JPH0954496A

JPH0954496A - 現像装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH0954496A
Application number: JP22600095A
Authority: JP
Inventors: Tatsuichi Tsukida; 辰一月田; Kazuhisa Kenmochi; 和久剱持; Takuji Shibuya; 卓史渋谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-08-11
Filing date: 1995-08-11
Publication date: 1997-02-25

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、トナー供給回収ローラにおけるト
ナーの目詰まりを発生させることのない現像装置及び画
像形成装置を提供することを目的としている。【構成】スイッチ１６の切り替えにより、現像時には
第１の高圧電源１４により、直流電圧に交流電圧を重畳
した振動電圧を現像スリーブ９とトナー供給回収ローラ
１１とに印加し、非現像時には第１の高圧電源１４によ
り直流電圧を現像スリーブ９のみに印加すると共に、第
２の高圧電源１５により、トナーの帯電極性と同極性
で、上記現像スリーブ９に印加する電圧よりも絶対値の
小さい直流電圧をトナー供給回収ローラ１１に印加す
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、電子写真方式等に
よる画像形成装置に具備され、像担持体上に形成された
静電潜像を可視化する現像装置における現像剤供給回収
回転体の現像剤目詰まりを防止する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、一般的に画像形成装置に採用
される現像方式としては、１成分系現像剤を用いる方法
と２成分系現像剤を用いる方法とが挙げられるが、後者
は、トナーとキャリアとを混合して成る現像剤を用いる
ために、トナーの消費に応じてこれらの混合比を制御す
る必要があり、そのため、装置構成が複雑、かつ大型化
するという問題がある。そこで近年にあっては、前者、
１成分系現像剤を用いる方法が多く採用されている。そ
して、この１成分系現像剤を用いる方法、特に非磁性１
成分系現像剤を用いる方法に適した現像装置としては、
図６に示すような構成のものが広く用いられている。

【０００３】即ち、図６において、１１１は現像剤担持
体としての現像スリーブであり、矢印の方向に回転駆動
される。この現像スリーブ１１１に対しては、現像剤薄
層形成部材としての現像ブレード１１２、及び現像剤供
給回収回転体たるトナー供給回収ローラ１１３が当接さ
れている。現像ブレード１１２は、リン青銅等からなる
支持部材１１２ａの現像スリーブ対向面側にウレタンゴ
ム等の弾性部材１１２ｂが接着されており、これにより
現像スリーブ１１１表面にトナーの薄層を形成させると
共に、トナーに電荷を付与させる作用を有する。また、
トナー供給回収ローラ１１３は、ＳＵＳ等から成る芯金
１１３ａの外周面にウレタンフォーム等の弾性部材１１
３ｂが被覆されており、これにより現像剤収納容器たる
トナー容器１１４内に蓄えられているトナーを現像スリ
ーブ１１１表面に対して供給すると共に、現像工程に寄
与せずに戻ってきたトナーを現像スリーブ１１１表面か
ら掻き落とす作用を有する。

【０００４】このトナー供給回収ローラ１１３は、現像
スリーブ１１１と常に電気的に等電位になるよう接続さ
れており、これらには高圧電源１１５により、現像時に
は直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧が、非現像時
には直流電圧のみが印加される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例に示したような現像装置に関して、本発明者らが鋭
意検討を行ったところ、以下のような現象が生じる場合
があることがわかった。

【０００６】即ち、上記ウレタンフォーム等の弾性部材
から成るトナー供給回収ローラは、その使用に際し、初
期にあっては上記目的、即ちトナー容器内に蓄えられて
いるトナーを現像スリーブ表面に対して供給すると共
に、現像工程に寄与せずに戻ってきたトナーを現像スリ
ーブ表面から掻き落とす作用を充分に有するものの、長
期にわたる使用に伴い、次第にその作用が衰える場合が
あった。

【０００７】これは、ウレタンフォーム内部に徐々にト
ナーが詰まってしまい、その見掛けの硬度が高くなって
しまうことに起因する。

【０００８】このような状態になった場合には、ウレタ
ンフォーム本来の弾性を失い、現像工程に寄与せずに戻
ってきたトナーを現像スリーブ表面から掻き落とす能力
が低下することがあり、現像スリーブ表面に残存するト
ナーの上層に、トナー供給回収ローラの回転により更に
トナーが供給されることとなり、現像スリーブ表面にコ
ーティングされるトナー層厚が厚くなると共に、適正な
電荷量を保持しないトナーの割合が増加し、このトナー
が現像スリーブと現像ブレードとの当接ニップ部を擦り
抜けてしまう、いわゆる「ボタ落ち」が生じることがあ
った。また、トナーを現像スリーブ表面に強く摺擦、圧
接することにより、トナー劣化やトナーの現像スリーブ
への融着を引き起こしたり、更には、現像スリーブ、も
しくはトナー供給回収ローラの回転トルクが大きくなる
ことがあり、正常な駆動状態を維持することが困難なも
のとなってしまう場合も生じてくる。

