JP2000321871A

JP2000321871A - 現像装置

Info

Publication number: JP2000321871A
Application number: JP11131263A
Authority: JP
Inventors: Satoru Haneda; 哲羽根田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2000-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】現像後現像スリーブ上に現像ゴーストが残
り、プリント像にゴースト像が生じるのを防止する。【解決手段】現像スリーブ１３１上に、１成分絶縁性
現像剤の薄層を形成して、現像を行う現像装置１３にお
いて、現像後の現像スリーブ１３１に対して、現像剤を
介して弾性ローラからなる除電ローラ１３５を当接する
と共に、現像スリーブ１３１と除電ローラ１３５との間
に振動電界を形成して、前記現像剤あるいは現像スリー
ブ１３１を交流放電により除電することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真における
現像装置、静電像の現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現像剤として１成分現像剤（以下単にト
ナーともいう）があり種々の利点を有しているが、これ
を担持して搬送し、潜像担持体（例えば電子写真感光
体）に現像剤を供給する可動現像剤担持手段である現像
スリーブに均一に適量塗布することが困難である。

【０００３】従来は現像スリーブに当接したブレードに
よって現像剤の薄層を現像スリーブ上に形成して現像域
に搬送し潜像担持体上の潜像を現像している。しかし、
この方法では、現像後現像スリーブ上に現像ゴーストが残り、プリ
ント像にゴースト像が生じるという問題点がある。

【０００４】前記ブレードによる摩擦帯電によっ
て、現像スリーブ及びトナーが帯電するがその帯電は不
均一で、トナーの劣化、現像スリーブ上にトナーのフィ
ルミングが生じる等の問題点が発生する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記の問題点は完全
に消去し難く、次の現像時にそれがゴースト像となって
現れる。

【０００６】前記の問題点を解決するため、コロナ放
電によるトナー帯電の均一化が図られたがトナーの帯電
過多や帯電不均一となり完全に解決されていない。

【０００７】本発明は、前記及びの問題点を解決し
た現像装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の前記対する目
的は、現像スリーブ上に、１成分絶縁性現像剤の薄層を
形成して、現像を行う現像装置において、現像後の前記
現像スリーブに対して、現像剤を介して除電ローラを当
接すると共に、前記現像スリーブと前記除電ローラとの
間に振動電界を形成して、前記現像剤あるいは前記現像
スリーブを放電により除電することを特徴とする現像装
置（第１発明）によって達成される。

【０００９】また、前記に対する目的は、現像スリー
ブ上に、１成分絶縁性現像剤の薄層を形成して、現像を
行う現像装置において、前記薄層形成された現像剤を介
して前記現像スリーブに、帯電ローラを当接すると共
に、前記現像スリーブと前記帯電ローラとの間に振動電
界を形成して、前記現像剤を放電により帯電することを
特徴とする現像装置（第２発明）によって達成される。

【００１０】

【発明の実施の形態】実施の形態の説明に先立って、本
発明の現像装置が好適に適用されるカラー画像形成装置
の構成とその機能を図１によって説明する。図１に示す
カラー画像形成装置は、潜像担持体内部に像露光手段を
有し、またベルト状転写手段を有し、さらにベルト状部
材を用いて転写材の両面にトナー像を形成し、これを一
括定着を行うようにした両面画像形成装置であるが、本
発明の現像装置が適用される画像形成装置は両面画像形
成、ベルト状転写手段あるいはベルト状部材を用いる画
像形成装置に限定されるものではない。

【００１１】潜像担持体である感光体ドラム１０は、例
えば、ガラスや透明アクリル樹脂の透明部材によって形
成される円筒状の基体を内側に設け、透明の導電層、ａ
−Ｓｉ層あるいは有機感光層（ＯＰＣ）等の感光層を該
基体の外周に形成したものであり、透明の導電層を接地
された状態で図１の矢印で示す時計方向に回転される。

【００１２】本実施形態では、感光体ドラムの光導電体
層において適切なコントラストを付与できる露光光量を
有していればよい。従って、本実施形態における感光体
ドラムの透明基体の光透過率は、１００％である必要は
なく、露光光の透過時にある程度の光が吸収されるよう
な特性であっても構わない。透光性基体の素材として
は、アクリル樹脂、特にメタクリル酸メチルエステルモ
ノマーを用い重合したものが、透明性、強度、精度、表
面性等において優れており好ましく用いられるが、その
他一般光学部材などに使用されるアクリル、フッ素、ポ
リエステル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタ
レート、などの各種透光性樹脂が使用可能である。ま
た、露光光に対し透光性を有していれば、着色していて
もよい。透光性導電層としては、インジウム・スズ・酸
化物（ＩＴＯ）、酸化錫、酸化鉛、酸化インジウム、ヨ
ウ化銅や、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌなどからなる透光性
を維持した金属薄膜が用いられ、成膜法としては、真空
蒸着法、活性反応蒸着法、各種スパッタリング法、各種
ＣＶＤ法、浸漬塗工法、スプレー塗布法などが利用され
る。また、光導電体層としては、アモルファスシリコン
（ａ−Ｓｉ）合金感光層、アモルファスセレン合金感光
層や、各種有機感光層（ＯＰＣ）が使用可能である。

【００１３】帯電手段としてのスコロトロン帯電器１１
はイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）およ
び黒色（Ｋ）の各色の画像形成プロセスに用いられ、像
形成体である感光体ドラム１０の移動方向に対して直交
する方向に感光体ドラム１０と対峙して取り付けられ、
感光体ドラム１０の前述した有機感光体層に対し所定の
電位に保持された制御グリッドと、例えば鋸歯状電極か
らなる放電電極１１ａを有し、トナーと同極性のコロナ
放電とによって帯電作用（本実施形態においてはマイナ
ス帯電）を行い、感光体ドラム１０に対し一様な電位を
与える。放電電極としては、その他ワイヤ電極を用いる
ことも可能である。

