JPH10161423A

JPH10161423A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH10161423A
Application number: JP8338870A
Authority: JP
Inventors: Masaru Hibino; 勝日比野; Koichi Hashimoto; 浩一橋本; Ichiro Ozawa; 一郎小澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-12-04
Filing date: 1996-12-04
Publication date: 1998-06-19
Anticipated expiration: 2016-12-04
Also published as: JP3535681B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】感光ドラム上の転写残トナーを１００％回収
できるクリーナーレス方式の画像形成装置を提供する。【解決手段】現像スリーブ１１の移動速度をＶsl（ｍ
ｍ／ｓｅｃ）、感光ドラム１の移動速度をＶdr（ｍｍ／
ｓｅｃ）とし、２成分現像剤が現像スリーブ１１に接触
する接触ＮＩＰの長さをＬｍｍ）、磁気ブラシの断面積
をｍ（ｍｍ／ｃｍ² ）、磁気ブラシ密度をα（本／ｍｍ
² ）としたとき、下記の式を満たすことにより転写残ト
ナーの１００％回収を果たす。（｜Ｖsl−Ｖdr｜／｜Ｖdr｜）×Ｌ×ｍ×α≧７但し、｜Ｖsl−Ｖdr｜は各々の収束のベクトル和の絶対
値である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば複写機ある
いはプリンター等とされる電子写真方式等の画像形成装
置に関し、特に、現像手段がクリーニング手段を兼ねる
クリーナレス形式の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の複写機、あるいはプリンターにお
いては、フルカラー化、システム化に伴ってデジタル化
が進んでいる。

【０００３】例えば、レーザー光を走査し、このレーザ
ー光のＯＮ、ＯＦＦにより感光ドラム上に潜像を形成し
て所望の画像を記録するレーザービームプリンター等が
広く知られるようになってきている。その代表的な用途
は、文字、図形等の２値記録であり、文字、図形等の記
録が中間調を必要としないので、プリンターの構造も簡
単化することができる。

【０００４】このような２値記録方式であっても中間調
が形成できるプリンターがあり、かかるプリンターとし
ては、ディザ法、濃度パターン法等を採用したものがよ
く知られている。しかし、周知のごとく、ディザ法、濃
度パターン法等を採用したプリンターでは、高解像度が
得られない。そこで、近年、高記録密度を低下させずに
各画素において中間調画素を形成する方法が提案されて
いる。これはレーザービームを画像信号でパルス幅（Ｐ
ＷＭ）変調することにより、中間調形成を行なうもの
で、この方式によれば、高解像度且つ高階調性の画像を
形成することができる。

【０００５】ここで、上記の方式を採用した画像形成装
置の一例について、図４により説明する。

【０００６】同図において、コピー開始信号が入力され
ると感光ドラム２０１が帯電器２０３により所定の電位
になるように帯電される。一方、原稿台２１０上におか
れた原稿２００Ｇに対し原稿照射用ランプ、短焦点レン
ズアレイ、ＣＣＤセンサーが一体とされたユニット２０
９が原稿を照射しながら走査することにより、その照明
走査光の原稿面反射光が短焦点レンズアレイによって結
像されてＣＣＤセンサーに入射される。

【０００７】ＣＣＤセンサーは受光部、転送部、出力部
より構成されている。受光部において光信号が電荷信号
に変えられ、転送部でクロックパルスに同期して順次出
力部へ転送され、出力部において電荷信号を電圧信号に
変換し、増幅、低インピーダンス化して出力する。この
ようにして得られたアナログ信号を周知の画像処理を行
ないデジタル信号に変換してプリンター部に送る。

【０００８】プリンター部においては、図５に示すよう
に、上記の画像信号を受けてＯＮ、ＯＦＦ発光される固
体レーザー素子１０２の光を高速で回転する回転多面鏡
１０４によって走査することにより感光ドラム１面上
に、原稿画像に対応した静電潜像を形成する。

