JPH0728335A

JPH0728335A - 現像装置

Info

Publication number: JPH0728335A
Application number: JP19401493A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Nishimura; 克彦西村; Toshio Miyamoto; 敏男宮本; Minoru Matsukuma; 稔松隈; Hideo Nanataki; 秀夫七瀧; Toru Saito; 齋藤　　亨
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-07-09
Filing date: 1993-07-09
Publication date: 1995-01-31
Anticipated expiration: 2021-06-07
Also published as: JP3782468B2

Abstract

(57)【要約】【目的】画像形成装置の像担持体に対する現像剤担持
体の間隙を狭くしても、画像形成装置の輸送時に現像剤
担持体により像担持体に傷を付けるのを防止して、像担
持体の傷による画像欠陥の発生をなくすことを可能とし
た現像装置を提供することである。【構成】導電性の非磁性基体３２上に外層として、感
光ドラムよりも硬度が低く且つ体積抵抗率が１０⁸ Ω・
ｃｍ以下の導電性弾性層３４を設けて、現像装置の現像
スリーブ３０とした。【効果】現像装置を組込んだ画像形成装置の輸送時
に、振動により現像スリーブ３０が感光ドラムに接触し
ても、感光ドラムの表面に傷が付くのを防止でき、感光
ドラムの傷による画像欠陥の発生をなくすことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真感光体、静電
記録誘電体の像保持体上に形成された静電潜像を現像す
る現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一成分現像剤を用い、その一成分
現像剤を担持した現像剤担持体を像担持体の表面から所
要の微小間隙をおいて対峙させ、この間隙を飛翔する現
像剤により現像するジャンピング現像方式が知られてい
る（例えば特公昭４１−９４７６号）。又上記の間隙に
高周波パルスバイアス（周波数１０ｋＨｚ〜３０００ｋ
Ｈｚ等）を印加して、像担持体の画像部には現像剤を付
着させるが、非画像部には付着させないようにした現像
技術も知られている（例えば米国特許第３８９０９２９
号、同第３８６６５７４号、同第３８９３４３１８号明
細書等）。

【０００３】又トナーとキャリアとを含有する二成分現
像剤を用い、その二成分現像剤を像担持体の画像部及び
非画像部に無差別に接触させ、同時に現像剤担持体と像
担持との間に低周波交番電界を印加し、実質的に画像部
のみに現像剤を付着し、非画像部への現像剤の付着をな
いようにして、現像する現像技術も知られている（例え
ば特開昭５５−３２０６０号）。

【０００４】図５は、従来の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。本画像形成装置に備えら
れた現像装置は、従来の現像装置の一例で、現像剤担持
体と像担持体とが対向した間隙である現像領域に交番電
界を印加するようになっている。

【０００５】図５に示すように、現像装置１０は、画像
形成装置の像担持体である矢印方向に回転するドラム状
電子写真感光体、即ち感光ドラム１に対向して設置さ
れ、この感光ドラム１上には、帯電器、露光手段等を含
む公知の静電潜像形成手段２により静電潜像が形成され
る。露光手段としては原稿の光学像の投影手段や被記録
画像信号により変調されたレーザビームを走査する光学
系等が採用され、感光ドラム１に形成された潜像は、現
像装置１０によって現像してトナー像に形成される。

【０００６】得られたトナー像は転写帯電器等を含む公
知の転写手段３により紙等の転写材上に転写される。ト
ナー像を転写された転写材は感光ドラム１から分離さ
れ、公知の定着手段に送られ、そこでトナー像の転写材
への定着が行なわれる。

【０００７】転写後感光ドラム１上に残留したトナー
は、クリーニングブレード等を含む公知のクリーニング
手段４により除去される。

【０００８】現像装置１０は、現像容器１２内に磁性ト
ナーからなるキャリア粒子を含まない絶縁性一成分現像
剤１１を収容している。この現像剤１１は、絶縁性磁性
トナーを主体としてなっており、好ましくはシリカ微粉
末が若干外添されている。シリカ微粉末は、画像濃度を
増大させ且つガサツキの少ない画像を得られるように、
トナーの摩擦帯電電荷を制御する目的等から外添され
る。例えば気相法シリカ（乾式シリカ）及び／又は湿式
製法シリカ（湿式シリカ）をトナーに外添することが知
られている。

【０００９】例えばスチレン−アクリルにマグネタイト
を６０重量部含有する負極性トナーに対し、強い負帯電
特性を示す乾式シリカ（例えば１００ｍ² の気相法シリ
カに対し、ＨＭＤＳを１００ｍ² 当たり１０重量部の割
合で添加し、加熱処理したもの）が外添された現像剤
は、負極性の静電潜像を反転現像するのに適している。

【００１０】一成分現像剤、即ちトナー１１は、現像剤
担持体である矢印方向に回転するアルミニウム、ステン
レス鋼等の非磁性現像スリーブ２０によって容器１２か
ら持ち出され、感光ドラム１と対向した現像領域１３に
搬送される。現像領域１３においては、感光ドラム１と
現像スリーブ２０とが５０〜５００μｍの最小間隙を開
けて対向している。そしてこの現像領域１３において感
光ドラム１上の静電潜像に現像剤が付与され、静電潜像
が現像される。

【００１１】現像領域１３に搬送される現像スリーブ２
０上のトナー１１の厚みは、ブレード１６によって規制
される。ブレード１６は鉄等の磁性体からなり、スリー
ブ２０内に静止配置されたマグネットローラ１５の磁極
Ｎ１とスリーブ２０を間に挟んで対向している。従って
ブレード１６に対して磁極Ｎ１からの磁力線が集中し、
ブレード１６とスリーブ２０との間に強い磁気カーテン
が形成される。この磁気カーテンによりスリーブ２０上
には、ブレード１６とスリーブ２０間の間隙よりも薄い
トナー層１１ａが形成される。

【００１２】尚、ブレード１６と現像スリーブ２０との
間隙は、トナー層１１ａの厚みをスリーブ２０と感光ド
ラム１との最小間隙、即ち現像領域１３での両者の間隙
よりも薄くできるような間隙に設定される。

【００１３】以上のようにして、図５に示した現像装置
では、所謂非接触現像が行なわれる。即ち、現像領域１
３に搬送されるトナー層１１ａの厚みが現像スリーブ２
０と感光ドラム１間の最小間隙よりも薄いので、トナー
１１はスリーブ２０から空気間隙を飛翔して感光ドラム
１に到達する。そしてその際の現像効率を向上し、濃度
が高く鮮明でカブリの抑制された現像画像を形成するた
めに、スリーブ２０には定電圧制御のバイアス電源１８
から交番成分を含む現像バイアス電圧が印加される。

【００１４】現像バイアスは、上記のように、直流電圧
に交番電圧を重畳したものが好ましい。その交番電圧の
周波数は１〜２ｋＨｚ、ピーク・ツウ・ピーク電圧（最
大値と最小値の差）は、１．１〜１．８ｋＶ程度が好ま
しく、波形は矩形波、サイン波、三角波等が使用され
る。

【００１５】例えば暗部電位が−７００Ｖ、明部電位が
−１００Ｖの潜像を負に帯電したトナーで反転現像する
とき、現像バイアスとしては直流成分が−５００Ｖ、交
番成分はピーク・ツウ・ピーク電圧が１．６ｋＶ、周波
数が１．８ｋＨｚの矩形波の現像バイアス電圧を使用で
きる。

【００１６】斯る現像バイアスによってトナー１１に現
像スリーブ２０から感光ドラム１に転移させる方向の電
界、感光ドラム１からスリーブ２０に逆転移させる方向
の電界が交互に作用する。これによって良好な現像画像
が得られる。

【００１７】尚、反転現像とは、潜像の明部電位領域に
潜像と同極性に帯電したトナーを付着させて、潜像を可
視化する現像方式である。一方、潜像の暗部電位領域に
潜像と逆極性に帯電したトナーを付着させて、可視化す
る現像方式を正規現像と言う。

