JPH09160378A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正帯電性の感光ドラムに対し正帯電トナーを
用いて現像を行う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において、
高画質の画像を形成できるようにする。 【解決手段】 感光ドラム２０と、感光ドラム２０に静
電潜像を形成するレーザスキャナユニット３０と、静電
潜像を正帯電トナー５３からなるトナー層により現像し
て感光ドラム２０上にトナー像を形成する現像ローラ５
６と、トナー層が現像ローラ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
厚を規制する層厚規制ブレード５７と、形成されたトナ
ー像を転写する転写ローラ６０とを備えている。

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、正極性に帯電する帯電
特性を有する正帯電性の感光ドラムに対し正極性に帯電
された正帯電トナーを用いて現像を行う画像形成装置の
技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】この種の電子写真方式の画像形成装置に
おいては、負極性に帯電する帯電特性を有する負帯電性
の感光ドラムに対し負極性に帯電された負帯電トナーを
用いて、反転現像をすることが一般的である。しかし、
このような感光ドラムを負極性に帯電させる方式におい
て、感光ドラムを帯電させるのに実用性の高いスコロト
ロン帯電器を用いると、オゾンが大量に発生してしま
う。更に、この発生したオゾンにより負帯電性の有機感
光体等の劣化を招いてしまう。

【０００３】このため、近年は、正帯電性の感光ドラム
をスコロトロン帯電器を用いて帯電させてオゾンの発生
量を減少させ、更に正帯電トナーを用いて現像する方式
を採る画像形成装置も開発されている。

【０００４】画像形成装置においては画質を高めるとい
う一般的要請が強いため、電子写真方式の画像形成装置
においては、感光ドラム上でトナーが適切に現像、転
写、クリーニング等に供されるように、トナ−にはある
程度の流動性が要求される。このため、トナーには、そ
の表面に流動性を高めるための外添剤としてシリカが添
加されているのが一般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、トナーを現
像ローラ表面に担持させ、その現像ローラを感光ドラム
と接触させて現像を行う所謂インプレッション現像と呼
ばれる方式では、現像ローラに担持されるトナー層の厚
さを規制する層厚規制ブレード等とトナーとの摩擦によ
りトナーを正極性に帯電させる必要がある。しかし、流
動性を高めるために外添されるシリカは通常負極性の帯
電特性を有するため、現像ローラ上のトナー層の層厚が
厚いと、トナーが正極性に帯電されず、シリカの帯電特
性に支配されて負極性に帯電されることがある。

【０００６】これは、一般にトナーはベースとなる樹脂
の表面に上述のような外添剤を添加して構成されるので
あるが、このようなトナーは十分に摩擦されたときには
樹脂が有する帯電特性が支配的であり、軽く摩擦された
ときには表面に添加されている外添剤の帯電特性が支配
的になるという特性に起因するものである。

【０００７】つまり、上述の例では、現像ローラ上のト
ナー層の厚さが厚いため層厚規制ブレード等により十分
に摩擦されるトナーが少なくなるため、全体としてシリ
カの帯電極性である負極性に帯電されたり、あるいは正
極性に帯電されるもののその帯電量が不足したトナーの
割合が増えるのである。

【０００８】この結果、帯電不足のトナーにより良好な
現像が十分に行われない箇所が感光ドラム上に現われ、
最終的には出力画像において印字かぶり等の欠陥が発生
して画質低下をもたらすという問題点があった。

【０００９】本発明は、上記の問題点に鑑みなされたも
のであり、正極性に帯電性の感光体に対し正極性に帯電
トナーを用いて現像しつつ高品質の画像を形成し得る画
像形成装置を提供することを課題とする。

【００１０】

【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、正極性に帯電する
帯電特性を有する感光体と、該感光体を正極性に帯電さ
せる帯電手段と、該帯電された感光体に静電潜像を形成
する潜像形成手段と、該形成された静電潜像を正極性に
帯電されたトナーからなるトナー層により現像して前記
感光体上にトナー像を形成する現像ローラと、前記トナ
ー層が前記現像ローラ上において０．５ｍｇ／ｃｍ² 以
下のトナー量の層をなすように前記トナー層の層厚を規
制する層厚規制手段と、前記形成されたトナー像を記録
媒体に転写する転写手段とを備えたことを特徴とする。

