現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置
【課題】小型化対応のため１本の供給回収ローラと直流バイアスを用い、ゴースト画像や画像濃度低下、カスレの無い高品質な画像を形成するのに、現像ローラ上へのトナー塗布供給と現像ローラからのトナー掻き取り能力とを両立させる非磁性一成分の現像装置を提供する。
【解決手段】１本の現像剤の供給回収ローラ４３と直流バイアスを用いることで複雑化を避け、供給回収ローラ４３を導電性発泡ゴム４３１からなる内層と絶縁性発泡ゴム４３２からなる外層で形成し、バイアス電圧の作用を異ならせることで現像ローラ上への現像剤塗布供給と現像ローラからの現像剤の掻き取りを両立させる。
【解決手段】１本の現像剤の供給回収ローラ４３と直流バイアスを用いることで複雑化を避け、供給回収ローラ４３を導電性発泡ゴム４３１からなる内層と絶縁性発泡ゴム４３２からなる外層で形成し、バイアス電圧の作用を異ならせることで現像ローラ上への現像剤塗布供給と現像ローラからの現像剤の掻き取りを両立させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式に用いられる現像装置に関するものである。さらに、詳細には、ローラ上へのトナー塗布供給と現像ローラからのトナー掻き取り能力とを両立させる非磁性一成分の現像装置及びこれを備えるプロセスカートリッジ、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の現像装置では、トナーを担持した現像ローラが回転し、像担持体である感光体との対向部にトナーを搬送し、感光体表面に形成された静電潜像に対して現像を行っている。
高品位の画像を得るためには、この現像ローラ上でのトナー薄層を形成することが重要となっており、トナー薄層形成方法については種々の方策が提案されている。
例えば、特許文献１には、現像ローラ上にゴムまたは金属製などの弾性ブレードを当接させ、これらの隙間にトナーを通過させて規制することにより、現像ローラ上にトナー薄層を形成し、且つ当接部でトナーを荷電させることが記載されている。
そこで、規制に必要な量のトナーを現像ローラ上に供給するために、トナー供給手段が必要となるが、これにはブラシ材、発泡ゴム材などを用いたトナー供給回収ローラを現像ローラに当接させて、トナーを塗布供給する方法が既に知られている。
【０００３】
しかし、このトナー供給回収ローラには、現像ローラへのトナー供給のほかに、感光体へ現像されなかった現像ローラ上の未現像トナーを掻き取るという回収機能を担っている。この機能が不充分である場合、現像ローラ上には既に荷電している未現像トナーと新たに供給された未荷電トナーとが混在する。これらのトナー間での荷電量の違いが原因となり、感光体との対向部に送られた際に現像濃度の違いとして現れてしまう、いわゆるゴースト画像の発生といった問題があった。
そこで、トナー掻き取り機能を高めるため、半導電性の発泡弾性体で供給回収ローラを構成し、そこにトナーの荷電極性とは逆極性の直流バイアス電圧を印加することにより、静電気的な力でトナーを掻き取る方法が知られている。
ところが、この直流バイアス電圧は、トナー掻き取りの作用を高めると同時に、本来必要なトナー塗布供給の作用を阻害するものなので、高濃度画像の印刷が連続すると現像ローラ上へのトナー供給が追いつかなくなり、画像濃度低下やカスレが発生するといった問題があった。
【０００４】
また、特許文献２では、現像ローラ上に残った未現像トナーを供給回収ローラ上の未帯電トナーと入れ替えることによってゴースト画像を防止する目的で、体積抵抗値の異なる二層の発泡ゴム層を有する供給回収ローラに交流バイアス電圧を印加した構成の非磁性一成分現像装置が提供されている。この方法は、現像ローラと供給回収ローラとの間に形成された交番電界がトナーを振動させて入れ替えるというものでる。
ただし、その作用効果を得るには、印加される交流バイアスの電圧波形を所望の状態に保つ必要があり、そのためには供給回収ローラの下層の体積抵抗を１０5Ω・ｃｍ以下、上層の体積抵抗を１０6Ω・ｃｍ以上に設定しなければならないために、体積抵抗の調整が困難であり、低コスト化できないという問題がある。
【０００５】
しかし、前述の問題点を解決するためには交流バイアス電圧の印加が必須であり、供給回収ローラの体積抵抗条件は、その交流バイアス電圧の働きを有効にするための補助的なものにすぎない。ところが交流バイアス電圧には、振動周期で現像ローラ上のトナー付着状態が変わるために周期的な画像濃度ムラが発生するという不具合点や、電圧を発生させるための電源が高価であるというデメリットがある。
逆に、この供給回収ローラに直流バイアス電圧を印加して用いても、前述したような、トナー塗布供給とトナー掻き取りとが両立しないという問題は解消できない。
【０００６】
さらに供給機能と回収機能の両立を図るべく、特許文献３では、トナー供給ローラとトナー回収ローラを別々に設け、トナー供給ローラにはトナーを現像ローラへ塗布供給する方向のバイアス電圧を印加し、回収ローラには現像ローラ上からトナーを剥ぎ取る方向のバイアス電圧を印加するという現像装置が提供されている。ところが現像ローラ周囲に複数のローラを当接させた構成は複雑であり、近年の装置小型化に対応し難いといった問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、現像装置が複雑化することを避け、装置の小型化に対応するため、１本の供給回収ローラと直流バイアスを用いるというシンプルな構成にする。
また、現像ローラ上へのトナー塗布供給と現像ローラからのトナー掻き取り能力とを両立させることのできる非磁性一成分現像装置を提供し、ゴースト画像や画像濃度低下、カスレの無い高品質な画像を得ることを目的とする現像装置及びそれを備える画像形成装置、プロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の現像装置は潜像担持体上の潜像を現像するための現像剤を収容している現像剤収容室と、潜像担持体に近接または接触して配置された現像剤担持体と、現像剤担持体に圧接して回転することによって現像剤担持体上への現像剤の供給及び現像剤担持体上からの現像剤の剥ぎ取りを行なう現像剤供給回収ローラを備えることを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに前記の現像装置は、導電性発泡ゴムからなる内層と絶縁性発泡ゴムからなる外層を有し、現像剤担持体との圧接による圧縮量αと、外層の厚さＴとの関係を α≧Ｔ とし、現像剤担持体電位に対して現像剤帯電極性と逆方向のオフセット電圧を現像剤供給回収ローラに印加することを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに前記の現像装置は、少なくとも外層が連通泡構造の発泡ゴムからなることを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに前記の現像装置は、外層を構成する連通気泡構造の発泡ゴム材がポリウレタンフォームであることを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに前記の現像装置は少なくとも内層が独立気泡構造の発泡ゴム材からなることを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに前記の現像装置は、外層の平均セル径が内層の平均セル径よりも大きいことを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに前記の現像装置は、現像剤供給回収ローラに印加する電圧が、現像剤担持体電位に対して現像剤帯電極性と逆方向にオフセットさせた直流電圧に、交流電圧を重畳したものであることを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに前記の現像装置は現像剤供給回収ローラのアスカーＣ硬度は８度以上３０度以下であることを特徴とする。
【０００９】
本発明のプロセスカートリッジは、画像形成装置に着脱可能であって、前記の何れかに記載の現像装置を有することを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、前記の何れかに記載の現像装置又はプロセスカートリッジを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記課題を解決する手段である本発明によって、以下のような特有の効果を奏する。
本発明の現像装置は、一本の供給回収ローラと直流バイアスを用い現像装置の小型化に対応し、さらに現像ローラ上へのトナー塗布装供給と現像ローラからのトナー掻き取り能力を両立させ、ゴースト画像や画像濃度の低下、カスレの無い高品質な画像を提供できる。
さらに、１本の供給回収ローラと直流バイアスを用いるというシンプルな構成でありながらも、現像ローラ上へのトナー塗布供給と現像ローラからのトナー掻き取り作用とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の現像装置を備える画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の現像装置を備える画像形成装置の感光体隣接部分の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の現像装置の全体構成を示す図である。
【図４】本発明の現像装置要部の構成を示す図である。
【図５】本発明の現像装置要部の現像ローラと供給回収ローラの接触状態を示す図である。
【図６】本発明の現像装置を備えるプロセスカートリッジの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
上記記載の本発明の特徴について、以下の図面を用いて詳細に解説する。
図１は、本発明の現像装置を備える画像形成装置の構成を示す図である。
図２は、本発明の現像装置を備える画像形成装置の主要な構成を示す図である。
ここでは、複数の感光体３Ｋ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｙを有する画像形成装置１で説明するが、この形態の画像形成装置１に限定するものではない。さらに、ここでは、それぞれの感光体３Ｋ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｙのトナー量に応じて制御するが、作像ユニット２がすべて同じ形態であり、各々の構成を限定せずに説明する。
本発明の画像形成装置１は、上の方から、トナー画像を形成する像担持体である感光体３等を有する画像形成部６と、そして、その下に給紙装置６０とが配置されている。その他に、画像形成部の上方に、画像が形成された記録部材９を積載する排紙トレイ９１が配置されている。
画像形成装置１は、その中央部に画像形成部６が配置されている。画像形成部６では、その内部の略中央に、作像ユニットとしてのプロセスカートリッジ２をイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色トナーに対応した４つを並列に転写装置５０に沿ってタンデム型に配列している。
【００１３】
図１に示すように、本発明の画像形成装置１では、４つのプロセスカートリッジ２を有している。いずれのプロセスカートリッジ２でも同様の構成であり、この図においては、色の区別を示すＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの表示を省略する。各プロセスカートリッジ２は感光体３を有し、各感光体３の周りには、感光体３表面に電荷を与える帯電装置１０、感光体３表面に形成された潜像を各色トナーで現像してトナー像とする現像装置４０、感光体３表面に潤滑剤３２を塗布する潤滑剤塗布装置３０、トナー像転写後の感光体３表面のクリーニングをするクリーニング装置２０がそれぞれ配置されている。
また、転写装置５０には、ポリイミドやポリアミド等の耐熱性材料からなり、中抵抗に調整された基体からなる無端状ベルトで、４つのローラ５３１、５３２、５３３、５３４に掛け回して支持され、図中矢印Ａ方向に回転駆動する中間転写体である中間転写ベルト５１を備えている。
