JP2004102140A - Apparatus and method for image formation - Google Patents

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JP2004102140A JP2002266908A JP2002266908A JP2004102140A JP 2004102140 A JP2004102140 A JP 2004102140A JP 2002266908 A JP2002266908 A JP 2002266908A JP 2002266908 A JP2002266908 A JP 2002266908A JP 2004102140 A JP2004102140 A JP 2004102140A
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高橋　憲生
Jun Hirabayashi
平林　純
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the efficiency of collection of a substance such as a developer from an image carrier or to control the amount or distribution of particles on the image carrier which are needed for image formation to a proper range in an image forming apparatus which perform contactless development using a single-component developer. <P>SOLUTION: The image forming apparatus which electrostatically charges the image carrier, carries out exposure to form an electrostatic latent image on the image carrier, and performs contactless development of the electrostatic latent image with the single-component developer has two modes, i.e. a mode A in which the developer on a developer carrier does not comes into contact with the image carrier without scattering and a mode B in which at least some of the developer on the image carrier is in contact with the image carrier. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機やプリンタ等の画像形成装置に関する。より詳しくは、像担持体を帯電し、静電潜像形成の為に露光し、静電潜像に現像剤を現像し、像担持体上から転写材に現像剤を転写する画像形成装置で、像担持体上から現像器に転写残現像剤を回収する機能、または現像器から像担持体上に画像形成に必要な粒子を適正量供給する機能を備えたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
転写方式の画像形成装置においては、転写後の感光体（像担持体）に残存する転写残現像剤（トナー）はクリーナー（クリーニング装置）によって感光体面から除去されて廃トナーとなるが、この廃トナーは環境保護の面からも出ないことが望ましい。そこでクリーナーをなくし、転写後の感光体上の転写残現像剤は現像装置によって「現像同時クリーニング」で感光体上から除去し、現像装置に回収・再利用する装置構成にしたクリーナーレスの画像形成装置も出現している。
【０００３】
現像同時クリーニングとは、転写後に感光体上に残留した現像剤を次工程以降の現像時にかぶり取りバイアス（現像装置に印加する直流電圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋ）によって回収する方法である。この方法によれば、転写残現像剤は現像装置に回収されて次工程以降に再利用されるため、廃トナーをなくすことができる。これにより、メンテナンスに手を煩わせることも少なくできる。廃トナーが出ない構成は、地球上の限られた資源を有効に使える点で地球環境の保証につながり、市場からの要請が強い。またクリーナーレスにすることでスペース面での利点も大きく、画像形成装置を大幅に小型化できる。ただし、クリーナーレスの画像形成装置では、像担持体が関与する電子写真プロセスの一部が汚染されると、全てのプロセスが影響を被る。したがって、クリーナーレスの画像形成装置を安定化するためには、転写残現像剤を像担持体から現像器に回収する効率が高くなければならない。これまでに、現像器の現像剤回収効率を向上する目的で、画像形成時と非画像形成時に現像バイアス電圧を変化させる特許が提案されている。
【０００４】
現在、複写機やプリンタ等の寿命に相当する総出力枚数や、出力速度が著しく向上している。これに伴い、これらの画像形成装置が安定して画像出力する為には、電子写真プロセス全体の安定化が必須である。クリーナーが装着されている装置においても、現像器で像担持体をクリーニングする必要性が出てきている。したがって、クリーナーを持つ画像形成装置の安定化を図る上でも、現像剤等のクリーニング工程を通過してきた転写残現像剤を像担持体から現像器に回収できなければならない。
【０００５】
一成分現像剤を用いた非接触現像系において、転写残現像剤を現像器に回収する手段は、現像剤担持体と感光体の間に現像剤を回収可能な電界が形成されるように、現像剤担持体に現像バイアス電圧を印加する方法のみである。この方法では、単位重量当たりの電荷量によって回収効率が異なる。すなわち、単位重量当たりの電荷量が高い現像剤は回収効率が高いが、単位重量当たりの電荷量が低い現像剤は回収効率が低い。これは、単位重量当たりの電荷量が高い現像剤の方が電界発生によって働く力が大きく、現像剤と感光体の間にはたらく付着力に打ち勝って、感光体から現像剤担持体に移りやすいためである。
【０００６】
これまでに、様々な現像系で現像器によるクリーニングが考案されている。しかし、一成分現像剤を用いた非接触現像系において、現像プロセスに影響を与える各種条件を変えて、現像剤担持体上にコートされている現像剤は飛翔なしには像担持体と接触しない状態と、現像剤担持体上にコートされている現像剤は像担持体と接触する状態を切り替える方法で、現像器によるクリーニング条件を変更する構成は提案されていない。
【０００７】
特開平１１−１９０９２７では、電子写真プロセスに必要な粒子（帯電促進粒子）を現像器から像担持体へ供給する構成が提案されている。磁性一成分現像剤を用いた非接触現像系において、帯電促進粒子を供給する現像バイアス電圧を印加することにより、現像スリーブに形成される磁気穂上または現像スリーブ表面から感光体へ帯電促進粒子を飛翔させ、供給する。安定して感光体を帯電するためには、感光体上の帯電促進粒子の量を適正な範囲に調節する必要がある。像担持体上の粒子分布にムラが存在したり、像担持体上の粒子量が適正範囲からはずれていたら、画像不良につながる可能性がある。しかし、非接触現像系では、感光体の表面電位が同じであれば、感光体上の帯電促進粒子存在量に関係なく、一定量供給される。したがって、感光体上の帯電促進粒子の量を適正な範囲に調節する方法が求められている。
【０００８】
画像形成に必要な粒子の供給方法に関しては様々な方法が提案されている。しかし、一成分現像剤を用いた非接触現像系において、現像プロセスに影響を与える各種条件を変えて、現像剤担持体上にコートされている現像剤は飛翔なしには像担持体と接触しない状態と、現像剤担持体上にコートされている現像剤は像担持体と接触する状態を切り替える方法で、現像器から像担持体に供給する画像形成に必要な粒子の量を調節する構成は提案されていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
現在、クリーナーレスの画像形成装置や、高速または高出力枚数の画像形成装置の安定化を図るために、像担持体から転写残現像剤を回収する効率がより高い現像器が必要とされている。また、画像形成条件によって像担持体の状態が変化する画像形成装置において、像担持体上の画像形成に必要な粒子の量または分布を適正範囲に調節することが必要とされている。
【００１０】
本発明は、一成分現像剤を非接触現像させる画像形成装置において、現像剤担持体上の現像剤は飛翔なしには像担持体と接触しないモードＡと、少なくとも現像剤担持体上の一部の現像剤は像担持体と接触しているモードＢの、２つのモードを設けることで、モードＢ時に像担持体から現像剤等の物質を回収する効率をモードＡ時より高くすること、または像担持体上にある画像形成に必要な粒子の量または分布を適正範囲に調節することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする画像形成装置である。
【００１２】
（１）像担持体を帯電し、像担持体上に静電潜像を形成する為に露光し、静電潜像に一成分現像剤を非接触現像させる画像形成装置において、
現像剤担持体上の現像剤は飛翔なしには像担持体と接触しないモードＡと、少なくとも現像剤担持体上の一部の現像剤は像担持体と接触しているモードＢの、２つのモードを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【００１３】
（２）像担持体を帯電し、像担持体上に静電潜像を形成する為に露光し、静電潜像に一成分現像剤を非接触現像させる画像形成装置において、
画像形成時には現像剤担持体上の現像剤は飛翔なしには像担持体と接触しないが、非画像形成時のある一定時間内に、少なくとも現像剤担持体上の一部の現像剤は像担持体と接触していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【００１４】
（３）一成分現像剤の抵抗値が１０１１Ωｃｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【００１５】
（４）一成分現像剤の抵抗値が１０１３Ωｃｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【００１６】
（５）モードＡ時に現像剤担持体に印加する現像バイアス電圧と、モードＢ時に現像剤担持体に印加する現像バイアス電圧が異なることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
【００１７】
（６）モードＡ時に現像剤担持体上にコートされる単位面積当たりのトナー量［ｇ／ｃｍ２］をｎ１、モードＢ時に現像剤担持体上にコートされる単位面積当たりのトナー量［ｇ／ｃｍ２］をｎ２とした場合、下記の式（Ｅ１）を満たすことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
ｎ１　　＜　　ｎ２　　　　　　　　　・・・　　（Ｅ１）
（７）現像剤担持体から像担持体に磁性一成分現像剤が現像される領域近傍における磁界が、モードＡ時とモードＢ時で異なることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。
【００１８】
（８）モードＡ時の現像剤担持体と像担持体との最近接距離をｄ１、モードＢ時の現像剤担持体と像担持体との最近接距離をｄ２とした場合、下記の式（Ｅ２）を満たすことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の画像形成装置。
ｄ１　　＞　ｄ２　　　　　　　　　・・・　　（Ｅ２）
（９）モードＡ時の現像剤担持体表面の速さをＶ１、モードＢ時の像剤担持体表面の速さをＶ２とした場合、下記の式（Ｅ３）を満たすことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の画像形成装置。
Ｖ１　　＞　Ｖ２　　　　　　　　　　　・・・　　（Ｅ３）
（１０）像担持体をクリーニングするクリーナーを持たないことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の画像形成装置。
【００１９】
（１１）磁性一成分現像剤を用いることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２０】
（１２）非磁性一成分現像剤を用いることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２１】
（１３）像担持体を帯電する帯電工程手段は、像担持体とニップ部を形成する可撓性の帯電部材により像担持体面を帯電する接触帯電装置であり、帯電部材は像担持体に対して速度差をもって移動し、少なくとも帯電部材と像担持体とのニップ部に像担持体の帯電を促進させるための帯電促進粒子が介在し、前記帯電促進粒子の粒径は静電潜像の構成画素サイズ以下であることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２２】
（１４）帯電促進粒子は像担持体の静電潜像を現像する現像工程手段の現像剤に添加されていて、現像工程手段から像担持体上に供給されて帯電部材と像担持体とのニップ部に持ち運ばれ、現像工程手段の現像剤に添加の帯電促進粒子は２種類以上であり、現像工程手段内において少なくとも１種類の帯電促進粒子は正の電荷量（Ｃ／ｇ）を持ち、かつこれとは別の少なくとも１種類の帯電促進粒子は負の電荷量を持つことを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２３】
（作用）
現像剤担持体上の現像剤は飛翔なしには像担持体と接触しない場合、現像剤担持体に現像バイアスを印加して、像担持体上から現像器へ現像剤を回収する。この場合、現像剤は像担持体に安定して付着し、付着力を弱める作用をするものはない。
これに対し、現像剤担持体上の一部の現像剤は像担持体と接触している場合、像担持体に付着している現像剤は機械的に掻き取られて移動し、全体的には像担持体との付着力が低下し、不安定化する。そのため、より小さい回収電界で、現像剤を回収可能になる。
