JPH09160379A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像ローラを感光ドラムに対してニップ部に
おいて逆方向に移動させて行うインプレッション現像方
式を採るレーザビームプリンタ、ファクシミリ、複写機
等の電子写真方式の画像形成装置において、流動性の高
いトナーを用いて高い品質の画像を形成できるようにす
る。 【解決手段】 感光ドラム２０と、感光ドラム２０に静
電潜像を形成するレーザスキャナユニット３０と、感光
ドラム２０に接触するニップ部において感光ドラム２０
の移動方向と反対の方向に移動しながら静電潜像をトナ
ー層により現像して感光ドラム２０上にトナー像を形成
する現像ローラ５６と、トナー層が現像ローラ５６上に
おいて０．５ｍｇ／ｃｍ² 以下のトナー量の層をなすよ
うにトナー層の層厚を規制する層厚規制ブレード５７
と、形成されたトナー像を転写する転写ローラ６０とを
備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタ、ファクシミリ、複写機等の電子写真方式の画像形
成装置の技術分野に属し、特に、現像ローラを感光ドラ
ムに対して押圧接触させ、その接触する部位において互
いに反対方向に移動させて現像を行う画像形成装置の技
術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】この種の電子写真方式の画像形成装置に
おいて、転写ローラ等からなる転写手段を感光ドラムの
上方に配置すると、下方に配置した場合と比較して、上
方側から装置を開けて用紙の経路へアクセスする構造が
可能となり、用紙のジャムの処理が容易となる利点が得
られ、また給紙カセットを上方に露出させる構造も可能
となり、給紙し易い利点も得られ、更に用紙の経路が略
直線形状である構造も可能となり、厚紙、封筒等の特種
用紙にも容易に印字できる利点も得られる。このように
種々の利点が得られるため、従来から、この種の画像形
成装置においては、転写手段を感光ドラムの上方に配置
する構造が望まれている。

【０００３】一方、この種の画像形成装置における現像
方法としては、トナーを搬送する導電性の弾性体ローラ
からなる現像ローラを感光ドラムに押圧させて感光ドラ
ム上の静電潜像の現像を行なう所謂インプレッション現
像方式が広く採用されている。

【０００４】画像形成装置においては画質を高めるとい
う一般的要請が強いため、電子写真方式の画像形成装置
では、感光ドラム上でトナーが適切に現像、転写、クリ
ーニング等に供されるように、トナ−に流動性が要求さ
れる。このため、トナーは、その表面にシリカ等の外添
剤が付与されているが、一般に高画質になる程、より流
動性の高いトナーが用いられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ように転写手段を感光ドラムの上方に配置する構造を採
用して且つインプレッション現像方式を用いると、用紙
の搬送方向（感光ドラムの回転方向）と、トナーを適切
に感光ドラムへ搬送するための方向との関係より、現像
ローラと感光ドラムとの接触部（ニップ部）においては
両者が互いに逆方向に移動するように構成される。

【０００６】このため、高画質（例えば、６００ｄｐ
ｉ）に対応するような流動性の高いトナーを使用する
と、感光ドラムにより現像ローラから掻き取られたトナ
ーがニップ部の上部に滞留してしまう。この結果、滞留
したトナーが、ファンデルワールス力等の物理的な力に
より感光ドラム上の静電潜像に相当しない部位、即ち、
感光ドラム上のトナーが付着すべきでない位置に滞留し
たトナーが付着してしまう事態を招き、転写された用紙
上に白地かぶり等の欠陥が発生して画質低下を画質低下
をもたらすという問題点があった。

【０００７】本発明は、上記の問題点に鑑みなされたも
のであり、現像ローラを感光ドラムに対して押圧接触さ
せ、その接触する部位にて互いに反対方向へ移動させて
現像を行う方式であって、高品質の画像を形成するため
の画像形成装置を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の画像形
成装置は上記課題を解決するために、感光体と、該感光
体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、表面に層状の
トナーを担持し、前記感光体と接触して且つその接触す
る部位にて前記感光体の移動方向と反対の方向へ移動す
るべく構成され、前記静電潜像を前記トナーにより現像
して前記感光体上にトナー像を形成する現像ローラと、
前記トナーの前記現像ローラ上における担持量が０．５
ｍｇ／ｃｍ² 以下となるように、前記現像ローラに担持
される前記トナーの層厚を規制する層厚規制手段と、前
記感光体上に形成された前記トナー像を記録媒体に転写
する転写手段とを備えたことを特徴とする。

