JP3353634B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複写機やプリン
ター等の画像形成装置において、像担持体に形成された
静電潜像を現像するのに使用する現像装置に係り、特
に、像担持体と対向する現像領域に現像剤を搬送する現
像剤担持体が設けられると共に、現像領域において現像
剤担持体と像担持体との間に電極部材が設けられてなる
現像装置において、現像剤担持体と電極部材との間にリ
ークが生じるということがなく、トナーの飛散や像担持
体へのキャリアの付着等が少なく良好な現像が行なえる
ようにした点に特徴を有するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複写機やプリンター等の画像
形成装置において、像担持体に形成された静電潜像を現
像するのに様々な現像装置が使用されていた。

【０００３】ここで、このような現像装置の１つとし
て、図１に示すように、像担持体１と対向するようにし
て、内周側にマグネットローラ１１ａが設けられた円筒
状の現像剤担持体１１を装置本体１０に配し、この現像
剤担持体１１の表面に装置本体１０内に収容された現像
剤２をバケットローラ等の現像剤供給部材１２によって
供給し、この現像剤２をマグネットローラ１１ａの磁気
力によって現像剤担持体１１の表面に保持させ、この状
態で現像剤担持体１１の回転により現像剤２を搬送さ
せ、現像剤担持体１１と像担持体１とが対向する現像領
域に搬送される現像剤２の量を規制部材１３によって規
制した後、この現像剤２を現像領域に導いて像担持体１
に形成された静電潜像を現像するようにしたものが存在
した。

【０００４】また、上記のような現像装置において、像
担持体１に形成された静電潜像を効率よく現像すると共
に、像担持体１に形成されたトナー像が現像剤２の磁気
ブラシによって掻き取られたりするのを防止するため、
図１に示すように、現像剤担持体１１に対して直流電源
１４と交流電源１５とから直流電圧と交流電圧とを重畳
させて印加し、現像剤担持体１１と像担持体１とが対向
する現像領域に直流電界に交流電界が重畳された電界を
作用させて現像を行なうようにしたものが開発された。

【０００５】しかし、このように現像剤担持体１１と像
担持体１とが対向する現像領域に直流電界に交流電界が
重畳された電界を作用させて現像を行なうようにする
と、現像剤２中におけるトナーがパウダークラウド状態
になって装置本体１０から外部に飛散しやすくなり、画
像形成装置内が飛散したトナーによって汚れたり、形成
される画像にかぶりが生じたり、また上記の交流電界の
作用によって現像剤２中におけるキャリアが像担持体１
の表面に付着しやすくなり、形成される画像にキャリア
かぶりが発生する等の問題があった。

【０００６】このため、近年においては、特開昭５９−
２２３４６７号公報に示されるように、現像剤担持体と
像担持体とが対向する現像領域において、この現像剤担
持体と像担持体との間に電極部材を設け、この電極部材
または現像剤担持体の少なくとも一方に交流電圧を印加
させ、交流電界下において現像を行なうようにしたもの
が提案された。

【０００７】ここで、このように現像領域において、現
像剤担持体と像担持体との間に電極部材を設けて現像を
行なう場合、現像剤担持体と電極部材との間において現
像剤におけるトナーを効率良く分離させるためには、こ
の現像剤担持体に対して交流電圧を印加して現像剤担持
体と電極部材との間に交流電界を作用させることが好ま
しく、またこのように現像剤から分離されたトナーを効
率良く像担持体に供給して高画質の画像を得るために
は、この電極部材に交流電圧を印加して電極部材と像担
持体との間に交流電界を作用させることが好ましかっ
た。

【０００８】しかし、このように現像剤担持体と電極部
材とにそれぞれ交流電圧を印加させる場合、現像剤担持
体と電極部材とに同じ周波数の交流電圧を同期させて印
加させると、現像剤担持体と電極部材との間における電
位差が一定した状態となり、現像剤担持体と電極部材と
の間に交流電界が作用されず、現像剤中におけるトナー
を効率よく分離させることができない一方、異なった周
波数の交流電圧を印加させると、現像剤担持体と電極部
材との間の電位差が一時的に非常に大きくなることがあ
り、現像剤担持体と電極部材との間でリークが発生する
という問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、複写機や
プリンター等の画像形成装置において、像担持体に形成
された静電潜像を現像するのに使用する現像装置におけ
る上記のような様々な問題を解決することを課題とする
ものである。

