(57)【要約】【課題】非接触型の非磁性一成分現像方法において、現像ローラ表面に現像剤が固着せず、環境変化の影響を受けることなく、安定した帯電性が得られ、十分な画像濃度及び地肌汚れのない良好な現像特性が得られる非磁性一成分現像方法を提供する。【解決手段】現像ローラ１２表面上の非磁性一成分現像剤１７の帯電量Ａ及び付着量Ｂの関係Ａ／Ｂが、温度１０℃湿度１５％ＲＨの低温低湿環境下、温度２３℃湿度６５％ＲＨの常温常湿環境下、温度３０℃湿度９０％ＲＨの高温高湿環境下を含む、温度１０℃〜３０℃湿度１５％ＲＨ〜９０％ＲＨの全ての環境下において、−３．０×１０３〜−１５×１０３（μＣ・ｃｍ２／ｇ２）である。【選択図】　　　　図２
2004101730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性一成分現像剤を現像剤供給ローラにより現像ローラに供給し、現像ローラ表面上の非磁性一成分現像剤を薄層規制部材で薄層形成し、感光体に現像を行う非接触型の非磁性一成分現像方法であって、
現像ローラ表面上の非磁性一成分現像剤の帯電量Ａ及び付着量Ｂの関係Ａ／Ｂが、温度１０℃湿度１５％ＲＨの低温低湿環境下、温度２３℃湿度６５％ＲＨの常温常湿環境下、温度３０℃湿度９０％ＲＨの高温高湿環境下を含む、温度１０℃〜３０℃湿度１５％ＲＨ〜９０％ＲＨの全ての環境下において、
−３．０×１０３〜−１５×１０３（μＣ・ｃｍ２／ｇ２）
であることを特徴とする非磁性一成分現像方法。（但し、Ａは現像ローラ表面上での単位重量あたりの現像剤電荷量（μＣ／ｇ）を示し、Ｂは単位面積あたりの現像ローラ上現像剤付着量（ｇ／ｃｍ２）を示す。）
【請求項２】
前記現像剤供給ローラは、ブラシ繊維を織り込んだ生地を、ブラシパイル間隙間０．５（ｍｍ）以下で芯金に巻き付け接着して形成されるブラシローラである
ことを特徴とする請求項１に記載の非磁性一成分現像方法。
【請求項３】
前記現像剤供給ローラは、ブラシ繊維が導電性であって且つブラシ繊維の帯電極性が現像剤の帯電極性と逆極性であり、ブラシ密度が１４万（本／ｉｎｃｈ２）以上、ブラシ繊維太さが２．１（デニール／フィラメント）以下、ブラシ毛足長さが前記現像ローラへの供給ブラシローラの食い込み量（ｍｍ）に対して３〜４倍のブラシ繊維を織り込んだ生地で形成されるブラシローラである
ことを特徴とする請求項１または２に記載の非磁性一成分現像方法。
【請求項４】
前記現像剤供給ローラは、現像ローラの回転方向と逆方向に回転させられ、現像ローラと現像剤供給ローラとの線速比は、１．４以上である
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の非磁性一成分現像方法。
【請求項５】
前記薄層規制部材は、現像ローラへの食い込み量が０．７（ｍｍ）以下、且つ突き出し量が−１．５（ｍｍ）以下である
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の非磁性一成分現像方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真プロセスを利用する画像形成装置に使用される、静電画像に現像剤を供給する現像方法に関し、特に非接触型の非磁性一成分現像方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、感光体上に形成された静電潜像を現像し、可視像を形成する画像形成方法において用いられる現像剤には、トナーとキャリアから成る二成分現像剤とトナー単体からなる一成分現像剤とがある。このうち、二成分現像剤を用いる現像方法は、比較的安定した良好な記録画像が得られる反面、キャリアの劣化やトナーとキャリアとの混合比の変動が発生しやすく、また装置が大型化する。そこで、装置の小型化、低コスト化および信頼性の点では一成分現像剤が有利である。
一成分現像剤は、非磁性一成分現像剤と磁性一成分現像剤とに分類される。磁性一成分現像剤を用いる現像方法では、一般的に磁性体として黒色マグネット粉を現像剤中に含むため、黒以外の色については鮮明な色の現像剤を得ることが困難である。このため、多色画像を形成するためには、非磁性現像剤を用いることになる。
【０００３】
この非磁性一成分現像剤を用いる一成分現像方法は、接触型と非接触型とに分類される。接触型は、現像ローラ上の現像剤を静電潜像を担持する感光体と接触させて現像する非磁性一成分現像方法であり、非接触型は、現像ローラ上の現像剤と感光体との間にある所定の間隙を持って現像ローラ上の現像剤を飛翔させて現像する非磁性一成分現像方法である。現像剤は、現像ローラとの摩擦や、現像ローラの表面に圧接された現像剤薄層形成用の規制板との摩擦等で、電荷を付与されることにより、導電性の現像ローラ表面に現像剤の薄層を形成する。
接触型の非磁性一成分現像法では、静電潜像を有する感光体が現像ローラ上の現像剤と接触するため現像性は良好であるが、その反面、現像剤は現像装置内だけでなく感光体との間でも摩擦を生じるので、現像剤に対する機械的な負担が大きい。したがって、現像ローラ表面に現像剤が固着したり、ホッパーから供給された現像剤に対して十分な摩擦帯電量が得られず、地カブリが多く画像濃度が低いという問題を有していた。特に上記問題は低温低湿環境下及び高温高湿環境下において顕著に見られる問題である。
【０００４】
これを解決するための方法として、接触型の非磁性一成分現像方法であって、前記現像ローラ表面上の非磁性一成分現像剤の帯電量Ａ及び付着量Ｂの関係Ａ／Ｂが、温度１０℃で湿度２０％ＲＨの低温低湿環境下において−２８．９×１０３〜−４２×１０３（μＣ・ｃｍ２／ｇ２）であり、温度２５℃で湿度５０％ＲＨの常温常湿環境下において−２７．９×１０３〜−４２×１０３（μＣ・ｃｍ２／ｇ２）であり、温度３０℃で湿度８０％ＲＨの高温高湿環境下において−２３．５×１０３〜−４２×１０３（μＣ・ｃｍ２／ｇ２）であることを特徴とする非磁性一成分現像方法（ただし、Ａは現像ローラ上での単位重量あたりの電荷量（μＣ／ｇ）を示し、Ｂは単位面積あたりのローラ付着量（ｇ／ｃｍ２）を示す。）がある（例えば、特許文献１参照）。Ａ／Ｂの範囲を所定の範囲にするには、非磁性一成分現像剤の配合処方、非磁性一成分現像剤の粒子表面に付着させるシリカ等の外添剤の種類や量及び層規制部材の種類や現像ローラの圧力等を調整することによって得ることができるとしている。
