現像装置、画像形成装置及びカートリッジ
【課題】 現像剤担持体に振動電圧を印加することによって、像担持体上に形成された静電潜像の現像を行う手段を有し、この現像手段による現像時に生じる「掃き寄せ」現象を、現像画像の濃度低下を引き起こすこと無く抑制して、長期間に亘って高品位な現像剤像が得られる現像装置、画像形成装置及びカートリッジを提供する。
【解決手段】 シート部材１１を、先端が像担持体９と現像剤担持体６との間隙ｄにおいて現像に作用する現像領域α内に侵入するように、現像剤担持体６の回転方向上流から垂下して配置し、シート部材１１の現像領域α内における先端位置に応じて、振動電圧を変化させる手段１３を備える。
【解決手段】 シート部材１１を、先端が像担持体９と現像剤担持体６との間隙ｄにおいて現像に作用する現像領域α内に侵入するように、現像剤担持体６の回転方向上流から垂下して配置し、シート部材１１の現像領域α内における先端位置に応じて、振動電圧を変化させる手段１３を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体と現像剤担持体とを所定の間隔を設けて設置し、互いの部材の間隙に振動電界を形成することによって、像担持体上に形成した静電潜像を非接触現像する現像装置、該現像装置を具備する静電記録方式又は電子写真方式の画像形成装置、及び該画像形成装置に用いられるカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録媒体上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタ、あるいは、ファクシミリ装置等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、現像剤を用いて現像装置により現像剤像（トナー像）として可視化する現像動作が行われている。
【０００３】
このような現像を動作が行われる現像装置として、例えば、乾式一成分接触現像装置が提案され、実用化されている。この場合、多くは、回転する静電潜像担持体と同じく回転する、現像剤を担持した現像剤担持体を、適当な相対周速差で押圧もしくは接触させることで、静電潜像を現像している。加えて、現像剤として、この場合は磁性材料が不要であり、装置の簡略化及び小型化が容易である、非磁性トナーを使用することでフルカラー画像形成装置に応用が可能である等、多くの利点を有している。
【０００４】
一般的な非磁性一成分現像方式を用いた従来の画像形成装置１００について、図１３を用いて説明を行う。
【０００５】
一般にシリンダ表面に感光層を塗布して形成される、像担持体としての電子写真感光体（以下「感光ドラム」と示す。）１０１は、一次帯電器１０２にて一様に帯電される。次に外部装置より入力された画像情報に対応し、露光装置１０３より感光ドラム１０１表面に光照射を行い、静電潜像を形成する。感光ドラム１０１上の静電潜像は、現像装置１０４において、一次帯電器１０２の印加電圧と同極性の摩擦帯電極性を有する現像剤Ｔにより可視像、即ち現像剤像とされる。
【０００６】
現像剤像は転写帯電器１０５にて転写材Ｑに転写される。転写材Ｑは感光ドラム１０１より分離され、引き続き定着装置１０６に搬送されて定着される。又、転写帯電器１０５で転写されず、感光ドラム１０１上に残存する現像剤Ｔは、クリーニング装置１０７によって除去される。
【０００７】
ここで、図１３に示される画像形成装置１００において現像動作を実行する現像装置１０４が収容する現像剤Ｔは負帯電性であり、且つイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色いずれかの顔料を含有した非磁性一成分現像剤である。現像装置１０４を構成する現像剤Ｔが収容される現像容器１０４ｃは、現像動作を実行する現像剤担持体である現像ローラ１０４ｂが備えられた部分と、現像剤を攪拌する攪拌部材１０４ａが備えられた部分と、に仕切り板１０４ｄにて分割されており、攪拌部材１０４ａとして、各種形状に加工された板状若しくはスクリュー等で構成される２本の撹拌部材１０４ａが図中矢印Ｆの方向に回転して存在しており、現像剤Ｔを、現像装置１０４の開口部で感光ドラム１０１との対向部に備えられた現像剤担持体としての現像ローラ１０４ｂへ、仕切壁１０４ｄの高さを超えてオーバーフローによって搬送している。ここで、撹拌部材１０４ａは２個でない場合もあり、攪拌部材１０４ａの構成は、現像剤Ｔを現像容器１０４ｃ内部から現像ローラ１０４ｂ近傍まで搬送することが出来、各種現像器構成に合せて適宜変更される。仕切り板１０４ｄは、現像ローラ１０４ｂに接触させて配置した現像剤供給ローラ１０４ｅに対し、常に一定量の現像剤を供給出来るようにその高さが適正化されている。
【０００８】
ここで、現像剤供給ローラ１０４ｅは、現像ローラ１０４ｂとのニップ部で、現像ローラ１０４ｂに対してカウンタ方向に回転し、現像剤Ｔを現像ローラ１０４ｂ上に供給すると共に、感光ドラム１０１との対向位置即ち現像領域を通過しても現像に用いられなかった現像ローラ１０４ｂ上の現像剤Ｔを剥ぎ取る役目を担っている。
【０００９】
現像ローラ１０４ｂには、現像剤量規制部材としての規制ブレード１０４ｆが当接されており、現像ローラ１０４ｂ上の現像剤Ｔを規制して現像剤薄層を形成する。前述の現像領域に搬送される現像剤量Ｔは、現像ローラ１０４ｂ上に接触する、規制ブレード１０４ｆの当接圧や当接長さ等により決定される。
【００１０】
更に、現像ローラ１０４ｂに振動電圧を印加することで、所定の間隔をもって配置された感光ドラム１０１及び現像ローラ１０４ｂ間に交流電界が形成される。
【００１１】
現像領域まで搬送された現像剤Ｔは上述の振動電界によって、現像ローラ１０４ｂ表面と感光ドラム１０１表面の間で往復運動を行い、その一部が感光ドラム１０１表面に形成された静電潜像に付着することによって現像が行われる。
【００１２】
しかしながら、以上説明したような、現像剤担持体と像担持体との間に振動電圧を含む現像バイアスを印加して現像動作を行う画像形成装置及び現像装置では、現像を行う際に、現像領域にて形成される現像剤像後端部に現像剤が多く集まり、当該部位の濃度が他の部位に比較して濃くなる、「掃き寄せ」と呼ばれる現像（画像）不良が発生することがある。
【００１３】
「掃き寄せ」は、以下に述べるメカニズムにより起こると考えられる。
【００１４】
図１４は、ＡＣ電圧とＤＣ電圧を重畳した振動電圧を印加した現像ローラ１０４ｂと、感光ドラム１０１との間隙ｄにおいて形成される、電気力線Ｈを示す模式図である。これら電気力線Ｈが作用する領域は、ほぼ感光ドラム１０１上において静電潜像の現像に作用する領域、つまり現像領域αに相当する。
【００１５】
ここで、現像ローラ１０４ｂと感光ドラム１０１は互いに順方向に回転しており、これらの間隙ｄにおける回転方向は同一であり、これらの回転方向で上流下流と行った場合は、現像ローラ１０４ｂと感光ドラム１０１との両方の回転方向に対し同じ方向を示す。
【００１６】
図１４に示されるように、現像ローラ１０４ｂと感光ドラム１０１との間隙ｄの中心部（ａ）、即ち現像ローラ１０４ｂと感光ドラム１０１の両部材が最も近接する部位では、電気力線Ｈがほぼ直線状に形成される。
【００１７】
一方、（ａ）の両側、即ち現像ローラ１０４ｂと感光ドラム１０１間の距離が広い部位（ｂ）及び（ｃ）では、電気力線Ｈが曲線状に形成される。
【００１８】
このような電気作用が施される現像ローラ１０４ｂと対向した感光ドラム１０１の表面に、静電潜像Ｒｂが存在する際、図１５に示すように、現像ローラ１０４ｂと感光ドラム１０１との間隙ｄにおいて、現像ローラ１４０ｂ及び感光ドラム１０１の回転方向上流側端部（ｂ）に形成された電界の作用力により、現像剤Ｔが移動する。
【００１９】
そして、この移動した現像剤Ｔの様子を、図１６を用いて説明する。現像剤Ｔは、現像ローラ１０４ｂ及び感光ドラム１０１の回転方向上流側端部（ｂ）に形成された曲線状の電気力線Ｈ１上の点ａ１で、その接線方向にベクトル速度Ｖ１を持ち、更に外側の曲線Ｈ２上の点ａ２に移動する。
【００２０】
続いて、現像剤Ｔが点ａ２に到達した時点で、現像剤Ｔには点ａ２での電気力線Ｈ２の接線方向にベクトル速度Ｖ２を与えられる。
【００２１】
すると、現像剤Ｔは点ａ２から、これらの合成ベクトル（Ｖ１＋Ｖ２）の方向に一時的に飛翔する。
【００２２】
つまり、現像ローラ１０４ｂ及び感光ドラム１０１の回転方向上流側端部（ｂ）では、現像ローラ１０４ｂに担持された現像剤Ｔは、図１５に示すように、感光ドラム１０１と現像ローラ１０４ｂとの間で徐々に外側へと向う飛翔軌跡Ｑ１のように電気力線Ｈに沿った往復運動を繰返す。
【００２３】
そして、図１７に示すように、感光ドラム１０１上の静電潜像が形成されない非画像部Ｒａ（表面電位を−６００Ｖとする）と、引続き上流側に形成された静電潜像Ｒｂ（表面電位を−１００Ｖとする）との境界部Ｒｃが、電気力線の曲線状に形成された現像ローラ１０４ｂ及び感光ドラム１０１の回転方向上流側端部（ｂ）に達すると、静電潜像Ｒｂよりも下流側にある現像ローラ１０４ｂ上の現像剤Ｔが飛翔軌跡Ｑ２に示すように飛翔し、静電潜像Ｒｂに対向する側へと移動する。よって、境界部Ｒｃに現像剤Ｔが集中し、これらの現像剤Ｔが再び現像ローラ１０４ｂの上流側に戻る為、現像ローラ１０４ｂの当該部位に現像剤Ｔの大きな溜りＳが出来る。
【００２４】
又、図１８に示すように、現像ローラ１０４ｂ及び感光ドラム１０１の回転方向上流側端部（ｂ）に静電潜像Ｒｂが位置した状態になると、現像ローラ１０４ｂ上の現像剤Ｔは飛翔軌跡Ｑ３のように感光ドラム１０１との間で徐々に外側へと向う往復運動を繰返す。よって、現像ローラ１０４ｂが回転するにも関わらず、現像ローラ１０４ｂ上の上流側の一定位置に現像剤Ｔの大きな溜りＳが形成され続ける。
【００２５】
更に、図１９に示すように、感光ドラム１０１の回転により、静電潜像Ｒｂとその上流側に連なる非画像部Ｒｄとの境界部Ｒｅが、現像ローラ１０４ｂ及び感光ドラム１０１の回転方向上流側端部（ｂ）に達すると、電界は境界部Ｒｅに集中し、現像ローラ１０４ｂ上に形成された現像剤Ｔの大きな溜りＳの現像剤Ｔは、境界部Ｒｅに引き寄せられる。よって、現像剤溜りＳの現像剤Ｔが現像ローラ１０４ｂ及び感光ドラム１０１の間を、飛翔軌跡Ｑ４のように往復運動しながら、境界部Ｒｅの移動に伴って下流側に移動し、現像ローラ１０４ｂと感光ドラム１０１の間隙ｄを通過する。
【００２６】
その後、図２０に示すように、現像ローラ１０４ｂ及び感光ドラム１０１の回転方向下流側端部（ｃ）において、現像剤Ｔの大きな溜りＳの現像剤Ｔが、飛翔軌跡Ｑ５のように、静電潜像Ｒｂの後端に付着することで、「掃き寄せ」画像が形成される。
【００２７】
上述した「掃き寄せ」を改善する為、像担持体である感光ドラム１０１と現像剤担持体である現像ローラ１０４ｂの間に、導電性を有する板状の電極部材を設けたものが提案されている（特許文献１参照。）。
【００２８】
しかし、特許文献１では、該電極部材にバイアスを印加する為の電源や接点類の追加が必要となり、小型現像器及び該現像器を搭載する小型画像形成装置への投入が難しい。
【００２９】
一方、現像剤担持体である現像ローラ１０４ｂに印加する現像バイアスを所定の条件に設定することで、上述の「掃き寄せ」を改善する手段も提案されている（特許文献２参照。）。
【００３０】
特許文献２では、現像領域上流域（ｂ）のみならず下流域（ｃ）での現像剤Ｔの往復運動が抑制される。現像器及び画像形成装置の小型化に伴い、より小径の現像ローラ１０４ｂと感光ドラム１０１を用いた場合、互いの部材の曲率が大きく現像領域α（即ち、互いの部材間距離が短く、現像剤Ｔが往復する範囲）が狭まる為、前述の通り下流側（ｃ）で現像剤Ｔの往復運動が抑制されると、充分な現像濃度が得難くなる。
【特許文献１】特許第３３６６９６８号公報
【特許文献２】特許第２９７１７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
本発明の目的は、現像剤担持体に、ＡＣ電圧とＤＣ電圧を重畳した振動電圧を印加することによって、像担持体上に形成された静電潜像の可視像化即ち現像を行う手段を有し、この現像手段による現像時に生じる「掃き寄せ」現象を、現像画像の濃度低下を引き起こすこと無く抑制して、長期間に亘って高品位な現像剤像が得られる現像装置、画像形成装置及びカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
上記目的は本発明に係る現像装置、画像形成装置及びカートリッジにより達成される。要約すれば、第１の本発明は、像担持体上に形成された静電潜像に対して、前記像担持体と所定の間隔をもって配置され且つ現像剤を担持して回転する現像剤担持体に、前記像担持体との間に作用する振動電圧を印加し、現像剤を現像部へと搬送することによって現像動作を行う現像装置において、
更に、シート部材を、先端が前記像担持体と前記現像剤担持体との間隙において現像に作用する現像領域内に侵入するように、前記現像剤担持体の回転方向上流から垂下して配置し、
該シート部材の前記現像領域内における先端位置に応じて、前記振動電圧を変化させる手段を備えることを特徴とする現像装置を提供する。
【００３３】
第２の本発明は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体上に形成された前記静電潜像に対して、前記像担持体と所定の間隔をもって配置され且つ現像剤を担持して回転する現像剤担持体に、前記像担持体との間に作用する振動電圧を印加し、現像剤を現像部へと搬送することによって現像動作を行う現像装置と、を有する画像形成装置において、
更に、シート部材を、先端が前記像担持体と前記現像剤担持体との間隙において現像に作用する現像領域内に侵入するように、前記現像剤担持体の回転方向上流から垂下して配置し、
該シート部材の前記現像領域内の先端位置に応じて、前記振動電圧を変化させる手段を備えることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００３４】
第１、第２の本発明の一実施態様によると、前記振動電圧は、振動電界を形成する部分と、振動電界を形成していない部分とが交互に繰返される電界である。
【００３５】
第３の本発明は、像担持体に形成された静電潜像を、前記像担持体と所定の間隔をもって配置される現像剤担持体上に現像剤を担持させ、前記像担持体と前記現像剤担持体との間に振動電圧が印加されることにより現像を行う現像装置と、前記像担持体と前記現像剤担持体との間隙において現像に作用する現像領域内にかかるように設置されたシート部材と、を一体化し、画像形成装置本体と着脱可能としたカートリッジであり、前記シート部材の先端位置に係わる情報を記憶する記憶媒体を搭載することを特徴とするカートリッジを提供する。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の現像装置、画像形成装置及びカートリッジは、像担持体上に形成された静電潜像に対して、像担持体と所定の間隔をもって配置され且つ現像剤を担持して回転する現像剤担持体に、像担持体との間に作用する振動電圧を印加し、現像剤を現像部へと搬送することによって現像動作を行い、更に、シート部材を、先端が像担持体と現像剤担持体との間隙において現像に作用する現像領域内に侵入するように、現像剤担持体の回転方向上流から垂下して配置し、シート部材の現像領域内における先端位置に応じて、振動電圧を変化させる手段を備えるので、現像画像において現像時に生じる「掃き寄せ」現象を、現像画像の濃度低下を引き起こすこと無く抑制して、長期間に亘って高品位な現像剤像が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明に係る現像装置、画像形成装置、及びカートリッジを図面に則して更に詳しく説明する。本発明は、実施例１又は２に記載される現像装置やそれを備える実施例３に記載される画像形成装置、実施例４に記載される画像形成装置やカートリッジに適用される。
【００３８】
実施例１
本実施例では、本発明を、現像工程を含む画像形成工程を実施する様々な構成の画像形成装置又はカートリッジに備えられる現像装置１に適用するものとする。本実施例にて説明する現像装置１は、例えば、従来例にて説明した図１３に示されるような構成の画像形成装置や、実施例３及び４に後述するような画像形成装置等、様々な構成のものにおいて、現像工程を実施するに際し、適用される。
【００３９】
例えば、最も基本的な構成として、図３に示すような装置において本実施例の現像装置１は使用される。この装置において、像担持体９としては、外径３０ｍｍのアルミニウム製芯金９ａ上に、電荷発生層９ｂを形成し、その上層に電荷輸送層９ｃを形成した有機感光ドラムが用いられる。
【００４０】
