JP4006825B2

JP4006825B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4006825B2
Application number: JP13072398A
Authority: JP
Inventors: 正吾佐藤
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1998-05-13
Filing date: 1998-05-13
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2018-05-13
Also published as: JPH11327302A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像剤を被記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装置、詳しくは、ブラシ型の帯電器を使用する画像形成装置の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、表面に静電潜像が形成される感光ドラム等の静電潜像担持体と、該静電潜像担持体の表面をコロナ放電によって一様に帯電させるスコロトロン型の帯電器と、該帯電器による帯電後の前記静電潜像担持体表面に前記静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該静電潜像形成手段によって形成された前記静電潜像にトナー等の現像剤を搬送して現像する現像手段と、該現像手段に現像剤を供給する供給手段とを備えた画像形成装置が知られている。
【０００３】
この種の画像形成装置では、帯電器によって一様に帯電させた静電潜像担持体表面に、静電潜像形成手段によって静電潜像を形成し、現像手段よって摩擦帯電等により帯電させた現像剤で前記静電潜像を現像し、続いて、その現像剤を被記
録媒体に転写することによって画像を形成している。
【０００４】
この種の画像形成装置において良好な画像形成を行うためには、まず帯電器による静電潜像担持体の均一な帯電が不可欠である。スコロトロン型の帯電器は、このような均一な帯電を行うには最適な帯電器であるが、帯電に際してオゾンが大量に発生するという問題点があり、近年においては環境面を考慮してオゾンレス帯電器が主流となりつつある。
【０００５】
オゾンレス帯電器には、回転体に導電性のブラシを設け、このブラシを静電潜像担持体に接触させて電圧の印加を行う、いわゆるブラシ型の帯電器と、ローラ型の導電性弾性体を静電潜像担持体に接触させて電圧の印加を行う、いわゆるローラ型の帯電器とがある。
【０００６】
ブラシ型の帯電器は、ローラ型の帯電器に比べ安価に構成することができ、また、静電潜像担持体の表面、特に有機感光体の表面を汚染する現象が生じにくいという利点を有している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ブラシ型帯電器を用いた場合には、長期間の使用において、絶縁体であるトナーの外添剤がトナー母粒子から剥離し、ブラシ型帯電器のブラシ部に付着して、ブラシ部の導電性を低下させ、帯電にむらを生じるという問題点があった。
【０００８】
画像形成装置の維持管理や小型化が容易な点から、トナーとキャリアとを含む２成分系の現像剤に代わって、キャリアを含まない１成分系の現像剤が多用されるようになってきており、その中でも、トナーに磁性体を含まない非磁性の１成分現像剤が、カラー現像に適しているという理由で一般的となりつつある。しかし、前記帯電むらは、特に非磁性１成分現像剤を用いる際に大きな問題となっていた。
【０００９】
非磁性１成分現像剤では、シリカ等の各種外添剤がトナーに添加されており、一般的には２種類の粒径の外添剤が用いられることが多い。１つは流動性の確保を主な目的として添加される粒径が１０ｎｍ程度の小さ目の外添剤であり、もう１つは小さ目の外添剤のトナー母粒子への埋り込み防止を主な目的として添加される粒径が３０ｎｍ以上の大き目の外添剤である。そして、この大き目の外添剤がトナー母粒子から離れ易いという性質を有しており、また、この大き目の外添剤がブラシ部に付着した場合には、帯電むらが大きいという問題があった。
