(57)【要約】【課題】正帯電型非磁性一成分トナーを用いた接触現像方式の現像装置において、画像品質の観点から寿命と判断される現像装置に新規外部トナーを補給して継続使用しても、トナー補給直後に発生しやすい未帯電トナー、低帯電トナー、逆帯電トナーまたはそれらが凝集した劣化トナーの落下を抑制して高寿命化を可能にする現像装置の提供。【解決手段】非磁性一成分トナー２０を用いる現像方式による現像装置１００であって、供給ローラ３への印加電圧をＡ、現像ローラ４への印加電圧をＢとしたとき、トナー補給後、所定の印刷枚数を処理する間、前記供給ローラ３への印加電圧Ａを前記現像ローラへの印加電圧Ｂより、５０ボルト以上高く設定する機構を備える現像装置とする。【選択図】     図１
2005308900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性一成分トナーを用いる現像方式による現像装置であって、少なくとも新規外部トナーの補給可能な構造を有するトナー容器部と供給ローラと現像ローラと層厚規制部材とを備え、前記供給ローラは前記トナー容器部中のトナーを供給ローラ表面に保持し供給ローラの回転により前記現像ローラに運び、前記現像ローラは前記供給ローラから受けた前記トナーを、前記現像ローラと層厚規制部材との間の摩擦帯電により帯電し現像ローラ表面に保持すると共に薄層化した後、現像ローラの回転により感光体表面との接触面に搬送し、該感光体表面の静電潜像を可視像化する機構を備える現像装置において、供給ローラへの印加電圧をＡ、現像ローラへの印加電圧をＢとしたとき、トナー補給後、所定の印刷枚数を処理する間、前記供給ローラへの印加電圧Ａを前記現像ローラへの印加電圧Ｂより、５０ボルト以上高く設定する機構を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記所定の印刷枚数をＡ４用紙で１０枚乃至３０枚とすることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
現像方式が、未転写トナーを現像工程で回収して再利用するクリーナレス現像方式であることを特徴とする請求項１または２記載の現像装置。
【請求項４】
トナーがスチレン−アクリル共重合樹脂をベースレジンとすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザープリンタや複写機に代表される電子写真装置において用いられる、電子写真方式の非磁性一成分正帯電型のトナーを用いた現像装置、特に寿命とされた現像装置を継続使用するために行なう新規外部トナーの補給後にも画像品質の安定性に優れた現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンタや複写機などの電子写真装置のうち、特に小型の装置では、最近、非磁性一成分正帯電接触現像方式が普及してきた。この一成分正帯電現像方式は、二成分現像剤を用いた現像方式に比べて現像装置の小型化、低価格化が可能であるだけでなく、高解像度画像に優れているという利点を有しているため、広く用いられるようになってきた。さらにクリーナレス現像方式と組み合わせると、未転写トナーを現像工程で回収して再利用でき、トナーの有効利用性も高くなるので、多く採用されるようになってきたのである。
【０００３】
一方、非磁性一成分トナーを用いた現像装置は、二成分現像剤を用いた現像装置に比べて、トナーを搬送するキャリアを持たないことに起因してトナーの帯電性、搬送性に劣り、特に粉砕トナーでは長期の繰り返し使用と共にベタ黒濃度の均一性の低下、カブリの増加等の画像品質の低下が見られるという問題点がある。この点に着目した発明として、トナー供給ローラに印加するバイアス電圧を、通紙枚数の増加と共にトナー供給ローラ表面に生じる物性変化に対応させて可変制御することにより、負帯電現像ではあるが、ベタ黒画像における均一性低下を少なくなるように改良した現像装置が知られている（特許文献１−０００６、００１０段落）。
【０００４】
