JPH11282240A

JPH11282240A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH11282240A
Application number: JP8384898A
Authority: JP
Inventors: Shogo Sato; 正吾佐藤
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】非磁性１成分現像剤（例えばトナー）の劣化
を抑制すると共に、その非磁性１成分現像剤を均一かつ
適切に帯電させて良好な画像を形成することのできる画
像形成装置の提供。【解決手段】本レーザプリンタでは、現像ローラ２７
と供給ローラ２８とが互いに離間した位置で回転するこ
とによって、トナーＴを摩擦帯電すると共に感光ドラム
２３の表面まで搬送している。すなわち、現像ローラ２
７と供給ローラ２８とが接触していないので、トナーＴ
の劣化を良好に抑制することができる。また、トナーＴ
には外添剤として、酸化チタンとシリカとを混合して添
加しているが、酸化チタンはほぼ中性の帯電性を有して
おり、トナーＴを均一かつ適切に帯電させる。また、シ
リカはトナーＴの流動性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、現像剤を被記録媒
体に転写して画像を形成する画像形成装置に関し、詳し
くは、帯電した非磁性１成分現像剤によって画像を形成
する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、表面に静電潜像が形成される
感光ドラム等の静電潜像坦持体と、該静電潜像坦持体の
表面にトナー等の現像剤を搬送して上記静電潜像を現像
する現像手段と、該現像手段に現像剤を供給する供給手
段と、を備えた画像形成装置が知られている。この種の
画像形成装置では、供給手段及び現像手段によって現像
剤を静電潜像坦持体の表面に搬送し、その現像剤によっ
て上記静電潜像を現像し、続いてその現像剤を被記録媒
体に転写することによって画像を形成している。

【０００３】上記現像剤としては、トナーとキャリアと
を含む２成分系の現像剤と、キャリアを含まない１成分
系の現像剤とが知られている。近年は、画像形成装置の
維持管理や小型化が容易な点から、２成分系の現像剤に
替わって１成分系の現像剤が多用されるようになってき
ている。１成分系の現像剤では、磁力を利用してトナー
を移動させる場合には、トナーに磁性体を含有させる。
ところが、磁性体は不透明であるから、特にカラー現像
では非磁性の現像剤を使用するのが適切である。従っ
て、近年では、トナー等の現像剤を被記録媒体に転写し
て画像を形成するいわゆる電子写真方式の画像形成装置
には、非磁性１成分現像剤を使用することが一般的とな
りつつある。

【０００４】非磁性１成分現像剤は、摩擦帯電等によっ
て正または負に帯電され、静電引力を利用して上記静電
潜像を現像する。また、この種の非磁性１成分現像剤を
静電潜像坦持体の表面まで搬送する構成としては、供給
手段としての供給ローラを導電性スポンジ等の弾性材料
で構成し、現像手段としての現像ローラに接触させなが
ら両ローラを同時に回転させる構成が知られている。こ
のような構成を採用した場合、非磁性１成分現像剤が現
像ローラと供給ローラとの間で擦られ、この結果、非磁
性１成分現像剤が摩擦帯電されて、現像ローラによって
搬送することができるようになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、供給ローラ
を現像ローラに接触させながら両ローラを同時に回転さ
せ、非磁性１成分現像剤を静電潜像坦持体の表面まで搬
送する場合、供給ローラと現像ローラとに挟まれた非磁
性１成分現像剤が劣化してしまう可能性があった。例え
ば、外添剤がトナー母粒子に埋まり込んでしまうことが
あった。

【０００６】そこで、現像ローラから離間した位置で回
転する円柱状の部材によって供給ローラを構成し、現像
ローラ及び供給ローラを同時に回転させる構成が考えら
れる。この場合、現像ローラと供給ローラとが接触しな
いので、非磁性１成分現像剤に加わる圧力が低下して、
その劣化を良好に抑制することができる。

【０００７】しかしながら、この場合、上記圧力の低下
に伴って非磁性１成分現像剤の掻き取り能力も低下す
る。すなわち、現像ローラ表面に付着したにも拘わらず
現像に提供されなかった非磁性１成分現像剤が、供給ロ
ーラとの間で掻き取られず、その殆どがそのまま現像ロ
ーラ表面に残留するようになる。このように、掻き取り
不足が発生すると、スリーブゴーストが発生し易くな
る。スリーブゴーストとは、黒ベタを印字した後の現像
ローラ上の非磁性１成分現像剤のＱ／Ｍ（単位質量当た
りの帯電量）やＭ／Ａ（単位面積当たりの質量）と、白
ベタを印字した後の現像ローラ上の非磁性１成分現像剤
のＱ／ＭやＭ／Ａに、著しい差が生じることによって、
黒ベタの下と白ベタの下で、中間調の濃度に差が生じる
現象である。