そして像担持体９の周囲に、像担持体９表面を一様な電位に帯電するローラ帯電装置１４と、像担持体９の回転に併せて一定の間隔で明滅する露光用光源１５が設けられている。
【００４１】
露光用光源１５を設置した位置に対し、像担持体９の回転方向下流側に、本実施例の現像装置としての非接触現像器（現像器）１が配置される。そして、像担持体９上に残留した現像剤を除去するクリーニング装置１６が設けられている。
【００４２】
図１に示すのは、本実施例である現像器１の模式図、又、図２はこの現像器１における現像剤担持体近傍の拡大図である。
【００４３】
本実施例の現像装置は、電子写真方式の画像形成装置に用いることを目的とした非接触現像器１であり、例えば感光ドラム等の像担持体９上に形成された静電潜像を、像担持体９と所定の間隔をもって配置され一方向に回転する現像剤担持体６に対し、現像剤担持体６と像担持体９の間で作用する振動電圧を印加することによって現像を行う。
【００４４】
ここで、図１を用いて非接触現像器１の構成を説明する。
【００４５】
非接触現像器１を構成する枠体内の空間は、現像剤Ｔを内包するための現像剤収容部２として利用される。
【００４６】
現像剤収容部２に充填された現像剤Ｔは、図１中矢印Ａ方向に回転する撹拌部材３によって、供給ローラ４側へと搬送される。この時、現像剤収容部２と供給ローラ４の間は仕切り板５によって隔てられているので、撹拌部材３の押圧によって仕切り板５を乗越えた現像剤Ｔが、オーバーフローによって略一定量ずつ供給ローラ４へと搬送される。
【００４７】
一方、供給ローラ４は、現像剤担持体である現像ローラ６に接触しながら、それとカウンタ方向である図１中矢印Ｂ方向へと回転することによって、現像剤Ｔを帯電させ且つ現像ローラ６に供給する。
【００４８】
矢印Ｃ方向に回転する現像ローラ６に担持された現像剤Ｔは、規制部材である現像ブレード７によって所定の層厚に形成され、引続き図１に破線で示した被現像部材である像担持体９、図１３に示す画像形成装置においては像担持体としての感光ドラム１０１に対向した現像ローラ６によって、像担持体９と現像ローラ６との間隙ｄに位置する現像領域αへと搬送される。ここで、現像ローラ６と像担持体９とは、対向部で同方向に移動する順方向に回転している。
【００４９】
間隙ｄまで搬送された現像剤Ｔは、現像用電源１２から現像バイアスとして現像ローラ６に印加されるＡＣ電圧とＤＣ電圧を重畳した振動電圧によって、像担持体９と現像ローラ６間を往復する。この現像剤Ｔの挙動に際して、像担持体９表面に形成された静電潜像に付着して現像が行われる。この現像バイアスについては、後に詳しく説明する。
【００５０】
ここで、像担持体９表面に転移しなかった現像剤Ｔは、再び現像ローラ６に回収されて次回の現像に用いられる。
【００５１】
尚、図２を参照すれば理解されるように、現像ローラ６両端部には、内径部で現像ローラ６に接触し、その外径部を像担持体９に当接することにより現像ローラ６表面と像担持体９表面を所定の間隔に保つ働きをする、リング状の規制コロ８が設けられる。
【００５２】
本実施例の非接触現像器１では、樹脂溶液中にカーボン等を配合して抵抗調整を行った後、外径１５ｍｍのアルミニウム素管上に塗工を行ったものを現像ローラ６として使用した。
【００５３】
尚、現像ローラ６表面と像担持体９表面の間隔ｄが、規制コロ８によって３００μｍに保たれるように調節を行った。
【００５４】
又、現像剤Ｔとしては、負極帯電される非磁性一成分トナーを用いたが、非接触現像に適したものであれば、磁性・非磁性を問わず利用することが可能である。
【００５５】
尚、現像器１の構成としては、図１に示されるものに限定されず、従来例の図１３の画像形成装置に備えられたような、攪拌部材を複数個有するものでもよい。
【００５６】
ここで、本発明の特徴のひとつとして、本実施例においては、像担持体９と現像ローラ６とで構成される間隙ｄ、そしてその間隙ｄに存在する現像に作用する領域である現像領域α内に侵入するように、絶縁材質から構成されるシート部材１１を、現像ローラ６の回転方向Ｃ及び像担持体９の回転方向Ｄ上流側より垂下して配置した。
【００５７】
こうしたシート部材１１を設ける手段によって、背景技術において「掃き寄せ」の発生原理についての説明に用いた図１４〜図２０にて、ここに示される現像ローラ１０４ｂ（現像剤担持体）と感光ドラム１０１（像担持体）とで形成される間隙ｄにおいて、両部材の回転方向上流側端部（ｂ）で往復する現像剤Ｔの飛翔運動が阻止される。従って、現像ローラ１０４ｂ上の回転方向Ｃ上流側の一定位置に現像剤Ｔの大きな溜りＳ（図１７）が形成されず、現像ローラ１０４ｂ及び感光ドラム１０１の回転方向下流側端部（ｃ）において、現像剤Ｔが像担持体表面の静電潜像Ｒｂ後端に、現像剤Ｔが多量に付着する図２０に示すような現象がなくなって、「掃き寄せ」画像の発生が抑止される。
【００５８】
即ち、本実施例の非接触現像器１では、図２に示すように、現像ブレード７に支持部材としての台座１０を固定し、台座１０に対し厚さ６０μｍ程のポリエチレンテレフタレート樹脂製のシート部材（ＰＥＴシート）１１の貼付けを行った。この貼り付け部分１１ａがシート１１の固定端となる。
【００５９】
台座１０に固定されていないＰＥＴシート１１の固定端１１ａに対してもう一方の自由端Ｇは、現像ローラ６と像担持体９の間隙ｄにある現像領域αに侵入し、台座１０から垂れ下がるように垂下して配置される。
【００６０】
尚、本実施例では、重力の作用方向に対してその上方からＰＥＴシート１１を垂れ下げるように取付ける為、この様子を「垂下」と表現した。
【００６１】
ここで、シート部材１１を垂下させるには、固定端１１ａが重力方向上方で、自由端Ｇが下方に配置されることが必要である。そして、それを現像ローラ６と像担持体９との間隙ｄに、現像ローラ６回転方向上流から垂下するため、現像ローラ６の像担持体９の、その間隙ｄにおける回転方向（ここでは両部材は互いに順方向で回転しているため同方向）を重力方向にする。
【００６２】
ここで、現像領域αとは、従来例で図１４を用いて説明したような、現像バイアスによって電気力線Ｈが生じる領域であり、つまり実際に現像に作用する領域である。本実施例における現像領域αは、上述の現像バイアスの条件下において、像担持体９の外径を外径３０ｍｍとした場合、現像領域αは像担持体９及び現像ローラ６の最近接部ｅから、現像ローラ６の回転方向の上下流側にそれぞれ１．５ｍｍ〜１．８ｍｍの範囲、即ち３．０〜３．６ｍｍ程度の幅を持つことが判った。
【００６３】
尚、現像ローラ６の回転方向Ｃ上流から垂下するＰＥＴシート１１等のシート状の部材は絶縁材質から形成される為、現像ローラ６と像担持体９との間隙ｄに形成された電界において、放電現象の発生を促すことは無い。
【００６４】
しかし、シート部材１１が像担持体９と現像ローラ６の間隙ｄにおける現像領域αを過多に遮ることにより、現像作用に介在する現像剤Ｔ量が減少した場合、白縦筋状に現像されない部位（筋）が生じたり、全体的に現像濃度が低下することがある。
【００６５】
ここで、本発明におけるもうひとつの特徴として、本実施例では、上述した現像器１における現像ローラ６に現像バイアスを印加するための現像用電源１２には、現像バイアスとして、現像ローラ６に印加される振動電圧（振動バイアス）の切替え手段１３が接続されており、これらの値は図２に示すＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量δに応じて、適宜調整を行うことが出来ることが挙げられる。
【００６６】
このことによって、現像作用に介在する現像剤Ｔ量が減少した場合でも、該現像剤Ｔが静電潜像に対して飛翔し易いように最適な振動電界を形成出来る為、筋や現像濃度低下を抑え、安定した現像画質が得られるようになる。即ち、シート部材１１の先端位置が幅広い範囲に位置していても、「掃き寄せ」が抑制された良好な現像画質が得られるようになる。
【００６７】
上記に説明したように、現像器１において、現像ローラ６によって現像領域αまで搬送された現像剤Ｔは、現像用電源１２から現像ローラ６に印加されるＡＣ電圧とＤＣ電圧を重畳した振動バイアスによって、像担持体９と現像ローラ６間を往復する間に、像担持体９表面に形成された静電潜像に付着して現像が行われる。
【００６８】
本実施例の非接触現像器１では、ピーク間電圧：２．０ｋＶｐｐ、周波数：２．５ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ：５０％の矩形ＡＣバイアスに対し、Ｖｄｃ＝−３００ＶのＤＣ電圧を重畳させたものを基準バイアスとして用いた。
【００６９】
上述のＡＣバイアスのＤｕｔｙについて詳細に説明すると、図４に示すような矩形ＡＣバイアスにおいて、ピーク間電圧の両端を成す現像促進側電圧、即ち現像剤Ｔを像担持体９表面に飛翔させる条件を備える電圧の最大値Ｖｍａｘ、及び、現像抑制側電圧即ち現像剤Ｔの像担持体９表面への飛翔を抑える条件を備える電圧の最大値Ｖｍｉｎ、そして、これらのＶｍａｘとＶｍｉｎとの間の一定バイアス値で、それを示す直線状の軌跡とＡＣバイアスとのバイアス波形を示す軌跡とで囲まれた部位の面積Ｘが、各々の電圧側で等しくなるように設定した面積中心電圧Ｖｄｃに対し、現像促進側電圧となる時間Ｔ２の、矩形ＡＣバイアス周期（Ｔ１＋Ｔ２）中に占める割合（単位は％）が、このＤｕｔｙである。
【００７０】
ここで、ＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量、即ち、図２中に示すδを設定したが、この設定について、間隙ｄ（現像領域αを含む）の中でＰＥＴシート１１の自由端Ｇの位置を振り、像担持体９上に形成された現像剤像での「掃き寄せ」や濃度低下の状況を調べた。そして、更に、この現像バイアスのＡＣバイアスとなる図４に示した基準バイアスとしての振動バイアスの設定を変えて、同様に、像担持体９上に形成された現像剤像での「掃き寄せ」や濃度低下の状況を調べた。
【００７１】
以下、前記に説明した図３の模式図を用い、評価に使用した装置について説明を行う。
【００７２】
像担持体９としては、上記と同様に、外径３０ｍｍのアルミニウム製芯金９ａ上に、電荷発生層９ｂを形成し、その上層に電荷輸送層９ｃを形成した有機感光ドラムを用意した。
【００７３】
又、画像形成装置と同様に、像担持体９の周囲に、像担持体９表面を一様な電位に帯電するローラ帯電装置１４と、像担持体９の回転に併せて一定の間隔で明滅する露光用光源１５を取付けた。そして、露光用光源１５を設置した位置に対し、像担持体９の回転方向下流側に非接触現像器１を配置した。
【００７４】
像担持体９を１ｒｐｍで回転駆動した上で、露光用光源１５は０．５秒毎に明滅を繰返す。尚、現像ローラ６は３．２ｒｐｍで回転駆動し、現像ローラ６表面が像担持体９表面に対して１５０％の速度差を持って移動するように調整を行った。ここで、前記したように、現像ローラ６と像担持体９とは、通常互いに順方向で回転している。
【００７５】
上述の装置全体を覆って充分に遮光を行った後、ローラ帯電装置１４に印加するバイアス値を調整することで像担持体９の表面を−５００Ｖに帯電し、露光用光源１５によって露光を行うと、像担持体９上の露光部の表面電位は−１００Ｖ迄低下した。
【００７６】
続いて、非接触現像器１の現像ローラ６に先に述べた現像バイアスを印加することで、露光部が現像される。この時点で、目視により像担持体９上の露光部後端部に「掃き寄せ」が発生しているか否かの判断を行う。
【００７７】
本評価において、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇの設定位置は、この図３に示されるような三次元測定装置において、上述した像担持体９と現像ローラ６の図２に示す最近接部ｅ、即ち現像領域αの中央部を基準に採り、現像ローラ６の回転方向の上下流側にそれぞれ０．３ｍｍ刻みに調整を行うようにした。そして、三次元測定装置による測定結果、特に詳細な条件振りが必要な箇所は０．１ｍｍ刻みに調整を行った。
【００７８】
まず、本実施例の非接触現像器１の優位性を確認する為、ＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量δに応じて、現像ローラ６に印加する振動バイアスの切替えを行わない場合について評価を行った。
【００７９】
上述の評価結果を、表１を用いて説明する。
【００８０】
【表１】
【００８１】
表１において、自由端位置欄に記載された数値に付けられた符号は、像担持体９と現像ローラ６の最近接部ｅを基準とし、現像ローラ６の回転方向上流側、前記に記載したように現像ローラ６と像担持体９の回転方向は間隙ｄにおいては重力方向であるので、重力の作用方向に対し上方側を負、現像ローラ６の回転方向の下流側、即ち、重力の作用方向に対し下方側を正で表し、数値は、＋又は−の方向の最近接部ｅから自由端Ｇの距離（ｍｍ）を表している。つまり、現像領域αを遮る量δが大きい場合は、自由端位置欄は正の数値になり、現像領域αを遮る量δが小さい場合は、自由端位置欄は負の数値となる。
【００８２】
表１に記した結果から判るように、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇが−１．８ｍｍから＋０．６ｍｍの位置に有る場合、「掃き寄せ」が改善されている。
【００８３】
これは、像担持体９と現像ローラ６とで構成される間隙ｄ内上流側（即ち、重力の作用方向に対し上流側）において、現像に作用する現像剤Ｔ量をＰＥＴシート１１により制限することで、像担持体９の静電潜像後端に集中して飛翔する現像剤Ｔ量が減少した為だと考えられる。
【００８４】
尚、自由端位置−２．１ｍｍの場合には「掃き寄せ」の抑止効果が得られず、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇが先に述べた現像領域αより外に位置していることが確認出来た。
【００８５】
以上の結果から、ＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る範囲を、現像ローラ６の回転方向現像領域αにおいて、上流端側からその中央部分までに設定することで、「掃き寄せ」を抑制出来ることが判った。
【００８６】
一方、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇを＋０．３ｍｍにすると白縦筋状に現像されない部位が、又、＋０．６ｍｍ以上とした場合、明らかな現像濃度の低下が観測された。
【００８７】
上記現象は、ＰＥＴシート１１が像担持体９と現像ローラ６の間隙ｄにおける現像領域αを過多に遮ることにより、現像作用に介在する現像剤Ｔ量が極端に減少する為に生じると考えられる。
【００８８】
そこで、次に、同様の装置を用い、現像ローラ６に印加する振動バイアスの切替えを行った場合の評価結果について、表２を用いて説明する。
【００８９】
尚、表２中に示す振動バイアスのＤｕｔｙ値は、ＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量δに応じて、「掃き寄せ」が最大限に抑制され、充分な現像濃度が得られるように選択を行ったものである。
【００９０】
【表２】
【００９１】
表２に記した結果から判るように、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇが−１．８ｍｍから＋０．６ｍｍの位置に在る場合、「掃き寄せ」が問題の無いレベルまで改善され、自由端Ｇが更に現像領域αに侵入した際にも改善効果が見られた。
【００９２】
一方、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇを＋０．６ｍｍにすると白縦筋状に現像されない部位が観測でき、＋０．９ｍｍ以上とした場合、明らかな現像濃度の低下が観測出来た。
【００９３】
このように、ＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量δに応じて、現像ローラ６に印加する振動バイアスの切替えを行うことで、表１に示した切替えを行わない場合に比較し、より幅広い領域で良好な現像画質を得ることが出来た。
【００９４】
尚、本実施例の非接触現像器１では、台座に取付けるシート状の部材としてＰＥＴシート１１を用いたが、例えばウレタン等のように絶縁性を有し、且つ被現像部材に接触した際に傷等を生じさせないもの（例えば、ポリプロピレン、アクリル系樹脂等をシート状に成型したもの）であれば、同様の効果が得られる。
【００９５】
尚、現像ローラ６の軸方向における前記ＰＥＴシート１１の幅は、現像ローラ６が現像剤Ｔを担持する領域（現像幅）全てを覆い、且つ両端部に設けられる規制コロ８よりも内側までとすることで、現像幅全域で「掃き寄せ」を抑えることが出来る。
【００９６】
