JPH0744009A

JPH0744009A - 現像装置並びに現像方法並びに画像形成装置

Info

Publication number: JPH0744009A
Application number: JP18973693A
Authority: JP
Inventors: Takashi Shimazaki; 隆島崎; Koji Imamiya; 弘二今宮; Toshiro Honda; 敏郎本田; Minoru Tezuka; 実手塚
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-07-30
Filing date: 1993-07-30
Publication date: 1995-02-14

Abstract

(57)【要約】【目的】ベタ黒画像は勿論のこと、細かい網点画像にお
いてもゴースト画像の発生がない美しい均一な画像が得
られる現像装置並びに現像方法並びに画像形成装置を提
供する。【構成】トナー供給ローラ３４の現像ローラ３３に対す
る相対速度比を、２倍以上とすることにより、現像ロー
ラ３３上の現像に供された部分と、現像に供されなかっ
た部分の帯電量を、一定の値に揃えることができる構成
とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置や静電記
録装置において静電潜像を可視化する現像装置並びに現
像方法並びに該現像装置を備えた画像形成装置に係り、
特に一成分現像剤を用いて高品位の画像を得ることがで
きる現像装置並びに現像方法並びに画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】静電潜像を現像し、得られるトナー像を
用紙などの被転写材に転写した後に定着して画像を得る
画像形成装置の現像装置としては、従来から、トナーと
キャリアを混合しトナーを摩擦帯電して用いる２成分現
像方式の現像装置と、トナーだけからなる１成分現像方
式の現像装置が知られている。

【０００３】近年、現像装置や、それを含むプロセスユ
ニットの小型化・軽量化・低価格化の傾向が強まり、し
かも、キャリアとの混合、攪拌およびトナー濃度の制御
が不要で、現像剤の交換作業もいらなくなるので、メン
テナンスフリーを要求されるプリンタにおいて、年々、
１成分現像方式の現像装置の使用比率が高まってきてい
る。

【０００４】この種の１成分現像方式の現像装置として
は、例えば、特公昭６０−７７９０号公報、特公平３−
６０４３４号公報、特開昭６１−１６９８５９号公報、
特公平４−７８９９３号公報に開示されている現像装置
が知られている。

【０００５】そして、特公昭６０−７７９０号公報に示
される現像装置は、感光体上の静電潜像に接触するゴム
表面を有する現像ローラに、現像後のトナーを除去する
ための回転部材を設けたものである。そして、その目的
は、現像ローラ上のトナーを除去し、固化を防止してエ
ッジ効果や画像濃度低下の防止、及びトナー補給性の向
上、トナー帯電量の一定化を図るようにしたものであ
る。しかし、現像後のトナーを除去するための回転部材
の回転速度については、全く述べられていない。

【０００６】また、特公平３−６０４３４号公報に示さ
れる現像装置は、現像ローラに繊維ブラシを当接し、現
像ローラより高速で移動させる構成が開示されており、
その目的は、現像ローラメモリによるゴーストパターン
の除去にある。しかし、供給ローラでなく、ブラシを用
い、現像ローラ上のゴーストパターンをブラシで摺擦し
て慣らして消去、すなわち、機械的に掻乱す、または掻
き取っている。また、スピードに関しても、高速（５
倍）で移動の記載があり、現像ローラとの当接部の移動
方向も同方向とのみあり、回転方向に関する根拠も開示
されていないものである。

【０００７】また、特開昭６１−１６９８５９号公報に
示される現像装置は、現像ローラ（現像剤搬送体）に対
し、接触し、現像ローラの表面と同方向に移動する供給
ローラ（現像剤供給手段）の表面移動速度を、現像ロー
ラの移動速度より小さくした構成が開示されており、そ
の目的は、トナー薄層を安定的に形成し、カブリやスジ
のない画像とする。なお、スピ−ドが早いと、トナー
が、現像ローラに過剰に供給されるが、最適化すればド
クタブレードなどの層厚規制部材を省略可能となるもの
である。

【０００８】また、特開昭６１−１６９８５９号公報、
特公平４−７８９９３号公報等に示される現像装置は、
現像剤保持部材である現像ローラに接触し、その現像ロ
ーラとほぼ等速で回転している現像剤供給部材であるト
ナー供給ローラによってホッパー内に貯留されているト
ナーを現像ローラに搬送し、次いで現像ローラに均一な
圧力で線接触しているトナー薄層形成部材によって、加
圧されて所定の厚さのトナー層とされると共に、摩擦帯
電され、現像ローラに対向して配設される像担持体とし
ての感光体ドラム上に形成された静電潜像に静電的に付
着してこれを可視像化するようになっている。

【０００９】回転している現像ローラは、トナーが感光
体ドラム上の静電潜像を現像した後、シール部材（リカ
バリ−ブレード）をすり抜け、再度、トナー供給ローラ
よりトナーの供給を受ける。次に、現像ローラ上のトナ
ーは、トナー薄層形成部材によって再度加圧されて摩擦
帯電され、所定の厚さのトナー層にされ静電潜像を現像
するべく移動する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ここで、感光体ドラム
上の静電潜像を現像したため、トナーが無くなった現像
ローラ上の部分には、トナー供給ローラによりトナーが
新たに供給されるのであるが、この部分のトナーは、ト
ナー薄層形成部材により１回のみ摩擦帯電される。

