JPH11174838A

JPH11174838A - 現像装置

Info

Publication number: JPH11174838A
Application number: JP36258897A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yamamoto; 毅山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-12-12
Filing date: 1997-12-12
Publication date: 1999-07-02

Abstract

(57)【要約】【課題】非磁性トナーを用いた現像により、高品位な
画像を長期間にわたり安定して得ることが可能な現像装
置を提供することである。【解決手段】現像スリーブ１に対しトナー供給ブラシ
４を非接触に配置し、トナーを担持して回転するブラシ
４をトナー流路規制部材５の一端に接触して通過させる
ことにより、トナーを弾き出ししてクラウド流を形成さ
せて放出し、そのトナーを現像スリーブ１とブラシ４の
間に形成した電界により、現像スリーブ１に供給して担
持させる。また現像スリーブ１に対し高離型性の樹脂層
８ｂを表面に設けたトナー剥ぎ取り電極８を非接触に配
置し、現像スリーブ１上の現像残りのトナーを現像スリ
ーブ１と電極８の間に形成した電界により、電極８に転
移して剥ぎ取り、剥ぎ取ったトナーを電界により振動さ
せながら電極８により案内して、撹拌部材９の近くに落
下させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置およ
び静電記録装置等の画像形成装置に用いられる現像装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真法としては、米国特許第
２２９７６９１号明細書、特公昭４２−２３９１０号公
報および特公昭４３−２４７４８号公報等に記載されて
いるように、多数の方法が知られているが、一般には、
光導電物質を利用し種々の手段により感光体上に電気的
潜像を形成し、ついで、トナーを用いて潜像を現像し、
必要に応じて紙等の転写材にトナー像を転写し、その
後、加熱あるいは溶剤蒸気等により定着して、複写物を
得るものである。

【０００３】また、トナーを用いて潜像を現像する方法
も種々知られている。たとえば米国特許第２８７４０６
３号明細書に記載されている磁気ブラシ現像法、液体現
像法等、多数の現像法が知られている。これらの現像法
において、特にトナーとキャリアを主体とする現像剤を
用いる磁気ブラシ現像法は、比較的安定した高品位な画
像が得られる優れた方法であり、広く実用化されている
が、キャリアの劣化およびトナーとキャリアの混合比の
変動という二成分現像剤にまつわる欠点を有し、かつそ
れを解決するための撹拌部材やトナー濃度センサー等を
現像装置に設置することにより、現像装置自体が大がか
りなものになってしまう問題があった。

【０００４】このような欠点を回避するために、トナー
のみからなる一成分現像剤を用いる現像法が各種提案さ
れている。たとえば米国特許第３９０９２５８号明細書
には、電気的に導電性を有する磁性トナーを用いて現像
する方法が提案されている。これは、内部に磁性を有す
る円筒状の導電性スリーブに導電性現像剤を支持し、こ
れを静電潜像に接触させて現像するものである。この
際、現像部においてトナー粒子に記録体表面と現像スリ
ーブ表面の間に導電路が形成され、この導電路を経てス
リーブよりトナー粒子に電荷が導かれ、潜像部との間の
クーロン力によりトナー粒子が潜像部に付着して、潜像
を現像する。

【０００５】この導電性磁性トナーを用いる現像方法
は、従来の二成分現像法にまつわる問題点を回避した優
れた方法であるが、反面、トナーが導電性であるため、
現像した画像を記録体から普通紙等の最終的な支持部材
へ、静電的に転写することが困難であるという欠点を有
している。

【０００６】この問題を解決するために、静電的に転写
することが可能な高抵抗トナーを用いる現像方法とし
て、特開昭５２−９４１４０号公報に、トナー粒子の誘
電分極を利用した現像方法が示されている。しかし、か
かる方法は、本質的に現像速度が遅く、現像画像の濃度
が十分に得られない等の欠点を有しており、実用上困難
であった。

【０００７】高抵抗の磁性トナーを用いるその他の方法
として、トナー粒子相互の摩擦、トナー粒子と現像スリ
ーブとの摩擦等により、トナー粒子を摩擦帯電し、これ
を像担持体に接触して現像する方法が知られている。し
かし、これらの方法は、トナー粒子と摩擦部材との接触
の回数が少なく、摩擦帯電が不十分になりやすい、ある
いは帯電したトナー粒子と下スリとのクーロン力が強い
ときには、トナー粒子が現像スリーブ上で凝集しやすい
等の欠点を有しており、実用上困難な点が多いことが指
摘されている。

