JPH06110305A

JPH06110305A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06110305A
Application number: JP4258173A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Aizawa; 昌宏相澤; Noboru Katakabe; 昇片伯部; Kenji Asakura; 建治朝倉
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-09-28
Filing date: 1992-09-28
Publication date: 1994-04-22

Abstract

(57)【要約】【目的】構造簡単、小型で、精密な高画質の画像が得
られる画像形成装置を提供することを目的としている。【構成】表面に静電潜像を保持して移動する潜像保持
体１と、前記潜像保持体１の表面の静電潜像全面に現像
剤１０を直接供給する現像剤供給手段２と、前記潜像保
持体１の表面に対向間隙を隔てて対向しこの対向間隙の
一部に平行間隙部分を有する帯電部材５と、この帯電部
材５と前記潜像保持体１間の前記対向間隙に交番電界を
形成し前記潜像保持体１の表面の静電潜像全面に供給さ
れ前記潜像保持体１の表面に随伴して前記対向間隙を通
過する現像剤１０を前記潜像保持体１の表面上で帯電す
る電界電源６と、前記潜像保持体１の表面の前記静電潜
像の非画像部分に付着している現像剤１０を回収する現
像剤回収手段７、８、９とを有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタ、複写機、フ
ァクシミリ等に利用できる画像形成装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】以前から、画像形成方法としては、カス
ケード現像方法、タッチダウン現像方法、ジャンピング
現像方法などがある。

【０００３】これらには何れも、画像の再現性や鮮明度
の向上を目的として種々の改良が加えられている。

【０００４】そして、以前から、現像剤を担持して供給
する現像剤供給部材（以下、現像剤担持体という。）を
潜像保持体に対向して一定間隔を隔てて配置し、この現
像剤担持体と潜像保持体間に適当な現像バイアス電圧を
印加して、現像を行っているが、その改良方法として、
特公昭６３−４２２５６号公報に示されるように、直流
バイアスに交流バイアスを重畳したＡＣジャンピング現
像方法が実用化されている。

【０００５】この従来例のＡＣジャンピング現像方法で
は、現像剤担持体と潜像保持体間に印加した現像バイア
スの前記交流分によって、現像剤担持体と潜像保持体と
が対向した現像部に交流電界を形成し、この交流電界に
よって、現像剤担持体上に担持されていた現像剤が、現
像剤担持体と潜像保持体間で往復運動し、この往復運動
で、静電潜像の画像部分に、順次、付着して、静電潜像
の画像部分を精密に現像しようとしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来例のＡＣ
ジャンピング現像方法では、現像剤担持体を使用し、現
像剤担持体上に現像剤層を作り、現像剤担持体上で現像
剤を帯電し、この帯電した現像剤層からＡＣジャンピン
グで現像剤を潜像保持体に移動させているので、均一な
帯電を行うためには現像剤層の厚さが均一であることが
必要であり、潜像保持体表面上の画像部分の明暗に対応
する電位変化に合わせて正確に現像剤を移動させるため
にも現像剤層の厚さが均一であることが必要なので、忠
実な現像を行うためには、現像剤担持体上に極めて均一
な現像剤層を形成することが不可欠になり、これを達成
するための処理や精密制御機構が必要であるという問題
点がある。

【０００７】又、現像剤担持体を使用している従来例の
ＡＣジャンピング現像方法では、図６に示すように、現
像剤担持体１０１上において、前回の現像で現像剤が、
例えばベタ画像に対して、現像剤層１０３から潜像保持
体１０２側に移動して生じた現像剤層１０３の穴部分１
０６は、現像剤層１０３上に現像剤を再付着させる場合
に、この再付着が現像剤１００をブレード１０７で層状
に付着させる機構なので、穴部分１０６を完全に埋める
ように穴部分１０６にだけ現像剤を多量に再付着するこ
とができず、現像剤層１０３を再付着した後にも履歴穴
１０４として残り、履歴穴１０４部分で現像剤層厚が薄
くなり、この薄くなった部分から現像剤の移動を受けた
画像部分の現像剤量が不足し、不足部分１０５が発生
し、今回の画像に、この不足部分１０５が前回の画像の
残像として現れるスリーブゴースト現象という問題点が
ある。

【０００８】又、現像剤担持体は導電性であるので、現
像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の帯電電荷
は、現像剤担持体による搬送過程で現像剤担持体を通し
てリークし易い。

【０００９】現像剤は、このようなリークにより帯電電
荷を失い、現像に供される段階で現像剤の帯電電荷が不
足したり、帯電電荷が不均一になったりするので、バイ
アス電圧による現像が設定通りに達成されず、現像性能
が低下する。

