JPH1020646A

JPH1020646A - 現像装置

Info

Publication number: JPH1020646A
Application number: JP8188686A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Mukoudaka; 寿向高; Youjirou Satou; 謡次郎佐藤; Keiji Iwashima; 圭司厳島; Yoshio Ozawa; 義夫小沢
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】記録媒体から発生するゴミを除去して良好な
画像を形成する画像形成装置を提供することを目的とす
る。【解決手段】現像容器４１内にトナー供給ローラ４５
が現像ローラ４０と接触、摺擦して互いに回転可能に設
けるとともに、前記トナー供給ローラ４５から前記現像
ローラ４０へトナーの供給を行うようにした現像装置４
において、前記現像ローラ４０と前記トナー供給ローラ
４５との間のニップ幅を１ｍｍ以上に設定して、該ニッ
プ位置での両ローラがカウンター方向に回転するように
構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はａ−Ｓｉドラムを用
いたプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置
に用いる現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より画像形成装置の一種である、い
わゆるカールソンプロセスに基づく電子写真装置は周知
であり、この種の電子写真装置においては、感光体表面
に均一帯電を図るために一般に４〜８ＫＶ以上の高電圧
をワイヤ印加する必要があり、そのためにオゾンやその
放電生成物である窒素酸化物やアンモニウム塩が発生
し、これらが感光体表面に吸着して画像流れが生じ易く
なる。

【０００３】かかる欠点の解消のために、感光体ドラム
上に導電性ローラを接触させ、該導電性ローラに直流電
圧を印加して暗所で感光体ドラムの接触帯電を行うよう
に構成したローラ帯電方式が存在するが、この帯電方式
においても、感光体ドラムと帯電ローラとの間に微小楔
状空隙が存在するために、その部分で僅かながら放電現
象が生じ、オゾンの発生が認められ、前記した欠点を必
ずしも解消し得ない。

【０００４】一方電子写真装置に用いる感光体ドラムに
は近年耐久性の向上とフリーメインテナンス化を図るた
めに、ａ−Ｓｉドラムを用いているものがあるが、ａ−
Ｓｉは、有機半導体に比較して吸湿性が高くこの為前記
画像流れはａ−Ｓｉドラムに多く発生しやすいために、
前記感光体ドラムの背面側にシートヒータその他のヒー
ト体を配し、感光体ドラムを加熱する事により前記画像
流れの発生を防止している。

【０００５】しかしながらヒータを設ける事は熱制御手
段等も必要となりその構成が煩雑化するのみならず、特
に複写機、プリンターの小型化、パーソナル化の中でヒ
ーターを用いると、該システムが複雑になってしまう。
また、ヒーターの昇温には一定の時間を要し、電源を入
れてからプリントするまでの時間（ウォームアップタイ
ム）が長く、そのための消費電力を要する。また、感光
体を加熱すると、トナーのＴＧ温度（ガラス転移温度）
近くまで昇温されるために、感光体表面にトナーが固着
してしまう。という種々の問題が発生する。

【０００６】また、画像流れが発生しない状態において
も、この種の電子写真装置においては、現像工程におい
て感光体上に形成された静電潜像の現像領域にトナーを
付着させ、非現像領域に付着させないために、帯電工程
において感光体表面電位を４００Ｖ以上とし、露光工程
において形成される静電潜像の高電位部の差を４００Ｖ
以上とし、さらに現像電位を２００Ｖ以上が必要であっ
た。したがって、感光体としては４００Ｖ以上の帯電能
力を有する光導電材料が要求され、材料選択の上で、ま
た膜厚の設定の上で制約が大きい。

【０００７】また、ａ−Ｓｉは、白地部にトナーが付着
する、いわゆる‘かぶり‘現象が発生しやすい。これ
は、装置中のトナーが鏡像力等により感光体表面に付着
する現象である。このトナーの鏡像力は感光層の比誘電
率に大きく影響を受け、比誘電率が大きいほど鏡像力は
大きくなる。この比誘電率は通常、有機感光体で３〜
３．５であり、ａ−Ｓｉでは１０〜１２程度と大きいた
め、ａ−Ｓｉは‘かぶり‘現象が発生しやすい。

【０００８】また、従来は粉砕トナーが使用され、この
粉砕トナーは、樹脂、着色剤、電荷制御剤などの小粒子
を混合した混練物を冷却後にハンマミル、カッタミル等
で粗粉砕し、さらにジェットミルなどにより粒径８〜１
５μｍ程度に微粉砕して作成される。作成が比較的容易
であるが、凹凸があるいびつな形状に作成され、帯電は
凸部に集中しやすく、感光体表面とは１粒子に対して複
数の凸部が接触する場合があり、その際には鏡像力が大
きくなる。

