(57)【要約】【課題】  主に供給ローラの材質に起因するカスレなどの画像不良、現像ローラ上へのトナーフィルミング、トナー劣化、供給ローラの摩耗などの不具合が発生せず、非常に長期にわたって、画像不良のない高画質品位の画像を形成することができる非磁性一成分現像装置を得る。【解決手段】  現像ローラ４と、供給ローラ５と、規制ブレード６と、現像槽７と、撹拌羽根８とを含んで構成される非磁性一成分現像装置３において、現像ローラ４として表面硬さがスプリング硬さＨｓ（Ａ）として４５°〜６５°であるものを用い、現像ローラ４の周速度Ｓａと供給ローラ５の周速度Ｓｂとの比（Ｓｂ／Ｓａ）を０．４〜１．０とし、かつ供給ローラ５をセル径が３００〜５００μｍであるゴム材の連単泡性発泡体によって構成する。【選択図】      図１
2005258331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面硬さがスプリング硬さＨｓ（Ａ）として４５°〜６５°である現像ローラと、現像ローラに圧接しながら回転することによってトナーを現像ローラ上に供給する供給ローラと、現像ローラ上に形成されるトナー薄層の層厚を均一に規制する規制ブレードとを含んで構成され、現像ローラの周速度Ｓａと供給ローラの周速度Ｓｂとの比（Ｓｂ／Ｓａ）が０．４〜１．０である非磁性一成分現像装置において、
供給ローラは、セル径が３００〜５００μｍである、ゴム材の連単泡性発泡体からなることを特徴とする非磁性一成分現像装置。
【請求項２】
ゴム材がエチレンプロピレンゴムであることを特徴とする請求項１記載の非磁性一成分現像装置。
【請求項３】
連単泡性発泡体の発泡率（空隙率）が０．７５〜０．８５であることを特徴とする請求項１または２記載の非磁性一成分現像装置。
【請求項４】
現像ローラと供給ローラとのニップ幅が２．０〜４．０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の非磁性一成分現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非磁性一成分現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、静電情報記録装置などの電子写真方式の画像形成装置においては、光導電性物質を含む感光体表面を一様に帯電させ、帯電面を露光して静電潜像を形成し、静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成し、トナー像を転写材表面に転写し、加熱、加圧などの手段で定着させることによって、転写材上に画像が形成される。
【０００３】
従来の電子写真式画像形成装置において、感光体上にトナー像を形成するためには、たとえば、非磁性一成分現像装置が用いられる。非磁性一成分現像装置は、感光体に接するように配置されかつ回転自在に設けられる現像ローラと、現像ローラ周面に接するように配置されかつ現像ローラ周面に形成されるトナー薄層の層厚を均一化する規制ブレードと、現像ローラに接するように配置されかつ現像ローラ周面にトナーを供給する供給ローラと、トナーを充填する現像槽と、現像槽内に設けられ、充填されるトナーを撹拌する撹拌羽根とを含んで構成される。非磁性一成分現像装置において、トナーとしては、非磁性トナーが用いられる。非磁性一成分現像装置によれば、現像ローラと供給ローラ、規制ブレードなどとの摩擦などによってトナーを帯電させ、感光体上の静電潜像にトナーを付着させる。
【０００４】
このような非磁性一成分現像装置には、供給ローラの材質に起因する欠点がある。すなわち、供給ローラは、トナーを担持するために、通常発泡体によって構成されるけれども、単泡性発泡体からなる供給ローラは、各気泡が繋がらずに完全に独立した独立気泡の状態で存在するため、気泡中に担持されるトナー量が少ない。その結果、現像ローラへのトナー供給量が減少し、ベタ画像などの高印字画像の追従性が悪化し、カスレなどの印字不良が発生する。また、独立気泡を含む発泡体では、一般に気泡のセル径が小さいことにより、表面硬さが非常に高い。このため、供給ローラと現像ローラとの接触圧ひいては各ローラの駆動トルクが高くなり、現像ローラ上へのトナーフィルミング、トナー劣化、供給ローラの摩耗などが生じ易くなる。さらに、単泡性発泡体を形成し得るゴム材料としては、大きさおよび形状の整った気泡が均一に分散した発泡体が得られることから、専らシリコーンゴムが用いられる。しかしながら、シリコーンゴムは高価であるため、供給ローラの製造コストを著しく上昇させる。
