JPH0962102A - 一成分現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周囲環境、耐刷等によりトナーの帯電状態が
変動しても、該トナーの帯電状態に応じて、トナー供給
側へ戻されるトナーから適切に除電でき、それにより画
像カブリ、現像剤担持体上のトナーのフィルミング、ト
ナー規制部材上のトナー固着等の問題発生を抑制して良
好な画像を形成できる一成分現像装置を提供する。 【解決手段】 現像領域より下流側域で現像スリーブ２
（現像剤担持体）にトナー除電部材１９を当接させ、現
像後トナー供給側に戻る余剰トナーが、この除電部材１
９と現像スリーブ２との間を該除電部材に接触しつつ戻
るようにし、トナー除電部材１９にはトナーの帯電状態
に応じた除電バイアス電圧を印加する一成分現像装置。

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
等の画像形成装置において静電潜像担持体上に形成され
る静電潜像を現像して可視化する現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ等の電子写真方式の画
像形成装置において採用される現像装置には、大別して
一成分現像装置と、二成分現像装置とがあり、前者は現
像剤として一成分現像剤（トナー）を用い、後者は現像
剤として二成分現像剤（トナーとキャリア）を用いる。

【０００３】一成分現像装置は、概ね、表面が移動する
現像剤担持体に供給されるトナーを該表面に当接するト
ナー規制部材と該表面との間に通過させることで該表面
にトナー薄層として保持して現像領域へ搬送し、現像に
供し、現像後消費されずに残った余剰のトナーを前記現
像剤担持体に保持したままトナー供給側に戻す構成にな
っている。

【０００４】ところが、このような一成分現像装置で
は、例えば低湿環境下においてトナーの流動性が通常よ
り向上するような場合、トナーの荷電性も向上するた
め、現像剤担持体から離れずに該担持体上に蓄積する高
荷電トナーが増加する傾向がある。そのため、現像剤担
持体へ引きつけられるトナー量が増加し、トナー規制部
材によっても現像剤担持体へのトナー付着量を規制しき
れなくなり、静電潜像担持体側へ異常なトナー量が搬送
されて非画像部もトナーにより現像されるといった不都
合（いわゆるトナー異常付着）が発生する。

【０００５】また、現像剤担持体上に蓄積するトナーは
何度もトナー規制部材によりストレスを受けるため、現
像剤担持体上になすり付けられ、固着し、いわゆるトナ
ーのフィルミング化が生じ、延いては画質の劣化を招
く。また、前記ストレスのためトナーが劣化（トナーの
小粒径化、流動化剤シリカの脱落等）し易く、黒ベタ追
随性等が悪化する。

【０００６】さらに、現像剤担持体上に蓄積するトナー
が増加すると、新たに該担持体へ供給されるトナーは、
本来のトナー規制部材による帯電だけでなく、トナー同
士の摩擦によっても帯電するため、正規の帯電極性とは
逆極性の帯電トナーが増加し、延いては画質の劣化につ
ながることになる。そこで一成分現像装置におけるこの
ような問題の解決を目的として、特開平６─７５４６９
号公報は、図７に示す現像装置を教示している。図示の
現像装置は、図示しない駆動手段にて図中反時計方向Ｃ
ＣＷ方向に回転駆動される駆動ローラ１を含み、この駆
動ローラ１を該ローラの外径より若干大きい内径の現像
スリーブ２に挿入してあり、該スリーブ２はその両端部
が背後から押圧ガイド３にて駆動ローラ１に圧接され
る。一方、該圧接にて反対側にできたたるみ部分２０が
静電潜像担持体（本例では感光体ドラム）ＰＣに柔軟に
接触している。また、現像スリーブ２には押圧ガイド３
と同じ側からトナー規制ブレード４（トナー規制部材）
が当接している。

【０００７】現像スリーブ２には電源２１から現像バイ
アス電圧ＶB を、トナー規制ブレード４には電源４１か
ら電圧ＶBLD を印加できるようにしてある。現像スリー
ブ２の背後にはバッファ室５が、さらにその背後にトナ
ー供給室６があり、バッファ室５にはトナー供給回転部
材７（図中反時計方向であるＣＣＷ方向回転）が、トナ
ー供給室６にはトナー攪拌・供給回転部材８（時計方向
ＣＷ回転）がそれぞれ配置してある。さらに現像スリー
ブ２の下面には、バッファ室５から外部へトナーが漏れ
ることを防止するための下シール部材９が当接してい
る。

【０００８】また、現像スリーブ２が感光体ドラムＰＣ
に臨む現像領域の下流側で、スリ─ブ２にトナー除電部
材１９が当接しており、この部材１９には電源１９０か
ら除電バイアス電圧ＶD を印加できるようにしてある。
トナー除電部材１９には、導電性のよい材料を分散させ
てあるとともに、表面がトナーよりも帯電系列上、該ト
ナーの正規の帯電極性と同極性側に片寄った材料で形成
してある。

【０００９】この現像装置によると、回転部材８の回転
にてトナー供給室６からバッファ室５へ送り込まれたト
ナーＴは、トナー供給回転部材７の回転にて順次、現像
剤供給領域において、現像スリーブ２表面へ供給され
る。一方、スリーブ２は、駆動ローラ１の駆動回転に摩
擦力にて従動回転しており、これに供給されたトナーＴ
は、トナー規制ブレード４と現像スリーブ２との間を通
過することでトナー規制ブレード４の圧力下に摩擦帯電
によって電荷を与えられる他に、現像バイアス電圧ＶD
とトナー規制ブレード４に印加される電圧ＶBLD の電位
差に応じて該規制ブレード４からトナーへ電荷が注入さ
れ、これらによりトナーの帯電量が調整される。そし
て、所定厚さの薄層とされ、スリーブ表面に保持され、
感光体ドラムＰＣに臨む現像領域へ搬送され、ここで電
源２１による現像バイアスＶB のもとに静電潜像の現像
に供される。

