JP4731731B2

JP4731731B2 - 現像装置及び画像形成装置

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Publication number: JP4731731B2
Application number: JP2001169634A
Authority: JP
Inventors: 弘一郎高島; 和則橋本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2021-06-05
Also published as: JP2002365904A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真感光体や静電記録誘導体等の潜像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置、及び該現像装置が備えられた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の、電子写真方式の画像形成装置或いは静電記録装置等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写装置や画像記録装置、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置においては、電子写真感光体や静電記録誘電体等の潜像担持体上に形成した静電潜像を、現像装置により現像して現像剤像（トナー像）として可視化している。このような現像装置のひとつとして、現像剤として非磁性トナーの現像剤を使用した現像装置が種々発案され、また実用化されている。
【０００３】
例えば、特開昭５４−４３０３８号に示されているように、現像剤担持体としての現像スリーブの表面に現像剤規制部材としてのゴムまたは金属製の現像ブレードを当接させ、この現像ブレードと現像スリーブとの当接部の間を、非磁性トナーを通過させて規制することにより、現像スリーブ上にトナーの薄層を形成し、且つ当接部での摩擦によりトナーに十分な摩擦帯電電荷を付与させる現像装置がある。
【０００４】
上記の非磁性トナーを使用する現像装置は、現像スリーブ上にトナーを供給するトナー供給部材が別途必要となる。なぜならば、磁性トナーの場合は、現像スリーブ内の磁石の磁力により現像スリーブ上にトナーを供給することができるが、非磁性トナーの場合には磁力によるトナーの供給が行えないためである。
【０００５】
すなわち、図１１に示すように、非磁性一成分現像装置は非磁性トナー１５を収容した現像容器１６の開口部に現像剤スリーブ１１と現像ブレード１２を有し、現像容器１６内に、現像スリーブ１１の回転方向で現像ブレード１２よりも上流側の位置で現像スリーブ１１に当接するトナー供給ローラ１４を配置し、これをＤ方向に回転する現像スリーブ１１に対してＥ方向（対向部が逆方向に移動する向き）に回転することにより、非磁性トナー１５を現像スリーブ１１上に供給して担持させるものである。
【０００６】
現像スリーブ１１上に担持されたトナー１５は、その後、現像スリーブ１１の回転にともない現像ブレード１２との当接部へ送られ、そこで薄層化された後、感光ドラム２１と対向された現像部に搬送され、感光ドラム２１上の静電潜像の現像に供される。現像スリーブ１１上に供されずに残存したトナー１５は、現像スリーブ１１により現像容器１６内に戻され、トナー供給ローラ１４により現像スリーブ１１の表面から剥ぎ取られた後、再びトナー供給ローラ１４による現像スリーブ１１への供給が繰り返される。
【０００７】
又、トナー１５により効率的に電荷を与える方法として、トナー母粒子に帯電補助剤を外添する方法があり、帯電補助剤としてはトナー母粒子と帯電系列で同極性の微粒子と、更に、トナー母粒子と同極性の微粒子をより帯電させるため、トナー母粒子と逆極性の微粒子が用いられる。この作用が効果的に行われるためには粒子径が、トナー母粒子＞トナー母粒子と逆極性の微粒子＞トナー母粒子と同極性の微粒子の順であることが望ましい。このように２種類以上の微粒子をトナー母粒子に外添してトナーの帯電を活性化させる方法は、一般的に適用されている。
【０００８】
