JP4031697B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、感光体ドラムの表面が、帯電ローラによって一様に、かつ、均一に帯電させられ、露光装置によって露光され、感光体ドラムの表面に静電潜像が形成され、該静電潜像が現像装置によって現像されてトナー像になり、該トナー像が転写ローラによって記録用紙に転写されるようになっている。そして、トナー像が転写された記録用紙は定着装置に送られ、定着装置においてトナー像は記録用紙に定着される。
【０００３】
また、前記現像装置として、例えば、非磁性一成分現像方式による現像装置を使用することができる。この種の現像装置においては、現像剤として非磁性のトナーが使用され、該トナーによって現像ローラ上に薄層が形成され、感光体ドラムと接触又は非接触の状態で、感光体ドラム上に形成された静電潜像をトナーによって可視像化し、トナー像を形成するようになっている。
【０００４】
この場合、トナーを帯電させるために、トナー同士の摩擦のほかに、トナーと現像ローラとの摩擦、トナーと現像ブレードとの摩擦等が利用されるようになっている。
【０００５】
ところで、前記現像装置において、現像ローラ上に薄層を形成するために、現像ローラと接触させてトナー供給ローラが配設され、該トナー供給ローラの周面にトナーを付着させた後、トナー供給ローラを現像ローラに押し付けた状態で、現像ローラとトナー供給ローラとを同じ方向に回転させることによって、トナー供給ローラに付着しているトナーを現像ローラに供給するようにしている。
【０００６】
図２は従来の画像形成装置の概略図である。
【０００７】
図に示されるように、１０は現像装置ケース、１１は矢印Ａ方向に回転させられる感光体ドラム、１２は、矢印Ｂ方向に回転させられ、前記感光体ドラム１１を一様に、かつ、均一に帯電させる帯電ローラ、１３は感光体ドラム１１の表面を露光して静電潜像を形成するＬＥＤヘッドであり、該ＬＥＤヘッド１３は、感光体ドラム１１に光を照射し、感光体ドラム１１上の画像に対応する画像部の表面電位を実質０〔Ｖ〕にする。
【０００８】
また、１５は前記現像装置ケース１０に対して着脱自在に配設されたトナーカートリッジ、１７は、前記感光体ドラム１１に接触させて配設され、矢印Ｃ方向に回転させられる現像ローラ、１６は、該現像ローラ１７に接触させて配設され、矢印Ｄ方向に回転させられるトナー供給ローラであり、前記トナーカートリッジ１５から落下したトナーは、トナー供給ローラ１６によって現像ローラ１７に供給され、現像ブレード１４によって現像ローラ１７の表面にトナーの薄層が形成される。
【０００９】
前記現像ローラ１７に供給されたトナーは、前記画像部に付着させられ、前記静電潜像はトナー像になる。
【００１０】
続いて、感光体ドラム１１上のトナー像は、矢印Ｅ方向に回転させられる転写ローラ１８によって記録用紙１９に転写される。そして、転写後、感光体ドラム１１上に残留したトナーはクリーニングブレード２０によって掻（か）き取られ、廃トナーとなってトナーカートリッジ１５内に形成された廃トナー槽１５ａに収容される。なお、２１は、トナーカートリッジ１５から現像装置ケース１０内に落下したトナーを攪拌（かくはん）するとともに、トナー供給ローラ１６に供給するための攪拌バーである。
【００１１】
次に、前記トナー供給ローラ１６、現像ローラ１７、現像ブレード１４及び感光体ドラム１１について説明する。
【００１２】
図３は従来の画像形成装置の要部を示す概念図である。
【００１３】
図において、１３はＬＥＤヘッド、１６はスポンジ製のトナー供給ローラであり、該トナー供給ローラ１６は、表面処理が施されてセル目状の構造を有し、ゴム製の現像ローラ１７に対して所定の押付圧で押圧させられる。また、該現像ローラ１７は、感光体ドラム１１に対して所定の押付圧で押圧させられる（例えば、特許文献１参照。）。
【００１４】
前記感光体ドラム１１は１５０〔ｍｍ／ｓ〕で、現像ローラ１７は１９２〔ｍｍ／ｓ〕で、トナー供給ローラ１６は９９〔ｍｍ／ｓ〕でそれぞれ矢印Ａ、Ｃ、Ｄ方向に回転させられる。
【００１５】