さらにまた、非磁性一成分正帯電トナーを用いた画像形成では、カブリの発生、ベタ濃度の均一性が劣るという欠陥を、トナー粒子の比表面積を特定すると共に、供給ローラに対して、現像ローラのバイアス電位（絶対値）より１００〜４００Ｖ高いバイアス電位を与えることにより改善した発明も知られている（特許文献２−０００４、０００５段落）。
【０００５】
また、薄層部材に印加するバイアス電圧を、トナー凝集度に応じて制御することにより、凝集トナーに妨げられることなく、良好な薄層形成、良好な画像形成を得る発明が知られている（特許文献３−課題、解決手段）。
【特許文献１】特開平６−１９４９４４公報
【特許文献２】特開平９−１９７７１０公報
【特許文献３】特開２０００−２２１７７６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記非磁性一成分正帯電トナーとクリーナレス現像方法とを組み合わせた現像装置についての一般的な問題点としては、やはり現像ユニットの寿命が短いことがあげられるが、未だ充分には解決されていない。前記短寿命の原因は、未転写トナーが現像ユニットに回収され再利用されるが故に、繰り返し印字によって現像装置内部に外添剤や電荷制御剤が剥離したものや砕けたトナー片などの劣化トナーが蓄積され次第に増加していくことにある。そのため、トナーの帯電性や搬送性が悪くなって画質の低下を招き易く、通紙枚数が多くなるにつれて良好な画像を維持することは次第に困難となるのである。しかも、このことは前述の特許文献１、２、３に記載の発明によっても基本的には解決されていないのである。
【０００７】
前記クリーナレス現像方式には正帯電型および負帯電型の両プロセスの方式があるが、前述の画質が低下し易いという問題点は、特に正帯電型プロセスであって、さらに加えてスチレン−アクリル共重合樹脂をベースレジンとするトナーを使用する場合に顕著となり易い。前者の正帯電プロセスでの問題点は正帯電トナーを構成するベースレジンとして使用される樹脂材料はすべて本来的に負帯電化し易いことである。すなわち、正帯電トナーは負帯電化し易いベースレジン材料を電荷制御剤により強制的に正帯電化させているので、構造的にも形状的にも接触摩擦等の機械的ダメージあるいは電気化学的ダメージにより電荷制御剤や外添剤がベースレジンから剥がれやすいこと、埋没しやすいこと、あるいは化学的に変化しやすいこと等により、容易に負帯電化するのである。この負帯電トナーの増加と共に、前述のように次第にトナーの帯電性や搬送性が悪くなり、画質が低下するのである。後者のスチレン−アクリル共重合樹脂をベースレジンとするトナーを使用する場合は、ポリエステル樹脂をベースレジンとするトナーに比べて正帯電量の点で優位であって高画質が得られることなどの点で優れているものの、樹脂自体の機械的強度が低いことが問題である。そのためトナーは機械的ダメージを受け易く、前述のように、やはりトナーの負帯電化が起き易く、画像品質が低下するのである。
【０００８】
このように、正帯電型非磁性一成分の粉砕トナーを用いたクリーナレス方式の現像装置または現像ユニットでは、前述のとおり、現像装置の小型化、低価格化、高解像度さらにトナーの有効利用性等の数多くの優れた点を有する一方で、繰り返し使用後に得られる画質の安定性、信頼性には問題がある。この問題を回避するため、実際の装置では、劣化トナーの比率が高くなって画質の低下が目立つようになる前に、おおよそ、当初のトナー量の３分の２程度を消費した時点で、トナーを含む現像装置または現像ユニットを寿命とみなして、新しい物に交換するという方法が多く採られている。このことが正帯電型非磁性一成分クリーナレス方式の現像装置またはユニットの寿命を短くし、ランニングコストの点で不利と言われる所以であった。それだけでなく、廃棄される現像装置またはユニットには相対的に高価といえる現像ローラ、供給ローラなどのように未だ寿命に達していない部品も含まれていた。
【０００９】
