JP3420276B2

JP3420276B2 - 現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ

Info

Publication number: JP3420276B2
Application number: JP09691193A
Authority: JP
Inventors: 磨佐基尾島; 浩人長谷川; 博佐藤; 寛明緒方; 浩樹木須; 和重櫻井; 道仁山崎; 淳一加藤; えりか浅野; 行弘大関; 勝弘境澤; 正晴大久保
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 2003-06-23
Anticipated expiration: 2018-06-23
Also published as: JPH06289697A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば複写機やページ
プリンター等とされる電子写真式或は静電記録式の画像
形成装置に関するものであり、特に現像装置に特徴を有
する。

【０００２】

【従来の技術】図１０において、複写機やページプリン
ター等の画像形成装置に用いられてきた電子写真記録装
置の概略構成が示されている。プリンターエンジンたる
電子写真記録装置本体１は、潜像担持体たる円筒状の感
光ドラム２を備えている。感光ドラム２はその軸を中心
として一方向に回転し、帯電装置３によりその表面を一
様に帯電された後、露光装置４により潜像が形成され
る。現像装置５は現像剤６の貯蔵・保管を行う現像剤収
納装置たるホッパー７と現像剤担持体たる現像スリーブ
８とを備えており、感光ドラム２上に形成した潜像に現
像剤６を供給して可視化する。現像スリーブ８の近傍に
は現像剤規制部材たる現像ブレード９が設置されてい
る。感光ドラム２と現像スリーブ８との間には直流バイ
アスに交流バイアスを重畳したバイアス供給電源１９が
接続されており、適正な現像バイアスを与えるようにな
っている。

【０００３】現像剤６により可視化された感光ドラム２
上の像は転写装置１０により転写材１１に転写される。
尚、転写材１１は給紙ローラ１２により給紙され、レジ
ストローラ１３により感光ドラム２上の像と同期がとら
れて転写装置１０に送られる。転写装置１０により転写
材１１に転写された、現像剤による可視像は転写材１１
と共に定着装置１４に搬送され熱もしくは圧力により転
写材１１に定着され記録画像となる。一方、転写後に転
写されず感光ドラム２上に残った現像剤６はクリーニン
グ装置１５により除かれる。現像剤６を除かれた感光ド
ラム表面は再び帯電装置３によって帯電され上述の工程
を繰り返す。

【０００４】上記の電子写真記録装置ではメンテナンス
を容易にするため現像装置５を現像プロセスユニットと
し、感光ドラム２、クリーニング装置１５及び帯電装置
３を一体化してクリーニングユニット１６とし、各々の
ユニットの脱着が可能な構成としている。さらには上記
の２つのユニットをまとめてプロセスカートリッジ１７
として、メンテナンスをより簡単にしたものが普及して
いる。このようなプロセスユニットもしくはプロセスカ
ートリッジの現像剤は、キャリアの残らない磁性一成分
現像剤が使われることが多い。この磁性一成分現像剤を
用いる場合は、上記現像スリーブ８上に現像剤を保持す
るため現像スリーブ内にマグネット１８が配置される。

【０００５】ところで、近年、電子写真画像の解像度の
向上を目的として、トナーの粒径を６〜９μｍ程度に小
径化する傾向にある。小径化されたトナーは粒径の大き
なトナーに対して単位体積当たりの粒子数が多い為、各
々の粒子に均等に現像スリーブや現像ブレードの表面と
の接触機会を与えにくく、均一に帯電させることが難し
い。特に非接触現像方式の現像装置では、現像装置のト
ナーの帯電効率が低くまたトナーの帯電が不均一になり
易いため、画像濃度及び解像度の低下、及び非画像部の
カブリやトナーの飛散が悪化する傾向がある。このため
現像ブレード設置形式としては、現像ブレードの側面を
現像スリーブに摺擦するように当接させる接触方式が用
いられることが多い。接触方式ではトナーを現像スリー
ブ及び現像ブレードの双方で押し付け摺擦させるため非
接触方式に較べてトナーを帯電する能力が高く、小径化
されたトナーに適している。尚、接触方式の現像ブレー
ドの材質としては燐青銅等の金属バネ材やウレタン、シ
リコン等の弾性ゴムが用いられ、現像スリーブに対し所
定の当接圧が加わるように設置されている。

