JPH06250510A

JPH06250510A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06250510A
Application number: JP5040339A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Nakajima; 哲郎中嶋; Kunihiko Sato; ▲邦▼彦佐藤; Masae Ikeda; 眞砂恵池田; Shuji Koike; 修司小池; Motomichi Shibano; 元通芝野
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-03-02
Filing date: 1993-03-02
Publication date: 1994-09-09

Abstract

(57)【要約】【目的】電子写真技術を用いた非接触現像方式の画像
形成装置に関し、常にトナー付着量を一定にすることの
できる画像形成装置を提供する。【構成】像担持体１と一成分現像器３とを備えた画像
形成装置において、像担持体１と現像器３の現像ローラ
７を所定の間隙ｇを介し対向させるとともに、像担持体
１へのトナー像形成を、該像担持体１と現像ローラ７の
周速比で一意に決めるようにしたことを特徴とする構成
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真技術を用いた
非接触現像方式の画像形成装置に関するものである。

【０００２】近年情報産業の急速な発展に伴い、各種の
情報システムが開発されていて、それに適した出力機
（プリンタ）の要望が高まっており、各種のプリンタの
製品化が行われている。

【０００３】

【従来の技術】一般的に記録方式はインパクト方式とノ
ンインパクト方式に分けられる。インパクト方式は、小
型で低価格，メンテナンスフリー等の利点がある反面、
騒音の点で問題がある。一方、ノンインパクト方式では
シリアル方式とページ方式がある。シリアル方式では、
小型で低価格等の利点があるが、熱転写方式では記録速
度が遅いという問題を、インクジェットでは目詰まりを
生じる等の問題をそれぞれ抱えている。

【０００４】ページ方式については、電子写真方式が代
表として挙げられ、高速印字，高印字品質等の利点はあ
るが、プロセスが複雑であるため低価格化，装置の小型
化には問題があると見なされていた。しかし、最近の電
子写真式のプリンタについては、小型化，低価格化が進
み、インパクトプリンタの領域にまで入り込んできつつ
あるのが現状である。次に、この電子写真プロセスの概
要を説明する。

【０００５】このプロセスでは、感光体を回転させ、そ
の表面に、放電ワイヤに高圧を印字することにより均一
な電荷層を形成する。次に、露光工程により、該表面
に、画像信号に対応した静電潜像を形成する。そして、
該静電潜像を、トナーと呼ばれる帯電着色粒子より成る
現像剤で可視化する（トナー像形成）。該トナー像は、
通常は転写材（記録紙）に転写後、熱，圧力により定着
される。

【０００６】この静電潜像の現像方式は、大別すると、
一成分現像と二成分現像に分けられる。二成分現像の場
合は、使用現像剤がトナーとキャリアから成り、機械的
な撹拌によりトナーとキャリアに摩擦帯電を生じさせて
トナーに電荷を付与する。しかし、二成分現像方式の場
合、トナー濃度を常に一定に保つ必要があり、その安定
した制御が難しいという問題点もある。

【０００７】これに対し、一成分現像方式は、キャリア
と混合することなくトナー単体で現像するもので、現像
ローラ上のトナー搬送，現像部へのトナー補給のために
トナーの中に磁性粉を含有するものと、非磁性のトナー
を用いるものがある。最近は、カラー化を考えて、非磁
性トナーを用いたカラープリンタの開発が注目されてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】非接触現像法は、従来
より開発されてきた。しかし、この非接触現像法では、
感光ドラムと現像ローラの間に所定の間隙を設け、トナ
ーを飛翔させて感光ドラムにトナー像を形成していた。
このため、感光ドラム上に形成されるトナー付着量（ト
ナー像）は、トナー帯電量，潜像強度が変わると変化
し、画像濃度が低下したり像がつぶれるという問題があ
った。

【０００９】図７はこのことを示すトナー付着量変動要
因説明図で、図７（Ａ）はトナー帯電量の変化とトナー
付着量の関係を示し、図７（Ｂ）は潜像強度の変化とト
ナー付着量の関係を示している。図中、１００はトナ
ー、Ｖ_Sは非露光部の電位、Ｖ _Bは現像バイアス電圧、
Ｖ_Lは露光部の電位で、潜像強度はＶ_B−Ｖ_Lである。

【００１０】また、非接触現像法においては、図８に示
すように、バイアスの変化によっても画質の劣化が大き
いため、バイアスのマージンが大きくとれない。なお、
解像度が変わるということは、感光ドラム上のトナー付
着量が変わることを意味する。図９は印字濃度とトナー
付着量の関係を示している。以上のように、非接触現像
法においては、トナー付着量が変動する要因を多く含ん
でいる。