前述のように、寿命の来た現像装置またはユニットを廃棄し新規のものに交換することにしたもうひとつの理由は、前記寿命とされたトナーを含む前記現像装置または現像ユニットに新規トナーのみを補給し再度新たに画像形成を行なうと、トナー補給直後、トナーの攪拌が充分に行われる前の、しばらくの間、トナー容器部中のトナーには補給前の劣化トナーを多く含んだトナーが特に供給ローラ、現像ローラ近辺に特に多く存在する状態がそのまま維持されていることになる。このような状態において電子写真プロセスを作動させると、劣化トナーが供給ローラによって現像ローラに搬送され、感光体ドラム表面近傍に到達する比率が高く、しかもそれらの劣化トナーは感光体ドラム表面の近傍では、未帯電トナー、低帯電トナー、逆帯電トナーのように有効な現像機能を有さない無効トナーとなって、現像ローラと感光体ドラム間に存在することになる。このような無効トナーは感光体ドラムの現像の際に、未露光部へ付着してカブリの原因となる。さらに、前記無効トナーはいずれも現像ローラの表面での保持力が弱く、また、逆帯電トナーとして存在する場合は、この逆帯電トナーが他の正常トナーを吸着して凝集しやすい。このように凝集したトナーも現像ローラでの保持力が弱く、未帯電トナー、低帯電トナーと共に感光体ドラムと現像ローラ間から記録用紙上に落下し、画像を汚染させ易いのである。このような理由もあって、非磁性一成分でクリーナレス現像方法ではトナー補給をして、現像装置の寿命を延ばすことは実用的な方法とは考えられず、廃棄して新規の現像装置に交換していたのである。
【００１０】
一方、前記特許文献１には、トナー供給ローラに印加するバイアス電圧を、トナー供給ローラ自体の物性変化に伴ない可変制御することにより、ベタ画像においても濃度低下を少なくした現像装置の記載がある。確かにこのようにすれば、若干現像装置の寿命をのばせる。しかし、ここに記載のトナーはポリエステル樹脂をベースレジンとするトナーであり、負帯電トナーであるし、また、ここには、交換時期の来た現像装置または現像ユニットに新規外部トナーを補給して寿命を延ばすという考えは全く無いばかりかその示唆すらなく、さらに前記トナー供給ローラ表面の物性変化という現象はトナー補給の有無とは無関係と思われるので、トナー補給時後に生じる特有の問題の解決のためには特許文献１は有効ではないと思われる。
【００１１】
さらに、前記特許文献２には、非磁性一成分正帯電トナー（ただし、ポリエステル樹脂をベースレジンとするトナー）を用いた画像形成では、カブリの発生、ベタ濃度の均一性が劣るという欠陥をトナー粒子の比表面積を特定すると共に供給ローラに対して、現像ローラのバイアス電位（絶対値）より１００〜４００Ｖ高いバイアス電位を与えることにより改善した発明の記載があるが、供給ローラの印加電圧を現像ローラより高くすることに関する開示は無い。いずれにしても、交換時期の来た現像装置または現像ユニットの高寿命化に関する記載または示唆は全く見られない。
【００１２】
特許文献３は、薄層化部材へのバイアス電位を可変にして制御することに関する発明であり、供給ローラへの印加電圧を増加させることとは直接的な関係は希薄と思われる。
【００１３】
本発明は、以上、述べた点に鑑みてなされたものであり、その目的は、正帯電型非磁性一成分トナーを用いた接触現像方式の現像装置において、画像品質の観点から寿命と判断される現像装置に新規外部トナーを補給して継続使用しても、トナー補給直後に発生しやすい未帯電トナー、低帯電トナー、逆帯電トナーまたはそれらが凝集した劣化トナーの落下またはカブリ画像の発生を抑制して高寿命化を可能にする現像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
特許請求の範囲の請求項１記載の本発明によれば、非磁性一成分トナーを用いる現像方式による現像装置であって、少なくとも新規外部トナーの補給可能な構造を有するトナー容器部と供給ローラと現像ローラと層厚規制部材とを備え、前記供給ローラは前記トナー容器部中のトナーを供給ローラ表面に保持し供給ローラの回転により前記現像ローラに運び、前記現像ローラは前記供給ローラから受けた前記トナーを、前記現像ローラと層厚規制部材との間の摩擦帯電により帯電し現像ローラ表面に保持すると共に薄層化した後、現像ローラの回転により感光体表面との接触面に搬送し、該感光体表面の静電潜像を可視像化する機構を備える現像装置において、供給ローラへの印加電圧をＡ、現像ローラへの印加電圧をＢとしたとき、トナー補給後、所定の印刷枚数を処理する間、前記供給ローラへの印加電圧Ａを前記現像ローラへの印加電圧Ｂより、５０ボルト以上高く設定する機構を備える現像装置とすることにより、前記目的は達成される。
