JPH09311539A - 現像装置 - Google Patents
現像装置Info
- Publication number
- JPH09311539A JPH09311539A JP8148614A JP14861496A JPH09311539A JP H09311539 A JPH09311539 A JP H09311539A JP 8148614 A JP8148614 A JP 8148614A JP 14861496 A JP14861496 A JP 14861496A JP H09311539 A JPH09311539 A JP H09311539A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- developing
- developing sleeve
- developing device
- supply roller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Developing For Electrophotography (AREA)
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 非接触型のトナー供給ローラを使用しても、
接触型のトナー供給ローラを使用した場合と同様にゴー
ストがなく、同等以上にかぶり等も少ない高品質な画像
を得ることができ、トナー、現像スリーブおよび供給ロ
ーラの寿命も大幅に延ばすことを可能とした現像装置を
提供することである。 【解決手段】 非接触型のトナー供給ローラを使用した
とことから、現像スリーブへのトナー掻き取り、供給能
力を向上させるために、現像スリーブに感光ドラムとの
間で現像バイアスとしてブランクパルスを印加するよう
にした。このブランクパルスは、交流電圧と直流電圧を
重畳して印加する区間(振幅部)Dと、これに続いて直
流電圧のみを印加する区間(ブランク部)Eの全体を1
サイクルとして、このサイクルを繰り返すバイアスであ
る。
接触型のトナー供給ローラを使用した場合と同様にゴー
ストがなく、同等以上にかぶり等も少ない高品質な画像
を得ることができ、トナー、現像スリーブおよび供給ロ
ーラの寿命も大幅に延ばすことを可能とした現像装置を
提供することである。 【解決手段】 非接触型のトナー供給ローラを使用した
とことから、現像スリーブへのトナー掻き取り、供給能
力を向上させるために、現像スリーブに感光ドラムとの
間で現像バイアスとしてブランクパルスを印加するよう
にした。このブランクパルスは、交流電圧と直流電圧を
重畳して印加する区間(振幅部)Dと、これに続いて直
流電圧のみを印加する区間(ブランク部)Eの全体を1
サイクルとして、このサイクルを繰り返すバイアスであ
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写装置、画像記
録装置、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置にお
いて、電子写真感光体や静電記録誘電体などの像担持体
上に形成した静電潜像を現像して可視化するのに使用す
る現像装置に関し、特に現像にキャリアを含まない一成
分現像剤を用いる現像装置に関する。
録装置、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置にお
いて、電子写真感光体や静電記録誘電体などの像担持体
上に形成した静電潜像を現像して可視化するのに使用す
る現像装置に関し、特に現像にキャリアを含まない一成
分現像剤を用いる現像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、乾式の一成分現像剤を使用する一
成分現像装置として、各種の現像装置が提案され、実用
化されている。しかし、いずれの現像装置においても、
現像剤担持体上にトナー(乾式一成分現像剤)の薄層を
形成することは極めて難しい。しかるに、現像画像の鮮
明度、解像力などの向上が求められている現在、トナー
の薄層を形成する方法、およびその薄層形成方法を適用
した現像装置の開発は必須となっており、これに応えて
いくつかの方策が提案されている。
成分現像装置として、各種の現像装置が提案され、実用
化されている。しかし、いずれの現像装置においても、
現像剤担持体上にトナー(乾式一成分現像剤)の薄層を
形成することは極めて難しい。しかるに、現像画像の鮮
明度、解像力などの向上が求められている現在、トナー
の薄層を形成する方法、およびその薄層形成方法を適用
した現像装置の開発は必須となっており、これに応えて
いくつかの方策が提案されている。
【0003】たとえば特開昭54−43038に示す現
像装置が挙げられる。この現像装置は、現像剤規制手段
であるゴムもしくは金属の規制ブレードを現像剤担持体
である現像スリーブに当接させ、その当接部内にトナー
を侵入、通過させることにより、現像スリーブ上にトナ
ーの薄層を形成し、また当接部でトナーを摩擦帯電して
帯電電荷(トリボ)を付与するものである。
像装置が挙げられる。この現像装置は、現像剤規制手段
であるゴムもしくは金属の規制ブレードを現像剤担持体
である現像スリーブに当接させ、その当接部内にトナー
を侵入、通過させることにより、現像スリーブ上にトナ
ーの薄層を形成し、また当接部でトナーを摩擦帯電して
帯電電荷(トリボ)を付与するものである。
【0004】このような現像装置において、磁性一成分
現像剤の磁性トナーを使用する場合は、現像スリーブ内
に磁石を設けることによって、その磁力による吸引で現
像スリーブ上にトナーを供給することができる。しかし
ながら、非磁性一成分現像剤の非磁性トナーを使用する
場合には、磁力による供給ができないので、新たに機械
的なトナー供給手段を必要とする。
現像剤の磁性トナーを使用する場合は、現像スリーブ内
に磁石を設けることによって、その磁力による吸引で現
像スリーブ上にトナーを供給することができる。しかし
ながら、非磁性一成分現像剤の非磁性トナーを使用する
場合には、磁力による供給ができないので、新たに機械
的なトナー供給手段を必要とする。
【0005】そこで、本出願人は、図12に示すような
現像装置を提案した(特開昭58−116559)。こ
の現像装置では、非磁性トナーを収容した現像容器2内
にトナー供給手段として供給ローラ5を設け、このトナ
ー供給ローラを現像スリーブ3と当接して回転させるこ
とにより、現像スリーブ3上の未現像トナーのはぎ取り
および新たなトナー6の供給を行なわせた。
現像装置を提案した(特開昭58−116559)。こ
の現像装置では、非磁性トナーを収容した現像容器2内
にトナー供給手段として供給ローラ5を設け、このトナ
ー供給ローラを現像スリーブ3と当接して回転させるこ
とにより、現像スリーブ3上の未現像トナーのはぎ取り
および新たなトナー6の供給を行なわせた。
【0006】これによれば、トナー供給ローラ5の設置
という簡単な構成によって、現像スリーブ3上に非磁性
トナー6を供給でき、このトナー6を供給ローラ5より
も現像スリーブ3の回転方向下流の規制ブレード(弾性
ブレード)4で規制してトナーの薄層に形成して、現像
に供することにより、高濃度、広面積のベタ黒画像を忠
実に再現し、常に安定な画像を提供することが可能とな
った。
という簡単な構成によって、現像スリーブ3上に非磁性
トナー6を供給でき、このトナー6を供給ローラ5より
も現像スリーブ3の回転方向下流の規制ブレード(弾性
ブレード)4で規制してトナーの薄層に形成して、現像
に供することにより、高濃度、広面積のベタ黒画像を忠
実に再現し、常に安定な画像を提供することが可能とな
った。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】近年、現像装置の高速
化、高耐久化の要請が高まっており、現像装置に適時、
トナーの補給を行ない、初期と同等な画質を有する良好
な画像を常に長期間安定して提供できるようにする必要
性が生じている。それの実現のためには、現像スリーブ
3上に塗布(コート)するトナー量を一定に維持するこ
とが前提条件となる。
化、高耐久化の要請が高まっており、現像装置に適時、
トナーの補給を行ない、初期と同等な画質を有する良好
な画像を常に長期間安定して提供できるようにする必要
性が生じている。それの実現のためには、現像スリーブ
3上に塗布(コート)するトナー量を一定に維持するこ
とが前提条件となる。
【0008】現像スリーブ3上にコートしたトナー量が
適正量よりも少ないと、現像電界をどのように設定して
も、一定の画像濃度を維持することができない。また現
像スリーブ3上のトナー量が適正量よりも多い場合に
は、現像スリーブ3および弾性ブレード4との摩擦で帯
電量が十分に得られない低帯電トナーが多くなり、感光
ドラム1上の非画像部にトナーのかぶりを発生する。ま
た低帯電トナーは、交互電界による現像スリーブ3、感
光ドラム1間の往復運動により、現像スリーブ3もしく
は感光ドラム1上に維持されにくく、飛散しやすいの
で、トナーの飛散が増大する。
適正量よりも少ないと、現像電界をどのように設定して
も、一定の画像濃度を維持することができない。また現
像スリーブ3上のトナー量が適正量よりも多い場合に
は、現像スリーブ3および弾性ブレード4との摩擦で帯
電量が十分に得られない低帯電トナーが多くなり、感光
ドラム1上の非画像部にトナーのかぶりを発生する。ま
た低帯電トナーは、交互電界による現像スリーブ3、感
光ドラム1間の往復運動により、現像スリーブ3もしく
は感光ドラム1上に維持されにくく、飛散しやすいの
で、トナーの飛散が増大する。
【0009】現像スリーブ3上に適正範囲のトナーコー
ト量が維持されない原因として、次のようなものが挙げ
られる。(1)トナーの凝集度変化。(2)トナーの劣
化、電荷保持能力の低下。(3)現像スリーブ3の摩耗
によるトナーの搬送力低下。
ト量が維持されない原因として、次のようなものが挙げ
られる。(1)トナーの凝集度変化。(2)トナーの劣
化、電荷保持能力の低下。(3)現像スリーブ3の摩耗
によるトナーの搬送力低下。
【0010】本発明者らの(1)についての研究によれ
ば、トナーの凝集度は、現像スリーブ3上のトナーコー
ト量に多大な影響を与え、かつ長期間使用時に不規則に
大きく変動する要素である。トナー凝集度が大きく変化
する理由は十分には明らかでないが、長期放置による吸
湿、トナー自身の重量による凝集、弾性ブレード4およ
びトナー供給ローラ5の圧力下におけるトナー同士の機
械的、物理的付着力の変化、供給ローラ5による搬送で
の現像スリーブ3および弾性ブレード4近傍領域へのト
