JP3927115B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、像担持体に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像装置に関し、特に、進行波電界を用いて現像剤を搬送する機構を利用する現像装置、及び、これを備える画像形成装置に関する。
【０００２】
また、本発明は、所定電荷を付与して帯電された感光体上に光情報を書き込んで静電潜像を形成するものだけでなく、イオンフロー方式のように誘電体上に直接静電荷潜像を形成したものや、トナージェット方式のように複数の開口部を有する電極に任意の電圧を印加することによって空間に静電像を形成して現像剤を記録媒体に飛翔させて直接画像形成を行うものにも適用できる。
【０００３】
【従来の技術】
複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成を行う画像形成装置に適用される現像装置としては、現在、現像位置に現像剤を搬送する現像剤担持体を像担持体に接触させないようにした非接触方式の現像装置が注目されており、パウダークラウド法、ジャンピング法又は電界カーテンを利用した方法（進行波電界法）が提案されている。
【０００４】
進行波電界法を用いた現像装置として、従来より、互いに位相が異なる複数種の交番電圧を発生する電源から、基材上に所定の間隔をあけて複数配列された電極に交番電圧を印加することにより形成される進行波電界によって現像剤を像担持体（感光体）に供給する現像剤搬送部材を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【０００５】
例えば、図６に示すように、進行波電界法を用いた現像装置４のケーシング４０内には、櫛歯状電極が形成されたＦＰＣ（Flexible Print Circuit）等からなる現像剤搬送部材４１が支持体４３を介して像担持体である感光体ドラム１の周面に対向する位置に配置されており、現像剤搬送部材４１の下端側に接触するローラ状の現像剤供給部材４４が軸支されている。ケーシング４０内に収納された現像剤（トナー）Ｔは、ミキシングパドル４２の回転や、現像剤供給部材に接する現像剤層規制ブレードとの摩擦等により、一例として−極性に帯電する。現像剤搬送部材４１には、例えば−３００Ｖを中心に±１ｋＶの電圧が印加され、現像剤供給部材４４に例えば−５００Ｖのバイアス電圧を印加することによって現像剤搬送部材４１の表面に現像剤Ｔが供給される。
【０００６】
現像剤搬送部材４１の櫛歯状電極には例えば３相交流電源から交番電圧が印加され、現像剤搬送部材４１の表面には下端側から上端側に向って所定極性の現像剤が進行するように進行波電界が形成される。現像剤搬送部材４１の下端部に供給された現像剤Ｔは、進行波電界によって現像剤搬送部材４１の表面を上端部に向って搬送される間に、感光体ドラム１表面に形成された静電潜像に吸着して現像剤像を形成する。
【０００７】
ところが、この構成では、現像剤供給部材（供給ローラ４４）が現像剤搬送部材４１と常時接触／回動しており、特に、現像剤搬送部材４１の電極表面を誘電体保護層で被覆している場合、接触部において現像剤搬送部材４１がチャージアップしていき、−極性側で現像剤供給部材４４よりも高い電位に帯電し、現像剤供給部材４４から現像剤搬送部材４１に現像剤Ｔを供給できなくなる場合がある。
【０００８】
そこで、図７に示すように、現像剤搬送部材４１の表面を現像剤搬送方向に経由して駆動ローラ１０２に張架され、駆動保持部材１０３に挟持された無端ベルト状の移動部材１０１を設け、現像装置４０の内部で移動部材１０１の表面を除電及び清掃するクリーナ１０４を配置したものがある。現像剤搬送部材４１の表面は移動部材１０１によって被覆されている。駆動ローラ１０２の回転よって移動部材１０１を回転させることにより、移動部材１０１における現像剤供給部材４４との接触面を常時変位させ、チャージアップによる現像剤Ｔの供給不良を防止するようにしている。
【０００９】
【特許文献１】
特公平５−３１１４６号公報
【特許文献２】
特公平５−３１１４７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、移動部材によって表面が被覆された現像剤搬送部材による進行波電界によって現像剤を搬送する方式の現像装置において、図８（Ａ）に示すように、現像剤供給部材４４による移動部材１０１に対する現像剤Ｔの供給位置に現像剤搬送部材４１の一部が位置していると、現像剤供給部材４４の周面に形成される現像剤層１０５から移動部材１０１の表面に十分な量の現像剤Ｔを供給できなくなる場合がある。これは、図８（Ｂ）の等価回路に示すように、現像剤搬送部材４１の表面保護層が容量成分となり、現像剤層１０７に分配される電圧が低下するためである。特に、現像剤搬送部材の表面保護層の厚みや比誘電率が、移動部材や現像剤供給部材上の現像剤層のそれに比較して無視できない場合に影響を受けやすい。このように移動部材に対する現像剤の供給量が不十分になると、感光体ドラムの表面の静電潜像を正確に現像することができなくなり、画像形成状態が劣化する問題がある。
