JP3217670B2 - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真複
写機、電子写真プリンター等の画像形成装置、この画像
形成装置に適用される現像装置、及び少なくとも現像装
置を備え画像形成装置本体に着脱自在とされたプロセス
カートリッジに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置において
は、像担持体上に形成した静電潜像を、現像装置により
トナー像として可視化することを行なっている。

【０００３】このような現像装置の一つとして、乾式一
成分現像装置が種々提案されまた実用化されている。し
かし、いずれの現像装置でも現像剤担持体上に一成分現
像剤であるトナーの薄層を形成するのは困難である。

【０００４】然るに画像の解像力、鮮明度等の向上が求
められている現在、トナーの薄層形成方法及びその装置
に関する開発は必須となっておりまたこれに対していく
つかの方策が提案されている。

【０００５】例えば特開昭５４−４３０３８号公報に示
されるように、現像剤担持体である現像スリーブにゴム
または金属製の規制部材である弾性ブレードを当接さ
せ、この弾性ブレードと現像スリーブとの当接部の間に
トナーを通過させて規制することにより、現像スリーブ
上にトナーの薄層を形成し、かつ当接部での摩擦でトナ
ーに十分なトリボを付与させるものである。

【０００６】この場合、上記の弾性ブレードにより非磁
性トナーを規制するときには、現像スリーブ上にトナー
を供給するトナー供給部材が別途必要になる。これは、
磁性トナーの場合には現像スリーブ内の磁石の磁力によ
り現像スリーブ上にトナーを供給できるが、非磁性トナ
ーの場合には磁力によるトナーの供給が行なえないため
である。

【０００７】そこで、本出願人は、特開昭５８−１１６
５５９号公報において現像装置を提案した。この提案の
現像装置では、図８に示すように、一成分現像剤として
非磁性トナー３６を収容した現像容器３２内に弾性ブレ
ード３４よりも現像スリーブ３３の回転方向上流側の位
置で現像スリーブ３３に当接するファーブラシ構造の弾
性ローラ３５を設置して、現像スリーブ３３上の現像に
消費されずに残存したトナー３６を弾性ローラ３５によ
り剥ぎ取ると共に現像スリーブ３３上に新たなトナー３
６を供給するようにしている。

【０００８】上述した構成をとることにより、現像スリ
ーブ３３上に非磁性トナー３６の薄層を良好に形成する
ことができ、像担持体上のの静電潜像を良好に現像する
ことが可能となる。

【０００９】一方、像担持体１上の潜像を良好に現像す
る他の手法として、現像スリーブおよび感光体間に印加
する現像交番電界のＡＣ波形を工夫するものがあり、例
えば、このような現像交番電界として、図９に示すよう
に非対称な波形を用いることにより、画質の向上を図る
ことができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記現像装置を
用いて現像動作を多数回繰り返した場合、層厚規制手段
である弾性ブレード３４と現像スリーブ３３に挟まれた
トナーの侵入部分において、滞留するトナーが長手方向
で部分的に凝集することによって、現像スリーブ３３上
に形成されるトナー薄層の層厚が現像スリーブ３３の長
手方向で不均一になったり、凝集トナーが弾性ブレード
３４の現像スリーブ３３への当接ニップに挟まることに
よって、局所的にトナー３６がコーティングされずに白
く抜けるスジが発生する問題が生じた。

【００１１】さらにこの現象は、像担持体１から転写材
に不図示の転写手段によって転写する際の転写性にすぐ
れ、転写されずに像担持体上に残存した転写残トナーを
ブレード、ファーブラシ等のクリーニング手段によって
クリーニングする際に潤滑性が高いことから像担持体の
摩耗の少ないなどの利点を有するトナー、すなわちトナ
ーとして球形であり表面が平滑であるものを用いるとよ
り顕著に見られ、特にトナー同士の付着力が弱い故に、
コーティングが不均一になりトナー層厚が過大になった
部分や、上述した白スジ部分の両側部分において、現像
スリーブ３０表面から外部にトナーがこぼれ落ちる（ト
ナーボタ落ちと称する）問題が発生し好ましくなかっ
た。

