JPH10161428A - 非磁性一成分現像剤を用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 トナー１４の表面には、粒子径が１〜３μ程
度の酸化鉄等からなる添加剤（磁性粉）が添加される。
このトナー１４は、供給ローラ２０によって現像ローラ
２２に導かれ、現像ローラ２２に接触するように配置さ
れた弾性部材２４によって薄層化される。そして、感光
体ドラム１２の表面に形成された静電潜像は、現像ロー
ラ２２によって現像される。そして、トナー１４が弾性
部材２４に接触するなどして機械的ストレスを受ける個
所またはその近傍には、磁石からなる磁性シート２６が
配置される。これによりトナー１４から離脱した添加剤
は捕獲される。 【効果】 トナーの帯電量を均一化でき、しかも感光体
等の表面保護層の削れ量を抑制できる。したがって、長
期にわたり高画質の画像が形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は非磁性一成分現像剤を
用いた画像形成装置に関し、特にたとえば電子写真方式
を利用したプリンタ，ファクシミリ，複写機等に用いら
れ、非磁性トナーのみからなる現像剤を用いて感光体表
面に形成された静電潜像を現像する、非磁性一成分現像
剤を用いた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現像剤（トナー）に摩擦帯電等により静
電荷をもたせ、感光体表面に形成された静電潜像をトナ
ー現像するいわゆる乾式現像方法では、鉄粉またはフェ
ライト等の磁性粉体（キャリア）を用いる乾式二成分方
式と、キャリアを用いない乾式一成分方式とが多用化さ
れている。

【０００３】乾式二成分方式は、粒子径が５０〜１００
μ程度のキャリアとトナーとを摩擦帯電させてトナーに
電荷を保持させるのに対し、乾式一成分方式では、ゴム
ブレード（ドクタブレード）等との摩擦によってトナー
を帯電する。しかしながら、この乾式一成分方式では、
トナーの帯電量が乾式二成分方式に比べて小さいため、
従来では、トナーに粒子径１〜３μ程度の酸化鉄等から
なる磁性粉（添加剤）を添加し、乾式二成分方式のキャ
リアのように、この微粒子の磁性粉とトナーとを摩擦接
触させてトナーに電荷を与えるようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この添加剤（磁性粉）
はトナーの表面に静電的に付着しているため、トナー
（添加剤）がゴムブレード（ドクタブレード）等に接触
するなどして、添加剤がトナーの表面から離脱し、その
添加剤が現像器内に残留したり、添加剤どうしが凝集し
た状態でトナーに付着することがあった。その結果、現
像器内のトナーの帯電量が不均一となって、出力画像濃
度が低下する、または白地カブリが発生する等の問題を
招来していた。

【０００５】また、キャリアの表面にトナーを付着させ
る二成分方式と異なり、トナーの表面に非常に硬質（酸
化鉄等）である添加剤（磁性粉）を付着させているた
め、その添加剤が感光体の表面保護層（ポリカーボネイ
ト樹脂等からなる）を研磨して、感光体の表面電位レベ
ルを低下させるすなわち出力画像濃度を低下させるとい
った問題もあった。

【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、安
定して均一かつ十分な濃度をもつ高画質画像を得ること
ができる、非磁性一成分現像剤を用いた画像形成装置を
提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、非磁性トナ
ーのみからなる現像剤を感光体に供給する現像剤担持体
と、現像剤坦持体に接触して現像剤担持体の表面に付着
した現像剤の厚みを規制するかつ現像剤を帯電する電荷
付与手段とを備えるとともに、現像剤に添加剤を摩擦接
触させることによって現像剤の表面に添加剤を被覆する
ようにした、非磁性一成分現像剤を用いた画像形成装置
において、現像剤の流路に対応して現像剤から離脱した
添加剤を捉える捕獲手段を設けたことを特徴とする、非
磁性一成分現像剤を用いた画像形成装置である。

【０００８】

【作用】現像剤（トナー）がゴムブレードまたは感光体
等に接触するすなわち機械的ストレスを受ける部分また
はその近傍には、添加剤（磁性粉）を捕獲する捕獲手段
としての磁石が取り付けられる。したがって、機械的ス
トレスによりトナーの表面から離脱した添加剤は、この
磁石（捕獲手段）によって捕らえられる。したがって、
トナーから離脱した添加剤が他の添加剤と凝集した後、
トナーの表面に付着するのを防いで、トナーに対する添
加剤の付着量をほぼ均一にできる。また、感光体表面に
導かれる添加剤（磁性粉）を軽減できるので、感光体等
の表面保護層を容易に傷つけることはなくなる。

【０００９】

【発明の効果】この発明によれば、トナーの帯電量を安
定化でき、しかも感光体の表面保護層を容易に傷つける
ことがないので、長期間にわたり高画質画像を形成し得
る。この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および
利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明
から一層明らかとなろう。