【００１０】そして、この発明においては、上記のよう
に像担持体と対向する現像領域に現像剤を搬送する現像
剤担持体を設けると共に、現像領域においてこの現像剤
担持体と像担持体との間に電極部材を設けた現像装置に
おいて、現像剤担持体と電極部材とにそれぞれ交流電圧
を印加し、現像剤担持体と電極部材との間及び電極部材
と像担持体との間にそれぞれ交流電界を作用させて現像
を行なう場合に、現像剤担持体と電極部材との間におい
てリークが生じるということがなく、現像剤担持体によ
って現像領域に搬送された現像剤からトナーが効率良く
分離されると共に、このように分離されたトナーが効率
良く像担持体に供給されて、良好な画像形成が行なえる
ようにすることを課題とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明における現像装
置においては、上記のような課題を解決するため、像担
持体と対向する現像領域に現像剤を搬送する現像剤担持
体が設けられると共に、現像領域においてこの現像剤担
持体と像担持体との間に電極部材が設けられてなる現像
装置において、上記の現像剤担持体と電極部材とにそれ
ぞれ交流電圧を印加させて、現像剤担持体と電極部材と
の間及び電極部材と像担持体との間に交流電界を作用さ
せるにあたり、上記の現像剤担持体と電極部材とにそれ
ぞれ交流電圧を印加させる作用期間と、交流電圧を印加
させない休止期間とを設け、現像剤担持体と電極部材と
のいずれか一方が作用期間である場合に、他方が休止期
間になるようにしたのである。

【００１２】ここで、この発明における現像装置のよう
に、現像剤担持体と像担持体とが対向する現像領域にお
いて、現像剤担持体と像担持体との間に電極部材を設
け、この電極部材と現像剤担持体とにそれぞれ交流電圧
を印加させて、現像剤担持体と電極部材との間及び電極
部材と像担持体との間にそれぞれ交流電界を作用させる
と、現像剤担持体によって現像領域に搬送された現像剤
からトナーが効率良く分離されると共に、このように分
離されたトナーが効率良く像担持体に供給されるように
なり、トナーが現像装置から外部に飛散したり、現像剤
中におけるキャリアが像担持体の表面に付着するのが抑
制される。

【００１３】また、この発明における現像装置のよう
に、現像剤担持体と電極部材とに交流電圧を印加させる
にあたり、それぞれ交流電圧を印加させる作用期間と交
流電圧を作用させない休止期間とを設け、現像剤担持体
と電極部材とのいずれか一方が作用期間である場合に、
他方が休止期間になるようにすると、現像剤担持体と電
極部材との間の電位差が極端に大きくなるということが
なく、現像剤担持体と電極部材との間でリークが生じる
ということがない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態に係る
現像装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。

【００１５】（実施形態１）この実施形態における現像
装置においては、市販の複写機（ミノルタ社製：ＥＰ８
６００）を図２に示すように改造した。

【００１６】ここで、この実施形態の現像装置において
は、図２に示すように、内周側にマグネットローラ１１
ａが設けられた円筒状の現像剤担持体１１を像担持体１
と対向するように設け、この現像剤担持体１１を像担持
体１と対向する現像領域において像担持体１と同方向に
移動するように回転させ、この現像剤担持体１１に供給
された現像剤をマグネットローラ１１ａの磁気力により
この現像剤担持体の表面に保持させ、この現像剤担持体
１１の回転によって現像剤を像担持体１側に搬送し、現
像領域に搬送される現像剤の量を規制部材１３により規
制した後、この現像剤を像担持体１と対向する現像領域
に導くようにした。

【００１７】また、現像剤担持体１１と像担持体１とが
対向する現像領域においては、この現像剤担持体１１と
像担持体１との間に直径が８０μｍの電極部材１６を２
本設けるようにした。

【００１８】そして、上記の現像剤担持体１１とこの電
極部材１６とにそれぞれ直流電源１４ａ，１４ｂと交流
電源１５ａ，１５ｂとを接続させ、これらの直流電源１
４ａ，１４ｂと交流電源１５ａ，１５ｂとから現像剤担
持体１１と電極部材１６とにそれぞれ直流電圧と交流パ
ルス電圧とを印加し、現像剤担持体１１と電極部材１６
との間及び電極部材１６と像担持体１との間にそれぞれ
直流電界に交流電界が重畳された電界を作用させて現像
を行なうようにした。

