JP2000330363A

JP2000330363A - 非磁性一成分接触現像装置

Info

Publication number: JP2000330363A
Application number: JP11136730A
Authority: JP
Inventors: Tetsuhiro Tsuru; 哲浩津留
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2000-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】現像ローラ上に均一な厚みのトナー層を安定
して形成し、回転開始時における感光体上の未帯電部分
へのトナーの付着を防止する。【解決手段】現像バイアス電圧供給電源１２と、トナ
ー供給ローラ６と、トナー供給バイアス電圧供給電源２
６と、現像ローラ５上に所定の厚さのトナー層を形成す
るトナー規制ローラ２７と、トナー規制ローラ２７にト
ナー規制バイアス電圧を印加するトナー規制バイアス電
圧供給電源２８とを備え、非現像時の現像バイアス電圧
をＶ_BN（Ｖ）、非現像時のトナー規制バイアス電圧をＶ
_RN（Ｖ）とすると、負帯電の非磁性一成分現像剤を用い
た場合は、Ｖ_BN＜Ｖ_RNの関係を有し、正帯電の非磁性一
成分現像剤を用いた場合は、Ｖ_BN＞Ｖ_RNの関係を有する
非磁性一成分接触現像装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置や静
電記録装置などの画像形成装置において、現像剤として
非磁性トナーのみが用いられた非磁性一成分接触現像装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置では、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、静電潜像担持体である感光
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。

【０００３】このような画像形成装置に用いられる現像
装置として、装置の小型化および低コスト化に有利な非
磁性一成分接触現像装置を用いたものが普及しつつあ
る。

【０００４】以下に、従来の非磁性一成分接触現像装置
の構成および動作について図４を用いて説明する。ここ
で、図４は従来の非磁性一成分接触現像装置が用いられ
た画像形成装置の構成を示す概略図である。

【０００５】図示する画像形成装置は電子写真プロセス
技術により感光体上に形成された静電潜像をトナー粒子
により顕像化する画像形成装置であり、静電潜像担持体
である感光体１を有している。この感光体１は、周方向
に回転して後述する用紙を搬送する。

【０００６】感光体１に近接して、帯電器２が配設され
ている。この帯電器２は、感光体１に向けて開口部が形
成された金属製のシールド板２ｂと、たとえばタングス
テンワイヤ等からなり、このシールド板２ｂ内において
感光体１の幅方向に張架された帯電線２ａと、開口部に
取り付けられたグリッド板２ｃとから構成されている。
そして、帯電線２ａによるコロナ放電により、グリッド
板２ｃを介して感光体１が一様に帯電される。そして、
このような感光体１に露光光学系３から得られる露光光
線４を照射すると、感光体１が露光されて所定の静電潜
像が形成される。

【０００７】現像ホッパ９に両端を回転自在に軸支され
たトナー撹拌部材１１で撹拌、搬送されたトナー１０を
現像ローラ５の表面に供給するトナー供給ローラ６が設
置されている。このトナー供給ローラ６は、ステンレス
等の金属製のシャフト６ａの周囲にウレタンやシリコン
などの弾性部材が層状に形成されたものからなり、シャ
フト６ａには定電圧電源であるトナー供給バイアス電圧
供給電源２６が接続され、直流または直流と交流とが重
畳されたトナー供給バイアス電圧が印加されている。

【０００８】現像ローラ５は、ステンレス等の金属製の
シャフト５ａを基材としてその外周面上にウレタンやシ
リコンなどの弾性部材が層状に形成されたものからな
る。そして、現像ローラ５のシャフト５ａには、定電圧
電源である現像バイアス電圧供給電源１２が接続されて
いる。

【０００９】トナー１０は非磁性一成分系トナーであ
り、たとえば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から構成されてい
る。

【００１０】現像ローラ５とトナー供給ローラ６とは相
互に接触配置されており、現像ホッパ９の両端におい
て、シャフト５ａ，６ａによりそれぞれ回転自在に軸支
されている。そして、現像ローラ５と感光体１とは接触
して相互に反対方向に回転するのに対し、現像ローラ５
とトナー供給ローラ６とは接触して相互に同一方向に回
転する。また、現像ローラ５は感光体１と接触状態とさ
れており、現像バイアス電圧電源１２より印加されるバ
イアス電圧により感光体１上の静電潜像が形成された部
分にトナー供給ローラ６によりトナー１０が転移付着さ
れると、静電潜像が顕像化される。

【００１１】なお、トナー撹拌部材１１は現像ホッパ９
内に収容されたトナー１０の凝集を防ぐとともに、トナ
ー１０をトナー供給ローラ６の方へ搬送する。

【００１２】現像ローラ５に当接してトナー規制ブレー
ド７が設けられている。このトナー規制ブレード７は、
弾性を有する金属ばね板部材７ａと現像ローラ５上に接
触するトナー規制部材７ｂとからなる。トナー規制部材
７ｂは金属ばね板部材７ａの一端にウレタンゴムやシリ
コンゴム等の弾性部材を一体形成したもので形成されて
いる。このようなトナー規制ブレード７はブレードホル
ダ８にねじ止めされている。このトナー規制ブレード７
は現像ローラ５を所定の線圧で押圧しており、トナー供
給ローラ６から現像ローラ５へ供給されてきたトナー１
０はトナー規制ブレード７で摩擦帯電され、現像ローラ
５の外周面上に薄層状態のトナー層が形成される。

