JPH037972A

JPH037972A - 現像クリーニング方法

Info

Publication number: JPH037972A
Application number: JP2058866A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Hosoya; 雅弘細矢; Mitsunaga Saitou; 三長斉藤; Yoshimitsu Otaka; 善光大高; Mitsuharu Endo; 光治遠藤; Yukio Nimata; 幸男二俣
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 1989-03-10
Filing date: 1990-03-09
Publication date: 1991-01-16
Anticipated expiration: 2013-06-18
Also published as: JP2766367B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は電子写真装置や静電記録装置において、現像
と同時にクリーニングを行う現像クリーニグ方法の改良
に関する。

（従来の技術）電子写真装置や静電記録装置など所定の潜像（画像）を
画（象化する装置においては、たとえば第３図にその構
成の概要を断面的に示すような装置か一般的に使用され
ている。すなわち、潜像保持体（感光体ドラム）１と、
この感光体ドラム１の周囲に配設された帯電装置２．露
光装置３．現像装置４．転写装置５およびクリーニング
ブレードＧａを備えたクリーニング装置６とを有する装
置が通常使用されている。しかして、この装置において
は、感光体ドラム１面に帯電装置２によって所要の帯電
を行い、この帯電領域に対し露光装置３にて選択的露光
を行い所要の潜像を形成する。

次いで現像装置４にて前記形成した所要の潜像領域にト
ナーを選択的に付着させ（トナー像形成）た後、このト
ナー像を転写装置５において転写紙７に転写させ、感光
体ドラム１面に残存付着しているトナーをクリーニング
装置６のクリーニングブレード６ａにて除去している。

しかしながら、上記装置にあっては、現像装置４とは別
にこれとほぼ対向する位置にクリーニング装置６を配設
しなければならない。このため、所要の画像形成に要す
る帯電装置２．露光装置３゜転写装置５など他の装置の
配設位置にも制約が生じ、設計上の自由度が低下する。

一方、クリーニング時、クリーニングブレード６ａの摺
接により感光体ドラム１表面が摩耗され特性の劣化ない
し寿命が低下されると言う不都合がある。

また、帯電装置２にあっては、電荷付与時にオゾン生成
物が発生し、これにより負極性オーガニックホトコンダ
クタ（以下ＯＰＣと称する）などが劣化する。したがっ
て、必要以上に発生したオゾン生成物を即時に排気しな
ければならないが、その排気経路がクリーニング装置６
によって阻止されてしまうと言う問題がある。

さらに、前記クリーニング装置６内に回収されたトナー
を適宜廃棄しなければならずメンテナンスが煩雑になる
とともに、周辺の汚損を招くと言う問題もある。

こうした問題に対応して、（ａ）前記現像装置４によっ
て感光体ドラム１の１回転目に所要の現像を行い、２回
転目に同じ現像装置４によりクリニツクを行うと言う専
用のクリーニング装置不要な装置ないし手段も開発され
ている。

また、（ｂ）トナーおよびキャリアから成る二成分系現
像剤を用い同一の現像装置により、現像工程とクリーニ
ング工程とを同時に行う方式ないし装置も知られている
（特開昭５９−１３３５７３号公報特開昭５９−１５７
６６１号公報）。

さらに、（ｃ）上記二成分系現像剤を用い、同時に所要
の現像およびクリーニングを行う手段。

方式の改善策として、一成分系現像剤を用いることも提
案されている（特開昭８２−２０３１８２号公報）。

（発明が解決しようとする課８）しかし、上記（ａ）〜（Ｃ）の各手段ないし方法には、
実用上次のような問題がある。

先ず、（ａ）の場合は専用のクリーニング装置は不要と
なるが現像工程とクリーニング工程とが別々に行われる
ため、形成しようとする画像長さよりも長い感光体ドラ
ム１周長を必要とし、感光体ドラム１ひいては装置全体
の大型化が避けられない（小形化＠ｉ）。

また、（ｂ）の場合は、現像剤としてトナーおよびキャ
リアから成る二成分系現像剤を用い所要の現像およびク
リーニングを行うため、現像装置が大型化するとともに
重量も重くなるばかりでなくく二成分系現像剤の混合比
を厳密に管理する必要があり、キャリアの劣化に伴い現
像剤の交換（メンテナンス）も要するなどコスト高を招
くと言う不都合がある。また残留トナーの回収を確実に
行わせようとして、感光体ドラムの未露光部と現像ロー
ラ間の電位差を糸り大きくすると、前記キャリアがトナ
ーと逆極性の電荷を有しているため、現像ローラ上から
感光体ドラム側に吸引され易い。さらに、キャリアの抵
抗がトナーよりも低いため、高電界によりキャリアにト
ナーと逆極性の電荷が与えられることに伴い感光体ドラ
ム側にキャリアの付着を生じ感光体の劣化や形成される
画質の低下を招くと言う問題がある。

