JPH0594082A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置の小型、軽量化を図れひいては価格の低
減を実現することができ、又トナー補給のみを必要とし
回収トナーの廃棄を行う必要がなくなるメンテナンス性
の大幅な改良がなされた現像同時クリーニング方式の画
像形成装置を提供することを目的とする。 【構成】 現像ローラ２１と感光体２７を接触させるこ
とで、現像ローラ２１から感光体露光部２７ａにトナー
２８を移行させるための条件は現像電位≧１５０Ｖ、感
光体末露光部２７ａの残留トナー３４を現像ローラ２１
に移行させるための条件はクリーニング電位≧３００Ｖ
となり、尚かつ、現像ローラ２１へバイアスを印加する
時間を露光装置が作動し感光体２７上に潜像を形成し始
めてから転写チャージャー１３により、転写紙１２に感
光体２７上のトナー像を転写終了するまでの間とし、そ
れ以外の感光体２７及び現像ローラ２１の回転時は帯電
装置３０のみ作動させることで、クリーニング性が格段
に向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写装置、プ
リンタ等、一成分現像剤を用いて静電潜像の現像を行う
非磁性一成分現像剤用の画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、特願昭５８−３２４２９号および
特願昭５８−７７２６号のように単一の現像装置によ
り、現像工程と、クリーニング工程を同時に行うものが
開発されている。この装置は現像剤としてトナー及びキ
ャリアを有する二成分現像剤を用いて現像及びクリーニ
ングを行うものであり、現像装置そのものが大きい上に
重量も重く、さらにはオートトナーを必要とする等コス
ト高を生じるという問題がある。更には、残留トナーの
回収を確実に行わせようとして、感光体の未露光部と現
像ローラ間の電位差を増大してしまうと、キャリアがト
ナーと逆極性を有し、現像ローラ上から感光体側に吸引
され易いこと、また、キャリアの抵抗がトナーより低い
ため高電界により容易にキャリアにトナーと逆極性電荷
が注入されることから感光体側にキャリアの付着を生じ
てしまい感光体の劣化や画質の低下を生じる等の問題も
有している。

【０００３】次に、特願昭６２−２０３１８２号等記載
の一成分現像剤を用いて現像ローラと非接触で感光体の
現像工程及びクリーニング工程を同時に行う画像形成装
置について第５図を用いて説明する。図５において、画
像形成装置本体（図示せず）内の像担持体である感光体
７の周囲には感光体７表面を約−９００Ｖに帯電する帯
電装置１０、露光装置（図示せず）による画像情報に応
じたレーザ光１１が照射される露光部７ａ、感光体７の
現像及びクリーニングを同時に行う現像部である現像装
置４がユニット内に収納されており、現像装置４の筐体
内のトナーホッパー４ａより非磁性の一成分現像剤であ
るトナー８が現像ローラ１に供給されている。現像ロー
ラ１は、表面強度を上げるためサウンドブラスト処理
し、ニッケル無電界メッキし、表面粗さが０．１〜５μ
ｍのアルミスリーブから成っており、感光体７と約２５
０μｍ程度の間隔で相対向している。また現像ローラ１
にはトナーをコーティングするためのコーティングブレ
ード５及び古いトナーを掻き落とす攪拌ローラ２が摺接
されている。更に現像ローラ１には電源６により−５０
０Ｖが印加されている。１２は転写紙である。

