JP3080423B2 - 一成分現像装置 - Google Patents
一成分現像装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一成分非磁性現像剤を
使用する画像形成装置の現像装置に関する。
使用する画像形成装置の現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子写真複写機、レーザプリンタ、ファ
クシミリ等の静電写真プロセスを利用した画像形成装置
の現像装置として非磁性一成分現像剤を使用する装置
は、従来の磁性一成分現像剤を使用する現像装置に比し
て、現像剤に黒色の磁性体を含有しないので、カラー画
像の形成に適しており、又、現像剤は現像ローラに静電
的に吸着されて担持され搬送されるので、磁性一成分現
像剤を使用する現像装置のように複数の磁極を有する磁
石をスリーブ内に配置した現像ローラとする必要がな
く、現像ローラ、ひいては現像装置を小型化することが
でき、又、磁極のピッチによる画像の濃淡が発生せず、
これを回避するための回転速度の選定の必要もなく、駆
動モータの大型化も避けられる等種々の利点がある。
クシミリ等の静電写真プロセスを利用した画像形成装置
の現像装置として非磁性一成分現像剤を使用する装置
は、従来の磁性一成分現像剤を使用する現像装置に比し
て、現像剤に黒色の磁性体を含有しないので、カラー画
像の形成に適しており、又、現像剤は現像ローラに静電
的に吸着されて担持され搬送されるので、磁性一成分現
像剤を使用する現像装置のように複数の磁極を有する磁
石をスリーブ内に配置した現像ローラとする必要がな
く、現像ローラ、ひいては現像装置を小型化することが
でき、又、磁極のピッチによる画像の濃淡が発生せず、
これを回避するための回転速度の選定の必要もなく、駆
動モータの大型化も避けられる等種々の利点がある。
【０００３】非磁性一成分現像剤を使用する現像装置の
代表的な構成の一例を、図３により説明する。この装置
では、静電潜像担持体としての感光体ドラム３に所定の
間隙を保持して矢印Ａで示す方向に回転する現像ローラ
１に、これに圧接して矢印Ｂの方向に回転するスポンジ
等の弾性体ローラとして構成されたトナー供給ローラ８
により、現像装置２内のトナータンク５より非磁性トナ
ー７を供給し、現像ローラ１に弾発的に圧接するブレー
ド４により所定厚さの薄層にして感光体ドラム３に近接
する現像部に搬送し、バイアス電源９よりバイアス電圧
の印加のもとに感光体３上に形成された静電潜像を現像
する。トナータンク５内の非磁性トナー７は、矢印Ｃの
方向に回転するアジテータ６により攪拌されるととも
に、トナー供給ローラ８に向って搬送される。トナー供
給ローラは現像に使用されずに現像ローラ１上に残って
戻ってきたトナーを掻き落す作用をもする。
代表的な構成の一例を、図３により説明する。この装置
では、静電潜像担持体としての感光体ドラム３に所定の
間隙を保持して矢印Ａで示す方向に回転する現像ローラ
１に、これに圧接して矢印Ｂの方向に回転するスポンジ
等の弾性体ローラとして構成されたトナー供給ローラ８
により、現像装置２内のトナータンク５より非磁性トナ
ー７を供給し、現像ローラ１に弾発的に圧接するブレー
ド４により所定厚さの薄層にして感光体ドラム３に近接
する現像部に搬送し、バイアス電源９よりバイアス電圧
の印加のもとに感光体３上に形成された静電潜像を現像
する。トナータンク５内の非磁性トナー７は、矢印Ｃの
方向に回転するアジテータ６により攪拌されるととも
に、トナー供給ローラ８に向って搬送される。トナー供
給ローラは現像に使用されずに現像ローラ１上に残って
戻ってきたトナーを掻き落す作用をもする。
【０００４】トナー供給ローラ８により現像ローラ１の
表面に供給されたトナー７は、トナー供給ローラ８と現
像ローラ１との相互摩擦により発生する摩擦帯電作用に
より帯電して現像ローラ１の表面に静電気的に保持さ
れ、現像ローラ１の回転に伴って現像部に向って搬送さ
れ、その過程で、現像ローラ１の上方に弾発的に圧接す
るブレード部材４により均一に薄層化される。ブレード
部材４は、弾性を有する板ばねにトナー帯電性能を有す
る材料を貼り合わせたり、あるいはトナー帯電材料がそ
のまゝ使用される。
表面に供給されたトナー７は、トナー供給ローラ８と現
像ローラ１との相互摩擦により発生する摩擦帯電作用に
