JP3389472B2 - 一成分トナーの現像装置 - Google Patents
一成分トナーの現像装置Info
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Description
れた静電潜像を着色剤であるトナーにて可視像化してな
る現像装置であって、特にトナーとして一成分構成から
なる現像剤を利用してなる現像装置に関する。
採用してなる画像形成装置においては、潜像の担持体で
ある感光体表面に静電潜像を形成し、これを可視像化す
るために着色剤であるトナー等の現像剤を感光体側へと
供給し、トナーを選択的に付着させるようにしてなる現
像装置が備えられている。
た静電潜像を現像し、その現像されたトナー像は、転写
材であるシート等に転写されている。そして、転写後、
上記感光体表面には、転写しきれなかった一部のトナー
が残留する。この残留する不要トナーは、次の画像形成
を繰り返し行うためにも感光体表面から除去される。そ
のため、転写後には感光体表面に残留するトナーを除去
するクリーニング装置が設けられており、該クリーニン
グ装置において除去された不要トナーがクリーニング装
置内の収容部に収容される。
画像形成装置は、その小型化に対応して、感光体の周囲
に画像を形成するためのプロセス手段の配置スペースも
狭められ、よって現像装置においても小型化が強く要望
されるようになった。
ャリアからなる二成分系の現像剤を磁力を利用して上記
感光体と対向する現像領域へと搬送する磁気ブラシ方式
による現像ローラを備え、現像後には現像剤を現像槽内
へと回収するようにしている。そのため、現像を安定さ
せるためには、消費されるトナーを補給し、現像剤中に
含まれるトナーの割合、つまりトナー濃度が一定になる
ように制御する必要がある。
像方式による現像装置においては、現像剤中のキャリア
が占める割合の方が多く、現像剤を収容する現像槽が大
きくなり、全体に現像装置が大きくなる傾向にある。し
かも、トナー濃度を制御する必要がると同時に、現像剤
中のトナーの帯電量を一定にするための撹拌部材等も必
要となり、この撹拌部材を複数設けており現像装置を小
型化できないネックともなっていた。
ャリアが存在しない一成分系の現像剤であるトナーを用
いて現像を行う現像装置が提案され、実施に供されてい
る。このような一成分トナーを用いる現像装置において
は、トナー濃度を制御する必要はなく、キャリアが存在
しない分、現像槽の容積を小さくでき、よって現像装置
の小型化を可能にできる。これに合わせてメンテナンス
等の簡易性についても優れている。つまり、劣化した現
像剤、特にキャリアの劣化により現像剤を交換する必要
がない分、その交換のためのメンテナンスが不要とな
る。
ー濃度検出を行う必要もなく、そのための制御も必要と
しなくなるため、制御も簡単になる。特に、一成分系の
トナーを用いる現像装置において、トナーを必要時に補
充するだけでよくなる。
る感光体1に対して、該感光体1に形成されている静電
潜像を可視像化する現像装置4が対向にて配置されてい
る。該現像装置4は、一成分系の現像剤であるトナー1
0を収容してなる現像槽40の特に開口部に対向するよ
うに現像ローラ41を回転可能に設けている。該現像ロ
ーラ41は、上記現像槽40の開口部に一部が露出し、
感光体1に対して例えば接触するように配置されてい
る。この接触する領域が現像領域となる。
ナー10を担持し、感光体1と対向する現像領域へと搬
送する。そして現像後には、現像に寄与されなかったト
ナーを現像槽41内へと搬送し、回収する。回収された
トナーは、一旦現像ローラ41表面から除去されるため
に、現像ローラ41と圧接するように供給ローラ42が
設けられており、現像ローラ41表面に担持されたトナ
ーが掻き取られ、該供給ローラ5にて新たにトナー10
が現像ローラ41表面に供給されるように構成されてい
る。
供給されて現像ローラ41表面に吸着されるが、その吸
着量を規制するために現像ローラ41表面に圧接された
規制部材43が設けられている。該規制部材43を通過
したトナーは、その量が一定量に規制され、上述したよ
うに感光体1と対向する現像領域へと至り、感光体1表
面に形成されている静電潜像に応じて選択的に付着し、
現像が行われることになる。
ラ41には、通常現像バイアス電圧(Va)が供給され
ている。この現像バイアス電圧は、静電潜像にトナーが
付着し、感光体のバックグランド領域(画像以外の背景
部分)にトナーが付着しないような電圧値に設定されて
いる。
分トナー10を所定の極性に所定量の帯電電位を付与す
るためにも、現像ローラ41の回転方向の下流側に、上
述したように圧接された規制部材43が設けられてお
り、該規制部材43に一成分トナー10を所定の極性に
帯電させるための規制電圧(Vb)を供給している。こ
れにより、一成分トナーは、規制部材43を通過するこ
とで、その量が一定に維持され、所定以上の電位に帯電
され現像領域へと搬送される。
りトナーを現像ローラに吸着させて現像領域へと搬送す
ることで、感光体上の静電潜像にトナーが付着し、よっ
て潜像以外のバックグランドへのトナーの付着を阻止
し、正常な現像を行えるようにしている。
