JPH05303272A

JPH05303272A - 現像装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH05303272A
Application number: JP4131678A
Authority: JP
Inventors: Toshio Miyamoto; 敏男宮本; Hiromichi Yamada; 博通山田; Michio Ito; 道夫伊藤; Hideo Nanataki; 秀夫七瀧; Akihiko Takeuchi; 竹内　　昭彦
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-04-24
Filing date: 1992-04-24
Publication date: 1993-11-16

Abstract

(57)【要約】【目的】従来の感光体ドラムと現像スリーブは全長に
わたり一様であり、現像領域におけるこれら二物間のＳ
Ｄ隙間を保持するＳＤコロの厚みは、ＳＤ隙間と同じと
なっている。このため、ＳＤ隙間を約２５０μｍ以下に
しようとするとＳＤコロの厚みは約２５０μｍ以下とな
り製作困難であり、寿命も問題がある。【構成】感光体ドラム１及び現像スリーブ１４の両端
に段差を設けた。これにより、ＳＤ隙間ｄ₁ に対してＳ
Ｄコロ２１の厚みはｄ₂ となり、ｄ₂ ＞ｄ₁ で段差分だ
けＳＤコロ２１の厚みが増加するので、例えば感光層２
２を４０μｍ、樹脂層２３を１０μｍとするとＳＤ隙間
２００μｍとしてもＳＤコロ２１の厚みｄ₂ は２５０μ
ｍとできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写装置、情
報記録装置などの画像形成装置に用いられている現像装
置及び画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真複写装置などの画像形
成装置では、互いに一定の間隔をおいて配置されている
潜像担持体と現像剤担持体との間の現像部へ現像剤担持
体で現像剤（トナー）を供給し、かつ潜像担持体と現像
剤担持体との間に現像バイアス電圧を印加することによ
って、上記潜像担持体に形成されている潜像の現像が行
われている。

【０００３】上記潜像の現像を行う現像装置の１つとし
て、直流バイアスに交流バイアスを重畳させた現像バイ
アス電圧を印加することによって現像を行うものがある
（特開昭５５−１８６５９号公報）。又、米国特許明細
書第４３９５４７６号などに見られるジャンピング現像
法や、特開昭５８−９７０７１号公報等のフロート電極
現像法等、数多くの方法および装置が提案され、かつ、
製品に適用されている。

【０００４】この現像装置が用いられている画像形成装
置では、トナー供給動作は潜像の選択的被現像性が十分
発揮される距離にトナーを運搬する事を目的に行い、現
像部に交流電界を印加することにより、トナー粒子が潜
像と現像剤担持体との間で往復運動を行う過程で一つ一
つの粒子にほぐされるから、現像効果が高くなり、潜像
部位にトナー粒子が緻密に付着する。その結果、再現性
に優れた鮮明な画像を得ることができる。

【０００５】以下に、絶縁性一成分磁性現像剤を用いた
画像形成装置について、図１５、図１６を参照しながら
説明する。

【０００６】潜像担持体である感光体ドラム１０１は、
直径３０ｍｍのドラム状である。感光体ドラム１０１
は、一次帯電器（図示せず）で負に一様に電位Ｖ_d に帯
電された後に、レーザービーム等の露光手段で露光さ
れ、感光体ドラム１０１にはネガ潜像（電位Ｖ_L ）が形
成される。この潜像を現像装置１００により反転現像す
る。ここで反転現像とは、電荷を減衰した部分に主とし
て現像スリーブ１０２との摩擦により潜像極性と同極性
（負）に帯電した一成分磁性現像剤で現像するものであ
る。上記現像装置１００は、アルミニウム、ステンレス
等の非磁性金属からなる直径１６ｍｍの現像スリーブ１
０２を有する。

【０００７】現像スリーブ１０２にはマグネットロール
１１１が内包され、マグネットロール１１１には四つの
磁極Ｎ１，Ｎ２，Ｓ１，Ｓ２が設けられている。磁極Ｎ
１および磁極Ｓ２は現像スリーブ１０２の長手方向に沿
って一様な強さの磁力を発生する。

【０００８】現像スリーブ１０２の外面には砥粒（アラ
ンダム＃４００）によってブラスト処理が施されてい
る。ブラスト処理の範囲は図１６に示す様に現像スリー
ブ１０２のトナー１１による現像領域Ａであり、該領域
Ａには画像が形成される転写材の幅を示す領域Ｂが含ま
れている。領域Ｂに含まれている領域Ｃは転写材上の画
像形成領域を示す。感光体ドラム１０１、現像スリーブ
１０２は両端部のＳＤコロ１２１の存在する部分まで一
様な直径を有し、感光体ドラム１０１はほぼ全長にわた
り感光層２２を有する。

【０００９】現像スリーブ１０２の両端部と現像剤容器
１０４との間には隙間が形成され、該隙間はシール部材
１０９で覆われている。シール部材１０９は現像剤容器
１０４に固着され、かつ現像スリーブ１０２に押し付け
られている。シール部材１０９と現像スリーブ１０２と
の接触部位はトナー１１の現像領域Ａの外に位置する。

【００１０】現像スリーブ１０２の上方には、鉄などの
金属からなる磁性ブレード１０５が現像スリーブ１０２
と一定の間隙をおいて配置されている。現像スリーブ１
０２と磁性ブレード１０５との間隙は約２５０μｍであ
る。磁性ブレード１０５とマグネットロール１１１とは
互いに協働して集中磁界を形成し、該集中磁界によって
現像スリーブ１０２に担持された絶縁性一成分磁性トナ
ー１１は所定の層厚を有するトナー層１０３に形成され
る。現像スリーブ１０２の回転に伴い、トナー層１０３
は感光体ドラム１０１に近接される。現像スリーブ１０
２には、電源１０８から直流成分Ｖ_dcに交流成分（ピー
ク・ツー・ピーク電圧Ｖ_PP 、周波数ｆ）の矩形波を重
畳したバイアス電圧が印加され、現像スリーブ１０２と
感光体ドラム１０１との間には電界が形成されている。