【００１４】各色毎の像露光手段としての露光ユニット
１２は、感光体ドラム１０上での露光位置を、スコロト
ロン帯電器１１の放電電極１１ａと現像装置１３の現像
位置との間で、現像スリーブ１３１に対して感光体ドラ
ム１０の回転方向上流側に設けた状態で配置される。

【００１５】露光ユニット１２は、感光体ドラム１０の
軸と平行に主走査方向に配列された像露光光発光素子と
してのＬＥＤ（発光ダイオード）を複数個アレイ状に並
べた線状の露光素子１２ａと、等倍結像素子としてのセ
ルフォックレンズ１２ｂとが、不図示のホルダに取り付
けられた露光用ユニットとして構成され、保持部材２０
に、各色毎の露光ユニット１２、転写同時露光器１２Ｄ
が取付けられて感光体ドラム１０の基体内部に収容され
る。

【００１６】露光素子としては、その他ＦＬ（蛍光体発
光），ＥＬ（エレクトロルミネッセンス），ＰＬ（プラ
ズマ放電），ＬＥＤ（発光ダイオード）等の複数の発光
素子をアレイ状に並べた線状のものが用いられる。この
実施形態で使用される発光素子の発光波長は、通常Ｙ，
Ｍ，Ｃのトナーの透過性の高い６８０〜９００ｎｍの範
囲のものが良好であるが、裏面より像露光を行うことか
らカラートナーに透光性を十分に有しないこれより短い
４００〜７８０ｎｍの波長でもよい。

【００１７】画像形成される色順序と、回転される感光
体ドラム１０に、該色順序に従って設けられる現像装置
１３は、本実施形態においては、図１の矢印にて示す感
光体ドラム１０の回転方向に対してＹ，Ｍの現像装置１
３が感光体ドラム１０の左側に、また、Ｃ，Ｋの現像装
置１３が感光体ドラム１０の右側に配置され、Ｙ，Ｍの
現像装置１３の現像ケーシング１３８の下方（上流側）
にＹ，Ｍのスコロトロン帯電器１１が、また、Ｃ，Ｋの
現像装置１３の現像ケーシング１３８の上方（上流側）
にＣ，Ｋのスコロトロン帯電器１１が配置される。

【００１８】各色毎の現像手段である現像装置１３は、
イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）および
黒色（Ｋ）の１成分の現像剤をそれぞれ収容し、それぞ
れ感光体ドラム１０の周面に対し所定の間隙を保って、
現像位置において感光体ドラム１０の回転方向と同方向
に回転する、例えば厚み０．３〜０．５ｍｍ、外径１０
〜２０ｍｍの円筒状の非磁性のステンレスあるいはアル
ミニウム材で形成された現像スリーブ１３１を備えてい
る。

【００１９】現像装置１３が不図示の突き当てコロによ
り感光体ドラム１０と所定の値の間隙、例えば１００μ
ｍ〜５００μｍをあけて非接触に保たれ、各色毎の現像
装置１３による現像作用に際しては、現像スリーブ１３
１に対し直流あるいはさらに交流の電圧を加えた現像バ
イアス電圧が印加され、現像スリーブ１３１上に薄層に
付着した現像装置の収容する１成分現像剤によるジャン
ピング現像が行われて、透明な導電層を接地する負荷電
の感光体ドラム１０に対してトナーと同極性（本実施形
態においてはマイナス極性）の直流バイアス電圧を印加
して、露光部にトナーを付着させる非接触の反転現像が
行われる。この時の現像間隙精度は画像ムラを防ぐため
に２０μｍ程度が必要である。

【００２０】上記の各色毎の現像装置１３は、前述した
スコロトロン帯電器１１による帯電と露光ユニット１２
とによる像露光によって形成される感光体ドラム１０上
の静電潜像を現像バイアス電圧の印加による非接触現像
法により非接触の状態で帯電極性と同極性のトナー（本
実施形態においては感光体ドラム１０は負帯電であり、
マイナス極性のトナー）により反転現像する。

【００２１】本装置とは別体の画像読み取り装置によっ
て原稿画像より撮像素子により読み取られた画像情報、
あるいはコンピュータで編集された画像の画像情報につ
いてγ補正その他の画像処理がなされた、Ｙ，Ｍ，Ｃお
よびＫの各色別の画像データは、一旦画像メモリに記憶
される。

【００２２】不図示の操作パネルのスタートボタンの押
圧によりプリント（画像記録）が開始される。画像記録
の開始により各色の画像データが画像メモリより順次読
み出されて各色毎の露光ユニット１２にそれぞれ電気信
号として入力される。回転する感光体ドラム１０に対し
て、左方でイエロー（Ｙ）の現像装置１３の現像スリー
ブ１３１の上流側に配置されたＹのスコロトロン帯電器
１１の帯電作用により感光体ドラム１０に電位の付与が
開始される。

【００２３】感光体ドラム１０は電位を付与されたあ
と、Ｙの露光ユニット１２において第１の色信号すなわ
ちＹの画像データに対応する電気信号による露光が開始
され感光体ドラム１０の回転走査によってその表面の感
光層に原稿画像のＹの画像に対応する静電潜像を形成す
る。

【００２４】前記の潜像はＹの現像装置１３により現像
スリーブ１３１上の現像剤が非接触の状態で反転現像さ
れ感光体ドラム１０の回転に応じイエロー（Ｙ）のトナ
ー像が形成される。

