JPH04291379A - 一成分現像装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真技術を利用して
画像形成を行う画像形成装置で用いられる現像装置に係
わり、詳しくは一成分現像剤により静電潜像の可視像化
を行う一成分現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機，電子写真プリンタ等の
電子写真技術を用いた画像形成装置では、一般に、一様
に帯電させた感光ドラム等の潜像担持体の表面を、レー
ザ，発光ダイオード（ＬＥＤ）、及び液晶シャッタ等を
用いて画像情報に応じて露光し、潜像担持体の表面に静
電潜像を形成する。続いて、現像ローラ等のような現像
担持体によって帯電している現像剤を潜像担持体の表面
に接触させ、その帯電している現像剤を電気的な力によ
って静電潜像に付着させ、静電潜像の可視像化すなわち
現像を行っている。そして、その潜像担持体の表面に付
着している現像剤を電気的な力（電圧印加等）によって
記録紙に転写した後、その記録紙に熱，圧力，光等を加
えて、記録紙上に現像剤を定着させ、コピーや印字を得
ている。

【０００３】ところで、上記現像剤としては、トナーの
みから成る一成分系現像剤、またはトナーの他に磁性体
粒子（キャリヤ）を含む二成分系現像剤等の各種現像剤
が用いられる。

【０００４】二成分現像剤を用いた現像装置は、トナー
とキャリヤの混合化を一定に保つ濃度制御装置が必要で
あるため、装置が複雑化・大型化したり、高価なものに
なってしまうという欠点がある。

【０００５】ここで、従来の一成分系現像剤１１１を用
いる現像装置１１０を有する画像形成装置の全体構成を
図９に示す。同図に示すように、現像装置１１０は、一
成分系現像剤（トナー）１１１を収容する現像容器１１
２，回転軸１１３により反時計方向に回転駆動させられ
て、その表面に所定の層厚に付着された現像剤１１１を
潜像担持体１２１の表面に接触させて潜像担持体１２１
の表面に形成された静電潜像を可視像化させる現像剤担
持体（現像ローラ）１１４、その現像剤担持体１１４に
現像剤１１１を補給するリセットローラ１１５、そのリ
セットローラ１１５を反時計方向に駆動させる回転軸１
１６、現像剤担持体１１４上に付着されて潜像担持体１
２１の表面に接触される現像剤１１１の層厚を規制する
層厚規制部材１１７、及び現像装置１１０から現像剤１
１１が外部に漏れることを阻止するための現像剤漏れ止
め（マイラ）１１８，１１９から成っている。

【０００６】潜像担持体１２１は、時計方向に一定速度
で回転しており、その表面に光導電性を有する感光体の
薄膜が形成されており、潜像書き込み手段１３１からの
光照射によりその感光体表面に画像情報に対応する静電
潜像を形成される。

【０００７】このように、従来の画像形成装置、潜像担
持体１２１が時計方向に現像装置１１０の現像担持体１
１４が反時計方向に回転しているため、現像担持体１２
１の表面と現像剤担持体１１４の表面とが同一方向に移
動して現像が行われていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した図
９に示す構成の画像形成装置では、現像剤担持体１１４
の表面に１００μｍ以上の欠陥穴があると、その穴に対
応する位置に印字できない部分（以下、白点と表現する
）が発生するという問題があった。

【０００９】一般に、一成分系の現像剤を用いる現像装
置（以下、一成分現像装置と表現する）を用いて現像を
行うとき、十分な印字濃度を得るためには、現像剤担持
体の表面速度を潜像担持体の表面速度よりも約２．５倍
以上速くしなけばならないということが知られている。 また、ブレード状の層厚規制部材の先端から加わる強い
押圧力等が原因で現像剤担持体の表面が経時的に変形し
て生じる大きい凹みは、上記欠陥穴と同様に白点を発生
する原因となりうるが、現像剤担持体の表面速度と潜像
担持体の表面速度の相対速度が十分な印字濃度が得られ
る関係にあれば、１ｍｍ程度の大きな凹みでなければ白
点とならず問題にならない。ところが、現像剤担持体の
表面にできた欠陥穴による白点は、現像剤担持体の表面
と潜像剤担持体の表面との相対速度をどんなに速くして
も、上記のように１００μｍ以上の大きさの欠陥穴であ
れば発生してしまうことが調査の結果、明らかになった
。

【００１０】この現像剤担持体１１４の表面にある１０
０μｍ以上の径を有す欠陥穴によって生じる白点発生原
因を図１０（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。 ■まず、同図（ａ）に示すように、現像剤担持体１１４
の表面の欠陥穴１１４ａは、層厚規制部材１１７の下方
に来ると、現像剤担持体１１４の回転に伴って層厚規制
部材１１７の先端から加わる摩擦力（押圧力）により押
しつぶされる。このため、欠陥穴１１４ａの先端には現
像剤１１１が十分に入りきらないまま、欠陥穴１１４ａ
の部分は次の現像プロセス（潜像担持体１１４の表面と
の接触）へと移行していく。