【０００８】これに対し、特開昭５４−４３０３８号公
報において、上述の欠点を除去した新規な現像方法が提
案されている。これは、現像スリーブ上にゴムまたは金
属製の弾性ブレードを当接させることにより、現像スリ
ーブ上トナーを摩擦帯電し且つ薄層化し、ついでこれを
磁界の作用下で静電潜像に極めて近接させ、且つ接触さ
せることなく対向して現像するものである。

【０００９】この方法によれば、磁性トナーを極めて薄
く塗布するという構成をとることにより、磁性トナーと
現像スリーブとの接触の機械を増加させ、現像に供する
のに必要な摩擦帯電電荷量をトナーに付与することを可
能としている。しかしながら、磁性トナーはマグネタイ
ト等の磁性体を内添しているために、カラートナーにす
ることが困難であり、また定着温度を高めに設定しなけ
ればならないことから、消費電力を低減することが極め
て難しいという問題を有している。

【００１０】一方、特開昭５８−１１６５５９号で示さ
れるような、磁性トナーを用いない非磁性一成分現像法
が提案され、実用化されている。この方法はカラー画像
を得ることが可能な上、低コストかつ小型の現像装置を
実現することができるため、プリンター等の現像器に数
多く利用されている。

【００１１】図７に、従来の非磁性一成分現像法式を用
いた現像装置を示す。本現像装置は、一成分現像剤の非
磁性トナーを収容した現像容器１３の開口部に、矢印方
向に回転する現像剤担持体としての現像スリーブ１１を
備え、この現像スリーブ１１に対し、現像剤供給部材と
してのトナー供給回収ローラ１４および現像剤規制部材
としての規制ブレード１２が当接されている。

【００１２】規制ブレード１２は、リン青銅等の支持部
材１２ａの現像スリーブ１１と対向する側の面に、ウレ
タンゴム等の弾性部材１２ｂを接着してなっており、現
像スリーブ１１上に担持されてブレード１２に搬送され
たトナーを規制して、現像スリーブ１１上にトナーの薄
層を形成するとともに、トナーに摩擦帯電電荷を付与さ
せる作用を有している。現像スリーブ１１上に薄層に形
成されたトナーは、現像スリーブ１１の回転につれて図
示しない感光ドラムと対向した現像領域に搬送され、感
光ドラム上に形成された静電潜像の現像に供される。

【００１３】トナー供給回収ローラ１４は、ＳＵＳ等の
芯金１４ａの外周面にウレタンフォーム等の弾性部材１
４ｂを被覆してなっており、現像スリーブ１１と当接回
転して摺擦することにより、現像容器１３内に収容され
たトナーを現像スリーブ１１の表面に供給して塗布し担
持させるとともに、現像領域で現像に寄与せずに現像ス
リーブ１１の回転にともない現像容器１３内に戻ってき
た現像残りのトナーを、現像スリーブ１１の表面から掻
き落とす作用を有している。

【００１４】以上のような構成により、非磁性一成分現
像装置は、現像スリーブ１１上に非磁性トナーの薄層を
良好に形成することができ、感光ドラム上の潜像を良好
に現像することが可能となった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
非磁性一成分現像装置は、トナー供給回収ローラ１４を
現像スリーブ１１に当接して摺擦することにより、現像
スリーブ１１上にトナーを塗布していることから、トナ
ー供給回収ローラ１４と現像スリーブ１１との当接部
で、トナーに大きな負荷がかかり、トナーが劣化されや
すいという欠点を有している。

【００１６】さらには、トナー供給回収ローラ１４と規
制ブレード１２の配置位置、並びにローラ１４の回転方
向によっては、しばしば未帯電のトナーを現像スリーブ
１１上に供給してしまうことがあった。未帯電トナーが
現像スリーブ１１上に多くと賦されると、規制部におい
て未帯電トナーに十分に帯電電荷を与えきれず、現像ス
リーブ１１上に形成されたトナー層内でトナーの帯電量
の分布に偏りが生じ、現像画像にカブリ、ムラ等の悪影
響を及ぼすことがある。

