JPH0764392A

JPH0764392A - 一成分現像装置

Info

Publication number: JPH0764392A
Application number: JP20771793A
Authority: JP
Inventors: Masatsugu Kajimoto; 昌嗣梶本; Yutaka Toyoda; 裕豊田; Hidekiyo Tachibana; 英清立花; Mikio Yamamoto; 美樹夫山本
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1993-08-23
Filing date: 1993-08-23
Publication date: 1995-03-10

Abstract

(57)【要約】【目的】現像履歴やトナー飛散等の問題を２次障害な
しに達成することができ、安定かつ良好な帯電性を維持
することができ、長期にわたり良好な画質を得られると
共に、小型でしかも低コスト化が可能な一成分現像装置
を提供することを目的とする。【構成】トナー担持体の周囲に、当該トナー担持体上
に供給されたトナーを摩擦帯電するとともにトナーの層
厚を規制するトナー層厚規制帯電部材を複数設け、これ
らのトナー層厚規制帯電部材の少なくとも１つにバイア
ス電圧を印加するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真複写機等の
画像形成装置において潜像保持体上に形成された静電潜
像をトナーによって可視像化する一成分現像装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の現像装置としては、例え
ば、特開昭４７−１３０８８号公報や特開昭５３−１６
７３４１号公報等に既に開示されているように、トナー
担持体によってトナーのみを潜像保持体に搬送し、この
トナー担持体上に担持されたトナーによって潜像保持体
上の静電潜像を可視像化する一成分現像装置が知られて
いる。

【０００３】この一成分現像装置は、図１３に示すよう
に、トナー担持体１００の表面にトナー供給部材１０１
によってトナー１０２を供給するとともに、このトナー
担持体１００上に担持されたトナー１０２の層厚を規制
帯電固定部材１０３によって規制し、トナー担持体１０
０上に所定の厚さのトナー層を形成する。そして、上記
一成分現像装置は、トナー担持体１００上に担持された
トナー１０２によって、潜像保持体１０４上に形成され
た静電潜像を可視像化し、トナー１０２が消費されたト
ナー担持体１００に、トナー供給部材１０１によって再
度トナー１０２を供給するように構成されている。

【０００４】ところで、このように構成される一成分現
像装置においては、トナー担持体１００上に形成された
トナー薄層の現像履歴や現像領域から複写機内へのトナ
ー飛散や安定したトナーの帯電性維持（図１４参照）が
課題となっている。すなわち、現像履歴とは、トナー担
持体上に形成されたトナー薄層は、静電潜像によって現
像される部分（現像部）と現像されない部分（非現像
部）にわかれ、一度現像されると、現像部と非現像部に
おいてトナー薄層の層厚とトナーの帯電性に差が生じ、
現像部と非現像部とで次の現像工程の現像特性に差が生
じて、ゴーストと呼ばれる画像履歴が発生する現象であ
る。

【０００５】この現像履歴について更に説明すると、上
記一成分現像装置においては、例えば、非磁性一成分ト
ナーを交番電界によってトナー担持体と潜像保持体との
間を往復飛翔させて現像を行うため、トナー担持体から
一度引き離されて静電潜像の現像に寄与するトナーと、
トナー担持体から一度引き離されて静電潜像の現像に寄
与せずにそのままトナー担持体上に戻るトナーにわかれ
る。そのため、図１５に示すような原稿を数十枚連続し
てコピーすると、トナー担持体上のトナーの粒度や帯電
分布に、画像部と非画像部とで差が生じ、非画像部の粒
度分布は画像部よりもやや小さくなり、結果として図１
５下段に示したように画像履歴が生じる。これは、図１
５上段に示す原稿イメージの現像工程でのトナーの選択
的消費が生じるためである。

【０００６】また、現像領域からのトナー飛散とは、ト
ナー担持体と潜像保持体との近接領域で現像電界によっ
て飛翔したトナーのうち、潜像担持体上の静電潜像の現
像に使われず、かつトナー担持体上へ戻ることのできな
かった帯電性の低いトナーが、重力やトナー担持体及び
潜像保持体の回転による空気の流れによって落下するも
ので、複写機内のトナー汚染を招く。

【０００７】上記現像履歴の発生を防止する方法につい
ては、これまで特公平１−４９９４５号公報、特開昭６
２−２５１７７１号公報、特開平２−１２７６６９号公
報等に開示されているものが既に提案されている。

【０００８】上記特開昭６２−２５１７７１号公報に開
示された現像装置は、図１６に示すように、現像工程が
終了した後のトナー担持体１００表面にトナー掻き落と
し部材１１０を機械的に圧接させ、このトナー掻き落と
し部材１１０によって現像工程終了後のトナー担持体１
００上のトナー１０２を一旦すべて掻き落とすことによ
って、現像履歴の発生を防止するように構成したもので
ある。

