JP2000315014A - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置Info
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Abstract
る現像装置について、反転かぶりを低減化して、トナー
消費量を低減し、装置の高寿命かつ低ランニングコスト
対応を可能にし、かつトナーの帯電電荷量を適性に保つ
ことにより飛び散りのないシャープなライン、ドットを
再現すること。 【解決手段】静電潜像を担持する像担持体1に接触し静
電潜像を現像剤によって可視化する現像剤担持体4b
と、現像剤担持体に現像剤を介して圧接した規制部材4
dを有し、像担持体と現像剤担持体が接触して形成され
る現像部bよりも現像剤担持体の回転方向上流側で、現
像剤担持体に対する規制部材の圧接部よりも現像剤担持
体の回転方向下流側に、現像剤担持体上の担持現像剤に
近接または接触して設けられた現像剤帯電部材4eを有
し、現像剤帯電部材に印加するバイアスは現像剤に対し
放電開始電圧以上かつ現像剤と同極性の電圧であるこ
と。
Description
静電記録誘電体等の像担持体上に形成された静電潜像を
現像剤(トナー)で可視化する現像装置、該現像装置を
有するプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関す
る。
を利用した感光体を用い、該感光体上に種々の作像プロ
セスにて電気的潜像(静電潜像)を形成し、次いで該潜
像をトナーで現像して可視像とし、必要に応じて紙など
の転写材にトナー画像を転写した後、熱や圧力等により
定着させ、複写物を得るものである。
求められている現在、現像装置においては現像剤担持体
(現像剤搬送部材)に対するトナーの薄層形成方法及び
その装置に関する開発は必須となっており、またこれに
対していくつかの方策が提案されている。
導電性の現像ローラ、または表面に誘電層を形成した現
像ローラを用いて感光体表面層に接触させて現像を行う
「非磁性一成分DC現像方法」が提案されている。
概略構成図である。
この感光ドラム1は矢印Aの時計方向に所定の周速度で
回転駆動され、その外周面に不図示の作像プロセス手段
により静電潜像が形成される。
aは現像容器、4b・4c・4dははそれぞれこの容器
4aに配設した、現像剤担持体としての現像ローラ、該
現像ローラに対する現像剤供給部材としての弾性ロー
ラ、現像剤層厚規制部材としての弾性ブレードである。
tは現像容器4a内に収容した一成分現像剤としての非
磁性トナーである。
て、矢印Bの反時計方向に回転駆動される。現像ローラ
4bの感光ドラム1に対する接触部が現像部bである。
て、矢印Dの反時計方向に回転駆動される。
ローラ4cとの圧接部よりも現像ローラ4bの回転方向
下流側において現像ローラ4bに当接している。
ローラ4bに対して所定の現像DCバイアスを印加す
る。
トナーtを供給する役目をしている。現像ローラ4b上
に供給されたトナーは現像ローラ4bの回転に伴い搬送
され、弾性ブレード4dと現像ローラ4bの当接部で摩
擦により電荷を付与され、薄層化される。薄層化された
現像ローラ4b上のトナーは引き続く現像ローラ4bの
回転で現像部bに搬送され、感光ドラム1の静電潜像の
現像に供給される。現像部bにおいて感光ドラム1の静
電潜像の現像に供されず現像ローラ4b上に残存したト
ナーは引き続く現像ローラ4bの回転で現像容器4a内
に戻し搬送され、現像ローラ4bと弾性ローラ4cとの
当接部において現像ローラ4b上から剥ぎ取られるとと
もに、そのトナー剥ぎ取りされた現像ローラ4b上には
弾性ローラ4cで新たなトナーtが供給される。以上の
ような作用・動作サイクルが繰り返される。
ーレスシステム) 転写方式の画像形成装置においては、一般に、転写材に
対するトナー像転写後の感光ドラム面の転写残トナーは
専用のクリーニング装置(クリーナー)によって除去さ
れ、廃トナーとして廃棄用の容器に回収収容されてい
た。しかし、この廃トナーは環境保護等の面からも出な
いことが望ましい。
ニング装置を具備させたクリーニング工程を省略して、
画像形成装置を小型化しかつトナーを廃棄する等のメン
テナンスを省略した極めて効率的な画像形成装置を実現
するためのクリーナーレスプロセスが提案されている。
像手段によって感光ドラムの露光されて表面電位が減衰
した部分にトナーを反転現像によって付着させ、この時
同時に非露光部に残留して薄く付着している転写残トナ
ー等の付着物を現像手段によって回収している(現像同
時クリーニング)。
たトナーは、感光ドラムの帯電工程を通過した後、帯電
された感光ドラムの表面電位と現像手段の現像バイアス
の差によって静電気力で現像手段に回収される。
グは、転写材に対するトナー像転写後に感光ドラム上に
残留したトナーを、次工程以降の現像時、即ち引き続き
感光ドラムを帯電し、露光して潜像を形成し、該潜像の
現像時にかぶり取りバイアス(現像手段に印加する直流
電圧と感光ドラムの表面電位間の電位差であるかぶり取
り電位差Vback)によって現像手段に回収する方法であ
る。この方法によれば、感光ドラム上の転写残トナーは
現像手段に回収されて次工程以降に再用されるため廃ト
ナーをなくし、メンテナンスに手を煩わせることも少な
くすることができる。またクリーナーレスであることで
画像形成装置内のスペース面での利点も大きく、画像形
成装置の小型化やコストダウン等が可能になる。
接触現像における課題 前述した従来の非磁性一成分DC接触現像方式では以下
の問題があった。すなわち、画像形成を繰り返すことに
よりトナーの劣化が促進され、正規のトナーと逆極性の
トナーが増加する。そしてこのトナーは感光ドラム上の
非画像部へ転移してしまう(以下、反転かぶりと呼
ぶ)。反転かぶりは転写材に転写されにくく画像上の影
響はすくないが、いたずらにトナーを消費し、現像装置
に収容したトナー充填量に対する印字可能枚数の低下を
招き、現像装置の高寿命化を実現できない。
ようにトナーの帯電電荷量が適正範囲(|35|〜|8
0|μC/g)であればライン画像とソリッド画像のト
ナー高さが同等に制御でき、ライン画像において必要最
小限なトナー高さに制御できる。ラインのトナー高さが
大きくなる理由として、現像ローラと感光ドラムの当接
部の下流領域(現像ローラと感光ドラムが離間してい
る)で現像可能になると現像ローラ上トナーがはき寄せ
られラインのトナー高さが大きくなると考えられる。現
像ローラ上トナーの帯電電荷量が大きくなると鏡映力に
よる現像ローラ上トナーの担持力が大きくなり、はき寄
せられ現像は起きない。よって、飛び散りのないシャー
プなライン、ドットが再現可能になる。しかし、トナー
劣化による現像ローラ上のトナー帯電電荷量の低下はラ
イン画像のトナー高さを増大させトナーの消費量が増加
することは当然として、ラインの飛び散り、ドットのつ
ぶれなどの画質低下を招く。
により、トナー消費量を低減し、現像装置の高寿命かつ
低ランニングコスト対応を可能にし、かつ、トナーの帯
電電荷量を適性に保つことにより飛び散りのないシャー
プなライン、ドットを再現することである。
せて、帯電された感光ドラムの表面電位と現像バイアス
の差によって感光ドラム上の転写残トナーを回収して効
