JP2000347485A

JP2000347485A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000347485A
Application number: JP16056099A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nio; 淳丹尾; Tsuneo Mizuno; 恒雄水野; Kunihiko Sato; 邦彦佐藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1999-06-08
Filing date: 1999-06-08
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】画像形成装置に関し、コスト高をもたらさな
い簡単な構成によって、トナー層におけるイレギュラー
帯電トナーの混入比率を低下させてカブリの発生を防止
する。【解決手段】少なくとも表面が導電性を有する現像剤
担持体１と、少なくとも表面が導電性を有するとともに
現像剤担持体１の表面に所定の圧力で当接して現像剤担
持体１上の現像剤７の層厚を規制する層厚規制部材３
と、現像剤担持体１及び層厚規制部材３にバイアス電圧
を印加する電圧印加手段５とを少なくとも有する画像形
成装置の層厚規制部材３と電圧印加手段５との間に５０
ＭΩ以上の抵抗成分６を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像形成装置に関す
るものであり、特に、電子写真方式のプリンタや複写機
における高品質の画像を得るための非画像部へのかぶり
を低減するための電圧印加手段に特徴のある画像形成装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータやワードプロセッサ
の汎用化に伴い、その周辺機器としての電子写真装置に
もより広い環境で動作することが求められるとともに、
装置の小型化、低コスト化、高解像度化が要請されてお
り、この様な要請に対して有利な特徴を有する非磁性現
像剤を用いた一成分現像法が注目されている。

【０００３】ここで、図５を参照して、従来の非磁性一
成分現像法を説明する。図５参照図５は従来の非磁性一成分現像方式電子写真装置の概念
的構成の一例を示す図であり、静電潜像担持体である感
光体ドラム３１、ブラシ帯電器３２、露光手段となるＬ
ＥＤ３３、ローラ転写器３４、定着器３５、クリーナユ
ニット３６、クリーニングブレード３７、及び、現像ユ
ニット４０によって構成されている。

【０００４】また、現像ユニット４０は、現像剤担持体
である現像ローラ４１、現像ローラ４１にトナー４４を
供給すると共に印字に使用されなかったトナー層４５を
掻き落とす現像剤供給ローラ４２、供給されたトナー４
４を帯電させるとともに、現像ローラ４１の表面に付着
するトナー層４５の厚さを規制して均一の厚さに薄層化
する現像剤層厚規制部材である規制ブレード４３から構
成されている。

【０００５】この現像ユニット４０において、現像ロー
ラ４１上に現像剤供給ローラ４２によってトナー４４を
供給し、過剰に供給されたトナー層４５の厚さを規制ブ
レード４３でトナー平均粒径の１．５〜３倍程度の層厚
に規制する。この時、トナー４４は現像剤供給ローラ４
２と現像ローラ４１との間、及び、現像ローラ４１と規
制ブレード４３との間の摩擦によって帯電される。

【０００６】一方、感光体ドラム３１は、ブラシ帯電器
３２によって一様に帯電させられた後、画像情報或いは
印字情報に応じたＬＥＤ３３からの光によって、その表
面に静電潜像が形成されるとともに、感光体ドラム３１
の回転に伴って静電潜像を現像領域に搬送し、現像領域
において、現像ローラ４１上のトナー層４５は、現像領
域に交流電源４６等により印加された所定の電圧によっ
て感光体ドラム３１上の静電潜像に対して電気的吸引力
で吸着し、可視化したトナー像として現像され、このト
ナー像を記録媒体３８にローラ転写器３４によって転写
し、転写された可視像は定着器３５によって定着された
後、可視像が定着された記録媒体３８がスタッカ（図示
せず）に排出される。

【０００７】なお、転写を完了した感光体ドラム３１の
表面は、クリーニングユニット３６を構成するブレード
３７により清掃され、除去されたトナーはクリーニング
ユニット３６を構成する廃トナーボックスに収容される
と共に、感光ドラム３１の表面は、除電手段（図示せ
ず）で除電されて初期状態に戻る。また、現像に用いら
れなかったトナー層４５、即ち、残留トナーは、現像剤
供給ローラ４２によって一旦現像ローラ４１上から除去
されるものであり、この様な一連の動作を繰り返し行う
ことになる。

【０００８】この様な非磁性一成分現像方式の電子写真
装置においては、トナーの帯電は帯電摩擦或いは接触摩
擦によって行われ、一般には、上述のように現像剤供給
ローラ４２と現像ローラ４１との間、及び、現像ローラ
４１と規制ブレード４３との間の摩擦によって行われて
おり、また、規制ブレード４３からの電圧印加による電
荷注入により行う場合もある。