【００２５】次いで感光体ドラム１０は前記イエロー
（Ｙ）のトナー像の上に、さらに感光体ドラム１０の左
方、イエロー（Ｙ）の下流側でマゼンタ（Ｍ）の現像装
置１３の現像スリーブ１３１の上流側に配置されたマゼ
ンタ（Ｍ）のスコロトロン帯電器１１の帯電作用により
電位を付与され、Ｍの露光ユニット１２の第２の色信号
すなわちＭの画像データによる露光が行われ、Ｍの現像
装置１３による非接触の反転現像によって前記のイエロ
ー（Ｙ）のトナー像の上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が
順次重ね合わせて形成される。

【００２６】同様のプロセスにより感光体ドラム１０の
右方でシアン（Ｃ）の現像装置１３の現像スリーブ１３
１の上方に配置されたシアン（Ｃ）のスコロトロン帯電
器１１、Ｃの露光ユニット１２およびＣの現像装置１３
によってさらに第３の色信号に対応するシアン（Ｃ）の
トナー像が、また感光体ドラム１０の右方、Ｃの下流側
で黒色（Ｋ）の現像装置１３の現像スリーブ１３１の上
方に配置された黒色（Ｋ）のスコロトロン帯電器１１、
露光ユニット１２および現像装置１３によって第４の色
信号に対応する黒色（Ｋ）のトナー像が順次重ね合わせ
て形成され、感光体ドラム１０の一回転以内にその周面
上にカラーのトナー像が形成される。

【００２７】これ等Ｙ，Ｍ，Ｃ及びＫの露光ユニット１
２による感光体ドラム１０の有機感光層に対する露光は
ドラムの内部より前述した透明の基体を通して行われ
る。従って第２、第３および第４の色信号に対応する画
像の露光は何れも先に形成されたトナー像の影響を全く
受けることなく行われ、第１の色信号に対応する画像と
同等の静電潜像を形成することが可能となる。なお各露
光光学系１２の発熱による感光体ドラム１０内の温度の
安定化及び温度上昇の防止は、前記保持部材２０に熱伝
導性の良好な材料を用い、保持部材２０内にヒータ、ヒ
ートパイプ等を設け、低温の場合はヒータを用い、高温
の場合はヒートパイプを介して外部に放熱する等の措置
を講ずることにより支障のない程度迄抑制することがで
きる。

【００２８】前記感光体ドラム１０（第１の像担持手
段）上に裏面画像（１頁目の画像）となる重ね合わせカ
ラートナー像が形成され、この感光体ドラム１０上の裏
面画像のカラートナー像が転写域１４ｂにおいて、トナ
ーと反対極性（本実施形態においてはプラス極性）の直
流電圧が印加される転写器１４ｃにより、接触状態にあ
って同速で回転するトナー像受像体１４ａ（第２の像担
持手段）上に一括して転写される。この際、良好な転写
がなされるように、例えば発光ダイオードを用いた転写
同時露光器１２Ｄによる一様露光が行われる。

【００２９】転写後の感光体ドラム１０の周面上に残っ
たトナーはクリーニング装置１９に至り、感光体ドラム
１０に当接したゴム材から成るクリーニングブレード１
９ａによってクリーニング装置１９内に掻き落とされ、
不図示のスクリューによって排トナー容器に回収され
る。クリーニング装置１９により残留トナーを除去され
た感光体ドラム１０は、さらに、前プリントまでの感光
体の履歴をなくすために、例えば発光ダイオードを用い
た不図示の帯電前の一様露光器の露光による感光体周面
の除電がなされて前回プリント時の帯電が除去される。

【００３０】トナー像受像体１４ａ上に形成されている
裏面画像と転写域１４ｂにおける同期がとられて、再度
トナー像形成手段による重ね合わせカラートナー像の表
面画像（２頁目の画像）が感光体ドラム１０上に形成さ
れる。この時に形成される表面画像は、像形成体上では
裏面画像形成とは、互いに鏡像になる様に画像データを
変更する必要がある。

【００３１】転写材である記録紙Ｐが転写材収納手段で
ある給紙カセット１５より、送り出しローラ１５ａによ
り送り出され、給送ローラ１５ｂにより給送されてタイ
ミングローラ１５ｃへ搬送される。

【００３２】記録紙Ｐは、タイミングローラ１５ｃの駆
動によって、感光体ドラム１０上に担持された表面画像
のカラートナー像と、トナー像受像体１４ａに担持され
ている裏面画像のカラートナー像との同期がとられて転
写域１４ｂへ給送される。この際、記録紙Ｐは、紙帯電
器１４ｆによりトナーと同極性に紙帯電され、トナー像
受像体１４ａに吸着されて転写域１４ｂへ給送される。
トナーと同極性に紙帯電を行うことにより、トナー像受
像体１４ａ上のトナー像や感光体ドラム１０上のトナー
像と引き合うことを防止して、トナー像の乱れを防止し
ている。また、転写材帯電としては、トナー像受像体１
４ａに当接及び当接解除可能な導通ローラやブラシ帯電
器あるいはコロナ帯電器を用いることも可能である。

【００３３】トナーと反対極性（本実施形態においては
プラス極性）の電圧が印加される転写器１４ｃにより感
光体ドラム１０の周面上の表面画像が一括して記録紙Ｐ
の上面側（表面側）に転写される（第１の転写手段）。
この際、トナー像受像体１４ａの周面上の裏面画像は記
録紙Ｐに転写されないでトナー像受像体１４ａに存在す
る。次に、トナーと反対極性（本実施形態においてはプ
ラス極性）の電圧を印加した第２の転写手段としての裏
面転写器１４ｇによりトナー像受像体１４ａの周面上の
裏面画像を一括して記録紙Ｐの下面側（裏面側）に転写
する。