果的にクリーナーレスプロセスを実行させるには、転写
で正極に反転したトナーを元の負極性に戻す必要がある
が、感光ドラムの帯電手段として該感光ドラムに帯電部
材を当接させて直流電圧を印加して感光ドラム面を帯電
させる方法では、実験によれば、感光ドラム面上の転写
残トナ一等付着物の量を0.03mg/cm2 以下に制
御しなければ、帯電部材が転写残トナー等付着物に汚染
され感光ドラムおよび転写残トナー等付着物に電荷を付
与することはできない。
きく分けて以下の2種に大別できる。
像されたトナー像が転写材に転写された後の転写残トナ
ー 2.現像時に充分電荷付与されなかったトナーが感光ド
ラム上の静電潜像の非画像部に付着する反転トナー(反
転かぶり) 転写残トナー等付着物が多い場合、これに充分に電荷を
付与するためにはローラ、ブラシ等の補助部材により転
写残トナーを感光ドラム面からー時回収して充分に電荷
を付与し、それを再び感光ドラム面に吐き出させるなど
の複雑なシーケンス等で対応しなければならなかった。
の画像形成装置について、像担持体面の転写残トナー等
付着物の大半を占める、現像時に充分電荷付与されなか
ったトナーが静電潜像の非画像部に付着する反転トナー
(反転かぶり)の量を大幅に低減させることで像担持体
面の転写残トナー等付着物の総量を大幅に低減化して帯
電部材の転写残トナー等付着物に汚染を防止し、これに
より長期安定に像担持体および転写残トナー等付着物に
充分な電荷を付与することを可能にする、即ち、クリー
ナーレスプロセスを常に効果的に長期安定に持続させる
ことを目的とする。
写残トナー等付着物に汚染されることがなく、長期安定
に像担持体および転写残トナー等付着物に電荷付与する
ことを可能にすることを目的とする。
剤層の充填状態を安定化し、放電による電荷付与を確実
に行うことを目的とする。
扱いに優れた構成にすることを目的とする。
を特徴とする、現像装置、プロセスカートリッジ及び画
像形成装置である。
置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置の構成は前
述の非磁性一成分DC接触現像における課題を解決する
ものである。
し前記静電潜像に現像剤を搬送して静電潜像を現像剤に
よって可視化する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に
現像剤を介して圧接した規制部材を有する現像装置にお
いて、前記像担持体と前記現像剤担持体が接触して形成
される現像部よりも現像剤担持体の回転方向上流側で、
前記現像剤担持体に対する規制部材の圧接部よりも現像
剤担持体の回転方向下流側に、現像剤担持体上の担持現
像剤に近接または接触して設けられた現像剤帯電部材を
有し、前記現像剤帯電部材に印加するバイアスは前記現
像剤に対し放電開始電圧以上かつ前記現像剤と同極性の
電圧であることを特徴とする現像装置。
を高め安定に維持し、反転かぶりのない現像装置を提供
できる。
記現像剤担持部材の回転方向に対し直角方向において、
前記像担持体の回転方向と直角方向の画像形成域に対応
する部分に少なくとも対応することを特徴とする(1)
に記載の現像装置。
現像剤の帯電電荷量を高め安定に維持し、反転かぶりの
ない現像装置を提供できる。
あることを特徴とする(1)または(2)に記載の現像
装置。
安定なニップが形成され安定な放電が可能となる。
持体に対し従動または駆動により同速度で回転すること
を特徴とする(1)ないし(3)のいずれかに記載の現
像装置。
定させることができる。
00〜180であり、形状係数SF−2が100〜14
0であることを特徴とする(1)ないし(4)のいずれ
かに記載の現像装置。
されることにより安定な帯電が可能となる。
〜|80|μC/gであることを特徴とする(1)ない
し(5)のいずれかに記載の現像装置。
る現像剤の積層量を必要最低限に制御することが可能と
なる。
プロセスカートリッジであり、(1)ないし(6)のい
ずれかに記載の現像装置を有することを特徴とするプロ
セスカートリッジ。
ーな取り扱いに優れた構成となる。
に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装
置。
成装置及びプロセスカートリッジの構成は前述のクリー
ナーレスプロセスの課題を解決するものである。
電する帯電手段と、帯電した像担持体の面に静電潜像を
形成する潜像形成手段と、前記静電潜像を帯電した現像
剤により現像剤像として現像する現像手段と、前記現像
剤像を転写材に転写する転写手段と、を有し、前記現像
手段が、前記転写手段により前記現像剤像を前記転写材
へ転写した後の前記像担持体上の転写残現像剤を回収す
る像担持体クリーニング手段を兼ねる画像形成装置にお
いて、前記現像手段は、現像剤を担持して前記像担持体
との対向部である現像部へ搬送する現像剤担持体と、現
像部よりも現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側におい
て、電圧が印加され、現像剤担持体に担持されて現像部
に搬送される現像剤を静電潜像を現像する帯電極性に帯
電する現像剤帯電手段を有することを特徴とする画像形
成装置。
帯電する帯電手段と、帯電した像担持体の面に静電潜像
を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像を帯電した現
像剤により現像剤像として現像する現像手段と、前記現
像剤像を転写材に転写する転写手段と、を有し、前記現
像手段が、前記転写手段により前記現像剤像を前記転写
材へ転写した後の前記像担持体上の転写残現像剤を回収
する像担持体クリーニング手段を兼ねる画像形成装置に
おいて、前記現像手段は、現像剤を担持して前記像担持
体との対向部である現像部へ搬送する現像剤担持体と、
現像部よりも現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側にお
いて、電圧が印加され、現像剤担持体に担持されて現像
部に搬送される現像剤を静電潜像を現像する帯電極性に
帯電する現像剤帯電手段を有すること、前記現像剤の形
状係数SF−1が100〜180であり、形状係数SF
−2が100〜140であることを特徴とする画像形成
装置。
持体に当接もしくは近接して配設される帯電部材と、該
帯電部材に前記像担持体とのニップ部に放電開始電圧以
上の直流電圧を印加する帯電電源を有することを特徴と
する(9)または(10)に記載の画像形成装置。
特徴とする(11)に記載の画像形成装置。
記現像剤担持体が接触し現像部を形成することを特徴と
する(9)ないし(12)の何れかに記載の画像形成装
置。
を転写材上に定着する定着手段を備えることを特徴とす
る(9)ないし(13)の何れかに記載の画像形成装
置。
担持体上の現像剤に対し放電開始電圧以上かつ前記現像
剤の帯電電荷と同極性のバイアスを印加することを特徴
とする(9)ないし(14)の何れかに記載の画像形成
装置。
担持体上に対する圧接弾性部材であることを特徴とする
(9)ないし(15)の何れかに記載の画像形成装置。
おいて前記像担持体の帯電手段の帯電部材より長いこと
を特徴とする(9)ないし(16)の何れかに記載の画
像形成装置。