【０００９】請求項１に記載の画像形成装置によれば、
先ず、潜像形成手段により、感光体に静電潜像が形成さ
れる。次に、現像ローラが感光体に接触して且つその接
触する部位（ニップ部）において感光体の移動方向と反
対の方向に移動しつつ、感光体上の静電潜像が現像ロー
ラ上のトナーにより現像され、感光体上にトナー像が形
成される。ここで、現像ローラ上のトナーが０．５ｍｇ
／ｃｍ² 以下の層をなすように、層厚規制手段によりト
ナーの層厚が規制されている。従って、現像ローラ上の
トナーの層厚は、トナー粒子を基準にして２層未満とな
り、即ち１層又は１層強となるので、層厚規制手段によ
る規制後は、大部分のトナーが現像ローラの表面に接触
していることになる。よって、たとえ流動性の高いトナ
ーを用いたとしても、現像ローラの表面にトナーが付着
しているため、感光ドラムと現像ローラとが擦れ合うニ
ップ部の近傍においてトナーが滞留しにくくなる。最後
に、転写手段により、感光体上に形成されたトナー像
は、用紙等の記録媒体に転写される。この結果、白地か
ぶり等の画像の欠陥の発生が低減される。

【００１０】請求項２に記載の画像形成装置は、請求項
１に記載の画像形成装置において、前記現像ローラは、
導電性の弾性体ローラからなることを特徴とする。請求
項２に記載の画像形成装置によれば、導電性の弾性体ロ
ーラからなる現像ローラにより現像が行われるので、仮
に現像ローラ上のトナー層がトナー粒子を基準にして２
層以上であったとするならば、トナー溜まりが生じやす
くなる。しかるに、現像ローラ上において０．５ｍｇ／
ｃｍ² 以下の層をなすように、トナー層の層厚は、層厚
規制手段により規制されているので、トナー層は１層又
は１層強となる。このため、大部分のトナーは、層厚規
制後は現像ローラに接触することとなり、感光ドラムと
現像ローラとが擦れ合うニップ部においても、トナー溜
まりが生じにくくなる。

【００１１】請求項３に記載の画像形成装置は、請求項
１又は２に記載の画像形成装置において、前記層厚規制
手段は、前記現像ローラに接触配置された所定の曲率半
径の屈曲部を有する層厚規制ブレードを備えたことを特
徴とする。

【００１２】請求項３に記載の画像形成装置によれば、
層厚規制ブレードにより、トナー層厚を、現像ローラ上
において０．５ｍｇ／ｃｍ² 以下のトナー量の層をなす
ように比較的容易に規制できる。

【００１３】請求項４に記載の画像形成装置は、請求項
１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置におい
て、前記転写手段は、前記感光体の上方に配置されてお
り、前記潜像形成手段は前記感光体の下方に配置されて
いることを特徴とする。

【００１４】請求項４に記載の画像形成装置によれば、
転写手段が感光体の上方に配置されており、潜像形成手
段が感光体の下方に配置されているので、転写手段を下
方に配置した場合と比較して、上方側から装置を開けて
用紙等の記録媒体の経路へアクセスする構造が可能とな
り、また給紙カセット等を上方に露出させる構造も可能
となる。

【００１５】請求項５に記載の画像形成装置は、請求項
４に記載の画像形成装置において、前記記録媒体を当該
画像形成装置の内部を略直線形状に延びる経路に沿って
搬送する搬送手段を更に備えており、前記転写手段は前
記感光体上に形成されたトナー像を前記搬送手段により
搬送される前記記録媒体に転写することを特徴とする。

【００１６】請求項５に記載の画像形成装置によれば、
用紙等の記録媒体の経路が略直線形状であるので、厚
紙、封筒等の特種用紙にも印字できる構造を容易に構築
できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて説明する。図１において、本発明の
実施の一形態であるレーザビームプリンタ１は、本体ケ
ース２と、画像形成の為の用紙Ｐを給紙するフィーダユ
ニット１０と、画像形成のための露光、現像、転写等の
工程が順次行われる感光体の一例としての感光ドラム２
０と、感光ドラム２０から用紙Ｐに転写された転写画像
を用紙Ｐに定着させるための定着ユニット７０と、画像
が定着された用紙Ｐを搬送路ＰＰに沿って排出するため
の排紙トレイ７７とを備えて構成されている。

【００１８】レーザビームプリンタ１は更に、感光ドラ
ム２０の周囲に沿って順に、感光ドラム２０上に静電潜
像を形成するための潜像形成手段の一例としてのレーザ
スキャナユニット３０と、該感光ドラム２０上に形成さ
れた静電潜像をトナーにより現像するための現像ローラ
５６を有する現像ユニット５０と、感光ドラム２０上に
現像されたトナー画像を用紙Ｐに転写する転写手段の一
例としての転写ローラ６０と、転写ローラ６０による転
写の後に感光ドラム２０に残留した残留トナーを感光ド
ラム２０を用いて所定のタイミングで現像ユニット５０
に戻すために一時的に残留トナーを吸着するクリーニン
グローラ４２と、転写後の感光ドラム２０に残留した残
留電位を除去するための除電ランプ４１と、除電後の感
光ドラム２０を静電潜像形成可能に帯電させるための帯
電器４０とを備えて構成されている。