また、１４は厚さが０．０８〔ｍｍ〕の金属製の現像ブレードであり、該現像ブレード１４の先端は、現像ローラ１７に押圧させられる。そして、トナー供給ローラ１６には、電源Ｅ１によって−３３０〔Ｖ〕の電圧（以下「トナー供給バイアス」という。）が印加され、現像ローラ１７には電源Ｅ２によって−２００〔Ｖ〕の電圧（以下「現像バイアス」という。）が印加される。前記トナー供給ローラ１６の表面に付着させられ、トナー供給ローラ１６の回転に伴って搬送されたトナーは、現像ローラ１７との摩擦によって負の極性に帯電され、現像ローラ１７に供給される。
【００１６】
さらに、現像ローラ１７上において、現像ブレード１４によってトナーの層厚が均一にされる。そして、現像ローラ１７上のトナーは、感光体ドラム１１上の画像部に付着し、トナー像を形成する。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００１−２４２７０１号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の画像形成装置においては、トナー供給ローラ１６が現像ローラ１７に押圧され、しかも、トナー供給ローラ１６と現像ローラ１７とは同じ方向に回転させられるので、トナー供給ローラ１６に大きな負荷トルクが加わり、感光体ドラム１１にも大きな負荷トルクが加わってしまう。また、トナー供給ローラ１６はスポンジ製であるので、トナー供給ローラ１６の摩耗量が多く、それに伴って、トナー供給ローラ１６の電気的特性が劣化してしまう。
【００１９】
そして、トナー供給ローラ１６と現像ローラ１７とが同じ方向に回転させられるので、トナー供給ローラ１６と現像ローラ１７との間においてトナーが大きな押付力で押され、摩耗、凝集等が発生し、トナーの電気的特性も劣化してしまう。
【００２０】
その結果、コントラストが高い正規の画像を形成することができず、画像品位が低下してしまう。
【００２１】
本発明は、前記従来の画像形成装置の問題点を解決して、画像品位を向上させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の画像形成装置においては、像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像に、凝集度が１５〜２５〔％〕である非磁性のトナーを付着させて可視像化する現像部材と、該現像部材との間に０．０５〜１．０〔ｍｍ〕の間隙を置いて配設され、前記現像部材にトナーを供給するトナー供給部材と、前記現像部材に第１の電圧を、前記トナー供給部材に第２の電圧を供給し、第１、第２の電圧の電位差を、１３０〔Ｖ〕以上、かつ、放電開始電圧より低くするための電圧制御部とを有する。
そして、前記トナー供給部材は、導電性材料から成り、表面に、長手方向に延ばされて形成され、凸部の高さが１０〜１０００〔μｍ〕であり、ピッチが１０〜１５００〔μｍ〕である凹凸を有する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
図４は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の概略図である。
【００２５】
図に示されるように、１０は筐（きょう）体としての現像装置ケース、１１は矢印Ａ方向に回転させられる像担持体としての感光体ドラム、１２は、矢印Ｂ方向に回転させられ、前記感光体ドラム１１を一様に、かつ、均一に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ、１３は感光体ドラム１１の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置としてのＬＥＤヘッドであり、該ＬＥＤヘッド１３は、感光体ドラム１１に光を照射し、感光体ドラム１１上の画像に対応する画像部の表面電位を実質０〔Ｖ〕にする。
【００２６】
また、１５は前記現像装置ケース１０に対して着脱自在に配設されたトナー収容体としてのトナーカートリッジ、１７は、前記感光体ドラム１１に接触させて配設され、矢印Ｃ方向に回転させられ、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視像化するトナー担持体及び現像部材としての現像ローラ、４６は、該現像ローラ１７との間に所定の間隙を置いて配設され、矢印Ｄ方向に回転させられるトナー供給部材としてのトナー供給ローラであり、前記トナーカートリッジ１５から落下したトナーは、トナー供給ローラ４６によって現像ローラ１７に供給され、層厚規制部材としての現像ブレード１４によって現像ローラ１７の表面にトナーの薄層が形成される。