【００１１】請求項１に記載の画像形成装置によれば、
先ず、感光体は帯電手段により正極性に帯電される。次
に、潜像形成手段により、該帯電された感光体に静電潜
像が形成される。次に、現像ローラにより、該形成され
た静電潜像が正極性に帯電されたトナーからなるトナー
層により現像され、感光体上にトナー像が形成される。
ここで、現像ローラ上において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
規制手段により規制される。従って、現像ローラ上のト
ナーの層厚は、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層強となるので、大部分のトナーが
現像ローラ及び層厚規制手段にしっかりと擦られ、十分
に正極性に帯電されることになる。よって、この十分に
帯電されたトナーにより感光ドラム上の静電潜像は、十
分に現像される。最後に、転写手段により、感光体上に
形成されたトナー像は、記録用紙等の記録媒体に転写さ
れる。この結果、印字かぶり等の欠陥の発生が、転写さ
れた画像上で低減される。

【００１２】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、前記トナーは非磁性
一成分トナーからなることを特徴とする。請求項２に記
載の画像形成装置によれば、正帯電性の感光体に対し非
磁性一成分の正帯電トナーを用いた所謂インプレッショ
ン現像が行われるので、現像ローラや層厚規制手段との
十分な摩擦により、トナーは帯電される。しかるに、現
像ローラ上において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、層厚規制手段に
より規制されているので、大部分のトナーは、現像ロー
ラ及び層厚規制手段にしっかりと擦られ、十分に正極性
に帯電される。

【００１３】請求項３に記載の画像形成装置は、請求項
１又は２に記載の画像形成装置において、前記トナー
は、負極性に帯電する帯電特性を有する粉末状外添剤を
含むことを特徴とする。

【００１４】請求項３に記載の画像形成装置によれば、
トナーは、例えば流動性付与剤として機能するシリカ等
の負帯電性の粉末状外添剤を含むので、仮にトナーが現
像ローラ及び層厚規制手段によりしっかりと擦られない
とすると、逆特性（負帯電）トナーが現像ローラ上に残
った状態で、現像が行われることになる。しかるに、現
像ローラ上において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、層厚規制手段に
より規制されているので、大部分のトナーは、現像ロー
ラ及び層厚規制手段にしっかりと擦られ、十分に帯電さ
れる。

【００１５】請求項４に記載の画像形成装置は、請求項
１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置におい
て、前記層厚規制手段は、前記現像ローラに接触配置さ
れた所定の曲率半径の屈曲部を有する層厚規制ブレード
を備えたことを特徴とする。

【００１６】請求項４に記載の画像形成装置によれば、
層厚規制ブレードにより、トナー層厚を、現像ローラ上
において０．５ｍｇ／ｃｍ² 以下のトナー量の層をなす
ように比較的容易に規制できる。

【００１７】請求項５に記載の画像形成装置は、請求項
１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置におい
て、前記帯電手段は、スコロトロン帯電器を備えたこと
を特徴とする。

【００１８】請求項５に記載の画像形成装置によれば、
スコロトロン帯電器により比較的容易に感光体を正帯電
させることができ、しかもスコロトロン帯電器により感
光体を負帯電させる場合と比べて、オゾンの発生量を、
例えば１０分の１程度に低減し得る。

【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。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２
０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。

【００２０】レーザビームプリンタ１は更に、感光ドラ
ム２０の周囲に沿って順に、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
れた静電潜像をトナーにより現像するための現像ローラ
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に転写する転写手段の一
例としての転写ローラ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２０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。

【００２１】次に、図１から図５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。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、後方から前方向き）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。

【００２２】図１及び図２において、感光ドラム２０
は、正極性に帯電する帯電特性を有する正帯電性の材料
から構成されており、例えば、正帯電性の有機感光体か
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２
１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２０μ
ｍ）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２０上に形成されたプラス極性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、駆動機
構により、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。

【００２３】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。

【００２４】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スコ
ロトロン型の帯電器から構成されており、感光ドラム２
０に対して非接触に支持されている。本実施の形態で
は、感光ドラム２０は、正帯電性のものが用いられてい
るので、帯電器４０にはプラス極性の電圧が印加され
る。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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、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 〜１×１
０⁷ Ωに設定されている。

【００３０】現像ローラ５６は、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上へ戻された残留トナー５
３を回収するように構成されている。

【００３１】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を
構成しているのである。

【００３２】また例えば、現像ローラ５６のレーザスキ
ャナユニット３０に近い側に隣接させて、回収専用ロー
ラを設けて残留トナー５３の回収は回収専用ローラによ
り行わせ、現像ローラ５６は現像専用ローラとして機能
するように現像ユニット５０を構成してもよい。尚この
場合、現像ユニット５０は、回収専用ローラにより回収
した残留トナー５３が回収専用ローラの回動により供給
ローラ５５及び現像ローラ５６の方に移動するように構
成される。