【０００９】そこで、本発明は、トナー供給回収ローラ
におけるトナーの目詰まりを発生させることのない現像
装置及び画像形成装置を提供することを目的としてい
る。

【００１０】

【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、１成分現像剤が収納される現像
剤収納容器と、該現像剤収納容器の開口部に回転自在に
保持された現像剤担持体と、該現像剤担持体の外周面
に、その先端部、もしくは先端部近傍が当接する現像剤
薄層形成部材と、現像剤担持体の現像剤収納容器側の外
周面の、現像剤薄層形成部材の当接位置よりも、現像剤
担持体の回転方向上流側で当接するよう配設された現像
剤供給回収回転体と、現像剤担持体に対し、少なくとも
直流電圧を印加することにより像担持体上の静電潜像を
現像剤により現像して可視化する第１の電圧印加手段と
を有する現像装置において、上記現像剤供給回収回転体
に対し、少なくとも第１の電圧印加手段により現像剤担
持体に印加される直流電圧と同極性の直流電圧を印加す
る第２の電圧印加手段を有し、少なくとも非現像時にお
いて、第１の電圧印加手段により現像剤担持体に印加さ
れる直流電圧Ｖと第２の電圧印加手段により現像剤供給
回収回転体に印加される直流電圧Ｖ’との間に、｜Ｖ｜
＜｜Ｖ’｜なる関係を有することにより達成される。

【００１１】また、本出願に係る第２の発明によれば、
上記目的は、像担持体の外周面に対向するように開口部
が形成され、その内部に１成分現像剤が収納される現像
剤収納容器と、該現像剤収納容器の開口部に回転自在に
保持された現像剤担持体と、該現像剤担持体の外周面
に、その先端部、もしくは先端部近傍が当接する現像剤
薄層形成部材と、現像剤担持体の現像剤収納容器側の外
周面の、現像剤薄層形成部材の当接位置よりも、現像剤
担持体の回転方向上流側で当接するよう配設された現像
剤供給回収回転体と、現像剤担持体に対し、少なくとも
直流電圧を印加することにより像担持体上の静電潜像を
現像剤により現像して可視化する第１の電圧印加手段と
を有する画像形成装置において、上記現像剤供給回収回
転体に対し、少なくとも第１の電圧印加手段により現像
剤担持体に印加される直流電圧と同極性の直流電圧を印
加する第２の電圧印加手段を有し、少なくとも非現像時
において、第１の電圧印加手段により現像剤担持体に印
加される直流電圧Ｖと第２の電圧印加手段により現像剤
供給回収回転体に印加される直流電圧Ｖ’との間に、｜
Ｖ｜＜｜Ｖ’｜なる関係を有することにより達成され
る。

【００１２】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、上記目的は、上記第２の発明において、現像剤供給
回収回転体は現像剤担持体との当接部に弾性体を備えて
いることにより達成される。

【００１３】また、本出願に係る第４の発明によれば、
上記目的は、上記第２の発明において、現像剤供給回収
回転体は現像剤担持体との当接部にブラシ状部材を備え
ていることにより達成される。

【００１４】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２の発明ないし第４の発明のい
ずかれにおいて、現像剤供給回収回転体に対し、第２の
電圧印加手段により印加される直流電圧値を、周囲の環
境に応じて変化させることにより達成される。

【００１５】また、本出願に係る第６の発明によれば、
上記目的は、上記第２の発明ないし第５の発明にいずれ
かにおいて、１成分現像剤はその形状係数ＳＦ１が１０
０〜１２０の略球形であることにより達成される。

【００１６】さらに、本出願に係る第７の発明によれ
ば、上記目的は、上記第２の発明ないし第６の発明のい
ずれかにおいて、１成分現像剤は重合法により製造され
たことにより達成される。

【００１７】また、本出願に係る第８の発明によれば、
上記目的は、上記第２の発明ないし第７の発明のいずれ
かにおいて、現像剤供給回収回転体に対し、該現像剤供
給回収回転体に当接し、該現像剤供給回収回転体に付着
した現像剤を除去するための掻き落とし部材を設けたこ
とにより達成される。

【００１８】さらに、本出願に係る第９の発明によれ
ば、上記目的は、上記第８の発明のいずれかにおいて、
掻き落とし部材に対し、少なくとも第２の電圧印加手段
により現像剤供給回収回転体に印加される直流電圧と同
極性の直流電圧を印加する第３の電圧印加手段を有し、
少なくとも非現像時において、第２の電圧印加手段によ
り現像剤供給回収回転体に印加される直流電圧Ｖ’と第
３の電圧印加手段により掻き落とし部材に印加される直
流電圧Ｖ”との間に、｜Ｖ’｜＞｜Ｖ”｜なる関係を有
することにより達成される。

【００１９】従って、以上のような本出願に係る第１の
発明によれば、少なくとも非現像時において、第１の電
圧印加手段により現像剤担持体に印加される直流電圧Ｖ
と同極性で直流電圧Ｖよりも絶対値の大きな直流電圧
Ｖ’を、第２の電圧印加手段により現像剤供給回収回転
体に印加すると、現像剤供給回収回転体側から現像剤担
持体側へ現像剤を移動させる電界が発生し、現像剤供給
回転体における現像剤の詰まりを防ぐので、現像工程に
寄与せずに戻ってきた現像剤を現像剤担持体表面から掻
き落とす能力が長期にわたって維持される。

【００２０】また、本出願に係る第２の発明によれば、
少なくとも非現像時において、第１の電圧印加手段によ
り現像装置の現像剤担持体に印加される直流電圧Ｖと同
極性で直流電圧Ｖよりも絶対値の大きな直流電圧Ｖ’
を、第２の電圧印加手段により現像装置の現像剤供給回
収回転体に印加すると、現像剤供給回収回転体側から現
像剤担持体側へ現像剤を移動させる電界が発生し、現像
剤供給回転体における現像剤の詰まりを防ぐので、現像
工程に寄与せずに戻ってきた現像剤を現像剤担持体表面
から掻き落とす能力が長期にわたって維持され、良好な
画像形成が長期にわたって行われる。