成装置本体に対して着脱自在のプロセスカートリッジで
あり、少なくとも像担持体と、前記像担持体の面に形成
された静電潜像を帯電した現像剤により現像剤像として
現像する現像手段が収容されていて、前記現像手段は、
現像剤を担持して前記像担持体との対向部である現像部
へ搬送する現像剤担持体と、現像部よりも現像剤担持体
の現像剤搬送方向上流側において、電圧が印加され、現
像剤担持体に担持されて現像部に搬送される現像剤を静
電潜像を現像する帯電極性に帯電する現像剤帯電手段を
有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
成装置本体に対して着脱自在のプロセスカートリッジで
あり、少なくとも像担持体と、前記像担持体の面に形成
された静電潜像を帯電した現像剤により現像剤像として
現像する現像手段が収容されていて、前記現像手段は、
現像剤を担持して前記像担持体との対向部である現像部
へ搬送する現像剤担持体と、現像部よりも現像剤担持体
の現像剤搬送方向上流側において、電圧が印加され、現
像剤担持体に担持されて現像部に搬送される現像剤を静
電潜像を現像する帯電極性に帯電する現像剤帯電手段を
有すること、前記現像剤の形状係数SF−1が100〜
180であり、形状係数SF−2が100〜140であ
ることを特徴とするプロセスカートリッジ。
記現像剤担持体が接触し現像部を形成することを特徴と
する(18)または(19)に記載のプロセスカートリ
ッジ。
担持体上の現像剤に対し放電開始電圧以上かつ前記現像
剤の帯電電荷と同極性のバイアスを印加することを特徴
とする(18)ないし(20)の何れかに記載のプロセ
スカートリッジ。
担持体上に対する圧接弾性部材であることを特徴とする
(18)ないし(20)の何れかに記載のプロセスカー
トリッジ。
体に担持されて現像部に搬送される現像剤(トナー)が
静電潜像を現像する帯電極性に十分に帯電処理される。
これにより、現像時に充分電荷付与されないで静電潜像
の非画像部に付着する帯電極性が反転した現像剤(反転
かぶり)の量自体を大幅に低減化することができ、転写
後の像担持体面の転写残現像剤等付着物の総量を0.0
3mg/cm2 以下に制御することが可能となる。
1が100〜180であり、形状係数SF−2が100
〜140である、転写性に優れる球形現像剤を用いるこ
とで、静電潜像の画像部が現像された現像剤像が転写材
に転写された後の転写残現像剤の量自体も少なくするこ
とができ、上記の効果と相まっても転写後の像担持体面
の転写残現像剤等付着物の総量を0.03mg/cm2
以下に制御することが可能となる。また、現像剤層の充
填状態を安定化し、放電による電荷付与を確実に行い反
転現像剤を低減する効果がある。
形成装置について、像担持体面の転写残トナー等付着物
の大半を占める、現像時に充分電荷付与されなかったト
ナーが静電潜像の非画像部に付着する反転トナー(反転
かぶり)の量を大幅に低減させることで像担持体面の転
写残トナー等付着物の総量を大幅に低減化して帯電部材
の転写残トナー等付着物に汚染を防止し、これにより長
期安定に像担持体および転写残トナー等付着物に充分な
電荷を付与することを可能にする、即ち、クリーナーレ
スプロセスを常に効果的に長期安定に持続させることが
できる。
スカートリッジ及び画像形成装置についてのものであ
る。
図である。本例の画像形成装置は、電子写真プロセス利
用、転写式、反転現像式、プロセスカートリッジ式のレ
ーザープリンタである。
ム型の電子写真感光体(感光ドラム)であり、矢印Aの
時計方向にプロセススピード(周速度)1rps(9
4.2mm/sec)で回転駆動される。
ローラである。この帯電ローラ2は導電性の弾性ローラ
であり、感光ドラム1に所定の押圧力で圧接させて感光
ドラム1との間に帯電部aを形成させてある。本例では
この帯電ローラ2は感光ドラム1の回転に従動して回転
する。
する帯電電源である。本例ではこの帯電電源S1から帯
電ローラ2との間のニップ部に放電開始電圧以上の直流
電圧を印加する。具体的には帯電バイアスとして−13
00Vの直流電圧を印加して、感光ドラム1面を帯電電
位(暗部電位)−700Vに一様に接触帯電させてい
る。
像形成手段としての露光ユニットであり、本例はレーザ
ースキャナである。レーザースキャナは画像情報の時系
列電気デジタル画素信号に対応してオン・オフ変調され
たレーザー光Lを出力して回転感光ドラム1の一様帯電
処理面を走査露光する。感光ドラム1の一様帯電処理面
をレーザー光で全面露光した場合、感光ドラム面の電位
が−150Vになるようにレーザーパワーは調整されて
いる。
処理面のレーザー光Lによる走査露光部の電位がに減衰
して、暗部電位との静電コントラストにより感光ドラム
1面に画像情報の静電潜像が形成されていく。
装置である。感光ドラム1面に形成された静電潜像は現
像部bにおいて反転現像剤としてのマイナスの帯電極性
のトナーt(ネガトナー)で反転現像される。即ちネガ
トナーが静電潜像の画像部(露光部)に付着して静電潜
像が順次に反転現像される。この現像装置4については
次の(2)項で詳述する。
この転写ローラ5は導電性の弾性ローラであり、感光ド
ラム1に所定の押圧力で圧接させて感光ドラム1との間
に転写部cを形成させてある。この転写ローラ5は感光
ドラム1の周速度とほぼ同じ周速度で感光ドラム1の回
転に順方向に回転駆動される。
する転写電源である。本例ではこの転写電源S3から転
写ローラ5にトナーtの帯電極性であるマイナスとは逆
極性であるプラスの転写バイアスを印加する。
写部cにおいてこの転写部cに給紙部9から適切なタイ
ミングで給紙導入された記録媒体である転写材Pに対し
て順次に静電転写される。転写材Pは転写部cを挟持搬
送される。転写ローラ5に対する転写バイアスの印加は
転写材Pが転写部cを通過している間行なわれる。
から順次に分離されて、定着装置6に導入されてトナー
像の定着処理を受けて画像形成物として排紙される。
れないで感光ドラム1面に残留した転写残トナーはクリ
ーニング装置7に持ち運ばれて、感光ドラム1面に当接
しているクリーニングブレード7aにより感光ドラム1
面から掻き取られて廃トナー容器7bに収納される。ク
リーニングされた感光ドラム1は繰り返して作像に供さ
れる。
電部材としての帯電ローラ2、現像装置4、クリーニン
グ装置7の4つのプロセス機器を一括してプリンタ本体
に対して着脱交換自在のプロセスカートリッジ10とし
てある。
他に帯電手段・現像現像手段等の少なくとも1つのプロ
セス機器とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置
本体に着脱可能とするものをいう。プロセスカートリッ
ジ方式はユーザーフレンドリーな取り扱いに優れた構成
にすることができる。
の非磁性一成分接触現像装置と共通する構成部材・部分
は同一の符号を付してある。
bは、現像容器4a内の長手方向に延在する開口部に位
置し感光ドラム1と対向設置され、感光ドラム1と当接
幅を持って矢印Bの反時計方向に回転し接触している。
現像ローラ4bは上記開口部にてほぼ下側半周面を現像
容器4a内に突入させ、ほぼ上側半周面を現像容器4a
外に露出させて横設させている。その現像容器4a外に
露出した現像ローラ4bの面が感光ドラム1に接触して