しかしながら、非接触型の非磁性一成分現像方法においては、現像ローラ表面上の非磁性一成分現像剤の帯電量Ａ及び付着量Ｂの関係Ａ／Ｂが、温度１０℃で湿度２０％の低温低湿環境下において−２８．９×１０３〜−４２×１０３（μＣ・ｃｍ２／ｇ２）であり、温度２５℃で湿度５０％ＲＨの常温常湿環境下において−２７．９×１０３〜−４２×１０３（μＣ・ｃｍ２／ｇ２）であり、温度３０℃で湿度８０％ＲＨの高温高湿環境下において−２３．５×１０３〜−４２×１０３（μＣ・ｃｍ２／ｇ２）の範囲内では、現像剤単位重量に対する電荷量が強いため、現像ローラから非磁性一成分現像剤が静電潜像に飛翔せず、満足のいく画像濃度を得ることはできない。
【０００５】
また、非接触型の非磁性一成分現像方法には、現像ローラに接触して非磁性一成分現像剤を供給する現像剤供給手段が使われており、特に発泡ポリウレタン等からなる導電性スポンジローラを用いた現像剤供給ローラが広く用いられている。非磁性一成分現像剤は、現像ローラと現像剤供給ローラの摩擦と、現像ローラと薄層規制部材の摩擦とによって帯電され、バイアスが印加された現像ローラと感光体との電位差によって、感光体上の静電潜像に飛翔する。しかしながら、現像剤供給ローラと現像ローラの摩擦によって現像ローラ表面に非磁性一成分現像剤が固着し、非磁性一成分現像剤の帯電能力の低下や非磁性一成分現像剤にかかる機械的な負担が非常に大きく現像剤劣化が極めて早くなり、特に低温低湿環境下や高温高湿環境下においては、非磁性一成分現像剤の凝集度等の環境変化によって画像濃度が低い、地肌汚れが発生するなどの問題を有していた。
したがって、現像ローラに現像剤固着を引き起こさず、充分な画像濃度が得られ、且つ環境変化による影響が少ない現像方法が望まれている。
【０００６】
【特許文献１】
特許第３２２２７９５号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題点に鑑み、本発明の課題は、非接触型の非磁性一成分現像方法において、現像ローラ表面に現像剤が固着せず、環境変化の影響を受けることなく、安定した帯電性が得られ、十分な画像濃度及び地肌汚れのない良好な現像特性が得られる非磁性一成分現像方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明は、非磁性一成分現像剤を現像剤供給ローラにより現像ローラに供給し、現像ローラ表面上の非磁性一成分現像剤を薄層規制部材で薄層形成し、感光体に現像を行う非接触型の非磁性一成分現像方法であって、現像ローラ表面上の非磁性一成分現像剤の帯電量Ａ及び付着量Ｂの関係Ａ／Ｂが、温度１０℃湿度１５％ＲＨの低温低湿環境下、温度２３℃湿度６５％ＲＨの常温常湿環境下、温度３０℃湿度９０％ＲＨの高温高湿環境下を含む、温度１０℃〜３０℃湿度１５％ＲＨ〜９０％ＲＨの全ての環境下において、−３．０×１０３〜−１５×１０３（μＣ・ｃｍ２／ｇ２）であることを特徴とする非磁性一成分現像方法である。（但し、Ａは現像ローラ表面上での単位重量あたりの現像剤電荷量（μＣ／ｇ）を示し、Ｂは単位面積あたりの現像ローラ上現像剤付着量（ｇ／ｃｍ２）を示す。）
【０００９】
請求項２に記載の本発明は、前記現像剤供給ローラは、ブラシ繊維を織り込んだ生地を、ブラシパイル間隙間０．５ｍｍ以下で芯金に巻き付け接着して形成されるブラシローラであることを特徴とする請求項１に記載の非磁性一成分現像方法である。
請求項３に記載の本発明は、前記現像剤供給ローラは、ブラシ繊維が導電性であって且つブラシ繊維の帯電極性が現像剤の帯電極性と逆極性であり、ブラシ密度が１４万（本／ｉｎｃｈ２）以上、ブラシ繊維太さが２．１（デニール／フィラメント）以下、ブラシ毛足長さが前記現像ローラへの供給ブラシローラの食い込み量（ｍｍ）に対して３〜４倍のブラシ繊維を織り込んだ生地で形成されるブラシローラであることを特徴とする請求項１または２に記載の非磁性一成分現像方法である。
請求項４に記載の本発明は、前記現像剤供給ローラは、現像ローラの回転方向と逆方向に回転させられ、現像ローラと現像剤供給ローラとの線速比は、１．４以上であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の非磁性一成分現像方法である。
請求項５に記載の本発明は、前記薄層規制部材は、現像ローラへの食い込み量が０．７（ｍｍ）以下、且つ突き出し量が−１．５（ｍｍ）以下であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の非磁性一成分現像方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の非磁性一成分現像方法を用いた一例であり、反転現像による２色ディジタル画像形成装置を示す概略断面図である。　この画像形成装置は、反転現像により２色ディジタル画像を形成するもので、表面に静電潜像が形成される感光体１の周囲に、第１の現像に備え、感光体１表面を一様に帯電する第１帯電装置２、スキャナにより読み取られた原稿画像信号に基づき、感光体１上に第１のトナー現像のための静電潜像を形成する第１露光装置による第１露光光３、静電潜像を第１のトナーにより現像しトナー像を形成する第１現像装置４、第１の現像と同様に第２のトナーによるトナー像を形成するための第２帯電装置５、第２露光装置による第２露光光６、第２現像装置７、感光体１上に形成された第１及び第２のトナー像を転写するための記録紙を供給する給紙部８、記録紙の裏側からトナー電荷と逆極性の電荷を与え、感光体上の第１及び第２のトナー像を記録紙に転写する転写装置９、第１及び第２のトナー像転写後に感光体１上に残留するトナーを除去するクリーニング装置１０、次の画像形成に備えて感光体１表面の電荷を除去する除電装置である消去光源１１が順次配設されている。
【００１１】
感光体１は、ドラム状の導電性基体の周面に、電荷発生層及び電荷輸送層が順次積層されたもので、回転可能に支持され、図示しない駆動手段により、例えば線速２００（ｍｍ／ｓ　ｅ　ｃ）で一定の方向に回転するように駆動される。第１現像装置４及び第２現像装置７は、感光体１と対向する位置にそれぞれ現像用の開口を有し、この部位に第１現像ローラ又は第２現像ローラ１２が配設され、各現像ローラの周面が感光体１の周面と対向するように支持されている。第１現像装置４には磁性キャリアと第１のトナーとから成る二成分現像剤が用いられ、第１現像ローラ上に形成された磁気ブラシ状に形成されている現像剤が感光体１と接触しており、第２現像装置７にはカラー顔料を用いた第２のトナーとしての非磁性一成分現像剤が用いられ、第２現像ローラ上に形成されたトナー薄層が感光体１の周面と所定の空隙を保持するように支持されている。