【００１１】一方、現像ローラ上の前回の現像時に現像
されなかった画像の白地部分に相当する部分にも、トナ
ー供給ローラによりトナーが供給されるわけであるが、
現像ローラ上の大部分のトナーは前回の現像では消費さ
れなかったトナーである。そのため現像ローラ上でトナ
ー薄層形成部材で２回以上摩擦帯電されるのでトナーの
帯電量は自ずと高くなってしまう。

【００１２】故に、感光体ドラム上の静電潜像を現像し
てトナーを消費した部分と、トナーを消費しなかった部
分の現像ローラ上のトナーの帯電量は異なってしまう。
ここで、トナーの現像特性として、帯電量の低いトナー
は現像され易く、帯電量の高いトナーは現像され難いと
いう特性がある。

【００１３】そのため、現像剤担持体２周目の画像にゴ
ースト画像として一周前の画像が現れてしまう欠点があ
った。この欠点を解決するために、トナーの帯電特性を
改良するなどの工夫がなされており、ベタ黒画像などで
はゴースト画像が発生し難くなってきているが、網点画
像では相変わらず改善されていないのが現状である。

【００１４】ここ１〜２年くらい前までは、プリンタの
画像は、文字主体の画像形成が大半であったが、グラフ
ィックソフトやＤＴＰソフトの低価格化と普及により、
網点画像に対する印字品質向上の要求が大きくなってき
ている。そして、さらに軽印刷の分野に利用されるよう
になってきている。

【００１５】このため、従来の装置のようなベタ黒ゴー
ストが発生がないことは勿論のこと、細かい網点でもゴ
ースト画像の発生がない美しい均一な画像が得られるこ
とが強く望まれている。

【００１６】本発明は、上記の問題点に鑑みなされたも
ので、現像剤保持部材上の現像に供された部分と現像に
供されなかった部分の帯電量を一定の値に揃えることが
でき、ベタ黒画像は勿論のこと、細かい網点画像におい
てもゴースト画像の発生がない美しい均一な画像が得ら
れる現像装置並びに現像方法並びに画像形成装置を提供
することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するための現像装置として、像担持体に近接するように
配置され現像剤を被現像部に供給する回転駆動可能な現
像剤保持手段と、この現像剤保持手段に接触し該現像剤
保持手段に対する相対速度比が２倍以上で回転すること
により現像剤を現像剤保持手段に供給する現像剤供給手
段と、前記現像剤保持手段の表面に接触する状態に設け
られ現像剤保持手段の表面に現像剤薄層を形成する現像
剤薄層形成手段とを具備してなる構成としたものであ
る。

【００１８】上記課題を解決するための現像方法とし
て、回転可能な現像ローラにトナー供給ローラを介して
トナーを供給するとともにトナー薄層形成ブレ−ドによ
って前記現像ローラの表面にトナー薄層を形成し、かつ
前記トナー薄層を像担持体に近接することによって前記
像担持体上に形成された静電潜像を可視化する現像方法
において、前記トナー供給ローラの現像ローラに対する
相対速度比を２倍以上に設定したものである。

【００１９】上記課題を解決するための画像形成装置と
して、像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段
と、この静電潜像形成手段により前記像担持体上に形成
された静電潜像に一成分系現像剤を供給することにより
前記静電潜像を可視化する現像手段と、前記像担持体に
形成された現像剤像を被転写材に静電的に転写させる転
写手段とを具備してなる画像形成装置であって、前記現
像手段が、前記像担持体に近接するように配置され現像
剤を供給する回転駆動可能な現像剤保持手段と、この現
像剤保持手段に接触し該現像剤保持手段に対する相対速
度比が２倍以上で回転することにより現像剤を現像剤保
持手段に供給する現像剤供給手段と、前記現像剤保持手
段の表面に接触する状態に設けられ現像剤保持手段の表
面に現像剤薄層を形成する現像剤薄層形成手段とを具備
してなる構成としたものである。

【００２０】

【作用】本発明の現像装置並びに現像方法並びに画像形
成装置にあっては、現像剤供給手段（トナー供給ロー
ラ）の現像剤保持手段（現像ローラ）に対する相対速度
比を、２倍以上としたから、現像剤を像担持体に付着部
分とさせない部分の現像剤担持体上の帯電量を一定の値
に揃えられるため、ベタ黒画像は勿論のこと、細かい網
点画像においてもゴースト画像の発生が無い、美しい均
一な画像を得ることが可能となる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１ないし図
１０を参照して説明する。図１は、画像形成装置１の構
成を示す。図１において、画像形成装置本体２の略中央
部には、周面長さが記録すべき像の長さよりも小さくな
るような径の像担持体としての感光体ドラム３が矢印Ａ
方向に回転自在に設けられている。この感光体ドラム３
は、有機感光体（ＯＰＣ）系の光導電材料から形成され
ている。