【００１８】トナー１１は、主として現像スリーブ２０
との摩擦により静電潜像を現像する極性に帯電される。
トナー１１としては、例えばスチレン−アクリル共重合
体を主成分とする結着樹脂に、マグネタイトを６０重量
％、負荷電制御剤としてモノアゾ染料の金属錯塩を１重
量％含有した、体積抵抗率が約１０¹³Ωｃｍの絶縁性磁
性トナーを基本とし、これに流動性を高めるために疎水
化処理したシリカ微粒子をトナー重量に対し０．４重量
％外添したものを用いる。斯るトナーは、上記のスリー
ブ２０との摩擦により負極性に帯電する。

【００１９】尚、マグネットローラ１５の磁極Ｓ１は現
像領域１３に磁界を形成してカブリを防止し、ライン画
像の鮮明な現像に寄与する。又磁極Ｎ２、Ｓ２はトナー
の搬送に寄与する。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の現像装置では、現像スリーブ１５と感光ドラム１との
間隙（ＳＤ間隙）が２００μｍと狭い。そのために、シ
ミュレーションによる検討によれば、そのＳＤ間隙で現
像装置を組込んだ画像形成装置の輸送時に、現像スリー
ブ２０と感光ドラム１との接触が発生し、これが原因で
感光ドラム１に傷が付き、画像上の欠陥を招来すること
が判明した。

【００２１】この輸送時の感光ドラム１の傷付きは、感
光ドラム等と現像装置とを組込んでカートリッジ化した
Ｂ４サイズのプロセスカートリッジにおいて顕著であ
る。

【００２２】従来は、これを防止するために、ポリエス
テル製のシート（遮光のためにカーボンブラック等を添
加）を感光ドラムに巻く必要があった。

【００２３】本発明の目的は、画像形成装置の像担持体
に対する現像剤担持体の間隙を狭くしても、画像形成装
置の輸送時に現像剤担持体により像担持体に傷を付ける
のを防止して、像担持体の傷による画像欠陥の発生をな
くすことを可能とした現像装置を提供することである。

【００２４】本発明の他の目的は、画像形成装置の輸送
時の現像剤担持体による像担持体の傷付きを防止すると
共に、像担持体に対する現像剤担持体の間隙の製造上の
バラつきや環境変化による現像特性の変化を改善するこ
とを可能とした現像装置を提供することである。

【００２５】

【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、現像剤
担持体上の現像剤を規制部材により規制して現像剤の薄
層を形成し、前記薄層に形成された現像剤を現像剤担持
体と２００μｍ以下の微小間隙を開けた像担持体と対面
させ、前記現像剤担持体と像担持体との間に現像バイア
スを印加した状態下で前記現像剤を像担持体に転移させ
て、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現
像装置において、前記現像剤担持体は、導電性の基体の
表面上に導電性弾性層を設けてなっており、該導電性弾
性層は体積抵抗率が１０⁸ Ω・ｃｍ以下で、且つ前記像
担持体の表面よりも低い硬度を有することを特徴とする
現像装置である。

【００２６】本発明によれば、前記現像剤担持体と像担
持体との間に一定の交番電流が流れるように、前記現像
バイアスの交番電流を定電流制御することができ、更に
その交番電流の最大値を制限することができる。

【００２７】又前記現像剤担持体の現像部位が前記像担
持体の非画像域に対応しているときに、これらの間に一
定の交番電流が流れるように、前記現像バイアスの交番
電流を定電流制御し、そしてそのときの交番電圧を検知
し、前記現像部位が前記像担持体の非画像域に対応して
いるときに、前記検知した交番電圧又はこれにより定ま
る一定の交番電圧となるように、前記現像バイアスの交
番電圧を定電圧制御することができる。

【００２８】又前記現像剤担持体の現像部位が前記像担
持体の非画像域に対応しているときに、前記現像バイア
スの交番電圧を一定の交番電圧となるように定電圧制御
し、そしてそのときの交番電流を検知し、前記現像部位
が前記像担持体の非画像域に対応しているときに、前記
検知した交番電流により定まる一定の交番電圧となるよ
うに、前記現像バイアスの交番電圧を定電圧制御するこ
とができる。

【００２９】前記規制部材が弾性体からなり、前記現像
剤が一成分現像剤であり、更にその一成分現像剤の体積
平均粒径が９μｍ以下であるようにすることができる。

【００３０】

【実施例】

実施例１図１は、本発明の一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、図２は、図１に備えられた
現像装置の現像スリーブを拡大して示す斜視図である。

【００３１】本画像形成装置の構成は、その現像装置１
０が図２に示す構成の現像スリーブ３０を有する点を除
き、図５に示した従来の画像形成装置と基本的に同じな
ので、説明の煩雑を避けるために、図１において図５と
同じ部材には同じ符号を付して、必要のない限りその説
明を省略する。

【００３２】図２に示すように、本発明によれば、現像
スリーブ３０は、非磁性スリーブ基体３２上に外層とし
て導電性弾性層３４を形成してなっている。本実施例で
は、スリーブ基体３２は、厚さ０．８ｍｍ、外径１５ｍ
ｍ、真直度約２０μｍのアルミニウム製の円筒体とさ
れ、導電性弾性層３４はこれに厚さ約５００μｍに設け
た。

【００３３】上記の導電性弾性層３４は、ウレタンゴム
に導電性カーボンブラック、例えばconductex 975 ub
（コロンビアカーボン社製）を添加したものを混練し、
溶媒希釈して塗料液とし、その塗料液をスリーブ基体３
２上にスプレー塗工し、塗膜を乾燥し、加硫して硬化す
ることにより形成される。

【００３４】上記の硬化により得られた導電性弾性層３
４の体積抵抗率は、同時にポリエチレンテレフタレート
上に形成した導電性弾性層を四端子法の抵抗率測定器
（例えば三菱油化製ＬＯＲＥＳＴＡＡＰＩＮＴＥ
ＲＩＧＥＮＴ）で測定することにより得られ、体積抵抗
率は１０⁴ Ω・ｃｍ程度であった。

【００３５】現像装置１０の現像容器１２内に収容され
た一成分現像剤であるトナー１１は、上記の導電性弾性
層３４を有する現像スリーブ３０上にその内側のマグネ
ットローラ１５により担持され、現像スリーブ３０の回
転により、感光ドラム１と現像スリーブ３０とが所定の
微小間隙でき対向した現像領域１３に搬送される。その
搬送の途中、トナー１１は、磁性ブレード１６により層
厚を規制されて所定の厚さの薄いトナー層１１ａとされ
る。現像領域１３に搬送されたトナー１１は、感光ドラ
ム１上に形成された静電潜像の現像に供され、潜像がト
ナー像として可視化される。

【００３６】現像の際、現像スリーブ３０にはバイアス
電源１８によって現像バイアスが印加され、現像剤に
は、これを現像スリーブ３０から感光ドラム１に転移さ
せる方向の電界、感光ドラム１から現像スリーブ３０に
逆向きに転移させる方向の電界が交互に作用する。これ
により良好な現像画像が得られる。

【００３７】現像バイアスは、例えば暗部電位が−７０
０Ｖ、明部電位が−１００Ｖの潜像を負に帯電したトナ
ーで、プロセススピード４７．１ｍｍ／秒、ＳＤ間隙２
００μｍで反転現像する場合、次の条件にすることによ
り、良好な現像画像が得られる。使用した現像スリーブ
３０の長手方向の長さは、有効長で２２０ｍｍであっ
た。

【００３８】交番電圧：矩形波、８００Ｖ交番周波数：２０００Ｈｚ直流電圧：−５００Ｖ

【００３９】尚、現像スリーブ３０の導電性弾性層３４
の実質の抵抗値は、弾性層３４の体積抵抗率×厚さのオ
ーダー、即ち１０² Ωのオーダー（１０⁴ Ω・ｃｍ×５
００μｍ÷１ｃｍ³ ＝５００Ω）で比較的低いので、高
圧を負荷しても十分に耐えられる領域であり、現像バイ
アスの交番電圧のピーク・ツウ・ピークは数１０〜数１
００ボルトの範囲であるから、現像バイアスの印加によ
る現像が十分に可能である。