【００１９】次に、図１から図４を用いて、レーザビー
ムプリンタ１を構成する各構成要素について夫々詳細に
説明する。図１において、フィーダユニット１０は、本
体ケース２の後端部に位置する上部のフィーダ部ケース
３内に配置された、用紙Ｐと略同様の幅寸法を有する用
紙押圧板１１を備える。用紙押圧板１１は、その後端部
において揺動可能に枢支されている。用紙押圧板１１の
前端部には、圧縮バネ１２が設けられており、該圧縮バ
ネ１２により用紙押圧板１１は上側に弾性付勢される。
用紙押圧板１１には、左右方向に延びる給紙ローラ１３
が、回転自在に枢支されている。給紙ローラ１３は、図
示外の駆動系により、給紙のタイミングで回転駆動され
るように構成されている。フィーダユニット１０はま
た、フィーダ部ケース３内に、定形カット紙からなる用
紙Ｐを複数枚収容可能な給紙カセット１４が傾斜状に着
脱自在に装着されており、給紙ローラ１３の回転によ
り、給紙カセット１４に収容された用紙Ｐのうち、上側
の用紙Ｐから１枚ずつ給紙されるように構成されてい
る。更に、フィーダユニット１０は、用紙Ｐの重送を防
止する為に、給紙ローラ１３の下側に分離部材１５を備
えており、この分離部材１５は、圧縮バネ１６により給
紙ローラ１３に弾性付勢されている。給紙ローラ１３よ
りも搬送方向（図１において、後方から前方向き）下流
側には、給紙された用紙Ｐの先端を揃える１対のレジス
トローラ１７及び１８が回転可能に夫々枢支されてい
る。

【００２０】図１及び図２において、感光ドラム２０
は、例えば、正帯電性の材料から構成されいる。より具
体的には、図２に示すように、感光ドラム２０は、例え
ば、円筒状でアルミ製の円筒スリーブ２１を本体とし
て、その外周部に、ポリカーボネートに光導電性樹脂を
分散させた所定厚さ（例えば、約２０μｍ）の光導電層
２２を形成した中空状のドラムから構成されており、円
筒スリーブ２１を接地した状態で、本体ケース２に回転
自在に枢支されている。即ち、感光ドラム２０上に形成
されたプラス極性の静電潜像に対して、プラス極性に帯
電したトナー５３を反転現像方式で現像するように構成
されている。感光ドラム２０は、駆動機構により、側面
視で時計回りに回転駆動されるように構成されている。
尚、感光ドラム２０を負帯電性の材料から構成してもよ
い。

【００２１】図１において、レーザスキャナユニット３
０は、感光ドラム２０の下側に配設されており、感光ド
ラム２０上に静電潜像を形成する為のレーザ光Ｌを発生
するレーザ発生器３１、回転駆動されるポリゴンミラー
（５面体ミラー）３２、一対のレンズ３３及び３４、並
びに一対の反射ミラー３５及び３６を含んで構成されて
いる。レーザスキャナユニット３０を、感光ドラム２０
よりも下側に配設することにより、全体として搬送方向
の長さを短くでき、レーザビームプリンタ１をコンパク
トに構成することができるとともに、用紙搬送と干渉す
ることなく、レーザスキャナユニット３０から出射した
レーザ光Ｌで感光ドラム２０上に静電潜像を形成するこ
とができる。

【００２２】帯電器４０は、例えば、タングステンなど
からなる帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させるスコ
ロトロン型の帯電器から構成されており、感光ドラム２
０に対して非接触に支持されている。本実施の形態で
は、感光ドラム２０は、正帯電性のものが用いられてい
るので、帯電器４０にはプラス極性の電圧が印加され
る。

【００２３】除電ランプ４１は、例えば、ＬＥＤ（レー
ザ発光ダイオード）、ＥＬ（ElectroLuminescence)、蛍
光灯などの光源を備えて構成されており、転写後に感光
ドラム２０に残留する電荷を除去する（除電する）こと
により、残留する電荷が次回の静電潜像に影響を与え、
最終的に用紙Ｐに形成された画像に現われることを防ぐ
ように機能する。

【００２４】クリーニングローラ４２は、バイアス電圧
を変化させることにより、転写ローラ６０による転写の
後に感光ドラム２０に残留した残留トナー５３を一旦吸
収し、感光ドラム２０上で行われる次の露光、現像、転
写等の妨げとならないタイミングで、吸収した残留トナ
ー５３を感光ドラム２０に排出することにより、残留ト
ナー５３を感光ドラム２０上より現像ユニット５０に戻
すように構成されている。クリーニングローラ４２は、
例えば、バイアス電圧印加可能なシリコンゴムやウレタ
ンゴムなどからなる導電性を有する発泡弾性体から構成
されている。

