(57)【要約】【課題】  トナー担持体の表面に規制部材を接触させて、トナー担持体の表面に保持されたトナーの量を規制すると共にトナーを帯電させるようにした現像装置を用いて画像形成を行う場合において、高湿度の環境下での地肌カブリの発生や、長期使用時における筋状ノイズの発生を防止する。【解決手段】  トナー担持体１４の表面に規制部材１５を接触させて、トナー担持体の表面に保持されたトナーｔの量を規制する共にトナーを帯電させる現像装置１０において、上記のトナー担持体に印加させる現像バイアス電圧Ｖｂと上記の規制部材に印加させる規制バイアス電圧ＶBLとの電位差△Ｖ＝｜Ｖｂ−ＶBL｜を次第に減少させるようにした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーをトナー担持体の表面に保持させて像担持体と対向する現像領域に導く途中に、このトナー担持体の表面に規制部材を接触させて、トナー担持体の表面に保持されたトナーの量を規制すると共にトナーを帯電させ、このように規制されて帯電されたトナーをトナー担持体により現像領域に導いて現像を行う現像装置において、上記のトナー担持体に印加させる現像バイアス電圧Ｖｂと上記の規制部材に印加させる規制バイアス電圧ＶBLとの電位差△Ｖ＝｜Ｖｂ−ＶBL｜を次第に減少させるようにしたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載した現像装置において、上記の規制部材に印加させる規制バイアス電圧ＶBLがトナー担持体に印加させる現像バイアス電圧Ｖｂよりもトナーの帯電極性側において大きくなっていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載した現像装置において、上記のトナー担持体の少なくとも表面が金属又は樹脂からなる高硬度材料で構成されると共に、上記の規制部材の少なくとも表面が金属で構成されていることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置を備えた画像形成装置において、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載した現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置及びこのような画像形成装置において像担持体に形成された静電潜像を現像するのに使用する現像装置に係り、特に、トナーをトナー担持体の表面に保持させて像担持体と対向する現像領域に導く途中に、このトナー担持体の表面に規制部材を接触させて、トナー担持体の表面に保持されたトナーの量を規制すると共にトナーを帯電させ、このように規制されて帯電されたトナーをトナー担持体により現像領域に導いて現像を行うにあたり、高湿度の環境下において、形成される画像に地肌カブリが発生するのを防止すると共に、上記のような現像操作を繰り返して行った場合において、形成される画像に筋状ノイズなどが発生するのを抑制するようにした点に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、像担持体に形成された静電潜像を現像するのに現像装置が使用されている。
【０００３】
そして、このような現像装置としては、現像剤にトナーとキャリアとを使用した２成分現像方式のものの他に、キャリアを使用せずにトナーのみを使用した１成分現像方式のものが知られている。
【０００４】
そして、このような１成分現像方式の現像装置としては、例えば、図１に示すように、装置本体１内に収容されたトナーｔをトナー送り部材２によりローラ状になったトナー供給部材３に送り、このトナー供給部材３を回転させて、トナーｔをローラ状になったトナー担持体４に供給し、このように供給されたトナーｔを回転するトナー担持体４の表面に保持させて像担持体Ｐと対向する現像領域に導く途中において、このトナー担持体４の表面に規制部材５を接触させ、この規制部材５によりトナー担持体４によって搬送されるトナーｔの量を規制すると共にこのトナーｔを帯電させ、このように規制されて帯電されたトナーｔをトナー担持体４により像担持体Ｐと対向する現像領域に導いて現像を行うようにしたものが用いられている。
【０００５】
そして、上記のような現像装置においては、一般に、上記のトナー担持体４に現像バイアス電圧を印加させて現像を行うようにすると共に、上記の規制部材５に規制バイアス電圧を印加させてトナーｔを適切に帯電させることが行われている。
【０００６】