【００２４】
図１１に示すように、帯電促進粒子は現像剤母体に対してある一定の割合だけ遊離している。以下、遊離している割合を遊離率と呼ぶ。現像剤担持体上の現像剤は飛翔なしには像担持体と接触しない場合、像担持体と現像剤担持体の間にかかる電界によって、現像器から像担持体に帯電促進粒子が供給または回収される量が決まる。しかし、像担持体上の帯電促進粒子量に関係しない。
【００２５】
これに対し、現像剤担持体上の一部の現像剤は像担持体と接触している場合、像担持体上の帯電促進粒子量によっても、現像器から像担持体に帯電促進粒子が供給または回収される量が決まる。現像部では、現像剤担持体上の現像剤・帯電促進粒子に加えて、像担持体上の帯電促進粒子も含めて供給・回収のバランスをとる。現像器内の現像剤と帯電促進粒子の遊離率は一定である。像担持体上の帯電促進粒子が過剰ならば、現像剤担持体上の遊離率が上がる方向へ変化し、像担持体から帯電促進粒子が回収される。反対に、像担持体上の帯電促進粒子が過少ならば、現像剤担持体上の遊離率が下がる方向へ変化し、像担持体から帯電促進粒子が供給される。このように、像担持体上の帯電促進粒子量を安定化することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（実施形態例１）（図１）
図１は本発明に従う画像形成装置例の概略構成模型図である。
【００２７】
本例の画像形成装置は、直流・交流電圧印加ローラ帯電方式、磁性一成分現像剤を用いた非接触現像方式、ローラ転写方式、熱定着方式を用い、感光体クリーナーを備えたレーザープリンタ（記録装置）である。
【００２８】
（１）本例プリンタの全体的な概略構成
１は像担持体としての、φ３０ｍｍの回転ドラム型のＯＰＣ感光体（ネガ感光体）であり、矢印の時計方向に１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって回転駆動される。
【００２９】
２は感光体１に対する帯電部材としての弾性帯電ローラである。帯電ローラ２は弾性に抗して感光体１に所定のニップ幅をもって接触させて配設してある。ｎがその接触部である。この帯電ローラ２は、感光体１との接触によって従動回転で駆動される。帯電ローラ２には帯電バイアス印加電源Ｓ１から−６８０Ｖの直流電圧と、周波数２０００Ｈｚ、ピーク間電圧が１８００Ｖの矩形の交流電圧を重畳して印加される。回転感光体１の外周面はローラ帯電方式によって、帯電ローラ２に印加した直流電圧とほぼ同じ−６８０Ｖに一様に帯電される。
【００３０】
５はレーザーダイオード・ポリゴンミラー等を含むレーザービームスキャナ（露光器）である。このレーザービームスキャナは目的の画像情報の時系列電気ディジタル画素信号に対応して強度変調されたレーザー光を出力し、該レーザー光で上記回転感光体１の一様帯電面を走査露光Ｌする。この走査露光Ｌにより回転感光体１の面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００３１】
６は現像装置である。回転感光体１面の静電潜像はこの現像装置によりトナー画像として現像される。本例の現像装置は磁性一成分絶縁トナー（ネガトナー）を用いた反転現像装置である。６ａはマグネットロール６ｂを内包させた、現像剤担持搬送部材として非磁性回転現像スリーブであり、この回転現像スリーブ６ａに規制ブレード６ｃで現像剤６ｄが薄層にコートされる。現像剤６ｄのトナーは規制ブレード６ｃで回転現像スリーブ６ａに対する層厚が規制され、また電荷が付与される。回転現像スリーブ６ａにコートされた現像剤はスリーブ６ａの回転により、感光体１とスリーブ６ａの対向部である現像部（現像領域部）ａに搬送される。またスリーブ６ａには現像バイアス印加電源Ｓ２より現像バイアス電圧が印加される。画像形成時には、現像バイアス電圧は、−５００Ｖの直流電圧と、周波数１８００Ｈｚ、ピーク間電圧１６００Ｖの矩形の交流電圧を重畳したものを用いた。これにより、感光体１側の静電潜像がトナーで現像される。画像形成時、非画像形成時に切り替える現像バイアス電圧については後述する。
【００３２】
７は接触転写手段としての中抵抗の転写ローラであり、感光体１に所定に圧接させて転写ニップ部ｂを形成させてある。この転写ニップ部ｂに不図示の給紙部から所定のタイミングで記録媒体としての転写材Ｐが給紙され、かつ転写ローラ７に転写バイアス印加電源Ｓ３から所定の転写バイアス電圧が印加されることで、感光体１側のトナー像が転写ニップ部ｂに給紙された転写材Ｐの面に順次に転写されていく。本例ではローラ抵抗値は５×１０８　Ωのものを用い、＋２０００Ｖの直流電圧を印加して転写を行った。即ち、転写ニップ部ｂに導入された転写材Ｐはこの転写ニップ部ｂを挟持搬送されて、その表面側に回転感光体１の表面に形成担持されているトナー画像が順次に静電気力と押圧力にて転写されていく。
【００３３】
８は熱定着方式等の定着装置である。転写ニップ部ｂに給紙されて感光体１側のトナー像の転写を受けた転写材Ｐは回転感光体１の面から分離されてこの定着装置８に導入され、トナー像の定着を受けて画像形成物（プリント、コピー）として装置外へ排出される。
【００３４】
４は感光体のクリーナーである。クリーナーブレード３を感光体１に適当な圧力で当接することにより、感光体１が回転する時に感光体１がクリーニングされる。
【００３５】
（２）本発明による現像剤の回収効率を向上させる例
本例では、磁性一成分現像剤を用いており、現像スリーブから感光体に現像剤が現像される領域近傍（現像部ａ）において、現像スリーブ上に現像剤の固まりである磁気穂が形成される。
【００３６】
画像形成時（モードＡ時）には現像剤担持体上の現像剤は飛翔なしには像担持体と接触しないが、非画像形成時のある一定時間内（モードＢ時）に、少なくとも現像剤担持体上の一部の現像剤は像担持体と接触しているように現像バイアス電圧を変化させる。本例では、画像形成時（モードＡ時）には、−５００Ｖの直流電圧と、周波数１８００Ｈｚ、ピーク間電圧１６００Ｖの矩形の交流電圧を重畳した現像バイアス電圧を印加し、非画像形成時（モードＢ時）には、−５００Ｖの直流電圧と、周波数３００Ｈｚ、ピーク間電圧１４００Ｖの矩形の交流電圧を重畳した現像バイアス電圧を印加した。これにより、一部の磁気穂の先端が感光体と接触する。
【００３７】
一般的に、現像スリーブ６ａ上の一部の現像剤が、現像スリーブ６ａ上から飛翔しなくても像担持体と接触するか否かは、現像バイアス電圧以外に、現像スリーブ６ａと感光体１間の距離、マグネットロール６ｂの磁極の位置と強さ、現像スリーブ６ａ上の現像剤コート量、現像剤に含まれる磁性体の量等、様々な条件に依存する。そこで、各々の一成分現像剤を用いた非接触現像系に対して適宜現像バイアス電圧を変えて、現像ローラ上の一部の現像剤が像担持体と接触するように調整する。
【００３８】
現像剤の抵抗値は、現像スリーブと感光体の間に過剰な電流が流れてリークしたり、静電潜像が著しく乱される電荷注入がおきたりしないように高抵抗のものを用いた。本例で用いた磁性一成分現像剤の体積抵抗率は１０１５Ωｃｍであるが、１０１１Ωｃｍ以上、より好ましくは１０１３Ωｃｍ以上であることが望ましい。非磁性一成分現像剤の体積抵抗率は、１０１２Ωｃｍ以上、より好ましくは１０１４Ωｃｍ以上であることが望ましい。磁性現像剤と非磁性現像剤で好ましい抵抗値が異なるのは、現像剤担持体上の一部の現像剤が像担持体と接触する際の現像剤の量に起因する。実際、磁性現像剤は磁気穂を形成して接触するので現像剤の密度は低いが、非磁性現像剤は現像剤担持体と像担持体の間に密に充填されて像担持体に接触する。
【００３９】
現像スリーブ６ａ上の一部の現像剤が、現像スリーブ６ａ上から飛翔しなくても像担持体と接触する現像バイアス電圧を印加するタイミングは非画像形成時であるが、画像形成前の前回転時、非通紙時、画像形成後の後回転時のいつでもよい。
【００４０】
現像スリーブ６ａ上の一部の現像剤が感光体と接触しているか、あるいは現像スリーブ６ａ上からの飛翔なしには感光体と非接触かの確認は以下の方法で行った。
【００４１】
本例に挙げたプリンタのプロセスカートリッジを用いた。プリンタで用いられる電子写真プロセスと同じ条件で確認した。現像スリーブ６ａと感光体の間で、現像剤が現像される領域をライトで照らし、高感度カメラで撮影した。モーターを用いて現像スリーブを回転させた。現像バイアスを現像スリーブに印加した。本実施例のように、少なくとも現像剤担持体上の一部の現像剤は像担持体と接触しているモードを設けることにより、通常の一成分現像剤を非接触現像させる画像形成装置より、回収効率が向上する。これは、現像剤担持体上の一部の現像剤が像担持体と接触している場合、像担持体に付着している現像剤が機械的に掻き取られて移動し、全体的には像担持体との付着力が低下し、不安定化するため、より小さい回収電界で、現像剤を回収可能になることによる。
【００４２】
（実施形態例２）
本例では、現像スリーブまたは現像ローラにコートする現像剤の量を変化させることで、画像形成時（モードＡ時）には現像剤担持体上の現像剤は飛翔なしには像担持体と接触せず、非画像形成時のある一定時間内（モードＢ時）には少なくとも現像剤担持体上の一部の現像剤は像担持体と接触する。
【００４３】
磁性一成分現像剤を現像スリーブに適正量コートする方法としては、磁気力によって過剰に現像スリーブに付着している現像剤を、弾性ブレードを用いて規制する方法と、磁気カット用磁性体を用いて規制する方法が代表的である。弾性ブレードを用いた場合、弾性ブレードを感光体に当接する圧力や位置を変化させる。磁気カット用磁性体を用いた場合、磁気カット用磁性体と現像スリーブ間の距離を変化させる。現像剤コート量が増えると、現像スリーブ上にできる磁気穂の密度が上がり、かつ磁気穂の長さが伸びる。これにより、磁気穂が感光体に接触しやすくなる。
【００４４】
非磁性一成分現像剤を現像ローラにコートする方法としては、弾性ブレードを用いて現像剤のコート量を規制する方法が代表的である。弾性ブレードと現像ローラ表面の誘電体層の間で現像剤が摩擦帯電される。現像剤の持つ電荷によって、現像ローラ表面の誘電体層の表面に逆極性の電荷が誘起され、コートされる。弾性ブレードの圧力や位置を変化させることにより現像剤のコート量を変化させ、感光体と現像ローラ上の現像剤との接触・非接触を切り替える。
【００４５】
（実施形態例３）（図４、図５、図６、図７）
本例では、現像剤担持体から像担持体に磁性一成分現像剤が現像される領域近傍（現像部ａ）における磁界を変化させることで、画像形成時（モードＡ時）には現像剤担持体上の現像剤は飛翔なしには像担持体と接触せず、非画像形成時のある一定時間内（モードＢ時）には少なくとも現像剤担持体上の一部の現像剤は像担持体と接触する。
【００４６】
（１）図４は、マグネットロール６ｂを回転可能にした例である。マグネットロール６ｂを回転させて、マグネットロール６ｂが現像部ａに形成する磁界を変化させることにより、モードＡとモードＢを切り替える。
【００４７】
（２）図５は、マグネットロールを、固定されているマグネットロール６ｂと平行移動可能なマグネットロール６ｆに分割した例である。マグネットロール６ｆを平行移動させて、マグネットロール６ｂとマグネットロール６ｆが現像部ａに形成する磁界を変化させることにより、モードＡとモードＢを切り替える。
【００４８】
（３）図６は、マグネットロール６ｂの外にマグネットカバー６ｅを設けた例である。マグネットロール６ｂは固定、マグネットカバー６ｅは回転可能である。マグネットロール６ｂとマグネットカバー６ｅの組み合わせによって生じる磁界は、マグネットカバー６ｅを回転させることにより、変えることができる。マグネットカバー６ｅの回転により、モードＡとモードＢを切り替える。
【００４９】
（４）図７は、マグネット１０を感光体の中に設けた例である。マグネット１０は移動可能である。マグネット１０の移動させて、マグネットロール６ｂとマグネット１０が現像部ａに形成する磁界を変化させることにより、モードＡとモードＢを切り替える。
【００５０】
（実施形態例４）（図８、図９）
本例では、現像剤担持体と像担持体との距離を変化させることで、画像形成時（モードＡ時）には現像剤担持体上の現像剤は飛翔なしには像担持体と接触せず、非画像形成時のある一定時間内（モードＢ時）には少なくとも現像剤担持体上の一部の現像剤は像担持体と接触する。
【００５１】
図８は、感光体と現像スリーブとの距離を変化させる構成の概略図である。感光体と現像ローラの端部にはコロ１１がはめてあり、感光体と現像スリーブとの距離を規制する。図９に端部の拡大図を示す。コロ１１は図９に示す通り、矢印の方向に動くことができる。ただし、コロ１１の可動域及び停止位置は制限されていて、モードＡとモードＢを切り替える場合には、各々のモードに対応する位置にコロ１１は停止する。
【００５２】
（実施形態例５）（図１０）
本例では、請求項９に示す通り、現像スリーブ表面の速度を変化させることで、画像形成時（モードＡ時）には現像剤担持体上の現像剤は飛翔なしには像担持体と接触せず、非画像形成時のある一定時間内（モードＢ時）には少なくとも現像剤担持体上の一部の現像剤は像担持体と接触する。
【００５３】
磁性一成分現像剤を用いた場合、現像スリーブ表面の速度を遅くすることで現像スリーブ上の磁気穂は安定化する。これによって、磁気穂と感光体が安定して接触する。
【００５４】
非磁性一成分現像剤を用いた場合、現像ローラ表面の速度を遅くすることで現像ローラ上から現像剤が飛散するのを低減できる。これによって、必要最小限の現像剤コート量で感光体と現像ローラ上の現像剤が接触できる。
【００５５】
図１０は、ギアを４個用いて２段階に変速可能にした例である。芯金１２ｅは等速で回転している。モードＡ時にはギア１２ａとギア１２ｃがかみ合っているが、モードＢ時にはギア１２ｂとギア１２ｄがかみ合う。ギア１２ａ、ギア１２ｂ、ギア１２ｃ、ギア１２ｄの直径をＤａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄとすると、下記の式（Ｅ４〜Ｅ６）が成り立つ。
Ｄａ　＋　Ｄｃ　＝　Ｄｂ　＋　Ｄｄ　・・・（Ｅ４）
Ｄａ　＜　Ｄｂ　　　　・・・（Ｅ５）
Ｄｃ　＞　Ｄｄ　　　　・・・（Ｅ６）
この他、モードＡとモードＢで変速する例として、現像スリーブ駆動用モーターの回転速度を変化させてもよい。
【００５６】
（実施形態例６）
図２は本発明に従う画像形成装置例の概略構成模型図である。
【００５７】