ナーの押し込み等が考えられる。
ば、トナーの凝集度は、現像スリーブ3上のトナーコー
ト量に多大な影響を与え、かつ長期間使用時に不規則に
大きく変動する要素である。トナー凝集度が大きく変化
する理由は十分には明らかでないが、長期放置による吸
湿、トナー自身の重量による凝集、弾性ブレード4およ
びトナー供給ローラ5の圧力下におけるトナー同士の機
械的、物理的付着力の変化、供給ローラ5による搬送で
の現像スリーブ3および弾性ブレード4近傍領域へのト
ナーの押し込み等が考えられる。
【0011】従来の非磁性一成分現像装置では、耐久枚
数寿命3000枚程度を見込んでおり、さほど大きな凝
集度変動もないままトナーを使い切ることができるが、
それ以上の枚数に対する耐久性を要求する場合には、ト
ナーの凝集度変動による現像スリーブ3上のトナーコー
ト量の変化を小さくする必要である。
数寿命3000枚程度を見込んでおり、さほど大きな凝
集度変動もないままトナーを使い切ることができるが、
それ以上の枚数に対する耐久性を要求する場合には、ト
ナーの凝集度変動による現像スリーブ3上のトナーコー
ト量の変化を小さくする必要である。
【0012】(2)のトナーの劣化、電荷保持能力の低
下は、弾性ブレード4および供給ローラ5の圧力による
トナーの粒子形状の変化、小粒径トナーの方が現像に寄
与しやすいという現像選択性によるトナーの粗粉化、シ
リカ等の外添剤のトナーへの埋め込まれ等が原因である
と考えられる。(3)の現像スリーブ3によるトナーの
搬送力低下には、弾性ブレード4および供給ローラ5の
トナーを介した圧力の変動や摩耗が大きく影響する。
下は、弾性ブレード4および供給ローラ5の圧力による
トナーの粒子形状の変化、小粒径トナーの方が現像に寄
与しやすいという現像選択性によるトナーの粗粉化、シ
リカ等の外添剤のトナーへの埋め込まれ等が原因である
と考えられる。(3)の現像スリーブ3によるトナーの
搬送力低下には、弾性ブレード4および供給ローラ5の
トナーを介した圧力の変動や摩耗が大きく影響する。
【0013】上記のような問題の発生は、特に現像スリ
ーブ3に当接したトナー供給ローラ5、弾性ブレード4
に起因していることが明らかである。また現像スリーブ
3に供給ローラ5を接触させるため、現在では、供給ロ
ーラ5に可撓性を有するシリコーンゴムあるいはウレタ
ンゴム等のスポンジ状部材を使用するのが主流である
が、長期使用の間にゴムにほつれが生じ、それが弾性ブ
レード4の当接部に挟まり、スジ等の画像劣化を招く原
因となった。
ーブ3に当接したトナー供給ローラ5、弾性ブレード4
に起因していることが明らかである。また現像スリーブ
3に供給ローラ5を接触させるため、現在では、供給ロ
ーラ5に可撓性を有するシリコーンゴムあるいはウレタ
ンゴム等のスポンジ状部材を使用するのが主流である
が、長期使用の間にゴムにほつれが生じ、それが弾性ブ
レード4の当接部に挟まり、スジ等の画像劣化を招く原
因となった。
【0014】しかし、トナー供給ローラ5を除去する
と、現像スリーブ3にほとんどトナーを供給できなくな
り、実質上、現像画像を得ることができなくなる。そこ
で、現像装置およびトナーの寿命を大きく延ばす手段と
して、トナー供給ローラを現像スリーブと軽圧接触もし
くは非接触とする提案がなされている。
と、現像スリーブ3にほとんどトナーを供給できなくな
り、実質上、現像画像を得ることができなくなる。そこ
で、現像装置およびトナーの寿命を大きく延ばす手段と
して、トナー供給ローラを現像スリーブと軽圧接触もし
くは非接触とする提案がなされている。
【0015】トナー供給ローラの現像スリーブとの接触
圧を低くする、もしくは非接触とすることにより、現像
装置およびトナーの寿命が延びることは確認されてお
り、有効な手段といえる。しかし、このような現像装置
では新たに次のような問題が生じていた。
圧を低くする、もしくは非接触とすることにより、現像
装置およびトナーの寿命が延びることは確認されてお
り、有効な手段といえる。しかし、このような現像装置
では新たに次のような問題が生じていた。
【0016】現像スリーブの回転により現像部を通過
し、再び現像容器内に戻ってきた現像スリーブ上の領域
は、現像部で現像に使用された部分にトナーが少量残存
し、現像に使用されなかった部分にトナーがそっくりそ
のまま残る。
し、再び現像容器内に戻ってきた現像スリーブ上の領域
は、現像部で現像に使用された部分にトナーが少量残存
し、現像に使用されなかった部分にトナーがそっくりそ
のまま残る。
【0017】従来の接触型の供給ローラを用いた場合、
供給ローラの機械的なはぎ取り効果により、現像スリー
ブ上の現像に使用した部分、現像に使用されなかった部
分のどちらも一旦、残存トナーをはぎ取った後、ほぼ同
一条件で新たにトナーをコートとし、ブレードによる規
制部通過、現像部到達という過程をとる。これが、非接
触型の供給ローラを用いた場合には、供給ローラによる
剥ぎ取りがほとんどないまま、上記の過程を経ることに
なる。その結果、トナーがコートされ、規制部を通過し
てくる現像スリーブ上の領域は、前の周回の現像時の残
存トナーによって、そのトナーコート量やトナーの摩擦
帯電量が異なってくる。このため同一条件の現像を行な
うことができず、現像スリーブの前の周回における現像
実績が履歴として残って、得られる画像にゴーストが生
じ、原稿の忠実な複写にならない。
供給ローラの機械的なはぎ取り効果により、現像スリー
ブ上の現像に使用した部分、現像に使用されなかった部
分のどちらも一旦、残存トナーをはぎ取った後、ほぼ同
一条件で新たにトナーをコートとし、ブレードによる規
制部通過、現像部到達という過程をとる。これが、非接
触型の供給ローラを用いた場合には、供給ローラによる
剥ぎ取りがほとんどないまま、上記の過程を経ることに
なる。その結果、トナーがコートされ、規制部を通過し
てくる現像スリーブ上の領域は、前の周回の現像時の残
存トナーによって、そのトナーコート量やトナーの摩擦
帯電量が異なってくる。このため同一条件の現像を行な
うことができず、現像スリーブの前の周回における現像
実績が履歴として残って、得られる画像にゴーストが生
じ、原稿の忠実な複写にならない。
【0018】また、従来の接触型の供給ローラでは、ト
ナーを現像スリーブに供給する際、トナーを現像スリー
ブの表面に直接なすりつけるかたちでコートするため、
トナーを十分に摩擦帯電して、十分な帯電電荷を付与す
ることができ、そのため、低帯電量トナーに起因するト
ナー飛散、かぶり等もある程度抑制できた。これに対
し、非接触型の供給ローラでは、その効果を期待でき
ず、トナー飛散やかぶりが増加するケースがまま見られ
る問題もあった。
ナーを現像スリーブに供給する際、トナーを現像スリー
ブの表面に直接なすりつけるかたちでコートするため、
トナーを十分に摩擦帯電して、十分な帯電電荷を付与す
ることができ、そのため、低帯電量トナーに起因するト
ナー飛散、かぶり等もある程度抑制できた。これに対
し、非接触型の供給ローラでは、その効果を期待でき
ず、トナー飛散やかぶりが増加するケースがまま見られ
る問題もあった。
【0019】従って、本発明の目的は、非接触型のトナ
ー供給ローラを使用しても、接触型のトナー供給ローラ
を使用した場合と同様にゴーストがなく、同等以上にか
ぶり等も少ない高品質な画像を得ることができ、トナ
ー、現像スリーブおよび供給ローラの寿命も大幅に延ば
すことを可能とした現像装置を提供することである。
ー供給ローラを使用しても、接触型のトナー供給ローラ
を使用した場合と同様にゴーストがなく、同等以上にか
ぶり等も少ない高品質な画像を得ることができ、トナ
ー、現像スリーブおよび供給ローラの寿命も大幅に延ば
すことを可能とした現像装置を提供することである。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にか
かる現像装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
供給された一成分現像剤のトナーを担持して、回転する
ことにより像担持体と対向した現像部へ向けて搬送す
る、像担持体と非接触の現像剤担持体と、現像剤担持体
と非接触に回転して、トナーを現像剤担持体に供給する
トナー供給手段と、現像剤担持体にその回転方向上、ト
ナー供給手段よりも下流側の位置で当接もしくは非接触
に近接して、現像剤担持体上に担持されたトナーの量を
規制する規制部材とを備え、現像剤担持体に像担持体と
の間でバイアスを印加することにより、像担持体と現像
剤担持体との間隙に交互電界を形成して、現像部に搬送
されたトナーにより像担持体上に形成された潜像を現像
する現像装置において、前記バイアスは、電位が交互に
変化される部分と、電位が変化せずに一定に維持される
部分とが交代に生じる交互電界を形成する態様に、交流
電圧波形と直流電圧を重畳してなることを特徴とする現
像装置である。
かる現像装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
供給された一成分現像剤のトナーを担持して、回転する
ことにより像担持体と対向した現像部へ向けて搬送す
る、像担持体と非接触の現像剤担持体と、現像剤担持体
と非接触に回転して、トナーを現像剤担持体に供給する
トナー供給手段と、現像剤担持体にその回転方向上、ト
ナー供給手段よりも下流側の位置で当接もしくは非接触
に近接して、現像剤担持体上に担持されたトナーの量を
規制する規制部材とを備え、現像剤担持体に像担持体と
の間でバイアスを印加することにより、像担持体と現像
剤担持体との間隙に交互電界を形成して、現像部に搬送
されたトナーにより像担持体上に形成された潜像を現像
する現像装置において、前記バイアスは、電位が交互に
変化される部分と、電位が変化せずに一定に維持される
部分とが交代に生じる交互電界を形成する態様に、交流
電圧波形と直流電圧を重畳してなることを特徴とする現
像装置である。
【0021】本発明によれば、好ましくは、交互電界の
電位が交互に変化される部分の周波数が2.0〜10.
0kHzである。交互電界の電位が交互に変化される部
分の最大電界が4.0×106 〜6.0×106 V/m
である。交互電界の電位が交互に変化される部分と電位
が変化せずに一定に維持される部分とを合わせて1サイ
クルとしたとき、その全体の周波数が1.0〜6.0k
Hzである。トナー供給手段が、導電性部材もしくは半
導電性部材で形成され、もしくは導電性の基軸を中心に
有するようにして絶縁部材で形成された。トナー供給手
段と現像剤担持体との間隙が、800μm以下、20μ
m以上の距離である。
電位が交互に変化される部分の周波数が2.0〜10.