ここで、上記のトナー担持体４に印加させる現像バイアス電圧と規制部材５に印加させる規制バイアス電圧との電位差が小さすぎると、トナーｔを適切に帯電させることができず、特に、トナーｔの帯電性が低下する高湿度の環境下においては、トナーｔが適切に帯電されず、形成される画像に地肌カブリが発生するという問題があった。
【０００７】
そして、従来においては、上記のようにトナー担持体に現像バイアス電圧を印加させると共に規制部材に規制バイアス電圧を印加させるにあたり、規制部材に印加させる規制バイアス電圧を環境湿度に応じて変更させて、形成される画像に地肌カブリが発生するのを抑制することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
しかし、上記のように規制部材に印加させる規制バイアス電圧を環境湿度に応じて変更させた場合においても、上記のように規制部材によりトナー担持体によって搬送されるトナーの量を規制すると共にこのトナーを帯電させるようにして現像を繰り返して行うと、次第にトナーに添加された外添剤の一部が離脱するようになる。
【０００９】
そして、このようにトナーから離脱した外添剤はトナーと逆極性に帯電されているため、上記の規制部材側に引き付けられ、この規制部材に外添剤が付着して凝集すると共に、外添剤を核として凝集したトナーもこの規制部材に凝集付着する一方、外添剤が離脱されたトナーは流動性が低下すると共に帯電性も低下し、このように外添剤が離脱されたトナーがトナー担持体に付着して凝集するようになる。
【００１０】
この結果、トナー担持体によって現像領域に搬送されるトナーにムラが生じ、特に、表面が金属や樹脂からなる高硬度材料で構成されたトナー担持体と、表面が金属で構成された規制部材とを用いた場合、トナー担持体によって現像領域に搬送されるトナーに筋状のムラが発生しやすくなり、形成される画像に筋状のノイズが発生するという問題があった。
【特許文献１】特開２００１−９２２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、トナーをトナー担持体の表面に保持させて像担持体と対向する現像領域に導く途中に、このトナー担持体の表面に規制部材を接触させて、トナー担持体の表面に保持されたトナーの量を規制すると共にトナーを帯電させ、このように規制されて帯電されたトナーをトナー担持体により現像領域に導いて現像を行う現像装置及びこのような現像装置を用いた画像形成装置における上記のような問題を解決することを課題とするものである。
【００１２】
すなわち、本発明においては、上記のように規制部材によりトナー担持体の表面に保持されたトナーの量を規制すると共にトナーを帯電させ、このように規制されて帯電されたトナーをトナー担持体により現像領域に導いて現像を行うにあたり、高湿度の環境下においてもトナーが適切に帯電されて、形成される画像に地肌カブリが発生するのが防止されると共に、上記のような現像操作を繰り返して行った場合に、形成される画像に筋状ノイズが発生するのを防止することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明における現像装置においては、上記のような課題を解決するため、トナーをトナー担持体の表面に保持させて像担持体と対向する現像領域に導く途中に、このトナー担持体の表面に規制部材を接触させて、トナー担持体の表面に保持されたトナーの量を規制すると共にトナーを帯電させ、このように規制されて帯電されたトナーをトナー担持体により現像領域に導いて現像を行う現像装置において、上記のトナー担持体に印加させる現像バイアス電圧Ｖｂと上記の規制部材に印加させる規制バイアス電圧ＶBLとの電位差△Ｖ＝｜Ｖｂ−ＶBL｜を次第に減少させるようにしたのである。
【００１４】
ここで、上記の現像装置においては、上記の規制部材によりトナー担持体の表面に保持されたトナーを適切に帯電させさせるため、規制部材に印加させる規制バイアス電圧ＶBLを、トナー担持体に印加させる現像バイアス電圧Ｖｂよりもトナーの帯電極性側において大きくなるようにすることが好ましい。
【００１５】
また、上記の現像装置においては、少なくとも表面が金属又は樹脂からなる高硬度材料で構成されたトナー担持体と、少なくとも表面が金属で構成された規制部材とを用いた場合において、特に優れた効果が得られる。
【００１６】