【０００９】このような事情から、本願出願人は、本願
に先だってａ−Ｓｉドラムを用い、特にコロナ放電器や
帯電ローラ、更には帯電ブラシのように、放電現象を含
んで感光体に均一帯電を行った電子写真装置においても
画像流れ、‘かぶり’現象が生じることなく鮮明画像を
形成し得る電子写真装置を提供する事を目的とした出願
をしている。つまり、基体上に光導電層及び表面層を積
層被覆してなる電子写真感光体の表面層の膜厚を２５μ
ｍ以下のａ−Ｓｉ層で形成するとともに、前記感光体の
表面電位を略４００Ｖ以下に設定し、該表面層に、現像
電位を略１５０Ｖ以下に設定した現像ローラが転接させ
るとともに、前記現像ローラの体積固有抵抗を３×１０
⁷ Ωｃｍ以下に設定し、前記現像ローラ上に、重合法に
より作成されたトナー粒子の薄層を形成しながら前記感
光体の潜像の現像を行うように構成した電子写真装置の
発明が開示されている。かかる出願による装置は、現像
手段がクリーニング手段を兼ねるものであり、ある程度
感光体表面を削りながらクリーニングを行い、同時に現
像が可能として、特殊環境下で画像流れ現象を防止する
ものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、感光体
から転写される記録媒体に紙を使用し、前記装置を長期
に使用していると、感光体から記録紙に転写される際
に、紙の微少部分が剥離してゴミとなり、現像剤中に混
入すると、現像とともにゴミが画像に付着し、良好な画
像を作ることができない。

【００１１】本発明は上述の事情に鑑み、記録媒体から
発生するゴミを除去して良好な画像を形成する現像装置
を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的
は、ａ−Ｓｉドラムを用いた画像形成装置に用いられる
構成の簡単化や安全性を配慮しつつ、画像流れ及び‘か
ぶり’現象となることがない鮮明画像を形成し得る現像
装置を提供する事にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、現像容器内に
トナー供給ローラが現像ローラと接触、摺擦して互いに
回転可能に設けるとともに、前記トナー供給ローラから
前記現像ローラへトナーの供給を行うようにした現像装
置において、前記現像ローラと前記トナー供給ローラと
の間のニップ幅を１ｍｍ以上に設定しつつ前記両ローラ
がカウンター方向に回転するように構成した。

【００１３】このように構成したので、図２において、
現像ローラ４０へのトナーの供給をトナー供給ローラ４
５Ａを介して行うように構成し、これらのローラ４０及
び４５Ａを、それぞれの回転軸芯を中心として同一回転
方向（反時計方向）に回転させるとともに、これらロー
ラ間の接触量（ニップ幅）を１ｍｍ以上に設定している
ので、現像ローラ４０及び供給ローラ４５Ａを、それぞ
れの回転軸芯を中心として反時計方向に回転させると、
ニップ位置での両ローラはカウンタ方向に回転し、記録
媒体の剥離粉末、及び、感光体１の表面を研磨した感光
体粉末を含んだ残留トナー５１が、現像ローラ４０の表
面に付着されている場合は、両ローラがお互いに影響を
及ぼし合うニップ領域において現像ローラ４０と反対方
向に回転する供給ローラ４５Ａによって、符号５３に示
すように回収される。

【００１４】よって、感光体４０の表面には残留トナー
は除去され、新しいトナー５０が供給され、トナー帯電
量の低下、また、トナー層厚の低下による画質の低下、
画像流れが生じることなく、さらに供給ローラ４５Ａに
過大なトルクの必要もなく、良好な画像形成を行うこと
が可能となる。そして、結果として、前記現像ローラ４
０と前記供給ローラ４５Ａとのニップ幅は、１ｍｍ以
上、望ましくは、１〜５．０ｍｍに設定することができ
る。

【００１５】そして、さらに、結果として、現像ローラ
により残留トナーとともに、記録紙の剥離粉末も現像容
器内に回収され、良好な画像形成装置を提供することが
できる。

【００１６】また、前記現像容器内に、前記感光体上の
画像が転写される記録媒体から剥離した剥離粉末を排除
する粉末除去手段を有して構成することも本発明の有効
な手段である。このように、現像容器４１内に図２に示
すように供給ローラ４５Ａにおいて紙粉を吸収したり、
図３に示すようにクリーニング部材４３により紙粉を除
去する粉末除去手段を設けることによって、メンテナン
スの際に、吸引装置もしくは現像容器の交換等により、
長期間の使用により前記剥離粉末を含んだ残留トナーの
集積体を現像容器内から除去すれば、他に、特別のクリ
ーニング手段を付設して、部品点数を増やすこともな
く、常に良好な画像を提供できる。

【００１７】また、前記剥離粉末を前記トナー供給ロー
ラにより排除するように構成したり、また、前記現像ロ
ーラと前記供給ローラとに印加する電位を可変となし、
前記剥離粉末の帯電極性に対応させるように構成するこ
とも本発明の有効な手段である。その際には、前記現像
ローラ及び前記トナー供給ローラに所定の電位を印加す
るとともに、現像時に、前記現像ローラより前記トナー
供給ローラ側に印加する電位の絶対値を高くし、一方、
非現像時は、前記現像ローラより前記トナー供給ローラ
側に印加する電位の絶対値を低く、もしくは前記現像ロ
ーラ側と前記トナー供給ローラ側とに印加する電位の絶
対値が等しくなるように構成することが望ましい。

