JPH0511600A

JPH0511600A - 一成分現像剤を使用する静電記録装置

Info

Publication number: JPH0511600A
Application number: JP3166005A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kamachi; 英樹釜地; Masae Ikeda; 眞砂恵池田; Kazunori Hirose; 和則広瀬; Hiroshi Osame; 浩史納; Masahiro Wano; 正弘和納; Tetsuo Nakajima; 哲郎中嶋; Masatoshi Kimura; 正利木村; Yukio Nishio; 行生西尾
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-07-06
Filing date: 1991-07-06
Publication date: 1993-01-22
Also published as: US6175710B1; DE69214033D1; DE69214033T2; KR930002894A; EP0522813A3; EP0522813A2; EP0522813B1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】比較的低い低温低湿度から比較的高い高温高
湿度までの環境範囲下でも安定した記録濃度および記録
品位が維持できる静電記録装置を提供する。【構成】静電潜像を保持する像担持体（２６）と、一
成分現像剤による現像手段（３２）と、現像された帯電
トナー像の転写手段（３４）とを具備し、現像手段が現
像ローラ（３２ｂ）と、これに付着したトナーの層厚を
均一に規制する導電性層厚規制部材（３２ｃ）と、導電
性層厚規制部材を介してトナーに電荷を注入してトナー
を所定の極性に帯電させる電荷注入電源とを含み、転写
手段が像担持体に対接して配置された導電性転写ローラ
（３４）と、これと像担持体との間を通過させられる記
録媒体に帯電トナー像とは逆極性の電荷を与えるべく導
電性転写ローラに転写電圧を印加する転写電源（３６）
とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は感光体、誘電体等の像担
持体に静電潜像を書き込み、その静電潜像を現像剤で静
電的に現像し、次いで記録紙等の記録媒体に転写して記
録を行う静電記録装置、例えば電子写真複写機、電子写
真プリンタ等に関し、一層詳しくは現像剤として一成分
現像剤を使用する静電記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７を参照すると、従来の静電記録装置
の基本構成の一例が概略的に示され、この例では像担持
体として感光体ドラム１０が用いられる。感光体ドラム
１０は例えばアルミニウム製の円筒基体１０ａの表面に
感光材料層例えば有機感光材料層（ＯＰＣ）１０ｂを形
成したものであり、記録作動中、それは矢印ａで示す方
向に回転される。感光体ドラム１０の周囲には、その回
転方向に沿ってコロナ帯電器１２、光学的静電潜像書込
み手段例えばレーザビーム走査光学系１４、現像ローラ
１６、コロナ転写器１８、除電ランプ２０およびクリー
ナ２２が順次配置される。記録媒体すなわち記録紙Ｐは
感光体ドラム１０とコロナ転写器１８との間に矢印ｂの
方向から導入され、記録紙Ｐの進行方向下流側には定着
器２４が配置される。

【０００３】コロナ帯電器１２はコロナ放電器から構成
され、このコロナ帯電器１２によって感光体ドラム１０
の感光材料層１０ｂには負あるいは正の電荷が与えられ
て該刊行材料層１０ｂには一様な電荷を持つ帯電領域が
形成される。図示の例では、感光体ドラム１０には有機
感光材料層１０ｂが形成されるので、そこには負の電荷
が与えられる。なお、図７では、負の電荷がマイナス記
号“−”でもって示されている。レーザビーム走査光学
系１４からはレーザビームＬＢが射出され、このレーザ
ビームＬＢは感光体ドラム１０の母線方向に沿って順次
偏向され、これにより感光体ドラム１０の帯電領域が偏
向レーザＬＢでもって走査される。走査中、偏向レーザ
ビームＬＢは例えばワードプロセッサあるいはマイクロ
コンピュータからの二値画像データに基づいて点滅さ
れ、これにより感光体ドラム１０の帯電領域には二値静
電潜像が書き込まれる。すなわち、レーザビームＬＢが
照射された箇所の電荷が抜け（感光体ドラム１０のアル
ミニウム製の円筒基体は接地されている）、これにより
二値静電潜像は帯電領域中での電位差によって形成され
ることになる。なお、レーザビームＬＢの照射によって
電荷が抜けた箇所は電荷井戸と呼ばれ、図示の例では、
かかる電荷井戸の電位は背景領域の電位よりも高くな
る。