【００２２】また、感光体ドラム３の周囲には、その回
転方向に沿って順次、除電手段としての除電ランプ４、
帯電手段としてのスコロトロン帯電器６、静電潜像形成
手段としてのレーザ装置７の露光部、現像手段としての
現像装置８、および転写手段としての転写ローラ９が配
設されている。

【００２３】そして、感光体ドラム３の周面に現像剤像
としてのトナー像ＴＩを形成する画像形成手段１０を構
成している。感光体ドラム３、除電ランプ４、帯電器
６、現像装置８は、一体に組み込まれてユニット化され
装置本体２内より着脱可能なプロセスユニットを構成し
ている。

【００２４】また、装置本体２内には、装置本体２の一
側に装着された給紙カセット１１から取出された被転写
材としての用紙Ｐを、前記画像形成手段１０の前記感光
体ドラム３と前記転写ローラ９との間の画像転写部１２
を経て、装置本体２の他側に配置された排紙トレイ１３
に導く用紙搬送路１４が形成されている。

【００２５】また、用紙搬送路１４の前記画像転写部１
２の上流側には、給紙ローラ１５を介して給紙カセット
１１から取出された用紙Ｐの先端整位を行った後、タイ
ミングをとって画像転写部１２に送り込むアライニング
ローラ対１６が配置されている。また、前記画像転写部
１２の下流側には、用紙Ｐに転写されたトナー像ＴＩを
定着する定着装置１７および定着された用紙Ｐを排紙ト
レイ１３に排出する排紙ローラ対１８が設けられてい
る。

【００２６】また、定着装置１７と排紙ローラ対１８と
の間には、定着装置１７で定着された用紙Ｐを必要に応
じて反転搬送路１９に導くゲート２０が設けられてい
る。反転搬送路１９に導かれた用紙Ｐは、排紙ローラ対
２１を介して、装置本体２の上面側に形成された凹所か
らなる排紙部２２に、画像形成面を下にした状態で排紙
されるようになっている。

【００２７】つぎに、このように構成された画像形成装
置１の画像形成動作について説明する。感光体ドラム３
を矢印Ａ方向に回転させ、感光体ドラム３の周面をスコ
ロトロン帯電器６により略均一に帯電する。続いて、こ
の負の帯電領域にレーザ装置７から記録すべき画像情報
に応じてレーザビームＬＢが照射されて、この露光部分
に静電潜像が形成される。ついで、この静電潜像は感光
体ドラム３の回転に伴って現像装置８と対面する。

【００２８】一方、現像装置８においては、摩擦帯電性
のいわゆる非磁性の一成分系現像剤としてのトナーＴの
層が形成された現像ローラ３３が感光体ドラム３に対し
てウイズ方向（矢印Ｂ方向）に回転しているとともに、
現像ローラ３３の金属シャフト３３Ａには、後述するよ
うに現像バイアスが印加されている。

【００２９】そして、静電潜像を担持した感光体ドラム
３と現像ローラ３３と接触すると、感光体ドラム３と現
像ローラ３３との間の電位差により、現像ローラ３３上
に付着しているトナーＴは、感光体ドラム３の表面のレ
ーザ照射部分に付着し、反転現像される。この結果、感
光体ドラム３表面の静電潜像が、トナー像ＴＩとなって
可視化される。

【００３０】現像後のトナー像ＴＩは、次に転写ローラ
９と対面する転写領域に搬送される。一方、転写領域に
は、給紙ローラ１５の回転により給紙カセット１１から
用紙Ｐが取出され、アライニングローラ対１６を介して
感光体ドラム３の回転に同期して送られてくる。

【００３１】ここに搬送されてきた用紙Ｐは、転写バイ
アスが印加されている転写ローラ９により、その裏面が
プラスの極性に帯電される。したがって、感光体ドラム
５の表面上のトナー像ＴＩは、静電気的に用紙Ｐに引寄
せられて転写される。

【００３２】また、転写後の用紙Ｐは、定着装置１７に
送られ、ここで、トナーＴが、熱および圧力で用紙Ｐに
溶融定着された後、排出される。図２は、画像形成装置
１としてのページプリンタの基本動作シーケンスを示す
もので、大きく分けて次の４つの状態がある。すなわ
ち、「ウォームアップ動作」、「プリント指令待ち状
態」、「プリント動作中」、および「異常発生状態」が
ある。

【００３３】通常、ページプリンタの状態は、図中、ス
テップ１〜ステップ５のように変化する。それぞれの状
態について簡単に説明する。まず、ステップ１で示す
「ウォームアップ動作」について説明する。

【００３４】ページプリンタの電源スイッチ（図示しな
い）を「オン」すると、メインモータ（図示しない）が
駆動し、感光体ドラム３の初期化を行なう。この時、コ
ントロールパネル（図示しない）は、「ジュンビチュ
ウ」を表示し、使用可ランプが点滅している。