【００１８】前記供給ローラを所定枚数以上の印字によ
り発生する前記剥離粉末を吸収するスポンジ等で表面を
形成しておけば、前記供給ローラにより前記剥離粉末を
吸収させ、所定枚数の印字の後に前記供給ローラを交換
することにより、良好な画像形成ができるとともに、メ
ンテナンスが簡易な現像装置を有した画像形成装置を提
供することができる。

【００１９】また、記録紙は紙の種類により、正負どち
らかに帯電することから、記録媒体から剥離した剥離粉
末の帯電極性の正負どちらにも合わせてる必要がある。
今、現像時は現像ローラ側にトナーを供給する必要があ
るために、前記供給ローラ側の前記電位の絶対値が高く
してトナーを供給ローラ側から現像ローラ側にトナーを
移動させる。この際に、前記隔離粉末が負に帯電し、現
像ローラ及び供給ローラが正に帯電していると、供給側
の電位が高いので、現像ローラから供給ローラ側には回
収されるが、前記剥離粉末が正に帯電していると、回収
されない。

【００２０】よって、１ページ分の感光体の潜像が現像
ローラによって現像されている間は供給ローラに回収さ
れない。１ページ分の現像が終了して、前記供給ローラ
側の前記電位の絶対値を高くする必要がなくなると、前
記供給ローラ側の前記電位の絶対値を反転してが低くす
る。このことにより、現像ローラ側から供給ローラ側に
正の前記剥離粉末が移動する。また、前記現像ローラ側
と前記供給ローラ側と前記電位の絶対値が等しい場合
は、現像ローラと供給ローラは摺擦しているので、削り
とられ現像容器内に落下する。このように、現像時と非
現像時に現像ローラと供給ローラ間との電位方向を反転
させることにより、紙紛の回収をおこなうことができ
る。

【００２１】また、本発明は、現像ローラ上に、重合法
により作成されたトナー粒子の薄層を形成しながら前記
感光体の潜像の現像を行っているので、球形のトナー粒
子に電荷は均一に帯電し、また、感光体表面とは点接触
により、１トナー粒子に対して接触箇所が少なく鏡像力
は小さく、‘かぶり’現象は少ない。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施例を例示的に詳しく説明する。但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。

【００２３】図１は本発明が適用される画像形成装置の
一実施例を示し、図上時計回りに回転するａ−Ｓｉ感光
体ドラム（感光体）１の周囲に、回転方向に沿って露光
用ＬＥＤヘッド２及びセルフォックレンズ３からなる光
学系、現像ユニット４、転写ローラ５、除電ランプ７、
及び帯電ユニット８が配設されている。

【００２４】次に夫々の各構成要素について説明する。
感光体ドラム１は、Ａに示すように、導電性支持体１ａ
上に光導電層１ｂ、及び表面層１ｃが積層されて形成さ
れており、導電性支持体１ａと光導電層１ｂの間にはキ
ャリア注入阻止層１ｅを、又光導電層１ｂと表面層１ｃ
の間には遷移層１ｆが、夫々介挿されている。前記支持
体１ａは、一般にはアルミ性の円筒体を用いるが、ＳＵ
Ｓ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ等の金属材料、表面に導電
膜を被着させたガラス等無機材料や、エポキシ等の透明
な樹脂等で形成され、本実施例においては肉厚が３ｍｍ
で外周径を３０ｍｍに設定すると共に、軸方向に２５４
ｍｍの長さを有するアルミ製円筒体を用いている。

【００２５】前記キャリア注入阻止層１ｅは光導電層１
ｂの材料に応じ種々のものを用いるが、光導電層１ｂに
ａ−Ｓｉ系材料を用いた場合には、ａ−Ｓｉ系のキャリ
ア注入阻止層１ｅとするのが良い。

【００２６】又前記ａ−Ｓｉ系光導電層１ｂは、グロー
放電分解法、スパッタリング法、ＥＣＲ法、蒸着法等に
より膜形成し、その形成にあたって、ダングリングボン
ド終端用の元素、例えば（Ｈ）やハロゲンを５〜４０ｗ
ｔ％含有させるのがよい。即ち、光導電層１ｂにはａ−
Ｓｉ：Ｈからなる光導電体を用い、そして現像バイアス
が正の場合には電子の移動度を高める為、ノンドープ又
はＶａ族元素を含有させ、又現像バイアスが負の場合に
は正孔の移動度を高めるため、III ａ族元素を含有させ
るのが好ましい。又必要に応じて暗導電率や光導電率等
の電気的特性、光学的バンドギャップ等について所望の
特性を得るために、Ｃ、Ｏ、Ｎ等の元素を含有させても
良い。

【００２７】そして、前記光導電層１ｂ全体の膜厚は、
必要な帯電および絶縁耐圧の確保や、露光された光の吸
収や前記した残留電位の抑制等から３〜５０μｍ程度に
するのがよい。

