JP3454204B2 - 非磁性一成分現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置の一
部を構成し、非磁性一成分現像剤のトナー層を表面に形
成して感光体上の静電潜像を可視像化する非磁性一成分
現像装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来から、電子写真装置は乾式トナーを
使用するものが主流を占め、多くの複写機、レーザプリ
ンタ、普通紙ファクシミリ等として実用化され、めざま
しい発展をとげている。この電子写真装置は、電子写真
プロセス技術を応用したものであり、感光体上に形成さ
れた静電潜像をトナー粒子により顕像化するものであ
る。このような電子写真装置に用いられる現像装置とし
て、最近では、装置の小型化、低コスト化に有利な非磁
性一成分現像装置を用いたものが普及しつつある。以下
に、従来の非磁性一成分現像装置を用いた電子写真装置
について図を用いて説明する。 【０００３】図９は、従来の非磁性一成分現像装置を有
する電子写真装置を示す概略断面図である。 【０００４】図９において、１は感光体、２は帯電器、
２ａは帯電線、２ｂはシールド板、２ｃはグリッド板、
３は露光光学系、４は露光光線、５はシャフト５ａを有
する現像ローラ、６はシャフト６ａを有するトナー供給
ローラ、７はトナー規制ブレード、７ａは金属ばね板部
材、７ｂはトナー規制部材、８はブレードホルダ、９は
現像容器、１０はトナー、１１はトナー攪拌部材、１２
は現像バイアス電圧供給電源、１３は除電器、１４は用
紙カセット、１５は用紙、１６は給紙ローラ、１７は搬
送ローラ、１８はレジストローラ、１９はレジストロー
ラに当接されている従動ローラ、２０は転写ローラ、２
０ａはシャフト、２１は定着器、２２はヒートローラ、
２３は加圧ローラ、２４は転写バイアス電圧供給電源、
２５はクリーニングブレード、２７は現像ローラ５と現
像容器９の開口部２９との間からのトナー漏れを防止す
るリカバリーシートである。 【０００５】このように構成された電子写真装置につい
て、その使用材料、機能、動作等について説明する。 【０００６】感光体１は、アルミニウム等の金属ドラム
を基材とし、その外周面上にセレン（Ｓｅ）や有機光導
電体（ＯＰＣ）等から成る感光受容層を薄膜状に塗布し
て形成されている。静電潜像担持体である感光体１に近
接して配設された帯電器２はタングステンワイヤ等の帯
電線２ａと金属製のシールド板２ｂとグリッド板２ｃと
によって構成されている。帯電線２ａは、コロナ放電を
起こし、グリッド板２ｃを介して感光体１を一様に帯電
する。露光光学系３から照射される露光光線４は、画像
信号をレーザ駆動回路（図示せず）により光強度変調や
パルス幅変調して得られ、感光体１上に静電潜像を形成
する。 【０００７】トナー供給ローラ６は、現像容器９に両端
を回転自在に軸支されたトナー撹拌部材１１により撹
拌、搬送されたトナー１０をトナー担持体である現像ロ
ーラ５の表面に供給するものである。現像ローラ５とト
ナー供給ローラ６とは接触配置され、共に、ステンレス
等の金属を基材としてその外周面上にウレタン、シリコ
ン等の弾性部材が層状に形成され、現像容器９の両端に
回転軸支されている。 【０００８】トナー供給ローラ６により供給されてきた
トナー１０は、トナー規制ブレード７により摩擦帯電さ
れて、現像ローラ５の外周面上に薄層状態を形成する。
現像ローラ５は、感光体１と接触状態であり、現像バイ
アス電圧供給電源１２より印加される直流の現像バイア
ス電圧により、感光体１上の静電潜像が形成された部分
にトナー１０を転移付着させて、静電潜像を顕像化す
る。 【０００９】トナー規制ブレード７は、金属ばね板部材
７ａと現像ローラ５上に接触するトナー規制部材７ｂと
から成り、トナー規制部材７ｂは金属ばね板部材７ａの
一端にシリコン、ウレタン等の弾性部材を一体形成した
ものである。ブレードホルダ８はトナー規制ブレード７
をねじ止めにて固定する。トナー撹拌部材１１はトナー
供給ローラ６の回転とともに円の軌跡を描き、現像容器
９内に収容されたトナー１０の凝集を防ぐとともに、ト
ナー１０をトナー供給ローラ６の方へ搬送する。 【００１０】用紙カセット１４に収納されている用紙１
５は、用紙カセット１４から、半月形をした給紙ローラ
１６によって１枚ずつ搬送ローラ１７へ送り出される。