複写機やプリンタの高速化が進むと同時に、装置の小型
化が望まれるようになり、よって現像装置についても、
その現像領域における現像性能を確保する技術が求めら
れてきた。
ために、現像装置において現像剤の搬送を効率よく行う
ように工夫され、また画像形成装置の小型化に対応する
ように現像装置も小型化すべく、一成分トナーを用いた
現像装置が要望されている。
を安定させると同時に一成分トナーを効率よく搬送する
ために、図5あるいは図6に示すように、現像ローラの
駆動及び該現像ローラに供給する電圧等の制御が行われ
ている。例えば、画像形成動作の開始に応答して、現像
ローラの駆動モータをONするタイミングに同期して、
図5(a)等に示すように現像ローラに供給する現像バ
イアス電圧、及び規制部材への電圧の供給制御(ON)
を行っている。
ラの駆動開始後の一定時間経過後、上記現像バイアス電
圧、及び規制部材に供給する電圧の駆動制御を行うよう
にしている。
の状態で帯電されたトナーにて現像を安定して行うよう
にしている。また、現像終了後には、図5(b)及び図
6(b)に示すように、現像ローラの駆動停止(OF
F)のタイミングに同期して現像バイアス等をOFFす
るか、現像バイアス電圧等をOFFした後の一定時間経
過後に現像ローラをOFF(停止)制御するようにして
いる。
所定の電圧を供給し、一成分トナーを現像ローラ表面に
誘引し、現像ローラにトナーを吸着させ、現像領域にお
いて一定のトナー量、一定の帯電電位が生じるように調
整している。しかし、画像形成動作の開始により、例え
ば図5に示すように現像バイアス電圧を供給するまでの
間に、現像ローラの回転によりトナーが規制部材を通過
した時に吹き出すといったトナー飛散が生じたり、画像
形成の終了時に、現像バイアスが先にOFFする場合、
同様に現像ローラ停止までの間にトナー飛散が生じる可
能性がある。
ば静電的に誘引して吸着させるため、その帯電電位を一
定電位に保持させることが非常に困難であり、静電的に
現像ローラへの拘束力が非常に弱いトナーが、現像ロー
ラの回転開始により吹き出し、トナー飛散を生じる。こ
の結果、画像形成開始のよる現像初期時等において画質
が低下する。また、現像終了後には拘束しきれないトナ
ーが回収されず、トナー飛散が生じている。
現像ローラによるトナーの搬送量を高めるため高速回転
駆動されることでより顕著になる。つまり、現像ローラ
の回転速度が早くなるに従って、トナー飛散する量も増
加する。
ーを用いる現像装置において、現像開始時、あるいは現
像終了時でのトナーの吹き出し等によるトナー飛散を極
力阻止し、安定した現像を行えるようにした一成分トナ
ーによる現像装置を提供することを目的とする。
び終了時の一成分トナーの不安定要素に鑑み、現像ロー
ラへの拘束状態を確保し、トナー飛散を防止すること
で、高速化にも対処できるようにしたことにある。
の一成分トナーによる現像装置は、静電潜像を担持した
担持体と対向する現像領域へと一成分トナーを担持し搬
送する現像ローラ、該現像ローラに担持される一成分ト
ナーの量を規制する規制部材、とを備えた現像装置にお
いて、上記現像ローラには静電潜像に一成分トナーを付
着させるために現像バイアス電圧が、上記規制部材には
一成分トナーの量を規制するために規制電圧が、それぞ
れ供給制御され、 上記現像ローラが回転駆動される前
に、上記現像バイアス電圧を供給し、さらに現像バイア
ス電圧の供給前に上記規制電圧を供給制御することを特
徴とする。
像形成動作の開始に関連して現像ローラの回転駆動が行
われることになる。この場合、特に現像ローラに供給さ
れる現像バイアス電圧が、現像ローラが回転される前に
供給制御されることで、不安定状態にある一成分トナー
を現像ローラ側に誘引し、現像ローラの回転開始時のト
ナーの吹き出しによるトナー飛散を阻止するようにして
いる。
を、現像ローラに供給する現像バイアス電圧を供給する
前に供給制御していることで、現像ローラの回転方向に
沿って流れる空気流れに乗って飛散するトナーを規制部
材の位置で阻止でき、トナー飛散を防止できる。
成の終了時のトナー飛散を阻止するための、一成分トナ
ーの現像装置は、静電潜像を担持した担持体と対向する
現像領域へと一成分トナーを担持し搬送する現像ロー
ラ、該現像ローラに担持される一成分トナーの量を規制
する規制部材、とを備えた現像装置において、上記現像
ローラには静電潜像に一成分トナーを付着させるために
現像バイアス電圧が、上記規制部材には一成分トナーの
量を規制するために規制電圧が、それぞれ供給制御さ
れ、 上記現像ローラの回転停止後に、上記現像バイアス
電圧の供給を停止し、さらに現像バイアス電圧の供給停
止後に上記規制電圧の供給停止を制御することを特徴と
する。
ば、現像ローラが停止制御されても、現像バイアス電圧
が供給されているため、一成分トナーを現像ローラ側へ
と誘引し拘束することができる。そのため、回収領域で
のトナー飛散、並びに規制部材付近でのトナー飛散を阻
止できる。その結果、画像形成の終了により飛散したト
ナーで現像装置近傍を汚すことはなく、画像形成開始時
に、汚されたトナーが用紙に付着し、画質を劣化させる
といった不具合を解消できる。
圧の供給停止を、現像ローラに供給する現像バイアス電
