JPH1152704A

JPH1152704A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH1152704A
Application number: JP20631597A
Authority: JP
Inventors: Shogo Sato; 正吾佐藤
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 1999-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】正帯電性の感光ドラムと正帯電性のトナーを
用いた場合でも、細線、並びに孤立した点を良好に再現
することのできる画像形成装置を提供すること。【解決手段】正帯電性の感光ドラム２０と、正帯電性
トナー５３を用い、現像ローラ５６を感光ドラム２０に
押圧させてインプレッション現像を行う。ここにおい
て、感光ドラム２０と現像ローラ５６のニップ部通過前
における現像ローラ５６上のトナー５３の帯電量をＱ
１、ニップ部通過後のトナー５３の帯電量をＱ２とした
時、Ｑ１＜Ｑ２となるように、トナー及び荷電制御剤等
により現像剤を構成する。

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、感光ドラム上の静電潜
像を感光ドラムと現像ローラのニップ部に担持搬送した
トナーにより現像する画像形成装置の技術分野に属す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子写真方式の画像形成
装置における現像方法としては、導電性の弾性体ローラ
をトナーを運ぶ現像ローラとして用いて、この現像ロー
ラを感光ドラムに押圧させて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。

【０００３】この現像方式は、コロナ帯電器により一様
に帯電され、更に露光手段により露光されて静電潜像が
形成された感光ドラムの表面に、前記現像ローラにより
トナーを接触させ、更に現像ローラと感光ドラム間に所
定の現像電界を発生させることにより、前記トナーを前
記静電潜像側に移動させて現像を行うものである。

【０００４】この現像方式においては、正帯電トナー及
び負帯電トナーのいずれも用いることができるが、従来
は、帯電特性の安定性から負帯電トナーが主に用いられ
ていた。

【０００５】従って、レーザービーム等によりイメージ
露光を行うプリンタにおいては、反転現像方式が用いら
れているため、前記感光ドラムの帯電極性は前記負帯電
トナーに合わせて負極性となっており、前記コロナ帯電
器の放電電圧の極性も負極性となっている。

【０００６】しかしながら、コロナ帯電器を用いた場合
には、該コロナ帯電器が大気中の酸素分子をイオン化し
てオゾン（Ｏ₃）を発生させ、特に負極性の放電の場合
に、正極性の放電よりオゾンの発生量が約一桁多いこと
が知られており、環境衛生上好ましくなかった。

【０００７】そこで、この問題を解決するために、正帯
電性の分散型の有機感光体と、正帯電性のトナーを用い
るプリンタが提案された。このプリンタによれば、コロ
ナ帯電器として正極性の放電を行う帯電器を用いること
ができるため、オゾンの発生を減少させることができ
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のプリンタにおいては、正帯電の分散型の有機感光体
を用いると、表面電位が完全には落ちきらないために、
反転現像をした場合、細線、並びに孤立した点が再現し
にくいという問題点があった。すなわち、非常に高精度
で高価なレーザ光学系を使用しない限り、レーザ光学系
が有する誤差のため、感光体に照射されるレーザ光のス
ポット径が理論値よりも大きくなって、レーザ光のパワ
ーが分散し、感光体の表面電位を十分に落とすことがで
きなかった。

【０００９】特に、エッジ効果の影響が殆どない非磁性
１成分トナーを用いたインプレッション現像において
は、特に再現性が悪くなるという問題点があった。

【００１０】本発明は、前記の問題点に鑑みなされたも
のであり、正帯電性の感光ドラムと正帯電性のトナーを
用いた場合でも、細線、並びに孤立した点を良好に再現
することのできる画像形成装置を提供することを課題と
する。

【００１１】

【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、該移動
する感光体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、現像
剤を担持搬送すると共に前記感光体と接触して前記感光
体との間にニップ部を形成し、該ニップ部において前記
形成された静電潜像を前記現像剤により現像して可視像
を形成する現像剤担持手段とを備えており、前記現像剤
は前記現像剤担持手段による現像の際にニップ部におい
て相互に擦り合わされることにより、該現像後の前記現
像剤担持手段上の現像剤の帯電量が、前記現像前の前記
現像剤担持手段上の現像剤の帯電量よりも大きくなる帯
電系列の材料から構成されていることを特徴とする。

