JPH0990723A

JPH0990723A - 非磁性一成分現像装置

Info

Publication number: JPH0990723A
Application number: JP25066295A
Authority: JP
Inventors: Tetsuhiro Tsuru; 哲浩津留; Hiromitsu Shimazaki; 大充島崎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 1997-04-04

Abstract

(57)【要約】【目的】画像後端濃度の低下、画像先端濃度の低下を
共に解消し、均一な画像特性を得ることができ、高画質
及び高解像度に優れた非磁性一成分現像装置を提供する
ことを目的とする。【構成】非磁性一成分現像剤であるトナー７の層が表
面に形成され現像バイアス電圧が印加される現像ローラ
９と、現像ローラ９の後部に接触配設され現像ローラ９
にトナー７を回転し補給するトナー供給ローラ１０と、
現像ローラ９に圧接しトナー量を規制するトナー規制ブ
レード１１と、を備えた非磁性一成分現像装置であっ
て、トナー供給ローラ１０が、導電性部材からなり、ト
ナー供給ローラ１０に交流電圧を印加するトナー供給ロ
ーラバイアス電源１Ａを備え、現像バイアス電圧の大き
さがＶ_B（Ｖ）、交流電圧のピーク間電圧の大きさがＶ
_P-P（Ｖ）とし、｜Ｖ_P-P｜＞２｜Ｖ_B｜の関係を満たす
構成を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、装置本体に対し脱着自
在で、感光体上に形成された静電潜像をトナー粒子にて
顕画化する非磁性一成分現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真装置は乾式トナーを使用
する機器が主流を占め、多くの複写機、レーザプリン
タ、普通紙ファクシミリ等として実用化され、高解像
度、高画質を特徴とし、めざましい発展を遂げている。
この電子写真装置は、電子写真プロセス技術を応用した
機器であり、感光体上に形成された静電潜像をトナー粒
子により顕像化するものである。電子写真装置の現像装
置として、非磁性一成分現像装置，二成分現像装置が開
発されている。ここで、非磁性一成分現像装置は、二成
分現像装置に比べてキャリアを使用しないため、現像に
際して、キャリアの劣化，キャリアとトナーの混合比に
ついて現像液濃度の検知及び制御装置等の特別な考慮を
払う必要がないという利点がある。又、現像に際して感
光体へのキャリアの付着がないので、感光体表面に顕像
化されたトナー像を複写紙に転写後、クリーニング装置
により感光体表面の残留トナーをクリーニングする際に
も感光体表面を傷つけることがない。このように、非磁
性一成分現像装置は、二成分現像方式と異なりキャリア
との混合、トナー濃度の制御機構等が不要なことから、
現像装置の小型化、低コスト化に有利である。このた
め、現在、非磁性一成分現像装置を用いた電子写真装置
が主流を占めている。

【０００３】以下、従来の一成分現像装置について説明
する。図２は従来の非磁性一成分現像装置を用いた電子
写真装置の断面模式図である。１′は従来の非磁性一成
分現像装置を用いた電子写真装置である。２は静電潜像
担持体である感光体であり、アルミニウム等の金属ドラ
ムを基材とし、その外周面上にセレン（Ｓｅ）又は有機
光導電体（以下、ＯＰＣという）等の感光受容層が薄膜
状に塗布されている。３は感光体２に近接して配設され
た帯電器であり、３ａのタングステンワイヤ等からなる
帯電線と、３ｂの金属製のシールド板、３ｃのグリッド
板によって構成されている。帯電線３ａによりコロナ放
電が発生され、グリッド板３ｃを介して感光体２の表面
を一様に帯電する。４は露光光学系、５は露光光学系４
から照射される露光光線であり、画像信号をレーザ駆動
回路（図示せず）により光強度変調やパルス幅変調さ
れ、感光体２上に静電潜像の形成を行う。６は後述の非
磁性一成分現像装置を構成する現像ホッパー、７は現像
ホッパー６内に収納された非磁性一成分のトナー、８は
トナー７を撹拌するトナー撹拌部材であり、後述のトナ
ー供給ローラ１０の回転とともに円の軌跡を描き、現像
ホッパー６内に収容されたトナー７の凝集を防ぐととも
に、トナー７をトナー供給ローラ１０へ搬送する。９は
現像ホッパー６内に配設され感光体２に対して接触又は
近接状態にされるトナー担持体である現像ローラ、９ａ
は現像ローラ９のシャフト、１０はトナー撹拌部材８に
より撹拌、搬送されたトナー７を現像ローラ９の表面に
供給するトナー供給ローラ、１０ａはトナー供給ローラ
１０のシャフトである。現像ローラ９とトナー供給ロー
ラ１０は、ステンレス等の金属を基材としてその外周面
上にウレタン，シリコン等の弾性部材が層状に形成さ
れ、それぞれシャフト９ａ，１０ａにより現像ホッパー
６の両端部のハウジングに回転自在に軸支されている。
１１はトナー規制ブレードであり、１１ａの金属ばね板
部材と現像ローラ９上に接触する１１ｂのトナー規制部
材から成り、トナー規制部材１１ｂは金属ばね板部材１
１ａの一端にシリコン又はウレタン等の弾性部材が一体
形成されたものである。１１ｃはトナー規制ブレードを
固定するブレードホルダであり、トナー規制ブレード１
１をねじ止めにて取り付ける。トナー供給ローラ１０に
より供給されてきたトナー７は、トナー規制ブレード１
１と現像ローラ９に挟まれ摩擦帯電されて、現像ローラ
９の外周面上にトナー７の薄層状態を形成する。１２は
現像ローラ９に現像バイアス電圧を印加する現像バイア
ス電源であり、トナー７を感光体２上の静電潜像が形成
された部分に転移付着させて静電潜像を顕像化する。こ
こで、非磁性一成分現像装置は、現像ホッパー６と、非
磁性一成分のトナー７と、トナー撹拌部材８と、現像ロ
ーラ９と、トナー供給ローラ１０と、シャフト９ａ，１
０ａと、トナー規制ブレード１１と、ブレードホルダ１
１ｃと、から構成される。