【０００６】また、トナーの帯電効率をさらに向上させ
るため、トナーと現像スリーブもしくは現像ブレードと
が接触する機会を増加させる目的で、現像スリーブ上に
塗布されるトナーの層の厚さを薄くする努力がなされて
いる。トナーの層厚は現像スリーブの表面粗さ、現像ブ
レードの当接圧、現像ブレードの硬度などによってある
程度の制御が可能であるが、磁性一成分現像剤の場合は
現像スリーブの表面粗さにより調整することが多い。
尚、トナーの層厚は現像スリーブの表面粗さが小さくな
るほど薄くなりトナーの帯電量は増加する傾向がある。

【０００７】上記のようにトナー層の薄層化に伴いトナ
ーの帯電効率は向上するが、トナー供給量が低下して画
像濃度が落ちるため当然ながら薄層化には下限が存在す
る。また、トナー層は薄層化するほど現像スリーブと現
像ブレードの摺擦状況に敏感になり塗布ムラが発生しや
すかった。上記の対策としては、感光ドラムに対する現
像スリーブの回転速度比を上げてトナー供給量を維持し
たり、現像ブレード上の現像スリーブとの摺擦部には硬
度の小さな（７０度以下；AskerC）弾性体を用いて塗布
ムラの発生を抑えるなどの方法が取られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
にトナーの帯電効率を向上させる努力が行われる一方
で、トナーの帯電量が必要以上に増加すると、現像スリ
ーブや現像ブレードの表面が、強く帯電したトナー（以
下、強電帯トナーと呼ぶ）で覆われた層（以下、強帯電
層と呼ぶ）が生じ、様々な弊害が発生した。

【０００９】上記強帯電層は以下のようにして発生す
る。即ち、帯電したトナーには現像スリーブや現像ブレ
ードとの間に距離および帯電量に比例した静電鏡映力が
働く。さらに、現像スリーブや現像ブレードの表面に付
着したトナーには他に様々な物理的吸着力が働く。従っ
て、強帯電トナーが一度現像スリーブや現像ブレードに
付着すると、大きな静電鏡映力を主として、更に様々な
物理的吸着力が働き容易に引き剥せなくなる。

【００１０】この強帯電層によって後から供給されるト
ナーと現像スリーブや現像ブレードとの接触が阻害され
る。このため必然的にトナー同士の摩擦帯電が増加し、
反対極性に帯電するトナー（反転トナー）の量が相対的
に増加して結果的には画像濃度の低下や非画像部のカブ
リの増大となっていた。また、この強帯電層はトナーの
帯電効率を低下させトナーの帯電を不均一にする原因と
もなっていた。この結果、現像スリーブ上のトナーの一
部が現像に供されると、現像された画像部と現像されな
かった非画像部のトナーの帯電量が不均一となり、次回
の現像で前回の画像の影響（”ゴースト”と呼ばれる現
象）が現れる場合があった。特に低湿度環境では、現像
スリーブ上を覆う強帯電層が更に強力に帯電して帯電ム
ラ、塗布ムラ等の画像不良（”ブロッチ”と呼ばれる現
象）が発生する場合があった。上記のように特に現像ス
リーブ上の強帯電層の存在による弊害が大きい。また、
特に小径化されたトナーは、より稠密に現像スリーブや
現像ブレードの表面に付着するため上記の弊害が著しか
った。

【００１１】本出願人等は、上記のような、低湿度環境
において発生する強帯電層の除去と塗布ムラおよび帯電
ムラの緩和を目的として、特公昭６３−４１０６８号公
報において、小径化トナーを用い、接触方式の現像ブレ
ードによる帯電効率の向上を図った構成で、現像剤担持
体と現像剤担持体と対向する非接触部材との間に交番電
界を加えることにより強帯電トナーを振動させ強帯電層
を除去する方法を提案した。しかしながら、強帯電層を
必要十分に除去するにはかなり強力かつ均一な電界を加
える必要があり、このためリーク等の不平等放電が発生
しやすいといった問題が生じ満足できるものではなかっ
た。