対向している。
確立を高くし、かつトナーtの搬送を良好に行なうため
の適度な凹凸を有している。
直径16mm、長さ240mmm、肉厚4mmのシリコ
ンゴム層上にアクリル・ウレタン系材料をコートした、
ローラ抵抗104 〜106 Ω、表面粗さRz0.5〜
0.9μm、アスカーC硬度45°(加重9.8N(1
kg))のものである。また感光ドラム1とは圧接し、
現像ローラ4bの対感光ドラム1侵入量は70μmと
し、感光ドラム1の周速94.2mm/sに対して周速
170mm/sで回転させている。
アルミローラ(アルミ素管)と現像ローラ4bを当接荷
重4.9N(500gF)で長手全域当接させ、アルミ
ローラを0.5rpsで回転させる。次に現像ローラに
400Vの直流電圧を印加する。アース側に10KΩの
抵抗を配置し、その両端の電圧を測定し、電流を算出
し、現像ローラ4bの抵抗を算出する。
S2から所定の現像DCバイアスが印加される。
4cは、構造としては、発泡骨格状スポンジ構造や、芯
金上にレーヨン・ナイロン等の繊維を植毛したファーブ
ラシ構造のものが現像ローラ4bに対するトナー供給及
び現像部bから戻し搬送された現像に供されなかった未
現像トナーの剥ぎ取りの点から好ましい。本実施例にお
いては、芯金上にポリウレタンフォームを設けた直径1
6mmのものを用いた。
する当接幅としては1〜6mmが有効で、また現像ロー
ラ4bに対してその当接部において相対速度をもたせる
ことが好ましく、本実施例においては、当接幅を4mm
に設定し、弾性ローラ4cの周速として現像動作時に8
0mm/sとなるように不図示の駆動手段により所定タ
イミングで矢印C方向に回転駆動させている。
ード支持板金に支持させ、自由端側の先端近傍を、現像
部bよりも現像ローラ回転方向上流側で、現像ローラ4
bと弾性ローラ4cの当接部よりも現像ローラ回転方向
下流側の現像ローラ外周面部分に面接触にて当接させて
設けてある。
ウレタン等のゴム材料か、バネ弾性を有するSUSまた
はリン青銅の金属薄板を基体とし現像ローラ4bへの当
接面側にゴム材料を接着したもの等からなっている。
は、当接部に対して先端側が現像ローラ4bの回転方向
上流側に位置するいわゆるカウンター方向になってい
る。
厚さ1.0mmの板状のウレタンゴムをブレード支持板
金に接着した構成になっている。また、現像ローラ4b
に対する当接圧は、2.45×10-2〜3.34×10
-2N/cm(25〜35g/cm:線圧の測定は摩擦係
数が既知の金属薄板を3枚当接部に挿入し、中央の一枚
をばねばかりで引き抜いた値から換算した)に設定し
た。
れ、かつ転写されずに感光ドラム1上に残存した転写残
トナーをブレード・ファーブラシ等のクリーニング手段
7によってクリーニングする際に潤滑性が高いことから
感光ドラム1の磨耗の少ないなどの利点を有するトナ
ー、すなわちトナーとして球形でありかつ表面が平滑で
あるものを用いている。
014Ω以上であり、形状係数として、SF−1が100
〜180であり、SF−2が100〜140であるもの
をもちいている。
面積φ6mm、0.238cm2 、圧力:1500gの
錘を用い、980/cm2 の圧力(96.1kPa)、
測定時粉体層厚:0.5〜1.0mm、400Vの直流
電圧を印加し微小電流計(YHP4140pA MET
ER/DC VOLTAGE SOUCE)で電流量を
測定し、抵抗値より体積抵抗値(比抵抗)を算出する。
立製作所FE−SEM(S−800)を用いトナー像を
無作為に100個サンプリングし、その画像情報にイン
ターフェイスを介してニコレ社製画像解析装置(Luz
ex3)に導入し解析を行い下式より算出し得られた値
を定義している。
π/4×100 SF−2=(PERl)2 /AREAXπ/4×100 AREA:トナー投影面積 MXLNG:絶対最大長 PERl:周長 このトナーの形状係数SF−1は球形度合を示し、10
0から大きくなるにつれて球形から徐々に不定形とな
る。
きくなるにつれてトナー表面の凹凸が顕著になる。
の範囲内になればいわゆる粉砕方法による製造方法の他
に、特開昭36−10231号公報、特開昭59−53
856号公報に述べられている懸濁重合方法を用いて直
接トナーを生成する方法や、単量体には可溶で得られる
重合体が不溶な水系有機溶剤を用い直接トナーを生成す
る分散重合方法又は水溶性極性重合開始剤存在下で直接
重合しトナーを生成するソープフリー重合方法に代表さ
れる乳化重合方法等を用いてトナーを製造することは可
能である。
F−1を100〜180に、SF−2を100〜140
に容易にコントロールでき、比較的容易に粒度分布がシ
ャープで4〜8μm粒径の微粒子トナーが得られる常圧
下での、または加圧下での懸濁重合方法を用い、モノマ
ーとしてスチレンとn−ブチルアクリレート、荷電制御
剤としてサリチル酸金属化合物、極性レジンとして飽和
ポリエステル、さらに着色剤を加え、重量平均粒径7μ
mの着色懸濁粒子を製造した。
%外添することによって、前述したような転写性に優
れ、感光ドラム1のクリーニング時における磨耗の少な
い負極性のトナーtを製造した。
り、現像部bよりも現像ローラ回転方向上流側で、現像
ローラ4bと弾性ブレード4dとの当接部よりも現像ロ
ーラ回転方向下流側の現像ローラ外周面部分に不図示の
押圧手段により当接させて設けてある。
bの回転に従動して回転する。または現像ローラ4bの
回転に順方向に同速に駆動回転される。
は、直径7mmのゴムローラ(弾性ローラ)であり、現
像ローラ4b上の当接荷重は0.98×10-2〜1.9
8×10-2N(100〜200gF)である。
加電源S4より、現像ローラ4b上のトナーに対し放電
開始電圧以上かつトナーtの帯電極性と同極性の所定の
DCバイアスが印加される。
置の現像動作時に攪拌部材4fの矢印Dの時計方向への
回転駆動に伴い弾性ローラ4cの方向に送られる。弾性
ローラ近傍のトナーtは弾性ローラ4cが矢印Cの反時
計方向に回転することにより、現像ローラ近傍に運ば
れ、現像ローラ4bと弾性ローラ4cとの当接部におい
て摺擦されることによって摩擦帯電をうけ、現像ローラ
4b上に付着する。その後、現像ローラ4bの矢印Bの
反時計方向の回転に伴い、弾性ブレード4dの圧接下に
送られ、現像ローラ4b上に薄層形成される。
−60〜−20μC/g、良好なトナーコート量として
0.4〜1mg/cm2 、トナー層厚で10〜20μm
が得られるように設定している。
ラ4eは上述した現像ローラ4b上のトナーtの帯電電
荷量を高く維持する働きをする。また現像ローラ4b上
のトナー層はトナー帯電ローラ4eの当接により細密充
填され均一にコートされる。
現像ローラ4b上のトナー薄層は引き続く現像ローラ4
bの回転で現像部bに搬送され、感光ドラム1の静電潜
像の現像に供給される。現像部bにおいて感光ドラム1
の静電潜像の現像に供されず現像ローラ4b上に残存し
たトナーは引き続く現像ローラ4bの回転で現像容器4
a内に戻し搬送され、現像ローラ4bと弾性ローラ4c
との当接部において現像ローラ4b上から剥ぎ取られる
とともに、そのトナー剥ぎ取りされた現像ローラ4b上
には弾性ローラ4cで新たなトナーtが供給される。以
上のような作用・動作サイクルが繰り返される。
ーラ4bの回転方向に対し直角方向において、感光ドラ