【００１９】ここで、この実施形態の現像装置において
は、上記のように直流電源１４ａ，１４ｂと交流電源１
５ａ，１５ｂとから現像剤担持体１１と電極部材１６と
にそれぞれ直流電圧と交流パルス電圧とを印加させるに
あたり、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、それぞれ交
流パルス電圧を印加させる作用期間Ｔａ，Ｔｂと、交流
パルス電圧を印加させない休止期間ｔａ，ｔｂとを交互
に繰り返すようにし、現像剤担持体１１に交流パルス電
圧が印加されている作用期間Ｔａにおいては、電極部材
１６では交流パルス電圧が印加されていない休止期間ｔ
ｂになるようにする一方、この電極部材１６に交流パル
ス電圧が印加されている作用期間Ｔｂにおいては、現像
剤担持体１１に交流パルス電圧が印加されていない休止
期間ｔａになるようにした。

【００２０】次に、上記の実施形態に示す現像装置にお
いて、上記の現像剤担持体１１と電極部材１６とに作用
させる交流パルス電圧を変化させた実施例１，２の現像
装置と比較例１の現像装置とを比較するようにした。

【００２１】（実施例１）この実施例１の現像装置にお
いては、現像剤として、平均粒径が３５μｍのバインダ
ー型キャリアと平均粒径が８μｍのトナーとをトナー濃
度が１３重量％になるように混合させたものを用い、上
記の像担持体１をその初期表面電位が−８５０Ｖになる
ように帯電させると共に、その露光された部分の電位が
−１００Ｖになるようにし、システム速度２００ｍｍ／
ｓｅｃでこの像担持体１を回転させるようにした。

【００２２】一方、上記の現像剤担持体１１について
は、現像領域において対向する像担持体１との間隔Ｄｓ
が０．７０ｍｍになるようにし、この現像剤担持体１１
を像担持体１に対して１．８倍の周速比で回転させると
共に、この現像剤担持体１１によって現像領域に搬送さ
れる現像剤の量を規制部材１３により規制し、現像領域
に搬送される現像剤の量が４．５ｍｇ／ｃｍ² になるよ
うにした。

【００２３】また、上記の電極部材１６については、上
記のように現像剤担持体１１と像担持体１とが対向する
現像領域において現像剤担持体１１とこの電極部材１６
との間隔が０．３ｍｍになるようにして、現像剤担持体
１１と像担持体１との間に設けるようにした。

【００２４】そして、上記の現像剤担持体１１に対して
は、図３（Ａ）に示すように、上記の直流電源１４ａか
ら−７５０Ｖの直流電圧Ｖb1を印加させると共に、作用
期間Ｔａにおいては、上記の交流電源１５ａからピーク
・ピーク値Ｖｐｐが１．５ｋＶで、パルス幅が０．２４
ｍｓになった１周期の交流パルス電圧を作用させ、その
後、交流パルス電圧を作用させない休止期間ｔａを１．
６ｍｓ設け、このような作用期間Ｔａと休止期間ｔａと
を交互に繰り返すようにした。

【００２５】一方、上記の電極部材１６においては、図
３（Ｂ）に示すように、この電極部材１６に上記の直流
電源１４ｂから−７５０Ｖの直流電圧Ｖb2を印加させる
と共に、作用期間Ｔｂにおいては、上記の交流電源１５
ｂからピーク・ピーク値Ｖｐｐが７００Ｖで、パルス幅
が０．８０ｍｓになった１周期の交流パルス電圧を作用
させ、その後、交流パルス電圧が作用されない休止期間
ｔｂを０．４８ｍｓ設け、このような作用期間Ｔｂと休
止期間ｔｂとを繰り返すようにした。

【００２６】そして、図３（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、現像剤担持体１１に交流パルス電圧が印加されてい
る作用期間Ｔａにおいては、電極部材１６では交流パル
ス電圧が印加されていない休止期間ｔｂになるようにす
る一方、この電極部材１６に交流パルス電圧が印加され
ている作用期間Ｔｂにおいては、現像剤担持体１１では
交流パルス電圧が印加されていない休止期間ｔａになる
ようにして、現像剤担持体１１と電極部材１６との間及
び電極部材１６と像担持体１との間にそれぞれ交流電界
を作用させて現像を行なうようにした。

【００２７】このようにして現像を行なうと、電極部材
１６と現像剤担持体１１との間においてリークが生じる
ということがなく、現像剤担持体１１によって現像領域
に搬送された現像剤中のトナーが効率良く分離されると
共に、このように分離されたトナーが像担持体１に効率
良く供給され、キャリア付着やトナー飛散等がなく、高
画質な画像が得られるようになった。

