JPH0996963A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光体カブリ、印字濃度の低下および残像の
発生を防止することができる画像形成装置を提供するこ
とと、現像同時クリーニングを良好に行うことができる
画像形成装置を提供すること。 【解決手段】 現像ローラ８と、現像ローラ８の外周に
付着されたトナーの一部が潜像に対応した所定のパター
ンで選択的に移動することによりトナー像が形成され、
このトナー像を転写材７に転写する感光ドラム１とを有
する画像形成装置。現像ローラ８の少なくとも外周面が
ゴム弾性体で構成してあり、感光ドラム１の軸心と現像
ローラ８の軸心との軸間距離Ｌが、感光ドラム１の直径
ｄ₁ と現像ローラの直径ｄ₂ との和に対して０．１〜
０．５％短くなるように、感光ドラム１に対して現像ロ
ーラ８を押し付けて配置してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の画
像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真プリンタのように電子写
真方式を利用した画像形成装置は、感光ドラムの表面を
一様かつ均一に帯電する帯電装置と、均一に帯電された
感光体の表面に静電潜像を書き込むレーザ装置などの潜
像形成装置と、トナーによって前記静電潜像を現像する
現像装置と、現像されたトナー像を転写紙などに転写す
る部分とを有する。

【０００３】現像ローラの外周面に付着されたトナーの
一部は、現像ローラの表面が感光ドラムの表面に近接す
ることにより、潜像パターンで選択的に感光ドラムの表
面に移動し、感光ドラムの静電潜像が現像され、感光ド
ラムの表面にトナー像が形成される。このトナー像は、
転写紙に転写され、転写紙上に画像が形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような画像形成装
置では、現像ローラの外周面に均一に且つ薄層にトナー
を付着させ、このトナーの一部を、感光ドラムの表面に
形成された潜像パターンに正確に合わせて感光ドラムの
表面に移動させる（現像させる）ことが重要である。

【０００５】この現像が良好に行われないと、感光体カ
ブリが生じたり、印字濃度の低下あるいは残像が生じる
おそれがある。なお、感光体カブリとは、感光体ドラム
に付着すべきトナーの極性と逆極性のトナーが感光ドラ
ムに付着し、均一帯電が困難になり、画質の低下などの
問題を引き起こす現象である。

【０００６】このような問題を解決するために、現像ロ
ーラにトナー供給ローラを接触させ、現像ローラの外周
面に均一に且つ薄層にトナーを付着させようとする試み
が成されている。しかしながら、このような装置でも、
現像ローラ上のトナーの帯電量が安定せず、またトナー
を現像ローラ上に単層形成するには不十分であるため、
駆動トルクの増大や残像の発生が観察されるなどの問題
があった。また、従来では、感光体カブリ、印字濃度の
低下および残像の発生を防止することができる感光ドラ
ムと現像ローラとの位置関係または周速比については必
ずしも明らかにされていなかった。

【０００７】最近では、感光ドラムと現像ローラとの間
に印加される電圧を調節することで、現像時に、感光ド
ラムの表面に付着する余分なトナーを現像ローラ側に回
収する現像同時クリーニング方式の画像形成装置も提案
されている。しかしながら、このような画像形成装置に
おいて、現像同時クリーニングを行わせるための感光ド
ラムと現像ローラとの最適な位置関係あるいは最適な周
速比は、必ずしも明らかにされていなかった。

【０００８】本発明の第１の目的は、感光体カブリ、印
字濃度の低下および残像の発生を防止することができる
画像形成装置を提供することにある。本発明の第２の目
的は、現像同時クリーニングを良好に行うことができる
画像形成装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、感光体カ
ブリ、印字濃度の低下および残像の発生を防止すること
ができる画像形成装置、特に現像同時クリーニングを良
好に行うことができる画像形成装置について鋭意検討し
た結果、現像ローラの少なくとも外周面をゴム弾性体で
構成し、感光ドラムと現像ローラとの軸間距離を所定の
範囲にすることで、感光体カブリ、印字濃度の低下およ
び残像の発生を防止し、しかも現像同時クリーニングを
良好に行わせることを見い出し、本発明を完成させるに
至った。また、本発明者等は、感光ドラムと現像ローラ
との軸間距離を所定の範囲にし、しかも感光ドラムの周
速に対する現像ローラの周速を二倍以上にすることで、
感光体カブリ、印字濃度の低下および残像の発生をさら
に有効に防止し、しかも現像同時クリーニングを良好に
行わせることを見い出し、本発明を完成させるに至っ
た。

【００１０】画像形成装置 本発明に係る画像形成装置は、現像ローラと、現像ロー
ラの外周に付着されたトナーの一部が潜像に対応した所
定のパターンで選択的に移動することによりトナー像が
形成され、このトナー像を転写材に転写する感光ドラム
とを有する。転写材は、たとえば転写紙である。

【００１１】本発明では、感光ドラムの軸心と現像ロー
ラの軸心との軸間距離が、感光ドラムの直径と現像ロー
ラの直径との和に対して０．０１〜０．５％、好ましく
は０．１５〜０．４％短くなるように、前記感光ドラム
に対して現像ローラを押し付けて配置してある。

【００１２】軸間距離が短すぎると、感光体カブリが増
大する傾向にあり好ましくなく、軸間距離が長すぎる
と、所望の印字濃度が得られず好ましくない。感光ドラ
ムの直径は、通常１０〜６０mm、好ましくは１５〜５０
mmである。本発明では、感光ドラムの回転方向と現像ロ
ーラの回転方向とが逆であることが好ましく、感光ドラ
ムの周速に対して、現像ローラの周速が２倍以上となる
ように、前記感光ドラムと現像ローラとが回転制御され
ることが好ましい。

【００１３】感光ドラムの周速に対して、現像ローラの
周速が２倍よりも小さい場合には、現像同時クリーニン
グが良好に行えないおそれがあり、転写紙に残像が現れ
る傾向にある。本発明では、感光ドラムの周速は、３０
mm／秒〜５０mm／秒であることが好ましい。また、現像
ローラの周速は、感光ドラムの周速の２倍以上であるこ
とを条件に、６０mm／秒〜１０５mm／秒であることが好
ましい。感光ドラムおよび現像ローラは、たとえば、そ
れぞれモータにより回転駆動される。感光ドラムおよび
現像ローラを回転駆動するモータは、共通のモータであ
ってもよい。これら感光ドラムおよび現像ローラの周速
は、減速機構または増速機構により設定される。また、
これらの周速は、ギア機構または可変回転速度モータに
より可変に構成してもよい。これらの周速は、マイコン
などで制御しても良い。

【００１４】本発明に係る画像形成装置は、感光ドラム
の周囲に、感光ドラムの表面を一様かつ均一に帯電する
帯電装置と、均一に帯電された感光ドラムの表面に静電
潜像を書き込むレーザ装置などの潜像形成装置と、前記
現像装置と、現像されたトナー像を転写紙などに転写す
る部分とを有することが好ましい。前記転写部分と帯電
装置との間には、感光ドラムの表面に付着している余分
なトナーなどを取り除くクリーニング装置を配置しても
良い。なお、現像と同時にクリーニングを行う場合に
は、このクリーニング装置は必ずしも必要としない。

【００１５】本発明で好ましく用いることができる現像
ローラ、トナー、および現像ローラの外周に接触させて
トナー層厚を規制する現像ローラ用ブレードを以下に示
す。現像ローラ 本発明では、現像ローラは、特に限定されないが、少な
くとも表面がゴム弾性体で構成することが好ましく、そ
の表面の摩擦係数が好ましくは０．１〜１．２、さらに
好ましくは０．１５〜０．８、さらにまた好ましくは
０．２〜０．６である。