【０００９】更に、レーザー光を走査するレーザー走査
部１００について図５により説明する。

【００１０】このレーザー走査部１００によりレーザー
光を走査する場合には、先ず入力された画像信号に基づ
き発光信号発生器１０１により、固体レーザー素子１０
２を所定タイミングで明滅させる。そして固体レーザー
素子１０２から放射されたレーザー光は、コリメーター
レンズ系１０３により略平行な光束に変換され、更に矢
印ｂ方向に回転する回転多面鏡１０４により矢印Ｃ₀ 方
向に走査されるとともにｆθレンズ群１０５ａ、１０５
ｂ、１０５ｃにより被走査面１０６にスポット状に結像
される。

【００１１】このようなレーザー光の走査により感光体
ドラム２０１の被走査面１０６上には画像１走査分の露
光分布が形成され、更に各走査毎に各走査面１０６を前
記走査方向とは垂直に所定量だけスクロールさせれば、
該被走査面１０６上に画像信号に応じた露光分布が得ら
れる。

【００１２】次にこの静電潜像をトナー粒子とキャリア
粒子を有するいわゆる２成分現像剤を収容した現像器２
０４にて現像し、感光ドラム１上にトナー像を得る。

【００１３】ここで、現像工程に関して説明を加える。
一般的に現像方法は、非磁性トナーについてはブレード
等で現像スリーブ上にコーティングし、又、磁性トナー
は磁気力によってコーティングして搬送し感光ドラムに
対して非接触状態で現像する２つの方法（１成分非接触
現像）と、更に、トナー粒子に対して磁性キャリア粒子
を混合したものを現像剤として用い、磁気力により搬送
し、感光ドラムに対して接触状態で現像する方法（２成
分接触現像）と、上記２成分現像剤を感光ドラムに対し
て非接触状態で現像する方法（２成分非接触現像）との
４種類に大別される。尚、画像の高画質化、高安定性の
面から２成分接触現像法が多く用いられている。

【００１４】図６は本従来例において用いた２成分磁気
ブラシ現像用の現像装置２０４の概略図である。

【００１５】現像装置２０４は、現像容器２１６の開口
部に感光ドラム２０１に対向して現像スリーブ２１１が
配置され、現像スリーブ２１１内にはマグネットローラ
ー１２が固定配置される。又、現像スリーブ１１に現像
剤を薄層形成するための規制ブレード１５が設けられて
いる。

【００１６】現像容器２１６は、隔壁２２０により現像
室Ｒ１、撹拌室Ｒ２に区画され、それぞれ撹拌スクリュ
ー１３、１４が配設されている。又、撹拌室Ｒ２の上部
にはトナーの貯蔵室Ｒ３が設けられている。

【００１７】現像スリーブ２１１は感光ドラム２０１に
対して最近接領域が約５００μｍになるように配置さ
れ、図中に示されるように、感光ドラム２０１と順方向
回転をなし、現像剤が感光ドラム２０１に対して接触す
る状態で現像できるように設定されている。そして、現
像スリーブ２１１の感光ドラム２０１に対する周速比は
通常１．５〜２倍に設定されている。

【００１８】このようにして、感光ドラム２０１上に形
成されたトナー像は、転写帯電器２０７によって転写材
上に静電転写される。その後転写材は、分離帯電器２０
８によって静電分離されて定着器２０６へと搬送され、
熱定着されて画像が出力される。

【００１９】一方、トナー像転写後の感光ドラム２０１
の面は、クリーナー２０５によって転写残り等の付着汚
染物の除去を受けて繰り返し画像形成に使用される。

【００２０】尚、本構成は、一例であって、帯電器２０
３はコロナ帯電器ではなく、帯電ローラであったり、転
写帯電器２０７も転写ローラであったりと、様々な方式
があるが、基本的には上記のように、帯電、露光、現
像、転写、定着、クリーニングの工程で画像形成され
る。

【００２１】ところで、近年、このような装置の小型化
が進んできたが、上述のような帯電、露光、現像、転
写、定着、クリーニングの工程を実施する各手段がそれ
ぞれ小型になるだけでは限界があった。また、上述の転
写残トナーはクリーナー２０５に回収されるが、この廃
トナーは環境保護の面からも出ないことが好ましい。

【００２２】そこで、上記のクリーナー２０５を取外
し、現像装置２０４によって現像同時クリーニングを行
なうクリーナーレス装置も出現してきている。現像同時
クリーニングとは、転写後に感光ドラム上に若干残留し
たトナーを次工程以後の現像時にカブリ取りバイアスＶ
backによって回収する方法である。