近年、画像をデジタル化して扱うコンピュータなどでの画像の需要が増し、これにともないより高精細、高品位な画像が要求され、更にはより低価格な画像形成装置が求められている。
【０００９】
このような要求に応えるために、現像ブレード１２の材質としては加工が比較的困難で高価なゴム製品よりも加工の容易で安価な金属性薄板を使用することが望ましく、これにより画像形成装置の低価格と高画質の両立が図れる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１１のように現像ブレード１２に金属性薄板を使用して、現像ブレード１２と現像スリーブ１１を同電位にして、上記現像操作を多数回繰り返した場合、現像ブレード１２と現像スリーブ１１の当接するニップ部分において、トナー１５が現像ブレード１２に固着してしまい、これにより現像スリーブ１１上の長手方向に均一なトナーコーティングを阻害し、画像としては縦スジ状の欠陥が発生してしまった。
【００１１】
又、図１のように現像ブレード１２上のトナー固着をなくすべく現像ブレード１２を電圧印加手段であるバイアス電源３２に接続し、現像スリーブ１１を現像バイアスを印加するためのバイアス電源３１に接続して、現像ブレード１２と現像スリーブ１１に電位差を設けた結果、現像ブレード１２上の固着はなくなったが、今度は現像スリーブ１１上にトナー固着が発生し、現像スリーブ周期の濃度ムラが発生した。
【００１２】
従って、本発明の目的は、導電性現像剤規制部材と現像剤担持体上にトナーの固着が発生することなく、現像剤担持体上のトナー薄層形成を安定化して、画像上の縦スジや濃度ムラ等の画像不良を回避し、画像形成を良好に行うことができる現像装置及び画像形成装置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、及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、第１の本発明は、現像剤と、該現像剤を担持して搬送する回転可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体に当接して該現像剤担持体上の前記現像剤の層厚を規制する導電性現像剤規制部材と、非画像形成時に、回転する前記現像剤担持体と前記導電性現像剤規制部材との間に交番電界を発生させる電圧印加手段と、前記現像剤担持体の回転数を検知する回転数検知手段と、を有し、前記現像剤担持体に搬送された前記現像剤にて、像担持体に形成された静電潜像を現像して、前記像担持体上に現像剤像を形成する現像装置において、
前記電圧印加手段は、前記回転数検知手段にて検知した前記現像剤担持体の回転数が所定数を超えると、前記現像剤担持体と前記導電性現像剤規制部材の間の交番電界の発生を停止することを特徴とする現像装置である。
【００１４】
第２の本発明は、現像剤と、該現像剤を担持して搬送する回転可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体に当接して該現像剤担持体上の前記現像剤の層厚を規制する導電性現像剤規制部材と、非画像形成時に、回転する前記現像剤担持体と前記導電性現像剤規制部材との間に交番電界を発生させる電圧印加手段と、現像装置内部若しくは外部周囲の環境の湿度を検知する湿度検知手段と、を有し、前記現像剤担持体に搬送された前記現像剤にて、像担持体に形成された静電潜像を現像して、前記像担持体上に現像剤像を形成する現像装置において、
前記電圧印加手段は、前記湿度検知手段にて検知した湿度が所定の湿度を超えると、前記現像剤担持体と前記導電性現像剤規制部材の間の交番電界の発生を停止することを特徴とする現像装置である。
【００１５】
第３の本発明は、像担持体と、該像担持体上に形成された現像剤にて静電潜像を現像する現像装置を有する画像形成装置において、
前記現像装置が、前記現像剤と、該現像剤を担持して搬送する回転可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体に当接して該現像剤担持体上の前記現像剤の層厚を規制する導電性現像剤規制部材と、非画像形成時に、回転する前記現像剤担持体と前記導電性現像剤規制部材との間に交番電界を発生させる電圧印加手段と、前記現像剤担持体の回転数を検知する回転数検知手段と、を有し、