【００２７】
前記現像ローラ１７に供給されたトナーは、前記画像部に付着させられ、静電潜像はトナー像になる。
【００２８】
続いて、感光体ドラム１１上のトナー像は、矢印Ｅ方向に回転させられる転写装置としての転写ローラ１８によって記録媒体としての記録用紙１９に転写される。そして、転写後、感光体ドラム１１上に残留したトナーはクリーニング装置としてのクリーニングブレード２０によって掻き取られ、廃トナーとなってトナーカートリッジ１５内の廃トナー槽１５ａに収容される。なお、２１は、トナーカートリッジ１５から現像装置ケース１０内に落下したトナーを攪拌するとともに、トナー供給ローラ４６に供給するための攪拌バーである。
【００２９】
次に、前記感光体ドラム１１、現像ブレード１４、現像ローラ１７及びトナー供給ローラ４６について説明する。
【００３０】
図１は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の要部を示す第１の概念図、図５は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の要部を示す第２の概念図である。
【００３１】
図において、１３はＬＥＤヘッド、４６はスポンジ製のトナー供給ローラであり、該トナー供給ローラ４６は、セル目状の構造を有し、現像ローラ１７と所定の間隙を置いて配設される。また、１７はゴム製の現像ローラであり、該現像ローラ１７は、感光体ドラム１１に対して所定の押付圧で押圧させられる。
【００３２】
前記感光体ドラム１１は１５０〔ｍｍ／ｓ〕で、現像ローラ１７は１９２〔ｍｍ／ｓ〕で、トナー供給ローラ４６は９９〔ｍｍ／ｓ〕でそれぞれ矢印Ａ、Ｃ、Ｄ方向に回転させられる。
【００３３】
また、１４は厚さが０．０８〔ｍｍ〕の金属製の現像ブレードであり、該現像ブレード１４の先端は、現像ローラ１７に押圧させられる。そして、図示されない電圧制御部による制御に基づいて、トナー供給ローラ４６には、電源Ｅ１によって従来の−３３０〔Ｖ〕より高い（絶対値が大きい）所定の電圧のトナー供給バイアスが印加され、現像ローラ１７には電源Ｅ２によって−２００〔Ｖ〕の現像バイアスが印加される。前記トナー供給ローラ４６の表面に付着させられて負の極性に帯電され、トナー供給ローラ４６の回転に伴って搬送されたトナーは、現像ローラ１７に供給される。なお、前記現像バイアスによって第１の電圧が、トナー供給バイアスによって第２の電圧が構成される。
【００３４】
さらに、現像ローラ１７上において、現像ブレード１４によってトナーの層厚が均一にされる。そして、現像ローラ１７上のトナーは、感光体ドラム１１上の画像部に付着し、トナー像を形成する。
【００３５】
ところで、トナー供給ローラ４６の外周面と現像ローラ１７の外周面との間の距離、すなわち、トナー供給ローラ４６と現像ローラ１７と間の間隙を表すギャップｇを０．０５〜１〔ｍｍ〕とすると、トナー供給ローラ４６から現像ローラ１７にトナーを効率よく供給することができ、前記ギャップｇを１〔ｍｍ〕以上にすると、トナーを効率よく供給することができず、画像品位が低下することが実験結果から確認されている。そこで、現像ローラ１７の直径ｄａを２０．２４〔ｍｍ〕とし、現像ローラ１７とトナー供給ローラ４６との軸間の距離Ｌ１を１８．１４〔ｍｍ〕としたとき、トナー供給ローラ４６の直径ｄｓを１５．９４〜１４．０４〔ｍｍ〕にするのが好ましい。
【００３６】
また、トナー供給ローラ４６と現像ローラ１７とが非接触状態にされるので、トナー供給バイアスを、従来の−３３０〔Ｖ〕のままにすると、トナーの搬送能力が低くなり、現像ローラ１７に十分な量のトナーを供給することができず、かすれが発生し、画像品位が低下してしまう。
【００３７】
そこで、前述されたように従来より高いトナー供給バイアスをトナー供給ローラ４６に印加し、現像バイアスとトナー供給バイアスとの電位差を１３０〔Ｖ〕以上にするようにしている。
【００３８】
