JPH06110307A

JPH06110307A - 現像装置

Info

Publication number: JPH06110307A
Application number: JP4280784A
Authority: JP
Inventors: Akira Sawada; 彰沢田; Katsuhiro Aoki; 勝弘青木; Ichiro Komuro; 一郎小室; Naotaka Iwata; 尚貴岩田; Shigeki Sawa; 茂樹沢
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1992-09-26
Filing date: 1992-09-26
Publication date: 1994-04-22

Abstract

(57)【要約】【目的】現像ローラへのトナーの滞留及び固着を防止
することにより、現像ローラ上のトナー付着量及びトナ
ー帯電量の安定化を図り画像品質の劣化を防止する。【構成】トナー供給ローラ５の弾性発泡体層５２、初
期ローラ１１の弾性発泡体層、又は層厚ならし板８に、
研摩剤２０を内添する。この研摩剤２０としては、その
硬度がトナー７の硬度より大きく、現像ローラ４の表面
の硬度より小さく、かつ、上記トナー供給ローラ５、層
厚ならし板８及び初期化ローラ１１の材料であるポリウ
レタン及びウレタンゴムの硬度よりも大きい炭化珪素微
粉末を用いることができる。また、現像ローラ４との接
触部における、研摩剤２０を内添したトナー供給ローラ
５又は初期化ローラ１１の現像ローラ４に対する相対周
速は、現像ローラ４の周速の１０％以上になるように設
定したほうが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の画像形成装置に採用される現像装置
に係り、詳しくは、一成分系現像剤を用いた現像装置に
おける現像剤担持体上のトナー付着量及びトナー帯電量
の安定化に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】静電潜像を潜像担持体上に形成し、これ
を現像剤によって可視化する画像形成装置において、現
像装置の小型化、低コスト化、高信頼性等の点から一成
分系現像剤を用いた現像装置が有利である。特にカラー
化を行うには透明度が高いことから非磁性一成分系現像
剤を用いることが有利である。一成分系現像剤を用いた
現像装置としては、表面に一成分系現像剤を担持し現像
領域を含む所定の循環経路に沿って搬送する現像剤担持
体と、一成分系現像剤を貯溜する貯溜手段と、該現像剤
担持体に接触し該現像剤貯溜手段に貯溜されている一成
分系現像剤を該現像現像剤担持体に供給する現像剤供給
手段とを有するものが知られている（例えば、特開昭６
０−２２９０５７号公報、特開昭６１−４２６７２号公
報参照）。

【０００３】ここで、例えば非磁性の一成分系現像剤
（以下、トナーという）を用いた現像方式における、現
像剤担持体上の最適なトナー付着量及びトナー帯電量に
ついて説明する。現像剤担持体上のトナー付着量は、潜
像担持体上で０．６〜１．０mg/cm²程度のトナー付着
量、転写紙上で０．５〜０．７mg/cm²程度のトナー付着
量が得られるものであることが望ましい。この潜像担持
体上及び転写紙上のトナー付着量は、現像剤担持体上の
トナー付着量のみならず、現像領域における潜像担持体
と現像剤担持体との相対速度によっても左右される。

【０００４】ところが、従来実用化されているこの種の
現像装置によれば、現像剤担持体上のトナー層が１層と
付着量が少ないために現像領域に搬送されるトナーの帯
電量は平均帯電量で５〜１５μc/g程度であるが、現像
剤担持体上でのトナー付着量は０．２〜０．５mg/cm²で
あり、上記の潜像担持体上等での所望のトナー付着量を
得るためには、現像剤担持体のスピードを潜像担持体の
スピードの２〜４倍に設定する必要がある。このように
現像剤担持体上でのトナー付着量不足をカバーするため
に現像剤担持体の回転を高く設定する場合には、画像形
成スピードの高速化が困難であるばかりでなく、ベタ部
を現像したときに画像の後端部の濃度が高くなる“トナ
ー後端より”という現象も発生する。この現象は白黒画
像では大きな問題はないが、カラー画像ではトナーを透
過して色を視覚するため後端部で濃度が濃くなり、特に
重ね画像の場合は色違いになってしまうという不具合が
ある。

【０００５】このような“トナー後端より”という現象
を発生させずに、かつ、潜像担持体上等で所望のトナー
付着量を得るためには、現像剤担持体のスピードを潜像
担持体のスピードに近づける、つまり、等速現像に近づ
けるとともに、現像剤担持体上でのトナー付着量を従来
に比して多くすることが必要である。具体的には、潜像
担持体や転写紙上での充分なトナー付着量を、ほぼ等速
現像で確保するためには、現像剤担持体上のトナー付着
量を、現像効率の良い接触現像法で少なくとも０．８mg
/cm²、現像効率の悪い非接触現像法で少なくとも１．０
mg/cm²にする必要がある。このような現像剤担持体上の
トナー付着量を得るためには、２層以上のトナー層厚に
しなければならない。

【０００６】しかも、現像領域に搬送される現像剤担持
体上のトナー層に無帯電トナーや逆帯電トナーが含まれ
ていると、現像転移の悪化、地肌汚れ、解像度劣化等の
原因にもなるので、トナー帯電量は平均帯電量で５〜１
０μc/gが望ましい。また、トナー帯電量分布がシャー
プ性及び解像度の低下や地汚れを生じさせる比較的低帯
電のトナーが少ない安定した分布であることが望まし
い。

【０００７】このように、現像剤担持体上に無帯電トナ
ーや逆帯電トナーを含まずに帯電分布の安定した平均帯
電量５〜１０μc/gの二層以上の多層のトナー層を現像
剤担持体上に形成すれば、画像形成スピードの高速化や
“トナー後端より”防止のための等速現像が可能とな
る。