送り出された記録シートである用紙１５は搬送ローラ１
７によって矢印Ａで示した方向へ搬送される。従動ロー
ラ１９に当接するレジストローラ１８は、用紙１５と感
光体１上に形成されたトナー像とを一致させるために一
時的に用紙１５を停止待機させるものである。 【００１１】転写ローラ２０は、ステンレス等の金属を
基材としてその外周面上に弾性部材が層状に形成され、
感光体１と当接して回転軸支されている。感光体１の回
転にともなってトナー像が転写ローラ２０と感光体１の
当接部に到達すると、トナー像とタイミングを合わせて
用紙１５もこの当接部に到達し、このとき、転写ローラ
２０の金属シャフト２０ａへ転写バイアス電圧供給電源
２４から高電圧を印加することによって、用紙１５の裏
面にトナー１０と逆極性の電荷を付与し、感光体１上の
トナー像を用紙１５上に転写する。 【００１２】次に、用紙１５を図中の左方へ送り、用紙
１５上に転写されたトナー像を、ヒートローラ２２と加
圧ローラ２３との挟持回転に伴い、加圧と熱によって定
着する。 【００１３】一方、トナー像を用紙１５上に転写した後
の感光体１は、クリーニングブレード２５により転写残
トナーが掻き落とされ、除電器１３により光が照射され
て除電され、次のプロセスに備える。 【００１４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の非磁性一成分現像装置では、トナーは摩擦帯電して
その鏡像力により強固に現像ローラ５の表面に付着して
いるため、感光体１との間に一様な現像電界を発生させ
ても、微小ドットからなる低濃度画像や細線画像が現像
されにくいという問題点を有していた。また、現像に用
いられず現像容器９内に戻ったトナーも、同様の理由に
より、現像ローラ５の表面から掻き落としにくく複数回
現像ブレード（トナー規制ブレード）７を通過するた
め、トナー帯電量が上昇し、トナーを消費した部分と消
費しない部分とでトナー帯電量の差が発生し、画像濃度
差（画像濃度ムラ）が生じるという問題点を有してい
た。 【００１５】これに対して、感光体１と現像ローラ５と
の間の現像電界を振動電界（交流電界）とすると、現像
ローラ５表面のトナーの付着力が弱まり現像されやすく
なるが、この場合振動電圧の振幅は３００Ｖ〜４００Ｖ
が適当であり、これ以上の振幅の電圧を与えると用紙１
５の白地部分にトナーが付着するカブリが発生しやすく
なる。また、現像ローラ５とトナー供給ローラ６との間
に振動電界を発生させると、同様に現像ローラ５表面の
トナーの付着力が弱まることから、現像未消費トナーを
掻き落としやすくなるが、この場合は振動電圧の振幅は
大きいほど効果があり、最低４００Ｖは必要である。よ
って、現像ローラ５のみに振動電圧を印加した場合に
は、これら２つの問題点（カブリとトナー掻き落としの
困難性）を同時に解決できないという課題を有してい
た。 【００１６】この非磁性一成分現像装置では、低濃度画
像や細線画像が現像されにくいという現象を防止し、画
像濃度ムラの発生を防止することが要求されている。 【００１７】本発明は、この要求を満足させるため、低
濃度画像や細線画像が現像されにくいという現象を防止
することができ、画像濃度ムラの発生を防止することが
できる非磁性一成分現像装置を提供することを目的とす
る。 【００１８】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の非磁性一成分現像装置は、現像容器の開口部
に回転自在に取り付けられ、非磁性一成分現像剤のトナ
ー層を表面に形成し、感光体上の静電潜像を可視像化す
る導電性部材の現像ローラと、現像ローラに現像バイア
ス電圧を印加する現像バイアス電圧供給電源と、現像ロ
ーラに接触配置し、現像ローラにトナーを供給する導電
性部材のトナー供給ローラと、トナー供給ローラにトナ
ー供給バイアス電圧を印加するトナー供給バイアス電圧
供給電源と、を備えた非磁性一成分現像装置であって、
現像バイアス電圧供給電源とトナー供給バイアス電圧供
給電源とは現像バイアス電圧とトナー供給バイアス電圧
とを直流電圧と交流電圧とから成るものとし、トナー供
給バイアス電圧供給電源はトナー供給バイアス電圧の交
流電圧を現像バイアス電圧の交流電圧と同周波数で異な
る位相とするとともに、現像バイアス電圧の交流電圧と
トナー供給バイアス電圧の交流電圧との位相差を半周期