【００３４】各色のトナー像は互いに重なり合うことか
ら、一括転写を可能とするにはトナー層の上層と下層の
トナーとが同様の帯電量で同一極性に帯電していること
が好ましい。このことから、トナー像受像体１４ａ上に
形成したカラートナー像をコロナ帯電により極性反転を
行ったり、像形成体上に形成したカラートナー像をコロ
ナ帯電により極性反転を行う両面画像形成では、下層の
トナーが同極性に十分帯電されないことから、転写が不
良となるので好ましくない。

【００３５】感光体ドラム１０上で反転現像を繰り返
し、重ね合わせて形成した同極性のカラートナー像を極
性を変えずにトナー像受像体１４ａに一括転写し、次
に、極性を変えずに記録紙Ｐに一括転写することが、裏
面画像形成の転写性の向上に寄与するので好ましい。表
面画像形成に対しても、感光体ドラム１０上に反転現像
を繰り返し、重ね合わせて形成した同極性のカラートナ
ー像を極性を変えずに記録紙Ｐに一括転写することが、
表面画像形成の転写性の向上に寄与するので好ましい。

【００３６】以上のことからカラー画像形成において
は、上記の表面や裏面の画像形成法を用いて、第１の転
写手段を動作させて転写材の表面にカラートナー像を形
成し、次に、第２の転写手段を動作させて転写材の裏面
にカラートナー像を形成する両面画像形成法が好ましく
採用される。

【００３７】トナー像受像体１４ａは厚さ０．５〜２．
０ｍｍの無端状のゴムベルトで、シリコンゴム或いはウ
レタンゴムの１０⁸〜１０¹²Ω・ｃｍの体積抵抗率をも
つ半導電性基体と、ゴムの基体の外側にトナーフィルミ
ング防止層として厚さ５〜５０μｍのフッ素コーティン
グを行った２層構成とされる。この層も同様な半導電性
が好ましい。ゴムベルト基体の代わりに厚さ０．１〜
０．５ｍｍの半導電性のポリエステルやポリスチレン、
ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート等を使用す
ることもできる。

【００３８】両面にカラートナー像が形成された記録紙
Ｐが、転写材分離用としての紙分離ＡＣ除電器１４ｈに
より除電され、トナー像受像体１４ａから分離され、両
方のローラの内部にヒータを有する２本のローラで構成
される定着手段としての定着装置１７へと搬送される。
定着ローラ１７ａと、圧着ローラ１７ｂとの間で熱と圧
力とを加えられることにより記録紙Ｐ上の表裏の付着ト
ナーが定着され、両面画像記録がなされた記録紙Ｐ（プ
リント）は、排紙ローラ１８により送られて、装置上部
のトレイ２２へ排出される。

【００３９】転写後のトナー像受像体１４ａの周面上に
残ったトナーは、トナー像受像体クリーニング装置１４
ｉに設けられたトナー像受像体１４ａに当接及び当接解
除可能なブレードによりクリーニングされる。また、転
写後の感光体ドラム１０の周面上に残ったトナーはクリ
ーニング装置１９に至り、感光体ドラム１０に当接した
ゴム材から成るクリーニングブレード１９ａによってク
リーニング装置１９内に掻き落とされ、図示せぬ排トナ
ー容器に回収される。クリーニング装置１９により残留
トナーを除去された感光体ドラム１０はスコロトロン帯
電器１１によって一様帯電を受け、次の画像形成サイク
ルに入る。

【００４０】上記の方法を用いることにより、重ね合わ
せカラートナー像の一括転写であるので、トナー受像体
１４ａ上のカラー画像の色ズレやトナーの散りやこすれ
等が起こりにくく、画像劣化が少ない良好な両面カラー
画像形成がなされる。

【００４１】前記の感光体ドラム１０は、内包する前記
の各露光ユニット１２の小型化により、外径が５０ｍｍ
から１００ｍｍの小径のドラムが使用されていて、それ
によって装置容積のコンパクト化が実現されている。外
径が５０ｍｍ以下であると露光ユニット１２を感光体ド
ラム１０内に配設し、外周に４組のスコロトロン帯電器
１１や現像装置１３を配設することは困難となり、外径
を１００ｍｍ以上とするときは、転写材の感光体ドラム
１０からの分離性能が低下し、像形成に要する時間が必
要以上長時間要することとなる。また、感光体ドラム１
０の精度や変形により位置合わせ精度も低下するという
問題も生じる。

【００４２】感光体ドラム１０が小径であると、外周長
が短いので露光ユニット１２や現像装置１３のレイアウ
トの結果によっては記録紙Ｐの給送系の形成が困難とな
るが、本発明においては、露光ユニット１２や現像装置
１３をバランスのとれたレイアウトとし、さらに記録紙
Ｐの給送系をほぼ水平方向に設定して記録紙Ｐに対する
画像の転写や搬送性を保証できる装置を実現している。

【００４３】なお、図１の実施の形態に示す前記の各現
像装置１３は、それぞれケーシングの外壁に帯電器１１
を固定した上でカートリッジ３０に組み込まれていて、
カートリッジ３０を例えば図の手前から水平に挿脱する
操作により、各現像装置１３はそれぞれの帯電器１１と
共に装置本体に対し一体で着脱されるようにもなってい
る。

【００４４】次に述べる実施の形態を説明する現像装置
としては、複数の像露光手段を像形成体内部に設ける前
記内部像露光方式を用いているが、複数の像露光手段の
外部に設けた、外部像露光方式に対しても同様に用いる
ことができる。

【００４５】（実施の形態１）（第１発明）請求項１〜４の発明について図１〜３によって説明を行
う。

【００４６】各色毎の現像手段である現像装置１３は、
Ｙ，Ｍ，Ｃ及びＫの負荷電の１成分現像剤（トナー）を
それぞれ収容し、それぞれ感光体ドラム１０の周面に対
し所定の間隙を保って、現像位置において感光体ドラム
１０の回転方向と同方向に回転する現像スリーブ１３１
を備えている。従って、Ｙ，Ｍの現像装置１３の現像ス
リーブ１３１の周面は、現像領域において下方から上方
に移動し、Ｃ，Ｋの現像装置１３の現像スリーブ１３１
の周面は、現像領域において上方から下方に移動する。