【００２８】（実施例２）この実施例においては、上記
の電極部材１６を現像剤担持体１１と像担持体１とが対
向する現像領域に設けるにあたり、現像剤担持体１１と
像担持体１との間隔Ｄｓが１．０ｍｍになるようにする
と共に、電極部材１６と現像剤担持体１１との間隔が
０．４ｍｍになるようし、上記の実施例１の場合と現像
剤担持体１１と電極部材１６とに作用させる交流パルス
電圧及びこれらの作用期間Ｔａ，Ｔｂと、休止期間ｔ
ａ，ｔｂを変更させるようにした。

【００２９】ここで、この実施例２においては、現像剤
担持体１１に対して、図４（Ａ）に示すように、その作
用期間Ｔａにおいては、上記の交流電源１５ａからピー
ク・ピーク値Ｖｐｐが２ｋＶでパルス幅が０．１２ｍｓ
になった１周期の交流パルス電圧を作用させた後、交流
パルス電圧を作用させない休止期間ｔａを０．６４ｍｓ
設け、このような作用期間Ｔａと休止期間ｔａとを交互
に繰り返す一方、電極部材１６に対しては、図４（Ｂ）
に示すように、その作用期間Ｔｂにおいて、上記の交流
電源１５ｂからピーク・ピーク値Ｖｐｐが１ｋＶでパル
ス幅が０．３２ｍｓになった１周期の交流パルス電圧を
印加させた後、交流パルス電圧が印加されない休止期間
ｔｂを０．３２ｍｓ設け、このような作用期間Ｔｂと休
止期間ｔｂとを交互に繰り返すようにした。

【００３０】そして、現像剤担持体１１に交流パルス電
圧が印加されている作用期間Ｔａにおいては、電極部材
１６では交流パルス電圧が印加されていない休止期間ｔ
ｂになるようにする一方、この電極部材１６に交流パル
ス電圧が印加されている作用期間Ｔｂにおいては、現像
剤担持体１１では交流パルス電圧が印加されていない休
止期間ｔａになるようにして、現像剤担持体１１と電極
部材１６との間及び電極部材１６と像担持体１との間に
それぞれ交流電界を作用させて現像を行なうようにし
た。

【００３１】この場合においても、上記の実施例１の場
合と同様に、電極部材１６と現像剤担持体１１との間に
おいてリークが生じるということがなく、現像剤担持体
１１によって現像領域に搬送された現像剤中のトナーが
効率良く分離されると共に、このように分離されたトナ
ーが像担持体１に効率良く供給され、キャリア付着やト
ナー飛散等がなく、高画質な画像が得られるようになっ
た。

【００３２】（比較例１）この比較例１においては、上
記の実施例１の場合と、交流電源１５ａ，１５ｂから現
像剤担持体１１及び電極部材１６に作用させる交流パル
ス電圧だけを変更させ、現像剤担持体１１に対しては、
図５（Ａ）に示すように、ピーク・ピーク値Ｖｐｐが
１．５ｋＶでパルス幅が０．２４ｍｓになった交流パル
ス電圧を連続して印加させると共に、電極部材１６に対
しては、図５（Ｂ）に示すように、ピーク・ピーク値Ｖ
ｐｐが７００Ｖでパルス幅が８０ｍｓになった交流パル
ス電圧を連続して印加させて現像を行なうようにした。

【００３３】このようにすると、現像剤担持体１１と電
極部材１６との間の電位差が一時的に大きくなってリー
クが発生し、適切な現像を行なうことができなかった。

【００３４】（実施形態２）この実施形態における現像
装置においては、図６に示すように、現像剤担持体１１
と像担持体１とが対向する現像領域において、現像剤担
持体１１と像担持体１との間に設ける電極部材１６の本
数を５本にし、それ以外については、上記の実施形態１
の現像装置と同様にした。

【００３５】（実施例３）この実施例においては、上記
の実施形態２における現像装置を用い、それ以外は上記
の実施例１の場合と同じ現像条件で現像を行なうように
した。

【００３６】この結果、この実施例３においても、上記
の実施例１の場合と同様に、電極部材１６と現像剤担持
体１１との間においてリークが生じるということがな
く、現像剤担持体１１によって現像領域に搬送された現
像剤中のトナーが効率良く分離されると共に、このよう
に分離されたトナーが像担持体１に効率良く供給され、
キャリア付着やトナー飛散等がなく、高画質な画像が得
られるようになった。

【００３７】（実施形態３）この実施形態の現像装置に
おいては、図７に示すように、現像剤担持体１１と像担
持体１とが対向する現像領域において、この像担持体１
と現像剤担持体１１との間に設ける電極部材１６とし
て、５０μｍの線材で１ｍｍの格子状に形成したものを
用いるようにし、それ以外については、上記の実施形態
１の現像装置と同様にした。

