JPH03217877A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電子写真法を用いたプリン久　複写機などの画
像形成装置に関するものであも従来の技術 従来　静電潜像を顕像化する現像法として、二成分現像
法七一成分現像法が知られている力（　後者は現像剤の
混合比の変動による画像濃度の変動がなく、また現像器
の構成が簡単で小型化し安く将来性のある現像法として
注目されていも　この様な現像法で、現像剤担持体上に
トナーの薄層を形成して静電像担持体上に非接触で現像
する方法として例えば　特願昭６１−４１２４７に開示
されている現像装置があム 第５図にこの現像装置の構成を示す。　１は感光体で帯
電器２により表面が一様に帯電された後、画像情報に応
じて露光手段３で露光され　その表面に静電潜像が形成
される。　４は現像器で内部に一成分トナー５が格納さ
れ　この一成分トナーはファーブラシ６により帯電され
ながら現像ローラ７上に供給され　ブレード８により層
厚が規制されて現像ローラ７上に帯電された薄層として
形成されも　この一成分トナーの薄層が感光体１に対向
する部分にくると感光体１の表面に形成された静電潜像
と現像ローラの間に生じる電界により潜像に応じて一成
分トナーが感光体側に飛翔し現像される。

発明が解決しようとする課題 しかし　この様な現像法では現像ローラ上に形成された
トナーの薄層の帯電量の均一性ゑ　層厚の均一性の点で
課題があり、高品位の画像形成を困難にしていた すなわちこの方法で形成された現像ローラ上のトナー層
１よ　現像ローラ表面に設けた微少な凹凸トナー同志を
すべらせるときの摩擦特性およびブレードの押圧力の三
者によってほぼ決まってきて、できるだけ安定した層厚
を得ようとすれば３〜４層の層厚となも　これより層厚
を薄くするためにはブレードの圧力を異常に高くしなけ
ればならず、そのときはトナーに対するダメージが大き
くなりトナーの寿命を短くしたり、あるいは層厚が一定
にならず筋状の抜けが出来たりすも　一方３〜４層の層
厚の場合には　現像ローラやブレードと充分接触せず未
帯電のまま層になるトナーの量が多くなりトナー層の帯
電が不均一になったり、また層厚自身が厚いため厚みに
むらが出やすＩ．％　　このように層厚や帯電にむらが
あると現像時に同じ電界がかかっても部分的に飛翔する
トナーとしないトナーがでてきて画像にむらが出来たり
、画ががさついたりカブリが多くなったりすも　このこ
とは特に直流電界でトナーを飛翔させて現像する方法で
は　層の状態でのむらがそのまま感光体側に移るトナー
のむらに反映されるため非常に重要な課題となも また一人　この様な現像法を用いて感光体上に複数色の
像を重ねて現像レ　カラ一画像を形成する方法が提案さ
れていも　このとき現像されたトナー層にむらやがさつ
きがあると重ね画像の品位が落ちる上へ　感光体上の現
像された一色目のトナー像が３〜４層と厚いうえにむら
があると、さらにその上から帯電露光して二色目の像を
作るとき、前のトナー像の静電的かつ光学的な影響を受
けやすく画像情報に忠実な画が形成しにく１本発明は従
来の問題点を解消したむらやがさつきの少ない均質な現
像法により、高品位の画像を形成することの出来る画像
形成装置を提供するものである。また現像されるトナー
像の厚みを小さくすることの出来る現像法により、高画
質のカラー画像が作成できる画像形成装置を提供するも
のであａ 課題を解決するための手段 本発明は　静電像担持体と、これに対向して設けた現像
剤担持体と、前記現像剤担持体上に現像剤の帯電された
薄層を形成するためのブレードとを有し　かつ前記現像
剤がほぼ球形状を成し摩擦帯電をするトナー粒子であり
、前記静電像担持体と前記現像剤担持体上に形成された
前記現像剤の薄層とは所定の間隙を設けて直流電界によ
り現像剤を静電像担持体上に飛翔させる画像形成装置で
あも また本発明の他の手段は　静電像担持体と、その周囲に
配置した複数の現像器とを有し　前記静電像担持体上に
異なる色の像を重ねて現像する画像形成装置であって、
前記現像器の少なくとも一つζ友　現像剤担持体と、前
記現像剤担持体上に現像剤の帯電された薄層を形成する
ためのブレードとを有し　かつ前記現像剤がほぼ球形状
を成した摩擦帯電をするトナー粒子であり、前記現像剤
担持体上のトナー粒子の薄層と前記静電像担持体とは所
定の間隙をもって対向させ直流電界によりトナー粒子を
静電像担持体上に飛翔させて現像する画像形成装置であ
る。

