JPH09258533A

JPH09258533A - 一成分現像装置

Info

Publication number: JPH09258533A
Application number: JP8906296A
Authority: JP
Inventors: Jun Abe; 純安部; Shinichi Kuramoto; 新一倉本; Shota Oba; 正太大場
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1996-03-19
Publication date: 1997-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】一成分現像剤を用い、像担持体上の潜像を可
視化する一成分現像装置において、現像剤担持体上のト
ナー層を乱すことなくトナーに適切な帯電量を付与す
る。【解決手段】層形成部材３と現像剤担持体２との間
に、電源６から直流成分と交流成分とを重畳した電圧を
印加する。この電圧は、直流成分をＶdc（ｋＶ）、交流
成分のピークツーピーク電圧をＶpp（ｋＶ）、現像剤担
持体に印加される現像バイアス電圧の直流成分をＶbias
（ｋＶ）としたときに、３＞｜Ｖbias−（Ｖdc±Ｖpp÷
２）｜＞０．５で示される条件を充たし、交流成分の周
波数ｆを３ｋＨｚ以上に設定するものとする。これによ
り、トナーが層形成部材に引き付けられたり間隙内で往
復運動を起こすことなく、良好に帯電される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
ー等の電子写真式の画像形成装置において用いられ、像
担持体上に形成された静電潜像をトナーの付着によって
可視化する現像装置に係り、特に一成分現像剤を用いる
一成分現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、感光体等の像担持体上に形成
された潜像をトナーの付着により可視化する現像装置と
して、一成分現像剤を用いるものが知られている。この
ような現像装置は、像担持体と対向する位置に回転可能
な現像剤担持体を備えており、現像剤担持体上にトナー
層を形成して像担持体と対向する現像領域に搬送する。
そして、現像剤担持体と像担持体との間に現像バイアス
電圧を印加して電界を形成し、現像剤担持体上のトナー
を像担持体上の潜像に転移させるものである。

【０００３】上記のような一成分現像装置では、現像領
域でトナーを像担持体上の潜像に良好に転移させるため
に、現像剤担持体上のトナーに所定の帯電量を与える必
要がある。このための手段として、例えば図９から図１
２に示すような現像装置が提案されている。図９に示す
現像装置は、現像剤担持体１０２と、この現像剤担持体
１０２と微小間隔をおいて支持される層厚規制部材１０
３と、現像剤担持体へトナーを供給するトナー供給ロー
ラ１０４と、現像バイアス電源１０５と、トナー帯電用
電源１０６とを備えている。そして、層厚規制部材１０
３に電源１０６から直流成分と交流成分とを重畳したバ
イアス電圧を印加し、現像剤担持体１０２との間隙内で
生じる放電によってトナーを帯電させるようにしたもの
である。

【０００４】また、図１０に示す現像装置は、トナー供
給ローラ１１４にトナー帯電用電源１１６を接続したも
のであり、該トナー供給ローラ１１４と現像剤担持体１
１２との間にバイアス電圧を印加してトナーを帯電させ
るようにしたものである。

【０００５】図１１に示す現像装置は、例えば特開平６
−２７８０６号公報、特開平６−２７８０７号公報に開
示される技術であり、現像剤担持体１２２と圧接するよ
うに層形成ブレード１２３を配設し、これに電源１２６
から直流高電圧を印加する。これにより層形成ブレード
１２３と現像剤担持体１２２との間隙内で放電を起こさ
せ、像剤担持体１２２上のトナーを帯電させるようにし
たものである。

【０００６】さらに、図１２に示す現像装置は、例えば
特開平６−２８９７２８号公報に開示される技術であ
り、現像剤担持体１３２と接触するようにトナー帯電付
与ローラ１３７を配設し、これに電源１３６から直流成
分と交流成分とを重畳した電圧を印加する。そして、ト
ナー帯電付与ローラ１３７と現像剤担持体１３２との間
隙内での放電により現像剤担持体１２２上のトナーを帯
電させるようにしたものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような一成分現像装置では以下に示すような問題点があ
る。図９に示す現像装置は、層厚規制部材１０３に多量
のトナーが接触しているため、トナーを放電によって帯
電するためのギャップを均一に維持することができな
い。このため、トナーの帯電が不均一となり、十分な帯
電量が得られない。また、帯電されるトナーは層厚規制
部材１０３に対向しているトナーのみであり、層形成時
に帯電されたトナーのみが現像領域に搬送されるとは限
らず、未帯電のトナーが現像領域に搬送されてしまう。
つまり、帯電したトナーの大部分が現像領域へ送られず
に現像装置内へ戻されるという欠点がある。

