JPH07134479A

JPH07134479A - 現像装置

Info

Publication number: JPH07134479A
Application number: JP6243463A
Authority: JP
Inventors: Masuaki Saito; 益朗斎藤; Akihiko Uchiyama; 明彦内山; Tetsuya Kobayashi; 哲也小林; Naoki Enomoto; 直樹榎本; Hiroshi Sasame; 裕志笹目; Yoichiro Maehashi; 洋一郎前橋; Tatsuya Kobayashi; 達也小林; Tatsuhiko Hayakawa; 竜彦早川; Haruo Fujii; 春夫藤井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-09-14
Filing date: 1994-09-13
Publication date: 1995-05-23
Also published as: US5548381A

Abstract

(57)【要約】【目的】掃き寄せ、濃度薄のない高品質画像を環境に
拘らず安定して得ることができる現像装置を提供するこ
とである。【構成】現像バイアスとして立ち下がり規定バイアス
を用い、そのバイアスの交番電界は、トナーを現像スリ
ーブ方向に付勢する一定電界が所定時間続く第１過程
（Ａ）と、トナーを感光ドラム方向に付勢する一定電界
が所定時間続く第２過程（Ｂ）と、第１過程から第２過
程に所定時間で次第に変化する第３過程（Ｃ）を有す
る。更に交番電界の１周期Ｔにおける第１過程から第２
過程に移行する時間ΔＴが占める割合ΔＴ／Ｔを、温湿
度応じて変化させる手段を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置、静電記
録装置等の画像形成装置に用いられる像担持体上の静電
潜像を現像する現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置、静電記録装置等の画像形
成装置では、像担持体上の静電潜像をトナーを収容した
現像装置で現像することが広く行なわれている。

【０００３】このような現像装置の一例の要部を図１０
に示す。

【０００４】図において、符号１は感光ドラム、５は感
光ドラム１を均一に帯電する一次帯電器、４は帯電され
た感光ドラム１を露光する発光素子、１２は感光ドラム
１の露光部にトナーを付着させるように反転現像を行な
う現像装置である。

【０００５】現像装置１２は、非磁性トナーを収容する
トナー収容器６、トナーを担持する現像スリーブ２、こ
の現像スリーブ２にトナーを塗布する塗布ローラ３、現
像スリーブ２上のトナー層厚を規制するブレード７を有
する。

【０００６】現像スリーブ２には、バイアス電源８によ
りバイアス電圧が印加される。

【０００７】このバイアス電圧としては、図１１に示す
サイン波、図１２に示す三角波、図１３に示すノコギリ
波、図１４に示す矩形波、図１５に示すトナーを現像ス
リーブ２から感光ドラム１に向う方向に付勢する電界を
形成するピーク値（以下、Ｖmax と称す）が印加される
時間と、トナーを感光ドラム１から現像スリーブ２に向
かう方向に付勢する電界を形成するピーク値（以下、Ｖ
min と称す）が印加される時間が異なり、Ｖmax 、Ｖmi
n をパルス状に１対、或いは複数組組合せたパルスバイ
アス等が、従来公知である。

【０００８】現像スリーブ２上の電荷を帯びたトナー
は、この電界から受ける力によって、現像スリーブ２の
表面から感光ドラム１の表面へ転移し、感光ドラム１上
の静電潜像の現像が行なわれる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、コン
ピュータグラフィクス技術の発達に伴い、電子写真方式
の画像形成装置による画像は、より高画質なものが望ま
れている。

【００１０】しかしながら、現像バイアスとしてサイン
波、三角波、ノコギリ波を用いて現像をおこなうと十分
な画像濃度を得ることができない（以下、濃度薄と称
す）。

【００１１】画像濃度を上げるには、現像スリーブ上の
トナーをより多く感光ドラム上に移動させればよく、そ
のためには現像スリーブの感光ドラムに対する周速を高
くする方法や、現像効率を上げるために、前記Ｖmax を
増大する方法、直流成分を変化させる方法が従来公知で
ある。

