JPH0416112B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真複写装置等静電記録装置に
おける静電像の現像装置に関し、特に、現像剤搬
送体から静電像に現像剤が供給される現像領域に
交流電界を発生させる電源装置を有する現像装置
に関する。

〔従来技術〕

従来、上述のような現像装置は知られている。
そして、交流電界の振幅あるいは直流成分の電圧
値を変えて現像濃度を調整するようにした現像方
法は特開昭55−118048号公報により知られてい
る。さらに、交流電界の周波を変えて現像濃度を
調整するようにした現像方法も特開昭55−133058
号公報により知られている。このように振動電界
の強度や周波数を変えて現像濃度の調整を行う方
法は、光学系の絞りを変える方法よりも記録装置
のコストが安くなり、光源強度を変える方法より
も適応性が広いと言う長所があるが、なお、振動
電界の強度を変える方法はかぶりを生ぜしめる惧
れがあり、また周波数を変える方法は現像濃度の
変化幅が狭くて、いずれにしても十分に階調性が
再現された鮮明な記録画像を得る現像濃度の調整
は困難である。また、静電像電位と背景電位の変
化に応じて振動電界の強度を変えるためには、二
種類の変化する電圧を必要とするから、電源装置
が複雑であり、また周波数を変換するのはさらに
電源装置が複雑であると云う問題もある。

〔発明の目的〕

本発明は、現像域に与える振動電界によつて十
分に階調性が再現された鮮明な記録画像が得られ
るように現像濃度を調整することができ、しかも
電源装置が比較的簡単に構成される現像装置を提
供するものである。

〔発明の構成〕 本発明は、現像領域に現像剤を搬送する現像剤
搬送体と、現像領域に振動電界を発生させる電源
装置を有する現像装置において、前記電源装置に
前記振動電界の高調波成分を調整する手段が設け
られていることを特徴とする現像装置にあり、こ
の構成によつて上記目的を達成したものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面を参照して説明する。

第１図は本発明現像装置の一例を示す記録装置
の部分構成図、第２図は電源装置の例を示す回路
図、第３図は電源装置の周期電圧発生回路の出力
波形の例を示すグラフ、４図及び第５図は電源装
置の積分回路の出力波形の例を示すグラフ、第６
図は積分回路の時定数を変化させて現像領域の振
動電界の波形を変えたときの現像特性の変化を示
すグラフである。

第１図において、１は矢印方向に回転し、表面
に、図示せざる公知の帯電及び露光装置あるいは
マルチスタイラス電極やイオン制御電極を用いる
静電潜像形成装置によつて、静電潜像を形成され
る電子写真感光体層あるいは誘電体層を有するド
ラム状の像担持体、２はアルミニウム等の非磁性
材料からなる現像スリーブ、３は現像スリーブ２
の内部に設けられて表面に複数のＮ、Ｓ磁極を周
方向に有する磁石体で、この現像スリーブ２と磁
石体３とで現像剤搬送担体を構成している。そし
て、現像スリーブ２と磁石体３とは相対的回転可
能であり、図は現像スリーブ２が左回転し、磁石
体３が右回転するものであることを示している。
また、磁石体３のＮ、Ｓ磁極は通常500〜1500ガ
ウスの磁束密度に磁化されており、その磁力によ
つて現像スリーブ２の表面にトナー粒子とキヤリ
ヤ粒子とから成る現像剤Ｄの層を付着させて所謂
磁気ブラシを形成する。この磁気ブラシは現像ス
リーブ２と磁石体３の上記回転によつて現像スリ
ーブ２の回転と同方向に移動し、現像領域Ａに搬
送される。４は現像スリーブ２表面の磁気ブラシ
の高さ、量を規制する磁性体や非磁性体から成る
層厚規制ブレード、５は現像領域Ａを通過した磁
気ブラシを現像スリーブ２上から除去するクリー
ニングブレード、６は現像剤溜り、７は現像剤溜
り６の現像剤Ｄを撹拌してトナー粒子とキヤリヤ
粒子の混合を均一にする撹拌スクリユー、８はト
ナー粒子Ｔを補給するためのトナーホツパー、９
は現像剤溜り６にトナー粒子を落すための表面に
凹部を有するトナー供給ローラ、１０は第３図に
示したような周期波状電圧を発生する周期電圧発
生回路、１１は周期電圧発生回路１０の出力波形
を第４図や第５図に示したように変換する高調波
調整回路、１２は高調波調整回路１１の出力を増
幅し、さらには直流バイアス電圧を重畳する増幅
重畳回路であり、増幅重畳回路１２の出力は保護
抵抗１３を介して現像スリーブ２に印加され、現
像領域Ａに振動電界を生じさせる。