【００１０】この帯電電荷のリークは、環境湿度が高く
なる程、顕著になり、現像剤担持体上の帯電は、現像性
能が環境に大きく影響され、安定性に欠ける。

【００１１】更に、潜像保持体への現像剤担持体による
現像剤の供給と現像作用は、現像剤担持体が潜像保持体
に対向する極く僅かな時間に限られるので、現像効率が
悪く、最近の高速化に対応し難い。

【００１２】本発明は、上記の問題点を解決し、構造が
簡単で、小型で、精密な高画質の画像が得られる画像形
成装置を提供することを課題としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、上記の課題を解決するために、表面に静電潜像を保
持して移動する潜像保持体と、前記潜像保持体表面の静
電潜像全面に現像剤を直接供給する現像剤供給手段と、
前記潜像保持体表面に対向間隙を隔てて対向しこの対向
間隙の一部に平行間隙部分を有する帯電部材と、この帯
電部材と前記潜像保持体間の前記対向間隙に交番電界を
形成し前記潜像保持体表面の静電潜像全面に供給され前
記潜像保持体表面に随伴して前記対向間隙を通過する現
像剤を前記潜像保持体の表面上で帯電する電界電源と、
前記潜像保持体の表面の前記静電潜像の非画像部分に付
着している現像剤を回収する現像剤回収手段とを有する
ことを特徴とする。

【００１４】又、本発明の画像形成装置は、上記の課題
を解決するために、電界電源が交番電界を形成するため
に印加する交番電圧のピーク・ツー・ピーク電圧が、少
なくとも帯電部材と潜像保持体間の対向間隙の一部にあ
る平行間隙部分において、

【００１５】

【数２】

【００１６】Ｖ_max：交番電圧のピーク・ツー・ピー
ク電圧（Ｖ）ｆ：交番電圧の周波数（Ｈｚ）Ｄ：帯電部材と潜像保持体間の間隙（ｍ）ｑ／ｍ：現像剤の平均電荷量（クーロン／Ｋｇ）であることが好適である。

【００１７】又、本発明の画像形成装置は、上記の課題
を解決するために、帯電部材と潜像保持体間の対向間隙
の一部にある平行間隙部分の長さが、０．５ｍｍから１
０ｍｍの範囲であることが好適である。

【００１８】又、本発明の画像形成装置は、上記の課題
を解決するために、帯電部材と潜像保持体間の対向間隙
の一部にある平行間隙部分の間隙が、４０μｍから２ｍ
ｍの範囲であることが好適である。

【００１９】

【作用】本発明の画像形成装置は、潜像保持体表面の静
電潜像全面に現像剤を供給し、この現像剤を潜像保持体
の表面上で帯電し、最後に、静電潜像全面に供給した現
像剤から非画像部分に付着している現像剤を回収するこ
とに特徴があり、次の作用を有する。

【００２０】現像剤供給手段は、潜像保持体表面の静電
潜像全面に、現像剤を現像剤溜から直接供給する。この
供給は静電潜像全面に対して多量の現像剤を供給するの
で、特に供給量を制御しないでも、現像剤の供給ムラや
供給不足を解消するに充分な量の現像剤を潜像保持体表
面の静電潜像全面に供給し載せる作用がある。

【００２１】このようにして、潜像保持体に充分な現像
剤を載せた後、帯電部材と電界電源とが、潜像保持体上
の現像剤を潜像保持体上で帯電し、最後に、潜像保持体
表面の静電潜像の非画像部分に付着した現像剤を回収し
ているので、現像剤を潜像保持体表面に載せてから潜像
保持体表面の静電潜像の非画像部分に付着した現像剤を
回収するまでの長い時間、現像剤を静電潜像に接触させ
ることになり、静電潜像が面積の大きなベタ画像や電界
の回り込みにより現像剤が付着し難い微細な細線画像に
対しても、現像剤を載せて帯電することの効果により、
静電潜像を忠実に現像し、非画像部分のみの現像剤を回
収できる。

【００２２】帯電部材と電界電源とは、未帯電又は若干
帯電した現像剤を絶縁性が高い潜像保持体の表面上で、
規定量の電荷まで帯電させることと、現像剤の電荷がリ
ークし難く帯電効率が良いことと、帯電した現像剤がす
ぐに潜像保持体の表面上にある静電潜像の現像に作用し
て帯電電荷の現像効率が良いこととによって、高温・高
湿で現像剤の電荷がリークし易い雰囲気であっても、リ
ークの影響が極めて少なく、規定量の帯電電荷の効果が
確実に現像に作用し、高解像度の現像と転写の安定化が
可能になる。