【００１２】しかし、現像スリーブ周速を高くしすぎる
と現像スリーブが昇温して、その軸受けへのトナー融着
を引き起こしたり、カブリやトナーの機内飛散を生じる
とい問題が発生する虞がある。又上記Ｖmax を増大させ
たり、直流成分を変化させると、感光ドラムと現像スリ
ーブ間（以下、ＳＤ間と称す）で火花放電等が起こる可
能性があるばかりでなく、地カブリが発生する虞もあ
る。又火花放電により感光ドラムや現像スリーブが損傷
されたり、現像スリーブ上にトナーが融着する等で、部
品の交換が必要になる虞もある。

【００１３】このため現像バイアスとしては矩形波が好
ましい。又現像バイアスによる現像促進力が強いと、エ
ッジ効果が激しくなるために、矩形波の中でもＶmax よ
りもＶmin の時間の長いパルスバイアスが好ましい。

【００１４】パルスバイアスではＶmax の値を固定し、
Ｖmax の時間のみを増加させたり、パルスの数を増すこ
とで、火花放電を引き起こすことなく画像濃度を挙げる
ことができる。

【００１５】しかし、パルスバイアスを用いて５ｍｍ角
の静電潜像を現像した場合、エッジ効果を強く出さずに
高い画像濃度を達成できるが、図１６に示したように、
５ｍｍ画の後端部ｇの濃度が他の部分Ｇよりも著しく濃
くなるいわゆる掃き寄せ現象が起こり、均一なトナー像
を得ることができないという問題が発生した。

【００１６】感光ドラムと現像スリーブ間に印加する現
像バイアスとして、図１７に示すように、交番電界にお
いて、トナーを感光ドラムから現像スリーブに向かう方
向に付勢する電界を形成する過程Ａ（Ｖmin ）から、ト
ナーを現像スリーブから感光ドラムに向かう方向に付勢
する電界を形成する過程Ｂ（Ｖmax ）に至る過程Ｃ（立
ち下がり過程）を持たせたバイアス（以下、立ち下がり
規定バイアスと称す）を用いることにより、掃き寄せ、
濃度薄のない高品位なトナー像を得ることができた。

【００１７】この過程Ｃの立ち下がり時間が長いと掃き
寄せには有利であるが、逆に濃度薄には不利となる。こ
のため環境変動した場合、単に立ち下がり規定バイアス
を用いても適正な現像画像を得ることができない。

【００１８】本発明の目的は、掃き寄せ及び濃度薄のな
い現像装置を提供することである。

【００１９】本発明の他の目的は、環境に拘らず安定し
た現像画像を得ることができる現像装置を提供すること
である。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
現像装置にて達成される。要約すれば本発明は、静電潜
像を担持する像担持体と対向した、トナーを担持するト
ナー担持体と、像担持体とトナー担持体間に交番電界を
形成する電界形成手段とを備え、該交番電界は、トナー
を像担持体からトナー担持体に向かう方向に付勢する一
定電界が所定時間続く第１過程と、トナーをトナー担持
体から像担持体に向かう方向に付勢する一定電界が所定
時間続く第２過程と、第１過程から第２過程に所定時間
で次第に変化する第３過程を有し、更に該交番電界の１
周期（Ｔ）における第１過程から第２過程に移行する所
定時間（ΔＴ）が占める割合（ΔＴ／Ｔ）を変化させる
制御手段を備えたことを特徴とする現像装置である。

【００２１】本発明によれば、前記制御手段は、使用さ
れる温度又は湿度に基づきに前記割合（ΔＴ／Ｔ）を制
御することができる。又前記第２過程から第３過程には
矩形パルス状に移行することができる。更に前記制御手
段は、５．０≦ΔＴ／Ｔ×１００≦４０．０の範囲内で
変化させることができる。前記トナーは、非磁性トナー
とすることができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００２３】最初に、本発明者等の実験を基に、立ち下
がり規定バイアスの掃き寄せ防止効果について説明を行
なう。