0kHzである。交互電界の電位が交互に変化される部
分の最大電界が4.0×106 〜6.0×106 V/m
である。交互電界の電位が交互に変化される部分と電位
が変化せずに一定に維持される部分とを合わせて1サイ
クルとしたとき、その全体の周波数が1.0〜6.0k
Hzである。トナー供給手段が、導電性部材もしくは半
導電性部材で形成され、もしくは導電性の基軸を中心に
有するようにして絶縁部材で形成された。トナー供給手
段と現像剤担持体との間隙が、800μm以下、20μ
m以上の距離である。
【0022】また、好ましくは、トナー供給手段に現像
剤担持体との間でバイアスを印加する。トナー供給手段
に印加するバイアスが、トナー供給手段と現像剤担持体
との間隙に、電位が交互に変化される部分と、電位が変
化せずに一定に維持される部分とが交代に生じる交互電
界を形成する態様に、交流電圧波形と直流電圧を重畳し
てなる。トナー供給手段に印加するバイアスの周波数F
rが、現像剤担持体に印加するバイアスによる交互電界
の、電位が交互に変化される部分と電位が変化せずに一
定に維持される部分とを合わせて1サイクルとしたとき
の周波数Fsに対し、 Fs<Fr の関係式を満たす。
剤担持体との間でバイアスを印加する。トナー供給手段
に印加するバイアスが、トナー供給手段と現像剤担持体
との間隙に、電位が交互に変化される部分と、電位が変
化せずに一定に維持される部分とが交代に生じる交互電
界を形成する態様に、交流電圧波形と直流電圧を重畳し
てなる。トナー供給手段に印加するバイアスの周波数F
rが、現像剤担持体に印加するバイアスによる交互電界
の、電位が交互に変化される部分と電位が変化せずに一
定に維持される部分とを合わせて1サイクルとしたとき
の周波数Fsに対し、 Fs<Fr の関係式を満たす。
【0023】さらに、トナー供給手段が、カーボンブラ
ックを分散したシリコーンゴムの単泡性の発泡体で形成
された。現像剤担持体とトナー供給手段との対向側の上
方にトナー撹拌部材を有し、またトナー規制部材が現像
剤担持体に当接する弾性部材からなり、トナー撹拌部材
は、トナー規制部材と現像剤担持体との当接部のうち、
現像剤担持体回転方向上の最上流点を通る鉛直線と、ト
ナー供給手段の現像剤担持体側とは反対側の部分を通る
鉛直線とで挟まれる範囲の領域内に位置し、そしてトナ
ー撹拌部材が現像剤担持体と同方向に回転する。
ックを分散したシリコーンゴムの単泡性の発泡体で形成
された。現像剤担持体とトナー供給手段との対向側の上
方にトナー撹拌部材を有し、またトナー規制部材が現像
剤担持体に当接する弾性部材からなり、トナー撹拌部材
は、トナー規制部材と現像剤担持体との当接部のうち、
現像剤担持体回転方向上の最上流点を通る鉛直線と、ト
ナー供給手段の現像剤担持体側とは反対側の部分を通る
鉛直線とで挟まれる範囲の領域内に位置し、そしてトナ
ー撹拌部材が現像剤担持体と同方向に回転する。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。
施例を詳細に説明する。
【0025】実施例1 図1は、本発明の現像装置の一実施例を示す断面図であ
る。
る。
【0026】図1に示すように、本実施例の現像装置
は、一成分現像剤の非磁性トナー6を収容した現像容器
2を備え、非磁性一成分現像装置とされている。この現
像装置は、潜像担持体としての感光ドラム1と対向配置
され、矢印A方向に回転する感光ドラム1上に形成され
た静電潜像の現像に使用される。
は、一成分現像剤の非磁性トナー6を収容した現像容器
2を備え、非磁性一成分現像装置とされている。この現
像装置は、潜像担持体としての感光ドラム1と対向配置
され、矢印A方向に回転する感光ドラム1上に形成され
た静電潜像の現像に使用される。
【0027】感光ドラム1としては、たとえばカールソ
ンプロセスにより静電潜像を形成するいわゆるゼログラ
フ感光体、特公昭42−23910号公報に記載のNP
プロセスにより静電潜像を形成する表面に絶縁層を有す
る感光体、静電記録法により潜像を形成する絶縁体、転
写法により静電潜像を転写する絶縁体、その他適宜の方
法により静電潜像(あるいは電位潜像)を形成、保持さ
せる部材を用いることができる。
ンプロセスにより静電潜像を形成するいわゆるゼログラ
フ感光体、特公昭42−23910号公報に記載のNP
プロセスにより静電潜像を形成する表面に絶縁層を有す
る感光体、静電記録法により潜像を形成する絶縁体、転
写法により静電潜像を転写する絶縁体、その他適宜の方
法により静電潜像(あるいは電位潜像)を形成、保持さ
せる部材を用いることができる。
【0028】本実施例の現像装置は、現像容器2内に、
現像剤担持体としての現像スリーブ3と、現像剤規制ブ
レードである弾性ブレード4と、現像剤供給手段である
トナー供給ローラ5とを備え、さらにトナー撹拌部材
7、8と、シール部材9を備えている。現像スリーブ3
にはバイアス電源14が、供給ローラ5にはバイアス電
源15が接続されている。図1において、符号13は容
器2内を仕切る図示しない開口部を有する仕切り壁13
で、撹拌部材7と8との間に設置される。
現像剤担持体としての現像スリーブ3と、現像剤規制ブ
レードである弾性ブレード4と、現像剤供給手段である
トナー供給ローラ5とを備え、さらにトナー撹拌部材
7、8と、シール部材9を備えている。現像スリーブ3
にはバイアス電源14が、供給ローラ5にはバイアス電
源15が接続されている。図1において、符号13は容
器2内を仕切る図示しない開口部を有する仕切り壁13
で、撹拌部材7と8との間に設置される。
【0029】現像容器2は、現像装置の長手方向(紙面
に直角な方向)に延在する開口部を有し、この開口部に
上記の現像スリーブ3が配設されている。現像スリーブ
3は、SUS、アルミニウム等の非磁性材料からなり、
所定の表面粗さを有している。この現像スリーブ3は、
その右略半周面を容器2内へ突入させ、左略半周面を容
器2外へ露出させて回転自在に軸受けさせて、上記の開
口部に横設してあり、矢印A方向に回転する感光ドラム
1に対して、対向部で同方向となるように矢印B方向に
回転駆動される。現像スリーブ3の容器2外への露出面
は、感光ドラム1の表面と僅少な間隙を開けて対面して
いる。本例のように、スリーブ円筒体の現像スリーブ3
に限らず、回転駆動される無端ベルト形態の現像剤担持
体を使用することもできる。ゴムローラを用いてもよ
い。
に直角な方向)に延在する開口部を有し、この開口部に
上記の現像スリーブ3が配設されている。現像スリーブ
3は、SUS、アルミニウム等の非磁性材料からなり、
所定の表面粗さを有している。この現像スリーブ3は、
その右略半周面を容器2内へ突入させ、左略半周面を容
器2外へ露出させて回転自在に軸受けさせて、上記の開
口部に横設してあり、矢印A方向に回転する感光ドラム
1に対して、対向部で同方向となるように矢印B方向に
回転駆動される。現像スリーブ3の容器2外への露出面
は、感光ドラム1の表面と僅少な間隙を開けて対面して
いる。本例のように、スリーブ円筒体の現像スリーブ3
に限らず、回転駆動される無端ベルト形態の現像剤担持
体を使用することもできる。ゴムローラを用いてもよ
い。
【0030】現像スリーブ3の後方には、前記のトナー
供給ローラ5が現像スリーブ3の容器内突入面に近接し
て回転自在に配設されている。供給ローラ5は現像スリ
ーブ3と非接触に設置されており、現像スリーブ3との
対向部で同方向の矢印C方向に非接触回転して、容器2
内の非磁性トナー6を現像スリーブ3上へと供給すると
ともに、現像スリーブ3上の未現像の残トナーをはぎ取
る。
供給ローラ5が現像スリーブ3の容器内突入面に近接し
て回転自在に配設されている。供給ローラ5は現像スリ
ーブ3と非接触に設置されており、現像スリーブ3との
対向部で同方向の矢印C方向に非接触回転して、容器2
内の非磁性トナー6を現像スリーブ3上へと供給すると
ともに、現像スリーブ3上の未現像の残トナーをはぎ取
る。
【0031】供給ローラ5と現像スリーブ3との最近接
部よりも現像スリーブ3の回転方向下流側には、弾性ブ
レード4が現像スリーブ3に弾性当接して配設されてお
り、この当接部において現像スリーブ3上のトナーの通
過を規制している。
部よりも現像スリーブ3の回転方向下流側には、弾性ブ
レード4が現像スリーブ3に弾性当接して配設されてお
り、この当接部において現像スリーブ3上のトナーの通
過を規制している。
【0032】本実施例では、まず、トナー供給ローラ5
の回転により現像スリーブ3の近傍に供給された非磁性
トナー6が、現像スリーブ3の回転により弾性ブレード
4と現像スリーブ3の当接部に侵入し、現像スリーブ3
の表面上に担持される。現像スリーブ3上に担持された
トナー6は、この当接部を通過する際に、現像スリーブ
3の表面と弾性ブレード4によって摺擦されて、摩擦帯
電電荷を受け取る。
の回転により現像スリーブ3の近傍に供給された非磁性
トナー6が、現像スリーブ3の回転により弾性ブレード
4と現像スリーブ3の当接部に侵入し、現像スリーブ3
の表面上に担持される。現像スリーブ3上に担持された
トナー6は、この当接部を通過する際に、現像スリーブ
3の表面と弾性ブレード4によって摺擦されて、摩擦帯
電電荷を受け取る。
【0033】このようにして帯電電荷を付与されたトナ
ー6は、当接部を通過して現像スリーブ3上にトナー薄
層としてコートされ、現像スリーブ3の回転によりその
表面に沿って感光ドラム1と対向した現像部へ搬送され
る。そして現像部で現像に供され、現像で消費されなか
ったトナーは、現像スリーブ3の回転にともない容器2
にその下部から戻され、容器2内に回収される。
ー6は、当接部を通過して現像スリーブ3上にトナー薄
層としてコートされ、現像スリーブ3の回転によりその
表面に沿って感光ドラム1と対向した現像部へ搬送され
る。そして現像部で現像に供され、現像で消費されなか
ったトナーは、現像スリーブ3の回転にともない容器2
にその下部から戻され、容器2内に回収される。
【0034】シール部材9は、容器2下部のトナー回収
部分に設置され、現像スリーブ3の下側周面に弾性当接
されている。このシール部材9は、現像で消費されなか
ったトナーの容器2内への通過を許容するとともに、容
器2内のトナー6が容器2の下部から外に漏出するのを
防止する。
部分に設置され、現像スリーブ3の下側周面に弾性当接
されている。このシール部材9は、現像で消費されなか
ったトナーの容器2内への通過を許容するとともに、容
器2内のトナー6が容器2の下部から外に漏出するのを
防止する。
【0035】容器2内に回収された現像スリーブ3上の
トナーは、供給ローラ5と現像スリーブ3との最近接部
を通過し、これと同時に現像スリーブ3上に新たなトナ
ーが供給され、弾性ブレード4と現像スリーブ3との当
接部で再び摩擦帯電電荷が付与されるともに薄層化され
て、現像部へと搬送される。
トナーは、供給ローラ5と現像スリーブ3との最近接部
を通過し、これと同時に現像スリーブ3上に新たなトナ
ーが供給され、弾性ブレード4と現像スリーブ3との当
接部で再び摩擦帯電電荷が付与されるともに薄層化され
て、現像部へと搬送される。
【0036】図2は、供給ローラ5と現像スリーブ3の
位置関係を示す図である。弾性ブレード4と現像スリー
ブ3の当接部の最上流点Dと、現像スリーブ3の中心O
1 とを通る直線をuとし、供給ローラ5の中心O2 と現
像スリーブ3の中心O1 とを通る直線をtとし、直線t
が供給ローラ5との対向部で現像スリーブ3の表面と交
わる点をEとする。
位置関係を示す図である。弾性ブレード4と現像スリー
ブ3の当接部の最上流点Dと、現像スリーブ3の中心O
1 とを通る直線をuとし、供給ローラ5の中心O2 と現
像スリーブ3の中心O1 とを通る直線をtとし、直線t
が供給ローラ5との対向部で現像スリーブ3の表面と交
わる点をEとする。
【0037】本実施例では、現像スリーブ3の周面の弧
DEを区画する直線uとtのなす角度θを比較的広く4