【００１１】■次に、同図（ｃ）に示すように、現像剤
担持体１１４の回転に伴い、欠陥穴１１４ａが潜像担持
体１２１に接触する位置まできて、欠陥穴１１４ａの部
分の現像が開始されると、現像剤担持体１１４の表面の
速さＶｄ　が潜像担持体１２１の表面の速さＶｐ　より
も速いため（Ｖｄ　＝２．５Ｖｐ　）、欠陥穴１１４ａ
は、潜像担持体１２１から加わる摩擦力により再び押し
つぶされた状態になる。そのため、同図（ｃ），（ｄ）
に示すように、この欠陥穴１１４ａの部分の現像開始時
と現像中では、まだ白点発生は起こらない。

【００１２】■ところが、同図（ｄ）に示すように現像
が終了すると、欠陥穴１１４ａは潜像担持体１２１から
摩擦を受けなくなり先端部が開いてしまう。そして、こ
のときに、潜像担持体１２１の表面に付着されていた印
字箇所の現像剤１１１を剥ぎ取ってしまう。その結果、
図１１に示すような、欠陥穴１１４ａの先端部の形状に
対応した印字できない部分、すなわち、白点が発生して
いた。

【００１３】また、従来の一成分現像装置１１０により
現像された画像の印字品質について詳しく調査したとこ
ろ、現像剤担持体１１４に硬度の小さい材料を用いると
、潜像担持体に硬度の小さい材料を用いると、現像担持
体１２１上に現像される現像剤１１１の厚さにむらがで
き、１ドットの大きさがばたついたり、１ドットの線が
切れたり、黒べたの濃度にむらができる等の問題が発生
することがわかった。これらの現像担持体の硬度に起因
する問題は、現像剤担持体１１４の表面速度Ｖｄ　と潜
像担持体１２１の表面速度Ｖｐ　の相対速度（Ｖｄ　−
Ｖｐ　）を、潜像担持体１２１の表面速度Ｖｐ　の約２
．５倍以上（Ｖｄ　−Ｖｐ　≧２，５Ｖｐ　）にする、
すなわち現像剤担持体１１４の表面速度Ｖｄ　を潜像担
持体１２１の表面速度Ｖｐ　の３．５倍以上（Ｖｄ　≧
３．５Ｖｐ　）とすれば解決できるが、このようにする
と、印刷１枚当たりの現像剤担持体１１４の回転数が１
．４倍（＝３．５Ｖｐ　÷２．５Ｖｐ　）以上となり、
一成分現像装置１１０全体の劣化を速め、その寿命を短
くしてしまうという新たな問題を発生させる。

【００１４】このように、現像剤担持体表面の移動方向
と潜像担持体表面の移動方向とが、両担持体の接触部に
おいて同一方向となる従来の一成分装置では、現像剤担
持体の表面に生じた１００μｍ以上の大きさの径を有す
る欠陥穴による白点の発生を無くすことができず、現像
剤担持体の表面における欠陥穴に対する許容値が非常に
厳しくなるので現像剤担持体の歩留まりを低下させ、コ
スト高の要因ともなる。また、同時に、良好な画像品質
を得る、すなわち、潜像担持体上に現像される現像剤の
厚さを均一にするために、現像剤担持体の材料を一定の
硬度以上を有するものに限定するか、または現像剤担持
体の回転速度を速めて一成分現像装置の寿命を短くする
かのいずれかの選択を行わねばならなかった。

【００１５】このため、従来の一成分現像装置は、現像
剤担持体に、表面に欠陥穴の出来やすい材料や硬度の小
さい柔らかい材料を使用することができず、現像剤担持
体の選択自由度が狭かった。また、硬度の小さな材料を
用いることを可能にして現像剤担持体の選択自由度を広
くしようとすると、現像剤担持体の回転速度を速めなけ
ればならないため一成分現像装置全体の劣化が速まり、
寿命が短くなってしまうという問題があった。

【００１６】本発明は、現像剤担持体の表面に生ずる欠
陥穴の径に対するマージン（許容度）が広く、現像剤担
持体に使用できる材料の選択自由度が大きいと共に、使
用寿命の長い一成分現像装置を実現することを目的とす
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理説
明図である。本発明は、潜像担持体１上に形成される静
電潜像に一成分系現像剤２を供給して上記静電潜像を可
視像化する現像担持体３を有する一成分現像装置に適用
される。