【００２４】図１８は、本実験の実験装置であり、波形
発生器２１を増幅器２２を介して現像装置２３に接続
し、増幅器２２と現像装置２３との間に接続したオシロ
スコープ２４により、発生器２１に発生させる現像バイ
アスの波形をモニターしながら、現像バイアスを発生さ
せて現像装置２３に印加し、現像を行なわせた。

【００２５】現像装置２３の構成は、図１０と同様なも
のを用いた。

【００２６】感光ドラム１は直径３０ｍｍを有し、図中
矢印方向に毎秒６０ｍｍの速度で回転して、その周囲に
配設された一次帯電器５により−６００Ｖに一様に一次
帯電される。次いで感光ドラム１はレーザ、ＬＥＤ等の
発光素子４により画像情報に基づいた露光が行なわれ、
露光部の電位が−１００Ｖに変化して、感光ドラム１上
に露光部をトナーが付着する画像部とした静電潜像が形
成される。

【００２７】本現像装置２３において、トナー収容器６
内に収容された非磁性トナーは、図中矢印方向に回転す
る直径８ｍｍの塗布ローラ３によって、図中矢印方向に
回転する直径１６ｍｍの現像スリーブ２の表面に塗布さ
れる。現像スリーブ２の表面に塗布されたトナーは、ウ
レタンゴム等の弾性ブレード７により厚みを一定に保た
れる。又トナーは、弾性ブレード７、塗布ローラ３及び
現像スリーブ２により摺擦され、−６．０μＣ／ｇ〜−
３０．０μＣ／ｇの電荷を帯びる。

【００２８】感光ドラム１と現像スリーブ２は、５０か
ら５００μｍの間隙を持って非接触とされ、本例は３０
０μｍに設定される。

【００２９】次に、像担持体とトナー担持体間に交番電
界を形成するために、トナー担持体である現像スリーブ
に印加される現像バイアスについて説明する。

【００３０】図１９において、現像バイアス電圧の１周
期をＴ、Ｖmin の時間と、Ｖmax からＶmin へ移行する
過程の時間（立ち上がり）の合計の時間をＴ2 、その他
の時間をＴ1 とする。そしてＶmax の時間をＴ12、立ち
下がりの時間をΔＴとする。又Ｔ1 ／（Ｔ1 ＋Ｔ2 ）×
１００をデューティパーセント（ＤＵＴＹパーセン
ト）、ΔＴ／Ｔ×１００＝ΔＴ／（Ｔ1 ＋Ｔ2 ）×１０
０を傾きパーセントとする。

【００３１】図２０は、本発明者等による、１周期にお
けるＴ1 、ΔＴの割合と５ｍｍ角トナー像の掃き寄せの
発生状態と濃度薄の関係についての実験結果である。デ
ューティーパーセントを０％から６０．０％に変化さ
せ、それぞれのデューティーパーセントにおいて傾きパ
ーセントを０％から最大限まで変化させた。

【００３２】デューティパーセントが２０％以下の領域
では、現像促進側の成分が少なすぎるため十分な濃度が
得られなかった。デューティパーセントが２０％以上の
領域では、傾きパーセントが５％以下になると掃き寄せ
が発生し、傾きパーセントが大きくなりすぎると、バイ
アス波形が三角波に近くなるために濃度が発生した。デ
ューティパーセントの値が十分な濃度を得られる領域
で、且つそれぞれのデューティパーセントの領域で傾き
パーセントの値がバイアス波形が三角波にならない領域
では、傾きパーセントの値を５．０％から４０．０％に
設定すると、掃き寄せ及び濃度薄のない良好な画像が得
られた。

【００３３】その理由は定かではないが、以下のように
考えられる。

【００３４】先ず初めに、掃き寄せの起こるメカニズム
について述べる。

【００３５】図２１は、現像バイアスを印加したＳＤ間
の断面図であり、感光ドラム１と現像スリーブ２との間
の電気力線ｈが表されている。感光ドラム１と現像スリ
ーブ２の中心部１３では、電気力線ｈはほぼ直線状にな
っているが、端部１４ではゆがんでいる。図２２は、現
像スリーブ２と対向した感光ドラム１上が画像部になっ
ているときの、端部１４における、ＳＤ間の電界の力に
よるトナーの運動の様子を模式的に示している。