【００１０】現像後の余剰トナーＴは、スリーブ２の回
転に伴って、現像領域下流側でスリーブ２に接触してい
る除電部材１９とスリーブ２の間を通って、且つ、該部
材に接触しつつトナー供給側へ戻る。そして、該部材に
接触通過するとき該部材との摩擦により除電され、再び
トナー規制ブレード４にさしかかるときスリーブ２表面
からトナー供給側へ離れ易い状態とされる。

【００１１】また、除電部材１９には導電性の良い材料
を分散させてあるから、該部材とこれに接触通過するト
ナーとの摩擦により該部材に発生する電荷は、該材料を
通じて逃がされ、該部材への電荷の蓄積が防止される。
また、除電部材１９とこれに接触通過するトナーＴは、
現像バイアス電位ＶBと該部材１９に電源１９０から印
加する除電バイアス電圧ＶD の電位差に応じて除電量が
調整されるので、適切な該電圧ＶD 、すなわち適切な該
電位差を設定することで、再びトナー規制ブレード４に
さしかかるときスリーブ２表面からトナー供給側へ離れ
易い状態をつくることができる。

【００１２】ここで、トナー除電部材１９の表面は既述
のとおりトナーＴよりも帯電系列上、トナーの正規の帯
電極性と同極性側に片寄った材料で形成してあり、且
つ、導電性の良い材料を分散してあり、前記トナーが負
帯電性の場合、トナー規制ブレード４に印加する電圧Ｖ
BLD に対し該部材１９に印加する電圧ＶD の関係をＶD
＞ＶBLD の条件を満足するように、また、前記トナーＴ
が正帯電性の場合、トナー規制ブレード４に印加する電
圧ＶBLD に対し該部材１９に印加する電圧ＶD の関係を
ＶD ＜ＶBLD の条件を満足するよう電圧を印加してい
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の一成分現像装置では、常時一定の電位をトナー除
電部材１９に印加しているため、例えば耐刷後、トナー
の帯電量が落ちてきた場合でも、除電部材により除電さ
れるトナーの電荷量はある程度一定であるため、トナー
の荷電と除電のバランスが崩れ、除電のしすぎにより逆
極性トナーが発生し、これが画像上のカブリの原因とな
ったり、また、トナー規制ブレード４へ現像バイアス電
位ＶB に対しトナーの帯電極性と同極性のバイアス電位
ＶBLD が印加されている場合、前記逆極性トナーが該ト
ナー規制ブレード４に引きつけられ、その位置に滞留し
該トナー規制ブレード４による摺擦を何度も受け、これ
により該トナー規制ブレード４に融着して、いわゆるト
ナー固着が生じ、該トナー規制ブレード４に進入しよう
とするトナーの流れを阻害し画質の劣化を招くという問
題がある。

【００１４】また、例えば、温湿度環境によりトナーの
荷電と除電のバランスが崩れ、荷電が除電性能を上回れ
ば、現像スリーブ２から離れずに該現像スリーブ２上に
蓄積する高荷電トナーが増加する傾向がある。そのため
現像スリーブ２へ引きつけられるトナーは何度もトナー
規制ブレード４によりストレスを受けるため、現像スリ
ーブ２上になすりつけられ、いわゆるトナーのフィルミ
ング化が生じ画質の劣化を招くという問題もある。

【００１５】そこで本発明は、表面が移動する現像剤担
持体に供給されるトナーを該表面に当接するトナー規制
部材と該表面との間に通過させることで該表面にトナー
薄層として保持して現像領域へ搬送し、現像に供し、現
像後消費されずに残った余剰トナーを前記現像剤担持体
からトナー供給側に戻す一成分現像装置であって、周囲
環境、耐刷等によりトナーの帯電状態が変動しても、該
トナーの帯電状態に応じて、前記トナー供給側へ戻され
るトナーから適切に除電でき、それにより画像カブリ、
現像剤担持体上のトナーのフィルミング、トナー規制部
材上のトナー固着等の問題発生を抑制して良好な画像を
形成できる一成分現像装置を提供することを課題とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、表面が移動する現像剤担持体に供給される
トナーを該表面に当接するトナー規制部材と該表面との
間に通過させることで該表面にトナー薄層として保持し
て現像領域へ搬送し、現像に供し、現像後消費されずに
残った余剰トナーを前記現像剤担持体からトナー供給側
へ戻す一成分現像装置であり、前記現像剤担持体に現像
バイアス電圧を印加する手段と、前記現像剤担持体が静
電潜像担持体に臨む現像領域より現像剤担持体表面移動
方向において下流側域で該現像剤担持体表面に当接する
トナー除電部材と、トナーの帯電状態を検知するための
検知手段と、前記検知手段による検知結果に応じて前記
トナー除電部材に除電バイアス電圧を印加する手段とを
備えていることを特徴とする一成分現像装置を提供す
る。