とする構成を備えている。 【００１９】これにより、効果的に現像ローラ表面のト
ナーの付着力が弱められ、低濃度画像や細線画像が現像
されにくいという現象を防止することができ、画像濃度
ムラの発生を防止することができる非磁性一成分現像装
置が得られる。 【００２０】 【００２１】 【００２２】【発明の実施の形態】 請求項１に記載の非磁性一成分現
像装置は、現像容器の開口部に回転自在に取り付けら
れ、非磁性一成分現像剤のトナー層を表面に形成し、感
光体上の静電潜像を可視像化する導電性部材の現像ロー
ラと、現像ローラに現像バイアス電圧を印加する現像バ
イアス電圧供給電源と、現像ローラに接触配置し、現像
ローラにトナーを供給する導電性部材のトナー供給ロー
ラと、トナー供給ローラにトナー供給バイアス電圧を印
加するトナー供給バイアス電圧供給電源と、を備えた非
磁性一成分現像装置であって、現像バイアス電圧供給電
源とトナー供給バイアス電圧供給電源とは現像バイアス
電圧とトナー供給バイアス電圧とを直流電圧と交流電圧
とから成るものとし、トナー供給バイアス電圧供給電源
はトナー供給バイアス電圧の交流電圧を現像バイアス電
圧の交流電圧と同周波数で異なる位相とするとともに、
現像バイアス電圧の交流電圧とトナー供給バイアス電圧
の交流電圧との位相差を半周期とすることとしたもので
ある。 【００２３】この構成により、現像ローラと感光体との
間および現像ローラとトナー供給ローラとの間に所定振
幅の振動電界が発生し、用紙の白地部分にカブリが発生
すること無く現像ローラ表面のトナーの付着力が弱めら
れることにより、低濃度画像や細線画像の再現性が向上
され、トナー帯電量の差による画像濃度ムラが防止され
るという作用を有する。 【００２４】 【００２５】 【００２６】 【００２７】 【００２８】 【００２９】 【００３０】 【００３１】 【００３２】 【００３３】 【００３４】 【００３５】 【００３６】以下、本発明の実施の形態について図１〜
図８を用いて説明する。 【００３７】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１による非磁性一成分接触現像装置を有する電子写真
装置を示す概略断面図である。 【００３８】図１において、感光体１、帯電器２、帯電
線２ａ、シールド板２ｂ、グリッド板２ｃ、露光光学系
３、露光光線４、現像ローラ５、シャフト５ａ、トナー
供給ローラ６、シャフト６ａ、トナー規制ブレード７、
金属ばね板部材７ａ、トナー規制部材７ｂ、ブレードホ
ルダ８、現像容器９、トナー１０、トナー攪拌部材１
１、現像バイアス電圧供給電源１２、除電器１３、用紙
カセット１４、用紙１５、給紙ローラ１６、搬送ローラ
１７、レジストローラ１８、従動ローラ１９、転写ロー
ラ２０、シャフト２０ａ、定着器２１、ヒートローラ２
２、加圧ローラ２３、転写バイアス電圧供給電源２４、
クリーニングブレード２５、リカバリーシート２７、開
口部２９は図９と同様のものなので、同一符号を付し、
説明は省略する。２６はトナー供給ローラ６に接続さ
れ、トナー供給バイアス電圧を供給するトナー供給バイ
アス電圧供給電源である。 【００３９】このように構成された非磁性一成分接触現
像装置を有する電子写真装置について、その使用材料、
機能、動作等を説明する。 【００４０】現像ローラ５は、金属製のシャフト５ａを
基材としてその外周面上に導電性弾性部材であるシリコ
ンゴムを形成した単層構成であり、抵抗値が１０＊＊６
（１０＊＊６は１０の６乗であることを示す）Ω・ｃｍ
である。現像ローラ５のシャフト５ａには、現像バイア
ス電圧供給電源１２が接続されている。ここで、現像ロ
ーラ５のゴム硬度は３０度〜６０度の範囲がクリープの
防止や打痕防止の点で好ましく、また、表面粗度は表面
の平滑性が高い方がトナー薄層の形成において均一化が
図れるため、１μｍＲｚ〜７μｍＲｚが好ましい。本実
施の形態における現像ローラ５は、ゴム硬度が４０度、
表面粗度が２μｍＲｚである。 【００４１】トナー供給ローラ６は、金属製のシャフト
６ａを基材としてその外周面上に導電性発泡体を形成し
たものであり、抵抗値は１０＊＊６Ω・ｃｍである。
尚、本実施の形態においては、トナー供給ローラ６と現
像ローラ５とのニップ幅は２ｍｍである。 【００４２】トナー規制ブレード７は、金属ばね板部材
７ａと現像ローラ５上に接触するトナー規制部材７ｂと