【００３６】ゆがんだ電気力線ｈ1 上の点ａ₁ で、トナ
ーは電気力線の接線方向に速度Ｖ1を持つ。次の瞬間ト
ナーが点ａ₂ に来たとき、トナーは点ａ₂ での電気力線
ｈ2の接線方向に速度Ｖ2 を持つ。すると、トナーは点
ａ₂ からこれらの速度を合成した（Ｖ1 ＋Ｖ2 ）の方向
に飛ぶ。そして図２３に示すように、端部１３では、ト
ナーは電気力線ｈの通りには飛ばず、図中、矢印Ｑ１で
示されるように、感光ドラム１との間で外側にずれるよ
うに往復運動をする。

【００３７】又図２４に示すように、感光ドラム１上の
非画像部Ｒａ（感光ドラム表面電位：−６００Ｖ）と画
像部Ｒｂ（感光ドラム表面電位：−１００Ｖ）との境界
である画像先端エッジ部Ｒｃが、電気力線のゆがんでい
るＳＤ間の端部１４に来ると、画像部Ｒｂよりも現像ス
リーブ２の回転方向側（下流側）にあるトナーｔが、矢
印Ｑ２に示すように画像部Ｒｂ側へ移動する。これによ
り画像先端エッジ部Ｒｃにトナーｔが集中し、集中した
トナーは、現像スリーブ２の回転方向の逆側（上流側）
に戻るため、現像スリーブ２の端部１４の上流側位置の
部分にトナーｔの大きな溜りＭができる。

【００３８】次いで図２５に示すように、端部１４に画
像部Ｒｂが位置した状態になると、トナーｔは図中矢印
Ｑ３に沿って外側にずれた往復運動をする。これにより
現像スリーブ２が回転するに拘わらず、現像スリーブ２
の上流側の一定位置にトナー溜りＭが形成され続け、そ
の堆積するトナーｔは更に多くなって行く。

【００３９】そして図２６に示すように、感光ドラム１
の回転により、感光ドラム１上の画像部Ｒｂと非画像部
Ｒｄとの境界である画像後端エッジ部Ｒｅが端部１４に
来ると、電界は画像後端エッジ部Ｒｅに集中し、トナー
溜りＭは画像後端エッジ部Ｒｅに引き寄せられる。これ
によりトナー溜りＭのトナーｔがＳＤ間を往復運動しな
がら、画像後端エッジ部Ｒｅの移動に伴い下流に移動し
てＳＤ間を通過する。

【００４０】最後に図２７に示すように、画像後端エッ
ジ部Ｒｅと共に、ＳＤ間を往復運動をしながら下流側へ
移動してきたトナー溜りＭは、ＳＤ間の広くなった点で
画像部Ｒｂの後端に付着し、かくして、感光ドラム１上
に形成されたトナー像Ｒの後端部に掃き寄せＲｆが形成
される。

【００４１】以上のことから、掃き寄せを発生させない
ためには、電気力線のゆがんでいる端部において、トナ
ーの往復運動を抑制することが必要であると思われる。

【００４２】又非接触現像法において、十分な画像濃度
を得るためには、ＳＤ間の中央部で、十分なトナーの往
復運動を行なわせることが必要であることは従来公知で
ある。

【００４３】一般に、ＳＤ間の距離をｄSD、現像スリー
ブ２の電位をＶs 、トナーの電荷量をＱt とすると、ト
ナーは、Ｆt ∝Ｑt ×Ｖs ／ｄSD なる力Ｆt を現像バイアスによる電界から受けて移動す
る。