【０００４】次に、１３は除電器であり、感光体２上の
トナー７が転写されクリーニングされた後、感光体２上
に残留する静電潜像である残留電荷を除電する。１４は
記録媒体である用紙、１５は用紙１４を収納する用紙カ
セット、１６は用紙カセット１５から用紙１４を一枚ず
つ取り出す半月形の給紙ローラ、１７ａ，１７ｂは給紙
ローラ１６により取り出された用紙１４を搬送する搬送
ローラ、１８は用紙１４を感光体２上に形成されたトナ
ー像と一致させるため、一時的に用紙１４を停止待機さ
せるためのレジストローラであり、１９はレジストロー
ラ１８に当接する従動ローラである。２０は用紙１４を
介して感光体２に当接する転写ローラ，２０ａは転写ロ
ーラ２０のシャフトであり、ステンレス等の金属を基材
としてその外周面上に弾性部材が層状に形成され、感光
体２と当接して回転軸支されている。２１は転写ローラ
２０にバイアス電圧を印加する転写バイアス電源であ
り、高電圧を印加することによって用紙１４の裏面にト
ナー７と逆極性の電荷を付与し、感光体２上のトナー像
を用紙１４上に転写する。２２は定着器、２３は定着器
２２内に配設された内部に熱源を有するヒートローラ、
２４は加圧ローラであり、用紙１４上に転写されたトナ
ー像をヒートローラ２３と加圧ローラ２４の挟持回転に
伴い加圧と熱によって定着する。

【０００５】以上のように構成された従来の一成分現像
装置を用いた電子写真装置の現像工程について、以下そ
の動作を説明する。まず、電子写真装置１′の本体に電
源が投入され、印字信号とともに現像装置駆動部（図示
せず）から一成分現像装置に駆動が伝達され、現像ロー
ラ９、トナー供給ローラ１０、トナー撹拌部材８が図２
に示す矢印Ｂ方向にそれぞれ回転する。トナー撹拌部材
８の回転とともにトナー７がトナー供給ローラ１０上ま
で搬送される。トナー供給ローラ１０上まで搬送された
トナー７はトナー供給ローラ１０と現像ローラ９の接触
により摩擦帯電され、静電気力によって現像ローラ９の
表面にトナー７が付着する。このトナー７によるトナー
層は現像ローラ９の回転により現像ローラ９の表面上に
担持されながら現像ローラ９とトナー規制ブレード１１
の圧接部まで搬送される。搬送されたトナー層は、現像
ローラ９とトナー規制ブレード１１との圧力で摩擦作用
を受け、更に摩擦帯電が増加し均一な薄層状態に形成さ
れる。更に、トナー規制ブレード１１を通過したトナー
層は、摩擦帯電量を保持したまま薄い層をなして感光体
２に接触位置（現像領域）まで搬送される。この接触位
置において、トナー層が感光体２に接触する。ここで、
現像ローラ９と感光体２の間の現像バイアス電源１２に
より、電位差が与えられており、感光体２上に形成され
ている静電潜像にトナー７が転移付着し可視像を形成し
て現像工程が終了する。又、感光体２上に転移付着しな
かったトナー７は、薄層状態のままトナー供給ローラ１
０によって掻き落とされ再びトナーホッパー６内に戻さ
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、非磁性一成分現像装置の場合、トナーの搬
送に磁力を伴わず、現像ローラとトナーの間の静電気的
な力と物理的な力によって、現像ローラ上にトナー薄層
を形成するが、現像されたトナー量を現像ローラの一回
転で安定かつ一定に供給することは困難であるという問
題点を有していた。現像されたトナー量に見合う分のト
ナーが供給されなかった場合、全面高濃度の画像におい
て、画像後端部分の画像濃度が低下するという問題点を
有していた。又、トナーの帯電を現像ローラとトナー供
給ローラ及び現像ローラとトナー規制ブレードの摩擦に
よって行うため、現像ローラ上に形成したトナー層が消
費されずに複数回トナー規制ブレードを通過すると、そ
の都度、トナー帯電量が上昇するため、トナーと現像ロ
ーラの付着力が増加し、現像ローラのトナーが感光体に
移動できず、画像先端部分の画像濃度が低下するという
問題点もある。