【００２１】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、上記第２の発明において、現像剤供給回収回転体は
現像剤担持体との当接部に弾性体を備えているので、上
記第２の電圧印加手段による電圧印加により、該弾性体
における現像剤の詰まりが抑えられると、該弾性体の弾
性力は失われず、該弾性体により現像剤担持体からの現
像剤の掻き取り及び現像剤担持体への現像剤の供給が長
期にわたって良好に行われる。

【００２２】また、本出願に係る第４の発明によれば、
上記第２の発明において、現像剤供給回収回転体は現像
剤担持体との当接部にブラシ状部材を備えているので、
上記第２の電圧印加手段による電圧印加により、該ブラ
シ状部材における現像剤の詰まりが抑えられると、該ブ
ラシ状部材の弾性力は失われず、該ブラシ状部材により
現像剤担持体からの現像剤の掻き取り及び現像剤担持体
への現像剤の供給が長期にわたって良好に行われる。

【００２３】さらに、本出願に係る第５の発明によれ
ば、上記第２の発明ないし第４の発明のいずかれにおい
て、現像剤供給回収回転体に対し、第２の電圧印加手段
により印加される直流電圧値を、周囲の環境に応じて変
化させるので、現像剤供給回収回転体の抵抗値が周囲の
環境に応じて変化しても、現像剤担持体と現像剤供給回
収回転体との間に現像剤を現像剤供給回収回転体から吐
き出す方向の電界を維持し、現像剤供給回収回転体にお
ける現像剤の詰まりを抑える。

【００２４】また、本出願に係る第６の発明によれば、
上記第２の発明ないし第５の発明にいずれかにおいて、
１成分現像剤はその形状係数ＳＦ１が１００〜１２０の
略球形であるので、その流動性が高く比較的現像剤供給
回収回転体に詰まり易いが、上記第２の電圧印加手段に
より電圧印加によりその詰まりが抑えられ、従来の不定
形の現像剤と比べて著しく高い転写効率性を長期にわた
って発揮する。

【００２５】さらに、本出願に係る第７の発明によれ
ば、上記第２の発明ないし第６の発明のいずれかにおい
て、１成分現像剤は重合法により製造されているので、
粉砕法により製造される現像剤よりも流動性が高く、比
較的現像剤供給回収回転体に詰まり易いが、上記第２の
電圧印加手段により電圧印加によりその詰まりが抑えら
れ、従来の粉砕法による現像剤と比べて著しく高い転写
効率性を長期にわたって発揮すると共に、現像剤の内部
にワックス等を内包させることによりオフセットを良好
に防ぐ。

【００２６】また、本出願に係る第８の発明によれば、
上記第２の発明ないし第７の発明のいずれかにおいて、
現像剤供給回収回転体に対し、該現像剤供給回収回転体
に当接し、該現像剤供給回収回転体に付着した現像剤を
除去するための掻き落とし部材を設けたので、現像剤担
持体から回収されて現像剤供給回収回転体に付着した現
像剤をより一層確実に振り落とし、現像剤の詰まりをよ
り一層効果的に防止する。

【００２７】さらに、本出願に係る第９の発明によれ
ば、上記第８の発明において、少なくとも非現像時にお
いて、第２の電圧印加手段により現像剤供給回収回転体
に印加される直流電圧Ｖ’と同極性で、該直流電圧Ｖ’
よりも絶対値の小さな直流電圧Ｖ”を、第３の電圧印加
手段により掻き落とし部材に対して印加するので、現像
剤担持体から回収されて現像剤供給回収回転体に付着し
た現像剤を機械的、及び電気的に、より確実に振り落と
し、現像剤供給回収回転体への現像剤詰まりを防止す
る。

【００２８】

【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。

【００２９】（第１の実施形態）図１は本発明に係る画
像形成装置の構成図である。図１において、１は像担持
体としての感光ドラムであり、ＯＰＣ、アモルファスＳ
ｅ、アモルファスＳｉ等の感光材料がアルミニウムやニ
ッケル等のシリンダ状の基体の外周面に形成されてい
る。感光ドラム１は所定の周速度をもって矢印の方向に
回転駆動され、まず、その表面の帯電装置としての帯電
ローラ２によって、暗部電位Ｖ_Dとして−７００［Ｖ］
に一様帯電される。次に、感光ドラム１表面に対し、画
像情報に応じてＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビーム３
による走査露光が施され、明部電位Ｖ_Lとして−１００
［Ｖ］の静電潜像が形成される。このようにして形成さ
れる静電潜像は、現像装置４により、現像、可視化され
るが、現像方法としては、イメージ露光と反転現像とを
組み合わせて用いられることが多い。

【００３０】可視化されたトナー像は、上記感光ドラム
１と、感光ドラム１表面に対して所定の押圧力をもって
圧接され、感光ドラム１の周速度と略等速の速度をもっ
て矢印の方向に回転駆動される転写手段としての転写ロ
ーラ５とで形成される転写部位６において、転写ローラ
５に対して、高圧電源（図示せず）によりトナーの帯電
極性とは逆極性の電圧が印加されることにより、上記転
写部位６に所定のタイミングで搬送されてくる転写材Ｐ
表面に転写され、更にこの転写材Ｐは定着装置（図示せ
ず）へと搬送され、永久画像として定着された後、機外
へと排出される。なお、転写が終了した感光ドラム１表
面に若干量残存するトナーは、クリーニング装置７によ
り除去される。