【００２８】又、表面層１ｃは、厚みとしては２５μｍ
以下に、グロー放電分解法、スパッタリング法、ＥＣＲ
法、蒸着法等により膜形成され、元素比率組成式（ａ-
Ｓｉ₁−_XC_X:Ｈ）として表された場合、ｘが０．９５≦
ｘ＜１であって、且つ最表面（自由表面層）の動的押込
み硬さが５０〜２００Ｋｇｆ／ｍｍ² である水酸化アモ
ルファスシリコンカーバイトから構成され、特にその抵
抗値を１０¹²〜１０¹³Ω・ｃｍ範囲の抵抗値に設定す
る。そして前記表面層１ｃは最表面側より光導電層１ｂ
側の奥側に進むに連れ徐々に硬度が大きくなるように設
定する。

【００２９】そして前記のような硬度の勾配（最表面側
より光導電層１ｂ側の奥側に進むに連れ徐々に硬度が大
きくなるような勾配）を付けるには、例えば前記表面層
１ｃをグロー放電分解法で成膜する場合においては、原
料ガスにおいてＳｉ含有ガスに対するＣ含有ガスの比率
を経時的に徐々に大きくする、成膜形成時のガス圧力を
徐々に高くする、原料ガスの水素ガスによる希釈率を徐
々に小さくする、放電電力を徐々に小さくする、アルミ
円筒ドラムの基体温度を徐々に低くする等の手段で形成
される。

【００３０】又光導電層１ｂと表面層１ｃとの間には、
ａ−ＳｉＣ：Ｈ中のＣ含有量を表面層１ｃ中のＣ含有量
よりも小さくした遷移層１ｆを設けるとよい。またこの
遷移層１ｆのＣ含有量は、その層中で変化させて含有量
の勾配を有するようにしても良い。このような遷移層１
ｆを設ける事により、光導電層１ｂで生成された光キャ
リアの走行がスムーズになって、光感度が高く、残留電
位が低くなり、画像特性も良好なものになる。このよう
な遷移層１ｆの厚みは１μｍ以下、好適には０．０５〜
０．５μｍの範囲に設定される。

【００３１】又露光用ＬＥＤヘッド２には露光波長が６
８５ｎｍのヘッドアレイを用い、これをダイナミック駆
動にて一走査ライン毎に６４ビット×４０回分割露光す
るように構成する。

【００３２】図２における現像ユニット４Ａは、非磁性
一成分トナーが収納された現像容器４１とウレタンゴム
等の弾性材料から構成された弾性体４２からなる現像ロ
ーラ４０と、該ローラ４０へのトナー層厚を規制する現
像ブレード１７と、前記現像ローラ４０にトナーを供給
する供給ローラ４５Ａ等を備え、前記現像ローラ４０、
供給ローラ４５Ａ、現像ブレード１７等には例えば５０
〜５００Ｖの間で任意に設定できる図示しない直流現像
バイアス電源Ｅ１（３５０Ｖ），Ｅ２（３５０Ｖ），Ｅ
３（１２０Ｖ）に接続して、現像を行うように構成す
る。

【００３３】前記供給ローラ４５Ａの外周は、現像ロー
ラ４０の弾性体４２と接触して回転するスポンジで形成
しているので、現像ローラ４０の弾性体より柔らかく、
また、トナー粒径より小さく、かつ、記録紙の紙紛より
大きい径の無数の細孔が形成されている。そして、前記
供給ローラ４５Ａは、前記現像ローラ４０とニップ幅１
ｍｍ以上を有して接触している。

【００３４】現像ユニット４Ａ内においては、図２に示
すように、反時計方向に回転する供給ローラ４５Ａは、
同じく反時計方向に回転する現像ローラ４０に接触、摺
擦しているので、供給ローラ４５Ａにより、新しいトナ
ー５０が現像ローラ４０に供給され、トナー層厚を規制
する現像ブレード１７により、トナー層厚０．３ｍｇ／
ｃｍ² 〜０．９ｍｇ／ｃｍ² に規制され、感光体１に供
給される。

【００３５】一方、前記記録紙９に転写されないトナー
の残留トナー４９は、現像ローラ４０の弾性体４２に再
度接触し、現像ローラ４０は感光体１との接触位置にお
いて、感光体１より周速度が速く回転しているので、現
像ローラ４０の弾性体４２により残留トナー４９は、符
号５１に示すようにこすり落とされるとともに新しいト
ナー４８が感光体１の表面の潜像を現像する。

【００３６】また、符号５１で示すように現像容器４１
内の下部に落下せず、現像ローラ４０に付着された残留
トナー５２は、現像ローラ４０と供給ローラ４５Ａがお
互いに影響を及ぼし合うニップ領域において現像ローラ
４０と反対方向に回転する供給ローラ４５Ａによって、
符号５３に示すように現像容器４１の下方に落下され回
収される。

【００３７】この際に、記録紙９より隔離された隔離粉
末５６が負に帯電し、現像ローラ４０及び供給ローラ４
５Ａが正に帯電していると、現像中は供給側の電位が高
いので、現像ローラ４０から供給ローラ４５Ａ側には回
収されるが、前記剥離粉末５６が正に帯電していると、
回収されない。