また、４つのプロセスカートリッジ２の下方には、帯電した各感光体３の表面に各色の画像データに基づいて露光をし、潜像を形成する露光装置４が備えられている。中間転写ベルト５１を挟んで、各感光体３と対向する位置には、感光体３上に形成されたトナー像を中間転写ベルト５１上に一次転写する一次転写装置として一次転写ローラ５２がそれぞれ配置されている。一次転写ローラ５２は、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。
【００１４】
中間転写ベルト５１の支持ローラ５３２で支持された部分の外側には、二次転写装置として二次転写ローラ５４が圧接されている。二次転写ローラ５４は、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。二次転写ローラ５４と中間転写ベルト５１との接触部が二次転写部であり、中間転写ベルト５１上のトナー像が記録部材９に転写される。
中間転写ベルト５１の支持ローラ５３１で支持された部分の外側には、二次転写後の中間転写ベルト５１の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置５５が設けられている。
二次転写部の上方には、記録部材９上のトナー像を記録部材９に半永久的に定着させる定着装置７０が備えられている。定着装置７０は、定着ローラ７１と、これに対向し、圧接して配置される、内部にハロゲンヒータを有する加圧ローラ７２とから構成されている。この他に、定着ローラ７１の代わりに、図示しないが、内部にハロゲンヒータを有する加熱ローラ及び定着ローラに巻き掛けられた無端の定着ベルトを用いても良い。
画像形成装置の下部には、記録部材９を載積し二次転写部に向けて記録部材９を送り出す給紙装置６０が備えられている。
【００１５】
さらに、各部材等に関して詳述する。
感光体３は、アモルファスシリコーン、セレン等の金属物質を用いる感光体３、または、有機感光物質を用いる感光体３がある。ここでは、有機感光体で説明する。感光体３としては、導電性支持体上に、フィラー分散した樹脂層、電荷発生層及び電荷輸送層を有する感光層、その表面にフィラーを分散させた保護層を有する。
感光層は電荷発生物質と電荷輸送物質を含む単層構成の感光層でも構わないが、電荷発生層と電荷輸送層で構成される積層型が感度、耐久性において優れている。
電荷発生層は、電荷発生能を有する顔料を必要に応じてバインダー樹脂とともに適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波などを用いて分散し、これを導電性支持体上に塗布し、乾燥することにより形成される。結着樹脂としてはポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンザール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリフェニレンオキシド、ポリアミド、ポリビニルピリジン、セルロース系樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等があげられる。結着樹脂の量は、電荷発生物質１００質量部に対し０〜５００質量部、好ましくは１０〜３００質量部が適当である。
また、電荷輸送層は、電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成できる。電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。結着樹脂としてはポリスチレン、スチレン−アクリルニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアレート、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。
また、保護層が感光層の上に設けられることもある。保護層を設け、耐久性を向上させることによって、本発明の高感度で異常欠陥のない感光体３を有用に用いることができる。
保護層に使用される材料としてはＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリメチルベンテン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。中でも、ポリカーボネートもしくはポリアリレートが最も良好に使用できる。保護層にはその他、耐摩耗性を向上する目的でポリテトラフルオロエチレンのような弗素樹脂、シリコーン樹脂、及びこれらの樹脂に酸化チタン、酸化錫、チタン酸カリウム、シリカ等の無機フィラー、また有機フィラーを分散したもの等を添加することができる。保護層中のフィラー濃度は使用するフィラー種により、また感光体３を使用する電子写真プロセス条件によっても異なるが、保護層の最表層側において全固形分に対するフィラーの比で５質量％以上、好ましくは１０質量％以上、５０質量％以下、好ましくは３０質量％以下程度が良好である。
【００１６】
帯電装置１０は、タングステン、モリブデン等の細い金属ワイヤー、または、これらの表面に金属めっきしたワイヤーをアルミニウム製のケース内に張架したコロトロン方式、または、アルミニウム製のケースにグリッドになる金属製のワイヤーを張架しているスコロトロン方式の放電チャージャー方式を用いる。その他に、回転するローラを感光体に接触又は微小の隙間を設けて非接触に対向させるローラ方式がある。いずれの方式でも良い。
帯電部材として導電性芯金の外側に中抵抗の弾性層を被覆して構成される帯電ローラ１１を備える。帯電ローラ１１は、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。帯電ローラ１１は、感光体３に対して接触して配置される。接触していても、円形形状の断面は、感光体３に近接する部分を有している。感光体３に近接している部分で、放電して、感光体３を帯電させることができる。本発明では帯電ローラ１１表面に接触してクリーニングする接触帯電ローラ１２を搭載するので、オゾンの発生が少なくなり環境に配慮する現在のニーズに適合している。
帯電ローラ１１は、電源に接続されており、所定の電圧が印加される。その電圧は、直流（ＤＣ）電圧のみでもよいが、ＤＣ電圧に交流（ＡＣ）電圧を重畳させた電圧であることが好ましい。ＡＣ電圧を印加することにより、感光体１表面をより均一に帯電することができる。本実施形態では、ＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳させている。帯電ローラ１１を感光体３に接触させて、感光体３を帯電させるもので、この接触式の帯電装置１０は、従来用いられているコロナ帯電方式に比べて、放電生成物の発生量が極めて少ない、印加電圧が低いため電源のコストが小さくなる、電気絶縁の設計が行いやすい等の利点を有している。もちろん、上記のオゾン、窒素酸化物などによる不具合も低減する。
また、帯電ローラ１１は、感光体１に対して微小な間隙をもって配設されてもよい。この微小な間隙は、帯電ローラ１１の両端部の非画像形成領域に一定の厚みを有するスペーサ部材を巻き付けるなどして、スペーサ部材の表面を感光体１表面に当接させることで、設定することができる。
【００１７】
また、現像装置４０は、感光体３と対向する位置に、現像剤を担持して、搬送する現像ローラ４１が配置されている。現像ローラ４１の下方には、図示しないトナーボトルから投入される現像剤を攪拌しながら搬送するローラ４４と、現像ローラ４１へ汲み上げる攪拌・搬送するローラ４３とが備えられている。現像ローラ４１によって搬送される現像剤は、規制部材４２によって所定の現像剤層の厚みに規制され、現像ローラ４１に担持される。現像ローラ４１は、感光体３との対向位置において同方向に移動しながら、現像剤を担持搬送し、トナーを感光体３の潜像面に供給する。
また、図１に示しているが、未使用のトナーが収納された各色のトナーカートリッジ４５Ｙ、４５Ｃ、４５Ｍ、４５Ｋが、着脱可能に感光体３上部の空間に収納される。図示しないモーノポンプやエアーポンプなどのトナー搬送手段により、各現像装置４０に必要に応じトナーを供給するようになっている。消耗の多いブラックトナー用のトナーカートリッジ４５Ｋを、特に大容量としておくことも可能である。
なお、現像装置４０に関しては、更に、後述する。
【００１８】
クリーニング装置２０は、クリーニングブレード２１が感光体３と当接・離間する機構を備え、画像形成装置本体の制御部にて、任意に当接・離間させることができる。クリーニングブレード２１をカウンタ方式で、感光体３に当接し、これによって、感光体３上に残留するトナー、汚れとして付着している記録部材９のタルク、カオリン、炭酸カルシウム等の添剤を感光体３から除去してクリーニングする。除去したトナー等は、廃トナー回収コイル２２で、図示しない廃トナー容器に搬送し、貯留する。
【００１９】
図示しない潤滑剤塗布装置は、固定されたケースに収容された固形潤滑剤と、固形潤滑剤に接触して潤滑剤を削り取り、感光体３に塗布する塗布ブラシと、塗布ブラシで塗布された潤滑剤を均す潤滑剤塗布ブレードを備える。固形潤滑剤は、直方体状に形成されており、加圧バネによって塗布ブラシ側に付勢されている。固形潤滑剤２は塗布ブラシによって削り取られ消耗し、経時的にその厚みが減少するが、加圧バネで加圧されているために常時塗布ブラシに当接している。塗布ブラシは、回転しながら削り取った潤滑剤を感光体３表面に塗布する。この画像形成装置１の潤滑剤は、脂肪酸金属塩を含有している。脂肪酸金属塩（Ａ）が、帯電電流により破壊されて、感光体３の表面が破壊されるのを防止すると同時に、帯電電流では破壊されない無機潤滑剤により、潤滑作用が維持されるため、感光体３のクリーニングを良好に維持することが可能となる。
脂肪酸金属塩（Ａ）の例としては、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレインサン銅、オレイン酸鉛、オレイン酸マンガン、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸コバルト、パルミチン酸鉛、パルミチン酸マグネシウム、パルミチン酸アルミニウム、パルミチン酸カルシウム、カプリル酸鉛、カプリン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、リシノール酸亜鉛、リシノール酸カドミウム及びそれらの混合物があるが、これに限るものではない。また、これらを混合して使用してもよい。本発明においては、中でもステアリン酸亜鉛が特に感光体への成膜性に優れることから、最も好ましく用いられる。
【００２０】
また、本発明の画像形成動作について説明する。
図２に示すように、画像形成装置１は、例えば、単色の電子写真複写機、ファクシミリ、レーザプリンタ、フルカラーレーザプリンタに用いられるものであり、本発明の現像装置４０を搭載している。現像装置４０に近接して感光体３が配されており、感光体３は、矢印方向に回転している。
帯電ローラ１１は、感光体３の表面に圧接されており、感光体３の回転により従動回転している。帯電ローラ１１には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体３の表面を所定電位に一様に帯電する。その後、感光体３は露光手段４により与えられる露光に応答して、その表面に静電潜像パターンを形成する。現像装置４０には現像ローラ４１が感光体３の表面に圧接して備えられており、図示しない高圧電源により所定の現像バイアスが印加されている。現像ローラ４１上に供給されたトナーは、現像バイアス電位のもとで感光体３表面の静電潜像パターンに付着し、トナー像を形成する。
一次転写ローラ５２には図示しない高圧電源により一次転写バイアスが印加され、感光体３表面のトナー像は中間転写ベルト５１の表面に転写される。中間転写ベルト５１は、図示しない駆動モータによって図中の矢印方向に回転駆動されるようになっている。中間転写ベルト５１表面に形成されたトナー像は、二次転写ローラ５４に所定の電圧を印加することにより転写材である記録部材９に転写され、定着装置７０にて定着され出力される。クリーニング装置２０は感光体３表面の転写残トナーのクリーニングを行なう。
【００２１】