【０００４】まずコピーがスタートされると１枚目のコ
ピーを行うため感光体７が矢印Ｓで示す方向に回転され
ると共に感光体７表面は帯電装置１０により一様に−９
００Ｖに帯電される。次いで露光部に達すると画像情報
に従い露光され感光体７の露光部７ａの表面電位は約−
６０Ｖまで減少される。この後、現像装置４に達するが
この時現像ローラ１は矢印Ｔ方向に回転し、コーティン
グブレード５との摺接によりトナー８がその表面にコー
ティングされる。その時トナー８は感光体７と同極性で
あるマイナスに帯電される。現像ローラ１にはバイアス
電圧として−５００Ｖの直流電圧が印加され、この現像
ローラ１と感光体７の露光部との電位差によりトナーが
現像ローラ１から感光体７露光部に飛翔し感光体７の現
像が行われる。次いで感光体７上のトナー像は転写チャ
ージャー１３により転写される。そしてこの後転写紙１
２は定着装置（図示せず）を経て本体外部へ排出され１
枚目のコピーの画像形成工程を終了し、２枚目のコピー
が開始される。この時感光体７上にはまだトナーが残留
されているが、２枚目のコピー時に帯電装置により、感
光体７はこの残留トナー１４を保持したまま再度−９０
０Ｖに帯電され、１枚目と同じように露光装置により露
光される。そしてこのような状態で感光体７が現像装置
４に達すると、現像ローラ１と感光体７露光部の電位差
により現像ローラ１上のトナーが感光体露光部に飛翔
し、感光体７の現像が行われる。尚、露光部に残留トナ
ー１４があっても、この残留トナー１４は新たな現像に
よるトナー８に埋められてしまう。一方この時、感光体
７の未露光部と現像ローラ１のバイアス電圧との電位差
により、感光体７の未露光部の残留トナー１４は現像ロ
ーラ１側に飛翔し、感光体７の未露光部の残留トナー１
４はクリーニングされる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成においては、現像ローラ１及び、感光体７の回転駆動
時には常に現像バイアス電位が印加されており、現像ロ
ーラ１と感光体７が約２５０μｍ程度の間隔で相対向し
ているため、現像ローラ１から感光体７の露光部にトナ
ー８を飛翔させるには、現像電位（｜現像バイアス電位
｜−｜感光体露光部電位｜）≧５００Ｖ、また感光体７
の未露光部の残留トナーを現像ローラに飛翔させるに
は、クリーニング電位（｜感光体未露光部電位｜−｜現
像バイアス電位｜）≧７００Ｖを満足しなければ有効な
現像及びクリーニングは得られない。このような条件を
満足させようとすると感光体露光部電位が−５０Ｖであ
るため、感光体未露光部電位を−１２５０Ｖ、現像バイ
アス電位を−５５０Ｖに設定する必要があり、この条件
設定では、感光体の劣化が著しくなると共に電圧印加回
路も大型化するという問題がある。また、上記従来例で
記載した条件設定、即ち、感光体未露光部電位−９００
Ｖ、現像バイアス電位−５００Ｖでは、クリーニング電
位（｜感光体未露光部電位｜−｜現像バイアス電位｜）
＝４００Ｖであるため、感光体未露光部の残留トナーの
クリーニングが不十分となり、コピーにかぶりが生じる
と共に感光体７の劣化や電圧印加回路の小型化ができな
いという問題を有していた。

【０００６】従って本発明は、上記課題を解決するもの
で、非磁性一成分現像剤を用いて現像ローラを感光体に
適当な圧力で接触させ、現像工程とクリーニング工程を
同一の現像ローラで同時に行う現像装置を有する画像形
成装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、感光体に接触しており、感光体上の潜像に
トナーを飛翔させるとともに帯電された感光体表面から
残留トナーを飛翔させる現像ローラを具備し、現像バイ
アス装置が感光体へトナー像を形成するときのみ作動
し、それ以外の感光体及び現像ローラ駆動時は帯電装置
のみ作動するよう構成したものである。

【０００８】

【作用】上記した手段によれば、現像ローラと感光体の
間隔が現像ローラ上のトナーの層厚（１０〜１５μｍ）
に相当し、このような間隔では図３及び図４に示すよう
に、現像ローラから感光体露光部にトナーを移行させる
ためには、現像電位（｜現像バイアス電位｜−｜感光体
露光部電位｜）≧１５０Ｖ、感光体未露光部の残留トナ
ーを現像ローラに移行させるためには、クリーニング電
位（｜感光体未露光部電位｜−｜現像バイアス電位｜）
≧３００Ｖという条件となる。ここで、クリーニング電
位≧３００Ｖとかなり低く抑えられているのは、感光体
上の残留トナーが現像ローラ上のトナーとぶつかり合う
ことで、残留トナーと感光体との付着力が減少し、クリ
ーニングされ易くなったためである。これによって、現
像時の現像及びクリーニング効果を満足させるための電
位設定条件は、感光体露光部電位が−５０Ｖであるた
め、感光体未露光部電位−５００Ｖ、現像バイアス電位
−２００Ｖと設定できる。さらに、感光体へのトナー像
形成時以外は現像バイアス電位をＯＦＦすることでクリ
ーニング電位（｜感光体未露光部電位｜−｜現像バイア
ス電位｜）＝５００Ｖとなるため、感光体未露光部の残
留トナーのクリーニングは十分に行える。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例における画像形成装
置について図１、図２を参照しながら説明する。