【００１１】矩形波の一つの波の始めの時間ｔ₁ では現
像スリーブ１０２から感光体ドラム１０１方向にトナー
粒子を転移させる電界が形成され、同じく一つの波の終
りの時間ｔ₂ からは、感光体ドラム１０１に転移したト
ナー粒子を逆に現像スリーブ１０２に戻す方向に電界が
形成される。

【００１２】この交互電界によって現像スリーブ１０２
と感光体ドラム１０１との間でトナー粒子の転移、逆転
移が繰り返され、現像過程は進行する。現像は感光体ド
ラム１０１と現像スリーブ１０２との間がその曲率によ
り離れるにつれて収束し、画像濃度が高く、地かぶりの
少ない画像を得ることができる。交流バイアスの周波数
は１０００〜２０００Ｈｚ、その電圧は１１００〜１８
００Ｖ_PP 程度に設定されるのが通常である。

【００１３】なお、この画像形成装置では、感光体ドラ
ム１０１の非画像部電位Ｖ_d を−７００Ｖ、画像部電位
Ｖ_L を−１００Ｖとし、感光体ドラム１０１と現像スリ
ーブ１０２との間隙を３００μｍとしている。

【００１４】図１６は感光体ドラム１０１、現像スリー
ブ１０２の間隙付近の概念図である。感光体ドラム１０
１と現像スリーブ１０２の間隙（以下ＳＤ間隙と称す）
ｄ₁を保つ間隙保持部材は現像スリーブ１０２両端に嵌
合したキャップ式のＳＤコロ１２１である。このＳＤコ
ロ１２１が感光体ドラム１０１の表面に接触回転するこ
とにより、現像スリーブ１０２と感光体ドラム１０１で
ＳＤ間隙ｄ₁ を保っている。このＳＤコロ１２１はデル
リン（デュポン社商標アセタール樹脂）等の部材ででき
ている。感光体ドラム１０１と現像スリーブ１０２の現
像領域ＡでのＳＤ間隙ｄ₁ は５０〜６００μｍ、好まし
くは１００〜４００μｍである。この時、現像スリーブ
１０２と感光体ドラム１０１とのＳＤ間隙ｄ₁ はトナー
薄層の厚さとの関係もあるが、できるだけ狭くすること
が望まれる。本例での該間隙ｄ₁は３００μｍであるの
でＳＤコロ１２１の間隙保持領域Ｄの肉厚ｄ₂ は３００
μｍ、薄肉部分Ｅの肉厚ｄ₃ は２５０μｍである。薄肉
部分の長さＥは、間隙保持領域Ｄと併せてＳＤ間隙を安
定に保つために必要なものである。

【００１５】現像バイアスとしては、−５００Ｖの直流
バイアスＶ_dcに１８００Ｖ_PP の交流バイアスが重畳さ
れているものである。これらの条件下で行うことによ
り、べた黒画像濃度１．３０Ｄ、そしてライン再現性の
良い画像を得ることができる。

【００１６】また、ＳＤ間隙保持方法としては現像スリ
ーブの軸に円盤状の部材をベアリング等を介して付け、
その部材の円周を感光体ドラムに当接する方法もある。

【００１７】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら最近
印字画像の高画質化が求められるようになり、感光体ド
ラムと、現像スリーブの間隙（ＳＤ間隙）を従来の３０
０μｍから約２００μｍに狭くする方向に進んでいる
が、これに関して以下に示すような問題があった。

【００１８】すなわち、ＳＤ間隙を狭くするとＳＤ間隙
保持部材（ＳＤコロ）の肉厚を薄くしなければならずＳ
Ｄコロの成形性、寸法精度、ＳＤコロの割れ、変形に対
する寿命などの点で問題が生じる。

【００１９】最も問題なのはＳＤコロの成形性である。
ＳＤコロは図１６のＳＤコロ１２１に示すようにつばと
なった間隙保持領域Ｄ、円筒形の薄肉部分Ｅを有し、端
部には端板１２１ａで閉塞されている形状をしており、
間隙保持領域Ｄにおける肉厚ｄ₂ が例えば２００μｍの
ＳＤコロでは、この円筒形薄肉部Ｅの部分の厚さｄ₃は
約１５０μｍ程度である。金型でＳＤコロを成形する場
合、この円筒形薄肉部Ｅの成形が充分できないことが多
い。従来のＳＤ間隙３００μｍ用のＳＤコロでは円筒形
薄肉部Ｅでも厚さ約２５０μｍであるため充分に成形で
きた。

【００２０】一般にＳＤ間隙２５０μｍのコロが、量産
成形する限界である。又、強度上からＳＤ間隙約２００
μｍが限界である。ＳＤコロを金型で成形せずに丸棒か
ら削り出す方法もあるが量産性、コストの点から現実的
でない。

【００２１】従って本発明の目的は、ＳＤコロを用い且
つ像担持体と現像剤担持体間の隙間を小さくすることに
より、細線再現性がよく、しかも濃度の高いべた黒画像
を得ることができ、安定した画像を出力でき、耐久性の
高い現像装置を提供することである。

