JPH0651630A - 現像装置 - Google Patents
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- JPH0651630A JPH0651630A JP5109028A JP10902893A JPH0651630A JP H0651630 A JPH0651630 A JP H0651630A JP 5109028 A JP5109028 A JP 5109028A JP 10902893 A JP10902893 A JP 10902893A JP H0651630 A JPH0651630 A JP H0651630A
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Abstract
の少ない画像を形成する。 【構成】 供給部材26よりも硬度が大きく、且つ所定
の硬度以下のトナー担持体32に対して供給部材26を
圧接配置して、トナー担持体32と同一方向に回転駆動
してトナー7の剥離及び供給を行い、トナー担持体32
に対して板バネ状の規制部材35を押圧してトナー7を
所定の極性に帯電させると共に1〜2層程度に薄層化す
る。 【効果】 ソフトな圧接現像が可能で、高解像で濃度変
動の少ない画像を形成でき、小型で安価な現像装置を提
供することができる。
Description
される記録装置に関するものであり、さらに詳しくは潜
像担持体上に形成した静電潜像をトナーによって顕像化
する現像装置に関し、さらに詳しくはトナー担持体上に
均一なトナー薄層を形成して現像を行う現像装置に関す
る。
88号公報、特開昭47−13089号公報に開示され
るように、発泡部材を裏打ちとして、発泡部材の表面に
柔軟な導電層を設けたトナー担持体によって、トナーを
搬送し現像するものであった。
5−77764号公報に開示されるように、発泡材料を
用いたトナー担持体によって、トナーを搬送し現像する
現像装置が提案されている。
52−125340号公報に開示されるように、ゴム表
面を有するトナー担持体を用いてトナーを搬送し現像
し、現像後のトナー担持体上のトナー層の凹凸を除去す
る調整部材を有する現像装置が提案されている。
3−155575号公報に開示されるように、表面層が
ポリウレタンフォームで形成されている供給部材におい
て、フォームのセル径を30〜200μmとする現像装
置が提案されている。
4−109266号公報に開示されるように、供給部材
の表面に凹凸部を設けると共に、トナー担持体の回動速
度V1 〔mm/sec〕、供給部材の回動速度V2 〔m
m/sec〕、前記トナー担持体と供給部材との回動方
向当接幅a〔mm〕、前記供給部材の回動方向単位長さ
当たりの前記凹凸部の凸部数N〔個/mm〕との間に、 V2≧V1/4 且つ 6≦N*a*(V1+V2)/V1≦40 の関係を持たせた現像装置が提案されている。
47−13088号公報や特開昭47−13089号公
報に開示されるような従来技術では、トナーの自重を用
いてトナー担持体にトナーを供給する構成としているた
め、現像の履歴(直前に印字したパターンによるトナー
層の凹凸)に起因する濃度むらやゴーストを生じたり、
印字しない白パターンが続いた場合にトナー担持体上の
トナー搬送量が徐々に増大して濃度むらや非画像部への
トナー付着(地カブリ)を生じたり、トナー搬送量の変
動に伴いトナー担持体の回転トルク変動や回転むらを発
生し印字ジッタを生じていた。そのため、このような現
像装置では、濃度むらが多く、解像度が低く、ジッタの
多い画像しか得られず、信頼性が低かった。
報に開示されるような従来技術では、発泡材料を用いた
トナー担持体と供給部材との間にバイアス電圧を印加し
てトナー層を形成(プレ現像)するため、トナー担持体
上のトナー層を安定に形成するには有効であったが、バ
イアス電源が余計に必要なだけでなく、現像装置が大型
化していた。
号公報に開示されるような従来技術では、調整部材によ
り現像の履歴に起因する濃度むらやゴーストを低減する
ことができるが、印字しない白パターンが続いた場合に
トナー搬送量が徐々に増大し濃度むらや地カブリを生
じ、印字品質を低下させていた。
公報に開示されるような従来技術では、小粒径トナーを
利用するときに発生し易いフォーム材へのトナーの目詰
まりによる供給部材の硬化や所謂フィルミング現象を抑
止することには有効であったが、トナー担持体表面のト
ナー層に消費履歴が残留して、以後のトナー担持体の回
動周期に対応して前回の消費履歴が残像(ゴースト)と
して出現する欠点を有していた。
公報に開示されるような従来技術では、小粒径トナーを
利用するとき現像回数が少ない段階では比較的良好な画
像が得られるものの、現像を多数回繰り返した後に現像
方向に連続した高濃度のベタ像を現像するとベタ像後端
部の濃度が低下する欠点や、トナー担持体表面のトナー
層に消費履歴が残留して、以後のトナー担持体の回動周
期に対応して前回の消費履歴が残像として出現する欠点
を有していた。
もので、その目的とするところは、柔軟な弾性体を用い
てソフトな圧接現像を安定して行うことができる現像装
置を提供することにある。更に他の目的は、高解像で濃
度変動の少ない現像装置を提供することにある。更に他
の目的は、トナー担持体上のトナー搬送量をトナー残量
や印字履歴によらず一定に保ち、濃度むらの少なく印字
ジッタの少ない現像装置を提供することにある。更に他
の目的は、ベタ像の濃度低下や残像の発生が少ない高品
位な画像を長期間に渡って得ることのできる現像装置を
提供することにある。
像担持体上に形成した潜像を顕像化すべく、該潜像担持
体に対向して配設され、かつ少なくとも供給部材の硬度
よりも大なるトナー担持体と、該トナー担持体にトナー
を供給すべく該トナー担持体と相対的に移動しつつ圧接
する前記供給部材と、前記トナー担持体上に供給された
トナーを薄層化すべく該トナー担持体に摺接する規制部
材と、からなるようにしたものである。
ー担持体上のトナー層を剥離または均一化し、トナー担
持体へトナーを供給するものであって、トナー担持体に
対して所定の接触圧を持つように対向配置され、トナー
担持体と回転方向が同一(供給部材とトナー担持体の対
向部では反対方向に移動)になるように回転駆動する。
このような配置及び駆動を供給部材に対して行うことに
より、現像後にトナー担持体上に残留する不均一なトナ
ー層を供給部材が除電しながら機械的に剥離し、トナー
貯蔵容器から送られてくる新たなトナーと共に再度均一
に摩擦帯電してからトナー担持体へ供給することができ
る。トナー担持体は、規制部材により加圧手段をもって
押圧され、規制部材の押圧力によるトナー担持体の変形
部でトナーを所定の極性に摩擦帯電させると共にトナー
を1〜2層程度に薄層化し、トナー担持体を回動するこ
とによって薄層状態のトナーを直接保持しながら潜像担
持体へ搬送するものである。また、トナー担持体は潜像
担持体に所定の圧力で圧接されており、この圧接部もし
くは圧接部近傍において、潜像担持体の電位コントラス
ト及び潜像担持体とトナー担持体との間(または潜像担
持体と規制部材との間)に印加される現像バイアス印加
手段により現像電界が形成され、現像電界に応じて帯電
したトナーにより潜像が顕像化される。
の模式図であって、潜像担持体1は導電性の支持部2の
上に有機または無機の光導電性材料からなる感光層3を
形成したものである。この感光層3に対して帯電ローラ
ー等の帯電器4を用いて帯電を行った後に、レーザーや
LED等の光源5から出た光を結像光学系6を通して感
光層3に画像に応じて選択的に光照射して電位コントラ
ストを得て所望の静電潜像パターンを形成する。一方、
現像装置31はトナー7を搬送して現像するものであっ
て、トナー7を搬送するトナー担持体32に対して、非
磁性または磁性の金属や樹脂で形成されるブレード状の
規制部材35により押圧して、規制部材35を弾性変形
させトナー担持体32の当接部でトナー7を所定の極性
に帯電させると共にトナー層を1〜2層程度に薄層化
し、トナー担持体32上にトナー7を直接保持し、トナ
ー担持体32を回転させて薄層化した状態でトナー7を
潜像担持体1へ搬送するものである。供給部材26は、
トナー担持体32上のトナー層を剥離または均一化し、
トナー担持体32へトナー7を供給するものであって、
トナー担持体32に対して所定の接触圧を持つように対
向配置され、トナー担持体32と回転方向が同一(供給
部材26とトナー担持体32の接触部では反対方向に移
動)になるように回転駆動される。このような配置及び
駆動を供給部材26に対して行うことにより、現像後に
トナー担持体32上に残留するトナー7の不均一層を供
給部材26が除電しながら機械的に剥離し、トナー貯蔵
容器から送られてくる新たなトナーと共に再度均一に摩
擦帯電させてからトナー担持体32に供給することがで
きる。トナー担持体32は潜像担持体1に所定の圧力で
圧接されており、この圧接部もしくは圧接部近傍におい
て、潜像担持体1の電位コントラスト及び潜像担持体1
とトナー担持体32との間(または潜像担持体1と規制
部材35との間)に印加される現像バイアス印加手段8
により現像電界が形成され、現像電界に応じて帯電した
トナー7により潜像が顕像化される。このようにして、
潜像担持体1の静電潜像パターンを帯電したトナー7に
より顕像化する。さらに、転写ローラー等の転写器9を
用いて記録紙10上にトナー7による像を転写し、熱や
圧力を用いてトナー7を記録紙10に定着し所望の画像
を記録紙10上に形成することができる。
れるシャフト33の外周に数mm程度の膜厚を有するゴ
ムやエラストマー等の連続な弾性体からなるソリッド部
材34を表面粗さがRz(JIS 10点平均表面粗
さ)で数μm程度になるように形成したものである。ト
ナー担持体32を硬度60度(JIS A)以下のソリ
ッド部材で形成することにより、10gf/mm以下の
低い現像圧力でも現像ニップ長を1mm以上取ることが
でき、潜像担持体との安定な圧接状態を維持すると共
に、供給部材や規制部材との摩擦負荷を軽減し、トナー
担持体の回転むらを低減して印字ジッタの少ない画像を
形成することができる。ソリッド部材34については、
本実施例ではウレタンゴムを使用しているが、同様に天
然ゴム、シリコンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレン
ゴム、ネオプレンゴム、EPDM、NBR等のゴムや、
スチロール樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、
ポリエチレン樹脂、メタクリル樹脂等を含むエラストマ
ーを用いることも可能である。さらに、ソリッド部材の
表面に可撓性層25を形成することにより、摩擦負荷を
低減し、トナーの帯電や搬送を安定化することができ
る。さらに、ソリッド部材の表面を熱処理や化学処理を
用いて硬化処理することにより、摩擦負荷を低減し、耐
久性の高いトナー担持体を形成することも可能である。
高解像な印字を実現するために、少なくとも表面が導電
性であることが望ましい。トナー担持体と潜像担持体と
の圧接部で形成される現像ニップ部は約1mm程度であ
り、20PPM程度までの印字スピードを実現するため
には、短い現像時間で現像電流を流すことができる十分
に小さな時定数が必要であり、トナー担持体としては1
09 Ω以下の抵抗を有していることが望ましい。
の金属を用いた肉厚が数百μm程度の薄板バネや、ゴム
やエラストマー等の薄肉樹脂を用いることができる。規
制部材35は、肉厚が薄く変形し易いため、比較的肉厚
の厚い固定板36により挟持固定され、反固定側端部を
自由端として、この自由端先端部近傍でトナー担持体3
2を押圧するものである。規制部材35の当接部につい
ては、先端部近傍をトナー担持体32へ押圧することに