【００１２】従って、本発明の目的は、現像剤の帯電効
率向上化及び現像剤の小径化に伴い顕在化した現像剤の
強帯電層による画像濃度の低下や非画像部のカブリの増
大、及びゴースト、ブロッチ等の帯電ムラや塗布ムラ現
象の発生をあらゆる環境で抑えるとともに、現像剤担持
体と現像剤規制部材との間に挟まった異物等による塗布
ムラの緩和を可能とする現像装置、画像形成装置及びプ
ロセスカートリッジを提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジにて
達成される。要約すれば、本発明の第１の態様によれ
ば、像担持体上の潜像を反転現像方式にて現像する現像
装置であって、粒径が９μｍ以下のトナーとされる現像
剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体にその側
面を当接して現像剤担持体上の現像剤を摺擦帯電すると
共に現像部に持ち出される現像剤担持体上の現像剤の量
を規制する弾性部材とされる現像剤規制部材とを有し、
前記現像剤担持体と前記現像剤規制部材との間に、現像
剤を前記現像剤担持体から前記現像剤規制部材へ向わせ
る電界と現像剤を前記現像剤規制部材から前記現像剤担
持体へ向わせる電界とが交互に形成される現像装置にお
いて、現像剤を前記現像剤担持体から前記現像剤規制部
材へ向わせる電界の強さは、現像剤を前記現像剤規制部
材から前記現像剤担持体へ向わせる電界の強さよりも強
く、その最大強さが１×１０⁶Ｖ／ｍ以上であることを
特徴とする現像装置が提供される。本発明の一実施態様
によれば、前記最大強さが１×１０⁸Ｖ／ｍ以下であ
る。本発明の他の実施態様によれば、前記現像剤担持体
には、直流電圧と交流電圧とを重畳した電圧が印加され
ている。本発明の更に他の実施態様によれば、前記現像
装置は、画像形成装置本体に着脱可能なユニットであ
る。

【００１４】

【００１５】

【００１６】本発明の第２の態様によれば、上記現像装
置を備えた画像形成装置が提供される。

【００１７】本発明の第３の態様によれば、潜像を担持
する像担持体と、該潜像を現像するための上記現像装置
を備え、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカート
リッジが提供される。

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【実施例】以下、本発明に係る電子写真記録装置の現像
装置を図面に則して更に詳しく説明する。尚、従来技術
と同一の部材については同一の符号を付しその説明を省
略するものとする。

【００２３】参考例図１及び２を参照して参考例について説明する。

【００２４】図１において、現像剤規制部材たる現像ブ
レード２０は、ホッパー７に固定された支持板金２０ａ
及びこの支持板金に端部を貼り付けられた薄板状のウレ
タンゴム２０ｂから構成されている。ウレタンゴム２０
ｂの先端部は現像剤担持体たる現像スリーブ８にその回
転方向と逆の方向に当接されている。又、図２に詳細に
図示されているようにウレタンゴム２０ｂの背面には、
ウレタンゴム２０ｂと現像スリーブ８との摺接部に対向
して非磁性板金２１が接着されており、この非磁性板金
上に振動発生装置たる複数個のピエゾ振動素子２２が長
手方向に等間隔で配置されている。更にウレタンゴム２
０ｂの背面にはユニバーサル基盤２３が貼り付けられて
おり、この基盤上に各ピエゾ素子２２の信号線がプリン
トされている。信号線は、所定の周波数及び所定の電圧
を出力するバイアス電源たる振動信号供給電源２４に接
続されている。

【００２５】尚、本参考例において、ウレタンゴム２０
ｂの厚さは１ｍｍであり、現像スリーブの外径は１５ｍ
ｍである。又、現像スリーブ８と現像ブレード２０との
摺接部は約２ｍｍで単位長手方向当たりの当接圧は約２
０ｇ／ｃｍであり、現像スリーブの周速は約４７ｍｍ／
ｓである。

【００２６】次に上記のように構成された参考例の作用
について説明する。

【００２７】バイアス電源２４からの所定の周波数及び
所定の電圧の出力によりピエゾ素子２２が振動する。振
動は非磁性板金２１及びウレタンゴム２０ｂを伝播して
現像スリーブ８との摺接部及びその近傍で当接圧を変動
させる。当接圧が最大となる時点において、図３に示す
ように現像ブレード２０のウレタンゴム２０ｂは図中の
破線の位置から現像スリーブ８側に近接される。このた
め現像スリーブ８と現像ブレード２０に挟まれた摺擦部
のトナーは、図中の斜線矢印に示すように現像スリーブ
８の周方向に押しやられる。このとき現像スリーブ８及
び現像ブレード２０の表面とほぼ水平に前述の強帯電層
に対して力が加えられ、強帯電層の一部が現像スリーブ
８及び現像ブレード２０から引き剥される。１回の振動
で引き剥がされる部分はわずかであるが、現像スリーブ
８の回転中に連続的に振動を加え続けることにより、ほ
ぼ完全に強帯電層を除去することができる。