【００１２】請求項１に記載の画像形成装置によれば、
先ず移動する感光体に潜像形成手段により静電潜像が形
成される。次に、現像剤担持手段により、該形成された
静電潜像が現像剤により現像され、感光体上に可視像が
形成される。この現像の際に、感光体の表面部、現像剤
担持手段の表面部及び現像剤がニップ部において相互に
擦り合わされると、現像剤担持手段上の現像剤は、所定
の極性及び所定の電荷量に帯電されることになるが、現
像剤の帯電系列を選択することにより、現像後の現像剤
担持手段上の現像剤の帯電量は、現像前の現像剤担持手
段上の現像剤の帯電量よりも大きくなる。従って、この
ような現像剤と感光体の感光層が接触すると、感光層の
電荷が現像剤に移動して、感光体と現像剤担持手段との
電位差が大きくなる。その結果、細線や孤立した点であ
っても良好に現像が行われることになり、良好な再現性
が得られる。

【００１３】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、前記感光体の表面部
が正帯電性の有機感光体からなり、前記現像剤が所定量
の正帯電用の荷電制御剤を含む正帯電トナーからなるこ
とを特徴とする。

【００１４】請求項２に記載の画像形成装置によれば、
正帯電性の有機感光体を正帯電トナーで現像するため
に、有機感光体は正極性に帯電され、反転現像方式によ
る現像が行われる。従って、有機感光体を負極性に帯電
する場合よりもオゾンの発生が少なく、環境衛生上好ま
しい。しかも、前記正帯電トナーは、上述のような帯電
系列を有しているので、感光体の感光層との接触によ
り、感光層の電荷をトナー側に移動させ、感光体の電位
を低下させる。その結果、細線や孤立した点であっても
良好に現像が行われることになり、良好な再現性が得ら
れる。

【００１５】請求項３に記載の画像形成装置は、請求項
２に記載の画像形成装置において、前記現像剤は、正帯
電トナーとしてのスチレンアクリルトナーと、正帯電用
の荷電制御剤としてのニグロシンもしくはトリフェニル
メタンを備えていることを特徴とする。

【００１６】請求項３に記載の画像形成装置によれば、
前記現像剤に、正帯電トナーとしてのスチレンアクリル
トナーと、正帯電用の荷電制御剤としてのニグロシンも
しくはトリフェニルメタンを備えることにより、トナー
の帯電特性は、現像後の現像剤担持体上の現像剤の帯電
量が、現像前の現像剤担持手段上の現像剤の帯電量より
も大きくなる。従って、このトナーと感光体の感光層と
が接触すると、感光層の電荷はトナー側に移動し、感光
体の電位が低下し、細線や孤立した点であっても良好に
現像が行われることになり、良好な再現性が得られる。

【００１７】請求項４に記載の画像形成装置は、請求項
１から請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置に
おいて、前記現像剤担持手段の前記現像剤の搬送方向
は、前記ニップ部において前記感光体の移動方向と反対
の方向であることを特徴とする。

【００１８】請求項４に記載の画像形成装置によれば、
前記現像剤担持手段は、前記現像剤を、前記感光体との
ニップ部において、前記感光体の移動方向と反対の方向
に搬送する。従って、前記可視像の転写位置及び記録材
の搬送経路を画像形成装置の上方とした場合には、現像
剤は、前記現像剤担持手段によって、現像剤の収容容器
内で、画像形成装置の下方から上方へと搬送されること
になる。その結果、帯電特性の劣化した現像剤等が前記
現像剤担持手段の下方位置に溜まることがなく、長期に
わたって良好な現像が行われることになる。

【００１９】

【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。

【００２０】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
成の為の記録媒体の一例としての用紙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、回収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２０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。