【０００８】そこで、現像剤担持体上に帯電量の安定し
たトナーを所望量だけ付着させる手段として、例えば、
現像剤担持体として、表面が規則的または不規則的に微
小面積で分布した誘電部と接地された導電部とから現像
剤担持体を用い、この現像剤担持体とその表面に接触す
る位置で回転する現像剤供給部材との接触部において、
一成分系現像剤を摩擦帯電し、かつ、前記誘電部を現像
剤供給部材及び一成分系現像剤により摩擦帯電して前記
現像剤表面近傍に多数の微小電界を形成し、これによ
り、摩擦帯電された一成分系現像剤を、前記微小電界に
より前記現像剤担持体上に多層に担持させる現像装置
（特願平２−１５１１０号）が提案されている。かかる
先願発明の現像装置によれば、現像剤担持体上に帯電量
の安定した多層のトナー層を形成することが可能にな
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特願平
２−１５１１０号の構成のように、上記所望のトナー付
着量が得られるようにトナー搬送力の強い現像剤担持体
を用いた場合には、トナーと該現像剤担持体との付着力
が強固になるために、トナーが現像に使用されずに、該
現像剤担持体上に未現像トナーとして残ってしまう場合
がある。その後、該現像剤担持体上に新たなトナーが供
給されるが、該未現像トナーは最下層に付着しており、
静電気的な吸引力で拘束され、該現像剤担持体から離れ
ることができなくなる。このような過程を繰り返すうち
に、該現像剤担持体上のトナー層の全トナーに対する該
未現像トナーの割合が増加していく。このように該現像
剤担持体上に堆積した該未現像トナーは、現像剤規制部
材等に何度も摩擦されるうちに、該現像剤担持体上に滞
留し、最終的には固着してしまう。滞留及び固着するト
ナーの量が増えるにしたがって、該現像剤担持体はその
機能を失い、上記等速現像に必要なトナー付着量とトナ
ー帯電量を得られなくなってしまったり、トナー付着ム
ラ等が発生してしまったりして、画像品質に悪影響を及
ぼすという不具合があった。

【００１０】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、一成分系現像剤を用
いた現像装置において、現像剤担持体への現像剤の滞留
及び固着を防止することにより、該現像剤担持体上のト
ナー付着量及びトナー帯電量の安定化を図り、画像品質
の劣化を防止することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の現像装置は、表面に現像剤を担持して
像担持体上に搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体
に接触するように設けられ、該現像剤を該現像剤担持体
上に供給する現像剤供給部材とを有し、該現像剤担持体
で搬送された該現像剤を用いて該像担持体上の潜像を可
視像化する現像装置において、該現像剤供給部材の少な
くとも該現像剤担持体と接触する表面部に、研摩剤を内
添したことを特徴とするものである。

【００１２】請求項２の現像装置は、請求項１の現像装
置において、上記現像剤担持体の表面に接触させるよう
に設けた多数本の繊維状部材を備えた上記現像剤供給部
材を有し、該繊維状部材の少なくとも該現像剤担持体と
接触する先端部に、研摩剤を内添したことを特徴とする
ものである。

【００１３】また、請求項３の現像装置は、表面に現像
剤を担持して像担持体上に搬送する現像剤担持体と、該
現像剤担持体に接触するように設けられ、該現像剤担持
体上の該現像剤を規制する現像剤規制部材とを有し、該
現像剤担持体で搬送された該現像剤を用いて該像担持体
上の潜像を可視像化する現像装置において、該現像剤規
制部材の少なくとも該現像剤担持体と接触する表面部
に、研摩剤を内添したことを特徴とするものである。

【００１４】また、請求項４の現像装置は、表面に現像
剤を担持して像担持体上に搬送する現像剤担持体と、該
現像剤担持体に接触するように設けられ、該現像剤担持
体の表面を初期化する現像剤担持体初期化部材とを有
し、該現像剤担持体で搬送された現像剤を用いて該像担
持体上の潜像を可視像化する現像装置において、該現像
剤担持体初期化部材の少なくとも該現像剤担持体と接触
する表面部に、研摩剤を内添したことを特徴とするもの
である。

【００１５】また、請求項５の現像装置は、請求項１乃
至４の現像装置において、上記研摩剤の硬度が上記現像
剤の硬度より大きく、上記現像剤担持体の表面の硬度が
該研摩剤の硬度より大きく、かつ、該研摩剤の硬度が上
記現像剤供給部材、上記現像剤規制部材又は上記現像剤
担持体初期化部材の上記表面部の硬度より大きいことを
特徴とするものである。

【００１６】また、請求項６の現像装置は、請求項１又
は２の現像装置において、上記現像剤供給部材と上記現
像剤担持体との接触位置における、該現像剤担持体の表
面に対する該現像剤供給部材の表面の相対移動速度の絶
対値が、該現像剤担持体の該表面の移動速度の絶対値の
１０％以上であることを特徴とするものである。

【００１７】また、請求項７の現像装置は、請求項４の
現像装置において、上記現像剤担持体初期化部材と上記
現像剤担持体との接触位置における、該現像剤担持体の
表面に対する該現像剤担持体初期化部材の表面の相対移
動速度の絶対値が、該現像剤担持体の該表面の移動速度
の絶対値の１０％以上であることを特徴とするものであ
る。