【００３８】（実施例４）この実施例においては、上記
の実施形態３の現像装置を使用し、上記の格子状に形成
された電極部材１６を現像剤担持体１１と像担持体１と
が対向する現像領域において、現像剤担持体１１との間
隔が０．３ｍｍになるように設け、それ以外について
は、上記の実施例１の場合と同じ条件で現像を行なっ
た。

【００３９】この結果、この実施例４においても、上記
の実施例１の場合と同様に、電極部材１６と現像剤担持
体１１との間においてリークが生じるということがな
く、現像剤担持体１１によって現像領域に搬送された現
像剤中のトナーが効率良く分離されると共に、このよう
に分離されたトナーが像担持体１に効率良く供給され、
キャリア付着やトナー飛散等がなく、高画質な画像が得
られるようになった。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明における
現像装置においては、現像剤担持体と像担持体とが対向
する現像領域において、現像剤担持体と像担持体との間
に電極部材を設け、この電極部材と現像剤担持体とにそ
れぞれ交流電圧を印加させて、現像剤担持体と電極部材
との間及び電極部材と像担持体との間にそれぞれ交流電
界を作用させるようにしたため、現像剤担持体によって
現像領域に搬送された現像剤からトナーが効率良く分離
されると共に、このように分離されたトナーが効率良く
像担持体に供給されるようになり、トナーが現像装置か
ら外部に飛散したり、現像剤中におけるキャリアが像担
持体の表面に付着するのが抑制されるようになった。

【００４１】また、この発明における現像装置において
は、現像剤担持体と電極部材とに交流電圧を印加させる
にあたり、それぞれ交流電圧を印加させる作用期間と交
流電圧を印加させない休止期間とを設け、現像剤担持体
と電極部材とのいずれか一方が作用期間である場合に、
他方が休止期間になるようにしたため、現像剤担持体と
電極部材との間の電位差が極端に大きくなるということ
がなく、現像剤担持体と電極部材との間でリークが生じ
るということがなかった。

【００４２】この結果、この発明における現像装置を使
用して現像を行なうと、現像剤担持体と電極部材との間
においてリークが生じるということがなく、現像剤担持
体によって現像領域に搬送された現像剤からトナーが効
率良く分離されると共に、このように分離されたトナー
が効率良く像担持体に供給されるようになり、キャリア
付着やトナー飛散等がなく、高画質な画像が得られるよ
うになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の現像装置によって現像を行なう状態を示
した概略説明図である。

【図２】この発明の実施形態１における現像装置によっ
て現像を行なう状態を示した概略説明図である。

【図３】実施形態１の現像装置を使用した実施例１にお
いて、現像剤担持体と電極部材とに印加させる直流電圧
と交流パルス電圧の状態を示した図である。

【図４】実施形態１の現像装置を使用した実施例２にお
いて、現像剤担持体と電極部材とに印加させる直流電圧
と交流パルス電圧の状態を示した図である。

【図５】比較例１において、現像剤担持体と電極部材と
に印加させる直流電圧と交流パルス電圧の状態を示した
図である。

【図６】この発明の実施形態２における現像装置によっ
て現像を行なう状態を示した概略説明図である。

【図７】この発明の実施形態３における現像装置によっ
て現像を行なう状態を示した概略説明図である。

【符号の説明】

１ 像担持体 １１ 現像剤担持体 １４ａ，１４ｂ 直流電源 １５ａ，１５ｂ 交流電源 １６ 電極部材 Ｔａ，Ｔｂ 作用期間 ｔａ，ｔｂ 休止期間

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/06 - 13/095 G03G 15/06 - 15/095

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と対向する現像領域に現像剤を
   搬送する現像剤担持体が設けられると共に、現像領域に
   おいてこの現像剤担持体と像担持体との間に電極部材が
   設けられてなる現像装置において、上記の現像剤担持体
   と電極部材とにそれぞれ交流電圧を印加させて、現像剤
   担持体と電極部材との間及び電極部材と像担持体との間
   に交流電界を作用させるにあたり、上記の現像剤担持体
   と電極部材とにそれぞれ交流電圧を印加させる作用期間
   と、交流電圧を印加させない休止期間とを設け、現像剤
   担持体と電極部材とのいずれか一方が作用期間である場
   合に、他方が休止期間になるようにしたことを特徴とす
   る現像装置。