【００１６】現像ローラの直径は通常１０〜３０mm、好
ましくは１５〜２５mmである。現像ローラの表面の摩擦
係数を０．１〜１．２に設定することで、感光体カブリ
および用紙カブリなどを少なくすることができる。ま
た、このような摩擦係数の範囲とすることで、バージン
の現像ローラを用いた場合でも、空運転をすることな
く、正常な印字が可能になる。摩擦係数が０．１よりも
小さい現像ローラでは、ローラの表面がすべり過ぎ、ト
ナー層が均一に形成されないおそれがある。また、摩擦
係数が１．２よりも大きいと、トナー層が厚くなりす
ぎ、感光体カブリおよび用紙カブリなどが増大する傾向
にある。

【００１７】また、現像ローラを構成するゴム弾性体の
硬度は、ＪＩＳ−Ａの規格において、３５〜４５度が好
ましい。硬度が高すぎると感光ドラムへのダメージが生
じるおそれがあり、硬度が低すぎると、良好な現像を行
えないおそれがある。現像ローラの表面を構成するゴム
弾性体としては、特に限定されないが、スチレン−ブタ
ジエン系共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン
系共重合体ゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴ
ム、ウレタンゴム、シリコンゴムなど、好ましくはエピ
クロロヒドリンゴムとアクリロニトリル−ブタジエン系
共重合体ゴムとのブレンドゴムなどが用いられる。

【００１８】本発明で好ましく用いられる現像ローラ
は、たとえば導電性シャフトの外周に、ゴム弾性体を被
覆することにより製造される。導電性シャフトは、たと
えばステンレスなどの金属で構成される。導電性シャフ
トの外周にゴム弾性体を被覆させるには、導電性シャフ
トの外周にプレス成形および押し出し成形などの手段で
ゴム弾性体を被着させれば良い。この場合、特に押し出
し成形が好ましい。量産に適していると共に、プレス成
形と異なり割型の線が形成されないからである。

【００１９】現像ローラの表面を前記範囲の摩擦係数と
するための手段としては、現像ローラの外周面を円筒切
削盤などで研磨後に、紫外線照射を行い、ゴム弾性体の
不飽和部分を架橋させ、摩擦係数を上記範囲内に調節す
る手段を採用することができる。紫外線照射の条件は、
たとえば８０Ｗ／ｃｍの光源を用い、２〜３分間照射す
る条件である。なお、ローラの研磨は、最初粗目の切削
やすりまたは砥石で行い、最後に細目のやすりまたは砥
石で行うことが好ましい。

【００２０】本発明で好ましく用いられる現像ローラを
導電性シャフトとゴム弾性体とで構成する場合には、ゴ
ム弾性体の表面と導電性シャフトの表面との間の電気抵
抗は、１０⁵ 〜１０⁸ Ω（５００Ｖ電圧印加時）、また
は体積抵抗率１０⁷ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍであることが好ま
しい。ゴム弾性体の抵抗が低過ぎると、現像ローラから
感光ドラムへ電流が流れるおそれがあると共に、トナー
が持つ電荷が現像ローラにリークするおそれがあること
から好ましくない。また、ゴム弾性体の抵抗が高すぎる
と、表面が摩擦により帯電して現像に悪影響を与えるお
それがある。本発明で好ましく用いられる現像ローラの
周方向表面粗さは１０μm 以下であり、かつ軸方向表面
粗さが１０μm 以下であることが好ましい。周方向の表
面粗さが１０μm よりも大きいと、周方向に沿って感光
体カブリや用紙カブリが生じる傾向が高くなり、また、
軸方向の表面粗さが１０μm よりも大きいと、軸方向に
沿って感光体カブリや用紙カブリが生じる傾向が高くな
る。

【００２１】なお、本発明において、表面粗さとは、ロ
ーラ表面を指針でなぞり、その動きを記録して該表面の
凹凸形状を表面粗さ曲線として表わし、その曲線の十点
平均粗さ（Ｒｚ）を言う。また、本発明において摩擦係
数とは、図８に示すオイラーベルト方式の摩擦係数測定
法により求められた係数である。

【００２２】図８に示すように、まず、測定用紙（通常
では、コピー用紙）４０を一定の幅（たとえば約２０m
m）にカットする。次に、現像ローラ８（測定用ロー
ラ）の回りに測定用紙の略中央を約９０度巻回し、その
一端に所定の重さの分銅４２を取り付けると共に、その
他端にテンションゲージ４４を取り付ける。次に、分銅
４２のゆれがない状態で、ローラ８表面の測定用紙４０
を一定速度（約１００±２０mm／分）で引っ張る。そし
て、ローラ表面で測定用紙４０が動き始めた瞬間のテン
ションゲージ４４の目盛りを読み取る。

【００２３】テンションゲージ４４で読み取られた測定
値Ｆと分銅４２の重さＷとを、下記の数式に代入して求
められた数値が、本発明での摩擦係数μ_s である。

【００２４】

【数１】

【００２５】現像ローラを含む現像装置のケーシング内
には、現像ローラの外周面にトナーを良好に付着させる
ことを補助するトナー供給ローラを、現像ローラに近接
して回転自在に配置しても良い。現像ローラの導電性シ
ャフトには、バイアス電圧が印加されるように構成する
ことが好ましい。反転現像の場合には、現像ローラの導
電性シャフトには、感光ドラムの静電潜像と同じ極性の
電圧が印加される。

【００２６】トナー 本発明で用いることができるトナーとしては、特に限定
されないが、以下に示す球形トナーが好ましい。本発明
で用いることが好ましい球形トナーとしては、体積平均
粒径（ｄｖ）が３〜１５μm 、特に５〜１０μｍの範囲
にある球形トナー、さらに好ましくは、体積平均粒径
（ｄｖ）と個数平均粒径（ｄｎ）の比（ｄｖ／ｄｎ）が
１．００〜１．４０の範囲であり、粒子の絶対最大長を
直径とした円の面積（Ｓｃ）を粒子の実質投影面積（Ｓ
ｒ）で割った値（Ｓｃ／Ｓｒ）が１．００〜１．３０の
範囲、かつＢＥＴ法による比表面積（Ａ）（ｍ² ／
ｇ）、個数平均粒径（ｄｎ）（μm ）および真比重
（Ｄ）の積（Ａ×ｄｎ×Ｄ）が５〜１０の範囲の実質的
に球形で、さらに、帯電量（Ｑ）（μｃ／ｇ）と比表面
積（Ａ）の比（Ｑ／Ａ）が８０〜１５０の範囲にある非
磁性一成分球形トナーである。

【００２７】この非磁性一成分球形トナーは、ビニル系
単量体と着色剤を含む均一混合液を懸濁重合法により重
合させて得ることができる。具体的な懸濁重合法として
は、例えば、ビニル系単量体、着色剤、ラジカル重合開
始剤、所望により各種添加剤などを含む混合物をボール
ミル等で均一に分散させて均一混合液を調製し、次いで
この均一混合液を高剪断攪拌により水中に微細化分散さ
せた水分散液として、通常３０〜２００°Ｃの温度で懸
濁重合する方法が挙げられる。

【００２８】ここで用いられるビニル系単量体として
は、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルス
チレン等のスチレン系モノマー；アクリル酸、メタクリ
ル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル
酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチル
ヘキシル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピ
ル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキ
シル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリロニ
トリル、アクリルアミド等のアクリル酸もしくはメタク
リル酸の誘導体；エチレン、プロピレン、ブチレン等の
エチレン性不飽和単量体；塩化ビニル、塩化ビニリデ
ン、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル；酢酸ビニル、
プロピオン酸ビニル等のビニルエステル；ビニルメチル
エーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル；
ビニルメチルケトン、メチルイソプロペニルケトン等の
ビニルケトン；２−ビニルピリジン、４−ビニルピリジ
ン、Ｎ−ビニルピロリドン等の含窒素ビニル化合物等が
挙げられる。これらのビニル系単量体は、それぞれ単独
で、あるいは２種以上の単量体を組み合わせて用いるこ
とができる。

