JP2002169327A

JP2002169327A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002169327A
Application number: JP2000366299A
Authority: JP
Inventors: Yukiko Iwasaki; 有貴子岩▲崎▼; Masumi Sato; 眞澄佐藤; Masaru Amamiya; 賢雨宮
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2002-06-14

Abstract

(57)【要約】【課題】感光体ドラムの損傷や汚染を防止するととも
に、感光体ドラム表面の帯電ムラによる地汚れの原因と
なる帯電ローラ表面の汚れを抑制し、帯電ローラの長寿
命化を図ることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１
の表面に非接触で対向する帯電ローラ１５に帯電電圧を
印加して感光体ドラム１１の表面を帯電する帯電装置
と、帯電装置で帯電された感光体ドラム１１の表面に潜
像を形成する潜像形成手段と、トナーと外添剤とを含む
現像剤を用いて感光体ドラム１１上の潜像を現像する現
像ユニット２０とを備えた画像形成装置において、外添
剤の添加量が３ｗｔ％以下であることを特徴とするもの
である。また、上記外添剤の添加量は１．５ｗｔ％以上
が好ましい。更に、帯電ローラに印加する帯電電圧は、
交流成分を含む電圧が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリなどの画像形成装置に係り、詳しく
は、像担持体の表面に非接触で対向する帯電部材に帯電
電圧を印加することにより像担持体の表面を帯電する帯
電装置を備えた画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像形成装置としては、
感光体等の像担持体の表面に帯電ローラ等の帯電部材を
接触させた状態で帯電を行なう接触方式の帯電装置を備
えたものが知られている。しかしながら、この接触方式
の帯電装置を用いた場合には、像担持体の表面に帯電部
材を直接接触させるため、像担持体に膜削れ等の損傷が
生じて帯電電位が低下してしまうおそれがあった。ま
た、帯電部材として芯金の外周にゴム等の弾性層を設け
たものを用いた場合、その弾性層が像担持体表面に押し
付けられた状態で長時間放置されたときには、弾性層の
中に含まれている可塑剤等の物質が表面に滲み出して像
担持体の表面に付着し、像担持体を汚してしまうおそれ
もあった。更に、像担持体上に残留したトナー等が帯電
部材側に転移して帯電部材の帯電能力が低下してしまう
おそれがある。一方、帯電部材を像担持体の表面に非接
触で対向させた非接触方式の帯電装置を用いた場合は、
上記帯電部材の接触による像担持体の損傷や汚染等を防
止することができると考えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記非接触
方式の帯電装置を用いた画像形成装置においては、帯電
部材と像担持体とが非接触であるにもかかわらず、帯電
部材の表面に汚れが付着し、帯電部材の帯電能力が低下
してしまう場合があった。この帯電部材上の汚れを本発
明者らが分析したところ、現像剤に添加されているシリ
カ、酸化チタン等の外添剤や紙粉であることがわかっ
た。このように帯電部材の表面が汚れると、帯電部材の
表面の抵抗が部分的に上昇し、帯電部材の帯電能力が低
下し、像担持体の帯電電位が部分的に低下した帯電ムラ
が発生してしまう。像担持体上の地肌部のうち帯電電位
が下がった部分では地汚れが発生し、像担持体表面のク
リーニング装置に対する現像剤の入力量が増加し、クリ
ーニング装置で除去しきれずに通過した現像剤が帯電位
置に到達することにより、帯電部材の表面が現像剤中の
外添剤で更に汚れてしまうという悪循環が発生してしま
う。このように帯電部材の表面に付着した外添剤等の汚
れは、トナーと一緒に付着した場合とは異なり付着力が
強いため、一度付着したら除去しにくいという性質があ
った。また、この帯電部材上の外添剤等の汚れは、特
に、帯電部材に印加する帯電電圧として交流成分を含む
電圧を印加したときに発生しやすかった。