【０００９】しかし、この提案に係る現像装置は、トナ
ー担持体１００表面に機械的に圧接するトナー掻き落と
し部材１１０を用いているが、トナー担持体１００上に
強く付着したトナー１０２の外添剤などの微粒子を掻き
取ることができないという問題点を有している。この場
合、掻き落とされた直後の現像剤の帯電性の立ち上がり
を調べると、図１７に示すように、現像剤の帯電性の立
ち上がりが悪く、背景部のカブリなどを発生させると共
に、長時間の使用によってはトナーが機械的に外添剤の
埋まりこみなどにより劣化させられるという問題を有し
ている。

【００１０】さらに、上記特開平２−１２７６６９号公
報に開示された現像装置は、電界発生手段をハウジング
内に配設し、トナー担持体から電界によってトナーを一
旦転移させ、それにより現像履歴を防止するように構成
したものである。

【００１１】しかし、この提案に係る現像装置は、本発
明者らが同様の現像装置を用いて実験を実施したとこ
ろ、電界発生手段がハウジングの内部にすべて配設され
ているため、トナー担持体から転移されたトナーがハウ
ジングの貯蔵部内のトナーと混入し、現像装置内のトナ
ー量に効果が依存してしまうという問題点が確認され
た。

【００１２】また、トナーの飛散を防止する現像装置と
しては、特願平２−２１８５９３等に示すものが提案さ
れている。この現像装置は、図１８に示すように、現像
装置ハウジング１２０の下流側にトナー飛散防止板１２
１を配設し、このトナー飛散防止板１２１によって潜像
保持体１０４とトナー担持体１００との間の現像領域か
ら装置外にトナー１０２が飛散するのを防止するように
構成したものである。

【００１３】この提案に係る現像装置は、潜像保持体１
０４がつくる空気の流れによって複写装置外へ運び出さ
れるトナー１０２が僅かにあり、さらにトナー飛散防止
板１２１にある程度蓄積したトナー１０２が複写機内へ
こぼれ落ちるという問題を発生させていた。

【００１４】そこで、これらの問題点を解決するため、
本出願人は、特願平３−１８５２３９号に示すような一
成分現像装置を既に提案している。

【００１５】この一成分現像装置は、図１９に示すよう
に、担持体１００にトナー１０２を供給し、規制部材１
０３により該担持体１００上のトナー１０２の薄層を成
形するとともに電荷を与え、該トナー１０２を静電潜像
を保持する保持体１０４に送り、静電潜像を可視化する
一成分現像装置において、該保持体１０４の移動方向に
見て該担持体１００より下流側で、該担持体１００と該
保持体１０４に僅かな隙間をもって対向し、かつ、該担
持体１００表面と同方向に回転する導電性ロール１３０
を設けるように構成したものである。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この図１９に
示す提案に係る一成分現像装置の場合には、本発明者ら
の研究の結果、トナー１０２の帯電性の維持に関して不
十分であることがわかった。帯電性の不安定に対する理
由は、規制部材１０３が常にトナー担持体１００に圧接
しているため、トナー１０２に劣化を与え現像後にトナ
ー担持体１００に外添剤などの付着物が残り汚染され
て、帯電性の維持が難しく背景部のカブリなどをもたら
していた。

【００１７】また、帯電性の増加及び維持のために２つ
以上の付加部材（帯電、層形成のために付加された部
材）を用いた現像装置が、特開昭５８−５７１５６号公
報、特開昭５７−３０８６０号公報、特開昭５６−４０
８６３号公報等に開示されている。

【００１８】しかし、これらの現像装置の場合には、ト
ナーに対する付加部材の圧接により初期的な良好帯電は
得られても、現像剤に対するストレスの面で長期的維持
性が得られなかったりしている。また、非接触な付加部
材に関しては、現像剤に対するストレスは無く安定して
いるものの帯電性が不十分であり、良好な帯電性と維持
性の両者を両立できるものが無く画質上の問題が多かっ
た。

【００１９】また、トナー担持体に対して回転部材のみ
が帯電、層規制を行う場合でも、２つの機能を同時に実
施しなくてはならないため、回転部材がトナー担持体に
強く圧接する必要があり、両部材間の接触圧力により撓
みが生じ、両部材の軸方向の全域にわたり均一なニップ
圧を得ることができず、軸方向全域にわたり良好な層形
成を獲得できないという問題点があった。そのうえ、帯
電性の維持性においても現像剤にストレスが生じ、長期
的な使用は困難であるという問題点があった。この問題
点は、図１５においても示したように現像剤の帯電性に
同様な低下がみられた。このように従来技術において
は、画質上の欠陥が無く、トナークラウドによる機内汚
染などがない十分安定した維持性が得られている現像装
置が無かった。