【００１７】これを防止するために、規制ブレード１２
の現像スリーブ１１への当接圧を高めてトナーを強く規
制することにより、トナーの帯電量分布の偏りをなくす
ことが検討されているが、ブレード圧を上げると、ブレ
ードニップでの負荷が大きくなり、規制ブレード１２お
よび現像スリーブ１１の表面へのトナー融着が発生する
ことがあった。

【００１８】本発明者らの検討によれば、このようなト
ナー劣化の主たる原因が、現像スリーブ−供給回収ロー
ラ間、および現像スリーブ−規制ブレード間の接触部に
おけるメカニカルな軋轢によるものだけではなく、現像
スリーブ−規制ブレード間および現像スリーブ−規制ブ
レード間でトナーが受け取る摩擦熱の蓄積にもあること
が分かった。

【００１９】すなわち、トナー供給回収ローラ１４が現
像スリーブ１１上の現像残りのトナーを完全に除去でき
ず、現像スリーブ１１上に一部残留したトナーが、現像
スリーブ−供給回収ローラ間、現像スリーブ−規制ブレ
ード間を何度も通過することため、通過時の摩擦熱がト
ナーに蓄積してトナーに劣化が発生することが分かっ
た。

【００２０】これら劣化したトナーが、ブレードニップ
部や現像スリーブ表面に融着し、コーティング不良を発
生させるとともに、現像時のカブリ、飛び散り等の原因
になっていた。また残留トナーを完全に除去できない
と、現像スリーブ上には残留トナーと新たに供給された
トナーが混在することになり、ゴースト等の現像履歴が
発生することはもちろんのこと、残留トナーの帯電量が
徐々に増加して新たなトナーの供給が阻害され、トナー
の塗布量の低下が発生して現像性が低下することもあっ
た。

【００２１】一方、トナー供給回収ローラ１４の現像ス
リーブ１１に対する摺擦が長時間に及ぶと、ローラ１４
自身の摩耗、損傷、トナーの目詰まり等が発生し、ロー
ラ１４としての役割が不十分となり、良好なトナーコー
トができなくなることもあった。

【００２２】このように非磁性トナーを用いた現像装置
は、簡易な構成でありながら良好な現像を行うことが可
能であるが、トナーおよび現像装置の耐久性、安定性が
乏しく、トナーの補給の際に現像装置を丸ごと交換する
カートリッジタイプの現像装置で主に利用されているだ
けで、複写機のようにトナー補給の必要時に随時補給し
ていくタイプの現像装置にはあまり採用されていなかっ
た。

【００２３】上記問題は、近年、主に転写性の向上を目
的として用いられるようになった球形トナー、もしくは
定着温度の低下を目的に実用化が望まれる低融点トナー
を用いると顕著に現れる。特に低軟化点物質からなるコ
ア部とこれを囲むシェル部を有する、重合法により形成
される球形トナーを用いると、非常に顕著に現れる。

【００２４】これは、トナーが球形であることにより、
接触部材との滑り性が高くなるため、供給回収ローラ１
４による十分な回収が困難になり、現像スリーブ上に残
留するトナーが増加するからである。また、重合トナー
は低軟化点物質を内包しているため、負荷に耐えきれず
に破壊されてしまう場合があるからである。