より、数g/mm程度の低い圧力でトナー薄層を形成す
ることが可能で、過大な圧力によるトナー・フィルミン
グの発生を抑制する。また、規制部材35の先端当接部
近傍にトナー流れを矯正するように、折り曲げ部を設け
たり、流れを矯正する部材を付加すると、規制部材35
によりトナー担持体32から剥離されたトナーを安定に
供給部材26に還流することができる。規制部材35に
用いる材料としては、鉄鋼、ステンレス、黄銅、アルミ
等の金属、或いは、シリコン、ウレタン等の樹脂、或い
はこれらの樹脂にカーボンブラック等の導電性微粉末を
分散した導電性樹脂である。さらに、規制部材35の表
面には、例えば金属錯塩系染料や第四級アンモニウム塩
の様な帯電制御剤を塗布して、トナー担持体32上に形
成されるトナー7層の帯電不足や帯電過剰等の摩擦帯電
不良を低減することができる。
シャフト27の外周に所定のセル密度(発泡セル径が数
十〜千μm程度)を有する発泡部材28を形成したもの
である。発泡部材28は、カーボンブラックなどの導電
性顔料や金属錯塩などのイオン導電剤を前記発泡部材に
内添したり、前記導電材料を分散した結着剤に発泡部材
を含浸して形成した、108 Ωcm以下の比抵抗を有す
る導電性のフォームである。さらに、発泡部材28は、
本実施例ではポリウレタンフォームを使用しているが、
同様にポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重
合体、ABS、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩
化ビニル、ポリビニルアルコール、アセチルセルロー
ス、ポリアミド、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリ
ア樹脂、アクリル樹脂、EPDM、シリコン、ポリイミ
ド、クロロプレン、ネオプレン、ブチルゴム、SBRな
どのフォームを使用することもできる。特に発泡部材2
8には、ポリエチレン、ポリウレタン、シリコン、ネオ
プレン等の単泡または連泡の軟質フォームを用いるのが
好適であり、トナーの目詰まり等を防止して耐久性を向
上させるためには単泡のフォームを用いるのが望まし
い。発泡部材28の表層部におけるセル密度を1〜20
個/mmとするのは、発泡部材28の表層部にトナー7
を保持しながらトナー担持体32表面へトナー7を供給
するのに好適であるからであり、トナー7の粒径や流動
性の変化に影響されずにトナー担持体32表面へトナー
を効率良く供給することができる。しかし、セル密度が
1個/mm未満あるいは20個/mmを越える発泡部材
では表層部にトナーを十分に保持することが事実上困難
であり、供給部材の回動によってトナーが発泡部材の表
層部からすり抜けたり脱落してしまい、トナー担持体に
対するトナーの供給不良が生じて、トナー担持体表面の
トナー層に搬送むらや搬送量不足が生じる。発泡部材2
8のセル密度は、レーザー顕微鏡(レーザー・テック
製)を用いて前記発泡部材の表層部を拡大した領域で、
表面層の起伏をレーザー走査で求めた変位曲線と拡大画
像から、発泡によるセル形成領域と未発泡の固形領域に
分離して、任意の直線上に存在する単位長さ当たりのセ
ル数を算出することによって求められる。さらに、供給
部材26をトナー担持体32に対して2〜20gf/m
mの接触圧で回動可能に配設するのは、現像後にトナー
担持体32表面に消費履歴として残留するトナーの不均
一層を剥離すると同時に新たなトナー層を付着形成する
のに好適であるからであり、トナー担持体表面と供給部
材の表層部に狭圧されて摩擦帯電したトナーをトナー担
持体表面に保持させることによってトナー層を付着形成
する。しかし、供給部材をトナー担持体に対して2gf
/mm未満の接触圧で配設した場合は、現像後に残留す
るトナーの不均一層を剥離できずに、以後の現像周期に
トナーの消費履歴が残像として出現する欠点を有す。ま
た、20gf/mm以上の接触圧で配設した場合は、現
像装置の駆動トルクの増加や供給部材とトナー担持体と
の間で挟圧されるトナーが凝集を起こして画像品質の低
下を招く。したがって、導電性と所定のセル密度とを有
する発泡部材で構成される供給部材をトナー担持体に対
して所定の接触圧で配設することで、現像方向に連続し
た高濃度のベタ像を現像してもベタ像後端部の濃度が低
下することなく、残像のない高品位な画像を長期間に渡
って再現性良く得ることができる。さらに、供給部材2
6を構成する発泡部材24の圧縮永久歪を30%以下、
さらに好ましくは20%以下とすることによって、トナ
ー担持体32に対する供給部材26の接触圧が変動する
ことを防止して、トナー担持体32へのトナー7の供給
及び剥離を安定的に行うことができる。発泡部材24の
圧縮永久歪が30%を越える供給部材では、トナー担持
体32あるいは帯電補助部材44に接触する供給部材2
6を配設した現像装置31を長時間静置させた場合、前
記供給部材26がトナー担持体32あるいは帯電補助部
材44との接触部において永久変形を生じる。供給部材
26の前記接触部が所定量以上の永久変形を生じた場
合、現像装置31の駆動直後は、前記供給部材26の永
久変形部がトナー担持体32に対して必要量の接触圧を
与えられないので、現像後にトナー担持体32表面に消
費履歴として残留するトナーの剥離不良と同時に新たな
トナー層の供給不良を生じ、これらが画像形成時にベタ
像の濃度低下や残像となって出現する。しかし、供給部
材26を構成する発泡部材24の圧縮永久歪が30%以
下では、前記供給部材の永久変形量も少ないのでトナー
担持体32に対してトナーの剥離及び供給を十分に行
い、ベタ像の濃度低下あるいは残像のない高品位な画像
を得ることができる。
材35のうち少なくとも2つに現像バイアス電圧を印加
することにより、これらの部材とトナー7との摩擦帯電
により発生する逆極性の電荷を電源等に逃がすことがで
き、不要な電荷の蓄積による濃度変動を防止し、安定な
現像状態を維持することができる。但し、トナー7の付
着による固定層の発生を防止するためには、現像バイア
ス電圧を絶縁性の部材以外に印加するのが好ましい。
機の感光性材料が使用可能である。図中の矢印は、各部
材の回転方向を示し、潜像担持体とトナー担持体との周
速比は、1:1から1:5の範囲が好ましいが、本発明
はこれらの図及び数値に限定されるものではない。ま
た、本発明の現像装置は、圧接現像に用いるのが好まし
いが、接触現像や非接触現像でトナーの薄層形成を必要
とする現像装置に用いても良い。
でも良いが、磁性トナーを使用する場合には供給部材2
6を磁石で形成するとトナー供給量を安定させることが
できる。また、トナー7は、レジン系、ワックス系の何
れのトナーも使用可能であり、コロイダルシリカ等の外
添剤を含んでいても構わなく、現像剤の構成は一成分に
限定されないが、一成分系トナーを用いる場合は、体積
平均粒子径が3〜15μmの範囲が好ましい。
あって、金属や樹脂で形成されるシャフト23の外周に
数十〜千μm程度の発泡セルを有する発泡部材24を形
成し、さらにその外周に数十〜数百μm程度の膜厚を有
する可撓性層25を形成したものである。トナー担持体
22をゴム硬度(JIS A)40度以下になるように
発泡部材24及び表面の伸縮性が小さい薄層の可撓性層
25で形成することにより、供給部材26を構成する発
泡部材との摩擦負荷も小さくすることができる。同様
に、5gf/mm以下の低い現像圧力でも、現像ニップ
長を1mm以上取ることができ、ソフトな圧接現像を安
定して行うことができる。発泡部材24については、本
実施例ではポリウレタンフォームを使用しているが、前
述した供給部材26を形成する発泡部材28と同様に他
のフォームを使用することもできる。特に、ポリエチレ
ン、ポリウレタン、シリコン、ネオプレン等の軟質フォ
ームは発泡材料24として好適であり、中でもポリウレ
タンフォームは、成形性に優れ、親水性も高いことから
表面に導電層や磁界発生層等の可撓性層を形成するのに
適している。可撓性層25は、単層でも多層でも良く、
導電性の可撓性層を用いると現像電極効果により高解像
な印字が可能であり、強磁性の可撓性層を用いると磁性
トナーの磁気力による搬送が可能であり、耐摩耗性の可
撓性層を用いると表面を保護して耐久性を向上すること
が可能であり、帯電性の可撓性層を用いるとトナーを急
速に所定の帯電量に帯電させてトナーの帯電性を向上さ
せることが可能である。可撓性層25については、本実
施例ではポリウレタンからなる主バインダーにカーボン
ブラックを分散した導電性の熱収縮層で形成したが、同
様に主バインダーとして、フッ素樹脂、ポリエチレン、
ポリイミド、ポリエステル、ポリスチレン、ポリプロピ
レン、ポリブタジェン、アクリル樹脂、PVA、シリコ
ーン、ポリアミド等で形成することができ、さらに導電
材として、グラファイト、金属粉、金属錯塩、金属酸化
物等を使用することができ、さらに強磁性材として、マ
グネタイト、フェライト、γヘマタイト、鉄、ニッケ
ル、コバルト、鉄・ニッケル合金、鉄・コバルト合金、
ニッケル・コバルト合金等を使用することができ、さら
に耐摩耗性材として、グラファイト、二硫化モリブデ
ン、窒化ほう素等を使用することができ、さらに帯電材
として、金属錯塩、第四級アンモニウム塩等を使用する
ことができる。
摺擦するように配設した帯電補助部材の模式図である。
帯電補助部材は、トナー7の摩擦帯電極性とは摩擦帯電
列上で逆の極性に位置する材料で形成し、供給部材26
にトナー7を介して接触するように配設し、供給部材2
6上に保持したトナー7を予め所望の極性に摩擦帯電さ
せることで、トナー担持体32上にトナー層を形成する
ことを容易にする。図3の(a)は、供給部材に配設し
たゴム板あるいはエラストマー板あるいは樹脂薄板ある
いは金属薄板から成る可撓性ブレード状の帯電補助部材
45を示している。(b)は、供給部材に配設した樹脂
板あるいは金属板あるいはセラミック板から成る剛性ブ
レード状の帯電補助部材46を示している。(c)は、
供給部材に配設した固定あるいは回転可能に支持される
ゴム弾性ローラあるいはエラストマー弾性ローラあるい
は樹脂剛性ローラあるいは金属剛性ローラあるいはセラ
ミック剛性ローラ状の帯電補助部材47を示している。
(d)は、ゴム板あるいはエラストマー板あるいは樹脂
薄板あるいは金属薄板の先端をL字状に曲げを施し、供
給部材に先端部近傍を圧接するよう配設した弾性ブレー
ド状の帯電補助部材48を示している。帯電補助部材の
供給部材26に対する接触圧としては、0.5〜10g
f/mm程度が望ましい。帯電補助部材に用いる材料と
しては、少なくとも供給部材26との接触部の表面がト
ナー7とは摩擦帯電列上で逆の極性に位置する材料で、
例えばトナー7の摩擦帯電極性が正の場合は、フッ素樹
脂、ポリエチレン、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、ポリイ
ミド、ポリエステル、ポリスチレン、ポリプロピレン、
ポリブタジェン、SBR等の有機材料、Cr錯塩、Zn
錯塩、Fe錯塩、Al錯塩等の金属錯塩系染料を単独あ
るいは混合して使用することができ、摩擦帯電極性が負
の場合はナイロン、メラミン樹脂、アクリル樹脂、PV
A、ポリウレタン、シリコーン等の有機材料、第四級ア
ンモニウム塩やニグロシン系染料を単独あるいは混合し
て使用することができる。また、Ti、Sn、Fe、C
u、Cr、Ni、Zn、Mg、Al等の金属材料、Ti
O2、SnO2、Fe2O3、Fe3O4、CuO、Cr
2O3、NiO、ZnO、MgO、Al2O3等の無機材料
は、トナー7の摩擦帯電極性が正の場合でも負の場合で
も単独あるいは混合して使用することができる。もちろ
ん、前記有機材料、金属材料、無機材料等は、トナー7
の摩擦帯電極性に適するようにそれぞれ組み合わせて使