【００１７】ここで、トナーの帯電状態を検知する検知
手段は、直接的に前記現像剤担持体表面上にあるトナー
の帯電量を計測できるものがあればそれでもよく、ま
た、間接的にトナーの帯電状態を検知できる検知手段で
もよい。間接的にトナーの帯電状態を検知する検知手段
としては、 複写機、プリンタ等により複写またはプリントされ
たプリント数をカウントするカウンターを含み、該カウ
ンターによるプリント数カウント値に基づいて帯電状態
を検知するもの、 前記トナー規制部材を流れる電流をモニターする電
流計を含み、該電流計でモニターされる電流値に基づい
てトナーの帯電状態を検知するもの、 現像装置が配置されている空間の湿度を計測する湿
度センサーを含み、該センサーの湿度計測値に基づいて
トナーの帯電状態を検知するもの、 プリント数をカウントするカウンター、前記トナー
規制部材に流れる電流をモニターする電流計及び湿度を
計測するセンサー、並びにプリント数、トナー規制部材
に流れる電流値及び湿度の予め定めた組み合わせであっ
てその組み合わせ状態におけるトナー帯電状態を意味す
るものが記録された変換テーブルを含み、前記カウンタ
ーによるプリント数カウント値、前記電流計によるモニ
ター電流値及び前記湿度センサーによる湿度計測値の組
み合わせ状態と該変換テーブルに基づいてトナー帯電状
態を検知するものを例示できる。

【００１８】トナー帯電状態を検知する手段が前記の
からのものであるときは、例えば、前記カウンターに
よるカウンター値、前記電流計によるモニター電流値、
前記湿度センサーによる湿度計測値を、予め定めたプリ
ント枚数設定値、電流設定値、湿度設定値とそれぞれ比
較し、該設定値との大小によってトナー帯電状態を検知
することが考えられ、前記の除電バイアス電圧印加手段
はこの検知結果に基づいてトナー除電部材に除電バイア
ス電圧を印加する。

【００１９】この場合、各設定値は、プリント枚数、電
流値、湿度のいずれについても一つでもよいし、複数で
もよい。また、前記のトナー帯電状態検知手段は〜
の検知手段を組み合わせたようなものであるが、この
検知手段を採用する場合、前記トナー除電部材に除電バ
イアス電圧を印加する手段として、該トナー帯電状態検
知手段により検知されるトナー帯電状態と、前記変換テ
ーブルに、前記予め定めたプリント数、トナー規制部材
に流れる電流値及び湿度の組み合わせとともに記録され
ている該組み合わせ状態に応じた除電バイアス電圧とに
基づいて前記トナー除電部材へ除電バイアス電圧を印加
するものが考えられる。

【００２０】いずれにしても本発明の一成分現像装置に
よると、トナーは、現像剤供給領域において、回転駆動
される現像剤担持体表面へ供給され、トナー規制部材と
現像剤担持体との間を通過することでトナー規制部材の
圧力下に摩擦帯電によって電荷を与えられ、所定厚さの
薄層とされ、現像剤担持体表面に保持され、静電潜像担
持体に臨む現像領域へ搬送され、ここで現像バイアス電
圧印加のもとに静電潜像の現像に供される。

【００２１】現像後の余剰トナーは、現像剤担持体の回
転に伴って、現像領域下流側で現像剤担持体に接触して
いるトナー除電部材と現像剤担持体の間を通って、且
つ、該部材に接触しつつトナー供給側へ戻る。余剰トナ
ーは、トナー除電部材と現像剤担持体の間を通るとき
に、前記の除電バイアス電圧印加手段から該除電部材に
印加される除電バイアス電圧と現像剤担持体に印加され
る現像バイアス電圧の電位差による静電力により、トナ
ー除電部材に引きつけられ、該除電部材との摩擦により
除電され、該部材を通過後、トナー供給側において現像
剤担持体から離れやすくされる。

【００２２】そして、除電バイアス電圧印加手段は、前
記のトナー帯電状態検知手段により検知されたトナー帯
電状態に応じて、実用上問題となる現像後トナーの除電
不足や、除電過剰が生じないように、適切な除電バイア
ス電圧をトナー除電部材に印加する。かかる除電バイア
ス電圧は、一般的に言えば、負帯電性のトナーを使用す
るときは、該トナーが或る帯電状態にあるときの除電バ
イアス電圧をＶＤ１、それより低帯電状態にあるときの
除電バイアス電圧をＶＤ２とすると、正方向の電圧を
大、負方向の電圧を小として、ＶＤ１＞ＶＤ２の関係に
ある。

【００２３】また、正帯電性のトナーを使用するとき
は、該トナーが或る帯電状態にあるときの除電バイアス
電圧をＶＤ３、それより低帯電状態にあるときの除電バ
イアス電圧をＶＤ４とすると、正方向の電圧を大、負方
向の電圧を小として、ＶＤ３＜ＶＤ４の関係にある。こ
のようにトナー除電部材に印加する除電バイアス電圧
を、トナー帯電状態に応じて調整することによりトナー
の荷電と除電のバランスを保って適切に除電することが
でき、これにより、従来一定値で除電バイアス電圧を印
加していたときと比べると、画像カブリ、トナー規制部
材上のトナー固着、現像剤担持体上のトナーのフィルミ
ング化等の不都合が解消され、安定したトナー薄層をス
リーブ上に形成することができ、良質な画像を形成する
ことができる。

【００２４】次に、前記〜のトナー帯電状態検知手
段についてさらに説明する。前記のカウンター利用の
トナー帯電状態検知手段は、プリント枚数が未だ少ない
初期的状態においてはプリント枚数が多いときよりトナ
ーの帯電性がよく、前記トナー規制部材との摩擦により
トナーが高荷電されるが、プリント枚数が増えてくると
トナーの帯電性能が低下することに基づいている。