【０００７】このような問題点の解決方法として、トナ
ー供給ローラへの直流バイアス電圧の印加が行われてい
る。現像ローラとトナー供給ローラ間の電界をトナーが
現像ローラ側へ移動するように設定すれば、トナーが十
分現像ローラに供給され、画像後端の濃度低下の防止に
対して効果がある。又、トナーがトナー供給ローラ側へ
移動するように設定すれば現像ローラ上の未消費トナー
はトナー供給ローラによって掻き落とされ、現像ローラ
のトナー帯電量の上昇を防止できるため、画像先端の濃
度低下を解消できる。しかし、これらの解決手段による
２つの問題点の解決条件は、相反し両立は困難であると
いう問題点を有していた。

【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、画像後端濃度の低下、画像先端濃度の低下を共に解
消し、均一な画像特性を得ることができ、高画質，高解
像度及び信頼性に優れた非磁性一成分現像装置を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１に記載の非磁性一成分現像装置は、
非磁性のトナーからなる非磁性一成分現像剤の層が表面
に形成され現像バイアス電圧が印加される現像ローラ
と、現像ローラの後部に接触配設され現像ローラにトナ
ーを回転し補給するトナー供給ローラと、現像ローラの
上部に配設され現像ローラに圧接しトナー量を規制する
トナー規制ブレードと、を備えた非磁性一成分現像装置
であって、トナー供給ローラが導電性部材からなり、ト
ナー供給ローラに交流電圧を印加するトナー供給ローラ
バイアス電源を備えた構成を有している。

【００１０】請求項２に記載の非磁性一成分現像装置
は、請求項１において、現像バイアス電圧の大きさがＶ
_B（Ｖ）、交流電圧のピーク間電圧の大きさがＶ
_P-P（Ｖ）とした時、｜Ｖ_P-P｜＞２｜Ｖ_B｜の関係を満
たす構成を有している。

【００１１】請求項３に記載の非磁性一成分現像装置
は、請求項１において、トナー供給ローラバイアス電源
が、トナー供給ローラに印加する交流電圧に対し、更に
現像ローラに供給される現像バイアス電圧と同極性の直
流電圧を重畳する構成を有している。

【００１２】請求項４に記載の非磁性一成分現像装置
は、請求項３において、現像ローラに印加される現像バ
イアス電圧の大きさがＶ_B（Ｖ）、トナー供給ローラに
印加される交流電圧のピーク間電圧の大きさがＶ
_P-P（Ｖ）及び交流電圧を重畳する直流電圧をＶ
_SR（Ｖ）とした時、｜Ｖ_P-P｜＞２｜Ｖ_B−Ｖ_SR｜の関係
を満たす構成を有している。

【００１３】請求項５に記載の非磁性一成分現像装置
は、請求項１乃至４の内いずれか１において、トナー供
給ローラに印加される交流電圧の周波数をｆ（Ｈｚ）、
現像ローラとトナー供給ローラにおける接触部における
回転方向の相対速度をｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）、現像ローラ
とトナー供給ローラとのニップ幅をｌ（ｍｍ）とした
時、ｆ＞ｖ／ｌの関係を満たす構成を有している。

【００１４】

【作用】この構成によって、トナー供給ローラが導電性
部材からなり、交流電圧が印加されることによって、ト
ナー供給ローラ部において現像ローラ上へのトナー搬送
と未消費トナーの掻き落としを同時に行うことが可能な
ため、画像後端濃度の低下、画像先端濃度の低下を共に
解消することができる。特に、現像バイアス電圧の大き
さがＶ_B（Ｖ）、交流電圧のピーク間電圧の大きさがＶ
_P-P（Ｖ）とした時、｜Ｖ_P-P｜＞２｜Ｖ_B｜の関係を満
たすことにより、現像ローラ上へのトナー搬送と未消費
トナーの掻き落としを同時にかつ確実に行うため、より
信頼性を向上させ、画質を安定させることができる。