より帯電して現像ローラ１の表面に静電気的に保持さ
れ、現像ローラ１の回転に伴って現像部に向って搬送さ
れ、その過程で、現像ローラ１の上方に弾発的に圧接す
るブレード部材４により均一に薄層化される。ブレード
部材４は、弾性を有する板ばねにトナー帯電性能を有す
る材料を貼り合わせたり、あるいはトナー帯電材料がそ
のまゝ使用される。
【０００５】この構成の現像装置による現像方法では、
現像ローラ１から感光体３に現像剤が転移するためのし
きい値が存在し、このしきい値を超える表面電位を有す
る画像部には、殆んど現像剤付着が生じないので、所謂
γの立った階調性の悪い画像になると云う不具合があ
る。この不具合は、現像部に比較的低周波の交番電界を
形成することにより解決できることが知られている。
現像ローラ１から感光体３に現像剤が転移するためのし
きい値が存在し、このしきい値を超える表面電位を有す
る画像部には、殆んど現像剤付着が生じないので、所謂
γの立った階調性の悪い画像になると云う不具合があ
る。この不具合は、現像部に比較的低周波の交番電界を
形成することにより解決できることが知られている。
【０００６】ところが、この対策のみでは、階調性を向
上させようとすれば、画像濃度が低下し、逆に画像濃度
を上げようとすれば画像の線部が太ってしまいシャープ
ネスが低下するという問題点がある。
上させようとすれば、画像濃度が低下し、逆に画像濃度
を上げようとすれば画像の線部が太ってしまいシャープ
ネスが低下するという問題点がある。
【０００７】本発明者らは従来の一成分非磁性現像剤を
使用する現像装置の上記の実情にかんがみ、階調性を維
持しつゝ、画像濃度及び、シャープネスの向上が可能
で、これにより高画質の得られる一成分非磁性現像装置
を別途提案している。
使用する現像装置の上記の実情にかんがみ、階調性を維
持しつゝ、画像濃度及び、シャープネスの向上が可能
で、これにより高画質の得られる一成分非磁性現像装置
を別途提案している。
【０００８】その現像装置は、静電潜像を担持する静電
潜像担持体と現像剤を担持する現像剤担持体とを現像部
において対向させ、現像部においてバイアス電圧印加手
段によるバイアス電圧印加のもとに現像を行なう一成分
現像装置において、上記現像剤担持体は、導電性基体の
表面に該基体が露出した微小導電部と、該基体表面に固
着された微小誘電体部とが混在して無数の微小閉電界が
形成された微小電界ローラ（ｍｉｃｒｏ ｆｉｅｌｄ
ｒｏｌｌｅｒ：ＭＦローラ）として構成され、上記現像
部にて、上記静電潜像担持体上の電位と上記バイアスに
よる電界と上上記現像剤担持体上の微小閉電界とにより
決定される電界により、上記現像剤担持体に保持された
上記現像剤の上記静電潜像担持体への転移、逆転移を行
って現像されるようにされたことを特徴としている。
潜像担持体と現像剤を担持する現像剤担持体とを現像部
において対向させ、現像部においてバイアス電圧印加手
段によるバイアス電圧印加のもとに現像を行なう一成分
現像装置において、上記現像剤担持体は、導電性基体の
表面に該基体が露出した微小導電部と、該基体表面に固
着された微小誘電体部とが混在して無数の微小閉電界が
形成された微小電界ローラ（ｍｉｃｒｏ ｆｉｅｌｄ
ｒｏｌｌｅｒ：ＭＦローラ）として構成され、上記現像
部にて、上記静電潜像担持体上の電位と上記バイアスに
よる電界と上上記現像剤担持体上の微小閉電界とにより
決定される電界により、上記現像剤担持体に保持された
上記現像剤の上記静電潜像担持体への転移、逆転移を行
って現像されるようにされたことを特徴としている。
【０００９】図４に、この提案にもとづく現像ローラの
一例を示す。又、図５に、その表面部の拡大断面図を示
す。
一例を示す。又、図５に、その表面部の拡大断面図を示
す。
【００１０】図４，図５に示す例では現像ローラ１は導
電性材料、例えばアルミニウム等の金属素材あるいは導
電性ゴムや導電性プラスチック２１のローラの表面に網
目状にローレット加工を施し、その条痕にポリカーボネ
ート、アクリル、ポリエステル、４弗化エチレン等の誘
電体樹脂を摺り込んで充てんし、微細な網目状の絶縁性
領域面２２を形成すると共に、これに接して微細な導電
性領域面２１を形成している。
電性材料、例えばアルミニウム等の金属素材あるいは導
電性ゴムや導電性プラスチック２１のローラの表面に網