本例の画像形成装置は、直流電圧印加で弾性ローラを用いた注入帯電方式、磁性一成分現像剤を用いた非接触現像方式、ローラ転写方式、熱定着方式を用い、クリーナーレスのレーザープリンタ（記録装置）である。
【００５８】
（１）本例プリンタの全体的な概略構成
符号１及び５、７、８、Ｓ１〜Ｓ２、Ｌ、Ｐに関する説明は実施形態例１と同様である。
【００５９】
２は感光体１に対する接触帯電部材としての弾性帯電ローラである。４はこの帯電ローラに導電性を有する帯電促進粒子３を供給塗布する部材である。この帯電ローラ９・帯電促進粒子３・粒子供給塗布部材４・直接注入帯電原理等については後述する。
【００６０】
帯電ローラ９は弾性に抗して感光体１に所定のニップ幅をもって接触させて配設してある。ｎがその接触ニップ部（帯電ニップ部）である。この帯電ローラ９は帯電ニップ部ｎにおいて感光体１の移動方向と逆方向の矢印の時計方向に８０ｒｐｍで回転駆動される。またこの帯電ローラ９には帯電バイアス印加電源Ｓ１から−７００ＶのＤＣ帯電バイアス電圧が印加されて、回転感光体１の外周面が直接注入帯電方式にて、帯電ローラ９に印加した帯電バイアスとほぼ同じ−６８０Ｖに一様に帯電される。
【００６１】
６は現像装置である。回転感光体１面の静電潜像はこの現像装置によりトナー画像として現像される。本例の現像装置は磁性一成分絶縁トナー（ネガトナー）を用いた反転現像装置である。６ａはマグネットロール６ｂを内包させた、現像剤担持搬送部材として非磁性回転現像スリーブであり、この回転現像スリーブ６ａに規制ブレード６ｃで現像剤６ｄが薄層にコートされる。現像剤６ｄのトナーは規制ブレード６ｃで回転現像スリーブ６ａに対する層厚が規制され、また電荷が付与される。回転現像スリーブ６ａにコートされた現像剤はスリーブ６ａの回転により、感光体１とスリーブ６ａの対向部である現像部（現像領域部）ａに搬送される。またスリーブ６ａには現像バイアス印加電源Ｓ２より現像バイアス電圧が印加される。現像バイアス電圧は、−５００ＶのＤＣ電圧と、周波数１８００Ｈｚ、ピーク間電圧１６００Ｖの矩形のＡＣ電圧を重畳したものを用いた。これにより、感光体１側の静電潜像がトナーで現像される。
【００６２】
本例では、現像剤６ｄには帯電促進粒子も含まれており、現像器からも感光体へ帯電促進粒子が供給・回収される。非接触現像系では、現像バイアスを印加することにより、帯電促進粒子を供給・回収のバランスをとる。
【００６３】
本例のプリンタはクリーナーレスであり、転写材Ｐに対するトナー像転写後の回転感光体１面に残留の転写残トナーはクリーナーで除去されることなく、感光体１の回転にともない帯電部ｎを経由して現像部ａに至り、現像装置６において現像同時クリーニング（回収）される（トナーリサイクルプロセス）。
【００６４】
（２）帯電ローラ９・帯電促進粒子３・粒子供給塗布部材４
図３は図２のプリンタの帯電ローラ９部分の拡大模型図である。本例における接触帯電装置は、弾性体より構成される帯電ローラ９に帯電促進粒子３を塗布することによって感光体１と帯電ローラ９間の摩擦を小さくし、また速度差を持たせることで、帯電ローラ９が均一に感光体１表面に接触できるようにしたものである。
【００６５】
ａ）帯電ローラ９
帯電ローラ９は芯金９ａ上に可撓性部材であるゴムあるいは発泡体の中抵抗層９ｂを形成することにより作成される。中抵抗層９ｂは樹脂（例えばウレタン）、導電性粒子（例えばカーボンブラック）、硫化剤、発泡剤等により処方され、芯金９ａの上にローラ状に形成した。その後必要に応じて表面を研磨して直径１２ｍｍ、長手長さ２５０ｍｍの導電性弾性ローラである帯電ローラ９を作成した。
【００６６】
本例の帯電ローラ９のローラ抵抗を測定したところ１００ｋΩであった。ローラ抵抗は、帯電ローラ９の芯金９ａに総圧１ｋｇの加重がかかるようφ３０ｍｍのアルミドラムに帯電ローラ９を圧着した状態で、芯金９ａとアルミドラムとの間に１００Ｖを印加し、計測した。
【００６７】
ここで、導電性弾性ローラである帯電ローラ９は電極として機能することが重要である。つまり、弾性を持たせて被帯電体との十分な接触状態を得ると同時に、移動する被帯電体を充電するに十分低い抵抗を有する必要がある。一方では被帯電体にピンホールなどの欠陥部位が存在した場合に電圧のリークを防止する必要がある。被帯電体として電子写真用感光体を用いた場合、十分な帯電性と耐リークを得るには１０４　〜１０７　Ωの抵抗が望ましい。
【００６８】
帯電ローラ９の硬度は、硬度が低すぎると形状が安定しないために被帯電体との接触性が悪くなり、高すぎると被帯電体との間に帯電ニップ部を確保できないだけでなく、被帯電体表面へのミクロな接触性が悪くなるので、アスカーＣ硬度で２５度から５０度が好ましい範囲である。
【００６９】
帯電ローラ９の材質としては、弾性発泡体に限定するものでは無く、弾性体の材料として、ＥＰＤＭ、ウレタン、ＮＢＲ、シリコーンゴムや、ＩＲ等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものがあげられる。また、特に導電性物質を分散せずに、イオン導電性の材料を用いて抵抗調整をすることも可能である。
【００７０】
本例では、放電を用いず直接電荷注入によって帯電を行っているために、帯電ローラ９と感光体１との接触状態を緻密にする必要がある。そこで、帯電ローラ９が感光体１表面の移動方向と逆方向に移動するように（カウンター回転）、回転数８０ｒｐｍで回転駆動しているが、回転数はこれに限るものではなく、帯電ローラ９と感光体１の帯電ニップ部ｎの太さ、プロセススピード（感光体回転周速）等の条件が変れば、最適な帯電ローラの回転数も変化する。
【００７１】
ｂ）帯電促進粒子３
本例では、比抵抗が１０６　Ω・ｃｍ、二次凝集体を含めた平均粒径０．１〜１０μｍの導電性酸化亜鉛粒子を帯電促進粒子（帯電補助粒子）３として用いた。帯電促進粒子３の材料としては、他の金属酸化物などの導電性無機粒子や有機物との混合物など各種導電粒子が使用可能である。
【００７２】
帯電促進粒子３の抵抗は、高すぎる場合には、帯電時の電荷注入性を阻害するために帯電不良となるので、１０１２（Ω・ｃｍ）以下が必要であり、１０１０Ω・ｃｍ以下が好ましい範囲である。より好ましくは１０８　Ω・ｃｍ以下である。
抵抗測定は、錠剤法により測定し正規化して求めた。即ち、底面積２．２６ｃｍ２　の円筒内に凡そ０．５ｇの粉体試料を入れ上下電極に１５ｋｇの加圧を行うと同時に１００Ｖの電圧を印加し抵抗値を計測、その後正規化して比抵抗を算出した。
【００７３】
粒径は良好な帯電均一性を得るために５０μｍ以下が望ましい。粒径の下限値は粒子が安定して得られるものとして１０ｎｍが限界である。
【００７４】
本発明において、粒子が凝集体として構成されている場合の粒径は、その凝集体としての平均粒径として定義した。
【００７５】
粒径の測定には、光学あるいは電子顕微鏡による観察から、１００個以上抽出し、水平方向最大弦長をもって体積粒度分布を算出し、その５０％平均粒径をもって決定した。
【００７６】
以上述べたように帯電促進粒子３は、一次粒子の状態で存在するばかりでなく二次粒子の凝集した状態で存在することもなんら問題はない。どのような凝集状態であれ、凝集体として帯電促進粒子としての機能が実現できればその形態は重要ではない。
【００７７】
本発明において、帯電促進粒子の粒径は、粒子が脱落したときに生じる画像劣化と深く関係している。本例の構成である反転現像系について述べる。具体的な画像劣化は、画像部に生じる欠陥である。原因としては次の二点がある。
【００７８】
一点目は接触帯電部材２から脱落した粒子は静電潜像を記録する時の露光光を遮光し静電潜像の欠陥を生じるのである。ここで、帯電促進粒子の粒径は構成画素サイズより小さいことが好ましい。例えば６００ｄｐｉのレーザービームスキャナなどで走査記録したときに潜像の欠陥を生じないためには、６００ｄｐｉの画像サイズ４２μｍ以下の帯電促進粒子を用いることが適切である。
【００７９】
更に、二点目は、現像時に粒子により生じる欠陥である。帯電促進粒子を用いる帯電においては、粒子が直接トナーの現像を阻害したり、帯電促進粒子の抵抗が低いため現像バイアスが粒子を通じてリークし現像が阻害され画像に欠陥が生じる。ここで帯電促進粒子の粒径をトナー粒径より小さくすることでリークを防止し画像不良を防止することが可能になった。
【００８０】
以上の点から、帯電促進粒子は、画素サイズ以下であることが好ましく、さらに好ましくはトナー粒径以下とすることが望ましい。
【００８１】
一方、帯電促進粒子径が０．０１μｍ以下の場合は、感光体１の微小な凹凸に埋め込まれることがある。粒子３が感光体一面に埋め込まれる場合にも露光光を阻害し、静電潜像の欠陥を生じる。従って、粒径が細かい粒子ほど、帯電において感光体に対する接触性は向上するが、上記のような点から粒子径は０．１μｍ以上の導電性粒子が好ましい。
【００８２】
更に、粒子３は光透過性に優れたものが望ましい。感光体上を被う帯電促進粒子は粒径が上記範囲であっても光吸収あるいは光反射を生じ感光体への所望の露光量が得られないことがある。従って、露光光に対する透過率について３０％以上が望ましい。粒子の光透過性については以下の手順で測定した。片面に接着層を有する透明のフィルムの帯電促進粒子を一層分固定した状態で透過率を測定する。光はシートの鉛直方向から照射しフィルム背面に透過した光を集光し光量を測定した。フィルムのみと粒子を付着したときの光量から正味の光量として粒子の透過率を算出した。本例の記録装置では、露光光波長は６００〜８００ｎｍの光源を用いているので、この波長域における透過率を測定した。実際にはＸ−Ｒｉｔｅ社製３１０Ｔ透過型濃度計を用い、赤色光における透過率を測定した。
【００８３】
ｃ）粒子供給塗布部材４
本例では、被帯電体である感光体１と接触帯電部材である帯電ローラ９とのニップ部である帯電ニップ部ｎに帯電促進粒子３を介在させるために、帯電ローラ９の面に帯電促進粒子３を供給塗布する部材４を設けてある。該部材４は規制ブレードであり、該規制ブレード４を帯電ローラ９に当接し、帯電ローラ９と規制ブレード４との間に帯電促進粒子３を貯留・保持する構成をとる。
【００８４】
そして帯電ローラ９の回転にともない一定量の帯電促進粒子３が帯電ローラ９面に塗布されて帯電ニップ部ｎに持ち運ばれて帯電ニップ部ｎに帯電促進粒子３が均一に供給され、帯電ニップ部ｎに帯電促進粒子３が介在した状態になる。
【００８５】
像担持体としての感光体１と接触帯電部材としての帯電ローラ９との帯電ニップ部ｎにおける帯電促進粒子の介在量は、少なすぎると、該粒子による潤滑効果が十分に得られず、帯電ローラ９と感光体１との摩擦が大きくて帯電ローラ９を感光体１に速度差を持って回転駆動させることが困難である。つまり、駆動トルクが過大となるし、無理に回転させると帯電ローラ９や感光体１の表面が削れてしまう。更に該粒子による接触機会増加の効果が得られないこともあり十分な帯電性能が得られない。一方、該介在量が多過ぎると、帯電促進粒子の帯電ローラ９からの脱落が著しく増加し作像上に悪影響が出る。
【００８６】
実験によると該介在量は１０３　個／ｍｍ２　以上が望ましい。１０３　個／ｍｍ２より低いと十分な潤滑効果と接触機会増加の効果が得られず帯電性能の低下が生じる。
【００８７】
より望ましくは１０３　〜５×１０５　個／ｍｍ２　の該介在量が好ましい。５×１０５　個／ｍｍ２　を超えると、該粒子の感光体１へ脱落が著しく増加し、粒子自体の光透過性を問わず、感光体１への露光量不足が生じる。５×１０５　個／ｍｍ２以下では脱落する粒子量も低く抑えられ該悪影響を改善できる。該介在量範囲において感光体１上に脱落した粒子の存在量を測ると１０２　〜１０５　個／ｍｍ２　であったことから、作像上弊害がない該存在量としては１０５　個／ｍｍ２　以下が望まれる。
【００８８】
該介在量及び感光体１上の該存在量の測定方法について述べる。該介在量は帯電ローラ９と感光体１の帯電ニップ部ｎを直接測ることが望ましいが、帯電ローラ９に接触する前に感光体１上に存在した粒子の多くは逆方向に移動しながら接触する帯電ローラ９に剥ぎ取られることから、本発明では帯電ニップ部ｎに到達する直前の帯電ローラ９表面の粒子量をもって該介在量とした。具体的には、帯電バイアスを印加しない状態で感光ドラム１及び帯電ローラ９の回転を停止し、感光体１及び帯電ローラ９の表面をビデオマイクロスコープ（ＯＬＹＭＰＵＳ製ＯＶＭ１０００Ｎ）及びデジタルスチルレコーダ（ＤＥＬＴＩＳ製ＳＲ−３１００）で撮影した。帯電ローラ９については、帯電ローラ９を感光ドラム１に当接するのと同じ条件でスライドガラスに当接し、スライドガラスの背面からビデオマイクロスコープにて該接触面を１０００倍の対物レンズで１０箇所以上撮影した。得られたデジタル画像から個々の粒子を領域分離するため、ある閾値を持って２値化処理し、粒子の存在する領域の数を所望の画像処理ソフトを用いて計測した。また、感光体１上の該存在量についても感光体１上を同様のビデオマイクロスコープにて撮影し同様の処理を行い計測した。
【００８９】
該介在量の調整は、粒子供給塗布部材４の当接を設定することにより行った。
ｄ）感光体１の帯電
而して、少なくとも帯電部材としての帯電ローラ９と像担持体としての感光体１との帯電ニップ部ｎに導電性を有する帯電促進粒子３が介在することで、該帯電促進粒子による潤滑効果（摩擦低減効果）により効果的に感光体１と帯電ローラ９との帯電ニップ部ｎにおいて摩擦を減らせ、帯電ローラ９のトルクを減らせ、帯電ローラ９は感光体１と速度差をもって接触できると同時に、帯電ローラ９にトナーが付着・混入した場合でも帯電ローラ９は帯電促進粒子を介して密に均一に感光体１に接触して緻密な接触性と接触抵抗を維持できるため、つまり帯電ローラ９と感光体１の相互接触面に存在する帯電促進粒子が感光体１表面を隙間なく摺擦することで、感光体１に電荷を直接注入できる、放電現象を用いない安定かつ安全な直接注入帯電が支配的となり、従来のローラ帯電等では得られなかった高い帯電効率が得られ、帯電ローラ９に印加した電圧とほぼ同等の電位を感光体１に与えることができる。
【００９０】
帯電ローラ９と感光体１との間に速度差を設けることにより、帯電ローラ９と感光体１の帯電ニップ部ｎにおいて帯電促進粒子が感光体１に接触する機会を格段に増加させ、高い接触性を得ることができ、容易に直接帯電を可能にする。
【００９１】