また、トナー供給ローラ４６と現像ローラ１７とが非接触状態にされるので、トナー供給ローラ４６と現像ローラ１７との間においてトナーを摩擦によって帯電させることができない。そこで、凝集度が低い（流動性が高い）トナーが使用される。ここで、上段の網の目を１５０〔μｍ〕とし、中段の網の目を７５〔μｍ〕とし、下段の網の目を４５〔μｍ〕として、各網を組み合わせ、上段の網上にトナーを４〔ｇ〕乗せて、振動させたときに、上段の網に残った量がｗ１〔ｍｇ〕であり、中段の網に残った量がｗ２〔ｍｇ〕であり、下段の網に残った量がｗ３〔ｍｇ〕である場合、トナーの凝集度Ｅは、
Ｅ＝｛（１／４）・（５・ｗ１／５＋３・ｗ２／５＋１・ｗ３／５）｝・１００〔％〕
になる。なお、凝集度が低いということは、トナーがサラサラしていて、凝集することが少なく、各網の目を通り抜ける量の比率が高いことを意味する。
【００３９】
前述されたような、現像ローラ１７に対してトナー供給ローラ４６が非接触状態に置かれた現像装置においては、トナーの凝集度が２５〔％〕以下でないと、トナーの電気的特性を満たすことができず、かすれが発生することが実験結果から確認されている。また、現像ローラ１７に対してトナー供給ローラ４６が非接触状態に置かれているので、トナー供給ローラ４６の回転速度が従来のトナー供給ローラ１６（図２参照）の回転速度と比較して、１．５倍に高くされ、トナー供給ローラ４６によるトナーの供給能力を高くするようにしている。そのために、現像ローラ１７の端部に配設された図示されない第１のギヤ、及びトナー供給ローラ４６の端部に配設された図示されない第２のギヤの間に配設されたアイドルギヤ２５の歯数が所定の値に設定される。
【００４０】
前記構成の画像形成装置において、トナーカートリッジ１５（図４）から現像装置ケース１０内に落下した０〔Ｖ〕の電位のトナーは、トナー供給ローラ４６に供給され、従来の１．５倍の周速度で搬送される。また、トナー供給ローラ４６と現像ローラ１７との電位差が１３０〜６００〔Ｖ〕にされ、トナーは、前記電位差でギャップｇがあっても、トナー供給ローラ４６から現像ローラ１７に供給され、吸着される。このとき、現像ローラ１７上に供給されたトナーは負の極性に帯電させられていて、感光体ドラム１１上の画像部に付着させられる。
【００４１】
次に、ギャップｇを０．０１〜１．４〔ｍｍ〕の範囲で変化させて実験を行ったときの実験結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】

【００４３】
実験のための条件は次のとおりである。すなわち、現像バイアスを−２００〔Ｖ〕に、トナー供給バイアスを−４７０〔Ｖ〕に設定し、現像ローラ１７を導電性シャフトの周囲にゴム弾性層（ウレタンゴム）を配設することによって形成し、現像ブレード１４は、材質をＳＵＳ３０４Ｂ−ＴＡとし、厚さを０．０８〔ｍｍ〕とし、先端Ｒ（アール）を０．２７５とするとともに、先端を折り曲げて現像ローラ１７に当接させた。
【００４４】
そして、５〔％〕デューティの横棒印刷パターンで、２００００枚の連続印刷を行い、その後、べた黒（１００〔％〕デューティ）印刷、２×２パターン（５０〔％〕デューティ）印刷、及び１ドット罫線複数本印刷を行って、かすれの発生の有無を判定した。
【００４５】
また、かすれ発生の有無については、ベタ黒印刷及び２×２パターン印刷においては、白筋が目で見て分かる場合にかすれの発生が有ると判定し、１ドット罫線複数本印刷においては、複数本の１ドット罫線で複数のドットラインにわたってドット抜けが出た場合にかすれの発生が有ると判定し、一つのドットラインにだけドット抜けが出た場合にかすれの発生が無いと判定する。
【００４６】
このような条件で実験を行ったところ、ギャップｇを１．０〔ｍｍ〕より大きくすると、かすれの発生が有り、現像ローラ１７へのトナーの供給が少なく、ギャップｇを１．０〔ｍｍ〕以下にした場合にはかすれの発生が無いことが分かるので、ギャップｇを１．０〔ｍｍ〕以下にするのが好ましい。ところが、トナー供給ローラ４６の製造上のばらつき、組立精度等を考慮すると、ギャップｇが０．０５〔ｍｍ〕以上である場合には、トナー供給ローラ４６と現像ローラ１７とが接触することはないが、ギャップｇが０．０５〔ｍｍ〕より小さい場合、トナー供給ローラ４６と現像ローラ１７とが接触することが考えられる。トナー供給ローラ４６を精度良く製造するとギャップｇを０．０１〔ｍｍ〕にしてもトナー供給ローラ４６と現像ローラ１７とが接触するのを防止することができるが、画像形成装置のコストがその分著しく高くなってしまう。