【００１８】

【作用】請求項１、３又は４の現像装置においては、上
記現像剤供給部材、上記現像剤規制部材、又は上記現像
剤担持体初期化部材の少なくとも上記現像剤担持体と接
触する表面部に研摩剤が内添されているので、該接触位
置において該部材の表面に一部の該研摩剤が露出する。
そして、該現像剤担持体の表面に対して該部材の表面が
接触しながら相対移動すると、該部材の表面から露出し
た該研摩剤が、該現像剤担持体上に滞留及び固着した上
記現像剤を削り取るように除去する。これにより、該現
像剤担持体の表面が常に初期の状態に保たれる。

【００１９】請求項２の現像装置においては、上記現像
剤供給部材の上記繊維状部材の少なくとも上記現像剤担
持体と接触する先端部に研摩剤が内添されているので、
該接触位置において該繊維状部材の表面に一部の該研摩
剤が露出する。そして、該現像剤担持体の表面に対して
該繊維状部材の表面が接触しながら相対移動すると、該
繊維状部材の表面から露出した該研摩剤が、該現像剤担
持体上に滞留及び固着した上記現像剤を削り取るように
除去する。これにより、該現像剤担持体の表面が常に初
期の状態に保たれる。

【００２０】請求項５の現像装置においては、上記研摩
剤の硬度が上記現像剤の硬度より大きいので、該研摩剤
が上記現像剤担持体上に滞留及び固着した該現像剤を容
易に削り取るように除去する。また、上記現像剤担持体
の表面の硬度が該研摩剤の硬度より大きいので、該研摩
剤によって該現像剤担持体の表面が傷つけられて痛むこ
とがない。また、該研摩剤の硬度が上記部材の少なくと
も上記表面部の硬度より大きいので、該研摩剤により該
部材の該表面部が適度に摩耗し、いわゆる該接触部にお
ける目立てが行なわれ、該研摩剤が常に該部材の該接触
部の表面に露出するようになり、該現像剤担持体上に滞
留及び固着した該現像剤を削り取るように除去するとい
う該研摩剤の作用が、経時において失われない。

【００２１】請求項６又は７の現像装置においては、上
記現像剤供給部材例えば上記繊維状部材、又は上記現像
剤担持体初期化部材と、上記現像剤担持体との接触位置
における、該現像剤担持体の表面に対する該部材の表面
の相対移動速度の絶対値が、該現像剤担持体の表面の移
動速度の絶対値の１０％以上であるので、該現像剤担持
体上の該現像剤に対する該部材の表面に露出した該研摩
剤の相対移動速度が十分大きくなり、該部材の表面に露
出している該研摩剤が、該現像剤担持体上の滞留及び固
着した該現像剤を効率的に削り取るように除去する。

【００２２】

【実施例】以下、本発明を電子写真複写機の現像装置に
適用した一実施例について説明する。図２は本実施例に
係る現像装置の概要構成を示す正面図である。像担持体
としての感光体ドラム１は例えば周速１２０mm／sec
で、矢印時計方向に回転駆動される。該感光体ドラム１
の右側方に現像装置２が配設されている。感光体ドラム
１の周囲には、電子写真プロセスを実施するために、周
知の帯電装置、露光光学系、転写分離装置、クリーニン
グ装置、除電装置（いずれも不図示）が配設されてい
る。本実施例の現像装置２は、感光体ドラム１表面に向
けた開口を備えたケーシング３と、該開口から一部が露
出して所定の周速で矢印反時計方向に回転駆動される現
像剤担持体としての現像ローラ４と、該現像ローラ４の
右側方部に圧接した状態で矢印時計方向に回転駆動され
る現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ５と、ケー
シング３内の右側方部に構成された現像剤貯溜手段とし
てのホッパー部に収容されている非磁性一成分系現像剤
（以下、トナーという）７を該供給ローラ５表面に供給
するとともにホッパー部内のトナーを撹拌するアジテー
ター６と、現像ローラ４の回転で感光体ドラム１との対
向部である現像領域Ａに搬送される現像ローラ４上のト
ナー層の厚みを均一にならす現像剤規制部材としての層
厚ならし板８とを有している。

【００２３】上記現像ローラ４は、図２に示すように現
像領域Ａで感光体ドラム１表面と所定間隙をおいて対向
して非接触現像を行うように配置しても良いし、現像ロ
ーラ４上のトナー層が感光体１表面に接触するように配
置して接触現像を行うようにしても良い。いずれの場合
においても、前述の後端トナー寄りの現象を防止するた
めには、現像ローラ４の回転を、現像領域における表面
移動方向が感光体ドラム１と同方向で、かつ、その周速
が感光体ドラム１の周速とほぼ等速、即ちこの例の場合
には約１２０mm／secになるようにする。但し、接触現
像においては、まったくの等速現像であると、感光体ド
ラム１表面と現像ローラ４表面との間に速度差がないた
めに、感光体ドラム１表面の電位に拘らず物理的なトナ
ー付着がおこる恐れがある。これを防止するためには、
現像ローラ４の周速の方が少し速くなるように設定す
る。例えば周速比（感光体ドラム１周速：現像ローラ４
周速）で１：１．０５〜１．１が好ましい。この程度の
周速比であれば前述した後端トナー寄りは目だたない。
また、現像ローラ４及び層厚ならし板８には、バイアス
電源２１により、適当な現像バイアス電圧、例えば直
流、交流、直流重畳の交流、パルス電圧などを印加す
る。特に非接触現像の場合には、飛翔条件の良い交番成
分を有する電圧（交流、直流重畳の交流、又はパルス電
圧等）を印加することが望ましい。