又、本実施例の非接触現像器１と同様に、像担持体９と現像ローラ６の間隙にＰＥＴシート１１を上方から垂下して配置すれば、複数の非接触現像器１を格納し、各々の現像装置で現像を行った現像剤像を積層してフルカラー画像の形成を行う、タンデム方式・ロータリー方式の多色画像形成装置においても、「掃き寄せ」を抑制することが可能である。
【００９７】
そして、本実施例の非接触現像器１のように、振動バイアスのＤｕｔｙを調節して現像性のコントロールを行った。その他、振動バイアスを構成するＡＣ成分におけるピーク間電圧及び周波数、また前述ＡＣ成分に重畳されるＤＣ電圧値を、ＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量δに応じて設定することで、同様の効果を得ることが出来る。
【００９８】
以上のことから、現像装置において、像担持体と現像剤担持体とで構成される間隙における現像領域内にかかるように絶縁材質のシート部材を設置すると共に、シート部材の先端位置に応じて、振動電界を形成する現像剤担持体に印加する振動バイアスを変化させる手段を設けることで、現像剤担持体と像担持体とで形成される現像領域において、両部材の回転方向上流側端部にて往復する現像剤の飛翔運動が阻止され、現像剤担持体上の回転方向上流側の一定位置に現像剤の大きな溜りが形成されず、現像剤担持体及び像担持体の回転方向下流側端部において、現像剤が像担持体表面の静電潜像後端に、現像剤が多量に付着することが回避され、「掃き寄せ」画像の発生が抑止される。
【００９９】
更に、シート部材が像担持体と現像剤担持体の間隙における現像領域を過多に遮ることによる現像作用に介在する現像剤量の減少が起こった時も、現像剤が静電潜像に対して飛翔し易いように最適な振動電界を形成出来る為、白縦筋状に現像されない部位が生じたり、全体的に現像濃度が低下するのを抑え、安定した現像画質が得られるようになる。そして、シート部材の先端位置が幅広い範囲に位置していても、「掃き寄せ」が抑制された良好な現像画質が得られるようになる。
【０１００】
又、シート部材を像担持体に接触させて配置すれば、現像剤担持体と像担持体との微小な間隙において、絶縁材質から構成されるシート部材の先端位置を、容易に設定することが可能となる。よって、シート部材の先端位置の精度を出し易くなる。加えて、シート部材を、像担持体に対して所定の押圧力をもって積極的に押付けることで、現像剤担持体側へのシート部材の倒れを抑え、現像剤担持体表面への接触が防止される。この方法により、シート部材が現像剤担持体表面に接触することにより、現像剤担持体上の現像剤コート層が乱され、濃度むら等の画像欠陥が生じるのを防止することが出来る。
【０１０１】
シート部材の取付方法に関しては、特に限定するものではないが、規制部材若しくは規制部材を保持する現像装置枠体に取付けられた支持部材に対し、絶縁材質から構成されるシート部材を貼付けることができ、簡単な構成により現像剤担持体と像担持体との間隙内に設置出来、現像装置機構の簡略化を図ることが出来る。又、現像装置の交換に併せて絶縁材質から構成されるシート部材の交換も行える為、シート部材が破損したり、現像剤の汚染等でその効力が低下した場合に、容易にメンテナンスを行うことが出来る。
【０１０２】
実施例２
本実施例においては、現像装置１ａにおいて、実施例１においては図４に示すような波形のＡＣ成分を有する現像バイアスとしての振動バイアスにてＡＣ成分のＤｕｔｙを変化させたのに対し、このＡＣ成分として、図５に示すような、電位が交互に変化する部分と、電位が変化せずに一定になる部分とが交互に生じる、所謂ブランクパルスバイアスと称される振動バイアスを印加し、ＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量δに応じて、このブランクパルスバイアスに対して、電位が交互に変化する部分と、電位が変化せずに一定になる部分と、の比率を調節したことを特徴とする。
【０１０３】
掃き寄せ画像は上記したように、像担持体９と現像ローラ６間にてトナーの往復運動によって生じるものである。よって、トナーの往復運動の回数が多いほど掃き寄せが悪化し易い。像担持体９の回転速度が下がるにつれて掃き寄せ画像が悪化するのはこのためである。一般的に現像剤であるトナーは現像バイアスの極性の切り替わり時に力を得て像担持体へ向かう方向または現像ローラへ向かう方向へ飛翔する。ブランクパルスはその極性の切り換えの回数を減らしている為、トナーの往復運動を抑制する。それにより、掃き寄せ画像を低減することが可能となる。
【０１０４】
更に、トナーの往復運動を抑制する量はブランクパルスの振幅率によって制御できる。振幅率とは、ブランクパルスの振幅部の時間をＰ、ブランク部の時間をＢとしたとき、Ｐ／（Ｐ＋Ｂ）×１００％である。振幅率を上げると、トナーの往復運動量は増加され、掃き寄せ及び画像濃度が増加する。又、振幅率を下げるとトナーの往復運動は抑制され、掃き寄せ及び画像濃度が減少する。
【０１０５】
言い換えると、現像剤Ｔは一般に、現像ローラ６に印加される振動電圧の極性切替えタイミングに作用力を受け、像担持体９に向かう方向又は現像ローラ６へと向かう方向へと飛翔する。ブランクパルスバイアスを用い、振動電圧に振動電界を形成していない部分を設けることで、極性の切り換えの回数を減らし、像担持体９及び現像ローラ６間での現像剤Ｔの往復運動を抑制する。よって、シート部材１１と併せ、効果的に「掃き寄せ」を低減することが可能となる。
【０１０６】
更に、シート部材１１が現像領域αを過多に遮った場合でも、現像前述振動電圧において振動電界を形成しない部分を減少させることで、像担持体９及び現像ローラ６間での現像剤Ｔの往復運動を促進して、最適な現像濃度を得ることが出来る。
【０１０７】
尚、本実施例にて使用する現像装置１ａは、上述した振動バイアスの条件が異なる以外は、実施例１で説明した現像装置１と同様の構成を採る為、その詳細な説明は省略する。
【０１０８】
以下に、図５を用いて、本実施例において、現像ローラ６に印加される現像バイアスのＡＣ成分としてのブランクパルスバイアスについて説明する。
【０１０９】
本実施例において現像ローラ６に印加される振動バイアスは、電位が１０波分交互に変化するパルス波形部Ｐと、パルス波形部Ｐと同様の期間（１０波分）電位が変化せず、一定の電位となるブランク部Ｂより形成されている。以下、このような振動バイアスを、「１０／１０ＢＰ（パルス部分１０波／ブランク部分１０波のブランクパルス）」と示す。
【０１１０】
又、電位が交互に変化するパルス部の周波数を、３．０ｋＨｚ、ピーク間電圧（振幅）を２．０ｋＶ、Ｄｕｔｙを５０％とし、パルス波形部Ｐのピーク間中央値を−３００Ｖに設定した。即ち、ここではＤｕｔｙが５０％なので、図４に示した面積中心電圧Ｖｄｃと一致させた。
【０１１１】
そして、本実施例では、現像性をコントロールする為に、これらの条件は、ＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量δが増えた場合には、パルス波形部Ｐの比率を大きくして現像性Ｕｐを計り、ＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量δが減った場合には、ブランク部Ｂの比率を大きくして現像性Ｄｏｗｎを図るように、切替えを行う。
【０１１２】
ここで、本実施例においても、非接触現像器１ａの現像ローラ６に、このブランクパルスバイアスを重畳した現像バイアスを印加することで、像担持体９における露光部が現像される。この時点で、目視により像担持体９上の露光部後端部に「掃き寄せ」が発生しているか否かの判断を行った。評価方法においては、実施例１と同様に図３に示す装置に本実施例の現像装置１ａを設置して実施した。
【０１１３】
まず、本実施例の非接触現像器１ａの優位性を確認する為、まずＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量δに応じて、現像ローラ６に印加するプランクパルスバイアスの切替えを行わない場合について評価を行った。
【０１１４】
上述の評価結果を、表３を用いて説明する。表３においても、表１、２と同様の表現方法で、自由端位置欄に記載された数値に付けられた符号は、図２における像担持体９と現像ローラ６の最近接部ｅを基準とし、現像ローラ６の回転方向上流側を負、現像ローラ６の回転方向の下流側を正で表し、数値は、＋又は−の方向の最近接部ｅから自由端Ｇの距離（ｍｍ）を表している。つまり、現像領域αを遮る量δが大きい場合は、自由端位置欄は正の数値になり、現像領域αを遮る量δが小さい場合は、自由端位置欄は負の数値となる。
【０１１５】
【表３】
【０１１６】
表３に記した結果から判るように、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇが−１．６ｍｍから＋０．６ｍｍの位置に有る場合、「掃き寄せ」が問題の無いレベルまで改善され、自由端Ｇが更に現像領域αに浅く侵入する領域でも改善効果が見られた。
【０１１７】
一方、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇを−０．３ｍｍにすると白縦筋状に現像されない部位が、＋０．３ｍｍ以上とした場合、明らかな現像濃度不足となった。
【０１１８】
即ち、プランクパルスバイアスを用いた本実施例の現像装置１ａでは、本発明に係わる実施例１で用いた通常のＡＣ矩形波バイアスに対し、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇが現像領域αにより浅く侵入する領域でも「掃き寄せ」が抑制されるが、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇが現像領域αに深く侵入した際、現像濃度が得られ難いという特性を持つことが分かった。
【０１１９】
次に、プランクパルスバイアスの切り替えを実施した時の評価を同様に表４に示す。
【０１２０】
【表４】
【０１２１】
表４に記した結果から判るように、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇが−１．６ｍｍから＋０．６ｍｍの位置に有る場合、「掃き寄せ」が問題の無いレベルまで改善され、自由端Ｇが更に現像領域αに浅く侵入する領域でも改善効果が見られた。
【０１２２】
一方、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇを＋０．６ｍｍにすると濃度薄の傾向が現われ、また＋０．９ｍｍ以上とした場合、明らかな現像濃度不足となった。しかし、ブランクパルスバイアスの切り替えを実施しない場合には−０．３ｍｍ以上にて現像濃度不足となるのに比べると、明らかにＰＥＴシート１１の取付範囲が広くなっていることが明らかである。
【０１２３】
即ち、表３で説明した際に述べた、ブランクパルスバイアス化の弊害である現像濃度の低下が解消されたことになる。このように、ＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量δに応じて、現像ローラ６に印加するブランクパルスバイアスの条件切替えを行うことで、表３に示した条件切替えを行わない場合に比較して、より幅広い領域で良好な現像画質を得ることが出来た。
【０１２４】
尚、本実施例においては、１０／１０ＢＰ、１２／８ＢＰ、８／４ＢＰ等のブランクパルスを用いたが、現像ローラ６と像担持体９間の距離、像担持体９や現像ローラ６の外径等、諸条件により最適なプランクパルスバイアス条件が変化する。従って、任意に設定したプランクパルスバイアス条件を、ＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量δと相関させながら切替えた場合でも、本発明と同様の効果を得ることが出来る。
【０１２５】
実施例３
実施例１及び実施例２において説明してきたような本発明の現像装置としての非接触現像器１、１ａは、像担持体９の周囲に、像担持体９及び現像ローラ６の回転方向が間隙ｄにおける回転方向が重力方向となる範囲であらゆる姿勢で適用できるので、多様な構成の画像形成装置において、好適に適用可能である。
【０１２６】
本実施例では、本発明を適用した画像形成装置の一例について説明する。
【０１２７】
図６に示すように、本実施例の画像形成装置は従来例に説明した図１３に示す画像形成装置と基本構成を同様とし、現像装置として、実施例２に説明した非接触現像器１ａを採用したものである。
【０１２８】
本実施例の図６に示す画像形成装置おいても、像担持体である感光ドラム１０１上に形成された静電潜像を、感光ドラム１０１と所定の間隔をもって配置された現像剤担持体６に対して振動電圧を印加し、現像剤担持体６及び感光ドラム１０１の間で作用する振動電界を形成することによって現像を行う。
【０１２９】
又、現像剤担持体６と感光ドラム１０１とで構成される間隙ｄにおける現像領域α内にかかるよう、絶縁材質であるシート部材１１を、現像剤担持体６の回転方向上流より垂れ下げるように配置し、現像装置１ａを交換する際には、シート部材１１の先端位置に応じて、印加する振動電圧の条件を最適な値に制御することを特徴とする。
【０１３０】
本実施例の画像形成装置は、像担持体９として直径３０ｍｍに形成された感光ドラム１０１を有し、感光ドラム１０１は、帯電工程にて接触帯電部材としての帯電ローラ１０２に一様に帯電される。潜像形成工程にて、一様に帯電された感光ドラム１０１表面には、潜像形成手段の露光手段であるレーザスキャナ（露光用光源）１０３によって露光されて静電潜像が形成され、現像工程にて、現像剤Ｔを内包する現像装置としての非接触現像器１によって、感光ドラム１０１上に形成された静電潜像は現像される。
【０１３１】
感光ドラム１０１は、アルミニウム等から構成される芯金１０１ａ上に、電荷発生層１０１ｂを形成し、その上層に電荷輸送層１０１ｃを形成した所謂有機感光体である。
【０１３２】
感光ドラム１０１は図６中矢印Ｄ方向に回転しながら、帯電ローラ１０２によりその周面を−５００Ｖの電位に接触帯電処理される。
【０１３３】
帯電ローラ１０２の芯金１０２ａには、画像形成装置本体に備えられた帯電用電源１８から芯金１０２ａに接触させた摺動電極（不図示）を介し、ＡＣ電圧とＤＣ電圧を重畳した振動電圧が印加される。
【０１３４】
次いで、感光ドラム１０１の帯電処理面に対して、レーザスキャナ１０３により走査露光がなされ、目的の画像情報の静電潜像が形成される。
【０１３５】
非接触現像器１では、感光ドラム１０１上に形成された静電潜像を、感光ドラム１０１と所定の間隔をもって配置され、一方向に回転する現像剤担持体（現像ローラ）６に対し、現像ローラ６及び感光ドラム１０１の間で作用する現像バイアスを印加することによって現像を行う。
【０１３６】
一方、感光ドラム１０１に担持された静電潜像が、現像剤Ｔを担持した現像ローラ６と対向する部位に到達すると、現像用電源１２から現像ローラ６に対しＡＣ電圧とＤＣ電圧を重畳した振動電圧の印加を行ない、感光ドラム１０１と現像ローラ６間に振動電界を形成することにより、感光ドラム１０１表面に形成された静電潜像に対し現像剤Ｔが飛翔・転移して、現像が行われる。
【０１３７】
感光ドラム１０１上に形成された現像剤像は、感光ドラム１０１の回転により画像形成装置本体に設けられた転写部１０５にて記録材Ｐに転写され（転写工程）、記録材Ｐは定着部１０６に搬送されて現像剤像が定着され（定着工程）、記録材Ｐ上に定着画像が完成する。
【０１３８】
一方、転写時に感光ドラム１０１上に残留した現像剤Ｔは、再び帯電ローラ１０２を通過する前にクリーニングブレード１０７ａによって掻き落とされ、廃現像剤容器１０７内に蓄積される（クリーニング工程）。
【０１３９】
上記の画像形成装置に実施例１又は２の現像装置１、１ａを設置することが可能であり、形成される画像において、掃き寄せや濃度低下を抑えることができるが、本実施例では、実施例２にて説明した構成の現像装置１ａを設けた例を説明する。
【０１４０】
現像器１ａの構成については図１を用いて説明したものと同様であり、即ち、実施例１に記載した像担持体９として、上記の構成の画像形成装置には、像担持体である感光ドラム１０１が設けられ、非接触現像器は、実施例１に説明したように、感光ドラム１０１上に形成された静電潜像を、感光ドラム１０１と規制コロ８によって３００μｍの間隔をもって配置され、一方向に回転する現像ローラ１０１との間で作用する振動電圧を印加することによって現像を行う。
【０１４１】
そして、実施例１又は２と同様に、感光ドラム１０１と現像ローラ６とで構成される間隙ｄにおける現像領域α内にかかるように、現像ブレード７に固定した台座１０に厚さ６０μｍ程のＰＥＴシート１１を貼付け、現像ローラ６の回転方向上流から垂下して配置してある。この際、ＰＥＴシート１１が現像ローラ６に接触しないように、調整を行った。
【０１４２】