【００４７】
そこで、ギャップｇを
０．０５≦ｇ≦１．０〔ｍｍ〕
以下にすることが望ましい。
【００４８】
次に、トナー供給バイアスについて説明する。そして、トナー供給バイアスを−３１０〜−８５０〔Ｖ〕の範囲で変化させて実験を行ったときの実験結果を表２に示す。
【００４９】
【表２】

【００５０】
この場合、前述された条件と同じ条件で実験を行い、ギャップｇを前記適正な範囲の最小値及び最大値を採って０．０５〔ｍｍ〕、１．０〔ｍｍ〕とした。
【００５１】
実験を行ったところ、ギャップｇが０．０５〔ｍｍ〕、１．０〔ｍｍ〕のいずれの場合にも、トナー供給バイアスが−３３０〔Ｖ〕以上であり、現像バイアスとの電位差が１３０〔Ｖ〕以上であれば、かすれの発生は無かった。なお、トナー供給バイアスが−３３０〔Ｖ〕より低く、電位差が１３０〔Ｖ〕より小さい場合には、かすれの発生が有った。これは、トナー供給ローラ４６から現像ローラ１７へのトナーの供給が少ないからであると考えられる。
【００５２】
また、ギャップｇが０．０５〔ｍｍ〕の場合、トナー供給バイアスが−８５０〔Ｖ〕以上であり、現像ローラ１７との電位差が放電開始電圧を表す６５０〔Ｖ〕以上になると、トナー供給ローラ４６と現像ローラ１７との間で放電が起こってしまった。
【００５３】
したがって、トナー供給バイアスは−３３０〔Ｖ〕以上であり、−６００〔Ｖ〕以下にするのが望ましく、トナー供給ローラ４６と現像ローラ１７との電位差は１３０〔Ｖ〕以上、前記放電開始電圧より低くされる。
【００５４】
次に、トナーの凝集度について説明する。そして、トナーの凝集度を１５〜３５〔％〕の範囲で変化させて実験を行ったときの実験結果を表３に示す。
【００５５】
【表３】

【００５６】
この場合、前述された条件と同じ条件で実験を行い、ギャップｇを前記適正な範囲の最小値及び最大値を採って０．０５〔ｍｍ〕、１．０〔ｍｍ〕とし、トナー供給バイアスを−４７０〔Ｖ〕とした。
【００５７】
実験を行ったところ、ギャップｇが０．０５〔ｍｍ〕、１．０〔ｍｍ〕のいずれの場合にも、凝集度が２５〔％〕以下のトナーであれば、かすれの発生は無かった。これは、トナーの凝集度が低ければそれだけトナーの流動性が高く、トナー供給ローラ４６から現像ローラ１７にトナーが十分に供給されるからである。
【００５８】
このように、本実施の形態においては、トナー供給ローラ４６と現像ローラ１７とが非接触状態に置かれるので、トナー供給ローラ４６と現像ローラ１７とを同じ方向に回転させても、トナー供給ローラ４６に負荷トルクが加わることがなくなり、感光体ドラム１１に大きな負荷トルクが加わることもなくなる（負荷トルクは、従来、平均４〜４．５〔ｋｇ〕であったのが、平均１．８〜２〔ｋｇ〕になった。）その結果、前記感光体ドラム１１を回転させるための図示されないされない駆動モータに加わる負荷を小さくすることができるので、感光体ドラム１１の回転むらが発生するのを防止することができる。
【００５９】
また、トナー供給ローラ４６と現像ローラ１７とが非接触状態に置かれるので、トナー供給ローラ４６が摩耗することがない。したがって、トナー供給ローラ４６の電気的特性が劣化することがない。しかも、トナー供給ローラ４６と現像ローラ１７とが同じ方向に回転させられても、トナー供給ローラ４６と現像ローラ１７との間においてトナーが大きな力で押されることがないので、摩耗、凝集等が発生するのを防止することができ、トナーの電気的特性が劣化することがない。
【００６０】
その結果、コントラストが高い正規の画像を形成することができ、画像品位を向上させることができる。
【００６１】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００６２】
図６は本発明の第２の実施の形態における現像ローラとトナー供給ローラとの関係を示す図、図７は本発明の第２の実施の形態におけるトナー供給ローラの表面を表す図である。
【００６３】
図において、５６はトナー供給部材としてのトナー供給ローラであり、現像部材としての現像ローラ１７とトナー供給ローラ５６とは非接触状態に置かれ、トナー供給ローラ５６の回転速度、直径ｄｓ、トナー供給バイアス及びギャップｇは第１の実施の形態と等しくされる。