また帯電ローラ９に付着・混入した転写残トナーは帯電ローラ９から徐々に感光体１上に吐き出されて感光体１面の移動とともに現像部ａに至り、現像装置６において現像同時クリーニング（回収）される（トナーリサイクルプロセス）。現像同時クリーニングは前述したように、転写後に感光体１上に残留したトナーを引き続く画像形成工程の現像時、即ち引き続き感光体を帯電し、露光して潜像を形成し、その潜像の現像時において、現像装置のかぶり取りバイアス、即ち現像装置に印加する直流電圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋ　によって回収するものである。本実施例におけるプリンタのように反転現像の場合では、この現像同時クリーニングは、感光体の暗部電位から現像スリーブにトナーを回収する電界と、現像スリーブから感光体の明部電位へトナーを付着させる電界の作用でなされる。
【００９２】
かくして、接触帯電方式の画像形成装置にいおいて、帯電ローラ９のような簡易な部材を用いて、しかも該帯電ローラ９のトナーによる汚染にかかわらず、低印加電圧でオゾンレスの直接注入帯電を長期に渡り安定に維持させることができ、均一な帯電性を与えることが出来、オゾン生成物による障害、帯電不良による障害等のない、簡易な構成、低コストな画像形成装置を得ることができる。
【００９３】
帯電促進粒子の粒径は静電潜像の構成画素サイズ以下とすることにより、帯電促進部材が帯電部材から脱落し露光部に及ぶ時露光を妨げることなく高精細な画像記録を実現する。静電潜像の欠陥を減らし、白点状に画像部が欠けるなどの画像劣化を低減することができた。
【００９４】
加えて、該帯電促進粒子の粒径はトナー粒径以下とすることで、現像時にトナーの現像を阻害する、あるいは現像バイアスが帯電促進粒子を介してリークすることを防止し画像の欠陥をなくすことができ、更に優れた画像記録を可能にした。
【００９５】
さらに、帯電促進粒子の粒径は０．１μｍより大きく設定することにより、感光体１に帯電促進粒子が埋め込まれ露光光を遮光する弊害も解決し均一性と濃度再現性に優れた画像記録を実現する。
【００９６】
また、加えて露光光に対する該帯電促進粒子の透過率が３０％以上である粒子を用いることで適切な露光量を確保し、良好な濃度再現性、優れた画像記録を実現可能である。
【００９７】
また、帯電促進粒子は露光の妨げにならないように非磁性であることが好ましい。
【００９８】
帯電促進粒子の抵抗値を１×１０１２（Ω・ｃｍ）以下にすることにより、帯電性能の向上と帯電ローラのトルク低減が図れ、更に、１０１０（Ω・ｃｍ）以下においては帯電ローラ９と感光体１の間に帯電促進粒子が介在しても、帯電性が低下することなく、かつ、帯電ローラ９と感光体１との摩擦力が小さくなり、帯電ローラ９のトルクを減らせ、弾性帯電ローラ９が均一に感光体１に接触することが出来、均一でかつ安定した注入帯電性を簡易な手段構成で得ることができる。帯電促進粒子を供給する手段を持つことにより、装置を長期に使用した場合においても帯電を安定して行うことが出来る。
【００９９】
（３）本発明による帯電促進粒子の供給を安定させる例
（１）、（２）に記載の通り、図２に記載の電子写真プロセスには帯電促進粒子が不可欠である。後述するが、現像スリーブ上の磁気穂と感光体が接触していない状態より、接触している状態の方が粒子の供給が安定化する。しかし、現像スリーブ上の磁気穂と感光体が接触している状態より、接触していない状態の方が出力画像は高画質である。そこで本例では、現像剤担持体上の現像剤は飛翔なしには像担持体と接触しないモードＡと、少なくとも現像剤担持体上の一部の現像剤は像担持体と接触しているモードＢの、２つのモードを設ける。画像形成時をモードＡ、非画像形成時のある一定時間内をモードＢとする。これにより、出力画像を高画質に保ったまま、現像器から感光体への帯電促進粒子の供給を安定化することができる。
【０１００】
現像スリーブ上の磁気穂と感光体が接触していない状態より、接触している状態の方が帯電促進粒子の供給が安定化する理由を説明する。
【０１０１】
図１１に現像剤母体と帯電促進粒子の関係を示す。帯電促進粒子には、現像剤母体と遊離しているものと、現像剤母体に付着しているものがある。現像スリーブ上にある現像剤母体と帯電促進粒子の存在比及び遊離率は、現像スリーブ近くの現像器内における値と等しい。したがって、現像スリーブ上にある現像剤母体と帯電促進粒子の存在比と遊離率は、ほぼ一定で安定している。
【０１０２】
現像スリーブ上の磁気穂と感光体が接触していない場合、帯電促進粒子の供給に影響を与える重要な因子は、現像スリーブ上の現像剤母体と帯電促進粒子の存在比及び遊離率、供給バイアスである。現像スリーブ上の磁気穂と感光体が接触している場合、それに、感光体と接触している現像剤母体の量、感光体上の帯電促進粒子量が加わる。これによって、帯電促進粒子供給の平衡条件が決まる。このため、感光体上の帯電促進粒子量が過剰であったら減らす（現像器へ回収する）方向へ、また過少だったら増やす（現像器から供給する）方向へ変化する。このように、現像スリーブ上の磁気穂と感光体が接触していない状態より、接触している状態の方が帯電促進粒子の供給が安定化する。
【０１０３】
現像スリーブ上の磁気穂と感光体を接触させる方法としては、実施形態例１から７と同様の手段を用いる。
【０１０４】
本実施例では、帯電促進粒子を供給する手段として塗布部材を用いたが、限定するものではない。例えば、現像バイアスをコントロールして現像器内の帯電促進粒子を感光体に供給する方法のみを用いてもよい。
【０１０５】
（その他）
実施形態例６に挙げたクリーナーレスの電子写真装置では、装置の安定化を図る為には現像器を用いて転写残現像剤を高効率で回収する必要がある。したがって、本発明による効果は、クリーナーを持つ装置よりクリーナーレスの装置の方が大きい。
【０１０６】
これまでに挙げた実施形態例では、現像剤担持体として現像スリーブ、または現像ローラを用いたが、限定するものではない。現像剤担持体に現像剤をコートする方法として磁気力、または現像剤の持つ電荷によって現像剤担持体表面の誘電体に電荷が誘起されて発生する静電気力を挙げたが、表面エネルギーの違いによって発生する分子間力等他の方法が用いられてもよい。実施形態例では現像剤担持体の形状は円筒であったが、非接触現像が成り立つならばどのような形状でもよい。現像剤担持体の化学的性質、表面性も限定しない。
【０１０７】
【発明の効果】
像担持体を帯電し、像担持体上に静電潜像を形成する為に露光し、静電潜像に一成分現像剤を非接触現像させる画像形成装置において、
画像形成時には現像剤担持体上の現像剤は飛翔なしには像担持体と接触せず、非画像形成時には少なくとも現像剤担持体上の一部の現像剤は像担持体と接触することにより、
画像形成に必要な現像剤を回収したり、粒子を供給したりする能力が向上する。
【０１０８】
これにより、像担持体上の現像剤汚染を防止したり、像担持体上への画像形成に欠かせない粒子供給を安定化したりできる。特に、クリーナレスシステムの安定化に効果が著しい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１における画像形成装置の概略構成図。
【図２】実施形態例６における画像形成装置の概略構成図。
【図３】注入帯電ローラ部分の拡大図。
【図４】実施形態例３の（１）における画像形成装置の現像部ａの拡大模型図。
【図５】実施形態例３の（２）における画像形成装置の現像部ａの拡大模型図。
【図６】実施形態例３の（３）における画像形成装置の現像部ａの拡大模型図。
【図７】実施形態例３の（４）における画像形成装置の現像部ａの拡大模型図。
【図８】実施形態例４における感光体と現像スリーブの距離を規制する方法の概略図。
【図９】端部における感光体と現像スリーブの間の拡大模型図。
【図１０】実施形態例５における現像スリーブ駆動方法の概略図。
【図１１】現像器内における現像剤母体と帯電促進粒子の概略図。
【符号の説明】
１　感光体（像担持体）
２　帯電ローラ（接触帯電部材）
３　クリーナーブレード
４　クリーナー
５　レーザービームスキャナ（露光器）
６　現像装置
６ａ　現像スリーブ
６ｂ　マグネットロール
６ｃ　規制ブレード
６ｄ　現像剤
６ｅ　マグネットカバー
６ｆ　マグネットロール
７　転写ローラ
８　定着装置
９　注入帯電ローラ（接触帯電部材）
１０　マグネット
１１　コロ
１２ａ　ギア
１２ｅ　芯金
１３ａ　現像剤母体
１３ｂ　非遊離帯電促進粒子
１３ｃ　遊離帯電促進粒子
Ｐ　転写材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine and a printer. More specifically, an image forming apparatus charges an image carrier, exposes the image carrier to form an electrostatic latent image, develops a developer on the electrostatic latent image, and transfers the developer from the image carrier to a transfer material. The present invention also relates to a device having a function of collecting a transfer residual developer from an image carrier to a developing device or a function of supplying an appropriate amount of particles necessary for image formation from the developing device onto the image carrier.
[0002]
[Prior art]
In a transfer type image forming apparatus, a transfer residual developer (toner) remaining on a photoreceptor (image carrier) after transfer is removed from a photoreceptor surface by a cleaner (cleaning device) and becomes waste toner. It is desirable that the toner is not emitted from the viewpoint of environmental protection. Therefore, a cleaner-less image forming system was developed in which the residual developer remaining on the photoreceptor after transfer was removed from the photoreceptor by "development simultaneous cleaning" using a developing device, and collected and reused in the developing device. Devices have also appeared.
[0003]
Simultaneous development cleaning is a fogging bias (developing potential difference Vback, which is a potential difference between the DC voltage applied to the developing device and the surface potential of the photoreceptor) at the time of development in the next and subsequent steps. It is a method of collecting by. According to this method, the untransferred developer is collected in the developing device and reused in the subsequent steps, so that waste toner can be eliminated. This can reduce troublesome maintenance. The configuration in which waste toner is not generated leads to the assurance of the global environment in that limited resources on the earth can be used effectively, and there is a strong demand from the market. Further, by using a cleaner-less system, the advantage in terms of space is great, and the image forming apparatus can be significantly reduced in size. However, in a cleanerless image forming apparatus, if a part of an electrophotographic process involving an image carrier is contaminated, all processes are affected. Therefore, in order to stabilize the cleaner-less image forming apparatus, the efficiency of collecting the transfer residual developer from the image carrier to the developing device must be high. Until now, patents have been proposed in which the developing bias voltage is changed at the time of image formation and at the time of non-image formation in order to improve the developer collection efficiency of the developing device.