【００１１】
この発明の目的は、移動部材に対する現像剤の供給位置において現像剤層に高い電圧が分配されるようにし、移動部材に十分な量の現像剤を供給することができ、画像形成状態を良好に維持することができる現像装置、及び、この現像装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
（１）所定の間隔を設けて配列された複数の電極に多相交番電圧を印加して進行波電界を形成し、進行波電界によって現像剤を像担持体へ向けて搬送する現像剤搬送部材と、前記現像剤搬送部材の表面を覆いつつ前記現像剤の搬送方向に移動する移動部材と、前記搬送方向における前記現像剤搬送部材の上流側で移動部材に現像剤を供給する現像剤供給部材と、を備え、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像剤によって現像する現像装置において、
前記現像剤供給部材に所定のバイアス電圧を印加し、前記移動部材を挟んで前記現像剤供給部材に対向する位置に、供給電極体を移動部材に接触させて配置したことを特徴とする。
【００１３】
この構成においては、図１（Ａ）に示すように、現像剤搬送部材４１の表面を覆いつつ現像剤の搬送方向に移動する移動部材１０１における現像剤搬送面の裏面側に、例えば、導体からなる供給電極体１０６が配置される。したがって、図１（Ｂ）の等価回路に示すように、移動部材１０１との接触部近傍における現像剤層１０７の反対側の容量成分に大きな電圧が分配されず、現像剤層１０７に十分な電圧が分配される。これによって、十分な量の現像剤が、現像剤供給部材４４から移動部材１０１に供給されて像担持体に搬送され、画像形成状態が良好に維持される。ここでは、供給電極体を導体としているが、移動部材や現像剤層に比較して極薄い高抵抗層や誘電層を導体上に設けたものでも同様の作用を生じる。
また、現像剤供給部材にバイアス電圧が印加される。したがって、現像剤の供給電界を最適な状態に制御することが可能になり、現像剤供給部材から移動部材に対してより安定して現像剤が供給される。また、移動部材の除電作用により現像剤がより安定して搬送される。
【００１４】
（２）前記供給電極体は、前記現像剤の搬送方向における前記現像剤搬送部材の上流側に位置することを特徴とする。
【００１５】
現像剤搬送部材の進行波電界発生電極部に供給電極体が存在すると、供給電極体が存在する領域で進行波電界の乱れが発生し、現像剤の安定した搬送が阻害される場合がある。
【００１６】
この構成においては、移動部材を挟んで現像剤供給部材に対向する位置には、現像剤搬送部材が存在しない。したがって、現像剤供給機能と現像剤搬送機能とが互いに分離され、供給電極体が存在する領域で進行波電界の乱れを生じることがなく、現像剤が安定して搬送される。
【００１７】
（３）前記供給電極体は、前記移動部材に弾性接触することを特徴とする。
【００１８】
この構成においては、移動部材と供給電極体とが弾性接触する。したがって、移動部材と供給電極体との接触状態が安定した状態に維持され、現像剤供給電界の均一性が維持されて移動部材に均一な量の現像剤が供給される。
【００１９】
（４）前記供給電極体の前記移動部材との接触部分は、前記移動部材を前記現像剤供給部材に略線接触させるとともに前記供給電極体から徐々に離間する形状を呈することを特徴とする。
【００２０】
この構成においては、移動部材が現像剤供給部材に略線接触した後に供給電極体から徐々に離間する。したがって、移動部材が供給電極体に広い範囲で接触することによる移動部材と供給電極体との局所的な帯電や電荷リーク、及び、移動部材が供給電極体から急激に離間することによる現像剤層の乱れを生じることがなく、移動部材上に現像剤層が均一に形成される。
【００２１】
（５）前記供給電極体は、ローラ形状を呈することを特徴とする。
【００２２】
この構成においては、移動部材を挟んで現像剤供給部材に対向する位置においてローラ状の供給電極体が移動部材に接触する。したがって、移動部材と供給電極体との摩擦が減少して移動部材と供給電極体との局所的な電荷のリークが防止され、移動部材上での現像剤層の乱れが防止されるとともに、移動部材を現像剤供給部材に略線接触させつつ供給電極体から徐々に離間させることが容易になる。
【００２３】
（６）前記供給電極体は、前記現像剤搬送部材の基材の一部に固定されていることを特徴とする。
【００２４】
この構成においては、現像剤搬送部材の基材の一部に供給電極体が固定される。したがって、供給電極体の位置決めが容易になる。
【００２５】