【００２１】レーザビームプリンタ１はまた、感光ドラ
ム２０を回動するための図示しないモータ、ギア列等か
らなる駆動手段を備えており、更に感光ドラム２０の周
囲に沿って順に、駆動手段により回動される感光ドラム
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現像剤の一例としてのト
ナーにより現像するための現像剤担持手段の一例として
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クリーナーレス方
式により感光ドラム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２
０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
させるための帯電手段の一例としての帯電器４０とを備
えて構成されている。

【００２２】次に、図１から図３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。

【００２３】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、左方から右方向き）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。

【００２４】図１及び図２において、感光ドラム２０
は、正帯電性の材料から構成されており、例えば、正帯
電性のポリカーボネイトを主成分とする有機感光体から
なる。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２
０上に形成されたプラス極性（正帯電）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、
駆動手段により、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。

【００２５】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。

【００２６】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正帯
電用のスコロトロン型の帯電器から構成されている。本
実施の形態では、クリーナーレス方式を採るが、帯電器
４０は感光ドラム２０に対して非接触に対向配置されて
おり、感光ドラム２０上の残留トナーが帯電器４０に付
着しないように構成されている。

【００２７】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。

【００２８】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。尚、クリーナーレス方式による回収が効率
良く行われれるように、クリーニングローラ４２が設け
られているが、クリーニングローラ４２の代わりに又は
加えて感光ドラム２０の表面上の残留トナーをならすた
めのクリーニングブラシを設けても良い。

【００２９】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、電気絶縁性
を有する正帯電性のトナー５３とを収容する。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が長手方向に水平に配設さ
れ、回転可能に枢支されている。

【００３０】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。

【００３１】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リジッドなローラで
あり、本実施の形態では特に、正帯電性のトナー及び正
帯電性のポリカーボネイトを主成分とする有機感光体か
らなる感光ドラム２０を用いているので、ウレタンゴム
が現像ローラ５６の材料とされる。

【００３２】現像ローラ５６における現像バイアス電圧
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５×１０⁴〜１×１０⁷Ωに設定されてい
る。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。

【００３３】現像ローラ５６は、正帯電トナー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上に戻された残留ト
ナー５３を回収するように構成されている。

【００３４】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は
構成されている。

【００３５】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。

【００３６】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
有する層厚規制ブレード５７が下向きに取り付けられて
いる。

【００３７】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０．４ｍｇ／ｃｍ²に設
定されるように、屈曲部５７ａの曲率半径が約０．３ｍ
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。このように現
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、トナー層の層厚は、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５
６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、
大部分のトナー５３が現像ローラ５６及び層厚規制ブレ
ード５７にしっかりと擦られ、正帯電されることにな
る。現像ローラ５６上の層厚規制後のトナー５３は１層
又は１層強になっていることから、現像に供されなかっ
たトナー５３は、感光ドラム２０との接触部に堆積する
ことなく、現像ローラ５６に付着して回収される。

【００３８】図３に示すように、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上にお
いてトナー５３が擦られる際に、現像ローラ５６上のト
ナー５３が、擦られる前のほぼ零に近い帯電量Ｑ０から
トナー５３の飽和帯電量よりも低い第１帯電量Ｑ１（Ｑ
１＞Ｑ０）に帯電されるように層厚規制ブレード５７及
び現像ローラ５６は構成されている。

【００３９】更に、現像ローラ５６上のトナー５３は、
ニップ部で擦り合わされることにより、ニップ部で擦り
合わされる前の現像ローラ５６上のトナー５３の帯電量
Ｑ１よりも大きい第２帯電量Ｑ２（Ｑ２＞Ｑ１）に帯電
されるように、帯電系列が選択されている。

【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６０の感光ドラム
２０との接触部における抵抗値は、約１×１０⁶〜１×
１０¹⁰Ω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、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。

【００４３】本実施の形態によれば、図１に示すよう
に、給紙カセット１４から給紙された用紙Ｐを搬送す
る、これら給紙ローラ１３、感光ドラム２０、定着ユニ
ット７０及び排紙トレイ７７は、略直線状に配置され
て、図１に一点鎖線で示す搬送経路ＰＰを形成してい
る。

【００４４】図１において、本実施の形態におけるトナ
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からなる非磁性一
成分トナーであり、その粒径は６〜１２μｍ程度であ
る。