【００２８】なお、本参考例では各ピエゾ素子が５００
Ｈｚの周波数で振動するように信号を与え、当接圧の変
動量を±２．５ｇ／ｃｍ（変動幅５ｇ／ｃｍ）とした。
また、摺擦部に異物があって長手方向に不均一な塗布ム
ラが生じている場合には、上記当接圧が最大となる時点
で、現像スリーブ８の周方向にだけでなく長手方向にも
トナーが押し出され塗布ムラが緩和される。

【００２９】ところで、本発明者等は参考例による現像
装置によって強帯電層の除去が計画通りに行われるかど
うかの実験を次の通り実施した。即ち、現像スリーブ上
に通常の黒のトナーによる強帯電層を形成させた後、強
帯電層以外のトナーを除去し色が異なるほぼ同一特性の
現像剤を代わりに供給した。そして当接圧の変動量を実
施例通り±２．５ｇ／ｃｍとし、但し周波数を１０Ｈｚ
として１秒間作動させ、現像スリーブ上のトナーの塗布
状態を観察した。その結果、現像スリーブのトナー層の
厚さは周方向に約４．７ｍｍ周期で変化しており、現像
スリーブから１層目のトナーも色の異なるトナーが交互
に付着していた。従って、振動に応じて強帯電層が除去
されていることが確認された。

【００３０】さらに、１秒毎に作動させて現像スリーブ
上のトナーの塗布状態の変化を調べた結果、現像スリー
ブが５回転した時点で、現像スリーブ表層の黒のトナー
がほぼ完全に除去されていることが確認された。周波数
１０〜１０ｋＨｚの範囲では当接圧の変動幅が一定なら
ば、強帯電層の除去効果に大きな変化がないことも確認
された。しかしながら、現像スリーブの回転速度にもよ
るが周波数１００Ｈｚ以下ではトナー層の塗布量が現像
に影響する場合があり、また高周波になるほど高いエネ
ルギーを要する。従って、振動周波数は１００〜３ｋＨ
ｚの範囲内で現像スリーブの回転速度にあわせて選択す
ることが望ましい。

【００３１】また、上記の実験において、周波数を５０
０Ｈｚに固定して当接圧の変動量を変化させたところ、
強帯電層の除去効果は±１ｇ／ｃｍ以上の変動量（２ｇ
／ｃｍ以上の変動幅）が必要であった。しかしながら、
現像スリーブ上に強帯電層が形成されていない場合は、
当初より当接圧の変動が±０．５ｇ／ｃｍ（１ｇ／ｃｍ
以上の変動幅）の振動を与えることによって低湿度環境
でも強帯電層の形成を防止することができる。当接圧の
変動量の適応範囲は、現像スリーブの回転速度や目標と
するトナー層の厚み等によって大きく変わるが、当接圧
が１０〜３００ｇ／ｃｍの範囲では当接圧の変動幅が当
接圧の５％以上であれば強帯電層形成の防止効果が期待
できる。さらに強帯電層の除去効果を得るには当接圧の
変動幅が少なくとも当接圧の１０％以上必要である。
又、塗布ムラの緩和効果は上記変動幅が大きいほどよ
い。

【００３２】さらに、上記第１の実験に加えて次のよう
な第２の実験を行った。即ち、第１の実施例の振動源で
ある非磁性板金とこれに付随しているピエゾ素子の位置
を摺擦部上流側及び摺擦部下流側にそれぞれ２ｍｍずら
して第１の実験と同様な実験を行い、第１の実験結果と
比較した。その結果、強帯電層に対する効果は周波数及
び当接圧の変動共に第１の実験の場合とほとんど大差な
かった。よって、摺擦部又はその近傍にほぼ同様な振動
が加われば、強帯電層に対する効果はその振動源の位置
に依存しないといえる。従って、摺擦部及びその近傍に
ほぼ同様な振動が加えられるならば、その効果は現像ブ
レードの構成又は形状に依らない。例えば、図４に示す
ように、現像ブレード２５を非磁性ＳＵＳ板金２５ａ、
及びこの板金の現像スリーブ８との摺擦部に貼り付けた
シリコンゴム２５ｂにより構成し、現像ブレード２５の
適所に何らかの駆動源により回転されるギヤ３１を接触
させ機械的に振動させるものでもよい。