【００３１】次に、図２に、本実施形態に係る現像装置
の構成の詳細な構成を示す。本現像装置は、現像剤担持
体としての現像スリーブ９と、現像剤薄層形成部材とし
ての現像ブレード１０と、現像剤供給回収回転体として
のトナー供給回収ローラ１１と、現像剤収納容器として
のトナー容器１２と、撹拌羽根１３とから構成されてい
る。

【００３２】まず、現像スリーブ９は、外径１６［ｍ
ｍ」のアルミニウムから成り、９０［ｍｍ／ｓｅｃ］の
周速度をもって矢印の方向に回転駆動されると共に、そ
の外周面は、＃８００砥粒によりＲｚ＝３［μｍ］程度
に粗されている。この現像スリーブ９表面には、現像ブ
レード１０、及びトナー供給回収ローラ１１が当接され
ている。この現像ブレード１０は、厚さ０．２［ｍｍ］
のリン青銅板１０ａに、厚さ１［ｍｍ］のウレタンゴム
１０ｂが接着されており、このウレタンゴム部が現像ス
リーブ９表面に対し、およそ１０［ｇ／ｃｍ］の線圧で
当接されている。

【００３３】トナー供給回収ローラ１１は、外径は６
［ｍｍ］のＳＵＳから成る芯金１１ａの外周面に、弾性
体として、肉厚が５［ｍｍ］、発泡セル数が５０のウレ
タンフォーム１１ｂが形成されている。このウレタンフ
ォームは、これにカーボン等の導電剤を含浸させること
により、その抵抗値を１０⁸［Ω］程度に調整されてい
る。そして、このトナー供給回収ローラ１１は、ローラ
外周の現像スリーブ９に対する侵入量が１．０［ｍｍ］
に設定されており、現像スリーブ９との当接部におい
て、現像スリーブ９の回転方向とは逆方向に、現像スリ
ーブ９の周速度よりも速い、１１０［ｍｍ／ｓｅｃ］の
周速度で回転駆動されている。

【００３４】トナー容器１２内には、粒径がおよそ６
［μｍ］の、粉砕法により製造された非磁性１成分系ト
ナーが内包されている。このトナーは、トナー容器１２
内に具備された矢印の方向に２０［ｒｐｍ］の回転速度
で回転する撹拌羽根１３によりトナー供給回収ローラ１
１へと搬送、供給された後、トナー供給回収ローラ１１
により、現像スリーブ９表面へと供給される。

【００３５】また１４は、第１の高圧電源であり、スイ
ッチ１６の切り替えにより、現像時には直流電圧に交流
電圧を重畳した振動電圧を現像スリーブ９とトナー供給
回収ローラ１１とに印加し、非現像時には直流電圧を現
像スリーブ９のみに印加する。更に１５は、第２の高圧
電源であり、スイッチ１６の切り替えにより、非現像時
にトナーの帯電極性と同極性で、上記現像スリーブ９に
印加する電圧よりも絶対値の大きい直流電圧をトナー供
給回収ローラ１１に印加する。

【００３６】以下に、本発明に係るトナー供給ローラに
関する実験結果を示す。まず、従来の現像装置、即ち現
像スリーブとトナー供給回収ローラとが電気的に等電位
になるよう接続されている構成から成る現像装置の耐久
試験についての実験結果を表１に示す。

【００３７】実験方法としては、図２に示した現像装置
を上記画像形成装置に装着し、現像スリーブ、及びトナ
ー供給回収ローラに対し、現像時には−５００［Ｖ］の
直流電圧に周波数１８００［Ｈｚ］、ピーク間電圧１６
００［Ｖ］の交流電圧を重畳した振動電圧を、また非現
像時には−５００［Ｖ］の直流電圧のみを印加しつつ、
現像スリーブ表面へのトナーのコーティング状態を経時
的に観察すると共に、トナー供給回収ローラにトナーが
詰まることになるトナー供給回収ローラの重量変化を測
定した。なお、表中の重量変化欄に記載した数値は、ト
ナー供給回収ローラの初期重量と比較値である。

【００３８】

【表１】

【００３９】これによれば、従来の現像装置、即ち現像
スリーブとトナー供給回収ローラとが常に電気的に等電
位になるよう接続されている構成から成る現像装置にあ
っては、耐久試験を続けていくにつれ、徐々にトナー供
給回収ローラにトナーが詰まり、その見掛けの硬度が高
くなっていき、これに伴い「ボタ落ち」が生じてしまっ
た。

【００４０】これに対し、本発明に係る現像装置、即ち
上記図２に示した構成から成る現像装置において、非現
像時にトナー供給回収ローラに印加する直流電圧を変化
させた際の耐久試験についての実験結果を、表２に示
す。