[0004]
At present, the total number of output sheets and the output speed corresponding to the life of a copying machine, a printer, and the like have been remarkably improved. Accordingly, in order for these image forming apparatuses to stably output images, it is essential to stabilize the entire electrophotographic process. In an apparatus equipped with a cleaner, it is necessary to clean the image carrier with a developing device. Therefore, in order to stabilize the image forming apparatus having the cleaner, the transfer residual developer that has passed through the cleaning step of the developer or the like must be collected from the image carrier to the developing device.
[0005]
In a non-contact developing system using a one-component developer, the means for collecting the transfer residual developer into the developing device is such that an electric field capable of collecting the developer is formed between the developer carrier and the photoconductor, The only method is to apply a developing bias voltage to the developer carrier. In this method, the collection efficiency varies depending on the amount of charge per unit weight. That is, a developer having a high charge per unit weight has a high recovery efficiency, while a developer having a low charge per unit weight has a low recovery efficiency. This is because a developer having a higher charge per unit weight exerts a greater force due to the generation of an electric field, overcoming the adhesive force acting between the developer and the photoconductor, and is easily transferred from the photoconductor to the developer carrier. It is.
[0006]
Until now, various developing systems have been devised for cleaning by a developing device. However, in a non-contact developing system using a one-component developer, by changing various conditions affecting the developing process, the developer coated on the developer carrier does not contact the image carrier without flying. There is no proposal for changing the cleaning condition by the developing device by switching between a state and a state in which the developer coated on the developer carrier contacts the image carrier.
[0007]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-190927 proposes a configuration in which particles (charge accelerating particles) required for an electrophotographic process are supplied from a developing device to an image carrier. In a non-contact developing system using a magnetic one-component developer, by applying a developing bias voltage for supplying the charge-promoting particles, the charge-promoting particles are transferred from the magnetic chain formed on the developing sleeve or the surface of the developing sleeve to the photoconductor. Fly and supply. In order to stably charge the photosensitive member, it is necessary to adjust the amount of the charge promoting particles on the photosensitive member to an appropriate range. If there is unevenness in the particle distribution on the image carrier, or if the amount of particles on the image carrier deviates from an appropriate range, image defects may occur. However, in the non-contact developing system, if the surface potential of the photoconductor is the same, a constant amount is supplied irrespective of the amount of the charge promoting particles present on the photoconductor. Therefore, there is a need for a method for adjusting the amount of the charge accelerating particles on the photoreceptor to an appropriate range.
[0008]
Various methods have been proposed for supplying particles required for image formation. However, in a non-contact developing system using a one-component developer, by changing various conditions affecting the developing process, the developer coated on the developer carrier does not contact the image carrier without flying. In the method of switching between the state and the state in which the developer coated on the developer carrier is in contact with the image carrier, the configuration for adjusting the amount of particles necessary for image formation supplied from the developing device to the image carrier is as follows. Not proposed.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Currently, in order to stabilize a cleaner-less image forming apparatus or a high-speed or high-output image forming apparatus, there is a need for a developing device having a higher efficiency of recovering the transfer residual developer from the image carrier. . Further, in an image forming apparatus in which the state of the image carrier changes depending on image forming conditions, it is necessary to adjust the amount or distribution of particles required for image formation on the image carrier to an appropriate range.
[0010]
The present invention relates to an image forming apparatus for developing a one-component developer in a non-contact manner, wherein a mode A in which the developer on the developer carrier does not contact the image carrier without flying, and at least a part on the developer carrier By providing two modes of mode B in which the developer is in contact with the image carrier, the efficiency of recovering a substance such as a developer from the image carrier in mode B is higher than in mode A, or An object of the present invention is to adjust the amount or distribution of particles required for image formation on an image carrier to an appropriate range.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is an image forming apparatus having the following configuration.
[0012]
(1) In an image forming apparatus, an image carrier is charged, exposed to form an electrostatic latent image on the image carrier, and a one-component developer is developed on the electrostatic latent image in a non-contact manner.
Mode A in which the developer on the developer carrier does not contact the image carrier without flying, and Mode B in which at least some of the developer on the developer carrier is in contact with the image carrier. An image forming apparatus comprising a mode.
[0013]
(2) An image forming apparatus that charges an image carrier, exposes the image carrier to form an electrostatic latent image on the image carrier, and performs non-contact development of a one-component developer on the electrostatic latent image.
At the time of image formation, the developer on the developer carrier does not contact the image carrier without flying, but within a certain time during non-image formation, at least a part of the developer on the developer carrier carries the image. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is in contact with a body.
[0014]
(3) The resistance value of the one-component developer is 10 11 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the value is Ωcm or more.
[0015]
(4) The resistance value of the one-component developer is 10 Thirteen The image forming apparatus according to claim 1, wherein the value is Ωcm or more.
[0016]
(5) The image according to any one of claims 1 to 4, wherein a developing bias voltage applied to the developer carrier in the mode A is different from a developing bias voltage applied to the developer carrier in the mode B. Forming equipment.
[0017]
(6) Amount of toner per unit area coated on developer carrier in mode A [g / cm 2 ] To n 1 In the mode B, the amount of toner per unit area coated on the developer carrying member [g / cm 2 ] To n 2 6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the following expression (E1) is satisfied.
n 1 <N 2 ... (E1)
(7) The magnetic field in the vicinity of a region where the magnetic one-component developer is developed from the developer carrier to the image carrier is different between the mode A and the mode B, according to any one of claims 1 to 6. The image forming apparatus as described in the above.
[0018]
(8) The closest distance between the developer carrier and the image carrier in mode A is d 1 , The closest distance between the developer carrier and the image carrier in mode B is d 2 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the following formula (E2) is satisfied.
d 1 > D 2 ... (E2)
(9) The speed of the surface of the developer carrying member in the mode A is V 1 , The speed of the surface of the image carrier in the mode B is V 2 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the following formula (E3) is satisfied.
V 1 > V 2 ... (E3)
(10) The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the image forming apparatus has no cleaner for cleaning the image carrier.
[0019]
(11) The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein a magnetic one-component developer is used.
[0020]
(12) The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein a non-magnetic one-component developer is used.
[0021]
(13) The charging step for charging the image carrier is a contact charging device that charges the surface of the image carrier with a flexible charging member that forms a nip with the image carrier. At a speed difference, at least in a nip portion between the charging member and the image carrier, charge promotion particles for promoting the charge of the image carrier are interposed, and the particle size of the charge promotion particles is equal to that of the electrostatic latent image. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the size of the image forming apparatus is equal to or less than a pixel size.
[0022]
(14) The charge accelerating particles are added to the developer of the developing step for developing the electrostatic latent image on the image carrier, and are supplied onto the image carrier from the developing step to cause the charging member and the image carrier to be separated. There are two or more types of charge-promoting particles added to the developer in the developing process means carried to the nip portion, and at least one type of the charge-promoting particles has a positive charge (C / g) in the developing process means. The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 13, wherein at least one other type of charge promoting particles has a negative charge.
[0023]
(Action)
When the developer on the developer carrier does not contact the image carrier without flying, a developing bias is applied to the developer carrier, and the developer is collected from the image carrier to the developing device. In this case, the developer stably adheres to the image bearing member, and there is no function that weakens the adhesive force.
On the other hand, when a part of the developer on the developer carrier is in contact with the image carrier, the developer adhering to the image carrier is mechanically scraped off and moves, and In the case, the adhesion to the image carrier is reduced, and the image is unstable. Therefore, the developer can be collected with a smaller collection electric field.
[0024]
As shown in FIG. 11, the charge accelerating particles are released by a certain ratio with respect to the developer matrix. Hereinafter, the rate of release is referred to as a release rate. When the developer on the developer carrier does not contact the image carrier without flying, the electric charge applied between the image carrier and the developer carrier supplies or collects the charge promoting particles from the developing device to the image carrier. The amount to be determined. However, it does not relate to the amount of the charge accelerating particles on the image carrier.
[0025]
On the other hand, when a part of the developer on the developer carrier is in contact with the image carrier, the charge promotion particles are supplied from the developing device to the image carrier depending on the amount of the charge promotion particles on the image carrier. Or the amount to be collected is determined. In the developing section, supply and recovery are balanced by including the charge accelerating particles on the image carrier in addition to the developer and the charge accelerating particles on the developer carrier. The release rate of the developer and the charge accelerating particles in the developing device is constant. If the amount of the charge-promoting particles on the image carrier is excessive, the rate of release on the developer carrier changes to increase, and the charge-promoting particles are collected from the image carrier. Conversely, if the amount of the charge-promoting particles on the image carrier is too small, the rate of release on the developer carrier changes to decrease, and the charge-promoting particles are supplied from the image carrier. As described above, the amount of the charge accelerating particles on the image carrier can be stabilized.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment 1) (FIG. 1)
FIG. 1 is a schematic structural diagram of an example of an image forming apparatus according to the present invention.
[0027]
The image forming apparatus of this embodiment uses a DC / AC voltage applying roller charging method, a non-contact developing method using a magnetic one-component developer, a roller transfer method, a heat fixing method, and a laser printer (recording) equipped with a photosensitive member cleaner. Device).
[0028]
(1) Overall schematic configuration of the printer of this example
Reference numeral 1 denotes a rotating drum type OPC photosensitive member (negative photosensitive member) having a diameter of 30 mm as an image carrier, which is rotationally driven in a clockwise direction of an arrow at a process speed (peripheral speed) of 100 mm / sec.
[0029]
Reference numeral 2 denotes an elastic charging roller as a charging member for the photoconductor 1. The charging roller 2 is disposed in contact with the photosensitive member 1 with a predetermined nip width against the elasticity. n is the contact portion. The charging roller 2 is driven and rotated by contact with the photoconductor 1. A DC voltage of -680 V and a rectangular AC voltage having a frequency of 2000 Hz and a peak-to-peak voltage of 1800 V are superimposed and applied to the charging roller 2 from a charging bias application power source S1. The outer peripheral surface of the rotating photoreceptor 1 is uniformly charged to -680 V, which is substantially the same as the DC voltage applied to the charging roller 2, by a roller charging method.
[0030]
Reference numeral 5 denotes a laser beam scanner (exposure device) including a laser diode, a polygon mirror, and the like. The laser beam scanner outputs laser light whose intensity is modulated in accordance with a time-series electric digital pixel signal of target image information, and scans and exposes the uniformly charged surface of the rotary photoreceptor 1 with the laser light. By this scanning exposure L, an electrostatic latent image corresponding to the target image information is formed on the surface of the rotating photoconductor 1.
[0031]
Reference numeral 6 denotes a developing device. The electrostatic latent image on the surface of the rotating photoconductor 1 is developed as a toner image by this developing device. The developing device of this embodiment is a reversal developing device using a magnetic one-component insulating toner (negative toner). Reference numeral 6a denotes a non-magnetic rotary developing sleeve as a developer-carrying / transporting member that contains a magnet roll 6b, and a thin layer of the developer 6d is coated on the rotary developing sleeve 6a by a regulating blade 6c. The layer thickness of the toner of the developer 6d with respect to the rotary developing sleeve 6a is regulated by the regulating blade 6c, and an electric charge is applied. The developer coated on the rotary developing sleeve 6a is conveyed to the developing section (developing area) a which is the opposing portion of the photosensitive member 1 and the sleeve 6a by the rotation of the sleeve 6a. A developing bias voltage is applied to the sleeve 6a from a developing bias applying power source S2. At the time of image formation, a developing bias voltage in which a DC voltage of -500 V and a rectangular AC voltage having a frequency of 1800 Hz and a peak-to-peak voltage of 1600 V were superimposed was used. Thus, the electrostatic latent image on the photoconductor 1 is developed with the toner. The developing bias voltage that is switched during image formation and non-image formation will be described later.
[0032]
Reference numeral 7 denotes a medium-resistance transfer roller serving as a contact transfer unit, which is brought into pressure contact with the photoreceptor 1 to form a transfer nip portion b. A transfer material P as a recording medium is supplied to the transfer nip b from a paper supply unit (not shown) at a predetermined timing, and a predetermined transfer bias voltage is applied to the transfer roller 7 from a transfer bias application power source S3. As a result, the toner image on the photosensitive member 1 is sequentially transferred onto the surface of the transfer material P fed to the transfer nip portion b. In this example, the roller resistance value is 5 × 10 8 The transfer was carried out by applying a DC voltage of +2000 V using a Ω. That is, the transfer material P introduced into the transfer nip portion b is conveyed by nipping the transfer nip portion b, and the toner image formed and carried on the surface of the rotary photoreceptor 1 on its surface side is sequentially pressed by electrostatic force. It is transferred by pressure.
[0033]
Reference numeral 8 denotes a fixing device such as a heat fixing method. The transfer material P fed to the transfer nip portion b and receiving the transfer of the toner image on the photosensitive member 1 is separated from the surface of the rotating photosensitive member 1 and introduced into the fixing device 8, where the toner image is fixed. It is discharged out of the apparatus as an image formed product (print, copy).
[0034]
Reference numeral 4 denotes a photosensitive member cleaner. By bringing the cleaner blade 3 into contact with the photoconductor 1 at an appropriate pressure, the photoconductor 1 is cleaned when the photoconductor 1 rotates.