前記電圧印加手段は、前記回転数検知手段にて検知する前記現像剤担持体の回転数が所定数を超えると、前記現像剤担持体と前記導電性現像剤規制部材の間の交番電界の発生を停止することを特徴とする画像形成装置である。
【００１６】
第４の本発明は、像担持体と、該像担持体上に形成された現像剤にて静電潜像を現像する現像装置を有する画像形成装置において、
前記現像装置が、前記現像剤と、該現像剤を担持して搬送する回転可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体に当接して該現像剤担持体上の前記現像剤の層厚を規制する導電性現像剤規制部材と、非画像形成時に、回転する前記現像剤担持体と前記導電性現像剤規制部材との間に交番電界を発生させる電圧印加手段と、現像装置内部若しくは外部周囲の環境の湿度を検知する湿度検知手段と、を有し、
前記電圧印加手段は、前記湿度検知手段にて検知する湿度が所定の湿度を超えると、前記現像剤担持体と前記導電性現像剤規制部材の間の交番電界の発生を停止することを特徴とする画像形成装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る現像装置、及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１８】
実施例１
図２は、本発明の画像形成装置の構成の一実施例を示す。画像形成装置は、矢印Ａの方向に回転する像担持体としての感光ドラム２１を有し、感光ドラム２１の周りに設置された矢印Ｂの方向（感光ドラム２１に従動）に回転する帯電ローラ２２に、不図示の電源装置によって帯電バイアスが印加され、感光ドラム２１表面を帯電する。感光ドラム２１の帯電した表面には、露光装置２３からの光Ｌによって、静電潜像を形成し、現像装置２４によって静電潜像が現像され、感光ドラム２１上に現像剤像（トナー像）が形成される。
【００１９】
こうして形成された感光ドラム２１表面のトナー像は転写手段の転写ローラ２５によって転写材２６に転写される。転写材２６に転写されずに感光ドラム２１表面に残ったトナーは、クリーニング装置２７によって回収され、感光ドラム２１表面が清掃される。
【００２０】
表面にトナー像が転写された転写材２６は、定着装置２８に搬送され、定着装置２８にて表面のトナー像が定着され、装置外部に排出される。
【００２１】
尚、本発明が具体化される画像形成装置としては、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の、電子写真方式の画像形成装置或いは静電記録装置がある。
【００２２】
次に、図２の画像形成装置に現像装置２４として設けられている本発明の現像装置について、図１を用いて説明する。本実施例では現像剤は非磁性一成分トナーを用いた。
【００２３】
現像剤担持体としての現像スリーブ１１は、感光ドラム２１に対向して、矢印Ｄの方向（対向部が感光ドラム２１と同方向に移動する向き）に回転している。現像スリーブ１１は、感光ドラム２１に接触しているが、この場合、非接触でもかまわない。現像スリーブ１１には、電源装置３１によって所定の現像バイアスが印加されている。本実施例の現像スリーブ１１は、基層にウレタンゴム、表層にシリコン粒子を含有したウレタンゴムによって構成され、ローラ抵抗が５×１０³〜２×１０⁷Ωである弾性ゴムローラである。尚、この場合のローラ抵抗は、測定法として、まず現像スリーブを回転可能な円筒形の電極に当接させ、電源装置と現像スリーブ軸部分を接続し、円筒形電極を間に電流値測定装置を中継させてアースに接続し、次に、現像スリーブ軸部分の片側に５００ｇ重ずつ荷重しながら、現像スリーブを６０ｒｐｍで回転させ、現像スリーブ軸部分から５０Ｖ印加して電流値を読み取って、測定されたものである。この場合、現像スリーブ１１は弾性を有していれば、材質はいかなるものでもかまわないし、抵抗は上記範囲に限定するものではない。
【００２４】
又、現像剤規制部材としての現像ブレード１２は、現像スリーブ１１上のトナー層を最適な層厚に規制および帯電付与し、更に、現像ブレード１２には電源装置３２によって所定のブレードバイアスが印加されている。本実施例の現像ブレード１２はＳＵＳ製の導電性現像剤規制部材（ストレートブレード）とした。又、現像ブレード１２は導電性と弾性を有すればいかなるものでもよい。
【００２５】