このときに、現像剤であるトナーとしては、着色剤を添加し、磁性体を含有させない非磁性一成分トナーを用いる。ただし、着色剤とは別に、または、着色剤の代わりとして、磁性体を含有させて、磁性一成分トナーとして用いても良い。
トナーとしては、結着樹脂、着色剤を必須成分として含有する着色粒子に対して、流動性や現像性、帯電性を補助するため外添剤を添加したものを使用する。なお、着色粒子には、必要に応じて離型剤、荷電制御剤、可塑剤を含有していてもよい。
（結着樹脂）
結着樹脂としては、ポリエステル、ポリウレタン、ポリウレア、エポキシ樹脂、ビニル系樹脂などが挙げられる。また、異なる樹脂が化学的に結合したハイブリッド樹脂を使用してもよい。さらに、樹脂の末端もしくは側鎖に反応性官能基を導入し、トナーの製造過程において結合させることにより伸長させてもよい。
【００２２】
（着色剤）
本発明の着色剤としては公知の染料および顔料が使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ポグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボンおよびそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常１〜１５重量％、好ましくは３〜１０重量％である。
【００２３】
また、トナーは、着色剤とは別に、または、着色剤の代わりとして、磁性体を含有させることができる。使用できる磁性体としては、例えば、（１）マグネタイト、マグヘマイト、フェライトの如き磁性酸化鉄、及び他の金属酸化物を含む酸化鉄、（２）鉄、コバルト、ニッケル等の金属、又は、これらの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、錫、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウム等の金属との合金。（３）及びこれらの混合物、などが用いられる。
磁性体として具体的に例示すると、Ｆｅ３Ｏ4、γ−Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＦｅ２Ｏ４、Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２、ＣｄＦｅ２Ｏ４、Ｇｄ３Ｆｅ５Ｏ１２、ＣｕＦｅ２Ｏ４、ＰｂＦｅ１２Ｏ、ＮｉＦｅ２Ｏ４、ＮｄＦｅ２Ｏ、ＢａＦｅ１２Ｏ１９、ＭｇＦｅ２Ｏ４、ＭｎＦｅ２Ｏ４、ＬａＦｅＯ３、鉄粉、コバルト粉、ニッケル粉、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも特に、Ｆｅ３Ｏ4、γ−Ｆｅ２Ｏ３の微粉末が好適に挙げられる。
【００２４】
（外添剤）
外添剤としては、公知の無機微粒子および高分子系微粒子を好ましく用いることができる。この外添加剤の一次粒子径は、５ｎｍ〜２μｍであることが好ましく、特に５ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ２／ｇであることが好ましい。この外添加剤の使用割合は、トナーの０．０１〜５重量％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０重量％であることが好ましい。
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
高分子系微粒子としては、例えばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロン（登録商標）などの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
このような流動化剤は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが好ましい表面処理剤として挙げられる。
【００２５】
（離型剤）
本発明に使用する離型剤としては、公知のものが使用でき、例えばポリオレフィンワックス（ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど）；長鎖炭化水素（パラフィンワックス、サゾールワックスなど）；カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。カルボニル基含有ワックスとしては、ポリアルカン酸エステル（カルナウバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、１,１８-オクタデカンジオールジステアレートなど）；ポリアルカノールエステル（トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなど）；ポリアルカン酸アミド（エチレンジアミンジベヘニルアミドなど）；ポリアルキルアミド（トリメリット酸トリステアリルアミドなど）；およびジアルキルケトン（ジステアリルケトンなど）などが挙げられる。このうち、本発明においては、極性の低いワックスが好適に用いられる。具体的には、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックスなどの炭化水素系ワックスである。
【００２６】
トナー中のワックス含有量は、トナーに対して２〜５重量％である。トナー全量に対するワックス量が２％未満だと、ワックスによる離型効果がなくなり、オフセット防止の余裕度がなくなることがある。一方、５％を超えると、ワックスは低温で溶融するため、熱エネルギー、機械エネルギーの影響を受けやすく、現像部での攪拌時などにワックスがトナー内部から染み出し、現像ローラ４１や感光体３に付着し、画像ノイズを発生させることがある。また、ＯＨＰシートに印字したとき、印字領域の外側に離型剤が広がり、投影像に画像ノイズとして現れることがある。また、ワックスの示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定される昇温時の好ましい吸熱ピークの範囲は、６０〜９０℃、より好ましくは６５〜８０℃である。吸熱ピークが６０℃未満では流動性や耐熱保存性が悪くなり、９０℃より高いと定着性が悪くなる傾向がある。
また、示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定される昇温時の吸熱ピークの好ましい半値幅は８℃以下、より好ましくは６℃以下である。８℃よりも広い、いわゆる吸熱ピークがブロードであるような場合、流動性や耐熱保存性の悪化が見られる。
【００２７】
（荷電制御剤）
トナーは、必要に応じて荷電制御剤を含有してもよい。荷電制御剤としては公知のものが全て使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、四級アンモニウム塩（フッ素変性四級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩および、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、第四級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ ＰＳＹ ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ ＮＥＧ ＶＰ２０３６、コピーチャージ ＮＸ ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。
【００２８】
（トナーの製造方法について）
トナーの製造方法は、特に限定されないが、溶解懸濁法、懸濁重合法、乳化凝集法等の公知の湿式造粒法、および、結着樹脂等を溶融し、混練した後に、粗細・微粉砕し、更に乾式分級する乾式粉砕法などが挙げられる。
【００２９】
図３は、本発明の現像装置の構成を詳細に示す図である。
現像装置４０は、トナーを収容するトナー収容室４６に、複数のトナー搬送部材４４と、現像ローラ４１と、現像ローラ４１に当接して設けられた供給回収ローラ４３と、層規制部材４２が設けられている。現像ローラ４１には、現像バイアス電圧が印加され、感光体３表面との間に形成された電界パターンに従ってトナーを移動させることにより、感光体３表面にトナー像を形成するものである。
トナー収容室内４６に設けられたトナー搬送部材４４は時計回りの方向で回転し、収容されたトナーをトナー供給回収ローラ４３の方向に送り出すようになっている。
供給回収ローラ４３は、その表面に空孔（セル）を有した構造の発泡材料が被覆されており、現像ローラ４１に押込んで接触した状態に配置される。供給回収ローラ４３は反時計回りの方向に回転し、表面に付着保持したトナーを現像ローラ４１との対向位置へと搬送する。現像ローラ４１への押込みによる発泡材料の変形によって、保持していたトナーを現像ローラ４１表面へと送り出して、塗布供給する。
また、供給回収ローラ４３には回収バイアス電源４８から回収バイアスが印加され、現像ローラ４１との間に回収電界を形成する。回収バイアスは現像ローラ４１に対してトナーの帯電極性と逆方向にオフセットさせた値の直流電圧である。このときに、供給回収ローラ４３に印加する電圧が、直流電圧に交流電圧を重畳して用いることが好ましい。先に現像ローラ４１表面に付着していたトナーに静電気力による振動を与えることにより回収バイアス電界に応答しやすくなり、現像ローラ４１からのトナー剥ぎ取り効率が高められる。
この回収バイアスを作用させるために、供給回収ローラ４３を構成する発泡材料には導電性の付与されたものが用いられる。
先に、現像ローラ４１表面に付着していたトナーに静電気力により回収バイアス電界に応答しやすくなり、現像ローラ４１からのトナー剥ぎ取り効率が高められる。
【００３０】
層規制部材４２は、ＳＵＳ３０４ＣＳＰ、ＳＵＳ３０１ＣＳＰ、リン青銅等の金属板バネ材料を用い、自由端側を現像ローラ４１表面に１０〜１００Ｎ／ｍの押圧力で当接させたもので、その押圧力下を通過したトナーを薄層化するとともに摩擦帯電によって電荷を付与する。
現像ローラ４１は反時計回りの方向に回転し、供給回収ローラ４３によって塗布供給されたトナーを表面に保持したまま、層規制部材４２および感光体３との対向位置へと搬送する。必要量のトナーを表面に保持するためには、表面粗さがＲａ０．２〜２．０μmに設定されていることが望ましい。
現像ローラ４１には、弾性ゴム層を被覆したローラが用いられ、感光体３との接触状態を均一に保つために、ＪＩＳ−Ａで５０度以下の硬度に設定される。
また、本発明では、現像ローラ４１と感光体３との接触部で過剰な負荷を発生することなく安定した押圧力を得ることができ、供給ローラ４３から現像ローラ４１へのトナー塗布供給量が使用環境や耐久による変動が少なく画像濃度が安定することから、供給回収ローラ４３のアスカーＣ硬度を８度以上３０度以下とする。
【００３１】
さらに、本発明では層規制部材４２でトナーを摩擦帯電するにあたり、現像ローラ４１表面にはトナーと逆の極性に帯電し易い材料からなる表面層が設けられる。感光体３は時計回りの方向に回転しており、従って現像ローラ４１表面は感光体３との対向位置において感光体３の進行方向と同方向に移動する。現像ローラ４１には現像バイアス電源４７から現像バイアスが印加され、感光体３上の静電潜像パターンとの間に現像電界を形成する。帯電したトナーは、その現像電界に応じて感光体３表面に移動し、現像される。この現像バイアスを作用させるために、現像ローラ４１には、弾性ゴム層と表面層を含めた電気抵抗値が、１０３〜１０１０Ωの半導電性のものが用いられる。感光体３上に現像されずに現像ローラ４１上に残されたトナーが再びトナー収容室４６側へと戻る部分には、入り口シール４９が現像ローラ４１に当接して設けられ、トナーは現像装置４０の外部に漏れ出ないように封止される。
現像ローラ４１と感光体３は接触して記載されているが、非接触で配置されていてもかまわない。また、感光体３はドラム状の形態が記載されているが、ベルト状の形態であってもかまわない。
【００３２】
図４は、本発明の現像装置の主要部の構成を示す図である。
供給回収ローラ４３は、金属シャフトの外周に導電性発泡ゴム層４３１を設け、さらにその外側に絶縁性発泡ゴム層４３２を設けた構成となっている。静電気的な力でトナーを剥ぎ取るためには、絶縁性発泡ゴム層４３２の圧縮によって、導電性発泡ゴム層４３１を現像ローラ４１表面に接近させ、回収バイアスの作用を発現させる。