ム1の回転方向と直角方向の画像形成域に対応する部分
に少なくとも対応することが好ましい。
く維持するためにトナー帯電ローラ4eは現像ローラ上
に形成される少なくとも画像形成領域全域に当接し、放
電によりトナーを帯電する。弾性ブレード4dとトナー
帯電ローラ4eの長手位置関係は現像ローラ4b上の弾
性ブレード当接全域を確実に覆うことができるよう配置
されるのが好ましい。
下に述べる。
ある場合、図3のグラフに示すような挙動を示す。
4eの印加電圧0Vにおいても−20Vの表面電位を持
つ。これは弾性ブレード4dで摩擦帯電を受けたためで
ある。
図3のグラフに示すようにトナーとの放電開始電圧は−
600Vから傾き1で立ち上がっており、感光体に対す
るDC放電帯電と同様な挙動を示す。トナー帯電ローラ
4eとトナーtの放電開始電圧は下記に示す式(1)、
(2)の交点で決まる。すなわち、 Vb=312+6.2g・・・・・・・・・・・・・・・・(1) Vg=g(Va−Vc)/{(Lt/Kt)+g}・・・・(2) 上式において、 g:空間距離 Vb:g>8μm時のパッシェン則の近似式 Vg:トナ一帯電ローラ、トナー層表面の空隙間電圧 Va:トナー帯電ローラ印加電圧 Vc:トナー層表面電位 Lt:トナー層厚み Kt:トナ一層比誘電率 である。
布に優れ、形状が球形であるため、トナー層中のトナー
と空気の割合が一定であり、式(2)中Ktが安定し、
安定な放電による電荷付与が行われる。
帯電がある。この場合、トナー帯電ローラ印加電圧とト
ナー表面電位は図4に示したような挙動になる。
与の方法は放電を用いていると考えられる。
域がトナーコート部に当接した場合である。
107 Ω以下の場合、トナー放電可能なトナー帯電ロー
ラ4eとトナーコート部間の電圧が得られず、1012Ω
以上の場合は現像バイアスからトナー帯電ロ一ラ4eの
バイアスを得る本実施例のような構成では放電開始電圧
が大きすぎ適当ではない。
正範囲は108 〜1011Ωである。
mmのアルミローラとトナー帯電ローラ4eを当接荷重
1.67N(170gF)で長手全域当接させ、アルミ
ローラを0.5rpsで回転させる。次にトナー帯電ロ
ーラに−400Vの直流電圧を印加する。アース側に1
00kΩの抵抗を配置し、その両端の電圧を測定し、電
流を算出し、トナ一帯電ローラの抵抗を算出する。ま
た、長手方向の長さを220mmとした。
の電圧と現像ローラ4b上のトナー帯電電荷量の関係を
図5に示す。
電電荷量が−30μC/gの場合、1200V以上で−
60μC/gに飽和する。また、弾性ブレード4dを通
過したトナーtのトナーの帯電電荷畳が−60μC/g
の場合、印加電圧に関係なくトナーの飽和帯電電荷量−
60μC/gで一定である。
り高温高湿下、低温低湿下のトナーの帯電電荷量が異な
るような場合においても高帯電電荷量を維持できる。
に対する効果を示す。バックコントラスト(暗部電位−
現像バイアス)を増加させてもトナー帯電ローラ4eの
使用時は反転かぶりがないことがわかる。
移したかぶりトナーを透明基体の粘着テープにて採取
し、このサンプルテープと何も付着させていない未使用
の粘着テープを基準テープとして白紙上に貼り付け、そ
れぞれの反射率を測定し、基準テープの反射率からサン
プルテープの反射率を差し引いてかぶり濃度とした。反
射率は東京電色製TC−6DSで測定した。
電位差を1200Vとすると、現像ローラ4bには電源
S2より現像コントラストを確保するため−300Vが
印加され、トナー帯電ローラ4eには電源S4から−1
500V印加される。本条件下においてトナー帯電ロー
ラ4eにより帯電されたトナーは−60μC/gに揃え
られ、一様に感光ドラム1との対向部である現像部bへ
搬送される。この現像部bにおいて、現像ローラ4b上
に薄層形成されたトナー層は電源S2から現像ローラ4
bへ印加された−300Vの直流電圧によって感光ドラ
ム1上の静電潜像に対応して選択的に感光ドラム1側に
移行して静電潜像がトナー像として現像される。
トナーは、現像ローラ4bの回転とともに現像ローラ4
bの下部より回収される。この回収された現像ローラ4
b上の未現像トナーは弾性ローラ4cと現像ローラ4b
との当接部において現像ローラ4b表面から剥ぎ取られ
る。この剥ぎ取られたトナーの大部分は弾性ローラ4c
の回転に伴い搬送され現像容器4a内のトナーtと混ざ
りあい、トナーの帯電電荷が分散される。同時に弾性ロ
ーラ4cの回転により現像ローラ4b上に新たなトナー
が供給され前述の作用を繰り返す。
設け、トナーに対し放電開始電圧以上の電圧をトナー帯
電口一ラ4eに印加することにより、トナーtを高帯電
電荷量に維持し、反転かぶりを低減することができ、ト
ナーの使用効率を大幅にアップさせ、かつライン、ドッ
トの鮮明な画質を得ることができる。
像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジ10
に包含させたが、画像形成装置本体内に固定され、トナ
ーのみを補給するような構成の現像装置として用いても
よく、また現像装置単独で画像形成装置本体に着脱可能
な現像カートリッジ(現像ユニット)として用いてもよ
い。
プロセスの画像形成装置、及びプロセスカートリッジに
ついてのものである。
図である。本例の画像形成装置は、電子写真プロセス利
用、転写式、反転現像式、クリーナーレス、プロセスカ
ートリッジ式のレーザープリンタである。
1のプリンタとの対比においてクリーニング装置(7)
を具備していないクリーナーレスプロセスのものである
点で異なり、その他の装置構成は前記実施例1のプリン
タと大方同じである。
ススピード(周速度)94.2mm/secで回転駆動
される。
定の極性・電位に帯電される。本例では帯電バイアス印
加電源S1から帯電ローラ2との間のニップ部(帯電
部)aに放電開始電圧以上の直流電圧を印加する。具体
的には帯電バイアスとして−1300Vの直流電圧を印
加して、感光ドラム1面を帯電電位(暗部電位)−80
0Vに一様に接触帯電させている。
面に対してレーザースキャナ3によりレーザー走査露光
がなされ、レーザー光Lによる走査露光部の電位が−5
0Vに減衰して、暗部電位−800Vとの静電コントラ
ストにより感光ドラム1面に画像情報の静電潜像が形成
されていく。
像装置4の現像部bにおいて反転現像剤としてのマイナ
スの帯電極性のトナーt(ネガトナー)で反転現像され
る。即ちネガトナーが静電潜像の画像部(露光部)に付
着して静電潜像が順次に反転現像される。この現像装置
4については次の(2)項で詳述する。
ム1と転写ローラ5との当接ニップ部である転写部cに
おいてこの転写部cに不図示の給紙部から適切なタイミ
ングで給紙導入された転写材Pに対して、電源S3から
所定の転写バイアスが印加された転写ローラ5により順
次に静電転写される。
から順次に分離されて、定着装置6に導入されてトナー
像の定着処理を受けて画像形成物として排紙される。
ラム1面は繰り返して作像に供される。本例のプリンタ
はクリーナーレスであり、転写後の感光ドラム1面に残
留の転写残トナーは引き続く感光ドラム1の回転で帯電
部aを通って現像部bに至り現像同時クリーニングで現
像装置4に回収される。これについては(3)項で詳述
する。
電部材としての帯電ローラ2、現像装置4の3つのプロ