【００１３】搬送経路の始点に設けられた用紙カセット
１４には、用紙１５が収納されている。この用紙１５は
給紙ローラ１６によって用紙カセット１４から１枚ずつ
搬送ローラ１７へと送り出される。そして、送り出され
た用紙１５は一対の搬送ローラ１７に挟持されて矢印Ａ
で示す感光体１の方向へと搬送される。

【００１４】用紙１５と感光体１上に形成されたトナー
像とを一致させるため、感光体１に至る前の搬送経路上
には、従動ローラ１９に当接されてレジストローラ１８
が設けられている。また、感光体１と当接して転写ロー
ラ２０が回転自在に軸支されて設けられている。

【００１５】そして、感光体１の回転にともなってトナ
ー像が転写ローラ２０と感光体１の当接部に到達する
と、レジストローラ１８によりこのトナー像とタイミン
グを合わせて用紙１５もこの当接部に到達する。このと
き、転写ローラ２０の金属シャフト２０ａへ転写バイア
ス電圧供給電源２４からの高電圧を印加することにより
用紙１５の裏面にトナー１０と逆極性の電荷を付与する
と、トナー像は用紙１５上に転写される。

【００１６】搬送経路の後段には、内部に熱源を有する
ヒートローラ２２と、このヒートローラ２２とともに用
紙１５を挟持搬送する加圧ローラ２３とで構成された定
着器２１が設置されている。トナー像の転写された用紙
１５はこの定着器２１へ送られてトナー像が定着され
る。一方、トナー像が用紙１５上に転写された後の感光
体１は、クリーニングブレード２５により転写残トナー
が掻き落とされ、除電器１３により光が照射されて除電
されて次のプロセスに備えられる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような非磁性一成分接触現像装置では、トナーの帯電を
摩擦によって行うため、印字速度が速くなるとトナーに
対するストレスが増大することにより、現像ローラとト
ナー規制ブレードとの接触部においてトナーが凝集して
しまい、最終的にはトナー規制ブレードの表面にトナー
が固着するという問題が発生する。

【００１８】また、定着工程において用紙上のトナーが
ヒートローラの表面に転移するオフセット現象を防止す
るため、加熱時に十分に溶融するような低分子量のポリ
エチレンやポリプロピレン等のワックスをトナーに添加
することがある。そして、このような添加物はトナーの
凝集性を増加させるので、前述と同様に、トナー規制ブ
レードの表面にトナーが固着するという問題が発生す
る。

【００１９】そして、トナー規制ブレードの表面にトナ
ーが固着すると、現像ローラ上に均一な厚みのトナー層
を形成することができなくなる。

【００２０】さらに、従来の非磁性一成分接触現像装置
では、感光体と現像ローラとが常時接触した状態で設置
されているため、感光体および現像ローラの回転開始時
に感光体上の帯電位置と現像位置との間が帯電されず、
その未帯電部分にトナーが付着して無駄にトナーを消費
するという問題が発生する。

【００２１】そこで、本発明は、現像ローラ上に均一な
厚みのトナー層を安定して形成することのできる非磁性
一成分接触現像装置を提供することを目的とする。

【００２２】また、本発明は、静電潜像担持体および現
像ローラの回転開始時における静電潜像担持体上の未帯
電部分へのトナーの付着を防止することのできる非磁性
一成分接触現像装置を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の非磁性一成分接触現像装置は、非磁性一成
分現像剤からなるトナー層が表面に形成される現像ロー
ラと、現像ローラに現像バイアス電圧を印加する現像バ
イアス電圧供給電源と、現像ローラに接触配置され、こ
の現像ローラにトナーを供給するトナー供給ローラと、
トナー供給ローラにトナー供給バイアス電圧を印加する
トナー供給バイアス電圧供給電源と、現像ローラに当接
して設置され、現像ローラ上に所定の厚さのトナー層を
形成するトナー規制ローラと、トナー規制ローラにトナ
ー規制バイアス電圧を印加するトナー規制バイアス電圧
供給電源と、現像ローラにより顕像化される静電潜像が
形成される静電潜像担持体とを備え、非現像時の現像バ
イアス電圧をＶ_BN（Ｖ）、非現像時のトナー規制バイア
ス電圧をＶ_RN（Ｖ）とすると、負帯電の非磁性一成分現
像剤を用いた場合は、Ｖ_BN＜Ｖ_RNの関係を有し、正帯電
の非磁性一成分現像剤を用いた場合は、Ｖ_BN＞Ｖ_RNの関
係を有することとしたものである。

【００２４】これにより、現像ローラ上のトナー層形成
にトナー規制ローラを用いているので、トナー厚規制部
におけるトナーの固着が防止され、現像ローラ上に均一
な厚みのトナー層を安定して形成することが可能にな
る。