【００１５】又、トナー供給ローラに印加される交流電
圧に、更に現像ローラに供給される現像バイアス電圧と
同極性の直流電圧を重畳することにより、トナーへの帯
電をトナー供給ローラでも行い、トナーの帯電を確実に
安定して行うことができる。更に、現像ローラに印加さ
れる現像バイアス電圧の大きさがＶ_B（Ｖ）、トナー供
給ローラに印加される交流電圧のピーク間電圧の大きさ
がＶ_P-P（Ｖ）及び交流電圧を重畳する直流電圧をＶ_SR
（Ｖ）とした時、｜Ｖ_P-P｜＞２｜Ｖ_B−Ｖ_SR｜の関係を
満たすことにより、トナー供給ローラ部において現像ロ
ーラ上へのトナー搬送と未消費トナーの掻き落としを同
時に行うことができ、画像後端濃度の低下、画像先端濃
度の低下を共に解消することができるとともに、トナー
供給ローラに印加する交流電圧の大きさを小さくするこ
とができ、装置の電源回路の低消費電力及び信頼性及を
向上させることができる。

【００１６】更に、トナー供給ローラに印加される交流
電圧の周波数をｆ（Ｈｚ）、現像ローラとトナー供給ロ
ーラにおける接触部における回転方向の相対速度をｖ
（ｍｍ／ｓｅｃ）、現像ローラとトナー供給ローラとの
ニップ幅をｌ（ｍｍ）とした時、ｆ＞ｖ／ｌの関係を満
たすことにより、画像先端又は後端濃度の濃度ムラ以外
に交流電圧の周波数に起因する周期的な濃度ムラの発生
を防止することができ、画質を向上させることができ
る。

【００１７】

【実施例】以下本発明の一実施例における非磁性一成分
現像装置について、図面を参照しながら説明する。

【００１８】（実施例１）図１は本発明の第１実施例に
おける非磁性一成分現像装置を用いた電子写真装置の断
面模式図である。１は本発明の非磁性一成分現像装置を
用いた電子写真装置である。２は感光体、３は帯電器、
３ａは帯電線、３ｂは金属製のシールド板、３ｃはグリ
ッド板、４は露光光学系、５は露光光線、６は現像ホッ
パー、７は非磁性一成分のトナー、８はトナー撹拌部
材、９は現像ローラ、９ａ，１０ａ，２０ａはシャフ
ト、１０はトナー供給ローラ、１１はトナー規制ブレー
ド、１１ａは金属ばね板部材、１１ｂはトナー規制部
材、１１ｃはブレードホルダ、１２は現像バイアス電
源、１３は除電器、１４は用紙、１５は用紙カセット、
１６は給紙ローラ、１７ａ，１７ｂは搬送ローラ、１８
はレジストローラ、１９は従動ローラ、２０は転写ロー
ラ、２１は転写バイアス電源、２２は定着器、２３はヒ
ートローラ、２４は加圧ローラである。これらは、従来
例と同様なものなので、同一の符号を付して説明を省略
する。従来例と異なるのは、トナー供給ローラ１０が導
電性部材からなり、トナー供給ローラ１０のシャフト１
０ａに交流電圧を印加するトナー供給ローラバイアス電
源１Ａを接続した点である。

【００１９】以上のように構成された本発明の第１実施
例の一成分現像装置を用いた電子写真装置について、以
下そのプロセス条件を説明する。感光体２，現像ローラ
９及びトナー供給ローラ１０の回転方向は図１に示す矢
印Ｂの方向となっており、各接触部において摩擦接触の
状態になっている。感光体２は、負帯電型ＯＰＣであ
り、帯電器３により−７００Ｖに均一に帯電されてい
る。現像ローラ９は、金属製のシャフト９ａを基材とし
てその外周面上に導電性弾性部材であるシリコンゴムを
形成した単層構成で抵抗値は１０⁶Ωｃｍである。又、
現像ローラ９のシャフト９ａには現像バイアス電源１２
により−３００Ｖの直流電圧が印加される。現像ローラ
９のゴム硬度は３０〜６０度の範囲が好ましく、又、表
面粗さは表面の平滑性が高い方がトナー薄層形成におい
て均一化が図れるため、７μｍＲｚ以下が好ましい。本
実施例においては、現像ローラ９としては、ゴム硬度４
０度、表面粗さ３μｍＲｚとした。トナー供給ローラ１
０は、金属製のシャフト１０ａの周囲に導電性発泡体が
形成され、抵抗値が１０⁶Ωｃｍである。シャフト１０
ａにはトナー供給ローラバイアス電源１Ａが接続されて
いる。このトナー供給ローラ１０は、現像ホッパー６か
ら供給されたトナー７を現像ローラ９に供給するととも
に、現像されずに残存した現像ローラ９上のトナー７を
掻き落とす機能も有している。トナー供給ローラ１０と
現像ローラ９とのニップ幅ｌは２ｍｍである。トナー規
制ブレード１１は、ステンレス板，リン青銅板等の弾性
を有する金属ばね板部材１１ａと、その一端にトナー規
制部材１１ｂとして弾性部材であるゴム硬度６０度のウ
レタンゴムを一体成形したもので、ブレードホルダ１１
ｃにねじ止めされている。トナー規制部材１１ｂは現像
ローラ９を線圧８０ｇ／ｃｍで押圧し、現像ローラ９の
表面に０．５ｍｇ／ｃｍ²のトナー層を形成する。本実
施例の非磁性一成分現像装置において、現像ローラ９上
のトナー層は０．３〜０．６ｍｇ／ｃｍ²の範囲が好ま
しい。トナー７は、非磁性一成分系トナーであり、ポリ
エステル樹脂にカーボン，ワックス，帯電制御剤等を均
一に分散させたもので負帯電性トナーを使用した。転写
ローラ２０は、金属製のシャフト２０ａの周囲に導電性
発泡体を形成したもので抵抗値１０⁷Ωｃｍである。シ
ャフト２０ａには転写バイアス電源２１が接続されてお
り、４μＡの定電流電源が用いられる。