【００１８】そして、現像剤担持体３と前記潜像担持体
１とが両担持体１，３の接触部で互いに逆向きの表面速
度を有することを特徴とする。また、上記構成の一成分
現像装置において、請求項２記載のように、現像剤担持
体３は、前記潜像担持体１を回転駆動させる駆動手段と
は別個の駆動手段により、前記潜像担持体１とは独立に
回転させられるような構成としてもよい。。

【００１９】そして、好ましくは、請求項３記載のよう
に、現像剤担持体３の表面速度は、下記に示す式（２）
を満足する速度を有するように構成することが望ましい
。

【００２０】

【数２】

【００２１】但し、Ｖｐ　：潜像担持体１の表面速度Ｖ
ｄ　：現像剤担持体３の表面速度 Ｖｐ　＋Ｖｄ　：現像剤担持体３の表面速度と潜像担持
体１との相対速度 また、好ましくは、さらに請求項４記載のように、一成
分現像剤２の体積抵抗率は、１０１３Ω・ｃｍ以上であ
ることが望ましい。

【００２２】

【作用】本発明では、潜像担持体１の表面の進行方向と
現像剤担持体２の表面の進行方向がそれらの接触部にお
いて逆方向となるような構成にしたので、現像担持体３
の表面に形成された欠陥穴は、現像中及び現像が終わる
すなわち、印字の出来上がる部分においては、潜像担持
体１から摩擦力を受けて押しつぶされるので、一成分現
像剤２が必ず付着した状態で潜像担持体１上の静電潜像
に押圧力される（図４（ｃ）参照）。このため、静電潜
像の画像部には、欠陥穴内の一成分系現像剤２が確実に
付着される。次に、現像が開始する部分では、欠陥穴は
、潜像担持体から摩擦力が加わらなくなるので再び開い
てくるが、このときにトナーは潜像にまだ付着していな
いため、従来のように欠陥穴の先端部が潜像担持体上の
静電潜像の画像部に既に付着されていた現像剤を剥ぎ取
ってしまうことはない。したがって、現像剤担持体３の
表面に径の大きな欠陥穴が生じていても画像部に白点が
発生することはない（図４（ｂ）参照）。

【００２３】また、潜像担持体１の表面速度Ｖｐ　と現
像剤担持体３の表面速度Ｖｄ　を、上記式（２）の関係
を満足するような値に設定すると、印字濃度ＯＤ（Ｏｐ
ｔｉｃａｌ　Ｄｅｎｓｉｔｙ　）が１，２以上の高品質
な画像が得られる。

【００２４】これは、後述詳しく説明するように、印字
試験による確認された。上記式（２）を満足する現像剤
担持体３の表面速度Ｖｄ　の最小値は、現像剤担持体３
と潜像担持体１の回転方向が、互いに逆方向であるので
、Ｖｄ　＝１．５Ｖｐ　となる。前述したように、硬度
の小さい現像担持体３を用いても、１ドット線の切れ、
黒ベタの濃度むら、及び１ドットの面積のバラツキが無
くなるようにするためにも、上記式（２）を満足する必
要があったが、本発明では、従来、現像担持体の表面速
度を潜像担持体の表面速度の３．５倍以上にする必要が
あったのが、１．５倍以上でよいことになる。このため
、一成分現像装置の寿命を短くすることなく、硬度の小
さい材料も現像剤担持体３に用いることができる。

【００２５】また、請求項４記載のように使用する一成
分現像剤２として体積抵抗率が１０１３Ω・ｃｍ以上の
ものを用いることにより、潜像担持体１上に形成された
静電潜像の背景部に一成分現像剤２が付着してしまう現
像を防止することができる。これも、後述するように、
実際に試験を行って確認した。

【００２６】

【実施例】以下、図面を参照しなら、本発明の実施例を
説明する。図２は、本発明の一実施例の一成分現像装置
１０を用いた電子写真プリンタ（レーザプリンタ）の全
体構成を示す断面図である。

【００２７】同図において、一成分現像装置１０は、現
像剤貯蓄室１１，現像剤担持体１２，リセットローラ１
３，層厚規制部材１４，及び第１及び第２の現像剤漏れ
止め１７，１８から成り、現像担持体２１の表面に形成
された静電潜像を上記現像剤貯蓄室１１内に収容されて
いる一成分現像剤（以後、単に現像剤と記述する）１６
で可視像化（現像）するものである。

【００２８】現像剤貯蓄室１１は、現像剤担持体１２に
供給する現像剤１６を収容するものであり、本実施例で
は現像剤１６として、体積抵抗率４×１０１４Ω・ｃｍ
，平均粒径１２μｍ，シリカ外添剤０．１％のポリエス
テル系トナーを用いた。

【００２９】現像剤担持体１２は、回転軸１２ａを中心
に回転することにより、現像剤貯蓄室１１内の現像剤１
６を潜像担持体２１の静電潜像部に搬送・供給する導電
性部材から成るローラであり、導電性の付与されたウレ
タンゴム，シリコンゴム，多孔質ウレタンスポンジ等か
ら成る。