【００２４】そして、本実施例の現像ローラ４として
は、付着トナーを増大させる等の目的で、図３（ａ）、
（ｂ）に示すように、表面に電荷を保持できる誘電体部
４１と接地された導電体部４２とが微小面積で混在露出
するように構成された現像ローラ４を用いる。図３
（ｂ）は現像ローラ４表面の平面図、図３（ａ）は図３
（ａ）のａ−ａ切断線で切断した場合の断面図である。
この誘電体部４１の大きさは、例えば径が５０〜２００
μm程度になるようにする。このような誘電体部４１が
ランダムに、又はある規則に従って分散しているように
する。両部の面積比としては、例えば誘電体部４１の面
積が全体の４０〜７０％の範囲になるようにするのが好
ましい。そして、この誘電体部４１の材料としては、上
記トナー供給ローラ５による摩擦帯電で電荷が蓄積され
ない程度の抵抗値を有するものを用いる。図示のような
表層部を形成するには、例えば芯金ローラの表面をロー
レット加工して所定の溝を形成した後、絶縁性の例えば
樹脂をコートし、その後に表面を切削加工して芯金部が
導電体部４２として、溝内の樹脂が誘電体部４１とし
て、それぞれ表面に露出するようにすることによって形
成できる。また、図３（ａ）乃至（ｃ）の表面部構造に
代え、図４（ａ）及び（ｂ）に示す表面部構造にしても
良い。図４（ａ）は現像ローラの表面、（ｂ）はその表
面のトナー層形成状態を、それぞれ示す説明図である。
この例の表面部は芯金ローラ上に粒径が例えば５０乃至
１００μｍの誘電体粒子を分散させた導電性材料からな
る表面層を形成した後、必要に応じて該表面層を多少切
削加工することによって形成できる。

【００２５】上記トナー供給ローラ５は、芯金５１上に
弾性発泡体層５２を備えており、この弾性発泡体層５２
の少なくとも表面近傍の内部にトナーを保持できるよう
に表面に多数の空孔が開口している。この弾性発泡体層
５２については後に詳述する。また、上記弾性発泡体層
５２の代わりに、多本数の繊維状部材の先端部を現像ロ
ーラ４の表面に接触させたブラシ層を用いてもよい。上
記繊維状部材には合成繊維等を用いることができる。こ
のトナー供給ローラ５の弾性発泡体層５２及びブラシ層
の材質としては、現像ローラ４と接触してトナーと現像
ローラ４に所望の摩擦帯電を与えることのできるよう
に、摩擦帯電系列上、トナー７の材料と現像ローラ４の
表面部の材料との中間にあるものを採用することが望ま
しい。なお、トナー供給ローラ５は、例えば現像ローラ
４の表面に所定量食い込んでで圧接する位置に支持さ
れ、表面が現像ローラ４との接触部において現像ローラ
４表面と同方向に移動する順方向に回転するように駆動
される。周速は例えば現像ローラ４の周速の約０．６〜
２．０倍に設定することが望ましい。また、トナー供給
ローラ５の芯金５１にも、バイアス電源２２により、上
記現像ローラ４に印加するのと同様の電圧、又は、所定
極性に摩擦帯電したトナーがトナー供給ローラ５側から
現像ローラ４側に向かう静電気力を受けるような電界
を、現像ローラ４との間に形成するような電圧を印加し
ても良い。

【００２６】上記アジテーター６は、ホッパー部内の収
容トナー７をトナー供給ローラ５表面に供給するととも
に、該収容トナー７を撹拌するものであるが、ホッパー
部の形状やトナーの流動性によってトナーの自重でトナ
ー供給ローラ５表面への供給が可能である場合等には、
省略しても良い。

【００２７】上記層厚ならし板８は、非接触現像の場合
には１０〜２０ｇ／cm程度の軽い当接圧で、接触現像の
場合には３０ｇ／cm程度の当接圧で、現像ローラ４に当
接するように配置する。接触現像の場合に当接圧を比較
的高く設定するのは、接触現像の場合には感光体ドラム
１側への現像転移率が比較的高いために、現像ローラ４
上の適正トナー付着量が、例えば０．８乃至１．０mg／
cm²程度と比較的少ないからである。なお、この層厚な
らし板８の材質として、上記のトナー供給ローラ５の表
面材質と同様に、帯電系列上トナー材料と上記誘電体４
１材料との間に位置するものを採用することが望まし
い。

【００２８】また、図５に示すように、ネガ残像及びポ
ジ残像の防止のために、現像ローラ４の回転方向におけ
るトナー供給ローラ５の上流側に、現像剤担持体初期化
部材としての初期化ローラ１１を配設してもよい。この
初期化ローラ１１には、現像ローラ４上の残留トナーを
初期化ローラ１１側に移動させるような電界を発生させ
るバイアス電圧を、バイアス電源２３により印加しても
よい。