【０００４】本発明は、以上の背景に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、非接触方式の帯電装
置を用いることにより像担持体の損傷や汚染を防止する
とともに、像担持体表面の帯電ムラによる地汚れの原因
となる帯電部材表面の汚れを抑制し、帯電部材の長寿命
化を図ることができる画像形成装置を提供することであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、表面が無端移動する像担持体
と、該像担持体の表面に非接触で対向する帯電部材に帯
電電圧を印加して該像担持体の表面を帯電する帯電装置
と、該帯電装置で帯電された該像担持体の表面に潜像を
形成する潜像形成手段と、トナーと外添剤とを含む現像
剤を用いて該像担持体上の潜像を現像する現像装置とを
備えた画像形成装置において、該外添剤の添加量が３ｗ
ｔ％以下であることを特徴とするものである。この画像
形成装置においては、像担持体の表面に非接触で対向す
る帯電部材に帯電電圧を印加する場合に、現像剤の外添
剤の添加量を３ｗｔ％以下にすることにより、帯電部材
の表面に付着する外添剤の付着量を抑制する。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１の画像形成装
置において、上記外添剤の添加量が１．５ｗｔ％以上で
あることを特徴とすることを特徴とするものである。こ
の画像形成装置においては、現像剤の外添剤の添加量を
１．５ｗｔ％以上にすることにより、現像剤の流動性を
高める。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１又は２の画像
形成装置において、上記外添剤が無極性無機微粒子であ
り、該外添剤の添加量が２ｗｔ％以下であることを特徴
とするものである。この画像形成装置においては、外添
剤が帯電部材に付着しやすい無極性無機微粒子である場
合に、外添剤の添加量が２ｗｔ％以下にすることによ
り、帯電部材の表面に付着する外添剤の付着量を抑制す
る。

【０００８】請求項４の発明は、請求項１、２又は３の
画像形成装置において、上記帯電部材に印加する帯電電
圧が、交流成分を含む電圧であることを特徴とするもの
である。この画像形成装置においては、交流成分を含む
帯電電圧を帯電部材に印加することにより、帯電部材と
像担持体とのギャップの大小にかかわらず像担持体を所
定電位に帯電することができるようにするとともに、異
常放電の発生を抑制する。

【０００９】請求項５の発明は、請求項１、２、３又は
４の画像形成装置において、上記外添剤の粒径が１μm
以下であることを特徴とするものである。この画像形成
装置においては、外添剤の粒径が１μm以下にすること
により、現像剤の流動性を更に高める。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、画像形成装置で
あるタンデム式カラーレーザプリンタ（以下「レーザプ
リンタ」という）に適用した実施形態について説明す
る。

【００１１】まず、本レーザプリンタの基本的な構成に
ついて説明する。図１は、本実施形態に係るレーザプリ
ンタの概略構成図である。このレーザプリンタは、イエ
ロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）
の各色の画像を形成するための４組のトナー像形成部１
Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ（以下、各符号の添字Ｙ、Ｍ、
Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用
の部材であることを示す）が、転写紙の移動方向におけ
る上流側から順に配置されている。このトナー像形成部
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋはそれぞれ、像担持体としての
感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを有する
感光体ユニットと、現像装置としての現像ユニットとを
備えている。また、各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１
Ｃ、１Ｋの配置は、各感光体ユニット内の感光体ドラム
の回転軸が平行になるように且つ転写紙移動方向に所定
のピッチで配列するように、設定されている。

【００１２】また、本レーザプリンタは、上記トナー像
形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋのほか、潜像形成手段と
しての光書込ユニット２、給紙カセット３，４、レジス
トローラ対５、転写ユニット６、ベルト定着方式の定着
ユニット７、排紙トレイ８や、図示しない手差しトレ
イ、トナー補給容器、廃トナーボトル、両面・反転ユニ
ット、電源ユニットなども備えている。

【００１３】上記光書込ユニット２は、光源、ポリゴン
ミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像デー
タに基づいて各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、
１１Ｋの表面にレーザ光を走査しながら照射する。

【００１４】図２は、上記トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、
１Ｃ、１Ｋのうち、イエローのトナー像形成部１Ｙの概
略構成を示す拡大図である。他のトナー像形成部１Ｍ、
１Ｃ、１Ｋについてもそれぞれ同じ構成となっているの
で、それらの説明は省略する。