【００２５】このように、これらのトナーは画像形成時
に優れた転写性並びに定着性を持つにかかわらず、使用
が困難となっている。

【００２６】本発明の目的は、非磁性トナーを用いた現
像により、高品位な画像を長期間にわたり安定して得る
ことが可能な現像装置を提供することである。

【００２７】本発明の他の目的は、転写性および定着性
に優れた球形の重合トナーを用いても、高品位な画像を
長期間にわたり安定して得ることが可能な現像装置を提
供することである。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にか
かる現像装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
非磁性一成分現像剤を収容した現像容器と、現像剤を担
持して像担持体と対向した現像部へ搬送する現像剤担持
体と、現像剤担持体に電圧を印加する電源と、現像剤担
持体の回転方向に対し、前記現像部よりも上流側で現像
剤担持体に非接触に配置された現像剤供給手段と、前記
現像部よりも上流側かつ現像剤供給手段よりも下流で、
現像剤担持体に接触配置された現像剤規制手段と、前記
現像部よりも下流側で現像剤担持体に非接触に配置さ
れ、表面が現像剤に対する離型性を有する現像剤剥ぎ取
り部材と、現像剤供給手段および現像剤剥ぎ取り部材の
少なくとも一方に電圧を印加する電源とを有し、前記現
像剤供給手段は現像剤を担持して、その担持した現像剤
をクラウド流を形成して放出し、前記現像剤供給手段と
現像剤担持体との間に形成された電界により、前記放出
されたクラウド流の現像剤を現像剤担持体に供給し、さ
らに、前記現像剤担持体上の、前記現像部での像担持体
上の潜像の現像に寄与しなかった現像剤を、現像剤担持
体と現像剤剥ぎ取り部材との間に形成された電界によ
り、現像剤担持体から非接触に除去することを特徴とす
る現像装置である。

【００２９】本発明によれば、前記現像剤供給手段が、
現像剤担持体に非接触に配置された回転するブラシと、
該ブラシに一端が接触するように配置された現像剤流路
制御部材とからとされる。前記ブラシの回転方向が、現
像剤担持体の回転方向と同方向とされる。前記現像剤剥
ぎ取り部材の表面をフッ素系樹脂で被覆される。前記現
像剤剥ぎ取り部材が、現像剤担持体と対向して非接触に
回転する円筒部材とされる。前記現像剤の形状係数ＳＦ
−１が１００〜１４０、ＳＦ−２が１００〜１２０の範
囲とされる。前記現像剤が、内部に５〜３０重量％の低
軟化物質を含有するとされる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。

【００３１】実施例１図１は、本発明の現像装置の一実施例を示す断面図であ
る。

【００３２】図１に示すように、本実施例の現像装置２
０は、一成分現像剤の非磁性トナーを収容した現像容器
３を有し、現像容器３の感光ドラム１０と対面した開口
部に、矢印方向に回転する現像剤担持体としての現像ス
リーブ１を備え、この現像スリーブ１に対し、トナー供
給ブラシ４、トナー流路制御部材５、トナー規制部材７
およびトナー剥ぎ取り電極８が設置され、さらに、現像
容器３の開口部から見て現像スリーブの奥側にトナー撹
拌部材９が設置されている。

【００３３】トナー供給ブラシ４は、収容した非磁性ト
ナーを現像スリーブ１に供給するためのもので、現像ス
リーブ１の斜め下部に、これと約１００μｍ〜１ｍｍの
距離をあけて配置され、現像スリーブ１の回転方向と同
方向（現像スリーブ１との最近接部で逆方向に移動する
向き）に回転可能に配設されている。ブラシ４の芯金に
はバイアスを印加する電源６が接続されている。

【００３４】本実施例では、トナー供給ブラシ４は、環
境変動によっても電気的特性がほとんど変化しない１０
³ 〜１０⁸ Ωｃｍの体積抵抗率を有する導電性繊維を、
ＳＵＳ等の芯金に巻き付けたファーブラシからなってお
り、導電性繊維の植密度は２万本〜２０万本／インチ
² 、太さ１〜１０デニール／フィラメント、パイル長１
〜１０ｍｍで、繊維材質はナイロンもしくはレーヨンを
用いた。

【００３５】トナー流路規制部材５は、現像スリーブ１
の下方の現像容器３の部分に現像スリーブ１の周面に沿
って設けられており、図２に示すように、その先端は供
給ブラシ４に接触されている。流路規制部材５の少なく
ともブラシ４に接触する部分は、トナーを所望の極性に
摩擦帯電させる部材であることが好ましい。

【００３６】本実施例では、トナー流路規制部材５に厚
さ０．１〜１ｍｍのリン青銅板を用いたが、トナーの種
類によっては、トナーの所望の極性への安定かつ効率的
な帯電を目的としたコート材をリン青銅板上に設けるこ
とがある。

【００３７】トナー規制部材７は、現像スリーブ１上に
塗布されたトナーの層厚を規制するためのもので、トナ
ー流路規制部材５のブラシ４に近い端部の現像スリーブ
７側の面に固定され、現像スリーブ１に弾性的に当接し
ている。本実施例では、トナー規制部材７は、ＪＩＳ硬
度５０゜〜７０゜のウレタン系ゴム、シリコーン系ゴム
等のゴム弾性体を用い、現像スリーブ１に５〜５０ｇ／
ｃｍの線圧で当接している。このゴム弾性体にはトナー
を所望の極性に帯電する効果もあるが、むろん、ナイロ
ン等の帯電付与性の高い樹脂をゴム弾性体にコーティン
グすることもできる。