【００２３】この方法によれば、転写残トナーは回収さ
れて次工程以後用いられるため、廃トナーをなくすこと
ができ、また、廃トナー容器が不要となることからスペ
ースの面での利点も大きく、装置の大幅な小型化が可能
となる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
のような複写機において、クリーナー２０５を取外し、
現像同時回収を試みたところ、画像のない部分に感光ド
ラム周期で前画像のポジゴーストが発生してしまった。
このポジゴーストは、前画像の転写残トナーが現像領域
において回収できなかったために、本来ならば白地部で
あるところにトナーが転写されて発生する現象である。
この現象を防止するためには、現像工程時に転写残トナ
ーをカブリ取りバイアスによって１００％回収しなけれ
ばならない。

【００２５】従って、本発明の目的は、像担持体上の転
写残トナーを１００％回収できるクリーナーレス方式の
画像形成装置を提供することである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
像担持体上に潜像を形成し、現像剤担持体に担持された
トナー粒子と磁性キャリアを含む２成分現像剤によって
前記潜像を磁気ブラシ現像しトナー像を形成する現像手
段を備え、該現像手段が前記トナー像を転写材に転写し
た後に前記像担持体に残留した残トナー粒子を回収する
クリーニング手段も兼ねる画像形成装置において、前記
現像剤担持体の移動速度をＶsl（ｍｍ／ｓｅｃ）、前記
像担持体の移動速度をＶdr（ｍｍ／ｓｅｃ）とし、前記
２成分現像剤が前記現像剤担持体に接触する領域の、前
記像担持体の移動方向の長さをＬ（ｍｍ）、磁気ブラシ
の断面積をｍ（ｍｍ² ）、磁気ブラシ密度をα（本／ｍ
ｍ² ）としたとき、（｜Ｖsl−Ｖdr｜／｜Ｖdr｜）×Ｌ×ｍ×α≧７但し、｜Ｖsl−Ｖdr｜は各々の周速のベクトル和の絶対
値を満たすことを特徴とする画像形成装置である。

【００２７】好ましくは、前記現像手段に収容される現
像剤中のトナー粒子は、重合法で生成されたトナーであ
る。前記像担持体と前記現像剤担持体との対向部で前記
２成分現像剤と該像担持体が接触して互いに逆方向に移
動することが好ましい。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。

【００２９】実施例１本発明に係る画像形成装置の実施例１について図１によ
り説明する。

【００３０】まず、原稿台１０上に原稿Ｇを複写すべき
面を下側にしてセットする。次にコピーボタンを押すこ
とにより複写が開始される。原稿照射用ランプ、短焦点
レンズアレイ、ＣＣＤセンサーが一体とされたユニット
９が原稿Ｇを照射しながら走査することにより、その照
明走査光の原稿面反射光が、短焦点レンズアレイによっ
て結像されてＣＣＤセンサーに入射される。

【００３１】ＣＣＤセンサーは受光部、転送部、出力部
より構成されており、受光部において光信号が電気信号
に変えられ、転送部でクロックパルスに同期して順次出
力部へ転送され、出力部において電荷信号を電圧信号に
変換し、増幅、低インピーダンス化して出力する。この
ようにして得られたアナログ信号を周知の画像処理を行
なってデジタル信号に変換してプリンター部に送られ
る。

【００３２】プリンター部においては、上記の画像信号
を受けて以下のようにして静電潜像を形成する。感光ド
ラム１は、中心支軸を中心に所定の周速度で回転駆動さ
れ、その回転過程で帯電器３により正極性または負極性
の一様な帯電処理を受け、その一様帯電面に、前出の図
５に示したと同様に、画像信号に対応してＯＮ、ＯＦＦ
発光される固体レーザー素子１０３の光を高速で回転す
る回転多面鏡１０４によって走査することにより感光ド
ラム１面には、原稿画像に対応した静電潜像が順次に形
成されていく。

【００３３】この静電潜像を現像装置４によって現像し
感光ドラム１上にトナー像を形成する。感光ドラム１上
に形成されたトナー像は、転写帯電器７によって転写材
上に静電転写される。その後転写材は、分離帯電器８に
よって静電分離されて定着器６へと搬送され、熱定着さ
れて画像が出力される。