【００２２】潜像の選択的被現像性はトナーの帯電極
性、或は帯電量が一様である場合に発揮されるが、実際
には微少な量ではあるが帯電極性の異なる、或は帯電量
の異なる異質トナーが含まれており、潜像の選択的被現
像性は必ずしも十分でなくなる。また、潜像の不均一
性、及び複数の潜像による相乗効果、或は感光体表面と
トナーとの間に働くファンデルワールス力等も潜像の被
現像性選択性を妨げる。

【００２３】従ってこのような場合には、画像上に「か
ぶり」と呼ばれる画像コントラストを悪化させるバック
グランド汚れが発生する。

【００２４】従来の画像形成装置では白紙排出等の動作
においてもこの「かぶり」像の一部は転写されて、排出
された白紙は本来の白紙に比べて白色度が下がってしま
う。例えばカット紙を転写材として使用する最も一般的
な使われ方においては、再びこの白紙を通紙する場合が
考えられるが、この場合「かぶり」像の重ね転写が行わ
れるために著しくコントラストの低い画像となってしま
う可能性があった。

【００２５】このような潜像の選択的被現像性を維持す
るためにはＳＤ間隙が耐久的に維持されることが必要で
あるが、従来例のＳＤコロを用いると強制的に問題があ
り、ＳＤ間隙が経時的に変化し、選択的被現像性を損
う。選択的被現像性が低下するといわゆる「かぶり」が
生ずる。

【００２６】本発明の他の目的は白紙通紙時における
「かぶり」の現象を防止すると共に潜像形成時における
選択的被現像性のすぐれた画像形成装置を提供すること
を目的とし一態様としてＳＤコロを用い且つ像担持体と
現像剤担持体間の隙間を小さくすることにより、細線再
現性がよく、しかも濃度の高いべた黒画像を得ることが
でき、安定した画像を出力でき、耐久性の高い現像装置
を備えた画像形成装置を提供するものである。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は現
像剤担持体の両端部に同心の間隙保持部材を設け、該間
隙保持部材を像担持体の両端部外周と接して、現像領域
における像担持体と現像剤担持体の間隙を一定に保つよ
うにした現像装置において、像担持体及び現像剤担持体
の前記両端部と現像領域との間に段差を設け、該段差は
該現像領域の直径が前記両端部の直径よりも大なること
を特徴とする現像装置である。

【００２８】本発明の第２の発明は現像剤担持体の両端
部に同心の間隙保持部材を設け、該間隙保持部材を像担
持体の両端部外周と接して、現像領域における像担持体
と現像剤担持体の間隙を一定に保つようにした現像装置
において、像担持体又は現像剤担持体の前記両端部と現
像領域との間に段差を設け、該段差は該現像領域の直径
が前記両端部の直径よりも大なることを特徴とする現像
装置である。

【００２９】上記本発明によれば高画質化のために像担
持体（感光体ドラム）と現像剤担持体（現像スリーブ）
の間隙を従来の約３００μｍから２００μｍ以下に狭く
しても間隙保持部材を超薄肉にする必要がなくなる。こ
れは、間隙保持部材の量産性、成形性、寿命の点におい
て大変有効である。

【００３０】本発明の第３の発明は現像剤担持体の両端
部に同心の間隙保持部材を設け、該間隙保持部材を像担
持体の両端部外周と接して、現像領域における像担持体
と現像剤担持体の間隙を一定に保つようにした現像装置
を有し、潜像が形成された像担持体に現像剤担持体によ
って現像剤を供給し、潜像と現像剤との引力或は斥力に
よって選択的に像担持体に現像を付着させて顕像化し、
像担持体上の現像剤像を像支持材に転写・定着して永久
固着像を得る乾式画像形成装置に於いて、像担持体の移
動方向の所定長さに亘り現像剤像を形成しない場合に、
それに対応する像担持体の範囲に対して該現像剤担持体
は現像剤の供給を減少若しくは中止することを特徴とし
た画像形成装置である。

【００３１】本発明の第４の発明は前記現像装置は像担
持体及び現像剤担持体の前記両端部と現像領域との間に
段差を設け、該段差は該現像領域の直径が前記両端部の
直径よりも大なることを特徴とする第３の発明に記載の
画像形成装置である。

【００３２】本発明の第５の発明は前記現像装置は像担
持体又は現像剤担持体の前記両端部と現像領域との間に
段差を設け、該段差は該現像領域の直径が前記両端部の
直径よりも大なることを特徴とする第３の発明に記載の
画像形成装置である。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。

【００３４】「実施例１」図１は、本発明の１実施例に
係る現像装置を備えた画像形成装置を示す概略構成図で
ある。

【００３５】図１に示すように、本画像形成装置は、像
担持体として電子写真感光体を外周に層持した感光体ド
ラム１を有する。像担持体は誘電体とすることもでき
る。感光体ドラム１の周囲には静電潜像形成部２０、感
光体ドラム１上の潜像を現像してトナー像として可視化
する本実施例の現像装置１０、可視化されたトナー像を
図示しない転写材上に転写する転写部３０、感光体ドラ
ム１上の残留トナーをクリーニングするクリーニング部
４０が配置される。潜像形成部２０、転写部３０、クリ
ーニング部４０は当業者に周知であるので、これ以上の
説明は省略する。

【００３６】現像装置１０は、一成分現像剤として磁性
トナー１１を収容した現像容器１２と、現像容器１２内
のトナー１１を担持して容器１２から感光体ドラム１と
対向した現像部１３へと搬送する現像剤担持体として現
像スリーブ１４とを有する。本実施例では、現像剤担持
体は回転駆動されるスリーブ状の現像スリーブ１４とさ
れているが、ベルト状とすることもできる。上記現像剤
担持体、即ち現像スリーブ１４内にはマグネットロール
１５が不動に配設されている。