さらに、（Ｃ）の場合には、本発明者らの実験によると
、前記一成分系現像剤を用い現像クリーニングを行う場
合、現像剤担持体上に形成される一成分系現像剤層の付
着量やその他の現像条件によって、クリーニング特性の
劣化がしばしば認められ、現像のみを行う場合の適正条
件が必ずしもそのまま適用し得ないことが明らかになっ
た。

本発明は上記事情に対処してなされたもので、一成分系
トナー（現像剤）を用い所要の現像がなされると同時に
、感光体面上に残留、付着する現像剤を効果的にクリー
ニングして、常にゴーストやカブリのない良好な画質像
を得ることのできる現像クリーニング方法を提供するこ
とを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、一成分系の現像剤層を表面に担持した現像剤
担持体を潜像保持体に対接させて配置し、前記潜像保持
体の所要潜像（画像部）を現像化すると同時に潜像保持
体の非潜像領域（非画像部）面に付着している現像剤を
クリーニングする現像クリーニング方法において、前記現像剤担持体表面の移動速度をＶｄ、前記潜像保持
体表面の移動速度をＶｐ、前記現像剤担持体表面の現像
剤付着密度ｍ（ｍｇ／ｃＪ）としたとき次式％式％で示めした設定条件で現像クリーニングを行うことを要
旨とする。

（作　用）本発明に係る現像クリーニング方法によれば、潜像電荷
と同一の極性に帯電したトナー粒子層を担持する現像ロ
ーラを潜像保持体である感光体に対向させて配置し、こ
の現像ローラに所要のバイアス電圧を印加することによ
って、潜像の低電位部（露光部）との間に形成される電
界によって現像を行い、同時に潜像の高電位部（非露光
部）との間の電界によって感光体表面に残留、付着して
いるトナーを現像ローラ側に吸引除去（クリーニング）
する。

ここで、感光体表面上の残留トナーをクリーニングする
ためには現像ローラと潜像との間に確実な電界を形成さ
れることが重要となる。つまり、現像ローラ表面の付着
トナー層が厚い場合には、トナー層が残留トナーの吸引
を妨げるような電界を形成し、これと同極性に帯電して
いる残留トナーに対して反発力を及ぼすことになる。こ
のため、現像ローラ表面のトナーの付着量が多いときに
は、残留トナーのクリーニングが効果的に行われず、結
局現像像には残留トナーによるゴースト像やカブリが生
ずる。

一方、現像ローラ表面のトナーの付＠量が少ないときに
は、逆にクリーニングを効果的に行い得るが、現像によ
って潜像部（画像部）に付着するトナー量が少ないため
、充分な画像濃度が得られない。しかるに、現像ローラ
と感光体の移動速度比Ｖｄ／　Ｖｐを導入することによ
り、上記現像ローラ表面のトナー付着量の問題を実質的
に解消し得ることになる。すなわち、現像ローラ表面の
トナー付着ｆｆ１（付着密度）をｍ　（ｍｇ／　ｃｊ）
とすると、１秒間に感光体表面の１　ｃｊに供給される
トナー量はＶｄ／Ｖｐ−ｍ　（ｉｇ／　ｃｄ）となる。

したがって、現像位置に存在するトナー層の厚さは、見
掛は上現像ローラ表面に付着形成されているトナー層の
（Ｖｄ／　Ｖｐ）倍の厚さになっていると考えることが
でき、クリーニング機能を真に有効なものとするために
は、この実効的なトナー層厚（実効的なトナー付着量）
を所定の範囲内におさめることが必要となる。

本発明は、この実効的なトナー層厚ないし実効的なトナ
ー付着量ｖｄ／ｖｐ−ｍを０．５　（１ｇ／　ｃｊ　）
以上３．ｏ　（ｒａｇ／　ｃｊ　）以下に設定し、これ
により潜像の高電位部（未露光部）と現像ローラの間に
は確実なりリーニング電界が形成され、効率よく所要の
クリーニングが行われると同時に、潜像の低電位部（露
光部）には充分な量のトナー付着が可能となり、もって
高濃度でゴーストやカブリのない良質な現像像を容易に
得ることができる。