また、本発明における画像形成装置においては、像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置として、上記のような現像装置を用いるようにしたのである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明においては、トナーをトナー担持体の表面に保持させて像担持体と対向する現像領域に導く途中に、このトナー担持体の表面に規制部材を接触させてトナーの量を規制すると共にトナーを帯電させ、このように規制されて帯電されたトナーをトナー担持体により現像領域に導いて現像を行うにあたり、上記のようにトナー担持体に印加させる現像バイアス電圧Ｖｂと規制部材に印加させる規制バイアス電圧ＶBLとの電位差△Ｖ＝｜Ｖｂ−ＶBL｜を次第に減少させるようにしたため、上記の電位差△Ｖを初期においてある程度大きくすることにより、高湿度の環境下においてもトナーが適切に帯電されるようになり、形成される画像に地肌カブリが発生するのが防止される。
【００１８】
また、本発明においては、上記のようにトナー担持体に印加させる現像バイアス電圧Ｖｂと規制部材に印加させる規制バイアス電圧ＶBLとの電位差△Ｖを次第に減少させるようにしたため、上記のようにして現像を繰り返して行った結果、トナーに添加された外添剤の一部が離脱した場合においても、離脱された外添剤が規制部材に付着して凝集したり、外添剤を核として凝集したトナーがこの規制部材に凝集付着したりするのが防止されると共に、外添剤が離脱されたトナーがトナー担持体に付着して凝集したりするのも防止されるようになる。
【００１９】
この結果、トナー担持体によって現像領域に搬送されるトナーにムラが生じるのが抑制され、特に、表面が金属や樹脂からなる高硬度材料で構成されたトナー担持体と、表面が金属で構成された規制部材とを用いた場合においても、トナー担持体によって現像領域に搬送されるトナーに筋状のムラが発生するのが防止され、形成される画像に筋状のノイズが発生するのが抑制されるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、この発明の実施形態に係る現像装置及び画像形成装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。なお、この発明に係る現像装置及び画像形成装置は、下記の実施形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。
【００２１】
この実施形態に係る現像装置１０においては、図２に示すように、その装置本体１１内に収容されたトナーｔをトナー送り部材１２によりローラ状になったトナー供給部材１３に送り、このトナー供給部材１３を回転させて、トナーｔをローラ状になったトナー担持体１４の表面に供給するようになっている。
【００２２】
そして、このように供給されたトナーｔを回転するトナー担持体１４の表面に保持させて像担持体Ｐと対向する現像領域に導く途中において、このトナー担持体１４の表面に規制部材１５を接触させて、この規制部材１５によりトナー担持体１４によって搬送されるトナーｔの量を規制すると共にこのトナーｔを帯電させ、このように規制されて帯電されたトナーｔをトナー担持体１４により現像領域に導いて、像担持体Ｐに形成された静電潜像を現像するようにしている。
【００２３】
ここで、上記の現像装置１０においては、上記のトナー担持体１４に現像バイアス電源１６から現像バイアス電圧Ｖｂを印加させると共に、上記の規制部材１５に規制バイアス電源１７から規制バイアス電圧ＶBLを印加させるようにし、この規制バイアス電源１７から規制部材１５に印加させる規制バイアス電圧ＶBLを制御装置１８により制御させるようにしている。
【００２４】
そして、この実施形態においては、トナー担持体１４によって搬送されるトナーｔが高湿度の環境下においても上記の規制部材１５により適切に帯電されるようにするため、上記の規制バイアス電源１７から規制部材１５に印加させる規制バイアス電圧ＶBLが、上記の現像バイアス電源１６からトナー担持体１４に印加させる現像バイアス電圧Ｖｂよりもトナーｔの帯電極性側においてある程度大きな値になるようにしており、例えば、負帯電性のトナーｔを用いた場合には、規制部材１５に印加させる規制バイアス電圧ＶBLが、トナー担持体１４に印加させる現像バイアス電圧Ｖｂよりもマイナス側において高い値になるようにしている。
【００２５】
また、この実施形態においては、上記のようにして現像を繰り返して行うにあたり、現像回数の増加に伴って、上記の規制バイアス電源１７から規制部材１５に印加させる規制バイアス電圧ＶBLを制御装置１８により制御し、トナー担持体１４に印加させる現像バイアス電圧Ｖｂと規制部材１５に印加させる規制バイアス電圧ＶBLとの電位差△Ｖ＝｜Ｖｂ−ＶBL｜を次第に減少させるようにしている。
【００２６】