【００２０】次に、本発明の第１実施例の非磁性一成分
現像装置を用いた電子写真装置について、以下にその動
作について説明する。まず、帯電器３により感光体２を
−７００Ｖに均一に帯電した後、露光光学系４により露
光し露光後の感光体２の表面電位を−１００Ｖまで減衰
させ、現像ローラ９に現像バイアスを−３００Ｖに印加
して、感光体２上にトナー像を形成し、転写ローラ２０
から用紙１４に４μＡの電流を流してトナー像を転写さ
せ、電子写真プロセスとして一般に知られている定着工
程を経て用紙１４にトナー像が定着される。

【００２１】（実験例１）以上のように動作する本発明
の第１実施例の非磁性一成分現像装置を用いた電子写真
装置において、交流電圧のピーク間電圧Ｖ_P-Pを変化さ
せて先端濃度と後端濃度の測定と濃度差の目視評価を行
った。実験例１において、印字を行った際の電子写真プ
ロセス条件としては、プロセス速度が７６ｍｍ／ｓｅ
ｃ、現像ローラ９の周速度が１５２ｍｍ／ｓｅｃ、トナ
ー供給ローラ１０の周速度が１０６ｍｍ／ｓｅｃになる
ように設定した。従って、現像ローラ９とトナー供給ロ
ーラ１０の接触部での相対速度ｖは２５８ｍｍ／ｓｅｃ
である。又、現像ローラ９のシャフト９ａには現像バイ
アス電源１２により−３００Ｖの直流電圧が印加されて
いる。トナー供給ローラバイアス電源１Ａは、周波数が
１４０Ｈｚの交流電圧を出力し、交流電圧のピーク間電
圧Ｖ_P-Pとして、２００，４００，６００，８００
（Ｖ）に変化させて実験を行った。測定及び評価方法と
しては、全面高濃度画像を印字し、マクベス濃度計によ
る先端濃度と後端濃度の測定と、〇，△，×の３段階評
価による目視評価を行った。その結果を（表１）に示
す。

【００２２】

【表１】

【００２３】この（表１）から明らかなように、交流電
圧のピーク間電圧Ｖ_P-Pが６００Ｖ以上で先端と後端の
濃度差が目立たなくなることから、現像バイアスＶ_Bが
交流電圧のピーク間にあれば良いことが判明した。つま
り、Ｖ_P-PをＶ_Bの絶対値の２倍以上の設定すれば良い。
これは、本実施例のように負帯電トナーを用いた場合、
トナー供給ローラバイアスが現像バイアスよりも小さい
ときに現像ローラ９上へのトナー搬送が行われ、大きい
ときに未消費トナーの掻き落としが行われためである。

【００２４】以上のように本実施例によれば、トナー供
給ローラ部において現像ローラ上へのトナー搬送と未消
費トナーの掻き落としを同時に行うことが可能なため、
画像後端濃度の低下、画像先端濃度の低下を共に解消す
ることができる。特に、現像バイアス電圧の大きさがＶ
_B（Ｖ）と交流電圧のピーク間電圧の大きさがＶ
_P-P（Ｖ）の関係が、｜Ｖ_P-P｜＞２｜Ｖ_B｜を満たすこ
とにより、現像ローラ上へのトナー搬送と未消費トナー
の掻き落としを同時にかつ確実に行うため、より信頼性
を向上させ、画質を安定させることができた。