圧の停止後に行うに制御しているため、現像バイアス電
圧の供給が停止させても規制部材でトナーを拘束する状
態を維持でき、トナー飛散を阻止する効果を助長でき
る。
図面に従って詳細に説明する。本発明の現像装置におけ
る第1の実施形態については、図1乃至図3を参照して
説明する。また、図1は画像形成装置の特に潜像の担持
体である感光体に対向配置された本発明による現像装置
を示す構成図である。また図2は本発明による現像装置
を構成する各種機構の駆動タイミング、及び電圧供給の
タイミング状態を示すもので、(a)は画像形成動作の
開始時の駆動状態を、(b)は画像形成動作の終了時点
での駆動状態を示すタイミングチャーチである。また図
3は図1に示す現像装置を備える画像形成装置の概略構
成を示す構成図である。
成を説明する。符号1は画像形成装置本体のほぼ中央部
に配置され、画像形成動作時に矢印方向に一定速度で回
転駆動されるドラム形状に形成された静電潜像を担持す
る担持体を構成する感光体である。この感光体1の周囲
に対向するように各種の画像形成プロセス手段が配置さ
れている。
置)は、感光体1表面を均一に帯電する帯電器2、図示
しない画像に応じた光による像3を照射する光学系、該
光学系により露光されることで感光体1表面に形成され
た静電潜像を可視像化するための本発明にかかる現像装
置4、現像された像(トナー10の像)を適宜搬送され
てくるシート状の用紙Pに転写する転写器5、転写後に
感光体1表面に転写されなかった残留現像剤(トナー)
を除去するクリーニング装置6、及び感光体1表面に残
る帯電電荷を除去する除電器7等が、この順序で感光体
1の回転方向に配置されている。
量に収容されており、該収容された用紙が給送手段にて
1枚給紙され、上述した転写器5が配置された感光体1
と対向する転写領域へと、感光体1表面に形成されたト
ナー像の先端と一致するように送り込まれる。この転写
後の用紙Pは、感光体1より剥離され、定着装置8へと
送り込まれる。
のトナー像を永久像として定着させるものであって、ト
ナー像と対向する面が、トナーを熔融し、定着させる温
度に加熱されたヒートローラからなり、該ヒートローラ
に対して加圧され用紙Pをヒートローラ側へと密着させ
る加圧ローラ等を設けて構成している。この定着装置8
を通過した用紙Pは、画像形成装置外へと排出ローラを
介して図示しない排出トレイ上に排出処理される。
複写機であれば、コピー原稿を光照射し、原稿からの反
射光を光像3として照射する。あるいは、画像形成装置
がプリンタやデジタル複写機であれば、光学系は半導体
レーザを画像データに応じてON−OFF駆動した光像
を照射する。特にデジタル複写機においては、コピー原
稿からの反射光を画像読取センサ(CCD素子等)にて
読取った画像データを上記半導体レーザを含む光学系へ
と入力し、画像データに応じた光像を出力するようにし
ている。また、プリンタにおいては、他の処理装置、例
えばワードプロセッサやパーソナルコンピュータ等から
の画像データに応じた光像に変換し、これを照射するよ
うにしている。この光像への変換は、半導体レーザだけ
でなく、LED素子、液晶シャッタ等が利用される。
画像形成動作を開始すれば、感光体1が矢印方向に回転
駆動され、帯電器2にて感光体1表面が特定極性の電位
に均一帯電される。この帯電後に、上述した図示しない
光学系により光像3が照射され、その光像に応じた静電
潜像が感光体1表面に形成される。この静電潜像を人為
的に可視化するために次の現像装置4にて現像される。
この現像は、本発明においては一成分トナーによる現像
であって、該トナーが感光体1表面に形成された静電潜
像に例えば静電気力により選択的に吸引され、現像が行
われる。
トナー像は、適宜感光体1の回転に同期して搬送されて
くる用紙Pに、転写領域に配置された転写器5にて静電
転写される。この転写は、トナーの帯電極性と逆の極性
にて転写器5が用紙P背面を帯電させることで、トナー
像を用紙P側へと転移させている。
たトナー像の一部が残留し、この残留トナーが、クリー
ニング装置6にて感光体1表面から除去され、感光体1
を再利用するために除電器7にて感光体1表面が均一電
位、例えばほぼ0電位に除電する。
離され、定着装置8へと搬送される。この定着装置8に
て、用紙P上のトナー像は、熔融され用紙Pにローラ間
の加圧力により圧着され融着される。この定着装置8を
通過する用紙は、画像形成済み用紙Pとして画像形成装
置の外部に設けられている排出トレイ等に排出処理され
る。
る基本構成について説明する。
現像を行う現像装置の構造について説明する。現像装置
4は、一成分トナー、例えば非磁性の一成分トナー10
を収容した現像槽40内に回転可能に現像ローラ41、
一成分トナー10を現像ローラ41側へと供給する供給
ローラ42を備え、現像槽3の図において右側には必要
に応じて補給される一成分トナー10を現像槽3内へと
送り込む図示しないスクリューローラ等を設けている。
テンレス鋼、アルミニウム等からなる金属性のローラ構
成、あるいは該金属ローラの表面をスポンジ等の多孔質
の弾性体でコーティングして構成されている。スポンジ
等の弾性体としては、高分子発砲ポリウレタン等にカー