【００４５】トナー５３は、素トナーと素トナーに添加
された外添剤（流動性付与剤）の一例としてのシリカと
を含んで構成されている。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（例えば、ニグ
ロシン、トリフェニルメタンなどの荷電制御剤）を含ん
で構成されており、その帯電特性は、ＣＣＡの作用によ
り正極性となる。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
を持ち、一般的には負極性に帯電される帯電特性を有し
ている。但し、正極性に帯電される帯電極性を有する正
帯電性のシリカとして、アミノシランカップリング剤で
処理したシリカ等が知られている。しかし、正帯電性の
シリカは一般に流動性改善効果が十分ではないため、極
性の小さな負帯電性のシリカが外添剤として用いられる
ことが多い。正帯電性シリカと負帯電性シリカとの違い
は、素トナーに外添したときのトナーの帯電量がプラス
方向に増えれば正帯電性のシリカであり、マイナス方向
に増えれば負帯電性のシリカであるという点にある。

【００４６】そして、本実施の形態においては、トナー
５３はこのような構成であるので、このトナー５３が現
像ローラ５６と感光ドラム２０のニップ部で十分に摩擦
されたときには、素トナーに含まれるＣＣＡが有する帯
電特性が支配的となり、トナー５３は素トナーの帯電特
性である正極性に帯電される。

【００４７】また、流動性付与の機能に加えて、外添剤
には、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。尚、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。

【００４８】特に、本実施形態においては、このような
構成のトナー５３を用いたので、現像ローラ５３上のト
ナー５３の帯電量は、ニップ部通過前よりもニップ部通
過後の方が大きくなる。そして、このようなトナー５３
が、ニップ部において感光ドラム２０の表面と接触する
と、感光ドラム２０の感光層の電荷がトナー５３に移動
し、感光ドラム２０の表面電位が低下する。

【００４９】その結果、感光ドラム２０上の静電潜像と
現像ローラ５６との電位差が大きくなり、細線や孤立し
た点の再現性が向上する。

【００５０】例えば、感光ドラム２０の表面の帯電電位
を７００Ｖ、現像バイアスを３００Ｖ、露光部電位を１
００Ｖとする時、解像度６００ｄｐｉにおける１ドット
点の電位は、図４（Ａ）に示すように、現像バイアスと
同程度の電位となる。

【００５１】従って、図４（Ｃ）に示すように、ニップ
通過後のトナー５３の帯電量が、ニップ通過前のトナー
５３の帯電量と等しい場合には、トナー５３の電荷の移
動が無く、静電潜像電位は変化しないので、現像バイア
スと同程度の電位の１ドット点は良好に再現されない。

【００５２】また、図４（Ｄ）に示すように、ニップ通
過後のトナー５３の帯電量が、ニップ通過前のトナー５
３の帯電量よりも小さい場合には、トナー５３の電荷が
感光ドラム２０の静電潜像側に移動し、感光ドラム２０
の静電潜像電位は高くなり、１ドット点の電位は現像バ
イアスよりも高くなってしまう。その結果、１ドット点
は全く再現されない。

【００５３】しかしながら、図４（Ｂ）に示すように、
ニップ通過後のトナー５３の帯電量が、ニップ通過前の
トナー５３の帯電量よりも大きい場合には、感光ドラム
２０の感光層の電荷がトナー５３側に移動し、感光ドラ
ム２０の静電潜像電位は低くなり、１ドット点の電位も
現像バイアスよりも十分に低くなる。その結果、１ドッ
ト点は良好に再現されることになる。