（７）前記供給電極体は、前記移動部材を挟んで前記現像剤供給部材と接触する領域での抵抗値が前記移動部材よりも小さいことを特徴とする。
【００２６】
この構成においては、移動部材の抵抗値に比較して供給電極体の抵抗値が小さくされる。したがって、移動部材及び現像剤層の電界強度比率が十分に大きくなり、現像剤供給部材から移動部材に十分な量の現像剤が供給される。
【００２７】
（８）前記移動部材の体積抵抗率が、１０⁸ Ω・ｃｍ以上、１０¹⁴Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする。
【００２８】
この構成においては、移動部材の体積抵抗率が、現像剤への電界注入が発生し難い１０⁸ Ω・ｃｍ以上で、現像剤供給部材上の現像剤層に十分な供給電界が作用する１０¹⁴Ω・ｃｍ以下にされる。即ち、移動部材の抵抗率が低過ぎると移動部材上に供給された現像剤への電荷注入により現像剤の帯電極性が変化して再度現像剤供給部材側へ戻る場合があり、移動部材の抵抗率が高過ぎると現像剤層に十分な供給電界が作用しない場合があり、何れも安定した現像剤の供給が困難になる。この構成をとることにより、現像剤供給部材から移動部材への現像剤供給効率がピーキーな特性になることがなく、移動部材に対する現像剤の供給状態を安定化させることが容易になるとともに、移動部材上の現像剤が像担持体に安定して搬送される。なお、より好ましくは、移動部材の体積抵抗率を、１０⁹ Ω・ｃｍ以上、１０¹²Ω・ｃｍ以下とする。
【００３１】
（９）前記現像剤供給部材と前記供給電極体との間に交番電界を形成することを特徴とする。
【００３２】
この構成においては、現像剤供給部材と前記供給電極体との間に交番電界を形成することで、現像剤の局所的な供給量の過不足が補正される。したがって、現像剤搬送部材から移動部材に対してより均一に現像剤が供給される。また、移動部材や現像剤搬送部材の帯電電荷が除電され、現像剤供給部材からの現像剤供給電界及び現像剤搬送電界によって現像剤がより安定して供給及び搬送される。
【００３３】
（１０）前記供給電極体に、交番電圧を印加する電源手段を設けたことを特徴とする。
【００３４】
この構成においては、供給電極体に交番電圧が印加される。したがって、現像剤供給部材の影響を受けることがなく、最適な条件下で現像剤供給部材上に現像剤層が形成される。即ち、現像剤供給部材が現像剤層の規制部材や現像剤の補給部材と接触する構成では、規制部材や補給部材との最適な電位条件を設定する必要があり、現像剤供給部材側に交番電圧を印加すると、現像剤供給部材上に現像剤層を形成するための最適な条件を維持することが困難となる場合や、最適な条件を得るためにコストアッフを招く問題がある。この点で、供給電極体側に交番電圧を印加することにより、移動部材の除電作用がより安定して行われ、現像剤の供給及び搬送性能が向上し、移動部材に現像剤がより安定した状態で供給されるとともに、移動部材上で現像剤がより安定して搬送される。
【００３５】
（１１）電子写真方式の画像形成を行う画像形成装置において、前記請求項１〜１１の何れかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする。
【００３６】
この構成においては、（１）〜（１０）の何れかの現像装置により、電子写真方式の画像形成における現像工程が行われる。したがって、像担持体に形成された静電潜像の顕像化に必要な十分な量の現像剤が現像剤供給部材を介して移動部材に供給されるとともに、現像剤搬送部材及び移動部材を介して像担持体に搬送され、画像形成状態が良好に維持される。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図２は、この発明の現像装置を備えた画像形成装置の構成を示す要部の概略図である。画像形成装置Ｘの内部には、像担持体である感光体ドラム１が矢印方向に回転自在にして設けられている。感光体ドラム１は、導電性基体１１の表面に光導電層１２を形成したものである。この感光体ドラム１の周囲には、帯電器２、露光ユニット３、現像装置４、転写器５、クリーニングユニット６及び除電器７が、感光体ドラム１の回転方向に沿ってこの順に配置されている。また、感光体ドラム１と転写器５との間を経由して、記録媒体としての用紙（ＰＰＣ用紙等）Ｐが搬送される用紙搬送路が構成されている。用紙搬送路の搬送方向における感光体ドラム１の下流側には、定着装置８が配置されている。
【００３８】