0〜120°、好ましくは50〜80°に設定した。こ
れにより、現像スリーブ3の弧DE近傍の広くない閉じ
た領域に同一のトナーが停滞して凝集したり、また同一
のトナーが何度も供給ローラ5や弾性ブレード4から過
大な負荷を受けて、徐々にその物性が変化するのを緩和
することができる。特にこの弧DE近傍の閉じた領域が
狭すぎないことは、当該閉鎖領域に撹拌部材30を配置
する上でも有利である。
DEを区画する直線uとtのなす角度θを比較的広く4
0〜120°、好ましくは50〜80°に設定した。こ
れにより、現像スリーブ3の弧DE近傍の広くない閉じ
た領域に同一のトナーが停滞して凝集したり、また同一
のトナーが何度も供給ローラ5や弾性ブレード4から過
大な負荷を受けて、徐々にその物性が変化するのを緩和
することができる。特にこの弧DE近傍の閉じた領域が
狭すぎないことは、当該閉鎖領域に撹拌部材30を配置
する上でも有利である。
【0038】上記の直線uとtのなす角度θが120
°、厳しくは80°を超えるほど広すぎる場合は、弧D
E近傍の領域に供給ローラ5の回転の影響が及ばず、ト
ナーの流動が起きにくくなる。このため、弾性ブレード
4の近傍に溜っている、弾性ブレード4を何度も通過し
た古いトナーが新しいトナーと入れ替わらないので、ト
ナーの劣化防止の効果が失われてしまう。
°、厳しくは80°を超えるほど広すぎる場合は、弧D
E近傍の領域に供給ローラ5の回転の影響が及ばず、ト
ナーの流動が起きにくくなる。このため、弾性ブレード
4の近傍に溜っている、弾性ブレード4を何度も通過し
た古いトナーが新しいトナーと入れ替わらないので、ト
ナーの劣化防止の効果が失われてしまう。
【0039】本発明では、上述したように、供給ローラ
5を現像スリーブ3に非接触に配置している。従来のよ
うに、供給ローラ5と現像スリーブ3とを接触させてい
ると、トナーは大きなストレスを受け、シリカなどの帯
電性の劣る外添剤がトナーに埋め込まれ、トナー自身の
帯電性が低下するなどの弊害が生じるが、本発明によれ
ば、そのようなトナーの劣化が大いに軽減される。
5を現像スリーブ3に非接触に配置している。従来のよ
うに、供給ローラ5と現像スリーブ3とを接触させてい
ると、トナーは大きなストレスを受け、シリカなどの帯
電性の劣る外添剤がトナーに埋め込まれ、トナー自身の
帯電性が低下するなどの弊害が生じるが、本発明によれ
ば、そのようなトナーの劣化が大いに軽減される。
【0040】本発明にかかる非接触型のトナー供給ロー
ラを使用したときの長期間現像時のトナー帯電性の変化
を、従来の接触型のトナー供給ローラを使用した場合と
ともに、図3および図4に示す。図3は、供給ローラと
現像スリーブの最近接部近傍で採取したトナーの場合、
図4は、現像装置の中央で採取したトナーの場合であ
る。トナーの帯電性測定には、粒径50μmの鉄分キャ
リアに5重量部のトナーを撹拌させて、トナーの帯電量
を測定する二成分メッシュ法を使用した。
ラを使用したときの長期間現像時のトナー帯電性の変化
を、従来の接触型のトナー供給ローラを使用した場合と
ともに、図3および図4に示す。図3は、供給ローラと
現像スリーブの最近接部近傍で採取したトナーの場合、
図4は、現像装置の中央で採取したトナーの場合であ
る。トナーの帯電性測定には、粒径50μmの鉄分キャ
リアに5重量部のトナーを撹拌させて、トナーの帯電量
を測定する二成分メッシュ法を使用した。
【0041】図3に示されるように、トナーの帯電性
は、トナーが供給ローラ5と現像スリーブ3の最近接部
の近傍にある場合は、接触型、非接触型の供給ローラを
問わず大差がないが、トナーが現像装置中央部にある場
合は、接触型の供給ローラの方が帯電性が著しく低下し
ていることがわかる。つまり、接触型の供給ローラのと
きは、10,000枚相当の現像で現像装置内のトナー
のほぼ全量が劣化したのに対し、非接触型の供給ローラ
を用いた場合は、供給ローラと現像スリーブの最近接部
近傍のトナーのみが劣化しただけである。
は、トナーが供給ローラ5と現像スリーブ3の最近接部
の近傍にある場合は、接触型、非接触型の供給ローラを
問わず大差がないが、トナーが現像装置中央部にある場
合は、接触型の供給ローラの方が帯電性が著しく低下し
ていることがわかる。つまり、接触型の供給ローラのと
きは、10,000枚相当の現像で現像装置内のトナー
のほぼ全量が劣化したのに対し、非接触型の供給ローラ
を用いた場合は、供給ローラと現像スリーブの最近接部
近傍のトナーのみが劣化しただけである。
【0042】このように、非接触型の供給ローラ5の方
が接触型よりもトナーの劣化が少ないが、非接触型の供
給ローラ5にあっても、現像スリーブ3と供給ローラ5
の最近接部の近傍に劣化トナーが集中しいてる。従って
本発明でも、この現像スリーブ3と供給ローラ5の最近
接部の劣化トナーが直接画像に影響を与えることが懸念
されるが、これに対しては、最近接部の近傍におけるト
ナーの循環を良好にし、劣化トナーを現像装置内のトナ
ー全体に分散して、トナーの劣化レベルを相対的に小さ
くすることにより防ぐことができる。
が接触型よりもトナーの劣化が少ないが、非接触型の供
給ローラ5にあっても、現像スリーブ3と供給ローラ5
の最近接部の近傍に劣化トナーが集中しいてる。従って
本発明でも、この現像スリーブ3と供給ローラ5の最近
接部の劣化トナーが直接画像に影響を与えることが懸念
されるが、これに対しては、最近接部の近傍におけるト
ナーの循環を良好にし、劣化トナーを現像装置内のトナ
ー全体に分散して、トナーの劣化レベルを相対的に小さ
くすることにより防ぐことができる。
【0043】そこで、本発明では、図5に示すように、
現像スリーブ3とトナー供給ローラ5の対向側の上方に
トナー撹拌部材30を設け、この撹拌部材30を現像ス
リーブ3の回転に連動して、矢印の同方向に回転させ
た。これにより、現像スリーブ3と供給ローラ4の最近
接部近傍のトナーが撹拌されて、現像装置内を良好に循
環するので、現像装置中央部のトナーと等しく軽微な劣
化にとどめることが可能となった。
現像スリーブ3とトナー供給ローラ5の対向側の上方に
トナー撹拌部材30を設け、この撹拌部材30を現像ス
リーブ3の回転に連動して、矢印の同方向に回転させ
た。これにより、現像スリーブ3と供給ローラ4の最近
接部近傍のトナーが撹拌されて、現像装置内を良好に循
環するので、現像装置中央部のトナーと等しく軽微な劣
化にとどめることが可能となった。
【0044】トナー撹拌部材30の効果的な配置は、図
5に示すように、現像スリーブ3と弾性ブレード4の当
接部のうち、現像スリーブ回転方向上の最上流点Pを通
る鉛直線をh、トナー供給ローラ5の現像スリーブ3側
とは反対側の部分を通る鉛直線mとで挟まれる範囲の領
域内に、撹拌部材30の回転中心を位置させることが好
適である。本実施例では、撹拌部材30の回転中心を供
給ローラ5の中心02の鉛直線真上においた。
5に示すように、現像スリーブ3と弾性ブレード4の当
接部のうち、現像スリーブ回転方向上の最上流点Pを通
る鉛直線をh、トナー供給ローラ5の現像スリーブ3側
とは反対側の部分を通る鉛直線mとで挟まれる範囲の領
域内に、撹拌部材30の回転中心を位置させることが好
適である。本実施例では、撹拌部材30の回転中心を供
給ローラ5の中心02の鉛直線真上においた。
【0045】次に問題となる点は、非接触型の供給ロー
ラ5の場合、現像スリーブ3上のトナーの掻き取り効果
が低いために、現像スリーブ3の新たにトナーが塗布さ
れ、弾性ブレード4の当接部を通過してくる部分は、前
の周回の現像で残存したトナーの量や電荷量によって、
新たに塗布したトナーの量や摩擦帯電量が異なってくる
ことである。現像スリーブ3上のトナーの塗布量、電荷
量が異なると、同一条件の現像を行なえず、現像スリー
ブの前の周回の現像履歴が残って、その履歴がそのまま
現像画像に出現することを招くことがある(ゴースト現
象)。
ラ5の場合、現像スリーブ3上のトナーの掻き取り効果
が低いために、現像スリーブ3の新たにトナーが塗布さ
れ、弾性ブレード4の当接部を通過してくる部分は、前
の周回の現像で残存したトナーの量や電荷量によって、
新たに塗布したトナーの量や摩擦帯電量が異なってくる
ことである。現像スリーブ3上のトナーの塗布量、電荷
量が異なると、同一条件の現像を行なえず、現像スリー
ブの前の周回の現像履歴が残って、その履歴がそのまま
現像画像に出現することを招くことがある(ゴースト現
象)。
【0046】本発明者らは、現像履歴によるゴースト現
象の発生を解消すべく鋭意研究した結果、バイアス電源
14によって現像スリーブ3に感光ドラム1との間で印
加する現像バイアスとして、図6あるいは図7に示すよ
うなバイアスを採用すれば、トナー供給ローラ5が現像
スリーブ3に非接触であっても、ゴースト現象を防止で
き、良好な画像を長期に維持することができるがことが
分かった。
象の発生を解消すべく鋭意研究した結果、バイアス電源
14によって現像スリーブ3に感光ドラム1との間で印
加する現像バイアスとして、図6あるいは図7に示すよ
うなバイアスを採用すれば、トナー供給ローラ5が現像
スリーブ3に非接触であっても、ゴースト現象を防止で
き、良好な画像を長期に維持することができるがことが
分かった。
【0047】図6、図7に示すバイアスは、交流電圧と
直流電圧を重畳して印加する区間(振幅部)Dと、これ
に続いて直流電圧のみを印加する区間(ブランク部)E
の全体を1サイクルとして、このサイクルを繰り返すバ
イアスである。以下、このバイアスをブランクパルスと
いう。図6のブランクパルスは、振幅部Dが周波数6k
Hz、2パルス(±2つのピークで1パルスとする。以
下、同様)で時間3kHz(3kHzに対応する時間
で、1秒/(3×103 )である。以下、同じ用法)、
ブランク部Eが時間6kHz/4=1.5kHzで、全
体のサイクルの時間(周期)が1kHzである。図7の
ブランクパルスは、振幅部Dが周波数6kHz、1パル
スで時間6kHz、ブランク部Eが時間6kHzで、全
体のサイクルの時間が3kHzである。
直流電圧を重畳して印加する区間(振幅部)Dと、これ
に続いて直流電圧のみを印加する区間(ブランク部)E
の全体を1サイクルとして、このサイクルを繰り返すバ
イアスである。以下、このバイアスをブランクパルスと
いう。図6のブランクパルスは、振幅部Dが周波数6k
Hz、2パルス(±2つのピークで1パルスとする。以
下、同様)で時間3kHz(3kHzに対応する時間
で、1秒/(3×103 )である。以下、同じ用法)、
ブランク部Eが時間6kHz/4=1.5kHzで、全
体のサイクルの時間(周期)が1kHzである。図7の
ブランクパルスは、振幅部Dが周波数6kHz、1パル
スで時間6kHz、ブランク部Eが時間6kHzで、全
体のサイクルの時間が3kHzである。
【0048】従来、現像バイアスとして用いていた矩形
波バイアスは現像選択性が強く、この矩形波バイアス
が、トナーを現像スリーブ3から感光ドラム1へ移動さ
せる側の波形の電位のピーク値よりも、トナーを感光ド
ラム1から現像スリーブ3へ引き戻す側の波形の電位の
ピーク値の方が小さいバイアス波形である場合(以下、
トナーを感光ドラムへ移動させる側のピーク値と現像ス
リーブへ移動させる側のピーク値とが異なる大きさの矩
形波(以下「デューティバイアス」と称す)、高濃度部
の現像時、現像スリーブ上トナーのうちの高帯電量トナ
ーに偏った現像が行なわれがちであり、低帯電量トナー
の多くが現像スリーブ上に残る。
波バイアスは現像選択性が強く、この矩形波バイアス
が、トナーを現像スリーブ3から感光ドラム1へ移動さ
せる側の波形の電位のピーク値よりも、トナーを感光ド
ラム1から現像スリーブ3へ引き戻す側の波形の電位の
ピーク値の方が小さいバイアス波形である場合(以下、
トナーを感光ドラムへ移動させる側のピーク値と現像ス
リーブへ移動させる側のピーク値とが異なる大きさの矩