【００５４】以下に実施例を示す。本実施形態の装置に
おいて、スルーレートを６ｐｐｍ、プロセススピード
（感光ドラム２０の周速）を３５ｍｍ／ｓｅｃ、現像ロ
ーラ５６の周速を７０ｍｍ／ｓｅｃ、供給ローラ５５の
周速を１７〜３５ｍｍ／ｓｅｃとし、現像バイアスを３
００Ｖ、感光ドラム２０の帯電電位を７００Ｖとし、更
にトナーとしてスチレンアクリルトナーを用い、ニグロ
シンを０．２ｗｔ％（または、トリフェニルメタンを
０．２ｗｔ％）として、現像ローラ５６上のトナー層に
ついて、トナー単位質量当たりの帯電量Ｑ／Ｍ（μＣ／
ｇ）、単位面積当たりのトナー質量Ｍ／Ａ（ｍｇ／ｃｍ
²）、感光ドラム２０の表面電位Ｖ₀（Ｖ）を測定した。ニップ通過前ニップ通過後Ｑ／Ｍ：２０（μＣ／ｇ）２７（μＣ／ｇ）Ｍ／Ａ：０．５（ｍｇ／ｃｍ²）０．５（ｍｇ／ｃｍ²）Ｖ₀：７００（Ｖ）５５０（Ｖ）以上のように、ニップ通過後のトナー５３の帯電量の上
昇と、感光ドラム２０の表面電位の低下が確認できた。

【００５５】また、このような帯電系列の現像剤を用い
ることにより、次のような効果も得られた。

【００５６】本実施形態のように、感光ドラム２０の回
転方向と現像ローラ５６の回転方向を互いに逆方向に設
定すると、トナー５３の循環が良好になり、長期に渡っ
て良好な現像を行うことができる。

【００５７】しかし、このような回転方向にした場合に
は、現像効率が１００％近い時に、現像ローラ５６と感
光ドラム２０のニップ部分にトナー５３が少なくなり、
いわゆる黒ベタ印字を行うと、黒ベタ部分中に波模様の
白抜け部分が発生するという問題があった。

【００５８】そこで、様々な検討を行ったところ、本実
施形態のような帯電系列の現像剤を用いると、上述のよ
うな波模様の白抜けは、黒ベタ印字後でも発生しないこ
とが判明した。

【００５９】この原因は不明であるが、上述のような実
施例においても、黒ベタ印字中の波模様の白抜けは確認
されなかった。

【００６０】以上のように、本実施形態によれば、細線
や孤立した点を良好に再現することができるだけでな
く、黒ベタ印字中の波模様の白抜けも防止することがで
き、良好な画像を提供することができる。

【００６１】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。

【００６２】図１において、感光ドラム２０は、駆動手
段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（帯電量Ｑ１）に帯電
され、このプラス極性に帯電したトナー５３が、ニップ
部で現像ローラ５６及び感光ドラム２０により擦られて
前記Ｑ１よりも大きな帯電量Ｑ２まで帯電されると共
に、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。

【００６３】本実施の形態では、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層強となるの
で、大部分のトナーが現像ローラ５６及び層厚規制ブレ
ード５７にしっかりと擦られ、トナー５３の飽和帯電量
よりも小さい所定の帯電量（Ｑ１）に帯電されることに
なる。

【００６４】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５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０．４ｍｇ／ｃｍ²に設定する一方、現像
効率を１００％より少し小さくし、現像ローラ５６の周
速度を感光ドラム２０の周速度の約２倍にする。即ち、
ニップ部で、現像ローラ５６と感光ドラム２０とが直接
接触しないように、トナー５３が現像ローラ５６上に、
ファンデルワールス力により僅かに残存して、トナー５
３が現像ローラ５６と感光ドラム２０との間の潤滑剤と
して作用するようにしておく。

【００６５】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６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、所定の現像トナー量（約０．７
８ｍｇ／ｃｍ²）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３００Ｖ」に設定される。

【００６６】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、正帯電用の帯電器４０により、例えば、図８に示す
ように約＋７００Ｖ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＋７００Ｖ）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。

【００６７】このような原理により、図４（Ｂ）に示し
たように、１ドット点の電位が十分に低下すれば、良好
な現像が行われることになる。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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、既に述べた通りクリーニングロ
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
トナーは、クリーニングローラ４２から感光ドラム２０
に排出され、更に現像ローラ５６により感光ドラム２０
上の残留トナー５３が回収される。

【００７１】また、この回収動作と平行して、現像ロー
ラ５６上にある現像前のトナー５３はニップ部で擦れた
ときに帯電量Ｑ２に帯電されると共に感光ドラム２０の
露光部分に付着して、現像が適切に行われる。