目状にローレット加工を施し、その条痕にポリカーボネ
ート、アクリル、ポリエステル、４弗化エチレン等の誘
電体樹脂を摺り込んで充てんし、微細な網目状の絶縁性
領域面２２を形成すると共に、これに接して微細な導電
性領域面２１を形成している。
【００１１】微細な導電性領域面２１と絶縁性領域面２
２を形成する方法は上記の例に限られるものではなく、
各種の方法が採用可能である。
２を形成する方法は上記の例に限られるものではなく、
各種の方法が採用可能である。
【００１２】現像ローラ１の構造をこのようにすること
によって、トナー供給ローラ８でトナー７を現像ローラ
１にこすりつける時に生ずる摩擦帯電作用によりトナー
７を帯電して現像ローラ１の表面に充分な量のトナー７
を担持することが出来る。
によって、トナー供給ローラ８でトナー７を現像ローラ
１にこすりつける時に生ずる摩擦帯電作用によりトナー
７を帯電して現像ローラ１の表面に充分な量のトナー７
を担持することが出来る。
【００１３】このとき、現像ローラ１の各絶縁性領域面
２２は正極性に摩擦帯電していて、各絶縁性領域面２２
に接して導電性領域面２１が存在するので、現像ローラ
１の表面は、多数の絶縁性領域面２２のところだけに選
択的に正極性の電荷が付与された状態となっている。こ
れにより図６に示すように、正に帯電した各絶縁性領域
面２２とそれに接した導電性領域面２１との間に閉電界
が形成され、現像ローラ１の表面の近傍には無数の微小
閉電界（マイクロフィールド）が形成される。即ち、電
界の状態を表す電気力線を考えた場合、現像ローラ１の
表面近傍の空間には、図３に円弧状の多数の線で表した
ように現像ローラ１から出て同一の現像ローラ１に戻る
電気力線が形成され、各絶縁性領域面２２と導電性領域
面２１との間に閉電界が形成されるのである。図６にお
いて、Ｄ１は絶縁性領域のサイズ、Ｐ１はそのピッチで
ある。
２２は正極性に摩擦帯電していて、各絶縁性領域面２２
に接して導電性領域面２１が存在するので、現像ローラ
１の表面は、多数の絶縁性領域面２２のところだけに選
択的に正極性の電荷が付与された状態となっている。こ
れにより図６に示すように、正に帯電した各絶縁性領域
面２２とそれに接した導電性領域面２１との間に閉電界
が形成され、現像ローラ１の表面の近傍には無数の微小
閉電界（マイクロフィールド）が形成される。即ち、電
界の状態を表す電気力線を考えた場合、現像ローラ１の
表面近傍の空間には、図３に円弧状の多数の線で表した
ように現像ローラ１から出て同一の現像ローラ１に戻る
電気力線が形成され、各絶縁性領域面２２と導電性領域
面２１との間に閉電界が形成されるのである。図６にお
いて、Ｄ１は絶縁性領域のサイズ、Ｐ１はそのピッチで
ある。
【００１４】各絶縁性領域面２２の面積は前述のように
微小であるため、各閉電界はフリンジング効果（周辺電
場効果）によってその強度が大変強くなる。かかる閉電
界によって、負に帯電したトナー７は絶縁性領域面２２
に強く引かれ、該ローラ１上に多量に離れがたい状態で
保持される。
微小であるため、各閉電界はフリンジング効果（周辺電
場効果）によってその強度が大変強くなる。かかる閉電
界によって、負に帯電したトナー７は絶縁性領域面２２
に強く引かれ、該ローラ１上に多量に離れがたい状態で
保持される。
【００１５】しかも、現像ローラ１に保持されたトナー
７がブレード部材４によって層厚を規制されるとき、帯
電の充分なトナー７は微小閉電界によって現像ローラ１
の表面に強く保持されるが、帯電量の小さなトナー７は
ブレード部材４との接触圧によって除去され、結局、帯
電量の大なるトナー７、例えば、５乃至２０（好ましく
は１０乃至１５）μＣ／ｇ程度に帯電されたトナー７だ
けが現像間隙９へ運ばれる。
７がブレード部材４によって層厚を規制されるとき、帯
電の充分なトナー７は微小閉電界によって現像ローラ１
の表面に強く保持されるが、帯電量の小さなトナー７は
ブレード部材４との接触圧によって除去され、結局、帯
電量の大なるトナー７、例えば、５乃至２０（好ましく
は１０乃至１５）μＣ／ｇ程度に帯電されたトナー７だ
けが現像間隙９へ運ばれる。
【００１６】尚、本現像装置２においては、現像ローラ
１の表面に導電性領域面２１と絶縁性領域面２２とを混
在させたことにより、現像ローラ１とトナー供給ローラ
８のチャージアップは防止される。その理由としては、