【００１２】従って、本発明の第１の目的は、現像剤担
持体上のトナー薄層形成を安定して良好に行なうことの
できる現像装置、この現像装置を備えた画像形成装置、
及び少なくとも上記現像装置を備え、画像形成装置本体
に着脱自在なプロセスカートリッジを提供することであ
る。

【００１３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、非磁性一成分現像剤を収容する現像容器と、
像担持体に形成された静電潜像を現像剤で現像するため
に現像剤を担持する現像剤担持体であって、現像容器の
開口部に延在する回動する現像剤担持体と、現像剤担持
体に対し現像剤を介して当接する弾性規制部材と、弾性
規制部材の現像剤担持体との当接部に対し現像剤担持体
の回転方向上流側に当接して設けられた回転可能な現像
剤供給部材とを有し、像担持体と現像剤担持体との間
に、現像促進電界が形成される時間と現像抑制電界が形
成される時間との比率が異なる波形を備える現像交番電
界が形成される現像装置において、弾性規制部材は少な
くとも当接部において弾性層を介して現像剤担持体の長
手方向にわたり導電層を有し、導電層と現像剤担持体と
の間に、平均電界が略０となるように現像剤が現像剤担
持体から導電層へ向かう向きの電界が形成される時間と
現像剤が導電層から現像剤担持体へ向かう向きの電界が
形成される時間との比率が異なる波形を備える交番電界
が形成される構成とされるので、現像剤担持体上のトナ
ー薄層形成を安定して良好に行なうことができ、特に球
形で表面の平滑性の高いトナーを用いた場合においてト
ナーボタ落ちの発生がなく、従って高品質画像を得るこ
とのできる現像装置、この現像装置を備えた画像形成装
置、及び少なくとも上記現像装置を備え、画像形成装置
本体に着脱自在なプロセスカートリッジを得ることがで
きる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
現像装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置に
て達成される。要約すれば、本発明は、非磁性一成分現
像剤を収容する現像容器と、像担持体に形成された静電
潜像を現像剤で現像するために前記現像剤を担持する現
像剤担持体であって、前記現像容器の開口部に延在する
回動する現像剤担持体と、該現像剤担持体に対し前記現
像剤を介して当接する弾性規制部材と、該弾性規制部材
の前記現像剤担持体との当接部に対し前記現像剤担持体
の回転方向上流側に当接して設けられた回転可能な現像
剤供給部材とを有し、前記像担持体と前記現像剤担持体
との間に、現像促進電界が形成される時間と現像抑制電
界が形成される時間との比率が異なる波形を備える現像
交番電界が形成される現像装置において、前記弾性規制
部材は少なくとも前記当接部において弾性層を介して前
記現像剤担持体の長手方向にわたり導電層を有し、該導
電層と前記現像剤担持体との間に、平均電界が略０とな
るように前記現像剤が前記現像剤担持体から前記導電層
へ向かう向きの電界が形成される時間と前記現像剤が前
記導電層から前記現像剤担持体へ向かう向きの電界が形
成される時間との比率が異なる波形を備える交番電界が
形成されることを特徴とする現像装置である。

【００１５】前記非磁性一成分現像剤の形状係数ＳＦ−
１は１００〜１８０であり、形状係数ＳＦ−２は１００
〜１４０であることが好ましい。

【００１６】前記交番電界の周波数をｆ（Ｈｚ）、ピー
ク−ピーク間の電界強度をＥ（Ｖ／ｍ）とし、前記現像
剤担持体の周速をｖ（ｍ／ｓ）とした場合、周波数ｆ
を、２．５×１０³ ×ｖ≦ｆ、ｆ≦３０００、電界強度
Ｅを、２×１０⁵ ≦Ｅ≦９×１０⁵ とすることが好まし
い。

【００１７】本発明による他の態様によれば、少なくと
も上記した現像装置を備え、画像形成装置に着脱自在と
したことを特徴とするプロセスカートリッジが提供され
る。

【００１８】更に、本発明による他の態様によれば、上
記した現像装置を具備したことを特徴とする画像形成装
置が提供される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る現像装置、プ
ロセスカートリッジ及び画像形成装置を図面に則して更
に詳しく説明する。