電子写真方式の画像形成プロセスでは、先ず、帯電工程において帯電器２により感光体ドラム１の表面に均一の電荷が付与される。次に、露光工程において露光ユニット３から画像データに基づく画像光が照射され、感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像が現像工程において現像装置４によって現像剤画像に顕像化され、転写工程において転写器５により用紙搬送路内を搬送されてきた用紙Ｐの表面に転写される。転写器５との対向位置を通過して転写工程を終了した感光体ドラム１の表面は、クリーニング工程におけるクリーニングユニット６による残留物の除去、及び、除電工程における除電器７による残留電荷の除去を受け、画像形成プロセスに繰り返し使用される。表面に現像剤像が転写された用紙Ｐは、用紙搬送路内を定着装置８に搬送され、定着工程において加熱ローラ８１ａによる加熱及び加圧ローラ８１ｂによる加圧を受け、現像剤像は溶融して用紙Ｐの表面に堅牢に定着する。
【００３９】
図３は、上記画像形成装置に適用される現像装置の構成を示す図である。現像装置４は、ケーシング４０内に、現像剤搬送部材４１、ミキシングパドル４２、支持部材４３、現像剤供給部材４４、現像剤回収部材４５、現像剤層厚規制部材４６、搬送ベルト１０１及び供給電極体１０６等を備えて構成されている。現像剤搬送部材４１に多相交流電源４７及び現像バイアス直流電源４８が接続されている。
【００４０】
ケーシング４０は、内部に現像剤Ｔを収納している。ミキシングパドル４２は、ケーシング４０内に収納されている現像剤Ｔを攪拌して混合する。現像剤搬送部材４１は、感光体ドラム１の現像領域に対向する部分において感光体ドラム１の周面の接線方向に略平行な面を備え、ＦＰＣの基体内に櫛歯状電極を埋設して構成され、多相交番電圧によって進行波電界を発生する。支持部材４３は、現像剤搬送部材４１をケーシング４０の開口部において感光体ドラム１に対向する位置に支持する。
【００４１】
現像剤搬送部材４１の下方端部には、現像剤搬送部材４１の表面上を搬送される現像剤Ｔを供給する現像剤供給部材４４が設けられている。現像剤搬送部材４１の上方端部には、この現像剤搬送部材４１の表面の現像剤Ｔをケーシング４０内部に回収するための現像剤回収部材４５が設けられている。なお、本実施形態では、現像剤回収部材４５が現像剤搬送部材４１の表面に回転可能に接触している形態としているが、これに限定されるものではなく、非接触の形態や、回動しない形態であってもよい。
【００４２】
現像剤供給部材４４は、ケーシング４０内に収容されている現像剤Ｔを現像剤搬送部材４１に供給するためのものであり、現像剤搬送部材４１に所定の線圧力で当接した状態で設けられている。現像剤供給部材４４と現像剤搬送部材４１との圧接力はバネ等によって与えられる。現像剤供給部材４４には、その表面上に形成する現像剤層の層厚を規制するための現像剤層厚規制部材４６が当接している。
【００４３】
現像剤供給部材４４の材質としては特に限定されるものではないが、例えばシリコーン、ウレタン、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−メチレン共重合体）などのソリッドゴム、発泡ゴムなどが挙げられる。また、カーボンブラックやイオン導電剤を添加することによって導電性を付与してもよい。
【００４４】
この例では、現像剤供給部材４４には、現像剤供給部材用電源１１２から所定のバイアス電圧が印加される。これによって現像剤供給部材４４から搬送ベルト１０１に、より安定して現像剤が供給される。
【００４５】
なお、現像剤供給部材４４及び現像剤搬送部材４１の弾性率を調整して両者の位置関係を制御するようにしてもよい。さらに、現像剤供給部材４４に印加する電圧を適切な値に設定し、現像剤供給部材４４に現像剤Ｔを帯電させる機能を付加するようにしてもよい。あるいは、現像剤供給部材４４の前段に、例えば薄板状のブレード（材料としては、現像剤供給部材４４と同じものが使用可能）を設けて現像剤Ｔを帯電させるようにしても構わない。
【００４６】
現像剤回収部材４５は、感光体ドラム１上の静電潜像の現像に寄与しない現像剤Ｔを回収してケーシング４０内に戻すためのものであり、その材質としては、特に限定されないが、例えば現像剤供給部材４４と同様のものを使用することができる。
【００４７】
支持部材４３は、現像剤搬送部材４１を感光体ドラム１の現像領域に対向した状態を保持するためのもので、その構成は特に限定されるものではない。例えば、ＡＢＳ（Acrylonitrile-Butadiene-Styrene ：アクリロニトリルブタジエンスチレン）樹脂 などを挙げることができる。
【００４８】
現像剤搬送部材４１の具体例を挙げると、例えば、基材としてポリイミド（厚さ２５μｍ）、進行波発生電極として銅（厚さ１８μｍ）、表面保護層としてポリイミド（厚さ２５μｍ）といった構成を挙げることができる。
【００４９】
進行波発生電極は、約５０ｄｐｉ（dot per inch）〜３００ｄｐｉ、すなわち約５００μｍ〜８５μｍのピッチの間隔を保って互いに平行に配置された幅４０μｍ〜２５０μｍ程度の微小電極である。
【００５０】
搬送ベルト１０１は、この発明の移動部材であり、ケーシング４０内に設けられた駆動部材１０２によって、現像剤Ｔの搬送方向に所定の周速度で移動する。搬送ベルト１０１が所定の周速度で移動することによって、現像剤供給部材４４及び感光体ドラム１との対向面が常に刷新され、この表面上での帯電及び現像剤Ｔの固着が防止されるようになっている。