【００１１】一方、カラー記録においては、トナー付着
量の安定化が重要になる。モノクロの場合、一定以上の
印字濃度を得るにはある一定以上のトナー付着量があれ
ば充分である。ところが、カラー記録の場合、トナー付
着量が変化すると光の吸収度合いが変わるため色合いも
変わってしまうという問題がある。このため、常にトナ
ー付着量を一定にすることが必要になる。

【００１２】本発明は、非接触現像を行う際に常にトナ
ー付着量を一定にすることのできる画像形成装置を提供
することを目的としている。

【００１３】

【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、図中、１は感光ドラム（像担持体）、７は現像手
段に設けられた現像ローラ、１００は現像手段に収容さ
れて現像ローラ７により現像部（像担持体１と現像ロー
ラ７の対向部分）へ搬送されるトナーである。現像ロー
ラ７と像担持体１の間には現像バイアス電圧Ｖ_Bが印加
されている。

【００１４】像担持体１と現像ローラ７は間隙ｇを介し
対向しており、像担持体１へのトナー像形成は、現像ロ
ーラ７と像担持体１の周速比ｖ_d／ｖ_pで一意に決めら
れる。

【００１５】現像手段としては一成分現像器が用いられ
る。また、現像ローラ７により現像部に供給するトナー
量は、像担持体上に形成されている静電潜像を満たすト
ナー量より少ない。８は、現像ローラ７及び図示しない
リセットローラ、パドル、アジテータ等とともに現像器
に設けられたブレードで、現像ローラ７上のトナー層厚
を規制する。

【００１６】

【作用】印字濃度１．３以上を得る条件としては、トナ
ー付着量は８ｇ／ｍ²が必要（詳細資料は後述）とな
る。この８ｇ／ｍ²が得られる周速比ｖ_d／ｖ_pは２．
０に設定することになる（詳細資料は後述）。周速比を
この２．０に設定し、Ｖ_ACを−１ｋＶ，周波数を１ｋＨ
ｚで、Ｖ_Bを可変にしたときの像担持体１上のトナー付
着量は、実験の結果次のようになる。

【００１７】Ｖ_Bが１００Ｖ以下の領域では、現像部で
のトナー供給量は充分であるため、像担持体１上のトナ
ー付着量は直流バイアスに対応して増えている。一方、
Ｖ_Bが１００Ｖ以上の領域では、現像部へ供給されるト
ナー量が制限されるのでトナー付着量は一定になる。こ
の結果から、静電的な溝が変化してもトナー付着量は変
化せず一定になる。

【００１８】

【実施例】以下、図２乃至図６に関連して本発明の実施
例を説明する。

【００１９】図２は本発明が適用される画像形成装置の
構造概要を示す側面図で、図中、１は感光ドラム（像担
持体）、２はコロナ帯電器、３は一成分現像器、４はコ
ロナ転写器、５はクリーナ、６は定着器である。

【００２０】現像器３は、現像ローラ７と、該現像ロー
ラ７上のトナー層厚を規制するブレード８と、現像ロー
ラ７上のトナーを回収して新しいトナーを供給するリセ
ットローラ９と、現像ローラ７に向けトナーを搬送する
パドル１０と、現像器内のトナー１００を均一にならす
アジテータ１１とを備えている。

【００２１】記録に際しては、感光ドラム１を図２に矢
印で示す時計方向に回転させ、その表面を、コロナ帯電
器２により一様に帯電させた後、図示しない露光手段に
より所定のパターンで露光する。これにより、該表面に
は静電潜像が形成され、該静電潜像は現像ローラ７によ
り現像されてトナー像となる。

【００２２】一方、記録紙１０１は、上記トナー像形成
とタイミングをとって転写部１２に送られ、ここで、コ
ロナ転写器４による記録紙１０１へのトナー像転写が行
われる。その後、記録紙１０１は定着部に送られ、ここ
で、定着器６によるトナー像定着が行われる。定着完了
後、記録紙１０１は図示しないスタッカに排出される。
また、転写完了後の感光ドラム１の表面はクリーナ５に
より清掃され、除電器１３により除電される。

【００２３】このような構成，作用を有する非接触方式
の画像形成装置において、現像器３の現像ローラ７と感
光ドラム１の間隙ｇは一定に設定される。現像ローラ７
は、金属スリーブ，ゴムローラ（ウレタンゴム、シリコ
ンゴム、ニトルゴム）を用いる。ブレード部の拡大部
と、突き出し量に対する現像ローラのトナー層厚を図３
に示す。このときの現像ローラは発泡性のウレタンゴム
を用い、ゴム硬度はアスカーＣで２０〜４０°とした。