【００４７】Ｙ，Ｍの現像装置１３は、現像スリーブ１
３１の現像領域よりも現像スリーブ１３１の回転方向下
流側で現像ケーシング１３８の近傍に、現像スリーブ１
３１上の現像剤層（トナー層）を介して当接して設けら
れる除電ローラ１３５を備え、またＣ，Ｋの現像装置１
３は、現像スリーブ１３１の現像領域よりも現像スリー
ブ１３１の回転方向下流側で現像ケーシング１３８の近
傍に現像スリーブ１３１上の現像剤層（トナー層）を介
して当接して設けられる除電ローラ１３５を備えてい
る。除電ローラ１３５は現像スリーブ１３１の長手方向
に平行して配置され、現像ケーシング１３８に取り付け
られたローラ状の部材である。

【００４８】本実施の形態の説明においては、前記カラ
ー画像形成装置におけるＫ（黒色）の現像装置１３に該
当するものについて図２の断面図を用いて説明する。Ｃ
の現像装置１３の構成はＫの現像装置１３とほぼ同一で
あり、その作用はＫの現像装置１３と全く同一である。
またＹ，Ｍの現像装置１３の構成も、Ｋの現像装置１３
の部品を左右反転して配置したものと同一で、その作用
についても全く同一であるのでその説明は省略する。

【００４９】現像装置１３は不図示の突き当てコロによ
り負帯電の感光体ドラム１０と所定の値の間隙、例えば
１００μｍ〜５００μｍをあけて非接触に保たれ、現像
装置１３による反転現像作用に際しては、現像スリーブ
１３１に対し直流電源Ｅ₁による感光体電位より１００
〜２００Ｖ低い５００〜７００Ｖの負の直流電圧（トナ
ーと同極性）に交流電源Ｅ₃による交流電圧を重畳した
現像バイアス電圧が印加され、透明な導電層を接地する
感光体ドラム１０に対して、現像装置１３の収容する１
成分現像剤によるジャンピング現像が行われて、露光部
にトナーを付着させる非接触の反転現像が行われる。現
像に用いられるトナーの電荷量は５〜１５μＣ／ｇ前後
が好ましい。

【００５０】現像スリーブ１３１は、例えばアルミニウ
ム、ステンレス鋼等の非磁性材料からなり、表面は薄層
の高抵抗処理を行い、サンドブラスト処理でＪＩＳ１０
点平均粗さによる表示（ＪＩＳ−Ｂ０６１０）で０．５
〜５μｍの粗面加工を施し回転可能に支持された現像剤
搬送担体である。現像スリーブ１３１が感光体ドラム１
０の周面に対し所定の間隙を保って、現像位置において
感光体ドラム１０の回転方向（図２の時計方向）と同方
向（図２の反時計方向）に回転し、現像領域において上
方から下方に移動する。

【００５１】供給ローラ１３２は現像スリーブ１３１へ
現像剤（トナー）を供給するトナーの供給部材として
の、例えばスポンジやウレタンゴムの発泡剤ローラより
なり、供給部において現像スリーブ１３１と平行に設け
られ、現像スリーブ１３１と同方向（図２の反時計方
向）に回転する供給ローラである。１３３は現像剤層
（トナー層）の高さ及び量を規制するため設けられた規
制部材であり、例えば板状のステンレス鋼やゴム材より
なる帯状の弾性板１３３ａと、弾性板１３３ａの先端部
で現像スリーブ１３１との当接部に取り付けられ、例え
ばスポンジやウレタンゴムの発泡剤よりなる帯状の弾性
体１３３ｂと、より構成される。規制部材１３３は先端
を現像スリーブ１３１の回転方向上流に向けて配置され
る、いわゆるカウンタタイプの規制部材である。なお、
規制部材１３３は先端を現像スリーブ１３１の回転方向
下流に向けて配置される、いわゆるトレイルタイプの規
制部材も用いることができる。この規制部材１３３によ
って現像スリーブ１３１上には１層又は２層程度の薄層
の現像剤層が形成される。

【００５２】１３４は現像剤を内蔵するホッパ部で、現
像ケーシング１３８内に囲まれている。ホッパ部１３４
内部には図上で反時計方向に回転するレバー状の攪拌部
材１３４ａがあって、現像の作動に伴い攪拌部材１３４
ａは回動してホッパ部１３４内の現像剤は攪拌搬出さ
れ、現像剤の補給がなされる。現像ケーシング１３８は
ホッパ部１３４内の攪拌部材１３４ａの作動域に沿って
形成されているが、現像スリーブ１３１近くでは外方に
突き出した突出部１３８ａがあって、突出部１３８ａに
規制部材１３３は取り付け支持されている。ホッパ部１
３４から搬出された現像剤は、現像スリーブ１３１、規
制部材１３３、供給ローラ１３２の間で摩擦帯電され
る。