【００２５】従って、このタイプの検知手段の例とし
て、カウンターが、予め定めた１又は２以上の累積プリ
ント枚数設定値であって該設定値の前後でトナー帯電状
態が変化すると見做すものをカウントしたか否かで、ト
ナー帯電状態を検知するものを挙げることができる。前
記のトナー規制部材に流れる電流をモニターする電流
計を利用するトナー帯電状態検知手段は、例えば高温高
湿環境ではトナー規制部材に流れる電流が多くなり、ト
ナー規制部材通過後のトナー帯電量は低下することに基
づいている。

【００２６】従って、このタイプの検知手段の例とし
て、電流計が、予め定めた１又は２以上の電流設定値で
あって該設定値の前後でトナー帯電状態が変化すると見
做すものを検出したか否かで、トナー帯電状態を検知す
るものを挙げることができる。前記の湿度センサーを
利用するトナー帯電状態検知手段は、低湿環境下におい
てはトナーの流動性がよく、これによりトナーの帯電性
も向上するが、高湿環境下ではトナーの流動性が低下
し、また、トナー規制部材に流れる電流が多くなり、ト
ナー規制部材通過後のトナー帯電量は低下することに基
づいている。

【００２７】従って、このタイプの検知手段の例とし
て、湿度センサーが、予め定めた１又は２以上の湿度設
定値であって該設定値の前後でトナー帯電状態が変化す
ると見做すものを計測したか否かで、トナー帯電状態を
検知するものを挙げることができる。前記のトナー帯
電状態検知手段はいわば前記のからの手段を組み合
わせものであり、前記の変換テーブルとして次のものを
例示できる。

【００２８】すなわち、一つの累積プリント枚数設定値
であって該設定値の前後でトナー帯電状態が変化すると
見做すもの（第１種設定値）、一つの電流設定値であっ
て該設定値の前後でトナー帯電状態が変化すると見做す
もの（第２種設定値）及び一つの湿度設定値であって該
設定値の前後でトナー帯電状態が変化すると見做すもの
（第３種設定値）が記録されており、且つ、前記第１
種、第２種及び第３種の設定値のうち予め定めたもの
（例えば第１種設定値）未満と該設定値以上とに残りの
２種類の設定値（例えば第２種及び第３種設定値）がそ
れぞれ組み合わされ、該各組み合わせにおいて該２種類
の設定値のそれぞれについて設定値未満と設定値以上の
状態が設定され、それらが相互にそれぞれ組み合わされ
て各２段階８通りの組み合わせで記録されている変換テ
ーブルである。

【００２９】この変換テーブルを表に示すと次のとおり
である。なお、次表においてＣｐは累積プリント枚数設
定値、Ｈｐは湿度設定値、Ｉｐは電流設定値である。Ｃ
はカウンターによるプリント数カウント値、Ｈは湿度セ
ンサーによる湿度計測値、Ｉは電流計によるモニター電
流値である。また、ＶD1〜ＶD8はそれぞれの帯電状態に
おける設定除電バイアス電圧である。

【００３０】 Ｃ＝０〜Ｃｐ未満〔枚目〕（高帯電） Ｈ＜Ｈｐ〔％ＲＨ〕 Ｈ≧Ｈｐ〔％ＲＨ〕 （高帯電） （低帯電） Ｉ＜Ｉｐ〔μＡ〕（高帯電） ＶD1〔Ｖ〕 ＶD3〔Ｖ〕 Ｉ≧Ｉｐ〔μＡ〕（低帯電） ＶD2〔Ｖ〕 ＶD4〔Ｖ〕 Ｃｐ〔枚目〕以降（低帯電） Ｈ＜Ｈｐ〔％ＲＨ〕 Ｈ≧Ｈｐ〔％ＲＨ〕 （高帯電） （低帯電） Ｉ＜Ｉｐ〔μＡ〕（高帯電） ＶD5〔Ｖ〕 ＶD7〔Ｖ〕 Ｉ≧Ｉｐ〔μＡ〕（低帯電） ＶD6〔Ｖ〕 ＶD8〔Ｖ〕

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態である
一成分現像装置の概略図であり、図２、図３、図４はそ
れぞれ本発明の他の実施形態である一成分現像装置の概
略図である。これらの実施形態はいずれも負帯電性トナ
ーを用いて反転現像するものであり、現像に供されるト
ナーＴの帯電状態を検知する手段（後述するカウンター
ＣＴ等）が設けられているとともに、トナー除電部材１
９に除電バイアス電圧を印加する手段（後述する電圧印
加部１９４等）が設けられ、しかしトナー規制ブレード
４には電圧を印加しない点を除けば基本的に図７に示す
従来装置と同じ構成のものである。

【００３２】図１、図２、図３、図４のそれぞれの装置
において、１は駆動ローラ、２は該ローラを挿入する現
像スリーブ、３は該スリーブを駆動ローラ１に押圧する
押圧ガイド、４は現像スリーブ２に当接したトナー規制
ブレード、５はバッファ室、６はトナー供給室、７はバ
ッファ室５のトナー供給回転部材、８はトナー供給室６
のトナー攪拌・供給回転部材であり、Ｔは使用トナーで
ある。駆動ローラ１及び部材７は図中ＣＣＷ方向に回転
駆動され、部材８は図中ＣＷ方向に回転駆動される。現
像スリーブ２において、押圧ガイド３の押圧により反対
側にできたたるみ部分２０はこの例では感光体ドラムＰ
Ｃの表面に柔軟に接触している。

【００３３】また、図１、図２、図３、図４の現像装置
それぞれにおいて、９はモルトプレーンと称されている
もの等の弾性を有する柔軟な合成樹脂材料で形成された
下シール部材であり、バッファ室５からトナーＴが外部
へ漏れることを防止する。そしてこれらの現像装置で
は、現像スリーブ２が感光体ドラムＰＣに臨む現像領域
から下シール部材９に至る間の位置に、現像スリーブ２
に当接するようにトナー除電部材１９を設けてある。

