JP2003280389A

JP2003280389A - 現像装置

Info

Publication number: JP2003280389A
Application number: JP2002082694A
Authority: JP
Inventors: Kazue Nishiyama; 和重西山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2003-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】１耐久による画像筋むら防止２耐久／環境変動によるかぶり画像防止３耐久による飛散防止【解決手段】磁性一成分現像剤を用いた複数の現像剤
担持体を有する現像装置において、画像形成時に各現像
剤担持体に交流および直流成分のバイアスを印加する現
像装置において、１非画像形成動作時に交流成分を印加せずに画像形成
時と所定の角度に逆回転させ、逆方向回転の後、画像形
成時と方向に空回転動作をすること２現像スリーブを所定の角度に逆回転、その後順方向
空回転する動作を複数回行なうこと３環境情報によって逆回転、順回転動作をするタイミ
ングを決定すること４画像形成枚数情報により逆回転、順回転動作をする
タイミングを決定することにより上記の目的を達成させ
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を用い
た複写機，レーザービームプリンタ，ファクシミリ、印
刷装置などに用いられる現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、静電潜像担持体上に一様帯電を行
った後、アナログ露光または半導体レーザーないしはＬ
ＥＤにより画像露光を行い、静電潜像担持体上に静電潜
像を形成した後、これを現像装置により現像剤像として
可視像化し、転写材にこの可視像を転写した後、転写材
を静電潜像担持体より分離し定着装置により定着された
画像として出力する画像形成装置が知られている。図１
４を用いてその工程について説明する。画像形成装置は
静電潜像担持体として例えば感光ドラム１を有し、感光
度ドラム１は表面にＯＰＣ、ａ−Ｓｉ等の光導電層を備
え、矢印Ａ方向に回転される。この感光ドラム１の表面
を、一次帯電器３により例えば−７００Ｖに一様帯電す
る。ついで、画像信号情報による画像露光１２を行っ
て、感光ドラム１上の露光部の表面電位を例えば−２０
０Ｖに減衰し、感光ドラム１上に画像の画像信号に応じ
た潜像を形成する。画像露光１２には、たとえば半導体
レーザーあるいはＬＥＤアレーが用いられる。次に、潜
像を１成分現像器である現像器２により現像して、トナ
ー像として可視化する。乾式一成分現像剤を用いた現像
装置は簡易でキャリア等の交換が要らないため高耐久高
寿命であり、例えば磁性一成分トナーを用いたジャンピ
ング現像等がある。現像器２は負に帯電した黒トナーを
用いる。現像時、現像剤担持体には現像バイアスとして
−５００Ｖ程度の直流バイアスを印加して、潜像を反転
現像する。この後、必要に応じてチャージャー１０を用
いて転写前処理を施し、（通常はＤＣもしくはＡＣによ
るコロナの付与、または光除電などを組み合わせたりす
る）感光ドラム１に供給された転写材上に転写帯電器４
により転写する。その後、定着器７に送ってトナー像を
定着し画像が得られる。一方、感光ドラム１上に転写残
りのトナーをクリーニング装置１１により除去し、次の
画像形成に備える。

【０００３】画像形成装置の高速化に対しては現像装置
においては特開平０３−２０４０８４号公報に記載され
ているように２成分磁気ブラシを用いた現像装置の現像
ロールを複数にして対応していたり、また、特開平０２
−１８８７７８号公報に記載されているようにスリーブ
と感光体の距離を下流のスリーブほど近づけてスリーブ
からのトナーの補給量の均一化を図っている。また、小
型化した複数現像スリーブを有する現像装置としては特
公平３−５５７９号公報に示されるような現像装置も提
案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では複数現像剤担持体（現像スリーブ）を有した現
像装置は濃度維持の点で優れ、複数現像スリーブの間に
別にトナー層厚規制部材を設けないものはコンパクト性
に優れ省スペースであるものの、これらの現像システム
では以下のような問題点があった。

【０００５】上記の複数の現像スリーブ有する現像装置
においては、上流スリーブのトナー層厚規制には磁性ブ
レードなどが用いられるのに対して、下流の現像スリー
ブは上流の現像スリーブでトナー層厚規制を行う。該現
像剤担持体の回転方向は該現像剤担持体間において互い
に逆方向である。したがって、現像装置内のトナーは耐
久によってシェアを受け、現像剤担持体間ではトナー凝
集度が上がってしまうために、スリーブ間に圧力を受け
た状態でトナーが溜り、スリーブ上のトナーコートが筋
状になることがあり、結果として筋画像を出力すること
があった。これは凝集度が大きい正極に帯電するトナー
を用いる場合や高湿環境下での耐久では特に厳しかっ
た。

【０００６】２この現像剤担持体間に挟まれ滞留したト
ナーは画像形成時に現像剤担持体の回転とともに感光体
と対向する現像部に一番早く到達するため十分帯電付与
（トリボ付与）できずに、結果としてかぶり画像を生じ
ていた。

【０００７】３また、現像剤担持体間に溜ったトナーは
帯電しずらいため飛散し、機内飛散や帯電ワイヤーを汚
して結果として不良画像を出力していた。

【０００８】以上の課題に対して、本出願に係る第一の
目的は複数の現像スリーブを有する小型現像装置におい
て、耐久によっても画像むら、筋のない良好な画像を出
力することである。