【００２０】実施例１ 図１及び２は実施例１の画像形成装置及び現像装置の構
成図である。図１において、潜像担持体としての感光ド
ラム１は、矢印Ａ方向に回転し、感光ドラム１を帯電処
理するための帯電装置２によって一様に帯電され、感光
ドラム１に静電潜像を書き込む露光手段であるレーザー
光３により、その表面に静電潜像が形成される。

【００２１】この静電潜像を感光ドラム１に対して近接
配置され、プロセスカートリッジとして、画像形成装置
に対し着脱可能である現像装置４によって現像し、トナ
ー像として可視化する。なお、本実施例では露光部にト
ナー像を形成するいわゆる反転現像を行なっている。

【００２２】可視化された感光ドラム１上のトナー像
は、転写ローラ９によって記録媒体である紙１３に転写
され、転写されずに感光ドラム１上に残存した転写残ト
ナーはクリーニングブレード１０によりかきとられ廃ト
ナー容器１１に収納され、クリーニングされた感光ドラ
ム１は上述作用を繰り返し画像形成を行なう。

【００２３】一方トナー像を転写された紙１３は定着装
置１２により定着処理され、装置外に排紙されプリント
動作が終了する。

【００２４】本発明に係る現像装置４について図２に基
づいてさらに説明する。

【００２５】図２において、一成分現像剤として非磁性
トナー８を収容した現像容器１４は、その長手方向に延
在する開口部に位置し感光ドラム１と対向設置された現
像剤担持体としての現像スリーブ５を備え、感光ドラム
１上の静電潜像を現像して可視化するようになってい
る。

【００２６】現像装置４において、現像スリーブ５は、
開口部にて図に示す右略半周面を現像容器１４内に突入
し、左略半周面を現像容器１４外に露出して横設されて
いる。この現像容器１４外へ露出した面は、現像装置４
の左方に位置する感光ドラム１にわずかな微小面積を有
して対向している。現像スリーブ５は矢印Ｂ方向に回転
駆動され、その表面は、トナー８との摺擦確率を高く
し、且つ、トナー８の搬送を良好に行なうための適度な
凹凸を有している。

【００２７】そして、その上方位置には、弾性規制部材
である弾性ブレード７が、押さえ板金１５に支持され自
由端側の先端近傍を現像スリーブ５の外周面に面接触に
て当接されるよう設けられており、当接方向としては、
当接部に対して先端側が現像スリーブ５の回転方向上流
側に位置するいわゆるカウンター方向になっている。

【００２８】また弾性ブレード７は、少なくとも現像ス
リーブ５との当接部分において、現像スリーブ５の長手
方向にわたり設けられた弾性層１６と、弾性層１６を裏
面から支持する導電層１７とを有している。本実施例に
おいて、弾性層１６としてウレタンゴム、シリコンゴム
等を用いており、導電層１７として、バネ弾性を有する
ＳＵＳまたはリン青銅の金属薄板を設けている。つまり
この薄板は、現像スリーブ５に対する弾性ブレード７の
圧接力を維持すると共に、本発明における現像スリーブ
５との間に交番電界を形成する際の電極としての働きを
兼ねている。

【００２９】この電極としての金属薄板の導電層１７に
はＡＣ及びＤＣを印加可能な電源１８が接続されてお
り、現像スリーブ５との間で所定の交番電界を形成する
ように制御されている。

【００３０】なお、現像スリーブ５と弾性ブレード７間
に形成する交番電界の印加方法及び作用効果に関しては
後に詳述する。

【００３１】現像剤供給部材である弾性ローラ６は、上
記弾性ブレード７の現像スリーブ５表面との当接部に対
し現像スリーブ５の回転方向上流側に当接され、且つ回
転可能に支持されている。