【００１０】
この問題を解決するためには、大き目の外添剤を使用しないことも考えられるが、小さ目の外添剤だけでは、長期間の使用において小さ目の外添剤がトナー母粒子に埋まり込み、トナーの流動性の低下、あるいは帯電不良を生じさせて、良好な現像を行うことができないという問題が生じる。
【００１１】
本発明は、前記問題点に鑑みなされたものであり、ブラシ型の帯電器を使用する場合でも、外添剤のブラシ部への付着による帯電不良を確実に防止すると共に、外添剤のトナー母粒子への埋まり込みによる印字不良を確実に防止することのできる画像形成装置を提供することを課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の画像形成装置は、前記課題を解決するために、静電潜像を現像した現像剤を、被記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装置であって、表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体と、該静電潜像担持体の表面に接触して該表面を一様に帯電せしめるブラシ状帯電手段とを少なくとも備え、前記現像剤は、体積抵抗値が前記ブラシ状帯電手段の体積抵抗値以下である導電性の外添剤を含む非磁性１成分現像剤であり、前記外添剤は粒径の異なる２種類以上の外添剤を備え、少なくとも最大粒径の外添剤が前記導電性の外添剤であることを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載の画像形成装置によれば、現像剤としてのトナーに外添された外添剤がブラシ状帯電手段のブラシ部に付着することがあっても、本発明の外添剤は、体積抵抗値がブラシ状帯電手段の体積抵抗値以下である導電性を有しているので、ブラシ部に付着したとしてもブラシ部に印加された電圧を良好に静電潜像担持体に供給することができる。従って、帯電むらのない良好な画像形成を行うことができる。
【００１４】
【００１５】
また、前記現像剤が非磁性１成分現像剤であるため、現像のためだけでなく、現像剤担持体による搬送のためにも、十分に摩擦を行い、摩擦帯電電荷を付与する必要がある。従って、外添剤のトナー母粒子からの剥離がより一層生じ易くなりブラシ状帯電手段のブラシ部に付着し易い。特に大粒径の外添剤にその傾向が強い。しかしながら、少なくとも最大粒径の外添剤は、体積抵抗値がブラシ状帯電手段の体積抵抗値以下である導電性を有しているので、ブラシ部に付着したとしてもブラシ部に印加された電圧を良好に静電潜像担持体に供給することができる。従って、帯電むらのない良好な画像形成を行うことができる。また、現像剤は、粒径の異なる２種類以上の外添剤に含まれる小さな粒径の外添剤によって流動性が向上し、良好な摩擦帯電電荷が得られ、また、現像剤担持体による搬送量が向上する。更に、前記現像剤は、粒径の異なる２種類以上の外添剤に含まれる大きな粒径の外添剤によって、前記小さな外添剤のトナー母粒子への埋まり込みを防止し、長期間に亘って前記小さな粒径の外添剤による高流動性と高搬送性を維持する。従って、上述のように良好な帯電により形成された良好な静電潜像を長期間に亘って高流動性と高搬送性の現像剤により現像することができ、長期間に亘って高品質の画像形成を行うことができる。
【００１６】
請求項２に記載の画像形成装置は、前記課題を解決するために、請求項１に記載の画像形成装置において、前記導電性の外添剤は、導電性を有する表面層が形成された酸化チタン、シリカ、あるいはアルミナであることを特徴とする。
【００１７】
請求項２に記載の画像形成装置によれば、前記導電性の外添剤は、導電性を有する表面層が形成された酸化チタン、シリカ、あるいはアルミナなので、微粉末化が容易であり、現像剤、特に非磁性１成分現像剤の帯電性及び流動性を適切に調整して、良好な画像形成を行うことができる。また、ブラシ状帯電手段のブラシ部に付着したとしても導電性を有しているので帯電むらを生じさせることがない。従って、ブラシ状帯電手段を使用する場合でも、外添剤のブラシ部への付着による帯電不良と、トナーの帯電不良とを確実に防止することができる。
【００１８】
