JP2001100520A

JP2001100520A - 現像装置および画像形成装置

Info

Publication number: JP2001100520A
Application number: JP27411599A
Authority: JP
Inventors: Shogo Sato; 正吾佐藤
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1999-09-28
Filing date: 1999-09-28
Publication date: 2001-04-13
Also published as: US6456813B1

Abstract

(57)【要約】【課題】現像ローラ周期で発生する、現像時の履歴に
起因する濃度むらを少なくすることができ、中間色の画
像を再現性よく形成することができる現像装置、およ
び、その現像装置を備える画像形成装置を提供するこ
と。【解決手段】カーボンブラックを含まない有色のトナ
ーを使用するとともに、感光ドラム１８の全面に白画像
を形成した後の次の現像直前に現像ローラ２５に担持さ
れているトナーの単位面積あたりの重量をｍ₁とし、感
光ドラム１８の全面に有色のべた画像を形成した後の次
の現像直前に現像ローラ２５に担持されているトナーの
単位面積あたりの重量をｍ₂とし、ｍ₂＝ａｍ₁（０．
７５≦ａ≦０．９５）の条件を満たすように構成する。
これによって、上記の両者のトナーの単位重量あたりの
帯電量（Ｑ／Ｍ）を近づけることができ、現像時の履歴
に起因する濃度むらを少なくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、現像装置、詳しく
は、ファクシミリやレーザプリンタなどの画像形成装置
に備えられる現像装置、および、この現像装置を備える
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】非磁性１成分のトナーが使用されるカラ
ーレーザプリンタなどの画像形成装置には、トナーを担
持する現像ローラと、現像ローラの側方に配設され、現
像ローラ上を押圧してトナーの薄層を形成するための層
厚規制ブレードとを備える現像カートリッジが複数備え
られており、各現像カートリッジにおいては、層厚規制
ブレードが、現像ローラの表面に押し当てられて、現像
ローラに供給される有色のトナーを、この層厚規制ブレ
ードと現像ローラとの間で擦ることにより、十分に帯電
させた状態で、一定の厚さの薄層として現像ローラ上に
担持させるようにしている。

【０００３】また、このような画像形成装置には、現像
カートリッジの側方において、各現像カートリッジの現
像ローラと対向可能なように、感光ドラムが配設されて
おり、この感光ドラムの表面は、帯電器により一様に帯
電された後、レーザ発光装置によって所定の画像データ
に基づくレーザビームが高速走査により照射されること
によって、静電潜像が形成されている。

【０００４】そして、各現像カートリッジの現像ローラ
を、感光ドラムと順次対向させることにより、感光ドラ
ム上に形成された静電潜像を、各色毎に現像して各色毎
の可視像を形成するようにしている。なお、各色毎に形
成された可視像は、次いで、中間転写ドラムに順次転写
されて、この中間転写ドラム上において多色画像が形成
され、この多色画像が中間転写ドラムから用紙に一括転
写される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このようなカラーレー
ザプリンタにおいて、中間色の画像を再現性よく形成す
るためには、現像ローラ周期で発生する、現像時の履歴
に起因する濃度むらを少なくすることが必要がある。こ
のような濃度むらは、現像ローラ周期において、感光ド
ラムの全面がトナーにより現像されなかった次の周期に
おいて現像される可視像の中間色濃度と、感光ドラムの
全面にトナーが現像された次の周期において現像される
可視像の中間色濃度とが、異なるために生じるものであ
って、このような異なりをなくすためには、感光ドラム
の全面を現像しなかった直後の現像ローラの、次の現像
直前における単位重量あたりの帯電量（Ｑ／Ｍ）および
単位面積あたりの重量（Ｍ／Ａ）と、感光ドラムの全面
を現像した直後の現像ローラの、次の現像直前における
単位重量あたりの帯電量（Ｑ／Ｍ）および単位面積あた
りの重量（Ｍ／Ａ）とを、同じレベルにすることが必要
である。

【０００６】しかるに、感光ドラムの全面を現像しなか
った直後の現像ローラ上には、既に帯電されたトナーが
そのまま残存しているので、その次の現像時には、その
残存しているトナーが、さらに安定に帯電された状態で
現像されることによって可視像が形成されることとなる
が、その一方で、感光ドラムの全面を現像した直後の現
像ローラ上には、もはやその現像部分におけるトナーは
残存しておらず、その次の現像時には、その部分に新た
に供給されたトナーが、新たに帯電された状態で現像さ
れることによって可視像が形成されることとなり、両者
におけるトナーの履歴を同じレベルにすることは困難で
ある。

【０００７】とりわけ、カーボンブラック以外の有色の
トナーでは、帯電の立ち上がりが遅く、また、帯電レベ
ルがいつまでも安定しないため、濃度むらを少なくする
ことは容易ではない。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、その目的とするところは、現像ローラ周期で発
生する、現像時の履歴に起因する濃度むらを少なくする
ことができ、中間色の画像を再現性よく形成することが
できる現像装置、および、その現像装置を備える画像形
成装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、非磁性１成分の現像剤を
担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上を押圧し
て前記現像剤の薄層を形成するための層厚規制部材と、
静電潜像が形成される感光体とを備え、前記層厚規制部
材によって前記現像剤担持体上に形成された前記現像剤
の薄層を、静電潜像が形成される前記感光体と対向させ
ることにより、可視像を形成するように構成された現像
装置において、前記現像剤は、カーボンブラックを含ま
ない有色の現像剤であり、前記感光体の全面に、前記現
像剤の現像による可視像が形成されなかった直後の前記
現像剤担持体上において、この現像剤担持体の移動方向
でこの層厚規制部材の押圧箇所よりも下流側でかつ前記
感光体との対向箇所よりも上流側の位置における、前記
現像剤の単位面積あたりの重量をｍ₁とし、前記感光体
の全面に、前記現像剤の現像による可視像が現像された
直後の前記現像剤担持体上において、この現像剤担持体
の移動方向でこの層厚規制部材の押圧箇所よりも下流側
でかつ前記感光体との対向箇所よりも上流側の位置にお
ける、前記現像剤の単位面積あたりの重量をｍ₂とした
ときに、ｍ₂＝ａｍ₁（０．７５≦ａ≦０．９５）の条
件を満たすように構成されていることを特徴としてい
る。