【００１５】図２において、トナー像形成部１Ｙは、前
述のように感光体ユニット１０Ｙ及び現像ユニット２０
Ｙを備えている。感光体ユニット１０Ｙは、感光体ドラ
ム１１Ｙのほか、感光体ドラム表面に潤滑剤を塗布する
ブラシローラ１２Ｙ、感光体ドラム表面をクリーニング
する揺動可能なカウンタブレード１３Ｙ、感光体ドラム
表面を除電する除電ランプ１４Ｙ、感光体ドラム表面を
一様帯電する非接触型の帯電部材としての帯電ローラ１
５Ｙを有する帯電装置等を備えている。感光体ドラム１
１Ｙには、表面に有機感光体（ＯＰＣ）層を有するもの
が用いられている。

【００１６】上記帯電ローラ１５Ｙは、芯金の外周に導
電層が形成されたローラであり、感光体ドラム表面の画
像形成領域に対して数μm〜数百μmのギャップで対向す
るように配設されている。特に、上記ギャップの平均値
は１０μm以上が好ましい。このギャップは、帯電ロー
ラ１５Ｙの軸方向両端部のそれぞれに巻き付けたギャッ
プ管理部材としてのフイルム材（テフロン（登録商標）
ンチューブ）を感光体ドラム表面に押し当てることによ
り設定される。このように感光体ドラム表面に非接触で
帯電ローラ１５Ｙを対向させる非接触方式の帯電装置を
用いることにより、感光体ドラム１１Ｙの損傷や汚染を
防止することができる。

【００１７】また、上記帯電ローラ１５Ｙの表面には、
帯電ローラクリーニング部材１５０Ｙが常時圧接されて
いる。この帯電ローラクリーニング部材１５０Ｙとして
は、例えばスポンジ部材を用いることができる。

【００１８】また、上記帯電ローラ１５Ｙの芯金には、
帯電電源１５１Ｙにより、交流成分を含む帯電電圧が印
加されている。この帯電電圧としては、定電圧制御され
た直流電圧に定電圧制御された交流電圧（定電流制御さ
れた交流電圧でもよい）を重畳させたものを用いること
ができる。このように帯電ローラ１５Ｙに交流成分を含
む帯電電圧を印加することにより、帯電ローラ１５Ｙと
感光体ドラム１１Ｙとのギャップの大小にかかわらず感
光体ドラム１１Ｙを所定電位に帯電することができると
ともに、異常放電の発生を抑制することができる。

【００１９】上記感光体ユニット１０Ｙにおいて、上記
交流成分を有する帯電電圧が印加された帯電ローラ１５
Ｙによって一様帯電された感光体ドラム１１Ｙの表面
に、上記光書込ユニット２で変調及び偏向されたレーザ
光が走査されながら照射されると、感光体ドラム表面に
静電潜像が形成される。

【００２０】上記現像ユニット２０Ｙは、現像ケース２
１Ｙの開口から一部露出させるように配設された現像ロ
ーラ２２Ｙや、搬送スクリュウ２３Ｙ、２４Ｙ、現像ド
クタ２５Ｙ、トナー濃度センサ（Ｔセンサ）２６Ｙ、粉
体ポンプ２７Ｙ等を備えている。現像ケース２１Ｙに
は、磁性キャリア及びマイナス帯電のＹトナーを含む二
成分現像剤（以下、単に現像剤という）が内包されてい
る。この現像剤は搬送スクリュウ２３Ｙ、２４Ｙによっ
て撹拌搬送されながら摩擦帯電された後、現像ローラ２
２Ｙの表面に担持される。そして、現像ドクタ２５Ｙに
よってその層厚が規制されてから感光体ドラム１１Ｙと
対向する現像位置に搬送され、ここで感光体ドラム１１
Ｙ上の上記静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着
により、感光体ドラム１１Ｙ上にＹトナー像が形成され
る。現像によってＹトナーを消費した現像剤は、現像ロ
ーラ２２Ｙの回転に伴って現像ケース２１Ｙ内に戻され
る。現像ケース２１Ｙ内の現像剤のトナー濃度は、上記
トナー濃度センサ２６Ｙで検知され、必要に応じて粉体
ポンプ２７Ｙによってトナーが補給される。