【００２５】また、トナー規制バイアス電圧を変化させ
て現像ローラ上に形成されるトナー層のトナー量を調整
しているので、非現像時に現像ローラ上にトナー層が形
成されないようにすれば、静電潜像担持体および現像ロ
ーラの回転開始時における静電潜像担持体上の未帯電部
分へのトナーの付着を防止することが可能になる。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、非磁性一成分現像剤からなるトナー層が表面に形成
される現像ローラと、現像ローラに現像バイアス電圧を
印加する現像バイアス電圧供給電源と、現像ローラに接
触配置され、この現像ローラにトナーを供給するトナー
供給ローラと、トナー供給ローラにトナー供給バイアス
電圧を印加するトナー供給バイアス電圧供給電源と、現
像ローラに当接して設置され、現像ローラ上に所定の厚
さのトナー層を形成するトナー規制ローラと、トナー規
制ローラにトナー規制バイアス電圧を印加するトナー規
制バイアス電圧供給電源と、現像ローラにより顕像化さ
れる静電潜像が形成される静電潜像担持体とを備え、非
現像時の現像バイアス電圧をＶ_BN（Ｖ）、非現像時のト
ナー規制バイアス電圧をＶ_RN（Ｖ）とすると、負帯電の
非磁性一成分現像剤を用いた場合は、Ｖ_BN＜Ｖ_RNの関係
を有し、正帯電の非磁性一成分現像剤を用いた場合は、
Ｖ_BN＞Ｖ_RNの関係を有する非磁性一成分接触現像装置で
あり、現像ローラ上のトナー層形成にトナー規制ローラ
を用いているので、トナー厚規制部におけるトナーの固
着が防止され、現像ローラ上に均一な厚みのトナー層を
安定して形成することが可能になるという作用を有す
る。また、トナー規制バイアス電圧を変化させて現像ロ
ーラ上に形成されるトナー層のトナー量を調整している
ので、非現像時に現像ローラ上にトナー層が形成されな
いようにすれば、静電潜像担持体および現像ローラの回
転開始時における静電潜像担持体上の未帯電部分へのト
ナーの付着を防止することが可能になるという作用を有
する。

【００２７】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１記載の発明において、現像ローラおよび静電潜像担持
体が回転を開始してから現像動作に入るまでの時間をｔ
_s（ｓｅｃ）、現像動作を終了した現像ローラおよび静
電潜像担持体が静止するまでの時間をｔ_e（ｓｅｃ）、
静電潜像担持体の周速度をｖｐ（ｍｍ／ｓｅｃ）、現像
ローラの周速度をｖｄ（ｍｍ／ｓｅｃ）、静電潜像担持
体における帯電位置から現像位置までの距離をＬ₁（ｍ
ｍ）、現像ローラにおけるトナー薄層化位置から現像位
置までの距離をＬ₂（ｍｍ）、静電潜像担持体および現
像ローラが回転を開始してから現像ローラ上にトナー層
が形成されるまでの時間をｔ₁（ｓｅｃ）、静電潜像担
持体および現像ローラが現像動作を終了して現像ローラ
上にトナー層が形成されなくなってから回転が静止する
までの時間をｔ₂（ｓｅｃ）とすると、Ｌ₁／ｖｐ＜ｔ₁
＜ｔ_s−Ｌ₂／ｖｄ、およびＬ₁／ｖｐ＜ｔ₂＜ｔ_e＋Ｌ₂／
ｖｄの関係を有する非磁性一成分接触現像装置であり、
非現像時において現像ローラ上にトナー層が形成されて
いない状態を必要最小時間に設定することが可能になる
という作用を有する。

【００２８】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１または２記載の発明において、静電潜像担持体におけ
る帯電位置から除電位置までの距離をＬ₃（ｍｍ）、静
電潜像担持体の周速度をｖｐ（ｍｍ／ｓｅｃ）、帯電器
の帯電動作が終了してから静電潜像担持体が静止するま
での時間をｔ₃（ｓｅｃ）とすると、ｔ₃＞Ｌ₃／ｖｐの
関係を有する非磁性一成分接触現像装置であり、静電潜
像担持体が静止したときに静電潜像担持体の表面はすべ
て除電されることになるので、静電潜像担持体に対する
負荷が軽減されるという作用を有する。

【００２９】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１〜３の何れか一項に記載の発明において、非現像時の
現像バイアス電圧は現像時の現像バイアス電圧と等しく
なっている非磁性一成分接触現像装置であり、現像バイ
アス電圧とトナー規制バイアス電圧の極性を反転させな
くても、静電潜像担持体および現像ローラの回転開始時
における静電潜像担持体上の未帯電部分へのトナーの付
着を防止することが可能になるという作用を有する。

【００３０】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
１〜４の何れか一項に記載の発明において、トナー規制
ローラの回転方向は現像ローラと同方向である非磁性一
成分接触現像装置であり、トナー規制ローラと現像ロー
ラとによってトナーが十分に摩擦帯電されるという作用
を有する。