【００１０】このような構成によると、感光体の全面を
現像した後の現像剤担持体上に担持される現像剤の量
が、感光体の全面を現像しなかった後の現像剤担持体上
に担持される現像剤の量よりも、少ない量で、その次の
現像が行なわれる。これによって、感光体の全面を現像
した後に、現像剤担持体上に新たに供給され帯電された
現像剤と、感光体の全面を現像しなかった後に、現像剤
担持体上にそのまま担持されているより安定に帯電され
ている現像剤との、単位重量あたりの帯電量（Ｑ／Ｍ）
を、実質的に近づけることができ、現像剤担持体の移動
周期で発生する、現像時の履歴に起因する濃度むらの発
生を低減することができる。

【００１１】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、前記式中、ａが０．８０≦ａ≦
０．９０であることを特徴としている。

【００１２】このような構成によると、感光体の全面を
現像した後の現像剤担持体上に担持される現像剤の量
と、感光体の全面を現像しなかった後の現像剤担持体上
に担持される現像剤の量との割合がより好適となり、よ
り一層、両者の単位重量あたりの帯電量（Ｑ／Ｍ）を近
づけることができる。

【００１３】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または２に記載の発明において、前記現像剤が、重合性
単量体を重合させることによって得られる重合トナーで
あることを特徴としている。

【００１４】感光体の全面を現像した後の現像剤担持体
上に担持される現像剤の量を、感光体の全面を現像しな
かった後の現像剤担持体上に担持される現像剤の量より
も、少ない量にすると、感光体の全面の現像を連続して
行なうような場合には、現像剤の量が不足がちとなり、
いわゆるべた画像を連続して形成することが困難とな
る。

【００１５】しかし、このような構成によると、現像剤
が、流動性の良い重合トナーであるため、たとえ、感光
体の全面を現像した後の現像剤担持体上に担持される現
像剤の量を、感光体の全面を現像しなかった後の現像剤
担持体上に担持される現像剤の量よりも少ない量にする
ような、べた画像を連続して形成することが困難な条件
においても、現像剤を安定して現像剤担持体上に供給す
ることができ、そのまま安定したべた画像を形成するこ
とができる。

【００１６】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
ないし３のいずれか記載の発明において、前記現像剤に
は、外添剤が添加されており、その外添剤の少なくとも
１種は、平均粒子径３０ｎｍ以上で、かつブローオフ帯
電量が前記現像剤と同極性でかつ前記現像剤よりも絶対
値が大きいものであることを特徴としている。

【００１７】現像剤には、大きな粒子の外添剤を添加し
て、耐久時における小さな粒子の外添剤の母粒子への埋
まり込みを防止するようにすることがあるが、平均粒子
径３０ｎｍ以上の平均粒子径の大きな外添剤を添加する
と、スペーサーとなって、現像剤の摩擦帯電を阻害し、
その結果、現像剤の量が不足がちとなるべた画像を連続
して形成することが、なおさら困難となる。

【００１８】しかし、このような構成によると、現像剤
に添加される平均粒子径３０ｎｍ以上の外添剤は、その
ブローオフ帯電量が、現像剤と同極性でかつ現像剤より
も絶対値が大きいため、外添剤自体の帯電性が向上され
ており、その結果、現像剤の帯電性が良好となり、安定
したべた画像を連続して形成することができる。

【００１９】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
ないし４のいずれかに記載の発明において、前記現像剤
担持体と前記感光体とが、現像時において、前記現像剤
を介して接触するように構成されていることを特徴とし
ている。

【００２０】現像剤担持体と感光体とを現像剤を介して
接触させることによって現像を行なう、いわゆるインプ
レッション現像は、現像剤担持体と感光体とを接触させ
ずにその間に直流電圧および交流電圧を印加することに
より、現像剤をジャンピングさせることによって現像を
行なう非接触現像に比べて、構成が簡易で交流電圧の印
加の必要がないという利点を有しているが、一方で、現
像剤担持体と感光体とを現像剤を介して接触させるた
め、現像される可視像の中間色濃度が、現像剤の帯電状
態によって直接影響を受け変動しやすいという不具合を
有する。

【００２１】しかし、このような構成によると、感光体
の全面を現像した後の現像剤担持体上に担持される現像
剤の単位重量あたりの帯電量（Ｑ／Ｍ）と、感光体の全
面を現像しなかった後の現像剤担持体上に担持される現
像剤の単位重量あたりの帯電量（Ｑ／Ｍ）とが、実質的
に近い値とされるため、現像剤の帯電状態が常に安定し
た状態に保たれて、現像される可視像の中間色濃度が安
定した状態となる。そのため、このようなインプレッシ
ョン現像によっても中間色の画像を再現性よく形成する
ことができる。

【００２２】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
ないし５のいずれかに記載の発明において、前記現像剤
が、正帯電性であることを特徴としている。

【００２３】正帯電性の現像剤を用いれば、反転現像で
帯電極性が正となり、スコロトロン帯電器によるオゾン
の発生量が極めて少なくなるという利点がある。ところ
が、有色の現像剤には、無色の荷電制御剤が用いられる
が、無色の帯電制御剤で、かつ正帯電性のものは、実際
上種類が少なく、帯電性があまりよくなく、帯電の立ち
上がりが遅いものが多いため、現像剤担持体の移動周期
で発生する、現像時の履歴に起因する濃度むらを特に生
じやすい。しかし、このような構成によると、このよう
な無色の荷電制御剤を用いた有色の現像剤によって、中
間色の画像を再現性よく形成することができる。