【０００４】現像ローラ１６は現像剤を収容する現像剤
容器（図示されない）内に配置されると共にその表面の
一部が感光体ドラム１０に対面するように露出される。
現像ローラ１６が矢印ｃで示す方向に回転させると、そ
の表面に担持された帯電現像剤すなわち負の帯電トナー
が感光体ドラム１０との対面領域すなわち現像領域まで
搬送され、そこで静電潜像が帯電トナーでもって静電的
に現像されることになる。詳述すると、現像ローラ１６
には感光体ドラム１０の静電潜像領域の電位よりも低い
がその背景領域の電位よりも高い負の現像バイアス電圧
が印加され、これにより負の帯電トナー粒子がその電荷
でもって静電潜像領域（電荷井戸）を充電するような態
様で付着するが、その背景領域では静電的に反発され、
かくして静電潜像領域だけが帯電トナー粒子でもって可
視化すなわち現像されることになる。なお、図７では、
帯電トナー粒子が白丸にマイナス記号“−”を付して示
されている。

【０００５】コロナ転写器１８もコロナ帯電器１２と同
様にコロナ放電器から構成され、このコロナ帯電器１８
によって記録紙Ｐには帯電トナー像とは逆極性の電荷す
なわち正の電荷が与えられ、これにより帯電トナー像が
記録紙Ｐが感光体ドラム１０から記録紙Ｐ側に静電的に
転写され、この転写トナー像は記録紙Ｐと共に例えば熱
定着器２４に送られてそこで熱定着される。一方、感光
体ドラム１０から帯電トナー像が転写された領域からは
除電ランプ２０によって残留電荷が除去され、次いでク
リーナ２２によって残留トナーが感光体ドラム１０の表
面から排除される。このように清掃された領域は再びコ
ロナ帯電器１２によって帯電させられ、上述のプロセス
が繰り返される。図示の例では、熱定着器２４はヒート
・ローラ２４ａおよびバックアップ・ローラ２４ｂから
なり、またクリーナ２２はファー・ブラシから構成され
る。なお、図７では、記録紙Ｐに与えれた正の電荷がプ
ラス記号“＋”でもって示され、また定着トナー像が小
さいな四角形の黒ベタでもって示される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】静電記録装置の現像プ
ロセスで用いる現像剤としては、一般的には、二成分現
像剤が広く知られており、この二成分現像剤は着色樹脂
等からなる粉体微粒子すなわちトナーと、酸化鉄等から
なる磁性粉すなわち磁性体キャリヤとを含む。この場
合、現像ローラ１６は図８に示すような磁気ローラとし
て構成され、この磁気ローラ１６は外側スリーブ１６ａ
と、その内部に設けられた永久磁石１６ａとからなり、
これら両要素のうちの何れか一方もしくは双方が矢印ｄ
の方向に回転させられる。二成分現像剤は現像剤容器内
で攪拌器でもって攪拌され、これによりトナーと磁性体
キャリヤとが互いに摩擦帯電されて互いに帯電させら
れ、図７の場合では、トナーが負に、また磁性体キャリ
ヤが正に帯電されるようにそれぞれの材料が選ばれる。
なお、図８では、マイナス記号“−”を付した比較的小
さな白丸がトナー粒子を、またプラス記号“＋”を付し
た比較的大きな白丸が磁性体キャリヤを示している。磁
気ローラ１６の周囲には磁性体キャリヤによっていわゆ
る磁気ブラシが形成され（図８では、その磁気ブラシの
一本が模式的に示される）、この磁気ブラシに帯電トナ
ー粒子が静電的に付着し、磁気ローラ１６の回転に伴っ
て該帯電トナー粒子が現像領域まで搬送されることにな
る。

【０００７】二成分現像剤の長所の一つとしては、トナ
ーが磁気ブラシでもって安定的に搬送され得るという点
が挙げられるが、その反面トナーの帯電特性が外部環境
特に温度湿度によって影響され易いという点が問題とな
る。すなわち、トナーと磁性体キャリヤとの摩擦帯電が
温度湿度の影響を受け易いということである。図９のグ
ラフを参照すると、トナーの単位量当たりの平均トナー
帯電量と温度湿度との関係が示され、同グラフから明ら
かなように、一般的な傾向として、低温低湿度の環境下
ではトナーの帯電量は多く、また高温高湿度の環境下で
はトナーの帯電量は少ない。