【０００９】なお、非磁性一成分現像方式の他にも、現
像ローラ上にトナー層を形成するという点で磁性トナー
を用いた磁性一成分現像方式の場合にも、上記と同様の
現像プロセスを踏むことになるが、この磁性一成分現像
方式においては、現像ローラ内部にはマグネットが所定
位置に配置され、磁性トナーの現像ローラ上への供給は
磁力によっても行うことができるので、現像剤供給ロー
ラを必要としない場合がある。

【００１０】上述のように、非磁性一成分現像方式にお
いては、現像ローラ上のトナー層を所定の層厚に規制す
る方法としては、規制ブレードを用いることが一般的で
あるが、トナー層の層厚は、トナー体積平均粒径の１．
５〜３倍程度であることが、画像濃度及び非画像部カブ
リの面で好ましい（必要ならば、特開平９−２７４３７
６号公報参照）。これは、トナー層が薄すぎると画像濃
度が低下し、一方、厚すぎるとトナー帯電の分布がブロ
ードになり、必然的に逆帯電トナーや低帯電トナー等の
イレギュラー帯電トナーの混入比率が増加するために、
非画像部カブリが増加するためである。

【００１１】また、この様な逆帯電トナーや低帯電トナ
ーの混入比率を低減するためにトナーの帯電を十分行う
方法としては、現像ローラに交流バイアスを印加すると
ともに、規制ブレードに直流バイアスを印加し、ブレー
ドからトナーに電荷注入する方法が提案されている（必
要ならば、特開昭５９−３０５６３号公報）。

【００１２】また、現像ローラの表面部材として、半導
電性のウレタンやシリコンゴムを使用し、現像ローラに
現像電圧バイアスとして直流電圧を印加するとともに、
規制ブレードにはトナーの帯電極性と同極性方向に現像
電圧より高い直流バイアスを印加して、その電圧差によ
ってトナーに電荷を注入する方法は、本出願人の製品を
含めて一般的な非磁性一成分現像方式において採用され
ている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、通常、現像ロ
ーラ上のトナー層の帯電量は分布を有しており、逆極性
に帯電しているトナー或いは帯電量が低いトナーが必然
的に混在しているが、この様な逆極性に帯電しているト
ナー或いは帯電量が低いトナー、即ち、イレギュラー帯
電トナーの割合が多い場合、非画像部へのトナー付着、
即ち、カブリが発生しやすくなるという問題がある。そ
のため、イレギュラー帯電トナーの割合はできる限り少
ない方が望ましいものであり、この様な事情は、接触現
像方式或いは非接触現像方式、磁性現像方式或いは非磁
性現像方式、または、一成分現像方式或いは二成分現像
方式によらず共通の課題である。

【００１４】特に、非磁性一成分現像方式の場合には、
トナー帯電がブロードになりやすく、それに伴ってカブ
リが発生しやすいので重要な課題となるが、一般には、
トナー材料物性のバラツキや、摩擦帯電時の摩擦度合い
のバラツキ等によって、均一に帯電させることは不可能
であり、少なからずイレギュラー帯電トナーが発生して
しまう。

【００１５】この様な問題を解決するために、上述のよ
うに規制ブレードに電位差をつけて電荷注入を行う方法
や、交流現像バイアスに対して直流ブレードバイアスを
印加する方法が提案されているが、これらの方法は、現
像電圧印加手段とブレード電圧印加手段を個々に用意す
る必要があり、コスト的に問題がある。

【００１６】さらに、上述のように、現像ローラと規制
ブレードとの間に電位差を設ける場合、リークを防止す
るために、現像ローラ及び規制ブレードの少なくとも一
方の表面に抵抗層を設ける必要があり、実際の構成とし
ては、現像ローラの表面をゴム部材で構成したり、或い
は、金属ローラの表面に抵抗層をコートしたり、或い
は、規制ブレードの材質を半導電性樹脂部材にする等の
構成が採用されている。しかし、これらの場合にも、現
像ローラ及び規制ブレードを金属加工部材のみで構成す
る場合に比べてコスト高になってしまうという問題があ
る。

【００１７】再び、図５参照仮に、図５に示すように、現像ローラと規制ブレードを
金属等の導電性部材で構成し、現像ローラと規制ブレー
ドの双方に同一の交流電源４６から交流バイアスを印加
した場合、現像ローラ４１と規制ブレード４３とは、１
５〜２５μｍ程度の層厚のトナー層４５を挟んで対向す
ることになるが、トナー層４５自体は−５０Ｖ程度に帯
電しているので、現像ローラ４１と規制ブレード４３に
はその分の電位差が生ずることになる。

