(57)【要約】【課題】画像形成が繰り返されるのに伴って、画像品位が低下するのを防止することができるようにする。【解決手段】現像剤を担持し、現像剤を像担持体上に形成された静電潜像に付着させる現像剤担持体と、現像剤担持体に押し当てられ、現像剤担持体に現像剤を供給するとともに、現像剤担持体上の現像剤を掻（か）き落とす現像剤供給部材とを有する。現像剤供給部材は、弾性体から成り、単独気泡構造を有する発泡体３１によって形成され、発泡体３１の表面に、発泡体３１より硬度の高い樹脂から成る被覆層３２を備える。したがって、画像の形成が繰り返されても、現像剤供給部材が現像剤担持体によって削り落とされることがなくなるので、削れかすが現像剤に混入するのを防止することができる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）現像剤を担持し、該現像剤を像担持体上に形成された静電潜像に付着させる現像剤担持体と、
（ｂ）該現像剤担持体に押し当てられ、現像剤担持体に現像剤を供給するとともに、前記現像剤担持体上の現像剤を掻き落とす現像剤供給部材とを有するとともに、
（ｃ）該現像剤供給部材は、弾性体から成り、単独気泡構造を有する発泡体によって形成され、該発泡体の表面に、発泡体より硬度の高い樹脂から成る被覆層を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
（ａ）前記発泡体はシリコーンから成り、
（ｂ）前記樹脂はウレタンである請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記被覆層は、所定の溶媒によって希釈され、ウレタン濃度が１／８〜１／４にされたウレタンを前記発泡体に塗布することによって形成される請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
（ａ）前記発泡体はシリコーンから成り、
（ｂ）前記樹脂はフッ素樹脂である請求項１に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真式のプリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置においては、感光体ドラムの表面が、帯電ローラによって一様に、かつ、均一に帯電させられ、続いて、露光装置によって露光されて静電潜像が形成される。そして、現像装置において前記静電潜像に現像剤としてのトナーが付着させられて現像が行われ、トナー像が形成され、該トナー像は、転写ローラによって用紙等の印刷媒体に転写される。続いて、トナー像が転写された印刷媒体は、定着装置に送られ、該定着装置においてトナー像が定着させられる。
【０００３】
前記現像装置は、現像ローラ、トナー供給ローラ、現像ブレード等を備え、前記トナー供給ローラによってトナーが現像ローラに供給され、現像ブレードによって現像ローラ上にトナーの薄層が形成される。
【０００４】
また、前記トナー供給ローラは、シリコーンを母体とした発泡体によって形成され、現像ローラとトナー供給ローラとは、一定の押当て量で押し当てられ、一定の周速比でカウンタ方向に（接触面が互いに逆方向に移動するように）回転させられる。したがって、現像ローラ及びトナー供給ローラの回転に伴って、トナー供給ローラによって現像ローラに供給されるトナーは、摩擦によって帯電させられた後、現像ローラ及び現像ブレードによる摩擦によって更に帯電させられ、感光体ドラムに付着させられる。
【０００５】
また、前記トナー供給ローラは、発泡体を構成するセルによって、感光体ドラムに付着せず現像ローラ上に残留したトナーを掻（か）き落とすようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−１６０１０７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の現像装置においては、発泡体の母体としてシリコーンが使用されているので、現像ローラとトナー供給ローラとの間の摩擦力が大きくなるだけでなく、トナー供給ローラが発泡体によって形成されるので、現像ローラに比べて硬度が低くなってしまう。
【０００８】