用しても構わない。帯電補助部材に用いる材料の摩擦帯
電列は、電気的にシールドされた空間内で任意に選択さ
れた2種類の材料を接触帯電させた時に生じる表面電位
の極性をそれぞれ表面電位計により測定して、前記材料
の正極および負極の関係を序列化することで求められ
る。トナー7を正極性に帯電させて用いる場合、帯電補
助部材はトナー7に対して大きく負極性側に離れて位置
する材料を選択することが好ましく、トナー7を負極性
に帯電させて用いる場合、帯電補助部材はトナー7に対
して大きく正極性側に離れて位置する材料を選択するこ
とが好ましい。また、前記帯電補助部材は導電性を有し
ても良く、供給部材26と同電位に配設することも可能
であり、あるいは電位差を設けることも可能である。
通る水平線51に対して、供給部材26は、トナー担持
体32の中心と供給部材26の中心とを結ぶ線52が角
度αを成すように下方に配置され、規制部材35は、ト
ナー担持体32の中心と規制部材35の接触部とを結ぶ
線が角度βを成すように上方に配置される。供給部材2
6は、現像後にトナー担持体32上に残留するトナー7
の不均一層を供給部材26が除電しながら機械的に剥離
し、トナー貯蔵容器から送られてくる新たなトナーと共
に再度均一に摩擦帯電させてからトナー担持体32に供
給するものである。供給部材26により供給されるトナ
ー7により、トナー担持体32と供給部材26とで形成
される楔状部分の上方では矢印54に示されるようなト
ナーの渦状流れを生じ、この渦状流れはトナー供給部材
26上のトナー量等の影響で非定常流れになり易い。そ
こで、規制部材35とトナー担持体32との接触位置
は、供給部材26に対して、トナーの非定常流れの影響
を受けにくい配置とすることが望ましい。また、規制部
材35により、トナー担持体32上のトナー量は、規制
部材35を通過する前後で数分の一から数百分の一程度
の範囲で薄層化される。規制部材35で規制されるトナ
ーの影響で、規制部材35の先端部近傍でも矢印55に
示されるようなトナーの渦状流れを生じるが、規制部材
35と供給部材26との位置関係を、トナー担持体32
の中心角で45゜〜90゜とすることにより、規制され
たトナーを供給部材26上に還流し、安定な供給、規制
状態を維持することができる。さらに、上記の配置にす
ることにより、矢印54及び矢印55で示される2つの
トナーの渦状流れの相互の影響を低減することができ、
トナーの流れを配慮した構成によって安定してトナーの
薄層化を行うことができる。
おいて、角度α及びβをパラメーターとして、トナーの
供給特性及びトナーの薄層規制特性を示したものであ
る。以下、図5を用いて説明する。尚、図5のマップ
は、トナー担持体32の外径が20mm、供給部材26
の外径が12.5mm、トナー担持体32と供給部材2
6との中心間距離が16mmの事例である。
心と供給部材26の中心とを結ぶ線52の成す角度αに
ついて、α≦0°の領域aでは、トナー担持体32と供
給部材26との接触部付近に楔状態のトナー溜まりを発
生し、印字枚数を重ねる毎にトナー供給量が低下して印
字画像に濃度低下を起こしてしまう。α≧45゜の領域
cでは、供給部材26上に十分なトナーを保持すること
ができず供給部材26上のトナー量の減少に伴って印字
画像に濃度低下を起こしてしまう。0゜≦α≦45゜の
領域cでは、供給部材26上にトナーを保持して十分な
トナー供給を行い、かつ、トナー担持体32と供給部材
26との接触部に楔状態のトナー溜まりを発生しない。
従って、αは、0゜〜45゜程度が望ましく、更に望ま
しくは30゜前後である。
2の中心を通る水平線51と規制部材35の接触部とを
結ぶ線の成す角度βについて、β≦0゜の領域dでは、
規制部材35の先端部近傍にトナー溜まりが存在するた
め、トナーの貯蔵量によっては規制部材35の先端部に
過大な圧力を発生し、トナーが搬送されなくなったり、
トナー担持体32等の部材に損傷を与えたり、或いは、
規制部材35の先端部近傍にトナー溜まりが存在するた
め、規制部材35の先端部にトナーの固着層を発生し易
く、このトナー固着層によりトナー層厚むらやトナーの
存在しない部分を生じ、印字画像に濃度むらを発生して
しまう。β≧105゜の領域fでは、規制部材35の先
端部近傍でトナーが還流されずにトナー溜まりを発生
し、規制部材35の先端部にトナーの固着層を発生し易
く、或いは、規制部材35の先端部に過大な圧力を発生
して十分なトナー薄層化が行えず、低帯電トナーや逆極
性帯電トナーによる非画像部へのトナー付着(地カブ
リ)を起こしてしい、或いは、印字枚数を重ねる毎にト
ナー帯電量が低下して、現像トナー量が増大してしま
う。0゜≦β≦105゜の領域eでは、規制部材35の
先端部にトナー溜まりが発生しにくく、規制部材35に
より規制されたトナーを供給部材26に還流し、安定な
トナー循環とトナー薄層形成を行うことができる。従っ
て、βは、0゜〜105゜程度が望ましく、更に望まし
くは45゜前後である。
との接触位置からトナー担持体32と規制部材35との
接触位置に至るまでのトナー担持体32の回転中心に対
する中心角度α+βについて、α+β≦45゜の領域g
では、供給部材26により発生するトナーの渦状流れに
より、トナー層厚むらや規制部材35へのトナーの固着
を発生し、印字を重ねる毎に濃度むらが増大してしま
う。α+β≧90゜の領域hでは、トナーの薄層化はほ
ぼ安定して行えるものの、規制部材35により規制され
たトナーを供給部材26上に還流することが困難でトナ
ー溜まりを発生しかねないため、安定な印字画像濃度を
保つためには、他の部材を追加配置してトナーの循環を
安定化させる必要がある。45゜≦α+β≦90゜の領
域iでは、他の部材の追加の必要もなく、トナー担持体
32に安定してトナーを供給し、規制部材35により安
定してトナーを1〜2層程度に薄層化し、規制されたト
ナーを供給部材26上に還流して、安定なトナー循環を
行うと共に、濃度むらの少ない画像を継続して形成する
ことができる。従って、α+βは、45゜〜90゜程度
が望ましく、更に望ましくは70゜前後である。
部61に示される領域において、トナー担持体へのトナ
ー供給を安定に行い、トナー供給を終えたトナー担持体
上のトナーの薄層化規制を安定に行い、現像装置内部で
のトナーの循環を安定して行うことができる。従って、
長期間に渡って濃度変動が少なく、高解像の画像を形成
することができる。
をd個/mm、トナー担持体32の周速度をV1 mm/
sec、前記供給部材26の周速度V2 mm/sec、
該両者の接触圧fgf/mmしたとき、前記トナー担持
体32と前記供給部材26の配設条件が、 10≦d*f*(V1+V2)/V1≦200 の関係を満たすようにしたことで、現像後にトナー担持
体32表面に消費履歴として残留するトナー7の不均一
層を除電しながら機械的に剥離し、さらにトナー貯蔵容
器から送られてくる新たなトナーと共に再度均一に摩擦
帯電させてからトナー担持体32へ供給することで、ト
ナー担持体表面に均質なトナー層を付着形成することが
できる。特に、現像を多数回繰り返した後にトナー収容
部に残留している流動性及び摩擦帯電性の劣ったトナー
を効率よくトナー担持体表面に層形成するには、供給部
材の表層部におけるセル密度dと前記供給部材とトナー
担持体との接触圧fの関係が重要である。すなわち、周
速度V2 で回動する供給部材が周速度V1 で回動するト
ナー担持体に対してトナーを供給する能力は、d*(V
1+V2)/V1 で表すことができるが、前記トナー担持
体表面に新たなトナーを保持させて層形成する能力は、
さらに接触圧fを乗じてd*f*(V1+V2)/V1 と
して表すことができる。接触圧fは、トナー担持体表面
に残留するトナーの剥離効率と、トナーを摩擦帯電させ
ることによるトナー担持体へのトナー層の付着形成効率
とに寄与している。流動性及び摩擦帯電性の劣ったトナ
ーを用いてトナー担持体表面に均質なトナー層を長期間
に渡って付着形成し続けるには、前述したトナーの剥離
及び層形成効率を適正化して現像装置を構成する必要が
あり、筆者らの研究から、d*f*(V1+V2)/V1
<10の条件では、トナーの劣化に伴ってトナー担持体
表面へのトナー層の付着形成が不完全な状態になり、さ
らに現像後にトナーの消費履歴として残留するトナーの
不均一層を剥離できず、画像形成時においてベタ像後端
部に濃度低下や残像を生じることが判明した。また、d
*f*(V1+V2)/V1 >200の条件では、現像装
置が駆動トルク増加や回転速度変動を起こすので画像に
ジッタの発生が著しく、トナーの凝集や供給部材の劣化
も生じる。さらに現像を繰り返した場合には、粗大凝集
粉が原因による黒点状の地汚れと像の白抜けを生じるこ
とが判明した。したがって、関係式 10≦d*f*(V1+V2)/V1≦200 を満たすようにすることで、現像方向に連続した高濃度
のベタ像を現像してもベタ像後端部の濃度が低下するこ
となく、残像のない高品位な画像を長期間に渡って再現
性良く得ることができる。
装置の模式図であって、トナー7を搬送するトナー担持
体12に対して、非磁性または磁性の金属や樹脂で形成
されるブレード状または円筒状の規制部材15をバネや
ゴム等の弾性体を用いた加圧手段16により押圧して、
規制部材15を弾性変形させトナー担持体12の当接部
でトナー7を所定の極性に帯電させると共にトナー層を
1〜2層程度に薄層化するものである。トナー担持体1
2は、ゴム硬度(JIS A)が40度以下の発泡部材
で少なくとも表面を形成され、剛性体を当接すると容易
に変形可能である。同様に、トナー担持体12の硬度を
40度(JIS A)以下の発泡部材で形成することに
より、5gf/mm以下の低い現像圧力でも、現像ニッ
プ長を1mm以上取ることができ、ソフトな圧接現像を
安定して行うことができる。また、トナー担持体12
は、金属や樹脂で形成されるシャフト13の外周に数十
〜千μm程度の発泡セルを有する発泡部材14を形成し
たものである。発泡部材14については、本実施例では
ポリウレタンフォームを使用しているが、前述した供給
部材26を形成する発泡部材28と同様に他のフォーム
を使用することもできる。また、供給部材17は、金属
や樹脂で形成されるシャフト18の外周に金属や樹脂や
硬質ゴムで形成される円筒状ソリッド部材19を表面が
数十μm程度の表面粗さを持つように形成したものであ
る。
担持体の抵抗測定法を示す図であって、トナー担持体4
1の両端のシャフトにそれぞれ500gfの荷重をかけ
て、トナー担持体41を導電板42に押圧した状態で、
トナー担持体41のシャフトと導電板42との間に抵抗
計43を接続し抵抗を測定する。このような測定法によ
れば、トナー担持体と潜像担持体とのニップでの抵抗を
推定することができ、従って、ベタ黒印字での現像電流
である数μA程度の現像電流を流すためには、109 Ω
以下の抵抗を有するトナー担持体が望ましい。但し、こ
れ以上の抵抗を有する高抵抗または絶縁性のトナー担持
体においても、トナー担持体の除電機構を付加すること
により、印字を継続することができるので、抵抗はこれ
に限定されない。
ナー担持体と供給部材と規制部材とを用いて図1に示さ
れるような現像装置及び画像形成装置を構成し、体積平
均粒子径が9μmの一成分非磁性トナーを用い、現像バ
イアス電圧をトナー担持体及び供給部材及び規制部材に
印加して画像形成を行った。
りに形成し、この外周表面を研磨した後、外周表層のみ
に熱または光により硬化処理を施して、表面粗さがRz
で5μm、ゴム硬度(JIS A)が50度、外径20
mm、ゴム肉厚が6mm、図7の抵抗測定法による抵抗
が107 Ωとしたトナー担持体を用いた。
約200μm)の連泡のポリウレタンフォームをステン
レス製のシャフトの周りに形成し、ゴム硬度(JIS
A)が30度、外径12.5mm、フォーム肉厚が3.