【００１８】この電位差は、規制ブレード４３からトナ
ーにトナー帯電とは逆極性の電荷を注入する方向の極性
であるので、規制ブレード４３の近辺のトナーには逆帯
電電荷が注入される可能性があり、そのために、上述の
ようにブレード電圧を現像電圧より高くして、この電位
差分をキャンセルするようにしている。

【００１９】また、帯電の高いトナーを使用した場合に
は、トナーが現像ローラの表面に付着する力である鏡像
力が増加し、トナー層の層厚が増加する傾向があり、ト
ナー層の層厚が厚すぎると、トナー帯電が高い場合にも
イレギュラー帯電トナーの割合が増加してしまい、カブ
リが発生しやすくなるという問題がある。この場合、ブ
レード圧を高めてトナー規制力を増加させることによっ
て、層厚を理想のトナーの体積平均粒径の１．０〜３倍
程度に規制することも可能であるが、ブレード圧を高め
ることによってトナーへのストレスが増加し、それによ
って、トナー帯電及び流動性等の諸特性が劣化してしま
い、印字を繰り返し行うことによって画像品質が低下す
るという問題が新たに生ずる。

【００２０】したがって、本発明は、コスト高をもたら
さない簡単な構成によって、トナー層におけるイレギュ
ラー帯電トナーの混入比率を低下させてカブリの発生を
防止することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。なお、図１は本
発明の画像形成装置を構成する現像装置の概略的断面図
であり、符号２は現像剤供給部材、即ち、リセットロー
ラである。図１参照（１）本発明は、画像形成装置において、少なくとも表
面が導電性を有する現像剤担持体１と、少なくとも表面
が導電性を有するとともに現像剤担持体１の表面に所定
の圧力で当接して現像剤担持体１上の現像剤７の層厚を
規制する層厚規制部材３と、現像剤担持体１及び層厚規
制部材３にバイアス電圧を印加する電圧印加手段５とを
少なくとも有し、層厚規制部材３と電圧印加手段５との
間に５０ＭΩ以上の抵抗成分６を設けたことを特徴とす
る。

【００２２】この様に、層厚規制部材３と電圧印加手段
５との間に抵抗成分６、特に、実験的に５０ＭΩ以上の
抵抗成分６を設けることによって、現像剤層４の電位に
よって発生する現像剤担持体１と層厚規制部材３との間
の電位差を緩和し、逆電荷注入による逆帯電現像剤の発
生を防止することができ、それによって、抵抗成分６を
挿入するだけの簡単な構成によって、非画像部のカブリ
を低減することができる。

【００２３】（２）また、本発明は、画像形成装置にお
いて、少なくとも表面が導電性を有する現像剤担持体１
と、少なくとも表面が導電性を有するとともに現像剤担
持体１の表面に所定の圧力で当接して現像剤担持体１上
の現像剤７の層厚を規制する層厚規制部材３と、現像剤
担持体１及び層厚規制部材３にバイアス電圧を印加する
電圧印加手段５とを少なくとも有し、電圧印加手段５と
して、交流電圧に直流電圧を畳積した電圧印加手段を用
い、現像剤担持体１及び層厚規制部材３に交流電圧を印
加するとともに、層厚規制部材３と電圧印加手段５との
間、及び、現像剤担持体１と電圧印加手段５との間に抵
抗成分６を設け、層厚規制部材３と電圧印加手段５との
間に設けた抵抗成分６が、現像剤担持体１と電圧印加手
段５との間に設けた抵抗成分６より５０ＭΩ以上大きい
ことを特徴とする。

【００２４】この様に、電圧印加手段５として、交流電
圧に直流電圧を畳積した電圧印加手段、例えば、パルス
波形電圧に直流電圧を畳積した電圧印加手段を用いても
良く、その場合には、層厚規制部材３と電圧印加手段５
との間に設けた抵抗成分６と、現像剤担持体１と電圧印
加手段５との間に設けた抵抗成分６の差を５０ＭΩ以上
にすれば良い。

【００２５】（３）また、本発明は、画像形成装置にお
いて、少なくとも表面が導電性を有する現像剤担持体１
と、少なくとも表面が導電性を有するとともに現像剤担
持体１の表面に所定の圧力で当接して現像剤担持体１上
の現像剤７の層厚を規制する層厚規制部材３と、現像剤
担持体１に交流成分を含むバイアス電圧を印加する電圧
印加手段５と、層厚規制部材３に直流バイアス電圧を印
加する電圧印加手段とを少なくとも有し、層厚規制部材
３と直流バイアス電圧を印加する電圧印加手段との間に
抵抗成分６を設けたことを特徴とする。