【００３１】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
１〜５の何れか一項に記載の発明において、現像時の現
像バイアス電圧をＶ_B（Ｖ）、トナー規制バイアス電圧
をＶ_Rとすると、負帯電の非磁性一成分現像剤を用いた
場合は、Ｖ_B＞Ｖ_Rおよび５０（Ｖ）＜Ｖ_B−Ｖ_R＜２５０
（Ｖ）の関係を有し、正帯電の非磁性一成分現像剤を用
いた場合は、Ｖ_B＜Ｖ_Rおよび５０（Ｖ）＜Ｖ_R−Ｖ_B＜２
５０（Ｖ）の関係を有する非磁性一成分接触現像装置で
あり、現像ローラ上に形成されるトナー層を長期にわた
って均一に保つことが可能になるという作用を有する。

【００３２】以下、本発明の実施の形態について図１か
ら図３を用いて説明する。なお、これらの図面において
同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複し
た説明は省略されている。

【００３３】図１は本発明の実施の形態における非磁性
一成分接触現像装置が用いられた画像形成装置の構成を
示す概略図である。

【００３４】本実施の形態の画像形成装置は、電子写真
プロセス技術により感光体（静電潜像担持体）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画像形成
装置であり、図１に示すように、アルミニウム等の金属
ドラムを基材とし、その外周面上にセレン（Ｓｅ）ある
いは有機光導電体（以下、「ＯＰＣ」という。）等の感
光受容層を薄膜状に塗布してなる感光体１を有してい
る。そしてこの感光体１は、周方向に回転して後述する
用紙を搬送するようになっている。

【００３５】静電潜像担持体である感光体１に近接し
て、帯電器２が配設されている。この帯電器２は、感光
体１に向けて開口部が形成された金属製のシールド板２
ｂと、たとえばタングステンワイヤ等からなり、このシ
ールド板２ｂ内において感光体１の幅方向に張架された
帯電線２ａと、開口部に取り付けられたグリッド板２ｃ
とから構成されている。そして、帯電線２ａによるコロ
ナ放電により、グリッド板２ｃを介して感光体１が一様
に帯電される。

【００３６】このような感光体１に、画像信号をレーザ
駆動回路（図示せず）により光強度変調やパルス幅変調
して露光光学系３から得られる露光光線４を照射する
と、感光体１が露光されて所定の静電潜像が形成され
る。

【００３７】現像ホッパ９に両端を回転自在に軸支され
たトナー撹拌部材１１で撹拌、搬送されたトナー１０を
トナー担持体である現像ローラ５の表面に供給するとと
もに、現像されずに残存した現像ローラ５上のトナー１
０を掻き落とすため、トナー供給ローラ６が設置されて
いる。このトナー供給ローラ６は、ステンレス等の金属
製のシャフト６ａを基材としてその外周面上に導電性発
泡体を形成したものであり、抵抗値は１０⁶Ω・ｃｍと
なっている。トナー供給ローラ６のシャフト６ａには定
電圧電源であるトナー供給バイアス電圧供給電源２６が
接続され、トナー供給バイアス電圧が印加されている。
本実施の形態においては、トナー供給ローラ６と現像ロ
ーラ５とのニップ幅は２ｍｍとなっている。

【００３８】現像ローラ５は、ステンレス等の金属製の
シャフト５ａを基材としてその外周面上に導電性弾性部
材であるシリコンゴムを形成した単層構成のものであ
り、抵抗値はたとえば１０⁶Ω・ｃｍとなっている。そ
して、現像ローラ５のシャフト５ａには、定電圧電源で
ある現像バイアス電圧供給電源１２が接続されている。

【００３９】ここで、現像ローラ５のゴム硬度は３０度
〜６０度の範囲がクリープの防止や打痕防止の点で好ま
しく、また、表面粗度は表面の平滑性が高い方がトナー
薄層の形成において均一化が図れるため、１μｍＲｚ〜
７μｍＲｚが好ましい。なお、本実施の形態における現
像ローラ５は、ゴム硬度が４０度、表面粗度が２μｍＲ
ｚとされている。

【００４０】トナー１０は非磁性一成分系トナーであ
り、たとえば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から構成されてい
る。

【００４１】現像ローラ５とトナー供給ローラ６とは相
互に接触配置されており、現像ホッパ９の両端におい
て、シャフト５ａ，６ａによりそれぞれ回転自在に軸支
されている。図示するように、現像ローラ５と感光体１
とは接触して相互に反対方向に回転するのに対し、現像
ローラ５とトナー供給ローラ６とは接触して相互に同一
方向に回転するようになっている（反時計回りである矢
印Ｃで示す現像ローラ５の回転方向および矢印Ｂで示す
トナー供給ローラ６の回転方向に対して、時計回りであ
る矢印Ｄで示す感光体１の回転方向）。したがって、現
像ローラ５とトナ供給ローラ６とは摩擦接触の状態にな
っている。

【００４２】そして、現像ローラ５は感光体１と接触ま
たは近接状態とされており、現像バイアス電圧電源１２
より印加される現像バイアス電圧により感光体１上の静
電潜像が形成された部分にトナー供給ローラ６によりト
ナー１０が転移付着されると、静電潜像が顕像化され
る。

【００４３】なお、トナー撹拌部材１１はトナー供給ロ
ーラ６の回転とともに円の軌跡を描き、現像ホッパ９内
に収容されたトナー１０の凝集を防ぐとともに、トナー
１０をトナー供給ローラ６の方へ搬送する。