【０００８】一方、図１０のグラフを参照すると、平均
トナー帯電量と現像特性との関係が示され、同グラフに
おいて、特性曲線Ａは帯電トナー像の濃度すなわち現像
濃度（光学濃度0D）を示し、特性曲線Ｂは静電潜像領域
以外の背景領域のトナー汚染濃度すなわちカブリ濃度
（光学濃度OD）を示す。特性曲線Ａから明らかなよう
に、現像濃度は平均トナー帯電量が10μC/g 以上になる
につれ次第に低下する。というのは、平均トナー帯電量
が10μC/g 以上の場合には個々のトナー粒子の電荷が比
較的大きいので、現像時に静電領域すなわち電荷井戸へ
の少量のトナー粒子の付着によってその電位が背景領域
の電位と等しくなって、それ以上のトナー粒子の付着が
妨げられるからである。また、特性曲線Ｂから明らかな
ように、カブリ濃度は平均トナー帯電量が７μC/g 以下
になるにつれて次第に上昇する。というのは、平均トナ
ー帯電量が７μC/g 以下の場合には個々のトナー粒子の
中には無電荷のものも含まれ、そのような無電荷のトナ
ー粒子は現像バイアス電圧の作用を受けることなく感光
体ドラムの表面に物理的に付着し得ることになるからで
ある。一般的に、充分な現像濃度（すなわち記録濃度）
を得るためには、光学濃度としてOD1.0 以上、好ましく
はOD1.2 以上が必要であり、また記録品位としてはカブ
リが排除されるべきである。したがって、図１０のグラ
フから明らかなように、平均トナー帯電量は７ないし20
μC/g の範囲内、好ましくは７ないし17μC/g の範囲内
であるべきである。

【０００９】再び図９のグラフを参照すると、平均トナ
ー帯電量の７ないし17μC/g の範囲がハッチング領域と
して示され、この範囲を逸脱すると、良好な現像特性が
得られないことになる。すなわち、温度23度以下で相対
湿度50%RH 以下の環境下では充分な現像濃度が得られ
ず、また温度32度以上で相対湿度80%RH 以上の環境下で
はカブリが発生することになる。要するに、二成分現像
剤を使用する静電記録装置にあっては、低湿度の冬場で
は現像濃度が低下し易く、高湿度の夏場ではカブリが発
生し易いという点が問題となる。

【００１０】静電記録装置の現像プロセスで用いる現像
剤として、一成分現像剤も知られており、一成分現像剤
の中には非磁性タイプの一成分現像剤と磁性タイプの一
成分現像剤とがある。非磁性タイプの一成分現像剤は着
色樹脂等からなる粉体微粒子すなわちトナーのみを含む
ものであり、これに対して磁性タイプの一成分現像剤は
磁性粉を混入した着色樹脂等からなる粉体微粒子すなわ
ちトナーのみを含むものである。磁性タイプの一成分現
像剤の場合には、現像ローラとしては、二成分現像剤の
場合と同様な磁性ローラが用いられ、トナーはその表面
に磁力でもって付着させられて現像領域まで搬送され
る。これに対して、非磁性タイプの一成分現像剤の場合
には、現像ローラとしては、導電性のゴム材料あるいは
導電性の多孔質ゴム材料等から形成された弾性ローラが
用いられ、トナーはその表面に摩擦力でもっておよび静
電鏡像力でもって物理的に付着させられて現像領域まで
搬送される。

【００１１】いずれにしても、一成分現像剤の場合に
は、均一な現像濃度を保証するためには現像ローラの表
面に付着したトナーを均一な層状にして現像領域に搬送
することが必要であり、このため層厚規制ブレードが現
像ローラに適用され、その層厚規制ブレードでもって現
像ローラに均一なトナー層を形成するようにしている。
また、層厚規制ブレードはトナーとの摩擦帯電によって
トナーを帯電させる役目も負わされ、このため層厚規制
ブレードはトナー粒子を所定の極性に帯電させ得るよう
な材料から形成される。しかしながら、一成分現像剤を
層厚規制ブレードでもって摩擦帯電させた場合も、上述
した二成分現像剤の場合と同様に、その帯電特性は温度
湿度によって影響され易いという点が問題となる。図１
１のグラフを参照すると、トナー（一成分現像剤）の単
位量当たりの平均トナー帯電量と温度湿度との関係が示
され、同グラフから明らかなように、温度25度以上で相
対湿度60%RH 以上の環境下では、良好な現像特性が得ら
れる平均トナー帯電量の範囲（７ないし17μC/g ）の下
限から外れることになる。要するに、一成分現像剤を用
いる静電記録装置にあっては、高湿度の夏場ではカブリ
が発生し易いという点が問題となる。