【００２６】この様に、電圧印加手段５として、現像剤
担持体１には交流成分を含むバイアス電圧を印加する電
圧印加手段５を設け、層厚規制部材３には直流バイアス
電圧を印加する電圧印加手段を設けても良く、この場合
に、層厚規制部材３と電圧印加手段との間に抵抗成分６
を設けることによってリーク或いは放電を抑制すること
ができ、それによって、コスト高を招く特殊な構成の現
像剤担持体１や層厚規制部材３を用いることなくカブリ
の発生を防止することができる。なお、この場合の直流
バイアス電圧は０Ｖ、即ち、接地を含むものである。

【００２７】（４）また、本発明は、上記（１）乃至
（３）のいずれかにおいて、現像剤担持体１及び層厚規
制部材３の少なくとも一方の表面が、金属製であること
を特徴とする。

【００２８】上記の（１）乃至（３）の様に、少なくと
も層厚規制部材３と電圧印加手段５との間に抵抗成分６
を設けることによって、現像剤担持体１及び層厚規制部
材３の少なくとも一方として、金属製の現像剤担持体１
或いは層厚規制部材３、即ち、通常の金属加工部品を用
いることができ、それによって、低コスト化が可能にな
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】ここで、図２を参照して、本発明
の第１の実施の形態の画像形成装置を説明する。図２参照図２は、本発明の第１の実施の形態の非磁性一成分現像
方式画像形成装置の概念的構成図であり、従来の非磁性
一成分現像方式画像形成装置と同様に、感光体ドラム１
１、ブラシ帯電器１２、露光手段となるＬＥＤ１３、ロ
ーラ転写器１４、定着器１５、クリーナユニット１６、
クリーニングブレード１７、及び、現像ユニット２０に
よって構成されている。

【００３０】また、現像ユニット２０も、現像剤担持体
である現像ローラ２１、現像ローラ２１にトナー２４を
供給すると共に印字に使用されなかったトナー層２５を
掻き落とす現像剤供給ローラ２２、供給されたトナー２
４を帯電させるとともに、現像ローラ２１の表面に付着
するトナー層２５の厚さを規制して均一の厚さに薄層化
する現像剤層厚規制部材である規制ブレード２３から構
成されている。

【００３１】なお、現像ローラ２１としては、例えば、
表面を所定のＲ_zでブラスト処理を行った外形が２０ｍ
ｍのアルミローラを使用した。この場合の表面粗さは、
不定形又は球形のガラスビーズを砥粒として用いたサン
ドブラスト処理を行い、十点平均粗さＲ_zを５μｍとし
た。

【００３２】この様に、現像ローラ２１として金属ロー
ラを用いたので、非接触現像方式を用いるものであり、
この場合の現像ローラ２１と感光体ドラム１１との最近
接ギャップ、即ち、所謂現像ギャップは、例えば、３０
０μｍとし、ギャップ保持はギャップコロを用いて行
う。また、この場合の感光体ドラム１１の非画像部の表
面電位は−６００Ｖとし、画像部の表面電位、即ち、明
部電位は−５０Ｖ程度とする。

【００３３】また、現像剤供給ローラ２２としては、例
えば、金属製のシャフトに導電性のウレタン発泡体、即
ち、導電性のスポンジを被覆して構成された外径が２０
ｍｍローラを用い、シャフトとスポンジとの間の抵抗を
１０⁷Ωとし、また、この現像剤供給ローラ２２の周速
は、現像ローラ２１の周速と同速の９０ｍｍ／秒とす
る。

【００３４】また、規制ブレード２３は、板厚が０．１
２ｍｍのスレンレス製、例えば、ＳＵＳ３０４，３０３
からなる板部材を使用し、現像ローラ２１に所定の押
圧、例えば、５０ｇ／ｃｍで当接させている。この場合
の規制ブレード２３の当接方法は、規制ブレード２３の
先端部、即ち、エッジ部ではなく、腹当て方式を採用し
た。これは、現像ローラ２１と規制ブレード２３の双方
を金属製、即ち、剛体としたため、規制ブレード２３の
エッジ部を当接させるためには高い加工精度が要求され
るためである。