絶縁性領域面２２ではトナーを帯電し、導電性領域面２
１ではトナー供給ローラの除電を行ない、全体としてバ
ランスのとれた帯電状態を維持する為と考えられる。
１の表面に導電性領域面２１と絶縁性領域面２２とを混
在させたことにより、現像ローラ１とトナー供給ローラ
８のチャージアップは防止される。その理由としては、
絶縁性領域面２２ではトナーを帯電し、導電性領域面２
１ではトナー供給ローラの除電を行ない、全体としてバ
ランスのとれた帯電状態を維持する為と考えられる。
【００１７】ここで静電潜像の現像は現像バイアスとし
て印加する矩形波パルス電界が現像ローラ１表面に存在
する導電性領域面２１と絶縁性領域面２２との間の微小
電界と、帯電したトナーとに作用し静電潜像の現像に必
要な力学的エネルギーを与えることにより行なわれるも
のと考えられる。
て印加する矩形波パルス電界が現像ローラ１表面に存在
する導電性領域面２１と絶縁性領域面２２との間の微小
電界と、帯電したトナーとに作用し静電潜像の現像に必
要な力学的エネルギーを与えることにより行なわれるも
のと考えられる。
【００１８】したがって、画像濃度、階調性、線図のシ
ャープネスが優れ、地肌汚れのない優れた現像画像を得
るためには、適正な現像バイアスを印加することが必要
である。
ャープネスが優れ、地肌汚れのない優れた現像画像を得
るためには、適正な現像バイアスを印加することが必要
である。
【００１９】ところで、現像ローラとして微小電界ロー
ラではない在来型のローラを使用し、比較的大きい現像
間隙（例えば２００μ以上）で、一成分現像剤を現像ロ
ーラから感光体に飛翔させて現像を行なう、いわゆるジ
ャンピング現像法で現像バイアスとして交番電圧を使用
する場合、交番電圧波形の最大電位と最小電位との電位
差（ＶP-P）の適正範囲については、特公昭６４−１０
１３号公報に開示されている。これによれば、Ｖ
P-P（単位Ｖ）の適正範囲は、現像間隙をｄ（単位μ
ｍ）としたとき、１．５×ｄ＜ＶP-P＜１．５ｄ＋１，
５００である。これをグラフに示せば、図６のようにな
る。適正領域は２本の直線ａ，ｂにより挟まれた領域
（Ａ）である。領域（Ｂ）は地肌汚れが避け難く、画像
コントラストが低くなる。一方、領域（Ｃ）は階調性、
線画像再現性が悪く、領域（Ｂ）及び（Ｃ）はＶP-Pと
して不適正である。上述の適正領域は実験により求めら
れたものである。
ラではない在来型のローラを使用し、比較的大きい現像
間隙（例えば２００μ以上）で、一成分現像剤を現像ロ
ーラから感光体に飛翔させて現像を行なう、いわゆるジ
ャンピング現像法で現像バイアスとして交番電圧を使用
する場合、交番電圧波形の最大電位と最小電位との電位
差（ＶP-P）の適正範囲については、特公昭６４−１０
１３号公報に開示されている。これによれば、Ｖ
P-P（単位Ｖ）の適正範囲は、現像間隙をｄ（単位μ
ｍ）としたとき、１．５×ｄ＜ＶP-P＜１．５ｄ＋１，
５００である。これをグラフに示せば、図６のようにな
る。適正領域は２本の直線ａ，ｂにより挟まれた領域
（Ａ）である。領域（Ｂ）は地肌汚れが避け難く、画像
コントラストが低くなる。一方、領域（Ｃ）は階調性、
線画像再現性が悪く、領域（Ｂ）及び（Ｃ）はＶP-Pと
して不適正である。上述の適正領域は実験により求めら
れたものである。
【００２０】しかしながら、微小電界ローラを現像ロー
ラとして使用し、一成分非磁性現像剤を使用する現像装
置については、それ自体が全く新規のものであり、現像
バイアスとして交番電圧を印加するにしても、ＶP-Pと
して上記の数値を利用することができるとは限らない。
ラとして使用し、一成分非磁性現像剤を使用する現像装
置については、それ自体が全く新規のものであり、現像
バイアスとして交番電圧を印加するにしても、ＶP-Pと
して上記の数値を利用することができるとは限らない。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の点に
かんがみ、微小電界ローラを現像ローラに用いた一成分
現像装置において、画像濃度、階調性、シャープネスが
優れ、地肌汚れのない現像画像が得られる現像バイアス
を与えることができる現像装置を提供することを課題と
する。
かんがみ、微小電界ローラを現像ローラに用いた一成分
現像装置において、画像濃度、階調性、シャープネスが