【０００９】本出願に係る第二の目的は複数の現像スリ
ーブを有する現像装置において、長期の耐久や環境の変
化においても画像かぶりのない良好な画像を出力するこ
とである。

【００１０】本出願に係る第三の目的は複数の現像スリ
ーブを有する現像装置において、現像剤飛散による機内
汚れや帯電ワイヤーむらによる不良画像を防止すること
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、１静電
潜像担持体上に形成された静電潜像を磁性一成分現像剤
によって可視像化する同方向に回転する複数の現像剤担
持体を近接させた状態で配置し、上流現像剤担持体が下
流現像剤担持体の現像剤層厚規制部材をかねた現像装置
において、画像形成時に各現像剤担持体に交流および直
流成分のバイアスを印加することを特徴とし、該現像剤
担持体を非画像形成動作時に交流成分を印加せずに画像
形成時と逆方向に所定の角度回転させ、逆方向回転の
後、画像形成時と同じ方向に空回転動作をすること、２
該現像剤担持体を非画像形成動作時に交流成分を印加せ
ずに画像形成時と逆方向に回転させ、逆方向回転の後、
画像形成時と方向に空回転する一連の動作を一度に複数
回繰り返すこと、３環境情報によって逆回転、順回転動
作をするタイミングを決定すること、４画像形成枚数情
報により逆回転、順回転動作をするタイミングを決定す
ること、５非画像形成時の現像剤担持体の逆反対方向に
回転させる角度は０°〜４５°であること、６静電潜像
担持体を一様帯電する帯電手段と静電潜像を形成するた
めの露光手段と該静電潜像を可視化する現像手段を有
し、該現像剤像を転写材に転写し、静電潜像担持体上の
残現像剤をクリーニング装置により、回収し該残現像剤
を再び現像手段に戻し再利用する一成分磁性現像剤に上
記の現像方式を用いることにより、本出願に係る第一の
目的である複数の現像スリーブを有する小型現像装置に
おいて、耐久によっても画像むら、筋のない良好な画像
を出力すること、本出願に係る第二の目的である複数の
現像スリーブを有する現像装置において、長期の耐久や
環境の変化においても画像かぶりのない良好な画像を出
力すること、本出願に係る第三の目的である複数の現像
スリーブを有する現像装置において、現像剤飛散による
機内汚れや帯電ワイヤーむらによる不良画像を防止する
こと、以上を実現することに成功したものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】（実施例１）図２に，本発明にか
かる画像形成装置の概略を図示する。

【００１３】画像形成装置は感光体にφ１０８のａ−Ｓ
ｉドラム感光体を用いた。プロセススピードは４６０ｍ
ｍ／ｓｅｃで毎分９０枚の白黒デジタル複写機である。
ａ−Ｓｉは有機感光体に比べ比誘電率が１０程度と大き
いことや帯電電位が比較的低くＯＰＣに比べ潜像電位が
十分に取れないが高耐久で寿命が３００万枚以上あり、
高速機に向いているという特徴がある。

【００１４】該感光体は帯電器３により例えば＋５００
Ｖに一様帯電された後、６００ｄｐｉで画像露光１２が
なされる。画像露光１２は半導体レーザーを光源として
第１の画像信号により変調された第１のレーザービーム
であり、該第１のレーザービームはモーターにより一定
の回転数で回転する多面鏡により偏光され、結像レンズ
を経て、折り返しミラーで反射された後、感光体１上を
ラスタ走査されその露光部の表面電位を例えば＋１００
Ｖに減衰させて像状の潜像を形成する。波長は６８０ｎ
ｍである。その後、現像を行い、ポスト帯電器１０でト
ナーをプラスに帯電させると共に感光体とトナー間の吸
着力を弱め、転写、分離しやすいようにする。本実施例
では簡易で現像スリーブ寿命１０００ｋ枚までメンテの
要らない高耐久な現像方式である黒の磁性１成分現像剤
を用いた正規現像を行う。そして本実施例では複数の現
像剤担持体（現像スリーブ）を用いた現像を行う。トナ
ー補給の動作は図１０の２Ｂ付近のトナーがなくなると
圧電素子２２信号によりマグロール２４を回転させるよ
うな信号を出し、マグロール２４の回転によりホッパー
９Ｂよりトナーが現像器内に補給される。現像器２で静
電潜像をトナー像にした後、ポスト帯電器１０で総電流
−２００μＡ（ＡＣ＋ＤＣ）流してトナー像を帯電させ
た後、矢印方向に進む転写材に転写帯電器４により転写
し、定着器７に送ってトナー像を定着する。

【００１５】次に本実施例で用いた現像装置２について
詳しく説明する。

【００１６】現像剤は簡易でメンテの要らなく高耐久高
信頼性で生産性の高い負極性の一成分磁性トナーを用い
た。トナーはネガトナーで粒径は７．０μｍで、外添剤
としてＳｉＯ２が１．０％まぶされている。図１０に示
すように現像スリーブは２本よりなり、第一の現像剤担
持体（現像スリーブ）２０は非磁性部材であるφ２０の
アルミＡ２０１７の上にＦＧＢ＃３００でブラスト処理
をした後、図１１に示すようにコーティングをおこなっ
たものである。第二のスリーブも同様で現像剤担持体
（現像スリーブ）３０は非磁性部材であるφ２０のアル
ミＡ２０１７の上にＦＧＢ＃３００でブラスト処理し、
コーティングをおこなった。このコーティングはスリー
ブ周期で発生するスリーブゴースト画像を防止するとと
もにスリーブ表面の耐久性を高めるためである（Ａｌ表
面を保護する膜である）。