形波(以下「デューティバイアス」と称す)、高濃度部
の現像時、現像スリーブ上トナーのうちの高帯電量トナ
ーに偏った現像が行なわれがちであり、低帯電量トナー
の多くが現像スリーブ上に残る。
【0049】次の現像は、残存トナーと新たに塗布され
てくる未帯電トナーとが一所になった、全体として帯電
量が低い状態のトナーで行なわなければならない。特に
ハーフトーン領域で高帯電量トナーが現像するようなバ
イアス波形の場合、現像に必要な帯電量以上のトナーが
不足すると、同一の現像コントラストに対して現像する
トナー量が減るので、ハーフトーン領域の濃度が薄くな
る。逆に、ハーフトーン領域で低帯電量トナーが現像す
るようなバイアス波形の場合、低帯電量のトナーの比率
が増すことにより、同一の現像コントラストに対して現
像するトナー量が増加するので、ハーフトーン領域の濃
度が濃く出てしまう。
てくる未帯電トナーとが一所になった、全体として帯電
量が低い状態のトナーで行なわなければならない。特に
ハーフトーン領域で高帯電量トナーが現像するようなバ
イアス波形の場合、現像に必要な帯電量以上のトナーが
不足すると、同一の現像コントラストに対して現像する
トナー量が減るので、ハーフトーン領域の濃度が薄くな
る。逆に、ハーフトーン領域で低帯電量トナーが現像す
るようなバイアス波形の場合、低帯電量のトナーの比率
が増すことにより、同一の現像コントラストに対して現
像するトナー量が増加するので、ハーフトーン領域の濃
度が濃く出てしまう。
【0050】つまり、前の現像スリーブ周回の現像領域
と未現像領域で均一なハーフトーン画像を現像しようと
しても、現像量が互に異なってくるため、濃度差が生じ
るのである。
と未現像領域で均一なハーフトーン画像を現像しようと
しても、現像量が互に異なってくるため、濃度差が生じ
るのである。
【0051】これに対し、図6あるいは図7で示すよう
なブランクパルスでは、高濃度部で選択的な現像が行な
われず、低帯電量トナーも現像に使用されるため、高帯
電量トナーも一定量残存する。しかもハーフトーンを現
像するのに、高帯電量あるいは低帯電量のトナーが現像
するという、現像トナーの帯電量が偏る現像選択性がな
いことが確認された。従って、本発明ではゴーストが発
生しない。以下、詳述する。
なブランクパルスでは、高濃度部で選択的な現像が行な
われず、低帯電量トナーも現像に使用されるため、高帯
電量トナーも一定量残存する。しかもハーフトーンを現
像するのに、高帯電量あるいは低帯電量のトナーが現像
するという、現像トナーの帯電量が偏る現像選択性がな
いことが確認された。従って、本発明ではゴーストが発
生しない。以下、詳述する。
【0052】図8は、現像バイアスとしてブランクパル
スを用いたときの現像電位に対する感光ドラム上現像ト
ナーの帯電量を示す図である。図9は、現像バイアスと
してデューティバイアスを用いたときの同様な図であ
る。それぞれ、高濃度画像を一度現像した後、現像スリ
ーブが1周した時点での現像と、未現像で、その後現像
スリーブが1周した時点での現像について図示してあ
る。デューティバイアスは、トナーを感光ドラムへ移動
させる側の電位ピーク値よりも、現像スリーブへ引き戻
す側の電位ピーク値の方が小さく、その比が7:3の矩
形波(7:3のデューティバイアス)を用いた。
スを用いたときの現像電位に対する感光ドラム上現像ト
ナーの帯電量を示す図である。図9は、現像バイアスと
してデューティバイアスを用いたときの同様な図であ
る。それぞれ、高濃度画像を一度現像した後、現像スリ
ーブが1周した時点での現像と、未現像で、その後現像
スリーブが1周した時点での現像について図示してあ
る。デューティバイアスは、トナーを感光ドラムへ移動
させる側の電位ピーク値よりも、現像スリーブへ引き戻
す側の電位ピーク値の方が小さく、その比が7:3の矩
形波(7:3のデューティバイアス)を用いた。
【0053】デューティバイアスの場合、未現像後、現
像スリーブが1周した時点の現像では、現像したトナー
の平均帯電量が現像スリーブ上のトナーの平均帯電量よ
りも高く、高帯電量のトナーから順に潜像に付着してい
く傾向があるのに対し、高濃度画像を一度現像した後の
現像は、現像したトナーの帯電量がそれほど高くなく、
潜像への付着トナー量(現像トナー量)も減っている。
つまり、高濃度画像を一度現像した後の現像では、現像
スリーブ上に高帯電量トナーが不足していることを示し
ている。
像スリーブが1周した時点の現像では、現像したトナー
の平均帯電量が現像スリーブ上のトナーの平均帯電量よ
りも高く、高帯電量のトナーから順に潜像に付着してい
く傾向があるのに対し、高濃度画像を一度現像した後の
現像は、現像したトナーの帯電量がそれほど高くなく、
潜像への付着トナー量(現像トナー量)も減っている。
つまり、高濃度画像を一度現像した後の現像では、現像
スリーブ上に高帯電量トナーが不足していることを示し
ている。
【0054】また、通常の矩形波の場合には、未現像
後、現像スリーブが1周した時点の現像では、現像した
トナーの平均帯電量が高濃度部でやはりかなり高いが、
低濃度部ではむしろ低く、低濃度部は低帯電量トナーに
より現像される。このため、高濃度部現像後、高帯電量
トナーが不足した状態で低濃度部を現像すると、適正低
帯電量のトナーが増すため現像トナー量は増大し、濃度
も濃くなってしまう。
後、現像スリーブが1周した時点の現像では、現像した
トナーの平均帯電量が高濃度部でやはりかなり高いが、
低濃度部ではむしろ低く、低濃度部は低帯電量トナーに
より現像される。このため、高濃度部現像後、高帯電量
トナーが不足した状態で低濃度部を現像すると、適正低
帯電量のトナーが増すため現像トナー量は増大し、濃度
も濃くなってしまう。
【0055】これに対し、ブランクパルスでは、相当薄
い低濃度部以外は、現像スリーブ上トナーの平均帯電量
近辺のトナーによる現像がほぼ安定して行なわれるた
め、高濃度画像を一度現像し、現像スリーブが1周した
時点での現像と、未現像後、現像スリーブが1周した時
点での現像に大きな差異は生じない。従って、ゴースト
が発生することはない。
い低濃度部以外は、現像スリーブ上トナーの平均帯電量
近辺のトナーによる現像がほぼ安定して行なわれるた
め、高濃度画像を一度現像し、現像スリーブが1周した
時点での現像と、未現像後、現像スリーブが1周した時
点での現像に大きな差異は生じない。従って、ゴースト
が発生することはない。
【0056】以上のように、ブランクパルスを用いれ
ば、ハーフトーン領域でゴーストが発生せず、高品質な
画像を形成できる。また、非画像部にトナーが付着する
かぶりも大幅に減らすことができる。かぶりを減少でき
る理由は明らかでないが、以下のように推測される。
ば、ハーフトーン領域でゴーストが発生せず、高品質な
画像を形成できる。また、非画像部にトナーが付着する
かぶりも大幅に減らすことができる。かぶりを減少でき
る理由は明らかでないが、以下のように推測される。
【0057】以下、現像方式を反転現像として考える。
図10に、現像バイアスと感光ドラム上電位との関係を
示す。まず、感光ドラム上がべた白電位である場合につ
いてみると、図10(a)、(b)のように、網を施し
た部分が引き戻しバイアスとして作用する。振動部の周
波数が同じ場合、バイアス全体の1サイクルについてい
えば、当然、図10(a)のブランクパルスの方が、図
10(b)の矩形波よりもブランク部だけ余計にあり、
かぶりトナーを感光ドラムに到達する前に引き戻す確率
が高い。従って、低現像コントラストでかぶりの発生量
が感光ドラムに到達するトナー量に比例するとすると、
ブランクパルスではかぶりが減少することになる。感光
ドラム上電位が現像バイアスのDC電位よりも低くなっ
た場合、ブランクパルスの方がトナー飛ばし側の電位部
がむしろ多くなるので、濃度不足ということもない。
図10に、現像バイアスと感光ドラム上電位との関係を
示す。まず、感光ドラム上がべた白電位である場合につ
いてみると、図10(a)、(b)のように、網を施し
た部分が引き戻しバイアスとして作用する。振動部の周
波数が同じ場合、バイアス全体の1サイクルについてい
えば、当然、図10(a)のブランクパルスの方が、図
10(b)の矩形波よりもブランク部だけ余計にあり、
かぶりトナーを感光ドラムに到達する前に引き戻す確率
が高い。従って、低現像コントラストでかぶりの発生量
が感光ドラムに到達するトナー量に比例するとすると、
ブランクパルスではかぶりが減少することになる。感光
ドラム上電位が現像バイアスのDC電位よりも低くなっ
た場合、ブランクパルスの方がトナー飛ばし側の電位部
がむしろ多くなるので、濃度不足ということもない。
【0058】従って、ブランクパルスにおいても、十分
な濃度を確保し、かつかぶりが少ない画像を得ることが
できる効果的な範囲が存在する。
な濃度を確保し、かつかぶりが少ない画像を得ることが
できる効果的な範囲が存在する。
【0059】すなわち、ブランクパルスの交互電界(振
動部の電界、つまり交流電界)の振幅が小さすぎても、
十分な現像コントラストが得られず、十分な濃度が得ら
れない。また振幅が大きすぎても高帯電量トナーが飛翔
しやすくなるので、一度、感光ドラム上に飛翔し、交互
電界の引き戻し成分によっても現像スリーブ方向へ引き
戻されない少数の高帯電量トナーのみで潜像が埋められ
て、現像コントラストがなくなってしまい、低帯電量ト
ナーが現像できなくなり、かえって濃度が低下するとい
う現象が起こりうる。また、ブランクパスの交互電界の
周波数が低すぎると、トナーの感光ドラム、現像スリー
ブ間の往復運動が少なくなり、往復運動により徐々に現
像して行くことによる先鋭な画像が得られず、交互電界
に対する追従性の悪い低帯電量トナーが非画像部に付着
し、かぶりとなることもある。
動部の電界、つまり交流電界)の振幅が小さすぎても、
十分な現像コントラストが得られず、十分な濃度が得ら
れない。また振幅が大きすぎても高帯電量トナーが飛翔
しやすくなるので、一度、感光ドラム上に飛翔し、交互
電界の引き戻し成分によっても現像スリーブ方向へ引き
戻されない少数の高帯電量トナーのみで潜像が埋められ
て、現像コントラストがなくなってしまい、低帯電量ト
ナーが現像できなくなり、かえって濃度が低下するとい
う現象が起こりうる。また、ブランクパスの交互電界の
周波数が低すぎると、トナーの感光ドラム、現像スリー
ブ間の往復運動が少なくなり、往復運動により徐々に現
像して行くことによる先鋭な画像が得られず、交互電界
に対する追従性の悪い低帯電量トナーが非画像部に付着
し、かぶりとなることもある。
【0060】また適正周波数では、現像領域で初め飛翔
したトナーが往復運動することで獲得した運動エネルギ
ーにより、本来、鏡映力の方が電界強度にまさって、現
像スリーブ上に付着したままでいる高帯電量トナーを引
き剥して飛翔させるため、濃度が得られると考えられる
が、周波数が低いと、トナーの往復運動が弱く、運動エ
ネルギーが少なくなるため、高帯電量トナーを飛翔させ
ることができず、濃度が得られないという状況に陥る。
従ってたとえブランクパルスでも、振幅部の周波数が小
さいと、トナーが感光ドラムに到達しやすくなって、か
ぶりが多くなる。
したトナーが往復運動することで獲得した運動エネルギ
ーにより、本来、鏡映力の方が電界強度にまさって、現
像スリーブ上に付着したままでいる高帯電量トナーを引
き剥して飛翔させるため、濃度が得られると考えられる
が、周波数が低いと、トナーの往復運動が弱く、運動エ
ネルギーが少なくなるため、高帯電量トナーを飛翔させ
ることができず、濃度が得られないという状況に陥る。
従ってたとえブランクパルスでも、振幅部の周波数が小
さいと、トナーが感光ドラムに到達しやすくなって、か
ぶりが多くなる。
【0061】しかし、周波数が高すぎても鈍重な低帯電
量トナーが交互電界に追従できず、同様に、濃度が得ら
れないことになる。さらに、ブランクパルスの1サイク
ルのうちの休止部(ブランク部)の時間が振幅部の時間