【００３７】現像スリーブ１４は、表面に、導電性微粒
子を含有する樹脂層２３（図２参照）を有し、導電性微
粒子と樹脂による２次粒子が表面に突出しており、しか
もこの層の体積抵抗率が１０² 〜１０^-3Ωｃｍであり、
これによって、トナー１１と現像スリーブ１４表面との
接触抵抗を小さくしてトナー１１のチャージアップをリ
ークさせ画像のゴーストを防止させるものである。導電
性微粒子として、導電率の高い平均粒径２０ミリミクロ
ン程度のカーボン微粉末を使用し、バインダーとしては
熱硬化性のフェノール樹脂を使用し、次に示す処方の導
電樹脂ペーストを作った。

【００３８】上記導電ペーストをディピング法、あるい
はスプレイ法によって円筒形アルミ基板２４の表面にコ
ートし約１０μｍの導電性樹脂層２３を形成し、熱硬化
を行なって現像スリーブ１４を得た。

【００３９】その特性としては、導電性樹脂層２３の体
積抵抗が５×１０^-2ｃｍである。本現像スリーブ１４を
使うことにより前記従来例の砥粒にアランダムを用いて
ブラストした現像スリーブを使用するよりゴースト現象
のない高画質のプリントをすることが可能である。ＳＤ
間隙を狭くして高画質を得る本現像装置では本現像スリ
ーブ１４の使用は不可欠である。

【００４０】また、現像スリーブ１４の上方には、現像
剤規制部材として厚さ１．０ｍｍのウレタンゴムを用い
た弾性ブレード１６を、現像スリーブ１４に当接させて
設けてあり、現像スリーブ１４上にトナー１１の所定の
層を形成する。

【００４１】現像スリーブ１４上のトナー１１の層は、
現像スリーブ１４の回転に伴って現像容器１２内から現
像部１３へと搬送され、現像部１３でマグネットロール
１５の現像磁極Ｓ１によってトナー１１が穂立ちし、そ
の状態でバイアス電源１８により現像スリーブ１４に対
して現像バイアスを印加して、現像部１３に形成した電
界、好ましくは直流に交流を重畳した交互電界により、
現像スリーブ１４上からトナー１１が感光体ドラム１上
に飛翔し、トナー１１が感光体ドラム１上の静電潜像に
付着して現像し、静電潜像をトナー像として可視化す
る。

【００４２】図２は、本発明における現像装置の感光体
ドラム、現像スリーブそれらの間隙保持部分のＳＤコロ
付近を拡大した概略断面図である。

【００４３】本実施例１においては、本発明により、感
光体ドラム１と現像スリーブ１４の両方の両端部に間隙
保持領域Ｄと現像領域Ａ間に段差を設けている。これに
よりＳＤ間隙ｄ₁ よりＳＤコロ２１の間隙保持領域Ｄに
おける肉厚ｄ₂ のほうが大きくなっている。

【００４４】本実施例における段差であるが、感光体ド
ラム１については、ＳＤコロ２１は感光体ドラム１の円
筒形アルミ基板２のアルミ面２ａに直接当接するように
している。一方現像領域Ａには感光体ドラム１のアルミ
面２ａ上にＯＰＣの感光層２２が厚さ約４０μｍ設けて
ある。これより感光体ドラム１にはＳＤ間隙保持領域Ｄ
と現像領域Ａで約４０μｍの段差がある。

【００４５】また現像スリーブ１４については、前述の
ように現像領域Ａにおいて円筒形アルミ基板２４のアル
ミ面２４ａ上にカーボンコート樹脂層２３を約１０μｍ
有するので、ＳＤ間隙保持領域Ｄと現像領域Ａで約１０
μｍの段差がある。

【００４６】以上により本実施例１では、ＳＤ間隙保持
領域Ｄと現像領域Ａで約５０μｍの感光体ドラム１、現
像スリーブ１４の段差がある。

【００４７】本実施例では高画質化のためにＳＤ間隙ｄ
₁ を２００μｍとしている。本発明の採用により、現像
領域ＡでＳＤ間隙を２００μｍとするためには、ＳＤ間
隙保持領域Ｄでは感光体ドラム１、現像スリーブ１４の
間隔は２５０μｍとなる。すなわちＳＤコロ２１のＳＤ
間隙保持領域Ｄにおける肉厚ｄ₂ は２５０μｍで、薄肉
部分Ｅの肉厚ｄ₃ は２００μｍである。このため、ＳＤ
コロ２１の成形が充分可能であり、強度的にも充分であ
る。

【００４８】従来例でＳＤ間隙を２００μｍとするため
には、ＳＤコロ２１のＳＤ間隙保持領域Ｄでの肉厚ｄ₂
が２００μｍで、薄肉部分Ｅの肉厚ｄ₃ は１５０μｍと
いうように非常に薄いコロを作成しなけれはならず、成
形が非常に困難である。従来例では感光体ドラム１の感
光層２２にＳＤコロを当て、現像スリーブ１４に段差を
設けていないため、この成形の問題は解決されず、従来
ではＳＤ間隙２００μｍ以下用のＳＤコロは成形不可能
であった。しかしこの問題は、感光体ドラムと現像スリ
ーブの両方の長手両端部に段差を設けた本発明において
初めて解決される。

【００４９】なおＳＤ間隙を３００μｍから２００μｍ
にすることによって、画像のムラやハーフトーンのなめ
らかさなどが改善され現像スリーブのフレについても影
響されにくいという利点がある。

