JPH09204099A - 現像装置、プロセスユニット、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、弾性ブレードによる現像スリーブ
上のトナー薄層形成を、現像スリーブの回転期間中に常
に安定して良好にうことができ、特に球形で表面の平滑
性の高いトナーを用いた場合にトナーボタ落ちの発生の
ない現像装置を提供することを目的としている。 【解決手段】 周波数ｆ、電界強度のピーク−ピーク値
Ｅ、現像スリーブの周速ｖについて、２×１０⁵≦Ｅ≦
９×１０⁵，２．５×１０³×ｖ≦ｆ，ｆ≦３０００を満
たす交番電界が加えられるように設定された現像装置に
おいて、ブレードバイアスは、現像スリーブへの現像バ
イアスがＯＦＦの時には上記交番電界であり、現像バイ
アスがＯＮの時には、該現像バイアスに上記交番電界を
重畳したものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真複
写機、電子写真プリンター等の画像形成装置、及びこれ
に用いられる現像装置、プロセスユニット、プロセスカ
ートリッジに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機やページプリンターのエン
ジンとして用いられてきた電子写真記録装置の概略構成
を図８に示す。図８中、１０１はプリンターエンジンた
る電子写真記録装置本体であり、該電子写真記録装置本
体１０１には潜像担持体たる円筒状の感光ドラム１０２
が軸（図示せず）を中心に一方向に回転するように配設
されている。該感光ドラム１０２は帯電装置１０３によ
りその表面を一様に帯電された後、露光装置１０４によ
り露光されてその表面に潜像を形成し、該潜像は感光ド
ラム１０２と対向するように配設された現像装置１０５
へと搬送される。この現像装置１０５は現像剤１０６の
貯蔵・保管を行う現像剤収納手段たる現像容器１０７
と、現像剤担持体たる現像スリーブ１０９とを備えてお
り、上述のようにして感光ドラム１０２上に形成され搬
送されてきた潜像に、現像剤１０６を供給して可視化せ
しめる。つまり、現像容器１０７内の現像剤１０６は、
現像スリーブ１０９の近傍に設置された現像剤規制部材
たる現像ブレード１０８との摺擦により摩擦帯電電荷を
付与され、現像スリーブ１０９の表面上に所定の層厚で
付着し、バイアス供給電源１１９から供給される直流バ
イアスに交流バイアスを重畳したバイアス電圧により、
感光ドラム１０２上の潜像へ転移することにより、潜像
を顕像化する。

【０００３】一方、給紙ローラ１１２により供給される
転写材１１１は、レジストローラ１１３により感光ドラ
ム１０２上の潜像の現像工程と同期するように転写装置
１１０と感光ドラム１０２との対向部へと搬送され、上
述のように現像剤１０６により可視化された感光ドラム
１０２上の像は、転写装置１１０により転写材１１１に
転写される。

【０００４】さらに、この現像剤１０６による可視像は
転写材１１１と共に定着装置１１４に搬送され、該定着
装置１１４において熱もしくは圧力により転写材１１１
に定着され記録画像となる。

【０００５】なお、転写後に転写されず感光ドラム１０
２上に残った現像剤１０６はクリーニング装置１１５に
より除かれ、現像剤１０６を除かれた感光ドラム表面は
再び帯電装置１０３によって帯電され上述の工程を繰り
返す。

【０００６】また、この電子写真記録装置では、メンテ
ナンスを容易にするために、現像装置１０５を現像プロ
セスユニット１１６とし、さらには感光ドラム１０２、
クリーニング装置１１５、帯電装置１０３を一体化して
クリーニングプロセスユニット１１７として上記各々の
プロセスユニットの着脱が可能な構成としている。勿
論、プロセスユニットを構成する構成要素の組み合わせ
は自由である。さらには上記のプロセスユニットを一つ
にまとめてプロセスカートリッジ１１８として、よりメ
ンテナンスを簡単にしたものが普及している。

【０００７】以上のような構成の電子写真記録装置にお
いては、画像の解像力、鮮明度等の向上させるために、
従来からトナーの薄層形成方法及びその装置に関する開
発が行われており、これに対していくつかの方策が提案
されている。

【０００８】例えば、特開昭５４−４３０３８号公報に
示されるように、現像スリーブにゴムまたは金属製の弾
性ブレードを当接させ、この弾性ブレードと現像スリー
ブとの当接部の間にトナーを通過させて規制することに
より、現像スリーブ上にトナーの薄層を形成し、かつ当
接部での摩擦でトナーに十分なトリボを付与させるもの
である。

【０００９】この場合、上記の弾性ブレードにより非磁
性トナーを規制するときには、現像スリーブ上にトナー
を供給するトナー供給部材が別途必要になる。これは、
磁性トナーの場合には、現像スリーブ内の磁石の磁力に
より現像スリーブ上にトナーを供給できるが、非磁性ト
ナーの場合には磁力によるトナーの供給が行えないため
である。

【００１０】これに対し、本出願人による出願に係る特
開昭５８−１１６５５９号公報においては、図９に示す
現像装置が開示されている。なお、図９中で図８と共通
箇所については同一の符号で示す。

【００１１】この提案の従来の現像装置１０５では、一
成分現像剤として非磁性トナー１０６を収容した現像容
器１０７内に弾性ブレード１０８よりも現像スリーブ１
０９の回転方向上流側の位置で現像スリーブ１０９に当
接するファーブラシ構造の弾性ローラ１２０を設置し
て、現像スリーブ１０９上の現像に消費されずに残存し
たトナー１０６を弾性ローラ１２０により剥ぎ取ると共
に現像スリーブ１０９上に新たなトナー１０６を供給す
るようにしている。このような構成をとることにより、
現像スリーブ１０９上に非磁性トナー１０６の薄層を良
好に形成することができ、感光ドラム１０２上の静電潜
像を良好に現像することが可能となった。

【００１２】しかし、上記現像装置を用いて現像動作を
多数回繰り返した場合、層厚規制手段である弾性ブレー
ド１０８と現像スリーブ１０９に挟まれたトナーの侵入
部分において、滞留するトナーが長手方向で部分的に凝
集することによって、現像スリーブ１０９上に形成され
るトナー薄層の層厚が現像スリーブ１０９の長手方向で
不均一になったり、凝集トナーが弾性ブレード１０８の
現像スリーブ１０９への当接ニップに挟まることによっ
て、局所的にトナー１０６がコーティングされずに白く
抜けるスジが発生する問題が生じた。

【００１３】さらにこの現象は、転写性及び潜像担持体
の摩耗性向上に優れる「球形化トナー」を用いることに
より顕著に見られた。このトナーは特にトナー同士の付
着力が弱いゆえに、コーティングが不均一になり、トナ
ー層厚が過大になった部分や、上述した白スジ部分の両
側部分において、現像スリーブ１０９表面から外部にト
ナーがこぼれ落ちる（トナーボタ落ちと称する）問題が
発生して好ましくなかった。

【００１４】そこで、弾性ブレード１０８と現像スリー
ブ１０９との当接ニップ部において長手方向にわたりゴ
ム弾性層を介して導電層を設け、導電層と現像スリーブ
１０９間に交番電界を形成させることによって、弾性ブ
レード１０８に微小振動を与える構成をとる方策が本発
明者等によって提案されている。

【００１５】上記交番電界の条件としては、周波数をｆ
（Ｈｚ）、電界強度のピーク−ピーク値をＥ（Ｖ／ｍ）
とし、現像スリーブ１０９の周速をｖ（ｍ／ｓ）とした
場合、 周波数ｆを、２．５×１０³×ｖ≦ｆ、ｆ≦３０００ 電界強度Ｅを、２×１０⁵≦Ｅ≦９×１０⁵ とすることが好適であることが確認されており、このよ
うに弾性ブレード１０８に上記の微小振動を加えること
により、弾性ブレード１０８と現像スリーブ１０９に挟
まれた現像剤の侵入部分での現像剤の凝集を防ぎ、現像
スリーブ１０９上に良好な現像剤薄層を安定した形成す
ることが可能となった。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
トナーボタ落ちを完全に抑えるには、現像スリーブ１０
９が回転している期間において弾性ブレード１０８を振
動させておく必要があるが、現像スリーブ１０９に印加
される現像バイアスは、通常、現像スリーブ１０９の回
転によらず必要に応じてのみ印加しなければならない制
約があり、この現像バイアスの影響により現像スリーブ
１０９を回転している期間を通じて上記の適性な周波数
及び電界強度を有する交番電界を弾性ブレードに安定し
て加えることが困難な場合があった。