トナー供給ローラ１４は、現像容器１６内で現像スリーブ１１に対向しており、現像スリーブ１１上にトナー１５を供給する方向である矢印Ｅ（対向部が感光ドラム２１と逆方向に移動する向き）の方向に回転している。本実施例では、トナー供給ローラ１４はウレタンスポンジローラを使用している。トナー供給ローラ１４は材質としては弾性を有していればいかなるものでもよく、形状はスポンジあるいはファーブラシ構造であると、トナーの供給又は未現像トナーの剥ぎ取りに効果的である。
【００２６】
又、従来例で述べたように、トナー１５により効率的に電荷を与える方法として、トナー母粒子に帯電補助剤を外添する方法がある。帯電補助剤としてはトナー母粒子と帯電系列で同極性の微粒子と、更に、トナー母粒子と同極性の微粒子をより帯電させるため、トナー母粒子と逆極性の微粒子が用いられる。
【００２７】
本実施例で用いたトナー１５は非磁性一成分トナーであり、トナー母粒子は負帯電性を有し、重量平均径７．１μｍである。本実施例において母粒子は混濁重合法によって得られた球形トナーを用いているが、その作製方法は粉砕法などでもよいし、また、形状もいかなるものでもかまわない。重量部で母粒子１００部に、一次粒子の平均径が１０ｎｍの疎水性シリカ微粒子１部、一次粒子の平均径が０．４μｍの表面処理した酸化マグネシウム化合物微粒子０．５部をヘンシェルミキサーにて外添してトナーを得た。
【００２８】
ここで、疎水性シリカ微粒子と、表面処理した酸化マグネシウム化合物微粒子のトナー母粒子に対する摩擦帯電列の序列を、図３の摩擦帯電量測定装置２００にて測定した。
【００２９】
図３に摩擦帯電量測定装置２００の概略図を示す。装置は水平に対して６０°に傾斜させた部分を有する支持台２０１と、支持台２０１の上方に設けられた、測定用の接触粉２０２を収納する接触粉収納部材２０３と、支持台２０１の傾斜部分に支持された測定物支持板２０４と、測定物支持板２０４上に供給された接触粉２０２を回収する、支持台２０１の下方に設けられた回収容器２０５と、測定物支持板２０４と接続されたエレクトロメーター２０６（ＫＥＩＴＨＬＥＹ社製モデル６５１４）と、から構成され、測定物支持板２０４上に塗布された被測定物２０７に接触粉収納部材２０３から接触粉２０２を流し込み、摩擦により発生する電荷量をエレクトロメーター２０６に表示するものである。
【００３０】
本発明におけるトナー１５母粒子に対する外添剤である疎水性シリカ微粒子と表面処理した酸化マグネシウム化合物微粒子の帯電列特性の評価方法を説明すると、厚さ１ｍｍのステンレス板である測定物支持板２０４に、トナー母粒子を溶剤中に溶解したものを非測定物２０７として浸漬塗布し、乾燥させて試料とした。他方の試料として接触粉２０２に、疎水性シリカ微粒子、表面処理した酸化マグネシウム化合物微粒子それぞれ別に測定物支持板２０４に流し、トナー母粒子に対する疎水性シリカ微粒子と表面処理した酸化マグネシウム化合物微粒子の摩擦帯電列の測定を行った。
【００３１】
その結果、トナー母粒子に対して、疎水性シリカ微粒子はトナー母粒子と帯電系列で同極性のネガ極性を、表面処理した酸化マグネシウム化合物微粒子はトナー母粒子と帯電系列で逆極性のポジ極性を持っていることが分かった。
【００３２】
つまり、本実施例のトナー１５は、重量平均径７．１μｍの母粒子に対して、母粒子と同極性のネガ極性を示す平均径１０ｎｍの疎水性シリカ微粒子が１部、母粒子と逆極性のポジ極性を示す平均径０．４μｍの酸化マグネシウム化合物を０．５部含む。従って、本実施例にて用いられるトナー１５は、従来例で説明した、粒子径が、トナー母粒子＞トナー母粒子と逆極性の微粒子＞トナー母粒子と同極性の微粒子の順になった、効率的に電荷が与えられるトナーであることが分かる。
【００３３】
ここで、本発明の現像装置の特徴部分である現像ブレードに印加するブレードバイアスについて説明する。尚、ここでは、ブレードバイアスとは、現像ブレード電位−現像スリーブ電位を意味する。
【００３４】
従来の図１１に示す現像装置、或いは、図１に示す現像装置にてブレードバイアスをかけない場合においては、表１に示すように、トナーの固着の現象は、低温低湿度（１５℃／１０％）環境下でトナー帯電量が比較的大きい状況で発生していることがわかっている。このトナーの固着の原因としては、鏡映力によりトナーが導電性の現像ブレードへひきつけられるため、と考えられる。