【００５１】
搬送ベルト１０１の駆動速度は、現像剤Ｔの搬送速度に対して、ほぼ静止しているとみなされるレベルに制御されることが好ましく、例えば、現像剤Ｔの搬送速度に対して１／１０〜１／１００程度に設定される。
【００５２】
搬送ベルト１０１には、現像剤搬送部材４１の表面に対し密着した状態となるように一定の張力が付与されており、その表面上において現像剤搬送部材４１により形成された進行波電界（電界カーテン）が均一に作用するようになっている。
【００５３】
搬送ベルト１０１の材料としては、ポリイミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリ４フッ化エチレン、ポリフッ化エチレンプロプレン、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などの有機絶縁材料や、シリコン、イソプレン、ブタジエンなどのゴム材料を挙げることができる。また、搬送ベルト１０１の厚みは、現像剤搬送部材４１の電極間ピッチにもよるが、５μｍ〜２００μｍ、好ましくは１０μｍ〜１００μｍがよい。
【００５４】
なお、搬送ベルト１０１の堆積抵抗率は、１０⁸ Ω・ｃｍ以上、１０¹⁴Ω・ｃｍ以下、より好ましくは１０⁹ Ω・ｃｍ以上、１０¹²Ω・ｃｍ以下とする。これは、搬送ベルト１０１の堆積抵抗率が１０⁸ Ω・ｃｍ以下では現像剤への電荷注入が発生して現像剤供給部材４４から搬送ベルト１０１へ移動した現像剤の極性が反転して再度現像剤供給部材４４側へ戻る場合があり、搬送ベルト１０１の堆積抵抗率が１０¹⁴Ω・ｃｍ以上では搬送ベルト１０１に分配される電圧比率が高くなり、搬送ベルト１０１上の現像剤層に十分な供給電界が作用せず、十分な現像剤の供給量を確保することが困難になるため、現像剤供給電圧、搬送ベルト１０１の厚み、供給電極体１０６の抵抗値、及び、現像剤の特性に対して現像剤供給効率が不安定になる。したがって、搬送ベルト１０１の堆積抵抗率を上記の範囲に設定することにより、搬送ベルト１０１に対する現像剤の供給状態を安定化及び均一化させることが容易になるとともに、搬送ベルト１０１上の現像剤を感光体ドラム１に安定して搬送することができる。
【００５５】
なお、この実施形態に係る現像装置４では、移動部材として循環移動する無端ベルト状の搬送ベルト１０６を用いているが、２本の巻取ローラ間を往復移動するシート状の部材を用いることもできる。
【００５６】
駆動部材１０２としては、ＳＵＳ（ステンレス）または鉄などの金属ローラ部材や、これを芯金にしてその表面にゴム、フィルムやスポンジなどの部材を被覆したものが用いられる。
【００５７】
また、搬送ベルト１０１の回動をスムーズにするために、駆動部材１０２と搬送ベルト１０１を介して当接するように駆動補助部材１０３が設けられている。搬送ベルト１０１は、駆動部材１０２と駆動補助部材１０３との間に挟み込まれた状態となっており、駆動部材１０２との接触性が高く、高い駆動力を得る構造となっている。
【００５８】
駆動補助部材１０３としては、駆動部材１０２と同様に、ＳＵＳまたは鉄などの金属ローラ部材や、これを芯金にしてその表面にゴム、フィルムやスポンジなどの部材を被服したものを挙げることができる。また、駆動補助部材１０３の形状は、ローラ状だけでなく、板状あるいは角状であってもよい。さらに、駆動補助部材１０３には、駆動部材１０２に対して加圧当接させるための加圧手段が設けられていてもよい。その加圧手段としては、例えば板ばねやコイルばね等の押圧力を付与できるものであればよい。
【００５９】
駆動補助部材１０３の回動機構としては、搬送ベルト１０１との接触による従動回転機構、ギヤまたはプーリとベルトにて駆動部材１０２の駆動源に連結する連結駆動機構などを挙げることができる。また、図示はしないが、駆動補助部材１０３には別の駆動源を設けてもよい。
【００６０】
また、駆動補助部材１０３を電気的に接地すること、又は、駆動補助部材１０３に任意の電圧を与えることにより、搬送ベルト１０１の表面に帯電した電位を除電することができる。
【００６１】
さらに、搬送ベルト１０１上に付着した現像剤Ｔを除去するためのクリーニング部材として、駆動部材１０２に無端ベルト１０１を介して当接するクリーニングブレード１０４を設けている。クリーニングブレード１０４はケーシング４０の一部に固定されている。クリーニングブレード１０４の材質としては、ＳＵＳ、ニッケルコートを施した鉄、ウレタンまたはシリコンゴムなどが挙げられる。
【００６２】