【００１７】そこで、本発明は、弾性ブレードによる現
像スリーブ上のトナー薄層形成を、現像スリーブの回転
期間中に常に安定して良好にうことができ、特に球形で
表面の平滑性の高いトナーを用いた場合にトナーボタ落
ちの発生のない現像装置を提供することを目的としてい
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本出願に係る第１の発明
によれば、上記目的は、非磁性一成分現像剤を収容する
現像容器と、現像容器の開口部に延在する回動自在な現
像剤担持体と、該現像剤担持体に対し現像剤を介して当
接した弾性規制部材と、該弾性規制部材の上記現像剤担
持体との当接部に対し上記現像剤担持体の回動方向上流
側に当接して設けられた回転自在な弾性ローラとを有す
る現像装置であって、上記弾性規制部材は少なくとも上
記現像剤担持体との当接部に長手方向にわたりゴム弾性
層を介して導電層を有し、該導電層と上記現像剤担持体
の各々に異なるシーケンスでバイアスを印加する手段
と、各々のバイアスの振幅を制御する手段とを有し、上
記弾性規制部材の導電層と現像剤担持体の間に、周波数
をｆ、電界強度のピーク−ピーク値をＥ、現像剤担持体
の周速をｖとした場合、 ２×１０⁵≦Ｅ≦９×１０⁵ ２．５×１０³×ｖ≦ｆ，ｆ≦３０００ を満たす交番電界が加えられるように設定された現像装
置において、上記弾性規制部材の導電層に印加されるバ
イアスは、上記現像剤担持体への現像バイアスが印加さ
れていない時には、上記交番電界であり、上記現像剤担
持体への現像バイアスが印加されている時には、該現像
バイアスに上記交番電界を重畳したものであることによ
り達成される。

【００１９】また、本出願に係る第２の発明によれば、
上記目的は、上記第１の発明において、弾性規制部材の
導電層と現像剤担持体の各々に加えるバイアスは、同一
周波数で、かつ同位相となるように同期がとられること
により達成される。

【００２０】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、上記目的は、非磁性一成分現像剤を収容する現像容
器と、現像容器の開口部に延在する回動自在な現像剤担
持体と、現像剤担持体に対し現像剤を介して当接した弾
性規制部材と、弾性規制部材の現像剤担持体との当接部
に対し現像剤担持体の回転方向上流側に当接して設けら
れた回転自在な弾性ローラとを有する現像装置であっ
て、上記弾性規制部材は少なくとも上記現像剤担持体と
の当接部にて長手方向にわたり厚さｔのゴム弾性層を介
して導電層を有し、該導電層と上記現像剤担持体の各々
に異なるシーケンスでバイアスを印加する手段を有し、
上記弾性規制部材の導電層に印加するバイアスのピーク
−ピーク値をＶ_ppd、現像剤担持体に印加する現像バイ
アスのピーク−ピーク値をＶ_pps、現像剤担持体の周速
をｖとしたとき、Ｖ_ppsはＶ_ppdと同一周波数ｆ、かつ同
位相となるように同期がとられ、 （Ｖ_pps−７×１０⁵ｔ）／２≦Ｖ_ppd≦（Ｖ_pps＋７×１
０⁵ｔ）／２ ２．５×１０³×ｖ≦ｆ，ｆ≦３０００ を満たすように設定された交番電界が上記現像剤担持体
と上記弾性規制部材の導電層との間に印加される現像装
置において、上記弾性規制部材の導電層に印加されるバ
イアスは、上記現像剤担持体への現像バイアスが印加さ
れていない時には、上記交番電界であり、上記現像剤担
持体への現像バイアスが印加されている時には、該現像
バイアスに上記交番電界を重畳したものであることによ
り達成される。

【００２１】また、本出願に係る第４の発明によれば、
上記目的は、非磁性一成分現像剤を収容する現像容器
と、現像容器の開口部に延在する回動自在な現像剤担持
体と、現像剤担持体に対し現像剤を介して当接した弾性
規制部材と、弾性規制部材の現像剤担持体との当接部に
対し現像剤担持体の回転方向上流側に当接して設けられ
た回転自在な弾性ローラとを有する現像装置であって、
上記弾性規制部材は少なくとも現像剤担持体との当接部
にて長手方向にわたりゴム弾性層を介して導電層を有
し、該導電層と現像剤担持体の各々に異なるシーケンス
でバイアスを印加する手段と、各々のバイアスの振幅を
制御する手段とを有する現像装置において、上記弾性規
制部材の導電層に印加するバイアスと上記現像剤担持体
に印加する現像バイアスは、同一周波数で位相差を有す
る交番電界であることにより達成される。

【００２２】さらに、本出願に係る第５の発明によれ
ば、上記目的は、上記第１の発明ないし第４の発明のい
ずれか一において、非磁性一成分現像剤を現像剤担持体
にバイアスを印加する前後での、弾性規制部材の導電層
と現像剤担持体の間の電界強度のピーク−ピーク値Ｅの
変化幅ΔＥを、ΔＥ≦２×１０⁵の条件を満たすように
することにより達成される。

【００２３】また、本出願に係る第６の発明によれば、
上記目的は、少なくとも上記第１の発明ないし第５の発
明のいずれか一の現像装置を抱合し、画像形成装置に対
して着脱可能なプロセスユニットとすることにより達成
される。

【００２４】さらに、本出願に係る第７の発明によれ
ば、上記目的は、少なくとも上記第１の発明ないし第５
の発明のいずれか一の現像装置を抱合し、画像形成装置
に対して着脱可能なプロセスカートリッジとすることに
より達成される。

【００２５】また、本出願に係る第８の発明によれば、
上記目的は、少なくとも上記第６の発明のプロセスユニ
ットまたは上記第７の発明のプロセスカートリッジを備
えている画像形成装置とすることにより達成される。

【００２６】つまり、本出願に係る第１の発明において
は、弾性規制部材の導電層に印加されるバイアスは、現
像剤担持体への現像バイアスが印加されていない時に
は、周波数をｆ、電界強度のピーク−ピーク値をＥ、現
像剤担持体の周速をｖとした場合、 ２×１０⁵≦Ｅ≦９×１０⁵ ２．５×１０³×ｖ≦ｆ，ｆ≦３０００ を満たす交番電界であり、現像剤担持体への現像バイア
スが印加されている時には、該現像バイアスに上記交番
電界を重畳したものなので、現像剤担持体と弾性規制部
材の導電層との間には、現像バイアスに影響されること
なく上記交番電界が印加されることになり、弾性規制部
材による現像剤担持体の現像剤薄層形成を安定して良好
に行う。

【００２７】また、本出願に係る第２の発明において
は、上記第１の発明において、弾性規制部材の導電層と
現像剤担持体の各々に加えるバイアスは、同一周波数
で、かつ同位相となるように同期がとられるので、弾性
規制部材の導電層に対するバイアス印加手段が小型化さ
れる。

【００２８】また、本出願に係る第３の発明において
は、弾性規制部材の導電層に印加されるバイアスは、現
像剤担持体への現像バイアスが印加されていない時に
は、弾性規制部材の導電層に印加するバイアスのピーク
−ピーク値をＶ_ppd、現像剤担持体に印加する現像バイ
アスのピーク−ピーク値をＶ_pps、現像剤担持体の周速
をｖとしたとき、Ｖ_ppsはＶ_ppdと同一周波数ｆ、かつ同
位相となるように同期がとられ、 （Ｖ_pps−７×１０⁵ｔ）／２≦Ｖ_ppd≦（Ｖ_pps＋７×１
０⁵ｔ）／２ ２．５×１０³×ｖ≦ｆ，ｆ≦３０００ を満たすように設定された交番電界であり、現像剤担持
体への現像バイアスが印加されている時には、該現像バ
イアスに上記交番電界を重畳したものであるので、現像
剤担持体と弾性規制部材の導電層との間には、現像バイ
アスに影響されることなく上記交番電界が印加され、バ
イアス制御機構の簡略化と弾性規制部材による安定して
良好な現像剤薄層形成が実現する。