【００３５】また、定着装置１７の温度が規定の温度に
なるまで、定着装置１７のヒータランプ１７Ａを「オ
ン」させる。この電源投入から、全てイニシャル動作を
完了するまでの間が、「ウォームアップ動作」である。

【００３６】ステップ２で示す「プリント指令待ち状
態」は、前記「ウォームアップ動作」が終了し、ステッ
プ３で示す「プリント指令」を受付け可能になった状
態、あるいは一連のプリント動作を終了し、新たな「プ
リント指令」を受付け可能になった状態、あるいは、オ
ペレータコールから復帰し、プリント指令を受付け可能
になった状態である。

【００３７】この時、コントロールパネルは「インジカ
ノウ」を表示し、使用可ランプが点滅している。ステッ
プ４で示す「プリント動作中」は、前記「プリント指令
待ち状態」でプリント指令を受けたときからこの状態に
なる。この状態では、用紙Ｐの給紙カセット１１からの
供給、搬送、外部装置からの画像データの受信、レーザ
装置７による感光体ドラム３への画像の書き込み、現
像、転写ローラ９による用紙Ｐへの転写、定着装置１７
による定着等の一連の動作が実行される。また、連続プ
リントの際には、これらの動作が連続して実行される。

【００３８】ステップ５で示す「異常発生状態」は、ペ
ージプリンタに異常が発生したとき、コントロールパネ
ルの液晶上に異常内容を文字で表示する。異常発生要因
には、大きく分けて２種類有り、１つは「オペレータコ
ール」であり、もう一つは「サービスコール」である。
「オペレータコール」は、その発生要因を取り除いてや
ればページプリンタは自動復帰する。「サービスコー
ル」の場合は、一旦電源を切り、その要因を取り除かね
ばならない。

【００３９】つぎに、前記本発明の現像装置８の構成に
付いて、図３ないし図６を参照して詳述する。この現像
装置８は、導電性と弾性を有する現像ローラ３３を具備
し、この現像ローラ３３の表面に非磁性トナーＴの薄層
を形成し、これを感光体ドラム３の表面に接触させるこ
とにより現像を行うもので、現像剤キャリア、マグネッ
トローラ、トナー濃度コントロール装置などが不要であ
り、小型化、低価格化が可能な現像装置である。

【００４０】図３は、現像装置８の断面図である。現像
装置８は、内部が現像剤収納部としてのトナー収容部３
０となるトナーホッパ３１が一体成形された現像装置本
体３２を有する。

【００４１】現像装置本体３２は、感光体ドラム３に対
向する部分が開口した状態となっており、その開口部の
近傍には、感光体ドラム３に対して弾性的にかつ、変形
によりニップ幅をもって接触して感光体ドラム３の回転
方向に対してウイズ方向（矢印Ｂ方向）となる状態で回
転する現像剤保持手段としての現像ローラ３３が設けら
れている。

【００４２】この現像ローラ３３の後側でトナー収容部
３０の底部に当たる部分には、現像ローラ３３に、非磁
性の一成分系現像剤であるトナーＴを供給する現像剤供
給手段としてのトナー供給ローラ３４が設けられてい
る。

【００４３】現像装置本体３２内には、現像ローラ３３
の上方に位置して、現像ローラ３３によるトナー搬送量
を規制し、現像ローラ３３の表面に前記トナーＴの薄層
を形成する現像剤薄層形成手段としてのトナー薄層形成
ブレード３５が設けられている。

【００４４】さらに、現像ローラ３３に対しその回転方
向に対して被現像部位置よりも下流側の位置で接触する
リカバリーブレード３７が設けられている。また、前記
トナー収容部３０内には、前記トナー供給ローラ３４
と、矢印Ｄ方向に回転する攪拌手段としてのミキサー３
８が設けられていると共に、装置本体３２内には、トナ
ー収容部３０とトナー供給ローラ３４の配設位置との間
を隔別する状態に隔壁３１Ａが一体的に形成されてい
る。そして、ミキサー３８の回転により、トナー収容部
３０内のトナーＴを攪拌しつつトナー供給ローラ３４の
上部に示す領域５０にトナーＴを送り込むようになって
いる。

【００４５】しかして、トナーホッパ３１内の非磁性ト
ナーＴは、矢印Ｄ方向に回転するミキサー３８により攪
拌されつつトナー供給ローラ３４の上方の領域５０に送
られる。

【００４６】トナー供給ローラ３４は、現像ローラ３３
と接触しており、接触部では、現像ローラ３３とは擦り
合うアゲインスト方向（矢印Ｃ方向）に回転し、領域５
０内のトナーＴは、現像ローラ３３に供給される。

【００４７】トナー供給ローラ３４により、現像ローラ
３３上に供給されたトナーＴは、現像ローラ３３と摩擦
帯電し、静電気的な力および物理的な力により、トナー
薄層形成ブレード３５の配設位置へと搬送されて行く。