【００２９】これらのビニル系単量体とともに任意の架
橋剤を用いることができる。架橋剤としては、例えば、
ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンおよびその誘導
体等の芳香族ジビニル化合物；エチレングリコールジメ
タクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート
等のジエチレン性不飽和カルボン酸エステル；Ｎ，Ｎ−
ジビニルアニリン、ジビニルエテール等のジビニル化合
物、および３個以上のビニル基を有する化合物を挙げる
ことができる。これらの架橋剤は、単独あるいは２種以
上を組み合わせて用いることができる。

【００３０】本発明に用いられる着色剤としては、例え
ば、カーボンブラック、アニリンブラック、クリスタル
バイオレット、ローダミンＢ、マラカイトグリーン、リ
グロシン、銅フタロシアニン、アゾ染料等の顔料、染料
を挙げることができる。これらの着色剤は、それぞれ単
独で、あるいは２種以上組み合わせて用いることができ
る。

【００３１】さらに、ニグロシン染料、モノアゾ染料、
含金属染料、亜鉛ヘキサデシルサクシネート、ナフトエ
酸のアルキルエステルまたはアルキルアミド、ニトロフ
ミン酸、Ｎ，Ｎ′−テトラメチルジアミンベンゾフェノ
ン、Ｎ，Ｎ′−テトラメチルベンジジン、トリアジン、
サリチル酸金属錯体等のこの分野で帯電制御剤と呼ばれ
る極性の強い物質を１種または２種以上含有させてもよ
い。

【００３２】また、本発明で用いることができる非磁性
一成分球形トナーには、帯電性、導電性、流動性、ある
いは感光体または定着ローラへの付着性を制御するため
の添加剤を内添もしくは外添させることができる。この
ような添加剤としては、例えば、低分子量ポリプロピレ
ン、低分子量ポリエチレン、各種ワックス、シリコーン
オイル等の離型剤、カーボンブラック、シリカ、アルミ
ナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム、炭酸カルシ
ウム等の無機微粉末等が挙げられる。

【００３３】現像ローラ用ブレード 本発明で用いられる現像ローラ用ブレードの形態は、特
に限定されないが、現像ローラの軸方向に沿って接する
ような帯形状を成していることが好ましい。そのブレー
ドの基端は、剛性体から成るホルダーにより支持してあ
り、ブレードが現像ローラに接する角度が調節可能にし
てあることが好ましい。

【００３４】本発明では、ブレードの自由端の先端が現
像ローラの外周に、現像ローラの回転方向と逆方向に自
由端が基端に対して曲折するように接触していることが
好ましい。このブレードの長さ（固定端から自由端まで
の長さ：自由端長ｌ）は、特に限定されないが、好まし
くは１０〜１２mmである。また、ブレードの厚みｔは、
好ましくは１．２〜１．５mm程度である。ブレードの幅
は、現像ローラの軸方向長さに相当する長さを有する。
ブレードの自由端は、緩やかな円弧を描く形状でも良い
し、鋭角、直角または鈍角な角度を持つ形状を成しても
良い。

【００３５】本発明で好ましく用いられる現像ローラ用
ブレードは、ゴム弾性体で構成してあり、その圧縮永久
歪が好ましくは１０％以下、さらに好ましくは４〜８％
である。圧縮永久歪は小さいほど好ましいが、現実的に
は０にすることはできないので、上記範囲となる。圧縮
永久歪の測定は、ＪＩＳＫ６２６２により測定される。

【００３６】圧縮永久歪が１０％を越えると、現像ロー
ラに圧接しているブレードに永久歪が生じ、ローラに対
するブレードの線圧が経時的に低下するおそれがある。
また、本発明で好ましく用いられる現像ローラ用ブレー
ドの反発弾性率は、３０〜５０％であることが好まし
い。反発弾性率の測定は、リュプケ法（ＪＩＳＫ６２５
５）により行う。反発弾性率が３０％未満では、材料の
塑性が強くなり、現像ローラ上のトナー層が厚くなる傾
向にあり、５０％を越えると、材料の弾性が強くなりト
ナーを弾き、トナー層が薄く成りすぎる傾向にある。

【００３７】このブレードのヤング率は、８０〜１２０
ｋｇ／ｃｍ² であることが好ましい。ブレードのヤング
率が８０ｋｇ／ｃｍ² 未満では、現像ローラへの圧接力
が不足し、トナー層が厚くなりすぎる傾向がある。ま
た、ブレードのヤング率が１２０ｋｇ／ｃｍ² より大き
い場合には、現像ローラへの圧接力が大きすぎて、トナ
ー層が薄くなり過ぎる傾向にある。また、この場合、現
像ローラへの回転トルクが増大し、ジッター（現像ロー
ラ駆動用のギアの歯数に応じた横縞）などの現象が生じ
る傾向にある。

【００３８】この現像ローラ用ブレードの電気抵抗は、
１０⁶ Ω以下が好ましい。この電気抵抗は低い方が好ま
しいが、ゴム弾性体から成る導電性ブレードの製法上、
カーボンを入れて抵抗を下げることから、カーボンの含
有量が増大するとゴム弾性体の弾力性が低下し過ぎる傾
向にある。

【００３９】この現像ローラ用ブレードの電気抵抗が１
０⁶ Ωを超えると、インピーダンスが高くなり、現像ロ
ーラ上へのトナーの帯電量の均一化が困難になる傾向に
ある。現像ローラ用ブレードには、トナーへの電荷注入
を行うため、現像バイアス以上の−２００Ｖ〜−６００
Ｖの直流電圧が印加されることが好ましく、そのため
に、現像ローラ用ブレードの電気抵抗は、１０⁶ Ω以下
であることが好ましい。現像ローラ用ブレードの電気抵
抗の測定方法は、ブレードが現像ローラに触れるブレー
ドの角部と、ブレードを固定するホルダーとの間の電気
抵抗を絶縁抵抗計（印加電圧５００Ｖ）で測定する方法
を採用する。

【００４０】現像ローラ用ブレードの圧縮永久歪、反発
弾性率およびヤング率を上記範囲とするには、ゴム弾性
体に含まれる加硫剤の添加量などの加硫条件を選択する
ことにより行われる。たとえば圧縮永久歪が小さいゴム
弾性体を得るためには、架橋剤の添加量を多くし、架橋
温度を高くし、架橋時間を長めにすることが好ましい。
また、本発明で好ましく用いられる現像ローラ用ブレー
ドの電気抵抗を１０⁶Ω以下とするためには、ゴム弾性
体に含まれるカーボンブラックの添加量を調節すること
により行われる。

【００４１】このブレードを構成するゴム弾性体として
は、特に限定されないが、スチレン−ブタジエン系共重
合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体ゴ
ム（ＮＢＲ）、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴ
ム、ウレタンゴム、シリコンゴムなど、好ましくはウレ
タンゴム、ＮＢＲなどが用いられる。

【００４２】本発明では、ブレードは、その自由端の先
端が現像ローラの外周に、現像ローラの回転方向と逆方
向に自由端が前記基端に対して曲折するように現像ロー
ラに接触させることが好ましい。本発明では、このブレ
ードの自由端が曲折することによるブレード先端の撓み
量が、撓む前のブレード先端に比較して２〜４mmである
ことが好ましい。