【００３５】この本発明の第１の実施の形態の非磁性一
成分現像方式画像形成装置においても、交流電源２６に
よって、従来と同様に現像ローラ２１及び現像剤供給ロ
ーラ２２に現像電圧を印加するものであるが、規制ブレ
ード２３に対しては、抵抗値が５０ＭΩ以上の抵抗２７
を介して交流電源２６からの電圧をブレード電圧として
印加するものである。なお、この場合の交流電源２６の
電圧は、例えば、周波数が１ｋ〜２．５ｋＨｚで、ピー
クｔｏピーク電圧が１．８〜２．５ｋＶで、デューティ
比が３０〜４０％の矩形電圧に、−４５０〜−５５０Ｖ
の直流電圧をオフセット分として加えたものを用いる。

【００３６】また、トナー２４は非磁性一成分現像剤と
して通常使用されるもので、着色材としてのカーボン粒
子及び帯電制御材料とをポリエステル製樹脂に混練した
のち、所定の体積平均粒径に粉砕し、３μｍ未満の微粉
と２０μｍ以上の大粒子を除去し、次いで、流動性及び
帯電付与のために酸化珪素の微粉末、例えば、疎水性シ
リカＨ２０００／４（クラリアント製商品名）、及び、
酸化チタンの微粉末、例えば、疎水性酸化チタンＳＴＴ
３０Ａ（チタン工業製商品名）を外添被覆したものであ
る。この場合、下記の実験に使用したトナーの体積平均
粒径は７．５μｍであり、また、ガラス転位温度は５５
〜６７℃で、融点は１２０〜１５０℃の一般的な熱特性
を有するトナーである。なお、ガラス転位温度と融点に
幅があるのは、外添剤の被覆率、樹脂の分子量分布及び
架橋度等に幅があるためである。

【００３７】この様な画像形成装置及びトナーを用い印
字を行う場合、現像ユニット２０において、トナー２４
は、接触深さが、例えば、１ｍｍ程度で当接させた現像
ローラ２１と現像剤供給ローラ２２との接触ニップで摩
擦されることによって負極性に帯電し、現像ローラ２１
上に静電気力である鏡像力と、機械的力によって付着・
供給される。

【００３８】この様にして現像ローラ２１上に供給され
たトナー２４は、現像ローラ２１の回転方向の下流側に
配置された規制ブレード２３によって、トナー層２５の
層厚が１４〜２３μｍ程度になるように制御される。な
お、このトナー層２５の層厚は、現像ローラ２１の表面
粗さ、ブレード圧、トナー帯電量、及び、トナー粒径等
に依存するのである。

【００３９】この所定の層厚に規制されたトナー層２５
は、現像ローラ２１と感光体ドラム１１との最近接部で
ある現像領域に搬送され、現像ローラ２１に交流電源２
６から印加された現像電圧バイアスによって、感光体ド
ラム１１の表面にＬＥＤ１３によって形成された−５０
Ｖ程度の低電位の静電潜像に従って移行して、静電潜像
がトナー像として可視化され、ローラ転写器１４によっ
て記録媒体１８に転写されたのち、定着器１５によって
定着される。

【００４０】また、本発明においても、転写を完了した
感光体ドラム１１の表面は、クリーニングユニット１６
を構成するブレード１７により清掃され、除去されたト
ナー２４はクリーニングユニット１６を構成する廃トナ
ーボックスに収容されると共に、感光ドラム１１の表面
は、除電手段（図示せず）で除電されて初期状態に戻
る。また、現像に用いられなかったトナー層２５、即
ち、残留トナーは、現像剤供給ローラ２２によって一旦
現像ローラ１１上から除去されるものであり、この様な
一連の動作を繰り返し行うことになる。

【００４１】この様な画像形成装置及びトナーを用い、
抵抗２７の値を変えながら印字を行い、記録媒体１８に
対するクロベタ印刷におけるＯ．Ｄ．（オプティカル・
デンシティー）、感光体ドラム１１上のカブリのＯ．
Ｄ．、トナー層２５の層厚〔μｍ〕、トナー２４の帯電
量、即ち、トナー比電荷〔μＣ／ｇ〕、及び、逆帯電ト
ナー比率〔カウント％〕を測定した結果を下記の表１に
示す。

【００４２】なお、トナーの帯電量分布は、Ｅ−ｓｐａ
ｒｔアナライザ（ホソカワミクロン製商品名）を用い、
現像ローラ２１上に形成したトナー層２５の状態で測定
した。この場合のトナー比電荷Ｑ／ｍの最適範囲は、ト
ナー層２５の形成及び画像品質からみて、−５〜−３０
μＣ／ｇであり、本発明においては、−７〜−２５μＣ
／ｇを規格値として採用する。

