有し、第１の端部において回転の駆動力が伝達される。回転体１６とトナー供給ローラ１０の形状は、第１の端部から第２の端部に近づくにつれて大きな直径を有するテーパ形状に形成される。

円筒形状の回転体１６とテーパ形状の回転体１６とを作成し、実施の形態１と同じように試験した。この試験結果を表６に示す。

この結果から、円筒形状の回転体では、装置の寿命の終わりに達する頃、ギアで駆動される側でトナー付着不良が発生した。ギアで駆動される端部の反対側では良好だった。テーパ形状にした場合は、ギアで駆動される側でも、装置の寿命の終わりに達するまでトナー付着不良が発生せず、良好な結果が得られた。

実施の形態１から４では、１つの画像形成装置を例に挙げて説明したが、本発明は、４つの色画像形成装置を縦列接続したタンデム型カラープリンタにも適用できる。

本発明に係わる回転体を備えた実施の形態による画像形成装置を示す。（ａ）は、トナー供給ローラと、現像ローラと、本発明の回転体を示し、（ｂ）は、（ａ）のＡ部の拡大図であり、（ｃ）は、（ａ）のＢ部の拡大図である。（ａ）は、回転体とトナー供給ローラとが当接し、当接量がある場合を示し、（ｂ）は（ａ）の側面図である。（ａ）と（ｂ）は本発明に係わる回転体とトナー供給ローラの配置を示す。（ａ）と（ｂ）は本発明に係わる回転体とトナー供給ローラの配置を示す。（ａ）と（ｂ）は本発明に係わる回転体とトナー供給ローラを示す。従来の画像形成装置を示す。

符号の説明

１感光ドラム、
２帯電ローラ、
３光、
４現像装置、
５露光装置、
６容器、
７攪拌部材、
８現像ローラ（現像剤担持体）、
９現像ブレード、
１０トナー供給ローラ、
１２転写ローラ、
１３記録媒体、
１４クリーニングユニット、
１５定着装置、
１６回転体。

Claims

現像剤担持体から静電潜像担持体へ現像剤を供給する現像装置において、
前記現像剤担持体と対向して配置されるとともに発泡体からなる現像剤供給部材と、
前記現像剤供給部材に当接して配置され、前記現像剤供給部材より高い周速度で逆方向に回転し、且つ前記現像剤供給部材よりも高い硬度の発泡体からなる回転体と
を有することを特徴とする現像装置。
前記現像剤供給部材よりも高い硬度の発泡体がウレタン部材で構成され、１０個／ｉｎｃｈから４０個／ｉｎｃｈのセル数を有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
前記現像剤供給部材と前記回転体との周速度の比が、１から２．５の範囲にあることを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。
前記回転体は、駆動力を伝達される回転シャフトを中心に回転し、
前記回転シャフトは第１の端部と第２の端部を有し、前記第１の端部において回転の駆動力が伝達され、
前記回転体は、前記第１の端部から前記第２の端部に近づくにつれて大きな直径を有するテーパ形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
前記現像剤供給部材は長手方向に延伸し、端部側から中央部側へ近づくにつれて大きくなる直径を有し、前記回転体は長手方向に延伸し、端部側から中央部側へ近づくにつれて小さくなる直径を有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
前記回転体は外部電源から電圧を供給される半導電性部材からなり、前記電圧が、前記現像剤供給部材に供給される電圧より大きな絶対値を有することを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
前記現像剤供給部材と前記回転体は、０ｍｍから１ｍｍの当接量を設けて配置されることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
前記回転体はローラであることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材は当接し、且つ互いに同方向に回転することを特徴とする請求項１記載の現像装置。