【００４３】このブレード先端の撓み量が、２mmよりも
小さいと、ブレードの線圧が不足し、現像ローラ上のト
ナー層が厚く成りすぎる傾向にあり、４mmよりも大きい
と、線圧が過大になり、トナーへの過剰なストレスが発
生すると共に、いわゆるジッター現象が生じる傾向にあ
る。本発明では、ブレードが現像ローラに対して取り付
けられる際の線圧は、好ましくは、０．７〜２ｇ／mm、
さらに好ましくは１〜１．５ｇ／mmである。

【００４４】この線圧が低過ぎると、現像ローラ上のト
ナー層が厚くなり過ぎる傾向にあり、線圧が高すぎる
と、現像ローラ上のトナーへ過剰なストレスが発生する
と共に、トナー層が薄くなり過ぎる傾向にある。なお、
線圧ｆは、以下の数式で定義される。

【００４５】ｆ＝ｔ³ ・δ・Ｅ／４ｌ³ この数式中、ｔはブレードの厚みであり、δはブレード
の撓み、Ｅはブレードのヤング率、ｌはブレードの自由
端長である。また、本発明では、そのブレードの現像ロ
ーラに対する接触角は、特に限定されないが、好ましく
は７５〜８５度、さらに好ましくは８０〜８５度であ
る。

【００４６】この接触角が７５度よりも小さいと、現像
ローラの表面に形成されるトナー層が薄くなりすぎる傾
向にあり、さらに、接触角が小さくなりすぎるとブレー
ドが現像ローラの回転によりめくり上げられるおそれが
ある。接触角が８５度よりも大きい場合には、トナー層
は厚くなりすぎ、さらに接触角が大きくなりすぎると、
ブレードの腹部が現像ローラの外周面に接触することに
なり、トナー層は極めて厚くなる。なお、接触角は、現
像ローラに現像ローラ用ブレードが接触する点を通過す
る現像ローラ外周の接線と、ブレードの先端面との成す
角度である。

【００４７】作用 本発明に係る画像形成装置では、現像ローラをゴム弾性
体で構成し、感光ドラムと現像ローラとの軸間距離を所
定の範囲にすることで、感光ドラムと現像ローラとが接
触する現像領域が適正なものとなり、感光体カブリ、印
字濃度の低下および残像の発生を良好に防止することが
できる。

【００４８】また、本発明に係る画像形成装置では、感
光ドラムと現像ローラとの軸間距離を所定の範囲にする
ことで、感光ドラムと現像ローラとが接触する現像同時
クリーニング領域が適正なものとなり、感光ドラムの周
囲に別途クリーニング装置を設けることなく、感光体カ
ブリ、印字濃度の低下および残像の発生を良好に防止す
ることができる。

【００４９】さらに、本発明に係る画像形成装置では、
感光ドラムと現像ローラとの軸間距離を所定の範囲に
し、しかも感光ドラムの周速に対する現像ローラの周速
を二倍以上にすることで、現像同時クリーニングがさら
に良好に行え、感光体カブリ、印字濃度の低下および残
像の発生をさらに有効に防止できる。

【００５０】特に、前述した好ましい球形トナー、好ま
しい現像ローラ、または好ましい現像ローラ用ブレード
を組合せて用いることにより、ローラ周囲の球形トナー
層が実質的に単層（ローラ表面のトナーの充填密度が
０．２乃至０．４ｍｇ／ｃｍ²）になり、さらに安定し
た画像を得ることができる。また、バージンの現像ロー
ラを用いた場合でも、空運転をすることなく、正常な印
字が可能になる。

【００５１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る現像装置およ
び画像形成装置を、図面に示す実施形態に基づき、詳細
に説明する。第１実施形態 図１に示すように、本発明の一実施形態に係る画像形成
装置は、感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、矢印
Ａ方向に回転自在に装着してある。感光ドラム１は、導
電性支持ドラム体の上に光導電層を設けたものであり、
光導電層は、たとえば有機系感光体、セレン感光体、酸
化亜鉛感光体、アモルファスシリコン感光体などで構成
される。

【００５２】感光ドラム１の周囲には、その周方向に沿
って、帯電装置３、潜像形成装置４、現像装置５、転写
装置６およびクリーニング装置２が配置してある。帯電
装置３は、感光ドラム１の表面を、プラスまたはマイナ
スに一様に帯電するためのものであり、たとえばコロナ
放電装置、帯電ドラム、帯電ブレードなどにより構成さ
れる。

【００５３】潜像形成装置４は、画像信号に対応した光
を感光ドラムの表面に照射し、一様に帯電されたドラム
の表面に所定のパターンで光を照射して、光が照射され
た部分に静電潜像を形成する（反転現像の場合）、また
は光が照射されない部分に静電潜像を形成する（正規現
像の場合）ためのものであり、たとえばレーザ装置と光
学系とで構成される。または、ＬＥＤアレイと光学系と
で構成することもできる。

【００５４】現像装置５は、感光ドラム１の静電潜像に
トナーを付着させるためのものであり、反転現像におい
ては光照射部にのみトナーを付着させ、正規現像におい
ては、光非照射部にのみトナーを付着させるように、現
像ローラ８と感光ドラム１との間にバイアス電圧が印加
される。この現像装置の詳細については、後述する。

【００５５】転写装置６は、現像装置５により形成され
た感光ドラム表面のトナー像を転写紙７に転写するため
のものであり、たとえば転写装置あるいは転写ローラな
どで構成される。クリーニング装置２は、感光ドラム１
の表面に残留したトナーを清掃するためのものであり、
たとえば清掃用ブレードなどにより構成される。このク
リーニング装置は、現像時に同時にクリーニング作用を
行う方式の場合には、必ずしも必要ではない。

【００５６】次に、現像装置５について説明する。この
現像装置５は、球形トナー１０が収容されるケーシング
１１内に、現像ローラ８と供給ローラ１２とを有する。
現像ローラ８は、感光ドラム１に一部接触するように近
接して配置され、感光ドラム１と反対方向Ｂに回転する
ようになっている。供給ローラ１２は、現像ローラ８に
接触して現像ローラ８と同じ方向Ｃに回転し、現像ロー
ラ８の外周に球形トナー１０を供給するようになってい
る。

【００５７】図２に示すように、この現像ローラ８は、
導電性シャフト２０の外周に、ゴム弾性体２２を被覆す
ることにより製造される。導電性シャフト２０は、たと
えばステンレスなどの金属で構成される。導電性シャフ
ト２０の外周にゴム弾性体２２を被覆させるには、導電
性シャフト２０の外周にプレス成形および押し出し成形
などの手段でゴム弾性体２２を被着させれば良い。この
場合、特に押し出し成形が好ましい。量産に適している
と共に、プレス成形と異なり割型の線が形成されないか
らである。

【００５８】ゴム弾性体２２の表面と導電性シャフト２
０の表面との間の電気抵抗は、１０ ⁵ 〜１０⁸ Ω（５０
０Ｖ電圧印加時）であることが好ましい。ゴム弾性体２
２の抵抗が低く過ぎると、現像ローラ８から感光ドラム
１へ電流が流れるおそれがあると共に、トナーが持つ電
荷が現像ローラ８にリークするおそれがあることから好
ましくない。また、ゴム弾性体２２の抵抗が高すぎる
と、表面が摩擦により帯電して現像に悪影響を与えるお
それがあることから好ましくない。

【００５９】ゴム弾性体２２としては、特に限定されな
いが、スチレン−ブタジエン系共重合体ゴム、アクリロ
ニトリル−ブタジエン系共重合体ゴム、アクリルゴム、
エピクロロヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム
など、好ましくはエピクロロヒドリンゴムとアクリロニ
トリル−ブタジエン系共重合体ゴムとのブレンドゴムな
どが用いられる。