【０００８】また、図１０に示す現像装置も上記と同様
にトナー供給ローラ１１４に多量のトナーが接触してい
るため、トナーの帯電が不均一となる。また、帯電され
たトナーのみを効率よく現像領域に搬送することが難し
い。

【０００９】一方、図１１に示す現像装置では、ブレー
ドからなる層圧規制部材１２３を現像剤担持体に圧接し
ているため、現像剤担持体との間隙をほぼ均一に保つこ
とができる。しかし、所望の帯電量を得るためには層形
成ブレード１２３に高電圧を印加する必要があり、図１
３（ａ）に示すように層形成ブレード１２３と現像剤担
持体１２２との間でリーク現象が発生する。そして、リ
ーク時のスパークによりトナーが溶融し、図１３（ｂ）
に示すような粗大なトナー塊が形成される。このような
トナー塊は層形成ブレード１２３と現像剤担持体１２２
との間を通過することができず、トナー詰まりが発生す
る。このトナー詰まりが発生した箇所ではトナーが現像
領域に搬送されなくなり、画像上で白抜けが発生すると
いう問題がある。

【００１０】一方、層形成ブレードに直流成分と交流成
分とを重畳した電圧を印加する方式も考えられるが、印
加電圧が高電圧であるとリーク現象を解消することはで
きない。さらに、このような方式では、電圧印加時の交
流成分による交番電界により、図１４に示すようにトナ
ーが層形成ブレードと現像剤担持体との間で往復運動す
る。このため、層形成ブレードにトナーが付着し、均一
な微小間隔を維持できなくなる。また、往復運動により
飛翔したトナーのうち、層形成ブレード若しくは現像剤
担持体に戻ることができなかったトナーが、重力や現像
剤担持体の回転による空気の流れによって落下し、装置
内のトナー汚染を招くという問題がある。

【００１１】また、図１２に示す現像装置では、層厚規
制部材１３３でトナー層を形成した後にトナー帯電付与
ローラ１３７に電圧を印加しているが、図１５に示すよ
うに交番電界によりトナー帯電付与ローラ１３７と現像
剤担持体１３２との間でトナーの往復運動が発生し、図
１１に示す現像装置と同様にトナークラウドやトナー帯
電付与ローラへのトナー付着が発生する。さらに、現像
剤担持体１３２上に形成されたトナー層が乱され、画像
上で濃度ムラが生じるという問題がある。

【００１２】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的は、現像剤担持体上のトナ
ー層を乱すことなくトナーに適切な帯電量を付与し、長
期にわたり良好な画質が得られる一成分現像装置を提供
することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明に係る一成分現像装置では、現像剤担持体
上に付着する現像剤量を規制する層形成部材と該現像剤
担持体との間に、電源装置から直流成分と交流成分とを
重畳したバイアス電圧を印加するものとする。また、現
像剤担持体と接触する帯電用ローラを配設し、この帯電
用ローラと現像剤担持体との間に、電源装置から直流成
分と交流成分とを重畳したバイアス電圧を印加するよう
にしてもよい。このとき、上記バイアス電圧は、直流成
分をＶdc（ｋＶ）、交流成分のピークツーピーク電圧を
Ｖpp（ｋＶ）、現像剤担持体に印加される現像バイアス
電圧の直流成分をＶbias（ｋＶ）としたときに、３＞｜Ｖbias−（Ｖdc±Ｖpp÷２）｜＞０．５で示される条件を充たし、且つ交流成分の周波数ｆは、
３ｋＨｚ以上に設定されているものとする。

【００１４】上記のような現像装置では、層形成部材又
は帯電用ローラと現像剤担持体との間に印加するバイア
ス電圧が微小間隙で継続的な放電を生じるのに適切な電
圧に設定されており、当該部材から電子が発生して現像
剤担持体とのニップ部の出口付近のトナーに電荷を与え
る。さらに、上記バイアス電圧の交流成分の周波数が高
く設定されており、交番電界の周波数にトナーが追従で
きず、トナーが層形成部材又は帯電用ローラと現像剤担
持体との間を往復運動することがなくなる。このため、
層形成部材又は帯電用ローラへのトナー付着やトナーク
ラウドによる装置内汚染を防止することができるととも
に、トナー層が不均一になるのを解消することができ
る。また、トナーは交番電界の作用により現像剤担持体
上で振動し、その振動によってトナーと層形成部材又は
帯電用ローラとの対向位置が変化するので、トナーを均
一に帯電することが可能になる。さらに、層形成部材又
は帯電用ローラには高電圧が継続的に印加されないた
め、リークの発生が防止され、トナー塊の詰まりによる
画質欠陥の発生が解消される。なお、上記のように現像
剤担持体上でトナーを振動させて均一な帯電を行なうた
めには、印加電圧の交流成分の周波数を１５ｋＨｚ以下
とするのが望ましい。