こゝで、高調波調整回路１１や増幅重畳回路１
２には第２図に示したような回路が用いられる。
そして、Ｒ−Ｃ積分回路から成る高調波調整回路
１１の時定数τを小にすれば、周期電圧発生回路
１０の第３図に示したような矩形波出力は、第４
図に示したように変形変換され、時定数τを大に
すれば、第５図に示したように変形変換される。
このように高調波調整回路１１の時定数を変え
て、現像領域Ａの振動電界の高調波成分を調整す
ると、現像領域Ａにおける現像特性は時定数τの
変化に伴つて第６図に見るように変化する。

第６図は、像担持体１の静電潜像形成層が有機
光導電体OPCから成る電荷発生層と電荷輸送層
からなる層であり、その矢印方向表面速度が120
mm／sec、像担持体１と現像スリーブ２の間隙す
なわち現像領域Ａの間隙が750μｍ、外径30mmの
現像スリーブ２の矢印方向の回転数が65rpm、非
磁性体から成る層厚規制ブレード４と現像スリー
ブ２の間隙が350μｍ、磁束密度900ガウスのＮ、
Ｓ磁極８極を等間隙に有する磁石体３の矢印方向
の回転数が700rpm、現像剤Ｄに重量平均粒径が
30μｍ程度で樹脂中に磁性体粉末を分散含有した
抵抗率が約１×10¹⁴Ωcmの絶縁性磁性キヤリヤと
重量平均粒径が13μｍの絶縁性非磁性トナーとか
ら成る二成分現像剤（ミノルタ社製EP310用現像
剤）を用いる条件で、種々の電位の静電潜像を現
像して得られた記録画像濃度曲線を示しており、
現像に際して、現像スリーブ２に、第２図の電源
回路により高調波調整回路１１の時定数のみを変
化して、周期Ｔが0.5ｍsecの振動成分を含む電圧
を印加した結果である。なお、この場合の現像
は、現像スリーブ２上に形成された磁気ブラシが
像担持体１の表面を摺擦することなく、トナー粒
子が磁気ブラシから像担持体１の表面に飛翔して
行われる、所謂非接触ジヤンピング現像方式によ
つている。また、記録画像濃度は、現像したトナ
ー像を図示していない転写装置によつて記録紙に
転写し、転写したトナー像を定着装置によつて定
着して得た記録紙の画像濃度である。

この第６図の結果から明らかなように、高調波
調整回路１１の時定数τを変えるだけで、静電潜
像電位が300V程度変化しても記録画像濃度すな
わち、現像濃度が一定となるように調整すること
ができる。

本発明の現像装置においては、このように現像
バイアスの高調波成分を調整することによつて現
像特性を制御できて、別に振動成分の振幅や周波
数あるいは直流成分を変える必要がないので、電
源回路が簡単になると共に、かぶりの発生する惧
れが少なく、階調性に優れた鮮明な記録画像を得
ることができる。