【００４８】現像ローラ３３上のトナーＴは、トナー薄
層形成ブレード３５により、通過量を規制されつつ、摩
擦帯電により電荷が付与される。トナー薄層形成ブレー
ド３５を通過した後のトナーＴは、十分に帯電されてお
り、かつ均一に層形成された状態で感光体ドラム３側に
搬送され、感光体ドラム３の静電潜像を現像する。

【００４９】そして、静電潜像の現像に供しなかった現
像残りトナーＴ′は、リカバリ−ブレ−ド３７をすり抜
けて現像装置本体３２内に戻る構成となっている。ここ
で本実施例では、負極性の感光体ドラム３を用いた反転
現像方式であり、トナーＴの帯電極性は負極性である。
ここで感光体ドラム３の表面電位は−５００Ｖ、現像バ
イアスは−２００Ｖで現像ローラ３３の金属シャフト３
３Ａに給電されている。感光体ドラム３は周速８０ｍｍ
／ｓｅｃ、現像ローラ３３は周速１６０ｍｍ／ｓｅｃ
で、図中の矢印Ｂ方向に回転している。そして、現像ロ
ーラ３３と感光体ドラム３は、約２ｍｍのニップで接触
している。

【００５０】また、前記現像ローラ３３は、図３および
図４に示す如く、支持体としての金属シャフト３３Ａの
周囲に、導電性を有する弾性体層３３Ｂと、表面平滑性
を満足し得るように塗布した表面導電層３３Ｃとを順次
形成し、全体として弾力性のあるローラを構成してい
る。

【００５１】また、前記弾性体層３３Ｂに、ゴム硬度３
５度（ＪＩＳ−Ａ）、抵抗値５×１０⁵ Ωcm程度のウレ
タンゴムを使用し、表面導電層３３Ｃは、導電性ポリウ
レタン塗料（日本ミラクトラン株式会社製スパレック
ス）抵抗値５×１０³ Ωcm程度のものを使用し、約７０
μｍの表面層とした。その結果、形成された現像ローラ
３３のゴム硬度は、約４０度、シャフト３３Ａと表面導
電層３３Ｃとの間の抵抗は約１００ＫΩ、表面粗さ３μ
ｍ程度となった。

【００５２】さらに、上記現像ローラ３３の金属シャフ
ト３３Ａには、図２に示すように、１００ｋ〜５０ＭΩ
の保護抵抗６０を介して、電圧印加手段として直流電源
３６が接続されており、感光体ドラム３の表面電位に対
して、現像バイアス電位−２００Ｖを印加するようにな
っている。

【００５３】また、リカバリーブレード３７は、１００
製μｍ厚のポリエステル製で、端部を現像装置本体３２
のフレームに固定し、他端はフリーにした構造をとるこ
とにより、現像剤保持部材としての現像ローラ３３の全
長に亘り押圧している。押圧力は約３ｇ／cm² である。

【００５４】また、トナー供給ローラ３４は、前述の如
く、現像ローラ３３へのトナーＴの供給と、現像後の現
像ローラ３３上のトナーＴの掻き取りという２つの役割
を有しており、このため、上記トナー供給ローラ３４
は、金属シャフト３４Ａの外周に、導電性を有する軟質
発泡ポリウレタンフォーム［商品名：エバーライト、ブ
リヂストン（株）社製］層３４Ｂを設けた構成となって
いる。また、現像ローラ３３に対する接触幅は、約１〜
５ｍｍ、接触深さは０．７５ｍｍ程度に設定してあり、
現像ローラ３３の回転方向に対してアゲインスト方向
（矢印Ｃ方向）に回転するようになっている。

【００５５】さらに、トナー供給ローラ３４の金属シャ
フト３４Ａには、図３に示すように、保護抵抗６１を介
して、電圧印加手段としてのトナー供給バイアス電源
（可変）３９により、トナー供給バイアス電位が印加さ
れるようになっており、良好なトナーＴの移動性が得ら
れるようになっている。

【００５６】また、トナー薄層形成ブレード３５は、図
２に示すように、第１のブレードホルダ４０、スペーサ
４１及び第２のブレードホルダ４２により保持されてい
る。第１のブレードホルダ４０は、軸４３を介して回動
自在に支持されているとともに、加圧用の複数の圧縮ス
プリング（図示しない）により、所定方向に回動するよ
うに、常時付勢された状態となっている。

【００５７】上記圧縮スプリングのバネ定数は、トナー
薄層形成ブレード３５の薄板バネ材のバネ定数より小さ
いため、トナー薄層形成ブレード３５の当接部が磨耗し
ても、ほとんど加圧力の変化がなく、長期間安定した層
形成能力を維持することができる。

【００５８】また、トナー薄層形成ブレード３５の背面
には、モルトプレン等で出来た発泡材４５が貼着されて
おり、この発泡材４５が第１のブレードホルダ４０に取
付けられたバッフル板４６に当接するようになってい
る。これにより、トナー薄層形成ブレード３５の振動を
押さえ、良好なトナーＴの層形成ができるようになって
いる。