【００２９】さらに、本出願に係る第４の発明において
は、弾性規制部材の導電層に印加するバイアスと現像剤
担持体に印加する現像バイアスは、同一周波数で位相差
を有する交番電界であるので、バイアス制御機構の簡略
化と弾性規制部材による安定して良好な現像剤薄層形成
が実現する。

【００３０】さらに、本出願に係る第５の発明において
は、上記第１の発明ないし第４の発明のいずれか一にお
いて、非磁性一成分現像剤を現像剤担持体にバイアスを
印加する前後での、弾性規制部材の導電層と現像剤担持
体の間の電界強度のピーク−ピーク値Ｅの変化幅ΔＥ
を、 ΔＥ≦２×１０⁵ の条件を満たすようにすることにより、現像バイアスの
ＯＮ／ＯＦＦによる現像スリーブ上のトナー薄層形成へ
の影響を、画像上何ら問題ない程度に抑える。

【００３１】また、本出願に係る第６の発明において
は、少なくとも上記第１の発明ないし第５の発明のいず
れか一の現像装置を抱合し、画像形成装置に対して着脱
可能なプロセスユニットとすることにより、メンテナン
ス性を向上させ、かつ、良好で安定した現像剤薄層形成
を行う。

【００３２】さらに、本出願に係る第７の発明において
は、少なくとも上記第１の発明ないし第５の発明のいず
れか一の現像装置を抱合し、画像形成装置に対して着脱
可能なプロセスカートリッジとすることにより、メンテ
ナンス性を向上させ、かつ、良好で安定した現像剤薄層
形成を行う。

【００３３】また、本出願に係る第８の発明において
は、少なくとも上記第６の発明のプロセスユニットまた
は上記第７の発明のプロセスカートリッジを備えている
画像形成装置とすることにより、メンテナンス性を向上
させ、かつ、良好で安定した現像剤薄層形成を行うこと
により良好な画像形成を行う。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００３５】（第１の実施形態）まず、本発明の第１の
実施形態を図１ないし図３に基づいて説明する。図１は
本発明に係る現像装置の一実施形態を示す概略断面図で
ある。図１において、２は一成分現像剤としての非磁性
トナー３を収容した現像容器であり、該現像容器２内に
は該現像容器２の長手方向に延在する開口部に、像担持
体たる感光ドラム４と対向設置された現像剤担持体たる
現像スリーブ５が備えられており、感光ドラム４上の静
電潜像を現像して可視化するようになっている。

【００３６】上記現像装置１において、現像スリーブ５
は、上記開口部にて図に示す右略半周面を現像容器２内
に突入し、左略半周面を現像容器２外に露出して横設さ
れており、この現像容器２外へ露出した面は、現像装置
１の左方に位置する感光ドラム４にわずかな微小間隔を
有して対向している。そして、この現像スリーブ５は矢
印Ｂ方向に回転駆動され、その表面は、トナー３との摺
擦確率を高くし、かつ、トナー３の搬送を良好に行うた
めの適度な凹凸を有している。

【００３７】さらにその上方位置には、弾性規制部材た
る弾性ブレード６が、押さえ板金７に支持され自由端側
の先端近傍を現像スリーブ５の外周面に面接触にて当接
されるよう設けられており、当接方向としては、当接部
に対して先端側が現像スリーブ５の回転方向上流側に位
置するいわゆるカウンター方向になっている。

【００３８】この弾性ブレード６は、少なくとも現像ス
リーブ５との当接部分において、ゴム弾性層６ａを介し
て導電層６ｂを有しており、本実施形態においては、ゴ
ム弾性層６ａとしてのウレタンゴム、シリコーンゴム等
を用いており、導電層６ｂとして、バネ弾性を有する、
ＳＵＳまたはリン青銅の金属薄板を設けている。つま
り、この金属薄板からなる導電層６ｂは、現像スリーブ
５に対する弾性ブレード６の圧接力を維持すると共に、
本発明における現像スリーブ５との間に交番電界を形成
する際の電極としての働きを兼ねている。

【００３９】この電極としての金属薄板からなる導電層
６ｂには、ＡＣ（交番）及びＤＣ電圧を印加可能な電源
８が接続されており、現像スリーブ５との間で所定の交
番電界を形成するように制御されている。なお、この現
像スリーブ５と弾性ブレード６間に形成する交番電界の
印加方法及び作用効果に関しては、後に詳述する。

【００４０】一方、弾性ローラ１０は、上記弾性ブレー
ド６の現像スリーブ５表面との当接部に対し現像スリー
ブ５の回転方向上流側に当接され、かつ回転可能に支持
されている。

【００４１】以上のような本現像装置１において、現像
動作時に、現像容器２内のトナー３は、撹拌部材１１の
矢印Ｃ方向の回転に伴い弾性ローラ１０方向に送られ
る。

【００４２】さらにトナー３は弾性ローラ１０が矢印Ｄ
方向に回転することにより、現像スリーブ５近傍に運ば
れ、現像スリーブ５と弾性ローラ１０との当接部におい
て、現像スリーブ５と摺擦されることによって、摩擦帯
電を受け、現像スリーブ５上に付着する。

【００４３】その後、現像スリーブ５の矢印Ｂ方向の回
転に伴い、電源８によって直流を重畳した交番電圧（ブ
レードＡＣバイアス）を印加された弾性ブレード６の圧
接下に送られ、ここで適性なトリボ（摩擦帯電量）を受
けると共に、現像スリーブ５上に薄層形成された後、感
光ドラム４との対向部である現像部へ搬送される。

【００４４】そして、上記現像部において感光ドラム４
上の潜像は、現像スリーブ５と感光ドラム４の両者間に
電源９によって直流を重畳した交番電圧（現像ＡＣバイ
アス）の作用で転移したトナー３によりトナー像として
現像される。

【００４５】一方、現像部において消費されてなかった
未現像トナーは、現像スリーブ５の回転と共に、現像ス
リーブ５の下部より回収されるが、この回収部分にはシ
ール部材１２が設けられ、未現像トナーの現像容器２内
への通過を許容する共に、現像容器２内のトナー３が現
像スリーブ５の下部から漏出するのを防止する。

【００４６】この回収された現像スリーブ５上の未現像
トナーは、弾性ローラ１０と現像スリーブ５との当接部
において、現像スリーブ５表面から剥ぎ取られ、この剥
ぎ取られたトナーの大部分は、弾性ローラ１０の回転に
伴い搬送され、現像容器２内のトナー３と混ざり合い、
トナーの帯電電荷が分散される。同時に弾性ローラ１０
の回転により現像スリーブ５上に新たなトナーが供給さ
れ前述の作用を繰り返す。

【００４７】次に、本実施形態における現像装置１にお
ける各構成要素の具体例を以下に述べる。現像スリーブ
５は、直径１６ｍｍのアルミニウム製スリーブ表面にガ
ラスビーズ（＃６００）による定形ブラスト処理を施
し、表面粗さＲｚ（ＪＩＳ１０点平均粗さ ＪＩＳ Ｂ
０６０１に準ずる）を約３μｍとしたものを用い、感光
ドラム４との間隙が３００μｍになるように対向させ、
感光ドラム４の周速５０ｍｍ／ｓに対して若干早めた周
速８０ｍｍ／ｓで回転させた。

【００４８】トナー３は、非磁性一成分現像剤であり、
上述したように転写性に優れ、転写されずに感光ドラム
４上に残存した転写残トナーをブレード、ファーブラシ
等のクリーニング手段によってクリーニングする際に潤
滑性が高いことから感光ドラム４の摩耗の少ない等の利
点を有するトナー、即ち球形であり、かつ表面が平滑な
ものを用いている。具体的には形状係数として、ＳＦ−
１が１００〜１８０であり、ＳＦ−２が１００〜１４０
であるものを用いている。このＳＦ−１、ＳＦ−２は、
日立製作所ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用いトナー像
を無作為に１００個サンプリングし、その画像情報をイ
ンターフェースを介してニコレ社製画像解析装置（Ｌｕ
ｚｅｘ３）に導入し解析を行い、下式より算出し得られ
た値を定義している。