【００２４】また、請求項７に記載の発明は、画像形成
装置であって、請求項１ないし６のいずれかに記載の現
像装置を備えていることを特徴としている。

【００２５】請求項１ないし６のいずれかに記載の現像
装置を画像形成装置に備えることによって、現像剤担持
体の移動周期で発生する、現像時の履歴に起因する濃度
むらの発生が少ない安定した中間色の画像を形成するこ
とができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の画像形成装置と
してのカラーレーザプリンタの一実施形態を示す要部側
断面図である。

【００２７】図１において、このカラーレーザプリンタ
１は、本体ケーシング２内に、用紙３を供給するための
フィーダユニット４や、供給された用紙３に所定の画像
を形成するための現像装置としての画像形成ユニット５
などを備えている。

【００２８】フィーダユニット４は、本体ケーシング２
内の底部に着脱可能に装着される給紙トレイ４５と、給
紙トレイ４５内に設けられる用紙押圧板６と、給紙トレ
イ４５の一端側端部の上方に設けられる給紙ローラ７
と、給紙ローラ７に対し用紙３の搬送方向の下流側に設
けられるレジストローラ８とを備えている。

【００２９】用紙押圧板６は、用紙３を積載状にスタッ
ク可能とされ、給紙ローラ７に対して遠い方の端部が揺
動可能に支持されるとともに、近い方の端部が上下方向
に回動可能とされており、また、その裏側からばね９に
よって上方向に付勢されている。そのため、用紙押圧板
６は、用紙３の積載量が増えるに従って、給紙ローラ７
に対して遠い方の端部を支点として、ばね９の付勢力に
抗して下向きに回動される。用紙押圧板６上の最上位に
ある用紙３は、用紙押圧板６の裏側からばね９によって
給紙ローラ７に向かって押圧され、その給紙ローラ７の
回転によって、１枚毎に給紙される。レジストローラ８
は、駆動側および従動側の２つのローラから構成されて
おり、給紙ローラ７から送られてくる用紙３を、所定の
レジスト後に、画像形成ユニット５に送るようにしてい
る。

【００３０】画像形成ユニット５は、スキャナユニット
１０、現像ユニット１１、定着ユニット１２などを備え
ている。

【００３１】スキャナユニット１０は、本体ケーシング
２内の上部に設けられ、レーザ発光部（図示せず。）、
回転駆動されるポリゴンミラー１３、レンズ１４および
１５、反射鏡１６および１７などを備えており、レーザ
発光部からの発光される所定の画像データに基づくレー
ザビームを、矢印で示すように、ポリゴンミラー１３、
レンズ１５、反射鏡１６、レンズ１４、反射鏡１７の順
に通過あるいは反射させて、後述する現像ユニット１１
の感光ドラム１８の表面上に高速走査にて照射させてい
る。

【００３２】現像ユニット１１は、スキャナユニット１
０の下方に配設され、感光体としての感光ドラム１８、
回転現像ユニット１９、スコロトロン型帯電器２０、中
間転写ドラム２１、転写ローラ２２などを備えている。

【００３３】回転現像ユニット１９は、中心部に駆動軸
２９を有する円筒形状をなし、４つの現像カートリッジ
２４、すなわち、シアン現像カートリッジ２４Ｃ、マゼ
ンタ現像カートリッジ２４Ｍ、イエロー現像カートリッ
ジ２４Ｙおよびブラック現像カートリッジ２４Ｋが、そ
の駆動軸２９の周りに着脱自在に装着されている。各現
像カートリッジ２４には、それぞれ、現像剤担持体とし
ての現像ローラ２５、層厚規制部材としての層厚規制ブ
レード２６、供給ローラ２７およびトナー収容室２８が
備えられている。そして、この回転現像ユニット１９
は、駆動軸２９の矢印方向（時計方向）への回転駆動に
より、各現像カートリッジ２４に設けられる現像ローラ
２５が周方向に移動して、感光ドラム１８と順次対向で
きるように構成されている。

【００３４】トナー収容室２８内には、各現像カートリ
ッジ２４毎に、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラ
ックの色を有するトナーがそれぞれ充填されている。

【００３５】このトナーは、正帯電性の非磁性１成分の
トナーであって、粉砕トナーや重合トナーが使用されて
いる。より具体的には、たとえば、粉砕トナーは、着色
剤、荷電制御剤、ワックスなどを樹脂に練り込んだ後に
粉砕することにより、トナー母粒子が形成され、さらに
これに、シリカ、アルミナ、酸化チタンなどの粉末から
なる外添剤が添加されてなるものである。

【００３６】また、たとえば、重合トナーは、スチレン
などのスチレン系単量体や、アクリル酸、アルキル（Ｃ
１〜Ｃ４）アクリレート、アルキル（Ｃ１〜Ｃ４）メタ
アクリレートなどのアクリル系単量体を、懸濁重合など
の公知の重合方法によって共重合させることにより得ら
れる樹脂を主成分とし、これに、着色剤、荷電制御剤、
ワックスなどを重合する前に添加することによりトナー
母粒子が形成され、さらにこれに、シリカ、アルミナ、
酸化チタンなどの粉末からなる外添剤が添加されてなる
ものである。また、このようなトナーに添加される外添
剤は、平均粒子径が３０ｎｍ未満の小粒子径のものと、
平均粒子径が３０ｎｍ以上の大粒子径のものとの２種類
を併用することが好ましく、小粒子径の外添剤によって
トナーの流動性を高めながら、大粒子径の外添剤によっ
て、その小粒子径の外添剤の母粒子への埋まり込みを防
止するようにする。

【００３７】なお、ブラック現像カートリッジ２４Ｋに
充填されているブラックのトナー以外の、シアン現像カ
ートリッジ２４Ｃに充填されているシアンのトナー、マ
ゼンタ現像カートリッジ２４Ｍに充填されているマゼン
タのトナー、および、イエロー現像カートリッジ２４Ｙ
に充填されているイエローのトナーには、着色剤として
カーボンブラックは含まれていない。

【００３８】そして、トナー収容室２８内のトナーは、
回転可能に設けられるアジテータ３０により攪拌され
て、トナー収容室２８の側部に開口されたトナー供給口
３１から放出される。