【００３８】トナー剥ぎ取り電極８は、感光ドラム１０
と対向した現像領域での現像で残留したトナーを現像ス
リーブ１から電気的に剥ぎ取るための電極で、現金属ベ
ース８ａ上にトナーに対する離型性が高い樹脂の層８ｂ
をコーとしてなっている。トナー剥ぎ取り電極８は、現
像容器３内にトナー撹拌部材９寄りの現像スリーブ１の
上部周面に沿って、樹脂層８ｂを現像スリーブ１側にし
て配設され、上端に行くほど現像スリーブ１に近くなる
態様で設けられる。電極８の金属ベース８ａは設置され
ている。

【００３９】トナー剥ぎ取り電極８は、上記のように、
離型性の高い樹脂層８ｂをコートすることにより、電極
８の表面にトナーが付着して、トナーの回収性が低下す
るのを防止できる。本実施例では、樹脂層８ｂにＴＦ
Ｅ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＶｄＦ、ＰＦＶ、ＥＴＦＥ、
ＰＦＡ等のフッ素系樹脂を用いている。

【００４０】本実施例で使用した非磁性トナーは、熱可
塑性樹脂に着色剤を混合、分散し、粉砕化した、重量平
均粒径５μｍ以上のものを用いており、熱可塑性樹脂に
は負の帯電特性を持つポリスチレン、ポリエステル系の
樹脂を使用した。現像法は、イメージ露光−反転現像方
式としており、図示しない帯電手段により感光ドラム１
０の表面を負極性に帯電し、図示しない露光手段により
イメージ露光をして静電潜像を形成し、電源２により現
像スリーブ１に、現像バイアスとして負極性ＤＣ電圧と
ＡＣ電圧を重畳した電圧を印加して、負極性の非磁性ト
ナーを潜像（露光部）に付着（反転現像）する構成であ
る。

【００４１】また、本実施例では、感光ドラム１０には
ＯＰＣ感光体を用い、現像スリーブ１には、ＰＭＭＡと
ジメチルアミノエチルメタクリレートを９：１で混合し
た樹脂をコートしたコートスリーブを用いた。

【００４２】現像容器３内に収容された非磁性トナー
は、撹拌部材９により撹拌されながらトナー供給ブラシ
４に搬送され、ブラシ４のナイロン繊維と接触すること
により負に摩擦帯電される。負に帯電されたトナーは、
供給ブラシ４のナイロン繊維間およびナイロン繊維の表
面に鏡映力等によって付着し、ブラシ４の回転とともに
流路規制部材５方向に搬送される。流路規制部材５まで
搬送されたトナーは、規制部材５と接触して、さらに摩
擦帯電されることにより一層安定して電荷が付与され
る。そして規制部材５を通過した直後に、繊維の弾性力
によりブラシ４の回転方向に弾き出され、図３に示すよ
うに、クラウド状になって矢印方向に飛翔する。

【００４３】このトナー供給ブラシ４と現像スリーブ１
との間には、電源２により現像スリーブ１に印加した現
像バイアスと、電源６によりブラシ４に印加したバイア
スとにより、負に帯電したトナーを現像スリーブ１方向
に引き寄せる電界が形成されている。このため、クラウ
ド状のトナーのうち、負に正常に帯電しているトナーが
現像スリーブ１に電気的に引き寄せられて、現像スリー
ブ１の表面に担持される。

【００４４】電源６によりトナー供給ブラシへ印加する
電圧は、たとえば図４に示すように、電源２による現像
バイアスのＤＣ分を−３５０Ｖに設定した場合、ＤＣ−
７５０Ｖ程度に設定すればよく、この電界により、負帯
電のトナーをブラシ４から現像スリーブ１へと飛翔する
ことができる。

【００４５】また、トナー供給ブラシ４は、上記のトナ
ー流路規制部材５との接触でのブラシ繊維中のトナーが
叩き出されるので、ブラシ繊維間のトナー詰まりも防止
できる。