【００２３】又、振動によって、現像剤の凝集体が分散
されるだけではなく、現像剤が潜像保持体の表面上で移
動して、その量が潜像保持体の表面上で均一分布化さ
れ、且つ、帯電した現像剤が、長時間、潜像保持体の表
面の静電潜像に接触するので、静電潜像に忠実な優れた
画像が得られる。

【００２４】そして、帯電部材が、潜像保持体表面に対
向間隙を隔てて対向しこの対向間隙の一部に平行間隙部
分を有すると、この平行間隙部分では、帯電部材と潜像
保持体間の現像剤の往復運動が比較的に均一になり、現
像剤を均一に帯電することができる。

【００２５】又、本発明の画像形成装置は、電界電源が
交番電界を形成するために印加する交番電圧のピーク・
ツー・ピーク電圧を、少なくとも前記帯電部材と前記潜
像保持体間の前記対向間隙の一部にある平行間隙部分に
おいて、

【００２６】

【数３】

【００２７】になるようにしている。現像剤の振動によ
る帯電は、現像剤が未帯電であっても、現像剤は運搬中
に摩擦等で自然帯電するので、この自然帯電電荷に交番
電界が作用して、現像剤は帯電部材と潜像保持体間を往
復運動し始め、現像剤と帯電部材との接触によって、帯
電部材から電荷を受けて帯電し、又、潜像保持体と接触
したり、現像剤同志の接触や摩擦によって帯電する。従
って、現像剤を効率良く帯電するには、現像剤を交番電
界によって充分往復運動させ前記の接触や摩擦の機会を
多くする必要がある。上式の条件の交番電圧を加える
と、半数以上の現像剤が、帯電部材と潜像保持体間を往
復運動するので、現像剤と帯電部材や潜像保持体との接
触機会が充分になり、効率良く帯電できる。

【００２８】上式で、Ｖ_max：交番電圧のピーク・ツー
・ピーク電圧（Ｖ）ｆ：交番電圧の周波数（Ｈｚ）Ｄ：帯電部材と潜像保持体間の間隙（ｍ）ｑ／ｍ：現像剤の平均電荷量（クーロン／Ｋｇ）である。

【００２９】又、本発明の画像形成装置は、帯電部材と
潜像保持体間の対向間隙の一部にある平行間隙部分の長
さが、０．５ｍｍから１０ｍｍの範囲である。現像剤の
帯電量は現像剤が往復運動して帯電する前記平行間隙部
分の長さによって決まる。この長さが短すぎると帯電不
足になり、長すぎると帯電過剰になる。長さが、０．５
ｍｍから１０ｍｍの範囲が適している。

【００３０】又、本発明の画像形成装置は、帯電部材と
潜像保持体間の対向間隙の一部にある平行間隙部分の間
隙が、４０μｍから２ｍｍの範囲である。現像剤の往復
運動が活発である程、現像剤の帯電効率が向上する。平
行間隙部分の最小間隙が狭すぎると現像剤が活発に往復
運動できず現像剤の空間密度が過大になって運動が抑制
され帯電不足になる。平行間隙部分の最小間隙が広すぎ
ると現像剤が帯電部材と潜像保持体間の対向間隙を往復
するのが困難になり現像剤の空間密度が過疎になって帯
電が抑制され帯電不足になる。平行間隙部分の間隙が、
１００μｍから２ｍｍの範囲が適している。

【００３１】現像剤回収手段は、潜像保持体表面の静電
潜像全面に供給されてその非画像部分に付着している現
像剤を回収する。

【００３２】

【実施例】先ず、本発明の画像形成装置の基本的な構成
を図２に基づいて説明する。

【００３３】図２において、本装置の現像剤供給工程
で、現像剤溜１０′内の磁性現像剤１０を、第１磁界形
成手段２が形成する磁界の吸引力によって、静電潜像を
保持して移動する潜像保持体１の表面の静電潜像全面
に、直接供給する。供給された磁性現像剤１０は、第１
磁界形成手段２が形成する磁界の吸引力によって潜像保
持体１の表面の静電潜像全面に吸引拘束保持された状態
で移動する。この供給方法によると、現像に必要な量の
現像剤を確実に静電潜像全面に供給することができ、従
来技術で現像剤供給量の不足が原因になっている現像不
良を解消できる。