【００３８】よって、前記隔離粉末５６は１ページ分の
感光体の潜像が現像ローラ４０によって現像されている
間は供給ローラ４５Ａに回収されない。１ページ分の現
像が終了して、前記供給ローラ４５Ａ側の電位の絶対値
を高くする必要がなくなると、前記供給ローラ４５Ａ側
の前記電位の絶対値を反転して低くする。このことによ
り、現像ローラ４０側から供給ローラ４５Ａ側に正に帯
電した前記剥離粉末５６が移動する。

【００３９】この隔離粉末５６は、トナー粒子の粒径よ
り小さいので、供給ローラ４５Ａのスポンジ内の細孔内
に取り込まれる。また、前記現像ローラ４０側と前記供
給ローラ４５Ａ側と前記電位の絶対値が等しい場合は、
現像ローラ４０と供給ローラ４５Ａは摺擦しているの
で、削りとられ現像容器内に落下する。

【００４０】記録紙は紙の種類により、正負どちらかに
帯電することから、記録媒体から剥離した剥離粉末の帯
電極性の正負どちらにも合わせる必要がある。本実施例
はこのように、前記現像ローラと前記供給ローラとの電
位を可変となし、現像時と非現像時に現像ローラと供給
ローラとの電位を反転させることにより、前記剥離粉末
の帯電極性に対応させるように構成しているので、良好
は紙紛の回収をおこなうことができる。

【００４１】また、本実施例は前記供給ローラを所定枚
数以上の印字により発生する前記剥離粉末を吸収するス
ポンジ等で表面を形成し、前記供給ローラにより前記剥
離粉末を吸収させ、所定枚数の印字の後に前記供給ロー
ラを交換することにより、良好な画像形成ができるとと
もに、メンテナンスが簡易な現像装置を提供することが
できる。

【００４２】又、本実施例は感光体１と現像ローラ４０
が摺擦式であるために、抵抗値が低すぎるとリークする
関係上、トナーは、重合トナーであって１０⁶Ωｃｍ以
上の高抵抗若しくは絶縁性トナーが用いられる。重合ト
ナーは、モノマーからポリマーを重合する段階におい
て、着色剤、電荷制御剤等をポリマー粒子中に包含させ
てトナー粒子を製作するので、球形の粒子が得られ、電
荷は球形粒子に均一に帯電するので、感光体表面とは点
接触により、１粒子に対して接触箇所が少なく鏡像力は
小さい。

【００４３】前記現像ローラ４０は感光体１の表面層１
ｃに１ｍｍ以上（好ましくは１〜２ｍｍ）のニップ幅で
接触するとともに、該接触位置では同方向に回転し、そ
の位置での周速差は感光体１に対して１．１倍以上（好
ましくはトナー層厚０．３ｍｇ／ｃｍ²〜０．９ｍｇ／
ｃｍ²に対して１．１〜６．０倍）の速さに設定されて
いる。また、さらに好ましくは、トナー層厚０．７ｍｇ
／ｃｍ²に対して１．２〜５．０倍の速さに設定され
る。

【００４４】また、トナー粒子の層厚は０．３ｍｇ／ｃ
ｍ²〜１．０ｍｇ／ｃｍ²、好ましくは、０．３ｍｇ／ｃ
ｍ²〜０．９ｍｇ／ｃｍ²、より好ましくは、０．４ｍｇ
／ｃｍ² 〜０．８ｍｇ／ｃｍ²に設定される。転写ロー
ラ５は記録紙９への転写効率を上げるために導電性ロー
ラを用い、前記トナーの帯電電位と逆極性の転写バイア
スを印加させるとともに、前記感光体ドラム１の周面に
均一に圧接し、該ドラム１と同期して回転可能に構成す
る。

【００４５】帯電ユニット８にはすでに公知であるスコ
ロトロン方式の帯電器にて感光体上に均一に帯電させ
た。図中８１はコロナ放電線、８２は制御グリッド、８
３は放電バイアス、８４は帯電制御バイアスである。

【００４６】このように構成された本第１実施例は、帯
電装置８は、帯電制御バイアスを４００Ｖ前後の間で適
宜バイアスに設定されているので、この高電圧の放電バ
イアスを印加させる事により、感光体ドラム１の表面電
位Ｖｏを上記の設定値に帯電させた後、露光ヘッド２に
より所定の潜像を露光させる。その後、現像ローラに＋
１００Ｖ，供給ローラに＋３５０Ｖ印加して、前記感光
体の潜像に重合法により作成されたトナー像を付着さ
せ、感光体１と転写ローラ５間に挿入される記録媒体
（記録紙）９に転写させる。そして、非現像時には、現
像ローラに−２００Ｖ、供給ローラに−３５０Ｖを印加
して残留トナーの回収が行われる。

【００４７】前記記録紙９は、図示しない収納庫から送
出され、感光体１と転写ローラ５との間に挿入され、転
写後に図示しない定着工程に送出される。この工程中の
特に転写工程を含むその前後において、ローラ等の圧接
により、紙粉が記録紙から剥離する。