請求項３に記載の画像形成装置は、前記課題を解決するために、請求項２に記載の画像形成装置において、前記導電性を有する表面層は、アンチモン（Ｓｂ）をドープした酸化錫（ＳｎＯ2）により形成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載の画像形成装置によれば、酸化チタン、シリカ、あるいはアルミナを覆う前記導電性を有する表面層は、アンチモン（Ｓｂ）をドープした酸化錫（ＳｎＯ2）により形成されているので、酸化チタン、シリカ、あるいはアルミナに対して適切な導電性表面処理を行うことができ、ブラシ状帯電手段を使用する場合でも、外添剤のブラシ部への付着による帯電不良と、トナーの帯電不良とを確実に防止することができる。
請求項４に記載の画像形成装置は、前記課題を解決するために、静電潜像を現像した現像剤を、被記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装置であって、表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体と、該静電潜像担持体の表面に接触して該表面を一様に帯電せしめるブラシ状帯電手段とを少なくとも備え、前記現像剤は、体積抵抗値が前記ブラシ状帯電手段の体積抵抗値以下である導電性の外添剤を含み、前記導電性の外添剤は、導電性を有する表面層が形成された酸化チタン、シリカ、あるいはアルミナであって、前記導電性を有する表面層は、アンチモン（Ｓｂ）をドープした酸化錫（ＳｎＯ 2 ）により形成されていることを特徴とする。
請求項４に記載の画像形成装置によれば、現像剤としてのトナーに外添された外添剤がブラシ状帯電手段のブラシ部に付着することがあっても、本発明の外添剤は、体積抵抗値がブラシ状帯電手段の体積抵抗値以下である導電性を有しているので、ブラシ部に付着したとしてもブラシ部に印加された電圧を良好に静電潜像担持体に供給することができる。従って、帯電むらのない良好な画像形成を行うことができる。
また、前記導電性の外添剤は、導電性を有する表面層が形成された酸化チタン、シリカ、あるいはアルミナなので、微粉末化が容易であり、現像剤、特に非磁性１成分現像剤の帯電性及び流動性を適切に調整して、良好な画像形成を行うことができる。また、ブラシ状帯電手段のブラシ部に付着したとしても導電性を有しているので帯電むらを生じさせることがない。従って、ブラシ状帯電手段を使用する場合でも、外添剤のブラシ部への付着による帯電不良と、トナーの帯電不良とを確実に防止することができる。
更に、酸化チタン、シリカ、あるいはアルミナを覆う前記導電性を有する表面層は、アンチモン（Ｓｂ）をドープした酸化錫（ＳｎＯ 2 ）により形成されているので、酸化チタン、シリカ、あるいはアルミナに対して適切な導電性表面処理を行うことができ、ブラシ状帯電手段を使用する場合でも、外添剤のブラシ部への付着による帯電不良と、トナーの帯電不良とを確実に防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明が適用された画像形成装置としてのレーザプリンタの主要構成部品の斜視図、図２はこのレーザプリンタの概略側断面図である。
【００２１】
本実施形態におけるレーザプリンタの本体ケース１は、合成樹脂で形成されており、図１に示すように、メインフレーム１ａと、このメインフレーム１ａの四周（前後及び左右両側）外面を覆うメインカバー体１ｂとからなり、メインフレーム１ａとメインカバー体１ｂとを一体的に射出成形等により形成したものである。
【００２２】
また、メインフレーム１ａには、上面から露光ユニットとしてスキャナユニット２と、画像形成部としてのプロセスカートリッジ３と、定着部としての定着ユニット４と、給紙ユニット５とが装着される。
【００２３】
そして、駆動モータとギヤ列とを含む駆動系ユニット６は、メインカバー体１ｂの図１の左側内面とそれに近接するメインフレーム１ａの左側の間との収納凹所１ｄ内に本体ケース１の下方から挿入して装着固定される。更に、メインフレーム１ａ及びメインカバー体１ｂの上面を覆うための合成樹脂製の本体カバーとしてのトップカバー７には、メインフレーム１ａの右側に上向きに突出する操作パネル部１ｃを貫通させる孔７ａと、給紙ユニット５の基部を貫通させるための孔７ｂとが穿設されている。排紙トレイ８の基部はトップカバー７の前端の左右両側に突設したブラケット９（図１で一方のみ示す）に上下揺動可能に装着されてやおり、不使用の場合には、排紙トレイ８をトップカバー７の上面側に折り畳んで覆うことができる。