【００４０】本発明では、上記のように、現像装置１０
の現像スリーブ３０に外層として導電性弾性層３４を設
けたので、その現像装置１０を組込んだ画像形成装置の
運送時に、振動により現像スリーブ３０が感光ドラム１
に接触しても、感光ドラム１の表面に傷が付くのを防止
でき、感光ドラム１の傷による画像欠陥の発生をなくす
ことができる。

【００４１】本実施例において、振動数：１０〜１００
Ｈｚ、加速度：１Ｇ、スイープ時間：５分等のＪＩＳ−
Ｚ０２０２に基づく物流テストを行った後、画像形成を
行った結果、現像スリーブの接触による感光ドラムの傷
付きに起因した画像欠陥は認められなかった。

【００４２】以上では、現像スリーブ３０の導電性弾性
層３４は、体積抵抗率が１０⁴ Ω・ｃｍとしたが、一般
に、導電性弾性層３４の体積抵抗率の上限値は、使用す
るバイアス電源１８の出力の最大値によって決定される
ので、バイアス電源１８の出力によっては更に高体積抵
抗率の導電性弾性層を有する現像スリーブを使用するこ
とができることはいうまでもない。

【００４３】本発明では、導電性弾性層３４の体積抵抗
率が１０⁸ Ω・ｃｍ以下の現像スリーブを使用すること
ができ、上記したのと同様な効果を得ることができた。
導電性弾性層３４の体積抵抗率が１０⁸ Ω・ｃｍを超え
ると、局所的に抵抗の不均一性からリークが発生し易く
なり、画像上の欠陥が発生し易くなる。抵抗率の下限に
ついての制限はない。

【００４４】更に本発明では、ＳＤ間隙を２００μｍ以
下としているので、現像スリーブ３０の体積抵抗率を従
来の現像スリーブよりも高くして使用することができ
る。即ち、現像スリーブ３０上の現像されるトナー（現
像に供されるトナー）と感光ドラム１との距離が近くな
るために、トナーの現像性が向上するから、現像スリー
ブ３０の体積抵抗率を従来の現像スリーブよりも高くで
きる。上記のトナーと感光ドラム間の距離が近くなると
現像性が向上するのは、現像されるトナー、つまり現像
スリーブから最も遠く、感光ドラムに最も近いトナー
に、感光ドラムの表面電位で形成される電界が近いこと
が、その一つの要因として考えられる。

【００４５】本発明者等が行ったシミュレーションの結
果によると、感光ドラム表面の暗部電位が−７００Ｖ、
明部電位が−１５０Ｖであるサイン波的な表面電位分布
（通常のＯＰＣ）を考えると、感光ドラムの表面から約
１００〜１５０μｍがその電界が及ぶ距離である。換言
すれば、現像スリーブ上のトナー層の厚さを考えると、
ＳＤ間隙は１００〜１５０μｍ以下、多目に見積もって
２００μｍ以下が現像性の高い領域となる。

【００４６】このことは、当業者に周知のＶ−Ｄ曲線
（現像バイアスの直流電圧Ｖ対現像濃度Ｄの関係曲線）
を実験的に調べることで明確になる。即ち現像性が高け
れば、Ｖ−Ｄ曲線は低コントラスト側にシフトするが、
ＳＤ間隙が２００μｍ以下ではそのようにシフトしてお
り、ＳＤ間隙２００μｍ以下で現像性が高いことが明ら
かである。

【００４７】本発明に従う導電性弾性層３４を設けた現
像スリーブ３０と、従来の金属（アルミ）のままの現像
スリーブとを、本発明のＳＤ間隙の範囲内の２００μｍ
の条件で現像に使用し、画像形成試験を行ったときの、
現像性及び現像スリーブ接触による感光ドラム損傷の防
止効果等を、試験Ｎｏ．１〜２として表１に示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】表１に示されるように、本発明の実施例で
ある試験Ｎｏ．１では、現像スリーブの表面に本発明に
従った導電性弾性層を設け、且つ感光ドラムとのＳＤ間
隔を本発明の範囲内の２００μｍにしたので、現像スリ
ーブの接触による感光ドラム損傷防止及び現像性に良好
以上の優れた効果が得られた。

【００５０】実施例２図３は、本発明の現像装置の他の実施例を示す概略図で
ある。本実施例では、現像剤規制部材として弾性体から
なる弾性ブレード２６を使用したことが特徴である。本
実施例の現像装置１０のその他の構成は、図１に示した
実施例１の現像装置１０と基本的に同じで、図３におい
て図１に付した符号と同一の符号は同一の部材を示す。

【００５１】本実施例において、弾性ブレード２６は現
像スリーブ３０上の現像容器１２の位置に固定され、現
像スリーブ３０上に垂下してその回転方向と逆のカウン
タ方向に当接されている。弾性ブレード２６は、ＳＵＳ
等の弾性金属又はウレタンゴム等の弾性ゴムの板からな
っている。

【００５２】本発明における現像スリーブ３０は、従来
のアルミやステンレス製の現像スリーブと比べると弾性
ブレードとの接触面積が広く取れるため、金属製等の弾
性ブレード２６を有効に使用することができる。

【００５３】本発明に従う導電性弾性層３４を設けた現
像スリーブ３０と、従来の金属のままの現像スリーブに
対し、ウレタンゴム製又はＳＵＳ薄板製の弾性ブレード
２６を組合せて使用し、実施例１の試験と同様な条件で
現像し、６０００枚までの画像形成試験を行った。その
ときの弾性ブレードの違いによる現像スリーブへの傷の
発生に対する効果を、試験Ｎｏ．３〜５として表２に示
す。

【００５４】上記の弾性ブレードの厚さは、ウレタンゴ
ム製が１．０ｍｍ、ＳＵＳ薄板製が０．１ｍｍである。
各弾性ブレードは現像スリーブに引抜き圧３０ｇ／ｃｍ
となるような圧力で当接した。引抜き圧とは、現像スリ
ーブと弾性ブレードとの間に、厚さ３０μｍの２枚の板
で挟んだ厚さ３０μｍのＳＵＳ板を挟み込み、そのＳＵ
Ｓ板を引抜くときの力をＳＵＳ板の長さ１ｃｍ当たりに
換算したものである。

【表２】

【００５５】表２に示されるように、従来の現像スリー
ブでは条件範囲が狭いＳＵＳ薄板製の弾性ブレードで
も、本発明の現像スリーブでは傷が発生されづらく、本
発明の現像スリーブと組合せると、十分に実用の域にあ
ることが理解される。

【００５６】このように、本発明では、現像スリーブ３
０の表面に導電性弾性層３４を設けたことにより、弾性
ブレード２６を容易に使用することができるようになる
が、更にその導電性弾性層３４を設けたことにより、弾
性ブレード２６で規制されるトナーの現像スリーブへの
微視的当接面積が増大するので、トナーの摩擦帯電によ
る比電荷量（μＣ／ｇ）が若干増加して、現像効率が増
すことも分った。

【００５７】以上では、現像剤規制部材としてＳＵＳ薄
板やウレタンゴムの弾性ブレード２６を使用したが、金
属ローラー等の現像剤規制部材を使用してもよく、同様
に有効である。

【００５８】実施例３本実施例では、図１及び２を参照して説明した実施例１
の現像装置１０において、その一成分現像剤であるトナ
ー１１として、体積平均粒径９μｍ以下の微細トナーを
使用した際に、本発明による効果を説明する。

【００５９】トナー１１の粒径が小さくなるに従って、
現像スリーブ３０との鏡映力によりトナーが現像に寄与
しにくくなり、現像性が低下する現象がある。この現象
は交番電界を印加する条件下では、ＳＤ間隙に対しての
依存度が特に顕著である。