【００２５】図１及び図２において、現像ユニット５０
は、現像部ケース４内に着脱可能に装着された二重円筒
状のトナーボックス５１を備えている。トナーボックス
５１は、回転駆動されるアジテータ５２と、トナー５３
とを収容する。トナー５３としては、例えば電気絶縁性
を有する正帯電性のトナーが使用される。トナーボック
ス５１の前側には、トナーボックス５１に形成されたト
ナー供給口５１ａを介してアジテータ５２の回転により
供給されたトナー５３を貯蔵するトナー貯蔵室５４が形
成されている。トナー貯蔵室５４には、供給ローラ５５
がその長手方向に水平に配設され、回転可能に枢支され
ている。更に、トナー貯蔵室５４の前側を仕切るように
且つ供給ローラ５５と感光ドラム２０とに夫々接するよ
うに、現像ローラ５６がその長手方向に水平に配設さ
れ、回転可能に枢支されている。

【００２６】供給ローラ５５は、シリコンゴムやウレタ
ンゴムなどからなる導電性を有する発泡弾性体から構成
されており、現像ローラ５６との接触部における抵抗値
は、約５×１０⁴ 〜１×１０⁹ Ωに設定されている。

【００２７】また、現像ローラ５６は、シリコンゴムや
ウレタンゴムなどからなる導電性の弾性体ローラからな
り、現像バイアス電圧を印加するその中心部の電極から
外周の接触部に至る抵抗値は、約５×１０⁴ 〜１×１０
⁷ Ωに設定されている。

【００２８】現像ローラ５６は、トナー５３を使用して
感光ドラム２０上で現像を行うと共にクリーニングロー
ラ４２により感光ドラム２０上へ戻された残留トナー５
３をクリーナーレス方式により回収するように構成され
ている。

【００２９】より具体的には、例えば、転写後に残留ト
ナー５３が転写前のトナー量に対し約１０％程度残留し
た状態にある感光ドラム２０に対して先ずレーザスキャ
ナユニット３０により、残留トナー５３の下まで十分に
レーザ光が届くように露光が行われるようにする。次
に、現像ユニット５０において、感光ドラム２０上の残
留トナー５３の存在に拘わらず存在する露光部分と未露
光部分との電位差を利用して、感光ドラム２０の未露光
部分に残留トナー５３が付着していれば当該残留トナー
５３を現像ローラ５６に移動（回収）させると同時に、
感光ドラム２０の露光部分に残留トナー５３が既に付着
していればそのまま付着（現像）させておくようにし、
感光ドラム２０の露光部分に残留トナー５３が付着して
いなければ現像ローラ５６から正帯電トナー５３を移動
（現像）させるようにする。即ち、現像サイクルと回収
サイクルとをほぼ同時に行うように現像ユニット５０を
構成しているのである。

【００３０】また例えば、現像ローラ５６のレーザスキ
ャナユニット３０に近い側に隣接させて、回収専用ロー
ラを設けて残留トナー５３の回収は回収専用ローラによ
り行わせ、現像ローラ５６は現像専用ローラとして機能
するように現像ユニット５０を構成してもよい。尚この
場合、現像ユニット５０は、回収専用ローラにより回収
した残留トナー５３が回収専用ローラの回動により供給
ローラ５５及び現像ローラ５６の方に移動するように構
成される。

【００３１】また、例えば、現像サイクルと回収サイク
ルとを別々に設けて、サイクル毎に現像ローラ５６の感
光ドラム２０に対するバイアス電圧を変化させることに
より、現像サイクルでは、現像バイアス電圧を印加して
現像ローラ５６から正帯電トナー５３が感光ドラム２０
の露光部分に移動（現像）し、回収サイクルでは、回収
バイアス電圧を印加して感光ドラム２０から残留トナー
５３が現像ローラ５６に移動（回収）するように現像ユ
ニット５０を構成してもよい。

【００３２】このように、本実施の態様では、現像ロー
ラ５６を用いた現像ユニット５０における残留トナーの
回収方式として様々な構成を用いた方式を採用すること
ができる。

【００３３】供給ローラ５５及び現像ローラ５６は、駆
動機構により、時計回転回りに夫々回転駆動されるよう
に構成されている。レーザビームプリンタ１は、このよ
うに導電性の弾性体ローラからなる現像ローラ５６を感
光ドラム２０に、例えばバネを用いて現像ローラ５６の
両端から夫々５００グラム程度の荷重で、押圧すること
により前述のニップ部を形成し、インプレッション現像
を行なうように構成されている。

【００３４】図２に示すように、現像ユニット５０にお
ける現像部ケース４にはトナー貯蔵室５４が設けられて
おり、トナー貯蔵室５４は、供給ローラ５５の上側の上
部空間Ｓを大きく設けて形成されている。このため、ト
ナーボックス５１のトナー５３が、トナー供給口５１ａ
を介してトナー貯蔵室５４に多量に供給された場合で
も、トナー５３が詰め込まれて固まることがないので、
トナー５３は常に粉体状であり、その流動性が保持され
て、供給ローラ５５によるトナー供給の安定化を図るこ
とができる。