【００５３】１３５は本実施形態において設けられた除
電ローラで、現像領域の現像スリーブ１３１の回転方向
下流側で現像ケーシング１３８の入り口近傍に設けられ
ている。除電ローラ１３５は、導電性の芯金の周囲に導
電カーボン粉体を分散した導電性のスポンジ状の弾性体
を有し、表面は高抵抗（１０⁶〜１０¹⁰Ω／ｃｍ²）の薄
い保護層で覆われた構成の弾性ローラである。除電ロー
ラ１３５は現像スリーブ１３１に現像を終えて回収され
たトナー層を介して当接し従動回転する。除電ローラ１
３５には直流電源Ｅ₂により電圧Ｖ₂の直流バイアス電圧
が印加される。その結果、現像スリーブ１３１には直流
電源Ｅ₁及び交流電源Ｅ₃によって電圧Ｖ₁の負の５００
〜７００Ｖの直流電圧にＶ_p-pは０．５〜３ｋＶ、周波
数は０．５〜５ｋＨｚの交流電圧が重畳されたバイアス
電圧が印加される。その結果、現像スリーブ１３１に印
加される交流電圧により現像スリーブ１３１と除電ロー
ラ１３５の間に振動電界が生じこの交流放電により現像
スリーブ１３１と現像剤（トナー）は除電される。

【００５４】上記の現像スリーブ１３１への直流電源Ｅ
₁と除電ローラ１３５への直流電源Ｅ₂の出力電圧の電圧
差は一定で、Ｖ₁よりさらに絶対値の高い負の電圧Ｖ₂が
好ましい。│Ｖ₂−Ｖ₁│＝３０〜１５０Ｖとなるよう設
定され、現像スリーブ１３１及びトナーはほぼ現像スリ
ーブ１３１と略同電位近くまで除電される。

【００５５】なお、トナーをほぼ０まで除電する場合は
図３に示すように、現像スリーブ１３１の直流電源Ｅ₁
と交流電源Ｅ₃の中間点（接続点）より抵抗Ｒを介して
除電ローラ１３５に接続し、実質的にＶ₁＝Ｖ₂にするこ
とによって行うことができる。しかし、現像スリーブ１
３１と現像剤（トナー）を同電位にするとトナーは現像
スリーブ１３１に付着せず飛散するようになるので、同
極性としてトナーの電荷量を低くしゴースト像が出ない
条件が保持されるようにすることが必要である。このこ
とから、Ｖ₂はＶ₁より高い値とすることが好ましい。

【００５６】上記現像装置１３に用いられる１成分現像
剤（トナー）としては、従来のトナーと同様の方法で得
られる球形の絶縁性のトナーを用いることができる。球
形トナーは現像性を高め良質の画像を得る上で好まし
い。好ましいトナーは、スチレン系樹脂、ビニル系樹
脂、エチル系樹脂、ロジン変性樹脂、アクリル系樹脂、
ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の
樹脂やパルミチン酸、ステアリン酸等の脂肪酸ワックス
等の樹脂の重合剤を用い、それにカラー顔料等の着色成
分や必要に応じて帯電制御剤等を加えて、従来公知のト
ナー粒子製造方法と同様の方法によって作ることができ
る平均粒径が２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、
特に好ましくは１〜７μｍの粒子からなるものである。
また、必要に応じて粒子の流動性を良くするための流動
化剤や像形成体面の清浄化に役立つクリーニング剤等が
混合される。流動化剤としては、コロイダルシリカ、シ
リコンワニス、金属石鹸あるいは非イオン表面活性剤等
を用いることができ、クリーニング剤としては、脂肪酸
金属塩、有機基置換シリコンあるいはフッソ酸等の表面
活性剤等を用いることができる。

【００５７】現像スリーブ上で１０μＣ／ｇ前後であっ
た上記１成分現像剤（トナー）の電荷量は１〜４μＣ／
ｇになるよう調整される。電荷量が５〜２０μＣ／ｇの
範囲を越えると画像にアレが目立つようになる。

【００５８】（実施例の形態２）（第２発明）請求項５〜１０の発明について図１及び図４によって説
明を行う。

【００５９】各色毎の現像手段である現像装置１３は、
Ｙ，Ｍ，Ｃ及びＫの１成分現像剤（トナー）をそれぞれ
収容し、それぞれ感光体ドラム１０の中心より上方でか
つ周面に対し所定の間隙を保って、現像位置において感
光体ドラム１０の回転方向と同方向に回転する現像スリ
ーブ１３１を備えている。従って、Ｙ，Ｍの現像装置１
３の現像スリーブ１３１の周面は、現像領域において下
方から上方に移動し、Ｃ，Ｋの現像装置１３の現像スリ
ーブ１３１の周面は、現像領域において上方から下方に
移動する。

【００６０】本発明の現像装置１３は、現像スリーブ１
３１の現像領域又は現像領域よりも現像スリーブ１３１
の回転方向上流側に、現像スリーブ１３１上の現像剤層
（トナー層）を介しに当接して設けられる帯電ローラ１
３６を備えている。帯電ローラ１３６は現像スリーブ１
３１の長手方向に平行して配置され、現像ケーシング１
３８に取り付けられたローラ状の部材である。

【００６１】本実施の形態の説明においては、前記カラ
ー画像形成装置におけるＫ（黒色）の現像装置１３に該
当するものについて図４の断面図を用いて説明する。Ｃ
の現像装置１３の構成はＫの現像装置１３とほぼ同一で
あり、その作用はＫの現像装置１３と全く同一である。
またＹ，Ｍの現像装置１３の構成も、Ｋの現像装置１３
の部品を左右反転して配置したものと同一で、その作用
についても全く同一であるのでその説明は省略する。

【００６２】現像装置１３は不図示の突き当てコロによ
り感光体ドラム１０と所定の値の間隙、例えば１００μ
ｍ〜５００μｍをあけて非接触に保たれ、現像装置１３
による現像作用に際しては、現像スリーブ１３１に対し
直流電源Ｅ₁による直流電圧（トナーと同極性）に交流
電源Ｅ₃による交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が
印加され、透明な導電層を接地する感光体ドラム１０に
対して、露光部にトナーを付着させる非接触の反転現像
が行われる。