【００４４】現像ローラ５に当接して、現像ローラ５に
供給されるトナー量を規制してこの現像ローラ５上に所
定の厚さのトナー層を形成する金属製のトナー規制ロー
ラ２７が設けられている。このトナー規制ローラ２７に
は、トナー規制バイアス電圧をトナー規制ローラ２７に
印加するトナー規制バイアス電圧供給電源２８が接続さ
れており、矢印Ｅで示すように、現像ローラ５と同方向
に回転する。これにより、トナーがトナー規制ローラ２
７と現像ローラ５とによって十分に摩擦帯電される。ま
た、この回転方向はトナー１０を現像ホッパ９内に回収
する方向になっている。これは、トナー規制ローラ２７
を現像ローラ５と逆方向に回転させると、トナー１０が
現像ホッパ９の外に噴出してしまうからである。

【００４５】ここで、トナー規制ローラ２７表面の平滑
性が高い方がトナー薄層の形成において均一化が図れる
ため、その表面粗度０．１μｍＲｚ〜５μｍＲｚの範囲
が好ましい。本実施の形態におけるトナー規制ローラ２
７は、表面粗度が０．５μｍＲｚとなっている。また、
トナー規制ローラ２７と現像ローラ５のニップ幅は２ｍ
ｍとなっている。

【００４６】なお、感光体１、現像ローラ５、トナー供
給ローラ６およびトナー規制ローラ２７は、各々の接触
部において常時接触した状態で配設されている。

【００４７】搬送経路の始点に設けられた用紙カセット
１４には、用紙１５が収納されている。この用紙１５は
半月形をした給紙ローラ１６によって用紙カセット１４
から１枚ずつ搬送ローラ１７へと送り出される。そし
て、送り出された記録シートである用紙１５は一対の搬
送ローラ１７に挟持されて矢印Ａで示す感光体１の方向
へと搬送される。

【００４８】一時的に用紙１５を停止待機させて用紙１
５と感光体１上に形成されたトナー像とを一致させるた
め、感光体１に至る前の搬送経路上には、従動ローラ１
９に当接されてレジストローラ１８が設けられている。
また、感光体１と当接して転写ローラ２０が回転自在に
軸支されて設けられている。この転写ローラ２０はステ
ンレス等の金属製のシャフト２０ａの周囲に導電性発泡
体を形成したものからなり、抵抗値は１０⁷Ω・ｃｍと
なっている。シャフト２０ａには定電流電源である転写
バイアス電圧供給電源２４が接続されている。

【００４９】そして、感光体１の回転にともなってトナ
ー像が転写ローラ２０と感光体１の当接部に到達する
と、レジストローラ１８によりこのトナー像とタイミン
グを合わせて用紙１５もこの当接部に到達する。このと
き、転写ローラ２０の金属シャフト２０ａへ転写バイア
ス電圧供給電源２４からの高電圧を印加することにより
用紙１５の裏面にトナー１０と逆極性の電荷を付与する
と、感光体１上のトナー像は用紙１５上に転写される。

【００５０】搬送経路の後段には、内部に熱源を有する
ヒートローラ２２と、このヒートローラ２２とともに用
紙１５を挟持搬送する加圧ローラ２３とで構成された定
着器２１が設置されている。したがって、トナー像の転
写された用紙１５はこの定着器２１へ送られ、ここでヒ
ートローラ２２と加圧ローラ２３の挟持回転により加圧
と熱によってトナー像が定着される。一方、トナー像が
用紙１５上に転写された後の感光体１は、クリーニング
ブレード２５により転写残トナーが掻き落とされ、除電
器１３により光が照射されて除電されて次のプロセスに
備えられる。

【００５１】

【実施例】次に、以上のような構成を有する非磁性一成
分接触現像装置を用いた画像形成装置による具体例を説
明する。

【００５２】本実施例では、図１に示した非磁性一成分
接触現像装置を用いた画像形成装置において、現像バイ
アス電圧およびトナー規制バイアス電圧を変化させ、現
像ローラ５上のトナー量（Ｍ／Ａ_D）と、感光体１を未
帯電状態にして感光体１と現像ローラ５とを回転させた
ときの感光体１へのトナー付着量（Ｍ／Ａ_P）を測定し
た。

【００５３】ここで、感光体１の周速度であるプロセス
速度は２００ｍｍ／ｓｅｃ、現像ローラ５の周速度は３
２０ｍｍ／ｓｅｃ、トナー供給ローラ６の周速度は１６
０ｍｍ／ｓｅｃ、トナー規制ローラ２７の周速度は８０
ｍｍ／ｓｅｃに設定した。

【００５４】以下、負帯電トナーを用いて現像バイアス
電圧とトナー規制バイアス電圧を変化させた場合のＭ／
Ａ_D、Ｍ／Ａ_P、画質評価結果を（表１）に、正帯電トナ
ーを用いて現像バイアス電圧とトナー規制バイアス電圧
を変化させた場合のＭ／Ａ_D、Ｍ／Ａ_P、画質評価結果を
（表２）に示す。