【００４９】 ＳＦ−１＝（ＭＸＬＮＧ）²／ＡＲＥＡ×π／４×１０
０ ＳＦ−２＝（ＰＥＲ１）²／ＡＲＥＡ×π／４×１００ （ＡＲＥＡ：トナー投影面積、ＭＸＬＮＧ：絶対最大長
＊、ＰＥＲＩ：周長、＊絶対最大長：トナーの投影形状
の最長直径）

【００５０】このトナーの形状係数ＳＦ−１は球形度合
を示し、１００から大きくなるにつれて球形から徐々に
不定形となる。ＳＦ−２は凹凸度合いを示し、１００か
ら大きくなるにつれてトナー表面の凹凸が顕著になる。

【００５１】トナーの製造方法としては、上記形状係数
の範囲内になれば、いわゆる粉砕方法による製造方法の
他に、特開昭３６−１０２３１号公報、特開昭５９−５
３８５６号公報に開示されている懸濁重合方法を用いて
直接トナーを生成する方法や、単量体には可溶で得られ
る重合体が不溶な水系有機溶剤を用い直接トナーを生成
する分散重合方法または水溶性極性重合開始剤存在下で
直接重合しトナーを生成するソープフリー重合方法に代
表される乳化重合方法等を用いてトナーを製造すること
は可能である。

【００５２】本実施形態においては、トナーの形状係数
ＳＦ−１を１００〜１８０に、ＳＦ−２を１００〜１４
０に容易にコントロールでき、比較的容易に粒度分布が
シャープで４〜８μｍ粒径の微粒子トナーが得られる常
圧下での、または加圧下での懸濁重合方法を用い、モノ
マーとしてスチレンとｎ−ブチルアクリレート、荷電制
御剤としてサリチル酸金属化合物、極性レジンとして飽
和ポリエステル、さらに着色剤を加え、重量平均粒径７
μｍの着色懸濁粒子を製造した。

【００５３】そして、これに疎水性シリカを１．５ｗｔ
％外添することによって、上述したような転写性に優
れ、感光ドラム４のクリーニング時における摩耗の少な
い負極性のトナー３を製造した。

【００５４】弾性ローラ１０は、発泡骨格状スポンジ構
造や芯金上にレーヨン、ナイロン等の繊維を植毛したフ
ァーブラシ構造のものが、現像スリーブ５へのトナー３
の供給及び未現像トナーの剥ぎ取りの点から好ましく、
本実施形態においては、芯金上にポリウレタンフォーム
を設けた直径１２ｍｍの弾性ローラ１０を用いた。この
弾性ローラ１０の現像スリーブ５に対する当接幅として
は、１〜８ｍｍが有効で、また現像スリーブ５に対して
その当接部において相対速度をもたせることが好まし
く、本実施形態においては、当接幅を３ｍｍに設定し、
弾性ローラ１０の周速として現像動作時に５０ｍｍ／ｓ
（現像スリーブ５との相対速度は１３０ｍｍ／ｓ）とな
るように駆動手段（図示せず）により所定タイミングで
回転駆動させた。

【００５５】弾性ブレード６は、バネ弾性を有する厚さ
０．１ｍｍのリン青銅製の金属薄板である導電層６ｂ上
にゴム弾性層６ａとして厚さ１．０ｍｍのウレタンゴム
を接着した構成になっている。現像スリーブ５に対する
当接圧は、３０ｇ／ｃｍ（線圧の測定は、摩擦係数が既
知の金属薄板を３枚当接部に挿入し、中央の一枚をばね
秤で引き抜いた値から換算した。）に設定した。ここ
で、ゴム弾性層６ａは、現像スリーブ５と導電層６ｂ間
でのリーク防止の点で所定値以上の抵抗を持つことは勿
論であり、体積抵抗として１０¹⁰Ω・ｃｍ以上とするこ
とが好ましい。

【００５６】次に、本発明に係る現像スリーブ５と弾性
スリーブ６に形成する交番電界の印加方法及び作用効果
に関して詳述する。

【００５７】この交番電界の条件は、周波数をｆ（Ｈ
ｚ）、電界強度のピーク−ピーク値をＥ（Ｖ／ｍ）と
し、現像スリーブ１０９の周速をｖ（ｍ／ｓ）とした場
合、 周波数ｆを、２．５×１０³×ｖ≦ｆ、ｆ≦３０００ 電界強度Ｅを、２×１０⁵≦Ｅ≦９×１０⁵ とすることが好適であることが、本発明者等の実験によ
り明らかになっている。

【００５８】本実施形態では、現像スリーブ５と弾性ス
リーブ６には、それぞれＡＣ（交番）電圧とＤＣ電圧を
印加可能な電源９が接続され、図２に示すように、電源
９はバイアス制御装置１３によって動作及び周波数、波
形、振幅、ＤＣバイアス等が制御されるものであり、現
像動作時において現像バイアスとして現像スリーブ５に
ＡＣ（交番）成分として矩形波でピーク−ピーク間電圧
２０００Ｖ、周波数２０００Ｈｚを印加し、ＤＣ成分と
して−４００Ｖを印加している。これによって感光ドラ
ム４の露光部の潜像電位Ｖ１部分−１５０Ｖ（非露光部
の電位は−６００Ｖとしている）に対して負極性のトナ
ー３を現像させるいわゆる反転現像を行っている。

【００５９】そして、弾性ブレード６の導電層６ｂに印
加されるブレードバイアスは、バイアス制御装置１３に
よって、図３に示すように現像スリーブ５の回転と同期
としてＯＮ／ＯＦＦされ、現像スリーブ５の回転中は常
にバイアスが加えられている。

【００６０】まず、現像バイアスが印加されていないと
きは、ピーク−ピーク間電圧６００Ｖ、周波数１０００
Ｈｚの正弦波が加えられるように、バイアス制御装置１
３が電源８を制御している。このときのＤＣ成分は０Ｖ
である。

【００６１】次に、現像動作が開始されるとブレードバ
イアスは、図３に示すように上記の正弦波バイアスに上
述の現像バイアスが重畳されたバイアスを印加するよう
に、バイアス制御装置１３によって制御される。現像動
作が終了するとブレードバイアスは再び上記の正弦波バ
イアスのみを印加するように制御される。

【００６２】このように現像バイアスとブレードバイア
スを設定し、制御することによって、図３の下段に示す
ように、現像バイアスのＯＮ／ＯＦＦによらず、現像ス
リーブ５と弾性ブレード６間にピーク−ピーク間電圧６
００Ｖ、周波数１０００Ｈｚの電位差が保たれることに
なる。

【００６３】以上の構成をとることによって、弾性ブレ
ード６が適度な微小振動を起こし、弾性ローラ１０によ
って現像スリーブ５上に供給されたトナー３が、現像ス
リーブ５の回転に伴い、弾性ブレード６と現像スリーブ
５に挟まれたトナーの侵入部分に送られた際に、この部
分で凝集していたトナーがほぐされて、常に安定した状
態で弾性ブレード６に規制されることになる。

【００６４】その結果、従来のように現像動作を繰り返
した際に生じることのある弾性ブレード６の規制部を通
過したトナーが現像スリーブ５表面からトナー３が外部
にこぼれ落ちるトナーボタ落ちを防ぎ、現像スリーブ５
上に均一な厚さの現像剤薄層を安定して形成することが
でき、感光ドラム４上の静電潜像を長手方向で均一な濃
度で良好に現像することが可能となった。

【００６５】また、上記結果より弾性ブレード６の微振
動効果によってボタ落ちを防止していることが判明した
が、弾性ブレード６を現像スリーブ５方向に引き付ける
のは、弾性ブレード６と現像スリーブ５間に形成した電
界による電気的な力であって、振動を発生させるために
は反発力が必要となる。この力は本実施形態において
は、ゴム弾性層６ａの反発力であることから、使用する
ゴム材料としてある程度以上の反発弾性をもつものを用
いる必要がある。本発明者等は、この点に関しても検討
した結果、反発弾性（測定法はＪＩＳ Ｋ ６３０１の
反発弾性試験方法に準ずる）として２０％以上のゴム材
料を選択することによって、適当な反発力が得られ、適
当量の微振動によるボタ落ち防止効果が得られた。な
お、本実施形態で用いたゴム硬度６５°のウレタンゴム
の反発弾性は２３％であり、これ以外にもおよそ反発弾
性が６０％程度のシリコーンゴムを用いても良好な効果
が得られた。

