JP2986026B2

JP2986026B2 - 現像方法

Info

Publication number: JP2986026B2
Application number: JP3074510A
Authority: JP
Inventors: 真吉高橋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-03-14
Filing date: 1991-03-14
Publication date: 1999-12-06
Anticipated expiration: 2014-12-06
Also published as: JPH04285977A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式、静電記録
方式等の画像形成装置において像担持体上に形成された
潜像を静電気を応用して現像する現像方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、非磁性の現像剤を用いて非接触現
像をより忠実に行なう方法、装置として、例えば特公平
２−１４７０６号公報及び特開昭６０−２５６１６３号
公報に開示されたものがある。

【０００３】特公平２−１４７０６号公報に開示された
ものは潜像担持体と現像剤担持体間に作用させる交互電
界を断続させて現像特性を改善している。また、特開昭
６０−２５６１６３号公報に開示されたものは潜像担持
体と現像剤担持体間に作用させる交番電圧の周波数を時
間的に変化させて現像特性を改善している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
公平２−１４７０６号公報に開示された発明において
は、潜像担持体と現像剤担持体に作用させる交互電界の
断続のタイミングを正確に制御しないと不都合が生じ
る。この交互電界の断続のタイミングを正確に制御する
ための手段は非常に複雑な構成を必要とし、従って、か
なりのコストアップとなる欠点があった。

【０００５】また、上記特開昭６０−２５６１６３号公
報に開示された発明においては、潜像担持体と現像剤担
持体に作用させる交番電圧の周波数を制御するための手
段が必要であり、前例と同様に、この制御手段は非常に
複雑な構成を必要とし、従って、かなりのコストアップ
となる欠点があった。

【０００６】従って、本発明の目的は、比較的簡単な構
成で、従って比較的安価に、現像特性を改善し、非磁性
現像剤を用いてより忠実な非接触現像が行なえるように
した現像方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
現像方法によって達成される。要約すれば、本発明の第
１の態様によれば、円筒状断面を有する像担持体と非接
触に設けられ、該像担持体に形成された潜像を現像する
非磁性現像剤を担持、搬送する円筒状断面を有する現像
剤担持体に現像バイアス電圧を印加して、前記像担持体
と前記現像剤担持体との間に交番電界を作用させて反転
現像を行う現像方法において、前記現像バイアス電圧の
交流成分の振幅が、現像時に、正弦波的に変化すること
を特徴とする現像方法が提供される。

【０００８】本発明の第２の態様によれば、円筒状断面
を有する像担持体と非接触に設けられ、該像担持体に形
成された潜像を現像する非磁性現像剤を担持、搬送する
円筒状断面を有する現像剤担持体に現像バイアス電圧を
印加して、前記像担持体と前記現像剤担持体との間に交
番電界を作用させて反転現像を行う現像方法において、
前記現像バイアス電圧の交流成分の振幅が、現像時に、
三角波的に変化することを特徴とする現像方法が提供さ
れる。

【０００９】

【実施例】本発明が適用できる画像形成装置は、例えば
感光体、誘電体等の像担持体上に電子写真方式、静電記
録方式等によって潜像を形成し、この潜像を現像装置に
よって現像して可視化することにより画像を形成し、こ
の可視画像を紙等の転写材に転写し、定着手段にて永久
像にするものならばどのような構成のものでもよく、そ
の一例として電子写真方式の画像形成装置を図３に示
す。

【００１０】図３において、像担持体である感光ドラム
１は回転軸２によって回転自在に軸支されており、動作
時に図示矢印１１の方向に定速で回転軸２を中心にして
回転する。感光ドラム１の周囲には、感光ドラム１を均
一に帯電するための帯電装置３、所要の記録光７の照射
により感光ドラム１上に形成された潜像を現像するため
の現像装置４、現像された可視画像を紙等の転写材１０
に転写するための転写装置５、感光ドラム１上に転写さ
れずに残留した現像剤を除去するためのクリーニング装
置６が配設されている。

【００１１】上記現像装置４は、現像剤Ｔを収容する容
器４０３と、回転軸４０２によって回転可能に軸支さ
れ、動作時に図示矢印１２の方向に回転して容器４０３
内の現像剤を担持搬送するための現像剤担持体である現
像スリーブ４０１と、この現像スリーブ４０１に現像剤
Ｔを塗布し、荷電する塗布荷電部４０４とから構成され
ている。また、現像スリーブ４０１にはその回転軸４０
２を介して所定の現像バイアスが現像バイアス電源８か
ら印加されており、この現像バイアスは現像バイアス制
御部９によって制御される。

【００１２】動作時に、感光ドラム１は矢印１１の方向
に定速で回転し、帯電装置３によって一様に帯電され
る。次いで、記録画像に応じた記録光７によって露光さ
れ、静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置４
によって現像され、可視像に変換される。このとき、現
像装置４では容器４０３内の現像剤Ｔが現像スリーブ４
０１の矢印１２の方向への回転に応じて現像スリーブ４
０１に接触し、摩擦を受けて付着し、塗布荷電部４０４
に供給され、ここで必要量だけ計量塗布され、同時に必
要量の電荷を与えられる。現像剤Ｔが塗布荷電された現
像スリーブ４０１に感光ドラム１と対向する位置近傍で
与えられる現像バイアスの作用によって、現像剤Ｔが感
光ドラム１上の静電潜像に付着し、現像されることにな
る。