【００１２】図７に示したような従来の静電記録装置の
別な問題点としては、コロナ放電器から構成されたコロ
ナ転写器１８での転写効率も温度湿度の影響を受け易い
ということも指摘されている。図１２のグラフを参照す
ると、転写トナー像の光学濃度と温度湿度との関係が示
されている。なお、転写効率とは感光体ドラム１０に担
持された帯電トナー像が記録紙Ｐ側に転写された際の転
写トナー量と残留トナー量との比でありるが、図１２の
グラフの縦軸では転写効率の代わりに転写トナー像の光
学濃度が示されている（すなわち、転写トナー像の光学
濃度大きければ大きい程、転写効率が良いということに
なる）。図１２のグラフから明らかなように、高温高湿
度の環境下になるに従って、転写トナー像の光学濃度
（すなわち記録濃度）記録濃度が低下する。というの
は、高温高湿度の環境下では、記録紙Ｐの電気抵抗が低
下するので、コロナ転写器１８から記録紙Ｐの裏側に与
えた正の電荷がその表面側に通過して帯電トナーの電荷
を中和させるからである。その結果、高湿度の夏場で
は、いわゆる転写抜け現象が発生して記録品位が劣化し
得るという点が問題となる。

【００１３】図７に示したような従来の静電記録装置の
更に別な問題点としては、コロナ帯電器１２およびコロ
ナ転写器１８の作動時に発生するオゾンが感光体ドラム
１０の劣化を早めるだけでなく、人体に対するオゾンの
有害性も指摘されている。このため従来の静電記録装置
では、オゾンフィルタ等を用いてオゾンが外部に放出さ
れないようにされているが、オゾンフィルタの寿命は比
較的短く、その交換を頻繁に行わなければならないとい
った問題もある。

【００１４】したがって、本発明の目的は比較的低い低
温低湿度から比較的高い高温高湿度までの環境範囲下で
も安定した記録濃度および記録品位が維持され得るよう
になった静電記録装置を提供することである。また、本
発明の別の目的は本発明の目的は比較的低い低温低湿度
から比較的高い高温高湿度までの環境範囲下でも安定し
た記録濃度および記録品位が維持され得ると共にオゾン
発生問題を克服し得る静電記録装置を提供することであ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明による静電記録装
置は静電潜像を保持し得る像担持体と、この像担持体に
保持された静電潜像をトナーのみからなる一成分現像剤
でもって静電的に現像する現像手段と、この現像手段に
よって現像された帯電トナー像を記録媒体に静電的に転
写する転写手段とを具備する。本発明によれば、そのよ
うな静電記録装置において、現像手段が静電潜像の現像
のためにトナーを層状に付着させて像担持体に搬送させ
る現像ローラと、この現像ローラに付着したトナーの層
厚を均一に規制すべく該現像ローラに係合させられる導
電性層厚規制部材と、この導電性層厚規制部材でもって
トナーの層厚を規制する際に該導電性層厚規制部材を介
してトナーに電荷注入して該トナーを所定の極性に帯電
すべく該導電性層厚規制部材に電荷注入電圧を印加する
電荷注入電源とを含み、転写手段が像担持体に対接して
配置された導電性転写ローラと、この導電性転写ローラ
と該像担持体との間を通過させられる記録媒体に帯電ト
ナー像とは逆極性の電荷を与えるべく該導電性転写ロー
ラに転写電圧を印加する転写電源とを含むことが特徴と
される。また、本発明による静電記録装置において、像
担持体が感光体として構成されたとき、該感光体には接
触式帯電器によって一様な帯電領域が形成され、その帯
電領域に光学的に静電潜像が書き込まれる。