セス機器を一括してプリンタ本体に対して着脱交換自在
のプロセスカートリッジ10としてある。プロセスカー
トリッジは像担持体と、その他に帯電手段・現像現像手
段等の少なくとも1つのプロセス機器とを一体的にカー
トリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするもの
をいう。プロセスカートリッジ方式はユーザーフレンド
リーな取り扱いに優れた構成にすることができる。
現像ローラ4b、現像ローラに対するトナー供給ローラ
(弾性ローラ)4c、トナー層厚規制ブレード4d、現
像剤帯電手段としてのトナー帯電ローラ4e等を配設し
てある。4gは現像ローラ容器部4aに連設したトナー
ホッパー部、4fはこのトナーホッパー部内に配設した
トナー攪拌部材、tはトナーホッパー部4g内に収容し
た現像剤としてのネガトナーである。
トナー攪拌部材4fの回転動作で攪拌されて、トナーの
一部が連通部4hから現像ローラ容器部4a内に補給さ
れる。
NBRの基層とエーテルウレタンの表層で構成され、表
面粗さRzで5〜10μm、抵抗は104 〜106 Ωで
ある。この現像ローラ4bは感光ドラム1に接触させて
あり、感光ドラム1のプロセススピード94.2mm/
secよりも速い170mm/secの周速度で感光ド
ラム1の回転に順方向に回転駆動される。この現像ロー
ラ4bと感光ドラム1との対向接触部が現像部bであ
る。
加する現像電源である。本例ではこの現像電源S2から
現像ローラ4bに−300Vの現像バイアスを印加す
る。
ーラであり、現像ローラ4bの現像部b側とは略反対側
において現像ローラ4bに接触させて配設してある。こ
のトナー供給ローラ4cは現像ローラ4bとはカウンタ
ー方向に80mm/secで回転駆動される。そしてこ
のトナー供給ローラ4cにより現像ローラ4bの面に現
像ローラ容器部4a内のトナーtが供給塗布される。
容器部4aに基端が取り付けられたウレタンゴム等のド
クターブレード(弾性ブレード)であり、トナー供給ロ
ーラ4cよりも現像ローラ回転方向下流側で、現像部b
よりも現像ローラ回転方向上流側において現像ローラ4
bに対しカウンターの姿勢で腹当たりに弾圧接触させて
ある。
トナー供給ローラ4cで現像ローラ4b面に供給塗布さ
れたトナー層の層厚が一様な所定値0.4〜0.6mg
/cm2 に規制される。
4eはNBRの単層構成であり、表面粗さRzで5〜1
0μm、抵抗は108 〜1011Ωである。このトナー帯
電ローラ4eはトナー層厚規制ブレード4dの現像ロー
ラ4bに対する接触部よりも現像ローラ回転方向下流側
で、現像部bよりも現像ローラ回転方向上流側において
現像ローラ4bに対して接触させてあり、現像ローラ回
転に従動して回転する。
ローラ4eにトナー帯電バイアスを印加するトナー帯電
電源である。
上のトナーに対し放電開始電圧以上かつトナーの帯電電
荷と同極性のバイアスを印加する。本例ではトナー帯電
電源S4からトナー帯電ローラ4eに直流電圧−150
0Vが印加される。
ラ4eの抵抗測定法は、図8に示ように、φ30のアル
ミローラ13とローラ4bまたは4eを当接荷重1.6
7N(170gF)で当接させ、アルミローラ13を
0.5rpsで回転させる。次にローラ4bまたは4e
に電源S1から−400Vの直流電圧を印加する。アー
ス側に100kΩの抵抗を配置し、その両端の電圧V2
を測定し、電流を算出し、抵抗を算出する。尚、本実施
例の抵抗値は長手方向220mmあたりのものである。
のネガトナーtは攪拌部材4fの回転動作で攪拌され
て、トナーの一部が連通部4hから現像ローラ容器部4
a内に補給され、現像ローラ容器部4a内トナーがトナ
ー供給ローラ4cにより回転する現像ローラ4b面に供
給塗布され、次いでトナー層厚規制ブレード4dにより
現像ローラ4b面に対する供給塗布トナー層の層厚が所
定に規制される。ネガトナーtは、基本的には、トナー
ホッパー部4g内での攪拌時の摩擦、トナー供給ローラ
4cによる現像ローラ4bに対する供給塗布時の摩擦、
トナー層厚規制ブレード4dによる層厚規制時の摩擦で
電荷付与されてマイナス帯電する。
電圧を印加したトナー帯電ローラ4eによって、トナー
層厚規制ブレード4dによる層厚規制後の現像ローラ上
の担持トナーに放電によるマイナス電荷付与が積極的に
行なわれる。この時のトナーの帯電電荷量としては−6
0〜−40μC/gになっている。
ローラ上の担持トナーが引き続く現像ローラ4bの回転
により現像部bに持ち運ばれて回転感光ドラム1上の静
電潜像の画像部である露光明部に現像ローラ4b上のマ
イナス帯電トナーが移行付着して静電潜像が反転現像さ
れる。
磁性トナー、重合トナー、粉砕トナー等の使用が可能で
ある。本実施例では転写性に優れる重合トナーを使用し
ている。形状係数として、SF−1が100〜180で
あり、SF−2が100〜140である球形トナーをも
ちいている。
トナーtの製法等については前記実施例1に記載したと
同様である。
レスプロセス) 回転感光ドラム1面のトナー像は転写部cにおいて転写
材Pに対して順次に静電転写される。転写材Pに対する
トナー像転写後の感光ドラム1面は繰り返して作像に供
される。本例のプリンタはクリーナーレスであり、転写
後の感光ドラム1面に残留の転写残トナーは引き続く感
光ドラム1の回転で帯電部aを通って現像部bに至り現
像同時クリーニングで現像装置4に回収される。
残トナー等の付着物が存在しているまま引き続く感光ド
ラム1の回転で帯電部aを通ることで帯電ローラ2によ
って再帯電される。
の転写バイアスで帯電極性がプラスに反転したトナー、
現像時に充分電荷付与されないで静電潜像の非画像部
(非露光部)に付着している帯電極性がプラスに反転し
たトナーが帯電ローラ2による帯電によって元のマイナ
ス帯電に戻される。
露光されて感光ドラム1面に静電潜像が形成される。
面の静電潜像の非画像部に存在する転写残トナー等の付
着物は現像ローラ4bに印加した現像バイアスと感光ド
ラム1面の静電潜像の非画像部の電位である暗部電位と
の電位差により感光ドラム1面側から現像装置4に回収
され、静電潜像の画像部(露光部)は現像装置の現像ロ
ーラ4bでネガトナーにより反転現像される(現像同時
クリーニング)。
現像装置に回収された転写残トナーは再利用されるの
で、廃トナーは出ない。
時クリーニングによるクリーナーレスプロセスは、感光
ドラム1面の転写残トナ一等付着物の量を0.03mg
/cm2 以下に制御しなければクリーナーレスプロセス
を効果的に実行させることができない。
ー帯電ローラ4eによって現像ローラ2に担持されて現
像部aに搬送されるトナーを静電潜像を現像する帯電極
性、本例ではマイナスに積極的に充分に帯電するように
している。これにより、現像時に充分電荷付与されない
で静電潜像の非画像部(非露光部)に付着する帯電極性
がプラスに反転したトナー(反転かぶり)の量自体を大
幅に低減化することができ、転写後の感光ドラム1面の
転写残トナ一等付着物の総量を0.03mg/cm2 以
下に制御することが可能となる。
転写性に優れる球形トナーを用いることで、静電潜像の
画像部(露光部)が現像されたトナー像が転写材に転写
された後の転写残トナーの量自体も少なくすることがで