そして、本実施例において現像ローラ６に印加される振動バイアスは、実施例２の現像装置１ａと同様、図５に示す通り、電位が１０波分交互に変化するパルス波形部Ｐと、パルス波形部Ｐと同様の期間（１０波分）電位が変化せず、一定の電位となるブランク部Ｂより形成されているブランクパルスバイアスである。
【０１４３】
ここでも、電位が交互に変化するパルス部の周波数を３．０ｋＨｚ、ピーク間電圧（振幅）を２．０ｋＶ、Ｄｕｔｙを５０％とし、パルス波形部Ｐのピーク間中央値を−３００Ｖに設定した。
【０１４４】
そして、現像性をコントロールする為にこのブランクバルスバイアスの切り換えは、実施例２と同様に以下の２つの条件に従って行われた
（１）ＰＥＴシート１１が現像領域ｍを遮る量δが増えた場合には、パルス波形部Ｐの比率を大きくして、現像性Ｕｐさせた。
【０１４５】
（２）ＰＥＴシート１１が現像領域ｍを遮る量δが減った場合には、ブランク部Ｂの比率を大きくして現像性Ｄｏｗｎさせた。
【０１４６】
ここで、本実施例では、これらの振動バイアスの切り替えは、図７にブロック図にて示す図６の画像形成装置の制御手段に制御されて行われる。
【０１４７】
この振動バイアスの切替えを行う為の手段について、図７のブロック図及び図８のフローチャートを用いて説明を行う。
【０１４８】
ステップＳ１：まず、画像形成装置のオペレータによる、図６、図７に示す画像形成装置外装に取付けられた操作パネル２４からの入力により、予め明確であるＰＥＴシート１１が現像領域ｍを遮る量δ即ちシート１１の先端位置について入力が行われる。この時、シート１１先端位置情報は、現像器１ａの出荷検査時に測定を行うことによって得られたものであり、設置される現像器１ａそれぞれによって異なる。又、前述の測定結果は、交換を行う現像器１ａ毎に添付若しくは貼付けられる。
【０１４９】
ステップＳ２：一方、記憶媒体Ａ２５内には各々のシート先端位置に対応したブランクパルス条件（制御テーブル）が記憶されている。制御部２６は入力された値と、情報読み出し・書込み手段２７を介して接続された記憶媒体Ａ２５内の情報の比較を行う。
【０１５０】
ステップＳ３：制御部２６が、ステップＳ２における比較作業に基づいて、現像器１におけるシート位置に対応するブランクパルス条件を決定する。
【０１５１】
ステップＳ４：適当なブランクパルス条件を決定した制御部２６は、現像用電源１２に接続された振動電圧切替え手段１３に対し切替えの実行命令を発する。
【０１５２】
ステップＳ５：振動電圧切り替え手段１３にて、ブランクパルス条件の切替えが行われる。
【０１５３】
この図８のフローチャートに示す制御動作のステップＳ２における制御テーブルは、本発明の実施例２で説明に用いた表４に示す通り、シート先端位置と好適なブランクパルス条件がそれぞれ相関付けられたものである。
【０１５４】
又、記憶媒体Ａ２５に記憶されたブランクパルス条件に関する情報は、操作パネル２４より書き換え、追加を可能とすることもできる。そして、使用状況に合わせ、オペレータが制御テーブルの補正を行うことで、更に緻密な画質調整を行うことが出来る。
【０１５５】
又、複数の制御テーブルを記憶媒体Ａ２５に記憶させて、環境条件等により制御テーブルを変更してブランクパルス条件の切替えを行うことで、同様に緻密な画質調整を行うことも可能である。
【０１５６】
上記手段を用いることで、装置が使用される環境条件等に応じ、記憶媒体内に記憶されたシート部材の先端位置に係わる情報が任意に変更出来、この情報に基づき現像ローラに印加するバイアスを変化させることによって、幅広い条件下で最適な出力画質を得ることが出来る。
【０１５７】
しかし、プランクパルスバイアスの制御方法は、上記のものに限定されるものではない。
【０１５８】
ここで、本実施例の画像形成装置の優位性を確認するため、現像領域α内でＰＥＴシート１１の自由端Ｇの位置を振り、出力画像上の「掃き寄せ」や濃度の状況を調べた。
【０１５９】
評価方法としては、実施例２と同様にブランクパルスバイアスを変化させ、レーザースキャナ１０３により露光を行った後の感光ドラム１０１上のベタ部潜像電位を−１００Ｖに調整して、出力画像上に２５ｍｍ×２５ｍｍ角のベタ部を設け、このベタ部後端に「掃き寄せ」が発生するか否かに着目して評価を行った。
【０１６０】
その結果、表４に示す本発明の実施例２で行った評価と同様の結果が得られた。
【０１６１】
又、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇの位置を、それぞれ−１．７ｍｍ、＋０．６ｍｍとし、上述の条件で連続して２０００枚の画像形成を行った所、何れの場合においても評価末期まで「掃き寄せ」が抑制され、濃度も充分な出力画像が得られた。
【０１６２】
本実施例の画像形成装置でも、台座に取付けるシート状の部材としてＰＥＴシートを用いたが、例えばウレタン等の様に絶縁性を有し、且つ感光ドラムに接触した際に傷等を生じさせないものであれば、同様の効果が得られる。
【０１６３】
又、ここでは、実施例２の現像器１ａを設け、現像器１ａの規制部材７に台座１０が設けられているが、例えば、感光ドラムの枠体を設けてそこに台座１０を設けてＰＥＴシート１１を配置してもよく、画像形成装置内のどこかに設けられていればよい。
【０１６４】
そして、ＰＥＴシートの幅は、現像ローラが現像剤Ｔを担持する領域（現像幅）全てを覆い、且つ両端部に設けられる規制コロよりも内側までとすることで、現像幅全域で「掃き寄せ」や現像剤飛散を抑えることが出来る。
【０１６５】
又、本実施例の画像形成装置と同様に、感光ドラムと現像ローラの間隙にＰＥＴシートを垂れ下げるように配置すれば、複数の現像器を格納し、各々の現像器で現像を行った現像剤像を積層してフルカラー画像の形成を行う、タンデム方式・ロータリー方式等の多色画像形成装置においても、「掃き寄せ」を抑制することが可能である。
【０１６６】
尚、本実施例の画像形成装置に実施例１の現像器１を設け、現像バイアスにおける振動バイアスのＤｕｔｙを表１と同様に変化させても、実施例１と同様の結果が得られる。
【０１６７】
つまり、実施例１及び２において説明した現像装置における効果が、画像形成装置においても得ることができた。
【０１６８】
尚、図６に示される構成以外においても、画像形成装置の構成については様々のものに適用できる。
【０１６９】
実施例４
図９に本実施例におけるカートリッジ１１０、図９にこのカートリッジ１１０を装着して画像形成を行う画像形成装置の模式図を示す。
【０１７０】
本実施例のカートリッジ１１０は、本発明に係わる実施例３に用いた図６の画像形成装置と同様の画像形成を実施する図１０に示される構成の画像形成装置において、画像形成プロセスの構成要素のうち、像担持体である感光ドラム１０１と、感光ドラム１０１表面を帯電する帯電手段である帯電ローラ１０２と、感光ドラム１０１上に形成された静電潜像を非接触現像する現像器１ａ、そしてクリーニングブレード１０７ａ及び廃現像剤容器部１０７とを一体化し、画像形成装置本体と着脱可能なプロセスカートリッジ１１０として構成したものである。尚、本実施例の画像形成装置の他の構成は、実施例３にて説明したものと同様であるので、説明を省略する。尚、プロセスカートリッジとは、感光ドラム等の像担持体とそれに作用する画像形成手段とを一体化させ、画像形成装置から着脱自在とされるカートリッジである。
【０１７１】
そして、現像装置としては、実施例２のように、現像バイアスとしてブランクパルスバイアスが重畳されており、そのプランクパルスバイアスが切り換えられる現像器１ａを設けたものである。ここで、実施例１のように、現像バイアスのＡＣ成分におけるＤｕｔｙが切り換えられる現像器１を設けることもできる。
【０１７２】
更に、感光ドラム１０１と現像ローラ６の間隙ｄにおいて現像領域αを遮るＰＥＴシート１１も、台座１０を介してプロセスカートリッジ１１０に取付けられている。
【０１７３】
ここで、プロセスカートリッジ１１０には、記憶媒体Ｂ３４が搭載され、ＰＥＴシート１１の先端位置に係わる情報が書き込まれている。
【０１７４】
ここでも、図１１にてブロック図にて示される画像形成装置の制御手段によって、ブランクパルスバイアスが実施例２に説明したものと同様に切り換えられる。本実施例における振動バイアスの切替え手段について、図１１のブロック図及び図１２のフローチャートを用いて説明を行う。
【０１７５】
ステップＳ１１：プロセスカートリッジ１１０が画像形成装置本体に装着される。
【０１７６】
ステップＳ１２：すると、制御部３５は情報読み出し・書込み手段Ｂ３６を介し、プロセスカートリッジ１１０に搭載された記憶媒体Ｂ３４から、ＰＥＴシート１１の先端位置に係わる情報を読み出す。プロセスカートリッジ１１０に搭載された記憶媒体Ｂ３４内に記憶されたシート先端位置情報は、出荷検査時に測定を行うことによって得られたものであり、プロセスカートリッジ１１０毎に異なる。
【０１７７】
ステップＳ１３：一方、画像形成装置側の記憶媒体Ａ３７内には各々のシート先端位置に対応したブランクパルス条件（制御テーブル）が記憶されている。制御部３５はステップＳ１２にて得られた記憶媒体Ｂ３４からの情報と、情報読み出し・書込み手段Ａ３８を介して接続された記憶媒体Ａ３７内の情報の比較を行う。
【０１７８】
ステップＳ１４：ステップＳ１３における制御部３５による比較作業において、対応する振動バイアス条件を決定させる。
【０１７９】
ステップＳ１５：制御部３５は、現像用電源１２に接続された振動電圧切替え手段１３に対し切替えの実行命令を発する。
【０１８０】
ステップＳ１６：現像ローラ６に印加される振動バイアス条件の切替えが行われる。
【０１８１】
本実施例の画像形成装置においても、本発明に係わる実施例３である画像形成装置と同様に、出力画像上の「掃き寄せ」や濃度低下を抑止出来た。
【０１８２】
又、本実施例では、プロセスカートリッジの交換毎に、操作パネル等からオペレーターがシート先端位置を設定する必要が無く、各プロセスカートリッジの状態に合わせ、確実に最適な振動バイアス条件に切替えられる為、複数のプロセスカートリッジ間で画像品質のバラつきを抑えることが可能となる。
【０１８３】
更に、プロセスカートリッジを交換するという簡単な操作のみで、感光ドラムや帯電ローラ等の消耗部材の交換や現像剤の補給が容易に行えるため、諸々のメンテナンス作業に係わる使用者の労力を軽減出来、長期に亘り安定した出力画像を得られるようなった。
【０１８４】
尚、製造時におけるシート状の部材の取付け精度を緩和することも可能となり、上述の利点を比較的安価に提供することが出来る。
【０１８５】
又、必ずしも本実施例のようなプロセスカートリッジとしてではなく、現像装置のみカートリッジ化して、現像装置に記憶媒体Ｂ３４を設けても良い。
【０１８６】
又、ここでは、実施例２の現像器１ａを設け、現像器１ａの規制部材７に台座１０が設けられているが、例えば、感光ドラムの枠体を設けて、そこに台座１０を設けてＰＥＴシート１１を配置してもよく、画像形成装置やカートリッジ１１０内のどこかに設けられていればよい。
【０１８７】
上記手段を用いることで、カートリッジの記憶媒体内に記憶されたシート状の部材の先端位置に係わる情報に基づき、カートリッジ毎に前記振動電圧を最適な値にコントロールすることが可能となる。従って、「掃き寄せ」を効果的に抑制し、長期間に亘って高品位な出力画像が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０１８８】
【図１】本発明に係る現像装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る現像装置のシート部材取り付け部の一例を示す拡大図である。
【図３】本発明に係る現像装置を動作させる装置の一例を示す概略構成図である。
【図４】本発明に係る振動電圧波形の一例を示す図である。
【図５】本発明に係る振動電圧波形の他の例を示す図である。
【図６】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図７】本発明に係る画像形成装置の制御手段の一例を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る振動電圧切り換え制御動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明に係るカートリッジの一例を示す概略構成図である。
【図１０】本発明に係る画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【図１１】本発明に係る画像形成装置の制御手段の他の例を示すブロック図である。
【図１２】本発明に係る振動電圧切り換え制御動作の他の例を示すフローチャートである。
【図１３】従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図１４】像担持体と現像剤担持体との間の電気力線の様子を示す説明図である。
【図１５】像担持体と現像剤担持体との間の掃き寄せの様子を示す説明図である。
【図１６】像担持体と現像剤担持体との間の掃き寄せの様子を示す説明図である。
【図１７】像担持体と現像剤担持体との間の掃き寄せの様子を示す説明図である。
【図１８】像担持体と現像剤担持体との間の掃き寄せの様子を示す説明図である。
【図１９】像担持体と現像剤担持体との間の掃き寄せの様子を示す説明図である。
【図２０】像担持体と現像剤担持体との間の掃き寄せの様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１８９】
１、１ａ 非接触現像器（現像装置）
６ 現像ローラ（現像剤担持体）
７ 現像ブレード（規制部材）
８ 規制コロ（間隔保持部材）
９、１０１ 像担持体（感光ドラム）
１０ 台座（支持部材）
１１ ＰＥＴシート（シート部材）
１２ 現像用電源
１３ 振動電圧切り替え手段
１１０ プロセスカートリッジ（カートリッジ）
ｄ 間隙
α 現像領域
Ｔ 現像剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体と現像剤担持体とを所定の間隔を設けて設置し、互いの部材の間隙に振動電界を形成することによって、像担持体上に形成した静電潜像を非接触現像する現像装置、該現像装置を具備する静電記録方式又は電子写真方式の画像形成装置、及び該画像形成装置に用いられるカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録媒体上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタ、あるいは、ファクシミリ装置等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、現像剤を用いて現像装置により現像剤像（トナー像）として可視化する現像動作が行われている。
【０００３】
このような現像を動作が行われる現像装置として、例えば、乾式一成分接触現像装置が提案され、実用化されている。この場合、多くは、回転する静電潜像担持体と同じく回転する、現像剤を担持した現像剤担持体を、適当な相対周速差で押圧もしくは接触させることで、静電潜像を現像している。加えて、現像剤として、この場合は磁性材料が不要であり、装置の簡略化及び小型化が容易である、非磁性トナーを使用することでフルカラー画像形成装置に応用が可能である等、多くの利点を有している。
【０００４】
一般的な非磁性一成分現像方式を用いた従来の画像形成装置１００について、図１３を用いて説明を行う。
【０００５】
一般にシリンダ表面に感光層を塗布して形成される、像担持体としての電子写真感光体（以下「感光ドラム」と示す。）１０１は、一次帯電器１０２にて一様に帯電される。次に外部装置より入力された画像情報に対応し、露光装置１０３より感光ドラム１０１表面に光照射を行い、静電潜像を形成する。感光ドラム１０１上の静電潜像は、現像装置１０４において、一次帯電器１０２の印加電圧と同極性の摩擦帯電極性を有する現像剤Ｔにより可視像、即ち現像剤像とされる。
【０００６】
現像剤像は転写帯電器１０５にて転写材Ｑに転写される。転写材Ｑは感光ドラム１０１より分離され、引き続き定着装置１０６に搬送されて定着される。又、転写帯電器１０５で転写されず、感光ドラム１０１上に残存する現像剤Ｔは、クリーニング装置１０７によって除去される。
【０００７】