【０００５】
一方、連続気泡を含む連泡性発泡体からなる供給ローラも知られている。このような供給ローラでは、そのシャフト部分まで気泡が連続的につながっているので、トナーが気泡中に過剰に残留し、長時間の使用により、その表面がトナーを含んだ状態で硬質化されてしまい、それに伴って駆動トルクが上昇する。駆動トルクの上昇は、単発泡性発泡体からなる供給ローラと同様に、現像ローラ上へのトナーフィルミング、トナー劣化、供給ローラの磨耗などをもたらす。また、連続気泡を含む発泡体では、気泡のセル径が相対的に大きいので、駆動時間が長くなるにつれてセル壁が破壊され、トナーを保持し得るセル数が顕著に減少する。これは、現像ローラ上へのトナーの供給性を低下させるので、ベタ画像の追従性が悪くなり、カスレなどの印字不良が発生するのを避けることができない。
【０００６】
さらに、駆動トルクの上昇を防止するために、たとえば、供給ローラの周速度を、現像ローラの周速度と同程度またはそれよりも小さくすることが行われている。しかしながら、このように供給ローラおよび現像ローラの周速度を調整しても、長期的な使用により駆動トルクが上昇するのを避けることができない。
【０００７】
上記のような問題に鑑み、密度が０．１８〜０．２８ｇ／ｃｍ３である単泡性ゴム発泡体からなる供給ローラが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。しかしながら、このようなゴム発泡体からなる供給ローラは、耐久性、特に長期的な耐摩耗性が不充分であり、現像ローラ、規制ブレードなどとの摩擦によって、その表面が摩耗し易い。さらに具体的には、長期的な使用により、ゴム発泡体からなる供給ローラの表面のセルとセルとの壁が裂け、ゴム材が削り取られて供給ローラの外径が使用初期に比べて縮小する。その結果、現像ローラによるトナーの掻き取り不良、接触不足によるトナーの帯電量の低下、現像ローラへの追従性の低下などが起こり、カスレなどの印字不良が起こるのを避けることができない。特に、ベタ画像などの高印字画像において、現像ローラ１周分と供給ローラ１周分のトナーが消費された以降の印字カスレが顕著であり、具体的には印字方向後半のカスレとなって顕現する。
【０００８】
また、複写機などの画像形成装置において、部品の更新、故障などのない状態で要求される保証枚数（印刷可能な枚数）は増加の一途をたどっており、供給ローラについても、長寿命化が要求される。そのために、可塑剤により架橋したゴムからなる供給ローラが提案されている。しかしながら、このような供給ローラは、現像ローラとの圧接による摩擦と熱により、可塑剤が消失し架橋構造でなくなるため、供給ローラの硬化につながり長寿命化には適していない。
【０００９】
【特許文献１】特開平５−２７３８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、ゴム発泡体からなる供給ローラであって、その表面が適度な表面硬さおよび適量のトナーを保持し得る発泡構造を有し、長期間の使用によってもその表面状態が使用初期と同程度に維持される供給ローラを備え、耐用寿命が著しく長い非磁性一成分現像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、表面硬さがスプリング硬さＨｓ（Ａ）として４５°〜６５°（４５°以上、６５°以下）である現像ローラと、現像ローラに圧接しながら回転することによってトナーを現像ローラ上に供給する供給ローラと、現像ローラ上に形成されるトナー薄層の層厚を均一に規制する規制ブレードとを含んで構成され、現像ローラの周速度Ｓａと供給ローラの周速度Ｓｂとの比（Ｓｂ／Ｓａ）が０．４〜１．０である非磁性一成分現像装置において、
供給ローラは、セル径が３００〜５００μｍ（３００μｍ以上、５００μｍ以下）である、ゴム材の連単泡性発泡体からなることを特徴とする非磁性一成分現像装置である。
【００１２】
また本発明の非磁性一成分現像装置は、前述のゴム材がエチレンプロピレンゴムであることを特徴とする。
【００１３】
さらに本発明の非磁性一成分現像装置は、前述の単泡性発泡体の発泡率（空隙率）が０．７５〜０．８５（０．７５以上、０．８５以下）であることを特徴とする。
【００１４】