【０００８】白ベタを印字した後、つまり、現像ローラ
上の非磁性１成分現像剤が殆ど現像に提供されなかった
ときに、供給ローラによる掻き取りがないと、同じトナ
ーが再び現像に供給されることになる。このときに、非
磁性１成分現像剤の帯電特性が悪いと、現像ローラ上を
２周する非磁性１成分現像剤のＱ／Ｍが高くなり過ぎた
り、また、供給ローラによって新たに供給される非磁性
１成分現像剤によって、現像ローラ上のＭ／Ａが高くな
り過ぎたりする。白ベタを印字した後のＱ／Ｍが黒ベタ
を印字した後のＱ／Ｍよりも高くなり過ぎると、中間調
の画像濃度は、白ベタの後が低くなり、黒ベタの後が高
くなる。この状態をスリーブポジゴーストと呼ぶ。ま
た、白ベタを印字した後のＭ／Ａが黒ベタを印字した後
のＭ／Ａよりも高くなり過ぎると、中間調の画像濃度
は、白ベタの後が高くなり、黒ベタの後が低くなる。こ
の状態をスリーブネガゴーストと呼ぶ。

【０００９】特に、シリカはトナーの流動性を向上させ
る優れた外添剤であるが、負に強く帯電する。このた
め、非磁性１成分現像剤として正帯電性の１成分トナー
を使用した場合、シリカを外添することによって非磁性
１成分現像剤の帯電の立ち上がりが遅くなる。非磁性１
成分現像剤は、主としてその電荷による鏡像力で現像ロ
ーラに搬送されるため、非磁性１成分現像剤の帯電の立
ち上がりの遅れは、現像ローラ上のＭ／Ａが１周しただ
けでは充分な量に達することができないという現象にな
って現れる。従って、白ベタを印字することにより、非
磁性１成分現像剤が現像ローラを何周もすることによっ
て、現像ローラ上のＭ／Ａは上昇することになり、その
結果、前述のスリーブネガゴーストが発生することにな
る。

【００１０】また、非磁性１成分現像剤として負帯電性
の１成分トナーを使用した場合、シリカを外添すること
によって非磁性１成分現像剤の帯電が高くなり過ぎる傾
向がある。従って、白ベタ印字後のＱ／Ｍが高くなり過
ぎて、その結果、前述した正帯電トナーにおけるスリー
ブネガゴーストほど顕著ではないものの、スリーブポジ
ゴーストが発生することになる。

【００１１】また、オイル処理などの手法でシリカの負
帯電性を低減し、どちらかというと正帯電性にすること
も提案されているが、トナーに対する流動性付与能力が
低下したり低湿下でチャージアップが発生したりして、
上記課題を充分に解決することができなかった。

【００１２】そこで、本発明は、非磁性１成分現像剤の
劣化を抑制すると共に、その非磁性１成分現像剤を均一
かつ適切に帯電させて良好な画像を形成することのでき
る画像形成装置を提供することを目的としてなされた。

【００１３】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達するためになされた請求項１記載の発明は、表面に
静電潜像が形成される静電潜像坦持体と、該静電潜像坦
持体の表面に帯電した非磁性１成分現像剤を搬送し、上
記静電潜像を現像する現像手段と、該現像手段に上記非
磁性１成分現像剤を供給する供給手段と、を備え、上記
静電潜像を現像した上記非磁性１成分現像剤を、被記録
媒体に転写して画像を形成する画像形成装置において、
上記供給手段が、上記現像手段から離間した位置で回転
することによって上記非磁性１成分現像剤を上記現像手
段に供給し、かつ、上記現像手段との最近接距離が２mm
以下であると共に、上記非磁性１成分現像剤に添加され
た外添剤の少なくとも１種類が疎水化処理された酸化チ
タンであることを特徴としている。

【００１４】このように構成された本発明では、供給手
段が、現像手段から離間した位置で回転することによっ
て非磁性１成分現像剤を現像手段に供給する。このた
め、前述のように、非磁性１成分現像剤の劣化を良好に
抑制することができる。また、本発明では、供給手段と
現像手段との最近接距離が約２mm以下であるので、非磁
性１成分現像剤の搬送力が比較的確保される。

【００１５】更に、本発明では非磁性１成分現像剤に添
加された外添剤の少なくとも１種類が疎水化処理された
酸化チタンである。酸化チタンはほぼ中性の帯電性を有
しており、非磁性１成分現像剤を均一かつ適切に帯電さ
せる。このため、本発明では、掻き取り不足によって、
正帯電の非磁性１成分現像剤においてスリーブネガゴー
ストが発生したり、負帯電の非磁性１成分現像剤におい
てスリーブポジゴーストが発生したりすることを良好に
抑制することができる。また、外添剤としての上記酸化
チタンは疎水化処理されている。このため、酸化チタン
が水分を吸収して他の物体に付着するのを防止して、非
磁性１成分現像剤の流動性を一層向上させることができ
る。よって、上記搬送力を一層良好に確保することがで
き、一層良好な画像を形成することができる。従って、
本発明では、非磁性１成分現像剤の劣化を抑制すると共
に、その非磁性１成分現像剤を均一かつ適切に帯電させ
て良好な画像を形成することができるといった効果が生
じる。