【００１５】一方、層形成部材と現像剤担持体との間、
若しくは帯電用ローラと現像剤担持体との間に、電源装
置から直流成分とこの直流成分の極性と同極性の電位を
付加する矩形パルス状電圧とを重畳したバイアス電圧を
印加するようにしてもよい。このとき、このバイアス電
圧は、直流成分をＶdc（ｋＶ）、矩形パルス状電圧の高
電位と低電位との差をＶpulse （ｋＶ）、現像剤担持体
に印加される現像バイアス電圧の直流成分をＶbias（ｋ
Ｖ）としたときに、３＞｜Ｖbias−（Ｖdc＋Ｖpulse ）｜＞０．５で示される条件を充たし、且つ矩形パルス状電圧の周波
数ｆが、１ｋＨｚ以上に設定されているものとする。

【００１６】このような現像装置では、層形成部材又は
帯電用ローラに印加されるバイアス電圧が微小間隙で継
続的な放電を生じるのに適切な電圧に設定されており、
放電によりその近傍に位置するトナーに電荷を与える。
また、上記バイアス電圧の極性は、トナーに与えた電荷
の極性の範囲でしか変化しないため、すなわちトナーに
付与する電荷の極性のみの電圧が印加されるため、トナ
ーが層形成部材又は帯電用ローラに引き付けられること
はなく、トナーが現像剤担持体との間を往復運動するこ
とはない。このため、トナークラウドによる装置内の汚
れやトナー層が不均一となるのを防止することが可能と
なる。また、パルス状電圧の振動効果によってトナーが
現像剤担持体上で振動するので、トナー表面の均一帯電
が可能となる。さらに、高電圧が継続的に印加されない
ため、リークの発生も防止される。なお、上記のように
現像剤担持体上でトナーを振動させて均一な帯電を行な
うためには、パルス状電圧の周波数を１５ｋＨｚ以下と
するのが望ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１は、請求項１に記載の発明の一
実施形態である一成分現像装置を示す概略構成図であ
る。この一成分現像装置は、表面に帯電電位の差による
潜像を形成することができる像担持体１との対向位置に
設けられており、ハウジング１０内に、像担持体１と近
接対向し、表面にトナーを付着して搬送する現像剤担持
体２と、この現像剤担持体上のトナーを規制してトナー
層を形成するとともにトナーに電荷を付与する層形成部
材３と、ハウジング１０内のトナーを撹拌するとともに
トナーを現像剤担持体に供給する撹拌供給部材４とを備
えている。さらに、現像剤担持体２と像担持体１との間
に現像用のバイアス電圧を印加する現像バイアス用電源
５と、層形成部材３と現像剤担持体２との間にトナー帯
電用のバイアス電圧を印加する現像剤帯電用電源６とを
備えている。

【００１８】上記現像剤担持体２は、回転可能に支持さ
れ、現像バイアス用電源５からトナーと同極性の直流電
圧に交流を重畳した電圧が印加されるものである。これ
により、現像剤担持体２と像担持体１との間に電界が形
成され、トナーが像担持体１上の潜像に転移されるよう
になっている。この現像剤担持体２は、アルミニウムや
ステンレスの丸棒やパイプを切削加工した後、外周面に
サンドブラスト、液体ホーニング、エメリー研磨等の機
械加工を施すか、或いは化学腐食を施すことによりＲａ
＝０．１〜１．０μｍ程度の凹凸を形成したものであ
る。また、アルミニウムやステンレスの丸棒やパイプを
切削加工した後に、導電粉を分散させた樹脂層を形成し
たものでもよい。また、上記現像バイアス用電源５から
像担持体１と現像剤担持体２との間に印加される電圧
は、−５０Ｖ〜−４００Ｖの直流成分と、ピークツーピ
ーク電圧１〜４ｋＶ、周波数１〜５ｋＨｚの交流成分と
を重畳した現像バイアス電圧が設定されている。