ここで、図１３に示される画像形成装置１００において現像動作を実行する現像装置１０４が収容する現像剤Ｔは負帯電性であり、且つイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色いずれかの顔料を含有した非磁性一成分現像剤である。現像装置１０４を構成する現像剤Ｔが収容される現像容器１０４ｃは、現像動作を実行する現像剤担持体である現像ローラ１０４ｂが備えられた部分と、現像剤を攪拌する攪拌部材１０４ａが備えられた部分と、に仕切り板１０４ｄにて分割されており、攪拌部材１０４ａとして、各種形状に加工された板状若しくはスクリュー等で構成される２本の撹拌部材１０４ａが図中矢印Ｆの方向に回転して存在しており、現像剤Ｔを、現像装置１０４の開口部で感光ドラム１０１との対向部に備えられた現像剤担持体としての現像ローラ１０４ｂへ、仕切壁１０４ｄの高さを超えてオーバーフローによって搬送している。ここで、撹拌部材１０４ａは２個でない場合もあり、攪拌部材１０４ａの構成は、現像剤Ｔを現像容器１０４ｃ内部から現像ローラ１０４ｂ近傍まで搬送することが出来、各種現像器構成に合せて適宜変更される。仕切り板１０４ｄは、現像ローラ１０４ｂに接触させて配置した現像剤供給ローラ１０４ｅに対し、常に一定量の現像剤を供給出来るようにその高さが適正化されている。
【０００８】
ここで、現像剤供給ローラ１０４ｅは、現像ローラ１０４ｂとのニップ部で、現像ローラ１０４ｂに対してカウンタ方向に回転し、現像剤Ｔを現像ローラ１０４ｂ上に供給すると共に、感光ドラム１０１との対向位置即ち現像領域を通過しても現像に用いられなかった現像ローラ１０４ｂ上の現像剤Ｔを剥ぎ取る役目を担っている。
【０００９】
現像ローラ１０４ｂには、現像剤量規制部材としての規制ブレード１０４ｆが当接されており、現像ローラ１０４ｂ上の現像剤Ｔを規制して現像剤薄層を形成する。前述の現像領域に搬送される現像剤量Ｔは、現像ローラ１０４ｂ上に接触する、規制ブレード１０４ｆの当接圧や当接長さ等により決定される。
【００１０】
更に、現像ローラ１０４ｂに振動電圧を印加することで、所定の間隔をもって配置された感光ドラム１０１及び現像ローラ１０４ｂ間に交流電界が形成される。
【００１１】
現像領域まで搬送された現像剤Ｔは上述の振動電界によって、現像ローラ１０４ｂ表面と感光ドラム１０１表面の間で往復運動を行い、その一部が感光ドラム１０１表面に形成された静電潜像に付着することによって現像が行われる。
【００１２】
しかしながら、以上説明したような、現像剤担持体と像担持体との間に振動電圧を含む現像バイアスを印加して現像動作を行う画像形成装置及び現像装置では、現像を行う際に、現像領域にて形成される現像剤像後端部に現像剤が多く集まり、当該部位の濃度が他の部位に比較して濃くなる、「掃き寄せ」と呼ばれる現像（画像）不良が発生することがある。
【００１３】
「掃き寄せ」は、以下に述べるメカニズムにより起こると考えられる。
【００１４】
図１４は、ＡＣ電圧とＤＣ電圧を重畳した振動電圧を印加した現像ローラ１０４ｂと、感光ドラム１０１との間隙ｄにおいて形成される、電気力線Ｈを示す模式図である。これら電気力線Ｈが作用する領域は、ほぼ感光ドラム１０１上において静電潜像の現像に作用する領域、つまり現像領域αに相当する。
【００１５】
ここで、現像ローラ１０４ｂと感光ドラム１０１は互いに順方向に回転しており、これらの間隙ｄにおける回転方向は同一であり、これらの回転方向で上流下流と行った場合は、現像ローラ１０４ｂと感光ドラム１０１との両方の回転方向に対し同じ方向を示す。
【００１６】
図１４に示されるように、現像ローラ１０４ｂと感光ドラム１０１との間隙ｄの中心部（ａ）、即ち現像ローラ１０４ｂと感光ドラム１０１の両部材が最も近接する部位では、電気力線Ｈがほぼ直線状に形成される。
【００１７】
一方、（ａ）の両側、即ち現像ローラ１０４ｂと感光ドラム１０１間の距離が広い部位（ｂ）及び（ｃ）では、電気力線Ｈが曲線状に形成される。
【００１８】
このような電気作用が施される現像ローラ１０４ｂと対向した感光ドラム１０１の表面に、静電潜像Ｒｂが存在する際、図１５に示すように、現像ローラ１０４ｂと感光ドラム１０１との間隙ｄにおいて、現像ローラ１４０ｂ及び感光ドラム１０１の回転方向上流側端部（ｂ）に形成された電界の作用力により、現像剤Ｔが移動する。
【００１９】
そして、この移動した現像剤Ｔの様子を、図１６を用いて説明する。現像剤Ｔは、現像ローラ１０４ｂ及び感光ドラム１０１の回転方向上流側端部（ｂ）に形成された曲線状の電気力線Ｈ１上の点ａ１で、その接線方向にベクトル速度Ｖ１を持ち、更に外側の曲線Ｈ２上の点ａ２に移動する。
【００２０】
続いて、現像剤Ｔが点ａ２に到達した時点で、現像剤Ｔには点ａ２での電気力線Ｈ２の接線方向にベクトル速度Ｖ２を与えられる。
【００２１】
すると、現像剤Ｔは点ａ２から、これらの合成ベクトル（Ｖ１＋Ｖ２）の方向に一時的に飛翔する。
【００２２】
つまり、現像ローラ１０４ｂ及び感光ドラム１０１の回転方向上流側端部（ｂ）では、現像ローラ１０４ｂに担持された現像剤Ｔは、図１５に示すように、感光ドラム１０１と現像ローラ１０４ｂとの間で徐々に外側へと向う飛翔軌跡Ｑ１のように電気力線Ｈに沿った往復運動を繰返す。
【００２３】
そして、図１７に示すように、感光ドラム１０１上の静電潜像が形成されない非画像部Ｒａ（表面電位を−６００Ｖとする）と、引続き上流側に形成された静電潜像Ｒｂ（表面電位を−１００Ｖとする）との境界部Ｒｃが、電気力線の曲線状に形成された現像ローラ１０４ｂ及び感光ドラム１０１の回転方向上流側端部（ｂ）に達すると、静電潜像Ｒｂよりも下流側にある現像ローラ１０４ｂ上の現像剤Ｔが飛翔軌跡Ｑ２に示すように飛翔し、静電潜像Ｒｂに対向する側へと移動する。よって、境界部Ｒｃに現像剤Ｔが集中し、これらの現像剤Ｔが再び現像ローラ１０４ｂの上流側に戻る為、現像ローラ１０４ｂの当該部位に現像剤Ｔの大きな溜りＳが出来る。
【００２４】
又、図１８に示すように、現像ローラ１０４ｂ及び感光ドラム１０１の回転方向上流側端部（ｂ）に静電潜像Ｒｂが位置した状態になると、現像ローラ１０４ｂ上の現像剤Ｔは飛翔軌跡Ｑ３のように感光ドラム１０１との間で徐々に外側へと向う往復運動を繰返す。よって、現像ローラ１０４ｂが回転するにも関わらず、現像ローラ１０４ｂ上の上流側の一定位置に現像剤Ｔの大きな溜りＳが形成され続ける。
【００２５】
更に、図１９に示すように、感光ドラム１０１の回転により、静電潜像Ｒｂとその上流側に連なる非画像部Ｒｄとの境界部Ｒｅが、現像ローラ１０４ｂ及び感光ドラム１０１の回転方向上流側端部（ｂ）に達すると、電界は境界部Ｒｅに集中し、現像ローラ１０４ｂ上に形成された現像剤Ｔの大きな溜りＳの現像剤Ｔは、境界部Ｒｅに引き寄せられる。よって、現像剤溜りＳの現像剤Ｔが現像ローラ１０４ｂ及び感光ドラム１０１の間を、飛翔軌跡Ｑ４のように往復運動しながら、境界部Ｒｅの移動に伴って下流側に移動し、現像ローラ１０４ｂと感光ドラム１０１の間隙ｄを通過する。
【００２６】
その後、図２０に示すように、現像ローラ１０４ｂ及び感光ドラム１０１の回転方向下流側端部（ｃ）において、現像剤Ｔの大きな溜りＳの現像剤Ｔが、飛翔軌跡Ｑ５のように、静電潜像Ｒｂの後端に付着することで、「掃き寄せ」画像が形成される。
【００２７】
上述した「掃き寄せ」を改善する為、像担持体である感光ドラム１０１と現像剤担持体である現像ローラ１０４ｂの間に、導電性を有する板状の電極部材を設けたものが提案されている（特許文献１参照。）。
【００２８】
しかし、特許文献１では、該電極部材にバイアスを印加する為の電源や接点類の追加が必要となり、小型現像器及び該現像器を搭載する小型画像形成装置への投入が難しい。
【００２９】
一方、現像剤担持体である現像ローラ１０４ｂに印加する現像バイアスを所定の条件に設定することで、上述の「掃き寄せ」を改善する手段も提案されている（特許文献２参照。）。
【００３０】
特許文献２では、現像領域上流域（ｂ）のみならず下流域（ｃ）での現像剤Ｔの往復運動が抑制される。現像器及び画像形成装置の小型化に伴い、より小径の現像ローラ１０４ｂと感光ドラム１０１を用いた場合、互いの部材の曲率が大きく現像領域α（即ち、互いの部材間距離が短く、現像剤Ｔが往復する範囲）が狭まる為、前述の通り下流側（ｃ）で現像剤Ｔの往復運動が抑制されると、充分な現像濃度が得難くなる。
【特許文献１】特許第３３６６９６８号公報
【特許文献２】特許第２９７１７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
本発明の目的は、現像剤担持体に、ＡＣ電圧とＤＣ電圧を重畳した振動電圧を印加することによって、像担持体上に形成された静電潜像の可視像化即ち現像を行う手段を有し、この現像手段による現像時に生じる「掃き寄せ」現象を、現像画像の濃度低下を引き起こすこと無く抑制して、長期間に亘って高品位な現像剤像が得られる現像装置、画像形成装置及びカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
上記目的は本発明に係る現像装置、画像形成装置及びカートリッジにより達成される。要約すれば、第１の本発明は、像担持体上に形成された静電潜像に対して、前記像担持体と所定の間隔をもって配置され且つ現像剤を担持して回転する現像剤担持体に、前記像担持体との間に作用する振動電圧を印加し、現像剤を現像部へと搬送することによって現像動作を行う現像装置において、
更に、シート部材を、先端が前記像担持体と前記現像剤担持体との間隙において現像に作用する現像領域内に侵入するように、前記現像剤担持体の回転方向上流から垂下して配置し、
該シート部材の前記現像領域内における先端位置に応じて、前記振動電圧を変化させる手段を備えることを特徴とする現像装置を提供する。
【００３３】
第２の本発明は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体上に形成された前記静電潜像に対して、前記像担持体と所定の間隔をもって配置され且つ現像剤を担持して回転する現像剤担持体に、前記像担持体との間に作用する振動電圧を印加し、現像剤を現像部へと搬送することによって現像動作を行う現像装置と、を有する画像形成装置において、
更に、シート部材を、先端が前記像担持体と前記現像剤担持体との間隙において現像に作用する現像領域内に侵入するように、前記現像剤担持体の回転方向上流から垂下して配置し、
該シート部材の前記現像領域内の先端位置に応じて、前記振動電圧を変化させる手段を備えることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００３４】
第１、第２の本発明の一実施態様によると、前記振動電圧は、振動電界を形成する部分と、振動電界を形成していない部分とが交互に繰返される電界である。
【００３５】
第３の本発明は、像担持体に形成された静電潜像を、前記像担持体と所定の間隔をもって配置される現像剤担持体上に現像剤を担持させ、前記像担持体と前記現像剤担持体との間に振動電圧が印加されることにより現像を行う現像装置と、前記像担持体と前記現像剤担持体との間隙において現像に作用する現像領域内にかかるように設置されたシート部材と、を一体化し、画像形成装置本体と着脱可能としたカートリッジであり、前記シート部材の先端位置に係わる情報を記憶する記憶媒体を搭載することを特徴とするカートリッジを提供する。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の現像装置、画像形成装置及びカートリッジは、像担持体上に形成された静電潜像に対して、像担持体と所定の間隔をもって配置され且つ現像剤を担持して回転する現像剤担持体に、像担持体との間に作用する振動電圧を印加し、現像剤を現像部へと搬送することによって現像動作を行い、更に、シート部材を、先端が像担持体と現像剤担持体との間隙において現像に作用する現像領域内に侵入するように、現像剤担持体の回転方向上流から垂下して配置し、シート部材の現像領域内における先端位置に応じて、振動電圧を変化させる手段を備えるので、現像画像において現像時に生じる「掃き寄せ」現象を、現像画像の濃度低下を引き起こすこと無く抑制して、長期間に亘って高品位な現像剤像が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明に係る現像装置、画像形成装置、及びカートリッジを図面に則して更に詳しく説明する。本発明は、実施例１又は２に記載される現像装置やそれを備える実施例３に記載される画像形成装置、実施例４に記載される画像形成装置やカートリッジに適用される。
【００３８】
実施例１
本実施例では、本発明を、現像工程を含む画像形成工程を実施する様々な構成の画像形成装置又はカートリッジに備えられる現像装置１に適用するものとする。本実施例にて説明する現像装置１は、例えば、従来例にて説明した図１３に示されるような構成の画像形成装置や、実施例３及び４に後述するような画像形成装置等、様々な構成のものにおいて、現像工程を実施するに際し、適用される。
【００３９】
例えば、最も基本的な構成として、図３に示すような装置において本実施例の現像装置１は使用される。この装置において、像担持体９としては、外径３０ｍｍのアルミニウム製芯金９ａ上に、電荷発生層９ｂを形成し、その上層に電荷輸送層９ｃを形成した有機感光ドラムが用いられる。
【００４０】
そして像担持体９の周囲に、像担持体９表面を一様な電位に帯電するローラ帯電装置１４と、像担持体９の回転に併せて一定の間隔で明滅する露光用光源１５が設けられている。
【００４１】
露光用光源１５を設置した位置に対し、像担持体９の回転方向下流側に、本実施例の現像装置としての非接触現像器（現像器）１が配置される。そして、像担持体９上に残留した現像剤を除去するクリーニング装置１６が設けられている。
【００４２】
図１に示すのは、本実施例である現像器１の模式図、又、図２はこの現像器１における現像剤担持体近傍の拡大図である。
【００４３】
本実施例の現像装置は、電子写真方式の画像形成装置に用いることを目的とした非接触現像器１であり、例えば感光ドラム等の像担持体９上に形成された静電潜像を、像担持体９と所定の間隔をもって配置され一方向に回転する現像剤担持体６に対し、現像剤担持体６と像担持体９の間で作用する振動電圧を印加することによって現像を行う。
【００４４】
ここで、図１を用いて非接触現像器１の構成を説明する。
【００４５】
非接触現像器１を構成する枠体内の空間は、現像剤Ｔを内包するための現像剤収容部２として利用される。
【００４６】
現像剤収容部２に充填された現像剤Ｔは、図１中矢印Ａ方向に回転する撹拌部材３によって、供給ローラ４側へと搬送される。この時、現像剤収容部２と供給ローラ４の間は仕切り板５によって隔てられているので、撹拌部材３の押圧によって仕切り板５を乗越えた現像剤Ｔが、オーバーフローによって略一定量ずつ供給ローラ４へと搬送される。
【００４７】
一方、供給ローラ４は、現像剤担持体である現像ローラ６に接触しながら、それとカウンタ方向である図１中矢印Ｂ方向へと回転することによって、現像剤Ｔを帯電させ且つ現像ローラ６に供給する。
【００４８】
矢印Ｃ方向に回転する現像ローラ６に担持された現像剤Ｔは、規制部材である現像ブレード７によって所定の層厚に形成され、引続き図１に破線で示した被現像部材である像担持体９、図１３に示す画像形成装置においては像担持体としての感光ドラム１０１に対向した現像ローラ６によって、像担持体９と現像ローラ６との間隙ｄに位置する現像領域αへと搬送される。ここで、現像ローラ６と像担持体９とは、対向部で同方向に移動する順方向に回転している。
【００４９】
間隙ｄまで搬送された現像剤Ｔは、現像用電源１２から現像バイアスとして現像ローラ６に印加されるＡＣ電圧とＤＣ電圧を重畳した振動電圧によって、像担持体９と現像ローラ６間を往復する。この現像剤Ｔの挙動に際して、像担持体９表面に形成された静電潜像に付着して現像が行われる。この現像バイアスについては、後に詳しく説明する。
【００５０】
ここで、像担持体９表面に転移しなかった現像剤Ｔは、再び現像ローラ６に回収されて次回の現像に用いられる。
【００５１】
尚、図２を参照すれば理解されるように、現像ローラ６両端部には、内径部で現像ローラ６に接触し、その外径部を像担持体９に当接することにより現像ローラ６表面と像担持体９表面を所定の間隔に保つ働きをする、リング状の規制コロ８が設けられる。
【００５２】
本実施例の非接触現像器１では、樹脂溶液中にカーボン等を配合して抵抗調整を行った後、外径１５ｍｍのアルミニウム素管上に塗工を行ったものを現像ローラ６として使用した。
【００５３】
尚、現像ローラ６表面と像担持体９表面の間隔ｄが、規制コロ８によって３００μｍに保たれるように調節を行った。
【００５４】
又、現像剤Ｔとしては、負極帯電される非磁性一成分トナーを用いたが、非接触現像に適したものであれば、磁性・非磁性を問わず利用することが可能である。
【００５５】
尚、現像器１の構成としては、図１に示されるものに限定されず、従来例の図１３の画像形成装置に備えられたような、攪拌部材を複数個有するものでもよい。
【００５６】
ここで、本発明の特徴のひとつとして、本実施例においては、像担持体９と現像ローラ６とで構成される間隙ｄ、そしてその間隙ｄに存在する現像に作用する領域である現像領域α内に侵入するように、絶縁材質から構成されるシート部材１１を、現像ローラ６の回転方向Ｃ及び像担持体９の回転方向Ｄ上流側より垂下して配置した。