【００３３】実施例１つぎに図５を参照して本発明の第１の実施例について説
明する。現像剤規制部材たる弾性部材としての現像ブレ
ード２６は、ホッパー７に固定された支持板金２６ａ
と、この支持板金に端部を貼り付けられた導電性ゴム
（カーボン分散ＥＰＤＭ）２６ｂと、この導電性ゴムの
表面を被覆する約５０μｍのウレタン樹脂高抵抗層２６
ｃとから構成されている。導電性ゴム２６ｂの先端部は
現像剤担持体たる現像スリーブ８にその回転方向と逆の
方向に当接されている。導電性ゴム２６ｂには支持板金
２６ａを介してバイアス電源２７が接続されており、所
定のバイアス電圧が印加できるようになっている。尚、
ウレタン樹脂高抵抗層２６ｃは現像ブレード２６と現像
スリーブ８とのリーク防止のために設けられたものであ
る。又、本実施例において、現像スリーブ８と現像ブレ
ード２６との摺擦部は約２ｍｍ、単位長手方向当たりの
当接圧は約３０ｇ／ｃｍ、そして現像スリーブ８の周速
は約９４ｍｍ／ｓである。

【００３４】また、現像スリーブ８は現像バイアス電源
１９に接続されており、現像スリーブ８と感光ドラム２
の間に所定の現像バイアスが印加できる構成となってお
り、従って、本実施例における電界発生手段は、現像ブ
レード２６、現像スリーブ８及びブレードバイアス電源
２７、現像バイアス電源１９から構成されている。

【００３５】さらに、本発明の現像装置は、像担持体上
の静電潜像を非画像部の電荷極性と同極性に帯電したト
ナーで現像する反転現像方式の現像装置であって、本実
施例において、トナーは粒径約６μｍの負帯電トナーで
あり、現像バイアスとして、直流電圧Ｖｄｃ＝ −４００Ｖ交流電圧矩形波振幅Ｖａｃ＝１．６ｋＶｐｐ周波数ｆ＝１８００Ｈｚを加えた。又、ブレードバイアスとして、直流電圧Ｖｄｃ＝０Ｖとし、交流電圧は加えなかった（即ち、現像ブレードを
接地した）。

【００３６】本実施例におけるトナーにおいては、個々
のトナーの帯電量の大きさが１０^-1 ³ Ｃ、又、個々のト
ナーの静電鏡映力の大きさが１０^-7Ｎを超えることはほ
とんどないと考えられる。従って、交番電界の大きさが
おおよそ１０⁶ Ｖ／ｍ以上になれば電界の力のみで強帯
電層を現像スリーブから引き剥せるはずであるが、実際
には１０⁷ Ｖ／ｍの電界をかけても完全に引き剥すこと
ができなかった。これは磁力による拘束力やトナーに吸
着した水分等による表面張力などの物理的吸着力が上記
の電界の力に勝ったものと考察される。又、電界の強さ
をさらに上げると１０⁸ Ｖ／ｍ程度でリークが発生する
ことが多い。

【００３７】ところで、本実施例においては、上述のよ
うにスリーブとブレードとの間に現像バイアスが加えら
れており、現像スリーブと現像ブレードとの間の電位差
によって現像ブレードに対する引力が生じ現像ブレード
が振動する。従って、トナーに対して上記電界の力と現
像ブレードの振動とが加えられることとなり、これが本
実施例を特徴づけるものとなっている。

【００３８】なお、上述のように現像スリーブと現像ブ
レードの間に印加される電圧は現像ブレードを基準とし
て−１２００Ｖ及び＋４００Ｖである。又、ウレタン樹
脂高抵抗層の厚さは約５０μｍ、比誘電率は約３、トナ
ー層の厚さは約１００μｍ、比誘電率は約１とすると、
上記条件では強帯電層には現像スリーブから引き剥され
る方向に最大１×１０⁷Ｖ／ｍの電界が加わる。又、当
接圧の変動幅は約１．５ｇ／ｃｍである。第１の実施例
においては当接圧の変動幅がおおよそ当接圧の約１０％
であれば現像スリーブ上の強帯電層を除去できることが
確認されたが、本実施例においては現像ブレードの当接
圧が約３０ｇ／ｃｍであり、当接圧の変動幅は上記の条
件を満たしていない。しかしながら、強帯電層は上記参
考例に較べさらに容易に除去できることが確認された。
これは現像ブレードの振動により現像スリーブの周方向
に加えられる力と、現像スリーブに対してほぼ垂直に加
えられる電界による力の相乗効果によると考察される。