【００４６】現像スリーブ１上に供給されたトナーは、
鏡映力により現像スリーブ１上に担持され、弾性トナー
規制部材７まで搬送され、この規制部材７により薄層化
およびさらなる摩擦帯電電荷の付与が行われ、均一な帯
電量分布を持った薄く密なトナー層に形成される。

【００４７】このように帯電したトナーを一度クラウド
化し、電界により非接触でトナーを現像スリーブ１上に
供給することにより、トナーへの機械的ストレスを著し
く低減させることができ、また正常に帯電したトナーが
主に現像スリーブ１に供給されるため、これを現像に用
いて高品位で安定した画像を得ることができる。

【００４８】一方、現像に寄与したなかったトナーは、
現像スリーブ１に担持されたまま現像容器３内に戻さ
れ、接地されている電極８と対向する領域まで搬送され
ると、現像スリーブ１に印加されている現像バイアスに
よる電界で、現像スリーブ１から電極８の方向に引き剥
がされ、現像スリーブ１と電極８との間を振動しながら
撹拌部材９の近傍に落下し、現像容器３内に回収され
る。

【００４９】この際、電極８の表面には高離型性の樹脂
層８ｂがコーとされているので、引き剥がされたトナー
が電極８の表面に付着することがなく、現像容器３内に
全て回収される。回収されたトナーは、撹拌部材９によ
り他のトナーと撹拌混合され、トナー供給ブラシ４を経
て現像スリーブ１に供給され、上記の現像行程に再度戻
される。

【００５０】以上のように、本実施例では、現像スリー
ブ１に対し非接触に配置されたトナー供給ブラシ４によ
り、非磁性トナーのクラウド流を形成して、その非磁性
トナーを電界により現像スリーブ１に非接触に供給して
担持させ、また現像スリーブ１上の現像残りのトナー
を、現像スリーブ１に非接触に配置したトナー剥ぎ取り
電極８に電界により転移して剥ぎ取っているので、トナ
ーの現像スリーブへの供給および剥ぎ取りに際し、トナ
ーに機械的なストレスがかかることがなく、また現像ス
リーブ１に帯電したトナーを主に供給して担持させるこ
とができる。また、現像残りのトナーは剥ぎ取り電極８
から回収されて現像容器３内を大きく循環されるので、
トナー規制部材７との摩擦で受けた熱を、その循環の間
に十分に放出することができ、摩擦熱がトナーに蓄積す
ることがない。もちろん、現像スリーブ１上のトナーを
良好に除去することができるので、トナーが現像スリー
ブ１上に付着したまま、トナー規制部材７との当接部を
何度も連続して通過し、大きな摩擦熱がトナーに加わる
というようなことがない。従って、機械的ストレスおよ
び熱によるトナーの劣化を防止することができる。また
現像スリーブ１上には常にリフレッシュされたトナーを
供給できるため、スリーブゴースト等の現像履歴が生じ
ない高品位な画像を得ることができる。

【００５１】実施例２本発明におけるトナー剥ぎ取り手段は、実施例１に示し
た形状のものに限定されるものではなく、現像スリーブ
に対し、たとえば回転可能に設置された円筒状のものを
用いると、現像スリーブとの対向部において電界を集中
させやすくなるので、より確実で安定したトナーの剥ぎ
取りが可能になる。

【００５２】本実施例の現像装置を図５に示す。図５に
おいて、図１に付した符号と同一の符号は同一の部材を
示す。

【００５３】本実施例では、上記の円筒状トナー剥ぎ取
り手段として、図５に示すように、金属製の円筒状電極
１１ａ上に、トナーに対する離型性が高くかつ耐摩耗性
が良好な樹脂の層１１ｂをコーティングしたトナー回収
ローラ１１を用いた。この回収ローラ１１は、現像スリ
ーブ１に約１００μｍ〜１ｍｍの間隔をあけて対向設置
し、図の矢印の方向、すなわち現像スリーブ１の回転方
向と逆方向（現像スリーブ１との最近接部で同方向に移
動する向き）に回転して使用する。

【００５４】樹脂層１１ｂには、実施例１のときと同様
なＴＦＥ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＶｄＦ、ＰＦＶ、ＥＴ
ＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素系樹脂を用いた。また、回収ロ
ーラ１１は接地される。