クリーニングブレード１０４は、搬送ベルト１０１上に残留した現像剤Ｔを掻き取り、搬送ベルト１０１の表面をクリーニングするとともに、ケーシング４０の現像剤蓄積部４０ａに現像剤Ｔを戻す。なお、クリーニングブレード１０４と現像剤供給部材４４との間に存在する搬送ベルト１０１に、現像剤Ｔが付着しないように、搬送ベルト１０１側と、現像剤蓄積部４０ａ側とを隔てるための隔壁部材１０５が設けられており、搬送ベルト１０１のクリーニングをより有効に行える構造となっている。
【００６３】
供給電極体１０６は、搬送ベルト１０１を挟んで現像剤供給部材４４に対向する位置に、搬送ベルト１０１の裏面に接触して配置されている。供給電極体１０６は、金属等の導体、又は、導電性を有するゴム、スポンジ若しくはフィルムによって構成されている。また、上記の導電性物質の表面に極薄い誘電体フィルムやコーティングを施したものであっても、搬送ベルト１０１、現像剤層及び現像剤供給部材４４に比較して全体の抵抗値が小さいものであれば用いることができる。したがって、搬送ベルト１０１において現像剤供給部材４４から現像剤の供給を受ける部分の裏面には比較的抵抗値の小さい導体性の供給電極体１０６が直接接触し、誘電体である現像剤搬送部材４１の基材が接触することがない。このため、現像剤供給部材４４に印加されるバイアス電圧は、現像剤供給部材４４と搬送ベルト１０１との間に形成される現像剤層に十分に分配され、現像剤が確実に搬送ベルト１０１に供給される。
【００６４】
供給電極体１０６は、現像剤供給部材４４側に凸となる形状に所定の曲率で湾曲して形成されている。この曲率は、搬送ベルト１０１がローラ状の現像剤供給部材４４の周面に略線接触し、かつ、供給電極体１０６の周面から徐々に離間するように決定される。これによって、搬送ベルト１０１が供給電極体１０６に広い範囲で接触することによる搬送ベルト１０１の局所的な帯電や電荷リーク、及び、搬送ベルト１０１が供給電極体１０６から急激に離間することによる現像剤層の乱れを生じることがなく、搬送ベルト１０１上に現像剤が安定かつ均一に供給される。
【００６５】
搬送ベルト１０１に供給された現像剤は搬送ベルト１０１の回転移動により、順次現像剤搬送部材４１の進行波電界が発生する位置まで搬送され、現像剤搬送部材４１が発生する進行波電界によって感光体ドラム１の現像領域に所望の量の現像剤を供給するように搬送される。
【００６６】
また、この例では、供給電極体１０６には、供給電極体用電源１１１から直流バイアス電圧が印加されている。このバイアス電圧によって供給電極体１０６と現像剤供給部材４４との間に適正な現像剤供給電界を与えることができ、現像剤供給部材４４の周面に形成された現像剤層を搬送ベルト１０１に安定して供給できる。なお、供給電極体１０６に印加する直流バイアス電圧は、実験の結果、負帯電の現像剤の場合、現像剤供給部材に対して＋１００Ｖ〜＋８００Ｖ、更に好ましくは＋２００Ｖ〜＋６００Ｖとする。
【００６７】
さらに、供給電極体１０６の直流バイアス電圧に交流電圧を重畳させることにより、現像剤の局所的な供給量の過不足を補正する効果が得られる。したがって、現像剤搬送部材４１から搬送ベルト１０１に対してより均一に現像剤が供給される。また、搬送ベルト１０１や現像剤搬送部材４１の帯電電荷が除電され、現像剤供給部材４４からの現像剤供給電界及び現像剤搬送部材４１からの現像剤搬送電界によって現像剤がより安定して供給及び搬送される。
【００６８】
加えて、供給電極体１０６側に交番電圧を印加することにより、搬送ベルト１０１の除電作用をより効果的に行うことができるだけでなく、現像剤供給部材４４側の設定条件への影響も小さくなることから、より好適である。これによって、感光体ドラム１の現像領域に十分な量の現像剤をより安定して搬送することができ、ムラのない良好な画像を得ることができる。なお、実験の結果、供給電極体１０６の直流バイアス電圧に重畳させる交流電圧としては、１００Ｈｚ〜３ｋＨｚ、１００Ｖ〜２０００Ｖｐ−ｐが適当であり、好ましくは５００Ｈｚ〜２ｋＨｚ、５００Ｖ〜１５００Ｖｐ−ｐが最適である。
【００６９】
図４は、この発明の別の実施形態に係る画像形成装置に適用される現像装置の構成を示す図である。この実施形態に係る現像装置４０は、ローラ形状の供給電極体１０６を回転自在に備えたものである。供給電極体１０６を回転自在のローラ形状とすることにより、搬送ベルト１０１と供給電極体１０６との摩擦が減少し、搬送ベルト１０１の裏面からの電荷のリークが防止され、搬送ベルト１０１上での現像剤層の乱れが防止されるとともに、搬送ベルト１０１を現像剤供給部材４４に略線接触させつつ供給電極体１０６から徐々に離間させることが容易になる。
【００７０】
上記の供給電極体１０６の素材としては、ＳＵＳやＡｌ等の金属、又は、これら金属の表面にゴム層を配置したもの等を用いることができる。ゴム層の材質としては、硬度がＪＩＳ−Ａ１５°〜８０°、抵抗率が１０³ 〜１０⁸ Ω・ｃｍ程度、厚みが０．１〜５ｍｍ程度のものを用いることができる。また、ゴム層だけでなくフィルム体やスポンジ体等も用いることができる。
【００７１】