【００３９】さらに図６により本実施例による作用を説
明すると、現像スリーブと現像ブレードとの間の電位差
に基づく現像ブレード２６の振動によって、強帯電層に
は現像スリーブ８の周方向への力（図中斜線矢印）が加
えられ、物理的吸着力が弱められ現像スリーブから剥離
し易くなる。そこへさらに現像スリーブ２６に対して垂
直に電界が加えられると、強帯電層は電界によるクーロ
ン力で現像スリーブから容易に剥離される。このように
強帯電層を容易に除去できるのは、前述のように方向の
異なる力が加えられることによると考えられ、もし、当
接圧による変動等による力が働かずに、電界の力のみに
よっては強帯電層を現像スリーブから剥離することは困
難である。当然ながら、電界の方向はトナーを現像スリ
ーブから引き剥す方向に強く加えられることが望まし
い。

【００４０】さらに本実施例においては、現像ブレード
と現像スリーブとの間に加えられる力が逆転するため、
一旦剥離された強帯電層は現像ブレードと現像スリーブ
との間を運動または飛翔して撹拌される。特に摺擦部か
ら下流側の領域においては、図７において右側から左側
へ経時的に示すように、トナーが往復飛翔して強力な撹
拌効果が得ることができ、これにより帯電ムラをほぼ解
消することができる。このような撹拌効果を得るために
は、現像ブレードと現像スリーブとの間に交番電界を加
えることが望ましい。又、上記のような帯電ムラの解消
と同時に、現像ブレードと現像スリーブとの間に挟まれ
た異物による塗布ムラも実用上問題にならない程度まで
緩和することができる。

【００４１】つぎに本実施例における第３の実験の結果
について説明する。本実験においても参考例における第
１の実験と同様に、現像スリーブ上に通常の黒のトナー
による強帯電層を形成させた後、強帯電層以外のトナー
を除いて色の異なるほぼ同一特性の現像剤を代わりに供
給し、現像バイアスの振幅Ｖａｃをパラメータとして強
帯電層の除去効果の度合いを調査した。

【００４２】この場合、現像バイアスは、直流電圧Ｖｄｃ＝ −４００Ｖ交流電圧矩形波周波数ｆ＝１８００Ｈｚ、ブレードバイアスとして、直流電圧Ｖｄｃ＝４００Ｖを加え
た。

【００４３】その結果、強帯電層の除去効果の下限は振
幅Ｖａｃ＝１０００Ｖまでであった。このとき現像スリ
ーブと現像ブレードとの間に印加されている電圧は現像
ブレードを基準として±５００Ｖである。他の条件が本
実施例と変わらなければ当接圧の変動幅は実測で約０．
３８ｇ／ｃｍとなり、このときの摺擦部の最大電界は概
算で４．２×１０⁶Ｖ／ｍであった。又、強帯電層形成
の防止効果が得られる下限は振幅Ｖａｃ＝５００Ｖであ
った。このとき現像スリーブと現像ブレードとの間に印
加されている電圧は現像ブレードを基準として±２５０
Ｖである。他の条件が本実施例と変わらなければ、当接
圧の変動幅は実測で約０．０９５ｇ／ｃｍとなり、この
ときの摺擦部の最大電界は２．１×１０⁶であった。上
記のように電界が加わっている状態では、電界が加わら
ない場合に比べて、強帯電層の除去効果および強帯電層
形成防止効果を得るための当接圧の変動はかなり小さく
てすむことが確認された。又、当接圧の変動量の適応範
囲は現像スリーブの回転速度や目標とするトナー層の厚
み等によって大きく変わるが、当接圧が１０〜３００ｇ
／ｃｍの範囲では、最大電界が１０⁶Ｖ／ｍ以上である
ならば、当接圧の変動幅が当接圧の０．３％であっても
強帯電層形成の防止効果が期待できる。上記条件で強帯
電層の除去効果を得るには当接圧の変動幅が当接圧の１
％以上必要である。