【００２４】本図に明らかなように、ブレード突き出し
量を０．４ｍｍ以下に抑えると、現像ローラ上のトナー
層厚は一層を形成できる。さらに、印字濃度１．３以上
を得る条件としては、図９からトナー付着量は８ｇ／ｍ
²が必要となる。そこで、８ｇ／ｍ²が得られる周速比
の条件として、現像ローラ周速ｖ_dと感光ドラム周速Ｖ
_pとの周速比ｖ_d／ｖ_p（供給能θ）を２．０に設定
し、ｖ_acを−１ｋＶ、周波数を１ｋＨｚで、Ｖ_Bを可変
にしたときの感光ドラム上のトナー付着量は図４の通り
である。

【００２５】図４に示すように、Ｖ_Bが１００Ｖ以下の
領域では、現像部でのトナー供給量は充分であるため、
感光ドラム上のトナー付着量は、直流バイアスに対応し
て増えている。一方、Ｖ_Bが１００Ｖ以上の領域では、
現像部へ供給されるトナー量が制限されるので、トナー
付着量は一定になる。この結果から、静電的な溝が変化
してもトナー付着量は変化せず一定になる。

【００２６】なお、上記のように供給能θ＝２．０に設
定したのは、供給能θとトナー付着量Ｍの関係を示す図
５のグラフに基づいている。トナー付着量８ｇ／ｍ
²（トナー層一層）を得るにはθ＝２．０が適している
ことは本図により明らかである。

【００２７】上記現像方式をカラープロセスに適用した
カラー画像形成装置を図６に示す。図中、１１１は感光
ドラム（像担持体）、１１２はコロナ帯電器、１１
３_Y，１１３_M，１１３_C，１１３_BKはＹ（イエロ
ー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），ＢＫ（ブラッ
ク）色の現像器、１１４はコロトロン、１１５はクリー
ナ、１１６は定着器、１１７はコロナ帯電器１１２の電
源である。感光ドラム１１１は帯電器１１２により均一
に帯電される。なお、この帯電には、コロナ放電の代わ
りにブラシを用いた電荷注入帯電方式を用いても良い。

【００２８】この状態で光照射を行い、感光ドラム１１
１上に静電潜像を形成する。ここで、モノクロ印字を行
う場合は、現像器１１３_BKにより記録を行う。また、フ
ルカラー記録を行う場合には、現像器１１３_Y，１１３
_M，１１３_CにＹ，Ｍ，Ｃ色のカラートナーを入れ、上
記の帯電、光照射のプロセスを各色毎に行う。なお、こ
の現像器の順番は特に規定するものではない。

【００２９】以上のように形成したカラートナー像は、
順次記録紙１０１に転写し、色トナーを重ね合わせる。
この転写はコロトロン１１４により行われる。その後、
記録紙１０１は、定着器１１６に送られ、ここでトナー
像が定着により固定された後、図示しないスタッカに排
出される。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、非
接触現像を行う際に一定のトナー付着量が得られるの
で、印字濃度を一定にするとともに像のつぶれをなくす
ことができ、特に、カラー記録の場合は常に安定した色
再現性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明が適用される画像形成装置の構造概要を
示す側面図である。

【図３】図２の現像器のブレード条件とトナー層厚の関
係説明図である。

【図４】本発明の実施例の非接触現像特性説明図であ
る。

【図５】本発明の実施例の供給能とトナー付着量の関係
説明図である。

【図６】本発明の実施例のカラー画像形成装置の構造概
要を示す側面図である。

【図７】トナー付着量変動要因説明図で、図７（Ａ）は
トナー帯電量の変化とトナー付着量の関係を示し、図７
（Ｂ）は潜像強度の変化とトナー付着量の関係を示す。

【図８】非接触現像特性図である。

【図９】印字濃度とトナー付着量の関係説明図である。

【符号の説明】

１，１１１感光ドラム（像担持体）３，１１３_Y，１１３_M，１１３_C，１１３_BK 現像
器７現像ローラｇ間隙ｖ_d 現像ローラの周速ｖ_p 感光ドラムの周速 θ（＝ｖ_d／ｖ_p）供給能

フロントページの続き (72)発明者小池修司神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者芝野元通神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像が形成される像担持体（１）
と、前記静電潜像をトナーにより現像するための現像ローラ
（７）を有する現像手段と、を備えた画像形成装置にお
いて、前記像担持体（１）と前記現像ローラ（７）を所定の間
隙ｇを介し対向させるとともに、前記像担持体（１）へのトナー像形成を、該像担持体
（１）と前記現像ローラ（７）の周速比で一意に決める
ようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１記載の画像形成装置において、現像手段が一成分現像器であることを特徴とする画像形
成装置。
【請求項３】請求項１記載の画像形成装置において、現像ローラ（７）により現像部に供給するトナー量は、
像担持体（１）上に形成される静電潜像を満たすトナー
量よりも少ないことを特徴とする画像形成装置。