【００１７】膜の処方はＡｌスリーブ表面にフェノール
樹脂と結晶性グラファイトおよびカーボンを１００：３
６：４の重量比割合で混合して、膜厚１０μｍで１５０
℃環境で硬化させた膜を用いた。

【００１８】膜の厚さは安定かつ均一な膜を形成するた
めの厚さは１０μｍ程度である。この場合Ｐ／Ｂは１／
２．５である。Ｂは樹脂の重量、Ｐは樹脂以外のものの
重量（結晶性グラファイト＋カーボン）を表す。ちなみ
に、グラファイトとカーボンの比はカーボンの分散性よ
り９：１が好ましい。

【００１９】次に磁気シール部材について説明する。図
３に示すように、第一現像スリーブは内部に６極の磁極
を有する現像スリーブと第二現像スリーブは６極の磁極
を有する現像スリーブであり、両スリーブの外周に沿っ
て図のような形をした２本スリーブ用の主に鉄よりなる
モルグロイ（ＫＮメッキ、透磁率１０−６）で作製した
磁気シール部材を図６に示すように現像スリーブ両端近
傍に設けた。現像スリーブ表面と磁気シール部材とのギ
ャップは４００μｍ±１００μｍに周全体がなるように
した。

【００２０】第一のマグネット長はＬ１＝３０５ｍｍ、
第二のマグネット長はＬ２＝３０５ｍｍとした。

【００２１】磁性シールの取り付け位置についてはマグ
ネットに対する磁性シールの適切な磁性シールの外側の
端部の位置とマグネットの端部を一致させるのが一番好
ましい。これは磁気シールの外側よりマグネットが外に
出ると長手方向の外にも磁力が存在するために、その磁
力でトナーが外に運ばれてしまい、トナー漏れを引き起
こすためである。また、逆に磁性シールの外端に対して
マグネットの端部が中に入り過ぎると、本来、磁性シー
ルとマグネットの間で磁気ブラシを形成して、トナー漏
れを無くす磁性シールが、磁気シールの外端部では磁力
が存在しないのにもかかわらず、スリーブ上には磁気シ
ールの幅で磁気ブラシを形成するために、外側のトナー
は端部に漏れると同時に、トナー層厚も大きくなり、ボ
タ落ちする場合も有る。また、長手方向には、スリーブ
とマグネットの関係等でガタがあるために、それらを考
慮して、図６に示すようにマグネット端から１ｍｍ内側
に入ったところに磁性シールの端部が位置するようにし
た。

【００２２】第一の現像スリーブの内部には図３、表１
に示すような６極の磁場パターンを有する固定マグネッ
トを備えている。現像スリーブは対ドラムに対して１５
０％の速度で回転する。

【００２３】

【表１】

【００２４】トナーは磁気ブレードで層厚を規制し、Ｓ
−Ｂｇａｐは２５０μｍとした。第一現像スリーブと感
光ドラムとの距離Ｓ−Ｄｇａｐは２５０μｍとし、現像
スリーブには＋２００ＶのＤＣバイアスと図４に示すよ
うにＶｐｐ１５００Ｖ、周波数２．７ｋＨｚの矩形波を
ＡＣバイアスとして印加した磁性一成分非接触現像を行
う。従って、現像コントラストは飛翔方向に３００Ｖ、
かぶりとりコントラストが１００Ｖとなる。

【００２５】第二の現像スリーブ３０は現像剤担持体
（現像スリーブ）は非磁性部材であるφ２０のアルミＡ
２０１７に膜を形成したものを用いる。その内部には図
３、表２に示す６極の磁場パターンよりなるマグネット
を有する。現像スリーブには＋２００ＶのＤＣバイアス
と図４に示すようにＶｐｐ１６００Ｖ、周波数２．７ｋ
Ｈｚの矩形波を印加する。第一現像スリーブと同一なの
で共通であり、電源は１つでよいのでコストダウンにな
り、かつ電源のスペースが少なくて済むメリットがあ
る。現像スリーブは対ドラムに対して１５０％の速度で
回転する。第二現像スリーブ上のトナー層厚規制は上流
の現像スリーブにより行う。第一現像スリーブと第二現
像スリーブ間の距離は３００μｍにした。これは第一と
第二の現像スリーブでのトナー供給量を等しくなるよう
にするための値である。このようにすることでスリーブ
上のトナーコート量（Ｍ／Ｓ）を約１．０ｍｇ／ｃｍ^２
にした。第二現像スリーブのＳ−Ｄｇａｐは２５０μｍ
である。単位時間あたりのトナー供給量をおおよそそろ
えることは、複数現像スリーブの現像特性を安定させ濃
度変動を低減するうえで重要である。

【００２６】

【表２】

【００２７】本特許の特徴について説明する。

【００２８】本特許は複数現像スリーブを有し、下流の
現像スリーブ上のトナーコートを上流の現像スリーブに
よって行い、現像スリーブの回転方向が現像スリーブ間
において互いに逆方向である系において、過酷な連続耐
久においても、現像スリーブ上のコートが筋状になるの
を防いで画像筋むらをなくすこと、画像かぶりをなくす
こと、トナー飛散をなくすことである。