【００４４】現像スリーブ上のトナーの単位質量当たり
の電荷量（トリボ）は、図２８に示すように、一様でな
く分布を持っていることが知られており、トナーが受け
る電界からの力、及び現像スリーブから受ける鏡映力
は、個々のトナーの電荷量によって異なっている。電荷
量の小さいトナーは、鏡映力が小さいために、電界から
受ける力が弱いときでも、ＳＤ間を往復運動することは
可能であるが、加速度が小さいために速度が遅い。反対
に、電荷量の大きいトナーは、鏡映力が大きいために、
電界から受ける力が強いときでなければ、ＳＤ間を往復
運動することはできないが、加速度が大きいために速度
は速い。

【００４５】図２９は、立ち下がり規定バイアスを印加
した現像スリーブのＳＤ間の端部での電位と、現像スリ
ーブからのトナーの感光ドラム方向への移動時間との間
の関係を示した説明図である。即ち、図２３のように、
現像スリーブ２と対向した感光ドラム１表面が画像部に
なっているときに、その現像スリーブ２、感光ドラム１
のＳＤ間の広い端部１４において、立ち下がり規定バイ
アス下で現像スリーブ２から離れたトナーが感光ドラム
１方向への力を受けて移動する時間を示したものであ
る。

【００４６】図２９において、現像スリーブの電位がＶ
ａになると、電荷量の小さなトナー（これをｔａとす
る）に対するＳＤ間の現像バイアスによる電界からの力
は、トナーｔａの現像スリーブから受ける鏡映力よりも
強くなって、トナーｔａは現像スリーブから感光ドラム
方向へ移動を始めるが、現像スリーブの電位がすぐに画
像部電位Ｖｃと同電位になるので、その間のトナーｔａ
の移動時間Ｔａは短い。

【００４７】一方、電荷量の大きなトナー（これをｔｂ
とする）の現像バイアスによる電界から受ける力が、現
像スリーブからの鏡映力よりも強くなるためには、現像
スリーブの電位が負方向により大きなＶｂにならなけれ
ばならないために、トナーｔｂは現像スリーブから離れ
ることができない。

【００４８】従ってトナーの電荷量に関係なく全てのト
ナーについて、ＳＤ間の広い端部における往復運動を抑
えることができ、掃き寄せの発生を防ぐことができる。

【００４９】図３０は、立ち下がり規定バイアスを印加
した現像スリーブのＳＤ間の中央部での電位と、現像ス
リーブからのトナーの感光ドラム方向への移動時間との
間の関係を示した説明図である。

【００５０】図３０において、現像スリーブ２の電位が
Ｖａになると、電荷量の小さなトナーｔａに対するＳＤ
間の現像バイアスによる電界からの力が、トナーｔａの
現像スリーブから受ける鏡映力よりも強くなり、トナー
ｔａは現像スリーブ２から感光ドラム１へ移動を始め
る。今回は、トナーｔａが現像スリーブ２から感光ドラ
ム１への移動を始めてから、現像スリーブ２の電位がＶ
ｃになるまでの時間が長いため、トナーｔａの移動時間
Ｔａも長くなり、ＳＤ間を十分に往復運動することがで
きる。

【００５１】又電荷量の大きいトナーｔｂは、現像スリ
ーブ２上の電位がＶｂになると感光ドラム１への移動を
始める。トナーｔｂの移動時間ＴｂはＴａよりも短い
が、トナーｔｂの加速度はトナーｔａの加速度よりも大
きいために速度が速く、トナーｔｂは、短い時間でも十
分に往復運動することができる。

【００５２】以上のように、立ち下がり規定バイアスの
現像バイアスによれば、現像バイアスの交流成分の立ち
下がり過程により、個々の電荷量のトナーに応じたＳＤ
間の往復運動を制御して、トナーの電荷量に拘わらず全
てのトナーについて、ＳＤ間の広い端部におけるトナー
の往復運動を抑え、ＳＤ間の狭い中央部でのトナーの往
復運動を十分に行なわせることができるので、現像によ
り得られる画像に掃き寄せ及び濃度薄が発生するのを抑
制することができる。