【００１６】

【作用】以上の構成から明らかなように、本発明による
静電記録装置にあっては、トナーは電荷注入によって積
極的に帯電させられるので、その帯電特性が温度湿度の
変動によって影響されることはない。また、帯電トナー
像の転写は像担持体に対接された導電性転写ローラによ
って行われ、この場合帯電トナー像の記録媒体への転写
には静電力だけでなく、像担持体に対する導電性転写ロ
ーラの対接力も関与し、このため温度湿度の変動による
転写効率の影響が軽減される。本発明において、像担持
体が感光体として構成された際には、その感光体には接
触式帯電器によって一様な帯電領域が形成されるので、
オゾンの発生が阻止され、更に導電性転写ローラによる
転写プロセスでもオンゾンは伴わないことから、この場
合オゾン発生問題はほぼ完全に回避され得ることにな
る。

【００１７】

【実施例】次に、添付図面の図１ないし図６を参照し
て、本発明による静電記録装置の一実施例について説明
する。先ず、図１を参照すると、本発明に従って構成さ
れた静電記録装置の一例として、電子写真式レーザプリ
ンタが概略的に示され、このレーザプリンタは像担持体
として感光体ドラム２６を具備する。本実施例では、感
光体ドラム２６は直径40mmを有し、図７の場合と同様に
アルミニウム等の円筒基体の表面に有機感光材料層（Ｏ
ＰＣ）を形成したものであり、記録作動中、図中に矢印
で示す方向に回転させられる。なお、感光体ドラム２６
の回転速度についてはその周速が70mm/sとなるようにさ
れる。

【００１８】感光体ドラム２６の有機感光材料層には接
触式帯電器２８によって負の電荷が与えられ、該有機感
光材料層には一様な負の帯電領域が形成される。本実施
例では、接触式帯電器２８は導電性回転ブラシ帯電器と
して構成され、この導電性回転ブラシ帯電器２８には芯
金に導電性レーヨン繊維（ユニチカ製レックＢ）を織り
込んで植毛したものが用いられ、その植毛繊維長さは約
４mm程度とされる。なお、導電性レーヨン繊維の抵抗値
は10¹²Ωcmであり、その植毛密度は100,000F/inch²であ
り、導電性回転ブラシ回転器２８の外径は約16mmであ
り、その回転速度は感光体ドラム２６の周速70mm/sに対
して約0.8 倍の56mm/s以上とされる。本実施例では、導
電性回転ブラシ帯電器２８には周波数500Hz でピーク間
電圧1.0kVの交流電圧に直流オフセット電圧−600Vを重
畳した電圧が印加され、これにより感光体ドラム２６の
表面には約−600Vの一様な帯電領域が形成される。ま
た、導電性回転ブラシ回転器２８の電源としては、直流
定電流電源を用いることも可能である。なお、本実施例
では、接触式帯電器２８として、導電性回転ブラシ帯電
器が用いられたが、その他のタイプの接触式帯電器例え
ば導電性弾性体ブレード帯電器、導電性弾性体ローラ帯
電器、導電性固定ブラシ帯電器等を用いることも可能で
あり、この場合にも各接触式帯電器には直流オフセット
電圧と交流電圧とを重畳したものを印加してもよいし、
直流定電流電源からの定電流を通電することもできる。

【００１９】導電性回転ブラシ帯電器２８によって感光
体ドラム２６の表面に形成された帯電領域にはレーザビ
ーム走査光学系３０によって静電潜像が書き込まれる。
レーザビーム走査光学系３０は図７を参照して説明した
ものと同様なものであり、そこから射出されたレーザビ
ームＬＢは感光体ドラム２６の表面をその母線方向に沿
って走査され、かつ例えばワードプロセッサあるいはマ
イクロコンピュータからの二値画像データに基づいて点
滅され、これにより感光体ドラム２６の帯電領域には二
値静電潜像が書き込まれ、このときレーザビームＬＢの
照射箇所からは負の電荷が抜けてその箇所（電荷井戸）
の電位は約−600Vから約−100Vまで上がる（絶対値とし
ては低下）。なお、レーザビーム走査光学系３０では、
レーザ発生源として例えば半導体レーザが用いられ、ま
たそのレーザビームの偏向光学系としてポリゴンミラー
等が用いられる。