【００２９】本発明の現像方式は現像スリーブ間に部材
がないために、よりコンパクトな構成になっている。こ
の方式では第一現像スリーブは磁性ブレードでのトナー
規制を行った後、第二現像スリーブのトナーを規制し、
第二現像スリーブは第一現像スリーブによる規制でかつ
第一現像スリーブはトナー規制部でトナーの進行方向と
逆方向に回転する。

【００３０】現像装置内のトナーは過酷な連続耐久を行
うと熱的、機械的シェアを受け、現像剤担持体間ではト
ナー凝集度が上がってしまうために、スリーブ間に存在
するトナーは圧力を受けた状態で２つのスリーブで形成
される三角領域（図１３矢印部）にトナーが溜り、スリ
ーブ上のトナーコートが筋状になることがあり、結果と
して筋画像を出力することがあった。

【００３１】この現象は高温高混環境において特に厳し
かった。

【００３２】また、この現像剤担持体間に挟まれ滞留し
たトナーは画像形成時に現像剤担持体の回転とともに感
光体と対向する現像部に一番早く到達するため十分帯電
付与（トリボ付与）できずに、結果としてかぶり画像を
生じていた。

【００３３】また、現像剤担持体間に溜ったトナーは帯
電しずらいため飛散し、機内飛散や帯電ワイヤーを汚し
て結果として不良画像を出力していた。

【００３４】本特許では画像形成装置電源投入時にいわ
ゆるウォームアップ時に定着器が温まる前に、現像スリ
ーブを画像形成方向とは逆方向に回転させ、その後通常
の画像形成時の方向に回転させることを特徴とする。こ
れをここではリフレッシュモードと称する。

【００３５】従来は初期は問題がないものの、耐久がす
すみ１００ｋ枚ほどになるとスリーブ上のコートに若干
筋が発生し、これがハーフトーン画像では筋となってい
た。今日のデジタル機においては画質が重要視されるた
め若干の筋も課題となっていた。白地部においても初期
にくらべ画像かぶりが局所的ではあるがではじめてい
た。トナー飛散に関しても後述の基準に対しては飛散の
多い状態であった。

【００３６】次に本特許の詳細について述べる。モータ
ーを順方向逆方向に回転させることに関しては従来のＤ
Ｃモータからステツピングモータにすることで可能とな
る。本実施例のシーケンスを図１にしめす。電源投入
後、定着器のヒーターが点灯し温調温度１８０度まで立
ち上げる（図１の定着シーケンスの濃い斜線部）。この
間に現像スリーブは３０°逆方向に回転し、その後１０
秒間画像形成時の方向に現像スリーブを回転させる。本
実施例ではこの１連の動作を３セット繰り返す。ここで
図１の現像スリーブ１、２の濃い斜線部は逆回転に要す
る時間、薄い斜線部は画像形成方向に現像スリーブが回
転している時間を表している。

【００３７】その後、定着温度が所定の温度に達した
ら、コピー可能のシグナルが操作部に表示される（この
場合、電源投入ＯＮから約３分間かかる）。コピーボタ
ンを押すとメインモーターが作動し、感光体が回転を始
める。それに伴い、図２の一次帯電器２０３にＤＣバイ
アスが印加され、感光体が＋５００Ｖに均一に帯電され
る。その後、画像領域になる前（約５０ｍｓｅｃ前）に
第一現像スリーブ、第二現像スリーブとも回転を始め
る。その後、画像領域になる直前（約６ｍｓｅｃ前）に
ＡＣバイアスを両スリーブともに印加する。画像領域終
了直後（約６ｍｓｅｃ後）に両現像スリーブへのＡＣバ
イアス印加を停止し、メインモータ停止前に第一、第二
現像スリーブとも回転を停止させる。そして、メインモ
ーター終了前にＤＣバイアス印加を停止する。

【００３８】このような構成にした際の実力を表３に示
す。

【００３９】

【表３】

【００４０】このように、画像筋むら、画像かぶり、機
内トナー飛散ともレベルが改善されていることがわか
る。これは画像形成装置電源投入後に現像スリーブを逆
に回転させることでまず、図１３の矢印部で生じるトナ
ーの凝集状態を解放させる（応力解放）ことができ、そ
の後の耐久においても、耐久によってできた凝集トナー
魂を初期の段階で分散させることができ、従来よりも矢
印部における凝集度の上昇を防ぐことができるのであ
る。また、画像かぶりにおいては、従来は耐久によって
帯電劣化をし、劣化した状態で朝一、または長期放置後
に画像を出力すると矢印部のトナーは帯電が不足して画
像かぶりが生じる。これが本方式のシーケンス動作をす
ることで、劣化の程度が低減できるとともに空回転する
ことでトナーの帯電量（トリボ）が特に低い電源投入時
にトリボを立ち上げることでき、その結果がいわゆる未
帯電トナーによる画像かぶりがなくなるのである。