【００２５】（実施例２）以下本発明の第２実施例の非
磁性一成分現像装置について説明する。

【００２６】本発明の第２実施例の非磁性一成分現像装
置が実施例１と異なるのは、実施例１のトナー供給ロー
ラバイアス電源１Ａが、トナー供給ローラ１０に印加す
る交流電圧に、更に現像ローラ９に供給される現像バイ
アス電圧と同極性の直流電圧を重畳するようにした点で
ある。

【００２７】（実験例２）以上のように構成された本発
明の第２実施例の非磁性一成分現像装置を用いた電子写
真装置において、トナー供給ローラ１０に一定の直流電
圧Ｖ_SRを印加し、交流電圧の大きさを変化させて先端濃
度と後端濃度の測定と濃度差の目視評価を行った。実施
例２において、印字を行った際の電子写真プロセス条件
としては、トナー供給ローラバイアス電源１Ａが、周波
数１４０Ｈｚの交流電圧と−４００Ｖの直流電圧を重畳
した電圧をトナー供給ローラ１０に印加した。トナー供
給ローラバイアス以外は実施例１と同様であり、現像ロ
ーラ９のシャフト９ａには現像バイアス電源１２により
−３００Ｖの直流電圧が印加されている。トナー供給ロ
ーラバイアス電源１Ａは、交流電圧のピーク間電圧Ｖ
_P-Pを１００，２００，３００，４００（Ｖ）に変化さ
せて実験を行った。測定及び評価方法としては、実施例
１と同様に行った。その結果を（表２）に示す。

【００２８】

【表２】

【００２９】この（表２）から明らかなように、交流電
圧のピーク間電圧Ｖ_P-Pが２００Ｖ以上で先端と後端の
濃度差が目立たなくなることから、実施例１と同様に現
像バイアスが交流電圧のピーク間にあれば良いことが判
る。すなわち、Ｖ_P-Pをトナー供給ローラバイアスの直
流電圧Ｖ_SRと現像バイアスＶ_Bを同極性とし、Ｖ_SRとＶ_B
の差の２倍以上に設定すれば良い。

【００３０】以上のように本実施例によれば、トナーへ
の帯電をトナー供給ローラでも行い、トナーの帯電を確
実に安定して行うことができる。更に、現像ローラに印
加される現像バイアス電圧の大きさがＶ_B（Ｖ）、トナ
ー供給ローラに印加される交流電圧のピーク間電圧の大
きさがＶ_P-P（Ｖ）及び交流電圧を重畳する直流電圧を
Ｖ_SR（Ｖ）とし、｜Ｖ_P-P｜＞２｜Ｖ_B−Ｖ_SR｜の関係を
満たすことにより、トナー供給ローラにおいて現像ロー
ラ上へのトナー搬送と未消費トナーの掻き落としを同時
に行うことができ、画像後端濃度の低下、画像先端濃度
の低下を共に解消することができた。

【００３１】（実施例３）以下本発明の第３実施例の非
磁性一成分現像装置について説明する。

【００３２】本発明の第３実施例の非磁性一成分現像装
置が実施例２と異なるのは、実施例２のトナー供給ロー
ラバイアス電源１Ａがトナー供給ローラ１０に印加する
交流電圧周波数ｆ（Ｈｚ）が、現像ローラ９とトナー供
給ローラ１０における接触部における回転方向の相対速
度をｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）、現像ローラ９とトナー供給ロ
ーラ１０とのニップ幅をｌ（ｍｍ）とすれば、ｆ＞ｖ／
ｌの関係を満たすようにした設定した点である。ここ
で、ニップ幅とは、現像ローラ９の回転方向における現
像ローラ９とトナー供給ローラ１０との接触幅とする。

【００３３】実施例１及び実施例２においては、トナー
供給ローラ１０に交流電圧を印加することによって、全
面濃度画像の先端と後端の濃度差については解決できた
が、交流電圧の周波数を小さくしていくと周波数に対応
して周期的な濃度ムラを生じることがあった。

【００３４】（実験例３）そこで、本発明の第３実施例
の非磁性一成分現像装置を用いた電子写真装置におい
て、トナー供給ローラ１０に印加する交流電圧の周波数
と、現像ローラ９とトナー供給ローラ１０の接触部での
相対速度を変化させて、濃度ムラについて測定を行っ
た。実施例３において、印字を行った際の電子写真プロ
セス条件としては、トナー供給ローラバイアス電源１Ａ
は、３００Ｖのピーク間電圧を有する交流電圧と−４０
０Ｖの直流電圧を重畳した電圧を出力した。又、プロセ
ス速度は７６ｍｍ／ｓｅｃ、現像ローラ９の周速度は１
５２ｍｍ／ｓｅｃ、トナー供給ローラ１０の周速度は１
０６ｍｍ／ｓｅｃとし、現像ローラ９とトナー供給ロー
ラ１０の接触部での相対速度ｖが２５８ｍｍ／ｓｅｃと
した。又、前述の現像ローラ９の周速度を７６ｍｍ／ｓ
ｅｃ、トナー供給ローラ１０の周速度は５３ｍｍ／ｓｅ
ｃと半分にし、現像ローラ９とトナー供給ローラ１０の
接触部での相対速度ｖが１２９ｍｍ／ｓｅｃとした。こ
の条件において、トナー供給ローラ１０に印加する交流
電圧の周波数ｆは、３０，６０，９０，１２０，１５
０，１８０（Ｈｚ）の６条件に変化させて実験を行っ
た。全面高濃度画像を印字し、周波数に対応した濃度ム
ラの目視評価結果を〇、△，×の３段階評価で行った。
その結果を（表３）に示す。