【００３２】以上のような現像装置４において、現像動
作時に、現像容器１４内のトナー８は、撹拌部材１９の
矢印Ｃ方向の回転に伴い弾性ローラ６方向に送られる。

【００３３】さらにトナー８は弾性ローラ６が矢印Ｄ方
向に回転することにより、現像スリーブ５近傍に運ば
れ、現像スリーブ５と弾性ローラ６との当接部におい
て、弾性ローラ６上に担持されたトナー８が、現像スリ
ーブ５と摺擦されることによって、摩擦帯電をうけ、現
像スリーブ５上に付着する。

【００３４】その後、トナー８は、現像スリーブ５の矢
印Ｂ方向の回転に伴い、電源１８によって直流を重畳し
た交流電圧（ブレードＡＣバイアス）を印加された弾性
ブレード７の圧接下に送られ、ここで適正なトリボ（摩
擦帯電量）を受けると共に現像スリーブ５上に薄層形成
された後、感光ドラム１との対向部である現像部へ搬送
される。

【００３５】現像部において消費されなかった未現像ト
ナーは、現像スリーブ５の回転とともに現像スリーブ５
の下部より回収される。この回収部分にはシール部材２
０が設けられ、未現像トナーの現像容器１４内への通過
を許容するとともに、現像容器１４内のトナーが現像ス
リーブ５の下部から漏出するのを防止する。

【００３６】この回収された現像スリーブ５上の未現像
トナーは、弾性ローラ６と現像スリーブ５との当接部に
おいて、現像スリーブ５表面から剥ぎ取られる。この剥
ぎ取られたトナーの大部分は、弾性ローラ６の回転に伴
い搬送され現像容器１４内のトナー８と混ざり合い、ト
ナーの帯電電荷が分散される。同時に弾性ローラ６の回
転により現像スリーブ５上に新たなトナーが供給され前
述の作用を繰り返す。

【００３７】上記現像部において感光ドラム１上の潜像
は、現像スリーブ５と感光ドラム１の両者間に電源２１
から直流を重畳した交流電圧（現像ＡＣバイアス）が印
加されることによって、トナー像として現像される。

【００３８】次に本実施例の現像装置４における各構成
要素の具体例について以下に述べる。

【００３９】現像スリーブ５は、直径１６ｍｍのアルミ
ニウム製スリーブ表面にガラスビーズ（＃６００）によ
る定形ブラスト処理を施し、表面粗さＲｚが約３μｍと
したものを用い、感光ドラム１との間隙を３００μｍに
なるように対向配置し、感光ドラム１の周速５０ｍｍ／
ｓに対して若干早めた周速８０ｍｍ／ｓで回転させた。

【００４０】トナー８は、非磁性一成分現像剤であり、
前述したように転写性にすぐれ、且つ転写されずに感光
ドラム１上に残存した転写残トナーをブレード、ファー
ブラシ等のクリーニング手段によってクリーニングする
際に潤滑性が高いことから感光ドラム１の摩耗の少ない
などの利点を有するトナー、すなわちトナーとして球形
でありかつ表面が平滑であるものを用いている。具体的
には形状係数として、ＳＦ−１が１００〜１８０であ
り、ＳＦ−２が１００〜１４０であるものを用いてい
る。

【００４１】このＳＦ−１、ＳＦ−２は、日立製作所Ｆ
Ｅ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用いトナー像を無作為に１
００個サンプリングし、その画像情報をインターフェー
スを介してニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に
導入し解析を行ない下式より算出し得られた値を定義し
ている。

【００４２】 ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）²／ＡＲＥＡ｝×（π／４）×１００ ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）²／ＡＲＥＡ｝×（１／４π）×１００ （ＭＸＬＮＧ：絶対最大長、ＡＲＥＡ：トナー投影面
積、ＰＥＲＩ：周長） このトナーの形状係数ＳＦ−１は球形度合を示し、１０
０から大きくなるにつれて球形から徐々に不定形とな
る。ＳＦ−２は凹凸度合を示し、１００から大きくなる
につれてトナーの表面の凹凸が顕著になる。