[0035]
(2) Example of improving developer collection efficiency according to the present invention
In this example, a magnetic one-component developer is used, and in the vicinity of the area where the developer is developed from the developing sleeve to the photoreceptor (developing section a), a magnetic spike, which is a mass of the developer, is formed on the developing sleeve. You.
[0036]
During image formation (mode A), the developer on the developer carrier does not come into contact with the image carrier without flying, but at least during a certain period of time during non-image formation (mode B), Some developer on the carrier changes the developing bias voltage so that it is in contact with the image carrier. In this example, at the time of image formation (at the time of mode A), a DC bias voltage of -500 V and a developing bias voltage obtained by superimposing a rectangular AC voltage having a frequency of 1800 Hz and a peak-to-peak voltage of 1600 V are applied. At the time of B), a developing bias voltage in which a DC voltage of -500 V and a rectangular AC voltage having a frequency of 300 Hz and a peak-to-peak voltage of 1400 V were superimposed was applied. As a result, the tips of some of the magnetic ears come into contact with the photoconductor.
[0037]
Generally, whether or not a part of the developer on the developing sleeve 6a comes into contact with the image carrier without flying from the developing sleeve 6a depends on the developing sleeve 6a and the photosensitive member 1 in addition to the developing bias voltage. It depends on various conditions, such as the distance between the magnetic rolls, the position and strength of the magnetic pole of the magnet roll 6b, the amount of the developer coating on the developing sleeve 6a, and the amount of the magnetic substance contained in the developer. Therefore, the developing bias voltage is appropriately changed for the non-contact developing system using each one-component developer, so that a part of the developer on the developing roller is adjusted so as to contact the image carrier.
[0038]
The resistance value of the developer used was high to prevent leakage due to excessive current flowing between the developing sleeve and the photoreceptor and charge injection that would significantly disturb the electrostatic latent image. The volume resistivity of the magnetic one-component developer used in this example is 10 Fifteen Ωcm, but 10 11 Ωcm or more, more preferably 10 Thirteen It is desirable that the resistance is Ωcm or more. The non-magnetic one-component developer has a volume resistivity of 10 12 Ωcm or more, more preferably 10 14 It is desirable that the resistance is Ωcm or more. The difference in the preferable resistance value between the magnetic developer and the non-magnetic developer is due to the amount of the developer when a part of the developer on the developer carrier comes into contact with the image carrier. In fact, the density of the developer is low because the magnetic developer forms and contacts with the magnetic spikes, but the non-magnetic developer is densely filled between the developer carrier and the image carrier and contacts the image carrier. .
[0039]
The timing for applying the developing bias voltage at which a part of the developer on the developing sleeve 6a comes into contact with the image carrier even when the developer does not fly over the developing sleeve 6a is at the time of non-image formation. At any time, at the time of non-sheet passing, or at the time of post-rotation after image formation.
[0040]
The following method was used to confirm whether a part of the developer on the developing sleeve 6a was in contact with the photoreceptor, or was not in contact with the photoreceptor without flying from the developing sleeve 6a.
[0041]
The process cartridge of the printer described in this example was used. It was confirmed under the same conditions as the electrophotographic process used in the printer. An area between the developing sleeve 6a and the photoreceptor where the developer was developed was illuminated with a light and photographed with a high-sensitivity camera. The developing sleeve was rotated using a motor. A developing bias was applied to the developing sleeve. As in the present embodiment, by providing a mode in which at least a part of the developer on the developer carrier is in contact with the image carrier, from an image forming apparatus that performs non-contact development of a normal one-component developer, Recovery efficiency is improved. This is because, when a part of the developer on the developer carrier is in contact with the image carrier, the developer attached to the image carrier is mechanically scraped and moved, and as a whole, This is because the developer can be recovered with a smaller recovery electric field because the adhesive force with the image carrier is reduced and the image is made unstable.
[0042]
(Embodiment 2)
In this example, by changing the amount of the developer coated on the developing sleeve or the developing roller, the developer on the developer carrier contacts the image carrier without flying at the time of image formation (mode A). Instead, during a certain period of time during non-image formation (mode B), at least a part of the developer on the developer carrier contacts the image carrier.
[0043]
As a method of coating an appropriate amount of the magnetic one-component developer on the developing sleeve, a method in which an excessive amount of the developer adhered to the developing sleeve by a magnetic force is regulated using an elastic blade, and a method using a magnetic material for magnetic cutting is used. The typical method is to regulate When an elastic blade is used, the pressure or position at which the elastic blade contacts the photoconductor is changed. When a magnetic material for magnetic cutting is used, the distance between the magnetic material for magnetic cutting and the developing sleeve is changed. As the amount of the developer coating increases, the density of the magnetic chain formed on the developing sleeve increases, and the length of the magnetic chain increases. This makes it easier for the magnetic spikes to contact the photoconductor.
[0044]
As a method of coating the developing roller with the non-magnetic one-component developer, a method of regulating the coating amount of the developer using an elastic blade is typical. The developer is frictionally charged between the elastic blade and the dielectric layer on the surface of the developing roller. The charge of the developer induces a charge of the opposite polarity on the surface of the dielectric layer on the surface of the developing roller and coats it. By changing the pressure and position of the elastic blade, the amount of coating of the developer is changed to switch between contact and non-contact between the photosensitive member and the developer on the developing roller.
[0045]
(Embodiment 3) (FIGS. 4, 5, 6, and 7)
In this example, the magnetic field in the vicinity of the area where the magnetic one-component developer is developed from the developer carrier to the image carrier (developing unit a) is changed, so that the developer carrier is supported during image formation (mode A). The developer on the body does not contact the image carrier without flying, and at least a part of the developer on the developer carrier is in the image carrier within a certain time during non-image formation (mode B). Contact with
[0046]
(1) FIG. 4 is an example in which the magnet roll 6b is rotatable. The mode A and the mode B are switched by rotating the magnet roll 6b and changing the magnetic field formed in the developing unit a by the magnet roll 6b.
[0047]
(2) FIG. 5 shows an example in which the magnet roll is divided into a fixed magnet roll 6b and a magnet roll 6f that can move in parallel. The mode A and the mode B are switched by moving the magnet roll 6f in parallel to change the magnetic field formed by the magnet roll 6b and the magnet roll 6f in the developing unit a.
[0048]
(3) FIG. 6 shows an example in which a magnet cover 6e is provided outside the magnet roll 6b. The magnet roll 6b is fixed, and the magnet cover 6e is rotatable. The magnetic field generated by the combination of the magnet roll 6b and the magnet cover 6e can be changed by rotating the magnet cover 6e. The mode A and the mode B are switched by the rotation of the magnet cover 6e.
[0049]
(4) FIG. 7 shows an example in which the magnet 10 is provided in the photoconductor. The magnet 10 is movable. The mode A and the mode B are switched by moving the magnet 10 to change the magnetic field formed by the magnet roll 6b and the magnet 10 in the developing unit a.
[0050]
(Embodiment 4) (FIGS. 8 and 9)
In this example, by changing the distance between the developer carrier and the image carrier, the developer on the developer carrier comes into contact with the image carrier without flying during image formation (in mode A). First, at least a part of the developer on the developer carrier comes into contact with the image carrier within a certain period of time during non-image formation (mode B).
[0051]
FIG. 8 is a schematic diagram of a configuration for changing the distance between the photoconductor and the developing sleeve. Rollers 11 are fitted to the ends of the photoconductor and the developing roller, and regulate the distance between the photoconductor and the developing sleeve. FIG. 9 shows an enlarged view of the end portion. The roller 11 can move in the direction of the arrow as shown in FIG. However, the movable range and the stop position of the roller 11 are limited, and when switching between the mode A and the mode B, the roller 11 stops at a position corresponding to each mode.
[0052]
(Embodiment 5) (FIG. 10)
In this example, as described in claim 9, by changing the speed of the surface of the developing sleeve, the developer on the developer carrier contacts the image carrier without flying during image formation (mode A). Instead, during a certain period of time during non-image formation (mode B), at least a part of the developer on the developer carrier contacts the image carrier.
[0053]
When a magnetic one-component developer is used, the magnetic chain on the developing sleeve is stabilized by reducing the speed of the surface of the developing sleeve. As a result, the magnetic chain and the photoconductor are stably contacted.
[0054]
When a non-magnetic one-component developer is used, scattering of the developer from the developing roller can be reduced by reducing the speed of the surface of the developing roller. As a result, the photosensitive member and the developer on the developing roller can be brought into contact with a minimum necessary amount of the developer coating.
[0055]
FIG. 10 shows an example in which four gears can be used to change the speed in two stages. The cored bar 12e rotates at a constant speed. In mode A, the gears 12a and 12c are engaged, but in mode B, the gears 12b and 12d are engaged. Assuming that the diameters of the gears 12a, 12b, 12c, and 12d are Da, Db, Dc, and Dd, the following equations (E4 to E6) hold.
Da + Dc = Db + Dd (E4)
Da <Db (E5)
Dc> Dd (E6)
In addition, as an example in which the speed is changed between the mode A and the mode B, the rotation speed of the developing sleeve driving motor may be changed.
[0056]
(Embodiment 6)
FIG. 2 is a schematic structural model diagram of an example of an image forming apparatus according to the present invention.
[0057]
The image forming apparatus of this example uses a charging method using an elastic roller by applying a DC voltage, a non-contact developing method using a magnetic one-component developer, a roller transfer method, and a heat fixing method. Recording device).
[0058]
(1) Overall schematic configuration of the printer of this example
Descriptions of the reference numerals 1 and 5, 7, 8, S1 to S2, L, and P are the same as those of the first embodiment.
[0059]
Reference numeral 2 denotes an elastic charging roller as a contact charging member for the photoconductor 1. Reference numeral 4 denotes a member for supplying and applying the charge-promoting particles 3 having conductivity to the charging roller. The charging roller 9, the charge accelerating particles 3, the particle supply coating member 4, the principle of direct injection charging, and the like will be described later.
[0060]
The charging roller 9 is disposed in contact with the photosensitive member 1 with a predetermined nip width against the elasticity. n is the contact nip (charging nip). The charging roller 9 is driven to rotate at 80 rpm in the charging nip n in a clockwise direction indicated by an arrow opposite to the moving direction of the photoconductor 1. Further, a DC charging bias voltage of -700 V is applied to the charging roller 9 from a charging bias application power source S1, and the outer peripheral surface of the rotary photoreceptor 1 is substantially equal to the charging bias applied to the charging roller 9 by the direct injection charging method. It is uniformly charged to the same -680V.
[0061]
Reference numeral 6 denotes a developing device. The electrostatic latent image on the surface of the rotating photoconductor 1 is developed as a toner image by this developing device. The developing device of this embodiment is a reversal developing device using a magnetic one-component insulating toner (negative toner). Reference numeral 6a denotes a non-magnetic rotary developing sleeve as a developer-carrying / transporting member that contains a magnet roll 6b, and a thin layer of the developer 6d is coated on the rotary developing sleeve 6a by a regulating blade 6c. The layer thickness of the toner of the developer 6d with respect to the rotary developing sleeve 6a is regulated by the regulating blade 6c, and an electric charge is applied. The developer coated on the rotary developing sleeve 6a is conveyed to the developing section (developing area) a which is the opposing portion of the photosensitive member 1 and the sleeve 6a by the rotation of the sleeve 6a. A developing bias voltage is applied to the sleeve 6a from a developing bias applying power source S2. As the developing bias voltage, a voltage obtained by superimposing a DC voltage of -500 V and a rectangular AC voltage having a frequency of 1800 Hz and a peak-to-peak voltage of 1600 V was used. Thus, the electrostatic latent image on the photoconductor 1 is developed with the toner.
[0062]
In this example, the developer 6d also contains the charge-promoting particles, and the charge-promoting particles are also supplied and collected from the developing device to the photoconductor. In the non-contact developing system, supply and collection of the charge-promoting particles are balanced by applying a developing bias.
[0063]
The printer of this embodiment is cleanerless, and the transfer residual toner remaining on the surface of the rotating photoconductor 1 after the transfer of the toner image to the transfer material P is not removed by the cleaner, and the charging unit n is rotated with the rotation of the photoconductor 1. Then, the developing device 6 is cleaned (collected) at the same time as the developing device 6 (toner recycling process).
[0064]
(2) Charging roller 9, charging promotion particles 3, particle supply coating member 4
FIG. 3 is an enlarged model view of the charging roller 9 of the printer of FIG. The contact charging device according to the present embodiment reduces the friction between the photoconductor 1 and the charging roller 9 by applying the charging promoting particles 3 to the charging roller 9 formed of an elastic body, and has a speed difference. The charging roller 9 can uniformly contact the surface of the photoconductor 1.
[0065]
a) Charging roller 9
The charging roller 9 is formed by forming a medium resistance layer 9b of rubber or foam as a flexible member on a cored bar 9a. The medium resistance layer 9b was formulated with a resin (for example, urethane), conductive particles (for example, carbon black), a sulfide agent, a foaming agent, and the like, and was formed in a roller shape on the core metal 9a. Thereafter, the surface was polished as necessary to prepare a charging roller 9 as a conductive elastic roller having a diameter of 12 mm and a length of 250 mm.