【００５３】以上から、本発明では、画像の掃き寄せ及
び濃度薄を防止するために、上述したように、現像バイ
アスの１周期Ｔに対する、現像バイアスΔＴの割合を示
す傾きパーセント（ΔＴ／Ｔ×１００）を５．０≦ΔＴ／Ｔ×１００≦４０．０の関係を満たすように設定するのである。

【００５４】ところで、現像バイアスの立ち上がり時間
が、図３１に点線で示すように長くなると、電荷量の小
さいトナーｔａの移動時間がＴａからＴａ′のように変
化し、移動時間が長くなるので、端部においてトナーの
往復運動が起こり、掃き寄せが発生する。従って立ち上
がり時間は短ければ短いほどよく、矩形パルス状である
ことが好ましい。

【００５５】以下、本発明の実施例を具体的に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。

【００５６】実施例１本実施例は、従来例で示した現像装置において、ＳＤ間
を３００μｍに保持し、キヤノン販売（株）より発売さ
れているＣＬＣ２００用の黒トナーを使用し、現像バイ
アスとして、図２に示す周波数１０００Ｈｚ、Ｖdc−２
００Ｖ、Ｖmax−１５００Ｖ、Ｖmin ＋１００Ｖ、デュ
ーティパーセント３５％、傾きパーセント２０％の立ち
下がり規定バイアスを用いた。又図２には、従来公知の
パルスバイアスの１つの例としてのデューティバイアス
との違いを明確にするために、そのデューティバイアス
も併せて示している。

【００５７】本実施例では非磁性トナーを用いたが、磁
性トナーを用いた場合や、２成分現像剤を用いた場合で
も、同様な効果を得ることは可能である。又正に帯電す
るトナーを用いても良い。このとき現像バイアスは正負
を逆に設定する。更に本実施例では反転現像法を用いた
が、正規現像法を用いても同様の効果が得られる。

【００５８】本実施例は、上記した現像バイアス波形を
採用すると共に、温室度検知手段を搭載し、温湿度の変
化による画像の変化も補正することを特徴とする。

【００５９】電子写真方式の画像形成装置は、使用され
る地域により、気候の変化による温度と湿度の変化にさ
らされる。図３のＢ点で示される常温常湿（Ｎ／Ｎ）の
環境下では、現像スリーブ上のトナーの摩擦帯電電荷量
は、図４（ｂ）に示すように、ほぼ負側に収まった分布
を持っているが、図３のＡ点で示される高温高湿（Ｈ／
Ｈ）環境下では、図４（ａ）に示すように、トナーの電
荷量分布は、全体的にプラス方向にシフトすると共に幅
が広くなる。このため現像スリーブとの鏡映力が低下
し、トナーは飛び易くなり画像濃度が上昇するが、電荷
量分布が広くなるために掃き寄せは多くなる。一方、図
３のＣ点で示される低温低湿（Ｌ／Ｌ）環境下では、図
４（ｃ）に示すように、トナーの電荷量分布は、全体的
にマイナス方向にシフトすると共に幅が狭くなる。この
ため現像スリーブとの鏡映力が高くなり、トナーは飛び
にくくなり画像濃度が低下するが、電荷量分布が狭くな
るため掃き寄せは少なくなる。

【００６０】そこで、本実施例では、図１に示すよう
に、一般的な熱電対による温度センサ２８と、松下電機
産業（株）製ＥＹＨＨ０２Ｎ型湿度センサ２９及び温湿
度センサ制御部３０を使用し、表１のように、温湿度の
変化による濃度と掃き寄せを補正するための傾きパーセ
ントの制御を行なった。

【００６１】

【表１】

【００６２】即ち、表１に示すように、図３のＡ点で示
される高温高湿（Ｈ／Ｈ）の環境下では、摩擦帯電電荷
量分布が広くなるために多くなった掃き寄せを抑えるた
めに、傾きパーセントを大きくすると共に、トナーが飛
び易くなったために画像濃度が上昇することに対して
は、Ｖmax の時間を短くして濃度を抑えた。Ｈ／Ｈでの
現像バイアス波形を図５に示す。