【００４８】一方、図２において、前記記録紙９に転写
されないトナーの残留トナー４９は、記録紙９の紙紛を
含んで現像ローラ４０の弾性体４２に再度接触する。現
像ローラ４０は感光体１との接触位置において、感光体
１より周速度が速く回転しているので、現像ローラ４０
の弾性体４２により残留トナー４９は、符号５１に示す
ようにこすり落とされるとともに新しいトナー４８が感
光体１の表面の潜像を現像する。

【００４９】また、符号５１で示す残留トナーは、紙紛
とともに感光体１の表面を研磨した感光体粉末を若干含
んでいる。すなわち、この残留トナー５１は、現像ロー
ラ４０により掻き取られ、現像容器４１の下方に落下す
るが、符号５２のように現像ローラ４０の表面に付着さ
れ移送される場合があり、該残留トナー５２は、両ロー
ラがお互いに影響を及ぼし合うニップ領域において現像
ローラ４０と反対方向に回転する供給ローラ４５Ａによ
って、符号５３に示すように現像容器４１の下方に落下
され回収される。

【００５０】また、この際に、隔離粉末５６は、トナー
粒子の粒径より小さいので、供給ローラ４５Ａのスポン
ジ内の細孔内に取り込まれる。一方、落下した残留トナ
ー５３は、現像容器４１内において、新しいトナーと混
ざり合うが、新しいトナーの量に対して小量であるため
に、希釈化される。よって、前記残留トナー５３は現像
容器４１内を還流して、新しいトナーが供給される入り
口付近において新しいトナー内に注入され、攪拌される
ように構成するのが望ましい。

【００５１】次に、本第２実施例を説明する。図３にお
いて、図２との相違点は、図２に示した第１実施例が、
外周部をスポンジ部で形成された供給ローラ４５Ａによ
り、所定枚数（５万枚以上）に対応する紙紛を前記スポ
ンジ部に吸収させたが、第２実施例は、供給ローラ４５
Ｂにスポンジを用いず、現像ローラ４０に別途のクリー
ニング部材４３を用い、該部材４３により紙紛を含んだ
残留トナーを現像ローラ４０から削り取り、現像容器内
の廃棄トナー部に収納した点である。

【００５２】前記クリーニング部材４３は、ポリエステ
ル、アクリル、カーボン入りレーヨン、ナイロン、ビニ
ロン等の導電性繊維を回転軸の周囲に、または、前記繊
維を卷回して回転ローラ状に形成し、その外周面が前記
現像ローラ４０の表面に接触し、その接触位置で現像ロ
ーラ４０の回転方向とは反対方向に回転するように配置
される。

【００５３】図３において、符号５４で示す残留トナー
は、紙紛とともに感光体１の表面を研磨した感光体粉末
を若干含んでいる。すなわち、この残留トナー５４は、
現像ローラ４０により掻き取られ、現像容器４１の下方
に落下するが、符号５５のように現像ローラ４０の表面
に付着され移送される場合があり、該残留トナー５５
は、クリーニング部材４３により掻き取られ現像容器４
１の下方に落下する。

【００５４】この残留トナー５５は、現像容器の壁４１
ｂにより仕切られているので、現像容器４１内におい
て、新しいトナーと混ざり合う恐れはなく、図示しない
収納部分に移送される。よって、紙粉が排除され良好な
画像を得ることができる。

【００５５】画像形成は前記した紙粉のみでなく、画像
流れ現象にも影響される。ここで、画像流れの原因につ
いて説明すると、図１Ａに拡大して示すように、ａ−Ｓ
ｉ感光体においては一般にアルミ円筒からなる導電性基
体１ａ上に光導電層１ｂ、及び表面層１ｃが積層されて
形成されており、表面層１ｃは、α−ＳｉＣ系の無機高
抵抗若しくは絶縁材料を用い、前記光導電層１ｂ上にお
ける表面電位Ｖｏと潜像電位分布の維持を図っている。

【００５６】従って、前記表面層１ｃに画像形成プロセ
ス中のコロナ放電により生成される硝酸イオンやアンモ
ニウムイオン等の放電生成物が吸着されて、それらが高
温高湿環境下で光導電層１ｂ上における表面電位Ｖｏと
潜像電位分布に基づいて表面層１ｃ上に形成される潜像
電荷が表面方向に移動し、電荷流れ即ち画像流れが生じ
る。また、連続プリントによって感光体表面が酸化劣化
し、親水性を示すようになることも画像流れの要因とも
考えられる。

【００５７】この画像流れ現象により潜像電荷が、画像
流れがない場合の潜像の周囲に流れて画像の‘にじみ’
現象が発生する。これに対して、本実施例は、前記感光
体の表面層を、ａ−Ｓｉ層で形成し、該表面層に転接す
る現像ローラの体積固有抵抗を３×１０⁷Ωｃｍ以下に
設定できるので、ローラ層における過大な電圧降下を防
止し、ａ−Ｓｉ感光体の低い比誘電率との相乗効果で、
感光体の表面電位及び現像ローラの現像電位を低く設定
しても十分の画像濃度を得ることができる。また、現像
ローラが感光体と摺擦しているので、前記放電生成物が
削り取られ、画像流れを防止し、良好な画像形成を行う
ことができる。