【００４１】角度については逆に回転させる角度が大き
ければ大きいほどよいが、４５°以上逆に回すとかえっ
てトナー第一現像スリーブの下流からトナーが吹き出し
てきてしまい、コートが不安定になるため、逆に回す角
度については０°から４６°が好ましい。トナー飛散に
関しても帯電不足のトナーがスリーブ間の応力緩和と空
回転によるトリボの立ち上げで、低減できることによ
り、飛散量も低減できた。飛散に関しては表４に示すよ
うに現像スリーブの逆回転、及び順回転中に現像バイア
スの交流成分を印加した（オン）場合と印加しない（オ
フ）場合で飛散のレベルが極端に変わる。従って、逆回
転中はオフが良い。これは交流バイアスが印加されてい
ると現像スリーブと感光体の間でいわゆるＡＣ飛散と呼
ばれるようにトナーの飛翔現象を活発にすることによ
る。すなわち、これをさせないのである。

【００４２】

【表４】

【００４３】ちなみに現像スリーブを逆に回転させるこ
とについては２成分現像においては特開平５−３４６７
３１号公報に述べられているが、これは２成分現像の穂
切りに関するものであり、積極的に回転させる点、ＡＣ
バイアスを重畳する点、また、現像器構成も大きく違っ
ており根本的に異なるものである。

【００４４】空回転に関してもただ、空回転するのとは
異なる。逆に回転することで応力を解放した後に回転す
ることでトナーを均一にならすことがポイントである。

【００４５】本実施例ではこのリフレッシュモードを複
数回行うことで局所的な凝集を更に分散させることがで
き、現像特性に対しても長手方向に均一にすることがで
きた。

【００４６】評価基準については下記に示すとうりであ
る。筋むら ○：耐久において現像スリーブ上のコートが筋にならな
い ×：筋になる画像かぶり ○：耐久において白地部のかぶりが２％未満 ×：白地
部のかぶりが２％以上トナー飛散 ○：１００ｋ枚耐久でトナー量１．０ｇ以下 △：１．
０〜２．０ｇ ×：２．０ｇ以上また、シーケンスの主な時間については図１に示すとう
りである。

【００４７】以上の構成にすることで、高速機対応の複
数の現像スリーブを有する小型現像装置において、第一
の目的である耐久によっても画像むら、筋のない良好な
画像を出力すること、本出願に係る第二の目的である複
数の現像スリーブを有する現像装置において、長期の耐
久や環境の変化においても画像かぶりのない良好な画像
を出力すること、本出願に係る第三の目的である複数の
現像スリーブを有する現像装置において、現像剤飛散に
よる機内汚れや帯電ワイヤーむらによる不良画像を防止
することができた。

【００４８】（実施例２）本発明にかかる画像形成装置
は実施例１と同様である。

【００４９】本実施例の特徴は、カウンター（耐久枚
数）情報と周囲の環境情報に基づき、前述のリフレッシ
ュモードのタイミングを行うものである。カウンター情
報は画像形成装置そのものがメモリーをもって、コピー
ないしはプリントした枚数をカウントする。環境につい
ては環境センサー（温度、混度）により空気中の絶対水
分量を計算して、環境を画像形成装置そのものが検知す
る。本実施例はその情報に基づいてリフレッシュモード
の実施タイミングを制御するものである。ここでは常温
低湿時はトナーの流動性が良いため、あえて画像終了後
の逆回転は行わずに、常温常湿から高温高湿を検知した
際に画像形成後の逆回転を３００行い、その後から回転
を行う。また、電源投入時に加えカウンター情報より定
期的に行うリフレッシュモードを実施間隔を決定する。
リフレッシュモード自体は実施例１と同じで３セット繰
り返す。このようにすることで耐久によってもかぶりや
画像むら、筋のない良好な画像を出力すること、画像か
ぶり、トナー飛散による機内汚れや帯電ワイヤーむら等
による不良画像を防止することを可能にしたものであ
る。

【００５０】絶対水分量の開催はＡ０−１０ｇ／ｍ^３、
Ｂｌ０−１６ｇ／ｍ^３、Ｃ１６ｇ／ｍ^３以上である。

【００５１】ここで高温／高湿はＣの領域に相当する。
カウンターについては２０００枚ごとに定期的にリフレ
ッシュモードを実施する。

【００５２】本実施例においては凝集度が高い高温高湿
の場合のみを検知してその場合だけリフレッシュモード
を定期的に行うものであるが、常温常湿の時から高温高
湿に及んで実施してもよい。

【００５３】次に本実施例で用いた現像装置２について
詳しく説明する。

【００５４】現像剤は重量平均粒径が７μｍの正極性の
一成分磁性トナーを用い反転現像を行った。

【００５５】図１０に示すように現像スリーブは２本よ
りなり、第一の現像剤担持体（現像スリーブ）２０は非
磁性部材であるφ２０のアルミＡ２０１７の上にＦＧＢ
＃６００でブラスト処理をした後、Ｃｒメッキ処理を行
ったものである。第二のスリーブも同様で現像剤担持体
（現像スリーブ）３０は非磁性部材であるφ２０のアル
ミＡ２０１７の上にＦＧＢ＃６００でブラスト処理し、
Ｃｒメッキ処理を行なった。このメッキ膜はトナーの帯
電付与とスリーブ表面の耐久性を高めるためである。