【００２４】
給紙ユニット５におけるフィダー部ケース５ａ内には、積層された状態で被記録媒体としての記録紙Ｐがセットされる。図２に示すように、記録紙Ｐの先端側は、フィダー部ケース５ａ内のばね１０ａで付勢された支持板１０にて給紙ローラ１１に向かって押圧されている。このため、駆動系ユニット６から動力伝達されて回転する給紙ローラ１１と分離パッド１２とによって、記録紙Ｐを１枚ずつ分離して上下一対のレジストローラ１３，１４に送ることが可能である。
【００２５】
プロセスカートリッジ３は、レジストローラ１３，１４にて給送されてくる前記分離された記録紙Ｐの表面にトナーＴ（図３）により画像を形成する。更に、定着ユニット４は、トナーＴの画像が形成された記録紙Ｐを、加熱ローラ１５と押圧ローラ１６とにて挟持するこで加熱して、記録紙Ｐ上のトナー画像を定着する。定着ユニット４のケース内における下流側に配置された排紙ローラ１７とピンチローラ１８とからなる排紙部は、トナー画像が定着された記録紙Ｐを排紙トレイ８に排出する。給紙ローラ１１から排紙部までが、被記録媒体搬送ルートである。なお、給紙ユニット５には斜め上方向に開口する手挿口５ｂが設けられ、フィダー部ケース５ａ内の記録紙Ｐとは別の記録紙を、前記記録媒体搬送ルートへ挿入して印刷できるようにされている。
【００２６】
本体ケース１における上面開放箱体状のメインフレーム１ａの平面視ほぼ中央部に配置するプロセスカートリッジ３の下方の部位には、スキャナユニット２の上支持板２ａが、メインフレーム１ａの底板部の上面側に一体的に形成したステー部にビス等にて固定される。そして、露光ユニットとしてのスキャナユニット２には、合成樹脂等の上支持板２ａの下面側に、レーザ発光部（図示せず）、ポリゴンミラー２０、レンズ２１、反射鏡２２等が配置されている。前記上支持板２ａには、静電潜像担持体としての感光ドラム２３の軸線に沿って延びるように穿設された横長スキャナ孔を覆う硝子板２４が設けられている。レーザ発光部から出射されたレーザビームＬは、ポリゴンミラー２０、反射鏡２２、レンズ２１、硝子板２４等を介してプロセスカートリッジ３における感光ドラム２３の外周面に照射される。
【００２７】
図２及び図３に示すように、プロセスカートリッジ３は、感光ドラム２３とその上方に当接した転写ローラ２５、給紙方向において感光ドラム２３よりも上流側に配置された現像手段としての現像ローラ２７、及びその更に上流側に配置された供給ローラ２８を有する現像器、更にその上流側に配置した現像剤収容部にに着脱可能な設けられたトナーカートリッジ２９、また感光ドラム２３よりも下流側に配置したクリーニング装置３０等からなっている。プロセスカートリッジ３は、これらの構成要素が合成樹脂製のケース３４に組み込まれることによってカートリッジ化されており、このカートリッジ化したプロセスカートリッジ３は、メインフレーム１ａに着脱可能に装着されている。なお、感光ドラム２３、現像ローラ２７、及び供給ローラ２８は、何れも図２における時計回りに回転する。
【００２８】
プロセスカートリッジ３と定着ユニット４との間には、感光ドラム２３を除電するための除電ランプ４１が設けられている。また、感光ドラム２３の下方には帯電器２６が設けられている。帯電器２６は、導電性の繊維から成るブラシを備えたブラシ型帯電器であり、スキャナユニット２の上支持板２ａ上面に一体に設けられている。
【００２９】
感光ドラム２３の外周面には、帯電器２６にて帯電された感光層に、スキャナユニット２により画像情報に従って変調されたレーザビームＬが走査されることによって静電潜像が形成される。すなわち、スキャナユニット２は静電潜像形成手段に相当する。図３の拡大図に示すように、トナーカートリッジ２９内に収納された現像剤としてのトナーＴは、撹拌体３１にて撹拌されて放出された後、供給ローラ２８を介して現像ローラ２７の外周面に担持され、層厚規制ブレード３２によって現像ローラ２７外周面の層の厚さが規制される。感光ドラム２３の静電潜像は、現像ローラ２７からトナーＴが付着されることによって顕像化（現像）される。なお、このトナーＴの構成、前記現像の機構等については、後に詳述する。
【００３０】