（実施例）以下第１図および第２図を参照して本発明の詳細な説明
する。

先ず、第１図に要部構成例を断面的に示めす装置を本発
明方法の実施のために用意した。現像装置４は一成分系
トナー８ａを収納するトナー容器８、前記一成分系トナ
ー８ａを現像ローラ９に供給するトナー倶給ローラ９ａ
、供給されたトナーを規制して現像ローラ９上にほぼ均
一なトナー層を形成するコーテングブレード９ｂ１トナ
ー層を担持して回転する現像剤担持体（現像ローラ）９
に対接し表面に形成担持している静電潜像が可視像化さ
れる潜像保持体（感光体ドラム）１、前記現像残りのト
ナーをトナー容器８に回収するためのりカバリ−ブレー
ド９ｃ１トナー容器８内のトナー８ａを攪拌する攪拌子
８ｂおよび前記コーテングブレード９ｂを一定の荷重で
現像ローラ９を押圧するスプリング９ｄなどで構成され
ている。

また、前記感光ドラム１の感光体はたとえば、セレン系
、硫化カドミウム系、酸化亜鉛系、非晶質シリコン系、
有機系のいずれでもよいが、本実施例では有機感光体系
のものを用いた。この感光体ドラム１は、スコロトロン
帯電器１ｏによって均一に負にＮ電された後、画像変調
された光ビームたとえばレーザビーム１１により露光さ
れ、表面に所要の静電潜像が形成される。この静電潜像
は上記のように現像ローラ９によって可視像化され、ト
ナー像が形成される。

しかして、前記形成されたトナー像は、転写チャージャ
（転写装置）５にて像担持体である転写紙に転写され図
示されていない定着装置にて定着される。ここで、一部
転写されずに感光ドラム１面上に残留したトナー（以下
残留トナーと称す）は、通常クリーニングブレードなど
により除去されるが、本発明の場合は前記現像装置４が
クリーナとしての機能を兼備している。

つまり、感光体ドラム１上の残留トナーは除電ランプに
よる光照射を受けた後、再び帯電器ｌＯによって帯電さ
れる。このとき前記残留トナーも感光体ドラム１表面と
同じ極性に確実に帯電され、露光による静電潜像の形成
、現像処理による可視像化が繰返されるが、この過程に
おいて、前記残留トナーは次のような原理によって現像
装置４内に回収される。すなわち、感光体ドラム１の表
面電位のうち未露光部の電位をＶａｚ露光部の電位をＶ
ｑとし、直流電源１２により保護抵抗１３を介して前記
現像ローラ９に印加される現像バイアス電圧ｖｂとする
。また現像ローラ９の表面電位（実効現像バイアス）　
Ｖｅを前記現像バイアス電圧ｖｂに等しいものとし、静
電潜像は負極性に帯電した一成分系トナーにより反転現
像される。

この反転現像においては、一般に実効現像バイアスＶｅ
がＶｏｌ＞１Ｖｅｌ＞１Ｖｑｌを満すように設定しくただしＶｏ、Ｖｅ、ＶＱはいずれ
も負）、電位差Ｉ　Ｖｅ−Ｖｑ　Ｉにより現像を行いつ
つ、電位差ＩＶｏ−Ｖｅｌによって非画像部へのトナー
付着の抑制（カブリの抑制）を行う。この実施例では、
感光体表面に負に帯電された残留トナーが付着している
が、未露光部（非画像部）に存在する残留トナーは、現
像位置において電位差ＩＶｏ−Ｖｅｌによる吸引力を受
け、より高電位側（正電位側）にある現像ローラ９表面
に転移することになる。一方、露光部（画像部）では電
位差ＩＶｅ−Ｖｑｌの作用により残留トナーが付着した
まま現像が行われ、現像ローラ９表面から感光体表面に
トナーが移転する。

このようにして、露光部の現像か行われると同時に未露
光部の残留トナーは現像装置内に回収される。

なお、上記現像装置４の構成ないし要素部品について説
明すると、先ず現像ローラ９は次のように構成しである
。すなわち、第２図に一部切欠して斜視的に示めす如く
、導電性シャフト１４を中心軸として順次、弾性体層１
５１表面導電層１６を同軸的に配設されかつ、表面導電
層１６はローラ９の端面側に延設されて導電性シャフト
１４に連接してローラ９表面とシャフト１４との間は電
気的に導通状態を保持している。しかして、この現像ロ
ーラ９はローラ９表面に面積がＩｃｍ　２の電極を接触
させ、シャフト１４との間に１０ｖの電圧を印加したと
きの電気抵抗値がＩＸ　１０’Ω以下好ましくはｌＸｌ
０’Ω以下となるように構成されている。