その結果、画像の形成が繰り返され、例えば、プリンタにおいて印刷枚数が多くなると、現像ローラ上に残留したトナーを掻き落とす際にトナー供給ローラが現像ローラによって削り落とされ、削れかすがトナーに混入してしまう。その場合、トナーの流動性が低くなり、画像のかすれが目立つようになり、画像品位が低下してしまう。
【０００９】
本発明は、前記従来の現像装置の問題点を解決して、画像の形成が繰り返されるのに伴って、画像品位が低下するのを防止することができる現像装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の現像装置においては、現像剤を担持し、該現像剤を像担持体上に形成された静電潜像に付着させる現像剤担持体と、該現像剤担持体に押し当てられ、現像剤担持体に現像剤を供給するとともに、前記現像剤担持体上の現像剤を掻き落とす現像剤供給部材とを有する。
【００１１】
そして、該現像剤供給部材は、弾性体から成り、単独気泡構造を有する発泡体によって形成され、該発泡体の表面に、発泡体より硬度の高い樹脂から成る被覆層を備える。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としての電子写真式のプリンタについて説明する。
【００１３】
図２は本発明の第１の実施の形態における電子写真式のプリンタの概念図である。
【００１４】
図において、１１はドラム状に形成され、図示されない駆動手段によって矢印Ａ方向に回転させられる像担持体としての感光体ドラムであり、該感光体ドラム１１は、導電性支持体１１ａ上に光導電層１１ｂを被覆して形成される。また、１２は、前記感光体ドラム１１の表面に接触又は圧接させられ、矢印Ｂ方向に回転させられる帯電装置としての帯電ローラ、１３は、前記感光体ドラム１１の回転方向における帯電ローラ１２より下流側に、感光体ドラム１１と対向させて配設された露光装置であり、該露光装置１３として、図示されないＬＥＤアレイとロッドアレイレンズとを組み合わせることによって形成されたＬＥＤアレイヘッドを使用することができる。なお、該ＬＥＤアレイヘッドに代えて、レーザと作像光学系とを組み合わせたものを使用することもできる。
【００１５】
また、１４は、前記感光体ドラム１１の回転方向における露光装置１３よりも下流側に、感光体ドラム１１に接触させられて、又は感光体ドラム１１と微小の空間をおいて配設された現像装置であり、該現像装置１４は、矢印Ｃ方向に回転させられ、トナー１６を担持し、トナー１６を感光体ドラム１１上に形成された静電潜像に付着させる現像剤担持体としての現像ローラ１５、該現像ローラ１５に押し当てられ、矢印Ｄ方向に回転させられ、前記現像ローラ１５に現像剤としてのトナー１６を供給するとともに、現像ローラ１５上のトナー１６を掻き落とす現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ２９、現像ローラ１５にトナー１６の薄層を形成する現像剤層厚規制部材としての現像ブレード３０等を備える。
【００１６】
前記現像ローラ１５とトナー供給ローラ２９とは、一定の押当て量で押し当てられ、一定の周速比でカウンタ方向に（接触面が互いに逆方向に移動するように）回転させられる。そのために、現像ローラ１５及びトナー供給ローラ２９の各軸は、それぞれ図示されない支持部によって固定され、軸間距離は一定に保たれる。
【００１７】
したがって、現像ローラ１５及びトナー供給ローラ２９の回転に伴って、トナー供給ローラ２９によって現像ローラ１５に供給されるトナー１６は、摩擦によって帯電させられた後、現像ローラ１５及び現像ブレード３０による摩擦によって更に帯電させられ、感光体ドラム１１に付着させられる。そして、このとき、感光体ドラム１１上に形成された静電潜像を現像（反転現像）し、トナー像を形成する。そのために、前記導電性支持体１１ａと現像ローラ１５との間にバイアス電圧が印加され、前記静電潜像に対応して電気力線が発生させられる。
【００１８】
本実施の形態においては、感光体ドラム１１が帯電させられる極性が負であるので、トナー１６は、負型の帯電制御剤が添加されることによって負帯電型にされる。
【００１９】