【００３９】トナー供給口３１の側方位置には、供給ロ
ーラ２７が回転可能に配設されており、また、この供給
ローラ２７に対向して、現像ローラ２５が回転可能に配
設されている。そして、これら供給ローラ２７と現像ロ
ーラ２５とは、そのそれぞれがある程度圧縮されるよう
な状態で互いに当接されている。

【００４０】供給ローラ２７は、金属製のローラ軸に、
導電性の発泡材料からなるローラ部分が被覆されてい
る。また、現像ローラ２５は、金属製のローラ軸に、導
電性の弾性体からなるローラ部分が被覆されている。な
お、より具体的には、現像ローラ２５のローラ部分は、
カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴムまたは
シリコーンゴムなどにより形成されている。また、現像
ローラ２５のローラ部分の表面には、フッ素が含有され
ているウレタンゴムまたはシリコーンゴムのコート層を
被覆してもよい。なお、現像ローラ２５には、感光ドラ
ム１８との間に所定の電位差が与えられるようなバイア
スが印加されている。

【００４１】また、現像ローラ２５の近傍には、層厚規
制ブレード２６が、現像ローラ２５上を押圧するような
状態で設けられている。

【００４２】そして、トナー供給口３１から放出される
トナーは、供給ローラ２７の回転により、現像ローラ２
５に供給され、この時、供給ローラ２７と現像ローラ２
５との間で正に摩擦帯電され、さらに、現像ローラ２５
上に供給されたトナーは、現像ローラ２５の回転に伴っ
て、層厚規制ブレード２６と現像ローラ２５との間に進
入し、ここでさらに十分に摩擦帯電されて、一定厚さの
薄層として現像ローラ２５上に担持される。

【００４３】一方、感光ドラム１８は、回転現像ユニッ
ト１９の側方位置において、各現像カートリッジ２４の
現像ローラ２５と対向した時にトナーを介して接触する
ように設けられており、矢印方向（時計方向）に回転可
能とされている。この感光ドラム１８は、ドラム本体が
接地されるとともに、その表面が、ポリカーボネートを
主成分とする有機感光体などの正帯電性の材料により形
成されている。また、スコロトロン型帯電器２０は、感
光ドラム１８の上方に、所定の間隔を隔てて配設されて
いる。このスコロトロン型帯電器２０は、タングステン
などの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電
用のスコロトロン型の帯電器であり、感光ドラム１８の
表面を一様に正帯電させることができるように構成され
ている。正帯電のスコロトロン型の帯電器の場合には、
負帯電のスコロトロン型の帯電器に比べて、オゾンの発
生量を１／１０程度に抑制することができる。

【００４４】さらに、中間転写ドラム２１は、感光ドラ
ム１８の下方において、この感光ドラム１８に接触状に
対向し、矢印方向（反時計方向）に回転可能とされてお
り、感光ドラム１８との間に所定の電位差が与えられる
ような転写バイアスが印加されている。

【００４５】そして、感光ドラム１８を回転させた状態
で、その表面を、スコロトロン型帯電器２０により一様
に正帯電させた後、スキャナユニット１０からのレーザ
ービームを高速走査することにより露光させ、これによ
って、所定の画像データに基づく静電潜像を感光ドラム
１８上に形成させる。

【００４６】次いで、回転現像ユニット１９を回転させ
て、各現像カートリッジ２４の現像ローラ２５を感光ド
ラム１８と対向させて、現像ローラ２５と感光ドラム１
８とをトナーを介して接触させた状態において、各現像
ローラ２５を回転させることにより、現像ローラ２５上
に担持されかつ正帯電されているトナーを感光ドラム１
８の表面上に形成される静電潜像、すなわち、一様に正
帯電されている感光ドラム１８の表面のうち、レーザー
ビームによって露光され電位が下がっている部分に、選
択的に転着させることによって可視像を形成し、これに
よって現像（インプレッション現像）が達成される。次
いで、感光ドラム１８上に形成された可視像は、その感
光ドラム１８に対向する中間転写ドラム２１に転写され
る。

【００４７】このような回転現像ユニット１９の回転に
より、各現像カートリッジ２４の現像ローラ２５を、回
転している感光ドラム１８と順次対向させることによっ
て、感光ドラム１８上に各色毎の可視像を形成させ、そ
の各色毎の可視像を、順次中間転写ドラム２１上に重ね
ていくことによって、多色画像が形成される。

【００４８】すなわち、たとえば、回転現像ユニット１
９の回転により、シアン現像カートリッジ２４Ｃの現像
ローラ２５を、感光ドラム１８と接触させた時には、シ
アン現像カートリッジ２４Ｃに充填されるシアンのトナ
ーによって感光ドラム１８上に可視像が形成され、これ
が中間転写ドラム２１に転写され、再び回転現像ユニッ
ト１９の回転により、感光ドラム１８からシアン現像カ
ートリッジ２４Ｃの現像ローラ２５を離間させるととも
にマゼンタ現像カートリッジ２４Ｍの現像ローラ２５を
接触させた時には、マゼンタ現像カートリッジ２４Ｍに
充填されるマゼンタのトナーによって感光ドラム１８上
に可視像が形成され、これが、既にシアンのトナー画像
が転写されている中間転写ドラム２１に重ねて転写さ
れ、同様の操作が、イエロー現像カートリッジ２４Ｙに
充填されるイエローのトナー、およびブラック現像カー
トリッジ２４Ｋに充填されるブラックのトナーによって
繰り返されることにより、中間転写ドラム２１上に多色
画像が形成される。

【００４９】中間転写ドラム２１の下方には、この中間
転写ドラム２１に接触状に対向する転写ローラ２２が回
転可能に配設されている。転写ローラ２２は、金属製の
ローラ軸に、導電性のゴム材料からなるローラ部分が被
覆されており、中間転写ドラム２１との間に所定の電位
差が与えられるような転写バイアスが印加されている。
そのため、中間転写ドラム２１上に形成された多色画像
は、用紙３が中間転写ドラム２１と転写ローラ２２との
間を通る間に用紙３に一括転写される。一括転写された
用紙３は、転写ローラ２２の下流側に配設される搬送ベ
ルト３４によって定着ユニット１２に搬送される。