ここで、現像ローラの抵抗Ｒについて定義する。

物質の抵抗値としては、一般に固有抵抗ρが使用される
が、ここでは実際に現像特性を支配するローラパラメー
タとして、固有抵抗値ρと弾性体層の肉厚β　との債ρ
・β　（−Ｒとおく）を用いｅ　　　　　　　　　　　
　　　　　ｅる。ただし、実際には現像ローラの周面に
面積Ｓの電極を接触させ、これに電流計を接続してシャ
フトにＩＯＶの電圧を印加して、観測される電流値（１
）からこのときの抵抗値Ｒｏ　　（−１０／ｌ）を計算
し、さらにＲ＝Ｒｏ　−Ｓによって抵抗値Ｒを得る。

−船釣な抵抗値の定義Ｒｏ−ρ・β　／Ｓを用いるとＲＯ・Ｓ−ρ・β　であることから、本発明
に係るローラ抵抗Ｒ（−ρ・β　）はＲｏ−８として計
算してよいことになる。

また、この現像ローラ９において表面導電層１６は、導
電性の他耐摩耗性、化学的安定性１弾性体層１５との接
着性などが要求される。このため、たとえばポリウレタ
ン、ポリエステル、テトラフロロエチレン、ポリスチレ
ン、アクリル、シリコーンなどのエラストマや樹脂に導
電性カーボンや金属粉末、金属繊維を分散含有させ体積
抵抗値を１０６Ω・Ｃｔａ以下好ましくは１０６Ω・Ｃ
ｍ以下に調製した組成物をスプレー法やディッピング法
で前記弾性体層１５の表面にコーティングするか、もし
くは前記調製した組成物から形成した導電性チューブを
弾性体層１５の表面に被覆した構成を成している６なお
、コーティングを施す際は、弾性体層１５の両端部にＣ
００２〜０３程度の面取り加工もしくはＲＯ０２〜Ｒ３
程度のＲ加工を予め施しておくことが好ましい。

このような形状に加工しておくと、弾性体層１５表面に
形成した導電体層１Ｂがローラ９端部や端面で摩耗、剥
離することがなくなりシャフト１４との導通を長期間に
亘って保持し得る。たとえば、Ａ４サイズでｌＯ万方杖
印字試験でも良好な現像を維持することが可能であった
。

次に現像ローラ９の構成で、導電性ウレタンエラストマ
をコーティングした例について説明する。

（導電体層形成例１）ウレタン系導電性エラストマ塗料エレクトロバックＺ−
２７９（商品名、大泰化工社製）と、無黄変性のイソシ
アネート系硬化剤と希釈剤としてのシンナーとを１０：
ｌ：２〜３の割合で混合した塗料を用意した。一方、導
電性シャフトを中心軸として弾性体層を同軸的に被覆形
成したローラ基体を用意し、このローラ基体の中心軸に
対してスプレーガンの向き（ガンより吐出する霧の噴出
方向の中心線）を１０〜８０度に設定しかつ、スプレー
をローラ基体の軸方向に移動させながら、前記用意した
導電性塗料を弾性体層上および端面にコーティングした
。

この導電性塗料のコーディングにおいて、ローラ中心軸
に対して１００〜１７０度の間に設定されたスプレーガ
ンと上記のスプレーガンを併用するとローラの両端面に
均一な塗布が行い易くなり、より効率的にシャツ！・ロ
ーラ周面との間に導通の良好な塗膜を形成し得る。上記
導電性塗料の塗布後、常温放置もしくは５０〜６０°Ｃ
に５〜６分間放置し乾燥して膜厚１００μｍの導電層を
備えた現像ローラを構成した。この現像ローラの周面に
面積１ｃａ１２の電極を接触させ、シャフトに電流計を
接続した状態で前記電極にｌＯｖの電圧を印加し、電流
をｎ１定して抵抗値を換算したところ、１０”〜１ｏ７
Ωであった。

（導電体層形成例２）導電性塗料として、アクリルウレタン系導電性塗料ＡＥ
−８５を用いた他は上記の場合と同様にして現像ローラ
を構成し、また抵抗値を測定したところ１０’〜１０１
０Ωであった。

上記構成した現像ローラを用い第１図に示した現像装置
に装着して現像クリーニング特性を調べた。先ず現像ロ
ーラの抵抗値に着目して実験したところ、ｌＸｌ０’Ω
以下好ましくはｌＸｌ０’Ω以下のときに良好な現像ク
リーニングが行われることが分かった。つまり、抵抗値
がｌＸｌ０’Ωを超えると現像時に、現像ローラ９と現
像バイアス用電源１２の間を流れる電流によってローラ
９表面の電位（実効現像バイアス）が変動してカブリを
生じたり、画像濃度の低下が生じたりする。なお、ｌＸ
ｌ０’ΩないしｌＸｌ０’Ω範囲内では使用するトナー
の帯電量などのパラメータによっては前記カブリの発生
や画像濃度の低下の問題が、住かなから起る傾向が認め
られる。