【００６６】なお、本実施形態の現像装置１を着脱容易
なプロセスユニット化したり、本実施形態の現像装置１
のほか、感光ドラム、帯電装置、クリーニング装置など
をまとめてプロセスカートリッジ化するなど、メンテナ
ンスが容易な構成にすることも可能である。

【００６７】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態を図４に基づいて説明する。なお、第１の実施
形態との共通箇所については同一符号を付して説明を省
略する。

【００６８】図４は本実施形態の現像装置の概略断面図
であり、本実施形態では、弾性ブレードの導電層と現像
剤担持体の各々に加えるバイアスを同一周波数で、かつ
同位相となるように同期をとることで、弾性ブレードの
バイアス電源をより小型化することを目的としている。

【００６９】本実施形態で用いられるバイアス制御形態
は、図２に示した第１の実施形態と同様であり、弾性ブ
レード６の形態のみが異なる。

【００７０】本実施形態においては、弾性ブレード６と
して第１の実施形態とは異なる板ゴム形状の１ｍｍ厚み
のウレタンゴム製のブレード６ｃを用い、現像スリーブ
５との当接部の裏面側に電極６ｄを設け、この電極６ｄ
と現像スリーブ５間に第１の実施形態に記した条件の交
番電界を形成している。このゴムブレード６ｃの体積抵
抗は１０¹⁰Ω・ｃｍ以上であり、電極６ｄと現像スリー
ブ５間のリークを防止するのに十分な抵抗を持ってい
る。本実施形態においては、板ゴム６ｃ自身のバネ弾性
により現像スリーブ５へ当接させ、電極６ｄと現像スリ
ーブ５間の交番電界による電気的な引力と板ゴムの反発
力によって微振動を生じさせている。これによって第１
の実施形態と同様の効果が得られる。

【００７１】当然ながら第１の実施形態及び第２の実施
形態においてゴム弾性層として厚さ１ｍｍのものを用い
たが、変更は可能であり、交番電界の強度を本発明の範
囲内に納めていれば良い。また現像スリーブ５としてブ
ラスト処理を施したものを用いたが、例えばフェノール
等の樹脂材料にカーボン、グラファイト等の導電粉を分
散したコート剤を素管上にコーティングしたスリーブを
用いても良く、その他の各部材に関しても本発明の範囲
内で適宜選択可能である。

【００７２】トナーは形状係数として、ＳＦ−１が１０
０〜１８０であり、ＳＦ−２が１００〜１４０であるも
のを用いている。

【００７３】以下に第２の実施形態に係る現像スリーブ
５と弾性ブレード６間に形成する交番電界の印加方法に
関して詳述する。

【００７４】第１の実施形態と同様に現像スリーブ５と
弾性ブレード６には、それぞれＡＣ（交番）電圧とＤＣ
電圧を印加可能な電源９が接続されている。そして、電
源９は図２に示すようなバイアス制御装置１３によって
動作及び周波数、波形、振幅、ＤＣバイアスなどが制御
される。本実施形態では、現像動作時において、現像バ
イアスとして現像スリーブ５にＡＣ（交番）成分として
矩形波でピーク−ピーク間電圧２０００Ｖ、周波数２０
００Ｈｚを印加し、ＤＣ成分として−４００Ｖを印加し
ている。

【００７５】弾性ブレード６の導電層６ｄに印加するブ
レードバイアスは、バイアス制御装置１３によって、図
５に示すように現像スリーブ５の回転と同期してＯＮ／
ＯＦＦされ、現像スリーブ５の回転中は常にバイアスが
加えられている。本実施形態では、ブレードバイアスに
現像バイアスと同じ周波数の２０００Ｈｚの矩形波バイ
アスが加えられている。現像バイアスが印加されていな
いときはピーク−ピーク間電圧は６００Ｖ、ＤＣ成分は
０Ｖである。

【００７６】現像バイアスは現像スリーブ５が回転して
いる途中で印加が開始されるが、開始のタイミングはブ
レードバイアスと同位相になるようにバイアス制御装置
１３によって制御される。また、ブレードバイアスは、
現像バイアスの印加の開始と同時にその振幅がピーク−
ピーク間電圧が１４００Ｖ、ＤＣ成分が現像バイアスと
同じ−４００Ｖに切り替わるように制御され、現像動作
が終了すると再びピーク−ピーク間電圧６００Ｖ、ＤＣ
成分が０Ｖに戻るように制御される。

【００７７】このように現像バイアスとブレードバイア
スを設定し、制御することによって、図５の下段に示す
ように、現像バイアスのＯＮ／ＯＦＦによらず、現像ス
リーブ５と弾性ブレード６間にピーク−ピーク間電圧６
００Ｖ、周波数２０００Ｈｚの電位差が保たれることに
なる。なお、本実施形態では、現像バイアス印加直後に
現像スリーブ５と弾性ブレード６間の電位差の位相が逆
転するが、高々一周波数以内の乱れのため、トナーのコ
ート状況に影響しない。

【００７８】このように現像バイアスとブレードバイア
スを設定し、制御することによて、図５の下段に示すよ
うに、現像バイアスのＯＮ／ＯＦＦによらず、現像スリ
ーブ５と弾性ブレード６間にピーク−ピーク間電圧６０
０Ｖ、周波数１０００Ｈｚの電位差が保たれることにな
る。

【００７９】本実施形態では、ブレードバイアスが現像
バイアスの周波数ｆ（Ｈｚ）に限定されるが、第１の実
施形態のブレードバイアス電源がＡＣ（交番）成分とし
ては２６００Ｖ_pp、ＡＣ（交番）、ＤＣ成分を含めて最
大振幅１７００Ｖの出力を求められるのに対して、ＡＣ
（交番）成分で１４００Ｖ_pp、最大振幅１１００Ｖの出
力で済み、電源の小型化が図れる。本実施形態では、当
然ながら現像バイアス周波数ｆは、上述した２．５×１
０³×ｖ≦ｆ、ｆ≦３０００（ｖはスリーブ周速）の範
囲にあり、トナーボタ落ちを防ぎ、現像スリーブ５上に
均一な厚さの現像剤薄層を安定して形成でき、感光ドラ
ム４上の静電潜像を長手方向で均一な濃度で良好に現像
することが可能である。

【００８０】なお、本実施形態の現像装置１を着脱容易
なプロセスユニット化したり、本実施形態の現像装置１
のほか、感光ドラム、帯電装置、クリーニング装置など
をまとめてプロセスカートリッジ化するなど、メンテナ
ンスが容易な構成にすることも可能である。

【００８１】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態を図６に基づいて説明する。なお、第１の実施
形態との共通箇所には同一符号を付して説明を省略す
る。

【００８２】本実施形態では、弾性ブレードに印加する
ブレードバイアスと現像スリーブ５に印加する現像バイ
アスの振幅（Ｖ_d、Ｖ_s）が、以下に詳述するような一定
の限定条件を満たすように設定することで、バイアス制
御機構を簡略化することを目的としている。本実施形態
で用いられるバイアス制御形態は、図２に示した第１の
実施形態と同様である。

【００８３】本実施形態の弾性ブレード６は基本的に第
１の実施形態と同等の構成であるが、ウレタンゴム弾性
層の厚さを１．５ｍｍとした。現像スリーブ５に対する
当接圧は、第１の実施形態と同じく３０ｇ／ｃｍになる
ように設定した。当然ながらゴム弾性層の体積抵抗は１
０¹⁰Ω・ｃｍ以上である。

【００８４】トナーは形状係数として、ＳＦ−１が１０
０〜１８０であり、ＳＦ−２が１００〜１４０であるも
のを用いている。

【００８５】弾性ブレードの金属薄板と現像スリーブ５
の間には、前述したように周波数ｆ（Ｈｚ）が、 ２．５×１０³×ｖ≦ｆ、ｆ≦３０００（ｖはスリーブ
周速） であり、電界強度のピーク−ピーク値Ｅ（Ｖ／ｍ）が、 ２×１０⁵≦Ｅ≦９×１０⁵ の範囲内の交番電界が必要である。現像スリーブ５に印
加する現像バイアスのピーク−ピーク値をＶ_pp（Ｖ）と
したとき、弾性ブレードの金属薄板に印加するブレード
バイアスのピーク−ピーク値をＶ_ppd（Ｖ）は以下の関
係を満たすように定める。 （Ｖ_pps−７×１０⁵・ｔ）／２≦Ｖ_ppd≦（Ｖ_pps＋７×
１０⁵・ｔ）／２ 以下に第２の実施形態に係る現像スリーブ５と弾性ブレ
ード６間に形成する交番電界の印加方法に関して詳述す
る。