【００１２】
図２は、本発明の一実施形態である、画像形成装置に配置される第２現像装置７の構成を示す概略図である。
第２現像装置７は、図２に示すように、感光体１と対向する位置に設けられた開口の部位に第２現像ローラ１２を有し、この第２現像ローラ１２は感光体１と同方向に回転するように支持されている。以下、第２のトナーとしての非磁性一成分現像剤を、特にことわらない限り、単に「トナー」又は「現像剤」と記す。第２現像ローラ１２は、球形粒子を用い、表面を粗面化処理したものである。具体的には、ビーズブラストやサンドブラスト等の表面に凹凸加工を施したものや、表面に電荷を保持できる誘電体部と接地された導電体部とが微小面積で混在露出するように構成されたものが用いられ、好ましくはブラストビーズ球形粒子＃６０以下を用いて粗さＲｚ１４（μｍ）以上の表面を有する現像ローラである。感光体１と第２現像ローラ１２との間には、これらの表面を非接触の状態に保つために、スペーサコロ１３が空隙５０〜２００（μｍ）、好ましくは１００〜１５０（μｍ）で配されている。また、感光体１と第２現像ローラ１２との対向部の上流側には、第２現像ローラ１２上のトナー層の層厚を均等にならすための薄層規制部材としての薄層化ブレード１６が、現像ローラ１２の周面に食い込み量０．７（ｍｍ）以下で、突き出し量−１．５（ｍｍ）以下により接して設けられている。
【００１３】
第２現像装置７内の第２現像ローラ１２の後方には、現像剤供給ローラ１４が、現像ローラ１２と逆方向に、線速比１．４以上、好ましくは１．６で回転している。現像剤供給ローラ１４は、導電性繊維で、且つ現像剤と逆極性の帯電極性を持つブラシ繊維からなり、該ブラシ繊維は、ブラシ密度１４万（本／ｉｎｃｈ２）以上、繊維太さ２．１（デニール／フィラメント）以下、ブラシ毛足長さが現像ローラ食い込み量に対して３〜４倍で形成され、このブラシ繊維を織り込んだ生地を、ブラシパイル間隙間０．５（ｍｍ）以下で芯金部材の周囲に斜めに巻き付けて接着されている。
現像剤供給ローラ１４の後方にはアジテータ１５が設けられており、それぞれ矢印の方向に回転するように支持されている。
現像剤供給ローラ１４のブラシ繊維は、例えば、カーボンブラック等の導電性材料を分散あるいは付着させることにより導電性を付与した繊維である。本発明の構成では、現像剤の帯電極性は負帯電性を有するので、ブラシ繊維には、正帯電性を有するナイロン、レーヨン等の樹脂繊維、好ましくはより正帯電特性の強い導電性ナイロンを用いることができる。ブラシ毛足長さは、現像ローラ１２への現像剤供給ローラ１４の食い込み量（ｍｍ）に対して３〜４倍のブラシ毛足長さであり、好ましくは食い込み量１（ｍｍ）に対してブラシ毛足長さ３〜４（ｍｍ）である。
【００１４】
現像剤供給ローラ１４は、上述したように、ブラシ毛を織り込んだ生地を芯金に巻き付け接着したブラシローラである。
従来の現像剤供給のためのブラシローラを製造する方法として、静電的にブラシ毛を芯部材に植毛する方法がある。この方法は、静電的にブラシ毛を芯部材に植毛するため、ブラシ毛足長さは２（ｍｍ）程度しか得られない。しかし、現像剤を供給するためにはある程度のブラシ毛の長さが必要である。そのため、２（ｍｍ）以上のブラシ毛を植毛すると、現像ローラとの接触によりブラシ毛が抜け落ちたり、現像ローラとの負荷で徐々に経時でブラシが潰れ、これにより画像にブラシ跡が発生し、また潰れたところに現像剤が入り込むことで現像駆動負荷トルクが増加するなどの問題が生じた。
そこで、ブラシ毛を織り込んだ生地を芯金部材の周囲に斜めに巻き付けて接着する製造方法にすることで、ブラシ毛が抜け落ちず、またブラシ密度や毛足長さなどの条件を広い範囲で設定することができる。
【００１５】
ブラシローラを用いた現像剤供給ローラ１４は、現像ローラ１２との接触が解放されるときに、反発力と回転による遠心力で、現像ローラ１２へ供給された後のブラシ表面に残ったトナーが後方へと弾き出され、ブラシ表面が清掃される。これにより、常に新しい現像剤を現像ローラ１２に供給することができ、ブラシ内部に現像剤が入り込むのを防止することができる。ブラシ内部に現像剤が入り込むと、その現像剤が現像ローラ１２との接触で押し潰されてブラシ表面が硬くなり、これによって現像駆動負荷トルクが上昇してしまう。また、ブラシ表面の清掃は現像剤劣化の抑制にも効果的である。現像剤供給ローラ１４は、現像ローラ１２に対して逆方向、ここでは現像ローラ１２に対して上方に回転するので、接触が解放される箇所に現像剤がないことも、ブラシの清掃を促進する。
反面、従来のように現像剤供給ローラにスポンジローラを用いた場合では、この反発力がないために現像剤の清掃が完全ではなく、現像剤は現像ローラと現像剤供給ローラとの接触圧によって徐々にスポンジ内部に入り込む。これによりスポンジが肥大してしまい、現像ローラとの接触圧が変わり、経時の現像駆動負荷トルク上昇や現像剤劣化が発生する。これにより経時で画像濃度を低下させ、更に逆帯電現像剤が増加する原因となる。
【００１６】
図示しない現像剤補給部から補給された現像剤は、アジテータ１５により攪拌されながら搬送され、アジテータ１５により現像剤供給ローラ１４へ付着され、次に、現像剤供給ローラ１４から第２現像ローラ１２に付着し、続いて薄層化ブレード１６により薄層化される。薄層化されたトナーは、第２現像ローラ１２に直流または交流の現像バイアス電源によりバイアス電圧が印加されると、スペーサコロ１３により空隙を保たれている感光体１の静電潜像に現像され、顕像化される。
現像剤としては、重量平均粒子径が５〜１５（ｍｍ）の範囲にある。５（ｍｍ）以下では、現像ローラとの付着力が強く現像性が低下し、また、現像されても重量が小さいために画像濃度が低いため高品位の画像を得ることが難しいからである。１５（ｍｍ）以上では、逆に現像されやすく画像の非画像部にも現像され、画像汚れが発生しやすいからである。
また、非磁性一成分現像剤として用いるトナーは、熱可塑性樹脂に着色剤を溶融混合し粉砕して製造する。熱可塑性樹脂としては、ポリエステル樹脂、スチレン−アクリル樹脂等を用いる。着色剤としては、黒色トナーにはカーボンブラック、赤色トナーには、キナクリドン系顔料、アゾ系顔料あるいはペリレン系顔料等の任意のものを用いることができる。その他の着色料を用いてイエロー、シアン、マゼンタを再現するトナーであってもよい。
【００１７】