【００５６】第一の現現像スリーブは対ドラムに対して
１５０％の速度で回転する。トナーは磁気ブレードで層
厚を規制し、Ｓ−Ｂｇａｐは２５０μｍとした。第一現
像スリーブと感光ドラムとの距離Ｓ−Ｄｇａｐは２００
μｍとし、現像スリーブには＋３５０ＶのＤＣバイアス
と図４に示すようにＶｐｐ１４００Ｖ、周波数２．７ｋ
Ｈｚの矩形波をＡＣバイアスとして印加した磁性一成分
非接触現像を行う。従って、現像コントラストは飛翔方
向に２５０Ｖ、かぶりとりコントラストが１５０Ｖとな
る。

【００５７】第二の現像スリーブ３０は現像剤担持体
（現像スリーブ）は非磁性部材であるφ２０のアルミＡ
２０１７にＣｒメッキ膜を形成したものを用いる。現像
スリーブには＋３５０ＶのＤＣバイアスと図４に示すよ
うにＶｐｐ１４００Ｖ、周波数２．７ｋＨｚの矩形波を
印加する。第一現像スリーブと同一なので共通であり、
電源は１つでよいのでコストダウンになり、かつ電源の
スペースが少なくて済むメリットがある。現像スリーブ
は対ドラムに対して１５０％の速度で回転する。トナー
の層厚規制は磁気ブレードを用い、第一現像スリーブと
の距離は４００μｍ、Ｓ−Ｄｇａｐ２５０μｍとする。

【００５８】環境センサーはＴＤＸ製のＦＧ５−３０６
４を用いた。

【００５９】本実施の効果を表５、表６、表７に示す。
これらは各環境での耐久後の従来の実力と実施例２の実
力をしめす。ここではＮ／Ｎは２５℃５５％、ＮＨは２
５℃１５％、３０℃８０％の環境とする。このように、
画像筋むら、画像かぶり、機内トナー飛散ともレベルが
改善されていることがわかる。図１３で示す矢印部では
特にＮ／ＮからＨ／Ｈ環境で厳しく。また、負極性トナ
ーは実施例１のような正極性トナーより上記課題のレベ
ルが良いことからＮ／Ｌ、ＮＮ環境ではあえて本特許の
シーケンス動作を必要としなくてもいい。無駄な動作を
させないことはモータの長寿命化にもなるため、本実施
では必要最低限な動作をさせるものである。

【００６０】また、定期的に行うことでより、図１３の
矢印部で生じるトナーの凝集状態を常に解放させる（応
力解放）ことができ、耐久においても従来よりも矢印部
における凝集度の上昇を防ぐことができる。

【００６１】

【表５】

【００６２】

【表６】

【００６３】

【表７】

【００６４】以上の構成にすることで、高速機対応の複
数の現像スリーブを有する小型現像装置において、第一
の目的である耐久によっても画像むら、筋のない良好な
画像を出力すること、本出願に係る第二の目的である複
数の現像スリーブを有する現像装置において、長期の耐
久や環境の変化においても画像かぶりのない良好な画像
を出力すること、本出願に係る第三の目的である複数の
現像スリーブを有する現像装置において、現像剤飛散に
よる機内汚れや帯電ワイヤーむらによる不良画像を防止
することができた。

【００６５】（実施例３）本発明にかかる画像形成装置
は実施例１と同様である。

【００６６】本発明の特徴は前述のリフレッシュモード
を特に凝集度的にも不利なリユース機に適用したことで
ある。

【００６７】リユース系トナーは基本的には転写されず
に残りクリーニングで回収された廃トナーであるため
に、劣化でＮｅｗトナーと比較して、トリボが極端に小
さいために飛散が更に悪くなる。本実施例はこれらのこ
とを鑑みて実施したものである。

【００６８】本実施例では図７に示す画像形成システム
で感光体としてａ−Ｓｉドラムを用いたデジタル複写機
について説明する。プロセススピードは５００ｍｍ／ｓ
の１１０枚／分である。この感光ドラム２０１の表面
を、一次帯電器２０３により＋５００Ｖに一様帯電す
る。ついで、波長６８０μｍの半導体レーザーで６００
ｄｐｉでＰＷＭによる露光２１２を行って、感光ドラム
２０１上に静電潜像を形成する。次に、現像器２０２に
より正規現像し、トナー像として可視化する。

【００６９】現像剤は磁性一成分ネガトナーを用いジャ
ンピング現像をする。トナー粒径は６．０μｍである。
これは従来の２成分現像剤ではキャリアの交換を１０万
枚ごとにサービスマンが行わねばならずメンテフリーで
ないためリユースの利点があまり繁栄できない。それに
対して耐久性が無限でノーメンテで済む乾式磁性一成分
トナーを用いた。現像バイアスは第一、第二共に２４０
０Ｈｚ、１５００Ｖｐｐ、Ｄｕｔｙ６０％の交流電圧に
＋２００Ｖの直流電圧を重畳したバイアス電圧を印加す
る。Ｓ−Ｂｇａｐは第一が２５０μｍ、でＳ−Ｄｇａｐ
は共に２５０μｍとした。その後、ポスト帯電器で総電
流−２００μＡ流してトナー像を帯電させた後、矢印方
向に進む転写材に転写帯電器釜０４により転写し、定着
器７に送ってトナー像を定着する。一方、感光ドラム１
上の転写残りのトナーをクリーニング装置２０６により
除去、回収して搬送パイプ２０８を通して廃トナー（リ
ユーストナー）を現像ホッパー２０９Ｂに戻す。搬送パ
イプにはスクリュー状の搬送部材が内部にあり、回転す
ることでリユーストナーを運ぶ。更に詳細を述べると図
７に示すように運ばれたリユーストナーは現像ホッパー
２０９Ｂに入れられ再利用される。また別にＮｅｗトナ
ーはホッパー２０９Ａに入れられ、マグローラ２１Ａ、
２１Ｂにより磁力でそれぞれのトナーは引きつけられ、
マグローラ２１Ａ、２１Ｂが回転することにより現像器
内にトナーは運ばれる。本実施例ではリユーストナーと
Ｎｅｗトナーを現像器内で混ぜる方法を採用したが、ホ
ッパー内に混合するスペースを設け混ぜても構わない。
現像器内で混ぜられたトナーは再び現像スリーブに送ら
れ、感光体上に現像される。マグローラ２１Ａの通常の
回転速度は２回転／分でマグローラ２１Ｂの回転速度を
変化させる。マグローラ回転の信号は現像器内のピエゾ
センサー（ＴＤＫ製）にトナーの自重がかからなくな
り、振動するとトナー供給信号が発せられる。