そして、１７は用紙カセット、１８は用紙、ＯＨＰ用紙等の印刷媒体、１９は用紙カセット１７内の印刷媒体１８を給紙する給紙ローラ、２０は矢印方向に回転させられて印刷媒体１８を搬送する送紙ローラ、２４は、前記感光体ドラム１１の回転方向における現像装置１４よりも下流側に、感光体ドラム１１と対向させ、圧接させられ、矢印Ｅ方向に回転させられる転写装置としての転写ローラであり、感光体ドラム１１上のトナー像を印刷媒体１８に転写する。
【００２０】
また、２５は加熱ローラ、２６は加圧ローラ、２７は前記加熱ローラ２５及び加圧ローラ２６から成る定着装置であり、前記加熱ローラ２５及び加圧ローラ２６は、矢印方向に回転させられ、印刷媒体１８に転写されたトナー像を印刷媒体１８に定着する。そして、２８は、前記感光体ドラム１１の回転方向における転写ローラ２４より下流側に、感光体ドラム１１と当接させて配設されたクリーニング装置であり、該クリーニング装置２８は転写が行われた後に感光体ドラム１１に残留したトナー１６を取り除く。なお、現像ローラ１５とトナー供給ローラ２９とが所定の押当て量で押し当てられるように、軸を固定せず可動にして、付勢部材によって付勢することもできる。
【００２１】
次に、前記構成のプリンタの動作について説明する。
【００２２】
まず、前記帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１の表面を一様に、かつ、均一に帯電させ、前記露光装置１３は、画像信号に対応する光を感光体ドラム１１に照射し、感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成する。次に、現像装置１４は、現像ローラ１５において帯電させられたトナー１６を、静電気力によって感光体ドラム１１上の静電潜像に付着させ、静電潜像を現像することによって、顕像としてトナー像を形成する。
【００２３】
一方、用紙カセット１７に収容された印刷媒体１８は、給紙ローラ１９によって１枚ずつ繰り出され、停止させられた状態の送紙ローラ２０に送られてスキューが補正される。次に、送紙ローラ２０が矢印方向に回転させられ、印刷媒体１８は感光体ドラム１１と転写ローラ２４との間に形成された転写部αに送られ、転写ローラ２４は、感光体ドラム１１上のトナー像を印刷媒体１８に転写する。その後、前記トナー像が転写された印刷媒体１８が前記定着装置２７に送られると、加熱ローラ２５の熱によってトナー１６が溶融させられ、加圧ローラ２６による加圧によって印刷媒体１８の繊維間にトナー１６が浸透させられる。このようにして、トナー像が印刷媒体１８に定着させられる。そして、定着後の印刷媒体１８は、プリンタ外に排出される。
【００２４】
一方、転写後の感光体ドラム１１には微量のトナー１６が残留することがあるが、該トナー１６は前記クリーニング装置２８によって除去される。このようにして、感光体ドラム１１は繰り返し利用される。
【００２５】
次に、前記トナー供給ローラ２９について説明する。
【００２６】
図１は本発明の第１の実施の形態における現像ローラとトナー供給ローラとの配設状態を示す図、図３は本発明の第１の実施の形態におけるトナー供給ローラの正面図である。
【００２７】
図において、１５は外径が２０．２４〔ｍｍ〕の現像ローラ、２９は外径が１６．７５〔ｍｍ〕のトナー供給ローラであり、現像ローラ１５とトナー供給ローラ２９とは図１に示されるように押し当てて配設され、押当て量は１．１５〔ｍｍ〕にされる。前記現像ローラ１５の材質はシリコーン（シリコーンゴム）であり、前記トナー供給ローラ２９は、弾性体から成り、単独気泡構造を有し、シリコーンを母材とする発泡体３１によって形成され、該発泡体３１の表面に、発泡体３１より硬度の高い樹脂から成る被覆層３２を備え、該被覆層３２は、所定の溶剤、本実施の形態においては、アルコールによってウレタン（ウレタンゴム）を１／８のウレタン濃度に希釈したウレタンコーティング剤を、発泡体３１に対して塗布（スプレー塗布）し、コーティングすることにより形成される。
【００２８】
前記トナー供給ローラ２９は、両端部に所定の距離、本実施の形態においては、１３．０〔ｍｍ〕の距離にわたってテーパ部３３、３４が形成され、該テーパ部３３、３４において、両端から１０〔ｍｍ〕離れた箇所の外径が１６．５〔ｍｍ〕にされる。
【００２９】