【００３０】回転軸１２ａは、導電性部材である現像剤
担持体２１に所定の電圧を印加して、現像剤担持体１２
と潜像担持体２１との間に、静電潜像の画像部と背景部
において逆方向の電界を生じさせる。

【００３１】例えば、潜像担持体２１に有機感光体を用
いた場合、画像部の電位は約−１００Ｖ、背景部の電位
は約−６００Ｖであるので、現像剤担持体１２には−３
００Ｖの電圧を印加する。

【００３２】リセットローラ１３は、静電潜像の現像が
おこなわた後に現像剤担持体１２上に現像剤１６を回収
し、かつ、現像剤担持体１２に現像剤１６を供給するこ
とによって、現像剤担持体１２上に付着される現像剤１
６の層厚を均一にする補助的機能を有する。このリセッ
トローラ１３には、スポンジ，ブラシ等を用いることが
できる。

【００３３】回転軸１３ａは、導電性部材である現像剤
補給部材１３に所定の電圧を印加するとともに、現像剤
補給部材１３を回転させるものであり、金属から成る。 回転軸１３ａが現像剤補給部材１３に印加する電圧は、
現像剤担持体１２に負に帯電した現像剤１６を機械的及
び電気的にも供給できるように、現像剤担持体１２に印
加させる電圧より低い電圧とする。例えば、現像剤担持
体１２に印加される電圧が−３００Ｖである場合、−４
００Ｖとする。

【００３４】現像剤層厚規制部材（以下、層厚規制部材
と記述する）１４は、現像剤担持体１２上に所定の押圧
力で当接している。本実施例では、この層厚規制部材と
してステンレス（ＳＵＳ３０４）の先端をラウンドエッ
ジ処理した板バネを用い、その先端から現像剤担持体１
２へ加わる押圧力が３５ｇｆ／ｃｍとなるように配置し
た。なお、この層厚規制部材１４には、現像剤１６を摩
擦帯電させるとともに補助的に電荷注入帯電により帯電
電荷帯電を大きくするため、−４００Ｖの電圧を印加し
た。

【００３５】潜像担持体２１は、その表面に静電潜像が
形成されるものであり、一定速度で反時計方向に回転す
る。そして、その静電潜像の画像部は、現像剤担持体１
２上に付着された現像剤１６によって可視像化される。 この潜像担持体２１の表面には、潜像形成方法によって
光導電材料である感光体（有機感光体、セレン系感光体
、アモルファスシリコン感光体等）や絶縁体が形成され
る。

【００３６】帯電手段３１は、潜像担持体２１の表面を
均一に帯電させる。潜像書き込み手段３２は、レーザ光
学ユニット、発光ダイオードプリンタ・ヘッド、液晶プ
リンタ・ヘッド等から成り、帯電手段３１により均一に
帯電させられた潜像担持体の表面に静電潜像を形成する
。

【００３７】転写装置３５は、一対の搬送ローラ３３，
３４から搬送されてくる記録用紙４１に潜像担持体２１
の表面に付着された現像剤１６を転写するものであり、
例えばコントロン転写器から成る。

【００３８】定着手段３６は、記録用紙搬送ガイド４２
上を搬送されてくる上記転写の行われた記録用紙４１を
加熱したり、一対のローラ３６ａ，３６ｂにより挟み込
んで搬送しながら圧力を加え、記録用紙４１に現像剤１
６を定着されて排出する。

【００３９】廃現像剤容器３７は、ゴムの刃（ブレード
）から成るクリーニング手段３８により取り除かれる上
記転写後に残ったトナーを収容する。除電手段３９は、
上記帯電手段３１による帯電に備えるため、潜像剤担持
体２１の表面に対し交流電圧や光照射を加え、潜像担持
体２１から電荷を消す。

【００４０】このように、本実施例の電子写真プリンタ
は、潜像担持体２１の表面と現像剤担持体１２の表面が
、両担持体の接触部において進行方向が互いに逆向きと
なっている。

【００４１】次に、上記構成の画像形成装置の全体動作
を説明する。 ■まず、帯電手段３１により潜像担持体２１の表面を一
様に帯電させる（帯電）。

【００４２】■次の、潜像書き込み手段３２により一定
速度で回転する潜像担持体２１の表面に露光を行い、潜
像担持体２１の表面に静電潜像を形成する（露光）。 ■続いて、現像剤担持体１２により搬送されてくる現像
剤１６を潜像剤担持体２１の表面に接触させて帯電した
現像剤を電気的な力によって付着させ、潜像担持体２１
の表面の静電潜像を可視像化すなわち現像する（現像）
。