25mmとした供給部材を用い、トナー担持体と供給部
材との間の中心間距離を16mmにしてトナー担持体に
圧接した。
状に曲げを施し、先端部近傍をトナー担持体に5gf/
mmで圧接した。
度300DPIのグレースケール画像及びライン画像及
びソリッド画像及び文字画像を含む印字パターンを50
00枚にわたり連続形成したところ、300DPIのド
ット画像及びライン画像が画像太りすることなく安定し
て形成され、面積階調性に優れた高解像な画像を形成す
ることができた。また、地カブリの無い鮮明な文字画像
を形成し、OD値1.4以上で濃度むらが無く高濃度な
ソリッド画像を安定して形成することができた。さら
に、トナー担持体等の駆動トルクの増大や回転速度変動
は観測されず、画像のジッタ及び地カブリの少ない画像
を連続形成できた。さらにまた、トナー担持体や供給部
材や規制部材にトナーの固着や融着状態等は観測され
ず、トナーのダメージも観測されなかった。
テンレス製のシャフトの周りに形成し、この外周表面を
研磨した後、外周表層のみに熱または光により硬化処理
を施して、表面粗さがRzで5μm、ゴム硬度(JIS
A)が70度、外径20mm、ゴム肉厚が6mm、抵
抗が107 Ωのトナー担持体を用い、ここに発泡材のセ
ル密度dが5個/mm(発泡セル径が平均で約200μ
m)の連泡のポリウレタンフォームをステンレス製のシ
ャフトの周りに形成し、ゴム硬度(JIS A)が30
度、外径12.5mm、フォーム肉厚が3.25mmと
した供給部材を圧接させ、さらにステンレス製の肉厚
0.1mmの板バネ材の先端をL字状に曲げを施した規
制部材を5gf/mmで圧接させた現像装置を用いて、
同一条件で画像形成を行ったところ、トナー担持体上に
は安定にトナー薄層が形成された。しかし、潜像担持体
とトナー担持体とのソフトな圧接状態は得られず、画像
の左右で濃度むらを発生し、画像のカスレやソリッド画
像部の白抜けの多い画像しか形成することができなかっ
た。また、印字試験終了後、潜像担持体やトナー担持体
の表面に多数の傷が発生していた。
ス製のシャフトの周りに形成し、この外周表面を研磨し
た後、外周表層のみに熱または光により硬化処理を施し
て、表面粗さがRzで5μm、ゴム硬度(JIS A)
が50度、外径20mm、ゴム肉厚が6mm、抵抗が1
07 Ωのトナー担持体を用い、ここにアルミ製の円筒に
サンドブラスト加工を施して、表面粗さがRzで20μ
m、外径12.5mmとした供給部材を圧接させ、さら
にステンレス製の肉厚3mmの板材の先端に面取りを施
した規制部材を5gf/mmで圧接させた現像装置を用
いて、同一条件で画像形成を行ったところ、トナー担持
体や供給部材の駆動トルクが極端に増大し、回転速度変
動も発生してしまい、横筋状のシャープな濃度むらであ
る画像ジッタが目視でも観察され、画像のカスレやソリ
ッド画像部の白抜けの多い画像しか形成することができ
なかった。また、印字試験後、トナー担持体表面に多数
の傷が発生していた。
で、トナー担持体として導電化したウレタンゴムをステ
ンレス製のシャフトの周りに形成し、この外周表面を研
磨した後、外周表層のみに熱または光により硬化処理を
施して、表面粗さがRzで5μm、ゴム硬度(JIS
A)が50度、外径20mm、ゴム肉厚が6mm、図7
の抵抗測定法による抵抗が107 Ωとしたトナー担持体
を用い、供給部材として、発泡材のセル密度dが5個/
mm(発泡セル径が平均で約200μm)の連泡のポリ
ウレタンフォームをステンレス製のシャフトの周りに形
成し、ゴム硬度(JIS A)が30度、外径12.5
mm、フォーム肉厚が3.25mmとした供給部材を用
い、トナー担持体と供給部材との間の中心間距離を16
mmにしてトナー担持体に圧接し、さらに規制部材とし
てウレタンゴム製の肉厚1.5mmの可撓性を有する板
材を金属板に接着固定した規制部材を用い、この先端部
近傍をトナー担持体に5gf/mmで圧接して画像形成
を行ったところ、300DPIのドット画像及びライン
画像が画像太りすることなく安定して形成され、面積階
調性に優れた高解像な画像を形成することができた。ま
た、地カブリの無い鮮明な文字画像を形成し、OD値
1.4以上で濃度むらが無く高濃度なソリッド画像を安
定して形成することができた。さらに、トナー担持体等
の駆動トルクの増大や回転速度変動は観測されず、画像
のジッタ及び地カブリの少ない画像を連続形成できた。
さらにまた、トナー担持体や供給部材や規制部材にトナ
ーの固着や融着状態等は観測されず、トナーのダメージ
も観測されなかった。
で、トナー担持体として導電化したシリコンゴムをステ
ンレス製のシャフトの周りに形成し、この外周表面を研
磨した後、熱アニールを行い可塑剤やシリコンオリゴマ
ーを飛ばして、表面粗さがRzで9μm、ゴム硬度(J
IS A)が45度、外径20mm、ゴム肉厚が6m
m、図7の抵抗測定法による抵抗が104 Ωとしたトナ
ー担持体を用い、供給部材として、発泡材のセル密度d
が5個/mm(発泡セル径が平均で約200μm)の連
泡のポリウレタンフォームをステンレス製のシャフトの
周りに形成し、ゴム硬度(JIS A)が30度、外径
12.5mm、フォーム肉厚が3.25mmとした供給
部材を用い、トナー担持体と供給部材との間の中心間距
離を16mmにしてトナー担持体に圧接し、さらに規制
部材としてウレタンゴム製の肉厚1.5mmの可撓性を
有する板材を金属板に接着固定した規制部材を用い、こ
の先端部近傍をトナー担持体に5gf/mmで圧接して
画像形成を行ったところ、300DPIのドット画像及
びライン画像が画像太りすることなく安定して形成さ
れ、面積階調性に優れた高解像な画像を形成することが
できた。また、地カブリの無い鮮明な文字画像を形成
し、OD値1.4以上で濃度むらが無く高濃度なソリッ
ド画像を安定して形成することができた。さらに、トナ
ー担持体等の駆動トルクの増大や回転速度変動は観測さ
れず、画像のジッタ及び地カブリの少ない画像を連続形
成できた。さらにまた、トナー担持体や供給部材や規制
部材にトナーの固着や融着状態等は観測されず、トナー
のダメージも観測されなかった。さらにまた、トナー担
持体は、表面が10〜20μm摩耗していたが、画像へ
の影響は見られなかった。
で、トナー担持体として導電化したウレタンゴムをステ
ンレス製のシャフトの周りに一体成形し、この外周に金
属微粉末を主成分とする導電性ウレタン塗料を肉厚約2
0μmで塗工して、表面粗さがRzで5μm、ゴム硬度
(JIS A)が50度、外径20mm、ゴム肉厚が6
mm、図7の抵抗測定法による抵抗が107 Ωとしたト
ナー担持体を用い、供給部材として発泡材のセル密度d
が5個/mm(発泡セル径が平均で約200μm)の連
泡のシリコンフォームをステンレス製のシャフトの周り
に形成し、ゴム硬度(JISA)が28度、外径12.
5mm、フォーム肉厚が3.25mmとした供給部材を
用い、トナー担持体と供給部材との間の中心間距離を1
6mmにしてトナー担持体に圧接し、さらに規制部材と
してステンレス製の肉厚0.1mmの板バネ材の先端を
L字状に曲げを施した規制部材を用い、この先端部近傍
をトナー担持体に5gf/mmで圧接して画像形成を行
ったところ、300DPIのドット画像及びライン画像
が画像太りすることなく安定して形成され、面積階調性
に優れた高解像な画像を形成することができた。また、
地カブリの無い鮮明な文字画像を形成し、OD値1.4
以上で濃度むらが無く高濃度なソリッド画像を安定して
形成することができた。さらに、トナー担持体等の駆動
トルクの増大や回転速度変動は観測されず、画像のジッ
タ及び地カブリの少ない画像を連続形成できた。さらに
また、トナー担持体や供給部材や規制部材にトナーの固
着や融着状態等は観測されず、トナーのダメージも観測
されなかった。
で、トナー担持体として導電化したウレタンゴムをステ
ンレス製のシャフトの周りに一体成形し、この外周に導
電性粉末としてのカーボンブラック及び磁性粉末として
のバリウムフェライトを分散した磁性塗料を肉厚約50
μmで塗布し、40μmの磁化反転ピッチで微小ピッチ
着磁し、ゴム硬度(JIS A)が50度、外径20m
m、ゴム肉厚が6mm、図7の抵抗測定法による抵抗が
107 Ωとしたトナー担持体を用い、供給部材として発
泡材のセル密度dが5個/mm(発泡セル径が平均で約
200μm)の連泡のEPDMフォームをステンレス製
のシャフトの周りに形成し、ゴム硬度(JIS A)が
33度、外径12.2mm、フォーム肉厚が3.1mm
とした供給部材を用い、トナー担持体と供給部材との間
の中心間距離を16mmにしてトナー担持体に圧接し、
さらに規制部材としてステンレス製の肉厚0.1mmの
板バネ材の先端をL字状に曲げを施した規制部材を用
い、この先端部近傍をトナー担持体に5gf/mmで圧
接して画像形成を行ったところ、300DPIのドット
画像及びライン画像が画像太りすることなく安定して形
成され、面積階調性に優れた高解像な画像を形成するこ
とができた。また、地カブリの無い鮮明な文字画像を形
成し、OD値1.4以上で濃度むらが無く高濃度なソリ
ッド画像を安定して形成することができた。さらに、ト
ナー担持体等の駆動トルクの増大や回転速度変動は観測
されず、画像のジッタ及び地カブリの少ない画像を連続
形成できた。さらにまた、トナー担持体や供給部材や規
制部材にトナーの固着や融着状態等は観測されず、トナ
ーのダメージも観測されなかった。さらにまた、供給部
材をトナー担持体に対して小さい周速比で回転させて
も、十分なトナー供給を継続することができ、規制部材
の圧接力を弱めても、安定してトナーの薄層化を継続す
ることができた。
ナー担持体と供給部材と規制部材とを用いて図2に示さ
れるような現像装置及び画像形成装置を構成し、体積平
均粒子径が9μmの一成分非磁性トナーを用い、現像バ
イアス電圧をトナー担持体及び供給部材に印加して画像
形成を行った。
ウレタンフォームをステンレス製のシャフトの周りに形
成し、この外周に熱収縮性を有する導電性ウレタンチュ
ーブを用いた肉厚約100μmの可撓性層を熱及び接着
剤により被覆し、ゴム硬度(JIS A)が35度、外
径20mm、フォーム肉厚が6mm、図7の抵抗測定法
による抵抗が106 Ωとしたトナー担持体を用いた。
約200μm)の連泡のポリウレタンフォームをステン
レス製のシャフトの周りに形成し、ゴム硬度(JIS
A)が30度、外径12.5mm、フォーム肉厚が3.