【００６０】本実施例では、トナーの現像性の観点か
ら、全面ベタ黒のパターン画像を現像して画像形成試験
を行い、そのとき得られたベタ黒濃度を調べた。トナー
には体積平均粒径が約９μｍの微細トナーを用いた。そ
の他の条件は、実施例１の試験と同じにした。ＳＤ間隙
は、微細トナーの現像性のＳＤ間隙に対する依存性を示
すために、２００μｍ、３００μｍの２つを試した。

【００６１】その結果を図４に示す。図４において、横
軸は現像バイアスの交番電圧分の電圧値（ｋＶ）、縦軸
は全面ベタ黒濃度（光学濃度Ｏ．Ｄ．）である。現像バ
イアスの直流分は、本発明、従来の共に−５００Ｖとし
た。

【００６２】図４に示すように、本発明に係る現像スリ
ーブを使用した場合には、ＳＤ間隙を２００μｍとする
ことにより、体積平均粒径９μｍの微細トナーに対し有
効であるあることが分る。同様に、体積平均粒径が６．
５μｍ、５．０μｍのトナーを使用して画像形成試験を
したが、同じような結果が得られた。

【００６３】本発明において、このような結果が得られ
るのは、トナーが微細になるに従ってその現像性が低下
することからも妥当である。

【００６４】以上の実施例１〜３では、いずれも、現像
バイアスの交番電圧の周波数は２ｋＨｚ（２０００Ｈ
ｚ）としたが、０．６ｋＨｚ〜２．４ｋＨｚの範囲で良
好な結果が得られた。又実施例２で現像剤規制部材とし
て用いた弾性ブレード２６は、現像スリーブ３０に対し
てその回転と逆方向に当接したが、回転と同方向の準方
向に当接してもよく、同様に有効であった。

【００６５】又現像スリーブ３０の導電性弾性層３４
は、ウレタンゴムをその基材として使用したが、これに
限られず、例えばＥＰＤＭやネオプレンゴム等の通常の
導電生ゴム材を使用することができる。一般に導電性弾
性層３４は、感光ドラム１よりも軟らかく且つ体積抵抗
率が１０⁸ Ω・ｃｍ以下を有すればよい。

【００６６】又導電性弾性層３４の形成方法は、スプレ
ー法の他、ディップ法でもよく、或いは導電性弾性層３
４をチューブに形成しておいて、それをスリーブ基体上
に被せるようにしてもよい。

【００６７】導電性弾性層３４の厚さは５００μｍとし
たが、５〜１０００μｍまで十分に適用できた。導電性
弾性層３４の厚さが１０００μｍを超えると、現像スリ
ーブ３０内のマグネットローラ１５の現像極からの磁力
の強さが弱まるので、導電性弾性層３４の厚さの上限に
は限界がある。

【００６８】現像スリーブ３０の基体３２としてはアル
ミ製の円筒体を用いたが、カーボンファイバー等と樹脂
とによる繊維強化複合材料の円筒体を基体に使用するこ
とができる。又絶縁性樹脂の円筒体の表面上に導電層を
一層設けて、これをスリーブ基体としてもよい。

【００６９】本発明は、トナーの帯電極性に依存せずに
成立するのは言うまでもない。

【００７０】以上説明したように、実施例１〜３では、
現像スリーブ３０が導電性の基体３２の表面上に導電性
弾性層３４を設けてなっており、その導電性弾性層３４
が体積抵抗率１０⁸ Ω・ｃｍ以下で且つ感光ドラム１の
表面よりも低い硬度を有するので、感光ドラム１に対す
る現像スリーブ３０の間隙が狭く、画像形成装置の輸送
時に現像スリーブ３０が感光ドラム１に接触しても、感
光ドラム１に傷が付くのを防止でき、感光ドラム１の傷
による画像欠陥の発生をなくすことができる。

【００７１】実施例４図６は、本発明の更に他の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。本実施例の現
像装置では、現像バイアスの交番電流値を所望値に一定
に制御できる機能を有するバイアス電源２８を備えたこ
とが大きな特徴である。本実施例のその他の構成は、図
１の実施例１と基本的に同様で、図６において図１に付
した符号と同一の符号は同一の部材を示す。

【００７２】本実施例で解決する課題を説明する。図５
に示した従来の現像装置では、現像バイアス電源１８に
より現像スリーブ２０に現像バイアスの交番電圧として
定電圧の交番電圧を印加しているために、現像スリーブ
２０の回転位置により感光ドラム１との間のＳＤ間隔が
変動する場合、それに応じて交番電界の強さが変動し
て、現像スリーブ２０のピッチで画像ムラが発生した
り、現像効率が変動して、ハーフトーン画像や全ベタ画
像の濃度変動が発生していた。

【００７３】例えば図１１に示すように、高い濃度のＡ
部分と低い濃度のＢ部分が交互に現れるスリーブピッチ
の濃度ムラは、濃度の高いＡ部分がＳＤ間隙が狭い場合
に対応し、濃度の低いＢ部分がＳＤ間隙が広い場合に対
応する。この濃度ムラは、全面ベタ黒画像よりも１ドッ
ト１スペースのような濃い目のハーフトーン画像の場合
に顕著に認められる。

【００７４】ＳＤ間隙の変動は、例えばカートリッジタ
イプの現像装置を使用している画像形成装置において
は、カートリッジの製造工程上でカートリッジ毎に発生
することがある。この場合、カートリッジ毎に濃度変動
として現れる。

【００７５】本実施例では、画像形成装置の輸送時の現
像スリーブによる感光ドラムの傷付きを防止すると共
に、現像装置の製造に伴うＳＤ間隙のバラつきや環境変
化による現像特性の変化をも改善するものである。

【００７６】図６に示す本実施例の現像装置１０は、Ｓ
Ｄ間隙のバラつきや環境変化による現像特性の変化を改
善するために、上述したように、現像バイアスの交番電
流を所望値に一定に制御できるバイアス電源２８を備え
ている。このバイアス電源２８は、定電流の交番電流を
発生し、且つこれに所望の定電圧直流電圧を重畳して出
力できるＡＣ定電流＋ＤＣ定電圧の高圧電源となってい
る。電源２８の交番出力の範囲は、交番周波数が０．６
〜２．４ｋＨｚ、交番電流値が０．０５〜３．０ｍＡ程
度である。図７に、バイアス電源２８のバイアス発生回
路図を示す。

【００７７】図７において、現像バイアスの交番電流と
して使用する波形信号が入力端子４１に入力される。こ
の入力信号は可変増幅器４２で増幅され、この出力電流
を交番電流検出・設定器４３で検出し、増幅器４２にフ
ィードバックして出力電流値が一定となるように制御
し、これにより増幅器４２からの出力に所望の波形の定
電流の交番電流が得られる。一方、入力端子４４に例え
ば２０ｋＨｚの信号が入力され、その入力信号をＤＣ可
変器４５で直流電圧値を設定した可変増幅器４６に入力
して増幅し、その後段のダイオード４７で整流して、定
電圧の直流電圧が得られる。この直流定電圧は上記の交
番定電流に加えられ、これらが重畳した現像バイアスが
出力端子４８から出力される。尚、交番電流検出・設定
器４３から可変増幅器４６にフィードバックをかけて、
直流電圧の定電圧制御を行うことも可能である。

【００７８】交番電流波形としては、矩形波、サイン
波、三角波等が使用される。

【００７９】現像時、上記のような交番電流が一定、直
流電圧が一定の現像バイアスを現像スリーブ３０に印加
することにより、現像装置のＳＤ間隙及び現像スリーブ
３０の導電性弾性層３４の体積抵抗率の変化があって
も、トナーには所定の現像バイアスを良好に印加でき
る。トナーには、これを現像スリーブ３０から感光ドラ
ム１に転移させる方向の電界、感光ドラム１から現像ス
リーブ３０に逆向きに転移させる方向の電界が交互に作
用し、これにより良好な現像画像が得られる。

【００８０】例えば暗部電位が−７００Ｖ、明部電位が
−１００Ｖの潜像を負に帯電したトナーで、プロセスス
ピード４７．１ｍｍ／秒、ＳＤ間隙２００μｍで反転現
像する場合、現像バイアスを、交番定電流：矩形波、０．６ｍＡ交番周波数：２０００Ｈｚ直流定電圧：−５００Ｖの条件にすることにより、良好な現像画像が得られる。