さらに本発明の非磁性一成分現像装置は、前述の、現像ローラと供給ローラとのニップ幅が２．０〜４．０ｍｍ（２．０ｍｍ以上、４．０ｍｍ以下）であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、表面硬さがスプリング硬さＨｓ（Ａ）として４５°〜６５°である現像ローラを含み、現像ローラの周速度Ｓａと供給ローラの周速度Ｓｂとの比（Ｓｂ／Ｓａ）が０．４〜１．０である非磁性一成分現像装置であって、供給ローラの少なくとも表面が、ゴム材の連単泡性発泡体であって、気泡のセル径が３００〜５００μｍである材料によって構成され、耐用年数が非常に長い非磁性一成分現像装置が提供される。
【００１６】
本発明の非磁性一成分現像装置で使用する供給ローラは、適度な表面硬さおよび適量のトナーを保持し得る発泡構造を有し、現像ローラへのトナー供給性に優れる。また、長期間の使用または保管後でも、その表面硬さが使用初期と同程度に維持されるので、駆動トルクの上昇をもたらすことがない。また、長期間使用しても、発泡構造中の気泡の壁が破壊され、発泡構造が損傷を受けることが非常に少ないので、現像ローラへのトナー供給性の低下が防止される。さらに耐摩耗性にも優れる。
【００１７】
したがって、本発明の非磁性一成分現像装置では、前述の特定範囲の表面硬さを有する現像ローラを用い、現像ローラに対する供給ローラの周速度比を前述の特定範囲とし、かつ前述の供給ローラを用いることによって、主に供給ローラの材質に起因するカスレなどの画像不良、現像ローラ上へのトナーフィルミング、トナー劣化、供給ローラの摩耗などの不具合が発生せず、非常に長期にわたって、画像不良のない高画質品位の画像を形成することができる。
【００１８】
なお、本明細書において「スプリング硬さＨｓ（Ａ）」とは、表面硬さを表わす指標であり、ＪＩＳ  Ｋ  ６３０１に規定される、Ａ型スプリング式硬さ試験機による測定値である。
【００１９】
また本発明によれば、供給ローラを構成する連単泡性ゴム発泡体の材料として、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）を用いることによって、長期にわたって、供給ローラ表面の弾性を好適な範囲に保持し、駆動トルクを上昇させることが一層少ないので、さらに高画質品位の画像を形成するのに有効である。
【００２０】
さらに本発明によれば、供給ローラを構成する連単泡性ゴム発泡体として、発泡率が０．７５〜０．８５の範囲にあるものを用いることによって、供給ローラ表面の表面硬さが経時的に増加するのが一層防止され、駆動トルクの増大に伴う、現像ローラ上へのトナーのフィルミング、トナー劣化、供給ローラの摩耗などの発生がさらに少なくなる。加えて、画像形成の際に、非印字部にトナーが付着する画像不良の発生もさらに少なくなる。
【００２１】
さらに本発明によれば、現像ローラと供給ローラとの接触部の幅であるニップ幅を２．０〜４．０ｍｍの範囲にすることによって、駆動トルクの増大が防止され、それに起因する不都合の発生も少なくなり、さらにカスレなどの画像不良の発生も一層減少する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、電子写真方式の画像形成装置１における要部の構成を模式的に示す側面図である。画像形成装置１は、矢符１０の方向に回転自在に支持され、その周面に静電潜像が形成される感光体２と、感光体２の周面に対向し、感光体２の軸線が延びる方向に対して平行に延びるように設けられる本発明の実施の第１形態である非磁性一成分現像装置３とを含んで構成される。
【００２３】
感光体２の周囲には、感光体２の周面に対向し、矢符１０の回転方向上流側から下流側に向かって、図示しない帯電器、露光手段、非磁性一成分現像装置３、図示しない転写手段およびクリーニング手段がこの順番に設けられる。
【００２４】
感光体２には、導電性支持体の表面に感光層が形成された従来の感光体を使用できる。感光層は、電荷発生物質と電荷輸送物質とを一層内に含む単層型であってもよく、また、電荷発生物質を含む電荷発生層と電荷輸送物質を含む電荷輸送層とが積層された積層型でもよい。感光層は、さらに中間層、下引き層、保護層などを含むことができる。感光体２の周面は、図示しない帯電器によって単一極性の電荷を均一に付与された後、図示しない露光手段によって画像情報に基づく光が照射され、静電潜像が形成される。
【００２５】
本発明の実施の第１形態である非磁性一成分現像装置３は、感光体２の周面にトナーを供給して静電潜像をトナー像に現像する現像ローラ４と、現像ローラ４にトナーを供給する供給ローラ５と、現像ローラ４周面上のトナー層の層厚を均一化する規制ブレードであるドクター６と、トナーを収容する現像槽７と、現像槽７内に設けられ、現像槽７に収容されるトナーを撹拌する撹拌羽根８とを含んで構成される。