次に表面導電層の厚さを５〜５００μｍに変えて実験を
行ったところ、厚さを２０〜４００μｌ程度に設定する
のが望ましい。つまり、表面導電層の機能が損われたり
、画像にカブリや濃度ムラが生じたりする恣れを確実に
回避できるからである。

さらに、前記表面導電層の平滑性ないし粗さに着目して
サンプルを作成し、特性評価を行ったところ、ＪＩＳ規
格０６０１に規定されている１０点平均粗さで３μｍＲ
ｚ以下が好ましいことが分かった。つまり、３μｌ１Ｒ
ｚを超えると付着するトナー層の厚さが増し、その結果
として未帯電トナーの増加。

ひいてはカブリの発生とクリーニング不良をもたらす。

また上記」ＩＳ規格０６０１の最大高さ（Ｒｗａｘ）で
表わした場合、１０μｍ　）？ｍａｘ以下であることが
望ましい。

現像ローラ９の弾性体層１５に要求される特性として、
前記したように硬度、圧縮永久歪、化学的安定性１表面
導体層との接着性など挙げられる。

つまり、硬度は装置２部品の加工精度や取り付は精度に
対する要求を緩和する目的から、柔軟であることが好ま
しく、」ＩＳ規格６３０１のＡ型ゴム硬度計で１０〜４
０度好ましくは２０〜３０度程度である。

また、圧縮永久歪は前記ＪＩＳ規格６３０１の測定法す
なわち、試験片の厚さの２５％を圧縮し７０’Ｃ，２２
時間放置し、３０分間経過した後、歪量を測定して％に
換算する方法によれば、２０％以下好ましくは１０％以
下か望ましい。なお、ここでは外径８ｍｌ１１のシャフ
トの外周に肉厚５■の弾性体層を設け、最終外径１１ｔ
ｍｍとしたものを試験片としたので、２５％の圧縮は５
Ｘ　　２Ｘ　　Ｏ，２５−２，５ｍｍの圧縮に相当し、
圧縮永久歪が２０％を超えるとコーティングブレードの
圧接位置に歪みが生じ画像に白スジとなって現われるこ
ともある。

さらに、化学的安定性の点についてみると、実用上鏝も
重要な特性であり、たとえば分散含有する添加物が析出
してトナーと反応し、これを融着させたり、感光体層と
反応して感度の劣化を招いたりすることがあってはなら
ないし、また表面導電層との接着性も重要である。これ
らの点を満す弾性体として、ＮＢＲゴム、クロロプレン
ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピ
レンゴム（ＥＰＩ？もしくはＥＰＤＭ）ウレタン系発泡
体。

シリコーン系発泡体などが挙げられる。ただし、シリコ
ーンゴムを用いる場合には、表面導電層との接着性・を
良くするためブライマー処理しておくことが好ましい。

上記いずれの弾性体を用いる場合にも可塑剤や加硫剤な
どなるべく含まないものかよい。

トナー供給ローラ９ａとしては、たとえば、セル数５０
〜２００／　２．５ｇ＋＋ａのウレタンフオームが適し
ており、これに導電性カーボン粉末を含浸させ導電化し
たものは、トナーの静電凝集台をほぐしより均一なトナ
ー層を形成するので好ましい。その他、ブラシローラ、
硬度１０度以下の低硬度ゴムローラなども使用しうる。

しかして、このトナー共給ローラ９ａは、現像ローラ９
に対する接触深さを０．１〜１．０＋ｇａ＋程度とし、
現像ローラ９の周速のｌ／４〜２倍程度に設定して回転
させることにより、全面黒ベタ現像の場合など大量にト
ナーを消費するときにも所要のトナー供給が可能となる
。

コーティングブレード９ｂは、現像ローラ９の表面に付
着するトナー量を規制するとともに、摩擦帯電によりト
ナー粒子にトリボ電荷を付与する役割をするので、摩擦
帯電し易い材料で構成される。

すなわち、本実施例ではトナー粒子を負に帯電しなけれ
ばならないので摩擦帯電序列で正側に位置する物質たと
えば、シリコーンゴム、ポリアミド樹脂、メラミン・ホ
ルマリン樹脂、ポリウレタンゴム　スチレンアクリロニ
トリル共重合体、羊毛。