から成り、トナー規制部材７ｂは金属ばね板部材７ａの
一端にシリコンまたはウレタン等の弾性部材を一体形成
したものである。ブレードホルダ８はトナー規制ブレー
ド７をねじ止めにて固定する。トナー撹拌部材１１はト
ナー供給ローラ６の回転とともに円の軌跡を描き、現像
容器９内に収容されたトナー１０の凝集を防ぐととも
に、トナー１０をトナー供給ローラ６の方へ搬送する。 【００４３】リカバリーシート２７は、導電性ウレタン
をシート状に成形したものであり、現像容器９からのト
ナー１０が漏れないように現像ローラ５と接触配置され
ている。尚、感光体１、現像ローラ５、トナー供給ロー
ラ６、トナー規制ブレード７およびリカバリーシート２
７は各々の接触部において常時接触した状態で配設され
ている。トナー１０は非磁性一成分系トナーであり、ポ
リエステル樹脂にカーボン、ワックス、帯電制御剤等を
均一分散させたものである。 【００４４】転写ローラ２０は、金属製シャフト２０ａ
の周囲に導電性発泡体を形成したものであり、抵抗値は
１０＊＊７Ω・ｃｍである。シャフト２０ａには転写バ
イアス電圧供給電源２４が接続されている。 【００４５】次に、図１の電子写真装置について、具体
的な構成、動作等を説明する。 【００４６】図１に示した非磁性一成分現像装置を用い
た電子写真装置において、現像バイアス電圧は、直流電
圧−２００Ｖ、交流電圧の振幅４００Ｖ、周波数１ｋＨ
ｚとし、トナー供給バイアス電圧は、直流電圧−２００
Ｖ、周波数１ｋＨｚとする。図３〜図８に示すように、
現像バイアス電圧は直流電圧−２００Ｖ、交流電圧の振
幅４００Ｖ、周波数１ｋＨで一定とし、トナー供給バイ
アス電圧の交流電圧の振幅と現像バイアス電圧の交流電
圧に対する位相差とを変化させて低濃度画像および細線
画像の再現性とトナー帯電量の差による画像濃度ムラと
について評価した。図３〜図８はトナー供給バイアス電
圧の交流電圧の振幅、現像バイアス電圧との位相差を変
化させたときの現像バイアス電圧とトナー供給バイアス
電圧との差（交流差電圧）を示すグラフである。図３〜
図８において、Ｓ１は現像バイアス電圧を示す曲線、Ｓ
２はトナー供給バイアス電圧を示す曲線、Ｓ３は交流差
電圧を示す曲線である。ここで、感光体１の周速度であ
るプロセス速度は２００ｍｍ／ｓｅｃ、現像ローラ５の
周速度は３００ｍｍ／ｓｅｃ、トナー供給ローラ６の周
速度は１００ｍｍ／ｓｅｃに設定した。 【００４７】トナー供給バイアス電圧供給電源２６から
出力されるトナー供給バイアス電圧を変化させた場合の
評価結果を（表１）に示す。 【００４８】 【表１】【００４９】画質評価は、画像低濃度部分（低濃度部）
と細線画像の再現性や画像濃度ムラ発生について行い、
画像不良なしを○、画像不良多少有りを△、画像不良有
りを×で示す三段階評価とした。 【００５０】（表１）から明らかなように、現像バイア
ス電圧およびトナー供給バイアス電圧を振動電圧（交流
電圧）とし、トナー供給バイアス電圧は現像バイアス電
圧と同周波数で位相差を設けることにより、低濃度部お
よび細線画像の再現性を向上させることができ、トナー
帯電量の差による濃度ムラを解消できることが明らかと
なった。これは、位相差を設けることにより、現像バイ
アス電圧の振動電圧を低濃度部および細線画像の再現性
の最適条件に設定した状態で、現像ローラ５とトナー供
給ローラ６との間の振動電界を大きくできるからであ
る。位相差として半周期ずらした場合に、小さいトナー
供給バイアス電圧で現像ローラ５とトナー供給ローラ６
との間の振動電界を最も大きくできるのは容易に理解で
きる（例えば図３と図６の比較および図５と図８の比
較）。また、図３〜図８に示す現像バイアス電圧、トナ
ー供給バイアス電圧および現像バイアス電圧とトナー供
給バイアス電圧との差（交流差電圧）の関係図と（表
１）とから、現像ローラ５とトナー供給ローラ６との間
の振動電圧の振幅が４００Ｖ以上の場合に画像不良を防
止できることが明らかとなった。 【００５１】次に、振動電圧の周期が画像に与える影響
を確認するために、現像バイアス電圧およびトナー供給
バイアス電圧の周波数と現像ローラ５およびトナー供給
ローラ６の周速度を変化させて画像評価を行った。ここ
で、感光体１の周速度であるプロセス速度は２００ｍｍ
／ｓｅｃ、現像バイアス電圧は直流電圧−２００Ｖ、交
流電圧の振幅４００Ｖとし、トナー供給バイアス電圧は