トナーＴによって感光ドラム２３に形成された像（トナー画像）は、感光ドラム２３の電位とは逆電位の転写バイアスが印加された転写ローラ２５と感光ドラム２３との間を通る記録紙Ｐに転写される。そして、感光ドラム２３上に残ったトナーＴはクリーニングローラ装置３０に設けられたクリーニングブレード３０ａによって掻き取られる。
【００３１】
なお、スキャナユニット２の上支持部２ａ（図２）には、上向きに突出するトナーセンサ３３を設け、発光部と受光部との対からなるトナーセンサ３３がプロセスカートリッジ３におけるトナーカートリッジ２９の下面凹所内に臨んで、トナーカートリッジ２９内のトナーＴの有無を検出できるようになっている。
【００３２】
図２に戻って、メインフレーム１ａの前部位とメインカバー体１ｂの前部位との連設部下面側には、冷却ファン３５を収納するための収納部３６と、記録紙Ｐの通過方向と直交する左右方向に延びる通風ダクト３７とが連通して形成される。そして、通風ダクト３７の上面板部３７ａを断面下向きＶ字状に形成し、この上面板部３７ａをプロセスカートリッジ３と定着ユニット４との間に位置させて、定着ユニット４における加熱ローラ１５から発生する熱がプロセスカートリッジ３側に直接伝達しないように遮断する。
【００３３】
また、冷却ファン３５で発生した冷却風は、通風ダクト３７内を通ってメインフレーム１ａの一側下面を伝い、電源部３９及び駆動系ユニット６の前記駆動モータを冷却する一方、上面板部３７ａの内、プロセスカートリッジ３側に開口した複数箇所のスリット孔から吹き出し、該冷却風は、プロセスカートリッジ３と定着ユニット４の間を通過して上昇し、トップカバー７に複数穿設した排気孔４０（図１）から装置外に排出される。
【００３４】
（現像機構の構成）
次に、前記トナー画像の現像機構の構成について説明する。
【００３５】
本実施形態の静電潜像担持体としての感光ドラム２３は、ポリカーボネイト等から構成されており、例えば、接地されたアルミニウム製の円筒スリーブ外周部に、ポリカーボネイトに光導電性樹脂を分散させた光導電層を形成して構成される。
【００３６】
ブラシ型帯電器２６の導電性ブラシには、一例として、導電性カーボンを分散したビスコスレーヨン（ユニチカ製）を用いた。また、比抵抗は１×１０6〜１０×１０6Ω・ｃｍとした。
【００３７】
現像剤担持体としての現像ローラ２７は、シリコンゴムを基材として円柱状に構成され、更にカーボンの微粒子を含むと共に、表面にフッ素を含有した樹脂またはゴム材のコート層が形成されている。なお、現像ローラ２７は、必ずしも基材をシリコンゴムで構成しなくてもよく、ウレタンゴムで構成しても良い。
【００３８】
供給ローラ２８は、連続気泡を有するウレタンフォームによって構成されたいわゆる発泡ローラであり、その気泡のセル数は１インチ（２．５４ｃｍ）当たり８０個以上である。また、供給ローラ２８は、現像ローラ２７に押圧接触するように配置されている。なお、供給ローラ２８としては、この他にも、スポンジ、シリコンゴムあるいはウレタンゴム等の適宜の部材を使用することができる。
【００３９】
層厚規制手段としての層厚規制ブレード３２は、ステンレス鋼等の板バネ部材の先端部を曲げたものを用いている。但し、このようなブレードに限られるものではなく、板バネ部材の先端部にシリコン等のゴム弾性を有する圧接部材を備えたもの等を用いることができる。
【００４０】
以上のような構成により、現像ローラ２７と感光ドラム２３との対向部において、感光ドラム２３上に形成されたマイナス極性（負帯電）の静電潜像に対して、摩擦帯電により負に帯電したトナーＴを反転現像方式で良好に現像することができ、極めて高画質な画像を形成できる。
【００４１】
特に、本実施形態においては、現像剤に含まれる外添剤を以下のように構成したことにより、ブラシ型帯電器２６による帯電むらを生じさせることがないという、従来の装置に比べて極めて優れた効果を発揮することができる。以下、本実施形態の画像形成装置における外添剤の構成について詳しく説明する。
【００４２】
まず、トナーカートリッジ２９に収納されたトナーＴは、負帯電性の非磁性１成分現像剤であり、機械的粉砕方式により生成された粉砕ポリエステルトナーである。そして、このような粉砕ポリエステルトナーに、ワックスと着色剤たるカーボン、及び負帯電用の荷電制御剤としてクロム錯体を添加してなる平均粒径９μｍのトナー母粒子を有している。