【００５０】本発明を用いた実施例１によってプリント
耐久実験を行ったが、高品質の画像をトナーがなくなる
まで得ることができた。さらにＳＤ間隙２００μｍでも
ＳＤコロ２１の肉厚は、間隙保持領域Ｄでｄ₂ ＝２５０
μｍ、薄肉部分Ｅでｄ₃ ＝２００μｍと従来品より約５
０μｍ厚くすることができるので安定して成形すること
ができた。本実施例は感光体ドラム１及び現像スリーブ
１４の円筒形基板を全長にわたり、一様な直径としてあ
るので円筒形基板の加工が容易である。

【００５１】「実施例２」図３に本発明を実施した他の
実施例の概略図を示す。前記実施例１と同部材には同符
号を付けてある。

【００５２】本実施例２においては、ＳＤコロ２１の現
像スリーブ１４への挿入部（Ｅ，Ｄ）が挿入される現像
スリーブ１４の円筒形アルミ基板２４の両端の外周を削
ることにより段差を大きくしたことに特徴がある。他の
構成については前記実施例１と同様で感光体ドラム１、
現像スリーブ１４の両方に段差がある。本実施例２にお
ける円筒形アルミ基板２４の削り量は、カーボンコート
樹脂層２３部分の母材に対する半径方向切込量で１００
μｍとした。現像スリーブ１４のカーボンコートの樹脂
層２３（厚さ１０μｍ）の厚さとあわせて１１０μｍの
段差が現像スリーブ１４の中間と両端間にある。前記実
施例１、と同様に高画質にするため現像領域ＡのＳＤ間
隙はｄ₁ ＝２００μｍとした。感光体ドラム１と現像ス
リーブ１４の現像領域Ａと、ＳＤ間隙保持領域Ｄとの段
差（ｄ₂ −ｄ₁ ）は１５０μｍであるのでＳＤコロ２１
の間隙保持領域Ｄの肉厚ｄ₂ は３５０μｍ、薄肉部分Ｅ
の肉厚ｄ₃ は３００μｍである。

【００５３】本発明により実施例２においても高画質の
ためにＳＤ間隙２００μｍにしても、感光体ドラム、現
像スリーブの両方の両端部に段差があり、ＳＤコロは、
安定して成形できる厚みであり、強度も十分にでき、本
発明の有効性が確認された。本実施例によれば感光層２
２、樹脂層２３の厚みを薄くした場合においても、ＳＤ
コロ２１のの必要とする厚みを確保できる。

【００５４】「実施例３」図４に本発明の第３の実施例
の概略図を示す。前記実施例１又は２と同部材には同符
号を付けてある。

【００５５】本実施例３においては、感光体ドラム１の
円筒形アルミ基板２の両端アルミ部分Ｆの外周を削るこ
とにより段差を大きくしたことに特徴がある。他の構成
については前記実施例１と同様で感光体ドラム１、現像
スリーブ１４の両方に段差がある。本実施例３における
アルミ部分Ｆの削り量は半径で１００μｍとした。感光
体ドラム１には感光層２２（厚さ４０μｍ）とあわせて
１４０μｍの段差がある。又、現像スリーブ１４の樹脂
層２３の厚さは１０μｍである。前記実施例１、と同様
に高画質にするために現像領域ＡのＳＤ間隙はｄ₁ ＝２
００μｍとした。感光体ドラム１と現像スリーブ１４の
現像領域ＡとＳＤ間隙保持領域Ｄとの段差（ｄ₂ −ｄ
₂ ）は１５０μｍであるので、ＳＤコロ間隙保持部の肉
厚ｄ₂ は３５０μｍ、薄肉部分Ｅの肉厚ｄ₃ は３００μ
ｍである。

【００５６】本発明により、実施例３においても高画質
とするためＳＤ間隙２００μｍにしても、感光体ドラ
ム、現像スリーブの両方の両端部に段差があり、ＳＤコ
ロ２１は安定して形成できる厚みであり、強度も十分に
でき本発明の有効性が再確認された。

【００５７】実施例２では現像スリーブの両端部のみ
を、実施例３では感光体ドラムの両端部のみを削った
が、現像スリーブ、感光体ドラムの両方を削ることもも
ちろん可能でさらにＳＤコロの厚みを増加するのに効果
的である。

【００５８】「実施例４」図５に本発明を用いた現像装
置の感光体ドラムと現像スリーブを含む第４の実施例の
側断面図を示す。

【００５９】この実施例はＳＤコロ２１は薄肉部分がな
く一様な円筒形であり、間隙保持領域がほぼ全長にわた
る。感光体ドラム１は全長にわたり感光層２２を有し、
段差を持たない。現像スリーブ１４は外径１６ｍｍφの
アルミ製で、本実施例では図５に示すように現像スリー
ブ１４のＳＤコロ２１が嵌合する端部外周を切削により
半径で２００μｍ削ってある。また、ＳＤコロ２１の半
径方向の厚みｄ₂ は３００μｍである。このように構成
することにより、ＳＤコロ２１の厚みを必要以上に薄く
して耐久性を落すということなく、現像スリーブ１４と
感光体ドラム１のＳＤ間隙ｄ₁ を１００μｍに保持する
ことができ、細線再現性がよく、しかも濃度の高いべた
黒画像を得ることができ、安定した画像を得ることがで
きる。

【００６０】本実施例では、ＳＤコロ２１の肉厚ｄ₂ ＝
３００μｍ、切削の深さ、すなわち現像剤担持体の感光
体ドラム１の現像領域Ａ間隔保持部材のＳＤコロ２１と
の当接面即ち端部との段差を２００μｍとしたが、この
数値に限定されるものではなく、ＳＤコロ２１の厚さは
強度上約２００μｍ以上、量産性を考慮すると２５０μ
ｍ〜５００μｍが精度よく製造でき、この段差もそれに
応じ、１００〜４００μｍで決定すればよい。