ところで、前記発泡体３１は、母材としてシリコーンを使用した場合、各セルが独立した単独気泡構造が形成される。したがって、発泡体３１のセルにトナー１６が詰まるのを防止することができるので、トナー供給ローラ２９によるトナー１６を掻き落とす能力が高い。また、前記ウレタンコーティング剤を構成するウレタンは、水素結合を有するので結晶性が高く、未充填（てん）ゴムで６０〔Ｍｐａ〕に達する引張り強さを有し、引裂き強さが大きいだけでなく、耐摩耗性が高く、トナー１６によって削り落とされるのを抑制することができる。
【００３０】
次に、本実施の形態で使用したウレタンの構造式を示す。
【００３１】
【化１】
2005024812.tif 000003
【００３２】
このように、本実施の形態において、発泡体３１はシリコーンを母材とし、発泡体３１にウレタンコーティング剤をコーティングすることによって被覆層３２が形成される。
【００３３】
したがって、画像の形成が繰り返され、印刷枚数が多くなっても、現像ローラ１５上に残留したトナー１６を掻き落とす際に、トナー供給ローラ２９が現像ローラ１５によって削り落とされることがなくなるので、削れかすがトナー１６に混入することがない。その結果、トナー１６の流動性が低くならないので、画像のかすれが発生するのを防止することができ、画像品位を向上させることができる。
【００３４】
また、トナー供給ローラ２９が削り落とされないので、トナー供給ローラ２９の外径が小さくならず、現像ローラ１５への押当て量を十分に確保することができる。したがって、現像ローラ１５とトナー供給ローラ２９との間の摩擦力を大きくすることができ、現像ローラ１５上に残留したトナー１６を掻き落とす能力を高くすることができる。また、一つのセル当たり、搬送することができるトナー１６の量を多くすることができる。
【００３５】
その結果、高デューティ印刷のように、現像ローラ１５上におけるトナー１６の消費量が多く、現像ローラ１５に多くのトナー１６を供給する必要がある画像を形成する場合でも、画像のかすれが発生するのを一層防止することができ、画像品位を一層向上させることができる。
【００３６】
そして、低デューティ印刷のように、現像ローラ１５上におけるトナー１６の消費量が少なく、現像ローラ１５上に残留した多くのトナー１６を掻き落とす必要がある画像を形成する場合でも、掻き落とされずに現像ブレード３１を通過するトナー１６の量が多くならず、トナー１６の薄層を形成することができる。その結果、画像の汚れが発生するのを防止することができ、画像品位を一層向上させることができる。
【００３７】
印刷デューティを５〔％〕とし、１００００枚の連続印刷試験を行った場合の画像品位の比較結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2005024812.tif 000004
【００３９】
表１において、「シリコーン発泡体＋ウレタンコート」は、発泡体３１の母材としてシリコーンを使用し、発泡体３１にウレタンコーティング剤をコーティングすることによって形成された被覆層３２を表し、「シリコーン発泡体」は、発泡体の母材としてシリコーンを使用することによって形成されたトナー供給ローラを表し、「ウレタン発泡体」は、発泡体の母材としてウレタンを使用することによって形成されたトナー供給ローラを表す。
【００４０】
かすれについて、×は、かすれが発生したことを、○は、かすれが発生しないことを表す。また、硬度について、×は、現像ローラ１５とトナー供給ローラとの間に発生する摩擦力が高くなりすぎることを、○は現像ローラ１５とトナー供給ローラとの間に発生する摩擦力が高くなりすぎないことを表す。
【００４１】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００４２】
図４は本発明の第２の実施の形態における現像ローラとトナー供給ローラとの配設状態を示す図である。
【００４３】
図において、１５は外径が２０．２４〔ｍｍ〕の現像剤担持体としての現像ローラ、４９は外径が１６．７５〔ｍｍ〕の現像剤供給部材としてのトナー供給ローラであり、現像ローラ１５とトナー供給ローラ４９とは図に示されるように押し当てて配設され、押当て量は１．３３〔ｍｍ〕にされる。前記現像ローラ１５の材質はシリコーンであり、前記トナー供給ローラ４９は、弾性体から成り、単独気泡構造を有し、シリコーンを母材とする発泡体３１によって形成され、該発泡体３１の表面に、発泡体３１より硬度が高い樹脂から成る被覆層５２を備え、該被覆層５２は、フッ素樹脂にビスフェノールをバインダーとして添加したフッ素樹脂コーティング剤をコーティングすることにより形成される。