石英などから選ぶのが好ましい。

実用上は、長期間に亘って使用してもコーティングブレ
ード９ａにトナーが固着して、現像ローラ表面に不均一
なトナー層を形成しないような材質を選ぶことがポイン
トとなる。本発明者らの実験によると、離型性を有する
シリコーンゴムを用いた場合、Ａ４紙で１０万枚の印字
実験でもトナーの固着が発生せず常に均一な厚さのトナ
ー層を形成でき、また、トナー粒子は確実に負に帯電さ
れており、得られた画像の背景部には逆極性に帯電した
トナーの付着もほとんど認められなかった。しかも、前
記トナー層は薄いためクリーニング特性の低下乃至劣化
も認められなかった。

また、コーティングブレードの形状および圧接様式につ
いてもいくつかの選択があり、たとえば、平板の腹を押
圧する方法、平板のエツジを押圧する方法、平板の端部
平面を押圧する方法などがある。弱い押圧力によって常
に均一なトナー薄層を形成する（付着量の規制）と言う
点から平板のエツジを押圧する方法が有効である。

しかし、鋭利なエツジをそのまま利用するとエツジの加
工精度やコーティングブレードの取り付は精度の良否に
よってトナー層の均一性が大きく変化してしまうこと、
接触面積が小さいため押圧下を通過するトナー粒子に対
する摩擦帯電が不十分になること、などの不都合を招き
易い。こうした点では前記エツジを円弧状に加工したも
のが好ましい。つまり、弱い荷重て薄層を形成できかつ
、トナー粒子の帯電も確実に行い得るからである。

たとえば、厚さ３）のシリコーンゴム板の先端を直径３
ａｖの円弧状に加工して成るコーティングブレードを用
い、円弧部分を圧接する方式または腹を圧接する方式に
より、それぞれ現像ローラ表面に担持されるトナー層を
規制して所要の現像を行ったところ、次表に示めす如く
であった。

なお、表中評価項目Ａはブレードの適正荷重（全荷重＋
ブレードの長さ）、Ｂは現像ローラの回転トルク、Ｃは
トナー付着量（現像ローラ表面の単位面積に付着したト
ナー重量）　Ｄはトナー帯電量、Ｅは画像濃度、Ｆはカ
ブリ（画像の目視評価）、Ｇはクリーニング特性（画像
の目視評価）である。　　　　　　　　　　　　（以下
余白）上記表から分るように円弧部分を圧接してトナー
層の規制を行った場合には、低荷重で薄いトナー層が得
られため、現１象ローラを駆動するのに要する力すなわ
ち、回転トルクも小さくて済み駆動系の小形化、簡素化
が可能となる。また、長期間使用した場合も、現像ロー
ラの圧縮永久歪をひきおこすこともなく、画像に白スジ
をもたらすこともない。しかして、前記コーティングブ
レードの円弧は半径０．２〜ｌＯ■好ましくは０．５〜
５１１ｆｆｌ程度であり、また材質としてはたとえば、
耐摩耗性のすぐれたミラブル型シリコーンゴムＴＳＥ２
６０−７０　。

ＴＳＥ２７０−７０　（いずれも商品名、東芝シリコー
ン社製）などが挙げられる。

次に現像クリーニング方法の具体例を示めす。

上記のように構成された現像装置に、スチレンアクリル
樹脂をベースとし、これにカーボンブラック１帯電制御
剤、流動性改質剤などを混合して成る一成分系トナーを
投入して現像クリーニング特性を調べた。なお、この現
像クリーニング特性調査は以下の設定条件で行った。す
なわち、トナー帯電量−１５μＣ／ｇ、現像ローラ表面
のトナー付着量０−Ｂｍｇ／　ｃ７．　　トナーの平均
粒径８〜９μｍ２粒径分布１〜２０μＩ、現像ローラ硬
度３０度（ＪＩＳＡ型）現像ローラ抵抗ｌＸｌ０’Ω、
現像ニップ幅２、Ｏｍｉ、現像ローラ周速７４１ｍ／５
ｅｅ（感光体の２．０倍）、保護抵抗１０ＭΩ、現像バ
イアス電圧−２００Ｖ。

静電潜像の両縁電位−５０ｖ、非画像部電位−５００■
とし、また転写装置としてはコロナチャージ方式のもの
を用い転写効率は８０〜９０％である。

先ず、現像の画像濃度に着目すると、（Ｖｄ／Ｖｌ））
・ｍが０．５ＩＩｇ／　ｃｄ以上のとき　１．２以上の
画像濃度が得られ、０．５＋ｎｇ／　ｄ未満のときには
画１象濃度が１．２より低く貧弱な画像となった。