【００２０】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたもので、その目的とすると
ころは、現像履歴やトナー飛散等の問題を２次障害なし
に達成することができ、安定かつ良好な帯電性を維持す
ることができ、長期にわたり良好な画質を得られると共
に、小型でしかも低コスト化が可能な一成分現像装置を
提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、
この発明に係る現像装置では、静電潜像保持体の近傍に
トナー担持体を配設し、このトナー担持体上にトナーを
供給するとともに、当該トナー担持体上に摩擦帯電され
たトナーの薄層を形成し、このトナー担持体上に形成さ
れたトナー層によって静電潜像保持体の静電潜像を現像
する一成分現像装置において、上記トナー担持体の周囲
に、当該トナー担持体上に供給されたトナーを摩擦帯電
するとともにトナーの層厚を規制するトナー層厚規制帯
電部材を複数設け、これらのトナー層厚規制帯電部材の
少なくとも１つにバイアス電圧を印加するように構成す
ることによって達成される。

【００２２】また、前記トナー担持体に圧接するトナー
層厚規制帯電部材としては、例えば、少なくとも固定部
材及び可動部材を１つ以上設けると共に、最下流側に導
電性弾性移動部材が配置される。

【００２３】さらに、前記固定部材及び可動部材の両方
にバイアス電圧を印加する場合には、例えば、直流成分
のバイアス電圧の極性をそれぞれ異ならせるように構成
される。

【００２４】また、前記可動部材としては、例えば、ト
ナー担持体と逆方向に回転すると共にトナーと同極性の
直流成分のバイアス電圧が印加されるように構成され
る。

【００２５】又さらに、前記可動部材には、例えば、ト
ナーを剥離させると共に、トナー担持体に対して可動部
材の加圧機能を兼ねたトナー剥離加圧部材を設けるよう
に構成される。

【００２６】

【作用】この発明においては、トナー担持体の周囲に、
当該トナー担持体上に供給されたトナーを摩擦帯電する
とともにトナーの層厚を規制するトナー層厚規制帯電部
材を複数設け、これらのトナー層厚規制帯電部材の少な
くとも１つにバイアス電圧を印加するように構成されて
いるので、トナー担持体の表面に供給されたトナーは、
常にトナー担持体の表面に接触する複数のトナー層厚規
制帯電部材によって十分摩擦帯電されるとともに十分な
量のトナーによって薄層形成され、履歴現象が発生する
のを防止することができる。また、上記トナー層厚規制
帯電部材の少なくとも１つにバイアス電圧が印加されて
いるので、このトナー層厚規制帯電部材に印加されてい
るバイアス電圧によって、トナー担持体上に担持された
トナーの帯電量を増加させることができ、この点からも
履歴現象等の発生を確実に防止することができる。

【００２７】

【実施例１】以下にこの発明を図示の実施例に基づいて
説明する。

【００２８】図１はこの発明に係る非磁性一成分トナー
を使用した現像装置の全体説明図である。

【００２９】この現像装置は、現像装置のハウジング１
の内部に配設されたトナー担持体２と、トナー供給部材
３と、規制帯電固定部材４と、回転部材５とで、その主
要部が構成されている。

【００３０】図において、１は現像装置のハウジングを
示すものであり、この現像装置ハウジング１の内部に
は、現像装置の外部に配設される図示しないトナー貯蔵
箱から現像剤としてのトナー６が供給されるようになっ
ている。このトナー６としては、例えば、非磁性一成分
系のトナーが用いられ、スチレン樹脂、アクリル樹脂お
よびポリエステル樹脂等の各種熱可塑性樹脂中に、カー
ボン等の顔料や含金属アゾ染料等の極性制御剤を分散
し、粉砕・分級により３〜２０μｍの大きさにしたもの
で、電荷制御剤が外添されてある。この電荷制御剤とし
ては、疏水処理したシリカ、アルミナ、チタン等の０．
１μｍ以下の微粒子が用いられるが、疏水性シリカが最
も好ましい。

【００３１】上記現像装置ハウジング１の開口部には、
トナー担持体２が矢印方向に所定の回転速度で回転可能
に配設されているとともに、当該ハウジング１の内部に
は、トナー担持体２の背面側にトナー供給部材３が矢印
方向に所定の回転速度で回転可能に配設されている。こ
のトナー供給部材３には、トナー担持体２とトナー供給
部材３との間にトナー供給用の電界を形成するための供
給部材バイアス電源７が接続されている。そして、上記
現像装置ハウジング１内に供給されたトナー６は、供給
部材バイアス電源７によって形成されるトナー供給部材
３とトナー担持体２との間の電界により、トナー供給部
材３からトナー担持体２へ供給されるようになってい
る。