【００６３】Ｎ／Ｎ、Ｌ／Ｌと温湿度が低下して行く
と、掃き寄せは減少して行くが、濃度も低下していくた
め、表１のように傾きパーセントを減少させ、現像を促
進させるＶmax の時間の比率を高めることにより補正し
た。Ｎ／Ｎでの現像バイアス波形を図２に、Ｌ／Ｌでの
現像バイアス波形を図６に示す。

【００６４】以上のような構成により、温湿度の変化に
よる画質の変化もなく、常に安定した状態で、それぞれ
の温湿度における最も画質の良い状態で装置を使用する
ことが可能となった。又本実施例では、場合分けにより
温湿度変動を大まかに補正したが、従来公知の画像濃度
検知手段と組合せることにより、更に正確に細かく画像
補正を行なうことが可能であることは言うまでもない。

【００６５】実施例２本実施例は、実施例１において固定していた現像バイア
スの周期Ｔを可変とし、周期Ｔを変えることにより温湿
度の変化による画質の変化を補正することが特徴であ
る。

【００６６】

【表２】

【００６７】即ち、表２に示すように、図３のＡ点で示
される高温高湿（Ｈ／Ｈ）の環境下では、摩擦帯電電荷
量分布が広くなるために多くなった掃き寄せを抑えるた
めに、Ｖmax の時間を短くし、それと共に周期Ｔを短く
することにより傾きパーセントを大きくした。Ｈ／Ｈで
の現像バイアス波形を図８に示す。

【００６８】Ｎ／Ｎ、Ｌ／Ｌと温湿度が低下して行く
と、掃き寄せは減少して行くが、濃度も低下していくた
め、表２のようにＶmax の時間を増大することにより周
期Ｔを長くし、周期に対する立ち下がりの時間ΔＴの比
率を低下させると共に、傾きパーセントを減少させ、現
像を促進させるＶmax の時間の比率を高めることにより
補正した。Ｎ／Ｎでの現像バイアス波形を図７に、Ｌ／
Ｌでの現像バイアス波形を図９に示す。

【００６９】以上のような構成により、温湿度の変化に
よる画質の変化もなく、常に安定した状態で、それぞれ
の温湿度における最も画質の良い状態で装置を使用する
ことが可能となった。又本実施例は、現像バイアスの立
ち下がり過程の傾きを一定に保つことが可能なため、現
像バイアスの立ち下がりの傾きを或る一定の時定数を持
った回路により実現する場合など、装置が複雑且つ高価
になるのを防ぐのに非常に有用である。

【００７０】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能であ
る。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像装置
では、現像時に現像剤担持体に印加される現像バイアス
として立ち下がり規定バイアスを採用し、そのバイアス
の交流成分の１周期における立ち下がり過程を温湿度の
変化により制御したので、それぞれの温湿度における最
も最も画質の良い状態で使用でき、掃き寄せ及び濃度薄
のない良好な画像を常に安定して得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の実施例１を示す構成図であ
る。