【００４３】トナーの製造方法としては、トナーが上記
形状係数の範囲内にあれば、いわゆる粉砕方法による製
造方法の他に、特開昭３６−１０２３１号公報、特開昭
５９−５３８５６号公報に述べられている懸濁重合方法
を用いて直接トナーを生成する方法や、単量体には可溶
で得られる重合体が不溶な水系誘起溶剤を用い、直接ト
ナーを生成する分散重合方法又は水溶性極性重合開始剤
存在下で直接重合しトナーを生成するソープフリー重合
方法に代表される乳化重合方法等を用いてトナーを製造
することは可能である。

【００４４】本実施例においては、トナーの形状係数Ｓ
Ｆ−１を１００〜１８０に、ＳＦ−２を１００〜１４０
に容易にコントロールでき、比較的容易に粒度分布がシ
ャープで４〜８μｍ粒径の微粒子トナーが得られる常圧
下での、または加圧下での懸濁重合方法を用い、モノマ
ーとしてスチレンとｎ−ブチルアクリレート、荷電制御
剤としてサリチル酸金属化合物、極性レジンとして飽和
ポリエステル、さらに着色剤を加え、重量平均粒径７μ
ｍの着色懸濁粒子を製造した。

【００４５】そして、これに疎水性シリカを１．５ｗｔ
％外添することによって、前述したような転写性に優
れ、感光ドラム１のクリーニング時における摩耗の少な
い負極性のトナー８を製造した。

【００４６】弾性ローラ６は、発泡骨格状スポンジ構造
や芯金上にレーヨン、ナイロン等の繊維を植毛したファ
ーブラシ構造のものが、現像スリーブ５へのトナー８の
供給及び未現像トナーの剥ぎ取りの点から好ましく、本
実施例においては、芯金上にポリウレタンフォームを設
けた１２ｍｍの弾性ローラ６を用いた。この弾性ローラ
６の現像スリーブ５に対する当接幅としては、１〜８ｍ
ｍが有効で、また現像スリーブ５に対してその当接部に
おいて相対速度を持たせることが好ましく、本実施例に
おいては、当接幅を３ｍｍに設定し、弾性ローラ６の周
速として現像動作時に５０ｍｍ／ｓ（現像スリーブ５と
の相対速度は１３０ｍｍ／ｓ）となるように不図示の駆
動手段により所定タイミングで回転駆動させた。

【００４７】弾性ブレード７は、バネ弾性を有する厚さ
０．１ｍｍのリン青銅製の金属薄板である導電層１７上
にゴム弾性層１６として厚さ１．０ｍｍのウレタンゴム
を接着した構成になっている。現像スリーブ５に対する
当接圧は、３０ｇ／ｃｍ（線圧の測定は、摩擦係数の既
知の金属薄板を３枚当接部に挿入し、中央の１枚をばね
ばかりで引抜いた値から換算した）に設定した。

【００４８】次に本発明に係る現像スリーブ５と弾性ブ
レード７間に形成する交番電界の印加方法及び作用効果
に関して詳述する。

【００４９】前述したように現像スリーブ５と弾性ブレ
ード７には、それぞれＡＣ電圧とＤＣ電圧を印加可能な
電源２１、１８が接続されており、現像動作時におい
て、現像バイアスとして電源２１から現像スリーブ５に
ＡＣ成分として、図３に示すような現像促進分を３５
％、現像抑制分を６５％（以後、デューティ３５％と称
す）とする、矩形波でピーク−ピーク間電圧２０００
Ｖ、周波数２０００Ｈｚを印加し、ＤＣ成分として−３
００Ｖを印加している（即ち、現像促進分として−１７
００Ｖ、現像抑制分として３００Ｖ印加される）。これ
によって感光ドラム１の露光部の潜像電位Ｖ１部分−１
５０Ｖ（非露光部の電位は−６００Ｖとしている）に対
して負極性のトナー８を現像させるいわゆる反転現像を
行なっている。

【００５０】次に、弾性ブレード７の導電層１７に印加
するブレードバイアスについて説明する。

【００５１】弾性ブレードにＡＣバイアスとして現像バ
イアスと同位相で同波形（＝同デューティ）で異なった
ピーク−ピーク間電圧を持つバイアスを印加することに
より、現像スリーブと弾性ブレード間に交番電圧が印加
される。しかし、この交番電圧が印加される際に、ＤＣ
成分の具合によって、ブレードへのトナー付着という２
次的な問題が生じてしまうことがわかった。