【００３５】図１及び図２において、現像部ケース４に
は、ステンレス製またはリン青銅製の薄い板状の弾性を
有する層厚規制手段の一例としての層厚規制ブレード５
７が下向きに取り付けられている。

【００３６】層厚規制ブレード５７の下端部に形成され
た屈曲部５７ａが、現像ローラ５６に押圧状態で接触し
ており、供給ローラ５５から供給されて現像ローラ５６
の表面に層状に付着したトナー５３の層厚が、この層厚
規制ブレード５７で約１層強の所定厚さ（約７〜１２μ
ｍ）に規制される。即ち、現像ローラ５６上のトナー量
は、０．５ｍｇ／ｃｍ² 以下となるように構成されてい
る。層厚規制ブレード５７は、好ましくは、例えば、現
像ローラ５６上のトナー量が約０．５ｍｇ／ｃｍ² に設
定されるように、屈曲部５７ａの曲率半径が約０．４ｍ
ｍになっている。尚、現像バイアス及び現像ローラ５６
の回転数等により、現像ローラ５６上に最低限必要なト
ナー量は定まるが、例えば現像ローラ５６上のトナー量
が約０．３ｍｇ／ｃｍ² であれば、実用的な範囲にある
現像バイアス及び現像ローラ５６の回転数を用いて十分
なトナー濃度で現像を行うことができる。

【００３７】そして、本実施の形態によれば、図３に示
すように現像ローラ５６上に担持されるトナー５３の量
が、０．５ｍｇ／ｃｍ² 以下となるように、トナー５３
の層厚が層厚規制ブレード５７により規制されているの
で、現像ローラ５６上のトナー５３の層厚は、トナー粒
子を基準にして２層未満となり、即ち１層又は１層強と
なる。この結果、層厚規制ブレード５７による規制後
は、大部分のトナー５３が現像ローラ５６に接触してい
ることになる。よって、感光ドラム２０と現像ローラ５
６とが擦れ合うニップ部Ｎにおいても、現像ローラ５６
にトナー５３が付着しているため、感光ドラム２０と現
像ローラ５６の接触に伴う物理的な力により、トナー５
３が現像ローラ５６より剥がれることがなく、トナー５
３がニップ部Ｎの上部に滞留することもない。

【００３８】一方、図４に、現像ローラ５６上に担持さ
れるトナー５３の量が０．５ｍｇ／ｃｍ² を越えるよう
に、トナー５３の層厚を層厚規制ブレード５７よりも曲
率半径の大きな屈曲部１５７ａを有する層厚規制ブレー
ド１５７により規制した場合の様子を示す。図４におい
て、現像ローラ５６上のトナー５３の層厚は、トナー粒
子を基準にして２層以上となる。この結果、図４に示し
た比較例によれば、層厚規制ブレード１５７による規制
後も、現像ローラ５６に接触していないトナー５３が大
量に発生してしまう。よって、感光ドラム２０と現像ロ
ーラ５６とが擦れ合うニップ部Ｎの上部においてトナー
溜まり５３ａが生じてしまう。

【００３９】以上のように図３及び図４より、本実施の
形態の構成がトナー溜まりの発生を阻止する上で極めて
優れていることが分かる。尚、層厚規制ブレード５７に
代えて、層厚規制手段の他の例として、弾性体をバネを
用いて現像ローラ５６に押しつけてもよいし、上述のよ
うな屈曲部５７ａを持たないブレードにより層厚を規制
するようにしてもよい。

【００４０】転写ローラ６０は、感光ドラム２０の上側
に接するように設けられ回転自在に枢支され、シリコン
ゴムやウレタンゴムなどからなる導電性を有する発泡弾
性体から構成されている。転写ローラの感光ドラム２０
との接触部における抵抗値は、約１×１０⁶ 〜１×１０
¹⁰Ωに設定されている。即ち、転写ローラ６０は、感光
ドラム２０の表面に接触しているので、その抵抗値を大
きくすることで、転写ローラ６０に印加される電圧によ
る感光ドラム２０に形成された光導電層２２の破壊を生
じないように、しかも感光ドラム２０上のトナー画像が
用紙Ｐに確実に転写されるように構成されている。

【００４１】定着ユニット７０は、感光ドラム２０より
も搬送方向下流側に設けられ、周知のハロゲンランプを
内蔵した加熱用ローラ７１と押圧ローラ７２とからな
り、用紙Ｐの下面に転写されたトナー画像が加熱用ロー
ラ７１により加熱されつつ押圧されて用紙Ｐに定着され
る。

【００４２】用紙搬送用の１対の搬送ローラ７５及び排
紙トレイ７７は、定着ユニット７０の搬送方向下流側に
夫々設けられている。本実施の形態によれば、給紙ロー
ラ１３、感光ドラム２０、定着ユニット７０及び排紙ト
レイ７７は、搬送手段の一例を構成しており、図１に一
点鎖線で示すように、略直線形状に延びる搬送経路ＰＰ
に沿って給紙カセット１４から給紙された用紙Ｐを搬送
するように構成されている。