【００１５】
特許請求の範囲の請求項２記載の本発明によれば、前記所定の印刷枚数をＡ４用紙で１０枚乃至３０枚とする特許請求の範囲の請求項１記載の現像装置とすることが好ましい。
【００１６】
特許請求の範囲の請求項３記載の本発明によれば、現像方式が、未転写トナーを現像工程で回収して再利用するクリーナレス現像方式である特許請求の範囲の請求項１または２記載の現像装置とすることがより好ましい。
【００１７】
特許請求の範囲の請求項４記載の本発明によれば、トナーがスチレン−アクリル共重合樹脂をベースレジンとする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の現像装置とすることが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
前記本発明によれば、正帯電型非磁性一成分トナーを用いた接触現像方式の現像装置において、画像品質の観点から寿命と判断される現像装置に新規外部トナーを補給して継続使用しても、トナー補給直後に発生しやすい未帯電トナー、低帯電トナー、逆帯電トナーまたはそれらが凝集した劣化トナーの落下またはカブリ画像の発生を抑制して高寿命化を可能にする現像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の現像装置について、図を用いて詳細に説明する。本発明はその要旨を超えない限り、以下、説明する実施例に限定されるものではない。図１は本発明にかかる現像装置を含む電子写真方式で非磁性一成分接触現像方式の画像形成装置の概略断面図である。
【００２０】
正帯電用のトナーは微粒子化する方法で分けると、顔料や染料等の着色剤や電荷制御剤等を溶融させたポリエステル樹脂、スチレン−アクリル共重合体等の各種熱可塑性樹脂などを粉砕した樹脂粉体を母体として、シリカ、アルミナ、酸化チタン微粒子などの外添剤が加えられた粉砕トナーや、着色剤、電荷制御剤等を添加したスチレン、アクリル系等の高分子化合物の単量体を懸濁重合、乳化重合などの公知の重合法により共重合させて得られる球状のスチレン−アクリル共重合体微粒子を母体として、さらに流動性や帯電性を良くするためのシリカ、酸化チタンなどの微粒子からなる外添剤が加えられた重合トナーなどがある。
【００２１】
本発明にかかる非磁性一成分粉砕トナー２０に用いられる結着樹脂としては通常よく知られており定着性もよい一般的な熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂、例えば、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレンアクリル共重合樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂等を単独、混合または２種以上の共重合樹脂等を主成分とする樹脂などが挙げられる。特には、スチレン−アクリル共重合樹脂を結着樹脂とすると、同系の共重合樹脂をベースとする電荷制御剤を用いる場合に相溶性に優れトナーの繰り返し使用後に電荷制御剤が離脱することの防止に効果があるので好ましい。たとえば、スチレンアクリル共重合樹脂の場合、トナーの良好な定着性と耐オフセット性の両方を満足させるには、２００〜９００００００の範囲の重量分子量分布を示し、数千の低分子量と数十万の高分子量の両方において、それぞれピーク分布を有する樹脂が好ましい。
【００２２】
スチレン−アクリル共重合樹脂をベースとする粉砕トナーは前記ポリエステル樹脂をベースとするトナーに比べて低価格である点と、より高画質が得られる点で優れているが、トナーの耐久性の点で劣っている。しかし、前者のスチレン−アクリル共重合樹脂をベースとするトナーの方が後者のポリエステル樹脂をベースとするトナーより、本発明により得られる効果が大きく、その低価格、高画質という特長を活かす上でメリットが大きい。
【００２３】
図１に示す画像形成装置は、現像装置（現像ユニット）１００とドラムユニット２００を現像ローラ４と感光体ドラム６とが対向するように組み合わせたところを示す要部断面図である。
【００２４】