本発明は上述の例に限らず、周期電圧発生回路
１０の出力波形が三角波やのこぎり波あるいはそ
れ以外の周期波形であつてもよいし、また、高調
波調整回路１１がＲ−Ｃ積分回路に限定されるも
のでもなく、他の素子を用いるものであつてもよ
い。本発明はさらに、像担持体１と現像スリーブ
２との間にトナーが磁気ブラシから静電像に飛翔
することを妨げないようなワイヤーあるいはグリ
ツド状の制御電極を設けて、その制御電極に振動
電圧を印加することにより現像領域Ａに振動電界
を生ぜしめるようにしたものでもよいし、磁気ブ
ラシが像担持体１の表面を摺擦するようなものに
も本発明は適用し得る。

また、本発明現像装置に一成分現像剤を用いる
こともできる。実際に一成分現像剤を用いて実験
したところ、現像バイアスの高調波成分を調整す
ることによつて記録画像濃度を調整することがで
き、良好な記録画像を得ることができる。しか
し、第６図の実施例のように、現像剤にキヤリヤ
（好ましくは抵抗率が10¹³Ωcm以上の絶縁性を有
し、さらには重量平均粒径が40μｍ以下のもの）
とトナーとから成る二成分現像剤を用いて、非接
触ジヤンピング現像方式によることが、振動電界
によつて十分にトナーの移行制御を行うことがで
き、階調性に優れた鮮明な記録画像を得る調整が
十分にできることから好ましい。

なお、好ましいキヤリヤの抵抗率は、粒子を
0.50cm²の断面積を有する容器に入れて１mm程度の
厚さにタツピングした後、詰められた粒子上に１
Kg／cm²の荷重を掛け、荷重と底面電極との間に
1000V／cmの電界が生ずる電圧を印加したときの
電流値を読み取ることで得られる値である。この
抵抗率が低いと、現像スリーブ２にバイアス電圧
を印加した場合に、キヤリヤ粒子に電荷が注入さ
れて、像担持体１にキヤリヤ粒子が付着し易くな
つたり、あるいはバイアス電圧のブレークダウン
が起り易くなつたりする。

また、キヤリヤあるいはトナーの重量平均粒径
は、コールタ社製コールタカウンタあるいはボツ
シユロム社製オムニコンアルフアによつて測定し
た値であり、キヤリヤやトナーの粒径が粗大にな
ると、繊細な画像の再現が難かしくなる。

本発明の現像装置における高調波調整回路の時
定数τの変更は、手動によつて行い得ることは勿
論であるが、静電潜像電位やトナー像濃度等の検
出に基き、コンピユータ等を利用して自動的に行
われるようにすることもできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、以上述べたように、現像域の
振動電界の高調波成分を調整して現像特性の調整
が行われるので、かぶりを発生させる惧れが少な
くて、大幅に現像濃度を調整することができ、階
調再現性に優れた鮮明な記録画像を得ることがで
きて、さらに、電源装置も比較的簡単に構成し得
ると云う優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明現像装置の一例を示す記録装置
の部分構成図、第２図は電源装置の例を示す回路
図、第３図は電源装置の周期電圧発生回路の出力
波形の例を示すグラフ、４図及び第５図は電源装
置の積分回路の出力波形の例を示すグラフ、第６
図は積分回路の時定数を変化させて現像域の振動
電界の波形を変えたときの現像特性の変化を示す
グラフである。 １……像担持体、２……現像スリーブ、３……
磁石体、４……層厚規制ブレード、５……クリー
ニングブレード、６……現像剤溜り、７……撹拌
スクリユー、８……トナーホツパー、９……トナ
ー供給ローラ、１０……周期電圧発生回路、１１
……高調波調整回路、１２……増幅重畳回路、１
３……保護抵抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 現像領域に現像剤を搬送する現像剤搬送体
   と、現像領域に振動電界を発生させる電源装置を
   有する現像装置において、前記電源装置に前記振
   動電界の高調波成分を調整する手段が設けられて
   いることを特徴とする現像装置。 ２ 前記高調波成分を調整する手段が時定数を可
   変とする積分回路である特許請求の範囲第１項記
   載の現像装置。