本発明は、前記の様な現像装置において、現像ローラ１２表面上の現像剤の帯電量Ａと付着量Ｂとの関係Ａ／Ｂが、温度１０℃湿度１５％ＲＨの低温低湿環境下、温度２３℃湿度６５％ＲＨの常温常湿環境下、温度３０℃湿度９０％ＲＨの高温高湿環境下等全ての環境下において、−３．０×１０３〜−１５×１０３（μＣ・ｃｍ２／ｇ２）であることが必要である。但し、帯電量Ａは現像ローラ１２上での単位重量あたりの現像剤電荷量（μＣ／ｇ）を示し、付着量Ｂは単位面積当たりの現像ローラ１２上での現像剤付着量（ｇ／ｃｍ２）を示す。
上記環境下において、現像ローラ１２表面上の現像剤の帯電量Ａおよび付着量Ｂを求めるには、各環境下に非磁性一成分現像剤を入れた現像装置を２４時間放置し、その後該環境下に非磁性一成分現像剤を入れた現像装置を１分間攪拌して下記の測定方法にて求めることができる。
【００１８】
図３は現像ローラ１２表面上の現像剤の帯電量Ａ及び付着量Ｂを求める測定装置の概略図である。図３において、１２が現像ローラ、１７が薄層化された非磁性一成分現像剤、１８がフィルタ、２１が吸引ノズルであり吸引機１９につながれており、２０がエレクトロメータである。ここで吸引ノズル２１は吸い込み口を現像ローラ１２表面上の現像剤１７の表面に接触させて吸引するものである。エレクトロメータは、ＫＥＩＴＨＬＥＹ社製のＰＲＯＧＲＡＭＭＡＢＬＥ　ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＴＥＲを用いて測定することができる。
現像ローラ１２表面上の現像剤の帯電量Ａ及び付着量Ｂは、具体的に次のように求めることができる。
１）　吸引ノズル２１にポリエステル製のフィルタ１８を２枚重ねて被せる。なお、フィルタ１８の下には格子状の網がひいてある。
２）　吸引ノズル２１の吸引前の重量ｍａ（ｇ）を測定する。（又は、吸引ノズル２１の吸引前の重量を０（ｇ）リセットとしてもよい。）
３）　現像ローラ１２表面に付着している現像剤１７に長手方向に５（ｃｍ）の範囲の印を付ける。
４）　現像ローラ１２表面に付着している現像剤１７に印を付けた範囲を長手方向に移動しながら吸引ノズル２１にて吸引を行い、エレクトロメータ２０により電荷量ｑ（μＣ）を求める。このとき、吸引ノズル２１の吸い込み口は高さ１（ｃｍ）の幅に規制されているため、５（ｃｍ）×１（ｃｍ）＝５（ｃｍ２）の面積ｓの現像剤１７が吸引される。
５）　現像剤１７を吸引した吸引後の吸引ノズル２１の重量をｍｂ（ｇ）を測定する。
６）　吸引された現像剤１７の重量ｍ（ｇ）をｍｂ−ｍａから求め、次式により帯電量Ａと付着量Ｂとを求めることができる。
Ａ＝ｑ／ｍ（μＣ／ｇ）　　Ｂ＝ｍ／ｓ（ｇ／ｃｍ２）
【００１９】
本発明において、帯電量Ａと付着量Ｂとの関係Ａ／Ｂが、温度１０℃湿度１５％ＲＨの低温低湿環境下、温度２３℃湿度６５％ＲＨの常温常湿環境下、温度３０℃湿度９０％ＲＨの高温高湿環境下等の全ての環境下において、−３．０×１０３〜−１５×１０３（μＣ・ｃｍ２／ｇ２）の範囲外であると、地肌汚れが発生し画像濃度も低くなる。
帯電量Ａと付着量Ｂとの関係は、トナーの配合処方、トナーに付着させるシリカ等の外添剤の種類や量、供給ローラの種類や材質、現像ローラへの食い込み量等の調節、層規制部材の位置や圧力等の調整により変化する。特に、非磁性一成分現像剤は長期に渡って使用を続けると凝集度が変化する。これは各環境によっても変化し、この影響により現像剤の帯電能力にも変化が起こり、現像ローラ１２表面上の付着量までも変化してしまう。
【００２０】
すなわち、現像ローラ１２と逆方向に線速比１．４以上で回転している現像剤供給ローラ１４が、導電性繊維で、且つ非磁性一成分現像剤と逆極性の帯電特性を持つブラシ繊維からなり、該ブラシ繊維は、ブラシ密度１４万（本／ｉｎｃｈ２）以上、繊維太さ２．１（デニール／フィラメント）以下、ブラシ毛長さが現像ローラ食い込み量に対して３〜４倍で、このブラシ繊維を織り込んだ生地を、ブラシパイル間隙間０．５（ｍｍ）以下で芯金部材の周囲に斜めに巻き付けて接着したブラシローラによって形成された現像剤供給ローラであり、現像ローラ１２上の薄層を均等にならすための薄層化ブレード１６が現像ローラ１２に食い込み量０．７（ｍｍ）以下で、突き出し量−１．５（ｍｍ）以下により接するよう設定されているならば、温度１０℃湿度１５％ＲＨの低温低湿環境下、温度２３℃湿度６５％ＲＨの常温常湿環境下、温度３０℃湿度９０％ＲＨの高温高湿環境下等の全ての環境下において、現像ローラ１２上の現像剤の帯電量Ａと付着量Ｂとの関係Ａ／Ｂを−３．０×１０３〜−１５×１０３（μＣ・ｃｍ２／ｇ２）の範囲内にすることができる。これにより、現像剤供給ローラ１４が現像剤によって目詰まりを起こさず、現像駆動負荷トルクを上昇させることなく、また逆帯電トナーが発生することなく、画像濃度が一定で、画像濃度ムラ、地肌汚れも発生せず、さらには現像剤凝集度の上昇に関係なく良好な画像を得ることができる。
【００２１】
次に、温度２３℃湿度６５％ＲＨの常温常湿環境下で、現像剤供給ローラ１４の材質、現像ローラ１２に対する線速比、薄層化ブレード１６の配置等を変更したときの画像品質等への影響について説明する。
現像ローラ１２が球形粒子で粗面化処理された現像ローラであって、現像剤供給ローラ１４がブラシ毛を織り込んだ生地を芯金に巻き付け接着したブラシローラであるときをＡとする。現像ローラ１２が不定粒子で粗面化処理された現像ローラであって、現像剤供給ローラ１４が導電性スポンジローラであるときをＢとする。現像ローラ１５が球形粒子で粗面化処理された現像ローラであって、現像剤供給ローラ１６が導電性スポンジローラであるときをＣとする。
これらＡ、Ｂ、Ｃで１５０００枚通紙を行ったときの通紙枚数と画像濃度の関係を図４に示す。また、通紙枚数と地肌汚れの関係を以下の表１に示す。同様に通紙枚数と現像駆動負荷トルクの関係を図５に示す。
【００２２】
なお、ここにおける現像ローラ１２として、球形粒子を用いて粗面化処理した現像ローラ１２は、ブラストビーズ粒子＃６０を用いて粗さＲｚ１７（μｍ）の粗面化表面を有する現像ローラ１２である。
不定粒子で粗面化処理した現像ローラ１２は、サンドブラスト処理された表面粗さＲｚ１７（μｍ）の粗面化表面を有する現像ローラ１２である。
ブラシローラであるときの現像剤供給ローラ１４としては、ここで用いるトナーの帯電極性はマイナスであるので、現像剤供給ローラ１４がトナーと逆極性の帯電極性を持つように、帯電極性プラスの導電性繊維で構成する。ブラシ繊維は、体積抵抗率約１×１０３〜８（Ω・ｃｍ）の導電性ナイロン製で、ブラシ密度１４万（本／ｉｎｃｈ２）、繊維太さ２．１デニール／フィラメント、ブラシ毛長さ３．５（ｍｍ）のブラシ毛を織り込んだ生地を、ブラシパイル間隙間０．５（ｍｍ）で芯金部材の周囲に斜めに巻き付けて接着する。