25mmとした供給部材を用い、トナー担持体と供給部
材との間の中心間距離を16mmにしてトナー担持体に
圧接した。
し、先端部をトナー担持体に5gf/mmで圧接した。
度300DPIのグレースケール画像及びライン画像及
びソリッド画像及び文字画像を含む印字パターンを50
00枚にわたり連続形成したところ、300DPIのド
ット画像及びライン画像が画像太りすることなく安定し
て形成され、面積階調性に優れた高解像な画像を形成す
ることができた。また、地カブリの無い鮮明な文字画像
を形成し、OD値1.4以上で濃度むらが無く高濃度な
ソリッド画像を安定して形成することができた。さら
に、トナー担持体等の駆動トルクは幾分増加したが、回
転速度変動は観測されず、画像のジッタ及び地カブリの
少ない画像を連続形成できた。さらにまた、トナー担持
体や供給部材や規制部材にトナーの固着や融着状態等は
観測されず、トナーのダメージも観測されなかった。
mの単泡の導電化したポリウレタンフォームをステンレ
ス製のシャフトの周りに形成し、この外周に熱収縮性を
有する導電性ウレタンチューブを用いた肉厚約100μ
mの可撓性層を熱及び接着剤により被覆し、ゴム硬度
(JIS A)が65度、外径20mm、フォーム肉厚
が6mm、抵抗が105 Ωのトナー担持体を用い、ここ
にアルミ製の円筒にサンドブラスト加工を施して、表面
粗さがRzで20μm、外径12.5mmとした供給部
材を圧接させ、さらにステンレス製の肉厚0.1mmの
板バネ材の先端をL字状に曲げを施し、先端部近傍をト
ナー担持体に5gf/mmで圧接させた現像装置を用い
て、同一条件で画像形成を行ったところ、トナー担持体
や供給部材の駆動トルクが極端に増大し、回転速度変動
も発生してしまい、横筋状のシャープな濃度むらである
画像ジッタが目視でも観察され、画像のカスレやソリッ
ド画像部の白抜けの多い画像しか形成することができな
かった。また、規制部材が振動して、トナー担持体上に
トナーの搬送むらを生じ、これに起因する画像の濃度む
らが発生した。
泡の導電化したポリウレタンフォームをステンレス製の
シャフトの周りに形成し、この外周に熱収縮性を有する
導電性ウレタンチューブを用いた肉厚約100μmの可
撓性層を熱及び接着剤により被覆し、ゴム硬度(JIS
A)が35度、外径20mm、フォーム肉厚が6m
m、抵抗が106 Ωのトナー担持体を用い、ここに発泡
材のセル密度dが5個/mm(発泡セル径が平均で約2
00μm)の連泡のポリウレタンフォームをステンレス
製のシャフトの周りに形成し、ゴム硬度(JIS A)
が30度、外径12.5mm、フォーム肉厚が3.25
mmとした供給部材を圧接させ、さらにステンレス製の
肉厚0.1mmの板バネ材の先端をL字状に曲げを施し
た規制部材を5gf/mmで圧接させた現像装置を用い
て、同一条件で画像形成を行ったところ、初期的には、
300DPIのドット画像及びライン画像を形成し、O
D値1.4以上の高濃度なソリッド画像を形成すること
ができた。しかし、トナー担持体上のトナー薄層化が十
分でなく、印字を重ねる毎に地カブリが増加した。ま
た、一旦、画像形成装置を停止した後、次の画像形成装
置起動時に、トナー担持体の駆動トルクが増大し、現像
装置の振動が発生した。これは、規制部材の先端がトナ
ー担持体に食い込んだため発生したものと考えられ、印
字試験後に規制部材を観察したところ、規制部材の固定
端近傍に僅かな折れ目を生じていた。
で、トナー担持体として発泡セル径が平均で約20μm
の単泡の導電化したポリウレタンフォームをステンレス
製のシャフトの周りに形成し、この外周に熱収縮性を有
する導電性ウレタンチューブを用いた肉厚約100μm
の可撓性層を熱及び接着剤により被覆し、ゴム硬度(J
IS A)が35度、外径20mm、フォーム肉厚が6
mm、図7の抵抗測定法による抵抗が106 Ωとしたト
ナー担持体を用い、供給部材として発泡材のセル密度d
が5個/mm(発泡セル径が平均で約200μm)の連
泡のポリウレタンフォームをステンレス製のシャフトの
周りに形成し、ゴム硬度(JIS A)が30度、外径
12.5mm、フォーム肉厚が3.25mmとした供給
部材を用い、トナー担持体と供給部材との間の中心間距
離を16mmにしてトナー担持体に圧接し、さらに規制
部材としてポリウレタン樹脂を射出成形して、先端に曲
面を有する肉厚4mmの板状に成形した規制部材を用
い、この先端部をトナー担持体に5gf/mmで圧接し
て画像形成を行ったところ、300DPIのドット画像
及びライン画像が画像太りすることなく安定して形成さ
れ、面積階調性に優れた高解像な画像を形成することが
できた。また、地カブリの無い鮮明な文字画像を形成
し、OD値1.4以上で濃度むらが無く高濃度なソリッ
ド画像を安定して形成することができた。さらに、トナ
ー担持体等の駆動トルクは幾分増加したが、回転速度変
動は観測されず、画像のジッタ及び地カブリの少ない画
像を連続形成できた。さらにまた、トナー担持体や供給
部材や規制部材にトナーの固着や融着状態等は観測され
ず、トナーのダメージも観測されなかった。
で、トナー担持体として表面にソリッド表層部を有し、
発泡セル径が中心部で約200μmの連泡の導電化した
シリコンゴムフォームをステンレス製のシャフトの周り
に形成し、シリコンゴムフォームの外周に導電性粉末と
してのカーボンブラック及び磁性粉末としてのバリウム
フェライトを分散した磁性塗料を肉厚約50μmで塗布
し、40μmの磁化反転ピッチで微小ピッチ着磁し、ゴ
ム硬度(JIS A)が35度、外径20mm、フォー
ム肉厚が6mm、図7の抵抗測定法による抵抗が103
Ωとしたトナー担持体を用い、供給部材として発泡材の
セル密度dが5個/mm(発泡セル径が平均で約200
μm)の連泡のポリウレタンフォームをステンレス製の
シャフトの周りに形成し、ゴム硬度(JIS A)が3
0度、外径12.2mm、フォーム肉厚が3.1mmと
した供給部材を用い、トナー担持体と供給部材との間の
中心間距離を16mmにしてトナー担持体に圧接し、さ
らに規制部材としてポリウレタン樹脂を射出成形して、
先端に曲面を有する肉厚4mmの板状に成形した規制部
材を用い、この先端部をトナー担持体に5gf/mmで
圧接して画像形成を行ったところ、300DPIのドッ
ト画像及びライン画像が画像太りすることなく安定して
形成され、面積階調性に優れた高解像な画像を形成する
ことができた。また、地カブリの無い鮮明な文字画像を
形成し、OD値1.4以上で濃度むらが無く高濃度なソ
リッド画像を安定して形成することができた。さらに、
トナー担持体等の駆動トルクの増大や回転速度変動は観
測されず、画像のジッタ及び地カブリの少ない画像を連
続形成できた。さらにまた、トナー担持体や供給部材や
規制部材にトナーの固着や融着状態等は観測されず、ト
ナーのダメージも観測されなかった。さらにまた、供給
部材をトナー担持体に対して小さい周速比で回転させて
も、十分なトナー供給を継続することができた。
ナー担持体と供給部材と規制部材とを用いて図1に示さ
れるような現像装置及び画像形成装置を構成し、体積平
均粒子径が9μmの一成分非磁性トナーを用い、現像バ
イアス電圧をトナー担持体及び供給部材及び規制部材に
印加し、トナー担持体を周速度V1 =32mm/se
c、供給部材を周速度V2 =32mm/secで回動す
るように設定して画像形成を行った。
りに形成し、この外周表面を研磨した後、外周表層のみ
にカップリング剤により硬化処理を施して、表面粗さが
Rzで5μm、ゴム硬度(JIS A)が53度、外径
20mm、ゴム肉厚が6mm、図7の抵抗測定法による
抵抗が107 Ωとしたトナー担持体を用いた。
電性EPDMフォームをステンレス製のシャフトの周り
に形成し、外径12.5mm、フォーム肉厚が3.25
mmとした供給部材を用い、トナー担持体に対する供給
部材の接触圧fを以下に示す条件に設定してトナー担持
体に圧接した。
f=5gf/mm 条件B:セル密度d=0.5個/mm、接触圧f=1g
f/mm 規制部材 ステンレス製の肉厚0.1mmの板バネ材の先端をL字
状に曲げを施し、先端部近傍をトナー担持体に5gf/
mmで圧接した。
度300DPIのグレースケール画像及びライン画像及
びソリッド画像及び文字画像を含む印字パターンを50
00枚にわたり連続形成した。図9は、前述の構成で作
成した現像装置及び画像形成装置を用いて現像方向に連
続したベタ黒像を形成したときのトナー担持体回動周期
と画像濃度との関係である。条件Aは、本発明の代表的
実施例であり、条件Bは本発明の比較例である。
した場合、ベタ黒像はトナー担持体回動周期に依存せず
に高い画像濃度(O.D≧1.4)が均一な状態で得ら
れており、5000枚の連続印字後においてもベタ黒像
の濃度低下や残像(ゴースト)等の画像欠陥は認められ
なかった。さらに、トナー担持体等の駆動トルクの増大
や回転速度変動は観測されず、画像のジッタ及び地カブ
リの少ない画像を連続形成できた。さらにまた、トナー
担持体や供給部材や規制部材にトナーの固着や融着状態
等は観測されず、トナーのダメージも観測されなかっ
た。
を構成した場合、ベタ黒像はトナー担持体回動周期1周
目の先端部で高い画像濃度(O.D≧1.4)を得た
が、トナー担持体回動周期2周目以降の後端部では画像
濃度が低下(O.D≦1.2)して同時に残像も生じ
た。さらに、5000枚の連続印字後においては、ベタ
黒像のトナー担持体回動周期2周目以降の後端部は画像
濃度が大きく低下して、残像の程度も初期の状態よりも
悪化していた。
ナー担持体回動周期1周目の先端部に比較して2周期目
以降の後端部で低下するのは、トナー担持体表面に層形
成しているトナー担持体回動周期1周目のトナーが、規
制部材やトナー担持体との幾度かの摩擦帯電によって鏡
像力による十分な付着力を発現するので稠密で比較的厚
いトナー層を形成し易いのに対し、トナー担持体回動周
期2周目以降のトナーは供給部材のトナー供給能力とト
ナー層形成能力に依存して、トナーの供給及び摩擦帯電
が不十分であるときは疎らで比較的薄いトナー層を形成
する。前記傾向は、トナーの流動性あるいは摩擦帯電性
が低下したときに顕著になる現象であり、条件Bの50
00枚連続印字後におけるベタ黒像が、トナー担持体回
動周期2周目以降の後端部で著しい画像濃度の低下を引
き起こしているのは前記理由による。しかし、条件Aの
様に所定のセル密度を有する発泡部材で構成された供給