【００４４】実施例２つぎに、図８を参照して第２の実施例について説明す
る。現像剤規制部材たる現像ブレード２８は、ホッパー
７に固定された０．１ｍｍの非磁性ＳＵＳ板金２８ａ
と、この板金の表面を被覆する約４０μｍのポリアミド
樹脂高抵抗層２８ｂと、高抵抗層先端部の現像スリーブ
８との摺擦部に接着された約０．４ｍｍ程度のウレタン
ゴム２８ｃとから構成されている。現像ブレード２８は
現像スリーブ８の回転方向に当接されている。又、本実
施例において、現像スリーブ８と現像ブレード２８との
摺擦部は約２．５ｍｍ、単位長手方向当たりの当接圧は
約３０ｇ／ｃｍ、そして現像スリーブ８の周速は約９４
ｍｍ／ｓである。

【００４５】また、非磁性ＳＵＳ板金２８ａにはブレー
ドバイアス電源２９が接続されており、所定のバイアス
電圧が印加できるように構成されている。更に、現像ス
リーブ８には現像バイアス電源１９が接続されており、
現像スリーブ８と感光ドラム２との間に所定の現像バイ
アスが印加できるようになっている。尚、ポリアミド樹
脂高抵抗層２８ｂは現像ブレード２８と現像スリーブ８
とのリーク防止のために設けたものである。

【００４６】さらに本実施例において、第１の実施例と
同様に負帯電トナーを用いており、現像バイアスとし
て、直流電圧Ｖｄｃ＝ −４００Ｖ交流電圧矩形波振幅Ｖａｃ＝１．６ｋＶｐｐ周波数ｆ＝１８００Ｈｚを加えた。又、ブレードバイアスとして、直流電圧Ｖｄｃ＝０Ｖ交流電圧正弦波振幅Ｖａｃ＝１．０ｋＶｐｐ周波数ｆ＝５００Ｈｚを加えた。

【００４７】なお、本実施例において、ウレタンゴムの
厚さは約４００μｍであり、比誘電率は約３、ナイロン
樹脂高抵抗層の厚さは約４０μｍ、比誘電率は約４、ト
ナー層の厚さは約６０μｍ、比誘電率は約１であり、電
圧の大きさは現像ブレードを基準として最大１７００Ｖ
であるから最大電界の強さは約８．４×１０⁶ Ｖ／ｍで
あり、摺擦部での当接圧の変動幅は約１．０ｇ／ｃｍで
ある。

【００４８】このような条件下において、現像ブレード
と現像スリーブとの間に加えられる電界はかなり複雑で
あるが、強帯電層を十分に除去できることが確認され
た。ところで、本実施例は、第１の実施例と同様に、ス
リーブとブレードとの間に現像バイアスが加えられてお
り、現像スリーブと現像ブレードとの間の電位差によっ
て現像ブレードに対する引力が生じ現像ブレードが振動
する。従って、トナーに対して上記電界の力と現像ブレ
ードの振動とが加えられる。このように強帯電層を除去
できる振動と電界とが与えられるならば、電界の波形は
どのようなものでもよく、例えばブレードバイアスが三
角波や鋸波であっても何等差し支えない。又、現像ブレ
ードの振動は上述のように対向する現像スリーブとの電
位差によって与えられるため、現像ブレードと現像スリ
ーブとの間に加えられる電界はその方向が逆転しなくて
もよい。