スポンジローラであるときの現像剤供給ローラ１４は、体積抵抗率約１×１０６（Ω・ｃｍ）の導電性のスポンジ層を有する径１６（ｍｍ）のスポンジローラで構成する。導電性のスポンジ層としては、カーボン１０（ｗｔ％）を内添及び分散させ、その後、発泡及び型形成した発泡ポリウレタンを用いた。このスポンジローラ表面の空孔開口径は平均２．０乃至０．３（ｍｍ）である。
【００２３】
これら現像ローラ１２と現像剤供給ローラ１４以外の条件はＡ、Ｂ、Ｃそれぞれ同じであり、条件としては、現像剤供給ローラ１４が現像ローラ１２に対して逆方向に、ここでは上方に対現像ローラ１２線速比１．６で回転しており、両者とも現像ローラ１２に対して食い込み量１（ｍｍ）で配置しており、また薄層化ブレード１６は、現像ローラ１２に食い込み量０．７（ｍｍ）、突き出し量−１．５（ｍｍ）により接するよう設定されている。
【表１】
2004101730.tif 000003
【００２４】
図４より明らかなように、現像ローラ１２が不定粒子で粗面化処理した現像ローラであって現像剤供給ローラ１４が導電性スポンジローラであるＢと、現像ローラ１２が球形粒子で粗面化処理した現像ローラであって現像剤供給ローラ１４が導電性スポンジローラであるＣは、通紙枚数が増えるに連れて画像濃度が低下する。
また、表４より明らかなように、ＢとＣは通紙枚数が増すと地肌汚れが発生し、ここで図示していないが、更にＢとＣは通紙枚数が増すと粗面化処理された現像ローラ１２表面の凹凸部にトナーが入り込むトナー固着が発生する。
更に、図５より明らかなように、ＢとＣは通紙枚数が増えるに連れて現像駆動負荷トルクが上昇する。これは、球形粒子、不定形粒子に係わらず、粗面化処理された表面を持つ現像ローラ１２に対してスポンジローラによって現像剤を供給することに起因する。これにより、トナーにかかる負担が大きくなり、トナー劣化を躍進させてしまい、経時で画像濃度の低下を発生させる。さらに、現像駆動トルクが上昇し、トナーが現像ローラに固着してしまうことでトナーの帯電能力が低下し、トナーが逆帯電してしまうことで地肌汚れを発生させ、現像ローラ上のトナー薄層にスジ状のムラが発生してしまう。ＢとＣで転写後の感光体１上に残った残トナーの帯電量を測定すると、高い逆帯電のトナーが残っているのを確認した。ＣはＢと比較して現像ローラ１２に球形粒子を用いて粗面化処理をしているため、現像剤供給ローラ１４から供給されたトナーの保持力が優ることで、画像濃度の低下は緩やかとなり現像駆動負荷トルクも多少低くなる。しかし、現像剤供給ローラ１４にスポンジローラを用いることで、現像ローラ１２に球形粒子で粗面化処理を施したときの効果が充分に得られなくなる。
【００２５】
反面、現像ローラ１２が球形粒子を用いて粗面化処理したものであって、現像剤供給ローラ１４がブラシ毛を織り込んだ生地を芯金に巻き付け接着したブラシローラであるＡは、経時で画像濃度が安定しており、現像駆動負荷トルクも初期から一定で推移し、また地肌汚れが発生せず、現像ローラ１２上のトナー薄層状態は、常に安定した良好なトナー薄層を形成できる。また、ここで図示していないが、ＢとＣは経時で画像濃度バラツキや濃度ムラが高くなるのに対し、Ａは濃度バラツキがなく、濃度ムラも少ない。また、現像駆動負荷トルクから判断できるように、現像ローラ１２に対する接触圧が弱いため、現像ローラ１４のトナー付着は起こらない。
【００２６】
またここに図示していないが、トナーの凝集度（％）を経時毎に測定したところ、傾向はＡ、Ｂ、Ｃとも経時で上昇し、値もあまり大差ない。トナーの凝集度は、トナー中に含まれる凝集体の量をあらわすものである。
しかしＡは凝集度が高い低いに係わらず、現像ローラ１２上のトナー重量に対して感光体１に飛翔するトナー付着量の割合が経時で一定であり、常に良好な画像濃度を得ることができる。それに対し、同じ凝集度であってもＢやＣは、凝集度の上昇に伴い感光体１に飛翔するトナー付着量の割合が経時で徐々に低下していき、画像濃度が低下する。
すなわち現像剤供給ローラ１４にブラシローラを用いることの効果は、トナーの凝集度を上げないのではなく、トナーの凝集度の影響を受けないことであり、常にトナーの帯電力を一定に保てるため、画像濃度を一定に保持できることである。
現像剤供給ローラ１４にブラシローラを用いることで高品質な画像を得るためには、ブラシ繊維の特性及びブラシ密度、ブラシ繊維の太さ、ブラシ毛足長さ等が係わり、またその他現像ローラ１２や現像特性も係わる。これら条件が有る一定の範囲から外れると、トナー供給量や画像濃度、地肌汚れ等が大きく変化してしまい、画像品質が低下してしまう。
【００２７】
ここで現像剤供給ローラ１４の帯電特性について説明する。
ブラシ繊維を導電性とし、ブラシ繊維の帯電極性と地肌汚れとの関係を以下の表２に示す。同様に、ブラシ繊維の帯電極性と画像濃度との関係を図６に示す。ここではマイナス帯電極性のトナーを用いている。ブラシ繊維は、トナーと同極性のマイナス帯電極性のブラシ繊維として、体積抵抗率約１×１０６〜９（Ω・ｃｍ）の導電性ＰＥＴを用いた。また、トナーと逆極性のプラス帯電極性のブラシ繊維として、体積抵抗率約１×１０３〜８（Ω・ｃｍ）の導電性ナイロンを用いた。表２、図６から明らかなように、ブラシ繊維の帯電極性がトナーと同極性の場合は、地肌汚れが発生してしまい、且つ経時で画像濃度が低下する。一方、ブラシ繊維の帯電極性がトナーと逆極性の場合は、地肌汚れが発生することなく、経時でも画像濃度が安定する。
【表２】
2004101730.tif 000004
【００２８】
ブラシ繊維は、ブラシ同士の摩擦や現像ローラ１２との摩擦、さらにはトナーとの摩擦で、ブラシ自身が持つ帯電極性に帯電してしまう。そのため、ブラシ繊維の帯電極性がトナーと同極性であると、ブラシ繊維自身の帯電効果が強すぎて、その反発力によりトナーを逆帯電化してしまう。ここに図示していないが、トナーと同極性のブラシ繊維は経時で逆帯電トナーが徐々に増えていく。感光体１画像部に付着するトナーは正規帯電のトナーだが、この正規帯電トナーが感光体１に飛翔するときに逆帯電トナーを引っ張ってしまい、感光体１に逆帯電トナーも付着する。感光体１に付着したトナーは、転写電流の印加により、正規帯電のトナーは転写紙に転写され、逆帯電のトナーは転写されない。これを繰り返していくことで、経時で徐々に逆帯電トナーが増加し、感光体１に付着したトナー付着量に対して画像濃度が得られず、画像濃度の低下となる。また、感光体１画像部には逆帯電トナーが付着するため、転写時に正規帯電トナーを引っ張り、転写されるのは転写電流の印加で引っ張られた正規帯電トナーのみとなる。これにより、画像濃度の低下、並びに地肌汚れの原因となってしまう。