【００６１】また、感光体ドラム１側の端部を切削して
も、同様の効果が得られることはいうまでもない。

【００６２】「実施例５」次に図６に第５の実施例を示
す。現像スリーブ１４は段差がなく全長にわたり一様に
コーティングされており端部にＳＤコロ２１が嵌合して
いる。感光体ドラム１は現像領域Ａのみ感光層（ＯＰＣ
層）２２が設けてある。本実施例で用いているＳＤコロ
２１は実施例４で用いたものと同じ厚みｄ₂ ＝３００μ
ｍのものである。感光体ドラム１には、ＯＰＣドラムが
用いられている。感光体ドラム１の感光層２２は、図７
に示すような構成となっており、円筒形アルミ基板２上
にＵＣＬ３からＯＣＬ６まで各層が塗られている。ＵＣ
Ｌ３，ＣＧＬ４，ＣＴＬ５は通常のドラムと同様の構成
で、厚さｔ１約４０μｍとなっている。最上層に、１６
０μｍの厚さｔ２でオーバーコートレイヤーＯＣＬ６が
形成されている。このＯＣＬ６は、樹脂中にテフロンを
分散したものである。各層は、樹脂と各々の剤（ＣＴ
剤、ＣＧ剤等）の溶液内にアルミのシリンダーをディピ
ングすることで形成される。

【００６３】このように構成することにより、ＳＤ間隙
ｄ_１は１００μｍとなり、実施例４と同様の効果を得る
ことができ、さらに、金属を切削するといつた精密加工
が不必要となり製造コストが低くできた。また、最上層
にテフロン分散層を設けることによって感光体ドラム１
の表面の滑り性がよくなり、クリーニングなどによる感
光体ドラム１の削れも著しく減少し耐久性も向上した。

【００６４】「実施例６」図８に本発明の第６の実施例
を示す。本実施例で用いているＳＤコロ２１も実施例４
で用いたものと同じ肉厚ｄ₂ ＝３００μｍのものであ
る。感光体ドラム１には、全長にわたり感光層２２を設
けたアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）ドラムが用いら
れている。現像スリーブ１４は、円筒形アルミ基板２４
の現像領域Ａのみに導電性の樹脂層（カーボン、グラフ
ァイトを分散したフェノール樹脂）２３を厚さｔ₃ ＝１
５０μｍで塗工されている。このコートスリーブ技術の
詳細は、特開平３−０１２６７６号公報に示されてい
る。

【００６５】以上のような構成を取ることにより、ＳＤ
間隙ｄ₁ ＝１５０μｍとなり、実施例１と同様の効果を
得ることができ、又、コートスリーブを用いる長所をも
合わせ持つことが可能となった。

【００６６】以上述べてきた実施例は、個々に適用する
だけでなく互いを組み合わせてもよい。

【００６７】次に実施例１〜６のようなＳＤ間隙保持方
法を用いて現像時は選択時被現像性がよく、且つ白紙排
出の場合において地かぶりの少なくなる現像装置を備え
た画像形成装置の実施例についてのべる。

【００６８】「実施例７」例えば一成分磁性ネガトナー
を用いて反転現像を行う画像形成装置について図９及び
図１０を用いて説明する。現像装置１０は、現像スリー
ブ１４及び表面のトナー１１がいずれも感光体ドラム１
に接触していない、いわゆる非接触現像装置であり、例
えば上述した各実施例１〜６のようにＳＤ間隙ｄ₁ を有
する。本実施例はトナーの種類、現像方式を限定するも
のではなく、他のトナーで正規現像を行う場合にも有効
である。

【００６９】感光体ドラム１は図示矢印方向に回転して
いる。静電潜像形成部２０で感光体ドラム１は一次帯電
器７によって負に一様にＶ_d 電位に帯電され、不図示の
画像情報送信装置から送信されてくる画像情報に従って
露光８されて静電潜像をＶ_L電位として形成する。現像
スリーブ１４に内包されたマグネットロール１５によっ
てトナー１１を引きつけ、現像スリーブ１４の回転によ
って感光体ドラム１側に運搬し、転写部３０で転写帯電
器１７により感光体ドラム１上に現像されたトナー像を
レジストローラ９対によってタイミングを調整されて搬
入されてくる転写材Ｐに転写し、定着装置１９によって
定着して永久固着像として画像を形成する。

【００７０】本実施例では非接触現像を用いているた
め、トナー１１を感光体ドラム１表面或は表面近傍に供
給する必要がある。そこでそのトナー供給作用を、現像
スリーブ１４に印加する現像バイアスとして現像部選択
電位Ｖ_dcに交番電圧Ｖ_PPを重畳させる事によって実現し
ている。

【００７１】静電潜像は図１１に示すように静電ポテン
シャルＶ_d とＶ_L のコントラストとして得られるが、現
像部選択電位は通常これらの間の値を用い、Ｖ_L 電位部
（露光部）だけを現像するように決定する。又、交番電
圧のＶ_PPの値或は周波数としては十分量のトナーを感光
体ドラム１表面若しくは表面近傍に供給できる様なもの
を選ぶ。

【００７２】本実施例においては感光体ドラム１と現像
スリーブ１４との空隙を３００μｍ、Ｖ_d ＝−６００
Ｖ，Ｖ_L ＝−１００Ｖ，Ｖ_dc＝−５００Ｖ，Ｖ_PP＝２Ｋ
Ｖ、周波数を２ＫＨｚで良好な現像が得られた。