に比べて長すぎても、濃度が不足するということにな
る。また振幅部の周波数に比べ休止部の時間が短すぎて
も、ブランクパルスの効果があらわれにくい。本発明者
等の研究によれば、ブランクパルスは以下の条件である
ことが望ましいことが見出された。
量トナーが交互電界に追従できず、同様に、濃度が得ら
れないことになる。さらに、ブランクパルスの1サイク
ルのうちの休止部(ブランク部)の時間が振幅部の時間
に比べて長すぎても、濃度が不足するということにな
る。また振幅部の周波数に比べ休止部の時間が短すぎて
も、ブランクパルスの効果があらわれにくい。本発明者
等の研究によれば、ブランクパルスは以下の条件である
ことが望ましいことが見出された。
【0062】ブランクパルスの振動部の周波数、すなわ
ち感光ドラムと現像スリーブの間隙に印加する交互電界
の交互に往復する部分の周波数が、2.0〜10.0k
Hzである。感光ドラムと現像スリーブの間隙に印加す
る交互電界の交互に往復する部分の最大電界(振幅)
が、4.0×106 〜5.4×106 V/mである。ブ
ランクパスの電位が一定で変化しないブランク部の部分
と、上記の感光ドラムと現像スリーブの間隙に印加する
交互電界の交互に往復する部分とを合わせて1サイクル
とするとき、その全体の周波数が1.0〜6.0kHz
である。
ち感光ドラムと現像スリーブの間隙に印加する交互電界
の交互に往復する部分の周波数が、2.0〜10.0k
Hzである。感光ドラムと現像スリーブの間隙に印加す
る交互電界の交互に往復する部分の最大電界(振幅)
が、4.0×106 〜5.4×106 V/mである。ブ
ランクパスの電位が一定で変化しないブランク部の部分
と、上記の感光ドラムと現像スリーブの間隙に印加する
交互電界の交互に往復する部分とを合わせて1サイクル
とするとき、その全体の周波数が1.0〜6.0kHz
である。
【0063】以上は、本発明でトナー供給ローラ4を現
像スリーブ3と非接触にしたことにともなうゴーストの
発生を防止する措置である。本発明では、このように、
トナー供給ローラを非接触にしたので、現像スリーブに
対するトナーのコート能力がある程度低下し、トナーの
凝集度、環境差等により、場合によって均一かつ十分な
量のトナーコート層が得られなくなる虞がある。また、
高濃度べた画像の現像時、途中から画像がトナーのコー
ト不良でかすれる虞もある。さらに、供給ローラの位置
設定が現像スリーブから少し遠くなった場合や、トナー
の帯電量が低下した場合、トナーのコート不良が起こり
がちでもある。
像スリーブ3と非接触にしたことにともなうゴーストの
発生を防止する措置である。本発明では、このように、
トナー供給ローラを非接触にしたので、現像スリーブに
対するトナーのコート能力がある程度低下し、トナーの
凝集度、環境差等により、場合によって均一かつ十分な
量のトナーコート層が得られなくなる虞がある。また、
高濃度べた画像の現像時、途中から画像がトナーのコー
ト不良でかすれる虞もある。さらに、供給ローラの位置
設定が現像スリーブから少し遠くなった場合や、トナー
の帯電量が低下した場合、トナーのコート不良が起こり
がちでもある。
【0064】そこで、本発明では、トナー供給ローラ4
として導電性の単泡ローラを用い、電源15により供給
ローラ4に現像スリーブ3との間でバイアスを印加し
て、供給ローラ4に一定の電位を維持しておくことによ
り、トナーのコート能力低下による問題の解決を図っ
た。
として導電性の単泡ローラを用い、電源15により供給
ローラ4に現像スリーブ3との間でバイアスを印加し
て、供給ローラ4に一定の電位を維持しておくことによ
り、トナーのコート能力低下による問題の解決を図っ
た。
【0065】その解決のメカニズムは明らかでないが、
現像スリーブ3に印加した現像バイアスは、供給ローラ
5の電位を一定に維持しておくことにより、現像スリー
ブ3と供給ローラ5との間に作用することになり、電荷
を帯びたトナーは、現像スリーブ3と供給ローラ5との
間で交互に力を受けることになる。その現像スリーブ3
からの剥ぎ取り側の力の作用により、現像スリーブ3に
特定のトナーが固着するのを防止し、現像スリーブ3へ
の押し付け側の力の作用により、良好なトナーコート効
果が得られるものと思われる。
現像スリーブ3に印加した現像バイアスは、供給ローラ
5の電位を一定に維持しておくことにより、現像スリー
ブ3と供給ローラ5との間に作用することになり、電荷
を帯びたトナーは、現像スリーブ3と供給ローラ5との
間で交互に力を受けることになる。その現像スリーブ3
からの剥ぎ取り側の力の作用により、現像スリーブ3に
特定のトナーが固着するのを防止し、現像スリーブ3へ
の押し付け側の力の作用により、良好なトナーコート効
果が得られるものと思われる。
【0066】さらに、供給ローラ5に現像バイアスより
も高い周波数のバイアスを印加することにより、より効
果があることを見出した。上述したように、現像バイア
スはブランクパルスであり、上記の現像バイアスの周波
数は、ブランクパルスの全体周波数、すなわちブランク
パルスの振幅部とブランク部(休止部)とを合わせて1
サイクルとしたときの周波数である。このブランクパル
スの全体周波数をFs、トナー供給ローラ5に印加する
バイアスの周波数をFrとしたとき、 Fs<Fr である。
も高い周波数のバイアスを印加することにより、より効
果があることを見出した。上述したように、現像バイア
スはブランクパルスであり、上記の現像バイアスの周波
数は、ブランクパルスの全体周波数、すなわちブランク
パルスの振幅部とブランク部(休止部)とを合わせて1
サイクルとしたときの周波数である。このブランクパル
スの全体周波数をFs、トナー供給ローラ5に印加する
バイアスの周波数をFrとしたとき、 Fs<Fr である。
【0067】現像バイアスと供給ローラに印加するバイ
アスは、互に干渉するので位相のずれによって効果に差
が生じる。現像バイアスの方は、現像に適したバイアス
に設定することが重要であり変更できないので、供給ロ
ーラ5側のバイアスを調整することにより対処するが、
供給ローラ5側のバイアスの周波数を十分に高めること
により位相のずれの影響を抑えることができ、効果があ
らわれるものと思われる。このバイアスの振幅は、リー
クが生じない範囲で高い方が効果がある。
アスは、互に干渉するので位相のずれによって効果に差
が生じる。現像バイアスの方は、現像に適したバイアス
に設定することが重要であり変更できないので、供給ロ
ーラ5側のバイアスを調整することにより対処するが、
供給ローラ5側のバイアスの周波数を十分に高めること
により位相のずれの影響を抑えることができ、効果があ
らわれるものと思われる。このバイアスの振幅は、リー
クが生じない範囲で高い方が効果がある。
【0068】本発明において、トナー供給ローラ5は、
現像スリーブ3と非接触であるので硬度などの制約はな
い。本実施例では、供給ローラ5に導電性を持たせるた
めに、カーボンブラックを分散したシリコーンゴムの単
泡性の発泡体を用いている。このような供給ローラ5に
よれば、現像スリーブ3と非接触であるために、現像動
作を多数繰り返すうちに次第にローラ5の内部にトナー
がつまっていき、ローラの硬質化を招くという不都合を
生じることはなかった。また、発泡体自身が摩擦によ
り、けばだち、ほつれ等を生じて、画像に影響を与える
ということもなかった。さらにまた、トナーの搬送力も
金属等の滑らか表面を持つものよりも有利であった。
現像スリーブ3と非接触であるので硬度などの制約はな
い。本実施例では、供給ローラ5に導電性を持たせるた
めに、カーボンブラックを分散したシリコーンゴムの単
泡性の発泡体を用いている。このような供給ローラ5に
よれば、現像スリーブ3と非接触であるために、現像動
作を多数繰り返すうちに次第にローラ5の内部にトナー
がつまっていき、ローラの硬質化を招くという不都合を
生じることはなかった。また、発泡体自身が摩擦によ
り、けばだち、ほつれ等を生じて、画像に影響を与える
ということもなかった。さらにまた、トナーの搬送力も
金属等の滑らか表面を持つものよりも有利であった。
【0069】この供給ローラ5と現像スリーブ3間の距
離に対するトナー供給、剥ぎ取り能力は、供給ローラと
現像スリーブの径、トナーの物性等により異なるが、近
いほど良いと考えられる。特に、現像スリーブ3との距
離が遠い場合、トナー供給能力が著しく低下する。また
供給ローラ5は現像スリーブ3と非接触ではあるが、ト
ナーは循環過程で現像スリーブ3と接触して摩擦帯電さ
れることが必要である。
離に対するトナー供給、剥ぎ取り能力は、供給ローラと
現像スリーブの径、トナーの物性等により異なるが、近
いほど良いと考えられる。特に、現像スリーブ3との距
離が遠い場合、トナー供給能力が著しく低下する。また
供給ローラ5は現像スリーブ3と非接触ではあるが、ト
ナーは循環過程で現像スリーブ3と接触して摩擦帯電さ
れることが必要である。
【0070】本発明者らの研究によれば、供給ローラ5
と現像スリーブ3間の距離を800μm以下の範囲内に
すれば、適切であることがわかった。距離が800μm
以上離れると、いかなる場合でも、供給ローラ5にバイ
アスを印加することによるトナーコート効果がなくな
り、トナーの供給不足が生じることが確認された。
と現像スリーブ3間の距離を800μm以下の範囲内に
すれば、適切であることがわかった。距離が800μm
以上離れると、いかなる場合でも、供給ローラ5にバイ
アスを印加することによるトナーコート効果がなくな
り、トナーの供給不足が生じることが確認された。
【0071】供給ローラ5の発泡体スポンジは、もとも
と若干ではあるがケバが存在し、それが現像スリーブ3
にわずかに触れると、現像スリーブ上のトナーコート層
を乱すことになるので、それを防ぐために供給ローラ5
と現像スリーブ3間の距離は20μm程度必要であり、
これが下限である。
と若干ではあるがケバが存在し、それが現像スリーブ3
にわずかに触れると、現像スリーブ上のトナーコート層
を乱すことになるので、それを防ぐために供給ローラ5
と現像スリーブ3間の距離は20μm程度必要であり、
これが下限である。
【0072】以下、本実施例の具体例を示す。図1の現
像装置の主要構成部の条件を以下の通りとした。
像装置の主要構成部の条件を以下の通りとした。
【0073】 トナー 種類 :非磁性トナー(ポジトナー) バインダー樹脂:スチレンアクリル 外添剤 :疎水処理シリカ 1.2重量部 PVdF 0.5重量部 平均粒径 :9.5μm ブレード 材質 :シリコーンゴム(SUS裏打ち) 厚さ :0.5mm(SUS板含む) 対スリーブ当接線圧:15g/cm。(当接線圧は、厚み50μm、Rz 1.0μmのSUS板を二つ折にして当接部に挿入し、二つ折のSUS間 に別の同じSUS板を挿入して、その引抜き力を測定して換算した) 当接点から端部までの長さ (図5中のPQ間の距離):2.0mm 現像バイアス 振幅(最大電界):5.8×106 V/m 全体周波数 :1.0kHz 振幅部周波数 :6.0kHz、パルス数2 トナー供給ローラ 材質 :カーボンブラック分散のシリコーンゴムの単泡性発泡体 抵抗率 :106 〜107 Ωcm 直径 :16mm 印加バイアス :振幅 1.0V/m、 周波数 5.0kHz、1 現像スリーブ 材質 :SUS 表面粗さ :3.0μm(Rz) 直径 :20mm 現像スリーブ、供給ローラ間距離:500μm
【0074】このような構成において、現像装置に逐次
トナー補給を行なって、トナー残量を一定量に維持しな
がら現像に使用し、20万枚の画像形成試験を行なっ
た。複写機の電源を投入した際、現像スリーブと供給ロ
ーラを回転させる機構を設けて、画像形成動作に入る前
に15秒回転させ、長時間の現像装置の放置により生じ
た凝集トナーを撹拌してほぐした。
トナー補給を行なって、トナー残量を一定量に維持しな
がら現像に使用し、20万枚の画像形成試験を行なっ