【００１３】現像によって可視像化された感光ドラム１
上の画像は転写装置５によって転写材１０に転写され
る。転写材１０に転写された画像は定着装置（図示せ
ず）に送られて定着され、永久像に変換されて利用され
る。転写装置５で転写されずに残った画像（現像剤）は
クリーニング装置６によって除去され、次のサイクルの
準備がなされ、以下前記工程を繰り返すことによって所
期の枚数のコピー、プリントが作成される。

【００１４】本発明においては、感光ドラム１上の潜像
を現像する際に、例えば図１或は図２に示すような形態
の電圧を現像バイアスとして現像バイアス電源８と現像
バイアス制御部９によって現像スリーブ４０１と感光ド
ラム１間に印加する。

【００１５】図１及び図２はそれぞれ本発明の実施例に
おける潜像の表面電位と現像バイアスの関係を示す特性
図であり、図１は現像バイアスの交流成分Ｖacの振幅
（電圧）が正弦波的に時間的にゆっくりと変化する例を
示し、一方、図２は現像バイアスの交流成分Ｖacの電圧
が三角波的に時間的にゆっくりと変化する例を示す。図
１及び図２において、潜像の表面電位を表わす部分では
横軸が位置、縦軸が電位を示し、これに対し、現像バイ
アスを表わす部分では横軸が時間、縦軸が電圧を示す。
この例では潜像の表面電位の低い所に現像剤を付着させ
る、いわゆる反転現像の場合を示している。

【００１６】潜像の表面電位は帯電された電位がほぼそ
のまま残留して表面電位の高い（絶対値として）非画像
部ｂと、画像信号に対応して露光されて表面電位が低い
（絶対値として）画像部ａとで代表して表現されてい
る。また、現像バイアスは直流成分Ｖb と交流成分Ｖac
とで構成されている。直流成分Ｖb は画像部ａに現像剤
を付着させるため非画像部ｂに近い値で、しかもカブリ
を抑制するため非画像部ｂより僅かに低い値に設定され
る。一方、交流成分Ｖacは直流成分Ｖb を中心にして電
圧が時間的に緩やかに変化するように制御される。上述
したように、図１の場合は正弦波的にゆっくりと変化す
る制御例を示し、図２は三角波的にゆっくりと変化する
制御例を示す。なお、現像バイアスの交流成分Ｖacの電
圧波形は緩やかに変化する形状であればどのような形状
でもよく、例えば図４及び図５に示すような電圧変動形
態のものでもよい。図中、一点鎖線Ｃは交流成分Ｖacの
包絡線を示す。

【００１７】反転現像の場合、現像剤Ｔの荷電特性は潜
像電位の非画像部ｂの電位と同一の極性を与えられ、現
像バイアスの反発作用によって画像部ａに現像剤Ｔが付
着し、現像される。

【００１８】次に本発明の実施例について説明する。

【００１９】実施例１周速５０ｍｍ／ｓで回転する直径３０ｍｍの感光ドラム
に静電潜像の表面電位として非画像部電位約−７００
Ｖ、画像部電位約−５０Ｖの潜像を形成し、同じく周速
５０ｍｍ／ｓで回転する直径１６ｍｍの現像スリーブに
約−１５μｃ／ｇに荷電した現像剤の薄層を形成し、前
記潜像を有する感光ドラムに３００μｍの間隔をあけて
対向させ、感光ドラムと現像スリーブ間に現像バイアス
として、周波数２ＫＨｚ、振幅２ＫＶｐ−ｐの正弦波を
周波数１００Ｈｚの正弦波で図１のように変調した交流
成分を−６００Ｖの直流成分に重畳したものを印加し、
現像を行なった。その結果、忠実な画像を得ることがで
きた。

【００２０】実施例２上記実施例１と同一構成の装置で現像バイアスの交流成
分の変調条件を変え、変調波として周波数１００Ｈｚの
三角波を用いた現像バイアスを印加して現像を行なっ
た。即ち、本実施例では現像バイアスの交流成分として
周波数２ＫＨｚ、振幅２ＫＶｐ−ｐの正弦波を周波数１
００Ｈｚの三角波で図２のように変調したものを使用し
た。他の条件は上記実施例１と同じである。その結果、
上記実施例１と同様に忠実な画像を得ることができた。

【００２１】実施例３上記実施例１と同一構成の装置で現像バイアスの交流成
分の変調条件を変え、変調波として周波数５０Ｈｚの正
弦波を用いた現像バイアスを印加して現像を行なった。
即ち、本実施例では現像バイアスの交流成分として周波
数２ＫＨｚ、振幅２ＫＶｐ−ｐの正弦波を周波数５０Ｈ
ｚの正弦波で図５のように変調したものを使用した。他
の条件は上記実施例１と同じである。その結果、上記実
施例１と同様に忠実な画像を得ることができた。