【００３４】一方、トナー像転写後の感光ドラム１の面
には転写残残りトナーが残されるがこの転写残トナー
は、次の回転時に現像装置４によって回収される。

【００３５】尚、本実施例の構成は一例であって、上述
したように、例えば帯電器３はコロナ帯電器の代わりに
帯電ローラでもよく、転写帯電器７も転写ローラであっ
たりと、様々な方式が適用可能であり、基本的には上記
ように帯電、露光、現像、転写、定着の工程で画像が形
成され、転写残トナーは現像装置により回収される。

【００３６】以下に、本発明の画像形成工程が実施され
る現像装置の一実施例について図２を参照しながら説明
する。

【００３７】図２において、現像容器１６の内部は、隔
壁１７によって現像室（第１室）Ｒ１と撹拌室（第２
室）Ｒ２とに区画され、撹拌室Ｒ２の上方にはトナー貯
蔵室Ｒ３が形成され、トナー貯蔵室Ｒ３内には補給用ト
ナー（非磁性トナー）１８が収容されている。又、現像
室Ｒ１、撹拌室Ｒ２にはそれぞれ撹拌スクリュー１３、
１４が配置されている。なお、トナー貯蔵室Ｒ３の底部
には補給口２０が設けられ、補給口２０を経て、消費さ
れたトナーに見合った量の補給用トナー１８が撹拌室Ｒ
２内に落下補給される。

【００３８】これに対し、現像室Ｒ１及び撹拌室Ｒ２内
には現像剤１９が収容されている。現像剤１９は、平均
粒径２０ｎｍの酸化チタンを重量比１％外添した、粉砕
法によって製造された平均粒径８μｍの非磁性トナー
と、飽和磁化が２０５ｅｍｕ／ｃｍ³ の平均粒径５０μ
ｍの磁性粒子（キャリア）とからなる二成分現像剤であ
る。尚、混合比は、重量比で非磁性トナーが約５％にな
るようにした。

【００３９】現像容器１６の感光ドラム１に近接する部
位には開口部が設けられ、該開口部から現像スリーブ１
１が外部に突出するように、現像容器１６内に回転可能
に組込まれている。現像スリーブ１１は非磁性材からな
り、その内部には磁性発生手段である磁石１２が固定さ
れている。

【００４０】磁石１２は、現像磁極Ｎ１、その下流に位
置する磁極Ｓ３、及び現像剤１９を搬送するための磁極
Ｎ２、Ｓ２、Ｓ１を有する。磁石１２は、現像磁極Ｎ１
が感光ドラム１に対向するように現像スリーブ１１内に
配置されている。

【００４１】現像磁極Ｎ１は、現像スリーブ１１と感光
ドラム１との間の現像部の近傍に磁界を形成し、該磁界
によって磁気ブラシが形成される。この位置において、
現像スリーブ１１の回転とともに、矢印の方向に運ばれ
てきた現像剤が感光ドラム１と接触し、感光ドラム１上
の静電潜像が現像される。このとき、現像スリーブ１１
と感光ドラム１の近接位置（現像部）においては、現像
スリーブ１１と感光ドラム１は互いに逆方向（カウンタ
ー方向）に移動する。

【００４２】尚、現像スリーブ１１には、電源２１によ
り交流電圧に直流電圧を重畳した振動バイアス電圧が印
加される。潜像の暗部電位（非露光部電位）と明部電位
（露光部電位）は、上記振動バイアス電位の最大値と最
小値の間に位置している。これによって現像部に向きが
交互に変化する交番電界が形成される。この交番電界中
でトナーとキャリアが激しく振動し、トナーが現像スリ
ーブ１１及びキャリアへの静電的拘束を振り切って潜像
電位に対応した量のトナー量が感光ドラム１に付着す
る。

【００４３】振動バイアス電圧の最大値と最小値の差
（ピーク間電圧）は、１〜５ｋＶが好ましく、また、周
波数は１〜１５ｋＨｚが好ましい。振動バイアス電圧の
波形は、矩形波、サイン波、三角波等が使用できる。そ
して、上記直流電圧成分は潜像の暗部電位と明部電位の
間のものであるが絶対値で最小の明部電位よりも暗部電
位の方により近い値であることが、暗部電位領域へのカ
ブリトナーの付着を防止する上で好ましい。