【００３４】帯電工程で、前記潜像保持体１に所定間隙
を隔てて配された帯電部材５があり、この帯電部材５と
前記潜像保持体１間に第２電界電源６が直流電界と交流
電界とを形成し、潜像保持体１の表面の静電潜像全面に
供給されて第１磁界形成手段２が形成する磁界の吸引力
によって吸引拘束保持された状態の磁性現像材１０が、
前記所定間隙に搬入され、交流電界で振動されて帯電
し、直流電界によって、潜像保持体１の表面の静電潜像
全面に拘束保持される。この帯電工程では、絶縁性が高
い潜像保持体１の表面で帯電するので帯電した電荷のリ
ークが少ないことと、帯電した磁性現像剤１０の電荷が
潜像保持体１の表面の静電潜像にすぐに作用することと
によって、帯電した電荷の現像効率が良く、又、帯電の
際の磁性現像剤の振動によって、磁性現像剤の静電潜像
上の分布が均一化され、且つ、帯電した磁性現像剤１０
が現像剤の回収まで連続して潜像保持体１の表面の静電
潜像に接触しているので、極めて細い細線の細線画像で
も、カブリや現像不足なしに、忠実に現像できる。

【００３５】現像剤回収工程で、前記潜像保持体１に所
定間隙を隔てて配された現像剤回収部材７があり、この
現像剤回収部材７と前記潜像保持体１間に第３電界電源
８が直流回収バイアスと交流回収バイアスとを形成し、
第２磁界形成手段９が磁界を形成し、これらの回収バイ
アスと磁界との吸引力によって、潜像保持体１の表面の
静電潜像の非画像部分に付着している現像剤を回収す
る。

【００３６】次に、図２の基本的な構成例を更に具体化
した本発明の画像形成装置の１実施例の構成を図１、図
５に基づいて説明する。図１は、図２と同一構成部分に
は同一番号を付けている。

【００３７】図１において、本実施例の画像形成装置
は、潜像保持体１が、固定磁石で構成される第１磁界形
成手段２を内包し、静電潜像形成用光学系１９によって
形成さた静電潜像を保持して移動している。この潜像保
持体１と約３５０μｍの対向間隙を隔てて対向した現像
剤回収部材７が固定磁石で構成され前記第１磁界形成手
段２に対向する第２磁界形成手段９を内包して前記潜像
保持体１と同方向に回転している。この現像剤回収部材
７には、現像剤回収部材７と前記潜像保持体１間に直流
回収バイアスと交流回収バイアスとを形成する第３電界
電源８が接続され、この第３電界電源８は交流電源と直
流電源との組合せで構成される。前記潜像保持体１と前
記現像剤回収部材７との近接部の前記潜像保持体１側か
ら見た上流側の前記潜像保持体１の表面に現像剤１０を
直接供給するために、現像剤ポット１０′を、内部の現
像剤１０が前記近接部に現像剤溜１１を形成するように
取り付けられ、現像剤ポット１０′と前記現像剤回収部
材７との間には、前記現像剤回収部材７上の現像剤１０
をかき落とすスクレーパー１３が設けられ、現像剤ポッ
ト１０′と前記潜像保持体１との間には、現像剤１０が
漏れ出すのを防止するシール１２が設けられている。

【００３８】前記現像剤溜１１の中には、前記近接部近
くの前記潜像保持体１の表面に所定間隙を隔てて対向す
る帯電部材５が設けられ、この帯電部材５には、前記潜
像保持体１と前記帯電部材５間に直流電界と交番電界と
を形成する第２電界電源６が接続され、この第２電界電
源６は交流電源と直流電源との組合せで構成される。

【００３９】又、帯電部材と潜像保持体表面との対向間
隙は、図５に示すように平行間隙部分を有し、この平行
間隙部分の潜像保持体の移動方向の長さは０．５ｍｍか
ら１０ｍｍの範囲であり、この平行間隙部分の間隙は４
０μｍから２ｍｍの範囲である。

【００４０】そして、前記第２電界電源６のピーク・ツ
ー・ピーク電圧を、少なくとも前記帯電部材５と前記潜
像保持体１間の前記対向間隙の平行部分において、

【００４１】

【数４】

【００４２】Ｖ_max：交番電圧のピーク・ツー・ピー
ク電圧（Ｖ）ｆ：交番電圧の周波数（Ｈｚ）Ｄ：帯電部材と潜像保持体間の間隙（ｍ）ｑ／ｍ：現像剤の平均電荷量（クーロン／Ｋｇ）としている。

【００４３】又、前記現像剤溜１１の中には、現像剤供
給用電極ローラ３が、前記潜像保持体１に対向して設け
られ、この現像剤供給用電極ローラ３には第３電界電源
４が接続されている。