【００２１】上記感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１
Ｃ、１１Ｋは、これの下方に配設された転写ユニット６
の転写搬送ベルトに接触して転写位置としての転写ニッ
プを形成している。

【００２２】図３は、上記転写ユニット６の概略構成を
示す拡大図である。この転写ユニット６で使用した転写
搬送ベルト６０は、体積抵抗率が１０^９〜１０^１１Ωｃ
ｍである高抵抗の無端状単層ベルトであり、その材質に
はＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）が用いられてい
る。この転写搬送ベルト６０は、各トナー像形成部１
Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、
１１Ｃ、１１Ｋに接触対向する各転写位置を通過するよ
うに、接地された４つの支持ローラ６１に掛け回されて
いる。

【００２３】これらの支持ローラのうち、図中最も右側
の支持ローラ６１には、電源６２ａから所定電圧が印加
された静電吸着ローラ６２が対向するように配置されて
いる。これら支持ローラ６１、静電吸着ローラ６２の間
には、上記レジストローラ対５によって転写紙１００が
送られて転写搬送ベルト６０上に静電吸着される。

【００２４】また、図中最も左側の支持ローラ６１は、
図示しない駆動手段によって回転して転写搬送ベルト６
０を摩擦駆動する駆動ローラとなっている。

【００２５】また、下側の２つの支持ローラ６１間に位
置する転写搬送ベルト６０部分の外周面には、電源６３
ａから所定のクリーニングバイアスが印加されたバイア
スローラ６３が接触するように配置されている。

【００２６】また、各転写ニップの下方には、転写搬送
ベルト６０の裏面に接触する転写バイアス印加部材６５
Ｙ、６５Ｍ、６５Ｃ、６５Ｋが設けされている。これら
転写バイアス印加部材６５Ｙ、６５Ｍ、６５Ｃ、６５Ｋ
は、マイラ製の固定ブラシによって構成されており、各
転写バイアス電源９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋから転写バイ
アスが印加される。この転写バイアス印加部材によって
印加された転写バイアスにより、転写搬送ベルト６０に
転写電荷が付与され、各転写位置において転写搬送ベル
ト６０と感光体ドラム表面との間に所定強度の転写電界
が形成される。

【００２７】先に示した図１中の一点鎖線は、転写紙の
搬送経路を示している。給紙カセット３、４から給送さ
れた転写紙１００は、図示しない搬送ガイドガイドされ
ながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対５が設
けられている一時停止位置に送られる。このレジストロ
ーラ対５により所定のタイミングで送出された転写紙
は、後述の転写搬送ベルトに担持され、各トナー像形成
部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに向けて搬送され、各転写ニ
ップを通過する。

【００２８】各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ
の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上で現
像された各トナー像は、それぞれ各転写ニップで転写紙
１００に重ね合わされ、上記転写電界やニップ圧の作用
を受けて転写紙１００上に転写される。この重ね合わせ
の転写により、転写紙１００上にはフルカラートナー像
が形成される。

【００２９】トナー像が転写された後の感光体ドラム１
１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面は、それぞれブラ
シローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋで所定量の潤
滑剤が塗布された後、カウンタブレード１３Ｙ、１３
Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋでクリーニングされる。そして、除
電ランプ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１１４から照射され
た光によって除電され、次の静電潜像の形成に備えられ
る。一方、フルカラートナー像が形成された転写紙１０
０は、定着ユニット７でこのフルカラートナー像が定着
された後、排紙トレイ８上に排出される。