ここで、上記の電位差△Ｖ＝｜Ｖｂ−ＶBL｜を、現像回数の増加に伴って次第に減少させるにあたっては、図３（Ａ）に示すように、上記の規制バイアス電圧ＶBLを徐々に現像バイアス電圧Ｖｂに近づけて、上記の電位差△Ｖを徐々に減少させるようにしたり、図３（Ｂ）に示すように、上記の規制バイアス電圧ＶBLを段階的に現像バイアス電圧Ｖｂに近づけて、上記の電位差△Ｖを段階的に減少させるようにすることができる。なお、上記の電位差△Ｖを減少させる割合については、使用するトナーｔの種類などに応じて適宜変更させることができる。
【００２７】
そして、このようにトナー担持体１４に印加させる現像バイアス電圧Ｖｂと規制部材１５に印加させる規制バイアス電圧ＶBLとの電位差△Ｖ＝｜Ｖｂ−ＶBL｜を次第に減少させるようにすると、上記のようにして現像を行った結果、トナーｔに添加された外添剤が離脱されても、離脱された外添剤が規制部材１５に付着して凝集したり、外添剤を核として凝集したトナーがこの規制部材に凝集付着したりするのが防止されると共に、外添剤が離脱されたトナーｔがトナー担持体１４に付着して凝集したりするのも防止されるようになる。
【００２８】
この結果、表面が金属や樹脂からなる高硬度材料で構成されたトナー担持体１４と、表面が金属で構成された規制部材１５とを用いた場合においても、トナー担持体１４によって現像領域に搬送されるトナーｔに筋状のムラが発生するのが防止されて、形成される画像に筋状のノイズが発生するのが抑制され、長期にわたって高品質の安定した画像を形成することが可能となる。
【００２９】
次に、上記のような現像装置１０を用いたカラー画像形成装置の一例を添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００３０】
ここで、このカラー画像形成装置においては、図４に示すように、上記のような現像装置１０Ａ〜１０Ｄを４つ使用し、この４つの現像装置１０Ａ〜１０Ｄに黄色，マゼンダ色，シアン色，黒色の異なった色彩のトナーを収容させている。
【００３１】
そして、この４つの現像装置１０Ａ〜１０Ｄを回転するホルダー２１に保持させ、このホルダー２１を回転させて各現像装置１０Ａ〜１０Ｄの位置を変更させて、各現像装置１０Ａ〜１０Ｄを像担持体Ｐと対向する位置に順々に導いて、各現像装置１０Ａ〜１０Ｄにより順々に現像を行うようにしている。
【００３２】
そして、このカラー画像形成装置によってカラー画像を形成するにあたっては、例えば、先ず黄色のトナーが収容された第１の現像装置１０Ａにおけるトナー担持体１４を像担持体Ｐと対向するように位置させ、像担持体Ｐを回転させて、像担持体Ｐの表面を帯電装置２２によって一様に帯電させ、このように帯電された像担持体Ｐに対して露光装置２３により画像信号に従った露光を行い、この像担持体Ｐの表面に静電潜像を形成する。
【００３３】
次いで、このように静電潜像が形成された像担持体Ｐと第１の現像装置１０Ａにおけるトナー担持体１４とが対向する現像領域において、このトナー担持体１４から黄色のトナーを像担持体Ｐに形成された静電潜像部分に供給して、像担持体Ｐに静電潜像に対応した黄色のトナー像を形成する。
【００３４】
そして、このように像担持体Ｐに形成された黄色のトナー像を、像担持体Ｐの上方において架け渡された無端ベルト状の中間転写体２４に転写させるようにする。
【００３５】
その後は、上記のホルダー２１を回転させて、次にマゼンダ色のトナーが収容された第２の現像装置１０Ｂにおけるトナー担持体１４を像担持体Ｐと対向するように位置させ、上記の第１の現像装置１０Ａの場合と同様にして、像担持体Ｐの表面にマゼンダ色のトナー像を形成し、このマゼンダ色のトナー像を黄色のトナー像が転写された上記の中間転写体２４に転写させ、さらに同様の操作を行って、シアン色のトナーが収容された第３の現像装置１０Ｃにより像担持体Ｐの表面にシアン色のトナー像を形成し、このシアン色のトナー像を上記の中間転写体２４に転写させた後、黒色のトナーが収容された第４の現像装置１０Ｄにより像担持体Ｐの表面に黒色のトナー像を形成し、この黒色のトナー像を上記の中間転写体２４に転写させ、このように中間転写体２４上に黄色，マゼンダ色，シアン色，黒色の各トナー像を転写させてフルカラーのトナー像を形成する。
【００３６】
そして、このカラー画像形成装置の下部にセットされた記録シート２５を、送りローラ２６によって中間転写体２４と転写ローラ２７とが対向する部分に導き、中間転写体２４に形成されたフルカラーのトナー像をこの記録シート２５に転写させ、このように記録シート２５上に転写されたフルカラーのトナー像を定着装置２８により記録シート２５に定着させて排紙させるようにする。