ボンを分散したもの、あるいはイオン導電性のソリッド
ゴム等を用いるようにすれば、トナーの融着等が生じな
い所定の抵抗値を維持でき、後に記述するように現像バ
イアス電圧を供給する時に有効に作用する。
モータが連結されており、図において矢印方向に、現像
ローラ41が回転駆動される。一成分の非磁性トナー1
0は、回転する現像ローラ41表面に吸着され、感光体
1表面と対向する現像領域へと搬送される。そして、現
像ローラ41が感光体1表面に圧接されているため、そ
の圧接された領域が現像領域となって、一成分トナー1
0が感光体1表面の静電潜像に吸引され現像されること
になる。
約10μm程度の一成分非磁性トナーであって、ポリエ
ステル系トナーあるいはスチレンアクリル系トナーが用
いられてる。
分トナー10を供給するために設けられた供給ローラ4
2は、現像ローラ41と適度に圧接されるように設けら
れている。この供給ローラ42は、ウレタンスポンジ等
で構成されている。この供給ローラ42は、現像ローラ
41と接する領域において、回転方向が逆になるように
現像ローラ41と同一の駆動モータに連結されており回
転駆動され、現像ローラ41と同一方向、図1では反時
計方向に回転駆動されている。そのため、現像後の現像
ローラ41表面に担持されているトナーを除去し、新た
なトナーを現像ローラ41へと供給できる。
2にて供給された現像ローラ41表面に担持され搬送さ
れる一成分トナー10を一定量に規制するために規制部
材(ブレード)43が圧接、又は所定の間隙を隔てて設
けられている。本発明においては、所定の圧力でもって
圧接されている。
に固定され、他端の自由端側が現像ローラ41表面に対
向するように設けられている。該規制部材43は、例え
ば板厚0.1〜0.2mm程度のリン青銅、あるいはス
テンレス(SUS)等の金属板にて構成され、現像ロー
ラ32に対して所定圧で、その長手方向(現像ローラの
回転軸方向)に沿って先端部分が圧接されている。これ
により規制部材43にて、現像ローラ41表面に供給ロ
ーラ42を介して担持された一成分トナー10の量が一
定にされ、感光体1と接触する現像領域へと搬送され
る。
ーラ42により現像槽3内の一成分トナー10が回転さ
れる現像ローラ41表面に供給され、規制部材43に
て、その付着量が一定に維持され現像領域へと搬送され
る。この現像領域へと搬送されてきたトナー10は、感
光体1表面に形成されている静電潜像の部分に静電的に
吸引される。これにより、静電潜像には、トナーが付着
し、トナー像が形成される。つまり、現像が行われる。
与されなかったトナーが現像槽40内に戻され、供給ロ
ーラ42の回転により現像ローラ41表面から書き落と
され、新たな一成分トナー10が現像ローラ41表面に
供給される。
ー10を担持させて現像領域へとさらに安定して搬送す
るために、現像ローラ41を上述したように多孔質部材
からなるスポンジ構造とし、その表面に存在する多数の
孔に一成分トナー10を保持させ、一成分トナー10の
搬送性が向上させることができる。よって、現像領域へ
の搬送を安定させることが可能になる。
のバックグランドの領域にトナーが付着せず、静電潜像
の部分にのみトナーが吸引するように現像バイアス電圧
(Va)が供給される。この現像バイアス電圧(Va)
は、電源回路11を介して、金属性の現像ローラ41に
供給されている。特に現像ローラ41は、金属性ローラ
の表面に、上述した発砲性の導電性の弾性体にて覆うよ
うに形成されており、該金属性ローラに電源回路11よ
り、現像バイアス電圧(Va)が供給される。しかも、
発砲性弾性体は、所定の抵抗値を有する導電性である。
れ、画像に応じた光像(トナーが付着する部分)が照射
された部分の負電荷が放電する。この時、例えば感光体
1表面が−600V程度に帯電された状態で、光像が照
射された静電潜像の部分の電位が−100V程度にな
る。そして、現像装置4にて反転現像を行うために、負
の電位に帯電された一成分トナー10を現像ローラ41
の表面に担持させて搬送し、現像を行う時に、上述した
現像バイアス電圧(Va)として−350程度の電位を
供給すれば、負帯電トナー10は、現像バイアス電圧に
より−100V程度の静電潜像に静電的に吸引される。
しかし、静電潜像以外のバックグランド部分には、現像
バイアス電圧(Va)の作用により、現像ローラ41側
に維持され、現像されることはない。
持される一成分トナー10の帯電電位を安定、つまり所
定の帯電電位を付与させるために、トナー10の現像ロ
ーラ41への付着量を規制する規制部材43を設けてい
る。この規制部材43と現像ローラ41との間の摩擦に
より一成分トナー10が例えば負に帯電される。これ
は、規制部材43と現像ローラ41、さらに一成分トナ
ー10の帯電系列により決まるが、感光体1を負に帯電
する場合には、負帯電が行われるトナーが選定される。
の電源回路12より所定の規制電圧(Vb)が供給され
ている。この電源回路12より規制部材43に供給する
規制電圧としては、上述した例からすれば、一成分トナ
ー10を負に帯電させるために負である。そして、現像
ローラ41に供給する電位より小さい電位、つまりトナ