【００５８】その結果、本実施例は、前記感光体の表面
電位を略４００Ｖ以下、望ましくは３００〜３５０Ｖに
設定したり、また、前記現像ローラの現像電位を略１５
０Ｖ以下、望ましくは８０〜１２０Ｖに設定することが
でき、これにより感光体の膜厚も２５μｍ以下に減少さ
せることができ、低価格の現像装置を有する画像形成装
置を提供することができる。また、かかる構成を取るこ
とにより、光導電層１ｂを支持する基体内にヒータを内
蔵しない状態でも、画像流れが生じることなく画像形成
を行うことが可能となる。

【００５９】また、図２に示した第１実施例において
は、現像ローラ４０を感光体１の表面層１ｃ表面に摺擦
させるとともに、前記感光体１に対して周速差をもたせ
て前記感光体の表面層を現像するように構成しているの
で、現像容器４１内において、現像とともに、現像容器
内に前記トナーの回収を行うことができ、紙粉は供給ロ
ーラに吸収されるので、現像に利用されない残留トナー
の再利用が可能である。

【００６０】また、前記現像ローラ４０が前記感光体１
に接触するニップ幅は１．５〜２．０ｍｍに設定するこ
とにより、前記現像ローラ４０の有効な現像状態を保持
できる。そして、上述の現像の際に、本実施例は、現像
ローラ４０上に、重合法により作成されたトナー粒子の
薄層を形成しながら前記感光体１の潜像の現像を行って
いるので、球形のトナー粒子に電荷は均一に帯電し、ま
た、感光体表面とは点接触により、１トナー粒子に対し
て接触箇所が少なく鏡像力は小さく、‘かぶり’現象は
少ない。

【００６１】以上詳述したように、本実施例によればヒ
ータを用いずに画像形成を行ってもかぶり等が生じるこ
とがないために、消費電力の大幅低減のほかに、ヒー
タ、ドラム表面温度を検知するサーミスタ、該サーミス
タよりの検知温度に基づくヒータ制御回路等の電装部品
の低減と回路構成が簡単化するとともに、前記ヒータを
用いない為にウオーミングアップタイムが不用となり、
装置立上げ時間を大幅に低減させることが出来る。

【００６２】

【実施例】

実施例（１）表面層の膜厚を、２５μｍのａ−Ｓｉ感
光体を用意し、帯電はスコロトロン方式Ｖ０：３５０
Ｖ、現像は非磁性１成分方式、現像ロールは、導電ロー
ラで径１８ｍｍ、体積固有抵抗値：５×１０⁶Ω・ｃ
ｍ、表面粗さ１０ミクロン以下、現像ニップ約１ｍｍ、
現像線速１２０ｍｍ／ｓｅｃ（感光体線速６０ｍｍ／ｓ
ｅｃ）、現像ブレードは、厚み１．３ｍｍ、抵抗値：１
０⁴Ω・ｃｍ以下、供給ロールは、径１２ｍｍ、抵抗
値：１０⁴Ω・ｃｍ以下、各バイアス値は、現像ブレー
ド３５０Ｖ、供給ローラ３５０Ｖ、トナーは、スチレン
アクリル系材料をもとに重合法によって平均粒径８ミク
ロンに生成したものを使用、転写はローラ方式で転写電
流２０〜３０マイクロアンペアに設定した。

【００６３】前記条件設定において現像ローラと供給ロ
ーラを同一回転方向に回転させ、現像ローラと供給ロー
ラとの接触量を変化させ、トナー層厚は０．７ｍｇ／ｃ
ｍ²にて測定した。その結果を表１に示す。

【００６４】

【表１】この表１から、ニップ量０．５ｍｍ以下においては、ト
ナーの帯電量低下し、トナー層厚が低下し、７．０ｍｍ
においては、供給ローラの回転トルクが大きかった。し
たがって、ニップ量は、０．８〜６．０ｍｍ、望ましく
は、１．０〜５．０ｍｍにおいて、良好な画像濃度を得
ることがわかる。

【００６５】実施例（２）表面層の膜厚を、２５μｍ
のａ−Ｓｉ感光体を用意し、帯電はスコロトロン方式Ｖ
０：３５０Ｖ、現像は非磁性１成分方式、現像ロール
は、導電ローラで径１８ｍｍ、体積固有抵抗値：５×１
０⁶Ω・ｃｍ、表面粗さ１０ミクロン以下、現像ニップ
約１ｍｍ、現像線速１２０ｍｍ／ｓｅｃ（感光体線速６
０ｍｍ／ｓｅｃ）、現像ブレードは、厚み１．３ｍｍ、
抵抗値：１０⁴Ω・ｃｍ以下、供給ロールは、径１２ｍ
ｍ、抵抗値：１０⁴Ω・ｃｍ以下、現像ロールとのニッ
プ約１ｍｍ、各バイアス値は、現像ブレード３５０Ｖ、
供給ローラ３５０Ｖ、感光体と現像ローラとの電位差２
２０Ｖ，トナー層厚は０．７ｍｇ／ｃｍ²、トナーは、
スチレンアクリル系材料をもとに重合法によって平均粒
径８ミクロンに生成したもの、及び粉砕法にて製造した
ものを使用、転写は、ローラ方式で転写電流２０〜３０
マイクロアンペアに設定した。