供給回収ローラ４３を現像ローラ４１に当接させ、当接部での移動方向が逆になるように現像ローラ４１と供給回収ローラ４３を回転させた場合、当接部の入口付近で、供給回収ローラ４３に搬送されてきたトナーが、現像ローラ４１との衝突や発泡ゴム層の圧縮により、供給回収ローラ４３から弾き出されて現像ローラ４１表面へと塗布供給される。一方で、当接部の中央付近は、発泡ゴム層が最も圧縮されて復元力が最大となる箇所であり、ここで現像ローラ４１上の未現像トナーの多くが掻き取られることがわかった。供給回収ローラ４３に掻き取り方向の直流バイアス電圧を印加したときに、当接部中央付近ではバイアス電界が作用して静電気的な力でトナーを掻き取る一方で、当接部入口付近ではバイアス電界を働かさず、トナーの塗布供給を阻害しないようにすれば、塗布供給と掻き取りを両立させることができる。そこで、導電性発泡ゴム層４３１として発泡ゴムの下層にのみ導電性を付与し、絶縁性発泡ゴム層４３２として上層を絶縁性にした供給回収ローラ４３を現像ローラ４１に当接して設け、当接による圧縮量を上層の厚み以上にすれば、当接部中央付近では上層が潰されて下層が現像ローラ４１に近接するので、バイアス電圧が作用してトナーが静電気的な力で掻き取られ、当接部入口付近では絶縁性である上層によってバイアスが遮断されるので、トナーはそのまま塗布供給される
【００３３】
また、少なくとも内層の導電性発泡ゴム層４３１は例えばポリウレタンゴムの発泡体に導電材を分散したもので、独立気泡構造を備えている。導電性発泡ゴム層４３１を独立気泡構造の発泡ゴム材にすることで、トナーの導電性発泡ゴム層４３１の内部への浸入を防止できるので、供給回収ローラ４３全体としてのゴム弾性を維持することが可能となる。
絶縁性発泡ゴム層４３２に独立気泡構造の発泡ゴム材を用いた場合、圧縮により潰されたセル壁が障害となって現像ローラ４１と導電性発泡ゴム層４３１が隔てられ、回収バイアスの効果が不充分となる。
そこで、少なくとも、絶縁性発泡ゴム層４３２を独立気泡構造の発泡ゴム材で構成すれば、セル壁の大多数が貫通しているので圧縮したときに潰されやすくなる。よって、導電性発泡ゴム層４３１を現像ローラ４１表面に接近させて、充分な回収電界を形成することができる。
絶縁性発泡ゴム層４３２に用いる連通気泡構造の発泡ゴム材としては、発泡骨格構造のポリウレタンフォームが最も適している。発泡ゴム硬度を低く設定しながらも圧縮残留歪を比較的小さく抑えることができるので、当接部での押圧力を経時で安定させやすく、長期保管や耐久後の状態でも、供給回収ローラ４３から現像ローラ４１へのトナー塗布供給量を確保することができる。ポリウレタンゴム以外にも、エピクロルヒドリンゴム、シリコンゴム、ＥＰＤＭ等の種々のゴムでも良く、ゴム中にカーボン等の導電材を分散して、体積抵抗を１０2〜１０6Ω・ｃｍ程度の抵抗に調整して用いる。
また、供給回収ローラ４３は、外層の絶縁性発泡ゴム層４３２の平均セル径が、内層の導電性発泡ゴム層４３１の平均セル径よりも大きくする。絶縁性発泡ゴム層４３２に比べて導電性発泡ゴム層４３１のほうが圧縮により潰れやすい材料である場合、当接部では導電性発泡ゴム層４３１が圧縮変形するのみで、絶縁性発泡ゴム層４３２はほとんど圧縮されることはなく、回収バイアスの効果を得ることが難しい。そこで、導電性発泡ゴム層４３１に比べて絶縁性発泡ゴム層４３２のほうが、圧縮により潰れやすい材料とすることで、当接部において導電性発泡ゴム層４３１を現像ローラ４１の表面に接近させることが容易となり、充分な回収電界を形成することができる。
【００３４】
図５は、本発明の現像装置の現像ローラと供給回収ローラの接触状態を示す図である。図５に示すように、供給回収ローラ４３は現像ローラ４１に当接するように配置される。このとき、現像ローラ４１の弾性層として、供給回収ローラ４３に用いる発泡ゴムよりも硬度の高いゴムを用いることにより、当接部では供給回収ローラ４３の発泡ゴムが圧縮された状態となる。そこで現像ローラ４１の軸中心Ｐと供給回収ローラ４３の軸中心Ｑとの間の距離Ｌを、現像ローラの半径Ｒ１と供給回収ローラ４３の半径Ｒ２を合計した値よりもαだけ短くなるように設定した場合、当接部における供給回収ローラ４３の圧縮量はαで表わすことができる。
【００３５】
図５で示したように絶縁性発泡ゴム層４３２の厚さＴとするときに、圧縮量αを厚さＴよりも大きくなるように設定する。すると、絶縁性発泡ゴム層４３２の大部分は圧縮によって潰されるため、当接部における絶縁性発泡ゴム層４３２の実質的な厚みは、当接部の中央において最小となり、ほとんどゼロに等しい状態となる。
絶縁性発泡ゴム層４３２に比べて導電性発泡ゴム層４３１の方が圧縮により潰れやすい材料である場合、当接部では導電性発泡ゴム層４３１が圧縮変形するのみで、絶縁性発泡ゴム層４３２はほとんど圧縮されることはなく、回収バイアスの効果を得ることが難しい。そこで、前述したように導電性発泡ゴム層４３１に比べて絶縁性発泡ゴム層４３２の方が圧縮により潰れやすい材料とすることで、絶縁性発泡ゴム層４３２の厚さＴより圧縮量αを大きくし当接部において導電性発泡ゴム層４３１を現像ローラ４１の表面に接近させることが容易となり、充分な回収電界を形成することができる。
さらに、供給回収ローラ４３には軸を経由して回収バイアス電源４８が電気的に接続されており、回収バイアス電圧が印加される。導電性発泡ゴム層４３１の最外周面の電位は回収バイアス電圧の値と等しくなるので、当接部の中央においては、現像ローラ４１の表面との電位差によって強い回収電界が形成され、その作用により静電気的な力でトナーを掻き取ることができる。一方当接部の入り口付近や出口付近では、現像ローラ４１と導電性発泡ゴム層４３１とは絶縁性発泡ゴム層４３２を介して離れているため、回収電界を極端に弱めることができ、トナーの塗布供給を阻害しない。そのため、塗布供給と掻き取りの両立が可能となる。
したがって、本発明の現像装置４０に用いるトナーの供給回収ローラ４３に対して、発泡ゴムの下層にのみ導電性を付与し、上層を絶縁性にした供給回収ローラ４３を現像ローラ４１に当接して設け、当接による圧縮量を上層の絶縁性発泡ゴム層４３２の厚み以上に設定する。この供給回収ローラ４３に掻き取り方向のバイアス電圧を印加すると、当接部中央付近では上層が潰されて下層が現像ローラ４１に近接するので、バイアス電圧が作用してトナーが静電気的な力で掻き取られ、当接部入口付近では絶縁性である上層の絶縁性発泡ゴム層４３２によってバイアスが遮断されるので、トナーはそのまま塗布供給されることが特徴になっている。
【００３６】
図６は本発明の現像装置を備えるプロセスカートリッジの構成を示す図である。
プロセスカートリッジ２は、画像形成装置１に搭載することができ、静電潜像を担持する静電潜像担持体である感光体３と、該静電潜像担持体上に担持された静電潜像を、現像剤を用いて現像し可視像を形成する現像装置４０とを、少なくとも有する。
さらに、感光体３を有し、各感光体３の周りには、感光体３表面に電荷を与える帯電装置１０、感光体３表面に形成された潜像を各色トナーで現像してトナー像とする現像装置４０、感光体３表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置（図示しない）、トナー像転写後の感光体３表面のクリーニングをするクリーニング装置２０がそれぞれ配置されている。
図６では、これで、一つのプロセスカートリッジ２を形成しているが、プロセスカートリッジ２は、感光体３と、帯電装置１０、現像装置４０、クリーニング装置２０、潤滑剤塗布装置３０のいずれか１つ以上を一体的に支持していて、画像形成装置１に着脱可能になっていればよい。また、少なくとも、感光体３と、潤滑剤塗布装置３０とを備えていることが好ましい。その他の帯電装置１０等を含むプロセスカートリッジ２であることにより、作像手段が一体化され、セット性、メンテナンス性に優れ、かつ現像装置４０、帯電装置１０、クリーニング装置２０等の対感光体位置精度が良くなる。
【符号の説明】
【００３７】
１ 画像形成装置
２ プロセスカートリッジ
３ 感光体
４ 露光装置
６ 画像形成部
９ 記録部材
１０ 帯電装置
１１ 帯電ローラ
１２ 帯電ローラクリーナー
２０ クリーニング装置
２１ クリーニングブレード
２２ 廃トナー回収ローラ
３０ 潤滑剤塗布装置
４０ 現像装置
４１ 現像ローラ
４２ 層規制部材／規制部材
４３ 供給回収ローラ
４３１ 導電性発泡ゴム層
４３２ 絶縁性発泡ゴム層
４４ トナー搬送部
４５ トナーカートリッジ
４６ 現像バイアス電源
４７ 回収バイアス電源
５０ 転写装置
５１ 中間転写ベルト
５２ 一次転写手段／ローラ
５３ 支持ローラ
５３１、５３２、５３３、５３４ 支持ローラ
５４ 二次転写手段／ローラ
５５ 中間転写ベルトクリーニング装置
６０ 給紙装置
６１ 給紙ユニット
６２ 給紙ローラ
６３ レジストローラ
７０ 定着装置
７１ 定着ローラ
７２ 加圧ローラ
９０ 排紙装置
９１ 排紙トレイ
９２ 排紙口
９３ 排紙ローラ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３８】
【特許文献１】特開昭５４−４３０３８号公報
【特許文献２】特開２００１−２４９５３２号公報
【特許文献３】特開平０５−３３３６７９号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式に用いられる現像装置に関するものである。さらに、詳細には、ローラ上へのトナー塗布供給と現像ローラからのトナー掻き取り能力とを両立させる非磁性一成分の現像装置及びこれを備えるプロセスカートリッジ、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の現像装置では、トナーを担持した現像ローラが回転し、像担持体である感光体との対向部にトナーを搬送し、感光体表面に形成された静電潜像に対して現像を行っている。
高品位の画像を得るためには、この現像ローラ上でのトナー薄層を形成することが重要となっており、トナー薄層形成方法については種々の方策が提案されている。
例えば、特許文献１には、現像ローラ上にゴムまたは金属製などの弾性ブレードを当接させ、これらの隙間にトナーを通過させて規制することにより、現像ローラ上にトナー薄層を形成し、且つ当接部でトナーを荷電させることが記載されている。
そこで、規制に必要な量のトナーを現像ローラ上に供給するために、トナー供給手段が必要となるが、これにはブラシ材、発泡ゴム材などを用いたトナー供給回収ローラを現像ローラに当接させて、トナーを塗布供給する方法が既に知られている。
【０００３】
しかし、このトナー供給回収ローラには、現像ローラへのトナー供給のほかに、感光体へ現像されなかった現像ローラ上の未現像トナーを掻き取るという回収機能を担っている。この機能が不充分である場合、現像ローラ上には既に荷電している未現像トナーと新たに供給された未荷電トナーとが混在する。これらのトナー間での荷電量の違いが原因となり、感光体との対向部に送られた際に現像濃度の違いとして現れてしまう、いわゆるゴースト画像の発生といった問題があった。
そこで、トナー掻き取り機能を高めるため、半導電性の発泡弾性体で供給回収ローラを構成し、そこにトナーの荷電極性とは逆極性の直流バイアス電圧を印加することにより、静電気的な力でトナーを掻き取る方法が知られている。
ところが、この直流バイアス電圧は、トナー掻き取りの作用を高めると同時に、本来必要なトナー塗布供給の作用を阻害するものなので、高濃度画像の印刷が連続すると現像ローラ上へのトナー供給が追いつかなくなり、画像濃度低下やカスレが発生するといった問題があった。
【０００４】
また、特許文献２では、現像ローラ上に残った未現像トナーを供給回収ローラ上の未帯電トナーと入れ替えることによってゴースト画像を防止する目的で、体積抵抗値の異なる二層の発泡ゴム層を有する供給回収ローラに交流バイアス電圧を印加した構成の非磁性一成分現像装置が提供されている。この方法は、現像ローラと供給回収ローラとの間に形成された交番電界がトナーを振動させて入れ替えるというものでる。