一方、ブラシ繊維の帯電特性がトナーと逆極性であると、トナーを正規帯電に導くことで逆帯電トナーの発生がないため、地肌汚れがなく、画像濃度の低下もない。
【００２９】
次に、ブラシ繊維のブラシ密度について説明する。
ブラシ密度と画像濃度との関係を図７に示す。同様に、ブラシ密度と濃度ムラとの関係を以下の表３に示す。図７、表３から明らかなように、ブラシ密度を高くすると画像濃度が上がり、画像ムラがなくなる。ブラシ密度が低くなると隣り合うブラシ同士の隙間が広くなるため、その隙間では現像ローラ１２との接触が行われず、トナー補給量が不十分となって、白抜けしたブラシ跡が顕著に現れてしまう。これを改善すべくブラシ一本あたりのブラシ繊維を太くすると、現像ローラ１２に対するブラシの当たりが強くなってしまい、この箇所でトナー供給過多によるブラシ跡を形成するようになる。
また、ブラシ密度が少ないことで、その空いた隙間にトナーが入り込んでしまう。入り込んだトナーは、現像ローラ１２や現像剤供給ローラ１４による帯電が行われないため、トナーが逆帯電化する原因となり、さらには入り込んだトナーは使用されることがないのでトナー劣化が発生してしまう。
これら白抜けやブラシ跡を防止でき、且つ良好な画像濃度である０．９〜１．４の範囲を得られるブラシ密度は、１４万（本／ｉｎｃｈ２）以上が最適であり、これに伴いブラシ繊維の太さは２．１（デニール／フィラメント）以下となる。
【表３】
2004101730.tif 000005
【００３０】
次に、このブラシ繊維を用いてブラシ毛足長さを変化したときの、画像濃度、濃度ムラ、ブラシのトナー目詰まり有無の関係を以下の表４に示す。ここで、現像剤供給ローラ１４が現像ローラ１２に食い込む食い込み量（ｍｍ）は、１．０（ｍｍ）とし、この食い込み量に対して２倍、３倍、４倍、５倍、すなわち毛足長さ２．０（ｍｍ）、３．０（ｍｍ）、４．０（ｍｍ）、５．０（ｍｍ）の毛足長さを評価した。
【表４】
2004101730.tif 000006
【００３１】
表４で明らかなように、画像濃度は全ての毛足長さが良好画像範囲を充分に満足できる。
しかし、ブラシ毛足長さ５倍では、濃度ムラが悪く、この影響で画像濃度追従性が悪くなる。また、ブラシ毛足長さに対して現像ローラ１２と接触している食い込み量が２０％程度で、接触していないブラシ毛足長さが全長の８０％では、現像ローラ１２との接触圧が弱くなってしまう。接触圧が弱いとトナー供給不足となり、画像濃度が薄く、特に初期の画像濃度、濃度ムラ、画像濃度追従性が悪い。
また、毛足長さが食い込み量に対して２倍では、濃度ムラはないが、ブラシ繊維がトナーにより目詰まりを起こしてしまい、この目詰まりによって正常なトナー層を形成できない。また、現像駆動負荷トルクが上昇してしまう。これは、現像ローラ１２と接触している食い込み量に対して接触していない毛足が全長の５０％では、現像ローラとの接触圧が強すぎるからである。接触圧が強いと、画像濃度は高くなるものの、供給されたトナーが現像ローラ１２と現像剤供給ローラ１４との間で押し潰されてブラシ内部に入り込んでしまう。これによりブラシが目詰まりを起こし、ブラシの反発力と遠心力でもトナーを清掃することができなくなる。さらに、トナーが入り込むことでブラシ表面がトナーによって肥大し、さらに押し潰されてブラシ表面が硬くなり、現像駆動トルクが上昇してしまう。また、しばらく画像形成を行わないと、放置によってブラシの毛倒れが起こり、この箇所で横状の白抜けが発生してしまう。
これらに対してブラシ毛足長さが食い込み量に対して３〜４倍であり、接触していない毛足長さが全長の６５〜７５％では、現像ローラ１２に供給されるトナー量と現像ローラ１２との接触圧の関係が良いため、初期から画像濃度が高く、濃度ムラもなく、現像駆動負荷トルク上昇も抑えられ、良好な画像を得ることができる。
【００３２】
次に、現像剤供給ローラの構成として、ブラシ毛を織り込んだ生地を芯金に巻き付けた時のブラシパイル間隙間について説明する。ブラシパイル間隙間と濃度ムラ有無との関係を以下の表５に示す。
【表５】
2004101730.tif 000007
表５から明らかなように、ブラシパイル間隙間が１．０（ｍｍ）以上では、斜め方向のブラシパイル間隙間の跡による濃度ムラ（白抜け）が発生した。これは、この箇所で現像ローラ１２と接触がないため、現像ローラ１２へのトナー供給量が少なくなって発生したものである。ブラシパイル間隙間を０．５（ｍｍ）以下にすることで濃度ムラはなくなり、さらにこの箇所のトナーの接触帯電が行われるようになることで、逆帯電トナーの発生も減少できる。
【００３３】
次に、現像ローラ１２と現像剤供給ローラ１４との線速比、並びに薄層化ブレード１６の突き出し量と食い込み量について説明する。線速比と、薄層化ブレード１６の突き出し量、食い込み量を変化させたときの画像濃度、地肌汚れ、濃度ムラを以下の表６に示す。また、薄層化ブレード１６の食い込み量と突き出し量との関係図を図８に示す。
【表６】
2004101730.tif 000008
【００３４】
図８より、食い込み量（ｍｍ）は現像ローラ１２に対して食い込んでいく方向、ここでは下方になるほど多くなり、突き出し量（ｍｍ）は現像ローラ１２の中心に対して離れる方向、すなわち後方になるほど量が少なくなるので、ここでは食い込み量の値はプラスで突き出し量の値はマイナス表示となる。すなわち１６−Ａの食い込み量が１．３（ｍｍ）で突き出し量が−０．５（ｍｍ）とするならば、１６−Ｂは現像ローラ１２に対して上方と後方なので、食い込み量は０．７（ｍｍ）で突き出し量は−１．５（ｍｍ）となる。
表６から明らかなように、薄層化ブレード１６の突き出し量が−１．５（ｍｍ）は、線速比と食い込み量がどの条件でも、地肌汚れは発生しない。地肌汚れは、現像ローラ１２上のトナー薄層にムラがある箇所に対応して発生する。食い込み量が一定であるならば、薄層化ブレード１６の突き出し量−１．５（ｍｍ）は、現像ローラ１２に対して薄層化ブレード１６は先端当たりとなる。これは、現像ローラ１２上のトナーを播き落とす効果が上がるため、現像ローラ１２上のトナー薄層状態を均一に良好することができ、これにより地肌汚れが発生しない。これに対し、突き出し量−０．５（ｍｍ）では、現像ローラ１２と接触する幅が増えるので薄層化ブレード１６は腹当たりとなり、掻き落し効果が薄れ、現像ローラ１２上のトナー層がムラとなり、地肌汚れが発生する。