【００６４】
そして、前記トナー供給ローラ５６は導電性材料、本実施の形態においては金属で形成され、表面処理が施されて平目ローレット掛けが行われ、トナーの供給能力を第１の実施の形態と同程度にしている。すなわち、トナー供給ローラ５６の表面に、凸部の高さｈｓが１０〜１０００〔μｍ〕、ピッチｐｓが１０〜１５００〔μｍ〕、先端角度θｓが約９０〔°〕、先端Ｒ（アール）が０．１〜０．１５〔ｍｍ〕の凹凸が長手方向に延ばされて形成される。
【００６５】
このようにすると、トナーの搬送性を高くすることができる。なお、使用されるトナーは、第１の実施の形態と同様に凝集度が２５〔％〕以下にされない場合には、かすれの発生が有ることは実験的に確認される。
【００６６】
次に、平目ローレット掛けにおいて凸部の高さｈｓを０〜１２００〔μｍ〕の範囲で変化させて実験を行ったときの実験結果を表４に示す。
【００６７】
【表４】

【００６８】
実験のための条件は、前記第１の実施の形態と同じであり、ピッチｐｓについては、５００〜３０００〔μｍ〕の範囲で２５０〔μｍ〕刻みで変化させた。
【００６９】
このような条件で実験を行ったところ、凸部の高さｈｓを５〔μｍ〕以下にすると、トナーが凸部間の凹部をすり抜けてしまう。その結果、現像ローラ１７へのトナーの供給が不足してかすれが発生してしまう。また、高さを１１００〔μｍ〕以上にすると、凹部にトナーが進入して詰まり、凝集し、凹部の深さがなくなって、トナーが凹部をすり抜けてしまう。その結果、同様に、現像ローラ１７へのトナーの供給が不足してかすれが発生してしまう。
【００７０】
このようなことから、凸部の高さｈｓを
１０≦ｈｓ≦１０００〔μｍ〕
にするのが望ましい。なお、ピッチｐｓを５００〜３０００〔μｍ〕の範囲のいずれの値にしても、同様の結果が得られた。
【００７１】
次に、平目ローレット掛けにおいてピッチｐｓを５〜３０００〔μｍ〕の範囲で変化させたときの実験結果を表５に示す。
【００７２】
【表５】

【００７３】
実験のための条件は、前記第１の実施の形態と同じであり、凸部の高さｈｓを０〜１２００〔μｍ〕の範囲で変化させた。
【００７４】
このような条件で実験を行ったところ、ピッチｐｓを５〔μｍ〕以下にすると、凹部が狭すぎ、凹部にトナーが進入して詰まり、凝集し、凹部の深さがなくなって、トナーが凹部をすり抜けてしまう。その結果、現像ローラ１７へのトナーの供給が不足してかすれが発生してしまう。
【００７５】
また、ピッチを１６００〔μｍ〕以上にすると、凹部が広すぎ、凹凸がなだらかすぎてトナーが凹部をすり抜けてしまう。その結果、同様に、現像ローラ１７へのトナーの供給が不足してかすれが発生してしまう。
【００７６】
このようなことから、ピッチｐｓを
１０≦ｐｓ≦１５００〔μｍ〕
にするのが望ましい。なお、凸部の高さｈｓを０〜１２００〔μｍ〕の範囲のいずれの値にしても同様の結果が得られた。
【００７７】
このように、本実施の形態においては、トナー供給ローラ５６と現像ローラ１７とを非接触状態に置き、トナー供給ローラ５６の材質を金属にし、表面処理を行うことによって平目ローレット掛けにすると、かすれの発生が無くなり、画像品位を向上させることができる。また、スポンジ製のトナー供給ローラ４６（図１）より金属製のトナー供給ローラ５６の方が画像形成装置のコストを低くすることができる。
【００７８】
なお、本実施の形態においては、金属製のトナー供給ローラ５６を使用するようになっているが、プラスチック製、アクリル製等のトナー供給ローラを使用することができ、その場合、画像形成装置のコストを低くすることができるだけでなく、画像形成装置を軽量化することもできる。
【００７９】
ところで、本実施の形態においては、印刷デューティが高く、連続印刷枚数が多くなると、トナー供給ローラ５６から現像ローラ１７にトナーを十分に供給することができないことがあり、その場合、印刷濃度が低くなることがある。そこで、印刷デューティが高いときでも、トナー供給ローラから現像ローラ１７にトナーを十分に供給することができ、適正な印刷濃度が得られるようにした本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００８０】