【００４４】現像スリーブ１１の下方には、ブレード１
５が現像スリーブ１１と所定の間隔、例えば本実施例の
場合５００μｍの間隔をおいて配置されている。ブレー
ド１５は、アルミニウム、ＳＵＳ３１６などの非磁性材
からなり、現像容器１６に固定されており、現像スリー
ブ１１上の現像剤１９の層厚を規制する。

【００４５】現像室Ｒ１内の搬送スクリュー１３は図中
の矢印が示す方向に回転され、搬送スクリュー１３の回
転駆動によって現像室Ｒ１内の現像剤１９は現像スリー
ブ１１の長手方向に向けて搬送されている。

【００４６】貯蔵室Ｒ２内の搬送スクリュー１４はその
回転によってトナーを現像スリーブ１１の長手方向に沿
って搬送し、そのトナーはトナー貯蔵室Ｒ３の補給口２
０から撹拌室Ｒ２内に自由落下する。

【００４７】また本実施例の粉砕トナーは摩擦帯電量が
約２．０×１０^-2ｃ／ｋｇのものを用いた。

【００４８】ここで、以下にトナーの摩擦帯電量（二成
分現像剤）の測定方法について、図３を用いて説明す
る。

【００４９】図３には、トナーのトリボ電荷量を測定す
る装置が示される。まず、摩擦帯電量を測定しようとす
る二成分現像剤を５０〜１００ｍｌ容量のポリエチレン
製の瓶に入れ、約１０〜４０秒間手で振盪し、該現像剤
を５００メッシュのスクリーン４３が設けられた金属製
の測定容器４２に約０．５〜１．５ｇ入れて金属製の蓋
４４をする。この時の測定容器４２全体の重量を量りＷ
１（ｋｇ）とする。

【００５０】次に、測定容器４２と接する部分は少なく
とも絶縁体とされた吸引機４１において、吸引口４７か
ら吸引し風量調節弁４６を調節して真空計４５の圧力を
２５０ｍｍＡｑとする。この状態で十分、好ましくは２
分間吸引を行ない樹脂を吸引除去する。このときの電位
計４９の電位をＶ（ボルト）とする。ここで、４８はコ
ンデンサーであり、その容量をＣ（Ｆ）とする。また、
吸引後の測定容器４２全体の重量を量りＷ２（ｋｇ）と
する。このトナーの摩擦帯電量は下式のごとく計算され
る。樹脂の摩擦帯電量（ｃ／ｋｇ）＝Ｃ×Ｖ×１０^-3／（Ｗ１−Ｗ２）・・（１）本実施例においては、前記のようなクリーナーがなく現
像時に転写残トナーを回収する構成の画像形成装置にお
いて、従来例で挙げた感光ドラムと現像スリーブが、順
方向に回転する場合と、本実施例で挙げたようなカウン
ター方向に回転する場合とで、現像スリーブ、及び感光
ドラムの周速を様々変えて、ポジゴーストが発生するか
否かの評価を行なった。

【００５１】本検討においては、現像スリーブの直径を
１６ｍｍ、感光ドラムの直径を３０ｍｍとし、現像スリ
ーブと感光ドラムの最近接距離は４００μｍに設定し
た。そして、トナーの摩擦帯電量を２．０×１０^-2ｃ／
ｋｇとし、現像スリーブ上に、単位面積（ｃｍ² ）当た
り３２ｍｇの現像剤［キャリアの真密度：５．１ｇ／ｃ
ｍ³ 、トナーの真密度：１．１ｇ／ｃｍ³ ］をコート
し、かぶり取りバイアスＶbackを１５０Ｖに固定し、現
像バイアスとして２ｋＶ、２ｋＨｚの交流バイアスを重
畳した。Ｖback値は、小さすぎると白地部のかぶりをと
ることができず、大きすぎるとキャリア付着が発生して
しまうので、本検討においては、Ｖbackの適正値とし
て、１５０Ｖに固定した。