優れ、地肌汚れのない現像画像が得られる現像バイアス
を与えることができる現像装置を提供することを課題と
する。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するため、現像剤担持体（現像ローラ）と静電潜像
担持体（感光体）とが現像部で非接触状態で対向してい
る場合は、上記のバイアス電圧を交番電圧とし、その波
形の最大電位と最小電位との電位差ＶP-P（Ｖ）が、上
記の現像ローラと感光体との間隙をｄ（μｍ）とした時
５００≦ＶP-P≦３ｄ＋５００ 但し５０＜ｄ＜５００ であり、現像ローラと感光体とが現像部で接触状態で対
向している場合は、バイアス電圧を交番電圧とし、Ｖ
P-Pを ５００≦ＶP-P≦６５０ としたことを特徴とする。
解決するため、現像剤担持体（現像ローラ）と静電潜像
担持体（感光体）とが現像部で非接触状態で対向してい
る場合は、上記のバイアス電圧を交番電圧とし、その波
形の最大電位と最小電位との電位差ＶP-P（Ｖ）が、上
記の現像ローラと感光体との間隙をｄ（μｍ）とした時
５００≦ＶP-P≦３ｄ＋５００ 但し５０＜ｄ＜５００ であり、現像ローラと感光体とが現像部で接触状態で対
向している場合は、バイアス電圧を交番電圧とし、Ｖ
P-Pを ５００≦ＶP-P≦６５０ としたことを特徴とする。
【００２３】
【作用】上記の感光体と現像ローラとが接触する場合も
非接触の場合もＶP-Pの下限値は５００Ｖとなってい
る。現像ローラとして微小電界ローラを使用し、その上
に付着したトナーを現像のため感光体の静電潜像へ飛翔
させるには、現像ローラに印加されるバイアス電圧とし
て交番電圧を使用し、そのＶP-Pがこの値だけあれば充
分であり、画像濃度、階調性、シャープネスの優れた画
像が得られる。又、現像ローラと感光体とが非接触の場
合の現像部間隙に対する交番バイアス電圧のＶP-Pの上
限値及び現像ローラと感光体とが接触する場合のＶP-P
の上限値６５０Ｖは、バイアスのリークを防止するのに
充分な値である。
非接触の場合もＶP-Pの下限値は５００Ｖとなってい
る。現像ローラとして微小電界ローラを使用し、その上
に付着したトナーを現像のため感光体の静電潜像へ飛翔
させるには、現像ローラに印加されるバイアス電圧とし
て交番電圧を使用し、そのＶP-Pがこの値だけあれば充
分であり、画像濃度、階調性、シャープネスの優れた画
像が得られる。又、現像ローラと感光体とが非接触の場
合の現像部間隙に対する交番バイアス電圧のＶP-Pの上
限値及び現像ローラと感光体とが接触する場合のＶP-P
の上限値６５０Ｖは、バイアスのリークを防止するのに
充分な値である。
【００２４】交番バイアス電圧の周波数はいずれの場合
も２５０〜２，０００ＨＺの範囲とするのが適当であ
る。
も２５０〜２，０００ＨＺの範囲とするのが適当であ
る。
【００２５】
【実施例】以下に、本発明の実施例を、図面に基づいて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００２６】本発明が適用される現像装置の実施例とし
ては、図３で説明した構成の現像装置をそのまゝ利用す
ることができる。その現像ローラは、図４、図５で説明
したような、導電性基材の表面に設けた碁盤目のローレ
ット溝に誘電体を埋め込んで形式した微小電界ローラの
他種々の構成のものを使用することができる。本実施例
では、導電性材料として、抵抗が１０3Ω・ｃｍ以下の
材料を使用した。
ては、図３で説明した構成の現像装置をそのまゝ利用す
ることができる。その現像ローラは、図４、図５で説明
したような、導電性基材の表面に設けた碁盤目のローレ
ット溝に誘電体を埋め込んで形式した微小電界ローラの
他種々の構成のものを使用することができる。本実施例
では、導電性材料として、抵抗が１０3Ω・ｃｍ以下の
材料を使用した。
【００２７】又、現像バイアスのリークを防止する目的
で、現像ローラ１に印加する現像バイアスの最大電流を
制限するため、図２に示す如く、図３で説明した現像装
置のバイアス電源９と現像ローラ１との間のバイアス印
加回路に直列に抵抗１０を入れることが望ましい。制限
最大電流値としては、図の如く、現像ローラ１と感光体
３とが非接触の場合は０．５ｍＡ、図には示さないが接
触している場合は０．３ｍＡ程度とするのがよい。
で、現像ローラ１に印加する現像バイアスの最大電流を