【００２９】以下、本実施例のより具体的な態様を具体
例として以下に記載する。（１）現像ローラ４・径が２５mmの芯金ローラ表面にローレット加工によ
り、深さ０．１mm、溝巾０．２mmのＵ字状溝を、ピッチ
０．３mmでアヤメ状に形成した。・この芯金ローラの表面に、エポキシ変性シリコーン樹
脂（東レＳＲ２１１５：商標）をコーティングし、１０
０℃で約３０分乾燥させて誘電層コートを施した。・このローラの表面を切削加工して、芯金部を導電体部
４２として表面に露出させ、ローレット加工の溝に充填
されて残っている樹脂部を誘電体部４１とした。このと
きの導電体部４２の総面積が全体の５０％（従って誘電
体部４１の総面積は全体の５０％）になるようにした。
なお、表面粗さはＲ３乃至２０μｍ、好ましくは５乃至
１０μｍ程度である。（２）トナー供給ローラ５・径が６mmの芯金ローラ５１上に抵抗率約１×１０⁶Ωc
mの導電性弾性発泡体層５２を有する径１４mmのスポン
ジローラで構成し、これを食い込み量１mmで現像ローラ
４に当接させて配置した。この導電性弾性発泡体層５２
としては、カーボン１０wt％を内添及び分散させ、その
後、発泡及び型成型した発泡ポリウレタンを用いた。こ
のスポンジローラ表面の空孔開口径は平均０．２乃至
０．３mmであった。・上記スポンジローラの代わりに、径が６mmの芯金ロー
ラ５１上に抵抗率約１×１０⁶Ωcmの導電性ブラシ層を
有するブラシローラで構成し、これを食い込み量１mmで
現像ローラ４に当接させて配置してもよい。この導電性
ブラシ層に用いる繊維状部材としては、カーボン１０wt
％を内添及び分散させたポリエステル繊維を用いること
ができる。（３）層厚ならし板８・厚さ２mm、ゴム硬度７３度、及びヤング率０.６６g/m
m²の弾性板を、現像ローラ４に対して、エッジ部角度９
０度、及び１０〜２０g/cmの接触圧で接触配置した。・この弾性板としては、カーボン１０wt％を内添及び分
散させ、その後、型成型したウレタンゴムを用いた。（４）初期化ローラ１１・径が５mmの芯金ローラ上に抵抗率約１×１０⁶Ωcmの
導電性弾性発泡体層を有する径１０mmのスポンジローラ
で構成し、これを食い込み量１mmで現像ローラ４に当接
させて配置した。・この導電性弾性発泡体層としては、カーボン１０wt％
を内添及び分散させ、その後、発泡及び型成型した発泡
ポリウレタンを用いた。（５）現像バイアス２１、現像ギャップ・現像ローラ４及び層厚ならし板８に、直流−５００Ｖ
を重畳したピーク・ツウ・ピーク電圧１０００Ｖp-p、
１０００HZの交流バイアスを印加した（これに代え、−
８００Ｖの直流バイアスを印加しても良い）。・現像ギャップを１５０μｍに設定した。（６）トナー供給ローラバイアス２２・このスポンジローラの芯金１４に現像バイアスの直流
分と同極性で絶対値が１００Ｖ大きいバイアス電圧、例
えば、上記現像バイアスの直流分が−５００Ｖの時、−
６００Ｖの直流バイアスを印加した。（７）初期化ローラバイアス２３・このスポンジローラの芯金に現像バイアスの直流分と
同極性で絶対値が１００Ｖ小さいバイアス、例えば、上
記現像バイアスの直流分が−５００Ｖの時、−４００Ｖ
の直流バイアスを印加した。（８）感光体１・ＯＰＣ・ネガ潜像が地肌部で−８５０Ｖ、書き込み部（画像
部）で−１５０Ｖになるように一様帯電を施した。（９）トナー７・非磁性スチレンアクリル系＋ポリエステル系樹脂使用
の負帯電トナーを用いた。・外添剤としてシリカ微粉末０.５ｗｔ％を外添した。

【００３０】以上の構成において、トナー供給ローラ５
表面に、アジテーター６によってホッパー部内の収容ト
ナーが供給される。トナー供給ローラ５に供給されたト
ナーは弾性発泡体層５２の表面や空孔内に担持されて、
トナー供給ローラ５の時計方向の回転によってトナー供
給ローラ５と現像ローラ４との接触部Ｂに向けて搬送さ
れる。

【００３１】そして、現像ローラ４とトナー７とトナー
供給ローラ５の摩擦により、現像ローラ４の誘電体部４
１に所望のトナー帯電極性と逆極性の帯電（正規現像
（Ｐ／Ｐ）においては感光体電荷と同極性の帯電であ
り、反転現像（Ｎ／Ｐ）においては感光体電荷と逆極性
の帯電である）を与え、例えば図３（ｂ）に電気力線Ｅ
で示すように現像ローラ４上にマイクロフィールド（閉
電界）を作る。一方、トナー供給ローラ５は現像ローラ
４に対して順方向に回転しているため、トナー供給ロー
ラ５に担持されたトナー７は現像ローラ４とトナー供給
ローラ５間で摺察され、ほとんどが所望の極性（正規現
像においては感光体電荷と逆極性であり、反転現像にお
いては感光体電荷と同極性である）に帯電する。

【００３２】そして、トナー供給ローラ５上の帯電トナ
ー７は、現像ローラ４上のマイクロフィールドの電界に
より静電的に吸引され、現像ローラ４表面に多層に付着
する。これにより、現像ローラ４は充分に帯電したトナ
ーを多層に担持した状態でこの接触部Ｂを出ていく。な
お、本実施例においては、トナー供給ローラ５と現像ロ
ーラ４とを順回転させていることから、トナー供給ロー
ラ５上のトナー７は現像ローラ４とトナー供給ローラ５
との間で摺察されてほとんどが帯電する。また、トナー
供給ローラ５の回転によって、接触部Ｂを通過した現像
ローラ４上にホッパー部からの無帯電又は弱帯電のトナ
ー７を供給することがない。

【００３３】上記接触部Ｂを通過した現像ローラ４上の
トナー層は、現像ローラ４上に軽く当接している層厚な
らし板８で厚みを均一に摺擦されて均一な薄層にされ、
現像ローラ４の回転で現像領域Ａに搬送される。このと
き、現像ローラ４上には、トナー付着量１．５〜２．０
mg/cm²、及びトナー帯電量１５μＣ/ｇのトナー層が形
成されている。そして、現像領域Ａでは、接触又は非接
触現像法で最適な現像バイアスが印加された現像ローラ
４の表面と感光体ドラム１表面とがほぼ等速で移動しな
がら現像が行われる。