【００３２】上記トナー担持体２は、通常直径Φが５〜
４０ｍｍに設定され、アルミやステンレスの丸棒やパイ
プを切削加工した後、円周表面をサンドブラスト、液体
ホーニングやエメリー研磨等の機械加工を施すか、ある
いは化学腐食を施すことにより表面粗さＲａ＝０．１〜
１．０μｍ程度の凹凸を形成したものが用いられるが、
アルミやステンレスの丸棒やパイプを切削加工した後
に、円周表面にフェノール樹脂等の半導電層を設けた
り、アクリル樹脂によるコート層を形成したりし、そし
て機械研磨等の研磨を施し、Ｒａ＝０．１〜１．０μｍ
程度の表面粗さとしたものも用いられ、望ましくはＲａ
＝０．２〜０．４μｍ程度の表面粗さとして用いる。ま
た、アルミロールを機械研磨した後に陽極酸化処理を施
して用いられたりすることもある。上記トナー担持体２
に半導電層を設ける場合には、担持体表面層の肉厚方向
の体積抵抗値が１０⁵〜１０¹²Ωｃｍ程度に設定され
る。さらに、上記トナー担持体２の回転数は、１００〜
３００ｒｐｍに設定される。このトナー担持体２にバイ
アス電源９によって印加される現像バイアスは、通常−
５０〜−４００Ｖの直流バイアス電圧を重畳した１００
０〜４０００Ｖ_PPの交流バイアス電圧であり、交流バイ
アスの周波数は１〜５ｋＨｚであり、望ましくは交流バ
イアス電圧のＶ_peakをトナー担持体２と潜像保持体の隙
間で除した値が４〜７Ｖ／μｍの範囲で、周波数を２．
５〜４．０ｋＨｚとして用いられる。

【００３３】一方、上記トナー供給部材３は、直径Φが
１０〜２０ｍｍで、肉厚１〜４ｍｍのアルミやステンレ
スのパイプの周面上にいくつかの開口部を設けたもの
で、トナー担持体２との間に約０．５〜２．０ｍｍの隙
間をもって対向するように配置され、トナー担持体２の
約１〜５倍の周速で回転している。また、供給部材バイ
アス電源７は、トナー供給部材３とトナー担持体２との
間に約２００〜１０００Ｖの直流バイアス電圧を供給
し、トナー供給部材３の極性はトナー６と同極性とす
る。また、トナー６がトナー供給部材３の表面にフィル
ミングするのを防ぐために、５０〜５００μｍ程度のマ
イラー８等をトナー供給部材３の表面に接触させるよう
にしても良い。

【００３４】また、上記現像装置ハウジング１の内部に
は、トナー担持体２の表面に圧接するようにトナー層厚
規制帯電部材の１つとしての規制帯電固定部材４が配設
されており、この規制帯電固定部材４によってトナー担
持体２の表面に担持されたトナー６の層厚を規制すると
ともに、トナー担持体２の表面に担持されたトナー６を
摩擦帯電することによって十分な電荷を与えるように構
成されている。この規制帯電固定部材４には、図２に示
すように、必要に応じてトナー６の帯電極性と逆極性の
直流電圧をバイアス電源１０によって印加するようにし
ても良い。

【００３５】上記規制帯電固定部材４としては、例え
ば、厚さ０．０３〜０．３ｍｍ程度のステンレス製の板
バネにＳｉゴムやＥＰＤＭゴムを加硫接着したものが用
いられ、トナー担持体２への接触圧力は、１０〜１００
ｇ／ｃｍ程度に設定されているが、好ましくは、トナー
６に対するストレスを低減させるため６０ｇ／ｃｍ以下
である。また、ゴムの硬度は、２０〜８０度のものが使
用可能であるが、好ましくは、トナー６へのストレスの
低減より３０〜５０度のものが良い。この規制帯電固定
部材４によりトナー６は、５〜３０μｍ程度の薄層に形
成されるとともに、２〜２０μＣ／ｇ程度の電荷が付与
される。しかしながら、トナー６のストレスをできるか
ぎり低減させるために、線圧はできる限り低くすること
が好ましいため、トナー担持体２との関係から下限値は
決定される。さらに、帯電性の効果をこの第１段の固定
部材４でより得るためには、トナー６と異極性の直流電
圧を印加する方法がある。しかしながら、規制帯電固定
部材４に異極性の電圧を印加する場合は、抵抗をバイア
スリーク及び電圧の効果的な範囲より１０³〜１０¹⁰Ω
ｃｍで、より好ましくは１０⁴〜１０⁷Ωｃｍにする必
要がある。

【００３６】なお、上記規制帯電固定部材４に図２に示
すようにトナー６の帯電極性と逆極性の直流電圧等を印
加した場合を図３に示す。この図３に示すグラフから明
らかなように、規制帯電固定部材４にトナーの帯電極性
と逆極性の直流電圧を印加することにより、トナーの良
好な帯電性を得ることができることがわかる。図３にお
いて、「ＴＲＩＢＯ」は摩擦帯電量を、「ＴＶ」はＴＲ
ＩＢＯＶａｌｕｅを、「ＷＳＴ」は逆極性トナーをそ
れぞれ示している。これは、図３以外の図面についても
同様である。