【００６０】本実施形態では、ゴム弾性体２２の表面の
摩擦係数が、０．１〜１．２、好ましくは０．１５〜
０．８、さらに好ましくは０．２〜０．６である。ゴム
弾性体２２の表面の摩擦係数を、このような範囲とする
ことで、ローラ表面上のトナー層を層厚規制ブレード９
により密度０．２〜０．４ｍｇ／ｃｍ² に安定して形成
し易くなり、球形トナーを均一に摩擦帯電することがで
き、感光体カブリや用紙カブリを低減することができ
る。

【００６１】ゴム弾性体２２の表面の周方向表面粗さ
は、１０μm 以下であり、かつ表面の軸方向表面粗さが
１０μm 以下であることが好ましい。本実施形態では、
周方向表面粗さおよび軸方向表面粗さは、１０μm 以下
であれば、０に限りなく近づいても良いが、量産性およ
び経済性を考慮すれば、６〜８μm 程度が好ましい。

【００６２】周方向および軸方向の表面粗さを１０μm
以下にすることで、図３に示すように、トナー１０の層
が均一になり、感光体カブリや用紙カブリをさらに低減
することができる。表面粗さを前記範囲とするために
は、ゴム弾性体２２の外周面を円筒研削盤などで研磨す
れば良い。また、摩擦係数を上記範囲とするためには、
現像ローラの外周面を研磨後に、紫外線照射を行えば良
い。紫外線照射の条件は、たとえば９０〜１００Ｗ／ｃ
ｍ² の光源を用い、２〜３分間照射する条件である。

【００６３】本実施形態では、図１に示すように、現像
ローラ８の周囲において、供給ローラ１２との接触点か
ら感光ドラム１との接触点との間の位置に、本発明で好
ましく用いられる現像ローラ用ブレードとしての層厚規
制ブレード９が配置してある。このブレード９は、たと
えば導電性ゴム弾性体で構成してあり、その圧縮永久歪
が１０％以下であることが好ましい。圧縮永久歪の測定
は、ＪＩＳＫ６２６２により測定される。

【００６４】圧縮永久歪を１０％以下にすることで、現
像ローラに圧接しているブレードに生じる永久歪が少な
くなり、ローラに対するブレードの線圧が経時的に低下
することを防止し、適正なトナー層の形成が可能にな
る。この現像ローラ用ブレード９の反発弾性率は３０〜
５０％であることが好ましい。反発弾性率の測定は、リ
ュプケ法（ＪＩＳＫ６２５５）により行う。反発弾性率
を３０〜５０％にすることで、トナー層の厚さを実質的
に単一層にし易くなる。

【００６５】また、この層厚規制ブレード９のヤング率
は、好ましくは８０〜１２０ｋｇ／ｃｍ² 、さらに好ま
しくは９０〜１１０ｋｇ／ｃｍ² である。本実施形態で
は、ブレード９は、図５に示すように帯板形状であり、
その基端部がホルダー５０に保持してある。ホルダー５
０は、導電性材料である金属などで構成される。

【００６６】ブレード９のヤング率を上記範囲にするこ
とで、トナー層の厚さを実質的に単一層に近づけ易くな
る。また、ヤング率が大きすぎる場合、現像ローラへの
回転トルクが増大し、ジッター（現像ローラ駆動用のギ
アの歯数に応じた横縞）などの現象が生じる傾向が強く
なる。

【００６７】また、このブレード９では、ブレードの現
像ローラに触れる部分とブレードを固定するホルダー部
分との間の電気抵抗が１０⁶ Ω以下、現実的には１０⁴
〜１０⁶ Ωであることが好ましい。層厚規制ブレード９
には、トナーへの電荷注入を行うため、−２００Ｖ〜−
６００Ｖの電圧が印加されることが好ましく、そのため
に、層厚規制ブレード９の電気抵抗は、１０⁶ Ω以下で
あることが好ましい。層厚規制ブレード９の電気抵抗の
測定方法は、以下のようにして行う。図６に示すよう
に、ブレード９が現像ローラ８に触れるブレード９の角
部先端を導電板５２に接触させ、ブレード９を固定する
ホルダー５０との間の電気抵抗を絶縁抵抗計５４（印加
電圧５００Ｖ）で測定する。

【００６８】このブレード９を構成するゴム弾性体とし
ては、特に限定されないが、スチレン−ブタジエン系共
重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体
ゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴ
ム、ウレタンゴム、シリコンゴムなど、好ましくはウレ
タンゴム、ＮＢＲなどが用いられる。

【００６９】本実施形態に係る層厚規制ブレード９の圧
縮永久歪、反発弾性率およびヤング率を上記範囲とする
には、ブレード９を構成するゴム弾性体に含まれる加硫
剤の添加量などの加硫条件を選択することにより行われ
る。たとえばブレードを構成するゴム弾性体をウレタン
ゴムで構成する場合には、ゴム弾性体の全体を１００重
量％として加硫剤の添加量を１〜５重量％、加硫温度１
５０〜１７０°Ｃ、加硫時間２０〜５０分間にすること
で、圧縮永久歪、反発弾性率およびヤング率を上記範囲
に設定することができる。

【００７０】また、本実施形態に係る層厚規制ブレード
９の電気抵抗を１０⁶ Ω以下とするには、ブレード９を
構成するゴム弾性体に含まれるカーボンブラックなどの
導電性粒子の含有量を調節することにより行われる。た
とえばブレードを構成するゴム弾性体をウレタンゴムで
構成する場合には、ゴム弾性体の全体を１００重量％と
して、平均粒径４０nmのカーボンブラックの添加量を５
〜３０重量％にすることで、電気抵抗を上記範囲に設定
することができる。

【００７１】本実施形態に係る現像装置５では、図５
（Ａ），（Ｂ）に示すように、ゴム弾性体で構成された
層厚規制ブレード９が、現像ローラ８に対し、現像ロー
ラ８の回転方向Ｂと逆方向に自由端が曲折するように、
且つ自由端の先端の撓み量δが２〜４mmと成るように取
り付けられる。しかも、本実施形態では、ブレード９の
接触角θが７５〜８５度となるように取り付けられるこ
とが好ましい。

【００７２】撓み量δは、図５（Ｂ）に示すように、ブ
レード９の先端が現像ローラ８に当接する前、すなわち
撓む前の先端の位置から、ブレード９の先端が現像ロー
ラ８に当接して自由端が曲折された場合の先端の変位位
置までの変位量である。また、接触角θは、図５（Ａ）
に示すように、現像ローラ８にブレード９が接触する点
を通過する現像ローラ外周の接線Ｔと、ブレード９の先
端面Ｓとの成す角度である。なお、ブレード９の先端面
がブレード腹面に対して直角以外の平面あるいは曲面で
ある場合には、ブレード９の先端面Ｓとは、ブレード９
の自由端に沿う曲折線Ｕと略垂直な面として定義され
る。

【００７３】また、本実施形態では、層厚規制ブレード
９は、現像ローラ８に対し、線圧が０．７〜２ｇ／mmと
なるように取り付けられることが好ましい。ここで線圧
ｆは、以下の数式で定義される。 ｆ＝ｔ³ ・δ・Ｅ／４ｌ³ この数式中、ｔはブレードの厚みであり、δはブレード
の撓み、Ｅはブレードのヤング率、ｌはブレードの自由
端長（図５参照）である。

【００７４】本実施形態に係る現像装置５に収容される
球形トナー１０としては、体積平均粒径（ｄｖ）が３〜
１５μm 特に５〜１０μｍの範囲にあるもの、好ましく
は体積平均粒径（ｄｖ）と個数平均粒径（ｄｎ）の比
（ｄｖ／ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲であり、粒
子の絶対最大長を直径とした円の面積（Ｓｃ）を粒子の
実質投影面積（Ｓｒ）で割った値（Ｓｃ／Ｓｒ）が１．
００〜１．３０の範囲、かつＢＥＴ法による比表面積
（Ａ）（ｍ² ／ｇ）、個数平均粒径（ｄｎ）（μm）お
よび真比重（Ｄ）の積（Ａ×ｄｎ×Ｄ）が５〜１０の範
囲の実質的に球形で、さらに、帯電量（Ｑ）（μｃ／
ｇ）と比表面積（Ａ）の比（Ｑ／Ａ）が８０〜１５０の
範囲にある非磁性一成分球形トナーである。