【００１９】上記層形成部材３は、厚さ０．０３〜０．
３ｍｍ程度のステンレスの板バネに、導電性粉を分散さ
せた厚さ０．５〜１．０ｍｍのウレタンゴムを接着した
ものであり、現像剤担持体２への接触圧力は１０〜１０
０ｇ／ｃｍに設定されている。また、ゴムの硬度は２０
〜８０度のものが使用可能であり、好ましくは３０〜６
０度が適している。このような層形成部材３が現像剤担
持体２に圧接されることにより、現像剤担持体２上に５
〜３０μｍ程度のトナー層が形成されるようになってい
る。また、この層形成部材３と現像剤担持体２との間に
は現像剤帯電用電源６から、図１（ｂ）に示すような直
流成分と正弦波交流成分とを重畳したバイアス電圧が印
加される。このバイアス電圧は、直流成分Ｖdcが−０．
２ｋＶ、交流成分のピークツーピーク電圧Ｖppが１．５
ｋＶ、交流成分の周波数ｆが５ｋＨｚに設定されてい
る。なお、上記のようなバイアス電圧を印加するため
に、上記層形成部材の体積抵抗値は、１０³ 〜１０¹²Ω
・ｃｍ程度のものを用いることができ、望ましくは１０
⁵ 〜１０⁹ Ω・ｃｍで、最適値は１０⁶ Ω・ｃｍ程度で
ある。

【００２０】本例の現像装置では、現像剤担持体２に印
加される現像バイアス電圧の直流成分Ｖbiasが−０．３
ｋＶに設定されているので、帯電用バイアス電圧のピー
ク時の電位と現像バイアス電位との差は、｜Ｖbias−
（Ｖdc＋Ｖpp÷２）｜が０．８５、｜Ｖbias−（Ｖdc−
Ｖpp÷２）｜が０．６５となっている。

【００２１】上記現像装置で用いられる現像剤は一成分
系のトナーであり、スチレン樹脂、アクリル樹脂若しく
はポリエステル樹脂等の各種熱可塑性樹脂中に顔料や含
金属アゾ染料等の極性制御剤を分散し、粉砕、分級によ
り３〜２０μｍ（平均粒径７μｍ）の大きさにしたもの
である。また電荷制御剤が添加され、負極性の電荷が付
与されている。電荷制御剤としては、疎水化処理したシ
リカ、アルミナ、チタン等の０．１μｍ以下の微粒子が
用いられるが、疎水性シリカが最も望ましい。なお、上
記像担持体１としてはセレン系感光体や有機感光体が用
いられ、像担持体１と現像剤担持体２との間隙は１００
μｍ〜４００μｍ程度、望ましくは１５０〜３００μｍ
程度で対向配置されている。

【００２２】このような現像装置では、撹拌供給部材４
の回転によりハウジング１０内のトナーが撹拌され、現
像剤担持体２に供給される。現像剤担持体２の表面付近
のトナーは現像剤担持体２の回転により層形成部材３と
の対向位置へ搬送され、層形成部材３の押圧力により現
像剤担持体２上にトナー層が形成される。このとき、層
形成部材３と現像剤担持体２との間に上記のような直流
成分と交流成分とを重畳した電圧が印加されており、こ
れらが対向する領域に電界が形成される。

【００２３】このとき、印加されるバイアス電圧の交流
成分の周波数が３ｋＨｚ以上に設定されており、トナー
が振動電界に追従できなくなり、層形成部材３と現像剤
担持体２との間隙でトナーの往復運動が起こらなくな
る。また、層形成部材３に高電圧が継続的に印加されな
いので、リーク現象の発生が防止される。つまり、交流
成分のピークツーピーク電圧Ｖppは継続的な放電が生じ
る範囲であって、現像剤担持体２へのリークが発生しな
い程度に制御されており、トナーの溶融塊の発生はな
く、十分にトナーを帯電することが可能となる。

【００２４】したがって、図２に示すように、層形成部
材３からの放電により現像剤担持体２上のトナーに負極
性の電荷が与えられ、トナーが均一に帯電される。この
とき、上記のように微小間隙内でトナーの往復運動が起
こらないため、現像剤担持体２上のトナー層は不均一に
ならず、クラウドによる機内汚れも発生しない。

【００２５】このようにして十分な帯電量が付与された
現像剤担持体２上のトナー層は、現像剤担持体２の回転
により像担持体１と対向する現像領域に搬送される。そ
して、現像剤担持体２と像担持体１との間に形成される
現像電界により、現像剤担持体上のトナーが像担持体１
の潜像に転移して現像が行われる。なお、上記一成分現
像装置において、トナーの帯電量は交流成分の波形の形
状、若しくは振幅を変更することで所望の値に制御する
ことが可能である。