【００３７】さらに、上記現像装置ハウジング１の開口
部には、図１に示すように、トナー担持体２の回転方向
上流側に、第２のトナー層厚規制帯電部材としての導電
性弾性回転部材５が回転自在に配設されており、この導
電性弾性回転部材５によってトナー担持体２の表面に担
持されたトナー６を更に帯電するように構成されてい
る。また、この導電性弾性回転部材５には、直流電源１
１によってトナー６と同極性の直流電圧が印加されてお
り、この回転部材５に逆極性のトナー６を付着させ、良
帯電トナー６のみをトナー担持体２の表面に担持させる
ようになっている。さらに、上記導電性弾性回転部材５
の表面には、この導電性弾性回転部材５の表面からトナ
ーを剥離するための剥離加圧部材１２が圧接されてい
る。また、この剥離加圧部材１２は、現像装置ハウジン
グ１の開口部からトナー６が外部に漏れるのを防止する
作用をも果たしている。

【００３８】上記導電性弾性回転部材５は、直径Φが３
〜２０ｍｍ程度のアルミやステンレスの丸棒にＥＰＤＭ
のゴム材にて被覆し、その表面をＰＦＡコートしたもの
やシリコンゴム及びＥＰＤＭゴムにウレタンコートした
ものなどの２層構造のタイプのものや、シリコンゴム、
ＥＰＤＭゴムなど１層構造のタイプなどが用いられる。
この導電性弾性回転部材５は、トナー担持体２と対向す
る位置で回転部材５表面の移送方法が、トナー担持体２
のそれと逆方向になるように回転し、導電性弾性回転部
材５の周速は、トナー担持体２のそれの０．１〜２．０
倍、望ましくは０．２〜０．８倍に設定される。上記導
電性弾性回転部材５とトナー担持体２のニップ圧は、約
１００ｇ／ｃｍ以下、望ましくは６０ｇ／ｃｍ以下であ
る。また、抵抗はバイアスリーク及び電圧の効果的な範
囲より１０³〜１０¹⁰Ωｃｍで、より好ましくは１０⁴
〜１０⁷Ωｃｍである。こうすることによって、１０Ｋ
Ｃ／Ｖコピー後においても良好な帯電性を示す。ここ
で、この実施例における回転体５には、吸着したトナー
６を掻き落とす剥離加圧部材としてのスクレーパ１２が
備えられ、回転体５に吸着したトナー６は、スクレーパ
１２によって掻き落とされ、現像装置ハウジング１内へ
戻される。上記スクレーパ１２としては、０．０５〜
０．１５ｍｍ程度のステンレスなどの板ばねやウレタン
ゴムブレードのエッジを低圧にて接触させたもの用い
た。このスクレーパ１２の別の作用として、従来回転体
５の均一なトナー担持体２への圧接に苦労していたが、
撓みへの対策として回転体５への全域な荷重にて撓みの
ない良好な均一圧接が得られている。すなわち、上記ス
クレーパ１２は、回転体５を撓ませることなく均一にト
ナー担持体２へ圧接させる部材としての機能を有してい
る。

【００３９】なお、上記導電性弾性回転部材５にトナー
６の帯電極性と同極性の直流電圧を印加した場合を図４
に示す。この図４に示すグラフから明らかなように、ト
ナー６の良好な搬送量と帯電性が得られる領域は、トナ
ー６と同極性の直流電圧を印加した場合であり、その理
由は逆極性に帯電したトナー６が回転部材５に転移され
ているためである。また、逆極性の直流電圧を印加した
場合は、正帯電トナーが回転部材５に転移されてしま
い、適性な搬送量が得られないため実使用範囲ではな
い。

【００４０】さらに、上記の如く構成される現像装置に
よって静電潜像が現像される静電潜像保持体１５として
は、通常Ｓｅ系感光体や有機感光体が用いられ、潜像保
持体１５とトナー担持体２は、通常１００〜４００μｍ
程度の隙間で対向するように配置され、望ましくは１５
０〜３００μｍ程度の隙間で対向されている。

【００４１】なお、図１及び図２において、１６はトナ
ー６が外部に漏れるのを防止するシール部材を示してい
る。

【００４２】以上の構成において、この実施例に係る一
成分現像装置では、次のようにして、潜像保持体１５上
に形成された静電潜像が現像される。すなわち、この現
像装置は、図１に示すように、現像装置のハウジング１
内に図示しないトナー貯蔵箱から現像剤としてのトナー
６が供給される。この現像装置ハウジング１の内部に供
給されたトナー６は、トナー担持体２とトナー供給部材
３との間に印加されるバイアス電圧によって、トナー供
給部材３からトナー担持体２へと供給され、トナー担持
体２の表面には、供給されたトナー６が担持される。