【００８１】上記の交番電流値は図７の回路の交番電流
検出・設定器４３で検出することができるが、ここで
は、現像スリーブ３０とアースとの間にデジタル式のＲ
ＭＳメータ（実効値メータ）を挿入して測定した値を示
した。使用したデジタルＲＭＳメータは、Ｆｌｕｋｅ社
の８０６２ＡＴＲＵＥＲＭＳＭＥＴＥＲであっ
た。

【００８２】本発明では、現像スリーブ３０の導電性弾
性層３４の実質の抵抗値は、１０²Ωのオーダーで比較
的低く、高圧を負荷しても十分に耐えられ、現像バイア
スの交番電圧のピーク・ツウ・ピーク電圧は数１０〜数
１００ボルトの範囲であるから、上記のような現像バイ
アスの印加による現像が十分に可能であるのは、前述し
た通りである。

【００８３】本実施例では、現像スリーブ３０に印加す
る現像バイアスの交番電流を定電流値に制御しているた
めに、ＳＤ間隙が変化したときに発生するスリーブピッ
チの濃度ムラは発見できなかった（１ドット１スペース
の横ラインのハーフトーン画像で発見が容易である）。
又現像スリーブ３０の表面に導電性弾性層３４を設けて
いるので、振動数：１０〜１００Ｈｚ、加速度：１Ｇ、
スイープ時間：５分等のＪＩＳ−Ｚ０２０２に基づく物
流テストを行った後、画像形成を行っても、現像スリー
ブの接触による感光ドラムの傷付きに起因した画像欠陥
は認められなかった。

【００８４】本実施例の最大の効果は、環境による依存
度を極力なくすことにある。換言すれば、現像スリーブ
３０の抵抗値の環境依存度をなくすことで、ＳＤ間隙を
小さくして行ったときの現像性の向上効果を常に発揮さ
せることにある。

【００８５】即ち現像スリーブ３０の導電性弾性層３４
は、２５℃／５５％の通常の環境（Ｊ／Ｊ環境）下で体
積抵抗率が１０⁴ Ω・ｃｍであるのが、例えば１５℃／
１０％の低温低湿環境（Ｌ／Ｌ環境）下では体積抵抗率
が通常１〜２桁上昇し、１０⁵ Ω・ｃｍ程度になる。

【００８６】本実施例における制御方法で現像バイアス
を制御して現像し、画像形成することにより、Ｌ／Ｌ環
境でＪ／Ｊ環境と同様な画像が得られた。このときの交
番電圧のピーク・ツウ・ピーク電圧は数１００〜数１０
００Ｖの範囲であり、現像バイアスの印加による現像が
十分に可能であった。

【００８７】導電性弾性層を設けた現像スリーブを用
い、交番電流の定電流制御を行っていない場合には、現
像スリーブと感光ドラムの間の電界がＬ／Ｌ環境とＪ／
Ｊ環境とで変化するために、現像濃度が変化する。交番
電圧を印加する現像方式においては、交番電界による現
像性の変化があることは周知の事実である。本実施例で
は、上記のように、このような現像性のＬ／Ｌ環境とＪ
／Ｊ環境とで変化が解消される。

【００８８】以上では、現像スリーブ３０は、導電性弾
性層３４の体積抵抗率が１０⁴ Ω・ｃｍのものを使用し
たが、導電性弾性層３４の体積抵抗率が１０⁸ Ω・ｃｍ
以下の現像スリーブを使用することができ、上記したの
と同様な効果を得ることができた。尚、ＳＤ間隙が２０
０μｍを超える場合には、導電性弾性層の効果は少なく
なり、現像性の向上も大きく期待できないが、理論的に
は実施することが可能である。

【００８９】実施例５図８は、本発明の現像装置の更に他の実施例における現
像バイアス電源のバイアス発生回路を示す図である。本
実施例では、図７の実施例４の現像バイアス電源２８の
バイアス発生回路において、交番電流値の最大値を規定
するリミッタ回路４９を設けたことが特徴である。

【００９０】リミッタ回路４９は、その基準電圧と交番
電流検出・設定器４３による電圧とを比較して可変増幅
器４２の作動をオンオフし、増幅器４２に最大値が一定
値以下の交番電流を出力させるように制御するものであ
る。

【００９１】従来より、ＳＤ間隙に対して交番電圧をパ
ッシェン（Ｐａｓｃｈｅｎ）の法則に従う以上の電圧を
印加すると、リーク現象が発生することが知られてい
る。このリーク現象は、全面ベタ黒をプリントしたとき
に、軽微な場合、白ポチとして現れ、激しい場合、図１
２に示すように、楕円状のリーク跡として現れる。

【００９２】定電圧の交番電圧を印加した状態下におい
ては、現像スリーブの振れが生じると、上記の図１２に
示すように、Ｄ領域ではリークが発生しないが、Ｃ領域
でリークが発生する。Ｃ領域は実施例４の図１２に示し
た濃度の高いＡ部分と同様ＳＤ間隙が狭く、Ｄ領域は濃
度の低いＢ部分と同様ＳＤ間隙が広い。定電圧の交番電
圧を印加すると、Ｃ領域のように狭いＳＤ間隙では、パ
ッシェンの電界強度を超える電界の強さが発生するため
に、リークが発生すると考えられる。

【００９３】本発明においては、実施例４に示した現像
バイアスの交番電流の定電流制御により、図１２に示し
たようなスリーブピッチのリーク現象の発生はかなり軽
減されるが、しかし、一定値以上の交番電流値を流すと
図１２と同様なリーク現象を生じる。然もＳＤ間隙の広
狭に応じて交番電圧が変動するために、図１２に示すス
リーブピッチのリークから全面リークになる可能性が高
い。

【００９４】しかし、上記のリーク現象は、交番電流値
を下げることで回避できる。そこで、本実施例では、一
定値以上の交番電流を流さないような電流制限回路、つ
まりリミッタ回路４９を現像バイアス電源２８のバイア
ス発生回路内に設けて、リーク現象を解消するようにし
た。

【００９５】リークが生じる現像バイアスの限界値の一
例を挙げれば、交番周波数が２０００Ｈｚ、交番電流値
が約２．０ｍＡである。この限界値は矩形波を用い、Ｓ
Ｄ間隙が２００μｍのときの値である。リークが生じる
限界値は、ＳＤ間隙を小さくして行くと若干の変動が認
められ、又印加する交番波形の種類によっても変化が認
められる。従って上記の数値はあくまでも一例である。

【００９６】実施例６本実施例では、実施例４において、図３に示した実施例
２のときのように、現像剤規制部材として弾性ブレード
２６を用いたことが特徴である。

【００９７】本実施例において、実施例２のときと同
様、実施例１の試験と同様な条件で現像し、６０００枚
までの画像形成試験を行った。現像バイアスの交番電流
の定電流制御等、その他の条件は実施例４と同様にし
た。その結果を比較例と共に、試験Ｎｏ．６〜８として
表３に示す。

【００９８】

【表３】

【００９９】表３に示されるように、従来の現像スリー
ブでは当接条件が厳しくて、その条件範囲が狭いＳＵＳ
薄板製の弾性ブレードでも、本発明の現像スリーブと組
合せると、現像スリーブに傷を起こしづらく、十分に実
用の域にある。

【０１００】このように、本実施例では、現像スリーブ
の表面に導電性弾性層を設けたことにより、弾性ブレー
ドを容易に使用でき、又現像剤の現像スリーブへの微視
的当接面積が増大して、トナーの摩擦帯電による比電荷
量（μＣ／ｇ）が若干増加して現像効率が増し、然も現
像バイアスの交番電流の定電流制御をしているので、環
境に依存することなく常に良好な濃度の画像が得られ
る。

【０１０１】実施例７本実施例では、実施例４において、一成分現像剤である
トナー１１として、実施例３のときと同様、体積平均粒
径９μｍ以下の微細トナーを使用したことが特徴であ
る。