【００７５】本実施形態では、図４に示すように、感光
ドラム１の軸心と現像ローラ８の軸心との軸間距離Ｌ
が、感光ドラム１の直径ｄ₁ と現像ローラ８の直径ｄ₂
との和に対して０．１〜０．５％、好ましくは０．１５
〜０．４％短くなるように、感光ドラム１に対して現像
ローラ８を押し付けて配置してある。なお、以下の説明
では、（ｒ₁ ＋ｒ₂ −Ｌ）／（ｄ₁ ＋ｄ₂ ）×１００を
食い込み率とも称する。本実施態様では、現像ローラ直
径ｄ₂ が１０〜２０mm、好ましくは１５〜２５mm感光ド
ラム直径ｄ₁ が１０〜６０mm、好ましくは１５〜５０mm
であり、食い込み率は０．１〜０．５％である。

【００７６】また、本実施態様では、感光ドラム１の周
速に対して、現像ローラ８の周速が２倍以上となるよう
に、感光ドラムと現像ローラとを回転制御する。本実施
態様では、食い込み率を０．１〜０．５％とすること
で、感光ドラムと現像ローラとが接触する現像領域Ｒが
適正なものとなり、感光体カブリ、印字濃度の低下およ
び残像の発生を良好に防止することができる。

【００７７】また、本実施形態では、感光ドラムの周速
に対する現像ローラの周速を二倍以上にすることで、感
光体カブリ、印字濃度の低下および残像の発生をさらに
有効に防止できる。特に、本実施態様では、比較的粒径
が揃った特に５〜１０μm 程度の球形のトナーを用い、
しかも、ゴム弾性体から成るブレード９を、現像ローラ
８に対し、撓み量δが２〜４mmとなるように取り付ける
ことで、適正な線圧が得られ、現像ローラ上のトナーへ
の過剰ストレスを抑制すると共に、ジッター現象を抑制
することができる。また、現像ローラの外周に、実質的
に単層のトナー層の形成が可能になり、トナーの帯電量
および付着量が安定化し、感光体カブリ、用紙カブリお
よび印字濃度の低下などが生じ難くなる。

【００７８】第２実施形態 本実施形態は、前記第１実施形態に示す装置（ただし、
クリーニング装置２は設けていない）を用いて、反転現
像を行い、現像同時クリーニングを行う場合の例であ
る。反転現像を行うために、本実施形態では、図１に示
す帯電装置３により、感光ドラム１の表面を、図７
（Ａ）に示すように、たとえばＶｃ＝−５００Ｖ程度に
一様に帯電させる。次に、図１に示す潜像形成装置４に
より所定のパターンで光を照射し、帯電された感光ドラ
ム１の表面を部分的に帯電を解除し、所定のパターンで
静電潜像を形成する。静電潜像が形成される領域の電位
は、たとえば０Ｖに近い電圧である。

【００７９】次に、図１に示す現像装置５において、感
光ドラム１の表面の静電潜像を現像する。現像装置５の
現像ローラ８の表面には、前記第１実施形態の層厚規制
ブレード９の作用により、一層の球形トナー１０が形成
してある。また、図７（Ｂ）に示すように、現像ローラ
８の表面電位ＶD が−２００Ｖとなるように、現像ロー
ラ８と感光ドラム１との間にはバイアス電圧が印加して
ある。このため、現像ローラ８の周面に付着してあるマ
イナスに帯電されたトナー１０は、光照射部である静電
潜像のパターンで、感光ドラム１の表面に移動し、感光
ドラム１の表面には、図７（Ｃ）に示すように、静電潜
像のパターンでトナー像が形成される。

【００８０】また、図７（Ｂ）に示すように、感光ドラ
ム１の静電潜像以外の領域に付着しているマイナスの残
留トナー１０ａは、感光ドラムの表面電位と現像ローラ
８の表面電位に基づく電界により、現像ローラ８側に移
動する。その結果、現像と同時に、感光ドラム１の表面
のクリーニングを行うことができる。

【００８１】本実施形態に係る画像形成装置では、図１
に示すクリーニング装置２が不要となる。なお、本実施
形態において、現像同時クリーニングを行うための条件
としては、感光ドラム１の表面の帯電電位をＶｃとし、
現像ローラ８の表面の電位をＶDとした場合に、Ｖｃ−
ＶD の絶対値が５０Ｖ以上であれば良い。また、好まし
くは、図１に示す層厚規制ブレードの先端の電位をＶBL
とし、供給ローラ１２の表面電位をＶｓとした場合に
は、ＶD ≧ＶBL≧Ｖｓであることが好ましい。なお、ト
ナー１０の帯電極性および感光ドラム１の表面電位の極
性が正である場合には、Ｖｃ−ＶD の絶対値が５０Ｖ以
上であり、ＶD の絶対値≦ＶBLの絶対値≦Ｖｓの絶対値
の関係にあれば良い。この関係は、正規現像における現
像同時クリーニングの場合にも同様である。

【００８２】本実施形態では、感光ドラム１と現像ロー
ラ８との軸間距離を、前記第１実施形態と同じように、
所定の範囲にすることで、感光ドラム１と現像ローラ８
とが接触する現像同時クリーニング領域Ｒが適正なもの
となり、感光ドラム１の周囲に別途クリーニング装置２
を設けることなく、感光体カブリ、印字濃度の低下およ
び残像の発生を良好に防止することができる。

【００８３】また、本実施形態でも、前記第１実施形態
と同じように、感光ドラムの周速に対する現像ローラの
周速を二倍以上にすることで、現像同時クリーニングが
さらに良好に行え、感光体カブリ、印字濃度の低下およ
び残像の発生をさらに有効に防止できる。

【００８４】本実施形態のその他の構成および作用は、
前記第１実施形態と同様である。第３実施形態 本実施形態では、図９に示すように、現像ローラ８ａ
を、導電性シャフト２０ａと、導電性ゴム弾性体３０
と、ゴム弾性体２２ａとで構成した以外は、前記第１実
施形態と同様にして、画像形成装置を構成した。

【００８５】この現像ローラ８ａでは、導電性シャフト
２０ａおよびゴム弾性体２２ａの材質は、前記第１実施
形態での導電性シャフト２０およびゴム弾性体２２の材
質と同一である。本実施形態では、導電性シャフト２０
ａの外周に直接ゴム弾性体２２ａを介在させることな
く、その間に導電性ゴム弾性体３０を介在させている。
導電性ゴム弾性体２２ａは、体積抵抗率が約１０⁴ Ω・
ｃｍのクロロプレンゴムなどで構成される。

【００８６】この実施形態に係る画像形成装置でも、前
記第１実施形態に係る画像形成装置と同様な作用効果を
奏する。第４実施形態 本実施形態では、図１０に示すように、現像ローラ８ｂ
を、導電性筒状シャフト３６と、ゴム弾性体２２ｂとで
構成し、導電性筒状シャフト３６の内周側に磁石３４を
配置し、磁性トナーを用いた以外は、前記第１実施形態
と同様にして、現像ローラ８ｂ、画像形成装置を構成し
た。

【００８７】この現像ローラ８ｂでは、導電性筒状シャ
フト３６およびゴム弾性体２２ｂの材質は、前記第１実
施形態での導電性シャフト２０およびゴム弾性体２２の
材質と同一である。本実施形態では、導電性筒状シャフ
ト３６の内周に、外周面が周方向にＮＳに交互に着磁さ
れた磁石を配置することで、現像ローラ８ｂの外周に、
帯電力と磁力との相互作用により、トナーを付着させ
る。その他の構成は、前記第１実施形態と同様である。