直流電圧−２００Ｖ、交流電圧の振幅４００Ｖ、感光体
１と現像ローラ５との接触幅ｌｄは２ｍｍ、現像ローラ
５とトナー供給ローラ６との接触幅ｌｓは２ｍｍとし
た。なお、この場合、現像バイアス電圧とトナー供給バ
イアス電圧との位相差は１／２周期である。 【００５２】評価結果を（表２）に示す。 【００５３】 【表２】【００５４】画像評価は、振動電圧の周期に起因する濃
度ムラなしを○、濃度ムラ多少有りを△、濃度ムラ有り
を×の三段階評価とした。 【００５５】（表２）の結果から、現像ローラ５の周速
度３００ｍｍ／ｓｅｃ、トナー供給ローラ６の周速度１
００ｍｍ／ｓｅｃの場合は、ｆ＝２００Ｈｚで周期的な
濃度ムラが目立たなくなり、ｆ＝２５０Ｈｚでは全く発
生しなくなった。また、現像ローラ５の周速度３００ｍ
ｍ／ｓｅｃ、トナー供給ローラ６の周速度２００ｍｍ／
ｓｅｃの場合は、ｆ＝２５０Ｈｚで周期的な濃度ムラが
目立たなくなり、ｆ＝３００Ｈｚでは全く発生しなくな
った。このように、現像ローラ５とトナー供給ローラ６
との接触部における相対速度の違いによって現像バイア
ス電圧およびトナー供給バイアス電圧の周波数の適正値
が異なることから、以下のことが判明した。 【００５６】現像ローラ５が、トナー供給ローラ６との
接触幅ｌｓを通過する間に振動電圧の周期が１以上ない
と、現像ローラ表面のトナー層に周期的なムラが生じ、
濃度ムラが発生する。本実施の形態では、現像ローラ５
とトナー供給ローラ６との接触幅１ｓは２ｍｍであるか
ら、現像ローラ５の周速度３００ｍｍ／ｓｅｃ、トナー
供給ローラ６の周速度１００ｍｍ／ｓｅｃ、つまり相対
速度ｖｓ＝４００ｍｍ／ｓｅｃの場合の周波数ｆの適正
値は２００Ｈｚ以上となる。また、感光体１と現像ロー
ラ５の接触部においても同様の現象が発生すると考えら
れるため、感光体１と現像ローラ５の接触部における適
正周波数と、現像ローラ５とトナー供給ローラ６の接触
部における適正周波数を比較し、大きい周波数以上に設
定すればよい。 【００５７】以上のように、現像バイアス電圧とトナー
供給バイアス電圧の周波数をｆｓ（Ｈｚ）とし、現像ロ
ーラ５については、感光体１との接触幅をｌｄ（ｍｍ）
とし、感光体１との接触部における相対速度をｖｄ（ｍ
ｍ／ｓｅｃ）、トナー供給ローラ６との接触幅をｌｓ
（ｍｍ）、トナー供給ローラ６との相対速度をｖｓ（ｍ
ｍ／ｓｅｃ）とした場合、ｆｓ＞ｖｄ／ｌｄ且つｆｓ＞
ｖｓ／ｌｓの関係を有することで、振動電圧の周波数に
起因する周期的な濃度ムラを防止できることが明らかと
なった。 【００５８】以上のように本実施の形態によれば、現像
ローラに現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電圧
供給電源１２と、トナー供給バイアス電圧を印加するト
ナー供給バイアス電圧供給電源２６とを備え、現像バイ
アス電圧供給電源１２とトナー供給バイアス電圧供給電
源２６とは現像バイアス電圧とトナー供給バイアス電圧
とを直流電圧と交流電圧とから成るものとし、トナー供
給バイアス電圧供給電源２６はトナー供給バイアス電圧
の交流電圧を現像バイアス電圧の交流電圧と同周波数で
異なる位相とするようにしたことにより、現像ローラ５
と感光体１との間および現像ローラ５とトナー供給ロー
ラ６との間に振動電界を発生させることができ、用紙１
５の白地部分にカブリが発生すること無く現像ローラ５
表面のトナーの付着力を弱めることができるので、低濃
度画像や細線画像の再現性を向上することができ、トナ
ー帯電量の差による画像濃度ムラを防止することができ
る。 【００５９】また、トナー供給バイアス電圧供給電源２
６は、現像バイアス電圧の交流電圧とトナー供給バイア
ス電圧の交流電圧との差である交流差電圧の振幅が４０
０Ｖ以上となるように、トナー供給バイアス電圧の交流
電圧と位相とを設定するようにしたことにより、より効
果的に現像ローラ５表面のトナーの付着力を弱めること
ができる。 【００６０】さらに、トナー供給バイアス電圧供給電源
２６は、現像バイアス電圧の交流電圧とトナー供給バイ
アス電圧の交流電圧との位相差を半周期とするようにし
たことにより、より効果的に現像ローラ表面のトナーの
付着力を弱めることができる。 【００６１】さらに、現像バイアス電圧供給電源１２と
トナー供給バイアス電圧供給電源２６とは現像バイアス
電圧とトナー供給バイアス電圧との周波数をｆｓ（Ｈ
ｚ）とし、現像ローラ５は、感光体１との接触幅をｌｄ