き、上記の効果と相まって転写後の感光ドラム1面の転
写残トナ一等付着物の総量を0.03mg/cm2 以下
に制御することが可能となる。また、トナー層の充填状
態を安定化し、放電による電荷付与を確実に行い反転ト
ナーを低減する効果がある。
4eの有無の場合の転写残トナー等の付着物量の6k耐
久の推移である。
転写残トナ一等の付着物量が0.03mg/cm2 以上
になることがわかる。
り、転写残トナー等の付着物が低減し、長期安定に感光
ドラム1の帯電が維持され、現像装置4において転写残
トナー等の付着物が効率よく回収され、転写残トナー等
の付着物が再利用され、トナーの使用効率を大幅にアッ
プさせかつ安定した画質を得ることができる。
たトナー帯電ローラ4eはその長さを感光ドラム帯電ロ
ーラ2の長さより長くして、感光ドラム帯電ローラ2の
長手方向全域で反転トナーを低減している。
ての感光ドラム1の回転に順方向または逆方向に回転駆
動させてもよい。また接触帯電部材はファーブラシロー
ラ、磁気ブラシローラ、ブレード状部材等その形状形態
は任意である。
に必ずしも圧接力をもって接していなくとも帯電部材と
像担持体面との間に、ギャップ間電圧とパッシェンカー
ブで決まる放電可能領域さえ確実に保証されれば、非接
触でごく近接した配設形態であってもよく、本発明にお
いてはこの場合も接触帯電の範疇とする。
帯電でなされてもよい。電荷注入帯電の場合には像担持
体は表面抵抗が109 〜1014Ω・cmの層を持つこと
が望ましい。OPC感光体上にSnO2 等の導電性粒子
を分散させた表層(電荷注入層)をコーティングしたO
CL感光体、α−Si(アモルファスシリコン、非晶質
シリコン)の表層を有する感光体など電荷注入帯電性を
有するものを用いることができる。
対する印加バイアスにAC電圧(交番電圧)を含ませる
場合におけるそのAC電圧の波形としては、正弦波、矩
形波、三角波等適宜使用可能である。また、直流電源を
周期的にオン/オフすることによって形成された矩形波
であっても良い。このように交番電圧の波形としては周
期的にその電圧値が変化するようなバイアスが使用でき
る。
しては、実施形態例の様にデジタル的な潜像を形成する
レーザー走査露光手段に限定されるものではなく、通常
のアナログ的な画像露光やLEDなどの他の発光素子で
も構わないし、蛍光燈等の発光素子と液晶シャッター等
の組み合わせによるものなど、画像情報に対応した静電
潜像を形成できるものであるなら構わない。
も良い。この場合は、該誘電体面を所定の極性・電位に
一様に一次帯電した後、除電針ヘッド、電子銃等の除電
手段で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込み形成
する。
手段は任意である。一般に静電潜像の現像方法は、非磁
性トナーについてはブレード等で現像剤担持体上にコー
ティングし、磁性トナーは磁気力により現像剤担持体上
にコーティングして搬送して像担持体に対して非接触状
態で現像する方法(1成分非接触現像)と、接触状態で
現像する方法(1成分接触現像)と、トナー粒子に対し
て磁性のキャリアを混合したものを現像剤として用いて
磁気力によって現像剤担持体上にコーティングして搬送
して像担持体に対して接触状態で現像する方法(2成分
接触現像)と、非接触状態で現像する方法(2成分非接
触現像)との4種類に大別される。
送方向上流側において、電圧が印加され、現像剤担持体
に担持されて現像部に搬送される現像剤を静電潜像を現
像する帯電極性に帯電する現像剤帯電手段はコロナ放電
器とすることもできる。
ルト転写やコロナ放電転写など任意である。転写ドラム
や転写ベルト等の中間転写体などを用いて、単色画像ば
かりでなく、多重転写等により多色やフルカラー画像を
形成する画像形成装置であってもよい。
る。測定装置としては、コールターカウンターTA−2
型(コールター社製)を用い、個数平均分布、体積平均
分布を出力するインターフェイス(日科機製)及びCX
−1パーソナルコンピュータ(キヤノン製)を接続し、
電解液は一級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶
液を調製する。
150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくは、
アルキルベンゼンスルホン酸塩0.1〜5ml加え、更
に測定試料を0.5〜50mg加える。
約1〜3分間分散処理を行い、前記コールターカウンタ
ーTA−2型により、アパーチャーとして100μアパ
ーチャーを用いて2〜40μmの粒子の粒度分布を測定
して、体積平均分布を求める。これらの求めた体積平均
分布より体積平均粒径を得る。
磁性一成分DC接触現像において問題の反転かぶりにつ
いて、その低減化により、トナー消費量を低減し、現像
装置の高寿命かつ低ランニングコスト対応を可能にし、
かつ、トナーの帯電電荷量を適性に保つことにより飛び
散りのないシャープなライン、ドットを再現することが
可能となった。
装置について、像担持体面の転写残トナー等付着物の大
半を占める、現像時に充分電荷付与されなかったトナー
が静電潜像の非画像部に付着する反転トナー(反転かぶ
り)の量を大幅に低減させることで像担持体面の転写残
トナー等付着物の総量を大幅に低減化して帯電部材の転
写残トナー等付着物に汚染を防止し、これにより長期安
定に像担持体および転写残トナー等付着物に充分な電荷
を付与することを可能にする、即ち、クリーナーレスプ
ロセスを常に効果的に長期安定に持続させることが可能
になった。
写残トナー等付着物に汚染されることがなく、長期安定
に像担持体および転写残トナー等付着物に電荷付与する
ことが可能になった。
剤層の充填状態を安定化し、放電による電荷付与を確実
に行うこと、またさらに、ユーザーフレンドリーな取り
扱いに優れた構成にすることが可能になった。
性図
量の関係図
等の付着物量の6k耐久の推移図
構成図
画像/ソリッド画像のトナー高さ非の関係図
ローラ)、3・・画像露光手段(レーザースキャナ)、
4・・現像装置、4a・・現像容器、4b・・現像剤担
持体(現像剤搬送部材、現像ローラ)、4c・・弾性ロ
ーラ(現像剤供給部材)、4d・・弾性ブレード(現像
剤層厚規制部材)、4e・・現像剤帯電手段(トナー帯
電ローラ)、t・・現像剤(トナー)、5・・転写手段
(転写ローラ)、6・・定着装置、7・・クリーニング
装置、10・・プロセスカートリッジ、P・・転写材、
S1〜S4・・バイアス印加用電源
Claims (22)
- 【請求項1】 静電潜像を担持する像担持体に接触し前
記静電潜像に現像剤を搬送して静電潜像を現像剤によっ
て可視化する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像
剤を介して圧接した規制部材を有する現像装置におい
て、 前記像担持体と前記現像剤担持体が接触して形成される
現像部よりも現像剤担持体の回転方向上流側で、前記現
像剤担持体に対する規制部材の圧接部よりも現像剤担持
体の回転方向下流側に、現像剤担持体上の担持現像剤に
近接または接触して設けられた現像剤帯電部材を有し、
前記現像剤帯電部材に印加するバイアスは前記現像剤に
対し放電開始電圧以上かつ前記現像剤と同極性の電圧で