作用 本発明は前記した構成により、まず現像剤担持体上に　
ブレードによって規制されてトナーの薄層が形成される
。このときトナーはほぼ球形状をしているた八　トナー
同志の摩擦力は非常に小さくすべりやすいものとなって
いる。そのため現像剤担持体上に形成されるトナー層は
非常に薄く、かつ帯電が均質で層厚も極めて均一になっ
ている。

これを静電像担持体と現像剤担持体七が対向した現像場
において直流電界により現像することにより、むらやが
さつきのない且つカブリのない高品位の画像が形成され
る。

また上記の方法で静電像担持体上に複数の色を重ねて現
像し　カラー画像を形成する。現像は直流電界で行うた
六　２色目以降の現像をするとき前の色の像が乱される
ことはなＩ１〜　こうして形成されたカラー画像はむら
やがさつきがなく高画質であると共番ミ　　トナー層が
非常に薄いたべ　２色目以降の像を形成するとき前のト
ナー像の影響を受けに＜しＸ．画像情報に忠実なカラー
合成画像が得られも 実施例 第１図は本発明の第１の実施例における画像形成装置の
構成図を示すものである。第１図において、　２ｌは静
電像担持体である感光ドラムで例えばアルミニウムの基
台２２の表面にセレン系の光導電材料２３をコーティン
グしたものである。２４は帯電器で、高圧直流電源２５
によってプラスのコロナを与えて感光ドラム２１の表面
を一様に約８００ｖに帯電する。２６は光学部で画像情
報に応じて感光ドラムの表面をパターン露光し　静電潜
像を形成する。２７は現像器で、内部にプラス帯電用の
非磁性ｌ成分で平均粒径約１５μｍの球形状のトナー２
８を格納している。このトナーは樹脂　顔礼　電荷制御
剤等を溶融混練し　溶剤中に溶かし　その液体をノズル
から噴出させて球状粒子を形成するスプレイドライ法に
より製造された球形のトナー粒子にシリカ等の外添剤を
加えたものである。

２９は現像剤担持体で、矢印方向に感光ドラム２１と周
速がほぼ同等となる速度で回転するアルミニウムのロー
ラからなり、表面に約Ｒａｌの粗さのサンドブラストが
施してある。現像剤担持体２９の上部に｛戴　軟弾性の
ゴムブレード３０が軽く圧接されていも　ゴムブレード
３０は本実施例では硬度６５度のウレタンゴムを用し＼
　現像剤担持体２９に対して線圧が約２５ｇ／ａｍの強
さになるように圧接し九　３１は撹拌羽根で矢印方向に
ゆっくりと回転するように構成されていも　３２はスポ
ンジでなる掻き取りローラで、現像剤担持体２９に軽く
接しながらその周速が現像剤担持体２９の周速の約１．
５倍になる速度で矢印方向に回転される構成となってい
る。現像剤担持体側とトナー格納部との間には上開口部
３３と下開口部３４が設けられていも　また現像剤担持
体２９と感光ドラム２１との間に！よ　直流電源３５に
より感光ドラム２ｌに対して現像剤担持体２９がプラス
約７００ｖの電位を持つように電圧がかけられている。