【００５２】そこで、本発明者等は、現像スリーブと弾
性ブレード間にかかる交番電圧のＤＣ成分に対する、デ
ューティ（Ｄｕｔｙ）とトナー付着の関係を調べるため
に、ＤＣ成分を−３００Ｖ中心に±３００Ｖ、デューテ
ィを２０〜８０％（同時に現像バイアスのデューティも
変更して検討）まで変えて検討を行ったところ、図４の
グラフに示すような結果が得られた。

【００５３】図４からもわかるように、ブレードバイア
スのＤＣ成分が−３００Ｖを中心に良好な状態が分布し
ていることがわかる。つまり、ブレードバイアスおよび
現像バイアスのＤＣ成分が共に−３００Ｖであるという
ことは、すなわち、現像スリーブと弾性ブレード間にか
かる交番電界の平均電界が０になっているということで
ある。また、対称波形であるデューティ５０％よりも、
非対称な波形（デューティ２０〜４０、６０〜８０）で
あるもの方がラティチュードが広がっていることがわか
る。デューティの値が大きく（１００に近づく方向）、
または、小さく（０に近づく方向）なるほどラティチュ
ードが拡がっているのは、交番電界としての実効分（図
５に示す斜線部の面積の大きさ）が小さくなり、ブレー
ドへのトナー飛翔が少なくなることにより、ブレードへ
のトナー付着という２次的な問題が生じなくなるものと
考えられる。また、非対称な波形を用いることは、従来
例でも述べたように高画質現像を可能にするため、同時
にブレードバイアスのラティチュード拡大と一致してお
り、有利な方向となる。

【００５４】以上の結果から、本実施例においては、弾
性ブレード７の導電層１７に印加するブレードバイアス
は、ＤＣ成分として現像バイアスと同じ−３００Ｖと
し、ＡＣ成分として現像バイアスと同波形、同位相の矩
形波でピーク−ピーク間電圧１４００Ｖ、周波数２００
０Ｈｚを印加している。

【００５５】ここで弾性層１６は、現像スリーブ５と導
電層１７間でのリーク防止の点で所定値以上の抵抗を持
つことは勿論であり、体積抵抗として１０¹⁰Ω・ｃｍ以
上とするのが好ましい。

【００５６】このように現像バイアスとブレードバイア
スを設定することによって、現像スリーブ５と弾性ブレ
ード７間に、平均電圧が０となるデューティ３５％のピ
ーク−ピーク間電圧６００Ｖ、周波数２０００Ｈｚの電
位差が生じることになる。

【００５７】以上の構成をとることによって、弾性ブレ
ード７の現像スリーブ５との当接ニップ部に侵入してく
るトナー８がこの入口近傍で交番電界の力により、弾性
ブレード７側と現像スリーブ５側との間を往復する運
動、すなわち、往復運動をおこし、この部分で凝集して
いたトナーがほぐされて、常に安定した状態で弾性ブレ
ード７に規制されることになる。

【００５８】その結果、従来の問題であった現像動作を
繰り返した際に生じる弾性ブレード７の規制部を通過し
たトナーが現像スリーブ５表面からトナー８が外部にこ
ぼれ落ちるトナーボタ落ちを防ぎ、ブレードへのトナー
付着などの２次的問題を生じることなく、現像スリーブ
５上に均一な厚さのトナー薄層を安定して形成すること
ができ、感光ドラム１上の静電潜像を長手方向で均一な
濃度で良好に現像することが可能となった。

【００５９】本発明者等はこの実施例における弾性ブレ
ード７と現像スリーブ５間の交番電界の最適範囲を調べ
るために実験を行なった。つまり本実施例の現像装置４
を用い、弾性ブレード７を接地した状態で、現像スリー
ブ５にのみＡＣ電圧を印加して（ＤＣ電圧は０Ｖ）現像
動作を行なわずに、現像スリーブ５上のトナーコーティ
ング状態を確認した。