【００４３】■さらに、続いて、転写装置３５により、
上記現像剤１６の可視像を、搬送ローラ３３，３４によ
り所定のタイミングで搬送されてくる記録用紙４１に、
電気的な力により転写する（転写）。

【００４４】更に、定着手段３６により、上記転写が行
われた記録用紙４１に熱・圧力・光等を加え、記録用紙
４１に現像剤１６を定着させる（定着）。 ■次に、クリーニング手段３８により、上記転写の行わ
れた潜像担持体２１の表面から残った現像剤１６を取り
除き、廃現像剤容器３７に収容する。

【００４５】■そして、最後に、除電手段３９により、
潜像剤担持体２１の表面から電荷を消す（除電）。次に
、前記潜像書き込み手段３２として、レーザ光学ユニッ
トを用いた図２に示す構成のレーザプリンタを用いて、
実際に印字試験を行った結果を説明する。

【００４６】このレーザプリンタでは、現像剤１６に、
体積抵抗率４×１０１４Ω・ｃｍ、平均粒径１２μｍ、
シリカ外添剤０．１％のポリエステル系トナーを用いた
。また、帯電器３１にはスコロトロンを、転写手段３５
にはコロトロン転写器を用いた。さらに、クリーニング
手段３８にはブレードクリーナを、除電手段３９には発
光ダイオード（ＬＥＤ）を、さらに定着手段３６には熱
定着器を用いた。そして、潜像担持体２１には有機感光
体ドラムを用いた。

【００４７】さらに、現像剤担持体２１に気孔径１０μ
ｍ、セル数約２００セル／インチ、体積抵抗率１０４　
〜１０７　Ω・ｃｍ、硬度２３度（アスカーＣ硬度計に
より測定）の多孔質ウレタンスポンジ（トーヨーポリマ
ー製の商品名「ルビセル」）を用いた。この材料は、約
１０μｍの気孔径が均一に分布する中に、まれに１００
〜９００μｍの欠陥穴ができるため、欠陥穴に対する本
実施例の効果を調べるのに適しているからである。

【００４８】また、リセットローラ１３には、セル数が
約４０セル／インチで、体積抵抗率が１０１４Ω・ｃｍ
のエステル系ウレタンンスポンジを用いた。次に、本実
施例の一成分現像剤装置１０を用いたレーザプリンタと
図９に示す潜像担持体１２１の表面と現像剤担持体１１
４の表面が、それらの担持体の接触部において同方向で
あるような一成分現像装置１１０を用いた従来のレーザ
プリンタについて、前面黒色印刷を行ったサンプル中に
できる白点の大きさ（縦方向及び横方向）の現像担持体
の表面に生じた欠陥穴の径の大きさに対する依存性を調
べた結果を図３に示す。

【００４９】図中において、黒丸「●」と矩形「□」が
、従来のレーザプリンタにより印字した結果、欠陥穴に
よって生ずる白点の縦方向及び横方向の大きさを示して
おり、バツ印「×」が本実施例のレーザプリンタにより
印字した白点の大きさを示している。

【００５０】同図に示すように、従来の一成分現像装置
１１０を用いたレーザプリンタでは、２００μｍ以下の
大きさの径を有する欠陥穴から、まず縦方向の白点（縦
長の白点）が発生し始めることが分かる。そして、約２
５０μｍの大きさの径を有する欠陥穴から、縦方向のみ
ならず横方向にも広がった白点が発生し始める。これに
対し、本実施例の一成分現像装置１０を用いたレーザプ
リンタでは、現像担持体１２に９００μｍ強の大きさの
径を有する欠陥穴があっても、全く白点は発生していな
い。

【００５１】このように、本実施例の一成分現像装置１
０による静電潜像の現像において白点が発生しない原理
を、図４（ａ）〜図４（ｄ）を参照しながら説明する。 ■まず、同図（ａ）に示すように、現像剤担持体１２の
表面にある欠陥穴４３は、層厚規制部材１４から層厚規
制を受ける位置まで移動してくると、層厚規制部材１４
の先端部分において、現像剤担持体１２の回転（反時計
方向）に伴って発生する摩擦力により押しつぶされる。 このため、欠陥穴４３は、その先端に現像剤１６が入ら
ない状態で、潜像担持体２１に接触する位置まで移動し
ていく。ここまでのプロセスは、従来の一成分現像装置
１１０と同様である。

【００５２】■次に、欠陥穴４３が層厚規制部材１４か
ら離れて、潜像担持体２１に接触する方向に移動し始め
ると、欠陥穴４３の先端は再び開くようになる。そして
、同図（ｄ）に示すように潜像担持体２１の摩擦力によ
り先端が再び閉じた状態で、欠陥穴４３は潜像担持体２
１上の静電潜像の位置まで移動してくる。