【００４１】実験方法としては、図２に示した現像装置
を上記画像形成装置に装着し、現像スリーブに対し、現
像時には−５００［Ｖ］の直流電圧に周波数１８００
［Ｈｚ］、ピーク間電圧１６００［Ｖ］の交流電圧を重
畳した振動電圧を、また非現像時には−５００［Ｖ］の
直流電圧のみを印加しつつ、トナー供給回収ローラに対
しては、現像時には上記現像スリーブに印加する電圧と
同様に−５００［Ｖ］の直流電圧に周波数１８００［Ｈ
ｚ］、ピーク間電圧１６００［Ｖ］の交流電圧を重畳し
た振動電圧を、また非現像時にはトナーの帯電極性と同
極性で、上記現像スリーブに印加する電圧、即ち−５０
０［Ｖ］よりも絶対値の大きい直流電圧Ｖａ［Ｖ］を印
加しつつ、現像スリーブ表面のトナーのコーティング状
態を経時的に観察すると共に、トナー供給回収ローラに
トナーが詰まることによるトナー供給回収ローラの重量
変化を測定した。なお、表中の重量変化欄に記載した数
値は、トナー供給回収ローラの初期重量と比較値であ
る。

【００４２】

【表２】

【００４３】これによれば、トナー供給回収ローラに印
加する電圧を−１０００［Ｖ］以上、即ち現像スリーブ
との電位差を５００［Ｖ］以上とすることにより、耐久
過程にあってもトナー供給回収ローラにトナーが詰まっ
てしまうことが無く、「ボタ落ち」のようなコーティン
グ不良やトナー劣化、スリーブ融着等の不具合の発生を
防止することが可能となる。

【００４４】なお、本実施形態においては、現像スリー
ブに印加する直流電圧が−５００［Ｖ］の場合について
説明したが、例えば画像濃度や画像線幅を調整するため
に、上記現像スリーブに印加する直流電圧を変化させた
場合にあっても、現像スリーブとトナー供給回収ローラ
との電位差が５００［Ｖ］以上となるように、トナー供
給回収ローラに印加する電圧を連動可変とすることで、
上記と同様の効果が得られることは言うまでもない。

【００４５】（第２の実施形態）以下に、本発明に係る
第２の実施形態を図３に基づいて説明する。なお、第１
の実施形態に示した部材と共通の部材には、同一の符号
を付して説明を省略する。

【００４６】本実施形態においては、トナー供給回収ロ
ーラとして、ブラシ状回転体を用いたことを特徴とす
る。

【００４７】本実施形態に用いたトナー供給ローラ１７
は、外径６［ｍｍ］のＳＵＳから成る芯金１７ａの外周
面に、毛の長さが５［ｍｍ］、繊度１６［Ｄｅｎｅｒ／
Ｆｉｌａｍｅｎｔ］（以下、［Ｄ／Ｆ］と記す）、密度
が４８０００［Ｆ／ｉｎｃｈ²］の導電性ナイロンから
成るブラシ１７ｂを植設されている。そして、このトナ
ー供給回収ローラ１７は、ローラ外周の現像スリーブ９
に対する侵入量が１．５［ｍｍ］に設定されており、現
像スリーブ９との当接部において、現像スリーブ９の回
転方向とは逆方向に、現像スリーブ９の周速度よりも速
い、１１０［ｍｍ／ｓｅｃ］の周速度で回転駆動されて
いる。

【００４８】ここで、本発明に係る現像装置、即ち上記
図３に示した構成から成る現像装置において、非現像時
にトナー供給回収ローラに印加する直流電圧を変化させ
た際の耐久試験についての実験結果を、表３に示す。

【００４９】実験方法としては、図３に示した現像装置
を上記画像形成装置に装着し、現像スリーブに対し、現
像時には−５００［Ｖ］の直流電圧に周波数１８００
［Ｈｚ］、ピーク間電圧１６００［Ｖ］の交流電圧を重
畳した振動電圧を、また非現像時には−５００［Ｖ］の
直流電圧のみを印加し、トナー供給回収ローラに対して
は、現像時には上記現像スリーブに印加する電圧と同様
に−５００［Ｖ］の直流電圧に周波数１８００［Ｈ
ｚ］、ピーク間電圧１６００［Ｖ］の交流電圧を重畳し
た振動電圧を、また非現像時にはトナーの帯電極性と同
極性で、上記現像スリーブに印加する電圧、即ち−５０
０［Ｖ］よりも絶対値の大きい直流電圧Ｖａ［Ｖ］を印
加しつつ、現像スリーブ表面のトナーのコーティング状
態を経時的に観察すると共に、トナー供給回収ローラに
トナーが詰まることによるトナー供給回収ローラの重量
変化を測定した。なお、表中の重量変化欄に記載した数
値は、トナー供給回収ローラの初期重量と比較値であ
る。

【００５０】

【表３】

【００５１】これによれば、トナー供給回収ローラに印
加する電圧を−１２５０［Ｖ］以上、即ち現像スリーブ
との電圧差を７５０［Ｖ］以上とすることにより、耐久
過程にあってもトナー供給回収ローラにトナーが詰まっ
てしまうことが無く、「ボタ落ち」のようなコーティン
グ不良やトナー劣化、スリーブ融着等の不具合の発生を
防止することが可能となる。

【００５２】（第３の実施形態）以下に、本発明に係る
第３の実施形態を示すが、本実施形態における現像装置
の構成は前記第１の実施形態と同様であるので省略す
る。

【００５３】本実施形態においては、トナー供給回収ロ
ーラに印加する直流電圧値を、周囲の環境に応じて変化
させることを特徴とする。

【００５４】前記第１の実施形態に示したような、ウレ
タンフォームにカーボンを含浸させることにより、導電
性を付与させたようなトナー供給回収ローラは、一般的
に周囲の環境によりその抵抗値が大きく変化するという
特性を有している。このような状況にあって、トナー供
給回収ローラに対し、常に一定の電圧を印加した場合に
あっては、例えば高温高湿環境下においては、トナー供
給回収ローラの抵抗値が低下しているためにリーク現象
が生じ易くなり、また、低温低湿環境下においては、ト
ナー供給回収ローラの抵抗値が上昇しているために、実
質的に電圧降下が生じてしまい、充分なトナー吐き出し
作用が得られなくなってしまう。