部材をトナー担持体に対して所定の接触圧で当接するよ
うに配設した場合、トナー担持体表面に層形成するトナ
ー担持体回動周期1周目のトナーは、供給部材によって
掻き取り除去されて新たなトナーと入れ替わることによ
って、稠密で且つ厚い層として形成され難くなる。さら
に、トナー担持体回動周期2周目以降のトナーも供給部
材による適当な接触圧で効率よく摩擦帯電されてトナー
担持体表面に対して十分な付着力を発現するので、トナ
ー担持体回動周期1周目と2周目以降のトナー層は共に
均質な状態でトナー担持体上に層形成することができ
る。したがって、条件Aの発泡部材を用いて現像装置を
構成した場合、ベタ黒像はトナー担持体回動周期に依存
せずに5000枚程度の連続印字後においても高い画像
濃度が均一な状態で得られる。
トナー担持体と供給部材と規制部材と帯電補助部材を用
いて図1に示されるような現像装置及び画像形成装置を
構成し、体積平均粒子径が9μmの一成分非磁性トナー
を用い、現像バイアス電圧をトナー担持体及び供給部材
及び規制部材に印加して、供給部材と帯電補助部材を同
電位とし、さらにトナー担持体を周速度V1 =32mm
/sec、供給部材を周速度V2 =32mm/secで
回動するように設定して画像形成を行った。
りに形成し、この外周表面を研磨した後、外周表層のみ
に架橋剤により硬化処理を施して、表面粗さがRzで5
μm、ゴム硬度(JIS A)が55度、外径20m
m、ゴム肉厚が6mm、図7の抵抗測定法による抵抗が
107 Ωとしたトナー担持体を用いた。
個/mm)7種の連泡の導電性ポリウレタンフォームを
ステンレス製のシャフトの周りに形成し、外径12.5
mm、フォーム肉厚が3.25mmとした供給部材を用
い、トナー担持体に対する供給部材の接触圧fを1〜3
5gf/mmの範囲で変化させてトナー担持体に圧接し
た。
状に曲げを施し、先端部近傍をトナー担持体に5gf/
mmで圧接した。
状に曲げを施し、先端部近傍を供給部材に1gf/mm
で圧接した。帯電補助部材を構成するステンレスは、本
実施例に使用するトナーの摩擦帯電極性に対して摩擦帯
電列上で正極性に位置し、トナーを容易に負極性に帯電
させることを確認した。
度300DPIのグレースケール画像及びライン画像及
びソリッド画像及び文字画像を含む印字パターンを50
00枚にわたり連続形成した。図9は、供給部材を構成
する発泡部材のセル密度dと供給部材のトナー担持体に
対する接触圧fとのパラメータとして配設した現像装置
において、現像方向に連続したベタ像を形成したとき、
ベタ像後端部に濃度低下を生じなく、且つ現像装置が回
転速度の変動を起こさずに、ベタ像を良好に現像するこ
とが可能である実用的な配設条件を表す図である。領域
aは、供給部材の表層部におけるセル密度が1〜20個
/mmの範囲を示しており、領域dはトナー担持体に対
する供給部材の接触圧が2〜20gf/mmの範囲を示
している。ベタ黒像の後端部について十分な画像濃度
(O.D≧1.3)が得られたのは、領域aと領域dの
交差する領域gであり、この領域では残像の発生も僅か
であった。さらに、領域g内のセル密度が2〜12個/
mmの供給部材を接触圧4〜15gf/mmで配設した
領域では、さらに高い画像濃度(O.D≧1.4)が得
られ、残像の発生も認められなく極めて良好な結果を得
た。領域bまたは領域cにおいてベタ像後端部に濃度低
下を生じるのは、表層部のセル密度が1個/mm未満、
または20個/mmを越える供給部材を配設した現像装
置であり、前記現像装置では供給部材がトナー担持体に
対して実質的にトナーを供給できずに、トナーの搬送量
不足を生じた。また、領域eにおいてベタ像後端部に濃
度低下を生じるのは、供給部材のトナー担持体に対する
接触圧が2gf/mm未満の配設条件の現像装置であ
り、前記現像装置ではトナー担持体に十分な量のトナー
が供給されているにもかかわらず、トナー担持体上でト
ナー層の形成が均一に行われておらず、トナーの搬送に
むらを生じていた。さらに、領域fがベタ像を良好に現
像できる実用域から除かれるのは、供給部材のトナー担
持体に対する接触圧が20gf/mmを越える配設条件
の現像装置であり、前記現像装置では供給部材とトナー
担持体と間に生じる摩擦抵抗が現像装置の駆動トルクを
増して、現像装置駆動用モータの許容負荷限界を越えて
動作を不安定にしたり画像にジッタを生じ易くしてい
た。従って、領域gを表す供給部材の配設条件で現像装
置を構成することによって、非画像部に地カブリが生じ
ることもなく、さらに文字現像性および線画像現像性お
よび面積階調性に優れた画像を再現性良く得ることがで
きた。さらに、トナー担持体等の駆動トルクの増大や回
転速度変動は観測されず、画像のジッタ及び地カブリの
少ない画像を連続形成できた。さらにまた、トナー担持
体や供給部材や規制部材にトナーの固着や融着状態等は
観測されず、トナーの凝集現象や供給部材の摩耗や破損
も生じなかった。
トナー担持体と供給部材と規制部材と帯電補助部材を用
いて図1に示されるような現像装置及び画像形成装置を
構成し、体積平均粒子径が9μmの一成分非磁性トナー
を用い、現像バイアス電圧をトナー担持体及び供給部材
及び規制部材に印加し、供給部材と帯電補助部材を同電
位とし、さらにトナー担持体を周速度V1 =32mm/
sec、供給部材を周速度V2 =32mm/secで回
動するように設定して画像形成を行った。
りに形成し、この外周表面を研磨した後、外周表層のみ
に架橋剤により硬化処理を施して、表面粗さがRzで5
μm、ゴム硬度(JIS A)が55度、外径20m
m、ゴム肉厚が6mm、図7の抵抗測定法による抵抗が
107 Ωとしたトナー担持体を用いた。
/mm)4種の連泡の導電性ポリウレタンフォームをス
テンレス製のシャフトの周りに形成し、外径12.5m
m、フォーム肉厚が3.25mmとした供給部材を用
い、トナー担持体に対する供給部材の接触圧fを2〜1
5gf/mmの範囲で変化させてトナー担持体に圧接し
た。
状に曲げを施し、先端部近傍をトナー担持体に5gf/
mmで圧接した。
状に曲げを施し、先端部近傍を供給部材に1gf/mm
で圧接した。帯電補助部材を構成するステンレスは、本
実施例に使用するトナーの摩擦帯電極性に対して摩擦帯
電列上で正極性に位置し、トナーを容易に負極性に帯電
させることを確認した。
て、解像度300DPIのグレースケール画像及びライ
ン画像及びソリッド画像及び文字画像を含む印字パター
ンを連続形成した結果であり、上記現像装置を高温高湿
(35℃、65%RH)環境下に7日間放置した後に生
じる画像欠陥の有無を○×判定したものである。判定法
としては、現像方向に連続したベタ像を連続5枚印字し
て、良好なベタ像が得られるものを○、現像剤供給部材
の回動周期で横筋(白抜け等)が生じて数枚の連続印字
で消失するものを△、数枚の連続印字では横筋が消失し
ないものを×とした。
リが生じることもなく、さらに文字現像性および線画像
現像性および面積階調性に優れた画像を再現性良く得る
ことができた。さらに、トナー担持体等の駆動トルクの
増大や回転速度変動は観測されず、画像のジッタ及び地
カブリの少ない画像を連続形成できた。さらにまた、ト
ナー担持体や供給部材や規制部材にトナーの固着や融着
状態等は観測されず、トナーの凝集現象や供給部材の摩
耗や破損も生じなかった。
持体と供給部材と規制部材とを用いて図1に示されるよ
うな現像装置及び画像形成装置を構成し、図4に示され
る角度α=30゜、β=45゜となるように配置し、体
積平均粒子径が9μmの一成分非磁性トナーを用いて画
像形成を行った。
度300DPIのグレースケール画像及びライン画像及
びソリッド画像及び文字画像を含む印字パターンを50
00枚にわたり連続形成したところ、300DPIのド
ット画像及びライン画像が画像太りすることなく安定し
て形成され、面積階調性に優れた高解像な画像を形成す
ることができた。また、地カブリの無い鮮明な文字画像
を形成し、OD値1.4以上で濃度むらが無く高濃度な
ソリッド画像を安定して形成することができた。さら
に、トナー担持体等の駆動トルクの増大や回転速度変動
も観測されず、画像のジッタ及び地カブリの少ない画像
を連続形成できた。さらにまた、トナー担持体や供給部
材や規制部材にトナーの固着や融着状態等は観測され
ず、トナーのダメージも観測されなかった。但し、現像
バイアス電圧については、トナー担持体と供給部材と規
制部材のうち、少なくとも2つに印加することにより、
正常な画像形成が行われることを確認した。しかし、供
給部材のみに印加した場合や規制部材のみに印加した場
合は、トナー搬送量が変動し濃度むらの多い画像しか得
られなかった。
について、α=30゜、β=120゜となるように配置
させた現像装置を用いて、解像度300DPIのグレー
スケール画像及びライン画像及びソリッド画像及び文字
画像を含む印字パターンを5000枚にわたり連続形成
したところ、初期的にはトナーの薄層化が行われ、30
0DPIのドット画像及びライン画像が画像太りするこ
となく安定して形成され、面積階調性に優れた高解像な
画像を形成することができた。しかし、数十枚印字後
は、トナー担持体上のトナー搬送量が不安定になり、印
字に濃度むらや地カブリを発生した。また、濃度むら
は、印字枚数を重ねる毎に増大し、1000枚印字以降
は、時々印字物に白い縦帯状のヌケを発生していた。5
000枚印字後、規制部材の先端部には容易に剥離でき
ないトナー層が固着していた。但し、現像バイアス電圧
は、トナー担持体と供給部材と規制部材に印加した。
持体と供給部材と規制部材とを用いて図1に示されるよ
うな現像装置及び画像形成装置を構成し、図4に示され
る角度α=30゜、β=45゜となるように配置し、体
積平均粒子径が9μmの一成分非磁性トナーを用いて画
像形成を行った。
度300DPIのグレースケール画像及びライン画像及
びソリッド画像及び文字画像を含む印字パターンを50
00枚にわたり連続形成したところ、300DPIのド
ット画像及びライン画像が画像太りすることなく安定し
て形成され、面積階調性に優れた高解像な画像を形成す
ることができた。また、地カブリの無い鮮明な文字画像
を形成し、OD値1.4以上で濃度むらが無く高濃度な
ソリッド画像を安定して形成することができた。さら
に、トナー担持体等の駆動トルクの増大や回転速度変動
も観測されず、画像のジッタ及び地カブリの少ない画像