【００３５】

【表３】

【００３６】この（表３）から明らかなように、相対速
度ｖ＝２５８ｍｍ／ｓｅｃの場合は１２０Ｈｚ、相対速
度ｖ＝１２９ｍｍ／ｓｅｃの場合は６０Ｈｚで濃度ムラ
が目立たなくなり、それぞれ１５０Ｈｚ、９０Ｈｚでは
濃度ムラが全くなくなった。このように、現像ローラ９
とトナー供給ローラ１０の相対速度の違いによって適正
周波数ｆが異なることから、以下のことが判明した。

【００３７】トナー供給ローラ１０が、現像ローラ９と
トナー供給ローラ１０のニップ幅ｌを通過する時間が交
流電圧の周期（１／ｆ）以下であると現像ローラ９上に
トナー層のムラが生じる。従って、濃度ムラを生じさせ
ないためには、交流電圧の周波数ｆ（Ｈｚ）が、現像ロ
ーラ９とトナー供給ローラ１０における接触部における
回転方向の相対速度をｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）、ニップ幅を
ｌ（ｍｍ）として、ｆ＞ｖ／ｌの関係を満たせば良いこ
とが判る。

【００３８】本実施例では、ニップ幅１＝２ｍｍである
から、ｖ＝２５８ｍｍ／ｓｅｃの場合の適正周波数ｆは
１２９Ｈｚ以上となる。本実施例では、トナー供給ロー
ラバイアスとして交流電圧と直流電圧を重畳したものを
印加したが、交流電圧のみの印加でも同様である。

【００３９】以上のように本実施例によれば、画像先端
又は後端濃度の濃度ムラ以外に交流電圧の周波数に起因
する周期的な濃度ムラの発生を防止することができ、画
質を向上させることができる。

【００４０】本実施例では、トナー供給ローラに印加す
る交流電圧の波形は、正弦波はもちろん三角波，方形波
等の波形も使用できる。又、本実施例のような負帯電感
光体，負帯電トナーによるシステムではなく、正帯電感
光体，正帯電トナーでも同様に適用することができる。
又、トナー規制部材として弾性部材であるウレタンゴム
を使用したが、この他にシリコンゴム，フッ素ゴム，ア
クリルゴム，ブタジエンゴム，ＥＰＤＭゴム等の各種樹
脂材、又は、金属部材を用いても良い。但し、現像ロー
ラ上のトナー付着量の経時変化を防ぐため、耐摩耗特性
が優れていることが好ましい。更に、現像ローラに関し
ても弾性ローラに限る必要はなく、金属ローラ，樹脂ロ
ーラであっても差し支えない。更に、現像ローラと感光
体は非接触でもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明は、トナー供給ロー
ラが導電性部材からなり、交流電圧が印加されることに
よって、トナー供給ローラ部において現像ローラ上への
トナー搬送と未消費トナーの掻き落としを同時に行うこ
とが可能なため、画像後端濃度の低下、画像先端濃度の
低下を共に解消することができ、高画質及び高解像度に
優れた非磁性一成分現像装置を実現することができる。
特に、現像バイアス電圧の大きさがＶ_B（Ｖ）、交流電
圧のピーク間電圧の大きさがＶ_P-P（Ｖ）とした時、｜
Ｖ_P-P｜＞２｜Ｖ_B｜の関係を満たすことにより、現像ロ
ーラ上へのトナー搬送と未消費トナーの掻き落としを同
時にかつ確実に行うため、より信頼性に優れた非磁性一
成分現像装置を実現することができる。