【００１６】なお、供給手段と現像手段との最近接距離
は、非磁性１成分現像剤の１層分だけ開いていれば、両
者が接触している場合と比べて非磁性１成分現像剤の劣
化を充分に抑制することができる。非磁性１成分現像剤
の劣化を一層良好に防止しつつ上記搬送力及び掻き取り
能力を一層良好に確保する上では、上記最近接距離を
０．１〜０．５mmとするのがより望ましい。

【００１７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の構
成に加え、上記非磁性１成分現像剤への外添剤の添加量
が、上記酸化チタンが約０．５重量％以上であり、他の
外添剤が約０．８重量％以下であることを特徴としてい
る。非磁性１成分現像剤に酸化チタンを外添剤として添
加したことによる上記効果は、酸化チタンの添加量を約
０．５重量％以上とし、他の外添剤の添加量を約０．８
重量％以下としたときに一層顕著となる。すなわち、こ
のような添加量としたとき、酸化チタンの影響が充分に
確保され、その影響が他の外添剤によって相殺されるこ
ともない。本発明では、酸化チタン及び他の外添剤の添
加量を上記範囲に設定したので、酸化チタンによる上記
効果が一層顕著に現れ、非磁性１成分現像剤を一層均一
かつ適切に帯電させることができる。従って、本発明で
は、請求項１記載の発明の効果に加えて、非磁性１成分
現像剤を一層均一かつ適切に帯電させて一層良好な画像
を形成することができるといった効果が生じる。

【００１８】請求項３記載の発明は、請求項２記載の構
成に加え、上記他の外添剤がシリカであり、上記酸化チ
タンの添加量が約０．５〜１．３重量％、シリカの添加
量が約０．４〜０．８重量％であることを特徴としてい
る。シリカは、前述のように、非磁性１成分現像剤の流
動性を向上させる優れた外添剤である。また、シリカ
は、非磁性１成分現像剤に約０．４重量％以上添加した
ときに一層効果を発揮し、上記流動性を良好に向上させ
る。そして、上記搬送力不足による黒ベタかすれ等の発
生を良好に防止することができる。更に、本発明では外
添剤として酸化チタンを添加したことにより、シリカが
負に強く帯電することによる影響を相殺することができ
る。

【００１９】このように、シリカの添加による流動性向
上効果を確保しつつ、シリカの負帯電による影響を良好
に相殺するためには、約０．４〜０．８重量％のシリカ
の添加量に対し、酸化チタンを約０．５〜１．３重量％
添加するのが望ましい。すなわち、シリカの添加量が上
記値よりも多かったり酸化チタンの添加量が上記値より
も少なかったりすると、シリカの負帯電による影響が現
れ、シリカの添加量が上記値よりも少なかったり酸化チ
タンの添加量が上記値よりも多かったりすると、シリカ
の添加による流動性向上効果が充分に現れない。

【００２０】本発明では、シリカ及び酸化チタンの添加
量を上記範囲に設定したので、酸化チタンによって非磁
性１成分現像剤を均一かつ適切に帯電させつつ、シリカ
によってその流動性を充分に確保することができる。従
って、本発明では、請求項２記載の発明の効果に加え
て、非磁性１成分現像剤の流動性を一層向上させて一層
良好な画像を形成することができるといった効果が生じ
る。なお、シリカにも疎水化処理を施せば、シリカが水
分を吸収して他の物体に付着するのを防止し、非磁性１
成分現像剤の流動性を一層向上させることができる。よ
って、この場合、一層良好な画像を形成することができ
る。

【００２１】請求項４記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれかに記載の構成に加え、上記供給手段が円柱形状を
有し、その中心軸回りに回転することを特徴としてい
る。本発明では、供給手段が円柱形状を有しているの
で、非磁性１成分現像剤は、鏡像力によってその供給手
段の表面に付着する。この状態で供給手段を中心軸回り
に回転させれば、供給手段と現像手段とが離間していて
も上記搬送力を良好に確保することができる。従って、
本発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の発明の効
果に加えて、非磁性１成分現像剤を一層良好に搬送し
て、一層良好な画像を形成することができるといった効
果が生じる。なお、供給手段を金属等の導電性物質で構
成すれば、上記鏡像力が一層強くなり、更に一層良好な
画像を形成することができる。