【００５３】本実施例では、潜像担持体２１が、現像担
持体１２とは逆に反時計方向に回転するので、現像担持
体１２は、潜像担持体２１上の静電潜像を図９に示す従
来の一成分現像装置１１０とは逆に、現像担持体１２が
潜像担持体２１に接触し始める同図（ｄ）で印字が出来
上がる。

【００５４】■続いて、欠陥穴４３は、潜像担持体２１
と接触する現像中においては、潜像担持体２１から加わ
る摩擦力によりその先端が押しつぶされて穴自体の大き
さが縮むので、欠陥穴４３の内部にある現像剤１６が現
像担持体２１側に押し出される。この欠陥穴４３は、現
像を開始する部分、すなわち、欠陥穴４３が潜像担持体
２１から離れていく直前に再び開く。従って、欠陥穴４
３が開く時には現像剤１６は潜像担持体２１上まだ現像
されていないときなので印字のトナーのかき取りはおこ
らない。

【００５５】したがって、現像剤担持体１２の表面に径
の大きな欠陥穴があっても白点の発生は起こらず、黒べ
たの画像形成を行った場合、図５のように白点の全くな
い綺麗な黒べたの画像を得ることができる。

【００５６】このように、本実施例の現像装置１０を用
いることにより、従来、表面に欠陥穴ができやすいため
に用いることができなかった材料も、現像担持体に使用
することが可能になる。

【００５７】次に、図２に示す本実施例のレーザプリン
タにおいて、現像剤担持体１２と潜像剤担持体２１とを
、それぞれ個別のモータで回転させ、独立に回転速度が
変えられるような機構として、良好な印字品質が得られ
る現像担持体１２の表面速度Ｖｄ　について調査した。 より詳しくは、潜像担持体２１と現像剤担持体１２の接
触部での現像剤担持体１２の表面速度Ｖｄ　の潜像担持
体１２に対する相対速度（Ｖｄ　＋Ｖｐ　）の潜像担持
体２１の表面速度Ｖｐ　に対する比（Ｖｄ　＋Ｖｐ　）
／Ｖｐ　と印字される印字濃度との相関関係について調
査した結果を図６に示す。

【００５８】同図において、縦軸が印字濃度、横軸が上
記（Ｖｄ　＋Ｖｐ　）／Ｖｐ　である。尚、上記印字濃
度としては、印字画像の濃度を示す単位であるＯＤ（Ｏ
ｐｔｉｃａｌ　Ｄｅｎｓｉｔｙ　）を用いた。このＯＤ
は、白い部分と黒い部分（文字など）の反射率比の対数
で表されるもので、下記の式（３）で定義される。

【００５９】

【数３】

【００６０】同図に示すように、（Ｖｄ　＋Ｖｐ　）／
Ｖｐ　が２．５以上になると、良好な印字品質の尺度を
示す１．２以上の十分な印字濃度（ＯＤ）が得られるこ
とがわかった。尚、印字濃度（ＯＤ）は、反射式光学濃
度計により測定した。

【００６１】本実施例では、潜像担持体２１と現像剤担
持体１２とがそれらの接触部で互いに逆方向となるので
、Ｖｄ　＋Ｖｐ　／Ｖｐ　が２．５となるためには、Ｖ
ｄ　＝１．５Ｖｐ　とすればよい。したがって、現像担
持体１２の回転速度を従来の一成分現像剤装置よりも小
さくしても、良好な印字品質を得ることができる。

【００６２】また、前述したように、現像剤担持体に硬
度の小さい材料を用いても、良好な印字品質を得るため
には、従来、Ｖｄ　−Ｖｐ　≧２．５Ｖｐ　となるよう
に現像剤担持体の回転速度Ｖｄ　と潜像担持体の回転速
度Ｖｐ　を設定する必要があったが、この場合にも、同
様にＶｄ　＝１．５Ｖｐ　とすることにより、現像剤担
持体に硬度の小さい材料を用いることができる。したが
って、一成分現像装置の寿命を短くすることなく、硬度
の小さい材料を現像剤担持体に使用できるようになる。

【００６３】また、上記本実施例のレーザプリンタで、
潜像剤担持体２１の表面の現像状態を調査したところ、
現像剤１６の体積抵抗率が低いと、現像剤１６が本来付
着してはいけない印字の背景部に現像剤１６が付着して
しまうことが見出された。この印字背景部はの現像剤１
６の付着は、印字の背景部が汚れて印字品質が低下する
だけでなく、現像剤１６の消費量が多くなってしまい、
現像剤容器１１内に同じ量の現像剤１６を入れても、印
刷できる枚数が少なくなってしまうので問題である。