【００４４】紙１４は、潜像保持体１上に現像された現
像剤を転写チャージャー１５によって転写され、図示さ
れていない定着手段で紙１４上に定着される。転写を終
えた潜像保持体１は、クリーナー１６によって潜像保持
体１上に残留する現像剤を除去され、イレーサー１７に
よって潜像保持体１上に残留する電位を除去された後
に、帯電チャージャーによって帯電され、静電潜像形成
用光学系１９によって静電潜像を形成される。

【００４５】次に、本実施例の動作を図１、図３〜図５
に基づいて説明する。

【００４６】図１において、先ず、静電潜像形成用光学
系１９によって静電潜像を潜像保持体１の表面上に形成
する。この場合、画像部電位と非画像部電位とは、図４
に示すように、画像部電位は−１００Ｖ、非画像部電位
は−５００Ｖとする。

【００４７】現像剤ポット１０′内の現像剤１０を、潜
像保持体１と現像剤回収部材７との近接部の潜像保持体
１側から見た上流側の潜像保持体１の表面に直接供給し
て、前記近接部に現像剤溜１１を形成する。この場合、
磁性現像剤１０は、潜像保持体１が内包する第１磁界形
成手段２の磁界と、潜像保持体１に対向して回転してい
る現像剤供給用電極ローラ３に接続されている第１電界
電源４の電界とによって、潜像保持体１上に吸引供給さ
れ、現像剤溜１１を形成している。

【００４８】現像剤溜１１内の潜像保持体１の表面上
で、第２電界電源６によって、潜像保持体１と帯電部材
５間に交番電界を形成して磁性現像剤を振動させ、磁性
現像剤１０を帯電部材５及び潜像保持体１の表面に衝突
させたり、磁性現像剤１０同士を衝突させたりして−５
μＣ〜−１０μＣ／ｇに帯電させる。現像剤の帯電量に
は、交流回収バイアスと帯電量による往復の飛翔力が、
帯電した電荷の鏡像力と分子間力とによる潜像保持体へ
の現像剤の付着力を上回り、往復運動が可能な範囲とし
て、−０．５μＣ／ｇ〜−４０μＣ／ｇの範囲がある
が、本実施例では−５μＣ〜−１０μＣ／ｇに帯電す
る。この交番電界には直流電界を重畳することもある。

【００４９】そして、帯電部材が、潜像保持体表面に対
向間隙を隔てて対向しこの対向間隙の一部に平行間隙部
分を有する。この平行間隙部分では、帯電部材と潜像保
持体間の現像剤の往復運動が比較的に均一になり、現像
剤を均一に帯電することができる。

【００５０】又、電界電源が交番電界を形成するために
印加する交番電圧のピーク・ツー・ピーク電圧を、少な
くとも前記帯電部材と前記潜像保持体間の前記対向間隙
の一部にある平行間隙部分において、

【００５１】

【数５】

【００５２】になるようにしている。現像剤の振動によ
る帯電は、現像剤が未帯電であっても、現像剤は運搬中
に摩擦等で自然帯電するので、この自然帯電電荷に交番
電界が作用して、現像剤は帯電部材と潜像保持体間を往
復運動し始め、現像剤と帯電部材との接触によって、帯
電部材から電荷を受けて帯電し、又、潜像保持体と接触
したり、現像剤同志の接触や摩擦によって帯電する。従
って、現像剤を効率良く帯電するには、現像剤を交番電
界によって充分往復運動させ前記の接触や摩擦の機会を
多くする必要がある。上式の条件の交番電圧を加える
と、半数以上の現像剤が、帯電部材と潜像保持体間を往
復運動するので、現像剤と帯電部材や潜像保持体との接
触機会が充分になり、効率良く帯電できる。

【００５３】上式で、Ｖ_max：交番電圧のピーク・ツー
・ピーク電圧（Ｖ）ｆ：交番電圧の周波数（Ｈｚ）Ｄ：帯電部材と潜像保持体間の間隙（ｍ）ｑ／ｍ：現像剤の平均電荷量（クーロン／Ｋｇ）である。

【００５４】又、本発明の画像形成装置は、帯電部材と
潜像保持体間の対向間隙の一部にある平行間隙部分の長
さが、０．５ｍｍから１０ｍｍの範囲である。現像剤の
帯電量は現像剤が往復運動して帯電する前記平行間隙部
分の長さによって決まる。この長さが短すぎると帯電不
足になり、長すぎると帯電過剰になる。長さが、０．５
ｍｍから１０ｍｍの範囲が適している。