【００５０】定着ユニット１２は、回転現像ユニット１
９の下方であって、転写ローラ２２の下流側に配設さ
れ、加熱ローラ３２と、その加熱ローラ３２に押圧され
る押圧ローラ３３とを備えている。加熱ローラ３２は、
金属製で加熱のためのハロゲンランプを備えており、現
像ユニット１１において用紙３上に転写された多色画像
を、用紙３が加熱ローラ３２と押圧ローラ３３の間を通
過する間に熱定着させるようにしている。熱定着された
用紙３は、その後、１対の排紙ローラ３５、３６および
３７により順次搬送され、排紙トレイ３８上に排紙され
る。

【００５１】また、このカラーレーザプリンタ１には、
感光ドラム１８上の可視像が転写された後に、感光ドラ
ム１８上に残存するトナーを回収するためのクリーナ３
９が設けられている。このクリーナ３９は、感光ドラム
１８の側方に設けられ、クリーナケーシング４０内に、
クリーナブラシ４１、回収ローラ４２、回収ボックス４
３および掻取ブレード４４が備えられている。クリーナ
ケーシング４０は、スコロトロン型帯電器２０のケーシ
ングと一体に形成されている。

【００５２】クリーナブラシ４１は、円筒状の本体にブ
ラシが放射状に形成されており、感光ドラム１８の側方
において、この感光ドラム１８にブラシが接触状に対向
するような状態において、回転可能に配設されている。
円筒状の本体には、感光ドラム１８との間に所定の電位
差が与えられるようなバイアスが印加されている。

【００５３】回収ローラ４２は、金属製のローラからな
り、クリーナブラシ４１の側方において、このクリーナ
ブラシ４１のブラシに接触状に対向するような状態にお
いて、回転可能に配設されている。また、この回収ロー
ラ４２は、クリーナブラシ４１との間に所定の電位差が
与えられるようなバイアスが印加されている。

【００５４】回収ボックス４３は、回収ローラ４２の側
方において、その回収ローラ４２に対向する部分が開口
されており、その開口部分の近傍に、回収ローラ４２上
に圧接される掻取ブレード４４が設けられている。

【００５５】そして、可視像が転写された後に感光ドラ
ム１８上に残存するトナーは、感光ドラム１８の回転に
よってクリーナブラシ４１と対向した時に、クリーナブ
ラシ４１によって掻き取られながらそのクリーナブラシ
４１に印加されるバイアスによってブラシに付着され
る。その後、クリーナブラシ４１に付着された残存トナ
ーは、回収ローラ４２と対向した時に、回収ローラ４２
に印加されるバイアスによって回収ローラ４２に付着さ
れ、次いで、掻取ブレード４４によって掻き取られて回
収ボックス４３内に回収される。

【００５６】なお、このクリーナ３９は、中間転写ドラ
ム２１の側方にも設けられており、用紙３に一括転写さ
れた後に、中間転写ドラム２１上に残存するトナーを回
収できるようにしている。ただし、中間転写ドラム２１
の側方に設けられたクリーナ３９のクリーナケーシング
４０には、スコロトロン型帯電器２０は設けられていな
い。

【００５７】そして、このように構成された本実施形態
のカラーレーザプリンタ１においては、感光ドラム１８
の全面に、トナーの現像による可視像が形成されなかっ
た直後の現像ローラ２５上（すなわち、感光ドラム１８
の全面に白画像を形成した直後の現像ローラ２５上、さ
らに言い換えると、感光ドラム１８上の全面が、スコロ
トロン型帯電器２０により一様に正帯電されてはいる
が、スキャナユニット１０からのレーザービームによっ
て全く露光されていない状態において、現像ローラ２５
がトナーを介してその感光ドラム１８の表面と接触した
直後の現像ローラ２５の表面上）において、この現像ロ
ーラ２５の回転方向で層厚規制ブレード２６の押圧箇所
よりも下流側でかつ感光ドラム１８との対向箇所よりも
上流側の位置（すなわち、図２には、現像ローラ２５の
回転方向が矢印４７で示されており、その位置が符号４
６で示されているように、感光ドラム１８の全面に白画
像を形成した後、現像ローラ２５上にそのまま担持され
ているトナーが、再度、層厚規制ブレード２６によって
摩擦帯電された後であって次の現像の直前の状態）にお
ける、トナーの単位面積あたりの重量（ｍｇ／ｃｍ²）
をｍ₁とし、感光ドラム１８の全面に、トナーの現像に
よる可視像が現像された直後の現像ローラ２５上（すな
わち、感光ドラム１８の全面に有色のべた画像を形成し
た直後の現像ローラ２５上、さらに言い換えると、感光
ドラム１８上の全面が、スキャナユニット１０からのレ
ーザービームによって全て露光されている状態におい
て、現像ローラ２５がトナーを介してその感光ドラム１
８の表面と接触した直後の現像ローラ２５の表面上）に
おいて、この現像ローラ２５の回転方向で層厚規制ブレ
ード２６の押圧箇所よりも下流側でかつ感光ドラム１８
との対向箇所よりも上流側の位置（すなわち、上記と同
様に、図２にその位置が符号４６で示されているよう
に、感光ドラム１８の全面に有色のべた画像を形成した
後、供給ローラ２５によって新たなトナーが供給され、
層厚規制ブレード２６によってその新たに供給されたト
ナーが摩擦帯電された後であって次の現像の直前の状
態）における、トナーの単位面積あたりの重量（ｍｇ／
ｃｍ²）をｍ₂としたときに、ｍ₂＝ａｍ₁（０．７５
≦ａ≦０．９５）の条件を満たすように構成されてい
る。