【００６３】現像スリーブ１３１は、例えばアルミニウ
ム、ステンレス鋼等の非磁性材料からなり、表面をサン
ドブラスト処理でＪＩＳ１０点平均粗さによる表示（Ｊ
ＩＳ−Ｂ０６１０）で０．５μｍ〜５μｍの粗面加工を
施し回転可能に支持された現像剤搬送担体である。現像
スリーブ１３１が感光体ドラム１０の周面に対し所定の
間隙を保って、現像位置において感光体ドラム１０の回
転方向（図２の時計方向）と同方向（図２の反時計方
向）に回転し、現像領域において上方から下方に移動す
る。

【００６４】１３２は現像スリーブ１３１へ現像剤（ト
ナー）を供給するトナーの供給部材としての、例えばス
ポンジやウレタンゴムの発泡剤ローラよりなり、供給部
において現像スリーブ１３１と平行に設けられ、現像ス
リーブ１３１と同方向（図２の反時計方向）に回転する
供給ローラである。

【００６５】１３３は現像剤層（トナー層）の高さ及び
量を規制するため設けられた規制部材であり、例えば板
状のステンレス鋼やゴム材よりなる帯状の弾性板１３３
ａと、弾性板１３３ａの先端部で現像スリーブ１３１と
の当接部に取り付けられ、例えばスポンジやウレタンゴ
ムの発泡剤よりなる帯状の弾性体１３３ｂと、より構成
される。規制部材１３３は先端を現像スリーブ１３１の
回転方向上流に向けて配置される、いわゆるカウンタタ
イプの規制部材である。なお、規制部材１３３は先端を
現像スリーブ１３１の回転方向下流に向けて配置され
る、いわゆるトレイルタイプの規制部材も用いることが
できる。規制部材１３３により現像スリーブ１３１上に
１〜２層のトナー薄層が形成される。

【００６６】１３４は現像剤を内蔵するホッパ部で、現
像ケーシング１３８内に囲まれている。ホッパ部１３４
内部には図上で反時計方向に回転するレバー状の攪拌部
材１３４ａがあって、現像の作動に伴い攪拌部材１３４
ａは回動してホッパ部１３４内の現像剤は攪拌搬出さ
れ、現像剤の補給がなされる。現像ケーシング１３８に
はホッパ部１３４内の攪拌部材１３４ａの作動域に沿っ
て形成されているが、現像スリーブ１３１近くでは外方
に突き出した突出部１３８ａがあって、突出部１３８ａ
に規制部材１３３は取り付け支持されている。ホッパ部
１３４から搬出された現像剤は、現像スリーブ１３１、
規制部材１３３、供給ローラ１３２の間で摩擦帯電され
る。

【００６７】１３６は現像領域の現像スリーブ１３１の
回転方向上流で感光体ドラム１０の近傍に設けられた帯
電ローラである。帯電ローラ１３６は、導電性の芯金の
周囲に導電性のスポンジ状の弾性体を有し、表面は高抵
抗（１０⁶〜１０¹⁰Ω／ｃｍ^２）の薄い保護層で覆われ
た構成の弾性ローラである。帯電ローラ１３６は現像ス
リーブ１３１にトナー層を介して当接し従動回転する。
帯電ローラ１３６には電圧可変の直流電源Ｅ_４により電
圧Ｖ₂の直流バイアス電圧が印加される。現像スリーブ
１３１には直流電源Ｅ₁及び交流電源Ｅ₃によってＶ₁の
直流電圧に交流電圧が重畳されたバイアス電圧が印加さ
れる。これによる現像スリーブ１３１と帯電ローラ１３
６との間に発生する振動電界により現像剤（トナー）を
帯電する。

【００６８】上記直流電源Ｅ₁とＥ₄の出力電圧の直流電
圧差により、現像剤（トナー）は均一に３０〜３００Ｖ
に帯電する。この直流電圧差は画像濃度に関係するの
で、濃度調整の上、一定に設定がなされる。

【００６９】上記現像装置１３に用いられる１成分現像
剤（トナー）としては、従来のトナーと同様の方法で得
られる球形の絶縁性のトナーを用いるのがトナーの流動
性を高め画質を向上することから好ましい。トナーは、
スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、エチル系樹脂、ロジン
変性樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ
樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂やパルミチン酸、ステ
アリン酸等の脂肪酸ワックス等の樹脂の重合剤を用い、
それにカラー顔料等の着色成分や必要に応じて帯電制御
剤等を加えて、従来公知のトナー粒子製造方法と同様の
方法によって作ることができる平均粒径が２０μｍ以
下、好ましくは１０μｍ以下、特に好ましくは１〜７μ
ｍの粒子からなるものである。また、必要に応じて粒子
の流動性を良くするための流動化剤や像形成体面の清浄
化に役立つクリーニング剤等が混合される。流動化剤と
しては、コロイダルシリカ、シリコンワニス、金属石鹸
あるいは非イオン表面活性剤等を用いることができ、ク
リーニング剤としては、脂肪酸金属塩、有機基置換シリ
コンあるいはフッソ酸等の表面活性剤等を用いることが
できる。

【００７０】特に、上記１成分現像剤（トナー）が現像
スリーブ１３１より飛翔し易くするためには、その電荷
量を５〜２０μＣ／ｇとし、かつ狭い帯電量の分布を有
して逆極性のトナーが生じないようにすることが必要で
ある。このためには前記帯電ローラ１３６が有効に作用
する。

【００７１】直流電圧と交流電圧との組み合わせによ
り、トナーの均一帯電を得ることができる。又、現像後
に生じた現像スリーブ上の電荷蓄積やトナーの帯電量変
化を除去して、先の現像履歴を解消する効果も有する。