【００３５】
【表１】

【００３６】
又、ブレードバイアスをかけない時、トナー１５と現像ブレード１２との摩擦やトナー１５と現像スリーブ１２の摩擦によって生じた電荷は、図１、図４のような回路において、電圧印加手段であるブレードバイアス電源装置３２から現像ブレード１２へ電流Ｉとして流れている。
【００３７】
ここで、図１の現像装置２４に接続された回路のうち、このブレードバイアス電源３２と現像ブレード１２との間に電流測定装置４１を設けた、図４のような構成の回路を用い、低温低湿環境（１５℃／１０％）、プリント枚数３０００枚の状態で、ブレードバイアスを変化させながら回路に流れる電流値を電流測定装置４１で測定して、電流の向きをブレードバイアス電源３２から現像ブレード１２へ流れるＩとすると、図５のような電流値のプロフィールが得られる。
【００３８】
図５において、ブレードバイアスが所定の電位Ａ（本実施例では約−１００Ｖ）においては、摩擦帯電によって生じる電荷が少ないため、電流値も小さくなっている。このことから、トナー１５の帯電量がブレードバイアスＡにおいて極小であると考えられる。
【００３９】
ここで、実際に、ブレードバイアスを変化させた時のトナー１５の帯電量を測定してみた。その結果、図６のプロフィールが得られた。ブレードバイアスをトナー母粒子の帯電極性と同方向に（本実施例においてはマイナス方向）高くしていくと、図５にて電流値が極小になったブレードバイアスの所定の電位Ａで、急激にトナー帯電量が低下した。そして、電位Ａを臨界点として、トナー母粒子の帯電極性と同方向にブレードバイアスを上げても、トナー帯電量はそれほど変化しなかった。これは前述の考察を裏付けるものとなった。
【００４０】
よって、ブレードバイアスをトナー母粒子の帯電極性と同方向に所定の電位Ａ以上に高くすることで、トナー１５の帯電量を小さくすることが可能であることが明らかである。
【００４１】
しかし、ブレードバイアスの効果が小さいトナーがあることも追記する。例えばトナー母粒子と同極性の疎水性シリカ微粒子だけを外添した系における、ブレードバイアスに対する現像ブレードに流れる電流値を図７に示し、ブレードバイアスに対するトナー帯電量を図８に示す。
【００４２】
図７においては、図５に示した所定の電位Ａのような、電流値が低くなる所定の電位が存在しない。よって、図８が示すように、ブレードバイアスを変化させても、トナー帯電量はほぼ一定の値（−６０μＣ／ｇ）を示した。又、トナー母粒子と逆極性の表面処理した酸化マグネシウム化合物のみ外添したトナーにおいても図７、図８で示したものと同様の結果が得られた。
【００４３】
このように、トナーがトナー母粒子と帯電極性の同じ微粒子とトナー母粒子と帯電極性の異なる微粒子とが、少なくともそれぞれ１種ずつ外添されている状態でなければ、図６のようなプロフィールは得られず、又ブレードバイアスの効果も小さいことが明らかである。
【００４４】
従って、本実施例のように、重量平均径７．１μｍの母粒子に対して、母粒子の帯電極性と同極性であるネガ極性を示す平均径１０ｎｍの疎水性シリカ微粒子が１部、母粒子の帯電極性と逆極性であるポジ極性を示す平均径０．４μｍの酸化マグネシウム化合物を０．５部含むトナー１５を使用した現像装置２４においては、ブレードバイアスＡが帯電量が低くなる極値として定められるため、ブレードバイアスとして、現像ブレード１２に、電位Ａよりトナー１５の帯電極性と同方向に高いバイアスをかけることで、安定してブレードバイアスの効果を得ることが可能になる。
【００４５】
実際に、本実施例のトナー１５に対してブレードバイアスＡを印加しながら現像動作を多数回繰り返してみた。
【００４６】
ここでブレードバイアスＡより高いと考えられる電位のブレードバイアス（＝−２００Ｖ）を、図１の現像装置の電源装置３２によって現像ブレード１２に印加して現像動作を多数回繰り返した。その結果、現像ブレード１２上のトナー１５の固着はなくなり、画像としては縦スジがなくなった。
【００４７】
しかし、現像ブレード１２上のトナー１５の固着は抑制できたが、今度は現像スリーブ１１上にトナー１５が固着してしまい、画像としては現像スリーブピッチの濃度ムラが発生した。
【００４８】