【００５７】
こうしたシート部材１１を設ける手段によって、背景技術において「掃き寄せ」の発生原理についての説明に用いた図１４〜図２０にて、ここに示される現像ローラ１０４ｂ（現像剤担持体）と感光ドラム１０１（像担持体）とで形成される間隙ｄにおいて、両部材の回転方向上流側端部（ｂ）で往復する現像剤Ｔの飛翔運動が阻止される。従って、現像ローラ１０４ｂ上の回転方向Ｃ上流側の一定位置に現像剤Ｔの大きな溜りＳ（図１７）が形成されず、現像ローラ１０４ｂ及び感光ドラム１０１の回転方向下流側端部（ｃ）において、現像剤Ｔが像担持体表面の静電潜像Ｒｂ後端に、現像剤Ｔが多量に付着する図２０に示すような現象がなくなって、「掃き寄せ」画像の発生が抑止される。
【００５８】
即ち、本実施例の非接触現像器１では、図２に示すように、現像ブレード７に支持部材としての台座１０を固定し、台座１０に対し厚さ６０μｍ程のポリエチレンテレフタレート樹脂製のシート部材（ＰＥＴシート）１１の貼付けを行った。この貼り付け部分１１ａがシート１１の固定端となる。
【００５９】
台座１０に固定されていないＰＥＴシート１１の固定端１１ａに対してもう一方の自由端Ｇは、現像ローラ６と像担持体９の間隙ｄにある現像領域αに侵入し、台座１０から垂れ下がるように垂下して配置される。
【００６０】
尚、本実施例では、重力の作用方向に対してその上方からＰＥＴシート１１を垂れ下げるように取付ける為、この様子を「垂下」と表現した。
【００６１】
ここで、シート部材１１を垂下させるには、固定端１１ａが重力方向上方で、自由端Ｇが下方に配置されることが必要である。そして、それを現像ローラ６と像担持体９との間隙ｄに、現像ローラ６回転方向上流から垂下するため、現像ローラ６の像担持体９の、その間隙ｄにおける回転方向（ここでは両部材は互いに順方向で回転しているため同方向）を重力方向にする。
【００６２】
ここで、現像領域αとは、従来例で図１４を用いて説明したような、現像バイアスによって電気力線Ｈが生じる領域であり、つまり実際に現像に作用する領域である。本実施例における現像領域αは、上述の現像バイアスの条件下において、像担持体９の外径を外径３０ｍｍとした場合、現像領域αは像担持体９及び現像ローラ６の最近接部ｅから、現像ローラ６の回転方向の上下流側にそれぞれ１．５ｍｍ〜１．８ｍｍの範囲、即ち３．０〜３．６ｍｍ程度の幅を持つことが判った。
【００６３】
尚、現像ローラ６の回転方向Ｃ上流から垂下するＰＥＴシート１１等のシート状の部材は絶縁材質から形成される為、現像ローラ６と像担持体９との間隙ｄに形成された電界において、放電現象の発生を促すことは無い。
【００６４】
しかし、シート部材１１が像担持体９と現像ローラ６の間隙ｄにおける現像領域αを過多に遮ることにより、現像作用に介在する現像剤Ｔ量が減少した場合、白縦筋状に現像されない部位（筋）が生じたり、全体的に現像濃度が低下することがある。
【００６５】
ここで、本発明におけるもうひとつの特徴として、本実施例では、上述した現像器１における現像ローラ６に現像バイアスを印加するための現像用電源１２には、現像バイアスとして、現像ローラ６に印加される振動電圧（振動バイアス）の切替え手段１３が接続されており、これらの値は図２に示すＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量δに応じて、適宜調整を行うことが出来ることが挙げられる。
【００６６】
このことによって、現像作用に介在する現像剤Ｔ量が減少した場合でも、該現像剤Ｔが静電潜像に対して飛翔し易いように最適な振動電界を形成出来る為、筋や現像濃度低下を抑え、安定した現像画質が得られるようになる。即ち、シート部材１１の先端位置が幅広い範囲に位置していても、「掃き寄せ」が抑制された良好な現像画質が得られるようになる。
【００６７】
上記に説明したように、現像器１において、現像ローラ６によって現像領域αまで搬送された現像剤Ｔは、現像用電源１２から現像ローラ６に印加されるＡＣ電圧とＤＣ電圧を重畳した振動バイアスによって、像担持体９と現像ローラ６間を往復する間に、像担持体９表面に形成された静電潜像に付着して現像が行われる。
【００６８】
本実施例の非接触現像器１では、ピーク間電圧：２．０ｋＶｐｐ、周波数：２．５ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ：５０％の矩形ＡＣバイアスに対し、Ｖｄｃ＝−３００ＶのＤＣ電圧を重畳させたものを基準バイアスとして用いた。
【００６９】
上述のＡＣバイアスのＤｕｔｙについて詳細に説明すると、図４に示すような矩形ＡＣバイアスにおいて、ピーク間電圧の両端を成す現像促進側電圧、即ち現像剤Ｔを像担持体９表面に飛翔させる条件を備える電圧の最大値Ｖｍａｘ、及び、現像抑制側電圧即ち現像剤Ｔの像担持体９表面への飛翔を抑える条件を備える電圧の最大値Ｖｍｉｎ、そして、これらのＶｍａｘとＶｍｉｎとの間の一定バイアス値で、それを示す直線状の軌跡とＡＣバイアスとのバイアス波形を示す軌跡とで囲まれた部位の面積Ｘが、各々の電圧側で等しくなるように設定した面積中心電圧Ｖｄｃに対し、現像促進側電圧となる時間Ｔ２の、矩形ＡＣバイアス周期（Ｔ１＋Ｔ２）中に占める割合（単位は％）が、このＤｕｔｙである。
【００７０】
ここで、ＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量、即ち、図２中に示すδを設定したが、この設定について、間隙ｄ（現像領域αを含む）の中でＰＥＴシート１１の自由端Ｇの位置を振り、像担持体９上に形成された現像剤像での「掃き寄せ」や濃度低下の状況を調べた。そして、更に、この現像バイアスのＡＣバイアスとなる図４に示した基準バイアスとしての振動バイアスの設定を変えて、同様に、像担持体９上に形成された現像剤像での「掃き寄せ」や濃度低下の状況を調べた。
【００７１】
以下、前記に説明した図３の模式図を用い、評価に使用した装置について説明を行う。
【００７２】
像担持体９としては、上記と同様に、外径３０ｍｍのアルミニウム製芯金９ａ上に、電荷発生層９ｂを形成し、その上層に電荷輸送層９ｃを形成した有機感光ドラムを用意した。
【００７３】
又、画像形成装置と同様に、像担持体９の周囲に、像担持体９表面を一様な電位に帯電するローラ帯電装置１４と、像担持体９の回転に併せて一定の間隔で明滅する露光用光源１５を取付けた。そして、露光用光源１５を設置した位置に対し、像担持体９の回転方向下流側に非接触現像器１を配置した。
【００７４】
像担持体９を１ｒｐｍで回転駆動した上で、露光用光源１５は０．５秒毎に明滅を繰返す。尚、現像ローラ６は３．２ｒｐｍで回転駆動し、現像ローラ６表面が像担持体９表面に対して１５０％の速度差を持って移動するように調整を行った。ここで、前記したように、現像ローラ６と像担持体９とは、通常互いに順方向で回転している。
【００７５】
上述の装置全体を覆って充分に遮光を行った後、ローラ帯電装置１４に印加するバイアス値を調整することで像担持体９の表面を−５００Ｖに帯電し、露光用光源１５によって露光を行うと、像担持体９上の露光部の表面電位は−１００Ｖ迄低下した。
【００７６】
続いて、非接触現像器１の現像ローラ６に先に述べた現像バイアスを印加することで、露光部が現像される。この時点で、目視により像担持体９上の露光部後端部に「掃き寄せ」が発生しているか否かの判断を行う。
【００７７】
本評価において、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇの設定位置は、この図３に示されるような三次元測定装置において、上述した像担持体９と現像ローラ６の図２に示す最近接部ｅ、即ち現像領域αの中央部を基準に採り、現像ローラ６の回転方向の上下流側にそれぞれ０．３ｍｍ刻みに調整を行うようにした。そして、三次元測定装置による測定結果、特に詳細な条件振りが必要な箇所は０．１ｍｍ刻みに調整を行った。
【００７８】
まず、本実施例の非接触現像器１の優位性を確認する為、ＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量δに応じて、現像ローラ６に印加する振動バイアスの切替えを行わない場合について評価を行った。
【００７９】
上述の評価結果を、表１を用いて説明する。
【００８０】
【表１】
【００８１】
表１において、自由端位置欄に記載された数値に付けられた符号は、像担持体９と現像ローラ６の最近接部ｅを基準とし、現像ローラ６の回転方向上流側、前記に記載したように現像ローラ６と像担持体９の回転方向は間隙ｄにおいては重力方向であるので、重力の作用方向に対し上方側を負、現像ローラ６の回転方向の下流側、即ち、重力の作用方向に対し下方側を正で表し、数値は、＋又は−の方向の最近接部ｅから自由端Ｇの距離（ｍｍ）を表している。つまり、現像領域αを遮る量δが大きい場合は、自由端位置欄は正の数値になり、現像領域αを遮る量δが小さい場合は、自由端位置欄は負の数値となる。
【００８２】
表１に記した結果から判るように、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇが−１．８ｍｍから＋０．６ｍｍの位置に有る場合、「掃き寄せ」が改善されている。
【００８３】
これは、像担持体９と現像ローラ６とで構成される間隙ｄ内上流側（即ち、重力の作用方向に対し上流側）において、現像に作用する現像剤Ｔ量をＰＥＴシート１１により制限することで、像担持体９の静電潜像後端に集中して飛翔する現像剤Ｔ量が減少した為だと考えられる。
【００８４】
尚、自由端位置−２．１ｍｍの場合には「掃き寄せ」の抑止効果が得られず、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇが先に述べた現像領域αより外に位置していることが確認出来た。
【００８５】
以上の結果から、ＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る範囲を、現像ローラ６の回転方向現像領域αにおいて、上流端側からその中央部分までに設定することで、「掃き寄せ」を抑制出来ることが判った。
【００８６】
一方、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇを＋０．３ｍｍにすると白縦筋状に現像されない部位が、又、＋０．６ｍｍ以上とした場合、明らかな現像濃度の低下が観測された。
【００８７】
上記現象は、ＰＥＴシート１１が像担持体９と現像ローラ６の間隙ｄにおける現像領域αを過多に遮ることにより、現像作用に介在する現像剤Ｔ量が極端に減少する為に生じると考えられる。
【００８８】
そこで、次に、同様の装置を用い、現像ローラ６に印加する振動バイアスの切替えを行った場合の評価結果について、表２を用いて説明する。
【００８９】
尚、表２中に示す振動バイアスのＤｕｔｙ値は、ＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量δに応じて、「掃き寄せ」が最大限に抑制され、充分な現像濃度が得られるように選択を行ったものである。
【００９０】
【表２】
【００９１】
表２に記した結果から判るように、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇが−１．８ｍｍから＋０．６ｍｍの位置に在る場合、「掃き寄せ」が問題の無いレベルまで改善され、自由端Ｇが更に現像領域αに侵入した際にも改善効果が見られた。
【００９２】
一方、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇを＋０．６ｍｍにすると白縦筋状に現像されない部位が観測でき、＋０．９ｍｍ以上とした場合、明らかな現像濃度の低下が観測出来た。
【００９３】
このように、ＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量δに応じて、現像ローラ６に印加する振動バイアスの切替えを行うことで、表１に示した切替えを行わない場合に比較し、より幅広い領域で良好な現像画質を得ることが出来た。
【００９４】
尚、本実施例の非接触現像器１では、台座に取付けるシート状の部材としてＰＥＴシート１１を用いたが、例えばウレタン等のように絶縁性を有し、且つ被現像部材に接触した際に傷等を生じさせないもの（例えば、ポリプロピレン、アクリル系樹脂等をシート状に成型したもの）であれば、同様の効果が得られる。
【００９５】
尚、現像ローラ６の軸方向における前記ＰＥＴシート１１の幅は、現像ローラ６が現像剤Ｔを担持する領域（現像幅）全てを覆い、且つ両端部に設けられる規制コロ８よりも内側までとすることで、現像幅全域で「掃き寄せ」を抑えることが出来る。
【００９６】
又、本実施例の非接触現像器１と同様に、像担持体９と現像ローラ６の間隙にＰＥＴシート１１を上方から垂下して配置すれば、複数の非接触現像器１を格納し、各々の現像装置で現像を行った現像剤像を積層してフルカラー画像の形成を行う、タンデム方式・ロータリー方式の多色画像形成装置においても、「掃き寄せ」を抑制することが可能である。
【００９７】
そして、本実施例の非接触現像器１のように、振動バイアスのＤｕｔｙを調節して現像性のコントロールを行った。その他、振動バイアスを構成するＡＣ成分におけるピーク間電圧及び周波数、また前述ＡＣ成分に重畳されるＤＣ電圧値を、ＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量δに応じて設定することで、同様の効果を得ることが出来る。
【００９８】
以上のことから、現像装置において、像担持体と現像剤担持体とで構成される間隙における現像領域内にかかるように絶縁材質のシート部材を設置すると共に、シート部材の先端位置に応じて、振動電界を形成する現像剤担持体に印加する振動バイアスを変化させる手段を設けることで、現像剤担持体と像担持体とで形成される現像領域において、両部材の回転方向上流側端部にて往復する現像剤の飛翔運動が阻止され、現像剤担持体上の回転方向上流側の一定位置に現像剤の大きな溜りが形成されず、現像剤担持体及び像担持体の回転方向下流側端部において、現像剤が像担持体表面の静電潜像後端に、現像剤が多量に付着することが回避され、「掃き寄せ」画像の発生が抑止される。
【００９９】
更に、シート部材が像担持体と現像剤担持体の間隙における現像領域を過多に遮ることによる現像作用に介在する現像剤量の減少が起こった時も、現像剤が静電潜像に対して飛翔し易いように最適な振動電界を形成出来る為、白縦筋状に現像されない部位が生じたり、全体的に現像濃度が低下するのを抑え、安定した現像画質が得られるようになる。そして、シート部材の先端位置が幅広い範囲に位置していても、「掃き寄せ」が抑制された良好な現像画質が得られるようになる。
【０１００】
又、シート部材を像担持体に接触させて配置すれば、現像剤担持体と像担持体との微小な間隙において、絶縁材質から構成されるシート部材の先端位置を、容易に設定することが可能となる。よって、シート部材の先端位置の精度を出し易くなる。加えて、シート部材を、像担持体に対して所定の押圧力をもって積極的に押付けることで、現像剤担持体側へのシート部材の倒れを抑え、現像剤担持体表面への接触が防止される。この方法により、シート部材が現像剤担持体表面に接触することにより、現像剤担持体上の現像剤コート層が乱され、濃度むら等の画像欠陥が生じるのを防止することが出来る。
【０１０１】
シート部材の取付方法に関しては、特に限定するものではないが、規制部材若しくは規制部材を保持する現像装置枠体に取付けられた支持部材に対し、絶縁材質から構成されるシート部材を貼付けることができ、簡単な構成により現像剤担持体と像担持体との間隙内に設置出来、現像装置機構の簡略化を図ることが出来る。又、現像装置の交換に併せて絶縁材質から構成されるシート部材の交換も行える為、シート部材が破損したり、現像剤の汚染等でその効力が低下した場合に、容易にメンテナンスを行うことが出来る。
【０１０２】
実施例２
本実施例においては、現像装置１ａにおいて、実施例１においては図４に示すような波形のＡＣ成分を有する現像バイアスとしての振動バイアスにてＡＣ成分のＤｕｔｙを変化させたのに対し、このＡＣ成分として、図５に示すような、電位が交互に変化する部分と、電位が変化せずに一定になる部分とが交互に生じる、所謂ブランクパルスバイアスと称される振動バイアスを印加し、ＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量δに応じて、このブランクパルスバイアスに対して、電位が交互に変化する部分と、電位が変化せずに一定になる部分と、の比率を調節したことを特徴とする。
【０１０３】