【００２２】請求項５記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれかに記載の構成に加え、上記供給手段が断面多角形
の角柱形状を有し、その中心軸回りに回転することを特
徴としている。本発明では、供給手段が断面多角形の角
柱形状を有しているので、この供給手段を中心軸回りに
回転させることにより、非磁性１成分現像剤を多角形の
角部によって押し込むようにして搬送することができ
る。従って、本発明では、請求項１〜３のいずれかに記
載の発明の効果に加えて、非磁性１成分現像剤を一層良
好に搬送して、一層良好な画像を形成することができる
といった効果が生じる。なお、供給手段を断面５角形ま
たは６角形の角柱形状とした場合、非磁性１成分現像剤
の搬送量の変動を抑制しつつ上記押し込む力を良好に確
保することができる。従って、この場合、更に一層良好
な画像を形成することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、図
面と共に説明する。図１は、本発明が適用された画像形
成装置としてのレーザプリンタの主要構成部品の斜視
図、図２は、そのレーザプリンタの概略側断面図であ
る。

【００２４】本レーザプリンタにおける合成樹脂製の本
体ケース１は、図１に示すように、メインフレーム１ａ
と、このメインフレーム１ａの四周（前後及び左右両
側）外面を覆うメインカバー体１ｂとからなり、メイン
フレーム１ａとメインカバー体１ｂとを一体的に射出成
形等により形成したものである。

【００２５】また、メインフレーム１ａには、上面から
露光ユニットとしてのスキャナユニット２と画像形成部
としてのプロセスカートリッジ３と、定着部としての定
着ユニット４と、給紙ユニット５とが装着される。そし
て、駆動モータとギヤ列とを含む駆動系ユニット６は、
メインカバー体１ｂの図１の左側内面とそれに近接する
メインフレーム１ａの左側との間の収納凹所１ｄ内に本
体ケース１の下方から挿入して装着固定される。更に、
メインフレーム１ａ及びメインカバー体１ｂの上面を覆
うための合成樹脂製の本体カバーとしてのトップカバー
７には、メインフレーム１ａの右側に上向きに突出する
操作パネル部１ｃを貫通させる孔７ａと、給紙ユニット
５の基部を貫通させるための孔７ｂとが穿設されてい
る。排紙トレイ８の基部はトップカバー７の前端の左右
両側に突設したブラケット９（図１で一方のみ示す）に
上下揺動可能に装着されており、不使用の場合には、排
紙トレイ８をトップカバー７の上面側に折り畳んで覆う
ことができる。

【００２６】給紙ユニット５におけるフィダー部ケース
５ａ内には、積層された状態で被記録媒体としての記録
紙Ｐがセットされる。図２に示すように、記録紙Ｐの先
端側は、フィダー部ケース５ａ内のばね１０ａで付勢さ
れた支持板１０にて給紙ローラ１１に向かって押圧され
ている。このため、駆動系ユニット６から動力伝達され
て回転する給紙ローラ１１と分離パッド１２とによっ
て、記録紙Ｐを１枚ずつ分離して上下一対のレジストロ
ーラ１３，１４に送ることが可能である。

【００２７】プロセスカートリッジ３は、レジストロー
ラ１３，１４にて給送されてくる上記分離された記録紙
Ｐの表面にトナーＴ（図３）により画像を形成する。更
に、定着ユニット４は、トナーＴの画像が形成された記
録紙Ｐを、加熱ローラ１５と押圧ローラ１６とにて挟持
することで加熱して、記録紙Ｐ上のトナー画像を定着す
る。定着ユニット４のケース内における下流側に配置さ
れた排紙ローラ１７とピンチローラ１８とからなる排紙
部は、トナー画像が定着された記録紙Ｐを排紙トレイ８
に排出する。給紙ローラ１１から排紙部までが、被記録
媒体搬送ルートである。なお、給紙ユニット５には斜め
上方向に開口する手挿口５ｂが設けられ、フィダー部ケ
ース５ａ内の記録紙Ｐとは別の記録紙を、上記被記録媒
体搬送ルートへ挿入して印刷できるようにされている。

【００２８】本体ケース１における上面開放箱体状のメ
インフレーム１ａの平面視ほぼ中央部に配置するプロセ
スカートリッジ３の下方の部位には、スキャナユニット
２の上支持板２ａが、メインフレーム１ａの底板部の上
面側に一体的に形成したステー部にビス等にて固定され
る。そして、露光ユニットとしてのスキャナユニット２
には、合成樹脂製の上支持板２ａの下面側に、レーザ発
光部（図示せず）、ポリゴンミラー２０、レンズ２１、
反射鏡２２等が配置されている。上記上支持板２ａに
は、静電潜像坦持体としての感光ドラム２３の軸線に沿
って延びるように穿設された横長スキャナ孔を覆う硝子
板２４が設けられている。レーザ発光部から出射された
レーザービームＬは、ポリゴンミラー２０、反射鏡２
２、レンズ２１、硝子板２４等を介してプロセスカート
リッジ３における感光ドラム２３の外周面に照射され
る。