た。複写機の電源を投入した際、現像スリーブと供給ロ
ーラを回転させる機構を設けて、画像形成動作に入る前
に15秒回転させ、長時間の現像装置の放置により生じ
た凝集トナーを撹拌してほぐした。
【0075】試験の結果、20万枚の画像形成中、現像
スリーブ上に始終安定してトナー層を維持でき、トナー
の劣化も認められず、ゴーストやかぶりのない高品質な
画像が得られた。
スリーブ上に始終安定してトナー層を維持でき、トナー
の劣化も認められず、ゴーストやかぶりのない高品質な
画像が得られた。
【0076】実施例2 本実施例における図1の現像装置の主要構成部の条件は
以下の通りである。
以下の通りである。
【0077】 トナー 種類 :非磁性トナー(ネガトナー) バインダー樹脂:ポリエステル 外添剤 :疎水処理シリカ 0.5重量部 平均粒径 :8.5μm ブレード 材質 :シリコーンゴム(乾式処理シリカ分散) 厚さ :0.5mm(SUS板含む) 対スリーブ当接線圧:15g/cm。(当接線圧は、厚み50μm、Rz 1.0μmのSUS板を二つ折にして当接部に挿入し、二つ折のSUS間 に同種の別のSUS板を挿入して、その引抜き力を測定して換算) 当接点から端部までの長さ:2.3mm 現像バイアス 振幅(最大電界):5.5×106 V/m 全体周波数 :3.0kHz 振幅部周波数 :6.0kHz、パルス数1 トナー供給ローラ 材質 :カーボンブラック分散のシリコーンゴムの単泡性発泡体 抵抗率 :106 〜107 Ωcm 直径 :16mm 印加バイアス :振幅 1.0V/m、 周波数 8.0kHz 現像スリーブ 材質 :アルミニウム素菅にカーボンをコート 表面粗さ :5.0μm(Rz) 直径 :20mm 現像スリーブ、供給ローラ間距離:500μm
【0078】実施例1の試験のときと同様、上記構成の
現像装置に逐次トナー補給を行なって、トナー残量を一
定量に維持しながら現像に使用し、20万枚の画像形成
試験を行ない、その際、複写機の電源を投入時に画像形
成動作に入る前、現像スリーブと供給ローラを15秒回
転させ、長時間放置による凝集トナーを撹拌し、ほぐし
た。
現像装置に逐次トナー補給を行なって、トナー残量を一
定量に維持しながら現像に使用し、20万枚の画像形成
試験を行ない、その際、複写機の電源を投入時に画像形
成動作に入る前、現像スリーブと供給ローラを15秒回
転させ、長時間放置による凝集トナーを撹拌し、ほぐし
た。
【0079】本実施例においても、20万枚の画像形成
中、現像スリーブ上に始終安定してトナー層を維持で
き、トナーの劣化も認められず、ゴーストやかぶりのな
い高品質な画像が得られた。
中、現像スリーブ上に始終安定してトナー層を維持で
き、トナーの劣化も認められず、ゴーストやかぶりのな
い高品質な画像が得られた。
【0080】実施例3 本実施例では、図11に示すように、磁性一成分現像装
置に構成した。
置に構成した。
【0081】本現像装置は、一成分現像剤の磁性トナー
を収容した現像容器2の図示しない感光ドラムと対面し
た開口部に、マグネットローラ16を非回転に内蔵した
現像スリーブ17を有し、マグネットローラ16はN1
、S1 、N2 、S2 の4極を備えている。現像スリー
ブ17の感光ドラムとは反対側には、これに非接触にト
ナー供給ローラ5が設置され、現像スリーブ17の上方
には、これと所定間隔を開けて規制部材の磁性ブレード
18が設置されている。現像スリーブ17と供給ローラ
5の対向側の上方には撹拌部材30が設置され、この撹
拌部材30は、実施例1に示したように位置設定されて
いる。
を収容した現像容器2の図示しない感光ドラムと対面し
た開口部に、マグネットローラ16を非回転に内蔵した
現像スリーブ17を有し、マグネットローラ16はN1
、S1 、N2 、S2 の4極を備えている。現像スリー
ブ17の感光ドラムとは反対側には、これに非接触にト
ナー供給ローラ5が設置され、現像スリーブ17の上方
には、これと所定間隔を開けて規制部材の磁性ブレード
18が設置されている。現像スリーブ17と供給ローラ
5の対向側の上方には撹拌部材30が設置され、この撹
拌部材30は、実施例1に示したように位置設定されて
いる。
【0082】本実施例で使用した磁性トナーは、マグネ
ットローラ16による磁気的拘束力が働くため、現像ス
リーブ17へのトナーの供給が実施例1〜2のときの非
磁性トナーよりも有利である。しかし、このような磁性
トナーを用いた場合にも、従来は、ゴーストやトナーの
帯電量不足によるかぶり等の問題があった。
ットローラ16による磁気的拘束力が働くため、現像ス
リーブ17へのトナーの供給が実施例1〜2のときの非
磁性トナーよりも有利である。しかし、このような磁性
トナーを用いた場合にも、従来は、ゴーストやトナーの
帯電量不足によるかぶり等の問題があった。
【0083】本実施例では、実施例1〜2と同様、トナ
ー供給ローラ5を現像スリーブ17と非接触にし、さら
に現像スリーブ17に印加する現像バイアスにブランク
パルスを用いたので、現像スリーブ17上に良好なトナ
ー層を維持して、ゴーストやかぶりのない高品質な画像
を長期にわたって安定して得ることができる。また、ト
ナーや現像スリーブ17の寿命を大きく延ばすることが
できる。
ー供給ローラ5を現像スリーブ17と非接触にし、さら
に現像スリーブ17に印加する現像バイアスにブランク
パルスを用いたので、現像スリーブ17上に良好なトナ
ー層を維持して、ゴーストやかぶりのない高品質な画像
を長期にわたって安定して得ることができる。また、ト
ナーや現像スリーブ17の寿命を大きく延ばすることが
できる。
【0084】本実施例の具体例について述べる。本実施
例において、図11の現像装置の主要構成部の条件を以
下の通りとした。
例において、図11の現像装置の主要構成部の条件を以
下の通りとした。
【0085】 トナー 種類 :磁性トナー(ネガトナー、黒) バインダー樹脂:ポリエステル 外添剤 :疎水処理シリカ 0.5重量部 チタン酸ストロンチウム 0.5重量部 平均粒径 :6.0μm ブレード 材質 :薄厚鉄板 厚さ :0.5mm ブレード、スリーブ間距離:250μm 現像バイアス 振幅(最大電界):4.5×106 V/m 全体周波数 :2.0kHz 振幅部周波数 :6.0kHz、パルス数2 トナー供給ローラ 材質 :カーボンブラック分散のシリコーンゴムの単泡性発泡体 抵抗率 :106 〜107 Ωcm 直径 :16mm 印加バイアス :振幅 1.0V/m、 周波数 8.0kHz 現像スリーブ 材質 :SUS 表面粗さ :3.0μm(Rz) 直径 :20mm 現像スリーブ、供給ローラ間距離:500μm マグネットローラ 磁極の磁力 :N1 =900ガウス、S1 =900ガウス、 N2 =750ガウス、S2 =750ガウス
【0086】本実施例においても、同様に、現像装置に
逐次トナー補給を行なって、トナー残量を一定量に維持
しながら現像に使用し、150万枚の画像形成試験を行
なった。同様に、複写機の電源を投入した際、画像形成
動作に入る前に、現像スリーブと供給ローラを15秒回
転させ、現像装置の長時間放置により生じた凝集トナー
を撹拌しほぐした。試験の結果、150万枚の画像形成
中、現像スリーブ上に始終安定してトナー層を維持で
き、トナーの劣化も認められず、ゴーストやかぶりのな
い高品質な画像が得られた。
逐次トナー補給を行なって、トナー残量を一定量に維持
しながら現像に使用し、150万枚の画像形成試験を行
なった。同様に、複写機の電源を投入した際、画像形成
動作に入る前に、現像スリーブと供給ローラを15秒回
転させ、現像装置の長時間放置により生じた凝集トナー
を撹拌しほぐした。試験の結果、150万枚の画像形成
中、現像スリーブ上に始終安定してトナー層を維持で
き、トナーの劣化も認められず、ゴーストやかぶりのな
い高品質な画像が得られた。
【0087】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一成分現像剤のトナーを現像スリーブに供給するトナー
供給手段として、現像スリーブと非接触な供給ローラを
用いても、現像スリーブに現像バイアスとしてブランク
パルスを印加したので、現像スリーブ上の残留トナーを
除去してトナーを良好に塗布でき、現像により得られる
画像にゴーストやかぶりをなくすことができる。さら
に、供給ローラにバイアスを印加したので、供給ローラ
を非接触にしても、トナーの供給不良を生じることもな
い。さらに、供給ローラを非接触にしたので、トナーや
現像スリーブの寿命を大幅に延ばすことができる。
一成分現像剤のトナーを現像スリーブに供給するトナー
供給手段として、現像スリーブと非接触な供給ローラを
用いても、現像スリーブに現像バイアスとしてブランク
パルスを印加したので、現像スリーブ上の残留トナーを
除去してトナーを良好に塗布でき、現像により得られる
画像にゴーストやかぶりをなくすことができる。さら
に、供給ローラにバイアスを印加したので、供給ローラ
を非接触にしても、トナーの供給不良を生じることもな
い。さらに、供給ローラを非接触にしたので、トナーや
現像スリーブの寿命を大幅に延ばすことができる。
【0088】以上、本発明を特定の実施例について説明
したが、各種の代替え、変更および変化が当業者によっ
て可能であることは明白であり、それらは本発明の範囲
に含まれる。
したが、各種の代替え、変更および変化が当業者によっ
て可能であることは明白であり、それらは本発明の範囲
に含まれる。
【図1】本発明の現像装置の一実施例を示す断面図であ
る。
る。
【図2】図1の現像装置の現像スリーブと非接触型の供
給ローラの位置関係を示す説明図である。
給ローラの位置関係を示す説明図である。
【図3】非接触型の供給ローラのトナーの劣化防止効果
を供給ローラと現像スリーブの最近接部近傍で採取した
トナーについてみたグラフである。
を供給ローラと現像スリーブの最近接部近傍で採取した
トナーについてみたグラフである。
【図4】非接触型の供給ローラのトナーの劣化防止効果
を現像装置の中央部で採取したトナーについてみたグラ
フである。
を現像装置の中央部で採取したトナーについてみたグラ
フである。
【図5】図1の現像装置で新たに設置した撹拌部材の設
置位置を示す説明図である。
置位置を示す説明図である。
【図6】図1の現像装置で現像バイアスとして使用する
ブランクパルスの波形の一例を示す図である。
ブランクパルスの波形の一例を示す図である。
【図7】ブランクパルスの波形の他の一例を示す図であ
る。
る。
【図8】ブランクパルスの現像バイアスを使用し、非接
触型の供給ローラを使用したときの感光ドラム上トナー
の帯電量を示すグラフである。
触型の供給ローラを使用したときの感光ドラム上トナー
の帯電量を示すグラフである。
【図9】従来の矩形波の現像バイアスを使用し、非接触
型の供給ローラを使用したときの感光ドラム上トナーの
帯電量を示すグラフである。
型の供給ローラを使用したときの感光ドラム上トナーの
帯電量を示すグラフである。
【図10】ブランクパルス印加の効果を示す説明図であ
る。
る。
【図11】本発明の他の一実施例の要部を示す断面図で
ある。
ある。
【図12】従来の現像装置を示す断面図である。
1 感光ドラム 2 現像容器 3、17 現像スリーブ 4、18 規制ブレード 5 トナー供給ローラ 6 非磁性トナー 14、15 電源 30 撹拌部材
Claims (11)
- 【請求項1】 供給された一成分現像剤のトナーを担持
して、回転することにより像担持体と対向した現像部へ
向けて搬送する、像担持体と非接触の現像剤担持体と、
現像剤担持体と非接触に回転して、トナーを現像剤担持
体に供給するトナー供給手段と、現像剤担持体にその回
転方向上、トナー供給手段よりも下流側の位置で当接も
しくは非接触に近接して、現像剤担持体上に担持された
トナーの量を規制する規制部材とを備え、現像剤担持体
に像担持体との間でバイアスを印加することにより、像
担持体と現像剤担持体との間隙に交互電界を形成して、