図８は本発明の第３の実施の形態における現像ローラとトナー供給ローラとの関係を示す図である。
【００８１】
この場合、６６は導電性材料、本実施の形態においては、金属で形成されたトナー供給部材としてのトナー供給ローラであり、該トナー供給ローラ６６の表面処理が綾（あや）目ローレット掛けにされる。なお、第２の実施の形態と同様に、トナー供給ローラ６６の表面に凸部の高さｈｓが１０〜１０００〔μｍ〕、ピッチｐｓが１０〜１５００〔μｍ〕、先端角度θｓが約９０〔°〕、先端Ｒ（アール）が０．１〜０．１５〔ｍｍ〕の凹凸が長手方向に延ばされて形成される。なお、トナー供給バイアスは第２の実施の形態と等しくされ、使用されるトナーは、第１の実施の形態と同様に凝集度が２５〔％〕以下にされない場合には、かすれの発生が有ることは実験的に確認される。
【００８２】
この場合、トナー供給ローラ６６の表面処理が綾目ローレット掛けにされるので、トナー供給ローラ６６の表面においてトナーに接触する面積が大きくなる。したがって、トナーの搬送能力を一層大きくすることができる。
【００８３】
次に、第２の実施の形態と同じ実験を行った場合の実験結果を表６及び７に示す。
【００８４】
【表６】

【００８５】
【表７】

【００８６】
実験の結果からトナー供給ローラ６６の表面を綾目ローレット掛けにしても、トナー供給ローラ５６（図６）の表面を平目ローレット掛けにした場合と、同様の結果を得ることができた。
【００８７】
すなわち、トナー供給ローラ６６において凸部の高さｈｓを
１０≦ｈｓ≦１０００〔μｍ〕
にし、ピッチｐｓを
１０≦ｐｓ≦１５００〔μｍ〕
にするのが望ましい。
【００８８】
このように、本実施の形態においては、トナー供給ローラ６６と現像ローラ１７とを非接触状態に置き、金属製のトナー供給ローラ５６に表面処理を行うことによって綾目ローレット掛けにすると、かすれの発生が無くなり、画像品位を向上させることができる。また、スポンジ製のトナー供給ローラ４６（図１）より金属製のトナー供給ローラ６６の方が画像形成装置のコストを低くすることができる。
【００８９】
ところで、印刷を行うのに伴ってトナーが攪拌され、印刷枚数が多くなるほどトナーの凝集度が高くなり、それだけトナーの流動性は低下する。
【００９０】
図９は本発明の第３の実施の形態における印刷枚数とトナーの流動性との関係を示す図である。なお、図において、横軸に印刷枚数を、縦軸にトナーの流動性を採ってある。
【００９１】
図において、ＡＲ１はかすれが発生する領域であり、流動性がｆ１〔％〕以下になると、かすれが発生する。また、Ｌ１は平目ローレット掛けをしたトナー供給ローラ５６を使用したときのトナーの流動性を示す線、Ｌ２は綾目ローレット掛けをしたトナー供給ローラ６６を使用したときのトナーの流動性を示す線である。
【００９２】
図に示されるように、印刷枚数が多くなると、トナーの流動性は低下する。そして、綾目ローレット掛けをしたトナー供給ローラ６６を使用した場合、平目ローレット掛けをしたトナー供給ローラ５６を使用した場合よりトナーの流動性が高い。
【００９３】
なお、トナー供給ローラ５６、６６を使用してベタ黒印刷を行った場合の印刷濃度を測定すると、トナー供給ローラ５６を使用した場合より、トナー供給ローラ６６を使用した場合の方が、印刷濃度を５〔％〕高くすることができた。
【００９４】
このように、本実施の形態においては、トナー供給ローラ６６に表面処理が施され、綾目ローレット掛けにされるので、トナー供給ローラ６６から現像ローラ１７に十分な量のトナーを供給することができる。したがって、ベタ黒印刷を行った場合においてもかすれが発生するのを防止することができ、印刷濃度も十分に得ることができる。
【００９５】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００９６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、画像形成装置においては、像担持体と、該像担持体上に形成された静電潜像に、凝集度が１５〜２５〔％〕である非磁性のトナーを付着させて可視像化する現像部材と、該現像部材との間に０．０５〜１．０〔ｍｍ〕の間隙を置いて配設され、前記現像部材にトナーを供給するトナー供給部材と、前記現像部材に第１の電圧を、前記トナー供給部材に第２の電圧を供給し、第１、第２の電圧の電位差を、１３０〔Ｖ〕以上、かつ、放電開始電圧より低くするための電圧制御部とを有する。