【００３３】また、例えば、現像サイクルと回収サイク
ルとを別々に設けて、サイクル毎に現像ローラ５６の感
光ドラム２０に対するバイアス電圧を変化させることに
より、現像サイクルでは、現像バイアス電圧を印加して
現像ローラ５６から正帯電トナー５３が感光ドラム２０
の露光部分に移動（現像）し、回収サイクルでは、回収
バイアス電圧を印加して感光ドラム２０から残留トナー
５３が現像ローラ５６に移動（回収）するように現像ユ
ニット５０を構成してもよい。

【００３４】このように、本実施の態様では、現像ロー
ラ５６を用いた現像ユニット５０における残留トナーの
回収方式として様々な構成を用いた方式を採用すること
ができる。

【００３５】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。図２に示すように、現像ユニット５
０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
有する層厚規制手段の一例としての層厚規制ブレード５
７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
が、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。

【００３８】図３に示すように、現像ローラ５６上にお
いては、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５６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、本実施の形態によ
れば、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、十分に帯電される
ことになる（図３では、十分に帯電されたトナー５３に
は「＋」マークを加えてある）。よって、この十分に帯
電されたトナー５３により感光ドラム２０上の静電潜像
は、十分に現像される。更に、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。

【００３９】一方、図４に、現像ローラ５６上におい
て、０．５ｍｇ／ｃｍ² を越えたトナー量の層をなすよ
うに、トナー層の層厚を、層厚規制ブレード５７よりも
曲率半径の大きな屈曲部１５７ａを有する層厚規制ブレ
ード１５７により規制した場合の様子を示す。図４にお
いて、現像ローラ５６上のトナー５３の層厚は、トナー
粒子を基準にして２層以上となる。この結果、図４に示
した比較例によれば、現像ローラ５６上のトナー５３は
現像ローラ５６及び層厚規制ブレード１５７に擦られな
いため、十分に帯電されないトナー５３が大量に発生し
てしまう（図４では図３の場合と同様に、十分に帯電さ
れたトナー５３には「＋」マークを加えてある）。この
ように十分に帯電されないトナー５３によっては、感光
ドラム２０上の静電潜像を十分に現像できないため、こ
の比較例により最終的に出力される画像には、印字かぶ
り等の欠陥が発生してしまう。特に、本実施の形態のよ
うに、シリカ等の負帯電性の外添剤が添加されてなるト
ナー５３を用いた場合には、現像ローラ５６及び層厚規
制ブレード５７に擦られないトナー５３は、逆特性（負
帯電）のトナーとなるため、このような印字かぶり等の
欠陥が顕著となる。

【００４０】以上のように図３及び図４より、本実施の
形態の構成が画質を高める上で極めて優れていることが
分かる。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 〜１×１０
¹⁰Ω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、周知のハロゲンランプを
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用ロー
ラ７１により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。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
送する搬送経路ＰＰ（図１に一点鎖線で示す）を形成す
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
いる。

【００４３】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。

【００４４】図５に示すように本実施の形態では特に、
トナー５３は、素トナー２０１と素トナー２０１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２
０２とを含んで構成されている。素トナー２０１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、Ｃ
ＣＡ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２０２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、アミノ変
形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。

【００４５】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が層
厚規制ブレード５７あるいは現像ローラ５６に接触して
十分に摩擦されたときには、素トナー２０１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２０１の帯電特性である正極性に帯電される。
一方、このトナー５３が軽く摩擦されたときには、素ト
ナー２０１の表面に露出している外添剤としてのシリカ
２０２が有する帯電特性が支配的となり、トナー５３
は、シリカ２０２の帯電特性である負極性に帯電され
る。

【００４６】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が、
本実施の形態によれば、正帯電性の外添剤のみならず、
負帯電性の外添剤であっても用いることができるので有
利である。尚、素トナー２０１の粒径が６〜１２μｍ程
度であり、シリカ２０２の粒径が１０〜３０ｎｍ程度で
あるので、実際には図５に示したよりも遥に、素トナー
２０１に対してシリカ２０２は小さい。

【００４７】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、図６から図９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。

【００４８】図１において、感光ドラム２０は、駆動機
構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６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、プラス極性に帯電され、このプラ
ス極性に帯電したトナー５３が、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。