【００４３】図１において、トナー５３は、例えば、粉
砕トナー又は真球形状に近いスチレンアクリルなどから
なる重合トナーであり、その粒径は６〜１２μｍ程度で
ある。本実施の形態では特に、トナー５３は、素トナー
に対し流動性を高めるための外添剤（流動性付与剤）と
して、例えばシリカが添加されてなる。ここで、素トナ
ーは、例えば、樹脂、ワックス、カーボンブラック及び
ＣＣＡ（荷電制御剤）を含んで構成されている。外添剤
の一例としてのシリカは、トナー表面改質剤であり、ト
ナー５３の流動性を高める効果を持つ。本実施の形態で
は特に、高画質（例えば、６００ｄｐｉ）に対応する高
流動性のトナーとするために、トナー５３には相当量の
シリカが外添剤として使用されている。このように高流
動性トナーを使用すると、一般には感光ドラム２０と現
像ローラ５６とが擦れ合うニップ部Ｎにおいてトナー溜
まりがより生じ易くなるが、上述の通りトナー５３の層
厚が層厚規制ブレード５７により１層又は１層強に規制
されているので、ニップ部Ｎにおけるトナー溜まりを生
じにくくすることができる。

【００４４】尚、トナー５３の外添剤には、流動性付与
の機能に加えて、トナーブロッキング防止、クリーニン
グ性改善、感光ドラムの傷つき防止、画像濃度向上、画
質向上などの機能を持たせることが可能である。また、
シリカ以外の外添剤としては、コロイダルシリカ、酸化
チタン、酸化アルミニウム（アルミナ）等の微粉末が挙
げられる。

【００４５】次に、以上のように構成されたレーザビー
ムプリンタ１の動作について、図１及び図５から図８を
用いて説明する。尚、本実施の形態では、反転現像方式
の現像処理により画像形成を行うものとする。

【００４６】図１において、感光ドラム２０は、駆動機
構により側面視で時計回りに回転駆動され、供給ローラ
５５及び現像ローラ５６は、時計回転回りに夫々回転駆
動される。この結果、トナー５３の各粒子は、図５に示
すように、供給ローラ５５と現像ローラ５６との擦り付
けにより、また層厚規制ブレート５７の現像ローラ５６
への押圧摩擦により、プラス極性に帯電され、このプラ
ス極性に帯電したトナー５３が、レーザ光Ｌにより感光
ドラム２０上に形成された静電潜像に付着して、反転現
像方式で現像される。

【００４７】本実施の形態では、特に、層厚規制ブレー
ド５７により現像ローラ５６には、０．５ｍｇ／ｃｍ²
以下のトナー量のトナー層が形成される。従って、現像
ローラ５６上のトナー５３の層厚は、１層又は１層強と
なる。

【００４８】ここで例えば、用紙Ｐ上に形成された画像
に必要な透過濃度（画像濃度）として、例えば「２．
０」を得る為には、図６に示すように、用紙Ｐへのトナ
ー５３の付着量つまり現像トナー量として約０．７８ｍ
ｇ／ｃｍ² が必要となる。このためには、前述したよう
に、層厚規制ブレート５７により、現像ローラ５６上の
トナー量を約０．５ｍｇ／ｃｍ² に設定する一方、現像
効率を約６０〜９０％とし、現像ローラ５６の周速度を
感光ドラム２０の周速度の２倍以上にする。ここで、現
像効率を約６０〜９０％とするのは、ニップ部Ｎにトナ
ー５３が全く無くなる事態が発生するのを防ぐためであ
る。即ち、現像効率を１００％としてニップ部Ｎに流動
性を持つトナー５３を全く無くしてしまうと、現像ロー
ラ５６と感光ドラム２０とが直接接触するので、反対方
向に移動している両者の回転トルクは不規則に変動して
しまい、結果として印字不良を起こすからである。尚、
現像ローラ５６上で約０．５ｍｇ／ｃｍ² のトナーを担
持しながら、感光ドラム２０上で必要な現像トナー量で
ある約０．７８ｍｇ／ｃｍ² を得るために、現像効率が
約９０％の場合には現像ローラ５６の周速度を感光ドラ
ム２０の約１．７倍にし、現像効率が６０％の場合には
現像ローラ５６の周速度を感光ドラム２０の約２．６倍
にするという具合に、現像効率に応じて周速度が調整さ
れる。