【００８８】この実施形態に係る画像形成装置でも、前
記第１実施形態に係る画像形成装置と同様な作用効果を
奏する。第５実施形態 本実施形態では、図１１に示すように、層厚規制ブレー
ド９ａを、凹部が形成されたホルダー５６で保持し、ス
プリング５７により所定圧で現像ローラ８の表面に当接
させた以外は、前記第１実施形態と同様にして、画像形
成装置を構成した。

【００８９】この層厚規制ブレード９ａを構成するゴム
弾性体の材質は、前記第１実施形態の層厚規制ブレード
９の材質と同一である。本実施形態に係る層厚規制ブレ
ード９ａを用いた画像形成装置でも、前記第１実施形態
に係る画像形成装置と同様な作用効果を奏する。

【００９０】第６実施形態 本実施形態では、図１２に示すように、層厚規制ブレー
ド９ｂを、凸部が先端に形成された形状に構成し、これ
を凹部が形成されたホルダー５６ａで保持し、スプリン
グ５７ａにより所定圧で現像ローラ８の表面に当接させ
た以外は、前記第１実施形態と同様にして、画像形成装
置を構成した。

【００９１】この層厚規制ブレード９ｂを構成するゴム
弾性体の材質は、前記第１実施形態の層厚規制ブレード
９の材質と同一である。本実施形態に係る層厚規制ブレ
ード９ｂを用いた画像形成装置でも、前記第１実施形態
に係る層厚規制ブレード、現像装置および画像形成装置
と同様な作用効果を奏する。

【００９２】なお、本発明は、上述した実施形態に限定
されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変する
ことができる。

【００９３】

【実施例】以下、本発明を、さらに具体的な実施例に基
づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されな
い。なお、以下の実施例中では、部および％は、特に断
わりがない限り重量基準である。

【００９４】実施例１ 図２に示すように、直径１０mmのステンレス製シャフト
２０の外周に、エピクロルヒドリンゴムとアクリロニト
リル−ブタジエン系共重合体ゴムとのブレンドゴムで構
成されたゴム弾性体２２を、押し出し成形により、厚さ
４．１mmで形成した。その後、ゴム弾性体２２の外周面
を円筒切削盤で研磨することにより、その外周面の表面
粗さを軸方向および周方向で４μm とした。

【００９５】次に、そのゴム弾性体を回転させながら、
その表面に紫外線を８０Ｗ／ｃｍのランプを用いて、２
分間の条件で照射した。その結果、ゴム弾性体の表面の
摩擦係数は、０．６となった。現像ローラ８の直径は約
１８mmである。この現像ローラ８を、図４に示すよう
に、食い込み量（（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）−Ｌ）が０．１５mm
（食い込み率０．３１％）となるように、感光ドラム１
に接触させて配置した。

【００９６】感光ドラム１としては、有機系感光体ドラ
ムを用い、その外径は、３０mmであった。図１に示す帯
電装置３としては、感光ドラム１の表面電位がＶｃ＝−
６５０Ｖ程度に一様に成るようなコロナ放電装置を用い
た。静電潜像形成装置４としては、レーザ装置と光学系
とを組み合わせたものを用いた。供給ローラ１２として
は、外径１２．５mmのウレタンゴム製のスポンジローラ
を用いた。この供給ローラ１２は、現像ローラ８に接触
幅が約２mmとなるように接触させた。

【００９７】層厚規制ブレード９としては、ウレタン製
のゴム弾性体で構成され、その圧縮永久歪が６％で、そ
のヤング率が８５ｋｇ／ｃｍ² 、反発弾性率が３０％
で、１２mm×２２０mm×１．５mmの平板状のブレードを
用いた。このブレードの電気抵抗は、図６に示す測定方
法により測定したところ、５×１０⁵ Ωであった。この
ブレード９を、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、撓み
量δが２．６mmと成るように現像ローラ８の外周に接触
させて取り付けた。その際の現像ローラ８に対する線圧
Ｆは約１．０７ｇ／mmであり、接触角θは７６度であっ
た。

【００９８】現像装置５の内部に収容される球形トナー
１０としては、次に示す製法により得られたトナーを用
いた。スチレン９０部、ステアリルメタクリレート１０
部、低分子量ポリプロピレン４部、カーボンブラック
（商品名ブラックパール１３０）７部、クロム系染料
（商品名ボントロンＳ−３４）０．５部および２，２′
−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）２部を
ボールミル分散して均一混合液を得た。

【００９９】次に、上記混合液を、リン酸カルシウム
４．５部を微細に分散した純水４００部中に添加し、水
分散液を得た。この水分散液をрН９以上の条件下でロ
ーターステーター型ホモミキサーより高剪断攪拌を行っ
て、上記混合液を水中に微細化して分散させた。この水
分散液を攪拌翼の付いた反応器に入れて、６５°Ｃで４
時間、攪拌下に重合を行った。

【０１００】このようにして得られた重合体を含む分散
液を酸洗浄、水洗浄を充分に行った後、分離、乾燥して
トナー材料を得た。上記トナー材料１００部に、流動化
剤として疎水性シリカ０．３部を外添し、非磁性一成分
トナーを得た。得られた非磁性一成分トナーは、実質的
に球型の粒子であった。このトナーの体積平均粒径（ｄ
ｖ）は６．５μｍであり、体積平均粒径（ｄｖ）と個数
平均粒径（ｄｎ）の比（ｄｖ／ｄｎ）が１．１８であ
り、粒子の絶対最大長を直径とした円の面積（Ｓｃ）を
粒子の実質投影面積（Ｓｒ）で割った値（Ｓｃ／Ｓｒ）
が１．０７であり、かつＢＥＴ法による比表面積（Ａ）
（ｍ² ／ｇ）、個数平均粒径（ｄｎ）（μm ）および真
比重（Ｄ）の積（Ａ×ｄｎ×Ｄ）が５．６で、さらに、
帯電量（Ｑ）（μｃ／ｇ）と比表面積（Ａ）の比（Ｑ／
Ａ）が１２０であった。

【０１０１】また、本実施例では、反転現像で清掃同時
現像を行うために、現像ローラ８の表面電位ＶD が−２
００Ｖとなるように、現像ローラ８と感光ドラム１との
間にバイアス電圧を印加した。また、層厚規制ブレード
９の先端の電位がＶBL＝−２００Ｖと成るようにバイア
ス電圧を印加し、供給ローラ１２の表面電位Ｖｓ＝−５
００Ｖと成るように、バイアス電圧を印加する。本実施
例では、現像同時クリーニングなので、図１に示すクリ
ーニング装置は不要となる。

【０１０２】本実施例に係る画像形成装置において、感
光ドラム１を周速４７．６mm／秒で矢印Ａ方向に回転
し、現像ローラ８を周速１０５mm／秒で矢印Ｂ方向に回
転し、供給ローラ１２を周速９２mm／秒で矢印Ｃ方向と
逆方向に回転し、用紙７に、１０回転写した。現像ロー
ラの周速は、感光ドラムの周速の約２．２倍であった。

【０１０３】感光体カブリについて観察した結果、感光
体カブリに関して定量化した数値は、０．２％であり、
小さいことが確認された。また、印字濃度について観察
した結果、印字濃度の低下は見られなかった。感光体カ
ブリの観察は、感光体ドラム上のカブリの部分のトナー
をメンディングテープで紙に転写し白色度計（日本電色
製）で測定した反射率の値を、メンディングテープだけ
を紙に貼った時の反射率を白色度計で測定した値から引
いた値を比較することで行った。この値が大きいほど感
光体カブリが多い。