この結果から、ブレードバイアスの効果によってトナー１５の帯電量を小さくすることで鏡映力を小さくすることには成功したが、別にブレードバイアスの電界の効果により、トナー１５が現像スリーブ１１に向かう力を強め、現像スリーブ１１上のトナー１５の固着を招いたと考察した。
【００４９】
以上に考察した結果、本発明においては、現像ブレード１２、現像スリーブ１１両者のトナーの固着を防ぐために、電源装置３２は、ブレードバイアスとして交番電界を発生することにする。
【００５０】
又、現像動作中に現像ブレードに交番電界を印加すると、現像スリーブ上のトナーコートが不安定となるため、ブレードバイアスは現像動作以外、つまり非画像形成中に印加する。
【００５１】
ここで、図１の構成の、以下の現像装置Ａ、Ｂ、Ｃにおいて、ブレードバイアスのかけ方を変えて、環境温度１５℃及び湿度１０％の環境下で、現像動作を多数繰り返した時の縦スジ、画像ムラの状態を比較し、その結果を表２に示した。
【００５２】
現像装置Ａはブレードバイアスを全くかけない現像装置であり、現像装置Ｂは、ブレードバイアスを−２００Ｖ、５秒間をプリント枚数５０枚ごとにかける現像装置であり、現像装置Ｃは本発明の一実施例である、電源装置３２によって現像スリーブ１１に対して矩形波の交番電界を発するブレードバイアスを現像スリーブに対して±２００Ｖ、１０Ｈｚ、５秒間をプリント枚数５０枚ごとに行う現像装置である。
【００５３】
【表２】

【００５４】
表２より明らかなように、ブレードバイアスを印加しない現像装置Ａを用いたものは、２０００枚印刷したら、記録紙に現像スリーブ１２のトナー融着による縦スジが発生し、又、直流によるブレードバイアス−２００Ｖの現像装置Ｂにおいては、縦スジは発生しなかったが、４０００枚を超えたら、現像スリーブ１１のトナー融着による画像の濃度ムラが生じた。
【００５５】
それに対して、現像装置Ｃにおいては、現像スリーブに当接しトナーを規制する導電性現像ブレード（ＳＵＳ製）と、現像スリーブと現像ブレードとの間に交番電界を現像スリーブに対して±２００Ｖ、１０Ｈｚ、現像動作後に１秒間、現像スリーブを回転させながら発生させることでプリント枚数１００００枚において縦スジと現像スリーブ周期濃度ムラのない画像形成を可能とした。
【００５６】
以上により、非画像形成時に、電源装置３２よりブレードバイアスを印加し、回転する現像スリーブと現像ブレードとの間に交番電界を発生させることで、現像スリーブのトナー融着による画像上の縦スジ、及び、現像ブレードのトナー融着による画像上の濃度ムラが回避でき、又、トナー母粒子と帯電極性の同じ微粒子のうちの少なくとも１種類と、トナー母粒子と帯電極性の異なる微粒子のうちの少なくとも１種類と、が外添されているトナーを用いることで、これらの効果が強化された。
【００５７】
又、本実施例においては、ブレードバイアスの仕様については、現像スリーブ１１に対して絶対値で５００Ｖ以下であればよく、絶対値５００Ｖ以上のときは現像ブレード１２からの放電が始まり、トナーコートが不安定となる。尚、バイアスの大きさは画像形成装置の種類や設定に応じて、適宜調整する。
【００５８】
周波数は１０Ｈｚに限るものではなく、何Ｈｚでもよく、ブレードバイアス印加時間は長いほど効果的である。ブレードバイアスを行うタイミングについては、現像動作後に限らず現像動作前でもよく、また、現像動作を数回繰り返した後、定期的にブレードバイアスを行う場合でも効果は得られる。
【００５９】
尚、本実施例においては、トナーとして負極性のものを例にあげたが、正極性のものを用いた場合は本実施例に説明した、電圧印加手段のブレードバイアスの極性を反転させたり、トナーの外添剤として以上に説明したものの極性を反転させたものを用いれば同様に効果があることも言うまでもない。
【００６０】
実施例２
実施例１において縦スジの発生は抑制できたが、表１に示されるような高温高湿（３０℃／８０％）環境や、あるいは表２のようなプリント枚数６０００枚以降でトナー帯電量が小さくなってしまう状況では、交番電界の影響で現像ブレードが微小に振動していることから、帯電量の小さいトナーは現像スリーブ上に保持されずに飛散してしまう。
【００６１】
従って、本実施例では、実施例１の現像装置に加えて以下の２種類の機構を備えた現像装置を用いて現像動作を多数回行った。
【００６２】