【００２０】感光体ドラム２６の表面に書き込まれた静
電潜像はトナーのみからなる一成分現像剤でもって現像
され、この現像プロセスは現像器３２によって行われ
る。現像器３２は一成分現像剤すなわちトナーを収容す
る現像剤容器３２ａと、この現像剤容器３２ａ内に配置
されかつ図中に示す矢印の方向に回転させられる現像ロ
ーラ３２ｂとを具備する。なお、現像ローラ３２ｂの回
転速度は感光体ドラム２６の周速70mm/sの約2.5 倍の17
0mm/s とされる。本実施例では、一成分現像剤として非
磁性タイプのものが用いられるので、現像ローラ３２ｂ
は導電性の弾性体ローラとして構成され、トナーはその
表面に摩擦力と静電的鏡像力でもって付着して、感光体
ドラム１０の対接領域すなわち現像領域まで搬送され
る。現像ローラの材料としては、好ましくは、導電性の
多孔質ゴム材料例えば導電性の多孔質発泡ウレタン・ス
ポンジ材料（トーヨーポリマー製の商品名ルビセル）が
用いられる。かかる多孔質発泡ウレタン・スポンジ材料
の平均気孔径は10μm であり、その気孔セル数は200 セ
ル/inch であり、その体積抵抗は10⁴ないし10⁷Ωcmで
あり、またそのアスカーＣ硬度は23度である。このよう
な材質で作られた現像ローラ３２ｂは良好なトナー搬送
性を有するだけでなく比較的柔らかいという特性も有
し、感光体ドラム２６に対して約30gf/cm の線圧で押し
付けられる。現像時には、現像ローラ３２ｂには−300V
の現像バイアス電圧が印加され、このため帯電トナーは
静電潜像領域には静電的に付着されるが、その背景領域
への付着が阻止される。なお、ここで用いる非磁性タイ
プの一成分現像剤としては、体積抵抗４×10⁴Ωcm、平
均粒径12μm 、シリカ外添加0.5%のポリエステル系負極
性トナーが用いられる。

【００２１】また、現像器３２は現像ローラ３２ｂに付
着したトナーの層厚を所定厚さに規制すべく該現像ロー
ラ３２ｂに弾性的に係合させられた導電性の層厚規制部
材すなわち層厚規制ブレード３２ｃを具備し、この層厚
規制ブレード３２ｃは厚さ0.1mm のステンレス板(USU30
4)から形成される。層厚規制ブレード３２ｃの先端縁に
は丸味み加工処理が施され、これによりトナー層の層厚
規制面を滑らかに整えることができる。図２に概略的に
示すように、層厚規制ブレード３２ｃには負の電圧例え
ば−400Vの電圧が印加され、これによりトナー層厚規制
時にトナーに負の電荷注入が行われ、かくしてトナーは
温度湿度の変動に拘わらずに所定量の電荷でもって帯電
され得ることになり、このときトナーの帯電に層厚規制
ブレードとの摩擦帯電を関与させるようにしてもよい。
なお、図２では、電荷注入前のトナー粒子が白丸で示さ
れ、電荷注入されたトナー粒子は白丸にマイナス記号
“−”を付して示される。

【００２２】現像器３２は更にトナー回収兼供給ローラ
３２ｄ、パドルローラ３２ｅおよびトナー攪拌器３２ｆ
を具備する。トナー回収兼供給ローラ３２ｄは好ましく
は導電性スポンジ材料、例えば気孔セル数約40セル/inc
h 、体積抵抗10⁴Ωcmの導電性スポンジ材料から形成さ
れて、現像ローラ32ｂに対して約１mmの接触深さで対接
させられると共に該現像ローラ３２ｂと同じ方向に回転
させられる。トナー回収兼供給ローラ３２ｄはその一方
の側すなわち図１の左側で現像に用いられなかったトナ
ーを現像ローラ３２ｂから掻き落とすと共にその反対側
すなわち図１の右側で該現像ローラ３２ｂにトナーを積
極的に供給して付着させるように機能する。トナー回収
兼供給ローラ３２ｄには−400Vのバイアス電圧が印加さ
れ、これにより該トナー回収兼供給ローラ３２ｄのスポ
ンジ材料中へのトナー粒子の侵入が阻止される。パドル
ローラ３２ｅは現像剤容器３２ａ内のトナーをトナー回
収兼供給ローラ３２ｄのトナー供給側に送り込むように
回転させられ、またトナー攪拌器３２ｆは現像剤容器３
２ａ内でトナーのデッドストックを排除すべく作動させ
らてトナーをパドルローラ３２ｅに送り出すように機能
する。