ー10を負に帯電させるために例えば−450V程度の
電圧(Vb)を選んでいる。
制され規制部材43を通過した一成分トナー10が負の
電位に帯電される。そして、現像において、現像バイア
ス電圧(Va)との関係により、静電潜像側に帯電され
た一成分トナー10が吸引され安定した現像を行うこと
ができる。
0を供給する供給ローラ42には、一成分トナー10を
現像ローラ41に静電的に供給させるためにも、供給ロ
ーラ42にも供給電圧(Vc)が電源回路13より印加
されるようになっている。この供給ローラ42に供給さ
れる電圧(Vc)としては、上述した規制部材43側に
供給する電圧(Vb)よりさらに電位的に低い電圧が選
択されている。例えば、その電位としては、−450V
程度の選定されている。
ローラ42、及び規制部材43にそれぞれ現像バイアス
電圧(Va)、供給電圧(Vc)、そして規制電圧(V
b)が供給されている。このような各電圧を供給するこ
とで、現像を安定、特に静電潜像にのみ、一成分トナー
10が吸引付着され、この付着状態をより安定させるた
めにトナー10の帯電電位が補償され、さらにトナー1
0の供給を安定させるために利用される。
電圧(Vb)と、現像ローラ41に供給する現像バイア
ス電圧(Va)との関係において、帯電トナー10が現
像ローラ41側に誘引されるように設定する。例えば、
一成分トナー10が負であれば、規制部材43側から現
像ローラ41に向かって該トナー10を押しやるために
は、規制電圧Vbに対して現像バイアス電圧Vaを、負
において低い電位状態に設定する。例えば、絶対値にし
て現像バイアス電圧|Va|<規制電圧|Vb|にす
る。これにより、規制部材43と現像ローラ41との間
には、一定の電位差が生じ、トナー10の付着量が常に
一定に保たれ、均一なトナーの薄層を形成することがで
きる。また、その時の電位差によりトナー10が、上述
した例により負に帯電される傾向にある。
0の付着量が安定し、また一成分トナー10の帯電状態
も安定させることができ、該トナー10が現像領域へと
搬送されてくることで、安定した現像を可能にしてい
る。
供給ローラ42を現像ローラ41に圧接させて回転させ
ることから、新たな一成分トナー10を現像ローラ41
へと供給する一方、現像後に回収されてくる現像ローラ
41表面の担持されたトナー10を掻き取り、新旧のト
ナー10の入れ替えを効果的に行えるようにしている。
この場合、現像ローラ41へのトナー10の供給におい
て安定させるためには、規制部材43の部分でも明記し
たように所定の電位差を形成するようにし、一成分トナ
ーを現像ローラ41側へと押しやるようにし、安定供給
を行わせることができる。
圧Vcとしては、一成分トナー10の現像ローラ41へ
の供給を目的として設けられており、その供給量を制御
するために、選定されている。例えば、現像ローラ41
の現像バイアス電圧(Va)と、供給ローラ42に供給
される電圧(Vc)との関係において、その絶対値にお
いて|Vc|>|Va|とし、その電位差による静電的
な力が加わる。これによりトナー10が現像ローラ41
側へと効率よく供給され、現像ローラ41表面に誘引さ
れるとになる。そして、その電位差が大きいほど、トナ
ーの供給量が増す。
c)を印加しないで、一成分トナー10の現像ローラ4
1への供給を効率よく行うには、供給ローラ42を現像
ローラ41に大きく食い込むように圧接させることが考
えられる。しかし、これではトナー10に対するストレ
ス等でトナーの寿命に問題が発生し、安定したトナー帯
電特性が得られなくなる。
ては、上記供給電圧Vcを供給ローラ42に印加するこ
となく、現像ローラ41との適度の圧接でもって十分な
るトナー10の供給を行えるものの、高速機における高
速現像装置には到底適用できない。そのため、供給ロー
ラ42に供給電圧(Vc)を印加するようにし、一成分
トナー10の供給を効率よく行うことで、高速現像に対
応できる。
は、上述した供給ローラ42に供給させる電圧(Vc)
を可変にする。あるいは、供給ローラ42の現像ローラ
41への圧接力を可変にすることが考えられる。しか
し、上述したように圧接力を可変にするのは機構等が複
雑になると同時に一成分トナー10の寿命の点が問題に
なる。そのため、供給電圧(Vc)を可変調整するよう
にすることが非常に有利である。
し、一成分トナー10の現像ローラ41への供給量を簡
単に調整でき、よって高速現像を行う時にトナー搬送量
を簡単に上がることができる。この場合、トナー10に
よるトナー像の濃度を向上させるために、トナー供給量
を多くする等のことも可能となる。
の現像バイアス電圧(Va)の供給、供給ローラ42へ
の電圧(Vc)の供給、さらに規制部材43への規制電
圧(Vb)の供給において、その電圧値の関係を、上述
の例では、絶対値において|Va|≦|Vb|≦|Vc
|としている。これは、現像槽40内の一成分トナー1
0を、供給ローラ42から現像ローラ41に効率よく供
給し、さらに一成分トナー10の量を規制する規制部材
43によってトナーを所定の電位に摩擦帯電を含めて帯
電をさせると同時に、均一な薄層状態で現像ローラ41
表面に付着させているといった現像ローラ41の回転方
向に沿ったトナー10の移動の流れが生じる。