掃き寄せ画像は上記したように、像担持体９と現像ローラ６間にてトナーの往復運動によって生じるものである。よって、トナーの往復運動の回数が多いほど掃き寄せが悪化し易い。像担持体９の回転速度が下がるにつれて掃き寄せ画像が悪化するのはこのためである。一般的に現像剤であるトナーは現像バイアスの極性の切り替わり時に力を得て像担持体へ向かう方向または現像ローラへ向かう方向へ飛翔する。ブランクパルスはその極性の切り換えの回数を減らしている為、トナーの往復運動を抑制する。それにより、掃き寄せ画像を低減することが可能となる。
【０１０４】
更に、トナーの往復運動を抑制する量はブランクパルスの振幅率によって制御できる。振幅率とは、ブランクパルスの振幅部の時間をＰ、ブランク部の時間をＢとしたとき、Ｐ／（Ｐ＋Ｂ）×１００％である。振幅率を上げると、トナーの往復運動量は増加され、掃き寄せ及び画像濃度が増加する。又、振幅率を下げるとトナーの往復運動は抑制され、掃き寄せ及び画像濃度が減少する。
【０１０５】
言い換えると、現像剤Ｔは一般に、現像ローラ６に印加される振動電圧の極性切替えタイミングに作用力を受け、像担持体９に向かう方向又は現像ローラ６へと向かう方向へと飛翔する。ブランクパルスバイアスを用い、振動電圧に振動電界を形成していない部分を設けることで、極性の切り換えの回数を減らし、像担持体９及び現像ローラ６間での現像剤Ｔの往復運動を抑制する。よって、シート部材１１と併せ、効果的に「掃き寄せ」を低減することが可能となる。
【０１０６】
更に、シート部材１１が現像領域αを過多に遮った場合でも、現像前述振動電圧において振動電界を形成しない部分を減少させることで、像担持体９及び現像ローラ６間での現像剤Ｔの往復運動を促進して、最適な現像濃度を得ることが出来る。
【０１０７】
尚、本実施例にて使用する現像装置１ａは、上述した振動バイアスの条件が異なる以外は、実施例１で説明した現像装置１と同様の構成を採る為、その詳細な説明は省略する。
【０１０８】
以下に、図５を用いて、本実施例において、現像ローラ６に印加される現像バイアスのＡＣ成分としてのブランクパルスバイアスについて説明する。
【０１０９】
本実施例において現像ローラ６に印加される振動バイアスは、電位が１０波分交互に変化するパルス波形部Ｐと、パルス波形部Ｐと同様の期間（１０波分）電位が変化せず、一定の電位となるブランク部Ｂより形成されている。以下、このような振動バイアスを、「１０／１０ＢＰ（パルス部分１０波／ブランク部分１０波のブランクパルス）」と示す。
【０１１０】
又、電位が交互に変化するパルス部の周波数を、３．０ｋＨｚ、ピーク間電圧（振幅）を２．０ｋＶ、Ｄｕｔｙを５０％とし、パルス波形部Ｐのピーク間中央値を−３００Ｖに設定した。即ち、ここではＤｕｔｙが５０％なので、図４に示した面積中心電圧Ｖｄｃと一致させた。
【０１１１】
そして、本実施例では、現像性をコントロールする為に、これらの条件は、ＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量δが増えた場合には、パルス波形部Ｐの比率を大きくして現像性Ｕｐを計り、ＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量δが減った場合には、ブランク部Ｂの比率を大きくして現像性Ｄｏｗｎを図るように、切替えを行う。
【０１１２】
ここで、本実施例においても、非接触現像器１ａの現像ローラ６に、このブランクパルスバイアスを重畳した現像バイアスを印加することで、像担持体９における露光部が現像される。この時点で、目視により像担持体９上の露光部後端部に「掃き寄せ」が発生しているか否かの判断を行った。評価方法においては、実施例１と同様に図３に示す装置に本実施例の現像装置１ａを設置して実施した。
【０１１３】
まず、本実施例の非接触現像器１ａの優位性を確認する為、まずＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量δに応じて、現像ローラ６に印加するプランクパルスバイアスの切替えを行わない場合について評価を行った。
【０１１４】
上述の評価結果を、表３を用いて説明する。表３においても、表１、２と同様の表現方法で、自由端位置欄に記載された数値に付けられた符号は、図２における像担持体９と現像ローラ６の最近接部ｅを基準とし、現像ローラ６の回転方向上流側を負、現像ローラ６の回転方向の下流側を正で表し、数値は、＋又は−の方向の最近接部ｅから自由端Ｇの距離（ｍｍ）を表している。つまり、現像領域αを遮る量δが大きい場合は、自由端位置欄は正の数値になり、現像領域αを遮る量δが小さい場合は、自由端位置欄は負の数値となる。
【０１１５】
【表３】
【０１１６】
表３に記した結果から判るように、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇが−１．６ｍｍから＋０．６ｍｍの位置に有る場合、「掃き寄せ」が問題の無いレベルまで改善され、自由端Ｇが更に現像領域αに浅く侵入する領域でも改善効果が見られた。
【０１１７】
一方、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇを−０．３ｍｍにすると白縦筋状に現像されない部位が、＋０．３ｍｍ以上とした場合、明らかな現像濃度不足となった。
【０１１８】
即ち、プランクパルスバイアスを用いた本実施例の現像装置１ａでは、本発明に係わる実施例１で用いた通常のＡＣ矩形波バイアスに対し、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇが現像領域αにより浅く侵入する領域でも「掃き寄せ」が抑制されるが、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇが現像領域αに深く侵入した際、現像濃度が得られ難いという特性を持つことが分かった。
【０１１９】
次に、プランクパルスバイアスの切り替えを実施した時の評価を同様に表４に示す。
【０１２０】
【表４】
【０１２１】
表４に記した結果から判るように、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇが−１．６ｍｍから＋０．６ｍｍの位置に有る場合、「掃き寄せ」が問題の無いレベルまで改善され、自由端Ｇが更に現像領域αに浅く侵入する領域でも改善効果が見られた。
【０１２２】
一方、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇを＋０．６ｍｍにすると濃度薄の傾向が現われ、また＋０．９ｍｍ以上とした場合、明らかな現像濃度不足となった。しかし、ブランクパルスバイアスの切り替えを実施しない場合には−０．３ｍｍ以上にて現像濃度不足となるのに比べると、明らかにＰＥＴシート１１の取付範囲が広くなっていることが明らかである。
【０１２３】
即ち、表３で説明した際に述べた、ブランクパルスバイアス化の弊害である現像濃度の低下が解消されたことになる。このように、ＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量δに応じて、現像ローラ６に印加するブランクパルスバイアスの条件切替えを行うことで、表３に示した条件切替えを行わない場合に比較して、より幅広い領域で良好な現像画質を得ることが出来た。
【０１２４】
尚、本実施例においては、１０／１０ＢＰ、１２／８ＢＰ、８／４ＢＰ等のブランクパルスを用いたが、現像ローラ６と像担持体９間の距離、像担持体９や現像ローラ６の外径等、諸条件により最適なプランクパルスバイアス条件が変化する。従って、任意に設定したプランクパルスバイアス条件を、ＰＥＴシート１１が現像領域αを遮る量δと相関させながら切替えた場合でも、本発明と同様の効果を得ることが出来る。
【０１２５】
実施例３
実施例１及び実施例２において説明してきたような本発明の現像装置としての非接触現像器１、１ａは、像担持体９の周囲に、像担持体９及び現像ローラ６の回転方向が間隙ｄにおける回転方向が重力方向となる範囲であらゆる姿勢で適用できるので、多様な構成の画像形成装置において、好適に適用可能である。
【０１２６】
本実施例では、本発明を適用した画像形成装置の一例について説明する。
【０１２７】
図６に示すように、本実施例の画像形成装置は従来例に説明した図１３に示す画像形成装置と基本構成を同様とし、現像装置として、実施例２に説明した非接触現像器１ａを採用したものである。
【０１２８】
本実施例の図６に示す画像形成装置おいても、像担持体である感光ドラム１０１上に形成された静電潜像を、感光ドラム１０１と所定の間隔をもって配置された現像剤担持体６に対して振動電圧を印加し、現像剤担持体６及び感光ドラム１０１の間で作用する振動電界を形成することによって現像を行う。
【０１２９】
又、現像剤担持体６と感光ドラム１０１とで構成される間隙ｄにおける現像領域α内にかかるよう、絶縁材質であるシート部材１１を、現像剤担持体６の回転方向上流より垂れ下げるように配置し、現像装置１ａを交換する際には、シート部材１１の先端位置に応じて、印加する振動電圧の条件を最適な値に制御することを特徴とする。
【０１３０】
本実施例の画像形成装置は、像担持体９として直径３０ｍｍに形成された感光ドラム１０１を有し、感光ドラム１０１は、帯電工程にて接触帯電部材としての帯電ローラ１０２に一様に帯電される。潜像形成工程にて、一様に帯電された感光ドラム１０１表面には、潜像形成手段の露光手段であるレーザスキャナ（露光用光源）１０３によって露光されて静電潜像が形成され、現像工程にて、現像剤Ｔを内包する現像装置としての非接触現像器１によって、感光ドラム１０１上に形成された静電潜像は現像される。
【０１３１】
感光ドラム１０１は、アルミニウム等から構成される芯金１０１ａ上に、電荷発生層１０１ｂを形成し、その上層に電荷輸送層１０１ｃを形成した所謂有機感光体である。
【０１３２】
感光ドラム１０１は図６中矢印Ｄ方向に回転しながら、帯電ローラ１０２によりその周面を−５００Ｖの電位に接触帯電処理される。
【０１３３】
帯電ローラ１０２の芯金１０２ａには、画像形成装置本体に備えられた帯電用電源１８から芯金１０２ａに接触させた摺動電極（不図示）を介し、ＡＣ電圧とＤＣ電圧を重畳した振動電圧が印加される。
【０１３４】
次いで、感光ドラム１０１の帯電処理面に対して、レーザスキャナ１０３により走査露光がなされ、目的の画像情報の静電潜像が形成される。
【０１３５】
非接触現像器１では、感光ドラム１０１上に形成された静電潜像を、感光ドラム１０１と所定の間隔をもって配置され、一方向に回転する現像剤担持体（現像ローラ）６に対し、現像ローラ６及び感光ドラム１０１の間で作用する現像バイアスを印加することによって現像を行う。
【０１３６】
一方、感光ドラム１０１に担持された静電潜像が、現像剤Ｔを担持した現像ローラ６と対向する部位に到達すると、現像用電源１２から現像ローラ６に対しＡＣ電圧とＤＣ電圧を重畳した振動電圧の印加を行ない、感光ドラム１０１と現像ローラ６間に振動電界を形成することにより、感光ドラム１０１表面に形成された静電潜像に対し現像剤Ｔが飛翔・転移して、現像が行われる。
【０１３７】
感光ドラム１０１上に形成された現像剤像は、感光ドラム１０１の回転により画像形成装置本体に設けられた転写部１０５にて記録材Ｐに転写され（転写工程）、記録材Ｐは定着部１０６に搬送されて現像剤像が定着され（定着工程）、記録材Ｐ上に定着画像が完成する。
【０１３８】
一方、転写時に感光ドラム１０１上に残留した現像剤Ｔは、再び帯電ローラ１０２を通過する前にクリーニングブレード１０７ａによって掻き落とされ、廃現像剤容器１０７内に蓄積される（クリーニング工程）。
【０１３９】
上記の画像形成装置に実施例１又は２の現像装置１、１ａを設置することが可能であり、形成される画像において、掃き寄せや濃度低下を抑えることができるが、本実施例では、実施例２にて説明した構成の現像装置１ａを設けた例を説明する。
【０１４０】
現像器１ａの構成については図１を用いて説明したものと同様であり、即ち、実施例１に記載した像担持体９として、上記の構成の画像形成装置には、像担持体である感光ドラム１０１が設けられ、非接触現像器は、実施例１に説明したように、感光ドラム１０１上に形成された静電潜像を、感光ドラム１０１と規制コロ８によって３００μｍの間隔をもって配置され、一方向に回転する現像ローラ１０１との間で作用する振動電圧を印加することによって現像を行う。
【０１４１】
そして、実施例１又は２と同様に、感光ドラム１０１と現像ローラ６とで構成される間隙ｄにおける現像領域α内にかかるように、現像ブレード７に固定した台座１０に厚さ６０μｍ程のＰＥＴシート１１を貼付け、現像ローラ６の回転方向上流から垂下して配置してある。この際、ＰＥＴシート１１が現像ローラ６に接触しないように、調整を行った。
【０１４２】
そして、本実施例において現像ローラ６に印加される振動バイアスは、実施例２の現像装置１ａと同様、図５に示す通り、電位が１０波分交互に変化するパルス波形部Ｐと、パルス波形部Ｐと同様の期間（１０波分）電位が変化せず、一定の電位となるブランク部Ｂより形成されているブランクパルスバイアスである。
【０１４３】
ここでも、電位が交互に変化するパルス部の周波数を３．０ｋＨｚ、ピーク間電圧（振幅）を２．０ｋＶ、Ｄｕｔｙを５０％とし、パルス波形部Ｐのピーク間中央値を−３００Ｖに設定した。
【０１４４】
そして、現像性をコントロールする為にこのブランクバルスバイアスの切り換えは、実施例２と同様に以下の２つの条件に従って行われた
（１）ＰＥＴシート１１が現像領域ｍを遮る量δが増えた場合には、パルス波形部Ｐの比率を大きくして、現像性Ｕｐさせた。
【０１４５】
（２）ＰＥＴシート１１が現像領域ｍを遮る量δが減った場合には、ブランク部Ｂの比率を大きくして現像性Ｄｏｗｎさせた。
【０１４６】
ここで、本実施例では、これらの振動バイアスの切り替えは、図７にブロック図にて示す図６の画像形成装置の制御手段に制御されて行われる。
【０１４７】
この振動バイアスの切替えを行う為の手段について、図７のブロック図及び図８のフローチャートを用いて説明を行う。
【０１４８】
ステップＳ１：まず、画像形成装置のオペレータによる、図６、図７に示す画像形成装置外装に取付けられた操作パネル２４からの入力により、予め明確であるＰＥＴシート１１が現像領域ｍを遮る量δ即ちシート１１の先端位置について入力が行われる。この時、シート１１先端位置情報は、現像器１ａの出荷検査時に測定を行うことによって得られたものであり、設置される現像器１ａそれぞれによって異なる。又、前述の測定結果は、交換を行う現像器１ａ毎に添付若しくは貼付けられる。
【０１４９】
ステップＳ２：一方、記憶媒体Ａ２５内には各々のシート先端位置に対応したブランクパルス条件（制御テーブル）が記憶されている。制御部２６は入力された値と、情報読み出し・書込み手段２７を介して接続された記憶媒体Ａ２５内の情報の比較を行う。
【０１５０】
ステップＳ３：制御部２６が、ステップＳ２における比較作業に基づいて、現像器１におけるシート位置に対応するブランクパルス条件を決定する。
【０１５１】
ステップＳ４：適当なブランクパルス条件を決定した制御部２６は、現像用電源１２に接続された振動電圧切替え手段１３に対し切替えの実行命令を発する。
【０１５２】
ステップＳ５：振動電圧切り替え手段１３にて、ブランクパルス条件の切替えが行われる。
【０１５３】
この図８のフローチャートに示す制御動作のステップＳ２における制御テーブルは、本発明の実施例２で説明に用いた表４に示す通り、シート先端位置と好適なブランクパルス条件がそれぞれ相関付けられたものである。
【０１５４】
又、記憶媒体Ａ２５に記憶されたブランクパルス条件に関する情報は、操作パネル２４より書き換え、追加を可能とすることもできる。そして、使用状況に合わせ、オペレータが制御テーブルの補正を行うことで、更に緻密な画質調整を行うことが出来る。
【０１５５】
又、複数の制御テーブルを記憶媒体Ａ２５に記憶させて、環境条件等により制御テーブルを変更してブランクパルス条件の切替えを行うことで、同様に緻密な画質調整を行うことも可能である。
【０１５６】
上記手段を用いることで、装置が使用される環境条件等に応じ、記憶媒体内に記憶されたシート部材の先端位置に係わる情報が任意に変更出来、この情報に基づき現像ローラに印加するバイアスを変化させることによって、幅広い条件下で最適な出力画質を得ることが出来る。
【０１５７】
しかし、プランクパルスバイアスの制御方法は、上記のものに限定されるものではない。
【０１５８】
ここで、本実施例の画像形成装置の優位性を確認するため、現像領域α内でＰＥＴシート１１の自由端Ｇの位置を振り、出力画像上の「掃き寄せ」や濃度の状況を調べた。
【０１５９】