（ｍｍ）とし、感光体１との接触部における相対速度を
ｖｄ（ｍｍ／ｓｅｃ）、トナー供給ローラ６との接触幅
をｌｓ（ｍｍ）、トナー供給ローラ６との相対速度をｖ
ｓ（ｍｍ／ｓｅｃ）とした場合、ｆｓ＞ｖｄ／ｌｄ且つ
ｆｓ＞ｖｓ／ｌｓの関係を有するようにｆｓを設定する
ことにより、振動電圧の周期が長いことに起因する画像
濃度ムラを防止することができる。 【００６２】（実施の形態２）図２は本発明の実施の形
態２による非磁性一成分現像装置を有する電子写真装置
を示す概略断面図である。 【００６３】図２において、感光体１、帯電器２、帯電
線２ａ、シールド板２ｂ、グリッド板２ｃ、露光光学系
３、露光光線４、現像ローラ５、シャフト５ａ、トナー
供給ローラ６、シャフト６ａ、トナー規制ブレード７、
金属ばね板部材７ａ、トナー規制部材７ｂ、ブレードホ
ルダ８、現像容器９、トナー１０、トナー攪拌部材１
１、現像バイアス電圧供給電源１２、除電器１３、用紙
カセット１４、用紙１５、給紙ローラ１６、搬送ローラ
１７、レジストローラ１８、従動ローラ１９、転写ロー
ラ２０、シャフト２０ａ、定着器２１、ヒートローラ２
２、加圧ローラ２３、転写バイアス電圧供給電源２４、
クリーニングブレード２５、リカバリーシート２７、開
口部２９は図１と同様のものなので、同一符号を付し、
説明は省略する。２８はリカバリーシート２７に接続さ
れ、リカバリーバイアス電圧を供給するリカバリーバイ
アス電圧供給電源である。 【００６４】次に、図２の電子写真装置について、具体
的な構成、動作等を説明する。 【００６５】図２に示した非磁性一成分現像装置を有す
る電子写真装置において、現像バイアス電圧は直流電圧
−２００Ｖ、交流電圧の振幅４００Ｖ、周波数１ｋＨｚ
とし、リカバリーバイアス電圧は直流電圧−２００Ｖ、
周波数１ｋＨｚとする。図３〜図８に示すように、リカ
バリーバイアス電圧の交流電圧の振幅と現像バイアス電
圧との位相差とを変化させて、低濃度部（画像低濃度部
分）および細線画像の再現性とトナー帯電量の差による
濃度ムラとについて評価した。ここで、感光体１の周速
度であるプロセス速度、現像ローラ５の周速度、トナー
供給ローラ６の周速度は実施の形態１と同様である。 【００６６】リカバリーバイアス電圧を変化させた場合
の評価結果を（表３）に示す。 【００６７】 【表３】【００６８】画質評価は低濃度部と細線画像の再現性や
濃度ムラ発生について行い、画像不良なしを○、画像不
良多少有りを△、画像不良有りを×の三段階評価とし
た。 【００６９】（表３）から明らかなように、現像バイア
ス電圧およびリカバリーバイアス電圧を振動電圧とし、
トナー供給バイアス電圧は現像バイアス電圧と同周波数
で位相差を設けることにより、低濃度部および細線画像
の再現性を向上させることができ、トナー帯電量の差に
よる濃度ムラを解消できることが明らかとなった。これ
は、実施の形態１と全く同様の理由によるものであり、
同様に、位相差が半周期で、現像ローラ５とリカバリー
シート２７との間の振動電圧の振幅が４００Ｖ以上の場
合に画像不良を防止できる。 【００７０】図２に示した非磁性一成分現像装置を用い
た電子写真装置において、現像バイアス電圧およびリカ
バリーバイアス電圧の周波数と現像ローラ５の周速度を
変化させて画像評価を行った。ここで、感光体１の周速
度であるプロセス速度は２００ｍｍ／ｓｅｃ、現像バイ
アス電圧は直流電圧−２００Ｖ、交流電圧の振幅４００
Ｖとし、リカバリーバイアス電圧は直流電圧−２００
Ｖ、交流電圧の振幅４００Ｖとし、感光体１と現像ロー
ラ５との接触幅ｌｄは２ｍｍ、現像ローラ５とリカバリ
ーシート２７との接触幅ｌｒは１ｍｍとした。なお、こ
の場合、現像バイアス電圧とリカバリーバイアス電圧と
の位相差は１／２周期である。 【００７１】評価結果を（表４）に示す。 【００７２】 【表４】 【００７３】画像評価は、振動電圧の周期に起因する濃
度ムラなしを○、濃度ムラ多少有りを△、濃度ムラ有り
を×の三段階評価とした。 【００７４】（表４）の結果から、現像ローラ５の周速
度が３００ｍｍ／ｓｅｃの場合は、ｆ＝３００Ｈｚで周
期的な濃度ムラが目立たなくなり、ｆ＝４００Ｈｚでは
全く発生しなくなった。また、現像ローラ５の周速度が
４００ｍｍ／ｓｅｃの場合は、ｆ＝４００Ｈｚで周期的
な濃度ムラが目立たなくなり、ｆ＝４５０Ｈｚでは全く