現像装置（現像ユニット）１００はトナー容器部１とトナー攪拌翼２と供給ローラ３と現像ローラ４とステンレススチールなどの導電性部材からなる層厚規制ブレード５とを備える。供給ローラ３と現像ローラ４と層厚規制ブレード５に印加される直流電圧については、それぞれいわゆる電気回路図記号を用いて図１に示した。供給ローラ３と層厚規制ブレード５には好ましくは同電位が印加される。トナー容器部１とトナー攪拌翼２には直流電圧が印加されない。トナー容器部１は、内部にトナー２０とトナー攪拌器２を備え、トナー２０が凝集しないように攪拌すると共に、供給ローラ３、現像ローラ４側に面して開口部を有し、この開口部からトナー２０を供給ローラ３ヘ送り出す機能を有する。トナー攪拌器２は前記トナー容器部１内にあり、前記供給ローラ３、現像ローラ４、層厚規制ブレード５等はトナー容器部１の前記開口部の外側にある。
【００２５】
ドラムユニット２００は感光体ドラム６と帯電器７を備える。さらに前記感光体ドラム６の外周には該ユニット外の露光装置８、転写装置等９などの電子写真プロセス部材が配置され、その他に定着装置１０等を備えることにより画像形成装置が構成される。前記感光体ドラム６としては、正帯電用の単層感光層が形成された感光体ドラムが好ましいが、正帯電用であれば、単層感光層でなくともよい。正帯電装置７としては、コロトロン、スコロトロン、帯電ローラ等があるが、低コストで信頼性の高いスコロトロン帯電装置が好ましい。
【００２６】
図１では現像装置（現像ユニット）１００とドラムユニット２００とがそれぞれ分離されたユニットとしたが、現像ユニットとドラムユニットが実質的に一ユニットとして一体化されたものであってもよい。また、図示はしないが、現像装置（現像ユニット）１００中のトナー容器部１を分離して取り外しが可能なトナーカートリッジとしてもよい。本発明にかかるトナー容器部１の頂部には蓋１ａがあって、容器部頂部の全体が開口可能にされているが、開閉可能な窓状の小さい開口部であってもよい。
【００２７】
本発明にかかる現像装置１００は、感光体ドラム６の外周に配置される正帯電装置７、露光装置８、転写装置９、紙粉除去装置１１等と共に電子写真プロセス機能を感光体ドラム６の回転と共に順に奏することにより、画像形成が行われ、定着装置１０を介して用紙に記録されて出力される。
【００２８】
トナー２０は、スチレン−アクリル共重合樹脂からなるベースレジン微粒子をトナー母材として、この母材表面に電荷制御剤、着色剤、シリカなどが均一に固着されて形成されている。このトナー２０は攪拌器２により供給ローラ３に運ばれ、供給ローラ３の矢印方向（図１）の回転により現像ローラ４との接触部へ搬送され、現像ローラ４側に送られる。前記供給ローラ３はトナー２０をスポンジ状の凹凸表面に保持してその回転により搬送する。この供給ローラ３には当初は現像ローラ４と同電位の直流電圧Ａが印加される。その理由は、供給ローラ３への印加電圧値が現像ローラ４への印加電圧値Ｂより低いと供給ローラ３から現像ローラ４へのトナー２０の搬送が抑制されトナーの必要量が足りなくなり、高いと搬送量、帯電量は多くなるが、劣化トナー発生の原因にもなるなど、いずれの場合も画像品質の点から好ましくないからである。前述のトナー２０の搬送が少ない場合は、具体的には現像に必要なトナー２０量が足りなくなってベタ黒画像濃度の不均一性（ベタ黒が次第にかすれるようになること）が現れる。
ところが、繰り返し使用するうちに次第にトナー容器中のトナーに劣化トナーが増えてくると正常なトナーの比率が下がるので、前記同電位のままではやはり、現像に必要なトナー量が足りなくなり、画像不良が現われるようになる。この場合は、供給ローラ３への印加電圧値Ａを現像ローラ４への印加電圧値Ｂより高くすることにより、前述のように劣化トナーが増加する原因にもなるが、現像に必要なトナー量を確保することを優先させてトナーの帯電量、搬送量を上げて正常なトナー量を確保するのである。しかし、印加電圧Ａをあまり高くしすぎると、逆帯電トナー、低帯電トナーなどの劣化トナーによるカブリ画像が現れ易いので、避けなければならない。
【００２９】