【００３０】次に、本発明に係る特徴的な構成について
説明する。上記構成のレーザプリンタにおいて、各現像
ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋで用いる各色
トナーには、所定の流動性を得るために、高抵抗粒子で
あるシリカ、酸化チタン又はステアリン酸亜鉛等の外添
剤を３ｗｔ％以下の外添量で添加している。このように
外添剤の外添量を３ｗｔ％以下にすることにより、帯電
ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋの表面に付着す
る外添剤の付着量を抑制し、帯電ローラの長寿命化を図
ることができる。特に、上記外添剤としてシリカ、酸化
チタン等の無極性無機微粒子を用いた場合は、外添量を
２ｗｔ％以下（例えば、１．８５ｗｔ％）に設定するの
が好ましい。

【００３１】また、上記外添剤の外添量は１．５ｗｔ％
以上が好ましい。このように外添剤の外添量を１．５ｗ
ｔ％以上に設定することにより、トナーの流動性を高
め、各現像ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに
トナーを補給する紛体ポンプ各現像ユニット２７Ｙ、２
７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋでトナーが詰まるのを防止するこ
とができる。また、上記外添剤の粒径は１μm以下が好
ましい。この場合は、トナーの流動性を更に高めること
ができる。

【００３２】なお、上記実施形態では、タンデム型のカ
ラーレーザプリンタの場合について説明したが、本発明
は、黒トナーを用いるトナー像形成部を１組備えたモノ
クロのレーザプリンタにも適用できるものである。ま
た、本発明は、上記レーザプリンタの場合に限らず、上
記非接触型の帯電装置を備えたものであれば、複写機や
ファクシミリ装置等の他の画像形成装置にも適用でき
る。

【００３３】

【発明の効果】請求項１乃至５の発明によれば、像担持
体の表面に非接触で帯電部材を対向させる非接触方式の
帯電装置を用いることにより、像担持体の損傷や汚染を
防止することができる。しかも、帯電部材の表面に付着
する外添剤の付着量を抑制し、帯電部材の長寿命化を図
ることができるという優れた効果がある。

【００３４】特に、請求項２の発明によれば、現像剤の
流動性を高め、現像装置への現像剤の補給ムラなどを防
止することができるという優れた効果がある。

【００３５】特に、請求項３の発明によれば、外添剤が
帯電部材に付着しやすい無極性無機微粒子である場合で
も、帯電部材の表面に付着する外添剤の付着量を抑制
し、帯電部材の長寿命化を図ることができるという優れ
た効果がある。

【００３６】特に、請求項４の発明によれば、帯電部材
と像担持体とのギャップの大小にかかわらず像担持体を
所定電位に帯電することができるとともに、異常放電の
発生を抑制することができるという優れた効果がある。

【００３７】特に、請求項５の発明によれば、現像剤の
流動性を更に高めることができるという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るレーザプリンタの概略
構成図。

【図２】同レーザプリンタのトナー像形成部の概略構成
を示す拡大図。

【図３】同レーザプリンタの転写ユニットの概略構成を
示す拡大図。

【符号の説明】

１トナー像形成部２光書込ユニット３、４給紙カセット５レジストローラ対６転写ユニット７定着ユニット８排紙トレイ１０感光体ユニット１１感光体ドラム１５帯電ローラ１５０帯電ローラクリーニング部材１５１帯電電源２０現像ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者雨宮賢東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2H003 AA12 BB11 CC00 2H005 AA08 CB00 EA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面が無端移動する像担持体と、該像担持
体の表面に非接触で対向する帯電部材に帯電電圧を印加
して該像担持体の表面を帯電する帯電装置と、該帯電装
置で帯電された該像担持体の表面に潜像を形成する潜像
形成手段と、トナーと外添剤とを含む現像剤を用いて該
像担持体上の潜像を現像する現像装置とを備えた画像形
成装置において、該外添剤の添加量が３ｗｔ％以下であることを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２】請求項１の画像形成装置において、上記外添剤の添加量が１．５ｗｔ％以上であることを特
徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項１又は２の画像形成装置において、上記外添剤が無極性無機微粒子であり、該外添剤の添加量が２ｗｔ％以下であることを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項４】請求項１、２又は３の画像形成装置におい
て、上記帯電部材に印加する帯電電圧が、交流成分を含む電
圧であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】請求項１、２、３又は４の画像形成装置に
おいて、上記外添剤の粒径が１μm以下であることを特徴とする
画像形成装置。