さらに現像剤担持体上のトナー層と感光ドラムとは接触
しないようへ　感光ドラム表面と現像剤担持体表面は約
１００μｍの隙間が維持されるように構成されている。

以上のように構成されたこの実施例において、以下その
動作を説明する。感光ドラムは矢印の方向に回転するに
従し＼　その表面が帯電器２４により一様に帯電された
後、光学部２６によりパターン露光されて静電潜像が形
成される。この時、非画像部は未露光部で帯電されたプ
ラス電荷が残り、画像部は露光された部分で電荷が消去
された所とな＆　　−Ｘ　　現像器２７内のトナー２８
は撹拌羽根に運ばれて一定期間毎に上開口部３３から現
像剤担持体２９の上にふりかけられている。現像剤担持
体の回転にしたがって、現像剤担持体上のトナーはゴム
ブレード２０によって現像剤担持体との間で摺擦されて
プラス帯電されなが収　薄層を形成すも　この時の層形
成の様子を第２図に示す。

ゴムブレード３０の先端部の上流側の現像剤担持体との
間にできる楔型の空間に（上　通常トナーの溜りができ
ている。現像剤担持体の回転につれて現像剤担持体の表
面に直接接しているトナー法現像剤担持体表面に設けら
れた微小な凹凸にひっかけられる力とトナー自身の持っ
ている電荷の静電力により、現像剤担持体の表面につい
てゴムブレード３０をくぐりぬけて出る。一人　トナー
が球形でありトナー同士の摩擦力はきわめて小さいので
１層目と２層目の間でよくすべりが起こるた八　２層目
以上のトナーは殆どゴムブレードにせき止められて、現
像剤担持体上には１〜２層の非常に薄い均一な層が形成
されることになる。しかも形成された層のトナーは１〜
２層と薄いた取ほとんどのトナーが現像剤担持体と直接
接する機会が多く、充分電荷注入で帯電されているトナ
ーが多くなっていることと、薄層により現像剤担持体上
の広面積で摩擦によって帯電したトナーが均質に存在す
る利点を持っている。第３図に　比較のため通常の粉砕
によるトナー４２で層形成したときの様子を示も　この
時トナーは凹凸の多い複雑な形状をしているたべ　トナ
ー同士の摩擦力が大きくある程度安定してできる層は３
〜４層となってしまう。つまりこれ以下の薄い層を形成
しようとして、ゴムブレード４３の圧力を無理に高くす
ると層の厚みが不安定になり層厚むらや白筋ができたり
する。

以上のようにして形成されたトナー層が感光ドラムに対
向した位置まで来ると、現像剤担持体と感光ドラムとの
間にかけられた直流電圧により潜像の未露光部分が現像
され顕像化される。この阪現像剤担持体上のトナー層は
静電的にも層厚も極めて均一なたべ　直流電界のみで潜
像に非常に忠実に現像される。すなわち直流電界のみで
現像する場合には　通常トナー層側の静電的あるいは層
厚的な不均一さによってトナーが飛翔したりしなかった
りして画像にそのままのむらやがさつきが出易くなるバ
　この場合そのような事がなく、潜像と現像剤担持体の
間に生じる電界の強さに忠実に対応してトナーが飛翔す
ることになも現像後の現像剤担持体上のトナーは現像器
内部に入って、掻き取り口ーラ３２によりかき取られて
下開口部３４からトナーの格納部に戻される。

以上のようにして、本実施例では静電的にも層厚的にも
きわめて均一なトナー層が形成できるた敦　直流電界の
みによって静電潜像に非常に忠実頓　むらやがさつきの
無い高品位の画像が得られるものである。

第４図は本発明の第２の実施例における画像形成装置の
構成図を示すものである。本実施例はカラーの画像形成
装置に本発明を応用した例を示している。第４図におい
て、　５１は第１の実施例と同様の感光ドラムで、　５
４はグリッドを有する帯電器で、感光ドラム５１の表面
を一様にプラスに帯電する。５６は波長約７８０ｎｍの
半導体レーザを光源とするレーザスキャナでなる光学部
で画像情報に応じて感光ドラムの表面を露光し　静電潜
像を形成す４　　５７はイエロ現像器で、第一の実施例
と同様に内部にプラス帯電用の非磁性１成分で平均粒径
約１５μｍの球形状のイエロのトナー２８を格納してい
る。５８、　５９はそれぞれマゼンタ現像銖　シアン現
像器でトナーはイエロのトナーと同様球形状の非磁性１
成分トナーである。