【００２６】次に、上記一成分現像装置の効果を確認す
るため、現像剤帯電用電源６から印加する電圧の交流成
分のピークツーピーク電圧および周波数を変化させて現
像を行い、トナーの往復運動の有無を観察した結果を説
明する。図３に示すように、ピークツーピーク電圧Ｖpp
を１〜４ｋＶ、周波数ｆを１〜４ｋＨｚに変化させて実
験したところ、周波数ｆが３ｋＨｚ以上の領域ではトナ
ーは電界の周期的な変動に追従できず、往復運動が発生
しないことがわかる。また、トナーへの放電による帯電
効果とリークの発生状態とを確認するためのテストを行
ったところ、トナーの帯電とリークの未発生とが両立す
る領域は、３＞｜Ｖbias−（Ｖdc±Ｖpp÷２）｜＞０．５の範囲内であることが確認された。

【００２７】次に、上記現像装置におけるトナーの帯電
性能を確認するため、下記の条件にて長時間のプリント
テストを行った結果について説明する。像担持体：負帯電有機感光体プロセススピード：１６０ｍｍ／ｓｅｃ現像剤担持体：Φ２４ｍｍ，１８０ｒｐｍＳＵＳ表面コート（１０⁶ Ω・ｃｍ）撹拌供給部材：Φ１９ｍｍ，２００ｒｐｍアジテータ層形成部材：ＳＵＳ３０３，０．１２ｍｍの板バネに、１ｍｍ厚のウレタンゴムに導電粉を分散した半導電性ゴムを接着したブレード、体積抵抗値１０⁵ Ω・ｃｍ像担持体と現像剤担持体との間隔：２００μｍ潜像電位：−１００Ｖ背景部電位：−３５０Ｖ上記条件にてプリントテストを行ったところ、従来問題
であった、層形成部材へのトナーの付着、リーク、機内
へのトナー飛散の発生はなく、維持性に優れていること
が確認された。

【００２８】図４は、請求項２に記載の発明の一実施形
態である一成分現像装置において、層形成部材と現像剤
担持体との間に印加する現像剤帯電用電圧を示す図であ
る。本例の一成分現像装置は、上記図１に示す一成分現
像装置とほぼ同じ構成であるが、層形成部材と現像剤担
持体との間に印加する現像剤帯電用電圧を変えたもので
ある。すなわち、図４に示すように帯電用電圧として、
直流成分とこの直流成分の極性と同極性の電位を付加す
る矩形パルス状電圧とを重畳した電圧を印加するように
設定されている。本例では、直流成分Ｖdcは−０．２ｋ
Ｖ、矩形パルス状電圧の高電位と低電位との差Ｖpulse
は１．５ｋＶ、周波数ｆは１ｋＨｚに設定されている。
また、現像剤担持体に印加される現像バイアス電圧の直
流成分Ｖbiasは−０．３ｋＶに設定されている。なお、
この一成分現像装置の他の構成は上記図１に示す一成分
現像装置と同じである。

【００２９】このような一成分現像装置では、層形成部
材の押圧力により現像剤担持体上にトナー層が形成され
るとともに、層形成部材と現像剤担持体との間にトナー
の帯電極性の方向のパルス電圧が印加されており、放電
によりトナーに電荷が与えられる。このバイアス電圧の
極性はトナーの帯電極性と同極性であるため、トナーが
電界の作用によって層形成部材に引き付けられることは
なく、層形成部材表面へのトナーの付着は発生しない。
また、層形成部材には高電圧が継続的に印加されないの
で、リークなどの問題も発生しない。

【００３０】上記一成分現像装置において、現像剤帯電
用電源から印加する電圧の矩形パルス状電圧および周波
数を変化させて現像を行ったところ、周波数ｆが１（Ｈ
ｚ）以上の領域でトナーの均一な帯電が可能であった。
また、トナーへの放電による帯電効果とリークの発生状
態とを確認するためのテストを行ったところ、トナーの
帯電とリークの未発生とが両立する領域は、３＞｜Ｖbias−（Ｖdc＋Ｖpulse ）｜＞０．５の範囲内であることが確認された。さらに、このような
現像装置を用いて長時間のプリントテストを行ったとこ
ろ、層形成部材へのトナーの付着、リーク、機内へのト
ナー飛散の発生はなく、維持性に優れていることが確認
された。

【００３１】図５は、請求項３に記載の発明の一実施形
態である一成分現像装置を示す概略構成図である。この
一成分現像装置は、現像剤担持体１２との対向位置に現
像剤担持体上のトナーを規制してトナーの薄層を形成す
る層厚規制部材１３を備えており、この層厚規制部材１
３よりも現像剤担持体の回転方向下流側に、現像剤担持
体と接触するように配置される帯電用ローラ１７を備え
ている。