【００２２】現像バイアスの交流成分の変調波の周波数
は種々の条件によって被変調波（搬送波）の周波数の１
／５〜１／５０程度まで適宜選定できる。また、変調波
の波形は被変調波の周波数に比して緩く変化するもので
あれば任意の波形のものが選定できる。

【００２３】上述した本発明の現像方法によって現像特
性が改善される理由は次のように推定される。

【００２４】非磁性の現像剤を用いて非接触現像を行な
う場合、像担持体と現像剤担持体間に交番電界を作用さ
せて現像剤担持体上の現像剤を飛翔させ、像担持体上の
潜像に付着させて現像する。装置の小型化、連続処理の
高効率化等の観点から、像担持体及び現像剤担持体は円
筒状断面の構成を取るのが一般的である。両者間に交番
電界を作用させて現像剤を駆動、飛翔させた場合、両者
間にできる電界の構造（電気力線の形状）は両者の間隔
が大きくなる方向に膨らむ傾向の円孤群で表現される。
現像剤はこの円孤の接線方向の運動ベクトルで駆動され
るため、現像剤が両者間を往復運動する間に両者の間隔
が広がる方向に広がり、結果として両者が対向する面の
比較的幅の広い領域に現像剤のクラウド状のものがで
き、現像が行なわれるものと思われる。この場合、両者
の間隔が大きい所では現像剤担持体による現像電極の作
用が弱くなり、エッジ効果の強い現像が行なわれるもの
と思われる。

【００２５】この現象を抑制するためには、現像剤のク
ラウドの発生を抑えめにして現像幅を狭めた状態で現像
すれば、現像電極の作用が有効に働く領域で現像するこ
とができるので有効であると考えられる。この手段とし
て現像バイアスを非連続的に作用させることが有効であ
ると思われる。

【００２６】図４及び図５に示すように現像バイアスの
交流成分の変調波の条件を変えることによって現像バイ
アスの非連続の状態を制御することが可能であるから、
諸条件に適合するように非連続状態を選定することがで
きる。

【００２７】なお、本発明の方法は図示以外の構成の電
子写真方式、静電記録方式等の種々の複写機、プリンタ
等の画像形成装置に等しく適用できることは言うまでも
ないことである。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、円筒状
断面を有する像担持体と非接触に設けられ、像担持体に
形成された潜像を現像する非磁性現像剤を担持、搬送す
る円筒状断面を有する現像剤担持体に現像バイアス電圧
を印加して、像担持体と現像剤担持体との間に交番電界
を作用させて反転現像を行う現像方法において、現像バ
イアス電圧の交流成分の振幅が、現像時に、正弦波的に
変化するか、或いは、現像時に、三角波的に変化する構
成とされるので、比較的簡単な構成で、しかも比較的安
価に、現像剤の、現像剤担持体と像担持体との間の往復
運動を抑制することができ、現像剤のクラウドの発生を
抑えることができ、従って、常時忠実な画像を得ること
ができるという顕著な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による現像方法の一実施例の現像バイア
スと潜像の表面電位の関係を示す特性図である。

【図２】本発明による現像方法の他の実施例の現像バイ
アスと潜像の表面電位の関係を示す特性図である。

【図３】本発明の現像方法が適用できる電子写真方式の
画像形成装置の一例を示す概略断面図である。

【図４】本発明による現像方法のさらに他の実施例の現
像バイアスを示す特性図である。

【図５】本発明による現像方法のさらに他の実施例の現
像バイアスを示す特性図である。

【符号の説明】

１感光ドラム３帯電装置４現像装置４０１現像スリーブ４０４塗布荷電部５転写装置８現像バイアス電源９現像バイアス制御部Ｔ現像剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭64−70777（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−18980（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−18967（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−256160（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−249171（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−111565（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−93371（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−118048（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 13/06 - 13/095 G03G 15/06 - 15/095

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒状断面を有する像担持体と非接触に
設けられ、該像担持体に形成された潜像を現像する非磁
性現像剤を担持、搬送する円筒状断面を有する現像剤担
持体に現像バイアス電圧を印加して、前記像担持体と前
記現像剤担持体との間に交番電界を作用させて反転現像
を行う現像方法において、前記現像バイアス電圧の交流成分の振幅が、現像時に、
正弦波的に変化することを特徴とする現像方法。
【請求項２】円筒状断面を有する像担持体と非接触に
設けられ、該像担持体に形成された潜像を現像する非磁
性現像剤を担持、搬送する円筒状断面を有する現像剤担
持体に現像バイアス電圧を印加して、前記像担持体と前
記現像剤担持体との間に交番電界を作用させて反転現像
を行う現像方法において、前記現像バイアス電圧の交流成分の振幅が、現像時に、
三角波的に変化することを特徴とする現像方法。