ただし、その作用効果を得るには、印加される交流バイアスの電圧波形を所望の状態に保つ必要があり、そのためには供給回収ローラの下層の体積抵抗を１０5Ω・ｃｍ以下、上層の体積抵抗を１０6Ω・ｃｍ以上に設定しなければならないために、体積抵抗の調整が困難であり、低コスト化できないという問題がある。
【０００５】
しかし、前述の問題点を解決するためには交流バイアス電圧の印加が必須であり、供給回収ローラの体積抵抗条件は、その交流バイアス電圧の働きを有効にするための補助的なものにすぎない。ところが交流バイアス電圧には、振動周期で現像ローラ上のトナー付着状態が変わるために周期的な画像濃度ムラが発生するという不具合点や、電圧を発生させるための電源が高価であるというデメリットがある。
逆に、この供給回収ローラに直流バイアス電圧を印加して用いても、前述したような、トナー塗布供給とトナー掻き取りとが両立しないという問題は解消できない。
【０００６】
さらに供給機能と回収機能の両立を図るべく、特許文献３では、トナー供給ローラとトナー回収ローラを別々に設け、トナー供給ローラにはトナーを現像ローラへ塗布供給する方向のバイアス電圧を印加し、回収ローラには現像ローラ上からトナーを剥ぎ取る方向のバイアス電圧を印加するという現像装置が提供されている。ところが現像ローラ周囲に複数のローラを当接させた構成は複雑であり、近年の装置小型化に対応し難いといった問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、現像装置が複雑化することを避け、装置の小型化に対応するため、１本の供給回収ローラと直流バイアスを用いるというシンプルな構成にする。
また、現像ローラ上へのトナー塗布供給と現像ローラからのトナー掻き取り能力とを両立させることのできる非磁性一成分現像装置を提供し、ゴースト画像や画像濃度低下、カスレの無い高品質な画像を得ることを目的とする現像装置及びそれを備える画像形成装置、プロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の現像装置は潜像担持体上の潜像を現像するための現像剤を収容している現像剤収容室と、潜像担持体に近接または接触して配置された現像剤担持体と、現像剤担持体に圧接して回転することによって現像剤担持体上への現像剤の供給及び現像剤担持体上からの現像剤の剥ぎ取りを行なう現像剤供給回収ローラを備えることを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに前記の現像装置は、導電性発泡ゴムからなる内層と絶縁性発泡ゴムからなる外層を有し、現像剤担持体との圧接による圧縮量αと、外層の厚さＴとの関係を α≧Ｔ とし、現像剤担持体電位に対して現像剤帯電極性と逆方向のオフセット電圧を現像剤供給回収ローラに印加することを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに前記の現像装置は、少なくとも外層が連通泡構造の発泡ゴムからなることを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに前記の現像装置は、外層を構成する連通気泡構造の発泡ゴム材がポリウレタンフォームであることを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに前記の現像装置は少なくとも内層が独立気泡構造の発泡ゴム材からなることを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに前記の現像装置は、外層の平均セル径が内層の平均セル径よりも大きいことを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに前記の現像装置は、現像剤供給回収ローラに印加する電圧が、現像剤担持体電位に対して現像剤帯電極性と逆方向にオフセットさせた直流電圧に、交流電圧を重畳したものであることを特徴とする。
本発明の現像装置は、さらに前記の現像装置は現像剤供給回収ローラのアスカーＣ硬度は８度以上３０度以下であることを特徴とする。
【０００９】
本発明のプロセスカートリッジは、画像形成装置に着脱可能であって、前記の何れかに記載の現像装置を有することを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、前記の何れかに記載の現像装置又はプロセスカートリッジを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記課題を解決する手段である本発明によって、以下のような特有の効果を奏する。
本発明の現像装置は、一本の供給回収ローラと直流バイアスを用い現像装置の小型化に対応し、さらに現像ローラ上へのトナー塗布装供給と現像ローラからのトナー掻き取り能力を両立させ、ゴースト画像や画像濃度の低下、カスレの無い高品質な画像を提供できる。
さらに、１本の供給回収ローラと直流バイアスを用いるというシンプルな構成でありながらも、現像ローラ上へのトナー塗布供給と現像ローラからのトナー掻き取り作用とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の現像装置を備える画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の現像装置を備える画像形成装置の感光体隣接部分の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の現像装置の全体構成を示す図である。
【図４】本発明の現像装置要部の構成を示す図である。
【図５】本発明の現像装置要部の現像ローラと供給回収ローラの接触状態を示す図である。
【図６】本発明の現像装置を備えるプロセスカートリッジの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
上記記載の本発明の特徴について、以下の図面を用いて詳細に解説する。
図１は、本発明の現像装置を備える画像形成装置の構成を示す図である。
図２は、本発明の現像装置を備える画像形成装置の主要な構成を示す図である。
ここでは、複数の感光体３Ｋ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｙを有する画像形成装置１で説明するが、この形態の画像形成装置１に限定するものではない。さらに、ここでは、それぞれの感光体３Ｋ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｙのトナー量に応じて制御するが、作像ユニット２がすべて同じ形態であり、各々の構成を限定せずに説明する。
本発明の画像形成装置１は、上の方から、トナー画像を形成する像担持体である感光体３等を有する画像形成部６と、そして、その下に給紙装置６０とが配置されている。その他に、画像形成部の上方に、画像が形成された記録部材９を積載する排紙トレイ９１が配置されている。
画像形成装置１は、その中央部に画像形成部６が配置されている。画像形成部６では、その内部の略中央に、作像ユニットとしてのプロセスカートリッジ２をイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色トナーに対応した４つを並列に転写装置５０に沿ってタンデム型に配列している。
【００１３】
図１に示すように、本発明の画像形成装置１では、４つのプロセスカートリッジ２を有している。いずれのプロセスカートリッジ２でも同様の構成であり、この図においては、色の区別を示すＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの表示を省略する。各プロセスカートリッジ２は感光体３を有し、各感光体３の周りには、感光体３表面に電荷を与える帯電装置１０、感光体３表面に形成された潜像を各色トナーで現像してトナー像とする現像装置４０、感光体３表面に潤滑剤３２を塗布する潤滑剤塗布装置３０、トナー像転写後の感光体３表面のクリーニングをするクリーニング装置２０がそれぞれ配置されている。
また、転写装置５０には、ポリイミドやポリアミド等の耐熱性材料からなり、中抵抗に調整された基体からなる無端状ベルトで、４つのローラ５３１、５３２、５３３、５３４に掛け回して支持され、図中矢印Ａ方向に回転駆動する中間転写体である中間転写ベルト５１を備えている。
また、４つのプロセスカートリッジ２の下方には、帯電した各感光体３の表面に各色の画像データに基づいて露光をし、潜像を形成する露光装置４が備えられている。中間転写ベルト５１を挟んで、各感光体３と対向する位置には、感光体３上に形成されたトナー像を中間転写ベルト５１上に一次転写する一次転写装置として一次転写ローラ５２がそれぞれ配置されている。一次転写ローラ５２は、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。
【００１４】
中間転写ベルト５１の支持ローラ５３２で支持された部分の外側には、二次転写装置として二次転写ローラ５４が圧接されている。二次転写ローラ５４は、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。二次転写ローラ５４と中間転写ベルト５１との接触部が二次転写部であり、中間転写ベルト５１上のトナー像が記録部材９に転写される。
中間転写ベルト５１の支持ローラ５３１で支持された部分の外側には、二次転写後の中間転写ベルト５１の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置５５が設けられている。
二次転写部の上方には、記録部材９上のトナー像を記録部材９に半永久的に定着させる定着装置７０が備えられている。定着装置７０は、定着ローラ７１と、これに対向し、圧接して配置される、内部にハロゲンヒータを有する加圧ローラ７２とから構成されている。この他に、定着ローラ７１の代わりに、図示しないが、内部にハロゲンヒータを有する加熱ローラ及び定着ローラに巻き掛けられた無端の定着ベルトを用いても良い。
画像形成装置の下部には、記録部材９を載積し二次転写部に向けて記録部材９を送り出す給紙装置６０が備えられている。
【００１５】
さらに、各部材等に関して詳述する。
感光体３は、アモルファスシリコーン、セレン等の金属物質を用いる感光体３、または、有機感光物質を用いる感光体３がある。ここでは、有機感光体で説明する。感光体３としては、導電性支持体上に、フィラー分散した樹脂層、電荷発生層及び電荷輸送層を有する感光層、その表面にフィラーを分散させた保護層を有する。
感光層は電荷発生物質と電荷輸送物質を含む単層構成の感光層でも構わないが、電荷発生層と電荷輸送層で構成される積層型が感度、耐久性において優れている。
電荷発生層は、電荷発生能を有する顔料を必要に応じてバインダー樹脂とともに適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波などを用いて分散し、これを導電性支持体上に塗布し、乾燥することにより形成される。結着樹脂としてはポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンザール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリフェニレンオキシド、ポリアミド、ポリビニルピリジン、セルロース系樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等があげられる。結着樹脂の量は、電荷発生物質１００質量部に対し０〜５００質量部、好ましくは１０〜３００質量部が適当である。
また、電荷輸送層は、電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成できる。電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。結着樹脂としてはポリスチレン、スチレン−アクリルニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアレート、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。
また、保護層が感光層の上に設けられることもある。保護層を設け、耐久性を向上させることによって、本発明の高感度で異常欠陥のない感光体３を有用に用いることができる。
