JPH07114263A

JPH07114263A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH07114263A
Application number: JP26212493A
Authority: JP
Inventors: Tetsuhiro Tsuru; 哲浩津留; Takuo Shimokawa; 拓生下川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-10-20
Filing date: 1993-10-20
Publication date: 1995-05-02

Abstract

(57)【要約】【目的】トナー供給能力とトナーへの帯電能力を向
上、安定させ、画像ムラのない現像装置を備えた画像形
成装置を提供することを目的とする。【構成】現像ローラ１７に接触しながら回転しトナー
を供給するトナー供給ローラ１８の表面を導電性材料と
し、このトナー供給ローラ１８を接地する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感光体上に形成された
静電潜像をトナー粒子にて顕像化する非磁性一成分現像
装置を用いた画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、画像形成装置は乾式トナーを
使用する機器が主流を占め、多くの複写機、レーザプリ
ンタ、普通紙ファクシミリ等として実用化されめざまし
い発展をとげている。この画像形成装置は電子写真プロ
セス技術を応用した機器であり、感光体上に形成された
静電潜像をトナー粒子により顕像化するものである。こ
のようにトナーを用いて静電潜像を現像する方式におい
て、必要に応じて補助剤を外添したトナーのみを用い
る、すなわち一成分現像剤を用いる現像方式は従来から
知られている。その中でも特にトナー中に磁性粉を混入
しない非磁性一成分現像方式はカラー化と小型化が両立
できるという利点がある。

【０００３】この非磁性一成分現像装置は、一般にトナ
ーを摩擦帯電し現像ローラ上に薄層化させるトナー薄層
部と、トナーを収納するトナーホッパー部とを有してい
る。トナーホッパー部内のトナーは供給ローラによって
現像ローラの表面上に搬送され、現像ローラとトナー規
制ブレードとによる摩擦力により荷電し現像ローラ上に
均一な薄層状態を形成する。現像ローラ上の薄層トナー
の一部は感光体上に形成された静電潜像を可視像化する
ために使用され、残った未使用トナーはトナーホッパー
内のトナーがこぼれ落ちないように現像ローラ下部に現
像ローラに接触させたポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）シート等のフィルム部材と現像ローラとの間を通
過し、再びホッパー内に戻される。

【０００４】このような動作により行なわれる非磁性一
成分現像方式において、他の現像方式である二成分磁気
ブラシ現像方式、磁性一成分現像方式と最も異なる点の
一つは、現像ローラへトナーホッパー部からトナーを供
給させる原理である。二成分磁気ブラシ現像方式、磁性
一成分現像方式は現像ローラの少なくとも一部がマグネ
ットによって構成されており、かつ現像剤やトナーも磁
性材料にて構成されているため磁力によりトナーは現像
ローラへ供給される。しかしながら、非磁性一成分現像
方式には磁力の作用がないため、非磁性トナーの搬送
は、現像ローラと非磁性トナーの間の静電気的な力、物
理的な力で達成されなければならず、高濃度部を多く含
む画像の印字を連続で行なうと、画像濃度が低下した
り、トナー帯電が不十分なため、かぶりが増加したり、
また、全面高濃度画像において、画像先端部分と後端部
分とで画像濃度が大きく異なるなどの問題が生じ、現像
ローラに磁極を持たない現像方式の最大の課題となって
いた。

【０００５】その対策として、従来の非磁性一成分現像
装置においては、図３に示すように、帯電器１０、露光
器１１により、感光体９上に形成された静電潜像を現像
するための現像装置において、現像ローラ１およびトナ
ー供給ローラ２を図示する方向に回転させることでトナ
ーを現像ローラ１に供給し、その後、現像ローラ１上の
トナーをトナー規制ブレード３で均一に薄層化し且つ摩
擦帯電して、感光体９と接触又は近接状態になる現像領
域にトナーを搬送し、現像バイアス電源６により印加さ
れるバイアス電圧Ｖｂによりトナーを電界の作用にて感
光体９の表面に付着させ、感光体９の表面に形成された
トナー像を転写器１２により用紙に転写し、転写された
用紙上のトナー像を定着器で熱により溶融して用紙上に
定着する画像形成装置において、現像ローラ１を導電性
の金属シャフト１ａの外周部に導電性ゴムまたは導電性
の発泡体層１ｂを設け、更に表面層として１０⁹Ωｃｍ
以上の高抵抗層１ｃを形成した構成とし、トナー供給ロ
ーラ２を導電性金属シャフト２ａの外周部に抵抗値が１
０⁶Ωｃｍ以下の導電性発泡体２ｂを設けた構成とし
て、現像ローラ１とトナー供給ローラ２にそれぞれ異な
る電圧を印加し、帯電したトナーをクーロン力により現
像ローラ１の方向へ移動しやすくするという手段が用い
られている。