【００３２】上記帯電用ローラ１７は、シリコーンゴム
中にカーボンブラックなどの導電性粉を分散させた半導
電性のローラであり、この帯電用ローラ１７と現像剤担
持体２との間には現像剤帯電用電源１６から、図５
（ｂ）に示すような直流成分と正弦波交流成分とを重畳
したバイアス電圧が印加される。この電圧の直流成分Ｖ
dcは−０．２ｋＶ、交流成分のピークツーピーク電圧Ｖ
ppは１．５ｋＶ、交流成分の周波数ｆは５ｋＨｚに設定
されている。なお、上記半導電性ローラの体積抵抗値
は、１０³ 〜１０¹²Ω・ｃｍ程度のものを用いることが
でき、望ましくは１０⁵ 〜１０⁹ Ω・ｃｍで、最適値は
１０⁶ Ω・ｃｍ程度である。上記層厚規制部材１３は、
厚さ０．０３〜０．３ｍｍ程度のステンレスの板バネに
厚さ０．５ｍｍ程度のウレタンゴムを接着したブレード
からなるものである。なお、この一成分現像装置の他の
構成は図１に示す現像装置と同じである。

【００３３】このような一成分現像装置では、現像剤担
持体１２の表面付近のトナーは層厚規制部材１３との対
向位置を通過し、押圧力により現像剤担持体１２上にト
ナーの薄層が形成される。その後、トナー層は現像剤担
持体１２の回転によりトナー層は帯電用ローラ１７との
対向位置を通過する。このとき、帯電用ローラ１７と現
像剤担持体１２との間に直流成分と交流成分とを重畳し
た電圧が印加されており、図６に示すように、現像剤担
持体１２上のトナーに帯電用ローラ１７から電荷が付与
される。このとき、バイアス電圧の交流成分の周波数は
３ｋＨｚ以上に設定されており、トナーが振動電界に追
従できず、帯電用ローラ１７と現像剤担持体１２との間
でトナーの往復運動が起こらない。このため、現像剤担
持体上のトナー層が乱されることがない。また、帯電用
ローラ１７に高電圧が継続的に印加されないので、リー
ク現象の発生は防止される。

【００３４】図７は、交流成分のピークツーピーク電圧
Ｖppと周波数ｆとを変化させた際に、帯電用ローラ１７
と現像剤担持体１２との間のトナーの往復運動の状態を
観察した結果を示した図である。この図に示すように、
ピークツーピーク電圧Ｖppを１〜４ｋＶ、周波数ｆを１
〜４ｋＨｚに変化させて実験したところ、周波数ｆが３
ｋＨｚ以上の領域領域ではトナーは電界の振動周期に追
従できず、往復運動が発生しないことが確認された。ま
た、トナーへの放電による帯電効果とリークの発生状態
とを確認するためのテストを行ったところ、３＞｜Ｖbias−（Ｖdc±Ｖpp÷２）｜＞０．５の範囲内でリークが発生せず、良好な帯電が得られるこ
とが確認された。

【００３５】次に、上記一成分現像装置におけるトナー
の帯電性能を確認するため、下記の条件にて長時間のプ
リントテストを行った結果について説明する。像担持体：負帯電有機感光体プロセススピード：１６０ｍｍ／ｓｅｃ現像剤担持体：Φ２４ｍｍ，１８０ｒｐｍ表面ゴム層ロール（１０⁶ Ωｃｍ）撹拌供給部材：Φ１９ｍｍ，２００ｒｐｍスポンジローラ層形成部材：ＳＵＳ３０３，０．１２ｍｍの板バネに１ｍｍ厚のＥＰＤＭゴムを接着したもの。接着圧力は約１２０ｇｆ／ｃｍ，ゴム硬度５０帯電用ローラ：Φ１２ｍｍ、シリコーンゴム中にカーボンブラックを分散させたローラ、抵抗１０⁶ Ωｃｍ像担持体と現像剤担持体との間隔：２００μｍ潜像電位：−１００Ｖ背景部電位：−３５０Ｖこのようなテストの結果、層形成部材へのトナーの付
着、リーク、機内へのトナー飛散の発生はなく、維持性
に優れていることが確認された。