【０１０２】本実施例において、実施例３のときと同様
な条件で、全面ベタ黒のパターン画像の画像形成試験を
行った。ＳＤ間隙は２００μｍと１００μｍの２種類を
試した。現像バイアスの交番電流の定電流制御等、その
他の条件は実施例４と同様にした。

【０１０３】その結果を図９に示す。図９において、横
軸は現像バイアスの交番電流値、縦軸は全面ベタ黒濃度
（光学濃度Ｏ．Ｄ．）である。又交番電圧を変化させた
ときの現像性の結果を図１０に示す。図１０において、
横軸は現像バイアスの交番電圧値である。縦軸は同じく
全面ベタ黒濃度（光学濃度Ｏ．Ｄ．）である。現像バイ
アスの直流電圧は、本発明、従来の共に−５００Ｖとし
た。

【０１０４】図９及び図１０を比較すると明らかなよう
に、本実施例により、体積平均粒径９μｍの微細トナー
を用いた場合にも、ＳＤ間隙の変動による交番電流一定
の方法が有効であることが分る。同様に、体積平均粒径
が６．５μｍ、５．０μｍのトナーを使用して画像形成
試験をしたが、同じような結果が得られた。本発明にお
いて、このような結果が得られるのは、トナーが微細に
なるに従ってその現像性が低下することからも妥当であ
る。

【０１０５】以上の実施例４〜７では、いずれも、現像
バイアスの交番電圧の周波数は２ｋＨｚ（２０００Ｈ
ｚ）としたが、０．６ｋＨｚ〜２．４ｋＨｚの範囲で良
好な結果が得られた。又実施例６で現像剤規制部材とし
て用いた弾性ブレード２６は、現像スリーブ３０に対し
てその回転と逆方向に当接したが、回転と同方向の準方
向に当接してもよく、同様に有効であった。

【０１０６】又現像スリーブ３０の導電性弾性層３４と
して、ウレタンゴムをその基材として使用したが、これ
に限られず、実施例１〜３のときと同様、例えばＥＰＤ
Ｍやネオプレンゴム等の通常の導電生ゴム材を使用する
ことができる。更に一般に導電性弾性層３４は感光ドラ
ム１よりも軟らかく、且つ体積抵抗率が１０⁸ Ω・ｃｍ
以下を有すればよい。

【０１０７】同様に、導電性弾性層３４の形成方法は、
スプレー法によらずディップ法でもよく、或いは導電性
弾性層３４をチューブに形成しておいて、それをスリー
ブ基体上に被せるようにしてもよい。導電性弾性層３４
の厚さは５００μｍとしたが、５〜１０００μｍまで十
分に適用できた。導電性弾性層３４の厚さ１０００μｍ
を超えると、現像スリーブ３０内のマグネットローラ１
５の現像極からの磁力の強さが弱まるので、導電性弾性
層３４の厚さの上限には限界がある。

【０１０８】更に現像スリーブ３０の基体としてはアル
ミ製のスリーブを用いたが、カーボンファイバー等と樹
脂とによる繊維強化複合材料のスリーブを基体に使用す
ることができる。又絶縁性樹脂のスリーブの表面上に導
電層を一層設けて、これを本発明の現像スリーブ３０の
スリーブ基体としてもよいことは、前述した通りであ
る。

【０１０９】以上説明したように、実施例４〜７によれ
ば、現像スリーブ３０の表面に体積抵抗率１０⁸ Ω・ｃ
ｍ以下で且つ感光ドラム１の表面よりも低い硬度を有す
る導電性弾性層３４を設け、更に現像スリーブ３０に印
加する現像バイアスの交番電流を定電流制御するように
したので、画像形成装置の輸送時の現像スリーブ３０に
よる感光ドラム１の傷付きを防止すると共に、現像装置
１０の製造に伴うＳＤ間隙のバラつきや環境変化があっ
ても現像特性の変化を改善して、濃度のバラつきのない
良好な画像を得ることができる。

【０１１０】実施例８図１３は、本発明の現像装置の更に他の実施例における
現像バイアス電源を示す図である。本実施例は、定電流
制御及び定電圧制御された現像バイアスを切換えて印加
できる現像バイアス電源３８を設けたことが大きな特徴
である。本実施例のその他の構成は図１の実施例１と基
本的に同じなので、現像装置の図面及びその各部の説明
は省略し、必要に応じて図１を参照して説明を加える。

【０１１１】本実施例で、現像バイアス電源３８は、交
番電源（ＡＣ電源）５０と、ＣＰＵ５１と、定電流制御
器５２と、定電圧制御器５３と、定電流／定電圧切換え
器５４と、電流検出手段５５と、電圧検出手段５６を備
え、交流電源５０は現像スリーブ３０に出力線Ｌ１によ
り接続され、制御器５２と５３とは切換え器５４を介し
て交流電源５０の入力側に接続され、切換え器５４には
制御器５２、５３を切換えるＣＰＵ５１からの切換え信
号線Ｌ２が接続されている。又定電流制御器５２は接続
線Ｌ３により交流電源５０の出力側に接続され、上記の
定電流制御器５２は、その接続線Ｌ３に接続されると共
に接地される。定電圧制御器５３はそれぞれＡ／Ｄ変換
器５７ａ、５７ｂを介した接続線Ｌ４ａ、Ｌ４ｂにより
ＣＰＵ５１に接続され、その一方の接続線Ｌ４ａと交流
電源５０の出力線Ｌ１との間に、上記の電圧検出手段５
６とこれと直列のダイオード５８とが介挿されている。

【０１１２】現像バイアス電源３８の交番出力の範囲
は、交番周波数が０．６〜２．４ｋＨｚ、交番電流値が
０．２〜３．０ｍＡ程度が好ましく、このときの交番電
圧のピーク・ツウ・ピーク電圧は０．４ｋＶ〜２．０ｋ
Ｖ程度である。但し、このピーク・ツウ・ピーク値はＳ
Ｄ間隙によって変化する。交番波形は矩形波、サイン
波、三角波等が使用される。更に現像バイアスの直流電
圧は、感光ドラム１上に形成された潜像の暗部電位と明
部電位との間に存在するような電圧が好ましい。

【０１１３】現像時、上記の現像バイアスを次に示すよ
うに制御して現像スリーブ３０に印加することにより、
トナーには、これを現像スリーブ３０から感光ドラム１
に転移させる方向の電界、感光ドラム１から現像スリー
ブ３０に逆向きに転移させる方向の電界が交互に作用
し、これにより良好な現像画像が得られる。

【０１１４】例えば暗部電位が−７００Ｖ、明部電位が
−１００Ｖの潜像を負に帯電したトナーで、プロセスス
ピード４７．１ｍｍ／秒、ＳＤ間隙３００μｍで反転現
像する場合、現像バイアスを、非画像領域交番定電流：矩形波、２．０ｍＡ交番周波数：１８００Ｈｚ直流定電圧：−５００Ｖ画像領域交番定電圧：約１６００Ｖ（上記交番定電流印加時の交
番電圧約１６００Ｖ（ピーク・ツウ・ピーク電圧）をホ
ールドしたもの）交番周波数：１８００Ｈｚ直流定電圧：−５００Ｖの条件にすることにより、良好な現像画像が得られる。

【０１１５】次にＳＤ間隙の大きさと交番電流値の依存
性について、一例として交番周波数が１．８ｋＨｚ一定
のときのデータを図１４に示す。図１４において、交番
電流値は、現像バイアス電源３８と現像スリーブ３０と
の間に交流電流計を直列に介挿して計測したもので、各
プロットの縦線は、現像スリーブの数回転分での値の範
囲を、各プロットのポイントはその平均値を示す。使用
した電流計は、Ｆｌｕｋｅ社の８０６２ＡＴＲＵＥ
ＲＭＳＭＥＴＥＲ（実効値メータ）であった。又ＳＤ
間隙は、約１０μｍ程度の振れ精度の保持部材によって
保持した。