【００８６】第１の実施形態と同様に現像スリーブ５と
弾性ブレード６には、それぞれＡＣ（交番）電圧とＤＣ
電圧を印加可能な電源９が接続されている。そして、電
源９は図２に示すようなバイアス制御装置１３によって
動作及び周波数、波形、振幅、ＤＣバイアスなどが制御
される。本実施形態では、現像動作時において、現像バ
イアスとして現像スリーブ５にＡＣ（交番）成分として
矩形波でピーク−ピーク間電圧２０００Ｖ、周波数２０
００Ｈｚを印加し、ＤＣ成分として−４００Ｖを印加し
ている。

【００８７】本実施形態では、弾性ブレードのウレタン
ゴム弾性層の厚さを１．５ｍｍ、Ｖ_ppsは２０００Ｖで
あるから、前述のＶ_ppdは以下の範囲にあれば良い。

【００８８】６５０≦Ｖ_ppd≦１３５０（Ｖ） 上記の結果より、本実施形態では、弾性ブレード６の導
電層６ｂに印加するブレードバイアスとしてピーク−ピ
ーク間電圧は９００Ｖで現像バイアスと同じ周波数の２
０００Ｈｚの矩形波バイアスを加えた。ＤＣ成分は０Ｖ
である。ブレードバイアスは、図６に示すようにに現像
スリーブ５の回転と同期してＯＮ／ＯＦＦされ、現像ス
リーブ５の回転中は常にバイアスが加えられている。

【００８９】現像バイアスは現像スリーブ５が回転して
いる途中で印加が開始されるが、開始タイミングはブレ
ードバイアスと同位相になるようにバイアス制御によっ
て制御される。このときブレードバイアスは、ＡＣ（交
番）成分は変化させずにＤＣ成分のみ現像バイアスの印
加の開始と同時に現像バイアスと同じ−４００Ｖに切り
替わるように制御される。現像動作が終了するとブレー
ドバイアスのＤＣ成分は０Ｖに戻るように制御される。

【００９０】このように現像バイアスとブレードバイア
スを設定することによって、図６に示すように、現像バ
イアスの非印加時には現像スリーブ５と弾性ブレード６
間にピーク−ピーク間電圧９００Ｖ、現像バイアスの印
加時にはピーク−ピーク間電圧１１００Ｖの電位差が生
じることになる。これらの電位差による電界強度は、ピ
ーク−ピーク値Ｅ（Ｖ／ｍ）が、 ２×１０⁵≦Ｅ≦９×１０⁵ の範囲内にあり、トナーボタ落ちを防ぎ、現像スリーブ
５上に均一な厚さの現像剤薄層を安定して形成でき、感
光ドラム４上の静電潜像を長手方向で均一な濃度に良好
に現像することが可能である。

【００９１】なお、本実施形態では、現像バイアス印加
直後に、現像スリーブ５と弾性ブレード６間のピーク−
ピーク間電圧が２００Ｖほど変化するが、現像バイアス
印加前後の電界強度のピーク−ピーク値Ｅ（Ｖ／ｍ）
が、 ２×１０⁵≦Ｅ≦９×１０⁵ の範囲内にあれば、トナーボタ落ちの防止効果について
は問題ない。しかしながら、現像バイアス印加前後での
電圧変化が大きいと、現像スリーブ５上のトナーコート
が乱れて画像に現れる場合があるため、なるべく電圧変
化が小さくなるようにＶ_ppdを設定することが望まし
い。本実施形態では、Ｖ_ppdを１０００Ｖに設定すれば
電圧変化を零にできる。

【００９２】本実施形態の実験では、現像バイアス印加
前後での現像スリーブ５と弾性ブレード間の電界強度の
ピーク−ピーク値Ｅ（Ｖ／ｍ）の変化ΔＥが、２×１０
⁵（Ｖ／ｍ）以内であれば、ほとんど現像スリーブ５上
のトナーコートが乱れることはない。ちなみに第３の実
施形態の場合のΔＥは１．６７×１０⁵（Ｖ／ｍ）で画
像への影響はなかった。

【００９３】また、現像バイアス印加直後に現像スリー
ブ５と弾性ブレード６間のピーク−ピーク間電圧の位相
が逆転するが、高々一周波数以内の乱れのため現像スリ
ーブ５上のトナーのコート状況に影響しない。

【００９４】本実施形態では、ブレードバイアスの振幅
が現像バイアスの振幅によって限定されるが、現像バイ
アスのＯＮ／ＯＦＦによってブレードバイアスの振幅を
制御する必要がないためＤＣ成分のみを制御すれば良
く、バイアスの制御機構を簡略化できる。

【００９５】なお、本発明の主旨は、現像バイアス印加
前後での現像スリーブ５と弾性ブレード間の交番電界
を、周波数ｆ（Ｈｚ）を、 ２．５×１０³×ｖ≦ｆ、ｆ≦３０００（ｖはスリーブ
周速） とし、電界強度Ｅ（Ｖ／ｍ）を、 ２×１０⁵≦Ｅ≦９×１０⁵ の範囲に納め、現像スリーブ５表面からトナーが外部に
こぼれ落ちるトナーホタ落ちを防ぎ、現像スリーブ５上
に均一な厚さの現像剤薄層を安定して形成することであ
り、現像バイアス印加前での交番電界の振幅を一致させ
る必要はない。但し、一致させることが望ましい。これ
は前述の第１の実施形態及び第２の実施形態でも同様で
ある。

【００９６】なお、本実施形態の現像装置１を着脱容易
なプロセスユニット化したり、本実施形態の現像装置１
のほか、感光ドラム、帯電装置、クリーニング装置など
をまとめてプロセスカートリッジ化するなど、メンテナ
ンスが容易な構成にすることも可能である。

【００９７】（第４の実施形態）次に本発明の第４の実
施形態を図７に基づいて説明する。なお、第１の実施形
態との共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。

【００９８】本実施形態では、現像バイアスに正弦波を
用いる場合において、弾性ブレード６に印加するブレー
ドバイアスにも正弦波を用い、現像バイアスとブレード
バイアスに以下に詳述するような一定の限定条件の位相
差を持たせることにより、バイアス制御機構を簡略化す
ることを目的としている。本実施形態で用いられるバイ
アス制御形態は、図２に示す第１の実施形態と同様であ
る。

【００９９】本実施形態の弾性ブレード６は基本的に第
３の実施形態と同等の構成であり、ウレタンゴム弾性層
の厚さを１．５ｍｍとした。トナーは形状係数として、
ＳＦ−１が１００〜１８０であり、ＳＦ−２が１００〜
１４０であるものを用いている。

【０１００】以下に第４の実施形態に係る現像スリーブ
３と弾性ブレード６間に形成する交番電界の印加方法に
関して詳述する。

【０１０１】第１の実施形態と同様に現像スリーブ３と
弾性ブレード６には、それぞれＡＣ（交番）電圧とＤＣ
電圧を印加可能な電源９が接続されている。そして、電
源９は図２に示すようなバイアス制御装置１３によって
動作及び周波数、波形、振幅、ＤＣバイアスなどが制御
される。本実施形態では、現像動作時において、現像バ
イアスとして現像スリーブ３にＡＣ（交番）成分として
正弦波でピーク−ピーク間電圧２０００Ｖ、周波数２０
００Ｈｚを印加し、ＤＣ成分として−４００Ｖを印加し
ている。

【０１０２】弾性ブレード６の導電層６ｄに印加するブ
レードバイアスは、現像スリーブ３の回転と同期してＯ
Ｎ／ＯＦＦされ、現像スリーブ３の回転中は常にバイア
スが加えられている。

【０１０３】本実施形態では、図７に示すようにブレー
ドバイアスにＤＣ成分は０Ｖ、ピーク−ピーク間電圧は
１１００Ｖで現像バイアスと同じ周波数の２０００Ｈｚ
の正弦波バイアスを加えた。