【００２６】
また、非磁性一成分現像装置３は、現像ローラ４に現像バイアス用電圧を印加する図示しない現像バイアス用電源、供給ローラ５にバイアス電圧を印加する図示しないトナー供給バイアス用電源、およびドクター６にバイアス電圧を印加する図示しないドクターバイアス用電源を有する。
【００２７】
現像ローラ４は、その周面が感光体２および供給ローラ５の周面にそれぞれ接触するように設けられ、矢符１１の方向に回転自在に支持される。現像ローラ４は、ステンレス鋼などの金属からなる円柱形状のシャフト４ａと、シャフト４ａの周面に、均一な層厚で形成されるウレタンゴム弾性体などのゴム弾性体からなる弾性層４ｂとを含んで構成され、円柱形状に形成される。弾性層４ｂを構成するウレタンゴム弾性体は、スプリング硬さＨｓ（Ａ）４５〜６５°である。スプリング硬さＨｓ（Ａ）が４５°未満では、使用初期には特に問題はないけれども、長時間連続使用、長期間放置などによって、現像ローラに歪み、変形などが発生することがある。６５°を超えると、現像ローラの表面硬さが増大し、現像ローラと感光体との円滑な接触回転が行われず（バンディング）、横縞（スジ）などの画像不良が発生する。また、感光体と現像ローラとの接触圧が高くなり、非画像形成部のトナーが感光体周面に残存し易くなり、下地カブリを発生させることがある。さらに、トナーが感光体周面にフィルミングし、画像不良を起こす。弾性層４ｂを構成するウレタンゴム弾性体は、カーボンブラックなどの公知の導電化剤を含有する。また、該ウレタンゴム弾性体の表面粗さＲｚは特に制限されないけれども、５〜２５μｍ程度が好ましい。Ｒｚは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に規定される十点平均粗さである。
【００２８】
現像ローラ４は、たとえば、次のようにして製造できる。まず、ポリエステルオール１００重量部に導電性カーボン１重量部を添加して均一に分散させた後、１４０℃に昇温しかつ１．３３３２２×１０３〜２．６６６４４×１０３Ｐａ（１０〜２０ｍｍＨｇ）の減圧下で攪拌しながら、１２時間脱水乾燥する。１１０〜１２０℃の加熱下、この混合物に、混合物中のポリエステルオール１００重量部に対して７重量部になるようにトリレンジイソシアネートを加え、２分間激しく混合し、１１０℃に加熱した金型に流し込み、２時間硬化させる。硬化物を金型から取り出し、さらに１１０℃で２４時間２次架橋を行うと、導電性ゴム発泡体が得られる。この導電性ゴム発泡体を、所望の径、表面粗さになるように研削することにより、現像ローラ４が得られる。
【００２９】
現像ローラ４は、シャフト４ａを介して図示しない現像バイアス用電源から電圧を印加され、それによって、その周面に供給ローラ５から供給されるトナーを薄層として担持する。このトナー薄層は、その層厚をドクター６によって適宜均一化された後、感光体２の周面の静電潜像が形成された部分に当接され、接触現像方式により静電潜像がトナー像に現像される。
【００３０】
供給ローラ５は、その周面が現像ローラ４の周面に接触するように設けられ、矢符１２の方向に回転自在に支持される。供給ローラ５には、図示しないトナー供給バイアス用電源から、一般には、トナーを現像ローラ４に押す方向にバイアス電圧が印加される。また、トナーが負極性であれば、より負極側に大きなバイアス電圧が印加される。供給ローラ５は、少なくともその表面が、セル径３００〜５００μｍの連単泡性ゴム発泡体からなる。連単泡性ゴム発泡体は、その内部に独立気泡と連続気泡とが混在して存在するゴム発泡体である。このような連単泡性のゴム発泡体を用いると、独立気泡と連続気泡とが混在することによって、独立気泡単独の場合、すなわち単泡性発泡体のように、供給ローラ５の表面硬さが高くなりすぎることがなく、表面硬さが高くなりすぎることに起因する種々の不都合も発生しない。また、連続気泡単独の場合、すなわち連泡性発泡体のように、トナーが気泡中に残存し、供給ローラ５の表面硬さを高めることがないので、現像ローラ４の周面へのトナーフィルミング、トナー劣化、供給ローラ５への摩耗などの発生が防止される。また、連単泡性のゴム発泡体であっても、セル径が３００μｍを著しく下回ると、表面硬さが高くなり、駆動トルクが高くなって、種々の不都合を生じる。一方、セル径が５００μｍを大幅に超えると、現像装置の使用（駆動）時間が長くなるにつれて、供給ローラ５周面において、セル間の壁が裂けまたは壊れた状態になり、担持できるトナー量が減少し、現像ローラ４周面へのトナーの供給性が低下し、ベタ画像の追従性が悪くなってカスレなどの画像不良を生じる。