ラ41へと一成分トナー10を供給するための静電力を
できるだけ大きくし、現像ローラ41への一成分トナー
10の供給を安定させておくことで、規制部材43にて
現像ローラ41に均一な一成分トナー10による薄層を
形成できる。つまり、供給が不十分であれば、均一なト
ナー層を形成できなくなる。
1への十分なる供給を行わせるために、上述した電圧値
において|Vb−Va|≦|Vc−Va|とする必要が
る。この式を満足させるためには、上述したような関係
を維持することが重要となり、トナー10の供給を安定
させ、現像ローラ41に付着するトナー10の量を一定
にして現像領域へと搬送でき、安定した現像を可能にし
ている。
て、画像形成の開始前、あるいは画像形成の終了後にお
ける現像ローラ41の回転初期、あるいは回転停止時に
生じる一成分トナー10の吹き出しによるトナー飛散を
阻止することにある。
(a)に示すように現像ローラ41の回転駆動開始のタ
イミングに合わせて現像ローラ41に供給する現像を安
定させる現像バイアス電圧(Va)等を供給するタイミ
ング制御を行う。
成動作が開始されるタイミングに合わせて、感光体1の
回転に応じて現像ローラ41の回転駆動が開始される。
その現像ローラ41の回転駆動の開始前に、現像ローラ
41に供給する現像バイアス電圧(Va)を供給制御す
る。この時、現像装置4内に設けられている供給ローラ
42及び規制部材43の供給電圧(Vc)及び規制電圧
(Vb)を同時に供給制御するようにしている。
は、画像形成の開始を行う指令がなされ、その指令信号
に関連して上記現像ローラ41の駆動開始制御がなされ
る。そのため、駆動開始制御のタイミングは、画像形成
開始の指令信号を受けた後、所定時間後である。
時間後に感光体1が回転駆動され、その後に現像装置4
による駆動開始指令がなされ、現像ローラ41が回転駆
動される。
令信号が入力され所定時間後に現像ローラ41が回転駆
動されるため、上記指令信号の入力に応答させて現像バ
イアス電圧(Va)の供給制御(ON)を行うことで、
現像ローラ41の駆動開始前に現像バイアス電圧(V
a)の供給制御を行える。また、感光体1の回転の後に
現像ローラ41が回転駆動されるのでれば、感光体1の
回転開始と同期させて現像バイアス電圧(Va)等の供
給制御(ON)を行うことができる。
41に担持されているトナーの保持を安定に維持させ、
その後の現像ローラ41の回転による一成分トナー10
の吹き出しによるトナー飛散を効果的に阻止している。
つまり、現像装置4の待機時には、現像バイアス電圧
(Va)等が供給されておらず、現像ローラ41表面に
担持されている一成分トナー10は未帯電状態となって
おり、現像ローラ41の回転駆動前に、現像バイアス電
圧(Va)を供給しておくことで、未帯電状態のトナー
10を現像ローラ41に静電的に拘束し、現像ローラ4
1の回転駆動直後のトナー10の吹き出し、つまり飛散
を阻止している。
像領域に達した時には、既に現像状態が安定し、帯電さ
れた一成分トナー10が現像ローラ41の回転により搬
送され、安定した現像を行える。
像ローラ41表面に担持されているトナー10が飛散す
ることがある。そのため、図2(b)に示すように、画
像形成動作の終了のタイミングに応答して、現像ローラ
41の回転が停止される。そして、現像ローラ41の停
止後、一定時間後に現像バイアス電圧(Va)、供給ロ
ーラ42への供給電圧(Vc)及び規制部材43への規
制電圧(Vb)の供給停止(OFF)を行っている。
現像バイアス電圧(Va)を、現像ローラ41が停止す
る前、あるいはローラの回転停止に同期してOFFする
と、トナーの持つ電荷により現像ローラ41側にトナー
が強く引き付けられる。また、感光体1上の帯電電荷に
より、例えば負電荷に帯電されたトナー10が現像ロー
ラ41側に押しやられる。そのため現像ローラ41にト
ナー10が付着するといったフィルミング現象が発生
し、トナー10の安定した帯電を行えなくなり、結果と
してフィルミングされた部分での画像スジが形成される
原因ともなる。
ローラ41の回転停止後に、現像バイアス電圧(Va)
を供給状態を維持しておくことで、現像ローラ41側に
トナー10が押しやられることがなくなり、フィルミン
グ現象がなくなる。そして、感光体1側の帯電電位、現
像ローラ41に担持されているトナー10の帯電電位が
徐々に低下し、その電位が低下した時点で現象バイアス
電圧(Va)の供給をOFFしても、上述したような作
用が生じることなく、フィルミング現象が避けられる。
アス電圧(Va)と同時に供給ローラ42に供給する供
給電圧(Vc)を供給制御(ON)し、画像形成動作の
終了時点においても同時に停止制御するようにしいてい
る。これは、要するに画像形成動作の開始時に不安定な
未帯電トナーが現像ローラ41に担持され、飛散するの
を阻止ためで、これによる現像ローラ41の回転停止時
のトナー飛散を阻止できる。そして、画像形成動作の終
了時において、現像ローラ41の回転停止後に現像バイ
アス電圧をOFFするタイミングと同期させることで、
トナーのフィルミング現象を無くすことができる。つま
り、トナー10の帯電電位が徐々に低下し、フィルミン