【００５５】現像に寄与したなかったトナーは、現像ス
リーブ１に担持されたまま現像容器３内に戻され、接地
されている回収ローラ１１と対向する領域まで搬送され
ると、現像スリーブ１に印加されている現像バイアスに
よる電界で、現像スリーブ１から回収ローラ１１方向へ
引き剥がされて、回収ローラ１１に付着する。付着した
トナーは、回収ローラ１１の回転とともに現像容器３内
の奥方へ搬送され、回収ローラ１１に当接したスクレー
パ１２により掻き落とされて、トナー供給ブラシ４上に
落下し回収される。

【００５６】回収されたトナーは、撹拌部材９により他
のトナーと撹拌混合され、トナー供給ブラシ４を経て現
像スリーブ１に供給され、上記の現像行程に再度戻され
る。

【００５７】このように、本実施例では、トナー剥ぎ取
り部材として回転する円筒状ローラ１１を用いることに
より、そのローラ１１のフレッシュな電極面を常に現像
スリーブ１の表面と対向するようにでき、現像スリーブ
１とローラ１１間に常に安定した電界を形成して、飛躍
的に向上した効率で現像スリーブ１上のトナーを剥ぎ取
ることができる。

【００５８】さらに、剥ぎ取りローラ１１に付着したト
ナーは、ローラ１の１回転ごとにスクレーパ１２により
確実に掻き落とされるので、トナーに熱が蓄積すること
がなく、劣化をもたらす影響をトナーにほとんど与える
ことがない。

【００５９】また、トナー剥ぎ取りローラ１１の表面に
は、高い離型性かつ優良な耐摩耗性の樹脂層１１ｂがコ
ートされているので、非常に小粒径なトナーであって
も、確実にローラ１１の表面から掻き落とすことがで
き、またスクレーパ１２の接触によりローラ１１の表面
に傷が付くことがなく、トナーがローラ１１の傷を介し
てスクレーパ１２をすり抜けることによるローラ１１の
剥ぎ取り性能の低下もない。

【００６０】実施例３本発明で使用するトナーは、実施例１で示した粉砕トナ
ーに限るものではなく、たとえば近年、省エネルギー化
を目的に用いられている低融点トナー、すなわち、懸濁
重合法で形成された低軟化点物質を５〜３０重量％を含
み、形状係数ＳＦ−１が１００〜１４０、ＳＦ−２が１
００〜１２０の範囲の球形の非磁性トナーを使用した場
合、より効果的な結果が得られることが分かっている。

【００６１】ここでいう形状係数ＳＦ−１とは、図６に
示すように、球状物質の形状の丸さの割合を示す数値で
あり、球状物質を二次元平面に投影してできる楕円状図
形の最大値ＭＸＬＮＧの二乗を、図形面積ＡＲＥＡで割
って１００π／４を乗じたときの値で表され、この値が
１４０より大きくなると球形から徐々に不定形となる。
一方、ＳＦ−２とは、形状の凹凸の度合いを表すもの
で、楕円状図形の周長ＰＥＲＩの二乗を、図形面積ＡＲ
ＥＡで割って１００π／４を乗じたときの値で表され、
この値が１２０より大きくなるとトナー表面凹凸が激し
くなる。

【００６２】すなわち、つぎの式、ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）² ／ＡＲＥＡ｝×（π／
４）×１００ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）² ／ＡＲＥＡ｝×（π／４）
×１００で定義されているものである。

【００６３】本実施例では、日立製作所製のＦＥ−ＳＥ
Ｍ（Ｓ−８００）を用いて、トナー粒子像を無作為に１
００個サンプリングし、その画像情報をインターフェー
スを介してニコレ社製の画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）
に導入し、解析を行ない、上式から算出した。

【００６４】また、球形トナーの製造の容易化と低融点
化のために、球形トナーにコア／シェル構造を持たせ、
シェル部分を重合により形成し、コアには低軟化点物
質、たとえばパラフィン系のワックスを内包した。コア
／シェル構造の作用は、トナーの優れた定着性を損なう
ことなく耐ブロッキング性を付与できることはいうまで
もなく、コアを有しないようなバルクとしての重合トナ
ーと比較し、シェル部分のみを重合する方が、重合行程
の後処理で残存モノマーの除去が容易に行われるからで
ある。