【００５５】そこで、本実施形態においては、画像形成
装置周囲の環境に応じて、非現像時にトナーと供給回収
ローラに印加する直流電圧値を変化させ、具体的には、
高温高湿環境下においては、現像スリーブとトナー供給
回収ローラとの電位差が３００「Ｖ］になるよう、即
ち、トナー供給回収ローラに対し直流電圧−８００
［Ｖ］を印加、また低温低湿環境下においては、現像ス
リーブとトナー供給回収ローラとの電位差が８００
［Ｖ］になるよう、即ち、トナー供給回収ローラに対し
直流電圧−１３００［Ｖ］を印加するよう制御したとこ
ろ、周囲の環境によらず、充分なトナー吐き出し作用が
得られた。

【００５６】なお、画像形成装置周囲の環境を検知する
手段としは、一般的には画像形成装置内部に温湿度セン
サを設ける方法が挙げられるが、この他の方法として
は、画像形成装置に具備されている帯電ローラを用いて
自動検知することも可能である。具体的には、一般的に
帯電ローラは、上記トナー供給回収ローラと同様に、周
囲の環境に応じて、その抵抗値が大きく変化するという
特性を有しており、この特性を環境自動検知手段として
用いる。即ち、帯電ローラが感光ドラムの非画像形成領
域に対応当接している際に、この帯電ローラに対して所
定の直流バイアスを印加し、この時に発生する電流値、
または電圧値を検知、計測することにより、画像形成装
置が置かれている環境を認識することが可能となる。例
えば、帯電ローラが感光ドラムの非画像形成領域に対応
当接している際に、この帯電ローラに対して−２０［μ
Ａ］に定電流制御された直流バイアスを印加した場合、
高温高湿環境下にあっては帯電ローラの抵抗値が比較的
低いために、この時に発生する電圧は−１．０［ＫＶ］
と低く、また低温低湿環境下にあっては帯電ローラの抵
抗値が比較的高いために、この時に発生する電圧は−
１．８［ＫＶ］と高くなる。このようにして得られた環
境情報を、トナー供給回収ローラに印加する電圧設定に
フィードバックさせれば良い。なお、このような手段
は、帯電ローラのみならず、画像形成装置に具備されて
いる転写ローラ等を用いても良いことは言うまでもな
い。

【００５７】（第４の実施形態）以下に、本発明に係る
第４の実施形態を示すが、前記第２の実施形態に示した
部材と共通の部材には同一の符号を付して説明を省略す
る。

【００５８】本実施形態においては、トナーとして重合
法によって製造され、その形状係数ＳＦ１が１００〜１
２０の実質的球形なトナー（以下、重合トナーと称す）
を用いたことを特徴とする。

【００５９】この重合トナーは、従来の粉砕法によって
製造された不定形のトナーと比べて、転写効率を著しく
向上させることが可能となり、クリーニング装置を排除
することも可能となる。更に、重合トナーの内部に、例
えばパラフィン系のワックス等を内包させることによ
り、従来、カラー画像形成装置に具備されている定着装
置において、オフセットを防止する目的で、定着ローラ
に対して多量のシリコーンオイル等を塗布していた工程
を省略することも可能となる。

【００６０】ここで、本発明に係る現像装置、即ち上記
図３に示した構成から成る現像装置に上記重合トナーを
内包させた場合において、非現像時にトナー供給回収ロ
ーラに印加する直流電圧を変化させた際の耐久試験につ
いての実験結果を、表４に示す。実験方法としては、前
記第２の実施形態と同様である。

【００６１】

【表４】

【００６２】これによれば、トナー供給回収ローラに印
加する電圧を−１５００［Ｖ］以上、即ち現像スリーブ
との電位差を１０００［Ｖ］以上とすることにより、耐
久過程にあってもトナー供給回収ローラにトナーが詰ま
ってしまうことが無く、「ボタ落ち」のようなコーティ
ング不良やトナー劣化、スリーブ融着等の不具合の発生
を防止することが可能となる。

【００６３】なお、本実施形態結果によれば、トナー供
給回収ローラからの充分なトナー吐き出し効果が得られ
る電圧値は、前記第２の実施形態に示したそれよりも高
い電圧値となっているが、これは、重合トナーは、粉砕
トナーと比べて一般的にその流動性が良いため、比較的
トナー供給回収ローラ内部に詰まり易いためと考えられ
る。

【００６４】（第５の実施形態）以下に、本発明に係る
第５の実施形態を図４に基づいて説明する。なお、前記
第４の実施形態との共通の部材には同一符号を付して説
明を省略する。

【００６５】本実施形態においては、図４に示すよう
に、ブラシ状回転体から成るトナー供給回収ローラに当
接し、ブラシに付着したトナーを掻き落とすことを目的
とした掻き落とし部材たるフリッカ部材１８を設けたこ
とを特徴とする。

【００６６】このように構成することにより、現像スリ
ーブ９から回収されてブラシ１７ｂに付着したトナーを
確実に振り落とすことが可能となり、これにより、トナ
ー供給回収ローラへのトナー詰まりをより効果的に防止
することが可能となる。