【００３１】
供給ローラ５を構成する連単泡性ゴム発泡体は、発泡率が０．７５〜０．８５であることが好ましい。発泡率が０．７５を著しく下回ると、発泡体の密度が高くなりすぎ、供給ローラ５の表面硬さが高くなり、現像ローラ４との摩擦力が高くなることで、駆動トルクが上昇し、かつ現像ローラ４周面へのトナーフィルミング、トナー劣化、供給ローラ５の磨耗などが生じ易くなる可能性がある。発泡率が０．８５を大幅に超えると、供給ローラ５の表面硬さが小さくなりすぎ、現像ローラ４に付着するトナーの余分量を掻き取る力が不充分になり、感光ドラム２へのトナーの供給過多が起こり、非印字部にトナーが付着し、下地カブリなどの画像不良を発生するおそれがある。さらにトナー担持量が必要以上に増加するため、駆動時間の経過とともに供給ローラ５が硬化するおそれがある。
【００３２】
供給ローラ５を構成する連単泡性ゴム発泡体の材料になるゴム材としては特に制限されないけれども、可塑剤を添加しなくても加硫発泡が可能なゴム材が好ましい。その具体例としては、たとえば、エチレンプロピレンゴム（エチレン−プロピレン−ジエン共重合系合成ゴム、ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、イソブチレン−イソプレンゴムなどが挙げられる。これらの中でも、ＥＰＤＭが好ましい。ＥＰＤＭは、可塑剤を使用しなくとも完全架橋が可能であり、長期にわたり適度の弾性を保持し、駆動トルクを上昇させることもないので、駆動トルクを適度な範囲に安定化することが可能である。可塑剤を使用した合成ゴムを用いると、現像ローラ４と供給ローラ５との摩擦、熱などによって可塑剤が消失することで、弾性が失われ、表面の硬化、ひいては駆動トルクの上昇が起こる。また、ＥＰＤＭは、従来から供給ローラ５を構成する材料として用いられるウレタン発泡体に匹敵する微細なセル径を有する発泡体とすることができ、現像ローラ４上のトナーの掻き取り能力、現像ローラ４へのトナーの供給能力などの点からも有利である。
【００３３】
供給ローラ５は、公知の方法に従って製造できる。たとえば、ゴム材、発泡剤、導電剤、充填剤、軟化剤、加硫剤、加硫促進剤などを含む未加硫の発泡用ゴム組成物を調製する。各成分の配合量は特に制限されず、他成分の種類および配合量、加硫発泡に用いられる加硫装置の加硫条件などに応じて広い範囲から適宜選択されるけれども、発泡率が０．１〜０．８程度、好ましくは０．２〜０．６程度になるように各成分を配合すればよい。ここでの発泡率とは、加硫発泡させたゴムの密度を未加硫ゴムの密度で除した値である。各成分の混合は、たとえば、一般的なゴム混練用ニーダーとロールにて混練することにより行われる。このようにして得られる未加硫の発泡用ゴム組成物を、押出機によりチューブ状に押出し成形し、このチューブを連続的に熱風加硫機にて加熱することによって、発泡加硫が進行し、導電性発泡チューブが得られる。この導電性発泡チューブを所定の長さに切断する。このチューブに、その周面に接着剤を塗布した芯金を圧入させ、チューブと芯金とを接着する。さらにチューブに、加圧ロールなどの加圧手段によって圧力を加え、独立気泡の一部を破泡させて連続気泡に変換し、所望の発泡率（空隙率）および平均気泡径を有するゴム性発泡体とする。さらに、ゴム性発泡体と芯金との接着体に研削加工を施し、その径、表面粗さなどの所望の値に調整する。これにより、芯金の周面にゴム性発泡体を含む被覆層が形成された構造を有する供給ローラ５が得られる。
【００３４】
未加硫の発泡用ゴム組成物を加硫発泡する装置としては、ＵＨＦ連続加硫装置が好ましい。該装置において、たとえば、ＵＨＦ出力を０．１〜１．５ｋｗ、ＵＨＦ槽温度を２００〜２４０℃、およびＨＡＶ槽を２００〜２３０℃の範囲にそれぞれ設定して加硫発泡を行い、好ましくは加圧操作を実施することにより、連続気泡と独立気泡とが混在し、前記範囲の発泡率（空隙率）および平均気泡径を有するゴム性発泡体を得ることができる。なお、ＵＨＦ連続加硫装置を用いる場合には、加硫発泡後の加圧操作を実施しなくても、本発明で使用するゴム性発泡体が得られる場合がある。
【００３５】