【００６４】そこで、本実施例の一成分現像装置１０に
適した現像剤１６の体積抵抗率を求める調査を行った。 この調査は、印字品質の基準として、潜像担持体２１上
の印字の背景部への現像剤の付着（以下では、「かぶり
」と記述する）のＯＤを、５種類の体積抵抗率（約１０
１１Ω・ｃｍ，１０１２Ω・ｃｍ，１０１３Ω・ｃｍ，
約３×１０１４Ω・ｃｍ，約３×１０１５Ω・ｃｍ）を
有する現像剤１６について調べたものである。このとき
、上記ＯＤの測定は、潜像担持体２１上にできた現像を
透明なスコッチテープに剥ぎ取り（転写し）、そのスコ
ッチテープを記録用紙４１上に貼り付けることにより作
成したサンプルについて、そのかぶりの部分を光学反射
濃度計で測定することにより行った。但し、光学濃度計
のＯＤ値は、記録用紙４１上に上記転写の行わないスコ
ッチテープを貼りつけたとき、そのスコッチテープのＯ
Ｄ値が「０」となるように調整して行った。また、現像
剤１６には、ポリエステル樹脂をベースとしたものを用
い、カーボン添加量を３〜１０％の範囲で変えることに
より、体積抵抗率の異なる現像剤１６を製造した。そし
て、この現像剤１６の体積抵抗率は、図７に示す抵抗測
定器５０により測定した。

【００６５】この抵抗測定器５０は、現像剤（トナー）
１６が収容される凹部５１ａを有する凹形の下部セル５
１、その下部セル５１の凹部５１内に凸部５２ａが嵌挿
される凸形の上部セル５２、その上部セル５２の凸部５
２ａが下部セル５１の凹部５１の内部に嵌挿されるよう
に上部セル５２に対して押圧力を加える上部セル５２の
両側に載置される重り５４，５５、下部セル５１の凹部
５１内に収容されている現像剤１６の層厚を測定するデ
ジタルマイクロメータ５７、電流計５８、及び電源５９
から成っている。下部セル５１内の中央には、電極５１
ｂが下部セル５１の底面から凹部５１ａの底面まで挿入
されており、上部セル５２の中央には、電極５２が凸部
５２ａの底面から上部セル５２の上方内部まで挿入され
ている。したがって、下部セル５１の凹部５１ａ内に収
容された現像剤１６の層は、下面の一部が下部セル５１
内の電極５１ｂの上端に、上面の一部が上部セル５２内
の電極５２ｂの下端と接触される。そして、電源５９の
一端が上部セル５２に内接された導電５２ｃを介して電
極５２ｂの上端に接続され、他端が電流計５８の一端に
接続されている。また、電流計５８の他端は下部セル５
１内に挿設された電極５１ｂの下端に接続されると共に
接地されている。

【００６６】上記構成の抵抗測定器５０による現像剤１
６の体積抵抗率の測定は、以下の手順により行った。 ■まず、下部セル５１の凹部５１ａ内に入れた現像剤１
６の層厚ｄをデジタルマイクロメータ５７で測定し、そ
の層厚ｄと予め分かっている凹部５１ａの底面積とによ
り、凹部５１内に収容されている現像剤１６の体積を性
格に測定する。

【００６７】■次に、電源５９の電圧Ｖと電流計５８に
より測定される電流値Ｉにより、凹部５１内の現像剤１
６の抵抗Ｒをオームの法則（Ｒ＝Ｖ／Ｉ）により求め、
その抵抗Ｒを上記■で測定した現像剤１６の体積に基づ
いて体積抵抗率に換算した。

【００６８】尚、この測定において、電源５９の電圧Ｖ
の値は、現像剤１６に加わる電界の強さが一定（１００
０Ｖ／ｃｍ）となるように設定した。そして、上記測定
方法により、カーボン添加量を３〜１０％の範囲で変え
たポリエステル樹脂を用いた現像剤１６の体積抵抗率を
求めたところ、その体積抵抗率は、約６×１０１０Ω・
ｃｍ〜約２×１０１５Ω・ｃｍまで変化した。

【００６９】次に、上記のように体積抵抗率が６×１０
１０Ω・ｃｍ〜約３×１０１５Ω・ｃｍの範囲の各現像
剤１６を用いて本実施例の現像装置１０により現像剤を
行った場合に測定された潜像担持体２１上のかぶりのＯ
Ｄ値を、図８に示す。

【００７０】同図において、横軸は現像剤１６の体積抵
抗率（Ω・ｃｍ）であり、縦軸が測定により得られた潜
像担持体２１上のかぶりのＯＤ値である。同図に示す測
定結果から、現像剤１６の体積抵抗率を１０１３Ω・ｃ
ｍ以上とすることにより、潜像担持体２１上にかぶりが
ほとんど発生しなくなることが分かった。したがって、
本実施例の現像装置は、体積抵抗率が１０１３Ω・ｃｍ
以上の現像剤１６を用いることにより、かぶりのほとん
どない良好な印字を行うことができ、現像剤１６の消費
量も少なくできる。