保護層に使用される材料としてはＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリメチルベンテン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。中でも、ポリカーボネートもしくはポリアリレートが最も良好に使用できる。保護層にはその他、耐摩耗性を向上する目的でポリテトラフルオロエチレンのような弗素樹脂、シリコーン樹脂、及びこれらの樹脂に酸化チタン、酸化錫、チタン酸カリウム、シリカ等の無機フィラー、また有機フィラーを分散したもの等を添加することができる。保護層中のフィラー濃度は使用するフィラー種により、また感光体３を使用する電子写真プロセス条件によっても異なるが、保護層の最表層側において全固形分に対するフィラーの比で５質量％以上、好ましくは１０質量％以上、５０質量％以下、好ましくは３０質量％以下程度が良好である。
【００１６】
帯電装置１０は、タングステン、モリブデン等の細い金属ワイヤー、または、これらの表面に金属めっきしたワイヤーをアルミニウム製のケース内に張架したコロトロン方式、または、アルミニウム製のケースにグリッドになる金属製のワイヤーを張架しているスコロトロン方式の放電チャージャー方式を用いる。その他に、回転するローラを感光体に接触又は微小の隙間を設けて非接触に対向させるローラ方式がある。いずれの方式でも良い。
帯電部材として導電性芯金の外側に中抵抗の弾性層を被覆して構成される帯電ローラ１１を備える。帯電ローラ１１は、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。帯電ローラ１１は、感光体３に対して接触して配置される。接触していても、円形形状の断面は、感光体３に近接する部分を有している。感光体３に近接している部分で、放電して、感光体３を帯電させることができる。本発明では帯電ローラ１１表面に接触してクリーニングする接触帯電ローラ１２を搭載するので、オゾンの発生が少なくなり環境に配慮する現在のニーズに適合している。
帯電ローラ１１は、電源に接続されており、所定の電圧が印加される。その電圧は、直流（ＤＣ）電圧のみでもよいが、ＤＣ電圧に交流（ＡＣ）電圧を重畳させた電圧であることが好ましい。ＡＣ電圧を印加することにより、感光体１表面をより均一に帯電することができる。本実施形態では、ＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳させている。帯電ローラ１１を感光体３に接触させて、感光体３を帯電させるもので、この接触式の帯電装置１０は、従来用いられているコロナ帯電方式に比べて、放電生成物の発生量が極めて少ない、印加電圧が低いため電源のコストが小さくなる、電気絶縁の設計が行いやすい等の利点を有している。もちろん、上記のオゾン、窒素酸化物などによる不具合も低減する。
また、帯電ローラ１１は、感光体１に対して微小な間隙をもって配設されてもよい。この微小な間隙は、帯電ローラ１１の両端部の非画像形成領域に一定の厚みを有するスペーサ部材を巻き付けるなどして、スペーサ部材の表面を感光体１表面に当接させることで、設定することができる。
【００１７】
また、現像装置４０は、感光体３と対向する位置に、現像剤を担持して、搬送する現像ローラ４１が配置されている。現像ローラ４１の下方には、図示しないトナーボトルから投入される現像剤を攪拌しながら搬送するローラ４４と、現像ローラ４１へ汲み上げる攪拌・搬送するローラ４３とが備えられている。現像ローラ４１によって搬送される現像剤は、規制部材４２によって所定の現像剤層の厚みに規制され、現像ローラ４１に担持される。現像ローラ４１は、感光体３との対向位置において同方向に移動しながら、現像剤を担持搬送し、トナーを感光体３の潜像面に供給する。
また、図１に示しているが、未使用のトナーが収納された各色のトナーカートリッジ４５Ｙ、４５Ｃ、４５Ｍ、４５Ｋが、着脱可能に感光体３上部の空間に収納される。図示しないモーノポンプやエアーポンプなどのトナー搬送手段により、各現像装置４０に必要に応じトナーを供給するようになっている。消耗の多いブラックトナー用のトナーカートリッジ４５Ｋを、特に大容量としておくことも可能である。
なお、現像装置４０に関しては、更に、後述する。
【００１８】
クリーニング装置２０は、クリーニングブレード２１が感光体３と当接・離間する機構を備え、画像形成装置本体の制御部にて、任意に当接・離間させることができる。クリーニングブレード２１をカウンタ方式で、感光体３に当接し、これによって、感光体３上に残留するトナー、汚れとして付着している記録部材９のタルク、カオリン、炭酸カルシウム等の添剤を感光体３から除去してクリーニングする。除去したトナー等は、廃トナー回収コイル２２で、図示しない廃トナー容器に搬送し、貯留する。
【００１９】
図示しない潤滑剤塗布装置は、固定されたケースに収容された固形潤滑剤と、固形潤滑剤に接触して潤滑剤を削り取り、感光体３に塗布する塗布ブラシと、塗布ブラシで塗布された潤滑剤を均す潤滑剤塗布ブレードを備える。固形潤滑剤は、直方体状に形成されており、加圧バネによって塗布ブラシ側に付勢されている。固形潤滑剤２は塗布ブラシによって削り取られ消耗し、経時的にその厚みが減少するが、加圧バネで加圧されているために常時塗布ブラシに当接している。塗布ブラシは、回転しながら削り取った潤滑剤を感光体３表面に塗布する。この画像形成装置１の潤滑剤は、脂肪酸金属塩を含有している。脂肪酸金属塩（Ａ）が、帯電電流により破壊されて、感光体３の表面が破壊されるのを防止すると同時に、帯電電流では破壊されない無機潤滑剤により、潤滑作用が維持されるため、感光体３のクリーニングを良好に維持することが可能となる。
脂肪酸金属塩（Ａ）の例としては、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレインサン銅、オレイン酸鉛、オレイン酸マンガン、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸コバルト、パルミチン酸鉛、パルミチン酸マグネシウム、パルミチン酸アルミニウム、パルミチン酸カルシウム、カプリル酸鉛、カプリン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、リシノール酸亜鉛、リシノール酸カドミウム及びそれらの混合物があるが、これに限るものではない。また、これらを混合して使用してもよい。本発明においては、中でもステアリン酸亜鉛が特に感光体への成膜性に優れることから、最も好ましく用いられる。
【００２０】
また、本発明の画像形成動作について説明する。
図２に示すように、画像形成装置１は、例えば、単色の電子写真複写機、ファクシミリ、レーザプリンタ、フルカラーレーザプリンタに用いられるものであり、本発明の現像装置４０を搭載している。現像装置４０に近接して感光体３が配されており、感光体３は、矢印方向に回転している。
帯電ローラ１１は、感光体３の表面に圧接されており、感光体３の回転により従動回転している。帯電ローラ１１には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体３の表面を所定電位に一様に帯電する。その後、感光体３は露光手段４により与えられる露光に応答して、その表面に静電潜像パターンを形成する。現像装置４０には現像ローラ４１が感光体３の表面に圧接して備えられており、図示しない高圧電源により所定の現像バイアスが印加されている。現像ローラ４１上に供給されたトナーは、現像バイアス電位のもとで感光体３表面の静電潜像パターンに付着し、トナー像を形成する。
一次転写ローラ５２には図示しない高圧電源により一次転写バイアスが印加され、感光体３表面のトナー像は中間転写ベルト５１の表面に転写される。中間転写ベルト５１は、図示しない駆動モータによって図中の矢印方向に回転駆動されるようになっている。中間転写ベルト５１表面に形成されたトナー像は、二次転写ローラ５４に所定の電圧を印加することにより転写材である記録部材９に転写され、定着装置７０にて定着され出力される。クリーニング装置２０は感光体３表面の転写残トナーのクリーニングを行なう。
【００２１】
このときに、現像剤であるトナーとしては、着色剤を添加し、磁性体を含有させない非磁性一成分トナーを用いる。ただし、着色剤とは別に、または、着色剤の代わりとして、磁性体を含有させて、磁性一成分トナーとして用いても良い。
トナーとしては、結着樹脂、着色剤を必須成分として含有する着色粒子に対して、流動性や現像性、帯電性を補助するため外添剤を添加したものを使用する。なお、着色粒子には、必要に応じて離型剤、荷電制御剤、可塑剤を含有していてもよい。
（結着樹脂）
結着樹脂としては、ポリエステル、ポリウレタン、ポリウレア、エポキシ樹脂、ビニル系樹脂などが挙げられる。また、異なる樹脂が化学的に結合したハイブリッド樹脂を使用してもよい。さらに、樹脂の末端もしくは側鎖に反応性官能基を導入し、トナーの製造過程において結合させることにより伸長させてもよい。
【００２２】
（着色剤）
本発明の着色剤としては公知の染料および顔料が使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ポグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボンおよびそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常１〜１５重量％、好ましくは３〜１０重量％である。
【００２３】
また、トナーは、着色剤とは別に、または、着色剤の代わりとして、磁性体を含有させることができる。使用できる磁性体としては、例えば、（１）マグネタイト、マグヘマイト、フェライトの如き磁性酸化鉄、及び他の金属酸化物を含む酸化鉄、（２）鉄、コバルト、ニッケル等の金属、又は、これらの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、錫、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウム等の金属との合金。（３）及びこれらの混合物、などが用いられる。
磁性体として具体的に例示すると、Ｆｅ３Ｏ4、γ−Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＦｅ２Ｏ４、Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２、ＣｄＦｅ２Ｏ４、Ｇｄ３Ｆｅ５Ｏ１２、ＣｕＦｅ２Ｏ４、ＰｂＦｅ１２Ｏ、ＮｉＦｅ２Ｏ４、ＮｄＦｅ２Ｏ、ＢａＦｅ１２Ｏ１９、ＭｇＦｅ２Ｏ４、ＭｎＦｅ２Ｏ４、ＬａＦｅＯ３、鉄粉、コバルト粉、ニッケル粉、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも特に、Ｆｅ３Ｏ4、γ−Ｆｅ２Ｏ３の微粉末が好適に挙げられる。
【００２４】
（外添剤）
外添剤としては、公知の無機微粒子および高分子系微粒子を好ましく用いることができる。この外添加剤の一次粒子径は、５ｎｍ〜２μｍであることが好ましく、特に５ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ２／ｇであることが好ましい。この外添加剤の使用割合は、トナーの０．０１〜５重量％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０重量％であることが好ましい。
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
高分子系微粒子としては、例えばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロン（登録商標）などの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
このような流動化剤は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが好ましい表面処理剤として挙げられる。
【００２５】
（離型剤）