【００１０】図１は本実施例の画像形成装置の断面図で
あり、２７は静電潜像を保持する静電潜像担持体（以下
感光体と呼ぶ）であり、これに接触して現像ローラ２１
が設けられており、矢印Ｔで示す方向に回転している。
現像ローラ２１はカーボンを加えることで１０3 〜１０
9 Ωｃｍの導電性を有するシリコンゴム、ポリウレタン
ゴム等の弾性体からなっている。現像装置２４のケイシ
ング２４ａにはその体積抵抗値を１０14Ω・ｃｍ以上１
０16・ｃｍ以下の非磁性一成分トナー２８が貯蔵され、
アジテータ２３により、トナー２８のブロッキング防止
とトナー供給ローラ２２へのトナー搬送を行っている。
トナー供給ローラ２２は発泡ウレタン樹脂等のスポンジ
からなり、現像ローラ２１との接触部においてトナー２
８を現像ローラ２１上に付着させ、且つ、現像終了後の
現像ローラ２１上の残留トナーを掻き落とすように現像
ローラ２１と相対速度差を有しながら矢印Ｕで示す方向
に回転している。２９はトナー層規制部材であり、現像
ローラ２１上に均一なトナー２８の薄層を形成し、かつ
帯電させるため、摩擦帯電序列でトナー２８と隔たった
材質が選択されており、例えば、シリコンゴム、テフロ
ンゴム、ポリイミドゴム、ポリエステルゴム等の樹脂材
料を主成分としている。トナー供給ローラ２２により現
像ローラ２１に供給されたトナー２８はトナー層厚規制
部材２９により、現像ローラ２１上のトナー２８の量の
規制を行うと共にトナー２８を静電潜像と同極性に帯電
させる。感光体２７の周囲には感光体２７表面を約−５
００Ｖに帯電する帯電装置３０、露光装置（図示せず）
による画像情報に応じたレーザ光１１が照射される露光
部２７ａ、現像ローラ２１は現像バイアス印加装置２６
と回転軸で接触している。１２は転写紙である。