【００４４】
前記トナー供給ローラ４９は、両端部に所定の距離、本実施の形態においては、１３．０〔ｍｍ〕の距離にわたってテーパ部が形成され、該テーパ部において、両端から１０〔ｍｍ〕離れた箇所の外径が１６．５〔ｍｍ〕にされる。
【００４５】
ところで、前記発泡体３１は、母材としてシリコーンを使用した場合、各セルが独立した単独気泡構造が形成される。したがって、発泡体３１のセルに現像剤としてのトナー１６（図２）が詰まるのを防止することができるので、トナー供給ローラ４９によるトナー１６を掻き落とす能力が高い。また、前記ビスフェノールは、水素結合を有するので結晶性が高く、耐摩耗性が高く、トナー１６によって削り落とされるのを抑制することができる。さらに、フッ素樹脂は、耐摩擦性が高く、現像ローラ１５とトナー供給ローラ４９との間の摩擦によってフッ素樹脂が削れ落ち、その分、現像ローラ１５とトナー供給ローラ４９との間の摩擦を抑制することができる。
【００４６】
次に、本実施の形態で使用したビスフェノールの構造式を示す。
【００４７】
【化２】
2005024812.tif 000005
【００４８】
このように、本実施の形態において、発泡体３１はシリコーンを母材とし、発泡体３１にビスフェノールをバインダーとしたフッ素樹脂コーティング剤をコーティングすることによって被覆層５２が形成される。
【００４９】
したがって、画像の形成が繰り返され、印刷枚数が多くなっても、現像ローラ１５上に残留したトナー１６を掻き落とす際に、トナー供給ローラ４９が現像ローラ１５によって削り落とされることがなくなるので、削れかすがトナー１６に混入することがない。その結果、トナー１６の流動性が低くならないので、画像のかすれが発生するのを防止することができ、画像品位を向上させることができる。
【００５０】
また、トナー供給ローラ４９が削り落とされないので、トナー供給ローラ４９の外径が小さくならず、現像ローラ１５への押当て量を十分に確保することができる。したがって、現像ローラ１５とトナー供給ローラ４９との間の摩擦力を大きくすることができ、現像ローラ１５上に残留したトナー１６を掻き落とす能力を高くすることができる。また、一つのセル当たり、搬送することができるトナー１６の量を多くすることができる。
【００５１】
その結果、高デューティ印刷のように、現像ローラ１５上におけるトナー１６の消費量が多く、現像ローラ１５に多くのトナー１６を供給する必要がある画像を形成する場合でも、画像のかすれが発生するのを一層防止することができ、画像品位を一層向上させることができる。
【００５２】
そして、低デューティ印刷のように、現像ローラ１５上におけるトナー１６の消費量が少なく、現像ローラ１５上に残留した多くのトナー１６を掻き落とす必要がある画像を形成する場合でも、掻き落とされずに現像ブレード３１を通過するトナー１６の量が多くならず、トナー１６の薄層を形成することができる。その結果、画像の汚れが発生するのを防止することができ、画像品位を一層向上させることができる。
【００５３】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態における現像ローラ及びトナー供給ローラの構造については、前記第１の実施の形態における現像ローラ１５及びトナー供給ローラ２９の構造と同じ構造を有するので、図１及び２を援用して説明する。
【００５４】
本実施の形態においては、第１の実施の形態において使用したウレタンコーティング剤のウレタン濃度を１／１６、１／８、１／４、１／２及び１／１で変更し、そのときの画像品位を比較した。
【００５５】
ウレタン濃度が変化すると、現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ２９（図２）の耐摩耗性が変化し、ウレタン濃度が高い程耐摩耗性も高い。ところが、ウレタン濃度が高すぎると、現像剤としてのトナー１６がその分劣化し、フィルミングを発生させてしまう。