【００４３】なお、絶対値が５μＣ／ｇ未満の場合には
現像ローラ２１への付着力である鏡像力が低いためにト
ナー層２５の層厚が薄くなり、さらに、現像の際には、
上述の様に非接触現像方式、即ち、ジャンピング現像方
式を用いているので、現像電圧バイアスによってトナー
２４が飛翔して感光体ドラム１１側に移行することにな
るが、トナー帯電量が低い場合、トナーの飛翔が行われ
にくくなり、画像濃度が低下する。逆に、トナー比電荷
Ｑ／ｍの絶対値が３０μＣ／ｇを越えると、鏡像力が強
くなり、現像ローラ２１から離れにくくなるので、現像
効率が低下することになる。また、上述のように、トナ
ー層２５の層厚はトナー帯電量、即ち、トナー比電荷に
依存するので、このトナー比電荷が高いとトナー層２５
の層厚を規制しにくくなり、トナー層２５の層厚が厚く
なる。

【００４４】

【表１】

【００４５】表１から明らかなように、抵抗２７、即
ち、ブレード抵抗を０Ω〜無限大、即ち、フローティン
グまで変化させた場合、クロベタ印刷におけるＯ．Ｄ．
は、全て規格値の１．３５以上となり良好な印刷結果が
得られたが、感光体ドラム１１上のドラム上カブリの
Ｏ．Ｄ．がブレード抵抗の増加とともに、低減し、５０
ＭΩ以上において、許容値の０．０５５を下回る０．０
５３以下の値が得られた。したがって、接続する抵抗２
７の抵抗値としては、５０ＭΩ以上の値を採用すること
によって充分な効果が得られることが理解される。な
お、フローティングの場合に最低値となるが、ムラがで
きてトナー層が不安定になるので、望ましくない。

【００４６】このドラム上カブリの抵抗値依存性を検討
すると、トナー比電荷はほとんど変化していないのに対
して、トナー層厚は抵抗の増加とともに減少し、それに
ともなって、逆帯電トナー比率も減少しており、したが
って、ドラム上カブリの抵抗値依存性は、逆帯電トナー
比率の抵抗値依存性とトナー層厚の抵抗値依存性による
ものと考えられる。この様に、規制ブレード２３に接続
する抵抗２７の抵抗値を変化させることによって、トナ
ー層厚を逆帯電トナー比率を制御することができる。

【００４７】次に、図３を参照して、規制ブレード２３
に接続する抵抗２７の抵抗値によりカブリを制御する動
作原理を説明する。図３（ａ）参照図３（ａ）は、現像電圧波形とブレード電圧波形を模式
的に示した図であり、抵抗２７を用いたことにより、現
像電圧波形のピーク値とブレード電圧波形のピーク値と
の電位差、即ち、ピーク電圧差が形成され、このピーク
電圧差は当然、抵抗２７の抵抗値に依存することにな
る。また、現像電圧波形を平均した平均電圧とブレード
電圧波形を平均した平均電圧との電位差、即ち、平均電
圧差も形成され、この平均電圧差も当然、抵抗２７の抵
抗値に依存することになる。

【００４８】これらのピーク電圧差〔Ｖ〕及び平均電圧
差〔Ｖ〕の抵抗値依存性を纏めたのが表２である。

【表２】

【００４９】図３（ｂ）参照図３（ｂ）は、現像ローラと規制ブレードとの間に挟ま
れたトナー層による電位分布を模式的に示したものであ
り、トナーはそれ自体の電荷によって、約−５０Ｖの層
電位を有している。従来のように、現像ローラと規制ブ
レードとが同バイアスの場合、トナー層電位は、図にお
いて破線で示すように現像ローラと規制ブレードとの接
触部において同一となる。一方、本発明の第１の実施の
形態のようにブレード抵抗を挿入した場合には、図にお
いて実線で示すように、ブレード接触部におけるトナー
層電位は、現像ローラ接触部におけるトナー層電位と同
一ではなくなり、ブレード側の電位勾配がなだらかにな
る。

【００５０】図３（ｃ）参照図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示した電位勾配を微分して
トナー層に流れ込む電流を示したものであり、ブレード
抵抗がない場合、破線で示すように規制ブレードからト
ナー層にトナー層の帯電極性とは逆の電流が流れ込みや
すくなる。一方、本発明の第１の実施の形態のようにブ
レード抵抗を挿入した場合には、図において実線で示す
ように、ブレード側の電位勾配がなだらかになった分だ
け流れ込み電流を抑制することができ、したがって、逆
帯電トナー比率を低減することができるものと考えられ
る。