【００５８】このように構成すると、感光ドラム１８の
全面に有色のべた画像を形成した後に次の現像を行なう
直前の現像ローラ２５上に担持されているトナーの量
が、感光ドラム１８の全面に白画像を形成した後に次の
現像を行なう直前の現像ローラ２５上に担持されている
トナーの量よりも、少ない量で、順次、現像が行なわれ
る。これによって、感光ドラム１８の全面に有色のべた
画像を形成した後に、現像ローラ２５上に新たに供給さ
れ帯電されたトナーと、感光ドラム１８の全面に白画像
を形成した後に、現像ローラ２５上にそのまま担持さ
れ、再度、層厚規制ブレード２６によって摩擦帯電され
る、より帯電の安定したトナーとの単位重量あたりの帯
電量（Ｑ／Ｍ）を、実質的に近づけることができ、現像
ローラ２５周期で発生する、現像時の履歴に起因する濃
度むらの発生を低減させることができる。したがって、
中間色の画像を再現性よく形成することができる。

【００５９】また、このような条件においては、上記式
中、ａが０．８０≦ａ≦０．９０であることがさらに好
ましい。ａがこのような範囲中にある場合には、より一
層、両者の単位重量あたりの帯電量（Ｑ／Ｍ）を近づけ
ることができ、中間色の画像を、より再現性よく形成す
ることができる。なお、ａが０．７５より小さいと、感
光ドラム１８の全面に有色のべた画像を形成した後の、
次に形成される画像の中間色濃度が低くなり、いわゆる
ネガゴーストを生ずる。

【００６０】また、このようなｍ₂＝ａｍ₁（０．７５
≦ａ≦０．９５）の条件を満たすための要因としては、
たとえば、装置側の要因として、現像ローラ２５および
層厚規制ブレード２６の、トナーと接触する部分の材
質、形状および押圧力などが挙げられ、また、トナー側
の要因としては、主成分となる樹脂の物性（たとえば、
帯電性の要因となる酸価）および種類、荷電制御剤の種
類および量、外添剤の種類および量などが挙げられる。
これらの要因を、適宜組み合わせることにより、ｍ₂＝
ａｍ₁（０．７５≦ａ≦０．９５）の条件を達成するこ
とができる。

【００６１】また、このような構成では、感光ドラム１
８の全面に有色のべた画像を形成した後に次の現像を行
なう直前の現像ローラ２５上に担持されているトナーの
量が、感光ドラム１８の全面に白画像を形成した後に次
の現像を行なう直前の現像ローラ２５上に担持されてい
るトナーの量よりも、少ない量で、順次現像されるの
で、有色のべた画像を連続して形成するような場合に
は、トナーの量が不足がちとなり、上記した種々の要因
の組み合わせによっては、安定したべた画像を連続して
形成することができない場合もある。

【００６２】そのような場合には、たとえば、重合トナ
ーを使用することが好ましい。重合トナーは、流動性が
良好であるため、たとえ、感光ドラム１８の有色のべた
画像を形成した後の現像ローラ２５上に担持されるトナ
ーの量を、感光ドラム１８の全面に白画像を形成した後
の現像ローラ２５上に担持されるトナーの量よりも少な
い量にするような、べた画像を連続して形成することが
困難な条件においても、トナーを安定して現像ローラ２
５上に供給することができ、そのまま安定したべた画像
を形成することができる。

【００６３】また、上記したように、小粒子径の外添剤
の母粒子への埋まり込みを防止するために、平均粒子径
が３０μｍ以上の大粒子径の外添剤をトナーに添加する
場合には、そのブローオフ帯電量が、トナーと同極性
（正）でかつトナーよりも絶対値が大きいものであるこ
とが好ましい。平均粒子径３０ｎｍ以上の平均粒子径の
大きな外添剤を添加すると、スペーサーとなって、トナ
ーの摩擦帯電を阻害し、その結果、トナーの量が不足が
ちとなるべた画像を連続して形成することが、なおさら
困難となる場合が多いが、そのブローオフ帯電量が、ト
ナーと同極性（正）でかつトナーよりも絶対値が大きい
ものであれば、外添剤自体の帯電性が向上されているの
で、添加されるトナーの帯電性が向上され、安定したべ
た画像を連続して形成することができるようになる。

【００６４】また、本実施形態のカラーレーザプリンタ
１において採用されている、インプレッション現像は、
一般に、現像ローラ２５と感光ドラム１８とを接触させ
ずにその間に直流電圧および交流電圧を印加することに
より、トナーをジャンピングさせることによって現像を
行なう非接触現像に比べて、構成が簡易で交流電圧の印
加の必要がないという利点を有しているが、一方で、現
像ローラ２５と感光ドラム１８とをトナーを介して接触
させるため、現像される可視像の中間色濃度が、トナー
の帯電状態によって直接影響を受け変動しやすいという
不具合を有している。しかし、本実施形態のカラーレー
ザプリンタ１では、上記したように、感光ドラム１８の
全面に有色のべた画像を形成した後に、現像ローラ２５
上に新たに供給され帯電されたトナーの単位重量あたり
の帯電量（Ｑ／Ｍ）と、感光ドラム１８の全面に白画像
を形成した後に、現像ローラ２５上にそのまま担持さ
れ、再度、層厚規制ブレード２６によって摩擦帯電され
る、より帯電の安定したトナーの単位重量あたりの帯電
量（Ｑ／Ｍ）とが、実質的に近い値とされるため、トナ
ーの帯電状態が常に安定した状態に保たれて、現像され
る可視像の中間色濃度が安定した状態となる。そのた
め、本実施形態のカラーレーザプリンタ１では、このよ
うなインプレッション現像によっても中間色の画像を再
現性よく形成することができる。

【００６５】また、本実施形態では、ブラック現像カー
トリッジ２４Ｋに充填されているブラックのトナー以外
の、シアン現像カートリッジ２４Ｃに充填されているシ
アンのトナー、マゼンタ現像カートリッジ２４Ｍに充填
されているマゼンタのトナー、および、イエロー現像カ
ートリッジ２４Ｙに充填されているイエローのトナーに
は、無色の荷電制御剤が用いられるが、無色の帯電制御
剤で、かつ正帯電性のものは、実際上種類が少なく、帯
電性があまりよくなく、帯電の立ち上がりが遅いものが
多いため、現像ローラ周期で発生する、現像時の履歴に
起因する濃度むらを特に生じやすい。しかし、本実施形
態のカラーレーザプリンタ１によると、このような無色
の荷電制御剤を用いた有色のトナーによって、中間色の
画像を再現性よく形成することができる。