を連続形成できた。さらにまた、トナー担持体や供給部
材や規制部材にトナーの固着や融着状態等は観測され
ず、トナーのダメージも観測されなかった。但し、現像
バイアス電圧については、トナー担持体と供給部材と規
制部材のうち、少なくとも2つに印加することにより、
正常な画像形成が行われることを確認した。しかし、供
給部材のみに印加した場合や規制部材のみに印加した場
合は、トナー搬送量が変動し濃度むらの多い画像しか得
られなかった。
について、α=45゜、β=0゜となるように配置させ
た現像装置を用いて、解像度300DPIのグレースケ
ール画像及びライン画像及びソリッド画像及び文字画像
を含む印字パターンを50枚にわたり連続形成したとこ
ろ、初期の数枚ではトナーの薄層化が行われ、300D
PIのドット画像及びライン画像が画像太りすることな
く安定して形成され、面積階調性に優れた高解像な画像
を形成することができた。しかし、数枚印字後は、トナ
ー担持体上のトナー搬送量が増大するとともに、搬送む
らを生じ、印字に濃度むらや地カブリを発生した。但
し、現像バイアス電圧は、トナー担持体と供給部材と規
制部材に印加した。
トナー担持体と供給部材と規制部材とを用いて図1に示
されるような現像装置及び画像形成装置を構成し、体積
平均粒子径が9μmの一成分非磁性トナーを用い、現像
バイアス電圧をトナー担持体及び供給部材及び規制部材
に印加し、またトナー担持体を周速度V1 =32mm/
sec、供給部材を周速度V2 =32mm/secで回
動するように設定して画像形成を行った。
りに形成し、この外周表面を研磨した後、外周表層のみ
に熱または光により硬化処理を施して、表面粗さがRz
で5μm、ゴム硬度(JIS A)が50度、外径20
mm、ゴム肉厚が6mm、図7の抵抗測定法による抵抗
が107 Ωとしたトナー担持体を用いた。
個/mm)7種の連泡の導電性ポリウレタンフォームを
ステンレス製のシャフトの周りに形成し、外径12.5
mm、フォーム肉厚が3.25mmとした供給部材を用
い、トナー担持体に対する供給部材の接触圧fを1〜3
5gf/mmの範囲で変化させてトナー担持体に圧接し
た。
状に曲げを施し、先端部近傍をトナー担持体に5gf/
mmで圧接した。
00DPIのグレースケール画像及びライン画像及びソ
リッド画像及び文字画像を含む印字パターンを5000
枚にわたり連続形成した。図10は、表層部のセル密度
が異なる発泡部材で構成した供給部材のトナー担持体に
対する接触圧と前記現像装置による出力画像との関係を
示している。(a)はベタ黒像の後端部における濃度の
低下現象を表す図であり、供給部材の接触圧fとベタ黒
像の後端部における画像濃度(O.D)との関係を示し
ている。(b)は、トナー担持体上のトナーの消費履歴
が以後のトナー担持体回動周期に対応して出現する残像
の程度を表す図であり、供給部材の接触圧fとトナー担
持体上のトナー消費部と未消費部に対応するベタ黒像の
濃度(O.D)差の関係として示している。トナー担持
体上のトナー消費部と未消費部の差は、次回のトナー担
持体回動周期にベタ像を現像した際に、トナー未消費部
に対応する領域では高い画像濃度が得られるが、トナー
消費部に対応する領域ではトナー剤が十分に供給されな
い場合に画像濃度の低下を引き起こし、この差が画像濃
度の差すなわち残像となって出現する。ここでは、残像
の程度を表す方法として、トナー消費部と未消費部に対
応して次回の現像ローラ回動周期に出現するベタ黒像の
濃度差を求めた結果を示した。
まとめたものである。評価基準として、「○」で示され
るのは、黒ベタ像の画像濃度が1.3以上で且つ残像を
表す画像濃度差が0.2未満を満たす条件である。
「△」で示されるのは、黒ベタ像の画像濃度が1.3以
上で且つ残像を表す画像濃度差が0.2〜0.3、また
は黒ベタ像の画像濃度が1.2〜1.3で且つ残像を表
す画像濃度差が0.2未満、または黒ベタ像の画像濃度
が1.2〜1.3で且つ残像を表す画像濃度差が0.2
〜0.3を満たす条件である。「×」で示されるのは、
黒ベタ像の画像濃度が1.2未満、または残像を表す画
像濃度差が0.3未満の条件である。また、「−」で示
されるのは、現像装置の駆動負荷が大きいために本実施
例で使用した画像形成装置において画像形成ができなか
った条件である。
300DPIのドット画像及びライン画像が画像太りす
ることなく安定して形成され、面積階調性に優れた高解
像な画像を形成することができた。また、地カブリの無
い鮮明な文字画像を形成し、OD値1.3以上で濃度む
らが無く高濃度なソリッド画像を安定して形成すること
ができた。また、上記の条件下では非画像部に地カブリ
が生じることもなく、さらに文字現像性および線画像現
像性および面積階調性に優れた画像を再現性良く得るこ
とができた。さらに、トナー担持体等の駆動トルクの増
大や回転速度変動は観測されず、画像のジッタ及び地カ
ブリの少ない画像を連続形成できた。さらにまた、トナ
ー担持体や供給部材や規制部材にトナーの固着や融着状
態等は観測されず、トナーの凝集現象や供給部材の摩耗
や破損も生じなかった。
もとで、トナー担持体を周速度V1 =32mm/se
c、供給部材を周速度V2 =6.4mm/secで回動
するように設定して画像形成を行った。表3は、前記条
件にて得られた結果を一覧表にまとめたものである。出
力画像の評価基準は、実施例14と同様である。
300DPIのドット画像及びライン画像が画像太りす
ることなく安定して形成され、面積階調性に優れた高解
像な画像を形成することができた。また、地カブリの無
い鮮明な文字画像を形成し、OD値1.3以上で濃度む
らが無く高濃度なソリッド画像を安定して形成すること
ができた。また、上記の条件下では非画像部に地カブリ
が生じることもなく、さらに文字現像性および線画像現
像性および面積階調性に優れた画像を再現性良く得るこ
とができた。さらに、トナー担持体等の駆動トルクの増
大や回転速度変動は観測されず、画像のジッタ及び地カ
ブリの少ない画像を連続形成できた。さらにまた、トナ
ー担持体や供給部材や規制部材にトナーの固着や融着状
態等は観測されず、トナーの凝集現象や供給部材の摩耗
や破損も生じなかった。
もとで、トナー担持体を周速度V1 =32mm/se
c、供給部材を周速度V2 =16mm/secで回動す
るように設定して画像形成を行った。表4は、前記条件
にて得られた結果を一覧表にまとめたものである。出力
画像の評価基準は、実施例14と同様である。
300DPIのドット画像及びライン画像が画像太りす
ることなく安定して形成され、面積階調性に優れた高解
像な画像を形成することができた。また、地カブリの無
い鮮明な文字画像を形成し、OD値1.3以上で濃度む
らが無く高濃度なソリッド画像を安定して形成すること
ができた。また、上記の条件下では非画像部に地カブリ
が生じることもなく、さらに文字現像性および線画像現
像性および面積階調性に優れた画像を再現性良く得るこ
とができた。さらに、トナー担持体等の駆動トルクの増
大や回転速度変動は観測されず、画像のジッタ及び地カ
ブリの少ない画像を連続形成できた。さらにまた、トナ
ー担持体や供給部材や規制部材にトナーの固着や融着状
態等は観測されず、トナーの凝集現象や供給部材の摩耗
や破損も生じなかった。
もとで、トナー担持体を周速度V1 =32mm/se
c、供給部材を周速度V2 =64mm/secで回動す
るように設定して画像形成を行った。表5は、前記条件
にて得られた結果を一覧表にまとめたものである。出力
画像の評価基準は、実施例14と同様である。
300DPIのドット画像及びライン画像が画像太りす
ることなく安定して形成され、面積階調性に優れた高解
像な画像を形成することができた。また、地カブリの無
い鮮明な文字画像を形成し、OD値1.3以上で濃度む
らが無く高濃度なソリッド画像を安定して形成すること
ができた。また、上記の条件下では非画像部に地カブリ
が生じることもなく、さらに文字現像性および線画像現
像性および面積階調性に優れた画像を再現性良く得るこ
とができた。さらに、トナー担持体等の駆動トルクの増
大や回転速度変動は観測されず、画像のジッタ及び地カ
ブリの少ない画像を連続形成できた。さらにまた、トナ
ー担持体や供給部材や規制部材にトナーの固着や融着状
態等は観測されず、トナーの凝集現象や供給部材の摩耗
や破損も生じなかった。
もとで、トナー担持体を周速度V1 =32mm/se
c、供給部材を周速度V2 =128mm/secで回動
するように設定して画像形成を行った。表6は、前記条
件にて得られた結果を一覧表にまとめたものである。出
力画像の評価基準は、実施例14と同様である。
300DPIのドット画像及びライン画像が画像太りす
ることなく安定して形成され、面積階調性に優れた高解
像な画像を形成することができた。また、地カブリの無
い鮮明な文字画像を形成し、OD値1.3以上で濃度む
らが無く高濃度なソリッド画像を安定して形成すること
ができた。また、上記の条件下では非画像部に地カブリ
が生じることもなく、さらに文字現像性および線画像現
像性および面積階調性に優れた画像を再現性良く得るこ
とができた。さらに、トナー担持体等の駆動トルクの増
大や回転速度変動は観測されず、画像のジッタ及び地カ
ブリの少ない画像を連続形成できた。さらにまた、トナ
ー担持体や供給部材や規制部材にトナーの固着や融着状
態等は観測されず、トナーの凝集現象や供給部材の摩耗
や破損も生じなかった。
トナー担持体と供給部材と規制部材とを用いて図6に示
されるような現像装置及び画像形成装置を構成し、体積
平均粒子径が9μmの一成分非磁性トナーを用い、現像
バイアス電圧をトナー担持体及び供給部材及び規制部材
に印加して画像形成を行った。
ポリウレタンフォームをステンレス製のシャフトの周り
に形成し、ゴム硬度(JIS A)が30度、外径20
mm、フォーム肉厚が6mm、図7の抵抗測定法による
抵抗が106 Ωとしたトナー担持体を用いた。
がRzで20μm、外径12.5mmとした供給部材を
用い、トナー担持体と供給部材との間の中心間距離を1
6mmにしてトナー担持体に圧接した。
し、先端部をトナー担持体に5gf/mmで圧接した。
度300DPIのグレースケール画像及びライン画像及
びソリッド画像及び文字画像を含む印字パターンを50
00枚にわたり連続形成したところ、300DPIのド
ット画像及びライン画像が画像太りすることなく安定し