【００５５】（表１）および（表２）において、Ｖ_BNは
非現像時の現像バイアス電圧、Ｖ_RNは非現像時のトナー
規制バイアス電圧である。

【００５６】なお、画像評価は、画像濃度不足、カブ
リ、飛び散り等の画像不良なしが○、画像不良多少有り
が△、画像不良有りが×、の三段階評価とした。

【００５７】

【表１】

【００５８】

【表２】

【００５９】（表１）および（表２）から明らかなよう
に、負帯電トナーを用いた場合にはＶ_BN＜Ｖ_RNの関係
を、正帯電トナーを用いた場合にはＶ_BN＞Ｖ_RNの関係を
有するときに現像ローラ５上にはトナー層がほとんど形
成されず、よって感光体１の未帯電部分にもトナーがほ
とんど付着していないことがわかる。これは、現像ロー
ラ５とトナー規制ローラ２７との接触部であるトナー厚
規制部において、帯電したトナー１０がトナー規制ロー
ラ２７側に移動する電界を発生させることによってトナ
ー１０が通過できないためと考えられる。

【００６０】そして、このように、非現像時に現像ロー
ラ５上にトナー層が形成されないようにすれば、感光体
１および現像ローラ５の回転開始時における感光体１上
の未帯電部分へのトナーの付着を防止することが可能に
なる。

【００６１】また、前述のように、現像ローラ５上のト
ナー層形成にトナー規制ローラ２７を用いているので、
トナー厚規制部におけるトナーの固着が防止され、現像
ローラ５上に均一な厚みのトナー層を安定して形成する
ことが可能になる。

【００６２】また、既に説明したトナー規制ブレード７
が用いられた従来の非磁性一成分接触現像装置（図４）
では、現像時の現像ローラ５上のトナー量は０．４ｍｇ
／ｃｍ²〜０．６ｍｇ／ｃｍ²の範囲が好ましい。これ
は、現像動作時に現像ローラ５上のトナー量を多くする
と、トナー１０と現像ローラ５との接触による摩擦帯電
の過程でトナー１０と現像ローラ５とが十分に接触でき
ずにトナー１０の帯電量が低下し、カブリや飛び散りな
どの画像品質の低下を招くためである。

【００６３】しかし、本実施の形態の磁性一成分接触現
像装置では、（表１）および（表２）の画像評価結果に
示すように、現像ローラ５上のトナー量（Ｍ／Ａ_D）が
１．３ｍｇ／ｃｍ²程度であってもカブリや飛び散りな
どはほとんど発生していない。これは、トナー規制ロー
ラ２７にトナー規制バイアス電圧を印加することによっ
てトナー１０に対して電荷が注入され、摩擦帯電のみの
場合と比べて現像ローラ５上のトナー量が多層になって
も十分なトナー帯電量が得られるためと考えられる。そ
して、現像時の現像バイアス電圧をＶ_B（Ｖ）、トナー
規制バイアス電圧をＶ_Rとすると、負帯電トナーの場合
にはＶ_B＞Ｖ_R、５０（Ｖ）＜Ｖ_B−Ｖ_R＜２５０（Ｖ）の
関係を有し、正帯電トナーの場合にはＶ_B＜Ｖ_R、５０
（Ｖ）＜Ｖ _R−Ｖ_B＜２５０（Ｖ）の関係を有すること
で、現像ローラ５上に形成されるトナー層を長期にわた
って均一に保つことが可能になる。

【００６４】さらに、（表１）および（表２）に示すよ
うに、通常現像時に印加する現像バイアス電圧を印加し
た状態であっても、負帯電トナーを用いた場合にはＶ_BN
＜Ｖ _RNの関係を、正帯電トナーを用いた場合にはＶ_BN＞
Ｖ_RNの関係を有することにより、現像ローラ５上にトナ
ー層がほとんど形成されず、感光体１の未帯電部分にも
トナー１０はほとんど付着しない。これにより、現像時
と非現像時で現像バイアス電圧を等しくすれば、現像時
と非現像時における現像バイアス電圧とトナー規制バイ
アス電圧の極性を反転させことなく、感光体１および現
像ローラ５の回転開始時における感光体１上の未帯電部
分へのトナーの付着を防止することができる。

【００６５】このように、負帯電トナーを用いた場合に
は非現像時にＶ_BN＜Ｖ_RNの関係を有し、正帯電トナーを
用いた場合には非現像時にＶ_BN＞Ｖ_RNの関係を有するこ
とにより、現像ローラ５上にはトナー層がほとんど形成
されないことが明らかとなった。しかしながら、トナー
層が形成されていない状態で現像ローラ５を感光体１と
当接させて回転させると、感光体１の現像ローラ５に対
する機械的負荷が大きくなって寿命を低下させる可能性
がある。よって、現像ローラ５上にトナー層が形成され
ていない状態は必要最小限にするべきである。