【００４９】また、トナー５３の帯電量としては、気温
約１０℃且つ湿度約２０％の低温低湿環境時における約
２５μＣ／ｇから、気温約３２℃且つ湿度約８０％の高
温高湿環境時における約２０μＣ／ｇまで変化する。そ
こで、現像ローラ５６を、感光ドラム２０と同一の回転
方向で駆動した場合に、図７に示すように、１点鎖線で
示す低温低湿環境と２点鎖線で示す高温高湿環境との何
れの環境下においても、例えば約７０％の現像効率によ
って所定の現像トナー量（例えば、約０．９０ｍｇ／ｃ
ｍ² ）が得られるように、現像ローラ５６の実効現像バ
イアス電圧は、「約２００Ｖ」に設定される。同時に、
感光ドラム２０に形成した静電潜像の電圧である静電潜
像電圧が「約１００Ｖ」なので、現像ローラ５６に印加
する現像用電源Ｅの現像バイアス電圧は、「約３００
Ｖ」に設定される。

【００５０】上記のような電圧設定の下で画像形成処理
が開始されると、先ず除電ランプ４１で感光ドラム２０
上の残留電荷が一掃された後、感光ドラム２０の表面
は、帯電器４０により、例えば、図８に示すように約＋
８００Ｖに均一に帯電される。そして、この状態で、レ
ーザ発生器３１から発射されたレーザ光Ｌは、ポリゴン
ミラー３２で主走査されながらレンズ３３及び３４並び
に反射ミラー３５及び３６を経て感光ドラム２０上に照
射されて、感光ドラム２０上に静電潜像が形成される。
このとき、感光ドラム２０上における静電潜像に相当す
る部位の電圧はレーザ光Ｌの照射により、例えば図８に
示すように、約＋１００Ｖに下降する。現像ローラ５６
の表面には、現像バイアス電圧として例えば、図８に示
すように約＋３００Ｖが印加された状態で、プラス極性
のトナー５３が１層強の層厚さで付着しているので、ト
ナー５３は、それ自身の電圧よりも高い帯電電圧（約＋
８００Ｖ）に引き寄せられることはなく、それよりも低
い静電潜像電圧（約＋１００Ｖ）に引き寄せられて、現
像ローラ５６上のトナー５３が感光ドラム２０上に形成
された静電潜像にだけ付着して現像される。即ち、感光
ドラム２０と現像ローラ５６とのニップ部Ｎにおいて、
現像ローラ５６は感光ドラム２０と反対方向に移動しな
がら、インプレッション現像が行われて、感光ドラム２
０上に可視のトナー像が形成される。この際特に、層厚
規制ブレード５７により現像ローラ５６には、０．５ｍ
ｇ／ｃｍ² 以下のトナー量のトナー層が形成されている
ので、即ち、１層又は１層強のトナー層がニップ部Ｎに
供給されるので、このニップ部Ｎにおいてトナー溜まり
が殆ど生じない。

【００５１】トナー５３で現像された静電潜像のトナー
画像は、転写ローラ６０により用紙Ｐに転写された後、
定着ユニット７０で定着処理されて排紙トレイ７７に排
出される。

【００５２】この際、給紙カセット１４から給紙された
用紙Ｐを搬送する搬送経路ＰＰが略直線状に形成され、
用紙Ｐは、略直線状の搬送経路ＰＰにより搬送されなが
ら画像形成されることから、用紙Ｐとして、ハガキや封
筒などの厚紙やＯＨＰフィルム等を使用しても、その用
紙Ｐに綺麗に且つ確実に画像形成することができる。

【００５３】一方、図１において、転写ローラ６０を通
過する際に用紙Ｐに転写されず、感光ドラム２０に残留
した残留トナー５３は、クリーニングローラ４２のバイ
アス電圧を変化させることにより、クリーニングローラ
４２に一旦吸収される。そして、感光ドラム２０上で行
われる次の露光、現像、転写等の妨げとならないタイミ
ングで、クリーニングローラ４２のバイアス電圧を変化
させることにより、一旦吸収された残留トナー５３は、
クリーニングローラ４２から感光ドラム２０に排出さ
れ、現像ローラ５６により感光ドラム２０上の残留トナ
ー５３が回収される。

【００５４】以上の結果、本実施の形態のレーザビーム
プリンタ１によれば、流動性の高いトナーを使用してい
るものの現像ローラ５６と感光ドラム２０とのニップ部
においてトナー溜まりが殆ど生じないため、白地かぶり
等の欠陥が低減された高い品質の画像を形成することが
できる。

【００５５】尚、以上の実施の形態によれば、磁性、非
磁性、一成分、二成分等のトナーの種類を問わず、トナ
ー溜まりの発生を低減させる効果が認められ、特に高流
動性のトナーを使用すれば顕著な効果が認められる。ま
た、モノクロ画像の形成のみを説明したが、カラー画像
形成の際にも本発明は有効に機能する。また、感光体は
感光ドラムから構成されているが、ベルト状の感光体で
あっても、ニップ部において現像ローラ５６の移動方向
と反対方向に移動するものであれば、同様の効果を期待
できる。また、クリーニングローラ４２を用いて残留ト
ナー５３を回収してリサイクル使用するように本実施の
形態は構成されているが、クリーニングブレード等から
なるクリーニング装置を設けた場合や更にクリーニング
装置から現像ユニット５０にトナー５３を戻してリサイ
クル使用する場合にも、本実施の形態における現像ロー
ラ５６等は有効に機能する。更にまた、本実施の形態で
は、レーザビームプリンタについて説明したが、トナー
を用いた電子写真方式の画像形成装置であれば、複写
機、ファクシミリ装置等についても本実施の形態の場合
と同様に本発明は有効に機能する。