グ現象が生じない状態で電圧停止制御が行うことができ
る。
おけるトナー吹き出し等によるトナー飛散防止の効果を
確認した。特に具体例1としては図2(a)に示す制御
を、具体例2としては図2(b)に示す制御を行った。
34mm、その表面速度、つまり回転する現像ローラ4
1の周面の速度を300mm/secとした。また、供
給ローラ42については、その直径を20mm、その表
面速度を180mm/secで回転駆動した。さらに、
規制部材43の板厚を0.1〜0.2mm程度のリン青
銅を現像ローラ41に圧接させた。
非磁性の一成分トナーの負帯電特性を有するものを使用
し、現像ローラ41、規制部材43及び供給ローラ42
に供給する各電圧を、それぞれVa=−350V、Vb
=−400V、Vc=−450Vに設定した。この時、
感光体1としては、OPC(有機光導電体)の感光体を
用い、その表面電位としてー600Vに均一帯電した。
始、及び各電圧の供給開始のタイミングは図2(a)の
通りとした。
して回転駆動されており、感光体1の回転と同期した状
態で回転駆動が開始されるものとした。そして、画像動
作の開始指令に応答して、現像ローラ41の現像バイア
ス電圧(Va)及び他の規制電圧(Vb)、供給電圧
(Vc)を供給し、該供給時点から一定時間経過後に現
像ローラ41を回転駆動させた。
吹き出し、つまりトナー飛散は認められなかった。ま
た、現像ローラ41の回転により現像槽40内へと回収
される供給ローラ42と接触する部分の回収領域からの
トナーの飛散等も確認されなかた。
の供給停止制御を図2(b)に示すようにした点以外
は、具体例1と同様にした。
ーラ41の駆動を停止し、その後に所定時間後に現像バ
イアス電圧(Va)、規制電圧(Vb)及び供給電圧
(Vc)の供給停止(OFF)を行った。この結果、現
像ローラ41が停止した時にもトナー飛散が、規制部材
43の部分や回収部分において確認できなかった。
2に示すように現像ローラ41への現像バイアス電圧
(Va)の供給開始と、供給停止のタイミングを、供給
ローラ42への供給電圧(Vc)等の供給開始と、供給
停止制御を同期させている。
さらに効果的に阻止するために、現像バイアス電圧(V
a)の供給、又は停止タイミングに同期させることなく
独自に供給ローラ42への供給電圧(Vc)、規制部材
43への規制電圧(Vb)の駆動制御を行うようにした
ものである。
ーラ41、供給ローラ42、さらに規制部材43に供給
する各電圧Va,Vc,Vb等の回転駆動及び電圧供給
制御のタイミングを示している。
の開始に応答して現像バイアス電圧等の駆動制御につい
て説明する。特に現像バイアス電圧Vaの駆動開始のタ
イミングは本発明の基本構成における図2(a)と同様
にしている。つまり、現像ローラ41の回転前に供給制
御している。
に供給するそれぞれの電圧(Vc),(Vb)が、上記
現像バイアス電圧(Va)よりも前に供給制御(ON)
されるようにした。
圧Vc及び規制電圧Vbの値において、基本構成におい
て記載した値と同一としいる。
制御するタイミングは、画像形成装置における画像形成
動作の開始を行う指令信号に応答してなされ、その後の
一定時間後に現像バイアス電圧(Va)を供給制御する
タイミングを得る。そのため、現像バイアス電圧(V
a)は、基本構成において説明したように現像ローラ4
1が回転駆動される前であり、該回転開始信号を受ける
前のタイミングである。従って、画像形成動作の開始指
令信号を受け、供給電圧(Vc)及び規制電圧(Vb)
をONし、上記現像ローラ41を回転駆動させる開始信
号を得る前の所定時間後に現像バイアス電圧(Va)の
供給制御(ON)が行われる。
2及び規制部材43に供給する電圧のタイミング制御を
行うことで、画像形成動作の開始直後に生じるトナーの
吹き出し、特にトナー飛散を防止できる。
は、トナー10を担持して現像領域へと搬送する。現像
ローラ41は感光体1と接触し互いに接触する領域を現
像領域としている。そのため、画像形成動作が開始する
前は、両者が回転を停止しており、その間に残留してい
るトナー10は時間と共に帯電電位が低下する。そこ
で、現像バイアス電圧(Va)を供給する以前に、供給
ローラ42や規制部材43に電圧(Vc),(Vb)を
先に供給制御するようにすれば、規制部材43付近の未
帯電トナーが拘束され、現像ローラ42の回転に沿う空
気の流れによるトナーの吹き出が規制され、トナー飛散
を防止できる。しかも、供給ローラ42付近において
は、現像ローラ41による現像領域でのトナー10が回
収され、このトナー10が未帯電であるために、掻き取
り時の拘束状態を確保しておくことで、回収されるトナ
ー10の供給ローラ42付近でのトナー飛散を阻止でき
る。
圧(Va)が供給された後、現像ローラ42が回転駆動
されることで、基本構成において説明した作用及び効果
がさらに追加される。よって、画像形成動作が開始され
る時のトナー飛散をより効率よく阻止でき、現像を安定
させることができる。
4(b)のタイミングチャートに示すように、現像ロー
ラ41が最初に停止制御され、次に現像バイアス電圧
(Va)の供給が停止され、最後に規制部材43の規制
電圧(Vb)及び供給ローラ42の供給電圧(Vc)の