発生しなくなった。これは、実施の形態１と同様に、現
像ローラ５がリカバリーシート２７との接触幅ｌｒを通
過する間に振動電圧の周期が１以上ないと、現像ローラ
表面のトナー層に周期的なムラが生じ、濃度ムラが発生
するためである。本実施の形態では、現像ローラ５とリ
カバリーシート２７との接触幅１ｒは１ｍｍであるか
ら、現像ローラ５の周速度３００ｍｍ／ｓｅｃの場合の
周波数ｆの適正値は３００Ｈｚ以上となる。また、感光
体１と現像ローラ５の接触部においても同様の現象が発
生すると考えられるため、感光体１と現像ローラ５の接
触部における適正周波数と、現像ローラ５とトナー供給
ローラ６の接触部における適正周波数を比較し、大きい
周波数以上に設定すればよい。 【００７５】以上のように、現像バイアス電圧とリカバ
リーバイアス電圧の周波数をｆｒ（Ｈｚ）とし、現像ロ
ーラ５については、感光体１との接触幅をｌｄ（ｍｍ）
とし、感光体１との接触部における相対速度をｖｄ（ｍ
ｍ／ｓｅｃ）、リカバリーシート２７との接触幅をｌｒ
（ｍｍ）、周速度をｖｒ（ｍｍ／ｓｅｃ）とした場合、
ｆｒ＞ｖｄ／ｌｄ且つｆｒ＞ｖｒ／ｌｒの関係を有する
ことで、振動電圧の周波数に起因する周期的な濃度ムラ
を防止できることが明らかとなった。なお、実施の形態
１ではトナー供給バイアス電圧を振動電圧とし、実施の
形態２ではリカバリーバイアス電圧を振動電圧とした
が、別の実施の形態として、トナー供給バイアス電圧と
リカバリーバイアス電圧の両方を同条件の振動電圧とし
てもよく、同一の効果を奏する。 【００７６】以上のように本実施の形態によれば、現像
ローラ５に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電
圧供給電源１２と、リカバリーシート２７にリカバリー
バイアス電圧を供給するリカバリーバイアス電圧供給電
源２８とを備え、現像バイアス電圧供給電源１２とリカ
バリーバイアス電圧供給電源２８とは現像バイアス電圧
とリカバリーバイアス電圧とを直流電圧と交流電圧から
成るものとし、リカバリーバイアス電圧供給電源２８
は、リカバリーバイアス電圧の交流電圧を現像バイアス
電圧の交流電圧と同周波数で異なる位相とするようにし
たことにより、現像ローラ５と感光体１との間および現
像ローラ５とリカバリーシート２７との間に振動電界を
発生させ、現像ローラ５表面のトナーの付着力を弱める
ことができるので、低濃度画像や細線画像の再現性を向
上させることができ、トナー帯電量の差による画像濃度
ムラを防止することができる。 【００７７】また、リカバリーバイアス電圧供給電源２
８は、現像バイアス電圧の交流電圧とリカバリーバイア
ス電圧の交流電圧との差である交流差電圧の振幅が４０
０Ｖ以上となるように、リカバリーバイアス電圧の交流
電圧と位相とを設定するようにしたことにより、より効
果的に現像ローラ表面のトナーの付着力を弱めることが
できる。 【００７８】さらに、リカバリーバイアス電圧供給電源
２８は、現像バイアス電圧の交流電圧とリカバリーバイ
アス電圧の交流電圧との位相差を半周期とするようにし
たことにより、より効果的に現像ローラ表面のトナーの
付着力を弱めることができる。 【００７９】さらに、現像バイアス電圧供給電源１２と
リカバリーバイアス電圧供給電源２８とは現像バイアス
電圧の交流電圧とリカバリーバイアス電圧の交流電圧と
の周期をｆｒ（Ｈｚ）とし、現像ローラ５は、感光体１
との接触幅をｌｄ（ｍｍ）とし、感光体１との接触部に
おける相対速度をｖｄ（ｍｍ／ｓｅｃ）、リカバリーシ
ート２７との接触幅をｌｒ（ｍｍ）、周速度をｖｒ（ｍ
ｍ／ｓｅｃ）とした場合、ｆｒ＞ｖｄ／ｌｄ且つｆｒ＞
ｖｒ／ｌｒの関係を有するようにｆｒを設定することに
より、振動電圧の周期が長いことに起因する画像濃度ム
ラを防止することができる。 【００８０】 【００８１】【発明の効果】 以上説明したように本発明の 請求項１に
記載の非磁性一成分現像装置によれば、現像容器の開口
部に回転自在に取り付けられ、非磁性一成分現像剤のト
ナー層を表面に形成し、感光体上の静電潜像を可視像化
する導電性部材の現像ローラと、現像ローラに現像バイ
アス電圧を印加する現像バイアス電圧供給電源と、現像
ローラに接触配置し、現像ローラにトナーを供給する導
電性部材のトナー供給ローラと、トナー供給ローラにト
ナー供給バイアス電圧を印加するトナー供給バイアス電
圧供給電源と、を備えた非磁性一成分現像装置であっ