本発明に使用する離型剤としては、公知のものが使用でき、例えばポリオレフィンワックス（ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど）；長鎖炭化水素（パラフィンワックス、サゾールワックスなど）；カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。カルボニル基含有ワックスとしては、ポリアルカン酸エステル（カルナウバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、１,１８-オクタデカンジオールジステアレートなど）；ポリアルカノールエステル（トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなど）；ポリアルカン酸アミド（エチレンジアミンジベヘニルアミドなど）；ポリアルキルアミド（トリメリット酸トリステアリルアミドなど）；およびジアルキルケトン（ジステアリルケトンなど）などが挙げられる。このうち、本発明においては、極性の低いワックスが好適に用いられる。具体的には、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックスなどの炭化水素系ワックスである。
【００２６】
トナー中のワックス含有量は、トナーに対して２〜５重量％である。トナー全量に対するワックス量が２％未満だと、ワックスによる離型効果がなくなり、オフセット防止の余裕度がなくなることがある。一方、５％を超えると、ワックスは低温で溶融するため、熱エネルギー、機械エネルギーの影響を受けやすく、現像部での攪拌時などにワックスがトナー内部から染み出し、現像ローラ４１や感光体３に付着し、画像ノイズを発生させることがある。また、ＯＨＰシートに印字したとき、印字領域の外側に離型剤が広がり、投影像に画像ノイズとして現れることがある。また、ワックスの示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定される昇温時の好ましい吸熱ピークの範囲は、６０〜９０℃、より好ましくは６５〜８０℃である。吸熱ピークが６０℃未満では流動性や耐熱保存性が悪くなり、９０℃より高いと定着性が悪くなる傾向がある。
また、示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定される昇温時の吸熱ピークの好ましい半値幅は８℃以下、より好ましくは６℃以下である。８℃よりも広い、いわゆる吸熱ピークがブロードであるような場合、流動性や耐熱保存性の悪化が見られる。
【００２７】
（荷電制御剤）
トナーは、必要に応じて荷電制御剤を含有してもよい。荷電制御剤としては公知のものが全て使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、四級アンモニウム塩（フッ素変性四級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩および、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、第四級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ ＰＳＹ ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ ＮＥＧ ＶＰ２０３６、コピーチャージ ＮＸ ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。
【００２８】
（トナーの製造方法について）
トナーの製造方法は、特に限定されないが、溶解懸濁法、懸濁重合法、乳化凝集法等の公知の湿式造粒法、および、結着樹脂等を溶融し、混練した後に、粗細・微粉砕し、更に乾式分級する乾式粉砕法などが挙げられる。
【００２９】
図３は、本発明の現像装置の構成を詳細に示す図である。
現像装置４０は、トナーを収容するトナー収容室４６に、複数のトナー搬送部材４４と、現像ローラ４１と、現像ローラ４１に当接して設けられた供給回収ローラ４３と、層規制部材４２が設けられている。現像ローラ４１には、現像バイアス電圧が印加され、感光体３表面との間に形成された電界パターンに従ってトナーを移動させることにより、感光体３表面にトナー像を形成するものである。
トナー収容室内４６に設けられたトナー搬送部材４４は時計回りの方向で回転し、収容されたトナーをトナー供給回収ローラ４３の方向に送り出すようになっている。
供給回収ローラ４３は、その表面に空孔（セル）を有した構造の発泡材料が被覆されており、現像ローラ４１に押込んで接触した状態に配置される。供給回収ローラ４３は反時計回りの方向に回転し、表面に付着保持したトナーを現像ローラ４１との対向位置へと搬送する。現像ローラ４１への押込みによる発泡材料の変形によって、保持していたトナーを現像ローラ４１表面へと送り出して、塗布供給する。
また、供給回収ローラ４３には回収バイアス電源４８から回収バイアスが印加され、現像ローラ４１との間に回収電界を形成する。回収バイアスは現像ローラ４１に対してトナーの帯電極性と逆方向にオフセットさせた値の直流電圧である。このときに、供給回収ローラ４３に印加する電圧が、直流電圧に交流電圧を重畳して用いることが好ましい。先に現像ローラ４１表面に付着していたトナーに静電気力による振動を与えることにより回収バイアス電界に応答しやすくなり、現像ローラ４１からのトナー剥ぎ取り効率が高められる。
この回収バイアスを作用させるために、供給回収ローラ４３を構成する発泡材料には導電性の付与されたものが用いられる。
先に、現像ローラ４１表面に付着していたトナーに静電気力により回収バイアス電界に応答しやすくなり、現像ローラ４１からのトナー剥ぎ取り効率が高められる。
【００３０】
層規制部材４２は、ＳＵＳ３０４ＣＳＰ、ＳＵＳ３０１ＣＳＰ、リン青銅等の金属板バネ材料を用い、自由端側を現像ローラ４１表面に１０〜１００Ｎ／ｍの押圧力で当接させたもので、その押圧力下を通過したトナーを薄層化するとともに摩擦帯電によって電荷を付与する。
現像ローラ４１は反時計回りの方向に回転し、供給回収ローラ４３によって塗布供給されたトナーを表面に保持したまま、層規制部材４２および感光体３との対向位置へと搬送する。必要量のトナーを表面に保持するためには、表面粗さがＲａ０．２〜２．０μmに設定されていることが望ましい。
現像ローラ４１には、弾性ゴム層を被覆したローラが用いられ、感光体３との接触状態を均一に保つために、ＪＩＳ−Ａで５０度以下の硬度に設定される。
また、本発明では、現像ローラ４１と感光体３との接触部で過剰な負荷を発生することなく安定した押圧力を得ることができ、供給ローラ４３から現像ローラ４１へのトナー塗布供給量が使用環境や耐久による変動が少なく画像濃度が安定することから、供給回収ローラ４３のアスカーＣ硬度を８度以上３０度以下とする。
【００３１】
さらに、本発明では層規制部材４２でトナーを摩擦帯電するにあたり、現像ローラ４１表面にはトナーと逆の極性に帯電し易い材料からなる表面層が設けられる。感光体３は時計回りの方向に回転しており、従って現像ローラ４１表面は感光体３との対向位置において感光体３の進行方向と同方向に移動する。現像ローラ４１には現像バイアス電源４７から現像バイアスが印加され、感光体３上の静電潜像パターンとの間に現像電界を形成する。帯電したトナーは、その現像電界に応じて感光体３表面に移動し、現像される。この現像バイアスを作用させるために、現像ローラ４１には、弾性ゴム層と表面層を含めた電気抵抗値が、１０３〜１０１０Ωの半導電性のものが用いられる。感光体３上に現像されずに現像ローラ４１上に残されたトナーが再びトナー収容室４６側へと戻る部分には、入り口シール４９が現像ローラ４１に当接して設けられ、トナーは現像装置４０の外部に漏れ出ないように封止される。
現像ローラ４１と感光体３は接触して記載されているが、非接触で配置されていてもかまわない。また、感光体３はドラム状の形態が記載されているが、ベルト状の形態であってもかまわない。
【００３２】
図４は、本発明の現像装置の主要部の構成を示す図である。
供給回収ローラ４３は、金属シャフトの外周に導電性発泡ゴム層４３１を設け、さらにその外側に絶縁性発泡ゴム層４３２を設けた構成となっている。静電気的な力でトナーを剥ぎ取るためには、絶縁性発泡ゴム層４３２の圧縮によって、導電性発泡ゴム層４３１を現像ローラ４１表面に接近させ、回収バイアスの作用を発現させる。
供給回収ローラ４３を現像ローラ４１に当接させ、当接部での移動方向が逆になるように現像ローラ４１と供給回収ローラ４３を回転させた場合、当接部の入口付近で、供給回収ローラ４３に搬送されてきたトナーが、現像ローラ４１との衝突や発泡ゴム層の圧縮により、供給回収ローラ４３から弾き出されて現像ローラ４１表面へと塗布供給される。一方で、当接部の中央付近は、発泡ゴム層が最も圧縮されて復元力が最大となる箇所であり、ここで現像ローラ４１上の未現像トナーの多くが掻き取られることがわかった。供給回収ローラ４３に掻き取り方向の直流バイアス電圧を印加したときに、当接部中央付近ではバイアス電界が作用して静電気的な力でトナーを掻き取る一方で、当接部入口付近ではバイアス電界を働かさず、トナーの塗布供給を阻害しないようにすれば、塗布供給と掻き取りを両立させることができる。そこで、導電性発泡ゴム層４３１として発泡ゴムの下層にのみ導電性を付与し、絶縁性発泡ゴム層４３２として上層を絶縁性にした供給回収ローラ４３を現像ローラ４１に当接して設け、当接による圧縮量を上層の厚み以上にすれば、当接部中央付近では上層が潰されて下層が現像ローラ４１に近接するので、バイアス電圧が作用してトナーが静電気的な力で掻き取られ、当接部入口付近では絶縁性である上層によってバイアスが遮断されるので、トナーはそのまま塗布供給される
【００３３】
また、少なくとも内層の導電性発泡ゴム層４３１は例えばポリウレタンゴムの発泡体に導電材を分散したもので、独立気泡構造を備えている。導電性発泡ゴム層４３１を独立気泡構造の発泡ゴム材にすることで、トナーの導電性発泡ゴム層４３１の内部への浸入を防止できるので、供給回収ローラ４３全体としてのゴム弾性を維持することが可能となる。
絶縁性発泡ゴム層４３２に独立気泡構造の発泡ゴム材を用いた場合、圧縮により潰されたセル壁が障害となって現像ローラ４１と導電性発泡ゴム層４３１が隔てられ、回収バイアスの効果が不充分となる。
そこで、少なくとも、絶縁性発泡ゴム層４３２を独立気泡構造の発泡ゴム材で構成すれば、セル壁の大多数が貫通しているので圧縮したときに潰されやすくなる。よって、導電性発泡ゴム層４３１を現像ローラ４１表面に接近させて、充分な回収電界を形成することができる。
絶縁性発泡ゴム層４３２に用いる連通気泡構造の発泡ゴム材としては、発泡骨格構造のポリウレタンフォームが最も適している。発泡ゴム硬度を低く設定しながらも圧縮残留歪を比較的小さく抑えることができるので、当接部での押圧力を経時で安定させやすく、長期保管や耐久後の状態でも、供給回収ローラ４３から現像ローラ４１へのトナー塗布供給量を確保することができる。ポリウレタンゴム以外にも、エピクロルヒドリンゴム、シリコンゴム、ＥＰＤＭ等の種々のゴムでも良く、ゴム中にカーボン等の導電材を分散して、体積抵抗を１０2〜１０6Ω・ｃｍ程度の抵抗に調整して用いる。
また、供給回収ローラ４３は、外層の絶縁性発泡ゴム層４３２の平均セル径が、内層の導電性発泡ゴム層４３１の平均セル径よりも大きくする。絶縁性発泡ゴム層４３２に比べて導電性発泡ゴム層４３１のほうが圧縮により潰れやすい材料である場合、当接部では導電性発泡ゴム層４３１が圧縮変形するのみで、絶縁性発泡ゴム層４３２はほとんど圧縮されることはなく、回収バイアスの効果を得ることが難しい。そこで、導電性発泡ゴム層４３１に比べて絶縁性発泡ゴム層４３２のほうが、圧縮により潰れやすい材料とすることで、当接部において導電性発泡ゴム層４３１を現像ローラ４１の表面に接近させることが容易となり、充分な回収電界を形成することができる。
【００３４】
図５は、本発明の現像装置の現像ローラと供給回収ローラの接触状態を示す図である。図５に示すように、供給回収ローラ４３は現像ローラ４１に当接するように配置される。このとき、現像ローラ４１の弾性層として、供給回収ローラ４３に用いる発泡ゴムよりも硬度の高いゴムを用いることにより、当接部では供給回収ローラ４３の発泡ゴムが圧縮された状態となる。そこで現像ローラ４１の軸中心Ｐと供給回収ローラ４３の軸中心Ｑとの間の距離Ｌを、現像ローラの半径Ｒ１と供給回収ローラ４３の半径Ｒ２を合計した値よりもαだけ短くなるように設定した場合、当接部における供給回収ローラ４３の圧縮量はαで表わすことができる。