上記の方法で得られる発泡体の断面を走査型顕微鏡で観察することによって、連続気泡と独立気泡とが混在する連単泡性のゴム性発泡体であることを確認できる。本発明で使用するゴム性発泡体において、連続気泡と単独気泡との割合は特に制限されず、ゴム性発泡体の切断面を走査型電子顕微鏡で観察する時に、連続気泡および単独気泡が視認できればよいけれども、連続気泡の割合を示す連続気泡率は、好ましくは５％以上、さらに好ましくは１０％以上、特に好ましくは１０〜６０％である。
なお、ゴム性発泡体の発泡率（空隙率）は、次のようにして求められる。
【００３６】
体積Ｖ（ｍｍ３）ゴム性発泡体を、縦１０００ｍｍ×横１０００ｍｍの内寸法を有する水槽の水面下に沈め、その時に水面が上昇した高さｈ（ｍｍ）を測定し、次式に従って算出した。
発泡率（％）＝［（Ｖ−１０００×１０００×ｈ）／Ｖ］×１００％
【００３７】
また、連続気泡の割合である連続気泡率（％）は、ＡＳＴＭ  Ｄ−２８５６に規定されるエアーピクノメータ（空気比較式比重計）法（１−１／２−１気圧法）に従って測定できる。その際、東芝ベックマン(株)製の空気比較式比重計を用いる。
【００３８】
供給ローラ５の周速度Ｓｂは、現像ローラ４の周速度Ｓａに対して０．４〜１．０の範囲である。０．４未満では、現像ローラ４へのトナー供給性が低下し、ベタ画像の追従性が悪化し、カスレなどの画像不良を生じる。１．０を超えると、現像ローラ４および／または供給ローラ５の駆動トルクが増大し、それに伴う不都合が生じる。
【００３９】
さらに、現像ローラ４および供給ローラ５は、それぞれ矢符１１および矢符１２の方向に回転し、それらが圧接触する部分（ニップ）では、回転方向が逆方向になり、対向するように摺接する。このとき、ニップ幅Ｗは特に制限されないけれども、２．０〜４．０ｍｍの範囲にあることが好ましい。ニップ幅が２．０ｍｍを著しく下回ると、供給ローラ５から現像ローラ４へのトナーの供給性が低下し、ベタ画像の追従性が悪くなる。４．０ｍｍを大幅に超えると、現像ローラ４と供給ローラ５との摩擦が増加し、それに伴って、駆動トルクが上昇し、かつ現像ローラ周面へのトナーフィルミング、トナー劣化、供給ローラ５の磨耗などが生じ易くなる。
【００４０】
供給ローラ５は、現像ローラ４との接触下に矢符１２の方向に回転し、現像槽７内に収容されるトナーをその周面に担持し、そのトナーを現像ローラ４周面に供給する。
【００４１】
ドクター６は、現像槽７に固定される固定端６ａと、現像ローラ４から離反する方向に微少量傾斜する先端部６ｃと、固定端６ａと先端部６ｃとの間に位置し、弾性変形により現像ローラ４の周面に圧接可能に設けられる接触部６ｂとを含んで構成される。ドクター６は、図示しないドクターバイアス用電源から所定のバイアス電圧が印加される。すなわち、ドクター６からトナーを現像ローラ４側へと押す方向にバイアス電圧が印加される。また、トナーが負極性であれば、より負極側に大きなバイアス電圧をドクター６に印加する。
【００４２】
接触部６ｂは、少なくとも現像ローラ４周面に対向する面がバネ弾性を有する弾性変形可能な材料によって構成され、その長手方向(現像ローラ２の回転軸方向)に沿って先端６ｃ近傍の部分の現像ローラ４周面に対向する接触部６ｂが現像ローラ４周面に所定圧で圧接される。
【００４３】
ドクター６は、たとえば、板厚０．０７〜０．１５ｍｍ程度のステンレス鋼などの金属板にて構成される。先端部６ｃは、該金属板を機械的な切削加工、研磨加工、曲げ加工などを施すことによって形成できる。また、金属板に、予め所望の形状に成形加工したチップ状先端部を導電性接着剤などで貼り付けたり、金属板の先端に段差加工を施し、その上から導電性接着剤などで金属箔を貼り付けるなどの加工法により形成できる。
【００４４】
ドクター６は、矢符１１の方向における現像ローラ４と供給ローラ５との接触面の下流側で現像ローラ４周面に圧接し、現像ローラ４周面に担持されるトナー薄層の層厚を均一化する。層厚が均一化されたトナー薄層は、現像ローラ４が感光体２に接触する現像領域に搬送される。
現像槽７は、トナーを収容する。
【００４５】
撹拌羽根８は、現像槽７内に設けられ、回転自在に支持される。撹拌羽根８は、現像槽７内に収容されるトナーを撹拌することによって、供給ローラ５へのトナーの供給を円滑に進行させ、それとともに、トナーの堆積による固化を防止する機能をも有する。
【００４６】