【０１１６】図１４から分るように、一定の交番電圧を
印加しても、カートリッジ差などによるＳＤ間隙の変化
によって交番電流値が変化する。換言すれば、交番電流
値を測定することで、ＳＤ間隙を知ることができる。

【０１１７】図１４から交番電流値が２ｍＡ一定のとき
のＳＤ間隙と交番電圧との関係を作成して図示すると、
図１５のようになる。図１５によれば、交番電流を一定
にした状態でそのときの交番電圧を求めれば、ＳＤ間隙
が一義的に求まる。

【０１１８】本実施例では、この特性を利用して現像装
置のＳＤ間隙を検知し、ＳＤ間隙の変化に左右されず
に、常に一定の交番電界を形成できるようにしたことが
特徴である。

【０１１９】図１６に、本実施例による現像バイアスの
印加を行なうときの画像形成装置の基本的なシーケンス
を示す。図１６に示すように、メインモータＯＮにより
前回転が開始されると、ほぼ同時に図１３の感光ドラム
１に帯電装置により帯電が開始され、感光ドラム１の表
面が−７００Ｖに帯電される。このとき、現像スリーブ
３０には現像バイアス用の現像バイアス電源３８により
２ｍＡの交番定電流が印加される。このときの交番電圧
値を電源３８内で検知する（ＳＤ間隙検知）。この動作
は各紙間時において行なう。

【０１２０】次に感光ドラム１の帯電面に画像変調され
たレーザビーム等が照射され、感光ドラム１に静電潜像
が形成される。感光ドラム１が回転して、潜像が現像装
置１０の現像領域１３の現像位置（現像スリーブ３０と
対向する位置）に到達するまでのタイミングで、現像バ
イアスの交番成分が、定電流制御時に検知して既にホー
ルドした交番電圧値での定電圧制御に切換えられる。引
き続くプロセスで静電潜像が負帯電トナーにより反転現
像され、感光ドラム１上にトナー像が形成される。トナ
ー像は図１の転写装置３により図示しない転写材上に転
写され、次いで図示しない定着装置によりトナー像が転
写材に定着された後、画像形成装置の機外に排出され
る。

【０１２１】本実施例では、以上のような現像バイアス
を印加したので、ＳＤ間隙が変動してもライン幅、ライ
ン濃度が一定の画像を得ることができる。又ＳＤ間隙は
２５０〜３５０μｍ程度にしたが、ＳＤ間隙が５０〜５
００μｍの範囲まで同様に有効で、ライン幅、ライン濃
度が一定であった。又交番周波数も６００〜２４００Ｈ
ｚにおいて同様の効果を確認できた。

【０１２２】本実施例でのライン幅における効果を従来
例と比較して図１７にグラフで示す。又転写材上の反射
濃度における効果のグラフを同様に従来例と比較して図
１８にグラフで示す。図１７及び図１８に示されるよう
に、本実施例によれば、ＳＤ間隙の変化によらずに、ラ
イン幅、反射濃度が一定であることが分る。

【０１２３】本発明では、前述したように、現像スリー
ブ３０の導電性弾性層３４の実質の抵抗値は、１０² Ω
のオーダーで比較的低く、高圧を負荷しても十分に耐え
られ、現像バイアスの交番電圧のピーク・ツウ・ピーク
電圧は数１０〜数１００ボルトの範囲であるから、現像
バイアスの印加による現像が十分に可能である。

【０１２４】又現像スリーブ３０の表面に導電性弾性層
３４を設けているので、振動数：１０〜１００Ｈｚ、加
速度：１Ｇ、スイープ時間：５分等のＪＩＳ−Ｚ０２０
２に基づく物流テストを行った後、画像形成を行って
も、現像スリーブの接触による感光ドラムの傷付きに起
因した画像欠陥は認められない。

【０１２５】実施例９本実施例においては、実施例８において、現像スリーブ
３０の現像部位の感光ドラム１の非画像域との対応時
に、現像バイアスの交番電流を定電流制御して、そのと
き検知してホールドした検知交番電圧Ｖ_DOを、予め定め
た関数に代入して電圧値Ｖ_DT＝ｆ（Ｖ_DO）を求め、現像
部位の画像領域との対応時に、この電圧値Ｖ_DTで定電圧
制御して、感光ドラム１と現像スリーブ３０とのＳＤ間
隙に交番電界を印加するようにしたことが特徴である。
その他の構成は実施例８と同様である。

【０１２６】本実施例でのＳＤ間隙と定電圧制御時の交
番電圧との関係を図１９に示す。図１９において実線が
本実施例９であり、ホールド値を関数ｆに代入したもの
である。又先の実施例８の場合を比較のために破線で示
す。

【０１２７】本実施例での関数ｆをＶ_DT＝ｆ（Ｖ_DO）＝
αＶ_DO＋βとすると、傾きαは、２５０μｍ≦ＳＤ間隙≦３５０μｍのとき α＝１ＳＤ間隙＜２５０μｍ又は３５０μｍ＜ＳＤ間隙のとき α＝１．５である。

【０１２８】即ち、ＳＤ間隙が２５０〜３５０μｍのと
きはα＝１で、実施例８のときと似たような定電圧値と
なる。ＳＤ間隙が２５０μｍ未満又は３５０μｍ超では
α＝１．５で、検知値よりも使用電圧を多少大きくし
た。定数βは各場合によって定まる数値である。

【０１２９】本実施例９における効果を図２０及び図２
１に示す。図２０は、本実施例におけるＳＤ間隙とライ
ン幅の関係を示したものである。本実施例は、ライン幅
を従来例は勿論、実施例８よりも更に一定にすることが
できた。これは、ＳＤ間隙が３５０μｍ超では交番電界
を実施例８のときよりも強めに、ＳＤ間隙が２５０μｍ
未満では弱めに設定したことが有効に作用したものであ
る。

【０１３０】図２１は、ＳＤ間隙とベタ黒濃度との関係
を示したものである。本実施例では、ＳＤ間隙が３５０
μｍ超での強度の低下防止に効果的である。

【０１３１】以上のように、本実施例では、検知電圧を
所定の関数に代入して交番電圧を決定するようにしたの
で、更に広い範囲のＳＤ間隙で安定した画像を得ること
ができた。

【０１３２】尚、上記のα、βは説明のために用いた一
例であり、これに限らない。又関数Ｖ_DT＝ｆ（Ｖ_DO）は
一次関数としたが、これ以外の関数であってもよいこと
は、発明の趣旨から当然である。

【０１３３】実施例１０本実施例では、実施例８において、図３に示した実施例
２のときのように、現像剤規制部材として弾性ブレード
２６を用いたことが特徴である。

【０１３４】本実施例において、実施例２のときと同
様、実施例１の試験と同様な条件で現像し、６０００枚
までの画像形成試験を行った。現像バイアスの交番電流
の定電流制御等、その他の条件は実施例８と同様にし
た。その結果を比較例と共に、試験Ｎｏ．９〜１１とし
て表４に示す。

【０１３５】

【表４】

【０１３６】表４に示されるように、従来の現像スリー
ブでは当接条件が厳しくて、その条件範囲が狭いＳＵＳ
薄板製の弾性ブレードでも、本発明の現像スリーブと組
合せるとトナー融着が起こりづらく、十分に実用の域に
ある。

【０１３７】実施例１１本実施例では、実施例８において、現像バイアスの交番
電圧値に対し最大値を規定する制限回路を設けたことが
特徴である。

【０１３８】実施例５のところで述べたように、ＳＤ間
隙に対して交番電圧をパッシェン（Ｐａｓｃｈｅｎ）の
法則に従う以上の電圧を印加すると、リーク現象が発生
することが知られている。実施例８では、定電流制御時
にＳＤ間隙に応じて交番電圧値が変化するので、リーク
現象は発生しづらいが、それでも定電流制御時にリーク
がまれに生じることがある。そこで、本実施例では、交
番電圧の最大値を制限して、リークを確実に防止するよ
うにした。