【００６６】なお、以上の説明では、複数の現像カート
リッジ２４を備えるカラーレーザブリンタ１について説
明したが、本発明は、たとえば、１つの現像カートリッ
ジ２４のみを備える単一色の画像を形成するためのレー
ザプリンタ（ただし、カーボンブラックを含まないトナ
ーが使用されるので、実際上はモノクロ以外のもの）に
適用してもよい。また、本実施形態では、感光体とし
て、感光ドラム１８が使用されているが、本発明では、
感光ベルトであってもよい。さらに、本実施形態におい
ては、正帯電性のトナーを使用しているが、本発明で
は、負帯電性のトナーを使用してもよい。

【００６７】また、以上の説明では、いわゆる中間転写
方式のカラーレーザプリンタについて説明したが、本発
明は、たとえば、タンデム方式のカラーレーザプリンタ
などに適用してもよい。

【００６８】

【実験例】以下に実験例を示し、本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明は、何ら以下の実験例に限定され
るものではない。１）画像形成装置画像形成装置として下記の構成を備えるレーザプリンタ
を用いた。

【００６９】なお、基本的な構成は上記したレーザプリ
ンタ１と同様である。

【００７０】現像ローラ：ローラ部分がウレタンゴムま
たはシリコーンゴムで形成されたもの。

【００７１】層厚規制ブレード：厚さ０．１ｍｍのＳＵ
Ｓ板ばねを曲げたもの。なお、曲げ部分の曲率（Ｒ）は
１．０ｍｍとした。

【００７２】粉砕トナー：非磁性１成分の平均粒子径が
９μｍの正帯電性トナーであり、粉砕により得られた正
帯電性のポリエステル樹脂を主成分とするもの。荷電制
御剤として正帯電性のＣＣＲ（荷電制御樹脂）、着色剤
としてシアン、その他ワックスなどが添加され、外添剤
として、シリコーンオイルで表面処理された小粒子径の
負帯電性のシリカ（平均粒子径３０ｎｍ未満）が、表１
に示す割合にてそれぞれ添加されたもの。

【００７３】重合トナー：非磁性１成分の平均粒子径が
９μｍの正帯電性トナーであり、懸濁重合により得られ
た正帯電性のスチレン−アクリル共重合体を主成分とす
るもの。荷電制御剤として正帯電性のＣＣＲ（荷電制御
樹脂）、着色剤としてシアン、その他ワックスなどが添
加され、外添剤として、シリコーンオイルで表面処理さ
れた小粒子径の負帯電性のシリカ（平均粒子径３０ｎｍ
未満）が、表１に示す割合にてそれぞれ添加されたも
の。２）実験実験１現像ローラ２５、トナーおよび負帯電性のシリカの量を
表１に示す組み合わせとして、レーザプリンタ１による
印字を行ない、感光ドラム１８の全面に白画像を形成し
た後に次の現像を行なう直前の現像ローラ２５上に担持
されているトナーの単位面積あたりの重量ｍ₁（ｍｇ／
ｃｍ²）と、感光ドラム１８の全面にべた画像を形成し
た後に次の現像を行なう直前の現像ローラ２５上に担持
されているトナーの単位面積あたりの重量ｍ₂（ｍｇ／
ｃｍ²）とを測定した。なお、測定は、図２において符
号４６で示す位置で行なった。

【００７４】また、印字後のゴーストの発生の有無を目
視にて評価した。なお、表１には、発生したゴーストの
タイプ（ネガゴーストまたはポジゴースト）をかっこ書
きで示している。

【００７５】

【表１】

【００７６】表１より明らかなように、ｍ₂／ｍ₁（＝
ａ）が０．７５〜０．９５の範囲にない実験例１〜４、
実験例８〜１１は、実使用において問題となるゴースト
の発生が見られた。

【００７７】実験２１）粉砕トナーが使用されており、かつ実験１において
評価が×でないもの、すなわち、実験例５〜７につい
て、５０００枚の耐久印字を行なったところ、べた印字
の下部にかすれを生じた。２）そこで、外添剤として、シリコーンオイルで表面処
理された大粒子径の負帯電性のシリカ（平均粒子径４０
ｎｍ）をさらに０．６重量％外添した粉砕トナーを使用
して、実験例５〜７について、５０００枚の耐久印字を
行なったところ、やや改善されたが、やはりべた印字の
下部にかすれを生じた。３）次いで、外添剤として、大粒子径のシリカに代え
て、大粒子径の正帯電性の酸化チタン（平均粒子径４０
ｎｍ）を０．６重量％外添した粉砕トナーを使用して、
実験例５〜７について、５０００枚の耐久印字を行なっ
たところ、べた印字のかすれは全く生じなかった。４）また、外添剤として、アミノ基で変成したシリコー
ンで表面処理がなされた大粒子径の正帯電性のシリカ
（平均粒子径４０ｎｍ）を０．６重量％外添した粉砕ト
ナーを使用して、実験例５〜７について、５０００枚の
耐久印字を行なったところ、正帯電性の酸化チタンが外
添されているもの程ではないが、べた印字のかすれはか
なり改善された。

【００７８】実験３１）重合トナーが使用されており、かつ実験１において
評価が×でないもの、すなわち、実験例１２〜１６につ
いて、５０００枚の耐久印字を行なったところ、べた印
字のかすれは生じなかった。２）また、外添剤として、シリコーンオイルで表面処理
された大粒子径の負帯電性のシリカ（平均粒子径４０ｎ
ｍ）をさらに０．６重量％外添した粉砕トナーを使用し
て、実験例１２〜１６について、５０００枚の耐久印字
を行なっても、やはりべた印字のかすれは生じなかっ
た。