【００７３】さて本実施例ではこの画像形成装置を、カ
ット紙一枚分或は複数枚分の画像情報をメモリー２６に
蓄積可能なページ印刷機として用いる。ページ印刷機に
対しコンピュータ端末から画像情報を含む様々な動作指
令が送信されていくる。通常コンピュータから送られて
くる画像情報がメモリー容量を超えるか、若しくは改ペ
ージ指令が送信された場合に、画像形成装置は所定のカ
ット紙に画像を形成・定着して排出する。

【００７４】本実施例の特徴はカット紙一枚分に相当す
るメモリー２６に印字すべき画像情報が蓄積されたか否
かを制御回路２７で監視し、画像情報が全く存在しな
い、すなわち白紙排出の場合には制御回路２７はバイア
ス電源１８を制御し前述の現像バイアスの交番成分Ｖ_PP
を排除若しくは弱める機構を持つことにある。これによ
って現像スリーブ１４上のトナー１１は感光体ドラム１
の表面若しくは近傍に供給されなくなり、不用な「かぶ
り」等の異常現像を抑制する事が可能となる。この時の
感光体ドラム１表面の静電ポテンシャル（この場合光に
よる書き込みが行われないから全ての領域でＶ_d に等し
い）と現像スリーブ１４に印加するバイアスの関係を示
したものが図１２である。図１２では交番電界Ｖ_PPを除
いた場合について示したが、トナー供給作用を低下させ
るという意味ではＶ_PPを低下させてもよい。このような
方式においてはスイッチングノイズ等を発生しないとい
う点で有利である。また、感光体ドラム１表面の静電ポ
テンシャルとＶ_dcを等しくすることによりトナー供給作
用のみならず、異質トナーを含む場合にでも現像性を最
小に押えることが可能となり、「かぶり」を低減させる
ことができる。この場合Ｖ_d ＝Ｖ_dcであれば良いのであ
って、感光体ドラム１の絶縁耐圧を越えない範囲で値は
任意に選ぶことが可能である。例えば一次帯電器７に交
番電圧を印加して感光体ドラム１の電位Ｖ_d を接地電位
にするならば、現像スリーブ１４を接地することによっ
て、「かぶり」等の異常現像をなくすことができ、白紙
排出したカット紙を再使用してもコントラストの高い良
好な画質を得ることができる。

【００７５】又、本実施例では白紙排出の検知をメリー
２６を監視することによって行っているが、光書き込み
の検知、或はコンピュータ端末の送信情報を直接解析し
て白紙排出の判断をしても良い。

【００７６】次に本実施例の方式と従来方式とで、白紙
排紙した場合の白色度の低下を比較したものを示す。こ
こに示すものは一成分磁性ネガトナーを用いて反転現像
を行う非接触式現像装置において、感光体ドラム１と現
像スリーブ１４との空隙を３００μｍ、Ｖ_d ＝−６００
Ｖ，Ｖ_L ＝−１００Ｖ，Ｖ_dc＝−５００Ｖ，Ｖ_PP＝２Ｋ
Ｖ、周波数を２ＫＨｚで現像を行い、従来方式としては
Ｖ_PPを印加したままで、本実施例としてはＶ_PP＝０
（Ｖ）として白紙排出を行った。白色度低下率としては
反射濃度計の測定値（百分率）の未使用紙との差を用い
た。結果は次の通りである。本実施例によれば再通紙によっても高いコントラストが
確保されることが判る。

【００７７】「実施例８」図１３は実施例８を示す。こ
こでは一成分磁性ネガトナーを用いて反転現像を行う画
像形成装置について説明するが、本実施例はトナーの種
類、現像方式を限定するものではなく、他のトナーで正
規現像を行う場合にも有効である。図１３は実施例７と
異なる点について示したもので、画像形成装置の他の部
分に関しては同様な構成である。

【００７８】現像装置１０は、現像スリーブ１４及び表
面のトナー１１がいずれも感光体ドラム１に接触してい
ない、いわゆる非接触現像装置を有している。このため
ＳＤ間隙ｄ₁ は実施例１〜６によって得ている。

【００７９】本実施例においては実施例７で記した白紙
排出動作において、電源２８から感光体ドラム１の基板
２に現像スリーブ１４に印加している交番電圧Ｖ_PPを同
位相・同電圧・同周波数て印加する。これによって、現
像スリーブ１４に印加されている交番電界Ｖ_PPを相殺
し、感光体ドラム１へのトナー供給作用を消失させるこ
とができ、白紙排出動作時の「かぶり」等の異常現象を
抑制することが可能となる。本実施例は現像スリーブ１
４に印加する電圧を操作する必要がないため、電源の構
造が簡単になり、通常の現像動作において安定した動作
が確保されるという利点がある。

【００８０】「実施例９」実施例９について図１４を用
いて説明する。ここでは二成分非磁性ネガトナーを用い
て反転現像を行う画像形成装置について示すが、本実施
例はトナーの種類、現像方式を限定するものではなく、
他のトナーで正規現像を行う場合にも有効である。

【００８１】現像装置１０については、現像スリーブ１
４表面にトナー１１の付着したキャリアＣが穂立ちを形
成して感光体ドラム１に接触している、いわゆる接触現
像装置を有している。このためのＳＤ間隙ｄ₁ は実施例
１〜６の何れかによって得ている。

【００８２】この現像装置においては感光体ドラム１へ
のトナー供給は穂立ちしたキャリアＣの接触によって行
っている。従って第７実施例で記した白紙排出動作にお
いて、本実施例では現像スリーブ１４の感光体ドラム１
面からの離脱によってトナー供給を絶つことを特徴とし
ている。

