JPH07104606B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写
真記録方式に基づいて画像形成を行う画像形成装置に係
り、特に感光体ドラム等の像担持体表面に形成した静電
潜像を一成分トナーを用いて可視像化する画像形成装置
に関する。

「従来の技術」 いわゆる電子写真記録方式に基づいて、感光体ドラムと
して形成される像担持体に形成した静電潜像を一成分ト
ナーを用いて可視像化した後、該トナー像を感光体ドラ
ム周面上に挿通させた記録紙に転写させて所定の画像形
成を行うプリンタ等の画像形成装置は公知であり、この
種の装置に用いられる転写装置には前記記録紙の背面側
より前記トナーと逆極性のコロナ放電を行う事により記
録紙上にトナー像を転写させるものや、又転写ローラの
圧縮圧を利用して前記トナー像を転写させるように構成
したものが存在するが、いずれの装置においても感光体
ドラムのトナーが担持されていない非画像形成面と記録
紙とが直接接触するように構成されている為に、前記転
写工程時に、記録紙上より剥離した紙粉等が感光体ドラ
ムに付着してしまう。

この為、従来装置においては、転写工程の下流側に位置
するクリーニングブレードにより前記紙粉等を残存トナ
ーとともに除去するよう構成しているが、トナーと異な
り紙粉は粒子状ではなく繊維状である為にブレードの圧
接による機械的な掻き落とし法では完全に掻き落とす事
が困難であり、該ブレードとドラムとの間で噛み込みが
生じ易い。

而も該噛み込みにより前記ブレードとドラム間に僅かな
隙間が生じる為にその隙間部分に更に紙粉が入り込み、
特にレーザプリンタのように搬送速度の早い画像形成機
にあって前記噛み込みが急速に広がりクリーニング不良
が生じる原因ともなり、画像面に黒筋が発生したり、又
部分的な帯電不良や露光不良に起因して画像乱れが発生
し易い。

一方、前記ドラム上に付着した紙粉は吸湿性を有する為
に、前記紙粉を通じて感光体ドラム表面が吸湿され表面
抵抗が低下し、この結果ドラム表面に形成した潜像電荷
が移動し、画像流れが発生する場合がある。

尚、このような画像流れは、転写工程及び帯電工程時の
コロナ放電に伴なって発生するオゾンに起因して生成さ
れる窒素酸化物が感光体ドラムに付着し、該窒素酸化物
の付着によりドラム表面の吸湿性が増大する場合にも発
生するが、これに対する対策として、例えば画像形成終
了後感光体表面全面又は所要個所に現像剤による保護層
を形成する技術（特開昭61-53679号）や、又帯電工程前
に感光体表面全面に現像液、特にキャリアリキッドによ
る薄膜を形成する技術（特開昭60-136756号）が提案さ
れている。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら前者においては現像剤による保護層を形成
する為に当然に画像形成終了後でなければ該保護層を形
成し得ず、画像形成中に発生する紙粉付着に起因する画
像流れには全く無防備であり、又後者においては現像
液、特にキャリアリキッドを用いない一成分トナーによ
り可視像化（乾式現像方式）する装置には適用出来ず、
而も前記薄膜は液状である為に、転写工程時にかえって
紙粉が付着し易くなり、いずれにしても前記紙粉付着に
起因するクリーニング不足が却って増長するという問題
が生じる。

本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、特に紙粉の付着
から起因する画像流れやクリーニング不足を防止し得る
画像形成装置を提供する事を目的とする。

「問題点を解決する為の手段」 本発明はかかる技術的課題を達成する為に、像担持体表
面に形成した静電潜像を一成分トナーを用いて可視像化
する画像形成装置において、 前記トナーとともに非吸水性の粒子群を現像容器内
に混入した点、 前記粒子群が、現像位置においてトナーの帯電極性
と逆極性になり得るように構成した点、を必須構成要件
とする画像形成装置を提案する。

この場合、前記粒子群が、現像位置においてトナーの帯
電極性と逆極性になり得るように構成したとは、例えば
負帯電性の強い疎水性シリカや、アミノシラン処理され
た正帯電性の強いシリカのように前記トナーと逆極性の
粒子群を用いてもよく、又前記トナーと摩擦帯電系列の
異なる粒子群を用い、両者間の相互摩擦帯電又はトナー
規制部材との摩擦帯電により、前記粒子群にトナーの帯
電極性と逆極性の電荷を注入するように構成してもよ
い。