図５は、この発明のさらに別の実施形態に係る画像形成装置に適用される現像装置の要部の構成を示す図である。この実施形態に係る現像装置では、供給電極体１０６を現像剤搬送部材４１の基材の一部に固定している。この構成により、供給電極体１０６と現像剤搬送部材４１とを１部品として現像装置４０に取り付けることができ、組立作業時における位置決め等の作業を容易にすることができる。
【００７２】
これに対して、図３及び図４に示したように、供給電極体１０６を現像剤搬送部材４１と完全に別部材とすると、供給電極体１０６の形状や取付位置を現像剤搬送部材４１によって制限されることなく、現像剤の供給状態及び搬送状態に最適な構成とすることができる。
【００７３】
【発明の効果】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００７４】
（１）移動部材を挟んで現像剤供給部材に対向する位置に、供給電極体を移動部材に接触させて配置することにより、移動部材との接触部近傍における現像剤層の反対側の容量成分に大きな電圧が分配されることがなく、現像剤層に十分な電圧を分配することができる。これによって、十分な量の現像剤を、現像剤供給部材から移動部材に供給して像担持体に搬送することができるようにし、画像形成状態を良好に維持することができる。
【００７５】
（２）移動部材を挟んで現像剤供給部材に対向する位置に、現像剤搬送部材が存在しないようにすることにより、現像剤供給機能と現像剤搬送機能とを互いに分離することができる。これによって、現像剤搬送部材の進行波電界発生電極部に供給電極体が存在することによる供給電極体が存在する領域での進行波電界の乱れの発生を抑制することができ、安定した現像剤の搬送が阻害されることを防止でき、より良好な画像形成を行うことができる。
【００７６】
（３）移動部材と供給電極体とを弾性接触させることにより、移動部材と供給電極体との接触状態を安定した状態に維持することができ、現像剤供給電界の均一性を維持して移動部材に均一な量の現像剤を供給することができる。
【００７７】
（４）移動部材を現像剤供給部材に略線接触させた後に現像剤供給部材から徐々に離間させることにより、移動部材が供給電極体に広い範囲で接触することによる移動部材と供給電極体との局所的な帯電や電荷リーク、及び、移動部材が供給電極体から急激に離間することによる現像剤層の乱れを生じることがなく、移動部材上に現像剤を均一に供給することができる。
【００７８】
（５）移動部材を挟んで現像剤供給部材に対向する位置においてローラ状の供給電極体を移動部材に接触させることにより、移動部材と供給電極体との摩擦を減少させて移動部材と供給電極体との摩擦帯電や局所的な電荷のリークを防止し、移動部材上での現像剤層の乱れを防止できるとともに、移動部材を現像剤供給部材に略線接触させつつ供給電極体から徐々に離間させることを容易にできる。
【００７９】
（６）現像剤搬送部材の基材の一部に供給電極体を固定することにより、供給部材の位置決めを容易にできる。
【００８０】
（７）移動部材の抵抗値に比較して供給電極体の抵抗値を小さくすることにより、移動部材及び現像剤層の電界強度比率を十分に大きくすることができ、現像剤供給部材から移動部材に十分な量の現像剤を供給できる。
【００８１】
（８）移動部材の体積抵抗率を、１０⁸ Ω・ｃｍ以上で、１０¹⁴Ω・ｃｍ以下にすることにより、現像剤への電荷注入が発生し難くし、かつ現像剤供給部材上の現像剤層に十分な供給電界を作用させることができる。即ち、移動部材の抵抗率が低過ぎると移動部材上に供給された現像剤への電荷注入によって現像剤の帯電虚勢が変化して現像剤が再度現像剤供給部材側へ戻る場合があり、移動部材の抵抗率が高過ぎると現像剤層に十分な供給電界が作用せずに安定した現像剤供給が近内になる場合がある。この点で、この発明によれば、現像剤供給部材から移動部材への現像剤供給効率がピーキーな特性になることがなく、移動部材に対する現像剤の供給状態を安定化させることが容易になるとともに、移動部材上の現像剤を像担持体に安定して搬送することができる。
【００８２】
（９）現像剤供給部材に所定のバイアス電圧を印加することにより、現像剤の供給電界を最適な状態に制御することができ、現像剤供給部材から移動部材に対してより安定して現像剤を供給できる。また、移動部材の除電作用により現像剤をより安定して搬送できる。
【００８３】
（１０）現像剤供給部材と前記供給電極体との間に交番電界を形成することにより、現像剤の局所的な供給量の過不足を補正することができる。これによって、現像剤搬送部材から移動部材に対してより均一に現像剤を供給できる。また、移動部材や現像剤搬送部材の帯電電荷が除電され、現像剤供給部材からの現像剤供給電界及び現像剤搬送部材からの現像剤搬送電界によって現像剤をより安定して供給及び搬送できる。
【００８４】