制限するため、図２に示す如く、図３で説明した現像装
置のバイアス電源９と現像ローラ１との間のバイアス印
加回路に直列に抵抗１０を入れることが望ましい。制限
最大電流値としては、図の如く、現像ローラ１と感光体
３とが非接触の場合は０．５ｍＡ、図には示さないが接
触している場合は０．３ｍＡ程度とするのがよい。
【００２８】さて、現像バイアス電圧としては交番電圧
が使用されるが、現像ローラと感光体とは現像部で接触
させた状態でも、又非接触状態でも使用される。
が使用されるが、現像ローラと感光体とは現像部で接触
させた状態でも、又非接触状態でも使用される。
【００２９】先ず、現像ローラが現像部で感光体と非接
触状態にある場合について、本発明者らが、現像部の間
隙を５０μｍから５００μｍの間で交番バイアス波形・
周波数を種々に変化させて実験を行なった結果によれ
ば、バイアス電圧波形の最大電圧と最小電圧との電位差
ＶP-P（Ｖ）は、現像部間隙をｄ（μｍ）としたとき、
適正範囲は次のとおりとなった。５００≦ＶP-P≦３ｄ
＋５００ これをグラフに表わせば図１の如くなる。
触状態にある場合について、本発明者らが、現像部の間
隙を５０μｍから５００μｍの間で交番バイアス波形・
周波数を種々に変化させて実験を行なった結果によれ
ば、バイアス電圧波形の最大電圧と最小電圧との電位差
ＶP-P（Ｖ）は、現像部間隙をｄ（μｍ）としたとき、
適正範囲は次のとおりとなった。５００≦ＶP-P≦３ｄ
＋５００ これをグラフに表わせば図１の如くなる。
【００３０】図１の２本の直線（ａ），（ｂ）は夫々適
正領域の下限及び上限を示すもので、これら２本の直線
に挟まれた領域（Ａ）が適正領域である。
正領域の下限及び上限を示すもので、これら２本の直線
に挟まれた領域（Ａ）が適正領域である。
【００３１】適正範囲（Ａ）の上限を示す直線（ｂ）よ
り上の領域（Ｂ）にＶP-Pがある場合は地肌汚れが避け
難く、画像コントラストが低下する。一方、適正範囲
（Ａ）の下限を示す直線（ａ）より下の領域（Ｃ）にＶ
P-Pがある場合は線画像再現性が悪く、シャープネスの
悪い画像となる。
り上の領域（Ｂ）にＶP-Pがある場合は地肌汚れが避け
難く、画像コントラストが低下する。一方、適正範囲
（Ａ）の下限を示す直線（ａ）より下の領域（Ｃ）にＶ
P-Pがある場合は線画像再現性が悪く、シャープネスの
悪い画像となる。
【００３２】適正領域（Ａ）では、現像剤の飛翔率が７
０％以上で、階調性、シャープネスの良い画像が得られ
た。
０％以上で、階調性、シャープネスの良い画像が得られ
た。
【００３３】感光体として無端ベルト状感光体が使用さ
れる場合は、現像ローラと感光体とが接触した状態で現
像が行なわれる。この場合については、本発明者らによ
る多くの実験結果によれば交番電圧を現像バイアスとし
て印加する場合の、その電圧波形の最大電圧と最小電圧
との電位差ＶP-P（Ｖ）の適正範囲は５００≦ＶP-P≦６
５０ であった。
れる場合は、現像ローラと感光体とが接触した状態で現
像が行なわれる。この場合については、本発明者らによ
る多くの実験結果によれば交番電圧を現像バイアスとし
て印加する場合の、その電圧波形の最大電圧と最小電圧
との電位差ＶP-P（Ｖ）の適正範囲は５００≦ＶP-P≦６
５０ であった。
【００３４】この下限値は、現像ローラと感光体とが非
接触の場合と同じである。又、上限値６５０Ｖは、図１
から判るように、非接触の場合の現像部間隙が５０μｍ
の場合の上限値に相当する。このことは、現像部で現像
ローラと感光体とが接触している場合においても、接触
点前後の空隙が５０μｍ程度となった位置で現像剤の飛
翔が行なわれるためであると考えられる。
接触の場合と同じである。又、上限値６５０Ｖは、図１
から判るように、非接触の場合の現像部間隙が５０μｍ
の場合の上限値に相当する。このことは、現像部で現像
ローラと感光体とが接触している場合においても、接触
点前後の空隙が５０μｍ程度となった位置で現像剤の飛
翔が行なわれるためであると考えられる。
【００３５】この場合も、ＶP-Pが適正範囲の上限値６
５０Ｖを超すと、地肌汚れが発生し画像コントラストが
低下し、下限値５００Ｖ以下ではシャープネスの悪い画
像となった。これに反して、ＶP-Pが適正範囲内にある
場合は、飛翔率は９０％以上となり、画像濃度、シヤー
プネス、階調性の優れた画像が得られた。