【００３６】図８は、請求項４に記載の発明の一実施形
態である一成分現像装置において、帯電用ローラと現像
剤担持体との間に印加する現像剤帯電用電圧を示す図で
ある。この一成分現像装置は、上記図５に示す現像装置
とほぼ同じ構成で帯電用ローラと現像剤担持体との間に
印加する現像剤帯電用電圧を変えたものであり、図８に
示すように、直流成分とこの直流成分の極性と同極性の
電位を付加する矩形パルス状電圧とを重畳した電圧を印
加するように設定されている。このとき、直流成分Ｖdc
は−０．２ｋＶ、矩形パルス状電圧の高電位と低電位と
の差Ｖpulse は１．５ｋＶ、周波数は１ｋＨｚに設定さ
れている。また、現像剤担持体に印加される現像バイア
ス電圧の直流成分Ｖbiasは−０．３ｋＶに設定されてい
る。なお、この一成分現像装置の他の構成は上記図５に
示す現像装置と同じである。

【００３７】このような一成分現像装置では、上記のよ
うに帯電用ローラと現像剤担持体との間にトナーの帯電
極性と同方向のパルス電圧が印加されており、放電によ
りトナーに電荷が与えられる。このとき、バイアス電圧
の極性はトナーの帯電極性と同極性であるため、トナー
が帯電用ローラに引き付けられることはなく、トナーの
付着は発生しない。また、帯電用ローラには高電圧が継
続的に印加されないので、リークなどの問題も発生しな
い。

【００３８】このような一成分現像装置を用いて長時間
のプリントテストを行ったところ、層形成部材へのトナ
ーの付着、リーク、機内へのトナー飛散の発生はなく、
維持性に優れていることが確認された。また、上記一成
分現像装置において、現像剤帯電用電源から印加する電
圧の矩形パルス状電圧、及び周波数を変化させてトナー
の帯電効果を確認したところ、直流成分Ｖdc、矩形パル
ス状電圧の高電位と低電位との差Ｖpulse （ｋＶ）が、３＞｜Ｖbias−（Ｖdc＋Ｖpulse ）｜＞０．５の条件を満たし、且つ周波数ｆが１（Ｈｚ）以上のとき
に、リーク現象を生じることなく、トナーをほぼ均一に
帯電できることが確認された。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本願の発明に係る
一成分現像装置では、層形成部材又は帯電用ローラと現
像剤担持体との間に適切な条件のバイアス電圧を印加す
ることにより、現像剤担持体上のトナーを帯電するとと
もに、現像剤担持体への電流のリークを防止することが
できる。また、このバイアス電圧の周波数が適切に設定
されているので、層形成部材又は現像ローラと現像剤担
持体との間におけるトナーの往復運動が防止され、層形
成部材又は帯電用ローラへのトナーの付着、及び機内の
トナー飛散を極めて少なくすることができる。さらに、
現像剤担持体上のトナーは、上記のように往復運動はし
ないが、現像剤担持体上で揺動されるので均一かつ充分
に帯電することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の発明の一実施形態である一成
分現像装置を示す概略構成図、及びこの一成分現像装置
において、層形成部材と現像剤担持体との間に印加され
るバイアス電圧を示す図である。

【図２】上記一成分現像装置において、現像剤担持体上
トナーが帯電される状態を示す図である。

【図３】上記バイアス電圧の交流成分のピークツーピー
ク電圧及び周波数を変化させたときのトナーの往復運動
の発生状態を示す図である。

【図４】請求項２に記載の発明の一実施形態である一成
分現像装置において、層形成部材と現像剤担持体との間
に印加されるバイアス電圧を示す図である。

【図５】請求項３に記載の発明の一実施形態である一成
分現像装置を示す概略構成図、及びこの一成分現像装置
において、帯電用ロールと現像剤担持体との間に印加さ
れるバイアス電圧を示す図である。