【００５５】又、本発明の画像形成装置は、帯電部材と
潜像保持体間の対向間隙の一部にある平行間隙部分の間
隙が、４０μｍから２ｍｍの範囲である。現像剤の往復
運動が活発である程、現像剤の帯電効率が向上する。平
行間隙部分の最小間隙が狭すぎると現像剤が活発に往復
運動できず現像剤の空間密度が過大になって運動が抑制
され帯電不足になる。平行間隙部分の最小間隙が広すぎ
ると現像剤が帯電部材と潜像保持体間の対向間隙を往復
するのが困難になり現像剤の空間密度が過疎になって帯
電が抑制され帯電不足になる。平行間隙部分の間隙が、
１００μｍから２ｍｍの範囲が適している。

【００５６】現像剤１０が磁性の場合には、第１磁界形
成手段２と第２磁界形成手段９とが潜像保持体１と現像
剤回収部材７間に形成する磁束によって、図３に示すよ
うに、磁性現像剤１０を潜像保持体１と現像剤回収部材
７との対向間隙に磁性現像剤穂１０″として吸引して拘
束保持する。そして、この対向間隙では、潜像保持体１
の表面と現像剤回収部材７の表面とが反対方向に移動し
ているので、磁性現像剤１０の随伴流２１が形成され
る。前記の磁性現像剤穂１０″部分の現像剤量は磁束密
度によって決まる量に維持される性質があるので、前記
随伴流２１によって、磁性現像剤穂１０″の潜像保持体
１側の部分が持ち去られても、持ち去られたと同量の現
像剤１０が補給され、磁性現像剤穂１０″部分には、常
に、一定量の現像剤１０が存在し、現像のために磁性現
像剤穂１０″から供給される現像剤量が所定量に安定す
る。そして、図４に示すような、直流電位−３５０Ｖ
に、ピーク・ツー・ピーク電圧１５００Ｖの交番矩形電
位を重畳した交流回収バイアスによって、図３に示すよ
うに、磁性現像剤１０を、潜像保持体１と現像剤回収部
材７間の対向間隙で往復運動２２させる。この交流回収
バイアスの波形は、正弦波、三角波、矩形波等が使用で
きるが、矩形波が効率が良いので、矩形波を採用すると
良い。又、ピーク・ツー・ピーク電圧は、良好な画像が
得られ且つ放電が起こらない５００Ｖ〜２０００Ｖの範
囲を使用できる。又、周波数は、１００Ｈｚ〜１０ｋＨ
ｚの範囲が使用できるが、必要な往復回数が得られる５
００Ｈｚから、現像剤１０が往復運動２２に充分追随で
きる３ｋＨｚまでが望ましい。そして、前記随伴流２１
と前記往復運動２２との相乗作用によって、磁性現像剤
１０の循環流２３が形成され、磁性現像剤１０を対向間
隙で循環する滞留部が形成される。交流回収バイアス
は、対向間隙内で循環し滞留している滞留部の磁性現像
剤を往復運動２２させるので、磁性現像剤１０は繰り返
し往復運動２２を行うことになり、未帯電の磁性現像剤
１０が存在する場合でも、その未帯電の磁性現像剤１０
が、帯電済の磁性現像剤１０の往復運動２２に伴って繰
り返し往復運動２２し、相互摩擦及び現像剤回収部材７
との接触によって充分に帯電することができる。

【００５７】又、磁性現像剤１０の上記の往復運動２２
の繰り返しによって、磁性現像剤１０は粒子が一つ一つ
に分散して活発に運動し、たとえ未帯電で静電潜像の非
画像部分に付着し電気的回収力が働かない磁性現像剤１
０があったとしても、これを弾き飛ばしてカブリを無く
する。

【００５８】又、交流回収バイアスによる磁性現像剤１
０の往復運動２２は、図４に示すように、画像部分にお
いて、ピーク・ツー・ピーク電圧１５００Ｖの交番矩形
電位の負側のピークである−１１００Ｖでは磁性現像剤
１０の画像部分への往路は１０００Ｖの電位差で飛翔
し、交番矩形電位の正側のピークである４００Ｖでは磁
性現像剤１０の画像部分からの復路は５００Ｖの電位差
で飛翔するので、一往復でこれらの電位差の差分だけ、
磁性現像剤１０は画像部分に移動して作像が進み、非画
像部分において、ピーク・ツー・ピーク電圧１５００Ｖ
の交番矩形電位の負側のピークである−１１００Ｖでは
磁性現像剤１０の非画像部分への往路は６００Ｖの電位
差で飛翔し、交番矩形電位の正側のピークである４００
Ｖでは磁性現像剤１０の非画像部分からの復路は９００
Ｖの電位差で飛翔するので、一往復でこれらの電位差の
差分だけ、磁性現像剤１０は非画像部分から回収される
が、前記の弾き飛ばし作用との相乗作用で、繊細な画像
でもカブリなく正確に現像できる。