本発明の非磁性一成分現像装置３において用いるトナーとしては、特に制限されず、従来の非磁性一成分トナーを使用できる。非磁性一成分トナーは、トナー粒子にシリカなどの外添剤を添加混合し、凝集物、異物などを除去したものである。トナー粒子は、たとえば、結着樹脂、着色剤および添加剤を乾式ブレンダ、スーパーミキサ、ボールミルなどによって均一に予備混合し、得られる混合物を、たとえば、ハンドミキサ、ロール、一軸押出混練機、二軸押出混練機などの混練装置を用いて均一に溶融混練し、得られる混練物を冷却して粉砕し、さらに、必要に応じて分級することにより得ることができる。
【００４７】
本発明の非磁性一成分現像装置３においては、現像槽７に収容されるトナーが、供給ローラ５を介して現像ローラ４に供給され、現像ローラ４の周面にトナー薄層が形成される。このトナー薄層は、ドクター６によって、層厚を均一化された後、感光体２に供給され、感光体２の周面に形成される静電潜像を現像し、トナー像が形成される。
【実施例】
【００４８】
以下に実施例、比較例および試験例を挙げ、本発明を具体的に説明する。
（実施例１〜２）
市販の複写機（商品名：ＡＲ２６０、シャープ（株）製）に、セル径５００μｍの連単泡性ＥＰＤＭ発泡体（発泡率０．８２）またはセル径３００μｍの連単泡性ＥＰＤＭ発泡体（発泡率０．８２）からなる径１３．４ｍｍの供給ローラを搭載し、図１に示す本発明の非磁性一成分現像装置３を含んで構成される画像形成装置を作成した。なお、非磁性一成分現像装置３において、現像ローラ４の表面硬さ（スプリング硬さＨｓ（Ａ））は５４°であり、現像ローラ４に対する供給ローラ５の周速比は０．９であり、現像ローラ４と供給ローラ５とのニップ幅Ｗは２．４ｍｍであった。
【００４９】
（比較例１〜４）
セル径２００μｍの連単泡性ＥＰＤＭ発泡体からなる供給ローラ(比較例１)、セル径７００μｍの連単泡性ＥＰＤＭ発泡体からなる供給ローラ(比較例２)、単泡性ＥＰＤＭ発泡体からなる供給ローラ(比較例３)または連泡性ＥＰＤＭ発泡体からなる供給ローラ(比較例４)を用いる以外は実施例１と同様にして、画像形成装置を作成した。
【００５０】
（試験例１）
実施例１〜２および比較例１〜４で得られた画像形成装置を用い、常温常湿環境下で１００００枚の実写を行った。その前後で、Ａ３黒ベタ画像の印字テストを行い、次のようにして、ベタ追従性および供給ローラ５の表面硬さを測定した。なお、トナーとしては、市販品（商品名：ＡＲ２６−ＴＢ、シャープ（株）製）を用いた。結果を表１に示す。
【００５１】
〔ベタ追従性〕
Ａ３黒ベタ画像の印字先端部および印字後端部の濃度を、画像濃度測定器（商品名：Ｘ−ｒｉｔｅ、Ｘ−ｒｉｔｅ社製）を用いて測定し、印字先端部濃度値から印字後端部濃度値を減じた値をベタ追従性とする。ベタ追従性が０．１５以下でないと、カスレなどの画像不良が発生することを意味する。
【００５２】
〔表面硬さ〕
高分子計器株式会社製、アスカーＦＰ型スプリング式硬度計を用いた。供給ローラ５の表面硬さは、供給ローラ５が動かないように水平面に固定して、アスカーＦＰ型スプリング式硬度計を供給ローラ５の中心部に乗せて測定した。供給ローラ５の表面硬さは９０°以下であることが好ましい。９０°を超えると、供給ローラ５の摩耗が顕著になる。
【００５３】
【表１】
2005258331.tif 000003
【００５４】
実施例１および２では、１００００枚実写テスト前後での、ベタ追従性および供給ローラ５の表面硬さはそれぞれ０．１０〜０．１５および、アスカーＦＰ硬度は８２°〜８７°を示した。画像特性に関しては、ベタ追従性が０．１５以下であることが要求され、供給ローラの磨耗を防ぐため、アスカーＦＰ硬度は９０°以下であることが要求されるので、実施例１および２は条件を満たすことが明らかである。
【００５５】
比較例１では、１００００枚実写後のベタ画像に画像不良が発生し、ベタ追従性は０．２８と非常に悪かった。これは、セル間の壁が駆動時間の経過とともに壊れ、見掛け上のセル数が減少し、トナー供給性が低下するためと考えられる。
【００５６】
比較例２では、供給ローラ５の表面硬さが１００００枚実写前から９０°を超えた。さらに１００００枚実写後では、現像ローラ４およびドクター６上にトナー付着が発生し、供給ローラ５は磨耗していた。
【００５７】
比較例３では、１００００枚実写前後で、ベタ画像に画像不良が発生し、ベタ追従性が０．２５前後を示した。これは、供給ローラ５のトナー担持量が少なく、現像ローラ４へのトナー供給性が低いためと考えられる。
【００５８】