【００５２】下記の表１は、感光ドラム速度（Ｖdr）が
５０ｍｍ／ｓｅｃのときの結果であり、表２、表３は、
それぞれ、感光ドラム速度が２００ｍｍ／ｓｅｃ、３０
０ｍｍ／ｓｅｃの場合の結果である。表中の、評価基準
としては、ポジゴーストが目視できた場合Ｙ、ポジゴー
ストが目視できなかった場合Ｎとして評価した。極めて
薄く発生した場合を（Ｙ）とした。

【００５３】尚、表中において、現像スリーブの速度を
Ｖsl（ｍｍ／ｓｅｃ）、感光ドラムの速度をＶdr（ｍｍ
／ｓｅｃ）とした。

【００５４】

【表１】

【００５５】

【表２】

【００５６】

【表３】

【００５７】表１、２、３に因れば、順方向・現像スリ
ーブ回転の場合、感光ドラムと現像スリーブの周速比
（Ｖsl／Ｖｄ：表には記載せず）が３．５倍以上の時、
カウンター方向・現像スリーブ回転の場合、１．５倍以
上で、上記条件を固定した場合、ポジゴーストが目視で
きなかった。

【００５８】幾つかの実験の結果、転写残トナーの現像
時に回収性は、感光ドラム表面性、トナーの諸物性（ト
ナー摩擦帯電量も含める）、Ｖback、現像バイアス等が
一定の条件下では、以下の式（１）のように、単位時間
に、感光ドラム上の単位面積当たりを接触する磁気ブラ
シの面積に比例することがわかった。

【００５９】（｜Ｖsl−Ｖdr｜／｜Ｖdr｜）×Ｌ×ｍ×α≧７・・・・・（１）Ｖsl：現像スリーブ速度（ｍｍ／ｓｅｃ）Ｖdr：感光ドラム速度（ｍｍ／ｓｅｃ）Ｌ：接触ＮＩＰ（ｍｍ）ｍ：磁気ブラシ断面積（ｍｍ² ） α：磁気ブラシ密度（本／ｍｍ² ）但し、｜Ｖsl−Ｖdr｜は各々の周速のベクトル和の絶対
値

【００６０】感光ドラム上の単位面積当たりを接触する
磁気ブラシ面積について、簡単に説明する。現像スリー
ブ速度（磁気ブラシ速度）をＶsl（ｍｍ／ｓｅｃ）、感
光ドラム速度をＶdr（ｍｍ／ｓｅｃ）とし、現像スリー
ブと感光ドラムの最近接部における相対速度｜Ｖsl−Ｖ
dr｜を磁気ブラシと感光ドラムが接触している領域（以
後接触ＮＩＰと称す）において、常に一定であり、この
間、磁気ブラシが同じ太さで感光体と接触する、と近似
した場合、感光ドラム上の長手方向単位長さ当たりに付
着した転写残トナーが接触ＮＩＰ内を通過する時間ｔ
（ｓｅｃ）は、接触ＮＩＰ長（感光ドラム周方向）をＬ
（ｍｍ）としたとき、Ｌ／Ｖdr（ｓｅｃ）であり、単位
時間に感光ドラム上単位面積当たりを磁気ブラシが接触
する（磁気ブラシの）面積は、現像磁極の磁気ブラシ密
度をα（本／ｍｍ² ）とし、磁気ブラシ太さ（断面積）
をｍとしたとき、ｍ×α×｜Ｖsl−Ｖdr｜（本・ｍｍ・
ｓｅｃ）である。従って、感光ドラム上の単位面積当た
りに付着した転写残トナーに対して、接触する磁気ブラ
シの面積は、Ｌ／Ｖdr×ｍ×α×｜Ｖsl−Ｖdr｜と表さ
れる。

【００６１】表１、２、３においては、接触ＮＩＰ長Ｌ
を７ｍｍ、磁気ブラシ断面積ｍを０．１２５ｍｍ² 、磁
気ブラシ密度αを４本／ｍｍ² としたときの結果であ
る。

【００６２】表１、２、３の結果から、転写残トナーを
現像部において１００％回収するためには、現像方式の
順方向・スリーブ回転の現像方式の場合、感光ドラムの
速度に対して、約３．５倍の速度の現像スリーブ回転が
必要となるが、このことは、現像剤が劣化し易く、トナ
ー飛散という問題点も生じる。