【００５１】したがって、表１から理解されるように、
許容できる程度のドラム上カブリにするためには、ブレ
ード抵抗の抵抗値を５０ＭΩ以上にする必要があるが、
表２を参照することによって、ピーク電圧差ではなく平
均電圧差がカブリの発生の原因となる逆帯電トナー比率
に影響を与えることが理解され、平均電圧差が１００Ｖ
以上であれば充分な効果が得られることが理解される。

【００５２】この様に、本発明の第１の実施の形態にお
いては、交流電源２６と規制ブレード２３との間に５０
ＭΩ以上の抵抗２７を挿入しているので、規制ブレード
２３側における電流の流込みを抑制することができ、そ
れによって、トナー層２５における逆帯電トナー比率を
低減することができるので、非画像部におけるカブリの
発生を効果的に防止することができる。

【００５３】また、本発明の第１の実施の形態の場合に
は、従来の構成に５０ＭΩ以上の抵抗２７を挿入するだ
けの簡単な構成であるので、画像形成装置の全体構成を
大型化することなく、また、現像ローラ及び規制ブレー
ドとして通常の安価な金属加工部材を使用することがで
き、したがって、コスト高を招くことがない。

【００５４】次に、図４を参照して本発明の第２の実施
の形態の画像形成装置を説明する。図４参照図４は、本発明の第４の実施の形態の非磁性一成分現像
方式画像形成装置の概念的構成図であり、基本的構成は
上記の第１の実施の形態の非磁性一成分現像方式画像形
成装置と同様であるので、同一の構成の説明は省略する
が、この第２の実施の形態においては、交流電源２６の
他に、規制ブレード２３をバイアスするための直流電源
２８を別個に設け、この直流電源２８と規制ブレード２
３との間に抵抗２７を挿入したものである。

【００５５】この場合、逆帯電トナー比率に影響を与え
る平均電圧差が１００Ｖ以上になるように、交流電源２
６の現像電圧バイアスに対して、直流電源２８の電圧及
び抵抗２７の値を設定すれば良く、この抵抗２７は現像
ローラ２１と規制ブレード２３との間のリーク電流或い
は放電を防止するために必要となる。

【００５６】この様に、本発明の第２の実施の形態にお
いては、現像ローラ２１をバイアスする交流電源２６と
は別個のバイアス電源、即ち、直流電源２８を用いて規
制ブレード２３をバイアスしているので、規制ブレード
２３を任意の電圧にバイアスすることができる。但し、
この場合、２電源を必要とするので、構成が若干複雑化
するが、現像ローラ及び規制ブレードとしては通常の安
価な金属加工部材を使用することができ、したがって、
従来に比べて低コスト化が可能である。

【００５７】なお、この場合、交流電源２６の現像電圧
バイアスによっては、直流電源２８の電圧を０Ｖに、即
ち、接地しても良いものであり、接地することによって
交流電源２６の一電源だけで良くなるのでコスト的に有
利である。

【００５８】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、本発明は各実施の形態において説明した構成及び
条件に限られるものではなく、各種の変更が可能であ
る。例えば、上記の実施の形態の説明においては、現像
ローラをアルミによって構成しているが、アルミに限ら
れるものではなく、ステンレス等の金属や、導電性樹脂
或いは導電性を付与したウレタンゴムまたはシリコーン
ゴムを金属シャフトに被覆したローラを用いても良いも
のである。

【００５９】また、上記の各実施の形態の説明において
は、規制ブレードをステンレスによって構成している
が、ステンレスに限られるものではなく、燐青銅等の板
バネ特性を有する導電性部材を用いても良いものであ
り、さらには、少なくとも表面が導電性を有する部材で
あれば良い。特に、規制ブレードを構成する素材として
ある程度の抵抗を有する部材を用いることによって、外
部抵抗を挿入することなく、逆電荷注入に起因する逆帯
電トナー比率を低下することが可能になる。

【００６０】また、上記の各実施の形態の説明において
は、非接触現像方式として説明してきたが、現像ローラ
として金属ローラを用いた場合にも、感光体として感光
体ドラムの代わりにベルト状部材を用いた場合には、接
触現像法を用いることが可能であり、したがって、本発
明はこの様な接触現像方式にも適用されるものである。

【００６１】また、上記の各実施の形態の説明において
は、非磁性一成分現像方式として説明しているが、非磁
性一成分現像方式に限られるものではなく、トナーとし
て磁性トナーを用いた磁性現像方式においても、規制ブ
レードとして金属ブレードを使用する限り本発明が適用
されるものである。