【００２３】現像プロセスで得られた帯電トナー像は次
いで転写器３４によって記録紙上に転写される。転写器
３４は導電性転写ローラとして構成され、この導電性転
写ローラ３４は現像ローラ３２ｂと同様な導電性の多孔
質ゴム材料から形成され得るものであり、感光体ドラム
２６に対して50gf/cm の線圧で押し付けられる。本実施
例では、かかる多孔質ゴム材料として、平均気孔径10μ
m 、気孔セル数200 セル/inch 、体積抵抗10⁷Ωcmおよ
びアスカーＣ硬度23度の多孔質発泡ウレタン・スポンジ
材料（トーヨーポリマー製の商品名ルビセル）が用いら
れる。図３に概略的に示すように、導電性転写ローラ３
４は転写電源３６に接続され、これにより該導電性転写
ローラ３４には感光体ドラム２６から帯電トナー像を記
録紙Ｐに転写させるための転写電圧が印加される。本実
施例では、転写電源３６は記録紙Ｐに約10μA の正の電
荷を与えるような直流定電流電源として構成され、これ
により帯電トナー像の転写が安定して行い得ることにな
る。なお、図３では、帯電トナー像のトナー粒子がマイ
ナス記号“−”を付した白丸で示され、また記録紙に与
えられた正の電荷プラス記号“＋”で示される。

【００２４】図１のレーザプリンタにおいて、記録紙は
給紙カセット３８内に積み重ねられた状態で収容され、
そこから記録紙はピックアップ・ローラ４０によって一
枚ずつ繰り出されてガイド４２内に送り込まれる。ガイ
ド４２は感光体ドラム２６と導電性転写ローラ４３との
接触領域に向かって延在し、該ガイド４２の途中には一
対のレジスト・ローラ４４、４４が配置される。ピック
アップ・ローラ４０によって繰り出された記録紙は一対
のレジスト・ローラ４４、４４の箇所で一旦停止された
後に適当なタイミングで該一対のレジスト・ローラ４
４、４４によって感光体ドラム２６と導電性転写ローラ
４３との接触領域に向かって送り出され、これにより記
録紙上には帯電トナー像がその所定位置で転写され得る
ことになる。

【００２５】転写プロセスを経た直後の記録紙は接地導
電性ブラシ４６と接触させられ、これにより記録紙の正
の電荷の一部が逃がされ、かくして記録紙と感光体ドラ
ム２６との間の静電的吸着力が弱められて、該記録紙が
感光体ドラム２６から容易に分離され得る。接地導電性
ブラシ４６と導電性転写ローラ３４との間で放電が生じ
るの阻止するためにその間には放電阻止板４８が配置さ
れる。記録紙から正の電荷の一部が逃がされた後、該記
録紙はガイド板５０に導かれて熱定着器５２に送られ、
そこで転写トナー像が記録紙上に熱定着される。熱定着
器５２は図７で説明した熱定着器２４と同様なタイプの
ものであり、ヒート・ローラ５２ａおよびバックアップ
・ローラ５２ｂからなる。なお、図１において、参照符
号５４は感光体ドラム２６から残留トナーを除去するた
めのトナー掻取りブレードを示し、このトナー掻取りブ
レード５４で除去されたトナーはトナー溜め容器５６内
に収容され、また参照符号５８はレーザプリンタの電源
部を示し、この制御部５０によって現像ローラ３２ｂ、
層厚規制ブレード３２ｃ、導電性転写ローラ３４等への
給電が行われる。

【００２６】図４のグラフは図１１のグラフに本発明に
よる平均トナー帯電量の特性曲線Ｃを書き加えたもので
あり、同図から明らかなように、本発明によれば、トナ
ーは導電性の層厚規制部３２ｃを介する電荷注入によっ
て積極的に帯電させられるので、温度40度以上で相対湿
度80%RH 以上の環境下でも、平均トナー帯電量は良好な
現像特性が得られる範囲（７ないし17μC/g ）内とされ
る。また、図５は図１２のグラフに本発明による転写特
性曲線Ｄを書き加えたものであり、同図から明らかなよ
うに、本発明によれば、感光体ドラム２６に対接させら
れた導電性転写ローラ３４が使用されるので、温度40度
以上で相対湿度80%RH 以上の環境下でも、転写トナー像
の光学濃度がOD1.2 以上に維持し得る。要するに、本発
明によれば、図４および図５のグラフから明らかなよう
に、温度０度かつ相対湿度10%RH から温度40度かつ相対
湿度80%RH までの広い環境範囲に亘って良好な記録品位
を維持するに必要な平均トナー帯電量７ないし17μC/g
を得ることが可能である。