【００６３】それに対して、現像方式を、カウンター現
像にすることで、現像スリーブを高速回転することな
く、現像スリーブ（磁気ブラシ）と感光ドラムの周速差
を大きくすることが可能となり、クリーナーレス／現像
同時回収のシステム前提の場合には、トナー飛散と現像
剤劣化の点で、順方向現像に比して有利である。

【００６４】また、複写画像の画像の画像比率にもよる
が、一般的に、カウンター現像は、転写残トナーが現像
領域に到達したときに、現像スリーブ上の、現像後にＴ
／Ｃ比が低下した現像剤が出会うことより、帯電的に残
トナーを回収にすることが容易である。

【００６５】以上のように、感光ドラムと現像スリーブ
との対向部で、前記現像スリーブの移動速度をＶsl（ｍ
ｍ／ｓｅｃ）、前記感光ドラムの移動速度をＶdr（ｍｍ
／ｓｅｃ）とし、前記２成分現像剤が該現像スリーブに
接触する領域［現像部］の、該像担持体の移動方向の長
さをＬ［接触ＮＩＰ］（ｍｍ）、磁気ブラシの断面積を
ｍ（ｍｍ² ）、磁気ブラシ密度をα（本／ｍｍ² ）とし
たとき、（｜Ｖsl−Ｖdr｜／｜Ｖdr｜）×Ｌ×ｍ×α≧７・・・・・（１）但し、｜Ｖsl−Ｖdr｜は各々の周速のベクトル和の絶対
値を満たす構成をとることにより、転写残トナーを１００
％回収し、良好な画像を得ることが可能となる。また、
感光ドラムと現像スリーブとの対向部で２成分現像剤と
該感光ドラムが互いに逆方向に移動する（カウンター方
向）構成をとることにより、順方向に比べて低い周速比
（感光ドラム速度に対する、現像スリーブの速度比）
で、上記式（１）を満足することが可能となる。このこ
とは、現像器構成においても、長寿命且つ低飛散量の高
安定現像器の提供につながる。

【００６６】実施例２実施例１においては、トナー粒子として粉砕法で生成さ
れたトナーを用いたが、実施例２においては、懸濁重合
法によって生成された平均粒径６μｍの球形トナーに対
して平均粒径２０ｎｍの酸化チタンを重量比１％外添し
たものを用いた。また磁性キャリアとしては飽和磁化が
２０５ｅｍｕ／ｃｍ² の平均粒径３５μｍの磁性キャリ
アを用いた。

【００６７】またこのトナーをキャリアを重量比７：９
３で混合したものを現像剤として用いた。重合法で生成
されたトナーは球形に近い形状であるため外添剤が均一
にコートされる。このため、感光ドラムに対する離型性
が極めてよい。例えば、上記のような粉砕トナーと重合
トナーで転写効率（紙上に転写された単位面積当たりの
トナー量／感光ドラム上の単位面積当たりのトナー量）
を比べた場合、粉砕トナーが９０％であったので対し
て、重合トナーを用いた場合には９７％と高効率であっ
た。

【００６８】このような重合トナーを用いた場合には、
転写残トナーが極微量であることに加え、高離型性であ
るため、クリーナーがなく現像時に転写残トナーを回収
する構成をとった場合、より回収性が向上し、ポジゴー
ストは発生しにくくなる。

【００６９】トナーを重合トナーとし、感光ドラム速度
を１００ｍｍ／ｓｅｃとしたとき、トナー以外の条件
を、実施例の表２の検討と同一とした場合のポジゴース
トの評価結果を下記の表４に示す。

【００７０】

【表４】

【００７１】表４の結果は、転写残トナーを現像部にお
いて１００％回収するためには、現像方式を順方向・ス
リーブ回転の現像方式の場合、感光ドラムの速度に対し
て、最低約３．０倍の速度の現像スリーブ回転が必要と
なり、カウンター方向スリーブ回転の現像方式の場合、
約１．０倍の速度が必要となることを示している。実施
例１における、粉砕トナーと比較すると、重合トナーを
用いることで、より低い周速比で転写残トナーを１００
％回収することができる。