【００２９】図２及び図３に示すように、プロセスカー
トリッジ３は、感光ドラム２３とその上面に当接した転
写ローラ２５、給紙方向において感光ドラム２３よりも
上流側に配置された現像手段としての現像ローラ２７、
及び、その更に上流側に配置された供給手段としての供
給ローラ２８を有する現像装置、更にその上流側に配置
された現像剤供給部すなわちプロセスカートリッジ３に
対して着脱可能なトナーカートリッジ２９、また感光ド
ラム２３よりも下流側に配置したクリーニングローラ３
０等からなっている。プロセスカートリッジ３は、これ
らの構成要素が合成樹脂製のケース３４に組み込まれる
ことよってカートリッジ化されており、このカートリッ
ジ化したプロセスカートリッジ３は、メインフレーム１
ａに着脱可能に装着される。なお、感光ドラム２３，現
像ローラ２７，及び供給ローラ２８は、いずれも図２に
おける時計回りに回転する。

【００３０】プロセスカートリッジ３と定着ユニット４
との間には、感光ドラム２３を除電するための除電ラン
プ３０ａが設けられている。また、感光ドラム２３の下
方には帯電器２６が設けられている。帯電器２６は、タ
ングステン等からなる放電用ワイヤ２６ａとグリッド電
極２６ｂとを備える周知の正帯電用スコロトロン型帯電
器であり、スキャナユニット２の上支持板２ａ上面に一
体に設けられている。

【００３１】感光ドラム２３の外周面には、帯電器２６
にて帯電された感光層に、スキャナユニット２により画
像情報に従って変調されたレーザービームＬが走査され
ることによって静電潜像が形成される。すなわち、スキ
ャナユニット２は静電潜像形成手段に相当する。図３の
拡大図に示すように、トナーカートリッジ２９内に収納
された現像剤としてのトナーＴは、攪拌体３１にて攪拌
されて放出された後、供給ローラ２８を介して現像ロー
ラ２７の外周面に担持され、層厚規制ブレード３２によ
って現像ローラ２７外周面の層の厚さが規制される。感
光ドラム２３の静電潜像は、現像ローラ２７からトナー
Ｔが付着することによって顕像化（現像）される。な
お、このトナーＴの構成、上記現像の機構等について
は、後に詳述する。

【００３２】トナーＴによって感光ドラム２３に形成さ
れた像（トナー画像）は、感光ドラム２３の電位とは逆
電位の転写バイアスが印加された転写ローラ２５と感光
ドラム２３との間を通る記録紙Ｐに転写され、トナー画
像を形成する。そして、感光ドラム２３上に残ったトナ
ーＴはクリーニングローラ３０で一時的に回収された
後、所定のタイミングで感光ドラム２３に戻され、現像
ローラ２７によりプロセスカートリッジ３内に回収され
る。

【００３３】なお、スキャナユニット２の上支持板２ａ
（図２）には、上向きに突出するトナーセンサ３３を設
け、発光部と受光部との対からなるトナーセンサ３３が
プロセスカートリッジ３におけるトナーカートリッジ２
９の下面凹所内に臨んで、トナーカートリッジ２９内の
トナーＴの有無を検出できるようになっている。

【００３４】図２に戻って、メインフレーム１ａの前部
位とメインカバー体１ｂの前部位との連設部下面側に
は、冷却ファン３５を収納するための収納部３６と、記
録紙Ｐの通過方向と直交する左右方向に延びる通風ダク
ト３７とが連通して形成される。そして、通風ダクト３
７の上面板部３７ａを断面下向きＶ字状に形成し、この
上面板部３７ａをプロセスカートリッジ３と定着ユニッ
ト４との間に位置させて、定着ユニット４における加熱
ローラ１５から発生する熱がプロセスカートリッジ３側
に直接伝達しないように遮断する。

【００３５】また、冷却ファン３５で発生した冷却風
は、通風ダクト３７内を通ってメインフレーム１ａの一
側下面を伝い、電源部３９及び駆動系ユニット６の上記
駆動モータを冷却する一方、上面板部３７ａの内、プロ
セスカートリッジ３側に開口した複数箇所のスリット孔
から吹き出し、該冷却風は、プロセスカートリッジ３と
定着ユニット４の間を通過して上昇し、トップカバー７
に複数穿設した排気孔４０（図１）から装置外に排出さ
れる。