次にトナー２０が現像ローラ４上で、ブレード状金属弾性体（層厚規制部材）５と現像ローラ４との押圧部に達すると、トナー２０は押圧または圧接により現像ローラ４および層厚規制ブレード５から摩擦帯電を受けると共にさらにトナー粒子の二層弱程度の薄層にされた後、図１の矢印方向への回転と共に感光体ドラム６の表面にまで搬送され、そこで静電潜像を可視像化する。この現像ローラ４には所定の正の直流電圧が印加され、トナー２０を前記静電潜像における相対的な低電位部である印字部（露光部）に正帯電トナーを適切に転移させる重要な機能を有している（反転現像）ので、その直流電圧値は一定とした方がよい。
【００３０】
供給ローラ３はＡ４用紙用で、直径６ｍｍの金属軸に導電性発泡シリコーン樹脂等のスポンジまたはブラシローラを直径１４〜１５ｍｍの円柱状または円筒状に形成したものからなり、金属軸に前述した直流電圧Ａを印加しながら、図１の矢印で示す方向に回転して、接触する現像ローラ４にトナー２０を送り出す。前記発泡シリコーン樹脂は発泡ウレタン樹脂としてもよい。供給ローラ３の表面は発泡性樹脂の場合、スポンジ状表面特有の凹凸状であるので、形状的にもトナーを搬送し易くなる他、スポンジの弾性力がゴムより小さいため、現像ローラ４との接触部における相互の接触摩擦力を回転可能な大きさに抑えることができるので望ましい。現像ローラ４は供給ローラ３との接触部において、適切な速度差で逆方向となるように矢印方向（図１）に回転するので、現像前のトナー２０は、両ローラの上側で供給ローラ３から現像ローラ４へ送られ、現像後のトナー２０は、現像ローラ４の下側表面上で残留トナーとして供給ローラ３との接触部下部に達すると、供給ローラ３により掻き落とされる。掻き落とされたトナー２０はトナー容器部１に戻り、再度攪拌されて再使用される。
【００３１】
供給ローラと現像ローラへの印加電圧に差を設ける考え方は、現像に必要なトナーの帯電性、搬送量に問題がない場合は両ローラ間に電位差を設けない方が好ましいということをベースとしている。というのは電位差を設けると、むしろ電位差が起因となり劣化トナーを生む頻度が高くなるからである。ところが、通紙枚数が多くなってトナー容器部中のトナーに劣化トナーが多くなると、現像ローラに搬送されるトナーだけでなく劣化トナーも搬送される頻度が高くなる。このような劣化トナーは搬送されたとしても、現像ローラの表面上での摩擦帯電による適正な正帯電を受けられ難く、有効な現像トナーにはなり得ず、感光体ドラムの未露光部に付着してカブリの原因となる。それだけでなく、感光体ドラム表面の近くに搬送された劣化トナーは現像ローラ表面での保持力が弱いので、感光体ドラムと現像ローラとの間から下方の用紙上に落下し易いのである。さらに劣化トナーの中に、前述のように逆帯電トナーが含まれると、他のトナー等を引き付けて凝集しやすく、この凝集トナーもまたローラ表面での保持力が弱いので、用紙上に落下することになる。しかし、前述のように劣化トナーの比率が高くなると、現像に必要な正常なトナー量が足りなくなって、画像不良が発生するようになるので、供給ローラへの印加電圧Ａを現像ローラへの印加電圧Ｂより高くして低帯電トナーの帯電量を上げて劣化トナーを少なくするのである。このとき、供給ローラと導電性層厚規制ブレードとが同電位にされていると、層厚規制ブレードと現像ローラとの間にも電位差が生じ、トナーへの帯電量が増加して好ましい。また、導電性層厚規制ブレードへのトナーのフィルミング防止効果も得られるので、さらに好ましい。
【００３２】
現像ローラ４はＡ４用紙用で、直径６ｍｍの金属軸に直径２０ｍｍになるように導電性処理されたシリコンゴムを巻き付け、表面にテフロン（登録商標）あるいはウレタンコート処理することにより所望の特性を得ている。直径は１６ｍｍ〜２４ｍｍなどから適宜選択することができる。この現像ローラ４の金属軸にも前述のように供給ローラ３と同電位正の直流電圧Ｂが印加される。
【００３３】
トナー補給をした場合の、現像ローラへの印加電圧に対する供給ローラへの印加電圧の増加方法および画像品質との関係とについて説明する。
【００３４】