【００４３】
そして、前記トナーＴは、そのトナー母粒子の表面に小粒径外添剤としてのシリカ及び大粒径外添剤としての酸化チタンを添加して構成している。そして、シリカには、シランカップリング剤、シリコーン等による周知の疎水化処理を施し、酸化チタンには、アンチモン（Ｓｂ）でドーピングした酸化錫（ＳｎＯ2）等による導電性表面処理を施して、その体積抵抗値を約５０Ω・ｃｍに設定した。但し、この体積抵抗値に限られるものではなく、ブラシ型帯電器２６のブラシ部の体積抵抗値と同等か、それ以下であれば良い。大粒径外添剤としての酸化チタンは平均粒径が４０ｎｍで、その添加量はトナー母粒子の１．０重量％であり、小粒径外添剤としてのシリカは平均粒径が１０ｎｍで、その添加量はトナー母粒子の０．６重量％である。
【００４４】
このように平均粒径の大きな外添剤と平均粒径の小さな外添剤との粒径の異なる２種類の外添剤を用いるのは、外添剤のトナー母粒子への埋まり込みの防止とトナーの流動性の向上との両立を図るためである。平均粒径が１０ｎｍの小粒径外添剤は、トナーの流動性を良好に向上させることができるが、その反面、長期間使用する間にトナー母粒子の中に埋まり込み易い。特に、現像剤として、非磁性１成分現像剤を用いた場合には、摩擦帯電により電荷を付与する必要があるため、このような埋まり込みが生じ易い。このため、この小粒径外添剤が剥がれてブラシ型帯電器２６のブラシ部に付着することは殆どない。これに対し、平均粒径が４０ｎｍの大粒径外添剤は、図４に例示する外添剤９１のように、小粒径外添剤９３のトナー母粒子９５への埋まり込みを抑制することができる。
【００４５】
但し、大粒径外添剤は、トナー母粒子から剥がれ易く、ブラシ型帯電器２６のブラシ部に付着する可能性も高い。特に、従来の画像形成装置のように大粒径の外添剤として絶縁体であるシリカを用いていた場合には、ブラシ部の導電性を低下させ、帯電むらを生じさせることがあった。
【００４６】
しかしながら、本実施形態においては、大粒径外添剤としての酸化チタンには、アンチモン（Ｓｂ）でドーピングした酸化錫（ＳｎＯ2）等による導電性表面処理を施し、体積抵抗値を約５０Ω・ｃｍに設定し、ブラシ型帯電器２６のブラシ部の体積抵抗値と同等か、それ以下としたので、たとえブラシ型帯電器２６のブラシ部に付着したとしても、ブラシ部に印加された電圧を良好に感光ドラム２３に供給することができる。
【００４７】
本実施形態のこのような効果は次のような実験により確認することができた。この実験は、外添剤を様々に組み合わせて行ったもので、温度２３℃、湿度６０％の通常環境下にて、毎分１０枚のプリンタ印字速度、５０ｍｍ／秒の感光ドラム２３周速により、画像形成を行った。また、印字条件は、毎分２枚の間欠印字とし、印字パターンには、印字面積率４％の文字パターンと、６００ｄｐｉの解像度にて１ドット分の横線を２ドット分の間隔を開けて多数描いた、いわゆるジップパターンとを用いた。そして、上述したブラシ型帯電器２６は、感光ドラム２３と同じ方向に、感光ドラム２３の２倍の周速で回転させた。また、ブラシ型帯電器２６には、ＤＣで−１４００Ｖの電圧を印加し、感光ドラム２３を約−８００Ｖに帯電させるようにした。
【００４８】
以上のような条件において、小粒径外添剤にシリカを用い、大粒径外添剤に導電性表面処理を施した酸化チタンを用いた場合、また、小粒径外添剤と大粒径外添剤の双方に絶縁体のシリカを用いた場合、更には、小粒径外添剤のみに絶縁体のシリカを用い、大粒径外添剤は用いない場合の３つの組合わせで、印字を行い、印字画像の評価を行った。評価の結果を図５に示す。
【００４９】
図５に示すように、大粒径外添剤に導電性表面処理が施された酸化チタンを用いた場合には、２０００枚から１００００枚に至るまで、ブラシ型帯電器２６による帯電むらが原因と考えられる印字不良も、小粒径外添剤のトナー母粒子への埋まり込みが原因と考えられる印字不良も発生せず、長期間に亘って良好な画像が形成されることが確認された。
【００５０】
これに対し、小粒径外添剤と大粒径外添剤の双方に絶縁体のシリカを用いた場合には、小粒径外添剤のトナー母粒子への埋まり込みが原因と考えられる印字不良は確認されないが、２０００枚のレベルで既にブラシ型帯電器２６による帯電むらが原因と考えられる印字不良、即ち刷毛目状の縦筋がジップパターン画像に発生し、印字枚数が多くなると更に悪化することが確認された。