【００６５】これら重合トナーの硬度は、粉砕トナーに
比べて非常に低いため、従来の非磁性一成分現像装置に
これらの重合トナーを用いると、トナーの劣化の度合い
が大きく、現像不良、ブレード融着等の諸問題がより顕
著に発生していた。従って、これら重合トナーを、実施
例１および実施例２で説明したコート法を適用すれば、
トナーにかかる負荷が極めて低減されるため、従来のト
ナーが劣化が減少し、諸問題が解決される。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれ
ば、現像剤担持体と非接触な現像剤供給手段により、非
磁性トナーのクラウド流を形成して、その非磁性トナー
を電界により現像剤担持体に供給して担持させ、また現
像剤担持体上の現像残りのトナーを、現像剤担持体と非
接触な剥ぎ取り部材都電界により剥ぎ取って除去し、さ
らに剥ぎ取った現像残りのトナーを回収して、現像容器
内を大きく循環するようにしたので、ストレスおよび熱
によるトナーの劣化を防止して、トナーの寿命を大幅に
延ばし、また現像装置の寿命を大幅に延ばすことができ
る。また、現像剤担持体に常にリフレッシュされたトナ
ーを供給できるので、スリーブゴースト等の現像履歴の
ない高品質な画像を得ることができる。さらにまた、球
形の重合トナーを用いることも可能となり、画像の品質
をさらに向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】図１の現像装置における現像剤供給部を示す詳
細図である。

【図３】図２の現像剤供給部における現像剤のクラウド
流を示す説明図である。

【図４】図２の現像剤供給部のトナー供給ブラシに印加
する電圧を示す説明図である。

【図５】本発明の現像装置の他の実施例を示す断面図で
ある。

【図６】本発明で好適に使用することができる球形トナ
ーの形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２を示す説明図である。

【図７】従来の現像装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１現像スリーブ２、６電源３現像容器４トナー供給部ラシ５トナー流路規制部材８トナー剥ぎ取り電極９撹拌部材１０感光ドラム１１トナー剥ぎ取りローラ１２スクレーパ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性一成分現像剤を収容した現像容器
と、現像剤を担持して像担持体と対向した現像部へ搬送
する現像剤担持体と、現像剤担持体に電圧を印加する電
源と、現像剤担持体の回転方向に対し、前記現像部より
も上流側で現像剤担持体に非接触に配置された現像剤供
給手段と、前記現像部よりも上流側かつ現像剤供給手段
よりも下流で、現像剤担持体に接触配置された現像剤規
制手段と、前記現像部よりも下流側で現像剤担持体に非
接触に配置され、表面が現像剤に対する離型性を有する
現像剤剥ぎ取り部材と、現像剤供給手段および現像剤剥
ぎ取り部材の少なくとも一方に電圧を印加する電源とを
有し、前記現像剤供給手段は現像剤を担持して、その担
持した現像剤をクラウド流を形成して放出し、前記現像
剤供給手段と現像剤担持体との間に形成された電界によ
り、前記放出されたクラウド流の現像剤を現像剤担持体
に供給し、さらに、前記現像剤担持体上の、前記現像部
での像担持体上の潜像の現像に寄与しなかった現像剤
を、現像剤担持体と現像剤剥ぎ取り部材との間に形成さ
れた電界により、現像剤担持体から非接触に除去するこ
とを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記現像剤供給手段が、現像剤担持体に
非接触に配置された回転するブラシと、該ブラシに一端
が接触するように配置された現像剤流路制御部材とから
なる請求項１の現像装置。
【請求項３】前記ブラシの回転方向が、現像剤担持体
の回転方向と同方向である請求項２の現像装置。
【請求項４】前記現像剤剥ぎ取り部材の表面をフッ素
系樹脂で被覆した請求項１〜３のいずれかの項に記載の
現像装置。
【請求項５】前記現像剤剥ぎ取り部材が、現像剤担持
体と対向して非接触に回転する円筒部材である請求項１
〜４のいずれかの項に記載の現像装置。
【請求項６】前記現像剤の形状係数ＳＦ−１が１００
〜１４０、ＳＦ−２が１００〜１２０の範囲である請求
項１〜５のいずれかの項に記載の現像装置。
【請求項７】前記現像剤が、内部に５〜３０重量％の
低軟化物質を含有する請求項１〜６のいずれかの項に記
載の現像装置。