【００５９】トナー薄層形成ブレード３５は、図５に示
すように、支持部材である厚さ１．５ｍｍのリン青銅等
からなる薄板バネ材３５Ａの先端部に、シリコンゴム弾
性体からなるＲ１．５ｍｍの円弧状の突起部であるチッ
プ３５Ｂを、長手方向に少なくとも画像形成幅より大き
い領域に接着されたものが用いられている。そして、こ
の板バネ１４の弾性を用いて、シリコンゴム弾性体１５
が、現像ローラ２に対し５０ｇ／ｃｍの線圧で加圧され
ている。

【００６０】ここで本発明のゴースト対策について述べ
る。従来の１成分方式の現像装置は、トナーＴの帯電を
付与する手段としてトナー薄層形成ブレード３５と現像
ローラ３３との間に、トナーＴを挟み摺擦させることの
みで行なっていた。

【００６１】トナー供給ローラ３４は、単なるトナーＴ
の供給の役割であり、その回転は遅く、現像ローラ３３
の周速に比べ、トナー供給ローラ３４の周速は、等倍以
下であった。

【００６２】ここで、現像ローラ３３を回転させ、回転
回数を変えた時の現像ローラ３３上のトナーＴを吸引
し、そのときの電荷量の変化から、トナーＴの帯電量を
調べた。

【００６３】その結果を図７に示す。横軸は、吸引して
電荷量を調べるまでの現像ローラ３３の回転数であり、
縦軸は、そのときの現像ローラ３３上のトナーＴの帯電
量である。

【００６４】その結果が示すように、現像ローラ３３上
のトナーＴの帯電量は、現像ローラ３３の１回転目と、
２回転目、及びそれ以上では違っており、回転数が増え
ると、帯電量も増加し、数回転しないと一定にならな
い。

【００６５】ここで、現像ローラ３３の１回転目は、感
光体ドラム３にトナーＴを付着させた後、新たにトナー
供給ローラ３４によりトナーＴが供給され、トナー薄層
形成ブレード３５によって帯電されたときの帯電量を示
す。２回転目の値は、１周前の被現像画像は白地であ
り、トナーＴを付着させることがなかったときの現像ロ
ーラ３３上のトナーＴの帯電量を示したものである。

【００６６】また、４回転目、６回転目は、４周前及び
５周前までの被現像画像が白地であり、トナーＴを付着
されることがなかったときの現像ローラ３３上のトナー
Ｔの帯電量を示したものである。

【００６７】ここで、直前の周に現像した部分の帯電量
Ｑ１と、直前の周が白地だった部分の帯電量Ｑ２は、Δ
Ｑ１の帯電量差があり、白地が５周あった部分の帯電量
Ｑ６では、ΔＱ３は１．７μＣも異なってしまう。

【００６８】ここで、３００ｄｐｉ以上の印字密度の印
字装置、たとえば、レーザプリンタやＬＥＤプリンタで
網点画像を現像する場合、そのドットサイズが、１００
μｍより小さくなるため、帯電量が０．５μＣ以上異な
ると、現像特性の影響を大きく受けて、ドットのサイズ
が変わってしまい、網点の濃度も変わってしまう。

【００６９】つまり、現像ローラ３３が、静電潜像を現
像するとき、１周以上前に感光体を現像した部分と、し
ない部分で、画像濃度が違ってしまうということであ
る。そして、更に細かい網点は、繊細にその影響を受け
てしまうということである。

【００７０】ここで、トナー薄層形成ブレード３５の圧
力を、２倍あげてみたが、帯電量の特性は、絶対値が増
え、全体にシフトするだけで帯電量差ΔＱは変わらなか
った。

【００７１】以上の現象から、トナー薄層形成ブレード
３５だけでは、トナーＴを十分に均一に帯電できないこ
とが解った。そこで、本実施例では、現像ローラ３３上
のトナーＴの帯電量を、２回帯電させるため、トナー供
給ローラ３４の回転速度をあげてみたところ、図８のよ
うになった。ここで、縦軸は、現像ローラ３３上の帯電
量、横軸は、現像ローラ３３に対するトナー供給ローラ
３４の相対速度比である。

【００７２】このトナー供給ローラ３４の相対速度比と
は、現像ローラ３３の周速をＶａ１とし、トナー供給ロ
ーラ３４の周速をＶａ２としした場合、現像ローラ３３
の回転方向と、トナー供給ローラ３４の回転方向とが同
じ場合、これらのローラ３３，３４の摺接点では、両ロ
ーラの表面は、逆方向（アゲインスト）に移動している
ので、接触点の相対速度はＶａ１＋Ｖａ２であり、これ
をトナー供給ローラ３４の周速で割った値をいう。

【００７３】すなわち（Ｖａ１＋Ｖａ２）／Ｖａ１であ
る。図８は、横軸に、トナー供給ローラ３４の現像ロー
ラ３３に対する相対速度比、縦軸に、現像ローラ３３の
１回転目の帯電量Ｑ１、２回転目の帯電量Ｑ２、および
４回転目の帯電量Ｑ４をプロットしたものである。