【００６２】また、上記の各実施の形態の説明において
は、充分な効果が得られる平均電圧差を１００Ｖ以上と
しているが、必ずしも絶対的なものではなく、使用する
トナーの帯電量等の特性に応じて変更されるものであ
り、逆に、この平均電圧差を調整することによって、帯
電の高いトナーを用いた場合にも、トナー層の層厚を機
械的なストレスであるブレード圧を増加させることなく
電気的に薄層化することが可能になるのでトナーの劣化
を抑制することができ、それによって、印字を繰り返し
行った際の画質劣化を防止することができる。

【００６３】また、上記の各実施の形態の説明において
は、トナーとしてカーボン微粒子を着色材とした黒色ト
ナーを用いたモノクロ印刷として説明しているが、モノ
クロ印刷に限られるものではなく、カラー印刷にも当然
適用されるものであり、その場合には、イエロー、マゼ
ンタ、シアン、ブラックの４色に対応する個別の現像ユ
ニットを感光体ドラムの周囲に配置すれば良い。

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、ブレード抵抗を挿入す
るという簡単な構成によって現像ローラと規制ブレード
との間に電位差を形成し、それによって、逆電荷注入に
起因する逆帯電トナー比率を低減させているので、非画
像部のカブリを低減することができ、ひいては、高画質
の電子写真式画像形成装置の低コスト化及び普及に寄与
するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的構成の説明図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の非磁性一成分現像
方式画像形成装置の概念的構成図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態における動作原理の
説明図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態の非磁性一成分現像
方式画像形成装置の概念的構成図である。

【図５】従来の非磁性一成分現像方式画像形成装置の概
念的構成図である。

【符号の説明】

１現像剤担持体２現像剤供給手段３層厚規制部材４現像剤層５電圧印加手段６抵抗成分７現像剤１１感光体ドラム１２ブラシ帯電器１３ＬＥＤ１４ローラ転写器１５定着器１６クリーナユニット１７クリーニングブレード１８記録媒体２０現像ユニット２１現像ローラ２２現像剤供給ローラ２３規制ブレード２４トナー２５トナー層２６交流電源２７抵抗成分２８直流電源３１感光体ドラム３２ブラシ帯電器３３ＬＥＤ３４ローラ転写器３５定着器３６クリーナユニット３７クリーニングブレード３８記録媒体４０現像ユニット４１現像ローラ４２現像剤供給ローラ４３規制ブレード４４トナー４５トナー層４６交流電源

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年１０月２７日（１９９９．１０．
２７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４４】

【表１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４８

【補正方法】変更

【補正内容】

【表２】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図４】

【図５】

【図３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤邦彦神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内Ｆターム(参考） 2H073 AA03 BA04 BA12 BA13 BA45 CA02 2H077 AC04 AD06 AD13 AD17 AD22 AD36 AD37 AE02 CA02 EA11 FA03 FA26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも表面が導電性を有する現像剤
担持体と、少なくとも表面が導電性を有するとともに前
記現像剤担持体の表面に所定の圧力で当接して前記現像
剤担持体上の現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
前記現像剤担持体及び前記層厚規制部材にバイアス電圧
を印加する電圧印加手段とを少なくとも有し、前記層厚
規制部材と前記電圧印加手段との間に５０ＭΩ以上の抵
抗成分を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】少なくとも表面が導電性を有する現像剤
担持体と、少なくとも表面が導電性を有するとともに前
記現像剤担持体の表面に所定の圧力で当接して前記現像
剤担持体上の現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
前記現像剤担持体及び前記層厚規制部材にバイアス電圧
を印加する電圧印加手段とを少なくとも有し、前記電圧
印加手段として、交流電圧に直流電圧を畳積した電圧印
加手段を用い、前記現像剤担持体及び前記層厚規制部材
に交流電圧を印加するとともに、前記層厚規制部材と前
記電圧印加手段との間、及び、前記現像剤担持体と前記
電圧印加手段との間に抵抗成分を設け、前記層厚規制部
材と電圧印加手段との間に設けた抵抗成分が、前記現像
剤担持体と電圧印加手段との間に設けた抵抗成分より５
０ＭΩ以上大きいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】少なくとも表面が導電性を有する現像剤
担持体と、少なくとも表面が導電性を有するとともに前
記現像剤担持体の表面に所定の圧力で当接して前記現像
剤担持体上の現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、
前記現像剤担持体に交流成分を含むバイアス電圧を印加
する電圧印加手段と、前記層厚規制部材に直流バイアス
電圧を印加する電圧印加手段とを少なくとも有し、前記
層厚規制部材と前記直流バイアス電圧を印加する電圧印
加手段との間に抵抗成分を設けたことを特徴とする画像
形成装置。
【請求項４】上記現像剤担持体及び上記層厚規制部材
の少なくとも一方の表面が、金属製であることを特徴と
する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装
置。