【００３７】
次に、この発明の実施例に係る現像装置を用いて画像形成を行った場合に、高湿度の環境下において、形成される画像に地肌カブリが発生するのが防止されると共に、画像形成を数多く行った場合においても、形成される画像に筋状ノイズが発生するのが抑制されることを、比較例を挙げて明らかにする。
【００３８】
ここで、画像形成装置としては、市販のフルカラープリンタ（コニカミノルタ社製：マジカラー２４００）における現像装置を改造したものを用い、上記の規制部材に印加させる規制バイアス電圧ＶBLを変更させて、トナー担持体に印加させる現像バイアス電圧Ｖｂと規制部材に印加させる規制バイアス電圧ＶBLとの電位差△Ｖ＝｜Ｖｂ−ＶBL｜を適宜変更できるようにした。
【００３９】
そして、上記のトナー担持体に印加させる現像バイアス電圧Ｖｂを一定の−２００Ｖに設定し、実施例においては、耐刷枚数に対応させて規制部材に印加させる規制バイアス電圧ＶBLを段階的に変更させて、現像バイアス電圧Ｖｂと規制バイアス電圧ＶBLとの電位差△Ｖ＝｜Ｖｂ−ＶBL｜を次第に減少させるようにし、この規制バイアス電圧ＶBLを、最初は−３００Ｖ（△Ｖ＝１００Ｖ）、１３００枚目の時点で−２５０Ｖ（△Ｖ＝５０Ｖ）、１６００枚目の時点で−２２５Ｖ（△Ｖ＝２５Ｖ）、１９００枚目の時点で−２１０Ｖ（△Ｖ＝１０Ｖ）に変更させるようにした。
【００４０】
一方、比較例においては、上記の規制バイアス電圧ＶBLを変更させずに、一定の−３００Ｖ（△Ｖ＝１００Ｖ）に設定した。
【００４１】
そして、上記の条件でそれぞれ画像形成を繰り返して行い、５００枚目，１０００枚目，１５００枚目，１７５０枚目，２０００枚目の各耐刷時点において、相対湿度８５％の環境下での白ベタ画像における地肌カブリの評価を行い、またハーフトーン画像における筋状ノイズの評価を行い、これらの結果を下記の表１に示した。
【００４２】
ここで、地肌カブリの評価については、地肌カブリの発生がなかった場合を○、地肌カブリが僅かに発生しているが実用上問題とならない場合を△、地肌カブリが発生して実用上問題となる場合を×で示した。
【００４３】
また、筋状ノイズの評価については、筋状ノイズの発生がなかった場合を○、筋状ノイズが僅かに発生しているが実用上問題とならない場合を△、筋状ノイズが発生して実用上問題となる場合を×で示した。
【００４４】
【表１】
2008145897.tif 000003
【００４５】
ここで、耐刷枚数に対応させて規制部材に印加させる規制バイアス電圧ＶBLを段階的に変更させて、現像バイアス電圧Ｖｂと規制バイアス電圧ＶBLとの電位差△Ｖ＝｜Ｖｂ−ＶBL｜を次第に減少させた実施例のものと、上記の電位差△Ｖ＝｜Ｖｂ−ＶBL｜を一定の１００Ｖに維持させた比較例のものとを比較した場合、地肌カブリの評価はほぼ同じであったのに対して、上記の筋状ノイズの評価は、比較例のものの場合、１５００枚目以降において筋状ノイズの発生が次第に増加し、１７５０枚目の時点において筋状ノイズが問題となったが、上記の実施例のものにおいては、２０００枚目の耐刷時点においても筋状ノイズの発生はなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】従来の現像装置によって現像を行う状態を示した概略説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る現像装置によって現像を行う状態を示した概略説明図である。
【図３】上記の実施形態の現像装置において、トナー担持体に印加させる現像バイアス電圧Ｖｂと規制部材に印加させる規制バイアス電圧ＶBLとの電位差△Ｖ＝｜Ｖｂ−ＶBL｜を次第に減少させる２つの例を示した図である。
【図４】上記の現像装置を使用するカラー画像形成装置の例を示した概略説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０，１０Ａ〜１０Ｄ  現像装置
１１  装置本体
１２  トナー送り部材
１３  トナー供給部材
１４  トナー担持体
１５  規制部材
１６  現像バイアス電源
１７  規制バイアス電源
１８  制御装置
２１  ホルダー
２２  帯電装置
２３  露光装置
２４  中間転写体
２５  記録シート
２６  送りローラ
２７  転写ローラ
２８  定着装置
Ｐ  像担持体
ｔ  トナー
【図１】
2008145897.tif 000004
【図２】
2008145897.tif 000005
【図３】
2008145897.tif 000006
【図４】
2008145897.tif 000007