【００３４】図１から図３に示す各実施形態では、除電
部材１９は電圧変換器１９１及び除電バイアス電源１９
２、１９３を含む除電バイアス電圧印加部１９４に接続
されており、さらに、該変換器１９１はコンピュータＣ
ＰＵに接続されている。コンピュータＣＰＵはトナーＴ
の帯電状態を検知する手段の構成メンバー、すなわち図
１の実施形態ではカウンターＣＴ、図２の実施形態では
トナー規制部材４に流れる電流値をモニターする電流計
ＢＡ、図３の実施形態では湿度を計測する湿度センサー
ＨＳに接続されており、それらからの入力信号に応じて
トナー帯電状態を判断し、該トナー帯電状態に応じて電
圧変換器１９１に除電バイアス電圧ＶDの切り替え信号
を送る。これにより除電バイアス電源１９２または１９
３に切り替える。図１から図３の各実施形態では除電バ
イアス電圧ＶD の切り替えは２段階に行われるが、さら
に複数の段階があってもよい。

【００３５】なお、ここでは、電源１９２の電圧は−２
００〔Ｖ〕であり、電源１９３の電圧は−３００〔Ｖ〕
である。また、カウンタＣＴを採用する場合、それは本
発明に係る現像装置を装備する画像形成装置の適当な位
置に配置される。湿度センサーＨＳを利用する場合、そ
れは現像装置配置空間の湿度を検出できる位置に配置さ
れる。

【００３６】図４示す実施形態では、除電部材１９は電
圧変換器２０１及び除電バイアス電源２０２〜２０５を
含む除電バイアス電圧印加部２００に接続されており、
さらに、該変換器２０１はコンピュータＣＰＵに接続さ
れている。コンピュータＣＰＵはトナーＴの帯電状態を
検知する手段の構成メンバーであるカウンターＣＴ、ト
ナー規制部材４に流れる電流値をモニターする電流計Ｂ
Ａ及び湿度センサーＨＳに接続されており、それらから
の入力信号と後述する変換テーブルＬＵＴに基づいてト
ナー帯電状態を判断し、該トナー帯電状態に応じて電圧
変換器２０１に除電バイアス電圧ＶD の切り替え信号を
送る。これにより除電バイアス電源２０２〜２０５のい
ずれかに切り替える。

【００３７】なお、ここでは、電源２０２は−２００
〔Ｖ〕、電源２０３は−２５０〔Ｖ〕、電源２０４は−
２７５〔Ｖ〕、電源２０５は−３００〔Ｖ〕である。前
記いずれの一成分現像装置においても、回転部材８の回
転にてトナー供給室６からバッファ室５へ送り込まれた
トナーＴは、トナー供給回転部材７の回転にて順次、現
像剤供給領域において、現像スリーブ２表面へ供給され
る。一方、スリーブ２は、駆動ローラ１の駆動回転に摩
擦力にて従動回転しており、これに供給されたトナーＴ
は、トナー規制ブレード４と現像スリーブ２との間を通
過することでトナー規制ブレード４の圧力下に摩擦帯電
によって電荷を与えられ、所定厚さの薄層とされ、スリ
ーブ表面に保持され、感光体ドラムＰＣに臨む現像領域
へ搬送され、ここで電源２１による現像バイアスＶB の
もとに静電潜像の現像に供される。

【００３８】現像後の余剰トナーＴは、スリーブ２の回
転に伴って、現像領域下流側でスリーブ２に接触してい
るトナー除電部材１９とスリーブ２の間を通って、且
つ、該部材に接触しつつトナー供給側へ戻る。余剰トナ
ーＴは、除電部材１９と現像スリーブ２の間を通るとき
に、除電部材１９に印加される除電バイアス電圧ＶD と
現像スリーブ２に印加される現像バイアス電圧ＶB （こ
こでは−３００〔Ｖ〕の一定値）の電位差による静電力
により、除電部材１９に引きつけられ、除電部材１９と
の摩擦により除電されることにより、該部材１９を通過
後、供給室６にて現像スリーブ２から引き剥がされやす
くなる。ここで、現像バイアス電圧ＶB 及び除電バイア
ス電圧ＶD と除電効果との関係は、図５に示す通りであ
る。

【００３９】図５は、現像バイアス電圧ＶB と除電バイ
アス電圧ＶD の電位差による除電電流、すなわち、トナ
ーが除電部材１９を通過する際、奪われる電荷量を表
し、ＶD −ＶB の値が大きい程、トナーＴを除電部材１
９に引きつける静電力が大きくなり、該部材１９とトナ
ーＴとの摩擦による除電がよりなされ、その結果として
トナーと現像スリーブ２との静電引力が弱められること
により、トナーが該部材を通過後、供給室６にて現像ス
リーブ２から引き剥がされやすくなる。但し、ＶD −Ｖ
B の値が大きくなる程、除電部材１９との接触、摩擦を
受けることによる逆極性トナーの発生確率が高くなる。

【００４０】また、図６は、除電電流とトナー規制ブレ
ード４通過後のトナー帯電量の関係を示すグラフであ
り、除電電流が小さいほどトナー規制ブレード４通過後
のトナー帯電量が大きくなる。この理由は除電電流が小
さければ、トナーと現像スリーブ２の静電引力が十分弱
められず、或いは積極的に吸着させてしまい、トナーが
該部材を通過後、供給室６内で現像スリーブ２から引き
剥がされず、再度、規制ブレード４と現像スリーブ２に
よる摺擦を受ける。従って、供給室６内で該スリーブよ
り引き剥がされないトナーは規制部で何度も荷電され次
第に帯電量が増加していくからである。