【００３４】現像領域Ａの通過時に感光体ドラム１表面
に付着せずに現像ローラ４表面に残留している非画像部
の残トナーは、トナー供給ローラ５及び初期化ローラ１
１により機械的、電気的に掻き取られ、また、現像ロー
ラ４上の電荷もトナー供給ローラ５による摩擦帯電によ
り一定化され、これにより、現像ローラ４表面は初期化
される。

【００３５】ところで、以上の構成及び条件でランニン
グテストを行なうと、約３,０００枚のコピーで現像ロ
ーラ４上にトナー７が固着し始め、約５,０００枚のコ
ピーで画像異常（ベタ部濃度ムラ）が認められ、画像濃
度の低下が生じた。この現象は、図５に示すような初期
化ローラ１１を設けた構成の場合でも同様であった。

【００３６】そこで、本実施例では、図１、図６及び図
７に示すように、上記トナー供給ローラ５、上記層厚な
らし板８、及び上記初期化ローラ１１のうち少なくとも
一つに、研摩剤２０を内添している。図１は、トナー供
給ローラ５に研摩剤２０を内添した構成を示しており、
トナー供給ローラ５の弾性発泡体層５２の材料であるポ
リウレタン内に、上記カーボンとともに、研摩剤２０を
１０wt％だけ内添及び分散させ、その後、発泡及び型成
型している。弾性発泡体層５２の代わりにブラシ層を用
いた場合には、ブラシ層の繊維状部材の材料であるポリ
エステル内に、上記カーボンとともに、研摩剤２０を１
０wt％だけ内添及び分散させてポリエステル繊維に成型
する。図６は、初期化ローラ１１に研摩剤２０を内添し
た構成を示しており、初期化ローラ１１の弾性発泡体層
の材料であるポリウレタン内に、上記カーボンととも
に、研摩剤２０を１０wt％だけ内添及び分散させ、その
後、発泡及び型成型している。図７は、層厚ならし板８
に研摩剤２０を内添した構成を示しており、層厚ならし
板８の材料であるウレタンゴム内に、上記カーボンとと
もに、研摩剤２０を１０wt％だけ内添及び分散させ、そ
の後、型成型している。

【００３７】上記研摩剤２０としては、粒径が０.１mm
以下の炭化珪素微粉末（富士見化学工業製，ＧＣ２００
０：商標）を用いている。この炭化珪素微粉末の硬度
は、上記トナー７の硬度より大きく、現像ローラ４の表
面の硬度より小さく、かつ、上記トナー供給ローラ５、
層厚ならし板８及び初期化ローラ１１の材料であるポリ
ウレタン及びウレタンゴムの硬度よりも大きい。

【００３８】また、トナー供給ローラ５の回転は、表面
が現像ローラ４との接触部Ｂにおいて現像ローラ４表面
と同方向に移動する順方向の回転にしているが、研摩剤
２０をトナー供給ローラ５に内添している場合には、接
触部Ｂにおけるトナー供給ローラ５の現像ローラ４に対
する相対周速が、現像ローラ４の周速の１０％以上にな
るように設定している。また、研摩剤２０を初期化ロー
ラ１１に内添している場合には、初期化ローラ１１の現
像ローラ４に対する相対周速が、現像ローラ４の周速の
１０％以上になるように設定する。

【００３９】以上、本実施例によれば、上記トナー供給
ローラ５の弾性発泡体層５２又はブラシ層、上記初期化
ローラ１１の弾性発泡体層、及び上記層厚ならし板８の
少なくとも一つに研摩剤２０を内添しているので、現像
ローラ４との接触面上に一部の研摩剤が露出する。そし
て、現像ローラ４に対してトナー供給ローラ５、初期化
ローラ１１又は層厚ならし板８の表面が接触しながら相
対的に移動すると、該露出した研摩剤２０が、現像ロー
ラ４上に滞留及び固着したトナー７を削り取るように除
去する。したがって、研摩剤２０を内添するという簡単
かつ安価な構成で、現像ローラ４上でのトナー７の固着
を防止でき、現像ローラ４の表面が常に初期の状態に保
たれ、現像ローラ４上でのトナー付着量及びトナー帯電
量が経時においても安定し、トナー付着ムラ等による画
像品質の劣化を防止できる。

【００４０】また、本実施例では、研摩剤２０の硬度が
トナー７の硬度より大きいので、研摩剤２０が現像ロー
ラ４上に滞留及び固着したトナー７を容易に削り取るよ
うに除去する。また、現像ローラ４の表面の硬度が研摩
剤２０の硬度より大きいので、現像ローラ４の表面が研
摩剤２０によって傷つけられて劣化することがない。ま
た、研摩剤２０の硬度が、トナー供給ローラ５の弾性発
泡体層５２、ブラシ層の繊維状部材、初期化ローラ１１
の弾性発泡体層、又は層厚ならし板８の硬度より大きく
なるように各材料を選んでいるので、研摩剤２０により
上記弾性発泡体層５２等が適度に摩耗し、いわゆる現像
ローラ４との接触部における目立てが行なわれ、研摩剤
２０が常に露出するようになり、現像ローラ４上に滞留
及び固着したトナー７を削り取るように除去するという
研摩剤２０の作用が経時においても失われない。したが
って、現像ローラ４の表面を傷つけることなく、さら
に、経時における現像ローラ４上でのトナー７の滞留及
び固着を防止できる。

【００４１】また、本実施例では、現像ローラ４との接
触部における、現像ローラ４に対するトナー供給ローラ
５又は初期化ローラ１１の相対周速が、現像ローラ４の
周速の１０％以上になるように設定しているので、現像
ローラ４上に滞留及び固着したトナー７に対する、トナ
ー供給ローラ５又は初期化ローラ１１上から露出した研
摩剤２０の相対移動速度が十分大きくなり、該研摩剤２
０が、現像ローラ４の表面に滞留及び固着したトナー７
を効率的に削り取るように除去するようになる。したが
って、現像ローラ４上でのトナー７の滞留及び固着をさ
らに確実に防止することができる。