又前記トナーと粒子群の相互摩擦帯電に加えて、トナー
層厚規制部材の摩擦帯電により前記粒子群とトナーに夫
々異なる極性の電荷を注入するように構成した画像形成
装置においては、前記層厚規制部材の帯電系列をトナー
と粒子の摩擦帯電系列の間に位置するように構成するの
がよい。

尚、前記したトナーと粒子群の極性は、使用する感光体
ドラムや反転現像か正規現像かの現像方式の違いにより
夫々異なり、これらの関係を下記表に示す。

「作用」 かかる技術手段によれば、現像位置において前記粒子群
がトナーの帯電極性と逆極性である為に、潜像形成部に
はトナーが、又非潜像形成面（背景部）には粒子群が夫
々付着し、その下流側に位置する転写工程時に像担持体
表面全てが前記トナーと粒子群により隠蔽される事とな
り、記録紙が像担持体に直接接触する恐れがなくなる。

この結果、前記転写時においてコロナ放電により記録紙
より剥離した紙粉に静電的吸引力が働いたにしても該紙
粉は前記粒子群を介して像担持体側に付着する事となる
為に、その下流側に位置するクリーニングプレートの粒
子群と残存トナー掻き落とし動作により該粒子群ととも
に容易に掻き落す事が出来、これにより該ブレードと像
担持体との間における紙粉の噛み込みを完全に防止出
来、該紙粉の噛み込みから起因するクリーニング不足が
解消される。

尚、前記粒子群とトナーはいずれも微小な粒であり繊維
質ではない為に、前記ブレードと像担持体との間で噛み
込みが生ずる恐れはなく、而も該粒子群がブレード摺擦
時における潤滑剤的役目を果す事になる為に、ブレード
摺擦に起因する像担持体の傷付を防止出来る。

一方、前記粒子群は非吸水性である為に、紙粉が例え吸
湿した場合でも前記粒子群により該紙粉中に水分が像担
持体表面に浸出するのを防止出来、而も該粒子群によ
り、転写工程時のコロナ放電に伴なって発生するコロナ
生成物が感光体ドラムに付着するのを防止する保護層と
して機能し、この結果前記転写工程時の像担持体の吸湿
を完全に防止し得、画像流れのない鮮明な画像を形成出
来る。

又前記粒子群はトナーと逆極性、言い変えれば転写工程
時におけるコロナ放電の極性と互いに反発し合う同極性
である為に、前記粒子群が記録紙側に転写される恐れも
なく、該粒子群の記録紙への付着に起因する各種悪影響
を防止出来る。

又非画像形成面に粒子群が存在する事は、画像形成部と
の境界線、即ち画像エッジ部における画像乱れが生じる
恐れがあるが、前記粒子群をトナー平均粒径より小なる
粒子群で形成する事によりこのような問題点をも解消出
来る。

尚、前記粒子群の混合比が多いと、潜像形成部に十分ト
ナーが付着されない場合が生じる為に、前記粒子群とト
ナーとの混合比は、10％程度又はそれ以下がよい。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に
詳しく説明する。ただしこの実施例に記載されている構
成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特
定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに
限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図面は本発明の実施例に係る反転現像方式による画像形
成装置を示す概略図で、公知のようにOPCで光導電層を
形成した感光体ドラム１の周囲に、該ドラム１の回転方
向に沿って順次、ドラム１上に潜像を書き込む為の光学
系２、該潜像を可視像化する現像器３、該現像器３によ
り可視像化されたトナー像を記録紙４に転写させるコロ
ナ放電器よりなる転写器５、残存トナーを除去する為の
クリーニングブレード６、ドラム１面の除電を行うイレ
ーサ７、及び該除電後のドラム１に均一帯電させる帯電
器８が夫々配設されており、その作用を中心に本実施例
の構成を順次説明するに、先ず前記帯電器８により負に
全面帯電された感光体ドラム１上に光学系２により負の
帯電が消去された潜像を形成（従って背景部には負の帯
電が形成されている事になる）した後、該ドラム１の回
転により前記潜像を下記現像器３により可視像化する。

現像器３は、容器11内に後記するトナーと粒子群が所定
割合で混入されて収納されており、両者の相互摩擦帯電
及び層厚規制部材12との摩擦帯電により、トナーは負に
又粒子群は正に夫々帯電された混合粒子を現像ロール13
の回転に従って現像位置に導き、該現像位置で現像ロー
ル13に印加されたバイアスにより感光体ドラム１側に飛
翔させ、粒子群は正に帯電されている為に背景部に、又
トナーは背景部と同極性の負に帯電されている為に、帯
電が消去された潜像形成部に夫々付着する。