そして、前記トナー供給部材は、導電性材料から成り、表面に、長手方向に延ばされて形成され、凸部の高さが１０〜１０００〔μｍ〕であり、ピッチが１０〜１５００〔μｍ〕である凹凸を有する。
【００９７】
この場合、現像部材との間に所定の間隙を置いて配設されるので、トナー供給部材と現像部材とを同じ方向に回転させても、トナー供給部材に負荷トルクが加わることがなくなり、像担持体に大きな負荷トルクが加わることがなくなる。その結果、前記像担持体を回転させるための駆動モータに加わる負荷を小さくすることができるので、像担持体の回転むらが発生するのを防止することができる。
【００９８】
また、トナー供給部材が摩耗することがないので、トナー供給部材の電気的特性が劣化することがない。しかも、トナーが大きな力で押されることがないので、摩耗、凝集等が発生するのを防止することができ、トナーの電気的特性が劣化することがない。
【００９９】
その結果、コントラストが高い正規の画像を形成することができ、画像品位を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の要部を示す第１の概念図である。
【図２】従来の画像形成装置の概略図である。
【図３】従来の画像形成装置の要部を示す概念図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の概略図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の要部を示す第２の概念図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における現像ローラとトナー供給ローラとの関係を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態におけるトナー供給ローラの表面を表す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態における現像ローラとトナー供給ローラとの関係を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態における印刷枚数とトナーの流動性との関係を示す図である。
【符号の説明】
１１ 感光体ドラム
１７ 現像ローラ
４６、５６、６６ トナー供給ローラ

Claims (2)

1. （ａ）像担持体と、
   （ｂ）該像担持体上に形成された静電潜像に、凝集度が１５〜２５〔％〕である非磁性のトナーを付着させて可視像化する現像部材と、
   （ｃ）該現像部材との間に０．０５〜１．０〔ｍｍ〕の間隙を置いて配設され、前記現像部材にトナーを供給するトナー供給部材と、
   （ｄ）前記現像部材に第１の電圧を、前記トナー供給部材に第２の電圧を供給し、第１、第２の電圧の電位差を、１３０〔Ｖ〕以上、かつ、放電開始電圧より低くするための電圧制御部とを有するとともに、
   （ｅ）前記トナー供給部材は、導電性材料から成り、表面に、長手方向に延ばされて形成され、凸部の高さが１０〜１０００〔μｍ〕であり、ピッチが１０〜１５００〔μｍ〕である凹凸を有することを特徴とする画像形成装置。
2. （ａ）像担持体と、
   （ｂ）該像担持体上に形成された静電潜像に、凝集度が１５〜２５〔％〕である非磁性のトナーを付着させて可視像化する現像部材と、
   （ｃ）該現像部材との間に０．０５〜１．０〔ｍｍ〕の間隙を置いて配設され、前記現像部材にトナーを供給するトナー供給部材と、
   （ｄ）前記現像部材に第１の電圧を、前記トナー供給部材に第２の電圧を供給し、第１、第２の電圧の電位差を、１３０〔Ｖ〕以上、かつ、放電開始電圧より低くするための電圧制御部とを有するとともに、
   （ｅ）前記トナー供給部材は、導電性材料から成り、表面に、綾目ローレット掛けによって形成され、凸部の高さが１０〜１０００〔μｍ〕であり、ピッチが１０〜１５００〔μｍ〕である凹凸を有することを特徴とする画像形成装置。

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