５０Ｖを超すと、地肌汚れが発生し画像コントラストが
低下し、下限値５００Ｖ以下ではシャープネスの悪い画
像となった。これに反して、ＶP-Pが適正範囲内にある
場合は、飛翔率は９０％以上となり、画像濃度、シヤー
プネス、階調性の優れた画像が得られた。
【００３６】又、現像バイアスとして印加する交番電圧
の周波数は、実験結果によれば、現像ローラと感光体と
の接触、非接触にかかわらず、低周波である周波数２５
０〜２，０００ＨＺ、好ましくは５００〜１，５００Ｈ
Ｚの範囲に設定することが画像の濃度、シャープネス、
地肌汚れ防止の観点から望ましいことが判った。
の周波数は、実験結果によれば、現像ローラと感光体と
の接触、非接触にかかわらず、低周波である周波数２５
０〜２，０００ＨＺ、好ましくは５００〜１，５００Ｈ
Ｚの範囲に設定することが画像の濃度、シャープネス、
地肌汚れ防止の観点から望ましいことが判った。
【００３７】なお、接触、非接触のいずれの場合も、微
小電界ローラを現像ローラに使用しているので、その吸
引力に相当する分だけ現像バイアス電圧の下限値を従来
の構成の現像ローラ使用の場合よりも大きくする必要が
ある。
小電界ローラを現像ローラに使用しているので、その吸
引力に相当する分だけ現像バイアス電圧の下限値を従来
の構成の現像ローラ使用の場合よりも大きくする必要が
ある。
【００３８】
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、微小電界
ローラを現像ローラとして使用したことにより、均一で
高い現像剤帯電量が得られ、安定した現像剤層が現像ロ
ーラ上に形成されるとともに、現像バイアスのＶP-Pの
範囲を規定することにより、高濃度、シャープネス、階
調性の優れた、地肌汚れのない優れた画像を得ることが
できる。
ローラを現像ローラとして使用したことにより、均一で
高い現像剤帯電量が得られ、安定した現像剤層が現像ロ
ーラ上に形成されるとともに、現像バイアスのＶP-Pの
範囲を規定することにより、高濃度、シャープネス、階
調性の優れた、地肌汚れのない優れた画像を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による現像バイアス電圧波形の最大電位
と最小電位との電位差の適正値の範囲を説明するグラフ
である。
と最小電位との電位差の適正値の範囲を説明するグラフ
である。
【図２】現像バイアスの最大電流制限手段を設けた非磁
性一成分現像装置の一例を示す断面図である。
性一成分現像装置の一例を示す断面図である。
【図３】非磁性一成分現像装置の一般的な構成の一例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図４】微小電界ローラの一例の外観を示す斜視図であ
る。
る。
【図５】その表面部の拡大断面図である。
【図６】微小電界ローラの微小電界形成作用を説明する
説明図である。
説明図である。
【図７】従来公知の現像ローラを使用し、比較的大きい
現像間隙で一成分現像剤を飛翔させて現像を行なう場合
の交番現像バイアスの最大、最小電位の電位差の適正範
囲を実験結果より示すグラフである。
現像間隙で一成分現像剤を飛翔させて現像を行なう場合
の交番現像バイアスの最大、最小電位の電位差の適正範
囲を実験結果より示すグラフである。
１ 微小電界ローラを採用した現像ローラ ３ 感光体 ７ 一成分非磁性現像剤 ８ トナー供給ローラ ９ 現像バイアス １０ 抵抗（バイアス最大電流制限手段） （Ａ） ＶP-Pの適正範囲 （Ｂ），（Ｃ） ＶP-Pの不適正範囲
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榎木 繁和 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 冨田 潤子 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03G 15/06 G03G 15/08
Claims (3)
- 【請求項１】 静電潜像を担持する静電潜像担持体と現
像剤を担持する現像剤担持体とを現像部において対向さ
せ、現像部においてバイアス電圧印加手段によるバイア
ス電圧印加のもとに現像を行なう一成分現像装置におい
て、 上記現像剤担持体は、導電性基体の表面に該基体が露出