【００７２】この場合、前記直流電源Ｅ₁，Ｅ₄の直流電
圧差は電圧Ｖ₁よりさらに絶対値の高い負の電圧Ｖ₄が好
ましく、│Ｖ₄−Ｖ₁│は５０〜２００Ｖとし、現像スリ
ーブ１３１に印加する交流電圧のピーク・ピーク電圧
(Ｖ_p-p）は０．５〜３ＫＶ（周波数は０．５〜５ＫＨ
z）とするのが好ましい。

【００７３】画像濃度を変更するため現像スリーブ１３
１に印加する現像バイアス電圧の直流成分（Ｖ₁）を変
更する場合、前記電圧可変の直流電源Ｅ₄により直流電
源Ｅ₁とＥ₄の出力電圧の直流電圧差（Ｖ₄−Ｖ₁）は常に
一定に保持される。また、前記直流電源Ｅ₄の出力電圧
Ｖ₄を変更することにより上記電圧差を変更し、トナー
の劣化や環境の温湿度変化対応して適正なトナーの帯電
が得られるように調整を行う。さらに出力電圧可変の交
流電源Ｅ₃を用いることにより、上記直流電圧差のみな
らず交流成分をも可変可能としてより良好な状態に調整
することができる。

【００７４】なお、トナーの無用な飛散を防止するた
め、帯電ローラ１３６は感光体ドラム１０にできるだけ
近接して設置するか、前記規制部材１３３はトレイルタ
イプとし、帯電ローラ１３６を規制部材１３３に当接す
るように設置するのが好ましい。

【００７５】以上、実施の形態１においては除電ローラ
１３５を現像領域の現像スリーブ１３１の回転方向下流
側に設けることについて説明した。また実施の形態２に
おいては帯電ローラ１３６を現像領域の現像スリーブ１
３１の回転方向上流側に設けることについて説明した。
除電ローラ１３５及び帯電ローラ１３６はそれぞれに固
有の効果を有しているが、現像領域の現像スリーブ１３
１の回転方向下流側に上記説明の除電ローラ１３５を、
また上流側に帯電ローラ１３６を設け、帯電ローラ１３
６の方が除電ローラ１３５より絶対値が高い電圧に設定
されることによって、両者の効果を併せ持った現像装置
が提供されることとなる。

【００７６】又、現像については非接触現像法を用いて
説明したが、１成分接触現像においても同様に適用し、
トナーの帯電や除電に効果を発揮する。この場合、現像
スリーブ１３１には直流電圧のみとし、帯電ローラ１３
６や除電ローラ１３５には直流と交流電圧とを重畳印加
する構成となる。

【００７７】

【発明の効果】第１発明の簡単な構成により、現像後の
現像スリーブ及び現像後の残留トナーの除電が行われる
ので、現像スリーブ上の現像パターンは除去され、現像
ゴーストの発生を防止する現像装置を安価に提供するこ
とが可能となった。

【００７８】第２発明の簡単な構成により、現像スリー
ブ上に均一なトナー帯電量を有するトナー層を形成し、
規制部材の現像スリーブに対する押圧力は低くすること
ができるので、現像スリーブ上のフィルミングやトナー
の劣化を防止するトナー帯電を実現し、かつ環境変化に
よるトナーの帯電量変化を防止して、ゴースト像の発生
を防止し極めて優れた画質の画像が得られ、安価に高速
現像が可能な現像装置を提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置を好適に適用可能なカラー画
像形成装置の断面構成図である。

【図２】第１の発明の現像装置を示す要部断面図であ
る。

【図３】図２の現像装置のバイアス電源の他の回路を示
す回路図である。

【図４】第２の発明の現像装置を示す要部断面図であ
る。

【符号の説明】

１０感光体ドラム（像形成体）１１スコロトロン帯電器１２露光ユニット１３現像装置１３１現像スリーブ１３２供給ローラ１３３規制部材１３４ホッパ部１３５除電ローラ１３６帯電ローラ１３８現像ケーシングＥ₁，Ｅ₂ 直流電源Ｅ₃ 交流電源Ｅ₄ 可変直流電源Ｒ抵抗

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像スリーブ上に、１成分絶縁性現像剤
の薄層を形成して、現像を行う現像装置において、現像後の前記現像スリーブに対して、現像剤を介して除
電ローラを当接すると共に、前記現像スリーブと前記除
電ローラとの間に振動電界を形成して、前記現像剤ある
いは前記現像スリーブを放電により除電することを特徴
とする現像装置。
【請求項２】前記現像剤の電荷量は１〜４μＣ／ｇで
あることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】前記除電ローラは弾性ローラからなり、
前記現像スリーブに対し従動回転することを特徴とする
請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】前記除電ローラと前記現像スリーブとの
間の直流電圧差は一定であることを特徴とする請求項１
に記載の現像装置。
【請求項５】現像スリーブ上に、１成分絶縁性現像剤
の薄層を形成して、現像を行う現像装置において、前記薄層形成された現像剤を介して前記現像スリーブ
に、帯電ローラを当接すると共に、前記現像スリーブと
前記帯電ローラとの間に振動電界を形成して、前記現像
剤を放電により帯電することを特徴とする現像装置。
【請求項６】前記現像剤薄層は、１〜２層であること
を特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】前記現像剤の電荷量は５〜２０μＣ／ｇ
であることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項８】前記帯電ローラは弾性ローラからなり、
前記現像スリーブに対し従動回転することを特徴とする
請求項５に記載の現像装置。
【請求項９】前記帯電ローラと前記現像スリーブとの
間の直流電圧差は一定であることを特徴とする請求項５
に記載の現像装置。
【請求項１０】前記帯電ローラと前記現像スリーブと
の間の直流電圧差及び交流電圧成分は変更可能であるこ
とを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項１１】前記現像剤は球形トナーからなること
を特徴とする請求項１又は５に記載の現像装置。