【００４１】図１の実施形態では、除電バイアス電圧の
切り替え制御のためにトナーの帯電状態を検知する手段
に、この現像装置を装備する画像形成装置に設けられる
累積プリント枚数をカウントするカウンターＣＴを利用
し、耐刷を通じて２段階で除電バイアス電圧を切り換え
る。初期的にはトナーは非常に帯電性がよいため、より
除電しやすい条件に設定する。ある程度耐刷した後はト
ナーは流動性が落ち、あるいは規制ブレード４にトナー
が付着する等の理由でトナーは荷電しにくい状況にな
る。しかし、除電部材１９は弾性部材等で形成されてお
り、トナーＴとの摺擦により表面が削れることにより、
該部材の表面は常に新しい状態であるため、初期〜耐刷
において除電性能はほぼ一定である。このことから耐刷
後の荷電と除電のバランスを一定に保つためにプリント
枚数があるカウント値になったところで除電バイアス電
圧を切り換える。すなわち、トナー高帯電時（初期）の
印加電圧ＶDa（高帯電時）及びトナー低帯電時（所定枚
数耐刷後）の印加電圧ＶDb（低帯電時）の条件をＶDa
（高帯電時）＞ＶDb（低帯電時）になるようにする。但
し、この不等式は電圧の正負を考慮している。

【００４２】この手法により初期〜所定枚数耐刷までに
おける除電不足によるスリーブ上のトナーフィルミング
化、該所定枚数耐刷後における除電過剰による白紙部カ
ブリやトナー規制ブレード４へのトナー固着等の問題の
ない良好な画像が得られる。図２の実施形態では、除電
バイアス電圧の切り替え制御のためにトナーの帯電状態
を検知する手段にトナー規制ブレード４に流れる電流値
をモニターする電流計ＢＡを利用し、電流計ＢＡにより
モニターされる電流値に応じて２段階で除電バイアス電
圧を切り替える。つまり高温高湿時には、トナー規制ブ
レード４に流れる電流値は多くなり、規制ブレード４通
過後のトナーの帯電量は低くなるので、このブレード４
に流れる電流値をモニターすることでトナーの帯電量を
検知しようとするものである。従って、モニター電流値
が所定値以上のときの除電バイアス電圧を該所定値より
小さいときの除電バイアス電圧より低く設定する。但
し、ここで除電バイアス電圧の「高い、低い」は電圧の
正負を考慮している。

【００４３】この手法によりモニター電流値が所定値ま
でにおける除電不足によるスリーブ上のトナーフィルミ
ング化、該所定値以上における除電過剰による白紙部カ
ブリやトナー規制ブレード４へのトナー固着等の問題の
ない良好な画像が得られる。図３の実施形態では、除電
バイアス電圧の切り替え制御のためにトナーの帯電状態
を検知する手段に、現像装置配置空間の湿度を検出する
湿度センサーＨＳを利用し、センサーＨＳによる計測湿
度に応じて２段階で除電バイアス電圧を切り替える。つ
まり高温高湿時には規制ブレード４通過後のトナーの帯
電量は低くなるので、湿度をモニターすることでトナー
の帯電量を検知しようとするものである。従って、湿度
が所定値以上のときの除電バイアス電圧を該所定値より
低いときの除電バイアス電圧より低く設定する。但し、
ここでも除電バイアス電圧の「高い、低い」は電圧の正
負を考慮している。

【００４４】この手法により周囲湿度が所定値までにお
ける除電不足によるスリーブ上のトナーフィルミング
化、該所定値以上における除電過剰による白紙部カブリ
やトナー規制ブレード４へのトナー固着等の問題のない
良好な画像が得られる。図４の実施形態ではいわば図１
〜図３の実施形態の組み合わせで除電バイアスを切り替
える。本実施形態ではカウンターＣＴによる耐刷の読み
値Ｃ、電流計ＢＡによるトナー規制ブレード４に流れる
電流の読み値Ｉ、湿度センサーＨＳによる周囲湿度の読
み値Ｈの組み合わせ状態に応じて２段階、計８通りでト
ナー帯電状態を検知し、除電バイアス電圧を設定するよ
うになっている。これを以下に表で示す。以下の表にお
いて、Ｃｐは累積プリント枚数設定値、Ｈｐは湿度設定
値、Ｉｐは電流設定値である。ＶD1〜ＶD8は各トナー帯
電状態における設定除電バイアス電圧である。 Ｃ＝０〜Ｃｐ未満〔枚目〕（高帯電） Ｈ＜Ｈｐ〔％ＲＨ〕 Ｈ≧Ｈｐ〔％ＲＨ〕 （高帯電） （低帯電） Ｉ＜Ｉｐ〔μＡ〕（高帯電） ＶD1〔Ｖ〕 ＶD3〔Ｖ〕 Ｉ≧Ｉｐ〔μＡ〕（低帯電） ＶD2〔Ｖ〕 ＶD4〔Ｖ〕 Ｃ＝Ｃｐ〔枚目〕以降（低帯電） Ｈ＜Ｈｐ〔％ＲＨ〕 Ｈ≧Ｈｐ〔％ＲＨ〕 （高帯電） （低帯電） Ｉ≧Ｉｐ〔μＡ〕（高帯電） ＶD5〔Ｖ〕 ＶD7〔Ｖ〕 Ｉ＜Ｉｐ〔μＡ〕（低帯電） ＶD6〔Ｖ〕 ＶD8〔Ｖ〕 上記表中Ｃｐ、Ｉｐ、Ｈｐ、ＶD1〜ＶD8の組み合わせ
は、図４に示すコンピュータＣＰＵに接続された変換テ
ーブルＬＵＴに記録されている。