【００３５】
また、突き出し量一定で、薄層化ブレード１６の食い込み量０．７（ｍｍ）と１．３（ｍｍ）とを比較すると、１．３（ｍｍ）とすることは、現像ローラ１２に当接する圧力が増してしまい、現像駆動負荷トルクの上昇を発生させる。また、現像ローラ１２上のトナーを押し潰してしまい、現像ローラ１２上のトナー重量が減少し、良好な画像濃度を得ることができなくなる。ここで、突き出し量を減らすと掻き落し効果が強くなるので更に画像濃度が出ず、突き出し量を増やすと現像駆動負荷トルクの上昇や地肌汚れが発生してしまう。
線速比は、現像ローラ１２に供給するトナー量を決めるものである。線速比の低い１．３では、トナーを供給することで濃度ムラは解消されるが、先にあげた薄層化ブレード１６の突き出し量と食い込み量の影響で地肌汚れが発生したり、画像濃度が低くなる。線速比１．４のときは、画像濃度が良好画像範囲の０．９〜１．４内に収まり、且つ、地肌汚れのない条件は、食い込み量０．７（ｍｍ）以下、突き出し量−１．５（ｍｍ）以下となる。
【００３６】
さらに、該薄層化ブレード１６条件で線速比を１．６にすることで、さらにトナー供給量が上がり、画像濃度が上昇し、画像濃度追従性も上昇し、より良い画像品質を得ることができる。また、先に上げたように、現像剤供給ローラ１４は現像ローラ１２に対して上方に回転するので、現像ローラ１２との接触が解放される所にはトナーがなく、接触が解放される反発力と回転による遠心力により、現像ローラ１２へ供給された後のブラシ表面に残ったトナーが後方へと弾き出されやすくなる。
線速比を１．４から１．６にすることは、反発力、遠心力とも強まるため、さらにブラシ表面が清掃され、より良好な画像を得ることができる。
また、現像剤供給ローラ１４が現像ローラ１２と同方向に回転する場合では、特に感光体１に対して下方向に回転する場合、現像ローラ１２に対して現像剤供給ローラ１４はカウンターで当たるので、トナーが受けるストレスは大きくなる。さらに、現像剤供給ローラ１４が現像ローラ１２の接触から解放される所にはトナーが目詰まりしているため、反発力、遠心力とも失われ、ブラシが清掃されることなく次の供給に入ってしまい、トナー劣化が躍進されて、画像濃度の低下などを起こし良好な画像品質が得られない。
【００３７】
次に、現像ローラ１２表面の粗面化処理について説明する。現像ローラ１２表面の粗面化処理に用いる球形粒子として、ブラストビーズ粒子を変化させたときの、画像濃度、トナー飛散、現像ローラ１２上トナー薄層状態を以下の表７に示す。
【表７】
2004101730.tif 000009
表７から明らかなように、ブラストビーズ粒子＃６０と＃１８０は良好画像濃度の範囲内に収まるが、＃１８０はトナー飛散が発生する。＃３６０は画像濃度も低く、トナー飛散、薄層ムラとも見られる。＃１８０は、現像剤供給ローラ１４から供給された現像ローラ１２上のトナー重量が多いためにトナー飛散が発生してしまうが、＃６０ではトナー重量が少ないためトナー飛散がない。しかし、＃６０はトナー重量が少ないが、＃１８０よりも画像濃度は高い。
【００３８】
ブラストビーズ＃６０は、現像ローラ１２上のトナー重量に対する感光体１の画像部に付着するトナーの割合が多い。この割合が高いと言うことは、現像剤供給ローラ１４から現像ローラ１２に供給されたトナーのほとんどが感光体１上に付着するということである。すなわち、一度使用され、ストレスを感じたトナーが再び現像装置内に戻る量が減ることであり、これによりトナー劣化が減少でき、長期間に渡って使用しても画像品質が低下することがない。さらに＃１８０などと比較して、現像ローラ１２上のトナー重量は少ないが、感光体１に付着するトナー重量は多いため、少ないトナー量で良好な画像濃度及び画像品質が得られ、さらに現像ローラ上トナー重量が少ないのでトナー飛散に対しても有利に働いているのである。
ブラストビーズ粒子＃６０をアルミ部材に用いた場合、Ｒｚ１４（μｍ）以上の粗面が得られ、平均的にはＲｚ１７（μｍ）が得られる。
【００３９】
以上のように、本発明の非磁性一成分環像方法は、各環境下に対してトナーの凝集度が変化しても、現像ローラ上のトナーの帯電量及び付着量を特定の範囲内の値に規定することによって、現像ローラ上に不安定な帯電のトナーを発生させることなく、その結果、トナー劣化や逆帯電トナーの発生が抑えられるとともに、長期間に渡って安定したトナー層を形成できることで良好な画像濃度と画像品質の維持が可能である。したがって、トナーの環境性に依存されずに、高い画像濃度と地肌汚れない高品質な画像特性が得られる。
【００４０】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明を説明する。
まず、凝集度の異なるトナーを採取し、その凝集度を測定した。
凝集度測定機は、ホソカワミクロン株式会社製ＰｏｗｅｒＴｅｓｔｅｒを用いて、凝集度測定方法はフルイ分け法を用いる。これは主に粒度分布測定（分布基準は重量分布）に用いられ、見開きの違うフルイを、目径の大きい純に積み重ねて、上段に現像剤２（ｇ）を投入し、１（ｍｍ）の振動振幅で１分間のフルイ分けを行い、各網上残量を測定して全量との積算百分率で表す。ここではフルイの見開きは、上から１５０（μｍ）、７５（μｍ）、４５（μｍ）を用いた。凝集度測定式は、
｛（上段のフルイに残った粉体重量）／２｝×１００
｛（中段のフルイに残った粉体重量）／２｝×１００
｛（下段のフルイに残った粉体重量）／２｝×１００
の３つの計算値の合計をもって凝集度（％）とした。
【００４１】
（実施例１）
現像剤供給ローラとして、導電性ナイロン製のブラシ繊維で、ブラシ密度１４．４万本／ｉｎｃｈ２、繊維太さ２．１デニール／フィラメント、毛足長さ３．５ｍｍ、パイル間隙間０．５ｍｍ、現像ローラに対する供給線速比１．６のブラシローラとした。また、薄層規制部材食い込み量０．７ｍｍ、薄層規制部材突き出し量−１．５ｍｍとした。現像ローラは、ブラストビーズ粒子＃６０を用いて粗さＲｚ１７μｍに粗面化処理を施した表面を有する現像ローラを用いた。トナーは凝集度が上記測定で７％（未使用現像剤）のものを用い、非接触型非磁性一成分現像方法を得た。
（実施例２）
トナーを凝集度１４％のものに変更した以外は実施例１と同様の構成で、非接触型非磁性一成分現像方法を得た。
【００４２】
（比較例１）
現像供給ローラを供給線速比１．３の導電性スポンジローラとし、薄層規制部材の食い込み量０．７ｍｍ、突き出し量を−０．５ｍｍに変更した以外は実施例１と同様の構成で、非接触型非磁性一成分現像方法を得た。