【００４２】また、本実施例では、粒径が０．１mm以下
の研摩剤２０を用いているので、該研摩剤２０の弾性発
泡体層５２等の表面からの脱離が防止され、例えば、層
厚ならし板８に該研摩剤２０を内添した場合には、現像
ローラ４上のトナー層に筋状のムラが生じることもな
い。

【００４３】また、本実施例では、研摩剤２０として炭
化珪素微粉末を用いているが、この炭化珪素微粉末はト
ナー７に外添可能な物質であるので、該微粉末が若干脱
離してトナー７内に混入しても、画像品質を低下させる
ことはない。

【００４４】また、本実施例の具体的なコピーテストで
は、次のような結果が得られた。トナー供給ローラ５の
弾性発泡体層５２、層厚ならし板８の弾性板、又は初期
化ローラ１１の弾性発泡体層のいずれか一つに、研摩剤
２０を内添して、ランニングテストを行なったところ、
図８及び図９に示すように、３０,０００枚のコピー時
でも、現像ローラ４上へのトナー７の固着がみられず、
画像濃度の低下（図８）及びベタ部の濃度ムラ（図９）
の画像異常は発生しなかった。ここで、記号〇で示した
データは、研摩剤２０を内添した時の測定データであ
り、記号×で示したデータは、研摩剤２０を内添しなか
った時の測定データである。また、図９の縦軸のベタ部
濃度均一性ランクでは、その数値が大きいほど、より良
好な均一性を示している。

【００４５】また、表１及び表２に示すように、トナー
供給ローラ５、又は初期化ローラ１１の周速と現像ロー
ラ４の周速との速度差が、現像ローラ４の周速の１０％
以上の場合には、さらに３０,０００枚のコピーの後で
も、現像ローラ４上へのトナー７の固着は見られず、さ
らに効果が大きかった。ここで、Ｒ₁及びＲ₂は、次式で
定義される。

【表１】

【表２】

【００４６】なお、本実施例では、反転現像方式のもの
であるが、正規現像方式のものにも適用できる。この正
規現像方式の場合、現像ローラ４の誘電部４１の材料と
しては、テフロン樹脂、ポリエチレン樹脂、トナー供給
ローラ５、層厚ならし板８、初期化ローラ１１の材料と
しては、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ト
ナー７の材料としては、ポリスチレン樹脂、アクリル樹
脂などが使用できる。そして適当な現像バイアス２１と
して例えばー２００Ｖを用いる。

【００４７】また、本実施例では、研摩剤２０として炭
化珪素微粉末を用いているが、そのほかにシリカ微粉
末、酸化チタン微粉末、ステアリン酸亜鉛微粉末、酸化
亜鉛微粉末、アルミナ微粉末等の研摩作用を有する微粉
末を用いることができる。特にシリカ微粉末等のトナー
７に外添可能な物質を用いた場合には、該微粉末が若干
脱離してトナー７内に混入しても、画像品質を低下させ
ることはないという効果がある。

【００４８】また、本実施例では、付着トナーを増大さ
せるために表面が誘電体部４１及び導電体部４２で構成
された現像ローラ４を備えた、非磁性一成分系現像剤を
用いる現像装置の例で説明したが、本発明は、磁性一成
分系現像剤を用いる現像装置等にも同様に適用でき、ま
た、誘電体部４１及び導電体部４２を設けていない現像
ローラや、内部に磁石を備えた現像ローラなどにも適用
できる。

【００４９】また、本実施例では、現像ローラ４上に滞
留及び固着したトナー７を除去しているが、現像ローラ
４上にトナー７以外の付着物が滞留及び固着している場
合にも適用できる。

【００５０】また、本実施例において、上記トナー供給
ローラ５の弾性発泡体層５２を特に軟弾性体で構成した
場合には、該軟弾性体と現像ローラ４との摺擦により、
該軟弾性体が削り取られ、内添された研摩剤２０が表面
に現われやすくなり、現像ローラ４上の滞留及び固着し
たトナー７の除去が、より効果的に行なわれるようにな
る。

【００５１】

【発明の効果】請求項１乃至４の現像装置によれば、上
記現像剤供給部材、上記現像剤規制部材、又は上記現像
剤担持体初期化部材の少なくとも上記現像剤担持体と接
触する表面部に研摩剤が内添されているので、該接触位
置において該部材の表面に一部の該研摩剤が露出する。
そして、該現像剤担持体の表面に対して該部材の表面が
接触しながら相対移動すると、該部材の表面から露出し
た該研摩剤が、該現像剤担持体上に滞留及び固着した上
記現像剤を削り取るように除去する。これにより、該現
像剤担持体の表面が常に初期の状態に保たれる。したが
って、該現像剤担持体上での該現像剤の付着量及び帯電
量が経時においても安定し、該現像剤の付着ムラ等によ
る画像品質の劣化を防止できるという効果がある。ま
た、該現像剤担持体の表面における該現像剤の滞留及び
固着の防止を、該部材の少なくとも該表面部に該研摩剤
を内添するという簡便かつ安価な構成で達成できるとい
う効果がある。