【００７９】実験４上記実験で使用した、粉砕トナー、重合トナー、およ
び、外添剤としてのシリコーンオイルで表面処理された
大粒子径の負帯電性のシリカ（平均粒子径４０ｎｍ）、
大粒子径の正帯電性の酸化チタン（平均粒子径４０ｎ
ｍ）、アミノ基で変成したシリコーンで表面処理がなさ
れた大粒子径の正帯電性のシリカ（平均粒子径４０ｎ
ｍ）のそれぞれについて、基準となるキャリアと攪拌し
てブローオフ帯電を測定した。なお、測定は、ブローオ
フ粉体帯電量測定装置（東芝ケミカル株式会社製）を用
いた。その結果、負帯電性のシリカは負の値を示した
が、正帯電性の酸化チタンおよび正帯電性のシリカは、
粉砕トナーおよび重合トナーよりも大きい値を示した。

【００８０】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の発明によ
れば、感光体の全面を現像した後の現像剤担持体上に担
持される現像剤の量を、感光体の全面を現像しなかった
後の現像剤担持体上に担持される現像剤の量よりも、少
ない量とすることで、両者の単位重量あたりの帯電量
（Ｑ／Ｍ）を、実質的に近づけることができ、現像剤担
持体の移動周期で発生する、現像時の履歴に起因する濃
度むらの発生を低減することができる。したがって、中
間色の画像を再現性よく形成することができる。

【００８１】請求項２に記載の発明によれば、より一
層、両者の単位重量あたりの帯電量（Ｑ／Ｍ）を近づけ
ることができるので、中間色の画像を、より再現性よく
形成することができる。

【００８２】請求項３に記載の発明によれば、現像剤
が、流動性の良い重合トナーであるため、たとえ、感光
体の全面を現像した後の現像剤担持体上に担持される現
像剤の量を、感光体の全面を現像しなかった後の現像剤
担持体上に担持される現像剤の量よりも少ない量にする
ような、べた画像を連続して形成することが困難な条件
においても、現像剤を安定して現像剤担持体上に供給す
ることができ、そのまま安定したべた画像を形成するこ
とができる。

【００８３】請求項４に記載の発明によれば、現像剤に
添加される外添剤の少なくとも１種を、平均粒子径３０
ｎｍ以上で、かつブローオフ帯電量が現像剤と同極性で
かつ現像剤よりも絶対値が大きいものとすることによ
り、耐久時における小さな粒子の外添剤の母粒子への埋
まり込みを防止しつつ、現像剤を良好に帯電させること
により、安定したべた画像を連続して形成することがで
きる。

【００８４】請求項５に記載の発明によれば、インプレ
ッション現像によっても中間色の画像を再現性よく形成
することができる。

【００８５】請求項６に記載の発明によれば、スコロト
ロン帯電器によるオゾンの発生量を極めて少なくするこ
とができるとともに、無色の荷電制御剤を用いた有色の
現像剤によって、中間色の画像を再現性よく形成するこ
とができる。

【００８６】請求項７に記載の発明によれば、請求項１
ないし６のいずれかに記載の現像装置を画像形成装置に
備えることによって、現像剤担持体の移動周期で発生す
る、現像時の履歴に起因する濃度むらの発生が少ない安
定した中間色の画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置としてのカラーレーザプ
リンタの一実施形態を示す要部側断面図である。

【図２】現像ローラの回転方向で層厚規制ブレードの押
圧箇所よりも下流側でかつ感光ドラムとの対向箇所より
も上流側の位置を説明するための要部拡大側断面図であ
る。

【符号の説明】

１カラーレーザプリンタ５画像形成ユニット１８感光ドラム２５現像ローラ２６層厚規制ブレード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性１成分の現像剤を担持する現像剤
担持体と、前記現像剤担持体上を押圧して前記現像剤の
薄層を形成するための層厚規制部材と、静電潜像が形成
される感光体とを備え、前記層厚規制部材によって前記現像剤担持体上に形成さ
れた前記現像剤の薄層を、静電潜像が形成される前記感
光体と対向させることにより、可視像を形成するように
構成された現像装置において、前記現像剤は、カーボンブラックを含まない有色の現像
剤であり、前記感光体の全面に、前記現像剤の現像による可視像が
形成されなかった直後の前記現像剤担持体上において、
この現像剤担持体の移動方向でこの層厚規制部材の押圧
箇所よりも下流側でかつ前記感光体との対向箇所よりも
上流側の位置における、前記現像剤の単位面積あたりの
重量をｍ₁とし、前記感光体の全面に、前記現像剤の現像による可視像が
現像された直後の前記現像剤担持体上において、この現
像剤担持体の移動方向でこの層厚規制部材の押圧箇所よ
りも下流側でかつ前記感光体との対向箇所よりも上流側
の位置における、前記現像剤の単位面積あたりの重量を
ｍ₂としたときに、ｍ₂＝ａｍ₁（０．７５≦ａ≦０．９５）の条件を満たすように構成されていることを特徴とす
る、現像装置。
【請求項２】前記式中、ａが０．８０≦ａ≦０．９０
であることを特徴とする、請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】前記現像剤が、重合性単量体を重合させ
ることによって得られる重合トナーであることを特徴と
する、請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】前記現像剤には、外添剤が添加されてお
り、その外添剤の少なくとも１種は、平均粒子径３０ｎ
ｍ以上で、かつブローオフ帯電量が前記現像剤と同極性
でかつ前記現像剤よりも絶対値が大きいものであること
を特徴とする、請求項１ないし３のいずれか記載の現像
装置。
【請求項５】前記現像剤担持体と前記感光体とが、現
像時において、前記現像剤を介して接触するように構成
されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいず
れかに記載の現像装置。
【請求項６】前記現像剤が、正帯電性であることを特
徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の現像装
置。
【請求項７】請求項１ないし６のいずれかに記載の現
像装置を備えていることを特徴とする、画像形成装置。