比較例４では、１００００枚実写後に、ベタ追従性が０．１５を超え、供給ローラ５の表面硬さも９７°を超えた。また、駆動トルク約０.２９４Ｎ・ｍ（３．０ｋｇｆ・ｃｍ）以上であった。供給ローラ５の磨耗を防ぐためには、駆動トルクは約０.２９４Ｎ・ｍ以下であることが要求される。なお、駆動トルクは、現像装置３が駆動するように改造された、ORIENTAL  MOTOR社製SPEED  CONTROL  UNITに、現像装置３を取り付けて測定した。測定時の周速度比は０．９に設定した。以下同様とする。
【００５９】
比較例４では、駆動トルクが約０.２９４Ｎ・ｍ以上であった結果、現像ローラ４、ドクター６上にはトナー付着が発生し、供給ローラ５の磨耗が発生していた。これは駆動時間の経過とともに、供給ローラ５のシャフトに近い部分までトナーが染み込むためと考えられる。
【００６０】
（実施例３）
セル径３８０μｍの連単泡性ＥＰＤＭ発泡体（発泡率０．８１）からなる供給ローラ５を用いる以外は、実施例１と同様にして、本発明の非磁性現像装置３を含んで構成される画像形成装置を作成した。
【００６１】
（比較例５〜６）
連単泡性エステル系ウレタンゴム発泡体からなる供給ローラ（比較例５）または連単泡性エーテル系ウレタンゴム発泡体からなる供給ローラ（比較例６）を用いる以外は、実施例１と同様にして、画像形成装置を作成した。
【００６２】
（試験例２）
実施例３および比較例５〜６で得られた画像形成装置を用い、常温常湿環境下で２００００枚の実写を行い、その前後に、試験例１と同様にして供給ローラ５の表面硬さを測定した。結果を表２に示す。
【００６３】
【表２】
2005258331.tif 000004
【００６４】
実施例３では、２００００枚実写前後で供給ローラ５の表面硬さにほとんど変化が見られないことがわかる。これに対し、比較例５および比較例６では、２００００枚実写後に供給ローラ５の表面硬さが大きく増加し、供給ローラ５が摩耗していた。
【００６５】
（実施例４〜７）
本発明の現像装置３における現像ローラ４と供給ローラ５とのニップ幅を１．５ｍｍ（実施例４）、２．０ｍｍ（実施例５）、４．０ｍｍ（実施例６）または４．５ｍｍ（実施例７）とする以外は、実施例１と同様にして、画像形成装置を作成した。
【００６６】
得られた画像形成装置を用い、常温常湿環境下で１００００枚の実写を行い、その前後に、試験例１と同様にしてベタ追従性を測定した。また駆動トルクを測定した。結果を表３に示す。
【００６７】
【表３】
2005258331.tif 000005
【００６８】
実施例４では、駆動トルクは良好であるものの、ベタ追従性はやや不充分であった。また、実施例７では、ベタ追従性は良好であるものの、駆動トルクの増加が目立った。これに対し、実施例５および６では、ベタ追従性および駆動トルクとも良好であった。
【００６９】
（実施例８〜１１）
供給ローラ５として、発泡率０．７０（実施例８）、０．７５（実施例９）、０．８５（実施例１０）または０．９０（実施例１１）の連単泡性ＥＰＤＭ発泡体からなる供給ローラを用いる以外は、実施例１と同様にして、画像形成装置を作成した。
【００７０】
得られた画像形成装置を用い、常温常湿環境下で１００００枚の実写を行い、その前後に、試験例１と同様にして供給ローラ５の表面硬さを測定した。駆動トルクを測定した。結果を表４に示す。
【００７１】
【表４】
2005258331.tif 000006
【００７２】
実施例８では、駆動トルクおよび表面硬さの両方がやや不充分であり、現像ローラ４およびドクター６上にもトナー付着が発生し、供給ローラ５の磨耗が発生していた。また実施例１１では、表面硬さが不充分であり、初期画像において、非画像形成部にトナー付着が見られた。これは初期において、供給ローラ５の硬度が7０°以下と現像ローラ４上のトナー掻き取るには小さい値を示しており、感光体２へ供給過多が起こるためと考えられる。
実施例９および１０では、駆動トルクおよび表面硬さとも良好であった。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】電子写真方式の画像形成装置における要部の構成を模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  電子写真方式の画像形成装置
２  感光体
３  非磁性一成分現像装置
４  現像ローラ
４ａ  シャフト
４ｂ  弾性層
５  供給ローラ
６  ドクター
６ａ  固定端
６ｂ  接触部
６ｃ  先端部
７  現像槽
８  撹拌羽根
１０，１１，１２  矢符
【図１】
2005258331.tif 000007