【００１１】まずコピーがスタートされると１枚目のコ
ピーを行うため感光体２７が矢印Ｓで示す方向に回転す
ると共に感光体２７表面は帯電装置３０により一様に−
５００Ｖに帯電される。次いで露光部２７ａに達すると
画像情報に従い露光され感光体２７の露光部２７ａの表
面電位は約−５０Ｖまで減少される。この後、現像装置
２４に達するが、現像ローラ２１にはバイアス電圧とし
て−２００Ｖの直流電圧が印加され、現像ローラ２１と
感光体２７の露光部２７ａとの電位差によりトナー２８
が現像ローラ２１から感光体露光部に移行し感光体２７
の現像が行われる。次いで感光体２７上のトナー像は転
写チャージャー１３により転写紙１２に転写される。そ
してこの後転写紙１２は定着装置（図示せず）を経て本
体外部へ排出され１枚目のコピーの画像形成工程を終了
し、２枚目のコピーが開始される。この時感光体２７上
にはまだトナー２８が残留されているが、この残留トナ
ー３４は現像時のトナー２８の約１０％に過ぎず、２枚
目のコピー時にあっても帯電工程、及び露光工程を行う
にはなんら悪影響を及ぼすことはない。従って、感光体
２７の回転に従い１枚目のコピー時と同様帯電装置３０
により感光体２７は残留トナー３４を含めて−５００Ｖ
に一様に帯電され、更に露光部２７ａで画像情報に従い
露光され、残留トナー３４の有無にかかわらず、未露光
部の表面電位は−５０Ｖに減少される。これは露光時レ
ーザ光１１が残留トナー３４の下まで十分回り込むこと
による。そしてこのような状態で感光体２７が現像装置
２４に達すると、現像ローラ２１と感光体２７露光部の
電位差が１５０Ｖとなり現像ローラ２１上のトナー２８
が感光体２７露光部に移行され感光体２７の現像が行わ
れる。尚、露光部に残留トナー３４があっても、この残
留トナー３４は新たな現像によるトナー２８に埋められ
てしまう。一方この時、感光体２７の未露光部と現像ロ
ーラ２１のバイアス電圧との電位差は３００Ｖである
が、感光体２７と現像ローラ２１の間隔が現像ローラ上
のトナーの層厚（１０〜１５μｍ）分しかなく、且つ、
感光体２７上の残留トナー３４が現像ローラ２１上のト
ナーとぶつかり合うことで、残留トナー３４と感光体２
７との付着力が減少し、クリーニングされ易くなり、感
光体２７の未露光部の残留トナー３４は現像ローラ２１
側に移行し、感光体２７の未露光部の残留トナー３４は
クリーニングされ２枚目のコピー像にかぶりが生じるこ
とがない。そして、２枚目のコピーに対する現像及び１
枚目のコピーに対するクリーニングが現像装置２４によ
り同時に行われた感光体２７は再度次のコピーを開始す
ることとなる。さらに、クリーニング効果を高めるため
に図２に示すように、現像ローラ２１へバイアスを印加
する時間を露光装置２４が作動し感光体２７上に潜像を
形成し始めてから転写チャージャー１３により、転写紙
１２に感光体２７上のトナー像を転写終了するまでの間
とし、それ以外の画像形成装置を作動させ始めてから定
着器（図示せず）温度が所定の温度に上昇するまでのイ
ニシャライズ時、１ページ分のデータがトナー像として
感光体２７上に形成し終わり次ページのデータがトナー
像として感光体２７上に形成され始めるまでの間及び、
最終ページのデータがトナー像として感光体２７上に形
成され、転写紙１２上に転写し終わってから感光体２７
及び現像ローラ２１数回転分の印字終了時には、現像バ
イアス電位をＯＦＦとし、帯電装置３０のみをＯＮとす
ることでクリーニング電位（｜感光体未露光部電位｜−
｜現像バイアス電位｜）を限界クリーニング電位（３０
０Ｖ）を越える５００Ｖとできるため、感光体未露光部
の残留トナーのクリーニングはさらに改善される。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、現
像ローラと感光体を接触させることで、その間隔が現像
ローラ上のトナーの層厚（１０〜１５μｍ）に相当し、
このような間隔では現像ローラから感光体露光部にトナ
ーを移行させるためには現像電位（｜現像バイアス電位
｜−｜感光体露光部電位｜）≧１５０Ｖ、感光体未露光
部の残留トナーを現像ローラに移行させるためにはクリ
ーニング電位（｜感光体未露光部電位｜−｜現像バイア
ス電位｜）≧３００Ｖの条件となり、さらに感光体への
トナー像形成時以外は現像バイアス電位をＯＦＦとする
ことでクリーニング電位（｜感光体未露光部電位｜−｜
現像バイアス電位｜）を限界クリーニング電位（３００
Ｖ）を越える５００Ｖとできるため、感光体未露光部の
残留トナーのクリーニング効果はさらに改善される。こ
のため、コピーにはかぶりが生じず、また感光体の劣化
や電圧印加回路の大装置の小型、軽量化を図れひいては
価格の低減を実現することができる。又トナー補給のみ
を必要とし回収トナーの廃棄を行う必要がなくなるため
メンテナンス性の大幅な改良がなされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における画像形成装置の側断
面図

【図２】同タイミングチャート

【図３】同現像装置の現像特性を表すグラフ

【図４】同現像装置のクリーニング特性を表すグラフ

【図５】従来の画像形成装置の側断面図

【符号の説明】

２１ 現像ローラ ２６ バイアス印加装置（現像バイアス装置） ２７ 感光体 ２８ トナー（非磁性一成分現像剤） ３０ 帯電装置 ３４ 残留トナー（残留現像剤）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性一成分現像剤を保持する感光体と、
   前記感光体を非磁性一成分現像剤と同極性に帯電する帯
   電装置と、前記感光体の露光部に非磁性一成分現像剤を
   移行させるとともに前記感光体の未露光部上の残留現像
   剤を回収する現像ローラと、前記現像ローラに非磁性一
   成分現像剤と同極性の電圧を印加する現像バイアス装置
   とを具備し、前記現像バイアス装置が前記感光体へ現像
   剤像を形成するときのみ作動し、それ以外の前記感光体
   及び前記現像ローラ駆動時は前記帯電装置のみ作動する
   ことを特徴とする画像形成装置。