【００３６】次に、上記トナー画像の現像機構について
説明する。先ず、トナーカートリッジ２９に収納された
トナーＴは、懸濁重合によって球状に形成したスチレン
−アクリル系樹脂に、カーボンブラック等の周知の着色
剤、及びニグロシン，トリフェニルメタン，４級アンモ
ニウム塩等の荷電制御剤を添加してなる平均粒径が９μ
ｍのトナー母粒子を有している。このようなトナーＴ
は、正帯電性の非磁性１成分現像剤として知られてい
る。そして、上記トナーＴは、そのトナー母粒子の表面
に、シリカ及び酸化チタンを外添剤として添加して構成
されている。また、シリカにはヘキサメチルジシラザン
による疎水化処理が、酸化チタンにはアルミニウムとシ
リコーンオイルとによる疎水化処理が、それぞれ施され
ている。そして、大きい外添剤としての酸化チタンは平
均粒径が４０nmであり、小さい外添剤としてのシリカは
平均粒径が１０nmである。

【００３７】供給ローラ２８は、ＳＵＳやニッケルメッ
キを施した鉄等の金属によって表面が滑らかな円柱形状
に構成され、現像ローラ２７との間隔ｄは０．５mmで一
定である。また、現像ローラ２７は、シリコンゴムを基
材として円柱状に構成され、更にカーボンの微粒子を含
むと共に、表面にフッ素を含有した樹脂またはゴム材の
コート層が形成されている。

【００３８】このため、供給ローラ２８及び現像ローラ
２７が互いに離間した位置で上記方向に回転し、両者の
間でトナーＴが擦れると、トナーＴは正に摩擦帯電す
る。また、現像ローラ２７は表面が滑らかな円柱状であ
り、正に帯電したトナーＴは鏡像力によって現像ローラ
２７の表面に付着する。同様に供給ローラ２８も、金属
によって表面が滑らかな円柱形状に構成されているの
で、トナーＴは鏡像力によって供給ローラ２８の表面に
付着する。

【００３９】従って、供給ローラ２８及び現像ローラ２
７によって、トナーＴを正に摩擦帯電させて感光ドラム
２３の表面まで搬送することが容易にかつ良好に実施で
きる。更に、現像ローラ２７の表面に付着したトナーＴ
は、層圧規制ブレード３２によって余分なトナーＴを掻
き取られると同時に、現像ローラ２７の表面上に残され
たトナーＴの帯電は、一層高められて感光ドラム２３の
表面に搬送される。なお、現像ローラ２７は、必ずしも
基材をシリコンゴムで構成しなくてもよく、例えばウレ
タンゴム等で構成してもよい。

【００４０】感光ドラム２３は、ポリカーボネイト等か
ら構成されており、例えば、接地されたアルミニウム製
の円筒スリーブ外周部に、ポリカーボネイトに光導電性
樹脂を分散させた光導電層を形成して構成される。この
ため、現像ローラ２７と感光ドラム２３との対向部で
は、感光ドラム２３上に形成されたプラス極性（正帯
電）の静電潜像に対して、正に帯電したトナーＴを反転
現像方式で現像することができる。そして、このように
現像されたトナー画像を、前述のように転写ローラ２５
との対向位置で記録紙Ｐに転写することにより、記録紙
Ｐに所望の画像を形成することができる。

【００４１】このように構成された本レーザプリンタで
は、現像ローラ２７と供給ローラ２８とが互いに離間し
た位置で回転することによって、トナーＴを摩擦帯電す
ると共に感光ドラム２３の表面まで搬送している。すな
わち、現像ローラ２７と供給ローラ２８とが接触してい
ないので、トナーＴの劣化を良好に抑制することができ
る。また、トナーＴはきわめて球状に近い懸濁重合トナ
ーであり、しかも、平均粒径が１０nmの疎水化処理した
シリカと平均粒径が４０nmの疎水化処理した酸化チタン
とを、混合して外添剤として添加している。このため、
トナーＴはきわめて流動性に優れている。更に、現像ロ
ーラ２７と供給ローラ２８との間隔ｄは０．５mmと比較
的狭く（トナーＴの１層分よりは広い）、供給ローラ２
８は上記円柱形状を有している。このため、このレーザ
プリンタ自身の構成によってもトナーＴの搬送力はきわ
めて良好に確保されている。従って、本レーザプリンタ
では、トナーＴの劣化を抑制すると共にトナーＴを良好
に搬送して摩擦帯電させ、きわめて良好な画像を形成す
ることができる。

【００４２】また、懸濁重合トナーは、転写効率がよく
きわめて高画質な画像が形成できるものの、個々の機械
的強度が弱いことで知られている。更に、平均粒径が３
０nm以下の外添剤は、非磁性１成分現像剤の流動性を良
好に高めてきわめて高画質な画像形成を可能とするもの
の、圧力が加わったときにトナー母粒子に埋まり込み易
いことで知られている。これに対して、本レーザプリン
タでは、前述のように、現像ローラ２７と供給ローラ２
８とが互いに離間した位置で回転することによってトナ
ーＴの破損や外添剤の埋まり込みを良好に抑制すること
ができる。このため、トナーＴとして上記懸濁重合トナ
ーを使用してもそのトナーＴは充分な耐久性を呈し、平
均粒径が３０nm以下の外添剤（シリカ）を添加してもそ
の外添剤の埋まり込みを良好に抑制することができる。