【００４５】以上説明した現像装置は、トナー除電部材
１９が下シール部材９とは別に設けられているが、トナ
ー除電部材を下シール部材９に代えてその位置に設けて
該除電部材に下シール部材を兼ねさせてもよい。次に、
図１から図４に示す各現像装置においてトナー除電部材
を下シール部材９に代えてその位置に設け、該除電部材
に下シール部材を兼ねさせた現像装置をプリンタに組み
込み、現像を行い、画像評価を行った実験例を比較実験
例とともに説明する。 ＜実験例１＞図１に示す現像装置においてトナー除電部
材を下シール部材の位置に設け、該除電部材に下シール
部材を兼ねさせた現像装置を使用。

【００４６】 除電バイアス電圧切り替え時期：プリント枚数２０００枚目 除電バイアスＶDa、ＶDb：初期〜１９９９枚目 ＶDa＝−２００〔Ｖ〕 ２０００枚目以降 ＶDb＝−３００〔Ｖ〕 但し現像バイアス電圧ＶB ＝−３００〔Ｖ〕（一定） トナーＴ：負帯電性トナー 熱可塑性ポリエステル系樹脂１００重量部 カーボンブラックＭＡ＃１００、４重量部 疎水性シリカ ０．８重量部後処理 トナー除電部材：４弗化エチレン樹脂にカーボン粉末を分散させたテープ（ 日東電工社製、Ｎｏ．９０３ＳＣ）からからなり、下シー ル部材を兼ねている。

【００４７】現像スリーブ２：ポリアミド製 トナー規制部材４：ステンレススチール製 トナー供給回転部材７：アルミニウム製 感光体ドラムＰＣ：負帯電性感光体ドラム ＜実験例２＞図２に示す現像装置においてトナー除電部
材を下シール部材の位置に設け、該除電部材に下シール
部材を兼ねさせた現像装置を使用。

【００４８】除電バイアスＶDa、ＶDb：ブレード電流Ｉ
に応じて以下のように切り換え。 Ｉ＜１μＡ ＶDa＝−２００〔Ｖ〕 Ｉ≧１μＡ ＶDb＝−３００〔Ｖ〕 但し、ブレードから電源に向かう方向を電流の正方向と
する。現像バイアス電圧ＶB ＝−３００〔Ｖ〕（一定） 他の条件は実験例１と同一 ＜実験例３＞図３に示す現像装置においてトナー除電部
材を下シール部材の位置に設け、該除電部材に下シール
部材を兼ねさせた現像装置を使用。

【００４９】除電バイアスＶDa、ＶDb：相対湿度Ｈに応
じて以下のように切り換え。 Ｈ＜６０％ＲＨ ＶDa＝−２００〔Ｖ〕 Ｈ≧６０％ＲＨ ＶDb＝−３００〔Ｖ〕 但し現像バイアス電圧ＶB ＝−３００〔Ｖ〕（一定） 他の条件は実験例１と同一 ＜実験例４＞図４に示す現像装置においてトナー除電部
材を下シール部材の位置に設け、該除電部材に下シール
部材を兼ねさせた現像装置を使用。

【００５０】 除電バイアスＶD1〜ＶD8：カウンター、電流計、温度センサーと各々のデー タを以下のように計８マトリックスにして切り換 え。 カウンター値：初期〜１９９９枚目 Ｈ＜６０％ＲＨ Ｈ≧６０％ＲＨ Ｉ＜１μＡ ＶD1＝−２００〔Ｖ〕 ＶD3＝−２７５〔Ｖ〕 Ｉ≧１μＡ ＶD2＝−２５０〔Ｖ〕 ＶD4＝−３００〔Ｖ〕 カウンター値：２０００枚目以降 Ｈ＜６０％ＲＨ Ｈ≧６０％ＲＨ Ｉ＜１μＡ ＶD5＝−２５０〔Ｖ〕 ＶD7＝−３００〔Ｖ〕 Ｉ≧１μＡ ＶD6＝−３００〔Ｖ〕 ＶD8＝−３００〔Ｖ〕 但し現像バイアス電圧ＶB ＝−３００〔Ｖ〕（一定） 他の条件は実験例１と同一 ＜比較例１＞除電バイアス電圧の設定 ＶD ＝−２０
０〔Ｖ〕（固定） 他の条件は実験例１と同一 ＜比較例２＞除電バイアス電圧の設定 ＶD ＝−３０
０〔Ｖ〕（固定） 他の条件は実験例１と同一 画像評価結果 白紙部カブリ 規制部材トナー固着 スリーブフィルミング 実験例１ ○ ○ ○ 実験例２ ○ ○ ○ 実験例３ ○ ○ ○ 実験例４ ○ ○ ○ 比較例１ × × ○ 比較例２ ○ ○ × 上記評価において、「○」印は、「白紙部カブリ」につ
いては非画像部のトナー現像が無い良好な状態、「規制
部材トナー固着」についてはトナー規制ブレード４にト
ナーが固着しない良好な状態、「スリーブフィルミン
グ」については現像スリーブ２上にトナーフィルミング
が発生しない良好な状態をそれぞれ示しており、「×」
印は、それぞれ不良の状態を示している。