【００４３】その後、上記トナー担持体２の表面に供給
されたトナー６は、トナー担持体２の回転に伴って規制
帯電固定部材４へと移動する。すると、このトナー担持
体２の表面に担持されたトナー６は、規制帯電固定部材
４によって摩擦帯電されるととともに、所定の厚さの層
厚に規制され、結果的に、トナー担持体２の表面には、
所定の極性（この実施例では、負極性）に帯電されたト
ナー層の薄層が形成される。

【００４４】さらに、上記規制帯電固定部材４によって
摩擦帯電及び層厚規制されたトナー担持体２上のトナー
６は、導電性弾性回転部材５へと移動する。この導電性
弾性回転部材５は、トナー担持体２の回転方向と逆方向
に回転しているため、トナー担持体２上に担持されたト
ナー６を更に摩擦帯電するとともに、当該導電性弾性回
転部材５に印加されたトナー６の帯電極性と同極性の直
流電圧によって、逆極性に帯電されたトナー６を吸着除
去するようになっている。

【００４５】こうすることによって、上記トナー担持体
２の表面には、規制帯電固定部材４と導電性弾性回転部
材５によって十分摩擦帯電され、しかも所定の層厚に規
制されたトナーの薄層が、逆極性の帯電トナー６を除去
した状態で形成される。

【００４６】そして、上記トナー担持体２上に担持され
たトナーの薄層は、当該トナー担持体２の回転に伴って
トナー担持体２と潜像担持体との間の現像領域へと搬送
される。このトナー担持体２と潜像担持体との間の現像
領域においては、トナー担持体２と潜像担持体との間に
バイアス電源によって、直流電圧が重畳された交流電圧
が印加されているため、トナー担持体２上に担持された
トナーの薄層は、このバイアス電圧によって形成される
交番電界によって、トナー担持体２と潜像担持体との間
を往復飛翔するとともに、潜像担持体上に形成された静
電潜像をトナー６によって現像するようになっている。

【００４７】ところで、この実施例の場合には、規制帯
電固定部材４や回転部材５の通過により帯電の立ち上が
りの向上及びトナー薄層の再配列が行われているため、
画像、非画像部に対応した層形成状態に差がない。図５
は、本発明の実施例における帯電の立ち上がりを従来例
と比較したグラフを示す。図からも明らかなように、こ
の実施例において帯電の立ち上がりは大幅に改善されて
いる。それによって、画像履歴を解消した。

【００４８】その後、現像工程が終了した後のトナー担
持体２は、図１に矢印で示す方向に回転し、現像工程に
寄与しなかったトナー６を表面に吸着担持した状態で、
現像装置ハウンジグ１の内部へと回転する。その際、上
記トナー６は、十分摩擦帯電されており十分な電荷量を
有するため、現像に寄与しなかったトナー６であって
も、トナー担持体２が形成する電界によって当該トナー
担持体２の表面へと確実に吸着され、外部に飛散するこ
とはない。

【００４９】実験例次に、本発明者らは、上記図１に示す実施例において、
本発明の効果の経時的安定性を確認するため、下記の条
件にて長時間のプリントテストを行ったところ、約６
０，０００枚後でも画像履歴は発生せず、トナー飛散も
きわめて少なく、トナー層も良好でカブリは未発生であ
った。

【００５０】潜像担持体負帯電有機感光体プロセススピード１６０ｍｍ／ｓｅｃトナー担持体 Φ２４ｍｍ、１８０ｒｐｍフェノール樹脂ロール（１０⁶Ωｃｍ）トナー供給部材 Φ１９ｍｍ、６００ｒｐｍステンレスロール（開口部有り）トナー規制帯電固定部材ＳＵＳ３０３、０．１２ｍｍ厚の板バネに１ｍｍ厚のＥＰＤＭゴムを接着したもの接触圧力は約１２０ｇｆ／ｃｍ、抵抗１０⁵Ωｃｍトナー規制帯電回転部材 Φ１０ｍｍ、４３０ｒｐｍＥＰＤＭゴムにＰＦＡコートしたもの抵抗１０⁵Ωｃｍ、５０ｍｍ／ｓｅｃ担持体と逆回転潜像保持体、担持体隙間約２００μｍトナー規制帯電固定部材約３０ｇ／ｃｍと担持体のニップ圧トナー規制帯電回転部材約３０ｇ／ｃｍと担持体のニップ圧潜像電位 −１００Ｖ背景部電位 −３５０Ｖ現像バイアス電位直流−２００Ｖに交流２．４ｋＶ_PP、２ｋＨｚ重畳トナー規制帯電固定部材直流＋４００Ｖ印加電圧トナー規制帯電回転部材直流−４００Ｖ印加電圧トナー非磁性一成分カラートナー（ポリエステル系）