【００７１】尚、上記実施例は、本発明を記録用紙を潜
像担持体の上側で搬送するタイプのレーザプリンタに適
用した例であるが、本発明は記録用紙の搬送を、潜像担
持体の下側，横，あるいは斜めで行うレーザプリンタに
適用することも可能である。

【００７２】また、レーザプリンタ以外にも、潜像書き
込み手段として、発光ダイオード（ＬＥＤ）、液晶シャ
ッタ、あるいはエレクトロ・ルミネッサンス（ＥＬ：Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　）、さらには
放電針を用いた他の電子写真プリンタや電子写真複写機
等にも適用可能である。

【００７３】また、帯電手段としては、スコロトロン以
外にコロナ帯電器、ローラ帯電器、ブラシ帯電器等を、
転写手段には、コロナ転写器以外に、ベルト転写器、ロ
ーラ転写器等を、クリーニング手段にはブレードクリー
ナ以外にファーブラシクリーナや静電気的に現像剤を取
付除くもの等を用いるようにしてもよい。

【００７４】さらに、本実施例では、現像剤担持体１２
の回転方向と潜像担持体２１の回転方向を、共に反時計
方向にしているが、これに限定されることなく、両担持
体を共に時計方向に回転させるようにしてもよい。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
現像剤担持体と潜像担持体とが、それらの接触部で互い
に逆向きの表面速度を有するように、現像剤担持体を回
転させるようにしたので、現像担持体の表面に形成され
る欠陥穴の径に対するマージン（許容度）が広くなると
ともに、硬度の小さい材料も現像担持体に使用できるよ
うになるので、現像担持体に使用できる材料の選択自由
度が広がる。

【００７６】また、現像剤担持体の表面速度を潜像担持
体の１．５倍以上とすることにより、白点や１ドット線
の切れの発生及び黒べたの濃度ムラがなく、また１ドッ
トの面積のバラツキが無い良質な画像（印字）が得るこ
とが可能になると共に、一成分現像装置の使用可能時間
も従来よりも延ばすことができる。

【００７７】さらに、体積抵抗率が１０１３Ω・ｃｍ以
上の一成分現像剤を使用することにより、かぶりの少な
い良質な画像（印字）が得られると共に、一成分現像剤
の消費量を従来よりも少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の一実施例の一成分現像装置を用いた電
子写真プリンタの全体構成を示す断面図である。

【図３】現像担持体表面の欠陥穴により発生する白点の
現像剤担持体と潜像担持体の接触部における相対的な回
転方向に対する依存性を示す図である。

【図４】本実施例の一成分現像装置による現像の原理を
説明する図である。

【図５】本実施例の一成分現像装置により得られた黒べ
た印字の例を示す図である。

【図６】本実施例の一成分現像装置における現像剤担持
体の潜像担持体に対する接触部での相対速度の潜像担持
体の回転速度に対する比と印字濃度との相関関係を示す
図である。

【図７】現像剤の体積抵抗率測定装置の構成を示す図で
ある。

【図８】本実施例の一成分現像装置において使用する現
像剤の体積抵抗率を潜像担持体上のかぶりのＯＤ値との
相関関係を示す図である。

【図９】従来の一成分現像装置を用いた電子写真プリン
タの全体構成を示す断面図である。

【図１０】従来の一成分現像装置において現像剤担持体
表面の欠陥穴により白点が発生する原因を説明する図で
ある。

【図１１】従来の一成分現像装置において黒べた印字を
行ったときに発生する白点の形状を示す図である。

【符号の説明】

１　　現像剤担持体 ２　　一成分現像剤 ３　　潜像担持体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潜像担持体（１）上に形成される静電潜像
   に一成分系現像剤（２）を供給して上記静電潜像を可視
   像化する現像担持体（３）を有する一成分現像装置にお
   いて、前記現像剤担持体（３）と前記潜像担持体（１）
   が、上記両担持体（１），（３）の接触部で互いに逆向
   きの表面速度を有することを特徴とする一成分現像装置
   。
2. 【請求項２】前記現像剤担持体（３）は、前記潜像担持
   体（１）を回転駆動させる駆動手段とは別個の駆動手段
   により、前記潜像担持体（１）とは独立に回転させられ
   ることを特徴とする請求項１記載の一成分現像装置。
3. 【請求項３】前記現像剤担持体（３）の表面速度は、下
   記に示す式（１）を満足する速度を有することを特徴と
   する請求項１または２記載の一成分現像装置。 【数１】 但し、Ｖｐ　：潜像担持体（１）の表面速度Ｖｄ　：現
   像剤担持体（３）の表面速度
4. 【請求項４】前記一成分現
   像剤（２）の体積抵抗率は、１０１３Ω・ｃｍ以上であ
   ることを特徴とする請求項１，２または３記載の一成分
   現像装置。