【００６０】具体的には、現像スリーブ５に印加する電
圧のピーク−ピーク間電圧と、周波数を各種変えた状態
で、５時間現像スリーブ５を回転させた後に現像スリー
ブ５上のトナーコーティング状態を観察し評価した。そ
の評価結果を、下記の表１に示す。

【００６１】

【表１】

【００６２】本実験において、交番電界の最適範囲は表
１中で太線で囲んだ領域である。まず周波数に関して
は、１００Ｈｚではボタ落ちの防止効果はあるのだが、
現像スリーブ５上の周方向にちょうど１／１００Ｓの周
期で濃淡ムラが発生してしまい、４０００Ｈｚにすると
ボタ落ちが発生した。この原因は、印加する周波数が低
すぎると弾性ブレード７側と現像スリーブ５側に行き来
するトナー８の周期がそのまま、コーティングに現れて
しまい、逆に高すぎると、加わる電界の正負の入れ替わ
りが速過ぎてトナー８が追随できず、良好なトナーのほ
ぐし効果が生じなくなっていると考えられる。

【００６３】したがって、本実験の現像スリーブ５の周
速が８０ｍｍ／ｓである点を考慮すると、周波数ｆ（Ｈ
ｚ）の適正範囲は、現像スリーブ５の周速をｖ（ｍ／
ｓ）としたとき、２００／（８０×１０^-3）≦ｆ／ｖ、
ｆ≦３０００、即ち２．５×１０³ ×ｖ≦ｆ、ｆ≦３０
００ となる。

【００６４】ピーク−ピーク間電圧に関しては、１００
Ｖ以下では弾性ブレード７の振動効果が無くボタ落ちが
発生し、１０００Ｖ以上では弾性ブレード７の現像スリ
ーブ５当接部の現像スリーブ５回転方向下流側において
トナーが激しく往復運動し、この部分から外部にトナー
飛散してしまう結果を招いた。

【００６５】したがって、本実験の弾性ブレード７のゴ
ム弾性層１６の厚さが１ｍｍである点を考慮すると、ピ
ーク−ピーク間の適正電界強度Ｅは、２×１０⁵ ≦Ｅ≦
９×１０⁵ となる。

【００６６】上記した適正範囲内で弾性スリーブ５間に
交番電界を持たせることにより、良好なコーティングが
安定して得られた。また、これらの実験は、先に述べた
デューティ３５％の波形に限らず、図６（ａ）及び
（ｂ）に示すような非対称な波形についても同様の結果
が得られている。即ち、本発明は、非対称な波形を用い
た交番電界であれば、発明の効果が損なわれるものでな
いことは言うまでもない。

【００６７】実施例２ 次に本発明に係る現像装置の実施例２を図７により説明
する。

【００６８】本実施例における現像装置２２では、弾性
ブレード２３として実施例１とは異なる、板ゴム形状の
１ｍｍ厚みのウレタンゴム製の板ブレード２４を用い、
現像スリーブ２５との当接部の裏面側に電極２６を設
け、この電極２６と現像スリーブ２５間に実施例１に記
した条件の交番電界を形成している。

【００６９】これによって、実施例と同様の効果が得ら
れる。

【００７０】なお無論実施例１、２において弾性層とし
て厚さ１ｍｍのものを用いたが、変更は可能であり、交
番電界の強度を本発明の範囲内に収めていれば良い。ま
た現像スリーブとしてブラスト処理を施したものを用い
たが、例えばフェノール等樹脂材料にカーボン、グラフ
ァイト等の導電粉を分散したコート剤を素管上にコーテ
ィングしたスリーブを用いてもよく、その他の各部材に
関しても本発明の範囲内で適宜選択可能である。

【００７１】さらに実施例１、２においては画像形成装
置本体に着脱可能な現像装置からなるプロセスカートリ
ッジとして用いたが、画像形成装置本体内に固定され、
トナーのみを補給するような構成の現像装置として用い
てもよく、また現像装置と、感光ドラム、クリーニング
ブレード、廃トナー収容容器、帯電装置の全てと、もし
くはそれらのうちのいずれかと一体で形成し画像形成装
置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとして用いて
もよい。