【００２７】図６には導電性転写ローラ３４を用いた場
合の平均トナー帯電量と転写効率との関係が示され、平
均トナー帯電量が７ないし20μC/g の範囲内では良好な
転写が行われるが、この範囲を逸脱すると、転写トナー
像の品位すなわち記録品位は低下することになる。詳述
すると、平均トナー帯電量が７μC/g 以下の場合には転
写効率が80% 以下となって充分な記録濃度が得られなく
なり、また平均トナー帯電量が20μC/g になると、80%
以上の転写効率は得られるが、転写抜けが発生し得る。
平均トナー帯電量が20μC/g 以上で転写抜けが生じる理
由は、導電性転写ローラ３４を用いた場合には、記録紙
が感光体トナー２６に対して密接された状態となるの
で、トナー帯電量が大きいと、その間で局部的な放電が
生じて、その箇所のトナー粒子の電荷が少なくなるから
である。要するに、本発明においては、平均トナー帯電
量を７ないし20μC/g の範囲内に維持されれば、良好な
記録品位が維持され得る。

【００２８】

【発明の効果】以上の記載から明らかなように、本発明
による静電記録装置にあっては、温度湿度が広範囲に亘
って変動しても、高品位の記録が安定して維持され得
る。また、感光体ドラムに対する帯電器として接触式帯
電器を用いた場合には、オゾン問題は実質的に解消され
得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したレーザプリンタの概略図であ
る。

【図２】図１のレーザプリンタでのトナー電荷注入を説
明する概略図である。

【図３】図１のレーザプリンタでの帯電トナー像の転写
を説明する概略図である。

【図４】本発明による現像特性を説明するグラフであ
る。

【図５】本発明による転写特性を説明するグラフであ
る。

【図６】本発明に従って導電性転写ローラを用いた際の
転写効率と平均トナー帯電量との関係を示すグラフであ
る。

【図７】従来の静電記録装置の基本構成を示す概略図で
ある。

【図８】二成分現像剤の現像プロセスを説明する概略図
である。

【図９】二成分現像剤における平均トナー帯電量と温度
湿度との関係を示すグラフである。

【図１０】平均トナー帯電量と現像特性との関係を示す
グラフである。

【図１１】一成分現像剤における平均トナー帯電量と温
度湿度との関係を示すグラフである。

【図１２】転写特性と温度湿度との関係を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１０…感光体ドラム１２…コロナ帯電器１４…レーザビーム走査光学系１６…現像ローラ１８…コロナ転写器２０…除電ランプ２２…トナー掻取りブレード２４…熱定着器２６…感光体ドラム２８…接触式帯電器３０…レーザビーム走査光学系３２…現像器３２ａ…現像剤容器３２ｂ…現像ローラ３２ｃ…層厚規制部材３４…転写器（導電性転写ローラ）

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像を保持し得る像担持体（２６）
と、この像担持体に保持された静電潜像をトナーのみか
らなる一成分現像剤でもって静電的に現像する現像手段
（３２）と、この現像手段によって現像された帯電トナ
ー像を記録媒体に静電的に転写する転写手段（３４）と
を具備する静電記録装置において、前記現像手段が静電潜像の現像のためにトナーを層状に
付着させて前記像担持体に搬送させる現像ローラ（３２
ｂ）と、この現像ローラに付着したトナーの層厚を均一
に規制すべく該現像ローラに係合させられる導電性層厚
規制部材（３２ｃ）と、この導電性層厚規制部材でもっ
てトナーの層厚を規制する際に該導電性層厚規制部材を
介してトナーに電荷注入して該トナーを所定の極性に帯
電すべく該導電性層厚規制部材に電荷注入電圧を印加す
る電荷注入電源とを含み、前記転写手段が前記像担持体に対接して配置された導電
性転写ローラ（３４）と、この導電性転写ローラと該像
担持体との間を通過させられる記録媒体に帯電トナー像
とは逆極性の電荷を与えるべく該導電性転写ローラに転
写電圧を印加する転写電源（３６）とを含むことを特徴
とする静電記録装置。
【請求項２】請求項１に記載の静電記録装置におい
て、前記像担持体が感光体（２６）として構成され、こ
の感光体には接触式帯電器（２８）によって一様な帯電
領域が形成され、その帯電領域に光学的に静電潜像が書
き込まれることを特徴とする静電記録装置。