【００６７】（第６の実施形態）以下に、本発明に係る
第６の実施形態を図５に基づいて説明する。なお、前記
第５の実施形態との共通の部材には同一符号を付して説
明を省略する。

【００６８】本実施形態においては、図５に示すよう
に、ブラシ状回転体から成るトナー供給回収ローラに当
接し、ブラシに付着したトナーを掻き落とすことを目的
として設けられたフリッカ部材１８に対し、第３の電圧
印加手段たる第３の高圧電源１９により、トナー供給回
収ローラに印加される直流電圧と同極性で、その絶対値
が上記電圧値よりも小さい直流電圧、具体的には−２０
０［Ｖ］を印加するよう構成したことを特徴とする。

【００６９】このように構成することにより、現像スリ
ーブ９から回収されてブラシ１７ｂに付着したトナーを
機械的に、及び電気的双方の作用により、より確実に振
り落とすことが可能となり、これにより、トナー供給回
収ローラへのトナー詰まりをより効果的に防止すること
が可能となる。

【００７０】

【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、少なくとも非現像時において、第１の
電圧印加手段により現像剤担持体に印加される直流電圧
Ｖと同極性で直流電圧Ｖよりも絶対値の大きな直流電圧
Ｖ’を、第２の電圧印加手段により現像剤供給回収回転
体に印加するので、現像剤供給回転体における現像剤の
詰まりを防ぐことができ、現像工程に寄与せずに戻って
きた現像剤を現像剤担持体表面から掻き落とす能力が長
期にわたって維持することができる。その結果、「ボタ
落ち」、現像剤劣化、現像剤の現像剤担持体への融着等
の不具合の発生を防止することが可能となる。

【００７１】また、本出願に係る第２の発明によれば、
少なくとも非現像時において、第１の電圧印加手段によ
り現像装置の現像剤担持体に印加される直流電圧Ｖと同
極性で直流電圧Ｖよりも絶対値の大きな直流電圧Ｖ’
を、第２の電圧印加手段により現像装置の現像剤供給回
収回転体に印加するので、現像剤供給回転体における現
像剤の詰まりを防ぐことができ、現像工程に寄与せずに
戻ってきた現像剤を現像剤担持体表面から掻き落とす能
力を長期にわたって維持することができ、良好な画像形
成を長期にわたって行うことができる。

【００７２】さらに、本出願に係る第３の発明によれ
ば、上記第２の発明において、現像剤供給回収回転体は
現像剤担持体との当接部に弾性体を備えているので、上
記第２の電圧印加手段による電圧印加により、該弾性体
における現像剤の詰まりを抑えることができ、該弾性体
により現像剤担持体からの現像剤の掻き取り及び現像剤
担持体への現像剤の供給を長期にわたって良好に行うこ
とができる。

【００７３】また、本出願に係る第４の発明によれば、
上記第２の発明において、現像剤供給回収回転体は現像
剤担持体との当接部にブラシ状部材を備えているので、
上記第２の電圧印加手段による電圧印加により、該ブラ
シ状部材における現像剤の詰まりが抑えることができ、
該ブラシ状部材により現像剤担持体からの現像剤の掻き
取り及び現像剤担持体への現像剤の供給を長期にわたっ
て良好に行うことができる。

【００７４】さらに、本出願に係る第５の発明によれ
ば、上記第２の発明ないし第４の発明のいずかれにおい
て、現像剤供給回収回転体に対し、第２の電圧印加手段
により印加される直流電圧値を、周囲の環境に応じて変
化させるので、現像剤供給回収回転体の抵抗値が周囲の
環境に応じて変化しても、現像剤担持体と現像剤供給回
収回転体との間に現像剤を現像剤供給回収回転体から吐
き出す方向の電界を維持することができ、現像剤供給回
収回転体における現像剤の詰まりを抑えることができ
る。

【００７５】また、本出願に係る第６の発明によれば、
上記第２の発明ないし第５の発明にいずれかにおいて、
１成分現像剤はその形状係数ＳＦ１が１００〜１２０の
略球形であるので、上記第２の電圧印加手段により電圧
印加によりその詰まりが抑えられると、従来の不定形の
現像剤と比べて著しく高い転写効率性を長期にわたって
発揮することができる。

【００７６】さらに、本出願に係る第７の発明によれ
ば、上記第２の発明ないし第６の発明のいずれかにおい
て、１成分現像剤は重合法により製造されているので、
上記第２の電圧印加手段により電圧印加によりその詰ま
りが抑えられると、従来の粉砕法による現像剤と比べて
著しく高い転写効率性を長期にわたって発揮することが
できると共に、現像剤の内部にワックス等を内包させる
ことによりオフセットを良好に防ぐことができる。

【００７７】また、本出願に係る第８の発明によれば、
上記第２の発明ないし第７の発明のいずれかにおいて、
現像剤供給回収回転体に対し、該現像剤供給回収回転体
に当接し、該現像剤供給回収回転体に付着した現像剤を
除去するための掻き落とし部材を設けたので、現像剤担
持体から回収されて現像剤供給回収回転体に付着した現
像剤をより一層確実に振り落とすることができ、現像剤
の詰まりをより一層効果的に防止することができる。