非磁性一成分の正帯電粉砕トナーを用いたクリーナレス現像方法についての一般的な欠点としては、前述のように現像ユニットの寿命が短いことがあげられる。その原因は、未転写トナーが現像ユニットに回収され再利用されるため、繰り返し印字によって現像ユニット内部に劣化トナーが蓄積されやすく、次第に劣化トナーの比率が増加してトナーの帯電性や搬送性が悪くなって画質の低下を招き易いためである。そこで、予め、画像劣化が現れる前に、所定通紙（印刷）枚数（Ａ４）が終わると、トナー容器部の頂部の蓋を開けて新規外部トナーが補給される。ところが、トナー補給後、しばらくの間、劣化画像が生じるという問題が発生することが分かった。そこで、トナー補給後の通紙枚数と画像品質との関係を調べた。その結果、トナー補給直後、しばらくの間、供給ローラへの印加電圧を増加すれば、導電性層厚規制ブレードによるトナーへの帯電量増加効果も加わって画像劣化が解消されることが分かった。供給ローラへの印加電圧の増加と画像品質との関係を調べた。
【００３５】
市販の非磁性一成分正帯電現像方式のプリンターをベースにして、本発明の現像装置を組み込んだ装置を用い、トナー消費量が３分の２になるまで、通紙して印刷を行った現像装置について新規外部トナーを補給し、その直後に、供給ローラのへの印加電圧を０ボルトから４００ボルトの範囲で現像ローラより増加させ、画像品質との関係を調べたところ、下記表１に示す結果が得られた。
【００３６】
【表１】
2005308900.tif 000003
【００３７】
前述のような感光体ドラムと現像ローラとの間に搬送されてきた劣化トナーによる用紙上への落下またはカブリ画像を防ぐには、表１に示すように、供給ローラへの印加電圧を現像ローラの電圧に対して５０ボルト以上上げるとよいことが分かった。５０ボルト未満ではトナー落ちがあるという結果であった。５０ボルト以上上げると、供給ローラと現像ローラ表面において、正常なトナーへの帯電量の増加またはトナーの搬送性が増すため、トナー落ちが無くなるものと思われる。しかし、前記両ローラ間の電位差を高くし過ぎると、たとえば、４００ボルトより大きくし過ぎると、トナー落ちはなくなるが、電位差に起因する電気的な劣化トナーの発生が多くなり、カブリ画像の原因になることがあるので、避けなければならないこともわかった。
【００３８】
通常、前述のように、新規現像装置を使用する場合、通紙（印刷）枚数（Ａ４）１００００〜２００００枚を終えた時点で、供給ローラへの印加電圧を前記所定の電圧以上に上げても、なお画像品質を良好に保てない場合は、トナー容器部へ外部から新規トナーを補給することになる。このように新規外部トナーをトナー容器部に補給するということは、トナー容器部内に、それまでのトナーが当初のトナー量の３分の１程度が残留トナーとして残っている状態で新規外部トナーを補給することである。しかも、この残留トナーは劣化トナーの含まれる比率が高く、前述のように画像品質を良好に保てないから補給したのである。従って、残留トナー中の劣化トナーをそのままにして新規トナーを補給することにより、いわば、劣化トナーの濃度を薄めて再度の使用を可能とするものと言える。
【００３９】
なお、前述のように、供給ローラへの印加電圧を５０ボルト以上、４００ボルト未満の範囲で増加して得られる画像劣化の抑制効果は、新規トナーを補給した直後であって、未だ、新規補給トナーと残留トナーが充分に攪拌されるまでの間、すなわち、供給ローラと現像ローラ表面上およびその近傍に、未だ残留トナーが多く残っている間で顕著である。前記両トナーが相互に充分攪拌された後はほとんど必要性がなくなるのである。前記両トナーが相互に充分攪拌されるに必要な期間は通紙枚数が約１０枚〜３０枚である。従って、この期間後は、供給ローラへの印加電圧を、トナーの電気的な劣化の観点からは、現像ローラへの印加電圧と同電位に戻すことが好ましい。しかし、通常は、電気的な劣化以外の、機械的な摩擦などによる劣化トナーの増加もあるので、トナー補給後は印加電圧Ａを印加電圧Ｂより、高くすることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の現像装置を含む電子写真方式の非磁性一成分画像形成装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    トナー容器部
３    供給ローラ
４    現像ローラ
５    層厚規制部材（層厚規制ブレード）
６    感光体（感光体ドラム）
２０    トナー
１００  現像装置
【図１】
2005308900.tif 000004