そして該感光体ドラム１上に付着したトナー像Ａと粒子
群層Ｂが転写位置まで導かれると、一定のタイミングで
転写器５上方の感光体ドラム11周面上に挿入された記録
紙４の背面側より正の極性を有するコロナ放電によりト
ナー像のみが記録紙４側に転写され、該トナー像Ａが転
写された記録紙４は図示しない画像定着器に送られ画像
定着が行われる。

一方、前記転写後の感光体ドラム１は更に回転してクリ
ーニングブレード６により残存トナーとともにドラム１
上に付着した粒子群及び粒子群上に付着している紙粉を
掻き落とし、ドラム１のクリーニングを行う。

そして前記ドラム１はイレーサ７により全面除電をした
後帯電器８に送られ、以下これを繰り返す。

次に前記現像器３内のトナー、粒子群及び層厚規制部材
12について詳細に説明するに、前記トナーはポリスチレ
ン樹脂を主成分とする磁性トナーを用い、トナー容器11
内で負に帯電可能に構成するとともに、平均粒径が10〜
20μｍのものを用いる。

又粒子群は前記トナーとの相互摩擦により正に帯電する
アクリル系樹脂例えばポリアクリロニトリルを用い、そ
の粒径を５μｍ前後に設定するとともに、前記トナーと
の混合比を100（トナー）:5（粒子群）前後に設定す
る。

又層厚規制部材12は100μｍ前号の肉厚を有する可撓性
部材で形成され、前記現像ロール13上に反発磁界を形成
する磁石ブレード14の壁面より現像ロール13下流側に向
け僅かに傾斜させて延伸させるとともに、その自由端側
を現像ロール13上に所定の接触圧で圧接可能に構成し、
該規制部材12とトナー及び粒子群との間でも摩擦帯電が
なされるように構成している。

この為層厚規制部材12をポリ塩化ブタジエン等で形成
し、粒子群の摩擦帯電系列＞トナー規制部材の摩擦帯電
系列＞トナーの摩擦帯電系列の関係を維持するようにし
ている。これにより前記層厚規制部材12との摩擦帯電に
よっても、前記粒子群が正に、又トナーが負に夫々帯電
し、より一層本発明の効果を満足する。

そしてかかる実施例に基づいて当社製造のレーザプリン
タ（F1010）にて、又記録紙に紙粉の剥離の多いPPC用の
普通紙を用いて湿度100％の環境下で実験を行った所、5
000枚、10000枚の記録のいずれの時点でも画像流れやク
リーニング不足から起因する画像乱れが発生せず、而も
画像エッジ端においても常に鮮明な画像が得られた。

「発明の効果」 以上記載した如く本発明によれば、特に転写工程時にお
ける紙粉の付着から起因する画像流れや、紙粉のクリー
ニングブレードの噛み込みから起因するクリーニング不
足及び該クリーニング不足による黒筋の発生や帯電及び
露光不良を防止し、常に鮮明な画像を得る事が出来ると
ともに、粒子群を従来の現像容器11内に混入するのみで
特別な粒子群付着装置が不要である為に装置小型化の面
でも制約を受けない。

等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に係る画像形成装置を示す概略図
である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体表面に形成した静電潜像を一成分
   トナーを用いて可視像化する画像形成装置において、前
   記トナーとともに非吸水性の粒子群を現像容器内に混入
   し、該粒子群が、現像位置においてトナーの帯電極性と
   逆極性になり得るように構成した事を特徴とする画像形
   成装置
2. 【請求項２】前記トナーと逆極性の粒子群を混入した特
   許請求の範囲第１項記載の画像形成装置
3. 【請求項３】前記トナーと摩擦帯電系列の異なる粒子群
   を用い、該粒子群とトナー間の相互摩擦帯電により、粒
   子群にトナーの帯電極性と逆極性の電荷を注入するよう
   に構成した特許請求の範囲第１項記載の画像形成装置
4. 【請求項４】前記トナーと粒子群の相互摩擦帯電に加え
   て、トナー層厚規制部材の摩擦帯電により前記粒子群と
   トナーに夫々異なる極性の電荷を注入するように構成し
   た画像形成装置において、前記層厚規制部材の帯電系列
   がトナーと粒子の摩擦帯電系列の間に位置するように構
   成した特許請求の範囲第３項記載の画像形成装置
5. 【請求項５】前記粒子群が、トナー平均粒径より小なる
   粒子群である特許請求の範囲第１項から第４項までのい
   ずれか１項記載の画像形成装置
6. 【請求項６】前記粒子群が、トナーの10％以下の混合比
   で現像容器中に混合存在している特許請求の範囲第１項
   から第５項までのいずれか１項記載の画像形成装置