【００５６】

【発明の効果】請求項１に記載の画像形成装置によれ
ば、現像ローラの表面に１層又は１層強の厚さに規制さ
れたトナーが付着しているため、感光ドラムと現像ロー
ラとが擦れ合うニップ部の近傍において、トナーが滞留
しにくくなるため、白地かぶり等の画像欠陥の発生が、
低減される。よって、高画質（例えば、６００ｄｐｉ）
に対応する流動性の高いトナーを用いても、白地かぶり
等の欠陥が低減された高い品質の画像を形成することが
できる。

【００５７】請求項２に記載の画像形成装置によれば、
感光ドラムと現像ローラとが擦れ合うニップ部において
も、トナー溜まりが生じにくくなり、高画質に対応する
流動性の高いトナーを用いてインプレッション現像によ
り高い品質の画像を形成することができる。

【００５８】請求項３に記載の画像形成装置によれば、
層厚規制ブレードを用いて比較的容易に、白地かぶり等
の欠陥が低減された高い品質の画像を形成することがで
きる。

【００５９】請求項４に記載の画像形成装置によれば、
上方側から装置を開けて用紙の経路へアクセスする構造
を採ることにより、用紙のジャムの処理が容易となり、
また給紙カセットを上方に露出させる構造を採ることに
より、給紙し易くなる。

【００６０】請求項５に記載の画像形成装置によれば、
用紙の経路が略直線形状であるので、厚紙、封筒等の特
種用紙にも容易に印字できる。以上の結果、本発明によ
り、使い易くしかも高画質の画像を形成し得る電子写真
方式の画像形成装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態であるレーザビームプリン
タの縦断側面図である。

【図２】図１のレーザビームプリンタの現像ユニット及
び感光ドラム部分の拡大側面図である。

【図３】図１のレーザビームプリンタの現像ローラ、層
厚規制ブレード及び感光ドラム部分の拡大側面図であ
る。

【図４】比較例における現像ローラ、層厚規制ブレード
及び感光ドラム部分の拡大側面図である。

【図５】図１のレーザビームプリンタの現像ユニットの
拡大側面図である。

【図６】図１のレーザビームプリンタにおける現像トナ
ー量と透過濃度との関係を示す特性図である。

【図７】図１のレーザビームプリンタにおける実効バイ
アス電圧と現像トナー量との関係を示す特性図である。

【図８】図１のレーザビームプリンタで行われる反転現
像方式による現像処理の各部分の電位を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１…レーザビームプリンタ １０…フィーダユニット １３…給紙ローラ １４…給紙カセット ２０…感光ドラム ３０…レーザスキャナユニット ４２…クリーニングローラ ５０…現像ユニット ５３…トナー ５３ａ…トナー溜まり ５５…供給ローラ ５６…現像ローラ ５７…層厚規制ブレード ６０…転写ローラ ７０…定着ユニット ７７…排紙トレイ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体と、 該感光体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、 表面に層状のトナーを担持し、前記感光体と接触して且
   つその接触する部位にて前記感光体の移動方向と反対の
   方向へ移動するべく構成され、前記静電潜像を前記トナ
   ーにより現像して前記感光体上にトナー像を形成する現
   像ローラと、 前記トナーの前記現像ローラ上における担持量が０．５
   ｍｇ／ｃｍ² 以下となるように、前記現像ローラに担持
   される前記トナーの層厚を規制する層厚規制手段と、 前記感光体上に形成された前記トナー像を記録媒体に転
   写する転写手段とを備えたことを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 前記現像ローラは、導電性の弾性体ロー
   ラからなることを特徴とする請求項１に記載の画像形成
   装置。
3. 【請求項３】 前記層厚規制手段は、前記現像ローラに
   接触配置された所定の曲率半径の屈曲部を有する層厚規
   制ブレードを備えたことを特徴とする請求項１又は２に
   記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記転写手段は、前記感光体の上方に配
   置されており、前記潜像形成手段は前記感光体の下方に
   配置されていることを特徴とする請求項１から３のいず
   れか一項に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記記録媒体を当該画像形成装置の内部
   を略直線形状に延びる経路に沿って搬送する搬送手段を
   更に備えており、 前記転写手段は前記感光体上に形成されたトナー像を前
   記搬送手段により搬送される前記記録媒体に転写するこ
   とを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。