これらの現像器は通常は感光ドラムから離れており、各
々の色の現像時のみ矢印方向に移動して、感光ドラムに
対して一定のギャップをもって近接される。これらの現
像器の現像剤担持体６１、６２、　６３にはそれぞれ感
光ドラム５ｌにたいして約６００Ｖ，　　８００Ｖ，８
００Ｖ（７）直流のバイアス電圧がかけられている。６
０はキャリャを含む通常の２成分トナーを用いた黒現像
器である。この現像器も通常は感光ドラムから離れてお
り、現像するときのみ矢印方向に回動して感光ドラムに
近接すａ　この現像器の現像剤担持体６４に！瓜感光ド
ラム５１に対して約６００ｖの直流のバイアス電圧がか
けられている。７０は転写ユニットで、移動する半導電
性のベルト上に用紙をのせ、ベルトの背面から転写帯電
器７２によって電界をかけて感光ドラム上のトナー像を
用紙に転写すムこの転写ユニットは通常は感光ドラムか
ら離れており、転写するときのみ矢印方向に回動してベ
ルトが用紙を介して感光ドラムに押圧される。　７２は
用紙吸着用の帯電器で、転写前にベルト背面から電界を
かけて用紙をベルトに充分吸着させる。

７５は除電帯電器で、感光ドラム上のトナー像にＡＣコ
ロナをかけて除電するためのものである。

８０はクリーナユニットで、感光ドラムに対して約マイ
ナス３５０Ｖの電圧をかけたファーブラシ８１により感
光ドラム上の残留トナーを静電吸着して除去する。ファ
ーブラシ内のトナーはファーブラシに対してさらに約マ
イナス３５０Ｖの電圧をかけた掻き取り口ーラ８２上に
移される。このトナーは　さらにゴムブレード８３によ
りかきとられて回収される。このクリーナユニット８０
は通常は感光ドラムから離れており、クリーニング動作
の時のみ矢印方向に回動して感光ドラムに接触する。

以上が第２の実施例の構成である力叉　次にこの動作に
ついて説明する。まず感光ドラムが矢印の方向に回転す
るに従し＼　その表面は帯電器２４により約８００ｖに
一様帯電された抵　光学部２６により黒色の画像情報に
応じてパターン露光されて静電潜像が形成される。感光
ドラムの回転に従１，Ｘ　　潜像は現像器５７、　５８
、　５９を通過するがこの時各現像器は感光ドラムから
離れているため影響は受けな（ｔ　この時黒現像器６０
は矢印方向に回動しており、現像可能の状態となってい
も次にこの潜像は黒現像器６０により現像され黒色のト
ナー像が形成されモ感光ドラムの回動に従ってこのトナ
ー像は転写ユニット７１及びクリーナユニットの前を通
過する力丈　このとき各々は感光ドラムから離れている
ので影響を受けな（℃　感光ドラムおよびトナー像は除
電帯電器７５によりＡＣコロナをかけられてほぼＯｖに
除電されたの板　再び帯電器５４により今度は約６００
ｖに一様帯電され　光学部５６によりイエロの画像情報
に応じて露光される。この時イエロ現像器５７のみが感
光ドラムに近接して約６００Ｖの現像バイアスにより現
像可能な状態になっているので、黒色のトナー像の上か
らイエロの画像情報に応じた現像がなされイエロトナー
像が形成されも　この時現像は感光ドラムに非接触で、
しかも直流電界によって行なわれるので前の黒色のトナ
ー像を乱すことなくイエロトナー像が上から形成されも
この後同様に感光ドラムは表面が除電された抵約８００
ｖに一様帯電され同様の工程を経てマゼン久　シアンの
トナー像が前のトナー像の上から形成さｈｇ光ドラム上
には４色のカラー画像が形成される。この際　イエロの
トナー像の上からマゼンタのための再帯電及び像露光が
なされ　イ二ロおよびマゼンタトナー像の上からシアン
のための再帯電および像露光がなされる力（　それぞれ
形成されているトナー像はトナー層の厚みが薄く均質な
ため静電的にも光学的にも前のトナー像の影響を受ける
ことが極めて少なく、画像情報に忠実なトナー像を形成
することができる。形成されたカラーのトナー像は　最
後に転写ユニット７１により用紙に転写されも　転写後
に感光ドラム上に残ったトナー（よ　除電器７５により
約５００ｖのＤＣバイアスを重畳したＡＣコロナがかけ
られた久　クリーナユニットによりクリーニングされプ
ロセスを終了すも 以上が第２の実施例の説明である力（　本実施例ではカ
ラーのトナー像が非常に薄いしかも均質な層で感光ドラ
ム上に形成されるた敢　直流電界で前のトナー像を乱す
ことなく次の現像ができ、かつ前のトナー像の上から次
のトナー像を形成する際に行なう帯電や像露光で、前の
トナー像の影響を受けることが少なしも　すなわちトナ
ー層が薄く均質なため再帯電はトナー層のあるところと
無いところの差異がなく均一になさ株　かつ像露光の際
にもイエロのトナー層及びマゼンタのトナー層の上から
露光してもトナー層の無いところと殆ど同様の透過光量
が得られる。従って画像情報に忠実な潜像形成や現像が
行なわれ　高画質のカラー画像が形成できるものである
。