【００１０】

【実施例】図１を参照して、この実施例の画像形成装置
１０は、静電潜像担持体である感光体ドラム（感光板や
感光ベルト等でもよい）１２を含み、その表面に形成さ
れた静電潜像に非磁性一成分現像剤であるトナー１４を
付着させて可視像化するものである。なお、図示省略す
るが、感光体ドラム１２の周囲には、帯電手段および露
光手段等が設けられる。

【００１１】トナー１４は、図２に示すように、着色剤
および帯電制御剤等を混練した粉体に凝集防止剤，流動
性向上剤，表面平滑剤等の表面添加剤を加えたものであ
って、フェライト等の磁性成分を用いない、いわゆる非
磁性トナーである。そして、このトナー１４の表面に
は、粒子径が１〜３μの程度の酸化鉄または二酸化マン
ガン等の磁性粉（添加剤）が添加される。すなわち、キ
ャリアを含まない一成分方式の画像形成装置では、キャ
リアを含む二成分方式のものと比較して、トナー１４の
帯電量が小さいため、トナー１４に二成分方式のキャリ
アに相当する磁性粉（添加剤）を添加し、その添加剤と
トナー１４との摩擦によりトナー１４に電荷を与えるよ
うにしている。

【００１２】トナー１４はハウジング１６に収容され、
ハウジング１６内に設けられた搬送フィルム（アジテー
タ）１８によって、供給ローラ２０にトナー１４が供給
される。供給ローラ２０は、図示しない電源装置に接続
されており、その電源装置からはトナー１４と同極性の
バイアス電圧が印加される。そして、供給ローラ２０と
トナー１４との間の電位差によって、トナー１４は供給
ローラ２０の表面（発泡性スポンジ等）に付着するよう
に移行する。そして、この供給ローラ２０の上方には、
供給ローラ２０と同一回転方向に回転する現像剤担持体
としての現像ローラ２２が配置される。

【００１３】現像ローラ２２は、感光体ドラム１２およ
び供給ローラ２０に当接するように配置される。そし
て、現像ローラ２２には、供給ローラ２０と同様に、図
示しない電源装置が接続されて、所定のバイアス電圧
（トナーと同極性）が現像ローラ２２に印加される。こ
の現像ローラ２２に与えられるバイアス電圧は、その絶
対値が供給ローラ２０に印加されるバイアス電圧の絶対
値よりも小さい値に設定される。したがって、供給ロー
ラ２０の表面に付着するまたはその近傍に浮遊（飛散）
するトナー１４は、現像ローラ２２側に移行する。な
お、この実施例では、現像ローラ２２は、アスカー硬度
４０°程度のゴムローラから構成される。

【００１４】そして、現像ローラ２２の表面に付着した
トナー１４は、トナー１４の流れ方向すなわち現像ロー
ラ２２の回転方向において、供給ローラ２０と現像ロー
ラ２２との接触位置よりも下流側に配置された弾性部材
（ドクタブレード）２４によって、トナー１４の厚みが
規制される。すなわち、弾性部材２４は、たとえばウレ
タンゴム等の合成樹脂からなり、図１に示すように、そ
の一端（自由端）が現像ローラ２２の表面に弾性的に接
触するように配置される。したがって、現像ローラ２２
の表面に付着したトナー１４は、弾性部材２４によって
その厚みが規制されて薄層化されるとともに、弾性部材
２４に接触することによってトナー１４に電荷が与えら
れる。すなわち、弾性部材２４は、電荷付与手段を構成
する。

【００１５】そして、図示しない帯電手段によって感光
体ドラム１２の表面に電位が保持された後、図示しない
露光手段によって感光体ドラム１２表面に静電潜像が形
成される。この静電潜像は、現像ローラ２２の表面に均
一にして形成されたトナー薄層によってトナー現像され
る。しかしながら、このような非磁性トナーのみを用い
た画像形成装置１０では、動作中にトナー１４の表面に
付着しているべき添加剤（磁性粉）が離脱して、その添
加剤がハウジング（現像器）１６内に残留したり、添加
剤どうしが凝集した状態でトナー１４の表面に付着して
しまうことがあった。

【００１６】すなわち、画像形成装置１０内のトナー１
４は、感光体ドラム１２の表面にトナー現像され、そし
て記録用紙（図示せず）に転写されるまでの間に、現像
ローラ２２等の回転体やトナー層厚を規制する弾性部材
２４に接触するなどの機械的ストレスを受ける。この機
械的ストレスが、トナー１４に付着している添加剤をト
ナー１４の表面から離脱させるのである。これによりト
ナー１４に付着する添加剤の量にばらつきが生じ、トナ
ー１４の帯電性が不安定となって、得られる出力画像の
画像濃度が低下する、または白地カブリが発生し易くな
る等の問題を招来していた。