【００５６】
温度が２８〔℃〕、湿度が８０〔％〕の環境で、印刷デューティを６０〔％〕とし、１００００枚の連続印刷試験を行った場合の画像品位の比較結果を表２に示す。
【００５７】
【表２】
2005024812.tif 000006
【００５８】
かすれについて、○は、かすれ及びフィルミングが発生しないことを、△は、かすれ及びフィルミングの発生が許容されることを表す。
【００５９】
このように、印刷デューティを６０〔％〕とした高デューティ印刷において、現像剤担持体としての現像ローラ１５上におけるトナー１６の消費量が多く、現像ローラ１５に多くのトナー１６を供給する必要がある画像を形成する場合でも、画像のかすれが発生するのを防止することができ、画像品位を向上させることができる。また、フィルミングが発生するのを防止することができる。
【００６０】
そして、温度が２５〔℃〕、湿度が５０〔％〕の環境で、印刷デューティを１〔％〕とし、３ページ／１ジョブで１００００枚の連続印刷試験を行った場合の画像品位の比較結果を表３に示す。
【００６１】
【表３】
2005024812.tif 000007
【００６２】
かすれについて、○は、かすれ及びフィルミングが発生しないことを、△は、かすれ及びフィルミングの発生が許容されることを表す。
【００６３】
このように、印刷デューティを１〔％〕とした低デューティ印刷において、現像ローラ１５上におけるトナー１６の消費量が少なく、現像ローラ１５上に残留した多くのトナー１６を掻き落とす必要がある画像を形成する場合でも、掻き落とされずに現像ブレード３１を通過するトナー１６の量が多くならず、トナー１６の薄層を形成することができる。その結果、画像の汚れが発生するのを防止することができ、画像品位を向上させることができる。また、フィルミングが発生するのを防止することができる。
【００６４】
そして、ウレタン濃度を１／８〜１／４とすると、かすれ及びフィルミングが発生するのを確実に防止することができる。
【００６５】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００６６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、現像装置においては、現像剤を担持し、該現像剤を像担持体上に形成された静電潜像に付着させる現像剤担持体と、該現像剤担持体に押し当てられ、現像剤担持体に現像剤を供給するとともに、前記現像剤担持体上の現像剤を掻き落とす現像剤供給部材とを有する。
【００６７】
そして、該現像剤供給部材は、弾性体から成り、単独気泡構造を有する発泡体によって形成され、該発泡体の表面に、発泡体より硬度の高い樹脂から成る被覆層を備える。
【００６８】
この場合、画像の形成が繰り返されても、現像剤担持体上に残留した現像剤を掻き落とす際に、現像剤供給部材が現像剤担持体によって削り落とされることがなくなるので、削れかすが現像剤に混入することがない。その結果、現像剤の流動性が低くならないので、画像のかすれが発生するのを防止することができ、画像品位を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における現像ローラとトナー供給ローラとの配設状態を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における電子写真式のプリンタの概念図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるトナー供給ローラの正面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における現像ローラとトナー供給ローラとの配設状態を示す図である。
【符号の説明】
１１    感光体ドラム
１４    現像装置
１５    現像ローラ
１６    トナー
２９、４９    トナー供給ローラ
３１    現像ブレード
３２、５２    被覆層
【図１】
2005024812.tif 000008
【図２】
2005024812.tif 000009
【図３】
2005024812.tif 000010
【図４】
2005024812.tif 000011