【００７２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、弾性規制部材が少なくとも現像剤担持体との
当接部において弾性層を介して長手方向にわたり導電層
を有し、該導電層と前記現像剤担持体間に、平均電圧が
略０となるような波形が非対称の交番電界を形成するこ
とにより、前記現像剤担持体上のトナー薄層形成を安定
して良好に行なうことができ、特に球形で表面の平滑性
の高いトナーを用いた場合においてトナーボタ落ちの発
生がなく、従って高品質画像を得ることのできる現像装
置、この現像装置を備えた画像形成装置、及び少なくと
も上記現像装置を備え、画像形成装置本体に着脱自在な
プロセスカートリッジを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例１の現像装置を用いた画像
形成装置を示す構成図である。

【図２】図１の現像装置を示す構成図である。

【図３】図２に現像装置に用いられた非対称な現像交番
電界の波形を示す波形図である。

【図４】弾性ブレードへのトナー付着のラティチュード
を示すグラフである。

【図５】交番電界の実効分を示す説明図である。

【図６】本発明に係る非対称な波形の交番電界の他の例
（ａ）及び（ｂ）を示す波形図である。

【図７】本発明に係る実施例２の現像装置を示す構成図
である。

【図８】従来の非磁性一成分現像装置の一例を示す構成
図である。

【図９】図８の現像装置に用いられた、非対称な現像交
番電界の波形を示す波形図である。

【符号の説明】

４、２２ 現像装置 ５、２５ 現像スリーブ（現像剤担持体） ６ 弾性ローラ（現像剤供給部材） ７、２３ 弾性ブレード（弾性規制部材） １４ 現像容器 １６ 弾性層 １７ 導電層 ２４ 板ブレード（高抵抗層） ２６ 電極（導電層）

フロントページの続き (72)発明者 木下 正英 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−36278（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−216683（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−279864（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 504 G03G 9/08 G03G 15/06 101

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性一成分現像剤を収容する現像容器
   と、像担持体に形成された静電潜像を現像剤で現像する
   ために前記現像剤を担持する現像剤担持体であって、前
   記現像容器の開口部に延在する回動する現像剤担持体
   と、該現像剤担持体に対し前記現像剤を介して当接する
   弾性規制部材と、該弾性規制部材の前記現像剤担持体と
   の当接部に対し前記現像剤担持体の回転方向上流側に当
   接して設けられた回転可能な現像剤供給部材とを有し、
   前記像担持体と前記現像剤担持体との間に、現像促進電
   界が形成される時間と現像抑制電界が形成される時間と
   の比率が異なる波形を備える現像交番電界が形成される
   現像装置において、 前記弾性規制部材は少なくとも前記当接部において弾性
   層を介して前記現像剤担持体の長手方向にわたり導電層
   を有し、該導電層と前記現像剤担持体との間に、平均電
   界が略０となるように前記現像剤が前記現像剤担持体か
   ら前記導電層へ向かう向きの電界が形成される時間と前
   記現像剤が前記導電層から前記現像剤担持体へ向かう向
   きの電界が形成される時間との比率が異なる波形を備え
   る交番電界が形成されることを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記非磁性一成分現像剤の形状係数ＳＦ
   −１が１００〜１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１０
   ０〜１４０であることを特徴とする請求項１の現像装
   置。
3. 【請求項３】 前記交番電界の周波数をｆ（Ｈｚ）、ピ
   ーク−ピーク間の電界強度をＥ（Ｖ／ｍ）とし、前記現
   像剤担持体の周速をｖ（ｍ／ｓ）とした場合、 周波数ｆを、２．５×１０³×ｖ≦ｆ、ｆ≦３０００ 電界強度Ｅを、２×１０⁵≦Ｅ≦９×１０⁵ とすることを特徴とする請求項１の現像装置。
4. 【請求項４】 少なくとも請求項１乃至３のいずれかに
   記載の現像装置を備え、画像形成装置に着脱自在とした
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
5. 【請求項５】 請求項１乃至３のいずれかに記載の現像
   装置を具備したことを特徴とする画像形成装置。