【００５１】比較例図に示すような従来の現像装置において、同様に経時的
安定性を確認するため、同様の実験を条件にて長時間の
プリントテストを行った。

【００５２】図６は１０ＫＣ／Ｖ（１０，０００枚）の
ランニングテストを実施した場合のイニシャルとランニ
ング後の帯電性を比較した結果を比較例とともに示すも
のである。

【００５３】この図６から明らかなように、本発明では
現像領域での帯電性に差はほとんど生じず、逆極性の現
像剤の増加もみられなかったのに対し、比較例では現像
領域での帯電性の本発明に比べて低く、しかも逆極性の
現像剤が大幅に増加することがわかった。本テストの１
０ＫＣ／Ｖ後の現像装置内のトナーを電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）写真により比較を実施したところ、比較例の場合に
は現像剤（トナー）に外添剤の埋まりこみが激しくかな
り劣化しているが、本発明での埋まりこみは少ないこと
が判明した。また、同様のテストを図７のように固定部
材にバイアスを印加した場合としない場合とで比較した
ところ、イニシャルの帯電性に差があるものの、両者と
も帯電性の低下がみられず維持性に優れていることが判
明した。

【００５４】さらに、本発明の図２と図１の構成にて帯
電性及び搬送量の変化を示したグラフを図８に示した。
両者とも明らかなように、２つの圧接部材にて機能分離
が行われており、最初の固定部材４にてほぼ搬送量が決
定され、その際帯電性もある程度所望の極性側に移行さ
れ、次いで回転部材５により搬送量の変化が少なくかつ
逆極性の除去及びさらなる帯電性の向上が行われている
ことがわかる。そして、回転部材５に付着させられた逆
極性現像剤はウレタンゴムやＥＰＤＭなどを用いた硬度
３０〜８０度程度のブレード形状のゴムのエッジ１１が
回転部材５にあてられていることにより、現像剤６がス
クレープされ除去される。

【００５５】また、トナー担持体２に対して回転部材５
が圧接する際に撓みが生じセンター部でのニップ幅が減
少し、搬送量の増加や帯電不良の発生という現象が起き
ているため、幅方向のバラツキの発生を低下させてい
る。そこで、スクレーパ１１の活用により軸方向均一な
接触圧を得ることができる。図９に本構成での撓みと線
圧の関係を示す。上記テストに引きつづき１００ＫＣ／
Ｖのテストを実施したところ帯電性の低下及び画質上の
欠陥、クラウドによる機内汚染もなく安定した維持性を
示した。

【００５６】一方、図１３に示すような従来の現像装置
では、現像部においては、供給部材より新たなトナーが
担持体に供給され、規制帯電固定部材によって、新たな
トナーの薄層が次々に形成されるが、非現像部において
は、一度形成されたトナーの薄層が再度規制帯電固定部
材を通過することになり、非画像部がしばらく続く部分
では新たなトナーの供給を受けないまま、同一のトナー
の薄層が何度も規制部材を通過することになる。担持体
上のトナーの層厚を測定すると、現像部における新たな
トナーの薄層の層厚は非現像部のそれより数ミクロン高
く、また現像部におけるトナーの帯電量は非現像部のそ
れより数μＣ／ｇ程度低くなっていた。また、非現像部
のトナーは担持体に対する付着縁化の現像部におけるそ
れよりも大きく、トナーの飛翔性にも差を生じていた。
これらの原因により、例えば図１５のようなプリントサ
ンプルが得られる。

【００５７】すなわち、図１５において、Ａ４サイズの
原稿のうちプリント開始後約２／３までをみると３×１
０ｃｍの長方形状のベタ黒である現像部と非現像部に分
かれており、それに続くプリント後半には１５×５ｃｍ
の面積率５０％の網点画像があり、非画像部に続く網点
画像のコピー濃度は、画像部に続くそれよりやや低くな
っていた。これは、非現像部における担持体上のトナー
の帯電性が、現像部におけるそれよりやや高くなり、非
画像部における担持体上のトナーが現像部のそれより飛
翔しにくくなっているために、感光体と現像剤担持体間
に往復運動するトナーが減少したり、網点画像の潜像電
荷を中和させるためのトナー量が現像部のそれより少な
くなるためである。

【００５８】実施例２図１０乃至図１２はそれぞれこの発明の他の実施例を示
すものであり、前記実施例と同一の部材には同一の符号
を付して説明すると、この実施例では、トナー担持体に
接触するように配設される帯電部材の構成が、前記実施
例１と異なっている。