【００４９】上記の説明で明らかなように、本発明は、
現像スリーブと現像ブレードとの摺擦部又はその近傍
で、現像ブレードに微細振動を加えて強帯電層を除去す
ることが重要であり、更に、電界を加えることにより上
記現像ブレードに微細振動を発生させて、同時に生じる
現像スリーブ及び現像ブレードの間の電界により強帯電
層の除去をより容易に行うものである。従って、斯かる
目的が達成されるものであるならば、現像ブレード及び
現像スリーブの形状、構成、材質等は限定されない。例
えば、図９に示すように、現像スリーブ８の内部に電極
３０を設け、これと現像スリーブ８を挟んで対向する現
像ブレード２８の間に振動電圧を与えるようにしてもよ
い。この例の場合、現像スリーブとして例えばフェノー
ル樹脂、エポキシ樹脂等の非金属、非導電性の材料を用
いてもよい。又、現像方式としては、接触方式又は非接
触方式のいずれでもよい。更に現像バイアスもＤＣ印加
方式、ＡＣ印加方式等に限定されるものではない。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による現像
装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジは、像担
持体上の潜像を反転現像方式にて現像する現像装置であ
って、粒径が９μｍ以下のトナーとされる現像剤を担持
する現像剤担持体と、現像剤担持体にその側面を当接し
て現像剤担持体上の現像剤を摺擦帯電すると共に現像部
に持ち出される現像剤担持体上の現像剤の量を規制する
弾性部材とされる現像剤規制部材とを有し、現像剤担持
体と現像剤規制部材との間に、現像剤を現像剤担持体か
ら現像剤規制部材へ向わせる電界と現像剤を現像剤規制
部材から現像剤担持体へ向わせる電界とが交互に形成さ
れ、現像剤を現像剤担持体から現像剤規制部材へ向わせ
る電界の強さは、現像剤を現像剤規制部材から現像剤担
持体へ向わせる電界の強さよりも強く、その最大強さが
１×１０⁶Ｖ／ｍ以上である構成とされるので、電流の
リークの問題を有効に防止でき、現像剤担持体と現像剤
規制部材との間に形成される電界による作用と、該現像
剤規制部材の微少振動による作用との相乗効果により、
現像剤の強帯電層を現像剤担持体から効率的に引き剥が
すことができ、従って、画像濃度の低下、非画像部のカ
ブリの増大、及びゴースト、ブロッチ等の帯電ムラや塗
布ムラ現象の発生をあらゆる環境において防止すること
ができ、良好な画像を実現することができ、更に、上記
摺擦部に挟まれた異物等による塗布ムラも緩和すること
ができる。

【００５１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による現像装置の参考例を示す説明図で
ある。

【図２】参考例の要部説明図である。

【図３】参考例における強帯電層の作用を示す説明図で
ある。

【図４】参考例における他の構成を示す説明図である。

【図５】本発明による現像装置の第１の実施例を示す説
明図である。

【図６】第１の実施例における強帯電層の作用を示す説
明図である。

【図７】第１の実施例における強帯電層の、摺擦部下流
の作用を経時的に示す説明図である。

【図８】本発明による現像装置の第２の実施例を示す説
明図である。

【図９】第２の実施例における他の構成を示す説明図で
ある。

【図１０】従来の電子写真記録装置の全体構成を概略的
に示す説明図である。

【符号の説明】

６現像剤８現像スリーブ１９現像バイアス電源２０現像ブレード２０ａ支持板金２０ｂウレタンゴム２１非磁性板金２２ピエゾ素子２４振動信号供給電源

フロントページの続き (72)発明者佐藤博東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者緒方寛明東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者木須浩樹東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者櫻井和重東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者山崎道仁東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者加藤淳一東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者浅野えりか東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者大関行弘東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者境澤勝弘東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者大久保正晴東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (56)参考文献特開平３−216683（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−14260（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−187962（ＪＰ，Ａ) 特公昭63−41068（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上の潜像を反転現像方式にて現
像する現像装置であって、粒径が９μｍ以下のトナーと
される現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持
体にその側面を当接して現像剤担持体上の現像剤を摺擦
帯電すると共に現像部に持ち出される現像剤担持体上の
現像剤の量を規制する弾性部材とされる現像剤規制部材
とを有し、前記現像剤担持体と前記現像剤規制部材との
間に、現像剤を前記現像剤担持体から前記現像剤規制部
材へ向わせる電界と現像剤を前記現像剤規制部材から前
記現像剤担持体へ向わせる電界とが交互に形成される現
像装置において、現像剤を前記現像剤担持体から前記現像剤規制部材へ向
わせる電界の強さは、現像剤を前記現像剤規制部材から
前記現像剤担持体へ向わせる電界の強さよりも強く、そ
の最大強さが１×１０⁶Ｖ／ｍ以上であることを特徴と
する現像装置。
【請求項２】前記最大強さが１×１０⁸Ｖ／ｍ以下で
あることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】前記現像剤担持体には、直流電圧と交流
電圧とを重畳した電圧が印加されていることを特徴とす
る請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】前記現像装置は、画像形成装置本体に着
脱可能なユニットであることを特徴とする請求項１〜３
のいずれかの項に記載の現像装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかの項に記載の現
像装置を備えた画像形成装置。
【請求項６】潜像を担持する像担持体と、該潜像を現
像するための請求項１〜４のいずれかの項に記載の現像
装置を備え、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカ
ートリッジ。