（１１）供給電極体に交番電圧を印加することにより、最適な条件下で現像剤供給部材上に現像剤層を形成することができる。即ち、現像剤供給部材が現像剤層の規制部材や現像剤の補給部材と接触する構成では規制部材や補給部材との最適な電位条件を設定する必要があるが、供給電極体側に交番電圧を印加することにより、現像剤供給部材側に交番電圧を印加する場合のように現像剤供給部材上に現像剤層を形成するための最適な条件を維持することが困難になったり、最適な条件を得るためにコストアップを招くことを防止できる。また、供給電極体側に交番電圧を印加することにより、移動部材の除電作用をより安定して行うことができ、現像剤の供給及び搬送性能を向上させることができる。
【００８５】
（１２）像担持体に形成された静電潜像の顕像化に必要な十分な量の現像剤を、現像剤供給部材を介して移動部材に供給できるとともに、現像剤搬送部材及び移動部材を介して像担持体に搬送でき、画像形成状態を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係る現像装置の作用を説明する図である。
【図２】この発明の実施形態に係る画像形成装置の要部の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施形態に係る現像装置の構成を示す図である。
【図４】この発明の別の実施形態に係る現像装置の構成を示す図である。
【図５】この発明のさらに別の実施形態に係る現像装置の構成を示す図である。
【図６】従来の移動部材を使用しない進行波電界方式の現像装置の構成を示す図である。
【図７】従来の移動部材を使用した進行波電界方式の現像装置の構成を示す図である。
【図８】上記従来の現像装置における作用を説明する図である。
【符号の説明】
１−感光体ドラム（像担持体）
４−現像装置
４１−現像剤搬送部材
４４−現像剤供給部材
１０１−搬送ベルト（移動部材）
１０６−供給電極体
１１１−供給電極体用電源
１１２−現像剤供給部材用電源

Claims (11)

1. 所定の間隔を設けて配列された複数の電極に多相交番電圧を印加して進行波電界を形成し、進行波電界によって現像剤を像担持体へ向けて搬送する現像剤搬送部材と、前記現像剤搬送部材の表面を覆いつつ前記現像剤の搬送方向に移動する移動部材と、前記搬送方向における前記現像剤搬送部材の上流側で移動部材に現像剤を供給する現像剤供給部材と、を備え、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像剤によって現像する現像装置において、
   前記現像剤供給部材に所定のバイアス電圧を印加し、前記移動部材を挟んで前記現像剤供給部材に対向する位置に、供給電極体を移動部材に接触させて配置したことを特徴とする現像装置。
2. 前記供給電極体は、前記現像剤の搬送方向における前記現像剤搬送部材の上流側に位置することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記供給電極体は、前記移動部材に弾性接触することを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記供給電極体の前記移動部材との接触部分は、前記移動部材を前記現像剤供給部材に略線接触させるとともに前記供給電極体から徐々に離間する形状を呈することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
5. 前記供給電極体は、ローラ形状を呈することを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
6. 前記供給電極体は、前記現像剤搬送部材の基材の一部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
7. 前記供給電極体は、前記移動部材を挟んで前記現像剤供給部材と接触する領域での抵抗値が前記移動部材よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
8. 前記移動部材の体積抵抗率が、１０⁸ Ω・ｃｍ以上、１０¹⁴Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
9. 前記現像剤供給部材と前記供給電極体との間に交番電界を形成することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
10. 前記供給電極体に、交番電圧を印加する電源手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
11. 電子写真方式の画像形成を行う画像形成装置において、前記請求項１〜１０の何れかに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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