【０００６】しかしながら、上記構成では現像ローラ１
が多層構造であり、非常に高価なものであるとともに、
現像ローラ１の表面層が高抵抗層１ｃであるので抵抗値
の環境変動が激しく、現像特性が大きく変化するという
問題点がある。また、バイアス電源も図３に示すよう
に、現像バイアス電源６とは別にトナー供給バイアス電
源７が必要となり回路構成が複雑でコストアップとな
る。

【０００７】次に別の従来例を図４に示す。図３と異な
る点は、現像ローラ１とトナー供給ローラ２の構成およ
びトナー供給ローラ２へのバイアス電圧印加の有無であ
る。現像ローラ１５は金属シャフト１５ａの外周部に導
電性弾性層１５ｂを形成したもの、トナー供給ローラ１
６は金属シャフト１６ａの外周に絶縁性発泡体層１６ｂ
を形成したものであり、バイアス電圧は印加しない。

【０００８】このような構成において、現像ローラ１５
は構造が単純であるため製造コストが低くできること、
抵抗値が１０⁵Ωｃｍを中心に上下２桁の変動でも画質
に影響がないというメリットがあり、トナー供給ローラ
１６もカーボン粉末にて導電性を付与する必要がなく、
低コストが可能で耐磨耗性があり長寿命という特徴があ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、トナー供給ローラ１６の表面に、トナー
及び現像ローラ１５との摩擦による静電気が蓄積しトナ
ー供給状態が印字の履歴により変動する。特に、図５に
示すように現像ローラ１５の回転周期により画像濃度が
低下していくという問題点を有している。このような場
合、トナー流動性やトナーの摩擦帯電立ち上がり能力を
改善することで上記問題点が改善可能であることが一般
に知られている。そこで、外添剤比率や帯電制御剤比率
の最適化を図ると濃度低下は十分ではないが、図６に示
すようにある程度改善できる。しかし、印字開始から現
像ローラ１５の１周分のみ濃度が低下するという新たな
問題点を有している。これは、非磁性一成分現像剤が一
般的に絶縁性の高抵抗トナーで、現像ローラ１５上のト
ナーがトナー規制ブレードにて摩擦帯電される回数に応
じてトナーの帯電量が増加する傾向が強いためで、印字
に先だって複数回現像ローラ１５を回転させた場合、ま
たはトナー消費の殆どない印字を一定の長さ印字した
後、ベタ黒のような印字面積の多い印字を行う場合、印
字開始から現像ローラ１５の１回転の部分はトナーの帯
電量が高くなり感光体９へのトナーの付着量が減少し、
画像濃度が低下する。また、２回転目以降はトナーがト
ナー規制ブレードを通過する回数が１回のみとなるため
トナー帯電量が低くなり画像濃度が上昇する。しかし、
トナー供給ローラ１６によるトナー供給能力が低い場合
は、２回転目以降、画像濃度が更に低下したり不規則な
濃度ムラの画像、すなわち、ぼそついた画像となる。こ
の現象はブラックトナーの場合は目立たないが、光沢性
や透明性を考慮したマゼンタ，イエロー，シアン等のカ
ラートナーを用いた場合、非常に顕著に表れる。

【００１０】本発明は上記従来の問題点を解決し、低コ
ストで画像ムラのない現像装置を備えた画像形成装置を
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、現像ローラに接触しながら回転し現像ローラ
にトナーを供給する表面が導電性材料で構成されたトナ
ー供給ローラと、このトナー供給ローラを接地する接地
手段とを備えたものである。

【００１２】

【作用】本発明は上記構成により、トナー供給ローラお
よび現像ローラの表面に蓄積される摩擦電荷をなくすこ
とができるとともに、トナーへの過剰な摩擦電荷をなく
すことができる。

【００１３】

【実施例】次に図面を参照しながら本発明の一実施例に
ついて説明する。図１は本発明の画像形成装置の構成図
であり、図中８は現像器で現像に供すべき静電潜像が形
成されている静電潜像保持体としての感光体９に近接し
て配置されている。この現像器８において、１７は現像
ローラで金属シャフト１７ａの表面に導電性弾性層の表
面層１７ｂを形成したものである。また、１８はトナー
供給ローラで金属シャフト１８ａの表面に導電性弾性で
あるスポンジ１８ｂを形成したものである。また、現像
ローラ１７には現像剤規制部材としてのトナー規制ブレ
ード３と、トナーを現像ローラ１７へ供給するトナー供
給ローラ１８とが各々図示する位置関係に接触して配置
されている。

【００１４】現像ローラ１７の表面層１７ｂは１０⁹Ω
ｃｍ未満の半導電性から良導電性の範囲の抵抗値を持つ
単層で、ゴム硬度３０〜５０度が好ましい。また、表面
粗さは表面の平滑性が高いほうがトナー薄層形成におい
て均一化が図れるため７μｍＲｚ以下が好ましい。ま
た、トナー供給ローラ１８の表面層１８ｂは１０⁶Ωｃ
ｍ以下の導電性発泡体であり、金属シャフト１８ａは２
５ＭΩの抵抗５０を介して接地されている。さらに、ト
ナー規制ブレード３は、その弾性を利用して現像ローラ
１７に押圧接触されている。