【００８３】例えば多色現像を行う現像装置１０では、
混色を避けるために現像スリーブ１４の感光体ドラム１
面からわずかに離脱を行う場合があるが、そのような画
像形成装置においては、周知の離接機構（不図示）を利
用して白紙排出時に現像スリーブ１４を離脱させてトナ
ー供給を絶つことで本実施例の効果が得られる。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように、像担持体及び又は
現像剤担持体の両端部について、該両端部と中間の現像
領域間に段差を設け、像担持体と現像剤担持体の間隙
が、現像領域における間隙より両端部の間隙保持領域に
おける間隙が大きくなるようにしたため、間隙保持部材
の量産性、成形性、寿命の点において大変有効である。

【００８５】そして、間隙保持部材の肉厚を限界以上に
薄くすることなく、現像剤担持体と像担持体との間隙を
微少に保持でき、細線再現性がよく、しかも濃度の高い
べた黒画像を得ることができ、安定した画像を得ること
ができる。これにより、例えば像担持体と現像剤担持体
の間隙を従来の約３００μｍから約２００μｍに狭くし
ても間隙保持部材を超薄肉にする必要がなくなり、又従
来の約３００μｍ以上の間隙の場合においては間隙保持
部材の製作が一層容易となり、更に寿命がのびる。

【００８６】潜像が形成された像担持体に現像剤担持体
によって現像剤を供給し、潜像と現像剤との引力或は斥
力によって選択的に像担持体に現像剤を付着させて顕像
化し、像担持体上の現像剤像を像支持材に転写・定着し
て永久固着像を得る乾式の画像形成装置に於いて、像支
持材の移動方向の所定長さに亘り現像剤像を形成しない
場合に、それに対応する像担持体の範囲に対して該現像
剤担持体は現像剤の供給を減少若しくは中止することに
より、像担持体上に「かぶり」像を形成すること無く、
従って像支持材は高い白色度を保ったまま排出され、例
えば再びこの排出された像支持材を通紙した場合に、初
めて通紙した場合と同様の高いコントラストの画質を形
成可能な画像形成装置を提供できた。

【００８７】また、白紙排出に限らず一頁中の特定部分
の印字、例えば先端部分にロゴマークを印字して残りの
部分を印字せずに白部を残して排出するような場合で
も、後半のトナー供給の遮断により高コントラスト画像
を得ることができる。

【００８８】上記白紙現像において、像担持体又は及び
現像剤担持体の両端に段差を設けて両端部に間隙保持部
材を嵌着すると像担持体と現像剤担持体間の隙間が正確
に且つ耐久的に維持され、形成画像は高いコントラスト
の画質が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した現像装置の概略縦断面図であ
る。

【図２】実施例１の図１の現像スリーブ付近の一部断面
で示す正面図である。

【図３】実施例２の図１の現像スリーブ付近の一部断面
で示す正面図である。

【図４】実施例３の図１の現像スリーブ付近の一部断面
で示す正面図である。

【図５】実施例４の要部の縦断面図である。

【図６】実施例５の要部の縦断面図である。

【図７】実施例５のＯＰＣ層の断面図である。

【図８】実施例６の要部の縦断面図である。

【図９】本発明の実施例７を示す構成概要図である。

【図１０】本発明の実施例７の主要な部分を示す構成概
要図である。

【図１１】本発明の実施例の現像装置の原理を示す概念
図である。

【図１２】本発明の実施例の現像装置の原理を示す概念
図である。

【図１３】本発明の実施例８の主要な部分を示す構成概
略図である。

【図１４】本発明の実施例９の主要な部分を示す構成概
略図である。

【図１５】従来例の現像装置の縦断面図である。

【図１６】図１５の現像部付近の一部断面で示す正面図
である。

【符号の説明】

１感光体ドラム１４現像スリーブ２１ＳＤコロ２２感光層２３樹脂層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者七瀧秀夫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)発明者竹内昭彦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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤担持体の両端部に同心の間隙保持
部材を設け、該間隙保持部材を像担持体の両端部外周と
接して、現像領域における像担持体と現像剤担持体の間
隙を一定に保つようにした現像装置において、像担持体
及び現像剤担持体の前記両端部と現像領域との間に段差
を設け、該段差は該現像領域の直径が前記両端部の直径
よりも大なることを特徴とする現像装置。
【請求項２】現像剤担持体の両端部に同心の間隙保持
部材を設け、該間隙保持部材を像担持体の両端部外周と
接して、現像領域における像担持体と現像剤担持体の間
隙を一定に保つようにした現像装置において、像担持体
又は現像剤担持体の前記両端部と現像領域との間に段差
を設け、該段差は該現像領域の直径が前記両端部の直径
よりも大なることを特徴とする現像装置。
【請求項３】現像剤担持体の両端部に同心の間隙保持
部材を設け、該間隙保持部材を像担持体の両端部外周と
接して、現像領域における像担持体と現像剤担持体の間
隙を一定に保つようにした現像装置を有し、潜像が形成
された像担持体に現像剤担持体によって現像剤を供給
し、潜像と現像剤との引力或は斥力によって選択的に像
担持体に現像剤を付着させて顕像化し、像担持体上の現
像剤像を像支持材に転写・定着して永久固着像を得る乾
式画像形成装置に於いて、像担持体の移動方向の所定長
さに亘り現像剤像を形成しない場合に、それに対応する
像担持体の範囲に対して該現像剤担持体は現像剤の供給
を減少若しくは中止することを特徴とした画像形成装
置。
【請求項４】前記現像装置は像担持体及び現像剤担持
体の前記両端部と現像領域との間に段差を設け、該段差
は該現像領域の直径が前記両端部の直径よりも大なるこ
とを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】前記現像装置は像担持体又は現像剤担持
体の前記両端部と現像領域との間に段差を設け、該段差
は該現像領域の直径が前記両端部の直径よりも大なるこ
とを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。