【００１７】また、上述したように、添加剤は酸化鉄等
の硬質な材料からなるため、添加剤によって、トナー１
４が接触する相手側の部材、すなわち機械的ストレスを
トナー１４に加えている部材（現像ローラ２２など）を
傷つけてしまうことがあった。そして、感光体ドラム１
２の表面保護層が添加剤により著しく研磨された場合に
は、感光体ドラム１２の表面電位レベルを低下させ、添
加剤がトナー１４から離脱したときと同様、出力画像濃
度の低下させることがあった。

【００１８】これに対して、図１に示すこの実施例の画
像形成装置１０は、トナー１４に機械的ストレスが加わ
り、トナー１４の表面に付着した添加剤（磁性粉）が離
脱し易い位置またはその近傍に、磁石からなる磁性シー
ト２６を配置し、その磁性シート２６によって、トナー
１４の表面から離脱した添加剤を磁気的に吸引（捕獲）
するようにしている。

【００１９】すなわち、供給ローラ２０に付着したトナ
ー１４は、現像ローラ２２と接触することによって機械
的ストレスを受ける。また、現像ローラ２２の表面に付
着したトナー１４は、供給ローラ２０，弾性部材２４お
よび感光体ドラム１２との接触位置において機械的スト
レスを受けることになる。したがって、この実施例で
は、図１に示すように、供給ローラ２０の近傍でありト
ナー１４の流れ方向において弾性部材２４よりも上流側
に、トナー１４の流れ方向において弾性部材２４の下流
側であり現像ローラ２２と感光体ドラム１２との接触位
置よりも上流側に、トナー１４の流れ方向において現像
ローラ２２と感光体ドラム１２との接触位置よりも下流
側に、それぞれ磁性シート２６を配置している。また、
図示省略しているが、供給ローラ２０および現像ローラ
２２を回転可能に支持する軸受部にも磁性シート２６が
取り付けているものとする。

【００２０】このように、トナー１４の流路に対応して
磁石（磁性シート２６）を配置し、トナー１４から離脱
した添加剤（磁性粉）を捕獲するようにしたので、図３
に示すように、トナー１４の帯電量を安定的なものとす
ることができる。また、図４には感光体ドラム１２の表
面保護層の削れ量の経時変化を示し、この図からもわか
るように、感光体ドラム１２に不要に導かれる添加剤の
量を軽減して、感光体ドラム１２等の表面保護層の削れ
量を大幅に抑制できる。

【００２１】なお、磁性シート２６を設置する個所およ
び数は、図１の実施例に限定するものでなく、添加剤が
離脱し易い位置に、適当な数だけ配置するのが好まし
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す図解図である。

【図２】図１実施例におけるトナーの構成を示す図解図
である。

【図３】図１実施例の画像形成装置をトナーの帯電量で
比較したグラフである。

【図４】図１実施例の画像形成装置を感光体の表面保護
層の削れ量で比較したグラフである。

【符号の説明】

１０ …画像形成装置 １２ …感光体ドラム １４ …トナー ２０ …供給ローラ ２２ …現像ローラ ２４ …弾性部材 ２６ …磁性シート

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性トナーのみからなる現像剤を感光体
   に供給する現像剤担持体と、前記現像剤坦持体に接触し
   て前記現像剤担持体の表面に付着した前記現像剤の厚み
   を規制するかつ前記現像剤を帯電する電荷付与手段とを
   備えるとともに、前記現像剤に添加剤を摩擦接触させる
   ことによって前記現像剤の表面に前記添加剤を被覆する
   ようにした、非磁性一成分現像剤を用いた画像形成装置
   において、 前記現像剤の流路に対応して前記現像剤から離脱した前
   記添加剤を捉える捕獲手段を設けたことを特徴とする、
   非磁性一成分現像剤を用いた画像形成装置。
2. 【請求項２】前記添加剤は磁性材料を含み、かつ前記捕
   獲手段を磁石で構成し、前記添加剤を前記磁石に吸引す
   るようにした、請求項１記載の非磁性一成分現像剤を用
   いた画像形成装置。
3. 【請求項３】前記捕獲手段を前記電荷付与手段よりも前
   記現像剤の流れ方向において上流側に設けた、請求項１
   または２記載の非磁性一成分現像剤を用いた画像形成装
   置。
4. 【請求項４】前記捕獲手段を前記現像剤の流れ方向にお
   いて前記電荷付与手段の下流側でありかつ前記現像剤担
   持体が前記感光体に接触する位置よりも上流側に設け
   た、請求項１または２記載の非磁性一成分現像剤を用い
   た画像形成装置。
5. 【請求項５】前記捕獲手段を前記現像剤の流れ方向にお
   いて前記現像剤担持体が前記感光体に接触する位置より
   も下流側に設けた、請求項１または２記載の非磁性一成
   分現像剤を用いた画像形成装置。