【０１０４】現像バイアスは現像スリーブ３が回転して
いる途中で印加が開始されるが、本実施形態では開始の
タイミングは、図７に示すように、ブレードバイアスか
ら以下に詳述するように位相差η（ｒａｄ）だけ遅れて
印加される。また、ブレードバイアスは、ＡＣ（交番）
成分は変化させずにＤＣ成分のみ現像バイアスの印加の
開始と同時に現像バイアスと同じ−４００Ｖに切り替わ
るように制御され、現像動作が終了するとブレードバイ
アスのＤＣ成分は０Ｖに戻るように制御される。弾性ブ
レードの金属薄板と現像スリーブ３の間には、前述した
ように周波数ｆ（Ｈｚ）が、 ２．５×１０³×ｖ≦ｆ、ｆ≦３０００（ｖはスリーブ
周速） とし、電界強度のピーク−ピーク値Ｅ（Ｖ／ｍ）が、 ２×１０⁵≦Ｅ≦９×１０⁵ の範囲内の交番電界が必要である。従って、以下の条件
を満たす位相差θ（ｒａｄ）の範囲を規定し、この中か
ら位相差ηを選ぶ。

【０１０５】Ａ＝９×１０⁵・ｔ，Ｂ＝２×１０⁵・ｔ
（ｔ（ｍ）：ゴム弾性層の厚さ） α＝（Ｖ² _pps＋Ｖ² _ppd−Ａ²）／（２Ｖ_pps・Ｖ_ppd） β＝（Ｖ² _pps＋Ｖ² _ppd−Ｂ²）／（２Ｖ_pps・Ｖ_ppd） α≦ｃｏｓθ≦β （−π／２≦θ≦π／２） 以下に位相差ηについて詳述する。本実施形態では弾性
ブレードのウレタンゴム弾性層の厚さを１．５ｍｍとし
たので、第３の実施形態と同じくブレードバイアスは、
電界強度ＥからＡ＝３００Ｖ、Ｂ＝１３５０Ｖである。
Ｖ_ppsは２０００Ｖ、Ｖ_ppdは１１００Ｖとした。上記の
Ａ，Ｂ，Ｖ_pps，Ｖ_ppdから、 α＝０．７６９８８ （小数点６桁以下省略） β＝１．１６３６３ ＞ １ （小数点６桁以下省略） よって位相差θは、 ０．７６９８８≦ｃｏｓθ （−π／２≦θ≦π／２） の条件を満たせばよい。これより、 −０．６９２１４≦θ≦０．６９２１４（ｒａｄ；少数
点６桁以下省略） 位相差ηは上記のθの範囲内にあればよい。現像バイア
ス印加直後に現像スリーブ３と弾性ブレード６間のピー
ク−ピーク間電圧の変化がないように位相差ηを選ぶ
と、前記のαの表式でＡを１１００Ｖにした場合に「α
＝ｃｏｓθ」を満たすθに等しい。よって、位相差ηを
以下のように設定した。

【０１０６】 η＝０．４２６９９ （ｒａｄ；小数点６桁以下省略） 上記の位相差ηを持つように現像バイアスとブレードバ
イアスを設定することによって、図７に示すように、現
像バイアスのＯＮ／ＯＦＦによらずピーク−ピーク間電
圧１１００Ｖの電位差が生じることになる。これらの電
位差による電界強度は、ピーク−ピーク値Ｅ（Ｖ／ｍ）
が、 ２×１０⁵≦Ｅ≦９×１０⁵ の範囲内にあり、トナーボタ落ちを防ぎ、現像スリーブ
３上に均一な厚さの現像剤薄層を安定して形成でき、感
光ドラム４上の静電潜像を長手方向で均一な濃度に良好
に現像することが可能である。また、現像バイアス印加
直後に現像スリーブ３と弾性ブレード６間のピーク−ピ
ーク間電圧の波形が乱れるが、高々一周波数以内の乱れ
のため現像スリーブ３上のトナーのコート状況に影響し
ない。

【０１０７】本実施形態でも第３の実施形態と同様に、
現像バイアス印加前後での交番電界の振幅を一致させる
必要はない（但し、一致させることが望ましい）。ま
た、本実施形態での実験では、第３の実施形態と同様に
現像バイアス印加前後での現像スリーブ３と弾性ブレー
ド６間の電界強度のピーク−ピーク値Ｅ（Ｖ／ｍ）の変
化ΔＥが２×１０⁵（Ｖ／ｍ）以内であればほとんど現
像スリーブ３上のトナーのコートが乱れることはなかっ
た。

【０１０８】ΔＥを２×１０⁵（Ｖ／ｍ）以内にとどめ
ることを条件に加えれば、前述のθの範囲は前記のαの
表式でＡに２×１０⁵・ｔを加え、前記のβの表式でＢ
に２×１０⁵・ｔを引いた場合のθに等しい。ｔ＝１．
５^-5（ｍ）であるから、 ０．８１９２５≦ｃｏｓθ≦０．９８６２５ （小数点６桁以下省略：−π／２≦θ≦π／２） よって、θは以下のような範囲であればよい。

【０１０９】 −０．６１０６９≦θ≦−０．１６６０２ （ｒａｄ；少数点６桁以下省略） ０．１６６０２≦θ≦０．６１０６９ （ｒａｄ；少数点６桁以下省略） 本実施形態でも、第３の実施形態と同様に、現像バイア
スのＯＮ／ＯＦＦによってブレードバイアスの振幅を制
御する必要がないためＤＣ成分のみを制御すれば良く、
バイアスの制御機構を簡略化できる。

【０１１０】なお、本実施形態の現像装置１を着脱容易
なプロセスユニット化したり、本実施形態の現像装置１
のほか、感光ドラム、帯電装置、クリーニング装置など
をまとめてプロセスカートリッジ化するなど、メンテナ
ンスが容易な構成にすることも可能である。

【０１１１】

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第１
の発明によれば、弾性規制部材の導電層に印加されるバ
イアスは、現像剤担持体への現像バイアスが印加されて
いない時には、周波数をｆ、電界強度のピーク−ピーク
値をＥ、現像剤担持体の周速をｖとした場合、 ２×１０⁵≦Ｅ≦９×１０⁵ ２．５×１０³×ｖ≦ｆ，ｆ≦３０００ を満たす交番電界であり、現像剤担持体への現像バイア
スが印加されている時には、該現像バイアスに上記交番
電界を重畳したものなので、現像バイアスに影響される
ことなく現像剤担持体の回動中に、現像剤担持体と弾性
規制部材の導電層との間に上記交番電界を印加すること
ができ、弾性規制部材による現像剤担持体の現像剤薄層
形成を安定して良好に行うことができる。

【０１１２】また、本出願に係る第２の発明によれば、
上記第１の発明において、弾性規制部材の導電層と現像
剤担持体の各々に加えるバイアスは、同一周波数で、か
つ同位相となるように同期がとられるので、弾性規制部
材の導電層に対するバイアス印加手段を小型化すること
ができる。

【０１１３】また、本出願に係る第３の発明によれば、
弾性規制部材の導電層に印加されるバイアスは、現像剤
担持体への現像バイアスが印加されていない時には、弾
性規制部材の導電層に印加するバイアスのピーク−ピー
ク値をＶ_ppd、現像剤担持体に印加する現像バイアスの
ピーク−ピーク値をＶ_pps、現像剤担持体の周速をｖと
したとき、Ｖ_ppsはＶ_ppdと同一周波数ｆ、かつ同位相と
なるように同期がとられ、 （Ｖ_pps−７×１０⁵ｔ）／２≦Ｖ_ppd≦（Ｖ_pps＋７×１
０⁵ｔ）／２ ２．５×１０³×ｖ≦ｆ，ｆ≦３０００ を満たすように設定された交番電界であり、現像剤担持
体への現像バイアスが印加されている時には、該現像バ
イアスに上記交番電界を重畳したものであるので、現像
バイアスに影響されることなく現像剤担持体の回転中
に、現像剤担持体と弾性規制部材の導電層との間に上記
交番電界を印加することができ、バイアス制御機構を簡
略化して、弾性規制部材による安定して良好な現像剤薄
層形成を行うことができる。

【０１１４】さらに、本出願に係る第４の発明によれ
ば、弾性規制部材の導電層に印加するバイアスと現像剤
担持体に印加する現像バイアスは、同一周波数で位相差
を有する交番電界であるので、バイアス制御機構の簡略
化と弾性規制部材による安定して良好な現像剤薄層形成
を行うことができる。