【０１０４】また、現像同時クリーニングの効果を確か
めるために、次に示す試験を行った。用紙の先頭付近
に、１インチ幅の黒ベタラインを横方向に１本印字する
印字パターンにおいて定着後の用紙の非画像部の残像部
分（感光体ドラム周期の１周期目の位置）を白色度計で
測定した反射率の値を、印字前の用紙の反射率を白色度
計で測定した値から引いた値を比較した。この比較値が
大きいほど残留トナーが多く、現像同時クリーニングが
良好に行われなかったことを示す。本実施例での現像同
時クリーニングの効果を示す定量化した数値は、０．１
％であり、小さいことが確認された。

【０１０５】また、本実施例に係る現像装置を用いて印
字を行った場合には、トナーを馴染ませるための空運転
をすることなく初期から正常な印字が可能であった。ま
た、いわゆるジッターも生じなかった。実施例２ 図４に示す食い込み量（（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）−Ｌ）が０．１
０mm（食い込み率０．２１％）となるように、感光ドラ
ム１に現像ローラ８を接触させて配置した以外は、前記
実施例１と同様にして、画像形成装置を構成した。

【０１０６】前記実施例１と同様にして、感光体カブリ
および印字濃度を観察したところ、感光体カブリの定量
化した数値は、０．５％であり、感光体カブリが少ない
ことが確認でき、また印字濃度の低下は観察されなかっ
た。また、本実施例での現像同時クリーニングの効果を
示す定量化した数値は、０．１％であり、小さいことが
確認され、現像同時クリーニングが良好に行われたこと
が確認できた。

【０１０７】また、本実施例では、トナーを馴染ませる
ための空運転をすることなく初期から正常な印字が可能
であった。さらに、いわゆるジッターも生じなかった。実施例３ 感光ドラム１を周速４７．６mm／秒で矢印Ａ方向に回転
し、現像ローラ８を周速７１mm／秒で矢印Ｂ方向に回転
し、現像ローラの周速は、感光ドラムの周速の約１．５
倍にした以外は、前記実施例１と同様にして、画像形成
装置を構成した。

【０１０８】前記実施例１と同様にして、感光体カブリ
および印字濃度を観察したところ、感光体カブリの定量
化した数値は、１．１％であり、感光体カブリが少ない
ことが確認でき、また印字濃度の低下は観察されなかっ
た。また、本実施例での現像同時クリーニングの効果を
示す定量化した数値は、０．４％であり、小さいことが
確認され、現像同時クリーニングが良好に行われたこと
が確認できた。

【０１０９】また、本実施例では、トナーを馴染ませる
ための空運転をすることなく初期から正常な印字が可能
であった。さらに、いわゆるジッターも生じなかった。比較例１ 図４に示す食い込み量（（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）−Ｌ）が０．０
３mm（食い込み率０．０６％）となるように、感光ドラ
ム１に現像ローラ８を接触させて配置した以外は、前記
実施例１と同様にして、画像形成装置を構成した。

【０１１０】前記実施例１と同様にして、感光体カブリ
および印字濃度を観察したところ、感光体カブリの定量
化した数値は、３．１％であり、感光体カブリが多く、
また印字濃度の低下も観察された。また、本実施例での
現像同時クリーニングの効果を示す定量化した数値は、
２．１％であり、現像同時クリーニングが良好に行われ
なかった。また、印字開始の初期から感光体カブリおよ
び印字濃度の低下が観察された。

【０１１１】比較例２ 図４に示す食い込み量（（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）−Ｌ）が０．２
５mm（食い込み率０．５２％）となるように、感光ドラ
ム１に現像ローラ８を接触させて配置した以外は、前記
実施例１と同様にして、画像形成装置を構成した。

【０１１２】前記実施例１と同様にして、感光体カブリ
および印字濃度を観察したところ、感光体カブリの定量
化した数値は、５．３％であり、感光体カブリが多く、
また残像も観察された。また、本実施例での現像同時ク
リーニングの効果を示す定量化した数値は、４．６％で
あり、現像同時クリーニングが良好に行われなかった。
また、印字開始の初期から感光体カブリおよび残像が観
察された。

【０１１３】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、現像ローラをゴム弾性体で構成し、感光ドラムと現
像ローラとの軸間距離を所定の範囲にすることで、感光
ドラムと現像ローラとが接触する現像領域が適正なもの
となり、感光体カブリ、印字濃度の低下および残像の発
生を良好に防止することができる。

【０１１４】また、本発明に係る画像形成装置では、感
光ドラムと現像ローラとの軸間距離を所定の範囲にする
ことで、感光ドラムと現像ローラとが接触する現像同時
クリーニング領域が適正なものとなり、感光ドラムの周
囲に別途クリーニング装置を設けることなく、感光体カ
ブリ、印字濃度の低下および残像の発生を良好に防止す
ることができる。

【０１１５】さらに、本発明に係る画像形成装置では、
感光ドラムと現像ローラとの軸間距離を所定の範囲に
し、しかも感光ドラムの周速に対する現像ローラの周速
を二倍以上にすることで、現像同時クリーニングがさら
に良好に行え、感光体カブリ、印字濃度の低下および残
像の発生をさらに有効に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置
の概略図である。

【図２】図２は図１に示す現像ローラの一部破断斜視図
である。

【図３】図３は図２に示す現像ローラの要部拡大断面図
である。

【図４】図４は感光ドラムと現像ローラとの位置関係を
示す概略図である。

【図５】図５（Ａ）は図１に示す層厚規制ブレードと現
像ローラとの位置関係を示す概略図、図５（Ｂ）は撓み
量を説明するための要部概略図である。

【図６】図６は電気抵抗の計測方法を示す概念図であ
る。

【図７】図７（Ａ）〜（Ｃ）は反転現像における現像同
時クリーニングの作用を示す概略図である。

【図８】図８は現像ローラの摩擦係数を測定する方法を
示す概念図である。

【図９】図９は本発明の他の実施形態で用いることがで
きる現像ローラの断面図である。

【図１０】図１０は本発明のさらに他の実施形態で用い
ることができる現像ローラの断面図である。

【図１１】図１１は本発明の他の実施形態で用いること
ができるブレードの概略図である。

【図１２】図１２は本発明のさらに他の実施形態で用い
ることができるブレードの概略図である。

【符号の説明】

１… 感光ドラム ２… クリーニング装置 ３… 帯電装置 ４… 潜像形成装置 ５… 現像装置 ６… 転写装置 ７… 転写紙 ８，８ａ，８ｂ… 現像ローラ ９，９ａ，９ｂ… 層厚規制ブレード １０… トナー １２… 供給ローラ ２０… 導電性シャフト ２２… ゴム弾性体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周に付着されたトナーの一部を、感光
   ドラムの外周面に、潜像に対応した所定のパターンで選
   択的に移動させて現像を行う現像ローラと、 前記現像ローラの外周に付着されたトナーの一部が潜像
   に対応した所定のパターンで選択的に移動することによ
   りトナー像が形成され、このトナー像を転写材に転写す
   る感光ドラムとを有する画像形成装置であって、 前記現像ローラの少なくとも外周面がゴム弾性体で構成
   してあり、 前記感光ドラムの軸心と現像ローラの軸心との軸間距離
   が、感光ドラムの直径と現像ローラの直径との和に対し
   て０．１〜０．５％短くなるように、前記感光ドラムに
   対して現像ローラを押し付けて配置してある画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 感光ドラムの回転方向と現像ローラの回
   転方向とが逆であり、前記感光ドラムの周速に対して、
   現像ローラの周速が２倍以上となるように、前記感光ド
   ラムと現像ローラとが回転制御される請求項１に記載の
   画像形成装置。