【００５１】以上の結果から、本発明に係る一成分現像
装置では、トナー除電部材に印加する除電バイアス電圧
を、周囲環境や耐刷に応じて変動するトナーの帯電状態
に応じて変化させることで、カブリ、トナー固着、フィ
ルミングといった問題を解決できることが分かる。以上
説明した各実施形態及び各実験例は負帯電性トナーを用
いて反転現像を行う場合であるが、負帯電性トナーに代
えて正帯電性トナーを用い、正規現像するときには、除
電バイアス電圧は、該トナーが或る帯電状態にあるとき
の除電バイアス電圧をＶＤｘ、それより低帯電状態にあ
るときの除電バイアス電圧をＶＤｙとすると、正方向の
電圧を大、負方向の電圧を小として、ＶＤｘ＜ＶＤｙの
関係に設定することになる。

【００５２】

【発明の効果】本発明によると、表面が移動する現像剤
担持体に供給されるトナーを該表面に当接するトナー規
制部材と該表面との間に通過させることで該表面にトナ
ー薄層として保持して現像領域へ搬送し、現像に供し、
現像後消費されずに残った余剰トナーを前記現像剤担持
体からトナー供給側に戻す一成分現像装置であって、周
囲環境、耐刷等によりトナーの帯電状態が変動しても、
該トナーの帯電状態に応じて、前記トナー供給側へ戻さ
れるトナーから適切に除電でき、それにより画像カブ
リ、現像剤担持体上のトナーのフィルミング、トナー規
制部材上のトナー固着等の問題発生を抑制して良好な画
像を形成できる一成分現像装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態である一成分現像装置の概
略断面図である。

【図２】本発明の他の実施形態である一成分現像装置の
概略断面図である。

【図３】本発明のさらに他の実施形態である一成分現像
装置の概略断面図である。

【図４】本発明のさらに他の実施形態である一成分現像
装置の概略断面図である。

【図５】除電バイアスと除電電流の相関を示すグラフで
ある。

【図６】除電電流とトナー規制ブレード通過後のトナー
帯電量の関係を示すグラフである。

【図７】従来例の一成分現像装置の概略断面図である。

【符号の説明】

１ 駆動ローラ ２ 現像スリーブ ３ 押圧ガイド ４ トナー規制ブレード ５ バッファ室 ６ トナー供給室 ７ トナー供給回転部材 ８ トナー攪拌・供給回転部材 ９ 下シール部材 Ｔ トナー ＰＣ 感光体ドラム １９ トナー除電部材 ＶD 除電バイアス電圧 ２１ 現像バイアス電源 ＶB 現像バイアス電圧 １９１、２０１ 電圧変換器 １９０、１９２、１９３、２０２〜２０５ 除電バイア
ス電源 １９４、２００ 除電バイアス電圧印加部 ＣＰＵ コンピュータ ＣＴ カウンター ＢＡ 電流計 ＨＳ 湿度センサー ＬＵＴ 変換テーブル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面が移動する現像剤担持体に供給され
   るトナーを該表面に当接するトナー規制部材と該表面と
   の間に通過させることで該表面にトナー薄層として保持
   して現像領域へ搬送し、現像に供し、現像後消費されず
   に残った余剰トナーを前記現像剤担持体からトナー供給
   側へ戻す一成分現像装置であり、前記現像剤担持体に現
   像バイアス電圧を印加する手段と、前記現像剤担持体が
   静電潜像担持体に臨む現像領域より現像剤担持体表面移
   動方向において下流側域で該現像剤担持体表面に当接す
   るトナー除電部材と、トナーの帯電状態を検知するため
   の検知手段と、前記検知手段による検知結果に応じて前
   記トナー除電部材に除電バイアス電圧を印加する手段と
   を備えていることを特徴とする一成分現像装置。
2. 【請求項２】 前記トナーの帯電状態を検知するための
   検知手段は、プリント数をカウントするカウンターを含
   み、該カウンターによるプリント数カウント値に基づい
   てトナーの帯電状態を検知するものである請求項１記載
   の一成分現像装置。
3. 【請求項３】 前記トナーの帯電状態を検知するための
   検知手段は、前記トナー規制部材に流れる電流をモニタ
   ーする電流計を含み、該電流計でモニターされる電流値
   に基づいてトナーの帯電状態を検知するものである請求
   項１記載の一成分現像装置。
4. 【請求項４】 前記トナーの帯電状態を検知するための
   検知手段は、湿度を計測するセンサーを含み、該センサ
   ーの湿度計測値に基づいてトナーの帯電状態を検知する
   ものである請求項１記載の一成分現像装置。
5. 【請求項５】 前記トナーの帯電状態を検知するための
   検知手段は、プリント数をカウントするカウンター、前
   記トナー規制部材に流れる電流をモニターする電流計及
   び湿度を計測するセンサー、並びにプリント数、トナー
   規制部材に流れる電流値及び湿度の予め定めた組み合わ
   せであってその組み合わせ状態におけるトナー帯電状態
   を意味するものが記録された変換テーブルを含み、前記
   カウンターによるプリント数カウント値、前記電流計に
   よるモニター電流値及び前記湿度センサーによる湿度計
   測値の組み合わせ状態と該変換テーブルに基づいてトナ
   ー帯電状態を検知するものであり、前記トナー除電部材
   に除電バイアス電圧を印加する手段は、前記トナー帯電
   状態検知手段により検知されるトナー帯電状態と、前記
   変換テーブルに、前記予め定めた組み合わせとともに記
   録されている該組み合わせ状態に応じた除電バイアス電
   圧とに基づいて前記トナー除電部材へ除電バイアス電圧
   を印加するものである請求項１記載の一成分現像装置。