【０１１５】さらに、本出願に係る第５の発明によれ
ば、上記第１の発明ないし第４の発明のいずれか一にお
いて、非磁性一成分現像剤を現像剤担持体にバイアスを
印加する前後での、弾性規制部材の導電層と現像剤担持
体の間の電界強度のピーク−ピーク値Ｅの変化幅ΔＥ
を、 ΔＥ≦２×１０⁵ の条件を満たすようにすることにより、現像バイアスの
ＯＮ／ＯＦＦによる現像スリーブ上のトナー薄層形成へ
の影響を、画像上何ら問題ない程度に抑えることができ
る。

【０１１６】また、本出願に係る第６の発明によれば、
少なくとも上記第１の発明ないし第５の発明のいずれか
一の現像装置を抱合し、画像形成装置に対して着脱可能
なプロセスユニットとすることにより、メンテナンス性
を向上させることができ、かつ、良好で安定した現像剤
薄層形成を行うことができる。

【０１１７】さらに、本出願に係る第７の発明によれ
ば、少なくとも上記第１の発明ないし第５の発明のいず
れか一の現像装置を抱合し、画像形成装置に対して着脱
可能なプロセスカートリッジとすることにより、メンテ
ナンス性を向上させることができ、かつ、良好で安定し
た現像剤薄層形成を行うことができる。

【０１１８】また、本出願に係る第８の発明において
は、少なくとも上記第６の発明のプロセスユニットまた
は上記第７の発明のプロセスカートリッジを備えている
画像形成装置とすることにより、メンテナンス性を向上
させることができ、かつ、良好で安定した現像剤薄層形
成を行うことにより良好な画像形成を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施形態の現像装置の概略
構成図である。

【図２】本発明に係る第１の実施形態のバイアス制御形
態を示した図である。

【図３】本発明に係る第１の実施形態のシーケンス図で
ある。

【図４】本発明に係る第１の実施形態の現像装置の概略
断面図である。

【図５】本発明に係る第２の実施形態のシーケンス図で
ある。

【図６】本発明に係る第３の実施形態のシーケンス図で
ある。

【図７】本発明に係る第４の実施形態のシーケンス図で
ある。

【図８】本発明の従来例の画像形成装置の概略断面図で
ある。

【図９】本発明の従来例の非磁性一成分現像装置の概略
断面図である。

【符号の説明】

１ 現像装置 ２ 現像容器 ３ トナー（現像剤） ４ 感光ドラム（像担持体） ５ 現像スリーブ（現像剤担持体） ６ 弾性ブレード（弾性規制部材） ６ａ，６ｃ ゴム弾性層 ６ｂ，６ｄ 導電層 ８ ブレードバイアス電源（バイアスを印加する手段） ９ 現像バイアス電源（バイアスを印加する手段） １０ 弾性ローラ １３ バイアス制御装置（バイアスの振幅を制御する手
段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 正英 東京都大田区下丸子三丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 渋谷 卓史 東京都大田区下丸子三丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性一成分現像剤を収容する現像容器
   と、現像容器の開口部に延在する回動自在な現像剤担持
   体と、該現像剤担持体に対し現像剤を介して当接した弾
   性規制部材と、該弾性規制部材の上記現像剤担持体との
   当接部に対し上記現像剤担持体の回動方向上流側に当接
   して設けられた回転自在な弾性ローラとを有する現像装
   置であって、上記弾性規制部材は少なくとも上記現像剤
   担持体との当接部に長手方向にわたりゴム弾性層を介し
   て導電層を有し、該導電層と上記現像剤担持体の各々に
   異なるシーケンスでバイアスを印加する手段と、各々の
   バイアスの振幅を制御する手段とを有し、上記弾性規制
   部材の導電層と現像剤担持体の間に、周波数をｆ、電界
   強度のピーク−ピーク値をＥ、現像剤担持体の周速をｖ
   とした場合、 ２×１０⁵≦Ｅ≦９×１０⁵ ２．５×１０³×ｖ≦ｆ，ｆ≦３０００ を満たす交番電界が加えられるように設定された現像装
   置において、上記弾性規制部材の導電層に印加されるバ
   イアスは、上記現像剤担持体への現像バイアスが印加さ
   れていない時には、上記交番電界であり、上記現像剤担
   持体への現像バイアスが印加されている時には、該現像
   バイアスに上記交番電界を重畳したものであることを特
   徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 弾性規制部材の導電層と現像剤担持体の
   各々に加えるバイアスは、同一周波数で、かつ同位相と
   なるように同期がとられることとする請求項１に記載の
   現像装置。
3. 【請求項３】 非磁性一成分現像剤を収容する現像容器
   と、現像容器の開口部に延在する回動自在な現像剤担持
   体と、現像剤担持体に対し現像剤を介して当接した弾性
   規制部材と、弾性規制部材の現像剤担持体との当接部に
   対し現像剤担持体の回転方向上流側に当接して設けられ
   た回転自在な弾性ローラとを有する現像装置であって、
   上記弾性規制部材は少なくとも上記現像剤担持体との当
   接部にて長手方向にわたり厚さｔのゴム弾性層を介して
   導電層を有し、該導電層と上記現像剤担持体の各々に異
   なるシーケンスでバイアスを印加する手段を有し、上記
   弾性規制部材の導電層に印加するバイアスのピーク−ピ
   ーク値をＶ_ppd、現像剤担持体に印加する現像バイアス
   のピーク−ピーク値をＶ_pps、現像剤担持体の周速をｖ
   としたとき、Ｖ_ppsはＶ_ppdと同一周波数ｆ、かつ同位相
   となるように同期がとられ、 （Ｖ_pps−７×１０⁵ｔ）／２≦Ｖ_ppd≦（Ｖ_pps＋７×１
   ０⁵ｔ）／２ ２．５×１０³×ｖ≦ｆ，ｆ≦３０００ を満たすように設定された交番電界が上記現像剤担持体
   と上記弾性規制部材の導電層との間に印加される現像装
   置において、上記弾性規制部材の導電層に印加されるバ
   イアスは、上記現像剤担持体への現像バイアスが印加さ
   れていない時には、上記交番電界であり、上記現像剤担
   持体への現像バイアスが印加されている時には、該現像
   バイアスに上記交番電界を重畳したものであることを特
   徴とする現像装置。
4. 【請求項４】 非磁性一成分現像剤を収容する現像容器
   と、現像容器の開口部に延在する回動自在な現像剤担持
   体と、現像剤担持体に対し現像剤を介して当接した弾性
   規制部材と、弾性規制部材の現像剤担持体との当接部に
   対し現像剤担持体の回転方向上流側に当接して設けられ
   た回転自在な弾性ローラとを有する現像装置であって、
   上記弾性規制部材は少なくとも現像剤担持体との当接部
   にて長手方向にわたりゴム弾性層を介して導電層を有
   し、該導電層と現像剤担持体の各々に異なるシーケンス
   でバイアスを印加する手段と、各々のバイアスの振幅を
   制御する手段とを有する現像装置において、上記弾性規
   制部材の導電層に印加するバイアスと上記現像剤担持体
   に印加する現像バイアスは、同一周波数で位相差を有す
   る交番電界であることを特徴とする現像装置。
5. 【請求項５】 現像剤担持体に現像バイアスを印加する
   前後での、弾性規制部材の導電層と現像剤担持体の間の
   電界強度のピーク−ピーク値Ｅの変化幅ΔＥを、 ΔＥ≦２×１０⁵ の条件を満たすようにすることとする請求項１ないし請
   求項４のいずれか一項に記載の現像装置。
6. 【請求項６】 少なくとも請求項１ないし請求項５のい
   ずれか一項に記載の現像装置を抱合し、画像形成装置に
   対して着脱可能であることを特徴とするプロセスユニッ
   ト。
7. 【請求項７】 少なくとも請求項１ないし請求項５のい
   ずれか一項に記載の現像装置を抱合し、画像形成装置に
   対して着脱可能であることを特徴とするプロセスカート
   リッジ。
8. 【請求項８】 少なくとも請求項６に記載のプロセスユ
   ニットまたは請求項７に記載のプロセスカートリッジを
   備えていることを特徴とする画像形成装置。