【図２】実施例１において常温常湿環境下で使用した現
像バイアスを示す波形図である。

【図３】実施例１の現像装置の使用環境の範囲よる区分
を示す説明図である。

【図４】図３の区分の各環境における現像スリーブ上の
負極性トナーの摩擦帯電電荷量の分布を示すグラフであ
る。

【図５】実施例１において高温高湿環境下で使用した現
像バイアスを示す波形図である。

【図６】実施例１において低温低湿環境下で使用した現
像バイアスを示す波形図である。

【図７】本発明の実施例２において常温常湿環境下で使
用した現像バイアスを示す波形図である。

【図８】実施例２において高温高湿環境下で使用した現
像バイアスを示す波形図である。

【図９】実施例２において低温低湿環境下で使用した現
像バイアスを示す波形図である。

【図１０】現像装置の断面構成図である。

【図１１】図１０の現像装置で用いられている現像バイ
アスを示す波形図である。

【図１２】同じく現像バイアスの他の例を示す波形図で
ある。

【図１３】同じく現像バイアスの更に他の例を示す波形
図である。

【図１４】同じく現像バイアスの更に他の例を示す波形
図である。

【図１５】同じく現像バイアスの更に他の例を示す波形
図である。

【図１６】図１２の現像バイアス等を用いて現像した場
合に得られるトナー像に履き寄せが発生したことを示す
説明図である。

【図１７】本発明で現像バイアスとして用いた立ち下が
り規定バイアスを示す波形図である。

【図１８】本発明での現像実験で用いた装置を示すブロ
ック図である。

【図１９】図１８の装置による実験で現像に用いた現像
バイアスの交流成分の１周期における各要素過程を書き
込んだ波形図である。

【図２０】同じく現像バイアスの交流成分の１周期にお
ける傾きパーセント及びデューティーパーセントと、得
られた５ｍｍ角の画像の掃き寄せ及び濃度薄の発生状態
との関係を示した説明図である。

【図２１】現像バイアスを印加した現像スリーブと感光
ドラムとのＳＤ間における電気力線を示す断面図であ
る。

【図２２】現像スリーブと対向した感光ドラムの表面が
画像部になっているときの、現像バイアスを印加したＳ
Ｄ間の端部における電界の力によるトナーの運動方向を
模式的に示した説明図である。

【図２３】現像バイアスを印加したＳＤ間でのトナー挙
動により画像の履きを寄せが発生するメカニズムの一部
を説明する断面図である。

【図２４】同じくメカニズムの一部を説明する断面図で
ある。

【図２５】同じくメカニズムの一部を説明する断面図で
ある。

【図２６】同じくメカニズムの一部を説明する断面図で
ある。

【図２７】同じくメカニズムの一部を説明する断面図で
ある。

【図２８】現像スリーブ上のトナーの単位質量当たりの
電荷量分布を示すグラフである。

【図２９】立ち下がり規定バイアスを印加した現像スリ
ーブのＳＤ間の端部での電位と、現像スリーブからのト
ナーの感光ドラム方向への移動時間との間の関係を示し
た説明図である。

【図３０】立ち下がり規定バイアスを印加した現像スリ
ーブのＳＤ間の中央部での電位と、現像スリーブからの
トナーの感光ドラム方向への移動時間との間の関係を示
した説明図である。

【図３１】立ち上がりの時間が長い現像バイアスを示す
波形図である。

【符号の説明】

１感光ドラム２現像スリーブ６トナー収容器７弾性ブレード８バイアス電源１２現像装置２１波形発生器２３現像装置２８温度センサ２９湿度センサ３０温湿度制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者榎本直樹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)発明者笹目裕志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)発明者前橋洋一郎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)発明者小林達也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)発明者早川竜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 (72)発明者藤井春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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像を担持する像担持体と対向し
た、トナーを担持するトナー担持体と、像担持体とトナ
ー担持体間に交番電界を形成する電界形成手段とを備
え、該交番電界は、トナーを像担持体からトナー担持体
に向かう方向に付勢する一定電界が所定時間続く第１過
程と、トナーをトナー担持体から像担持体に向かう方向
に付勢する一定電界が所定時間続く第２過程と、第１過
程から第２過程に所定時間で次第に変化する第３過程を
有し、更に該交番電界の１周期（Ｔ）における第１過程
から第２過程に移行する所定時間（ΔＴ）が占める割合
（ΔＴ／Ｔ）を変化させる制御手段を備えたことを特徴
とする現像装置。
【請求項２】前記制御手段は、使用される温度に基づ
き前記割合（ΔＴ／Ｔ）を制御する請求項１の現像装
置。
【請求項３】前記制御手段は、使用される湿度に基づ
き前記割合（ΔＴ／Ｔ）を制御する請求項１の現像装
置。
【請求項４】前記第２過程から第３過程に矩形パルス
状に移行する請求項１の現像装置。
【請求項５】前記制御手段は、５．０≦ΔＴ／Ｔ×１
００≦４０．０の範囲内で変化させる請求項１の現像装
置。
【請求項６】前記トナーは、非磁性トナーである請求
項１の現像装置。