【００５９】すなわち、図１０に示す実施例は、トナー
担持体２の上流側に設けられる帯電部材がブレードでは
なく、回転せずに固定状態に配置されたロール状部材２
０によって形成されている。また、図１１に示す実施例
は、トナー担持体２の下流側に設けられる帯電部材がロ
ールではなく、ブレード状部材２１によって形成されて
おり、このブレード状帯電部材２１がトナー担持体２の
表面の接線方向に往復移動するように構成されている。
さらに、図１２に示す実施例は、トナー担持体２の下流
側に設けられる帯電部材がロールではなく、無端ベルト
状部材２２によって形成されており、この無端ベルト状
部材２２が回転移動するように構成されている。

【００６０】こうすることによって、図１０、１１、１
２に示したように各組み合わせ（回転部材、固定部材）
が、前提として低線圧で、適正なバイアス印加が実施さ
れれば可能であり、帯電性の低下及び画質上の欠陥なく
安定した維持性を発揮することができる。

【００６１】その他の構成及び作用は前記実施例と同様
であるので、その説明を省略する。

【００６２】

【発明の効果】この発明は、以上の構成及び作用よりな
るもので、現像履歴やトナー飛散等の問題を２次障害な
しに達成することができ、安定かつ良好な帯電性を維持
することができ、長期にわたり良好な画質を得られると
共に、小型でしかも低コスト化が可能な一成分現像装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明に係る一成分現像装置の一実
施例を示す構成図である。

【図２】図２は同実施例の変形例を示す構成図であ
る。

【図３】図３はバイアス印加電圧とトナーの帯電量及
びトナー重量との関係を示すグラフである。

【図４】図４はバイアス印加電圧とトナーの帯電量及
びトナー重量との関係を示すグラフである。

【図５】図５は本発明と従来例におけるトナーの帯電
量及びトナー重量との比較を示すグラフである。

【図６】図６は本発明と従来例におけるトナーの帯電
量及びトナー重量との比較を示すグラフである。

【図７】図７はバイアスの印加に有無によるトナーの
帯電量及びトナー重量との比較を示すグラフである。

【図８】図８は本発明と従来例におけるトナーの帯電
量及びトナー重量との比較を示すグラフである。

【図９】図９は担持体と回転体との線圧及び回転体撓
み量との関係を示すグラフである。

【図１０】図１０はこの発明に係る一成分現像装置の
他の実施例を示す要部構成図である。

【図１１】図１１はこの発明に係る一成分現像装置の
他の実施例を示す要部構成図である。

【図１２】図１２はこの発明に係る一成分現像装置の
他の実施例を示す要部構成図である。

【図１３】図１３は従来の現像装置を示す構成図であ
る。

【図１４】図１４はコピー枚数とトナーの帯電量及び
トナー重量との比較を示すグラフである。

【図１５】図１５（ａ）（ｂ）は画像記録サンプルを
それぞれ示す説明図である。

【図１６】図１６は従来の他の現像装置を示す構成図
である。

【図１７】図１７はトナーの帯電量及びトナー重量を
示すグラフである。

【図１８】図１８は従来の他の現像装置を示す構成図
である。

【図１９】図１９は従来の他の現像装置を示す構成図
である。

【符号の説明】

１ハウジング、２トナー担持体、３トナー供給部
材、４規制帯電固定部材、５回転部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本美樹夫神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像保持体の近傍にトナー担持体を
配設し、このトナー担持体上にトナーを供給するととも
に、当該トナー担持体上に摩擦帯電されたトナーの薄層
を形成し、このトナー担持体上に形成されたトナー層に
よって静電潜像保持体の静電潜像を現像する一成分現像
装置において、上記トナー担持体の周囲に、当該トナー
担持体上に供給されたトナーを摩擦帯電するとともにト
ナーの層厚を規制するトナー層厚規制帯電部材を複数設
け、これらのトナー層厚規制帯電部材の少なくとも１つ
にバイアス電圧を印加することを特徴とする一成分現像
装置。
【請求項２】前記トナー担持体に圧接するトナー層厚
規制帯電部材は少なくとも固定部材及び可動部材を１つ
以上設けると共に、最下流側に導電性弾性移動部材が配
置されていることを特徴とする請求項第１項記載の一成
分現像装置。
【請求項３】前記固定部材及び可動部材の両方にバイ
アス電圧を印加する場合、直流成分のバイアス電圧の極
性をそれぞれ異ならせたことを特徴とする請求項第２項
記載の一成分現像装置。
【請求項４】前記可動部材はトナー担持体と逆方向に
回転すると共にトナーと同極性の直流成分のバイアス電
圧が印加されていることを特徴とする請求項第２項記載
の一成分現像装置。
【請求項５】前記可動部材にはトナーを剥離させると
共に、トナー担持体に対して可動部材の加圧機能を兼ね
たトナー剥離加圧部材を設けたことを特徴とする請求項
第２項記載の一成分現像装置。