【００７０】通常はマグローラ２１Ｂはマグローラ２１
Ａに対して１０／９０（マグローラ２１Ａ：マグローラ
２１Ｂ＝９：１）にする。

【００７１】本実施例の現像器構成は実施例２と同様で
ある。

【００７２】図８に、廃トナーが混在した場合の下流ス
リーブの回転開始からの時間と下流でのトナーの帯電量
の関係を示す。本現像系のように下流現像スリーブのト
ナー層厚規制を上流の現像スリーブにより行う現像装置
で一成分磁性現像剤を用いるリユースを行うと通常より
帯電量の立ち上がりが遅いことがわかる。比較例として
リユースしない場合を点線として示す。このような系に
おいては本特許のシーケンスは特に効果を発揮する。

【００７３】次に本特許の詳細について述べる。同様に
モーターを順方向逆方向に回転させることに関しては従
来のＤＣモータからステツピングモータにすることで容
易である。本実施例の基本シーケンスは実施例１と同様
である。電源投入後、定着器のヒーターが点灯し温調温
度１８０度まで立ち上げる（図１の定着シーケンスの濃
い斜線部）。この間に現像スリーブは３０°逆方向に回
転し、その後１０秒間画像形成時の方向に現像スリーブ
を回転させる。本実施例ではこの１連の動作を３セット
繰り返す。ここで図１の現像スリーブ１、２の濃い斜線
部は逆回転に要する時間、薄い斜線部は画像形成方向に
現像スリーブが回転している時間を表している。本実施
例では定期的にはいるリフレッシュモード内の繰り返し
回数をカウンター情報に基づさ変化させることを特徴と
する。これはリユース機では耐久によるトナーの業種度
アップが激しいため、それに対応したのである。リフレ
ッシュモード自体は２０００枚ごとに行い、その中の繰
り返しセット数を実施例２は３回であったが、これを適
正なものにする。つまり初期の状態では凝集度も高くな
いので、それほど必要がないため無駄な動作を減らし、
耐久が進むとそれに応じて必要な回数を増やすのであ
る。ここでは１０万枚ごとに１セット、２セット、３セ
ットと増やしていく。現像器交換目安は１００万枚であ
るので最大１０セットとなる。

【００７４】そのようにした結果を表８に示す。

【００７５】

【表８】

【００７６】このようにトナーをリユースすることによ
り、よりトナーの凝集度が上がる場合においても画像筋
むら、画像かぶり、トナー飛散低減を実現できた。

【００７７】これは、リフレッシュモード内の繰り返し
回数をカウンターが増加する（耐久枚数が増える）につ
いて増やすことで、現像スリーブを逆に回転させること
でまず、図１３の矢印部で生じるトナーの凝集状態を十
分に解放させ（応力解放）、その後の耐久においても、
耐久によってできた凝集トナー塊を常に分散させること
ができ、リユースする場合のような更に業種度が高い場
合においても矢印部の凝集度の上昇を防ぐのである。こ
の結果、筋画像をなくし、画像かぶりにおいても空回転
することでトナーの帯電量（トリボ）を常に高い状態に
保ち、その結果がいわゆる未帯電トナーによる画像かぶ
りがなくなるのである。