【００３５】
図５で示したように絶縁性発泡ゴム層４３２の厚さＴとするときに、圧縮量αを厚さＴよりも大きくなるように設定する。すると、絶縁性発泡ゴム層４３２の大部分は圧縮によって潰されるため、当接部における絶縁性発泡ゴム層４３２の実質的な厚みは、当接部の中央において最小となり、ほとんどゼロに等しい状態となる。
絶縁性発泡ゴム層４３２に比べて導電性発泡ゴム層４３１の方が圧縮により潰れやすい材料である場合、当接部では導電性発泡ゴム層４３１が圧縮変形するのみで、絶縁性発泡ゴム層４３２はほとんど圧縮されることはなく、回収バイアスの効果を得ることが難しい。そこで、前述したように導電性発泡ゴム層４３１に比べて絶縁性発泡ゴム層４３２の方が圧縮により潰れやすい材料とすることで、絶縁性発泡ゴム層４３２の厚さＴより圧縮量αを大きくし当接部において導電性発泡ゴム層４３１を現像ローラ４１の表面に接近させることが容易となり、充分な回収電界を形成することができる。
さらに、供給回収ローラ４３には軸を経由して回収バイアス電源４８が電気的に接続されており、回収バイアス電圧が印加される。導電性発泡ゴム層４３１の最外周面の電位は回収バイアス電圧の値と等しくなるので、当接部の中央においては、現像ローラ４１の表面との電位差によって強い回収電界が形成され、その作用により静電気的な力でトナーを掻き取ることができる。一方当接部の入り口付近や出口付近では、現像ローラ４１と導電性発泡ゴム層４３１とは絶縁性発泡ゴム層４３２を介して離れているため、回収電界を極端に弱めることができ、トナーの塗布供給を阻害しない。そのため、塗布供給と掻き取りの両立が可能となる。
したがって、本発明の現像装置４０に用いるトナーの供給回収ローラ４３に対して、発泡ゴムの下層にのみ導電性を付与し、上層を絶縁性にした供給回収ローラ４３を現像ローラ４１に当接して設け、当接による圧縮量を上層の絶縁性発泡ゴム層４３２の厚み以上に設定する。この供給回収ローラ４３に掻き取り方向のバイアス電圧を印加すると、当接部中央付近では上層が潰されて下層が現像ローラ４１に近接するので、バイアス電圧が作用してトナーが静電気的な力で掻き取られ、当接部入口付近では絶縁性である上層の絶縁性発泡ゴム層４３２によってバイアスが遮断されるので、トナーはそのまま塗布供給されることが特徴になっている。
【００３６】
図６は本発明の現像装置を備えるプロセスカートリッジの構成を示す図である。
プロセスカートリッジ２は、画像形成装置１に搭載することができ、静電潜像を担持する静電潜像担持体である感光体３と、該静電潜像担持体上に担持された静電潜像を、現像剤を用いて現像し可視像を形成する現像装置４０とを、少なくとも有する。
さらに、感光体３を有し、各感光体３の周りには、感光体３表面に電荷を与える帯電装置１０、感光体３表面に形成された潜像を各色トナーで現像してトナー像とする現像装置４０、感光体３表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置（図示しない）、トナー像転写後の感光体３表面のクリーニングをするクリーニング装置２０がそれぞれ配置されている。
図６では、これで、一つのプロセスカートリッジ２を形成しているが、プロセスカートリッジ２は、感光体３と、帯電装置１０、現像装置４０、クリーニング装置２０、潤滑剤塗布装置３０のいずれか１つ以上を一体的に支持していて、画像形成装置１に着脱可能になっていればよい。また、少なくとも、感光体３と、潤滑剤塗布装置３０とを備えていることが好ましい。その他の帯電装置１０等を含むプロセスカートリッジ２であることにより、作像手段が一体化され、セット性、メンテナンス性に優れ、かつ現像装置４０、帯電装置１０、クリーニング装置２０等の対感光体位置精度が良くなる。
【符号の説明】
【００３７】
１ 画像形成装置
２ プロセスカートリッジ
３ 感光体
４ 露光装置
６ 画像形成部
９ 記録部材
１０ 帯電装置
１１ 帯電ローラ
１２ 帯電ローラクリーナー
２０ クリーニング装置
２１ クリーニングブレード
２２ 廃トナー回収ローラ
３０ 潤滑剤塗布装置
４０ 現像装置
４１ 現像ローラ
４２ 層規制部材／規制部材
４３ 供給回収ローラ
４３１ 導電性発泡ゴム層
４３２ 絶縁性発泡ゴム層
４４ トナー搬送部
４５ トナーカートリッジ
４６ 現像バイアス電源
４７ 回収バイアス電源
５０ 転写装置
５１ 中間転写ベルト
５２ 一次転写手段／ローラ
５３ 支持ローラ
５３１、５３２、５３３、５３４ 支持ローラ
５４ 二次転写手段／ローラ
５５ 中間転写ベルトクリーニング装置
６０ 給紙装置
６１ 給紙ユニット
６２ 給紙ローラ
６３ レジストローラ
７０ 定着装置
７１ 定着ローラ
７２ 加圧ローラ
９０ 排紙装置
９１ 排紙トレイ
９２ 排紙口
９３ 排紙ローラ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３８】
【特許文献１】特開昭５４−４３０３８号公報
【特許文献２】特開２００１−２４９５３２号公報
【特許文献３】特開平０５−３３３６７９号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体上の潜像を現像する現像剤を収容している現像剤収容室と、
前記潜像担持体に近接又は接触して配置される現像剤担持体と、
該現像剤担持体に圧接して回転することによって現像剤担持体上への現像剤の供給及び現像剤担持体上からの現像剤の剥ぎ取りを行なう現像剤供給回収ローラとを備える現像装置において、
前記現像剤供給回収ローラは、
導電性発泡ゴムからなる内層と絶縁性発泡ゴムからなる外層とを有し、
前記現像剤担持体との圧接による圧縮量αと弐外層の厚さＴとの関係を、 α≧Ｔ とし、
前記現像剤担持体の電位に対して現像剤帯電極性と逆方向のオフセット電圧を現像剤供給回収ローラに印加する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載に記載の現像装置において、
前記現像剤供給回収ローラは、
前記外層が、連通気泡構造の発泡ゴム材からなる
ことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の現像装置において、
前記現像剤供給回収ローラは、
前記外層がポリウレタンフォームである
ことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の現像装置において、
前記現像剤供給回収ローラは、
前記内層が、独立気泡構造の発泡ゴム材からなる
ことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項４に記載の現像装置において、
前記現像剤供給回収ローラは、
前記外層の平均セル径が、前記内層の平均セル径よりも大きい
ことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の現像装置において、
前記現像剤供給回収ローラに印加する電圧が、直流電圧に交流電圧を重畳している
ことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の現像装置において、
前記現像剤供給回収ローラのアスカーＣ硬度が、８度以上３０度以下である
ことを特徴とする現像装置
【請求項８】
少なくとも、潜像を担持する像担持体と、潜像担持体上の潜像を現像する現像装置と、を含んで一体に支持され、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
前記プロセスカートリッジは、請求項１ないし７のいずれかに記載の現像装置を備える
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項９】
潜像を形成する像担持体と、
該像担持体を帯電する帯電装置と、
前記像担持体を露光し、像担持体に静電潜像を形成する露光装置と、
前記像担持体にトナー像を形成する現像装置と、
該トナー像を記録部材に直接又は中間転写体を介して転写する転写装置と、
前記像担持体に残留した未転写のトナーを清掃するクリーニング装置と、を備える画像形成装置において、
前記画像形成装置は、請求項１ないし７のいずれかに記載の現像装置又は請求項８に記載のプロセスカートリッジを備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
潜像担持体上の潜像を現像する現像剤を収容している現像剤収容室と、
前記潜像担持体に近接又は接触して配置される現像剤担持体と、
該現像剤担持体に圧接して回転することによって現像剤担持体上への現像剤の供給及び現像剤担持体上からの現像剤の剥ぎ取りを行なう現像剤供給回収ローラとを備える現像装置において、
前記現像剤供給回収ローラは、
導電性発泡ゴムからなる内層と絶縁性発泡ゴムからなる外層とを有し、
前記現像剤担持体との圧接による圧縮量αと弐外層の厚さＴとの関係を、 α≧Ｔ とし、
前記現像剤担持体の電位に対して現像剤帯電極性と逆方向のオフセット電圧を現像剤供給回収ローラに印加する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載に記載の現像装置において、
前記現像剤供給回収ローラは、
前記外層が、連通気泡構造の発泡ゴム材からなる
ことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の現像装置において、
前記現像剤供給回収ローラは、
前記外層がポリウレタンフォームである
ことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の現像装置において、
前記現像剤供給回収ローラは、
前記内層が、独立気泡構造の発泡ゴム材からなる
ことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項４に記載の現像装置において、
前記現像剤供給回収ローラは、
前記外層の平均セル径が、前記内層の平均セル径よりも大きい
ことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の現像装置において、
前記現像剤供給回収ローラに印加する電圧が、直流電圧に交流電圧を重畳している
ことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の現像装置において、
前記現像剤供給回収ローラのアスカーＣ硬度が、８度以上３０度以下である
ことを特徴とする現像装置
【請求項８】
少なくとも、潜像を担持する像担持体と、潜像担持体上の潜像を現像する現像装置と、を含んで一体に支持され、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
前記プロセスカートリッジは、請求項１ないし７のいずれかに記載の現像装置を備える
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項９】
潜像を形成する像担持体と、
該像担持体を帯電する帯電装置と、
前記像担持体を露光し、像担持体に静電潜像を形成する露光装置と、
前記像担持体にトナー像を形成する現像装置と、
該トナー像を記録部材に直接又は中間転写体を介して転写する転写装置と、
前記像担持体に残留した未転写のトナーを清掃するクリーニング装置と、を備える画像形成装置において、
前記画像形成装置は、請求項１ないし７のいずれかに記載の現像装置又は請求項８に記載のプロセスカートリッジを備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２１５５００（Ｐ２０１１−２１５５００Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８５４９７（Ｐ２０１０−８５４９７）
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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