【００５９】そして、潜像保持体１の回転によって潜像
保持体１の表面上の静電潜像と現像剤回収部材７間の間
隙が大きくなると、電界強度が徐々に減衰し、これに伴
って磁性現像剤１０の運動が減衰して、現像が終了す
る。

【００６０】現像剤回収部材７の表面が、潜像保持体１
の表面と逆方向に移動し、潜像保持体１と現像剤回収部
材７との対向間隙に、両者間に亘る磁束があるので、現
像に余剰の磁性現像剤１０と、間隙が大きくなった潜像
保持体１と現像剤回収部材７間に浮遊している磁性現像
剤１０とは、現像剤回収部材７に回収され易く、現像剤
回収部材７の回転によって現像剤溜１１に戻るので、磁
性現像剤１０のロスが少なく、磁性現像剤１０が外部に
飛び散ることを防止できる。

【００６１】又、図３に示すように、現像剤回収部材７
に回収され、現像剤回収部材７の回転による随伴流２１
となって、磁性現像剤穂１０″部分に戻った現像剤１０
の一部は、磁性現像剤穂１０″部分で、磁性現像剤穂１
０″の一部分になり、再び、潜像保持体１の回転による
随伴流２１になり、循環流２３に供給される。

【００６２】本発明の画像形成方法は、上記の実施例に
限らず種々の態様が可能である。例えば、実施例では、
帯電は、第２電界形成手段７が、潜像保持体１と帯電部
材５間に交番電界を形成して現像剤１０を振動させて行
っているが、第２電界電源６を省略し、潜像保持体１と
帯電部材５間で、現像剤を摺擦させて帯電しても良い。
又、コロナ放電器を用いて帯電しても良いが、静電潜像
を乱さずに現像剤のみを帯電するのは難しく、あまり好
ましくはない。

【００６３】又、実施例では、潜像保持体１の表面の静
電潜像の非画像部分に付着している現像剤１０を回収す
るのに、第３電界電源８の交流回収バイアスを使用した
が、これ以外に、第３電界電源８の直流回収バイアスを
使用したり、第２磁界形成手段４の磁界を使用すること
もできる。

【００６４】この回収に直流回収バイアスを形成する第
３電界電源８を現像剤回収手段の一部として使用する場
合には、潜像保持体１の表面に供給された現像剤１０
が、潜像保持体１と現像剤回収部材７間で受ける力は、
分子間力と、鏡像力と、電界力、即ち、潜像電位と回収
バイアス電位と現像剤の帯電電荷間のクーロン力とであ
り、この中の、分子間量と鏡像力とは、潜像の画像部分
と非画像部分とを問わず略一定なので、直流バイアスに
よって変化する電界力が、非画像部分では現像剤が回収
されるような大きさになり、画像部分では現像剤が潜像
上に残るような大きさになる直流回収バイアスを印加す
ることによって、非画像部分の現像剤の回収が行われ
る。

【００６５】又、磁性現像剤１０の回収に磁界を形成す
る第２磁界形成手段９を現像剤回収手段の一部として使
用する場合には、潜像保持体１の表面に供給された現像
剤１０が、潜像保持体１と現像剤回収部材７間で受ける
力は、分子間力と、鏡像力と、電界力、即ち、潜像電位
と回収バイアス電位と現像剤の帯電電荷間のクーロン力
と、磁界力、即ち、第２磁界形成手段９と磁性現像剤間
の磁気吸引力とであり、この中の、分子間量と鏡像力と
は、潜像の画像部分と非画像部分とを問わず略一定なの
で、電界力と磁気力とが、非画像部分では現像剤が回収
されるような大きさになり、画像部分では現像剤が潜像
上に残るような大きさになる磁界を形成することによっ
て、非画像部分の現像剤の回収が行われる。

【００６６】尚、何れの回収の場合にも、潜像保持体１
の回転方向と現像剤回収部材７の回転方向とは同方向で
も反対方向でも良い。

【００６７】

【発明の効果】本発明の画像形成装置は、潜像保持体表
面の静電潜像全面に現像剤を供給し、この現像剤を潜像
保持体の表面上で帯電し、最後に、静電潜像全面に供給
した現像剤から非画像部分に付着している現像剤を回収
することに特徴があり、次の効果を奏する。