【００５１】
更に、小粒径外添剤のみに絶縁体のシリカを用い、大粒径外添剤は用いない場合には、２０００枚のレベルにおいては、印字不良は確認されないが、４０００枚のレベルから、ジップパターンのかすれが発生し、更に、主に外添剤のトナー母粒子への埋まり込みによるトナーの流動性の低下及び摩擦帯電不足が原因であると考えられる印字不良、即ち印字かぶりが発生し、１００００枚のレベルではこれが更に悪化することが確認された。
【００５２】
以上のように、少なくとも最大粒径の外添剤に、体積抵抗値がブラシ型帯電器２６のブラシ部の体積抵抗値以下である導電性を持たせることにより、長期間に亘って、感光ドラム２３の帯電むら及びトナーＴの帯電不足が生じることがなく、良好な画像形成を行うことができることが確認された。
【００５３】
なお、本実施形態においては、外添剤としてシリカ及び酸化チタンを用いたが、アルミナを用いることもできる。これらは何れも微粉末化が容易であり、良好な流動性の外添剤を製造することができる。また、これらの材質を用いることにより、十分な硬さの外添剤を製造することができ、長期間の使用においても、外添剤としての性能の低下を生じさせることがない。また、前記導電性表面処理を行う外添剤は、酸化チタンに限られるものではなく、シリカまたはアルミナに対して導電性表面処理を行うようにしても良い。
【００５４】
また、本実施形態においては、大粒径の外添剤のみについて導電性表面処理を施したが、小粒径の外添剤にも同様の処理を施しても良い。
【００５５】
なお、上述した外添剤の平均粒径、トナー母粒子の平均粒径は一例であり、適宜変更可能である。例えば、トナー母粒子の平均粒径は、６μｍ〜１０μｍの範囲で変更しても良い。
【００５６】
更に、本発明は、原稿に反射されたレーザビームＬによって静電潜像を形成するコピー機等の画像形成装置にも、また、更に、本発明は、粉砕トナー以外の非磁性１成分現像剤を用いた画像形成装置、例えば、各種の重合法によって得られた重合トナーを用いた画像形成装置にも、同様に適用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の画像形成装置によれば、ブラシ状帯電手段により静電潜像担持体を帯電させ、帯電させた静電潜像担持体に静電潜像を形成すると共に、この静電潜像を現像した現像剤を、被記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装置において、前記現像剤を、体積抵抗値が前記ブラシ状帯電手段の体積抵抗値以下である導電性の外添剤を含むように構成したので、外添剤がブラシ部に付着したとしてもブラシ部に印加された電圧を良好に静電潜像担持体に供給することができる。従って、帯電むらのない良好な画像形成を行うことができる。
【００５８】
また、前記現像剤を非磁性１成分現像剤とし、前記外添剤として粒径の異なる２種類以上の外添剤を備え、少なくとも最大粒径の外添剤を前記導電性の外添剤としたことにより、長期間に亘って帯電むらの発生を防止することができ、良好な帯電により形成された良好な静電潜像を長期間に亘って高流動性と高搬送性の現像剤により現像することができるので、長期間に亘って高品質の画像形成を行うことができる。
【００５９】
請求項２に記載の画像形成装置によれば、前記導電性の外添剤を、表面層が導電性である酸化チタン、シリカ、あるいはアルミナとしたので、微粉末が容易であり、現像剤、特に非磁性１成分現像剤の帯電性及び流動性を適切に調整して、良好な画像形成を行うことができる。また、ブラシ状帯電手段のブラシ部に付着したとしても導電性を有しているので帯電むらを生じさせることがない。従って、ブラシ状帯電手段を使用する場合でも、外添剤のブラシ部への付着による帯電不良と、トナーの帯電不良とを確実に防止することができる。
【００６０】
請求項３に記載の画像形成装置によれば、酸化チタン、シリカ、あるいはアルミナを覆う前記導電性を有する表面層を、アンチモン（Ｓｂ）をドープした酸化錫（ＳｎＯ2）により形成したので、酸化チタン、シリカ、あるいはアルミナに対して適切な導電性表面処理を行うことができ、ブラシ状帯電手段を使用する場合でも、外添剤のブラシ部への付着による帯電不良と、トナーの帯電不良とを確実に防止することができる。