【００７２】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、感光ドラム２０の表面電位が低下
するので、細線や孤立した点の再現性を向上させること
ができる。

【００７３】尚、以上の実施の形態によれば、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、現像ローラ５６と感光
ドラム２０とは同一方向に回転（接触面において反対方
向）に移動するように構成されていたが、これらのロー
ラは逆方向（接触面において同一方向に移動）するよう
に構成してもよい。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、同様の効
果を期待できる。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。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
画像形成装置によれば、現像剤を、現像剤担持手段と感
光体とのニップ部において相互に擦り合わされることに
より、該現像後の前記現像剤担持手段上の現像剤の帯電
量が、前記現像前の前記現像剤担持手段上の現像剤の帯
電量よりも大きくなる帯電系列の材料から構成したの
で、細線や孤立した点を良好に再現することができる。
また、黒ベタ印字中における白抜け現象も防止すること
ができる。

【００７５】請求項２に記載の画像形成装置によれば、
感光体の表面部を正帯電性の有機感光体から構成し、前
記現像剤を所定量の正帯電用の荷電制御剤を含む正帯電
トナーから構成したので、有機感光体を負極性に帯電す
る場合よりもオゾンの発生を抑えることができる。しか
も、細線や孤立した点を良好に再現することができ、黒
ベタ印字中における白抜け現象を防止することができ
る。

【００７６】請求項３に記載の画像形成装置によれば、
現像剤に、正帯電トナーとしてのスチレンアクリルトナ
ーと、正帯電用の荷電制御剤としてのニグロシンもしく
はトリフェニルメタンを備えたので、細線や孤立した点
を良好に再現することができ、黒ベタ印字中における白
抜け現象を防止することができる。

【００７７】請求項４に記載の画像形成装置によれば、
現像剤担持手段の現像剤の搬送方向を、前記ニップ部に
おいて感光体の移動方向と反対の方向としたので、現像
剤の循環が良好になり、長期に渡って、細線や孤立した
点を良好に再現することができ、黒ベタ印字中における
白抜け現象を防止することができる。

【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における各位置に
おけるトナーの帯電量を示す現像ユニット及び感光ドラ
ム部分の図式的な拡大側面図である。

【図４】感光ドラム上の多数ドット点及び１ドット点に
対する静電潜像電位の一例を示す図であり、（Ａ）は従
来の現像前における前記静電潜像電位の一例を示す図、
（Ｂ）は本発明の一実施形態の現像後における前記静電
潜像電位の一例を示す図、（Ｃ）はニップ通過前後にお
いてトナーの帯電量が変わらない従来の現像後における
前記静電潜像電位の一例を示す図、（Ｄ）はニップ通過
後の帯電量がニップ通過前よりも低下する従来の現像後
における前記静電潜像電位の一例を示す図である。

【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

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体と、該移動する感光体に静電潜像を形成する潜像形成手段
と、現像剤を担持搬送すると共に前記感光体と接触して前記
感光体との間にニップ部を形成し、該ニップ部において
前記形成された静電潜像を前記現像剤により現像して可
視像を形成する現像剤担持手段と、を備えており、前記現像剤は前記現像剤担持手段による現像の際にニッ
プ部において相互に擦り合わされることにより、該現像
後の前記現像剤担持手段上の現像剤の帯電量が、前記現
像前の前記現像剤担持手段上の現像剤の帯電量よりも大
きくなる帯電系列の材料から構成されていることを特徴
とする画像形成装置。
【請求項２】前記感光体の表面部は正帯電性の有機感
光体からなり、前記現像剤は所定量の正帯電用の荷電制
御剤を含む正帯電トナー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。
【請求項３】前記現像剤は、正帯電トナーとしてのス
チレンアクリルトナーと、正帯電用の荷電制御剤として
のニグロシンもしくはトリフェニルメタンを備えている
ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置
【請求項４】前記現像剤担持手段の前記現像剤の搬送
方向は、前記ニップ部において前記感光体の移動方向と
反対の方向であることを特徴とする請求項１乃至請求項
３のいずれか一項に記載の画像形成装置。