【００６８】現像剤供給手段は、潜像保持体表面の静電
潜像全面に多量の現像剤を供給するので、特に供給量を
制御しないでも、現像剤の供給ムラや供給不足を解消す
るに充分な量の現像剤を潜像保持体表面の静電潜像全面
に供給し載せる作用があり、スリーブゴースト現象を解
消できると共に、現像剤の供給量を一定量に規定してい
る従来技術の現像剤担持体とは異なり、現像剤担持体上
に極めて均一な現像剤層を形成するための処理と精密制
御機構が不要になり、画像形成装置が小型化し、コスト
安になる。

【００６９】帯電部材と電界電源とは、現像剤を絶縁性
が高い潜像保持体の表面上で帯電させるので、高温・高
湿で現像剤の電荷がリークし易い雰囲気であっても、リ
ークの影響が極めて少なく、帯電した規定量の帯電電荷
の効果が確実に現像に作用し、高解像度の現像と転写の
安定化が可能になる。

【００７０】又、振動によって、現像剤の凝集体が分散
されるだけではなく、現像剤が潜像保持体の表面上で移
動して、その量が潜像保持体の表面上で均一分布化さ
れ、且つ、帯電した現像剤が、長時間、潜像保持体の表
面の静電潜像に接触するので、静電潜像に忠実な優れた
画像が得られる。

【００７１】そして、帯電部材と潜像保持体との対向間
隙の一部に平行間隙部分を有するので、現像剤が均一に
帯電する。

【００７２】又、本発明の画像形成装置は、帯電を行う
交番電圧のピーク・ツー・ピーク電圧を、少なくとも前
記帯電部材と前記潜像保持体間の前記対向間隙の一部に
おいて、

【００７３】

【数６】

【００７４】になるようにしているので、半数以上の現
像剤が、帯電部材と潜像保持体間を往復運動し、現像剤
と帯電部材や潜像保持体との接触機会が充分にあり、効
率良く帯電できる。

【００７５】又、本発明の画像形成装置は、帯電部材と
潜像保持体間の対向間隙の一部にある平行間隙部分の長
さが、０．５ｍｍから１０ｍｍの範囲なので、現像剤が
適正に帯電する。

【００７６】又、本発明の画像形成装置は、帯電部材と
潜像保持体間の対向間隙の一部にある平行間隙部分の間
隙が、４０μｍから２ｍｍの範囲なので、現像剤が適正
に帯電する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の１実施例の断面図であ
る。

【図２】本発明の画像形成装置の基本的な構成図であ
る。

【図３】図１の動作を示す一部拡大図である。

【図４】図１の動作の１例を示す動作図である。

【図５】図１の帯電部材の形状を示す断面図である。

【図６】スリーブゴーストの発生原理図である。

【符号の説明】

１潜像保持体２第１磁界形成手段（現像剤供給手段）３現像剤供給用電極ローラ４第１電界電源５帯電部材６第２電界電源（電界電源）７現像剤回収部材８第３電界電源９第２磁界形成手段１０現像剤１０′ 現像剤ポット１０″ 磁性現像剤穂１１現像剤溜２１随伴流２２往復運動２３循環流

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に静電潜像を保持して移動する潜像
保持体と、前記潜像保持体表面の静電潜像全面に現像剤
を直接供給する現像剤供給手段と、前記潜像保持体表面
に対向間隙を隔てて対向しこの対向間隙の一部に平行間
隙部分を有する帯電部材と、この帯電部材と前記潜像保
持体間の前記対向間隙に交番電界を形成し前記潜像保持
体表面の静電潜像全面に供給され前記潜像保持体表面に
随伴して前記対向間隙を通過する現像剤を前記潜像保持
体の表面上で帯電する電界電源と、前記潜像保持体の表
面の前記静電潜像の非画像部分に付着している現像剤を
回収する現像剤回収手段とを有することを特徴とする画
像形成装置。
【請求項２】電界電源が交番電界を形成するために印
加する交番電圧のピーク・ツー・ピーク電圧が、少なく
とも帯電部材と潜像保持体間の対向間隙の一部にある平
行間隙部分において、【数１】Ｖ_max：交番電圧のピーク・ツー・ピーク電圧（Ｖ）ｆ：交番電圧の周波数（Ｈｚ）Ｄ：帯電部材と潜像保持体間の間隙（ｍ）ｑ／ｍ：現像剤の平均電荷量（クーロン／Ｋｇ）である請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】帯電部材と潜像保持体間の対向間隙の一
部にある平行間隙部分の長さが、０．５ｍｍから１０ｍ
ｍの範囲である請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】帯電部材と潜像保持体間の対向間隙の一
部にある平行間隙部分の間隙が、４０μｍから２ｍｍの
範囲である請求項１、２又は３に記載の画像形成装置。