【００６６】そこで、次に、現像ローラ５上にトナー層
が形成されていない状態の実行時間について図２および
図３を参照しながら説明する。

【００６７】ここで、図２において、Ｌ₁（ｍｍ）は感
光体１における帯電位置から現像位置までの距離、Ｌ₂
（ｍｍ）は現像ローラ５におけるトナー薄層化位置から
現像位置までの距離、Ｌ₃（ｍｍ）は感光体１における
帯電位置から除電位置までの距離である。また、図３に
おいて、ｔ_s（ｓｅｃ）は現像ローラ５および感光体１
が回転を開始してから現像動作に入るまでの時間、ｔ_e
（ｓｅｃ）は現像動作を終了した現像ローラ５および感
光体１が静止するまでの時間、ｔ₁（ｓｅｃ）は感光体
１および現像ローラ５が回転を開始してから現像ローラ
５上にトナー層が形成されるまでの時間、ｔ₂（ｓｅ
ｃ）は感光体１および現像ローラ５が現像動作を終了し
て現像ローラ５上にトナー層が形成されなくなってから
回転が静止するまでの時間、ｔ₃（ｓｅｃ）は帯電器２
の帯電動作が終了してから感光体１が静止するまでの時
間である。なお、感光体１の周速度をｖｐ（ｍｍ／ｓｅ
ｃ）、現像ローラ５の周速度をｖｄ（ｍｍ／ｓｅｃ）と
する。

【００６８】感光体１および現像ローラ５の回転開始時
に現像ローラ５上にトナー層が形成されていれば、感光
体１の未帯電部分にトナー１０が付着してしまう。した
がって、前回の印字動作終了時に、現像ローラ５上にト
ナー層が形成されないようにする必要がある。そのため
には、印字終了時の感光体１および現像ローラ５の回転
停止時から遡ってＬ₂／ｖｄ（ｓｅｃ）間の現像ローラ
５上にトナー層が形成されなければよい。

【００６９】また、感光体１の未帯電部分が発生する時
間は、感光体１の回転開始時からＬ ₁／ｖｐ（ｓｅｃ）
である。

【００７０】さらに、現像動作開始時のＬ₂／ｖｄ（ｓ
ｅｃ）前には、現像ローラ５上にトナー層が形成されな
いという条件を解除しないと、現像ローラ５上にトナー
層が形成されていない状態で現像動作が実施されてしま
う。

【００７１】そして、現像動作終了後のＬ₂／ｖｄ（ｓ
ｅｃ）前には、現像ローラ５上にトナー層が形成されな
いことが必要である。

【００７２】そこで、以上のことから、Ｌ₁／ｖｐ＜ｔ₁
＜ｔ_s−Ｌ₂／ｖｄ、およびＬ₁／ｖｐ＜ｔ₂＜ｔ_e＋Ｌ₂／
ｖｄの条件を満たせば、非現像時において現像ローラ５
上にトナー層が形成されていない状態を必要最小時間に
設定することが可能になる。

【００７３】また、印字動作が終了して感光体１が静止
する前に感光体１上の帯電部分を全て除電するために
は、ｔ₃＞Ｌ₃／ｖｐの条件を満たす必要がある。

【００７４】そして、この条件を満たせば、感光体１が
静止したときに感光体１の表面はすべて除電されること
になるので、感光体１に対する負荷が軽減される。

【００７５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、現像ロ
ーラ上のトナー層形成にトナー規制ローラを用いている
ので、トナー厚規制部におけるトナーの固着が防止さ
れ、現像ローラ上に均一な厚みのトナー層を安定して形
成することが可能になるという有効な効果が得られる。

【００７６】また、本発明によれば、トナー規制バイア
ス電圧を変化させて現像ローラ上に形成されるトナー層
のトナー量を調整しているので、非現像時に現像ローラ
上にトナー層が形成されないようにすることで、静電潜
像担持体および現像ローラの回転開始時における静電潜
像担持体上の未帯電部分へのトナーの付着を防止するこ
とが可能になるという有効な効果が得られる。

【００７７】Ｌ₁／ｖｐ＜ｔ₁＜ｔ_s−Ｌ₂／ｖｄ、および
Ｌ₁／ｖｐ＜ｔ₂＜ｔ_e＋Ｌ₂／ｖｄの関係を有すること
で、非現像時において現像ローラ上にトナー層が形成さ
れていない状態を必要最小時間に設定することが可能に
なるという有効な効果が得られる。

【００７８】ｔ₃＞Ｌ₃／ｖｐの関係を有することで、静
電潜像担持体が静止したときに静電潜像担持体の表面は
すべて除電されることになるので、静電潜像担持体に対
する負荷が軽減されるという有効な効果が得られる。

【００７９】非現像時の現像バイアス電圧を現像時の現
像バイアス電圧と等しくすることで、現像バイアス電圧
とトナー規制バイアス電圧の極性を反転させなくても、
静電潜像担持体および現像ローラの回転開始時における
静電潜像担持体上の未帯電部分へのトナーの付着を防止
することが可能になるという有効な効果が得られる。

【００８０】トナー規制ローラの回転方向を現像ローラ
と同方向にすることで、トナー規制ローラと現像ローラ
とによってトナーが十分に摩擦帯電されるという有効な
効果が得られる。