【０１３９】本実施例では、交番電圧の最大値が、図１
５のグラフにおける各ＳＤ間隙２００、３００、４００
μｍの交番電圧値（Ｖｐｐ）に２００Ｖを加えた値の電
圧を、瞬間的にも超えないように制限回路を設けた。こ
れにより、リークの防止は完全になり、本発明の他の効
果も同様に得ることができた。

【０１４０】実施例１２本実施例においては、実施例８において、現像スリーブ
３０の現像部位が感光ドラム１の非画像域に対応してい
るときに、現像バイアスの交番電界を所定の値で定電圧
制御して、そのとき流れた交番電流ｉ₀ を検知し、その
電流値ｉ₀ をある関数に代入して電圧値Ｖ_DT＝ｇ（ｉ
_O ）を求め、現像部位が画像領域に対応したときにその
電圧値Ｖ_DTで定電圧制御して、感光ドラム１と現像スリ
ーブ３０とのＳＤ間隙に交番電界を印加するようにした
ことが特徴である。その他の構成は実施例８と同様であ
る。

【０１４１】本実施例において、現像部位が非画像領域
に対応しているとき、Ｖｐｐ＝８００Ｖで定電圧制御し
て、そのときの交番電流値ｉ₀ を検知した。先の図１４
によれば、この交番電流ｉ₀ の値によりＳＤ間隙の大き
さが一義的に決まるので、現像時の交番電圧がＳＤ間隙
の大きさにより、実施例８と同様になるように、関数Ｖ
_DT＝ｇ（ｉ₀ ）を決定した。

【０１４２】これにより実施例８と同様な効果を得るこ
とができた。

【０１４３】実施例１３本実施例では、実施例８において、現像バイアス電源３
８の制御シーケンスを示す図２２に示すように、前回転
時のみ、交番電流を定電流制御し、そのときの電圧を検
知して、紙間では行わないようにしたことが特徴であ
る。その他は実施例８と同様にした。本実施例において
も実施例８と同様な効果が得られた。

【０１４４】以上説明したように、実施例８〜１３によ
れば、例えば現像スリーブ３０の現像部が感光ドラム１
の非画像領域に対応するときに、現像スリーブ３０に印
加する現像バイアスを一定の交流電圧値で定電流制御
し、そのときの交番電圧値を検知して、現像部が画像領
域に対応するときに、その検知した交番電圧値で定電圧
制御するというように、現像バイアスを制御したので、
現像スリーブ３０の表面に体積抵抗率１０⁸ Ω・ｃｍ以
下で感光ドラム１の表面よりも低い硬度を有する導電性
弾性層３４を設けたことによる、画像形成装置の輸送時
の現像スリーブ３０による感光ドラム１の傷付き防止と
共に、現像装置１０の製造に伴うＳＤ間隙のバラつきや
環境変化による現像特性の変化を改善し、濃度のバラつ
き防止を更に確実にして、良好な画像を得ることができ
る。

【０１４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像装置
によれば、画像形成装置の像担持体に対する現像剤担持
体の間隙を狭くしても、画像形成装置の輸送時に現像剤
担持体により像担持体に傷を付けるのを防止して、像担
持体の傷による画像欠陥の発生をなくすことをできる。
更に現像バイアスの交番電流の定電流制御等を付加した
ときには、画像形成装置の輸送時の現像剤担持体による
像担持体の傷付きを防止することに加えて、像担持体に
対する現像剤担持体の間隙の製造上のバラつきや環境変
化による現像特性の変化を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一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。

【図２】図１の現像装置に設けられた現像スリーブの表
面部分を拡大した斜視図である。

【図３】本発明の現像装置の他の実施例を示す概略構成
図である。

【図４】本発明の現像装置の更に他の実施例での現像性
を示すグラフである。

【図５】従来の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。

【図６】本発明の他の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。

【図７】図６の現像装置に設けられた現像バイアス電源
のバイアス発生回路を示す回路図である。

【図８】本発明の現像装置の更に他の実施例における現
像バイアス電源のバイアス発生回路を示す回路図であ
る。

【図９】本発明の現像装置の更に他の実施例での現像性
を示すグラフである。

【図１０】同じく交番電圧を変化させたときの現像性を
示すグラフである。

【図１１】従来の現像装置で生じていたスリーブピッチ
の濃度ムラを示す説明図である。

【図１２】同じく楕円状のリーク跡を示す説明図であ
る。

【図１３】本発明の現像装置の更に他の実施例における
現像バイアス電源を示す構成図である。

【図１４】図１３の現像装置での現像バイアスの交番電
流値のＳＤ間隙への依存性を示すグラフである。

【図１５】図１４のグラフから作成した交番電流値２ｍ
Ａ一定のときのＳＤ間隙と交番電圧との関係を示すグラ
フである。

【図１６】本実施例での現像バイアスの印加を行なうと
きの画像形成装置の基本的なシーケンスを示す図であ
る。

【図１７】本実施例でのライン幅における効果を従来例
と比較して示すグラフである。

【図１８】本実施例での転写材上の反射濃度における効
果を従来例と比較して示すグラフである。

【図１９】本発明の更に他の実施例におけるＳＤ間隙と
定電圧制御時の交番電圧との関係を示すグラフである。

【図２０】本発明の更に他の実施例におけるＳＤ間隙と
ライン幅の関係を示すグラフである。

【図２１】同じくＳＤ間隙とベタ黒濃度との関係を示す
グラフである。

【図２２】本発明の更に他の実施例での現像バイアスの
印加を行なうときの画像形成の基本的なシーケンスを示
す図である。

【符号の説明】

１感光ドラム１０現像装置１１トナー１５マグネットローラ１６磁性ブレード１８バイアス電源２６弾性ブレード２８バイアス電源３０現像スリーブ３４導電性弾性層３８バイアス電源

───────────────────────────────────────────────────── 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)発明者齋藤亨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】現像剤担持体上の現像剤を規制部材によ
り規制して現像剤の薄層を形成し、前記薄層に形成され
た現像剤を現像剤担持体と２００μｍ以下の微小間隙を
開けた像担持体と対面させ、前記現像剤担持体と像担持
体との間に現像バイアスを印加した状態下で前記現像剤
を像担持体に転移させて、前記像担持体上に形成された
静電潜像を現像する現像装置において、前記現像剤担持
体は、導電性の基体の表面上に導電性弾性層を設けてな
っており、該導電性弾性層は体積抵抗率が１０⁸ Ω・ｃ
ｍ以下で、且つ前記像担持体の表面よりも低い硬度を有
することを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記現像剤担持体と像担持体との間に一
定の交番電流が流れるように、前記現像バイアスの交番
電流を定電流制御する請求項１の現像装置。
【請求項３】前記現像剤担持体と像担持体との間に流
れる交番電流の最大値を制限した請求項２の現像装置。
【請求項４】前記現像剤担持体の現像部位が前記像担
持体の非画像域に対応しているときに、これらの間に一
定の交番電流が流れるように、前記現像バイアスの交番
電流を定電流制御し、そしてそのときの交番電圧を検知
し、前記現像部位が前記像担持体の非画像域に対応して
いるときに、前記検知した交番電圧又はこれにより定ま
る一定の交番電圧となるように、前記現像バイアスの交
番電圧を定電圧制御する請求項１の現像装置。
【請求項５】前記現像剤担持体の現像部位が前記像担
持体の非画像域に対応しているときに、前記現像バイア
スの交番電圧を一定の交番電圧となるように定電圧制御
し、そしてそのときの交番電流を検知し、前記現像部位
が前記像担持体の非画像域に対応しているときに、前記
検知した交番電流により定まる一定の交番電圧となるよ
うに、前記現像バイアスの交番電圧を定電圧制御する請
求項１の現像装置。
【請求項６】前記規制部材が弾性体からなる請求項
１、２、３、４又は５の現像装置。
【請求項７】前記現像剤が一成分現像剤である請求項
１、２、３、４、５又は６の現像装置。
【請求項８】前記一成分現像剤の体積平均粒径が９μ
ｍ以下である請求項１、２、３、４、５、６又は７の現
像装置。