【００７８】さらに、本出願に係る第９の発明によれ
ば、上記第８の発明において、少なくとも非現像時にお
いて、第２の電圧印加手段により現像剤供給回収回転体
に印加される直流電圧Ｖ’と同極性で、該直流電圧Ｖ’
よりも絶対値の小さな直流電圧Ｖ”を、第３の電圧印加
手段により掻き落とし部材に対して印加するので、現像
剤担持体から回収されて現像剤供給回収回転体に付着し
た現像剤を機械的、及び電気的に、より確実に振り落と
すことができ、現像剤供給回収回転体への現像剤詰まり
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の
構成図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る現像装置の構成
図である。

【図３】本発明の第２の実施形態に係る現像装置の構成
図である。

【図４】本発明の第５の実施形態に係る現像装置の構成
図である。

【図５】本発明の第６の実施形態に係る現像装置の構成
図である。

【図６】従来の現像装置の構成図である。

【符号の説明】

１感光ドラム（像担持体）９現像スリーブ（現像剤担持体）１０現像ブレード（現像剤薄層形成部材）１１トナー供給回収ローラ（現像剤供給回収回転体）１１ｂウレタンフォーム（弾性体）１２トナー容器（現像剤収納容器）１４第１の高圧電源（第１の電圧印加手段）１５第２の高圧電源（第２の電圧印加手段）１７トナー供給回収ローラ（現像剤供給回収回転体）１７ｂブラシ（ブラシ状部材）１８フリッカ（掻き落とし部材）１９第３の高圧電源（第３の電圧印加手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１成分現像剤が収納される現像剤収納容
器と、該現像剤収納容器の開口部に回転自在に保持され
た現像剤担持体と、該現像剤担持体の外周面に、その先
端部、もしくは先端部近傍が当接する現像剤薄層形成部
材と、現像剤担持体の現像剤収納容器側の外周面の、現
像剤薄層形成部材の当接位置よりも、現像剤担持体の回
転方向上流側で当接するよう配設された現像剤供給回収
回転体と、現像剤担持体に対し、少なくとも直流電圧を
印加することにより像担持体上の静電潜像を現像剤によ
り現像して可視化する第１の電圧印加手段とを有する現
像装置において、上記現像剤供給回収回転体に対し、少
なくとも第１の電圧印加手段により現像剤担持体に印加
される直流電圧と同極性の直流電圧を印加する第２の電
圧印加手段を有し、少なくとも非現像時において、第１
の電圧印加手段により現像剤担持体に印加される直流電
圧Ｖと第２の電圧印加手段により現像剤供給回収回転体
に印加される直流電圧Ｖ’との間に、｜Ｖ｜＜｜Ｖ’｜
なる関係を有することを特徴する現像装置。
【請求項２】像担持体の外周面に対向するように開口
部が形成され、その内部に１成分現像剤が収納される現
像剤収納容器と、該現像剤収納容器の開口部に回転自在
に保持された現像剤担持体と、該現像剤担持体の外周面
に、その先端部、もしくは先端部近傍が当接する現像剤
薄層形成部材と、現像剤担持体の現像剤収納容器側の外
周面の、現像剤薄層形成部材の当接位置よりも、現像剤
担持体の回転方向上流側で当接するよう配設された現像
剤供給回収回転体と、現像剤担持体に対し、少なくとも
直流電圧を印加することにより像担持体上の静電潜像を
現像剤により現像して可視化する第１の電圧印加手段と
を有する画像形成装置において、上記現像剤供給回収回
転体に対し、少なくとも第１の電圧印加手段により現像
剤担持体に印加される直流電圧と同極性の直流電圧を印
加する第２の電圧印加手段を有し、少なくとも非現像時
において、第１の電圧印加手段により現像剤担持体に印
加される直流電圧Ｖと第２の電圧印加手段により現像剤
供給回収回転体に印加される直流電圧Ｖ’との間に、｜
Ｖ｜＜｜Ｖ’｜なる関係を有することを特徴する画像形
成装置。
【請求項３】現像剤供給回収回転体は現像剤担持体と
の当接部に弾性体を備えていることとする請求項２に記
載の画像形成装置。
【請求項４】現像剤供給回収回転体は現像剤担持体と
の当接部にブラシ状部材を備えていることとする請求項
２に記載の画像形成装置。
【請求項５】現像剤供給回収回転体に対し、第２の電
圧印加手段により印加される直流電圧値を、周囲の環境
に応じて変化させることとする請求項２ないし請求項４
のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】１成分現像剤はその形状係数ＳＦ１が１
００〜１２０の略球形であることとする請求項２ないし
請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】１成分現像剤は重合法により製造された
こととする請求項２ないし請求項６のいずれかに記載の
画像形成装置。
【請求項８】現像剤供給回収回転体に対し、該現像剤
供給回収回転体に当接し、該現像剤供給回収回転体に付
着した現像剤を除去するための掻き落とし部材を設けた
こととする請求項２ないし請求項７のいずれかに記載の
画像形成装置。
【請求項９】掻き落とし部材に対し、少なくとも第２
の電圧印加手段により現像剤供給回収回転体に印加され
る直流電圧と同極性の直流電圧を印加する第３の電圧印
加手段を有し、少なくとも非現像時において、第２の電
圧印加手段により現像剤供給回収回転体に印加される直
流電圧Ｖ’と第３の電圧印加手段により掻き落とし部材
に印加される直流電圧Ｖ”との間に、｜Ｖ’｜＞｜Ｖ”
｜なる関係を有することとする請求項８に記載の画像形
成装置。