あることを特徴とする現像装置。 - 【請求項2】 前記現像剤帯電部材の帯電領域は前記現
像剤担持部材の回転方向に対し直角方向において、前記
像担持体の回転方向と直角方向の画像形成域に対応する
部分に少なくとも対応することを特徴とする請求項1に
記載の現像装置。 - 【請求項3】 前記現像剤帯電部材は弾性ローラである
ことを特徴とする請求項1または2に記載の現像装置。 - 【請求項4】 前記現像剤帯電部材は前記現像剤担持体
に対し従動または駆動により同速度で回転することを特
徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の現像装
置。 - 【請求項5】 前記現像剤の形状係数SF−1が100
〜180であり、形状係数SF−2が100〜140で
あることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記
載の現像装置。 - 【請求項6】 前記現像剤の帯電電荷量が|35|〜|
80|μC/gであることを特徴とする請求項1ないし
5のいずれかに記載の現像装置。 - 【請求項7】 画像形成装置本体に着脱自在としたプロ
セスカートリッジであり、請求項1ないし6のいずれか
に記載の現像装置を有することを特徴とするプロセスカ
ートリッジ。 - 【請求項8】 請求項1ないし6のいずれかに記載の現
像装置を有することを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項9】 像担持体と、前記像担持体の面を帯電す
る帯電手段と、帯電した像担持体の面に静電潜像を形成
する潜像形成手段と、前記静電潜像を帯電した現像剤に
より現像剤像として現像する現像手段と、前記現像剤像
を転写材に転写する転写手段と、を有し、前記現像手段
が、前記転写手段により前記現像剤像を前記転写材へ転
写した後の前記像担持体上の転写残現像剤を回収する像
担持体クリーニング手段を兼ねる画像形成装置におい
て、 前記現像手段は、現像剤を担持して前記像担持体との対
向部である現像部へ搬送する現像剤担持体と、現像部よ
りも現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側において、電
圧が印加され、現像剤担持体に担持されて現像部に搬送
される現像剤を静電潜像を現像する帯電極性に帯電する
現像剤帯電手段を有することを特徴とする画像形成装
置。 - 【請求項10】 像担持体と、前記像担持体の面を帯電
する帯電手段と、帯電した像担持体の面に静電潜像を形
成する潜像形成手段と、前記静電潜像を帯電した現像剤
により現像剤像として現像する現像手段と、前記現像剤
像を転写材に転写する転写手段と、を有し、前記現像手
段が、前記転写手段により前記現像剤像を前記転写材へ
転写した後の前記像担持体上の転写残現像剤を回収する
像担持体クリーニング手段を兼ねる画像形成装置におい
て、 前記現像手段は、現像剤を担持して前記像担持体との対
向部である現像部へ搬送する現像剤担持体と、現像部よ
りも現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側において、電
圧が印加され、現像剤担持体に担持されて現像部に搬送
される現像剤を静電潜像を現像する帯電極性に帯電する
現像剤帯電手段を有すること、前記現像剤の形状係数S
F−1が100〜180であり、形状係数SF−2が1
00〜140であることを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項11】 前記像担持体の帯電手段は、像担持体
に当接もしくは近接して配設される帯電部材と、該帯電
部材に前記像担持体とのニップ部に放電開始電圧以上の
直流電圧を印加する帯電電源を有することを特徴とする
請求項9または10に記載の画像形成装置。 - 【請求項12】 前記帯電部材が弾性ローラである特徴
とする請求項11に記載の画像形成装置。 - 【請求項13】 前記像担持体に前記現像手段の前記現
像剤担持体が接触し現像部を形成することを特徴とする
請求項9ないし12の何れかに記載の画像形成装置。 - 【請求項14】 前記転写材に転写された現像剤像を転
写材上に定着する定着手段を備えることを特徴とする請
求項9ないし13の何れかに記載の画像形成装置。 - 【請求項15】 前記現像剤帯電手段に前記現像剤担持
体上の現像剤に対し放電開始電圧以上かつ前記現像剤の
帯電電荷と同極性のバイアスを印加することを特徴とす
る請求項9ないし14の何れかに記載の画像形成装置。 - 【請求項16】 前記現像剤帯電手段が前記現像剤担持
体上に対する圧接弾性部材であることを特徴とする請求
項9ないし15の何れかに記載の画像形成装置。 - 【請求項17】 前記現像剤帯電手段は長手方向におい
て前記像担持体の帯電手段の帯電部材より長いことを特
徴とする請求項9ないし16の何れかに記載の画像形成
装置。 - 【請求項18】 作像プロセス手段を収容し画像形成装
置本体に対して着脱自在のプロセスカートリッジであ
り、少なくとも像担持体と、前記像担持体の面に形成さ
れた静電潜像を帯電した現像剤により現像剤像として現
像する現像手段が収容されていて、前記現像手段は、現
像剤を担持して前記像担持体との対向部である現像部へ
搬送する現像剤担持体と、現像部よりも現像剤担持体の
現像剤搬送方向上流側において、電圧が印加され、現像
剤担持体に担持されて現像部に搬送される現像剤を静電
潜像を現像する帯電極性に帯電する現像剤帯電手段を有
することを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 【請求項19】 作像プロセス手段を収容し画像形成装
置本体に対して着脱自在のプロセスカートリッジであ
り、少なくとも像担持体と、前記像担持体の面に形成さ
れた静電潜像を帯電した現像剤により現像剤像として現
像する現像手段が収容されていて、前記現像手段は、現
像剤を担持して前記像担持体との対向部である現像部へ
搬送する現像剤担持体と、現像部よりも現像剤担持体の
現像剤搬送方向上流側において、電圧が印加され、現像
剤担持体に担持されて現像部に搬送される現像剤を静電
潜像を現像する帯電極性に帯電する現像剤帯電手段を有
すること、前記現像剤の形状係数SF−1が100〜1
80であり、形状係数SF−2が100〜140である
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 【請求項20】 前記像担持体に前記現像手段の前記現
像剤担持体が接触し現像部を形成することを特徴とする
請求項18または19に記載のプロセスカートリッジ。 - 【請求項21】 前記現像剤帯電手段に前記現像剤担持
体上の現像剤に対し放電開始電圧以上かつ前記現像剤の
帯電電荷と同極性のバイアスを印加することを特徴とす
る請求項18ないし20の何れかに記載のプロセスカー
トリッジ。 - 【請求項22】 前記現像剤帯電手段が前記現像剤担持
体上に対する圧接弾性部材であることを特徴とする請求
項18ないし20の何れかに記載のプロセスカートリッ
ジ。
Priority Applications (6)
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