【００７２】よって、本実施例のように重合法で生成さ
れたトナーを用いた場合、像担持体と現像剤支持手段と
の対向部で、前記現像剤担持体の移動速度をＶsl（ｍｍ
／ｓｅｃ）、前記像担持体の移動速度をＶdr（ｍｍ／ｓ
ｅｃ）とし、前記２成分現像剤が該現像剤担持体に接触
する領域［現像部］の、該像担持体の移動方向の長さを
Ｌ［接触ＮＩＰ］（ｍｍ）、磁気ブラシの断面積をｍ
（ｍｍ² ）、磁気ブラシ密度をα（本／ｍｍ² ）とした
とき、｜Ｖsl−Ｖdr｜／｜Ｖdr｜）×Ｌ×ｍ×α≧７・・・・・（１）但し、｜Ｖsl−Ｖdr｜は各々の周速のベクトル和の絶対
値を満たす構成をとることにより、転写残トナーを１００
％回収し、良好な画像を得ることが可能となる。また、
像担持体と現像剤支持手段との対向部で２成分現像剤と
該像担持体が互いに逆方向に移動する（カウンター方
向）構成をとることにより、順方向に比べてより低い周
速比（感光ドラム速度に対する、現像スリーブの速度
比）で、上記式（１）を満足することが可能となる。こ
のことは、現像器構成においても、長寿命且つ低飛散量
の高安定現像器の提供につながる。

【００７３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、現像剤担持体の移動速度をＶsl（ｍｍ／ｓｅ
ｃ）、像担持体の移動速度をＶdr（ｍｍ／ｓｅｃ）と
し、前記２成分現像剤が前記現像剤担持体に接触する領
域の、前記像担持体の移動方向の長さをＬ（ｍｍ）、磁
気ブラシの断面積をｍ（ｍｍ² ）、磁気ブラシ密度をα
（本／ｍｍ² ）としたとき、（｜Ｖsl−Ｖdr｜／｜Ｖdr｜）×Ｌ×ｍ×α≧７但し、｜Ｖsl−Ｖdr｜は各々の周速のベクトル和の絶対
値を満たすことにより、前記像担持体上の転写残トナーを
１００％回収でき、よって、装置の小型化を達成できる
とともに、ポジゴーストの発生を防止でき、良好な画像
を得ることができる画像形成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の画像形成装置を示す概略構
成図である。

【図２】図１の画像形成装置に用いた２成分現像装置を
示す構成図である。

【図３】２成分現像剤の摩擦帯電量を測定するための装
置を示す模式図である。

【図４】従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図で
ある。

【図５】図４の画像形成装置のレーザー走査部を示す説
明図である。

【図６】図４の画像形成装置の２成分現像装置を示す構
成図である。

【符号の説明】

１感光ドラム（像担持体）４現像装置１１現像スリーブ（現像剤担持体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上に潜像を形成し、現像剤担持
体に担持されたトナー粒子と磁性キャリアを含む２成分
現像剤によって前記潜像を磁気ブラシ現像しトナー像を
形成する現像手段を備え、該現像手段が前記トナー像を
転写材に転写した後に前記像担持体に残留した残トナー
粒子を回収するクリーニング手段も兼ねる画像形成装置
において、前記現像剤担持体の移動速度をＶsl（ｍｍ／ｓｅｃ）、
前記像担持体の移動速度をＶdr（ｍｍ／ｓｅｃ）とし、
前記２成分現像剤が前記現像剤担持体に接触する領域
の、前記像担持体の移動方向の長さをＬ（ｍｍ）、磁気
ブラシの断面積をｍ（ｍｍ² ）、磁気ブラシ密度をα
（本／ｍｍ² ）としたとき、（｜Ｖsl−Ｖdr｜／｜Ｖdr｜）×Ｌ×ｍ×α≧７但し、｜Ｖsl−Ｖdr｜は各々の周速のベクトル和の絶対
値を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記現像手段に収容される現像剤中のト
ナー粒子は、重合法で生成されたトナーであることを特
徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】前記像担持体と前記現像剤担持体との対
向部で前記２成分現像剤と該像担持体が接触して互いに
逆方向に移動することを特徴とする請求項１又は２の画
像形成装置。