現像部に搬送されたトナーにより像担持体上に形成され
た潜像を現像する現像装置において、前記バイアスは、
電位が交互に変化される部分と、電位が変化せずに一定
に維持される部分とが交代に生じる交互電界を形成する
態様に、交流電圧波形と直流電圧を重畳してなることを
特徴とする現像装置。 - 【請求項2】 交互電界の電位が交互に変化される部分
の周波数が2.0〜10.0kHzである請求項1の現
像装置。 - 【請求項3】 交互電界の電位が交互に変化される部分
の最大電界が4.0×106 〜6.0×106 V/mで
ある請求項1または2の現像装置。 - 【請求項4】 交互電界の電位が交互に変化される部分
と電位が変化せずに一定に維持される部分とを合わせて
1サイクルとしたとき、その全体の周波数が1.0〜
6.0kHzである請求項1〜3のいずれかの項に記載
の現像装置。 - 【請求項5】 トナー供給手段が、導電性部材もしくは
半導電性部材で形成され、もしくは導電性の基軸を中心
に有するようにして絶縁部材で形成された請求項1〜4
のいずれかの項に記載の現像装置。 - 【請求項6】 トナー供給手段と現像剤担持体との間隙
が、800μm以下、20μm以上の距離である請求項
1〜5のいずれかの項に記載の現像装置。 - 【請求項7】 トナー供給手段に現像剤担持体との間で
バイアスを印加する請求項1〜6のいずれかの項に記載
の現像装置。 - 【請求項8】 トナー供給手段に印加するバイアスが、
トナー供給手段と現像剤担持体との間隙に、電位が交互
に変化される部分と、電位が変化せずに一定に維持され
る部分とが交代に生じる交互電界を形成する態様に、交
流電圧波形と直流電圧を重畳してなる請求項7の現像装
置。 - 【請求項9】 トナー供給手段に印加するバイアスの周
波数Frが、現像剤担持体に印加するバイアスによる交
互電界の、電位が交互に変化される部分と電位が変化せ
ずに一定に維持される部分とを合わせて1サイクルとし
たときの周波数Fsに対し、 Fs<Fr の関係式を満たす請求の範囲8の現像装置。 - 【請求項10】 トナー供給手段が、カーボンブラック
を分散したシリコーンゴムの単泡性の発泡体で形成され
た請求項1〜9のいずれかの項に記載の現像装置。 - 【請求項11】 現像剤担持体とトナー供給手段との対
向側の上方にトナー撹拌部材を有し、またトナー規制部
材が現像剤担持体に当接する弾性部材からなり、トナー
撹拌部材は、トナー規制部材と現像剤担持体との当接部
のうち、現像剤担持体回転方向上の最上流点を通る鉛直
線と、トナー供給手段の現像剤担持体側とは反対側の部
分を通る鉛直線とで挟まれる範囲の領域内に位置し、そ
してトナー撹拌部材が現像剤担持体と同方向に回転する
請求項1〜10のいずれかの項に記載の現像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8148614A JPH09311539A (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 現像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8148614A JPH09311539A (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 現像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09311539A true JPH09311539A (ja) | 1997-12-02 |
Family
ID=15456730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8148614A Pending JPH09311539A (ja) | 1996-05-20 | 1996-05-20 | 現像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09311539A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002023436A (ja) * | 2000-05-02 | 2002-01-23 | Canon Inc | 現像方法及び現像装置 |
| US6459862B1 (en) * | 1999-10-18 | 2002-10-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Developing apparatus |
| JP2006091754A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Fuji Xerox Co Ltd | 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 |
| JP2006091752A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Fuji Xerox Co Ltd | 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 |
| JP2006145894A (ja) * | 2004-11-19 | 2006-06-08 | Fuji Xerox Co Ltd | 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 |
| JP2006154256A (ja) * | 2004-11-29 | 2006-06-15 | Fuji Xerox Co Ltd | 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 |
| JP2006154255A (ja) * | 2004-11-29 | 2006-06-15 | Fuji Xerox Co Ltd | 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 |
| JP2006195182A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Fuji Xerox Co Ltd | 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 |
| JP2007052365A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Fuji Xerox Co Ltd | 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 |
| JP2007057720A (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Fuji Xerox Co Ltd | 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 |
| JP2009020214A (ja) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Ricoh Co Ltd | 現像装置・プロセスカートリッジ・画像形成装置 |
| US20110243592A1 (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrophotographic image forming apparatus using a periodic wave as a developing bias |
-
1996
- 1996-05-20 JP JP8148614A patent/JPH09311539A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6459862B1 (en) * | 1999-10-18 | 2002-10-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Developing apparatus |
| JP2002023436A (ja) * | 2000-05-02 | 2002-01-23 | Canon Inc | 現像方法及び現像装置 |
| JP2006091754A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Fuji Xerox Co Ltd | 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 |
| JP2006091752A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Fuji Xerox Co Ltd | 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 |
| JP2006145894A (ja) * | 2004-11-19 | 2006-06-08 | Fuji Xerox Co Ltd | 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 |
| JP2006154255A (ja) * | 2004-11-29 | 2006-06-15 | Fuji Xerox Co Ltd | 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 |
| JP2006154256A (ja) * | 2004-11-29 | 2006-06-15 | Fuji Xerox Co Ltd | 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 |
| JP2006195182A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Fuji Xerox Co Ltd | 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 |
| JP2007052365A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Fuji Xerox Co Ltd | 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 |
| JP2007057720A (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Fuji Xerox Co Ltd | 現像装置及びこれを用いた画像形成装置 |
| JP2009020214A (ja) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Ricoh Co Ltd | 現像装置・プロセスカートリッジ・画像形成装置 |
| US20110243592A1 (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrophotographic image forming apparatus using a periodic wave as a developing bias |
| US8615176B2 (en) * | 2010-03-31 | 2013-12-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrophotographic image forming apparatus using a periodic wave as a developing bias |
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