（比較例２）
トナーを凝集度１４％のものに変更した以外は比較例１と同様の構成で、非接触型非磁性一成分現像方法を得た。
【００４３】
（比較例３）
現像供給ローラとして、導電性ナイロン製のブラシ繊維で、ブラシ密度１２万本／ｉｎｃｈ２、繊維太さ２．１デニール／フィラメント、毛足長さ５．０ｍｍ、パイル間隙間１．０ｍｍ、現像ローラに対する供給線速比１．３のブラシローラとした。また、薄層規制部材食い込み量０．７ｍｍ、薄層規制部材突き出し量−１．５ｍｍとした。現像ローラは、ブラストビーズ粒子＃６０を用いて粗さＲｚ１７μｍに粗面化処理を施した表面を有する現像ローラを用いた。トナーは凝集度が１４％のものを用い、非接触型非磁性一成分現像方法を得た。
（比較例４）
現像剤供給ローラとして、導電性ナイロン製のブラシ繊維で、ブラシ密度１２万本／ｉｎｃｈ２、繊維太さ２．１デニール／フィラメント、毛足長さ２．５ｍｍ、パイル間隙間０．５ｍｍ、現像ローラに対する供給線速比１．６のブラシローラとした。また、薄層規制部材食い込み量０．７ｍｍ、薄層規制部材突き出し量−０．５ｍｍとした。現像ローラは、ブラストビーズ粒子＃６０を用いて粗さＲｚ１７μｍに粗面化処理を施した表面を有する現像ローラを用いた。トナーは凝集度が１４％のものを用い、非接触型非磁性一成分現像方法を得た。
【００４４】
次に、上記非接触型非磁性一成分現像方法を、図１及び図２の様な構成を有する複写機（リコー社製　商品名：ＩｍａｇｉｏＭＦ３３５０Ｗ）の現像装置に適用した。
複写機を温度２３℃湿度６５％ＲＨの常温常湿環境下に放置した後、実機にて１分間攪拌し、現像ローラ表面上のトナーの帯電量Ａ値及び付着量Ｂ値、Ａ／Ｂ値を求めた。また、測定後のＩＤ及び地肌汚れ、現像ローラ上トナー固着について評価した。なお、ＩＤは画像濃度を表し、赤ベタ部をＸ−Ｒｉｔｅで測定した値である。画像濃度の有効画像範囲は０．９〜１．４である。結果を表８に示す。
【表８】
2004101730.tif 000010
【００４５】
同様に、温度１０℃湿度１５％ＲＨの低温低湿環境下で評価した。結果を表９に示す。
【表９】
2004101730.tif 000011
【００４６】
同様に、温度３０℃湿度９０％ＲＨの高温高湿環境下で評価した。結果を表１０に示す。
【表１０】
2004101730.tif 000012
【００４７】
表８、９、１０から明らかなように、実施例１、２では全ての環境下において現像剤凝集度の増減に影響されることなく、安定した現像ローラ表面上の現像剤の付着量Ａと帯電量Ｂが得られた。これにより、画像濃度が有効画像範囲である０．９〜１．４の範囲内になり、且つ地肌汚れがなく、良好な結果であった。
これに対し、比較例１及び比較例２のように、現像剤供給ローラにスポンジローラを用いた場合、低温低湿環境下で地肌汚れが発生し、高温高湿環境下では画像濃度が低く、さらに現像ローラに現像剤固着が発生してしまい、実用上問題がある結果であった。
また、比較例３及び比較例４では、常温常湿環境下で既に画像濃度が低く、地肌汚れの発生、濃度ムラや現像剤供給ローラに現像剤が入り込んでしまい、ブラシが日詰まりなどが発生し、低温低湿環境下や高温高湿環境下での問題以前に、最も使用頻度の多い常温常湿環境下で問題が多く発生し、実用できない結果であった。
上記の結果から明らかなように、現像剤供給ローラ、供給線速比、薄層規制部材の食い込み量、突き出し量等が最適化することで、現像ローラ上の現像剤帯電量及び現像剤付着量を、温度１０℃湿度１５％ＲＨの低温低湿環境下、温度２３℃湿度６５％ＲＨの常温常湿環境下、温度３０℃湿度９０％ＲＨの高温高湿環境下等の全ての環境下において−３．０×１０３〜−１５×１０３（μＣ・ｃｍ２／ｇ２）の範囲内に収め、良好な画像形成を得ることができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、環境下において現像剤の凝集度の増減に影響されることなく、安定した現像ローラ表面上現像剤付着量と帯電量が得られることで、画像濃度が有効画像範囲であり、且つ地肌汚れがない画像品質を得ることが可能な非磁性一成分現像方法を提供することができる。
また、現像剤供給ローラのトナー目詰まりを防止し、ブラシ繊維が抜け落ちることなく、耐久性に優れ、現像ローラに対してムラなく現像剤を供給可能な非磁性一成分現像方法を提供することができる。
さらに、現像剤の逆帯電化を防止し、かつ現像剤の帯電性を向上させ、トナー劣化を抑制でき、さらに現像駆動負荷トルクを上げることなく、良好な画像濃度と画像品質を得ることが可能な非磁性一成分現像方法を提供することができる。さらに、現像ローラ上のトナー重量が多くても、トナーの薄層状態を良好にし、画像濃度追従性がよく、濃度ムラや地肌汚れのない良好な画像濃度と画像品質を得ることが可能な非磁性一成分現像方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略断面図である。
【図２】本発明の一実施形態である現像装置を示す概略図である。
【図３】現像ローラ表面上の現像剤帯電量Ａおよび現像剤付着量Ｂを求める測定装置の概略図である。
【図４】通紙枚数と画像濃度の関係を示すグラフである。
【図５】通紙枚数と現像駆動負荷トルクの関係を示すグラフである。
【図６】ブラシ繊維の帯電極性と画像濃度との関係を示すグラフである。
【図７】ブラシ密度と画像濃度との関係を示すグラフである。
【図８】薄層化ブレードの食い込み量と突き出し量との関係を示す模式図である。
【符号の説明】
１　感光体
２　第１帯電装置
３　第１露光光
４　第１現像装置
５　第２帯電装置
６　第２露光光
７　第２現像装置
８　給紙部
９　転写装置
１０　クリーニング装置
１１　消去光源
１２　第２現像ローラ
１３　スペーサコロ
１４　現像剤供給ローラ
１５　アジテータ
１６　薄層化ブレード
１７　非磁性一成分現像剤
１８　フィルタ
１９　吸引機
２０　エレクトロメータ
２１　吸引ノズル
【図１】
2004101730.tif 000013
【図２】
2004101730.tif 000014
【図３】
2004101730.tif 000015
【図４】
2004101730.tif 000016
【図５】
2004101730.tif 000017
【図６】
2004101730.tif 000018
【図７】
2004101730.tif 000019
【図８】
2004101730.tif 000020