した微小導電部と、該基体表面に固着された微小誘電体
部とが混在して無数の微小閉電界が形成された微小電界
ローラとして構成され、上記現像部にて、上 記静電潜像担持体上の電位と上記バ
イアスによる電界と上上記現像剤担持体上の微小閉電界
とにより決定される電界により、上記現像剤担持体に保
持された上記現像剤の上記静電潜像担持体への転移、逆
転移を行って現像され、 上記現像剤担持体と上記静電潜像担持体とは現像部で非
接触状態で対向し、 上記のバイアス電圧は交番電圧であり、電圧波形の最大
電位と最小電位との電位差ＶＰ−Ｐ（Ｖ）が現像部にお
ける静電潜像担持体と現像剤担持体との間隙をｄ（μ
ｍ）とした時 ５００≦ＶＰ−Ｐ≦３ｄ＋５００ 但し５０＜ｄ＜５００ であることを特徴とする現像装置。 - 【請求項２】 静電潜像を担持する静電潜像担持体と現
像剤を担持する現像剤担持体とを現像部において対向さ
せ、現像部においてバイアス電圧印加手段によるバイア
ス電圧印加のもとに現像を行なう一成分現像装置におい
て、 上記現像剤担持体は、導電性基体の表面に該基体が露出
した微小導電部と、該基体表面に固着された微小誘電体
部とが混在して無数の微小閉電界が形成された微小電界
ローラとして構成され、上記現像部にて、上 記静電潜像担持体上の電位と上記バ
イアスによる電界と上上記現像剤担持体上の微小閉電界
とにより決定される電界により、上記現像剤担持体に保
持された上記現像剤の上記静電潜像担持体への転移、逆
転移を行って現像され、 上記現像剤担持体と上記静電潜像担持体とは現像部で接
触状態で対向し、 上記バイアス電圧は交番電圧であり、電圧波形の最大電
位と最小電位との電位差ＶＰ−Ｐ（Ｖ）が ５００≦ＶＰ−Ｐ≦６５０ であることを特徴とする現像装置。 - 【請求項３】 上記の交番バイアス電圧の周波数が２５
０〜２０００ＨＺであることを特徴とする請求項１又は
２に記載の現像装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03078942A JP3080423B2 (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | 一成分現像装置 |
| US07/862,002 US5245391A (en) | 1991-04-01 | 1992-04-01 | Developing device having surface microfields for an image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03078942A JP3080423B2 (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | 一成分現像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04311975A JPH04311975A (ja) | 1992-11-04 |
| JP3080423B2 true JP3080423B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=13675940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03078942A Expired - Lifetime JP3080423B2 (ja) | 1991-04-01 | 1991-04-11 | 一成分現像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3080423B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-11 JP JP03078942A patent/JP3080423B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04311975A (ja) | 1992-11-04 |
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Legal Events
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