評価方法としては、実施例２と同様にブランクパルスバイアスを変化させ、レーザースキャナ１０３により露光を行った後の感光ドラム１０１上のベタ部潜像電位を−１００Ｖに調整して、出力画像上に２５ｍｍ×２５ｍｍ角のベタ部を設け、このベタ部後端に「掃き寄せ」が発生するか否かに着目して評価を行った。
【０１６０】
その結果、表４に示す本発明の実施例２で行った評価と同様の結果が得られた。
【０１６１】
又、ＰＥＴシート１１の自由端Ｇの位置を、それぞれ−１．７ｍｍ、＋０．６ｍｍとし、上述の条件で連続して２０００枚の画像形成を行った所、何れの場合においても評価末期まで「掃き寄せ」が抑制され、濃度も充分な出力画像が得られた。
【０１６２】
本実施例の画像形成装置でも、台座に取付けるシート状の部材としてＰＥＴシートを用いたが、例えばウレタン等の様に絶縁性を有し、且つ感光ドラムに接触した際に傷等を生じさせないものであれば、同様の効果が得られる。
【０１６３】
又、ここでは、実施例２の現像器１ａを設け、現像器１ａの規制部材７に台座１０が設けられているが、例えば、感光ドラムの枠体を設けてそこに台座１０を設けてＰＥＴシート１１を配置してもよく、画像形成装置内のどこかに設けられていればよい。
【０１６４】
そして、ＰＥＴシートの幅は、現像ローラが現像剤Ｔを担持する領域（現像幅）全てを覆い、且つ両端部に設けられる規制コロよりも内側までとすることで、現像幅全域で「掃き寄せ」や現像剤飛散を抑えることが出来る。
【０１６５】
又、本実施例の画像形成装置と同様に、感光ドラムと現像ローラの間隙にＰＥＴシートを垂れ下げるように配置すれば、複数の現像器を格納し、各々の現像器で現像を行った現像剤像を積層してフルカラー画像の形成を行う、タンデム方式・ロータリー方式等の多色画像形成装置においても、「掃き寄せ」を抑制することが可能である。
【０１６６】
尚、本実施例の画像形成装置に実施例１の現像器１を設け、現像バイアスにおける振動バイアスのＤｕｔｙを表１と同様に変化させても、実施例１と同様の結果が得られる。
【０１６７】
つまり、実施例１及び２において説明した現像装置における効果が、画像形成装置においても得ることができた。
【０１６８】
尚、図６に示される構成以外においても、画像形成装置の構成については様々のものに適用できる。
【０１６９】
実施例４
図９に本実施例におけるカートリッジ１１０、図９にこのカートリッジ１１０を装着して画像形成を行う画像形成装置の模式図を示す。
【０１７０】
本実施例のカートリッジ１１０は、本発明に係わる実施例３に用いた図６の画像形成装置と同様の画像形成を実施する図１０に示される構成の画像形成装置において、画像形成プロセスの構成要素のうち、像担持体である感光ドラム１０１と、感光ドラム１０１表面を帯電する帯電手段である帯電ローラ１０２と、感光ドラム１０１上に形成された静電潜像を非接触現像する現像器１ａ、そしてクリーニングブレード１０７ａ及び廃現像剤容器部１０７とを一体化し、画像形成装置本体と着脱可能なプロセスカートリッジ１１０として構成したものである。尚、本実施例の画像形成装置の他の構成は、実施例３にて説明したものと同様であるので、説明を省略する。尚、プロセスカートリッジとは、感光ドラム等の像担持体とそれに作用する画像形成手段とを一体化させ、画像形成装置から着脱自在とされるカートリッジである。
【０１７１】
そして、現像装置としては、実施例２のように、現像バイアスとしてブランクパルスバイアスが重畳されており、そのプランクパルスバイアスが切り換えられる現像器１ａを設けたものである。ここで、実施例１のように、現像バイアスのＡＣ成分におけるＤｕｔｙが切り換えられる現像器１を設けることもできる。
【０１７２】
更に、感光ドラム１０１と現像ローラ６の間隙ｄにおいて現像領域αを遮るＰＥＴシート１１も、台座１０を介してプロセスカートリッジ１１０に取付けられている。
【０１７３】
ここで、プロセスカートリッジ１１０には、記憶媒体Ｂ３４が搭載され、ＰＥＴシート１１の先端位置に係わる情報が書き込まれている。
【０１７４】
ここでも、図１１にてブロック図にて示される画像形成装置の制御手段によって、ブランクパルスバイアスが実施例２に説明したものと同様に切り換えられる。本実施例における振動バイアスの切替え手段について、図１１のブロック図及び図１２のフローチャートを用いて説明を行う。
【０１７５】
ステップＳ１１：プロセスカートリッジ１１０が画像形成装置本体に装着される。
【０１７６】
ステップＳ１２：すると、制御部３５は情報読み出し・書込み手段Ｂ３６を介し、プロセスカートリッジ１１０に搭載された記憶媒体Ｂ３４から、ＰＥＴシート１１の先端位置に係わる情報を読み出す。プロセスカートリッジ１１０に搭載された記憶媒体Ｂ３４内に記憶されたシート先端位置情報は、出荷検査時に測定を行うことによって得られたものであり、プロセスカートリッジ１１０毎に異なる。
【０１７７】
ステップＳ１３：一方、画像形成装置側の記憶媒体Ａ３７内には各々のシート先端位置に対応したブランクパルス条件（制御テーブル）が記憶されている。制御部３５はステップＳ１２にて得られた記憶媒体Ｂ３４からの情報と、情報読み出し・書込み手段Ａ３８を介して接続された記憶媒体Ａ３７内の情報の比較を行う。
【０１７８】
ステップＳ１４：ステップＳ１３における制御部３５による比較作業において、対応する振動バイアス条件を決定させる。
【０１７９】
ステップＳ１５：制御部３５は、現像用電源１２に接続された振動電圧切替え手段１３に対し切替えの実行命令を発する。
【０１８０】
ステップＳ１６：現像ローラ６に印加される振動バイアス条件の切替えが行われる。
【０１８１】
本実施例の画像形成装置においても、本発明に係わる実施例３である画像形成装置と同様に、出力画像上の「掃き寄せ」や濃度低下を抑止出来た。
【０１８２】
又、本実施例では、プロセスカートリッジの交換毎に、操作パネル等からオペレーターがシート先端位置を設定する必要が無く、各プロセスカートリッジの状態に合わせ、確実に最適な振動バイアス条件に切替えられる為、複数のプロセスカートリッジ間で画像品質のバラつきを抑えることが可能となる。
【０１８３】
更に、プロセスカートリッジを交換するという簡単な操作のみで、感光ドラムや帯電ローラ等の消耗部材の交換や現像剤の補給が容易に行えるため、諸々のメンテナンス作業に係わる使用者の労力を軽減出来、長期に亘り安定した出力画像を得られるようなった。
【０１８４】
尚、製造時におけるシート状の部材の取付け精度を緩和することも可能となり、上述の利点を比較的安価に提供することが出来る。
【０１８５】
又、必ずしも本実施例のようなプロセスカートリッジとしてではなく、現像装置のみカートリッジ化して、現像装置に記憶媒体Ｂ３４を設けても良い。
【０１８６】
又、ここでは、実施例２の現像器１ａを設け、現像器１ａの規制部材７に台座１０が設けられているが、例えば、感光ドラムの枠体を設けて、そこに台座１０を設けてＰＥＴシート１１を配置してもよく、画像形成装置やカートリッジ１１０内のどこかに設けられていればよい。
【０１８７】
上記手段を用いることで、カートリッジの記憶媒体内に記憶されたシート状の部材の先端位置に係わる情報に基づき、カートリッジ毎に前記振動電圧を最適な値にコントロールすることが可能となる。従って、「掃き寄せ」を効果的に抑制し、長期間に亘って高品位な出力画像が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０１８８】
【図１】本発明に係る現像装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る現像装置のシート部材取り付け部の一例を示す拡大図である。
【図３】本発明に係る現像装置を動作させる装置の一例を示す概略構成図である。
【図４】本発明に係る振動電圧波形の一例を示す図である。
【図５】本発明に係る振動電圧波形の他の例を示す図である。
【図６】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図７】本発明に係る画像形成装置の制御手段の一例を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る振動電圧切り換え制御動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明に係るカートリッジの一例を示す概略構成図である。
【図１０】本発明に係る画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【図１１】本発明に係る画像形成装置の制御手段の他の例を示すブロック図である。
【図１２】本発明に係る振動電圧切り換え制御動作の他の例を示すフローチャートである。
【図１３】従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図１４】像担持体と現像剤担持体との間の電気力線の様子を示す説明図である。
【図１５】像担持体と現像剤担持体との間の掃き寄せの様子を示す説明図である。
【図１６】像担持体と現像剤担持体との間の掃き寄せの様子を示す説明図である。
【図１７】像担持体と現像剤担持体との間の掃き寄せの様子を示す説明図である。
【図１８】像担持体と現像剤担持体との間の掃き寄せの様子を示す説明図である。
【図１９】像担持体と現像剤担持体との間の掃き寄せの様子を示す説明図である。
【図２０】像担持体と現像剤担持体との間の掃き寄せの様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１８９】
１、１ａ 非接触現像器（現像装置）
６ 現像ローラ（現像剤担持体）
７ 現像ブレード（規制部材）
８ 規制コロ（間隔保持部材）
９、１０１ 像担持体（感光ドラム）
１０ 台座（支持部材）
１１ ＰＥＴシート（シート部材）
１２ 現像用電源
１３ 振動電圧切り替え手段
１１０ プロセスカートリッジ（カートリッジ）
ｄ 間隙
α 現像領域
Ｔ 現像剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された静電潜像に対して、前記像担持体と所定の間隔をもって配置され且つ現像剤を担持して回転する現像剤担持体に、前記像担持体との間に作用する振動電圧を印加し、現像剤を現像部へと搬送することによって現像動作を行う現像装置において、
更に、シート部材を、先端が前記像担持体と前記現像剤担持体との間隙において現像に作用する現像領域内に侵入するように、前記現像剤担持体の回転方向上流から垂下して配置し、
該シート部材の前記現像領域内における先端位置に応じて、前記振動電圧を変化させる手段を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記振動電圧は、振動電界を形成する部分と、振動電界を形成していない部分とが交互に繰返される電界であることを特徴とする請求項１の現像装置。
【請求項３】
表面に静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体上に形成された前記静電潜像に対して、前記像担持体と所定の間隔をもって配置され且つ現像剤を担持して回転する現像剤担持体に、前記像担持体との間に作用する振動電圧を印加し、現像剤を現像部へと搬送することによって現像動作を行う現像装置と、を有する画像形成装置において、
更に、シート部材を、先端が前記像担持体と前記現像剤担持体との間隙において現像に作用する現像領域内に侵入するように、前記現像剤担持体の回転方向上流から垂下して配置し、
該シート部材の前記現像領域内の先端位置に応じて、前記振動電圧を変化させる手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記振動電圧は、振動電界を形成する部分と、振動電界を形成していない部分とが交互に繰返される電界であることを特徴とする請求項３の画像形成装置。
【請求項５】
前記シート部材の先端位置に係わる情報を記憶する記憶媒体と、該記憶媒体に対し情報の読み出し及び書込みを行う為の読み出し・書込み手段と、前記記憶媒体に記憶された情報に基づき、前記現像剤担持体に印加する前記振動電圧を変化させる手段を具備することを特徴とする請求項３又は４の画像形成装置。
【請求項６】
少なくとも前記現像装置と、前記像担持体と、前記シート部材と、を含む複数のプロセス手段を一体化し、画像形成装置本体と着脱可能なプロセスカートリッジとすることを特徴とする請求項３、４又は５の画像形成装置。
【請求項７】
像担持体に形成された静電潜像を、前記像担持体と所定の間隔をもって配置される現像剤担持体上に現像剤を担持させ、前記像担持体と前記現像剤担持体との間に振動電圧が印加されることにより現像を行う現像装置と、前記像担持体と前記現像剤担持体との間隙において現像に作用する現像領域内にかかるように設置されたシート部材と、を一体化し、画像形成装置本体と着脱可能としたカートリッジであり、前記シート部材の先端位置に係わる情報を記憶する記憶媒体を搭載することを特徴とするカートリッジ。
【請求項８】
前記カートリッジは、前記像担持体を有することを特徴とする請求項７のカートリッジ。
【請求項１】
像担持体上に形成された静電潜像に対して、前記像担持体と所定の間隔をもって配置され且つ現像剤を担持して回転する現像剤担持体に、前記像担持体との間に作用する振動電圧を印加し、現像剤を現像部へと搬送することによって現像動作を行う現像装置において、
更に、シート部材を、先端が前記像担持体と前記現像剤担持体との間隙において現像に作用する現像領域内に侵入するように、前記現像剤担持体の回転方向上流から垂下して配置し、
該シート部材の前記現像領域内における先端位置に応じて、前記振動電圧を変化させる手段を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記振動電圧は、振動電界を形成する部分と、振動電界を形成していない部分とが交互に繰返される電界であることを特徴とする請求項１の現像装置。
【請求項３】
表面に静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体上に形成された前記静電潜像に対して、前記像担持体と所定の間隔をもって配置され且つ現像剤を担持して回転する現像剤担持体に、前記像担持体との間に作用する振動電圧を印加し、現像剤を現像部へと搬送することによって現像動作を行う現像装置と、を有する画像形成装置において、
更に、シート部材を、先端が前記像担持体と前記現像剤担持体との間隙において現像に作用する現像領域内に侵入するように、前記現像剤担持体の回転方向上流から垂下して配置し、
該シート部材の前記現像領域内の先端位置に応じて、前記振動電圧を変化させる手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記振動電圧は、振動電界を形成する部分と、振動電界を形成していない部分とが交互に繰返される電界であることを特徴とする請求項３の画像形成装置。
【請求項５】
前記シート部材の先端位置に係わる情報を記憶する記憶媒体と、該記憶媒体に対し情報の読み出し及び書込みを行う為の読み出し・書込み手段と、前記記憶媒体に記憶された情報に基づき、前記現像剤担持体に印加する前記振動電圧を変化させる手段を具備することを特徴とする請求項３又は４の画像形成装置。
【請求項６】
少なくとも前記現像装置と、前記像担持体と、前記シート部材と、を含む複数のプロセス手段を一体化し、画像形成装置本体と着脱可能なプロセスカートリッジとすることを特徴とする請求項３、４又は５の画像形成装置。
【請求項７】
像担持体に形成された静電潜像を、前記像担持体と所定の間隔をもって配置される現像剤担持体上に現像剤を担持させ、前記像担持体と前記現像剤担持体との間に振動電圧が印加されることにより現像を行う現像装置と、前記像担持体と前記現像剤担持体との間隙において現像に作用する現像領域内にかかるように設置されたシート部材と、を一体化し、画像形成装置本体と着脱可能としたカートリッジであり、前記シート部材の先端位置に係わる情報を記憶する記憶媒体を搭載することを特徴とするカートリッジ。
【請求項８】
前記カートリッジは、前記像担持体を有することを特徴とする請求項７のカートリッジ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００６−３４６４（Ｐ２００６−３４６４Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１７７５４６（Ｐ２００４−１７７５４６）
【出願日】平成１６年６月１５日（２００４．６．１５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月１５日（２００４．６．１５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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