[0066]
When the roller resistance of the charging roller 9 of this example was measured, it was 100 kΩ. The roller resistance was measured by applying 100 V between the core 9a and the aluminum drum while the charging roller 9 was pressed against an aluminum drum having a diameter of 30 mm so that a total pressure of 1 kg was applied to the core 9a of the charging roller 9. did.
[0067]
Here, it is important that the charging roller 9, which is a conductive elastic roller, functions as an electrode. That is, it is necessary to obtain sufficient contact with the member to be charged by providing elasticity, and at the same time, it is necessary to have a resistance low enough to charge the moving member to be charged. On the other hand, it is necessary to prevent voltage leakage when a defect site such as a pinhole is present in the member to be charged. When a photoreceptor for electrophotography is used as a member to be charged, a resistance of 104 to 107 Ω is desirable for obtaining sufficient chargeability and leakage resistance.
[0068]
If the hardness of the charging roller 9 is too low, the shape is not stable, so that the contact property with the member to be charged is deteriorated. If the hardness is too high, not only the charging nip portion cannot be secured with the member to be charged, but also Since the microscopic contact with the surface of the charged body is deteriorated, the Asker C hardness is preferably 25 to 50 degrees.
[0069]
The material of the charging roller 9 is not limited to an elastic foam, but may be a material such as EPDM, urethane, NBR, silicone rubber, IR black, etc. for resistance adjustment such as carbon black or metal oxide. A rubber material in which a conductive substance is dispersed, and a foamed material thereof can be used. Further, it is also possible to adjust the resistance by using an ionic conductive material without dispersing the conductive substance.
[0070]
In this example, since the charging is performed by direct charge injection without using discharge, the contact state between the charging roller 9 and the photoconductor 1 needs to be made dense. Therefore, the charging roller 9 is rotationally driven at a rotation speed of 80 rpm so as to move in a direction opposite to the moving direction of the surface of the photosensitive member 1 (counter rotation). If the conditions such as the thickness of the charging nip n of the photoconductor 1 and the process speed (photoconductor rotation peripheral speed) change, the optimum rotation speed of the charging roller also changes.
[0071]
b) Charge promotion particles 3
In this example, the specific resistance is 10 6 Conductive zinc oxide particles having an average particle size of 0.1 to 10 μm including Ω · cm and secondary aggregates were used as the charge promotion particles (charge assisting particles) 3. As the material of the charge promoting particles 3, various conductive particles such as conductive inorganic particles such as other metal oxides and a mixture with an organic substance can be used.
[0072]
If the resistance of the charge-promoting particles 3 is too high, charging failure will occur due to impairment of charge injection during charging. 12 (Ω · cm) or less 10 Ω · cm or less is a preferable range. More preferably 10 8 Ω · cm or less.
The resistance was measured by the tablet method and normalized. That is, the bottom area is 2.26 cm. 2 A powder sample of about 0.5 g was placed in the cylinder, and a pressure of 15 kg was applied to the upper and lower electrodes, and at the same time, a voltage of 100 V was applied to measure the resistance value. Thereafter, the resistance value was normalized and the specific resistance was calculated.
[0073]
The particle size is desirably 50 μm or less in order to obtain good charging uniformity. The lower limit of the particle size is 10 nm as long as the particles can be obtained stably.
[0074]
In the present invention, the particle size when the particles are formed as an aggregate is defined as the average particle size of the aggregate.
[0075]
For the measurement of the particle size, 100 or more samples were extracted from observation by an optical or electron microscope, the volume particle size distribution was calculated using the maximum chord length in the horizontal direction, and the 50% average particle size was determined.
[0076]
As described above, there is no problem that the charge promotion particles 3 exist not only in the state of primary particles but also in the state of aggregation of secondary particles. Regardless of the state of aggregation, the form is not important as long as the function as the charge accelerating particles can be realized as an aggregate.
[0077]
In the present invention, the particle size of the charge-promoting particles is closely related to the image deterioration that occurs when the particles fall off. The reversal development system having the configuration of this example will be described. The specific image deterioration is a defect generated in the image portion. There are two reasons for this.
[0078]
First, particles that have fallen off the contact charging member 2 block exposure light when recording an electrostatic latent image, thereby causing a defect in the electrostatic latent image. Here, it is preferable that the particle size of the charge promoting particles is smaller than the size of the constituent pixels. For example, in order to prevent defects in the latent image when scanning and recording with a 600 dpi laser beam scanner or the like, it is appropriate to use charge-promoting particles having a 600 dpi image size of 42 μm or less.
[0079]
Further, the second point is a defect caused by particles during development. In charging using the charge-promoting particles, the particles directly hinder the development of the toner, or the resistance of the charge-promoting particles is low, so that a developing bias leaks through the particles, thereby hindering the development and causing a defect in the image. Here, by making the particle size of the charge promoting particles smaller than the toner particle size, it is possible to prevent leakage and prevent image defects.
[0080]
From the above points, it is preferable that the charge accelerating particles have a size equal to or less than the pixel size, and more preferably equal to or less than the particle size of the toner.
[0081]
On the other hand, when the particle size of the charge accelerating particles is 0.01 μm or less, the particles may be embedded in minute irregularities of the photoconductor 1. Even when the particles 3 are embedded on one surface of the photoreceptor, the exposure light is hindered, and a defect of the electrostatic latent image occurs. Therefore, the smaller the particle size, the better the contact with the photoreceptor in charging. However, from the above-mentioned point, conductive particles having a particle size of 0.1 μm or more are preferable.
[0082]
Further, it is desirable that the particles 3 have excellent light transmittance. Even if the particle size of the charge accelerating particles covering the photoreceptor is in the above range, light absorption or light reflection may occur and a desired exposure amount to the photoreceptor may not be obtained. Therefore, the transmittance for the exposure light is desirably 30% or more. The light transmittance of the particles was measured according to the following procedure. The transmittance is measured with one layer of the charge-promoting particles of a transparent film having an adhesive layer fixed on one side. Light was irradiated from the vertical direction of the sheet, and the light transmitted to the back of the film was collected and the amount of light was measured. The transmittance of the particles was calculated as a net light amount from the light amount when the particles were attached only to the film. Since the recording apparatus of this example uses a light source having an exposure light wavelength of 600 to 800 nm, the transmittance in this wavelength range was measured. Actually, the transmittance of red light was measured using a 310T transmission densitometer manufactured by X-Rite.
[0083]
c) Particle supply coating member 4
In the present embodiment, the charge accelerating particles 3 are interposed in the charging nip n, which is the nip portion between the photosensitive member 1 as the member to be charged and the charging roller 9 as the contact charging member. A member 4 for supplying and applying the particles 3 is provided. The member 4 is a regulating blade. The regulating blade 4 comes into contact with the charging roller 9, and the charge accelerating particles 3 are stored and held between the charging roller 9 and the regulating blade 4.
[0084]
As the charging roller 9 rotates, a certain amount of the charge-promoting particles 3 is applied to the surface of the charging roller 9 and is carried to the charging nip n, where the charge-promoting particles 3 are uniformly supplied to the charging nip n. The state is such that the charge promotion particles 3 are interposed in the portion n.
[0085]
If the intervening amount of the charge promoting particles in the charging nip n between the photoreceptor 1 as the image carrier and the charging roller 9 as the contact charging member is too small, the lubricating effect of the particles cannot be sufficiently obtained, and the charging roller The friction between the photosensitive member 1 and the photosensitive member 1 is so large that it is difficult to rotate the charging roller 9 with a speed difference between the photosensitive member 1 and the photosensitive member 1. In other words, the driving torque becomes excessively large, and the surface of the charging roller 9 and the surface of the photoreceptor 1 will be shaved if it is forcibly rotated. Further, the effect of increasing the chance of contact by the particles may not be obtained, so that sufficient charging performance cannot be obtained. On the other hand, if the intervening amount is too large, the detachment of the charge-promoting particles from the charging roller 9 increases remarkably and adversely affects image formation.
[0086]
According to experiments, the intervening amount was 10 3 Pieces / mm 2 The above is desirable. 10 3 Pieces / mm 2 If it is lower, sufficient lubricating effect and effect of increasing the chance of contact cannot be obtained, resulting in a decrease in charging performance.
[0087]
More preferably 10 3 ~ 5 × 10 5 Pieces / mm 2 Is preferred. 5 × 10 5 Pieces / mm 2 When the particle diameter exceeds the above range, the particles fall off to the photoreceptor 1 significantly, resulting in an insufficient exposure of the photoreceptor 1 irrespective of the light transmittance of the particles themselves. 5 × 10 5 Pieces / mm 2 In the following, the amount of particles falling off is also suppressed low, and the adverse effect can be improved. When the abundance of the particles dropped on the photoreceptor 1 in the intervening amount range is measured, 2 -10 5 Pieces / mm 2 Therefore, as the abundance which has no adverse effect on image formation, 5 Pieces / mm 2 The following is desired.
[0088]
A method for measuring the intervening amount and the abundance amount on the photoconductor 1 will be described. It is desirable to directly measure the interposed amount between the charging roller 9 and the charging nip portion n of the photoconductor 1, but most of the particles existing on the photoconductor 1 before coming into contact with the charging roller 9 contact while moving in the opposite direction. In the present invention, the amount of particles on the surface of the charging roller 9 immediately before reaching the charging nip n is defined as the intervening amount. Specifically, the rotation of the photosensitive drum 1 and the charging roller 9 is stopped without applying a charging bias, and the surfaces of the photosensitive member 1 and the charging roller 9 are cleaned with a video microscope (OVM1000N made by OLYMPUS) and a digital still recorder (made by DELTAS). SR-3100). As for the charging roller 9, the charging roller 9 is brought into contact with the slide glass under the same conditions as the contact with the photosensitive drum 1, and the contact surface is viewed from the back of the slide glass with a video microscope at 10 or more locations using a 1000 × objective lens. Taken. In order to separate individual particles from the obtained digital image, binarization processing was performed with a certain threshold value, and the number of regions where particles were present was measured using desired image processing software. The amount of the abundance on the photoreceptor 1 was measured by photographing the same on the photoreceptor 1 with the same video microscope and performing the same processing.
[0089]
The adjustment of the interposition amount was performed by setting the contact of the particle supply coating member 4.
d) Charge of photoconductor 1
The lubricating effect of the charge accelerating particles (at least by the charge accelerating particles 3) is present at least in the charge nip n between the charging roller 9 as the charging member and the photoreceptor 1 as the image carrier. (Friction reduction effect) to effectively reduce friction at the charging nip portion n between the photoconductor 1 and the charging roller 9 and reduce the torque of the charging roller 9 so that the charging roller 9 can contact the photoconductor 1 with a speed difference, Even when the toner adheres to or mixes with the charging roller 9, the charging roller 9 can contact the photoconductor 1 densely and uniformly through the charge promoting particles to maintain dense contact property and contact resistance. The charge-promoting particles present on the mutual contact surface of the photoreceptor 1 rub the surface of the photoreceptor 1 without gaps, so that the charge can be directly injected into the photoreceptor 1. Electrodeposition is dominant, obtain a high charging efficiency which can not be obtained by the conventional roller charging or the like, can provide substantially the same potential as the voltage applied to the charging roller 9 to the photoreceptor 1.
[0090]
By providing a speed difference between the charging roller 9 and the photoreceptor 1, the chance that the charge accelerating particles come into contact with the photoreceptor 1 in the charging nip portion n of the charging roller 9 and the photoreceptor 1 is significantly increased, and a high contact is obtained. , And can be directly charged easily.
[0091]
The transfer residual toner adhering to and mixed into the charging roller 9 is gradually discharged from the charging roller 9 onto the photoconductor 1 and moves to the surface of the photoconductor 1 to reach the developing section a. (The toner recycling process). As described above, in the simultaneous cleaning with development, the toner remaining on the photoreceptor 1 after transfer is developed in a subsequent image forming step, that is, the photoreceptor is charged and exposed to form a latent image, and the latent image is developed. At this time, the toner is collected by a fogging bias of the developing device, that is, a fog removing potential difference Vback which is a potential difference between a DC voltage applied to the developing device and a surface potential of the photosensitive member. In the case of reversal development as in the printer of the present embodiment, the simultaneous cleaning of development involves applying an electric field for collecting toner from the dark portion potential of the photoconductor to the developing sleeve and attaching the toner from the developing sleeve to a bright portion potential of the photoconductor. This is done by the action of an electric field.
[0092]
Thus, in a contact-charging type image forming apparatus, a simple member such as the charging roller 9 is used, and irrespective of contamination of the charging roller 9 by toner, ozone-less direct injection charging is performed at a low applied voltage. It is possible to obtain an image forming apparatus which can be stably maintained over a long period of time, can provide uniform chargeability, has no trouble due to ozone products, trouble due to poor charging, and has a simple configuration and low cost. .
[0093]
By setting the particle size of the charge accelerating particles to be equal to or smaller than the pixel size of the electrostatic latent image, high-definition image recording can be realized without hindering exposure when the charge accelerating member falls off the charging member and reaches the exposure section. Defects in the electrostatic latent image were reduced, and image deterioration such as the lack of an image portion in the form of a white dot could be reduced.
[0094]
In addition, by setting the particle size of the charge-promoting particles to be equal to or smaller than the toner particle size, the development of the toner is inhibited during development, or the development bias is prevented from leaking through the charge-promoting particles to eliminate image defects. And more excellent image recording was made possible.