【００７８】飛散に関しても未帯電トナーを低減するこ
とで減る。

【００７９】以上のような構成により、リユース対応の
現像システムであるとともに、高速機対応の複数の現像
スリーブを有する小型現像装置において、第一の目的で
ある耐久によっても画像むら、筋のない良好な画像を出
力すること本出願に係る第二の目的である複数の現像ス
リーブを有する現像装置において、長期の耐久や環境の
変化においても画像かぶりのない良好な画像を出力する
こと本出願に係る第三の目的である複数の現像スリーブ
を有する現像装置において、現像剤飛散による機内汚れ
や帯電ワイヤーむらによる不良画像を防止することがで
きた。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１静電潜像担持体上に形成された静電潜像を磁性一成分
現像剤によって可視像化する同方向に回転する複数の現
像剤担持体を近接させた状態で配置し、上流現像剤担持
体が下流現像剤担持体の現像剤層厚規制部材をかねた現
像装置において、画像形成時に各現像剤担持体に交流お
よび直流成分のバイアスを印加することを特徴とし、該
現像剤担持体を非画形成時に交流成分を印加せずに画像
形成時と逆方向に所定の角度回転させ、逆方向回転の
後、画像形成時と同じ方向に空回転動作をすること、２
該現像剤担持体を非画像形成動作時に交流成分を印加せ
ずに画像形成時と逆方向に回転させ、逆方向回転の後、
画像形成時と方向に空回転する一連の動作を一度に複数
回繰り返すこと、３環境情報によって逆回転、順回転動
作をするタイミングを決定すること、４画像形成枚数情
報により逆回転、順回転動作をするタイミングを決定す
ること、５非画像形成時の現像剤担持体の逆反対方向に
回転させる角度は０°〜４５°であること、６静電潜像
担持体を一様帯電する帯電手段と静電潜像を形成するた
めの露光手段と該静電潜像を可視化する現像手段を有
し、該現像剤像を転写材に転写し、静電潜像担持体上の
残現像剤をクリーニング装置により、回収し該残現像剤
を再び現像手段に戻し再利用する一成分磁性現像剤に上
記の現像方式を用いることにより、本出願に係る第一の
目的である複数の現像スリーブを有する小型現像装置に
おいて、耐久によっても画像むら、筋のない良好な画像
を出力すること、本出願に係る第二の目的である複数の
現像スリーブを有する現像装置において、長期の耐久や
環境の変化においても画像かぶりのない良好な画像を出
力すること、本出願に係る第三の目的である複数の現像
スリーブを有する現像装置において、現像剤飛散による
機内汚れや帯電ワイヤーむらによる不良画像を防止する
ことを実現することに成功した。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のシーケンスを説明するための構成
図。

【図２】第１実施例で用いる画像形成装置を説明するた
めの図。

【図３】第１実施例で用いる現像スリーブの磁極配置を
説明するための図。

【図４】第１実施例で用いる現像バイアスを説明するた
めの図。

【図５】本実施例の現像スリーブの配置と端部シールの
関係を説明する図。

【図６】実施例の現像スリーブの配置と端部シールを説
明するための図。

【図７】実施例３のリユース画像形成装置を説明するた
めの図。

【図８】トナーの帯電特性の変化を説明するための図。

【図９】画像処理のフローを示すための図。

【図１０】本実施例の現像装置を説明するための図。

【図１１】第一の実施例の現像スリーブを説明するため
の図。

【図１２】従来の画像形成装置を説明するための図。

【図１３】本実施例の現像装置の現像スリーブ間のトナ
ー凝集を説明するための図。

【図１４】従来例の画像形成装置を説明するための図。

【符号の説明】

１ドラム感光体２現像器３一次帯電器４転写帯電器５分離帯電器６クリーニング装置７定着装置９現像器ホッパー１０ポスト帯電器１２画像露光２０第一の現像スリーブ３０第二の現像スリーブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 21/14 Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７Ｄ 21/00 ３２６Ｆターム(参考） 2H027 DA13 DA14 DA38 DA45 DE07 EA04 EA05 EC06 EC14 ED08 ED09 EE01 EF02 2H073 AA01 AA03 AA07 AA10 BA02 BA04 BA13 BA33 BA36 CA02 CA14 2H077 AA37 AC16 AD02 AD06 AD13 AD14 AD18 AD24 AD35 AD36 AE06 BA03 CA15 DA18 DA22 DB08 DB14 DB25 EA13 EA16 EA21 FA03 FA13 GA02 GA03 2H134 GA01 GB02 JA02 JA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像担持体上に形成された静電潜像
を磁性一成分現像剤によって可視像化する同方向に回転
する複数の現像剤担持体を近接させた状態で配置し、上
流現像剤担持体が下流現像剤担持体の現像剤層厚規制部
材をかねた現像装置において、画像形成時に各現像剤担
持体に交流および直流成分のバイアスを印加することを
特徴とし、該現像剤担持体を非画像形成動作時に交流成
分を印加せずに画像形成時と逆方向に所定の角度回転さ
せ、逆方向回転の後、画像形成時と同じ方向に空回転動
作をすることを特徴とする現像装置。
【請求項２】該現像剤担持体を非画像形成動作時に交
流成分を印加せずに画像形成時と逆方向に回転させ、逆
方向回転の後、画像形成時と方向に空回転する一連の動
作を一度に複数回繰り返すことを特徴とする請求項１に
記載の現像装置。
【請求項３】環境情報によって逆回転、順回転動作を
するタイミングを決定することを特徴とする請求項１な
いし２に記載の現像装置。
【請求項４】画像形成枚数情報により逆回転、順回転
動作をするタイミングを決定することを特徴とする請求
項１ないし３に記載の現像装置。
【請求項５】非画像形成時の現像剤担持体の逆反対方
向に回転させる角度は０°〜４５°であることを特徴と
する請求項１ないし４に記載の現像装置。
【請求項６】静電潜像担持体を一様帯電する帯電手段
と静電潜像を形成するための露光手段と該静電潜像を可
視化する現像手段を有し、該現像剤像を転写材に転写
し、静電潜像担持体上の残現像剤をクリーニング装置に
より、回収し該残現像剤を再び現像手段に戻し再利用す
る一成分磁性現像剤を用いた現像方式であることを特徴
とする請求項１ないし５に記載の現像装置。