て形成され、面積階調性に優れた高解像な画像を形成す
ることができた。また、地カブリの無い鮮明な文字画像
を形成し、OD値1.4以上で濃度むらが無く高濃度な
ソリッド画像を安定して形成することができた。さら
に、トナー担持体等の駆動トルクの増大や回転速度変動
も観測されず、画像のジッタ及び地カブリの少ない画像
を連続形成できた。さらにまた、トナー担持体や供給部
材や規制部材にトナーの固着や融着状態等は観測され
ず、トナーのダメージも観測されなかった。
mの単泡の導電化したポリウレタンフォームをステンレ
ス製のシャフトの周りに形成し、ゴム硬度(JIS
A)が60度、外径20mm、フォーム肉厚が6mm、
抵抗が106 Ωのトナー担持体を用い、アルミ製の円筒
にサンドブラスト加工を施して、表面粗さがRzで20
μm、外径12.5mmとした供給部材を圧接させ、さ
らにステンレス製の肉厚3mmの板材の先端に面取りを
施した規制部材を5gf/mmで圧接させた現像装置を
用いて、同一条件で画像形成を行ったところ、トナー担
持体や供給部材の駆動トルクが極端に増大し、回転速度
変動も発生してしまい、横筋状のシャープな濃度むらで
ある画像ジッタが目視でも観察され、画像のカスレやソ
リッド画像部の白抜けの多い画像しか形成することがで
きなかった。
泡の導電化したポリウレタンフォームをステンレス製の
シャフトの周りに形成し、ゴム硬度(JIS A)が3
0度、外径20mm、フォーム肉厚が6mm、抵抗が1
06 Ωのトナー担持体を用い、ここに発泡材のセル密度
dが5個/mm(発泡セル径が平均で約200μm)の
連泡のポリウレタンフォームをステンレス製のシャフト
の周りに形成し、ゴム硬度(JIS A)が30度、外
径12.5mm、フォーム肉厚が3.25mmとした供
給部材を圧接させ、さらにステンレス製の肉厚0.1m
mの板バネ材の先端をL字状に曲げを施した規制部材を
5gf/mmで圧接させた現像装置を用いて、同一条件
で画像形成を行ったところ、トナー担持体上のトナー薄
層化が十分でなく、印字を重ねる毎に地カブリが増加
し、印字試験終了前の時点では、画像上に発泡部材の断
片と思われる異物が、時々観察された。また、一旦、画
像形成装置を停止した後、次の画像形成装置起動時に、
トナー担持体の駆動トルクが増大し、現像装置の振動が
発生した。これは、規制部材の先端がトナー担持体に食
い込んだため発生したものと考えられ、印字試験後に規
制部材を観察したところ、規制部材の固定端近傍に僅か
な折れ目を生じていた。
もとで、トナー担持体として発泡セル径が平均で約20
μmの単泡の導電化した軟質ポリウレタンフォームをス
テンレス製のシャフトの周りに形成し、ゴム硬度(JI
S A)が30度、外径20mm、フォーム肉厚が6m
m、図7の抵抗測定法による抵抗が106 Ωとしたトナ
ー担持体を用い、供給部材としてステンレス製のシャフ
トの周りに導電性カーボンブラックを分散したアクリル
系樹脂を射出成形し、表面粗さがRzで15μm、外径
12.5mmとした供給部材を用い、トナー担持体と供
給部材との間の中心間距離を16mmにしてトナー担持
体に圧接し、さらに規制部材として導電性カーボンブラ
ックを分散したポリウレタン樹脂を射出成形して、先端
に曲面を有する肉厚4mmの板状に成形した規制部材を
用い、この先端部をトナー担持体に5gf/mmで圧接
して画像形成を行ったところ、300DPIのドット画
像及びライン画像が画像太りすることなく安定して形成
され、面積階調性に優れた高解像な画像を形成すること
ができた。また、地カブリの無い鮮明な文字画像を形成
し、OD値1.4以上で濃度むらが無く高濃度なソリッ
ド画像を安定して形成することができた。さらに、トナ
ー担持体等の駆動トルクの増大や回転速度変動も観測さ
れず、画像のジッタ及び地カブリの少ない画像を連続形
成できた。さらにまた、トナー担持体や供給部材や規制
部材にトナーの固着や融着状態等は観測されず、トナー
のダメージも観測されなかった。
もとで、トナー担持体として発泡セル径が平均で約20
μmの単泡の導電化した軟質ポリウレタンフォームをス
テンレス製のシャフトの周りに形成し、ゴム硬度(JI
S A)が30度、外径20mm、フォーム肉厚が6m
m、図4の抵抗測定法による抵抗が106 Ωとしたトナ
ー担持体を用い、供給部材としてアルミ製の円筒の外周
に約100μmの膜厚で磁性塗料を塗布し、約100μ
mの磁化反転ピッチで微小ピッチ着磁を施し、外径12
mmの磁気吸引力を有する供給部材を用い、トナー担持
体と供給部材との間の中心間距離を16mmにしてトナ
ー担持体に接触し、さらに規制部材としてポリウレタン
樹脂を射出成形して、先端に曲面を有する肉厚4mmの
板状に成形した規制部材を用い、この先端部をトナー担
持体に5gf/mmで圧接して画像形成を行ったとこ
ろ、300DPIのドット画像及びライン画像が画像太
りすることなく安定して形成され、面積階調性に優れた
高解像な画像を形成することができた。また、地カブリ
の無い鮮明な文字画像を形成し、OD値1.4以上で濃
度むらが無く高濃度なソリッド画像を安定して形成する
ことができた。さらに、トナー担持体等の駆動トルク
は、実施例1や実施例2の場合よりも低減され、回転速
度変動も観測されず、画像のジッタ及び地カブリの少な
い画像を連続形成できた。さらにまた、トナー担持体や
供給部材や規制部材にトナーの固着や融着状態等は観測
されず、トナーのダメージも観測されなかった。
実施例のみならず、広く電子写真等の現像装置に応用す
ることができ、特にプリンターや複写機やファクシミリ
やディスプレーに応用すれば有効である。
部材の硬度よりも大なるトナー担持体と、該トナー担持
体にトナーを供給すべく該トナー担持体と相対的に移動
しつつ圧接する前記供給部材と、前記トナー担持体上に
供給されたトナーを薄層化すべく該トナー担持体に摺接
する規制部材と、からなる現像装置であるので、柔軟な
弾性体を用いてソフトな圧接現像を安定して行うことが
でき、高解像で濃度変動の少ない画像を形成できる。ま
た、トナー担持体上のトナー搬送量をトナー残量や印字
履歴によらず一定に保ち、濃度むらの少なく印字ジッタ
の少ない画像を形成することができる。さらに、単純形
状のローラーと板状部材で現像装置主要部品が構成さ
れ、小型で安価で耐久性に優れた現像装置を提供するこ
とができる。
図。
設を示す模式図。
式図。
びトナーの薄層規制特性を示す図。
式図。
抗測定法を示す図。
を構成する発泡部材のセル密度と供給部材のトナー担持
体に対する接触圧とベタ像を良好に現像する実用域との
関係を示す図。
持体回動周期と画像濃度との関係を示す図。
供給部材のトナー担持体に対する接触圧と出力画像特性
との関係を示す図。
Claims (9)
- 【請求項1】 潜像担持体上に形成した潜像を顕像化す
べく、該潜像担持体に対向して配設され、かつ少なくと
も供給部材の硬度よりも大なるトナー担持体と、該トナ
ー担持体にトナーを供給すべく該トナー担持体と相対的
に移動しつつ圧接する前記供給部材と、前記トナー担持
体上に供給されたトナーを薄層化すべく該トナー担持体
に摺接する規制部材と、からなることを特徴とする現像
装置。 - 【請求項2】 前記トナー担持体を硬度60度(JIS
A)以下のソリッド部材で少なくとも一部を形成し、
且つ前記供給部材を発泡部材で少なくとも一部を形成
し、且つ規制部材を弾性体で形成したことを特徴とする
請求項1記載の現像装置。 - 【請求項3】 前記トナー担持体を硬度40度(JIS
A)以下の発泡部材で少なくとも内部を形成し、前記
発泡部材の表面に可撓性層を形成し、且つ前記供給部材
を発泡部材で少なくとも一部を形成し、且つ規制部材を
実質的に変形しない剛性体で形成したことを特徴とする
請求項1記載の現像装置。 - 【請求項4】 前記供給部材を導電性を有する発泡部材
で形成し、前記供給部材の表層部におけるセル密度が1
〜20〔個/mm〕の前記発泡部材をトナー担持体に対
して2〜20〔gf/mm〕の接触圧で接触させながら
回動可能に配設したことを特徴とする請求項1記載の現
像装置。 - 【請求項5】 前記トナー担持体、前記供給部材、前記
規制部材のうち少なくとも2つに現像バイアス電圧を印
加したことを特徴とする請求項1記載の現像装置。 - 【請求項6】 前記供給部材を形成する発泡部材の圧縮
永久歪を30%以下としたことを特徴とする請求項1記
載の現像装置。 - 【請求項7】 前記トナー担持体と前記供給部材との接
触位置を前記トナー担持体の回転中心よりも下方に配置
し、且つ前記トナー担持体と前記規制部材との接触位置
を前記トナー担持体の回転中心よりも上方に配置し、且
つ前記トナー担持体と前記供給部材との接触位置から前
記トナー担持体と前記規制部材との接触位置に至るまで
の前記トナー担持体の回転中心に対する中心角度を、4
5゜以上90゜以下としたことを特徴とする請求項1記
載の現像装置。 - 【請求項8】 前記供給部材の表層部のセル密度をd
〔個/mm〕、トナー担持体の周速度をV1 〔mm/s
ec〕、前記供給部材の周速度V2 〔mm/sec〕、
該両者の接触圧f〔gf/mm〕したとき、前記トナー
担持体と前記供給部材の配設条件が、 10≦d*f*(V1+V2)/V1≦200 の関係を満たすようにしたことを特徴とする請求項1記
載の現像装置。 - 【請求項9】 潜像担持体上に形成した潜像を顕像化す
べく、該潜像担持体に対向して配設され、かつ少なくと
も供給部材の硬度よりも小なるトナー担持体と、該トナ
ー担持体にトナーを供給すべく該トナー担持体と相対的
に移動しつつ圧接する前記供給部材と、前記トナー担持
体上に供給されたトナーを薄層化すべく該トナー担持体
に摺接する規制部材と、からなる現像装置において、前
記トナー担持体を硬度40度(JIS A)以下の発泡
部材で少なくとも表面を形成し、且つ前記供給部材を実
質的に変形しない剛性体で形成し、且つ前記規制部材が
実質的に変形しない剛性体で形成したことを特徴とする
現像装置。
Priority Applications (8)
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GB9311363A GB2267765B (en) | 1992-06-02 | 1993-06-02 | Developing device |
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