図９にて示されるように、現像装置内に現像スリーブ１１の回転数をカウントする回転数検知手段であるカウント装置９１を備え、プリント枚数が６０００枚となる現像スリーブ１１の回転数に達したらカウント装置９１から電気信号を発して電源装置３２による交番電界の発生を停止させる。
【００６３】
この場合、カウント装置９１は現像装置内部に限らず、画像形成装置に備わっていても、現像スリーブ１１の回転数がモニターできればかまわない。本実施例ではプリント枚数６０００枚で交番電界を停止させたが、この値はトナー１５の性質によって適宜変える必要があり、本実施例では表２からトナー帯電量が４０μＣ／ｇ以下になる値とした。
【００６４】
又、他の例としては、図１０に示すように、現像装置２６内に湿度検知手段である湿度センサー９２を備え、湿度５０％以上になった場合、湿度センサー９２から電気信号を発して電源装置３２による交番電界の発生を停止させる方法がある。
【００６５】
この場合、湿度センサー９２は現像装置内に限らず、現像装置が組み込まれている画像形成装置に備わっていてもよい。湿度を検知、測定する手段は湿度センサーに限らず、いかなる方式をとってもかまわない。本実施例では湿度５０％で交番電界を停止させたが、この値はトナー１５の性質によって適宜変える必要があり、本実施例では表１からトナー帯電量が４０μＣ／ｇ以下になる値とした。
【００６６】
以上のように実施例１の現像装置に対して、現像スリーブの回転数がプリント枚数６０００枚に相当する回転数を超えると交番電界が停止する機構や、現像装置内の湿度が５０％を超えると交番電界が停止する機構を加えることで、プリント枚数１００００枚において縦スジと現像スリーブ周期濃度ムラのない、またトナーの飛散が起きない画像形成を可能にした。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の現像装置及び画像形成装置は、トナーを担持して搬送する回転可能な現像剤担持体と、現像剤担持体に当接しトナーを規制する導電性現像剤規制部材と、現像剤担持体と導電性現像剤規制部材との間に電界を発生させる電圧印加手段と、を有し、非画像形成時に、現像剤担持体を回転させながら電圧印加手段を用いて現像剤担持体と導電性現像剤規制部材との間に交番電界を発生させるので、現像剤担持体と現像剤規制部材にトナーが固着することを防ぎ、形成した画像上の縦スジや濃度ムラ等の不良が回避できた。
【００６８】
更に、本発明の現像装置及び画像形成装置によれば、現像剤担持体の回転数を検知する回転数検知手段を設けることによって、現像剤担持体の回転数が一定数を超えると、電圧印加手段は、現像剤担持体と導電性現像剤規制部材との間の交番電界の発生を停止し、又、現像装置内もしくは現像装置周囲の環境の湿度を検知する湿度検知手段を設けることによって、ある湿度を超えると電圧印加手段が現像剤担持体と導電性現像剤規制部材との間の交番電界の発生を停止するので、現像剤規制部材と現像剤担持体にトナーが固着することを防ぎつつ、トナーの飛散を防げる。
【００６９】
加えて、本発明は、トナー母粒子と帯電極性の同じ微粒子とトナー母粒子と帯電極性の異なる微粒子が少なくとも１種ずつ外添されているトナーを用いることで、ブレードバイアスが効果的に働く。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の現像装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図３】トナー帯電量測定方法を示す説明図である。
【図４】ブレードバイアスによる電流を測定する電流測定装置および現像装置を示す概略構成図である。
【図５】ブレードバイアスと電流測定装置に流れる電流の関係を示すグラフである。
【図６】ブレードバイアスとトナー帯電量の関係を示すグラフである。
【図７】ブレードバイアスと電流測定装置に流れる電流の関係を示すグラフである。
【図８】ブレードバイアスとトナー帯電量の関係を示すグラフである。
【図９】本発明の他の例の現像装置を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の他の例の現像装置を示す概略構成図である。
【図１１】従来の現像装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１１現像ブレード（導電性現像剤規制部材）