この実験においては現１象ローラ表面のトナー付貴ｆｆ
１ｍ　（ｉ＋；：／　ｃｎｆ）と、現像ローラと感光体
ローラとの回転速度比Ｖｄ／Ｖｐをパラメータとし、ト
ナー付着ｆｆ１ｍが０．２、０．５．　０．８Ｂ／　ｃ
＋／の各場合において、前記Ｖｄ／Ｖｌ）を０．５〜３
．０の範囲で変化させて現像を行い得られた画像の濃度
を測定した。その結果、画像の濃度はｍまたはＶｄ／Ｖ
ｐだけで決まるものでなく、ｍと（Ｖｄ／Ｖｐ　）との
積によってほぼ一義的に決まることが確認された。つま
り、良好な現像を行うには（Ｖｄ／Ｖｐ　）　・ｍを０
．５ｍｇ／　ｃｄ以上に設定しておく必要がある。

一方、クリーニング特性に着目すると、前記（Ｖｄ／Ｖ
ｐ　）　　・ｍが３．０を超えるとクリーニング機能が
劣化して画像にゴーストが現われる。この原因に関して
は次のように考えられる。すなわち、（イ）感光体表面
の単位面積に供給されるトナー量は（Ｖｄ／Ｖｐ　）　
　・ｍに等しい。このため（Ｖｄ／Ｖｐ　）　　・ｍの
値が大きいときには、現像位置におけるトナー層の見掛
は上の厚さが増し、クリニング電界が弱まるため、クリ
ーニング特性が低下する。（ロ）感光体へのトナー供給
量が多いため、過剰現像となり画像部に必要以上の量の
トナーが付着し、必然的に転写残りトナー量も増加する
ことになる。したがって、現像位置において多量の残留
トナーをクリーニングしなければならず、クリーニング
不良が発生し易い。

このような事実から、前記一成分系トナーによる現像ク
リーニングプロセスにおいては、（Ｖｄ／Ｖｐ）・ｍを
０．５ｍｇ／　ｃｄ　〜３．０ｍｇ／　ｃぜ好ましくは
０．８Ｂ／　ｃｉ　〜２．Ｏａ＋ｇ／　ｃｉに選ばれる
。

さらに、現像ローラ表面のトナー付着ｆｆｉｍ（ｉｇ／
ｃ））のみに着目して見ると、ｍ＜　　０．２Ｂ／　ｃ
ｄにおいては、クリーニング特性は良好であるが充分な
画像濃度を得るには現像ローラの高速回転を要し、現像
ローラの摩耗１画像の尾引きなどが生ずるし、ｍ　＞　
　１．２ｍｇ／　ｄになると、現像ローラの速度に関係
なくクリーニング特性が劣化して画像にゴーストが現わ
れる。

また、トナーの帯電量の絶対値が１．０（μＣ／ｇ）未
満のときには、トナーと現像ローラ表面との間に作用す
る静電気的吸引力（ｍ　、Ｒカ）が弱いため、現像ロー
ラ表面から担持されたトナー粒子が落ちたり、非画像部
にカブリを生じたりする傾向が認められる。一方、トナ
ーの帯電量の絶対値が３０（μＣ／ｇ）を超えたときに
は、前記鏡像力が増すため、感光体に転移するトナー量
が減少して画＠濃度の低下が起り易いばかりでなく、ク
リーニングの面から見ても残留トナーに対する反発力が
増すため、ゴーストを生ずる傾向がある。かくして、ト
ナーの帯電量の絶対値はｉ、ｏ〜３０（μＣ／ｇ）の範
囲内で選択するのが好ましい。

現像ローラと感光体との周速ないし移動速度の点につい
て見ると、現像ローラの周速が感光体の１．５倍未満で
は、背景に地力ブリが増えクリーニング特性が低下する
とともに、画像濃度も不十分となり易い。この地力ブリ
増加の原因は必ずしも明らかでないが、感光体との速度
差が小さいと現像位置におけるトナー粒子の摩擦帯電が
不十分になることか一つの要因と考えられる。一方、前
記速度比が４．０倍を超えた場合には、現像ローラ周辺
のトナー飛散が増え、画像に尾引きやカブリを発生する
こともある。したがって、現像ローラと感光体との周速
乃至移動速度比は１．５〜４．０倍に選ぶのが好ましい
。