【００８１】負帯電の非磁性一成分現像剤を用いた場合
に、Ｖ_B＞Ｖ_Rおよび５０（Ｖ）＜Ｖ _B−Ｖ_R＜２５０
（Ｖ）の関係を有し、正帯電の非磁性一成分現像剤を用
いた場合に、Ｖ_B＜Ｖ_Rおよび５０（Ｖ）＜Ｖ_R−Ｖ_B＜２
５０（Ｖ）の関係を有するようにすることで、現像ロー
ラ上に形成されるトナー層を長期にわたって均一に保つ
ことが可能になるという有効な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における非磁性一成分接触
現像装置が用いられた画像形成装置の構成を示す概略図

【図２】図１の非磁性一成分接触現像装置の要部を示す
説明図

【図３】図１の非磁性一成分接触現像装置のタイミング
チャート

【図４】従来の非磁性一成分接触現像装置が用いられた
画像形成装置の構成を示す概略図

【符号の説明】

１感光体（静電潜像担持体）５現像ローラ６トナー供給ローラ１０トナー１２現像バイアス電圧供給電源２６トナー供給バイアス電圧供給電源２７トナー規制ローラ２８トナー規制バイアス電圧供給電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性一成分現像剤からなるトナー層が表
面に形成される現像ローラと、前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加する現像バイ
アス電圧供給電源と、前記現像ローラに接触配置され、この現像ローラにトナ
ーを供給するトナー供給ローラと、前記トナー供給ローラにトナー供給バイアス電圧を印加
するトナー供給バイアス電圧供給電源と、前記現像ローラに当接して設置され、前記現像ローラ上
に所定の厚さのトナー層を形成するトナー規制ローラ
と、前記トナー規制ローラにトナー規制バイアス電圧を印加
するトナー規制バイアス電圧供給電源と、前記現像ローラにより顕像化される静電潜像が形成され
る静電潜像担持体とを備え、非現像時の前記現像バイアス電圧をＶ_BN（Ｖ）、非現像
時の前記トナー規制バイアス電圧をＶ_RN（Ｖ）とする
と、負帯電の前記非磁性一成分現像剤を用いた場合は、
Ｖ_BN＜Ｖ_RNの関係を有し、正帯電の前記非磁性一成分現
像剤を用いた場合は、Ｖ_BN＞Ｖ_RNの関係を有することを
特徴とする非磁性一成分接触現像装置。
【請求項２】前記現像ローラおよび前記静電潜像担持体
が回転を開始してから現像動作に入るまでの時間をｔ_s
（ｓｅｃ）、現像動作を終了した前記現像ローラおよび
前記静電潜像担持体が静止するまでの時間をｔ_e（ｓｅ
ｃ）、前記静電潜像担持体の周速度をｖｐ（ｍｍ／ｓｅ
ｃ）、前記現像ローラの周速度をｖｄ（ｍｍ／ｓｅ
ｃ）、前記静電潜像担持体における帯電位置から現像位
置までの距離をＬ₁（ｍｍ）、前記現像ローラにおける
トナー薄層化位置から現像位置までの距離をＬ₂（ｍ
ｍ）、前記静電潜像担持体および前記現像ローラが回転
を開始してから前記現像ローラ上にトナー層が形成され
るまでの時間をｔ₁（ｓｅｃ）、前記静電潜像担持体お
よび前記現像ローラが現像動作を終了して前記現像ロー
ラ上にトナー層が形成されなくなってから回転が静止す
るまでの時間をｔ₂（ｓｅｃ）とすると、Ｌ₁／ｖｐ＜ｔ₁＜ｔ_s−Ｌ₂／ｖｄ、およびＬ₁／ｖｐ＜
ｔ₂＜ｔ_e＋Ｌ₂／ｖｄの関係を有することを特徴とする
請求項１記載の非磁性一成分接触現像装置。
【請求項３】前記静電潜像担持体における帯電位置から
除電位置までの距離をＬ₃（ｍｍ）、前記静電潜像担持
体の周速度をｖｐ（ｍｍ／ｓｅｃ）、帯電器の帯電動作
が終了してから前記静電潜像担持体が静止するまでの時
間をｔ₃（ｓｅｃ）とすると、ｔ₃＞Ｌ₃／ｖｐの関係を有することを特徴とする請求項
１または２記載の非磁性一成分接触現像装置。
【請求項４】非現像時の現像バイアス電圧は現像時の現
像バイアス電圧と等しくなっていることを特徴とする請
求項１〜３の何れか一項に記載の非磁性一成分接触現像
装置。
【請求項５】前記トナー規制ローラの回転方向は前記現
像ローラと同方向であることを特徴とする請求項１〜４
の何れか一項に記載の非磁性一成分接触現像装置。
【請求項６】現像時の現像バイアス電圧をＶ_B（Ｖ）、
トナー規制バイアス電圧をＶ_Rとすると、負帯電の前記
非磁性一成分現像剤を用いた場合は、Ｖ_B＞Ｖ_Rおよび５
０（Ｖ）＜Ｖ_B−Ｖ_R＜２５０（Ｖ）の関係を有し、正帯
電の前記非磁性一成分現像剤を用いた場合は、Ｖ_B＜Ｖ_R
および５０（Ｖ）＜Ｖ_R−Ｖ_B＜２５０（Ｖ）の関係を有
することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載
の非磁性一成分接触現像装置。