【００４９】本実施の形態では、上述した通り、層厚規
制ブレード５７により、０．５ｍｇ／ｃｍ² 以下のトナ
ー量のトナー層が現像ローラ５６上に形成される。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５３が現像ローラ５
６及び層厚規制ブレード５７にしっかりと擦られ、十分
に帯電されることになる。よって、この十分に帯電され
たトナー５３により感光ドラム２０上の静電潜像は、十
分に現像される。

【００５０】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７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倍とする。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するようにしてお
く。

【００５１】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８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。

【００５２】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、帯電器４０により、例えば、図９に示すように約＋
８００Ｖ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９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９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＋
８００Ｖ）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
された静電潜像に相当する部位にだけ付着して現像さ
れ、可視のトナー像が形成される。

【００５３】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。

【００５４】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フィルムなどを使用しても、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。

【００５５】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５３は、クリーニングローラ４２から感光ドラム
２０に排出され、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、トナー５３はリサイク
ル使用される。

【００５６】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、正帯電性の感光ドラム２０に対し
て負帯電性のシリカが添加された非磁性一成分の正帯電
トナー５３を用いて現像を行いつつ、高い品質の画像を
用紙Ｐ上に形成することができる。また、スコロトロン
帯電器で正帯電させるので、オゾンの発生も低減させる
ことができる。

【００５７】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、残留トナー５３を回収してリ
サイクル使用するように本実施の形態は構成されている
が、クリーニングブレード等からなるクリーニング装置
を設けた場合や更にクリーニング装置から現像ユニット
５０にトナーをオーガバネ等を用いて戻してリサイクル
使用する場合にも、本実施の形態における現像ローラ５
６等は有効に機能する。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。

【００５８】

【発明の効果】請求項１に記載の画像形成装置によれ
ば、正帯電性の感光体に対して、正帯電トナーを用いて
も、トナーは十分に帯電され、感光体上の静電潜像は十
分に現像される。この結果、印字かぶり等の欠陥が低減
された、高い品質の画像を形成することができる。

【００５９】請求項２に記載の画像形成装置によれば、
非磁性一成分の正帯電トナーを用いたインプレッション
現像において、印字かぶり等の欠陥が低減された、高い
品質の画像を形成することができる。

【００６０】請求項３に記載の画像形成装置によれば、
シリカ等の負帯電性の粉末状外添剤を含むトナーを用い
ても、印字かぶり等の欠陥が低減された、高い品質の画
像を形成することができる。

【００６１】請求項４に記載の画像形成装置によれば、
層厚規制ブレードを用いて比較的容易に、印字かぶり等
の欠陥が低減された、高い品質の画像を形成することが
できる。

【００６２】請求項５に記載の画像形成装置によれば、
スコロトロン帯電器を用いて比較的容易に、印字かぶり
等の欠陥が低減された、高い品質の画像を形成すること
ができ、しかも、オゾンの発生量を低減し得る。

【００６３】以上の結果、本発明により、高画質の画像
を形成し得る電子写真方式の画像形成装置を実現でき
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の現像ローラ及び
層厚規制ブレード部分の拡大側面図である。

【図４】比較例における現像ローラ及び層厚規制ブレー
ド部分の拡大側面図である。

【図５】図１のレーザビームプリンタに用いられるトナ
ーの概略的な斜視図である。

【図６】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７】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８】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９】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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正極性に帯電する帯電特性を有する感光
   体と、 該感光体を正極性に帯電させる帯電手段と、 該帯電された感光体に静電潜像を形成する潜像形成手段
   と、 該形成された静電潜像を正極性に帯電されたトナーから
   なるトナー層により現像して前記感光体上にトナー像を
   形成する現像ローラと、 前記トナー層が前記現像ローラ上において０．５ｍｇ／
   ｃｍ² 以下のトナー量の層をなすように前記トナー層の
   層厚を規制する層厚規制手段と、 前記形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段
   とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記トナーは非磁性一成分トナーからな
   ることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記トナーは、負極性に帯電する帯電特
   性を有する粉末状外添剤を含むことを特徴とする請求項
   １又は２に記載の画像形成装置用。
4. 【請求項４】 前記層厚規制手段は、前記現像ローラに
   接触配置された所定の曲率半径の屈曲部を有する層厚規
   制ブレードを備えたことを特徴とする請求項１から３の
   いずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記帯電手段は、スコロトロン帯電器を
   備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項
   に記載の画像形成装置。