１２現像スリーブ（現像剤担持体）
１４トナー供給ローラ
１５トナー（現像剤）
２１感光ドラム（像担持体）
３１現像バイアス電源装置
３２ブレードバイアス電源装置（電圧印加手段）
４１電流測定装置
９１回転数カウント装置（回転数検知手段）
９２湿度センサー（湿度検知手段）
２００摩擦帯電量測定装置

Claims

現像剤と、該現像剤を担持して搬送する回転可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体に当接して該現像剤担持体上の前記現像剤の層厚を規制する導電性現像剤規制部材と、非画像形成時に、回転する前記現像剤担持体と前記導電性現像剤規制部材との間に交番電界を発生させる電圧印加手段と、前記現像剤担持体の回転数を検知する回転数検知手段と、を有し、前記現像剤担持体に搬送された前記現像剤にて、像担持体に形成された静電潜像を現像して、前記像担持体上に現像剤像を形成する現像装置において、
前記電圧印加手段は、前記回転数検知手段にて検知した前記現像剤担持体の回転数が所定数を超えると、前記現像剤担持体と前記導電性現像剤規制部材の間の交番電界の発生を停止することを特徴とする現像装置。
現像剤と、該現像剤を担持して搬送する回転可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体に当接して該現像剤担持体上の前記現像剤の層厚を規制する導電性現像剤規制部材と、非画像形成時に、回転する前記現像剤担持体と前記導電性現像剤規制部材との間に交番電界を発生させる電圧印加手段と、現像装置内部若しくは外部周囲の環境の湿度を検知する湿度検知手段と、を有し、前記現像剤担持体に搬送された前記現像剤にて、像担持体に形成された静電潜像を現像して、前記像担持体上に現像剤像を形成する現像装置において、
前記電圧印加手段は、前記湿度検知手段にて検知した湿度が所定の湿度を超えると、前記現像剤担持体と前記導電性現像剤規制部材の間の交番電界の発生を停止することを特徴とする現像装置。
前記現像剤には、現像剤母粒子と帯電極性の同じ微粒子のうちの少なくとも１種類と、現像剤母粒子と帯電極性の異なる微粒子のうちの少なくとも１種類と、が外添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。
像担持体と、該像担持体上に形成された現像剤にて静電潜像を現像する現像装置を有する画像形成装置において、
前記現像装置が、前記現像剤と、該現像剤を担持して搬送する回転可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体に当接して該現像剤担持体上の前記現像剤の層厚を規制する導電性現像剤規制部材と、非画像形成時に、回転する前記現像剤担持体と前記導電性現像剤規制部材との間に交番電界を発生させる電圧印加手段と、前記現像剤担持体の回転数を検知する回転数検知手段と、を有し、
前記電圧印加手段は、前記回転数検知手段にて検知する前記現像剤担持体の回転数が所定数を超えると、前記現像剤担持体と前記導電性現像剤規制部材の間の交番電界の発生を停止することを特徴とする画像形成装置。
像担持体と、該像担持体上に形成された現像剤にて静電潜像を現像する現像装置を有する画像形成装置において、
前記現像装置が、前記現像剤と、該現像剤を担持して搬送する回転可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体に当接して該現像剤担持体上の前記現像剤の層厚を規制する導電性現像剤規制部材と、非画像形成時に、回転する前記現像剤担持体と前記導電性現像剤規制部材との間に交番電界を発生させる電圧印加手段と、現像装置内部若しくは外部周囲の環境の湿度を検知する湿度検知手段と、を有し、
前記電圧印加手段は、前記湿度検知手段にて検知する湿度が所定の湿度を超えると、前記現像剤担持体と前記導電性現像剤規制部材の間の交番電界の発生を停止することを特徴とする画像形成装置。
前記現像剤には、現像剤母粒子と帯電極性の同じ微粒子と現像剤母粒子と帯電極性の異なる微粒子が少なくとも１種ずつ外添されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。