[0095]
Further, by setting the particle size of the charge-promoting particles to be larger than 0.1 μm, the problem that the charge-promoting particles are embedded in the photoreceptor 1 and the problem of blocking the exposure light can be solved, and image recording with excellent uniformity and density reproducibility can be achieved. Realize.
[0096]
In addition, by using particles having a transmittance of the charge accelerating particles of 30% or more to the exposure light, an appropriate exposure amount can be secured, and good density reproducibility and excellent image recording can be realized.
[0097]
Further, the charge accelerating particles are preferably non-magnetic so as not to hinder the exposure.
[0098]
The resistance value of the charge accelerating particles is 1 × 10 12 (Ω · cm) or less, charging performance can be improved and the charging roller torque can be reduced. 10 (Ω · cm) or less, even if the charge promoting particles are interposed between the charging roller 9 and the photosensitive member 1, the chargeability is not reduced and the frictional force between the charging roller 9 and the photosensitive member 1 is small. Thus, the torque of the charging roller 9 can be reduced, the elastic charging roller 9 can uniformly contact the photosensitive member 1, and a uniform and stable injection charging property can be obtained with a simple configuration. Provision of the means for supplying the charge-promoting particles enables stable charging even when the apparatus is used for a long time.
[0099]
(3) Example of stabilizing the supply of charge accelerating particles according to the present invention
As described in (1) and (2), the charge promoting particles are indispensable for the electrophotographic process shown in FIG. As will be described later, the supply of particles is more stable in a state where the magnetic chain on the developing sleeve is in contact with the photosensitive member than in a state where the photosensitive member is not in contact therewith. However, the output image has higher image quality when the magnetic brush on the developing sleeve is not in contact with the photoconductor than when it is in contact. Therefore, in this example, the mode A in which the developer on the developer carrier does not contact the image carrier without flying, and the mode in which at least some of the developer on the developer carrier is in contact with the image carrier B, two modes are provided. It is assumed that mode A is during image formation and mode B is during a certain period of time during non-image formation. This makes it possible to stabilize the supply of the charge-promoting particles from the developing device to the photoreceptor while keeping the output image at high image quality.
[0100]
The reason why the supply of the charge-promoting particles is more stable when the magnetic brushes on the developing sleeve are in contact with the photoconductor than when they are not in contact with each other will be described.
[0101]
FIG. 11 shows the relationship between the developer matrix and the charge promoting particles. The charge-promoting particles include those that are free from the developer matrix and those that adhere to the developer matrix. The abundance ratio and release rate of the developer matrix and the charge accelerating particles on the developing sleeve are equal to the values in the developing device near the developing sleeve. Therefore, the abundance ratio and release rate of the developer matrix and the charge accelerating particles on the developing sleeve are almost constant and stable.
[0102]
When the magnetic brush on the developing sleeve is not in contact with the photoreceptor, the important factors affecting the supply of the charge-promoting particles are the abundance ratio and release rate of the developer matrix and the charge-promoting particles on the developing sleeve, the supply bias. It is. When the magnetic brush on the developing sleeve is in contact with the photoconductor, the amount of the developer matrix in contact with the photoconductor and the amount of the charge promoting particles on the photoconductor are added thereto. This determines the equilibrium conditions for the supply of the charge promoting particles. For this reason, if the amount of the charge-promoting particles on the photoreceptor is excessive, the direction is reduced (recovered to the developing device), and if the amount is too small, the direction is increased (supplied from the developing device). As described above, the supply of the charge-promoting particles is more stable in the state where the magnetic chain on the developing sleeve is not in contact with the photosensitive member than in the state where the photosensitive member is not in contact with the magnetic chain.
[0103]
As a method for bringing the magnetic brush on the developing sleeve into contact with the photoconductor, the same means as in the first to seventh embodiments is used.
[0104]
In this embodiment, a coating member is used as a means for supplying the charge accelerating particles, but the present invention is not limited to this. For example, only the method of controlling the developing bias and supplying the charge accelerating particles in the developing device to the photoconductor may be used.
[0105]
(Other)
In the cleanerless electrophotographic apparatus described in the sixth embodiment, in order to stabilize the apparatus, it is necessary to recover the transfer residual developer with high efficiency using a developing device. Therefore, the effect of the present invention is greater in cleanerless devices than in devices with cleaners.
[0106]
In the embodiments described so far, the developing sleeve or the developing roller is used as the developer carrier, but the present invention is not limited to this. As a method for coating the developer carrying member with the developer, a magnetic force or an electrostatic force generated by inducing a charge on a dielectric material on the surface of the developer carrying member due to a charge of the developer is mentioned. Other methods such as the generated intermolecular force may be used. In the embodiment, the shape of the developer carrying member is a cylinder, but any shape may be used as long as non-contact development is achieved. The chemical properties and surface properties of the developer carrier are not limited.
[0107]
【The invention's effect】
In an image forming apparatus for charging an image carrier, exposing to form an electrostatic latent image on the image carrier, and performing non-contact development of a one-component developer on the electrostatic latent image,
At the time of image formation, the developer on the developer carrier does not contact the image carrier without flying, and at the time of non-image formation, at least a part of the developer on the developer carrier contacts the image carrier,
The ability to collect a developer necessary for image formation and supply particles is improved.
[0108]
As a result, it is possible to prevent the developer from being contaminated on the image carrier, and to stabilize the supply of particles that are indispensable for image formation on the image carrier. In particular, the effect of stabilizing the cleanerless system is remarkable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to a sixth embodiment.
FIG. 3 is an enlarged view of an injection charging roller portion.
FIG. 4 is an enlarged model diagram of a developing unit a of the image forming apparatus in (1) of Embodiment 3;
FIG. 5 is an enlarged model view of a developing unit a of the image forming apparatus in (2) of the third embodiment.
FIG. 6 is an enlarged model view of a developing unit a of the image forming apparatus in (3) of the third embodiment.
FIG. 7 is an enlarged model diagram of a developing unit a of the image forming apparatus in (4) of Embodiment 3;
FIG. 8 is a schematic diagram of a method for regulating a distance between a photoconductor and a developing sleeve according to a fourth embodiment.
FIG. 9 is an enlarged schematic diagram of a portion between a photoconductor and a developing sleeve at an end.
FIG. 10 is a schematic view of a developing sleeve driving method according to a fifth embodiment.
FIG. 11 is a schematic view of a developer matrix and charge accelerating particles in a developing device.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor (image carrier)
2 Charging roller (contact charging member)
3 cleaner blade
4 cleaner
5 Laser beam scanner (exposure device)
6 Developing device
6a Developing sleeve
6b Magnet roll
6c Regulation blade
6d developer
6e Magnet cover
6f magnet roll
7 Transfer roller
8 Fixing device
9 Injection charging roller (contact charging member)
10 magnets
11 rollers
12a gear
12e core
13a Developer matrix
13b Non-free charge accelerating particles
13c Free charge accelerating particles
P transfer material

Claims (14)

像担持体を帯電し、像担持体上に静電潜像を形成する為に露光し、静電潜像に一成分現像剤を非接触現像させる画像形成装置において、
現像剤担持体上の現像剤は飛翔なしには像担持体と接触しないモードＡと、少なくとも現像剤担持体上の一部の現像剤は像担持体と接触しているモードＢの、２つのモードを備えていることを特徴とする画像形成装置。In an image forming apparatus for charging an image carrier, exposing to form an electrostatic latent image on the image carrier, and performing non-contact development of a one-component developer on the electrostatic latent image,
Mode A in which the developer on the developer carrier does not contact the image carrier without flying, and Mode B in which at least some of the developer on the developer carrier is in contact with the image carrier. An image forming apparatus comprising a mode. 像担持体を帯電し、像担持体上に静電潜像を形成する為に露光し、静電潜像に一成分現像剤を非接触現像させる画像形成装置において、
画像形成時には現像剤担持体上の現像剤は飛翔なしには像担持体と接触しないが、非画像形成時のある一定時間内に、少なくとも現像剤担持体上の一部の現像剤は像担持体と接触していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。In an image forming apparatus for charging an image carrier, exposing to form an electrostatic latent image on the image carrier, and performing non-contact development of a one-component developer on the electrostatic latent image,
At the time of image formation, the developer on the developer carrier does not contact the image carrier without flying, but within a certain time during non-image formation, at least a part of the developer on the developer carrier carries the image. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is in contact with a body. 一成分現像剤の抵抗値が１０１１Ωｃｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the one-component developer has a resistance value of 10 11 Ωcm or more. 一成分現像剤の抵抗値が１０１３Ωｃｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein a resistance value of the one-component developer is 10 13 Ωcm or more. モードＡ時に現像剤担持体に印加する現像バイアス電圧と、モードＢ時に現像剤担持体に印加する現像バイアス電圧が異なることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a developing bias voltage applied to the developer carrier in the mode A is different from a developing bias voltage applied to the developer carrier in the mode B. モードＡ時に現像剤担持体上にコートされる単位面積当たりのトナー量［ｇ／ｃｍ２］をｎ１、モードＢ時に現像剤担持体上にコートされる単位面積当たりのトナー量［ｇ／ｃｍ２］をｎ２とした場合、下記の式（Ｅ１）を満たすことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の画像形成装置。
ｎ１　　＜　　ｎ２　　　　　　　　　・・・　　（Ｅ１）The amount of toner [g / cm 2 ] per unit area coated on the developer carrier in mode A is n 1 , and the amount of toner per unit area coated on the developer carrier in mode B [g / cm] If 2] was used as a n 2, the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5 satisfy the formula (E1) below.
n 1 <n 2 (E1) 現像剤担持体から像担持体に磁性一成分現像剤が現像される領域近傍における磁界が、モードＡ時とモードＢ時で異なることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置。The image according to any one of claims 1 to 6, wherein a magnetic field near a region where the magnetic one-component developer is developed from the developer carrier to the image carrier is different between the mode A and the mode B. Forming equipment. モードＡ時の現像剤担持体と像担持体との最近接距離をｄ１、モードＢ時の現像剤担持体と像担持体との最近接距離をｄ２とした場合、下記の式（Ｅ２）を満たすことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の画像形成装置。
ｄ１　　＞　ｄ２　　　　　　　　　・・・　　（Ｅ２）When the closest distance between the developer carrier and the image carrier in mode A is d 1 , and the closest distance between the developer carrier and the image carrier in mode B is d 2 , the following equation (E2) 8. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
d 1> d 2 ··· (E2 ) モードＡ時の現像剤担持体表面の速さをＶ１、モードＢ時の像剤担持体表面の速さをＶ２とした場合、下記の式（Ｅ３）を満たすことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の画像形成装置。
Ｖ１　　＞　Ｖ２　　　　　　　　　　　・・・　　（Ｅ３）If the speed of the developer carrying member surface during mode A and the speed of V 1, mode image-carrying member surface during B and V 2, claim to satisfy the equation (E3) below 9. The image forming apparatus according to any one of 1 to 8.
V 1> V 2 ··· (E3 ) 像担持体をクリーニングするクリーナーを持たないことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus does not include a cleaner for cleaning the image carrier. 磁性一成分現像剤を用いることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の画像形成装置。11. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a magnetic one-component developer is used. 非磁性一成分現像剤を用いることを特徴とする請求項１から６、または８から１０のいずれかに記載の画像形成装置。11. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a non-magnetic one-component developer is used. 像担持体を帯電する帯電工程手段は、像担持体とニップ部を形成する可撓性の帯電部材により像担持体面を帯電する接触帯電装置であり、帯電部材は像担持体に対して速度差をもって移動し、少なくとも帯電部材と像担持体とのニップ部に像担持体の帯電を促進させるための帯電促進粒子が介在し、前記帯電促進粒子の粒径は静電潜像の構成画素サイズ以下であることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の画像形成装置。The charging step for charging the image bearing member is a contact charging device that charges the surface of the image bearing member by a flexible charging member that forms a nip with the image bearing member. And at least a nip portion between the charging member and the image carrier is interposed with charge-promoting particles for promoting charging of the image carrier, and the particle size of the charge-promoting particles is equal to or smaller than the pixel size of the electrostatic latent image. The image forming apparatus according to claim 1, wherein: 帯電促進粒子は像担持体の静電潜像を現像する現像工程手段の現像剤に添加されていて、現像工程手段から像担持体上に供給されて帯電部材と像担持体とのニップ部に持ち運ばれ、
現像工程手段の現像剤に添加の帯電促進粒子は２種類以上であり、現像工程手段内において少なくとも１種類の帯電促進粒子は正の電荷量（Ｃ／ｇ）を持ち、かつこれとは別の少なくとも１種類の帯電促進粒子は負の電荷量を持つことを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の画像形成装置。The charge accelerating particles are added to the developer of the developing step means for developing the electrostatic latent image on the image carrier, and are supplied from the developing step means onto the image carrier, and are supplied to the nip between the charging member and the image carrier. Carried around,
There are two or more kinds of charge-promoting particles added to the developer in the developing step means, and at least one kind of the charge-promoting particles in the developing step means has a positive charge amount (C / g), 14. The image forming apparatus according to claim 1, wherein at least one kind of the charge promotion particles has a negative charge amount.
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