【００７４】この結果、現像ローラ３３の１回転目の帯
電量Ｑ１と、２回転目の帯電量Ｑ２、４回転目の帯電量
Ｑ４がほぼ同じになるのは、相対速度比が２以上の時で
あった。

【００７５】ここで、相対速度比を「１．５」、「１．
７５」、「２．０」、「３．０」にして、図９に示すパ
ターン１００を印字した。図９に示すパターン１００
は、白地と黒ベタを交互に配置した縦縞パターン部１０
０Ａと、３００ｄｐｉの白黒の市松模様の網点パターン
部１００Ｂとを、境目が画像の印字方向に対して現像ロ
ーラ３３の１周分の長さに相当する寸法Ｌを持って階段
状となるように配置したものとなっている。また、市松
模様の網点パターン部１００Ｂの１ドット幅Ｗは、８
４．７μｍとなっている。

【００７６】そして、このパターン１００を印字したと
ころの相対速度比が、「１．７５」と「１．５」は、ベ
タ黒の後の網点の濃度が高く、白地の後の網点の濃度は
低いという図１０のようなポジ状のゴースト画像Ｓとな
ったが「２．０」と「３．０」はゴースト画像の発生は
無かった。

【００７７】図１１ないし図１３は、第２の実施例を示
すもので、図１１は、フェイスダウン（印字面を下にし
て排出すること）方式の装置であり、トナーＴの用紙搬
送路１４への飛散とこぼれ防止等を考慮して、用紙搬送
路１４を感光体ドラム３の上方に配置したものである。

【００７８】図１２は、図１１に用いたプロセスユニッ
トの断面図である。このプロセスユニット１０は、感光
体ドラム３、残留トナー除去手段としてのクリーナ５、
帯電器６、および現像装置８が一体化されたもので、消
耗品の交換を容易にしてある。

【００７９】ここで、この実施例の現像装置８は、転写
手段としての転写チャージャ９′、クリーナ５、帯電器
６、レーザ装置７等の配置から、トナー薄層形成ブレー
ド３５の先端のシリコンゴム弾性体１５が現像ローラ２
に対し上向きに接し、現像部の下方に位置している。

【００８０】そのため、第１の実施例のように、現像ロ
ーラ３３とトナー供給ローラ３４の回転方向を同じ方向
にすると、トナー薄層形成ブレード３５付近のトナーＴ
の圧力が増加し、現像ブレード５の先端のチップ３５Ｂ
が押上げられて、画像が散るため、トナー供給ローラ３
４は矢印Ｅ方向に回転する現像ローラ３３と反対方向の
ウイズ方向（矢印Ｆ方向）に回転している。なお、攪拌
手段としてのミキサー３８は矢印Ｇ方向に回転してい
る。

【００８１】本実施例の装置は、第１の実施例と同様、
負極性の感光体ドラム３を用い、反転現像方式を採用し
ており、トナーＴの極性は負極性である。感光体ドラム
３の表面電位は−４５０ｖ、現像バイアスは−２００ｖ
で現像ローラ３３の金属シャフト３３Ａに供給されてい
る。感光体ドラム３の周速は３０ｍｍ／ｓｅｃ、現像ロ
ーラ３３の周速は５４ｍｍ／ｓｅｃで感光体ドラム３に
対してウイズ方向に回転している。

【００８２】この第２の実施例の装置で、トナー供給ロ
ーラ３４の回転速度を変え、現像ローラ３３の回転回数
毎に、トナーＴの帯電量の測定を同様に行ない、現像ロ
ーラ３３の１周目と、４６周目の帯電量をプロットして
みたのが図１３のグラフである。

【００８３】ここで、縦軸は現像ローラ３３上の帯電
量、横軸は現像ローラ３３に対するトナー供給ローラ３
４の相対速度比である。ここで、この実施例の相対速度
は、トナー供給ローラ３４と現像ローラ３３が、これら
の摺接点で同方向（ローラの回転軸は逆方向）に回転し
ているので、接触点の相対速度は、Ｖａ２−Ｖａ１であ
り、相対速度は（Ｖａ２−Ｖａ１）／Ｖａ１である。

【００８４】このテスト結果からみて明確なように、相
対速度が２倍以上だと現像ローラ３３上のトナーＴの帯
電量は現像ローラ３３の回転数に依存しなくなった。そ
こで、相対速度比を、「１．７」と「２．０」にして、
図９に示すパターンを印字したところ、相対速度比が
「１．７」は、ベタ黒の後の網点にポジ状のゴースト画
像の発生があったが、「２．０」ではゴースト画像のな
い均一な網点が得られた。

【００８５】なお、上述の第２の実施例の説明におい
て、前述の第１の実施例と同一部分は同一の符号を付し
て重複説明を省略する。また、上述の実施例において、
現像ローラを感光体ドラムに接触するものについて説明
したが、接触しないものに適用しても良いことは勿論で
ある。その他、本発明は、本発明の要旨を変えない範囲
で、種々変形実施可能なことは勿論である。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像装置
並びに現像方法並びに画像形成装置によれば、トナー供
給ローラ等の現像剤供給手段の現像ローラ等の現像剤保
持手段に対する相対速度比を２倍以上としたから、現像
剤を像担持体に付着させた部分と、させない部分の現像
剤担持体上の帯電量を一定の値に揃えられるため、ベタ
黒画像は勿論のこと、細かい網点画像においてもゴース
ト画像の発生が無い、美しい均一な画像が得られるとい
った効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す画像形成装置の内
部構成を概略的に示す正面図。