【００４３】更に、トナーＴには、シリカ及び酸化チタ
ンといった優れた外添剤を、しかも平均粒径が大きいも
のと小さいものとを混合して添加しているので、小さい
外添剤（シリカ）の埋まり込みを一層良好に抑制するこ
とができる。すなわち、平均粒径が３０nm以上の大きい
外添剤は、図５に例示する外添剤９１のように、小さい
外添剤９３に他のトナー母粒子９５が直接接触するのを
防止してその外添剤９３のトナー母粒子９５への埋まり
込みを抑制する。このように、本レーザプリンタでは、
懸濁重合トナーによって構成され、かつ、上記外添剤を
添加したトナーＴの特性と、レーザプリンタ自身の上記
構成との密接な相乗効果により、トナーＴの流動性、延
いては上記搬送力をきわめて良好に確保して、きわめて
高画質な画像を安定して形成することができる。

【００４４】更に、外添剤としての酸化チタンはほぼ中
性の帯電性を有しており、トナーＴを均一かつ適切に帯
電させる。このため、本発明では、掻き取り不足によっ
て、スリーブネガゴーストが発生することを良好に抑制
することができる。次に、外添剤としてのシリカ及び酸
化チタンの添加量を種々に変更して、その適切な範囲を
推定した。表１に実験結果を示す。

【００４５】

【表１】

【００４６】表１に示すように、酸化チタンを０．３重
量％しか添加しなかったトナーＧや、負帯電性のシリカ
を１．０重量％添加したトナーＦでは、負帯電性のシリ
カの影響で、トナーの帯電の立ち上がりが遅くなり、現
像ローラ上のＭ／Ａが、黒ベタ印字のときより白ベタ印
字のときに高くなって、スリーブネガゴーストが発生し
た。また、酸化チタンを０．５重量％しか添加しなかっ
たトナーＨや、シリカを０．８重量％添加したトナーＥ
でも、スリーブネガゴーストが僅かに発生した。一方、
流動性向上効果の高いシリカを０．２重量％以下しか添
加しなかったトナーＡ，Ｂ（それぞれ０重量％，０．２
重量％）では、トナーの流動性不足による黒ベタかすれ
が発生し、酸化チタンを１．３重量％添加したトナーＬ
でも流動性不足による黒ベタかすれが僅かに発生した。

【００４７】これに対して、シリカを０．４〜０．６重
量％、酸化チタンを０．７〜１．１重量％添加したトナ
ーＣ，Ｄ，Ｉ，Ｊ，Ｋでは、いずれも良好な印字結果が
得られた。以上の実験結果により、外添剤としてシリカ
を約０．４〜０．８重量％（望ましくは０．４〜０．６
重量％）、酸化チタンを約０．５〜１．３重量％（望ま
しくは０．７〜１．１重量％）添加することによって、
きわめて良好な画像を形成できることが判った。これ
は、シリカ及び酸化チタンの添加量を上記値に設定する
ことにより、シリカの添加による流動性向上効果を確保
しつつ、シリカの負帯電による影響を酸化チタンによっ
て良好に相殺し、更に、帯電を均一かつ適切にする酸化
チタンの効果を良好に発現することができるためと考え
られる。

【００４８】なお、現像ローラ２７と供給ローラ２８と
の間隔ｄは、約２mm以下の値であれば種々の数値に設定
することができる。但し、上記間隔ｄがトナーの１層分
以上開いていればその劣化を充分に抑制することができ
る。トナーＴの劣化を良好に防止しつつ上記搬送力を良
好に確保する上では、上記間隔ｄを０．１〜０．５mmと
するのが望ましい。また、上記トナーＡ〜Ｌのいずれに
おいても、トナーの帯電を均一かつ適切にする酸化チタ
ンの効果はある程度発現された。すなわち、いずれのト
ナーＡ〜Ｌを使用した場合でも、本レーザプリンタで
は、従来に比べてトナーの劣化を抑制すると共にそのト
ナーを均一かつ適切に帯電させて、良好な画像を形成す
ることができた。

【００４９】次に、図４は、他の実施の形態のプロセス
カートリッジ３の構成を表す拡大図である。図４に例示
するレーザプリンタのプロセスカートリッジ３では、供
給ローラ２８の代わりに、ＡＢＳ等の合成樹脂等によっ
て正六角柱に構成した供給ローラ１２８を使用した。ま
た、このレーザプリンタでは、供給ローラ１２８と現像
ローラ２７との最近接距離ｄを０．５mmとした。このよ
うに構成されたレーザプリンタでも、現像ローラ２７と
供給ローラ１２８とが互いに離間した位置で回転するの
で、トナーＴの劣化を良好に防止することができる。ま
た、供給ローラ１２８は、現像ローラ２７との最近接距
離が２mm未満であると共に、角柱形状を有しているので
六角形の角部によってトナーＴを押し込むようにして搬
送することができる。しかも、トナーＴは前述のように
優れた流動性を有している。このため、トナーＴに加わ
る搬送力及び摩擦力はきわめて良好に確保される。