て、現像バイアス電圧供給電源とトナー供給バイアス電
圧供給電源とは現像バイアス電圧とトナー供給バイアス
電圧とを直流電圧と交流電圧とから成るものとし、トナ
ー供給バイアス電圧供給電源はトナー供給バイアス電圧
の交流電圧を現像バイアス電圧の交流電圧と同周波数で
異なる位相とするとともに、現像バイアス電圧の交流電
圧とトナー供給バイアス電圧の交流電圧との位相差を半
周期とすることにより、現像ローラと感光体との間およ
び現像ローラとトナー供給ローラとの間に所定振幅の振
動電界を発生させることができ、用紙の白地部分にカブ
リを発生させること無く現像ローラ表面のトナーの付着
力を弱めることができるので、低濃度画像や細線画像の
再現性を向上させることができ、トナー帯電量の差によ
る画像濃度ムラを防止することができるという有利な効
果が得られる。 【００８２】 【００８３】 【００８４】 【００８５】 【００８６】 【００８７】

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態１による非磁性一成分接触
現像装置を有する電子写真装置を示す概略断面図 【図２】本発明の実施の形態２による非磁性一成分接触
現像装置を有する電子写真装置を示す概略断面図 【図３】トナー供給バイアス電圧の交流電圧の振幅、現
像バイアス電圧との差（交流差電圧）を示すグラフ 【図４】トナー供給バイアス電圧の交流電圧の振幅、現
像バイアス電圧との差（交流差電圧）を示すグラフ 【図５】トナー供給バイアス電圧の交流電圧の振幅、現
像バイアス電圧との差（交流差電圧）を示すグラフ 【図６】トナー供給バイアス電圧の交流電圧の振幅、現
像バイアス電圧との差（交流差電圧）を示すグラフ 【図７】トナー供給バイアス電圧の交流電圧の振幅、現
像バイアス電圧との差（交流差電圧）を示すグラフ 【図８】トナー供給バイアス電圧の交流電圧の振幅、現
像バイアス電圧との差（交流差電圧）を示すグラフ 【図９】従来の非磁性一成分接触現像装置を有する電子
写真装置を示す概略断面図 【符号の説明】 １ 感光体 ２ 帯電器 ２ａ 帯電線 ２ｂ シールド板 ２ｃ グリッド板 ３ 露光光学系 ４ 露光光線 ５ 現像ローラ ５ａ，６ａ，２０ａ シャフト ６ トナー供給ローラ ７ トナー規制ブレード ７ａ 金属ばね板部材 ７ｂ トナー規制部材 ８ ブレードホルダ ９ 現像容器 １０ トナー １１ トナー攪拌部材 １２ 現像バイアス電圧供給電源 １３ 除電器 １４ 用紙カセット １５ 用紙 １６ 給紙ローラ １７ 搬送ローラ １８ レジストローラ １９ 従動ローラ ２０ 転写ローラ ２１ 定着器 ２２ ヒートローラ ２３ 加圧ローラ ２４ 転写バイアス電圧供給電源 ２５ クリーニングブレード ２６ トナー供給バイアス電圧供給電源 ２７ リカバリーシート ２８ リカバリーバイアス電圧供給電源 ２９ 開口部

───────────────────────────────────────────────────── 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)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】現像容器の開口部に回転自在に取り付けら
   れ、非磁性一成分現像剤のトナー層を表面に形成し、感
   光体上の静電潜像を可視像化する導電性部材の現像ロー
   ラと、前記現像ローラに現像バイアス電圧を印加する現
   像バイアス電圧供給電源と、前記現像ローラに接触配置
   し、前記現像ローラにトナーを供給する導電性部材のト
   ナー供給ローラと、前記トナー供給ローラにトナー供給
   バイアス電圧を印加するトナー供給バイアス電圧供給電
   源と、を備えた非磁性一成分現像装置であって、前記現
   像バイアス電圧供給電源と前記トナー供給バイアス電圧
   供給電源とは前記現像バイアス電圧と前記トナー供給バ
   イアス電圧とを直流電圧と交流電圧とから成るものと
   し、前記トナー供給バイアス電圧供給電源は前記トナー
   供給バイアス電圧の交流電圧を前記現像バイアス電圧の
   交流電圧と同周波数で異なる位相とするとともに、前記
   現像バイアス電圧の交流電圧と前記トナー供給バイアス
   電圧の交流電圧との位相差を半周期とすることを特徴と
   する非磁性一成分現像装置。