発明の効果 以上説明したように　本発明によれ（′Ｌ　現像担持体
上に静電的にも層厚的にもきわめて薄い均一なトナー層
が形成できるた八　直流電界のみによって静電潜像に非
常に忠実な　むらやがさつきやカブリの無い高品位の画
像が得られるものであａまたカラーのトナー像が非常に
薄いしかも均質な層で感光ドラム上に形成されるたべ　
直流電界で前のトナー像を乱すことなく次の現像ができ
、かつ前のトナー像の上から次のトナー像を形成する際
に行なう帯電や像露光で、前のトナー像の影響を受ける
ことが少なく、画像情報に忠実な高画質のカラー画像が
得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における画像形成装置の
構成は　第２図は本実施例の現像剤担持体上にトナーの
薄層が形成される様子を示した説明又　第３図は従来の
層形成の様子の説明医　第４図は本発明の第２の実施例
における画像形成装置の構成は　第５図は従来の画像形
成装置の構成図である。 ２ｌ・・・感光ドラ八　２７・・・現像器　２８・・・
トナ２９・・・現像剤担持体　３０・・・ゴムブレード
、３２・・・掻き取りローラ、　５１・・・惑光ドラヘ
５７・・・イエロ現像＠　５８・・・マゼンタ現像ａ　
５９・・・シアン現像銖　６０・・・黒現像凰　７０・
・・転写ユニット、　８０・・・クリーナユニット。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電像担持体と、これに対向して設けた現像剤担
   持体と、前記現像剤担持体上に現像剤の帯電された薄層
   を形成するためのブレードとを有し、かつ前記現像剤が
   ほぼ球形状を成した摩擦帯電をするトナー粒子であり、
   前記静電像担持体と前記現像剤担持体上に形成された前
   記現像剤の薄層とは所定の間隙を設けて直流電界により
   現像剤を静電像担持体上に飛翔させる画像形成装置。
2. （２）層形成手段が現像剤担持体に圧接された軟弾性ブ
   レードでなる請求項１記載の画像形成装置。
3. （３）現像剤担持体は、その現像剤の薄層が形成される
   表面に微少な凹凸が形成されている前記現像剤担持体で
   ある請求項１または２記載の画像形成装置。
4. （４）静電像担持体と、その周囲に配置した複数の現像
   器とを有し、前記静電像担持体上に異なる色の像を重ね
   て現像する画像形成装置であって、前記現像器の少なく
   とも一つは、現像剤担持体と、前記現像剤担持体上に現
   像剤の帯電された薄層を形成するためのブレードとを有
   し、かつ前記現像剤がほぼ球形状を成した摩擦帯電をす
   るトナー粒子であり、前記現像剤担持体上のトナー粒子
   の薄層と前記静電像担持体とは所定の間隙をもって対向
   させ直流電界によりトナー粒子を静電像担持体上に飛翔
   させて現像する画像形成装置。
5. （５）静電像担持体は表面に形成された前のトナー粒子
   像の上から再帯電、露光を繰り返して潜像が形成される
   静電像担持体である請求項４記載の画像形成装置。