上記のように本発明方法によれば、静電潜像の非画像部
と現像ローラとの間の電界によって、カブリの抑制およ
びクリーニングを行っている。つまり、非画像部１画像
部、実効現像バイアスの各値をＶｏ、　Ｖｑ、　Ｖｅ　
（ただしいずれも負の値）とすると、−５００Ｖ≦Ｖｏ
−Ｍｅ≦−１００■でかつ、５０Ｖ≦Ｖｑ−Ｖｅ≦３０
０■とすることによって、カブリやゴーストがなく、画
像濃度の充分な良質の画像を得ることができる。ここで
、Ｖｏ−Ｖｅ≧−１００ｖの場合にはクリーニング電界
が不十分でカブリやゴーストを４−じ易く、逆に一５０
０ｖ≧Ｖｏ−Ｖｅではクリニング電界が大き過ぎるため
、現像ローラからトナー粒子に正電荷が注入されそのト
ナー粒子が非画像部に付着してカブリを生じることもあ
り、この傾向は高湿度雰囲気下で特に著しい。

一方、１ｉＬｉＩ像部においては、５０Ｖ≧Ｖｑ−Ｖｃ
では現像電界が不十分のため、画像濃度が不足しまた、
Ｖｑ−Ｖｅ≧３００ｖでは過剰現像によってライン画像
の太りを招いたりする。したがって、前記非画像部。

画像部、実効現像バイアスの各値すなわち１１０．　Ｖ
ｑ。

Ｖｅ　（ただしいずれも負の値）関係を、−５００Ｖ≦
■。

−Ｖｅ　≦−１００Ｖ　　（好ましくは一４０ロ■≦Ｖ
ｏ−Ｖｅ≦−２００■）でかつ、５０Ｖ≦ＶＱ−Ｖｅ≦
３００Ｖ　＜好ましくは７０Ｖ≦Ｖｑ−Ｖｅ≦２００Ｖ
）に設定するのが望ましい。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、たとえ
ば特公昭５８−３２３７５号公報や米国特許第４．３４
２．８２２号明細書などに開示されているジャンピング
現像法、特公昭６３−３５９８４号公報や特開昭８１−
１７６９６１号公報に開示されているＦＥＥＤ現像法現
像−た現像クリーニング方法をも包含するものであり、
さらに−射的には非磁性もしくは磁性トナーの薄層を潜
像に対峙せしめて現像クリーニングを行なう方法はすべ
て本発明の範鵡に属する。

［発明の効果］上記の如く本発明方法によれば、一成分系現像技術によ
り所要の現像とクリーニングとを同時に、しかも確実に
行われ、カブリやゴーストのない高濃度でシャープな画
像を得ることができる。また、この方法を実施するため
の装置についても、小型。

低価格で保守も不要な画像記録装置にて実現し得るなど
実用上多くの利点をもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施に用いた画像記録装置の要部
構成例を示めす断面図、第２図は本発明方法の実施に用
いた画像記録装置の現像ローラの構成例を示めす一部切
欠斜視図、第３図は従来の現像クリーニング方法の実施
に用いた画像記録装置の要部構成例を示めす断面図であ
る。１・・・潜像保持体（感光体ドラム）８ａ・・・一成分系現像剤（トナー）９・・・現像剤担持体（現像ローラ）９ａ・・・現像剤供給ローラ９ｂ・・・コーティングブレード１０・・・帯電器１１・・・露光レーザービーム１２・・・直流電源１３・・・保護抵抗

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一成分系の現像剤層を表面に担持した現像剤担持
体を潜像保持体に対接させて配置し、前記潜像保持体の
所要潜像（画像部）を現像化すると同時に潜像保持体の
非潜像領域（非画像部）面に付着している現像剤をクリ
ーニングする現像クリーニング方法において、前記現像剤担持体表面の移動速度をＶｄ、前記潜像保持
体表面の移動速度をＶｐ、前記現像剤担持体表面の現像
剤付着密度ｍ（ｍｇ／ｃｍ＾２）としたとき次式０．５≦（Ｖｄ／Ｖｐ）・ｍ≦３．０で示した設定条件で現像クリーニングを行うことを特徴
とする現像クリーニング方法。
（２）請求項１記載の現像クリーニング方法において、
現像剤担持体表面の現像剤付着密度ｍが０．２〜１．２
ｍｇ／ｃｍ＾２と設定されたことを特徴とする現像クリ
ーニング方法。
（３）請求項１記載の現像クリーニング方法において、前記現像剤担持体が弾性体ローラでありかつ、この現像
剤担持体表面に形成された現像剤層の帯電量の絶対値が
１〜３０μＣ／ｇ、現像剤担持体表面の移動速度Ｖｄが
前記潜像保持体表面の移動速度Ｖｐの１．５〜４．０倍
、前記現像剤担持体表面と潜像保持体の非潜像部（非画
像部）との間の電位差の絶対値が１００〜５００Ｖ、前
記現像剤担持体表面と潜像保持体の潜像部（画像部）と
の間の電位差の絶対値が５０〜３００Ｖとそれぞれ設定
されたことを特徴とする現像クリーニング方法。