供給停止(OFF)を行う。
了に伴う現像バイアス電圧(Va)の供給停止(OF
F)を行うことで、第1の実施形態において説明した同
一の作用効果を奏する。さらに、この現像バイアス電圧
(Va)の停止後に、規制部材43等の規制電圧(V
b)の供給停止を行うことで、上述したように規制部材
43や供給ローラ42付近でのトナー10の安定性を長
く保つことができ、トナー飛散を防止する効果が助長さ
れる。
像ローラ41に供給する現像バイアス電圧(Va)が、
基本構成による図2に示した現像バイアス電圧の供給時
間よりも短くなる。つまり、現像ローラ41が回転する
状態での現像バイアス電圧(Va)の供給時間が短くで
きるため、現像ローラ41の回転停止による一成分トナ
ー10の現像ローラ41の誘引状態が短くなり、現像ロ
ーラ41にトナーが付着するフィルミングといった現象
をより軽減できる。
ために、以下に実施例を記す。
御のタイミングについては、図4(a)に示すようにし
て制御した以外は、基本構成における具体例1記載のも
のと同一とした。
部材43及び供給ローラ42に供給する各電圧(Vb)
及び(Vc)の供給制御を行い、その後の一定時間後の
現像ローラ41の回転開始前に現像ローラ41への現像
バイアス電圧(Va)の供給制御を行った。
れても、規制部材43付近でのトナー飛散、及び供給ロ
ーラ42でのトナーが回収される領域でのトナー飛散が
生じないのを確認できた。
供給制御タイミングを図4(b)に示すように制御した
以外は、基本構成における具体例1記載のものと同一と
した。
の回転を停止させ、次に時間をおいて現像バイアス電圧
(Va)の供給を停止し、さらに時間をおいて規制部材
42及び供給ローラ43に供給していた電圧(Vc)及
び(Vb)をOFFにした。
規制部材43付近及び供給ローラ42での回収領域付近
でのトナーの飛散を防止できた。
は、感光体1及び現像ローラ41、一成分トナー10等
が負に帯電又は負電圧を供給するようにした反転現像方
式を説明した。これは、正帯電される感光体1を用いる
場合には現像バイアス電圧等を正電圧にし、一成分トナ
ー10として正帯電トナーが利用される。
アス電圧Va、規制電圧Vb、供給電圧Vc等の大小関
係を除けば、ずべて上述に説明した実施形態をそもまま
利用できる。つまり、一成分トナーを利用して正転現像
を行う図1に示す構造の現像装置4を用いて、図4に示
す制御を行うことで、トナー飛散を防止し、安定した現
像を可能にできる。
よれば、一成分トナーの画像形成動作の開始時、または
終了時で、現像ローラや、トナーの付着量を規制する規
制部材に供給する電圧の供給タイミングを制御すること
で、トナー飛散等が生じるのを解消できる効果を助長で
き、安定した現像を行うことができる。
の要望に応じて、それに簡単に対処できる現像装置を提
供できる。
置を示すものであって、静電潜像を担持した感光体と対
向配置した現像装置の構造を示す図である。
開始時点及び終了時点での現像ローラや規制部材に供給
する電圧の供給制御のための本発明の基本構成にかかる
制御タイミングを示すもので、(a)は画像形成動作の
開始時点を、(b)は画像形成動作の終了時点を示した
タイミングチャートである。
装置の一構成例を説明するための構成図である。
す現像装置において、画像形成動作の開始時点及び終了
時点での現像ローラや規制部材に供給する電圧制御を示
すもので(a)は画像形成動作の開始時点を、(b)は
画像形成動作の終了時点を示すタイミングチャートであ
る。
及び終了時の制御タイミングを示すもので(a)は開始
時点を(b)は終了時点を示すタイミングチャートであ
る。
及び終了時の他の制御タイミングを示すもので(a)は
開始時点を(b)は終了時点を示すタイミングチャート
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 静電潜像を担持した担持体と対向する現
像領域へと一成分トナーを担持し搬送する現像ローラ、
該現像ローラに担持される一成分トナーの量を規制する
規制部材、とを備えた現像装置において、 上記現像ローラには静電潜像に一成分トナーを付着させ
るために現像バイアス電圧が、上記規制部材には一成分
トナーの量を規制するために規制電圧が、それぞれ供給
制御され、 上記現像ローラが回転駆動される前に、上記現像バイア
ス電圧を供給し、さらに現像バイアス電圧の供給前に上
記規制電圧を供給制御することを特徴とする一成分トナ
ーの現像装置。 - 【請求項2】 静電潜像を担持した担持体と対向する現
像領域へと一成分トナーを担持し搬送する現像ローラ、
該現像ローラに担持される一成分トナーの量を規制する
規制部材、とを備えた現像装置において、 上記現像ローラには静電潜像に一成分トナーを付着させ
るために現像バイアス電圧が、上記規制部材には一成分
トナーの量を規制するために規制電圧が、それぞれ供給
制御され、 上記現像ローラの回転停止後に、上記現像バイアス電圧
の供給を停止し、さらに現像バイアス電圧の供給停止後
に上記規制電圧の供給停止を制御することを特徴とする
一成分トナーの現像装置。
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