【図６】上記帯電用ロールによって現像剤担持体上のト
ナーが帯電される状態を示す図である。

【図７】上記バイアス電圧の交流成分のピークツーピー
ク電圧及び周波数を変化させたときのトナーの往復運動
の発生状態を示す図である。

【図８】請求項４に記載の発明の一実施形態である一成
分現像装置において、帯電用ローラと現像剤担持体との
間に印加されるバイアス電圧を示す図である。

【図９】従来の一成分現像装置の第１の例を示す概略構
成図である。

【図１０】従来の一成分現像装置の第２の例を示す概略
構成図である。

【図１１】従来の一成分現像装置の第３の例を示す概略
構成図である。

【図１２】従来の一成分現像装置の第４の例を示す概略
構成図である。

【図１３】従来の一成分現像装置の問題点であるトナー
の凝集を説明する図である。

【図１４】従来の一成分現像装置の問題点であるトナー
の往復運動を説明する図である。

【図１５】従来の一成分現像装置の問題点であるトナー
の往復運動を説明する図である。

【符号の説明】

１像担持体２、１２現像剤担持体３層形成部材４、１４撹拌供給部材５、１５現像バイアス用電源６、１６現像剤帯電用電源１０、２０ハウジング１３層厚規制部材１７帯電用ローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に静電潜像が形成される像担持体
と近接対向して配置され、周面に一成分現像剤を担持し
て搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上に付着する現像剤量を規制し、均一
な現像剤層を形成する層形成部材と、前記層形成部材と前記現像剤担持体との間に、該現像剤
担持体上の現像剤を帯電するためのバイアス電圧を印加
する電源装置とを有する一成分現像装置において、前記電源装置は、前記帯電用のバイアス電圧として、直
流成分と交流成分とを重畳した電圧を印加するものであ
り、前記直流成分をＶdc（ｋＶ）、前記交流成分のピークツ
ーピーク電圧をＶpp（ｋＶ）、前記現像剤担持体に印加
される現像バイアス電圧の直流成分をＶbias（ｋＶ）と
したときに、３＞｜Ｖbias−（Ｖdc±Ｖpp÷２）｜＞０．５で示される条件を充たし、前記交流成分の周波数ｆは、３ｋＨｚ以上に設定されて
いることを特徴とする一成分現像装置。
【請求項２】表面に静電潜像が形成される像担持体
と近接対向して配設され、周面に一成分現像剤を担持し
て搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上に付着する現像剤量を規制し、均一
な現像剤層を形成する層形成部材と、前記層形成部材と前記現像剤担持体との間に、該現像剤
担持体上の現像剤を帯電するためのバイアス電圧を印加
する電源装置とを有する一成分現像装置において、前記電源装置は、前記帯電用のバイアス電圧として、直
流成分とこの直流成分の極性と同極性の電位を付加する
矩形パルス状電圧とを重畳した電圧を印加するものであ
り、前記直流成分をＶdc（ｋＶ）、前記矩形パルス状電圧の
高電位と低電位との差をＶpulse （ｋＶ）、前記現像剤
担持体に印加される現像バイアス電圧の直流成分をＶbi
as（ｋＶ）としたときに、３＞｜Ｖbias−（Ｖdc＋Ｖpulse ）｜＞０．５で示される条件を充たし、前記矩形パルス状電圧の周波数ｆは、１ｋＨｚ以上に設
定されていることを特徴とする一成分現像装置。
【請求項３】表面に静電潜像が形成される像担持体
と近接対向して配設され、周面に一成分現像剤を担持し
て搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上に付着する現像剤量を規制し、均一
な現像剤層を形成する層形成部材と、前記現像剤担持体と接触し、前記現像剤層を帯電する帯
電用ローラと、この帯電用ローラと前記現像剤担持体との間に、バイア
ス電圧を印加する電源装置とを有する一成分現像装置に
おいて、前記電源装置は、前記帯電用のバイアス電圧として、直
流成分と交流成分とを重畳した電圧を印加するものであ
り、前記直流成分をＶdc（ｋＶ）、前記交流成分のピークツ
ーピーク電圧をＶpp（ｋＶ）、前記現像剤担持体に印加
される現像バイアス電圧の直流成分をＶbias（ｋＶ）と
したときに、３＞｜Ｖbias−（Ｖdc±Ｖpp÷２）｜＞０．５で示される条件を充たし、前記交流成分の周波数ｆは、３ｋＨｚ以上に設定されて
いることを特徴とする一成分現像装置。
【請求項４】表面に静電潜像が形成される像担持体
と近接対向して配設され、周面に一成分現像剤を担持し
て搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上に付着する現像剤量を規制し、均一
な現像剤層を形成する層形成部材と、前記現像剤担持体と接触し、前記現像剤層を帯電する帯
電用ローラと、この帯電用ローラと前記現像剤担持体との間に、バイア
ス電圧を印加する電源装置とを有する一成分現像装置に
おいて、前記電源装置は、前記帯電用のバイアス電圧として、直
流成分とこの直流成分の極性と同極性の電位を付加する
矩形パルス状電圧とを重畳した電圧を印加するものであ
り、前記直流成分をＶdc（ｋＶ）、前記矩形パルス状電圧の
高電位と低電位との差をＶpulse （ｋＶ）、前記現像剤
担持体に印加される現像バイアス電圧の直流成分をＶbi
as（ｋＶ）としたときに、３＞｜Ｖbias−（Ｖdc＋Ｖpulse ）｜＞０．５で示される条件を充たし、前記矩形パルス状電圧の周波数ｆは、１ｋＨｚ以上に設
定されていることを特徴とする一成分現像装置。