【００５０】トナーＴには、前述のようにシリカ及び酸
化チタンが外添剤として添加され、上記実施の形態と同
様の作用・効果が生じる。また、シリカ及び酸化チタン
の適切な添加量も上記実施の形態とほぼ同様の範囲に収
まる。なお、供給ローラ１２８は断面形状が他の多角形
となる角柱形状に構成してもよいが、三角柱，四角柱で
はトナーＴの搬送量に有意の変動が生じる。また、七角
柱以上では、上記押し込む力が低下する。従って、供給
ローラ１２８は五角柱または六角柱に構成するのが望ま
しい。また、七角柱以上に構成する場合は、鏡像力が良
好に作用するように、金属等の導電性物質で構成するの
が望ましい。

【００５１】なお、本発明は上記実施の形態になんら限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の形態で実施することができる。例えば、上記実
施の形態ではトナー母粒子の平均粒径を９μｍとしたが
６μｍ〜１０μｍの範囲で変更してもよい。また、上記
実施の形態では、シリカ及び酸化チタンの平均粒径を、
それぞれ１０nm及び４０nmとしたが、シリカの平均粒径
を３０nm以下の範囲で、酸化チタンの平均粒径を４０nm
以上の範囲で、種々に変更しても同様の作用・効果及び
実験結果が得られる。更に、外添剤としては上記の他、
アルミナ，酸化亜鉛等の種々の外添剤を使用することが
でき、酸化チタンを含めた３種類以上の外添剤を添加し
てもよい。

【００５２】また、本発明は、層圧規制ブレード３２を
実施の形態にあるようにＳＵＳの板バネを曲げたもので
はなく、板バネにシリコーンゴムなどの軟弾性体を設け
たものを使用する画像形成装置にも、同様に適用するこ
とができる。更に、本発明は、懸濁重合トナー以外の非
磁性１成分現像剤を用いた画像形成装置、例えば、乳化
重合等によって得られた他の重合トナーを用いた画像形
成装置にも、同様に適用することができる。トナーＴを
このような構成とした場合にも比較的良好な流動性が得
られ、上記トナーＴにやや劣るものの同様の効果が得ら
れる。また、本発明は、レーザプリンタに限らず、ファ
クシミリ，複写機等の非磁性１成分の現像剤を用いて電
子写真方式により画像を形成する装置にも同様に適用で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態のレーザプリンタの主要構成部
品の斜視図である。

【図２】上記レーザプリンタの概略側断面図である。

【図３】そのプロセスカートリッジの構成を表す拡大
図である。

【図４】他の実施の形態のプロセスカートリッジの構
成を表す拡大図である。

【図５】大小の外添剤を混合して添加する効果を表す
説明図である。

【符号の説明】

２…スキャナユニット３…プロセスカートリッジ
４…定着ユニット５…給紙ユニット６…駆動系ユニット２３
…感光ドラム２６…帯電器２７…現像ローラ２
８，１２８…供給ローラ２９…トナーカートリッジＰ…記録紙Ｔ…
トナー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に静電潜像が形成される静電潜像坦
持体と、該静電潜像坦持体の表面に帯電した非磁性１成分現像剤
を搬送し、上記静電潜像を現像する現像手段と、該現像手段に上記非磁性１成分現像剤を供給する供給手
段と、を備え、上記静電潜像を現像した上記非磁性１成分現像
剤を、被記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装
置において、上記供給手段が、上記現像手段から離間した位置で回転
することによって上記非磁性１成分現像剤を上記現像手
段に供給し、かつ、上記現像手段との最近接距離が２mm
以下であると共に、上記非磁性１成分現像剤に添加された外添剤の少なくと
も１種類が疎水化処理された酸化チタンであることを特
徴とする画像形成装置。
【請求項２】上記非磁性１成分現像剤への外添剤の添
加量が、上記酸化チタンが約０．５重量％以上であり、
他の外添剤が約０．８重量％以下であることを特徴とす
る請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】上記他の外添剤がシリカであり、上記酸
化チタンの添加量が約０．５〜１．３重量％、シリカの
添加量が約０．４〜０．８重量％であることを特徴とす
る請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】上記供給手段が円柱形状を有し、その中
心軸回りに回転することを特徴とする請求項１〜３のい
ずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】上記供給手段が断面多角形の角柱形状を
有し、その中心軸回りに回転することを特徴とする請求
項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。