【００６６】温度２０℃、湿度６０％の常温常湿（Ｎ／
Ｎ）、３３℃、湿度８５％の高温高湿（Ｌ／Ｌ）にて各
トナーにおける転写効率を測定し、その結果を表２に示
す。

【００６７】

【表２】この表２から、転写効率は重合法トナーのほうが勝るこ
とがわかる。

【００６８】実施例（３）表面層を、元素比率組成式
（ａ-Ｓｉ₁−_XC_X:Ｈ）として表された場合、ｘが０．９
５≦ｘ＜１であって、且つ最表面の動的押込み硬さが３
００Ｋｇｆ／ｍｍ²以下であり、最表面側より光導電層
側の奥側が硬度が大きく、奥側に進むに連れ徐々に硬度
が大きくなるように設定した電子写真感光体を用意し、
帯電はスコロトロン方式Ｖ０：３００〜３５０Ｖ、現像
は非磁性１成分方式、現像ロールは、径１８ｍｍ、抵抗
値：１０⁶Ω・ｃｍ〜１０⁷Ω・ｃｍ、表面粗さ１０ミク
ロン以下、現像ニップ約１ｍｍ、現像ブレードは、厚み
１．３ｍｍ、抵抗値：１０⁴Ω・ｃｍ以下、供給ロール
は、径１２ｍｍ、抵抗値：１０⁴Ω・ｃｍ以下、現像ロ
ールとのニップ約１ｍｍ、各バイアス値は、現像ローラ
１００Ｖ，現像ブレード３５０Ｖ、供給ローラ３５０
Ｖ、トナーは、スチレンアクリル系材料をもとに重合法
によって平均粒径８ミクロンに生成したものを使用、転
写は、ローラ方式で転写電流２０〜３０マイクロアンペ
アに設定した。

【００６９】上記設定にて、常温５０００枚のランニン
グ試験を行った後に、３３℃、湿度８５％の環境下に８
時間以上放置後に画像評価を行ったところ画像流れのな
い良好な画像を得ることができた。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したごとく本発明によれば、記
録媒体の剥離粉末による画像の画質低下を防止する現像
装置を提供することができる、また、ａ−Ｓｉドラムを
用い、特にコロナ放電器や帯電ローラ、更には帯電ブラ
シのように、放電現象を含んで感光体に均一帯電を行っ
た画像形成装置においても、画像流れや‘かぶり’現象
が生じることなく鮮明画像を形成し得る、また、ａ−Ｓ
ｉドラムを用いた画像形成装置において構成の簡単化や
安全性を配慮しつつ、画像流れや‘かぶり’現象となる
ことがなく鮮明画像を形成し得る、等の種々の著効を有
す。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される画像形成装置を示す一実施
例図である。

【図２】現像容器内の第１実施例の構成を示す構成図で
ある。

【図３】現像容器内の第２実施例の構成を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

１感光体ドラム１ａ導電性基体１ｂ光導電層１ｃ表面層２露光用ヘッド３光学系４現像ユニット８帯電装置４０現像ローラ４１現像容器４３クリーニング部材４５トナー供給ローラ（４５Ａ，４５Ｂ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者厳島圭司三重県度会郡玉城町野篠704−19 京セラ株式会社三重玉城工場内 (72)発明者小沢義夫三重県度会郡玉城町野篠704−19 京セラ株式会社三重玉城工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像容器内にトナー供給ローラが現像ロ
ーラと接触、摺擦して互いに回転可能に設けるととも
に、前記トナー供給ローラから前記現像ローラへトナー
の供給を行うようにした現像装置において、前記現像ローラと前記トナー供給ローラとの間のニップ
幅を１ｍｍ以上に設定しつつ前記両ローラがカウンター
方向に回転するように構成したことを特徴とする現像装
置。
【請求項２】前記現像容器内に、前記感光体上の画像
が転写される記録媒体から剥離した剥離粉末を排除する
粉末除去手段を有したことを特徴とする請求項１記載の
画像形成装置。
【請求項３】前記剥離粉末をトナー供給ローラにより
排除することを特徴とする請求項２記載の画像形成装
置。
【請求項４】前記現像ローラ及び前記トナー供給ロー
ラに所定の電位を印加するとともに、現像時に、前記現像ローラより前記トナー供給ローラ側
に印加する電位の絶対値を高くし、一方、非現像時は、前記現像ローラより前記トナー供給
ローラ側に印加する電位の絶対値を低く、もしくは前記
現像ローラ側と前記トナー供給ローラ側とに印加する電
位の絶対値が等しくなるように構成することを特徴とす
る請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】前記トナーは、重合法により製造された
トナー粒子を用いることを特徴とする請求項１記載の画
像形成装置。