【００１５】まず、今回印字評価した際の条件を以下に
示す。プロセス速度は９６ｍｍ／ｓ、感光体９は負帯電
型ＯＰＣ、現像ローラ１７の周速度は１９０ｍｍ／ｓで
感光体９の回転方向に対して逆方向、トナー供給ローラ
１８の周速度は１５２ｍｍ／ｓで現像ローラ１７と同方
向に回転させた。また、現像ローラ１７のトナー供給ロ
ーラ１８への食い込み量は０．５ｍｍである。トナーは
ポリエステル樹脂にカーボン、ワックス、帯電制御剤等
を均一分散させたもので負帯電性を有するものである。

【００１６】以上の条件にて、感光体９を帯電器１０で
−７００ｖに均一帯電した後、露光器１１で均一に全面
露光して露光後の感光体９の電位を−１００ｖまで減衰
させ、現像ローラ１７に現像バイアス電源６により現像
バイアス−３００ｖを印加して感光体９上にベタ黒印字
パターンのトナー像を形成し、電子写真プロセスとして
一般に知られている転写、定着工程をへて用紙にトナー
像を得た。このトナー像の現像ローラ１７の周期による
画像濃度変動を図２に示す。トナー供給能力不足による
現像ローラ１７の２回転目以降の濃度低下やトナーの過
剰な帯電による現像ローラ１７の１回転部分の画像濃度
低下は発生しなかった。

【００１７】このように現像ローラ１７及びトナー供給
ローラ１８を導電性とし、トナー供給ローラ１８を接地
することにより、現像ローラ１７の表面及びトナー供給
ローラ１８の表面には摩擦電荷が蓄積することなく、ト
ナー供給ローラ１８によるトナーの供給能力が安定し良
好となり、トナー供給ローラ１８と現像ローラ１７との
摩擦によるトナーへの帯電立ち上がりも良好となる。ま
た、トナー供給部でのトナーへの帯電能力が向上するこ
とで、トナーの現像ローラ１７へ引きつけられる鏡像力
が強くなり、ローラの印字状態の履歴によってトナー薄
層状態や帯電量が変動することがなく、常に安定してト
ナー規制ブレード３をトナーが通過し均一薄層化するこ
とが可能となる。さらにベタ黒印字に先立ち現像ローラ
１７が複数回回転しても、トナーへの過剰な摩擦電荷が
トナー供給ローラ１８から接地点へ流れ出るためトナー
帯電量は現像ローラ１７の回転の回数によらず安定し、
印字開始後に現像ローラ１７が１回転する部分のトナー
の過剰な帯電による画像濃度低下も発生しない。

【００１８】上述した本発明の一実施例としては、現像
ローラ１７に弾性ローラを用いて説明したが、現像ロー
ラ１７は金属ローラ、樹脂ローラであっても良く、ま
た、現像ローラ１７と感光体９との間には隙間があって
もなくても本発明を適用することができる。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明は、現像ローラに接
触しながら回転し現像ローラにトナーを供給する表面が
導電性材料で構成されたトナー供給ローラと、このトナ
ー供給ローラを接地する接地手段とを備えたことによ
り、トナー供給ローラおよび現像ローラの表面に蓄積さ
れる摩擦電荷をなくすことができるとともに、トナーへ
の過剰な摩擦電荷をなくすことができ、トナー供給ロー
ラによるトナーの供給能力とトナーへの帯電能力を向
上、安定させ、画像ムラをなくし、画質を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における画像形成装置の構成
図

【図２】本発明の一実施例における画像形成装置の現像
ローラ周期と画像濃度変動の関係を示す図

【図３】従来の画像形成装置の構成図

【図４】従来の画像形成装置の別の例の構成図

【図５】従来の画像形成装置の現像ローラ周期と画像濃
度変動の関係を示す図

【図６】従来の画像形成装置のトナー供給能力を改善し
たトナーにおける現像ローラ周期と画像濃度変動の関係
を示す図

【符号の説明】

３トナー規制ブレード６現像バイアス電源８現像器９感光体１０帯電器１１露光器１７現像ローラ１８トナー供給ローラ５０抵抗

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像が形成される静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体上の静電潜像を非磁性一成分系のト
ナーにより現像する表面が導電性材料で構成された現像
ローラと、前記現像ローラの表面に付着したトナー量を
均一にするトナー規制手段と、前記現像ローラへ現像バ
イアス電圧を印加する印加手段と前記現像ローラに接触
しながら回転し該現像ローラにトナーを供給する表面が
導電性材料で構成されたトナー供給ローラと、前記トナ
ー供給ローラを接地する接地手段とを備えたことを特徴
とする画像形成装置。