【図２】同実施例の基本動作シーケンスのフローチャー
ト。

【図３】同実施例における現像装置の断面図。

【図４】同実施例の要部である現像ローラの斜視断面
図。

【図５】同実施例の要部であるブレードの斜視図。

【図６】同実施例のブレード先端部の断面図。

【図７】同実施例の現像ローラの回転数と現像ローラ上
のトナーの帯電量の関係を示す図。

【図８】同実施例のトナー供給ローラの現像ローラに対
する相対速度比と帯電量の関係を示す図。

【図９】印字パターンを示す図。

【図１０】同実施例の図９に示す印字パターンを使用し
た場合のポジ状のゴースト画像の発生状態を示す図。

【図１１】本発明の第２の実施例を示す画像形成装置の
内部構成を概略的に示す正面図。

【図１２】同実施例の装置のプロセスユニットの断面
図。

【図１３】同実施例のトナー供給ローラの現像ローラに
対する相対速度比と帯電量の関係を示す図。

【符号の説明】

１…画像形成装置、３…感光体ドラム（像担持体）、４
…除電ランプ（除電手段）、６…スコロトロン帯電器
（帯電手段）、７…レーザ装置（静電潜像形成手段）、
８…現像装置（現像手段）、９…転写ローラ（転写手
段）、９…転写チャージャ（転写手段）、１４…用紙搬
送路、３３…現像ローラ（現像剤保持手段）、３４…ト
ナー供給ローラ（現像剤供給手段）、３５…トナー薄層
形成ブレード（現像剤薄層形成手段）、Ｐ…用紙（被転
写材）、Ｔ…トナー（現像剤）、ＴＩ…トナー像（現像
剤像）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者手塚実神奈川県川崎市幸区柳町70番地東芝インテリジェントテクノロジ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体に接触するように配置され現像剤
を被現像部に供給する回転駆動可能な現像剤保持手段
と、この現像剤保持手段に近接し該現像剤保持手段に対する
相対速度比が２倍以上で回転することにより現像剤を現
像剤保持手段に供給する現像剤供給手段と、前記現像剤保持手段の表面に接触する状態に設けられ現
像剤保持手段の表面に現像剤薄層を形成する現像剤薄層
形成手段と、を具備してなることを特徴とする現像装
置。
【請求項２】像担持体に近接するように配置され現像剤
を被現像部に供給する回転駆動可能な現像剤保持手段
と、この現像剤保持手段に接触しつつ回転することにより現
像剤を現像剤保持手段に供給する現像剤供給手段と、前記現像剤保持手段の表面に接触する状態に設けられ現
像剤保持手段の表面に現像剤薄層を形成する現像剤薄層
形成手段と、を具備し、前記現像剤保持手段の周速をＶａ１とし、前記現像剤供
給手段の周速をＶａ２としたとき、現像剤供給手段の現
像剤保持手段に対する相対速度比は、現像剤保持手段の回転方向と現像剤供給手段の回転方向
が摺接部において同じウイズ方向とした場合には（Ｖ
ａ２−Ｖａ１）／Ｖａ１≧２現像剤保持手段の回転方向と現像剤供給手段の回転方向
が摺接部において逆のアゲインスト方向とした場合には
（Ｖａ２＋Ｖａ１）／Ｖａ１≧２をそれぞれ満足する
値としたことを特徴とする現像装置。
【請求項３】回転可能な現像ローラにトナー供給ローラ
を介してトナーを供給するとともにトナー薄層形成部材
によって前記現像ローラの表面にトナー薄層を形成し、
かつ前記トナー薄層を像担持体に近接させることによっ
て前記像担持体上に形成された静電潜像を可視化する現
像方法において、前記トナー供給ローラの現像ローラに対する相対速度比
を２倍以上に設定したことを特徴とする現像方法。
【請求項４】像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形
成手段と、この静電潜像形成手段により前記像担持体上に形成され
た静電潜像に一成分系現像剤を供給することにより前記
静電潜像を可視化する現像手段と、前記像担持体に形成された現像剤像を被転写材に静電的
に転写させる転写手段と、を具備してなる画像形成装置
であって、前記現像手段が、前記像担持体に近接するように配置され現像剤を供給す
る回転駆動可能な現像剤保持手段と、この現像剤保持手段に接触し該現像剤保持手段に対する
相対速度比が２倍以上で回転することにより現像剤を現
像剤保持手段に供給する現像剤供給手段と、前記現像剤保持手段の表面に接触する状態に設けられ現
像剤保持手段の表面に現像剤薄層を形成する現像剤薄層
形成手段と、を具備してなることを特徴とする画像形成
装置。