【００５２】請求項５の現像装置によれば、上記研摩剤
の硬度が上記現像剤の硬度より大きいので、該研摩剤が
上記現像剤担持体上に滞留及び固着した該現像剤を容易
に削り取るように除去する。また、上記現像剤担持体の
表面の硬度が該研摩剤の硬度より大きいので、該研摩剤
によって該現像剤担持体の表面が傷つけられて痛むこと
がない。また、該研摩剤の硬度が上記部材の少なくとも
上記表面部の硬度より大きいので、該研摩剤により該部
材の該表面部が適度に摩耗し、いわゆる該接触部におけ
る目立てが行なわれ、該研摩剤が常に該部材の該接触部
の表面に露出するようになり、該現像剤担持体上に滞留
及び固着した該現像剤を削り取るように除去するという
該研摩剤の作用が、経時において失われない。したがっ
て、該現像剤担持体の表面を傷つけることなく、さら
に、経時における該現像剤担持体上での該現像剤の滞留
及び固着を防止できるという効果がある。

【００５３】請求項６又は７の現像装置によれば、上記
現像剤供給部材又は上記現像剤担持体初期化部材と上記
現像剤担持体との接触位置における、該現像剤担持体の
表面に対する該部材の表面の相対移動速度の絶対値が、
該現像剤担持体の表面の移動速度の絶対値の１０％以上
であるので、該現像剤担持体上の該現像剤に対する該部
材の表面に露出した該研摩剤の相対移動速度が十分大き
くなり、該部材の表面に露出している該研摩剤が、該現
像剤担持体上の滞留及び固着した該現像剤を効率的に削
り取るように除去する。したがって、該現像剤担持体上
での該現像剤の滞留及び固着をさらに確実に防止するこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本実施例に係る現像ローラ４及びそれ
に圧接されたトナー供給ローラ５の概略構成図、（ｂ）
は同圧接部の拡大図。

【図２】実施例に係る現像装置の概略構成図。

【図３】（ａ）は同現像装置の現像ローラ４表面の一部
を示す平面図、（ｂ）はその表面部の断面図、（ｃ）は
その表面上へのトナー層形成状態の説明図。

【図４】（ａ）は変形例に係る現像ローラ４表面の一部
を示す平面図、（ｂ）はその表面上へのトナー層形成状
態の説明図。

【図５】変形例に係る現像装置の概略構成図。

【図６】（ａ）は本実施例に係る現像ローラ４及びそれ
に圧接された初期化ローラ１１の概略構成図、（ｂ）は
同圧接部の拡大図。

【図７】（ａ）は本実施例に係る現像ローラ４及びそれ
に当接された層厚ならし板８の概略構成図、（ｂ）は同
当接部の拡大図。

【図８】コピー枚数と画像濃度との関係を示す特性図。

【図９】コピー枚数とベタ部濃度均一性ランクとの関係
を示す特性図。

【符号の説明】

１感光体ドラム２現像装置３ケーシング４現像ローラ５トナー供給ローラ６アジテーター７トナー８層厚ならし板１１初期化ローラ２０研摩剤４１誘電体部４２導電体部５１芯金５２弾性発泡体層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩田尚貴東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者沢茂樹東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に現像剤を担持して像担持体上に搬送
する現像剤担持体と、該現像剤担持体に接触するように
設けられ、該現像剤を該現像剤担持体上に供給する現像
剤供給部材とを有し、該現像剤担持体で搬送された該現
像剤を用いて該像担持体上の潜像を可視像化する現像装
置において、該現像剤供給部材の少なくとも該現像剤担持体と接触す
る表面部に、研摩剤を内添したことを特徴とする現像装
置。
【請求項２】上記現像剤担持体の表面に接触させるよう
に設けた多数本の繊維状部材を備えた上記現像剤供給部
材を有し、該繊維状部材の少なくとも該現像剤担持体と
接触する先端部に、研摩剤を内添したことを特徴とする
請求項１の現像装置。
【請求項３】表面に現像剤を担持して像担持体上に搬送
する現像剤担持体と、該現像剤担持体に接触するように
設けられ、該現像剤担持体上の該現像剤を規制する現像
剤規制部材とを有し、該現像剤担持体で搬送された該現
像剤を用いて該像担持体上の潜像を可視像化する現像装
置において、該現像剤規制部材の少なくとも該現像剤担持体と接触す
る表面部に、研摩剤を内添したことを特徴とする現像装
置。
【請求項４】表面に現像剤を担持して像担持体上に搬送
する現像剤担持体と、該現像剤担持体に接触するように
設けられ、該現像剤担持体の表面を初期化する現像剤担
持体初期化部材とを有し、該現像剤担持体で搬送された
現像剤を用いて該像担持体上の潜像を可視像化する現像
装置において、該現像剤担持体初期化部材の少なくとも該現像剤担持体
と接触する表面部に、研摩剤を内添したことを特徴とす
る現像装置。
【請求項５】上記研摩剤の硬度が上記現像剤の硬度より
大きく、上記現像剤担持体の表面の硬度が該研摩剤の硬
度より大きく、かつ、該研摩剤の硬度が上記現像剤供給
部材、上記現像剤規制部材又は上記現像剤担持体初期化
部材の上記表面部の硬度より大きいことを特徴とする請
求項１乃至４の現像装置。
【請求項６】上記現像剤供給部材と上記現像剤担持体と
の接触位置における、該現像剤担持体の表面に対する該
現像剤供給部材の表面の相対移動速度の絶対値が、該現
像剤担持体の表面の移動速度の絶対値の１０％以上であ
ることを特徴とする請求項１又は２の現像装置。
【請求項７】上記現像剤担持体初期化部材と上記現像剤
担持体との接触位置における、該現像剤担持体の表面に
対する該現像剤担持体初期化部材の表面の相対移動速度
の絶対値が、該現像剤担持体の表面の移動速度の絶対値
の１０％以上であることを特徴とする請求項４の現像装
置。