請求項４に記載の画像形成装置によれば、ブラシ状帯電手段により静電潜像担持体を帯電させ、帯電させた静電潜像担持体に静電潜像を形成すると共に、この静電潜像を現像した現像剤を、被記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装置において、前記現像剤を、体積抵抗値が前記ブラシ状帯電手段の体積抵抗値以下である導電性の外添剤を含むように構成したので、外添剤がブラシ部に付着したとしてもブラシ部に印加された電圧を良好に静電潜像担持体に供給することができる。従って、帯電むらのない良好な画像形成を行うことができる。
また、前記導電性の外添剤を、表面層が導電性である酸化チタン、シリカ、あるいはアルミナとしたので、微粉末が容易であり、現像剤、特に非磁性１成分現像剤の帯電性及び流動性を適切に調整して、良好な画像形成を行うことができる。また、ブラシ状帯電手段のブラシ部に付着したとしても導電性を有しているので帯電むらを生じさせることがない。従って、ブラシ状帯電手段を使用する場合でも、外添剤のブラシ部への付着による帯電不良と、トナーの帯電不良とを確実に防止することができる。
更に、酸化チタン、シリカ、あるいはアルミナを覆う前記導電性を有する表面層を、アンチモン（Ｓｂ）をドープした酸化錫（ＳｎＯ 2 ）により形成したので、酸化チタン、シリカ、あるいはアルミナに対して適切な導電性表面処理を行うことができ、ブラシ状帯電手段を使用する場合でも、外添剤のブラシ部への付着による帯電不良と、トナーの帯電不良とを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態であるレーザビームプリンタの主要構成要素の斜視図である。
【図２】図１のレーザビームプリンタの概略側断面図である。
【図３】図１のレーザビームプリンタにおける現像機構の構成を示す側断面図である。
【図４】大小の外添剤を混合して添加する効果を説明するための模式図である。
【図５】本実施形態において導電性外添剤と絶縁体の外添剤を種々組み合わて行った画像評価実験の結果を示す表である。
【符号の説明】
１…レーザビームプリンタ
３…プロセスカートリッジ
２３…感光ドラム
２７…現像ローラ
２８…供給ローラ
２９…トナーカートリッジ

Claims

静電潜像を現像した現像剤を、被記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装置であって、
表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体と、
該静電潜像担持体の表面に接触して該表面を一様に帯電せしめるブラシ状帯電手段とを少なくとも備え、
前記現像剤は、体積抵抗値が前記ブラシ状帯電手段の体積抵抗値以下である導電性の外添剤を含む非磁性１成分現像剤であり、
前記外添剤は粒径の異なる２種類以上の外添剤を備え、少なくとも最大粒径の外添剤が前記導電性の外添剤であることを特徴とする画像形成装置。
前記導電性の外添剤は、導電性を有する表面層が形成された酸化チタン、シリカ、あるいはアルミナであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記導電性を有する表面層は、アンチモン（Ｓｂ）をドープした酸化錫（ＳｎＯ2）により形成されていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
静電潜像を現像した現像剤を、被記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装置であって、
表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体と、
該静電潜像担持体の表面に接触して該表面を一様に帯電せしめるブラシ状帯電手段とを少なくとも備え、
前記現像剤は、体積抵抗値が前記ブラシ状帯電手段の体積抵抗値以下である導電性の外添剤を含み、
前記導電性の外添剤は、導電性を有する表面層が形成された酸化チタン、シリカ、あるいはアルミナであって、
前記導電性を有する表面層は、アンチモン（Ｓｂ）をドープした酸化錫（ＳｎＯ 2 ）により形成されていることを特徴とする画像形成装置。