【００４２】トナー供給ローラに印加される交流電圧
に、更に現像ローラに供給される現像バイアス電圧と同
極性の直流電圧を重畳することにより、トナー供給ロー
ラ部において現像ローラ上へのトナー搬送と未消費トナ
ーの掻き落としを同時に行うことができ、画像後端濃度
の低下、画像先端濃度の低下を共に解消することができ
るとともに、トナーへの帯電をトナー供給ローラでも行
い、トナーの帯電を確実に安定して行うことができ、高
画質及び高解像度に優れた非磁性一成分現像装置を実現
することができる。特に、現像ローラに印加される現像
バイアス電圧の大きさがＶ_B（Ｖ）、トナー供給ローラ
に印加される交流電圧のピーク間電圧の大きさがＶ_P-P
（Ｖ）及び交流電圧を重畳する直流電圧をＶ_SR（Ｖ）と
した時、｜Ｖ_P-P｜＞２｜Ｖ_B−Ｖ_SR｜の関係を満たすこ
とにより、現像ローラ上へのトナー搬送と未消費トナー
の掻き落としを同時にかつ確実に行うため、より信頼性
に優れた非磁性一成分現像装置を実現することができ
る。

【００４３】更に、トナー供給ローラに印加される交流
電圧の周波数をｆ（Ｈｚ）、現像ローラとトナー供給ロ
ーラにおける接触部における回転方向の相対速度をｖ
（ｍｍ／ｓｅｃ）、現像ローラとトナー供給ローラとの
ニップ幅をｌ（ｍｍ）とした時、ｆ＞ｖ／ｌの関係を満
たすことにより、画像先端又は後端濃度の濃度ムラ以外
に交流電圧の周波数に起因する周期的な濃度ムラの発生
を防止でき、高画質，高解像度及び信頼性に優れた非磁
性一成分現像装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における非磁性一成分現像
装置を用いた電子写真装置の断面模式図

【図２】従来の非磁性一成分現像装置を用いた電子写真
装置の断面模式図

【符号の説明】

１本発明の非磁性一成分現像装置を用いた電子写真装
置１′ 従来の非磁性一成分現像装置を用いた電子写真装
置１Ａトナー供給ローラバイアス電源２感光体３帯電器３ａ帯電線３ｂ金属製のシールド板３ｃグリッド板４露光光学系５露光光線６現像ホッパー７非磁性一成分のトナー８トナー撹拌部材９現像ローラ９ａ，１０ａ，２０ａシャフト１０トナー供給ローラ１１トナー規制ブレード１１ａ金属ばね板部材１１ｂトナー規制部材１１ｃブレードホルダ１２現像バイアス電源１３除電器１４用紙１５用紙カセット１６給紙ローラ１７ａ，１７ｂ搬送ローラ１８レジストローラ１９従動ローラ２０転写ローラ２１転写バイアス電源２２定着器２３ヒートローラ２４加圧ローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性のトナーからなる非磁性一成分現像
剤の層が表面に形成され現像バイアス電圧が印加される
現像ローラと、前記現像ローラの後部に接触配設され前
記現像ローラに前記トナーを回転し補給するトナー供給
ローラと、前記現像ローラの上部に配設され前記現像ロ
ーラに圧接し前記トナー量を規制するトナー規制ブレー
ドと、を備えた非磁性一成分現像装置であって、前記ト
ナー供給ローラが導電性部材からなり、前記トナー供給
ローラに交流電圧を印加するトナー供給ローラバイアス
電源を備えたことを特徴とする非磁性一成分現像装置。
【請求項２】前記現像バイアス電圧の大きさがＶ
_B（Ｖ）、前記交流電圧のピーク間電圧の大きさがＶ_P-P
（Ｖ）とした時、｜Ｖ_P-P｜＞２｜Ｖ_B｜の関係を満たす
ことを特徴とする請求項１に記載の非磁性一成分現像装
置。
【請求項３】前記トナー供給ローラバイアス電源が、前
記トナー供給ローラに印加する前記交流電圧に対し、更
に前記現像ローラに供給される現像バイアス電圧と同極
性の直流電圧を重畳することを特徴とする請求項１に記
載の非磁性一成分現像装置。
【請求項４】前記現像ローラに印加される前記現像バイ
アス電圧の大きさがＶ _B（Ｖ）、前記トナー供給ローラ
に印加される前記交流電圧のピーク間電圧の大きさがＶ
_P-P（Ｖ）及び前記交流電圧を重畳する前記直流電圧を
Ｖ_SR（Ｖ）とした時、｜Ｖ_P-P｜＞２｜Ｖ_B−Ｖ_SR｜の関
係を満たすことを特徴とする請求項３に記載の非磁性一
成分現像装置。
【請求項５】前記トナー供給ローラに印加される前記交
流電圧の周波数をｆ（Ｈｚ）、前記現像ローラと前記ト
ナー供給ローラにおける接触部における回転方向の相対
速度をｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）、前記現像ローラと前記トナ
ー供給ローラとのニップ幅をｌ（ｍｍ）とした時、ｆ＞
ｖ／ｌの関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至４
の内いずれか１に記載の非磁性一成分現像装置。