JPH06110315A - 画像形成装置 - Google Patents

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の表面に所定間隙を隔てて対向する帯電部材５
と、この帯電部材５と前記潜像保持体１間に交番電界を
形成して現像剤１０を振動し帯電する電界電源６と、前
記帯電部材５と前記潜像保持体１との対向面の少なくと
も一方の面に現像剤１０が付着するのを防止する現像剤
付着防止手段２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７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、現像剤担持体上での帯電は、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所定間隙を隔てて対向する帯電部
材と、この帯電部材と前記潜像保持体間に交番電界を形
成して現像剤を振動し帯電する電界電源と、前記帯電部
材と前記潜像保持体との対向面の少なくとも一方の面に
現像剤が付着するのを防止する現像剤付着防止手段と、
前記潜像保持体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、現像剤は磁性現像剤で、潜像保持体
に内包され、少なくとも前記潜像保持体と帯電部材との
対向部分に磁界を形成する固定磁石を配し、この固定磁
石の磁気吸引力により現像剤を前記潜像保持体と前記帯
電部材との対向面の一方に摺擦せしめ、現像剤を前記対
向面の他方へ付着するのを防止することが好適である。

【００１５】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との対向面の
少なくとも一方に現像剤の付着を防止する付着防止層を
設けることが好適である。

【００１６】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、付着防止層は、粗面化処理層である
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、付着防止層は、フッ素原子を含む不
活性樹脂層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、電界電源は、帯電部材と潜像保持体
間に形成した交番電界によって、前記帯電部材と前記潜
像保持体の対向面間において現像剤を往復運動して帯電
し、この往復運動によって、前記対向面の少なくとも一
方の面に付着する現像剤を弾き飛ばして前記現像剤が前
記対向面に付着するのを防止す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に載せてから潜像保持体
表面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、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。

【００２３】又、摺擦や振動によって、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】又、現像剤付着防止手段が、帯電部材と潜
像保持体との対向面の少なくとも一方に現像剤が付着す
るのを防止する。その結果、現像剤が付着していない方
の対向面は、常に、帯電のために接触してくる現像剤に
直接接触するので、現像剤と前記対向面間での電荷の授
受の効率が良く、帯電効率が向上する。

【００２５】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。

【００２６】又、本発明の画像形成装置は、現像剤が磁
性現像剤の場合、潜像保持体に内包され、少なくとも前
記潜像保持体と帯電部材との対向部分に磁界を形成する
固定磁石の磁気力によって、磁性現像剤を吸引して、前
記磁性現像剤を前記潜像保持体表面に吸引すると、この
磁性現像剤と前記潜像保持体表面間の摺擦力が大きくな
り摺擦による帯電効率が向上する。そして、この磁気吸
引力は、前記潜像保持体の対向面の前記帯電部材から磁
性現像剤を吸引するので、前記帯電部材表面に磁性現像
剤が付着するのを防止し、その結果、前記帯電部材の表
面は、常に、接触してくる磁性現像剤に直接接触し、現
像剤と前記帯電部材表面間での電荷の授受が効率良く、
帯電効率を向上する。

【００２７】又、本発明の画像形成装置は、帯電部材と
潜像保持体との対向面の少なくとも一方に現像剤の付着
を防止する付着防止層を設けると、この対向面は、表面
に現像剤が付着するのを防止し、その結果、この対向面
は現像剤粒子に覆われることがなく、交番電界で往復運
動して接触してくる現像剤に、常に、直接接触し、現像
剤とこの対向面間での電荷の授受が効率良く、帯電効率
を向上する。

【００２８】又、本発明の画像形成装置は、帯電部材と
潜像保持体との対向面の少なくとも一方が粗面化処理層
からなる付着防止層を有する。この粗面化処理層に、帯
電した現像剤が接触すると、粗面化処理層の突起部が、
現像剤粒子を面から浮かして支えることになり、平滑面
で現像剤が面から浮かない場合に比べて、現像剤粒子が
面から離れているので、鏡像力も分子間力も小さくな
り、現像剤粒子の対向面に対する付着力が小さくなり、
付着防止作用が得られ、その結果、この対向面は現像剤
粒子に覆われることがなく、交番電界で往復運動して接
触してくる現像剤に、常に、直接接触し、現像剤とこの
対向面間での電荷授受の効率が良く、帯電効率を向上す
ることができる。

【００２９】又、本発明の画像形成装置は、帯電部材と
潜像保持体との対向面の少なくとも一方がフッ素原子を
含む不活性樹脂層からなる付着防止層を有する。この不
活性樹脂層には、帯電した現像剤が接触しても、付着し
難く、その結果、この対向面は現像剤粒子に覆われるこ
とがなく、交番電界で往復運動して接触してくる現像剤
に、常に、直接接触し、現像剤とこの対向面間での電荷
授受の効率が良く、帯電効率を向上することができる。

【００３０】又、本発明の画像形成装置は、電界電源
が、帯電部材と潜像保持体間に形成した交番電界によっ
て、前記帯電部材と前記潜像保持体の対向面間において
現像剤を往復運動して帯電する。この場合、現像剤はこ
の往復運動によって前記対向面に衝突するが、このとき
の衝突のエネルギで、前記対向面に付着している現像剤
を弾き飛ばすので、前記対向面に付着している現像剤が
なくなり、その結果、この対向面は現像剤粒子に覆われ
ることがなく、交番電界で往復運動して接触してくる現
像剤に、常に、直接接触し、現像剤とこの対向面間での
電荷授受の効率が良く、帯電効率を向上することができ
る。

【００３１】

【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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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、図６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つけている。

【００３６】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。

【００３７】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、図５に
示すように、表面に付着防止層５′を設けると共に、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。又、現像剤が磁性現像剤の場合には、前記第１磁界
形成手段２が前記潜像保持体１と前記帯電部材５間に磁
界を形成し、この磁界が、前記潜像保持体１と前記帯電
部材５間の磁性現像剤を前記潜像保持体１側に吸引す
る。又、前記付着防止層５′は、図６に示す粗面化処理
層５″又はフッ素原子を含む不活性樹脂層である。前記
粗面化処理層５″は、帯電部材５が金属又は導電性樹脂
からなり、サンドブラスト又はバフ掛け等によって現像
剤粒子径よりも小さい間隔で微小な突起を有するように
粗面化されている。

【００３８】摩擦帯電は、絶縁体との接触よりも導電体
との接触の方が効率良く行なわれることから、現像剤を
帯電させる場合にも、現像剤を絶縁性が高い潜像保持体
に接触させるよりは、帯電部材を導電性として、現像剤
と帯電部剤との接触機会を向上させる方が望ましい。従
って、現像剤の付着を防止する際には、潜像保持体表面
よりはむしろ帯電部材表面に付着しないようにすること
が望ましい。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】次に、本実施例の動作を図１、図３〜図６
に基づいて説明する。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】又、帯電工程で、現像剤が磁性現像剤の場
合には、前記第１磁界形成手段２が前記潜像保持体１と
前記帯電部材５間に磁界を形成し、この磁界が、前記潜
像保持体１と前記帯電部材５間の磁性現像剤１０を前記
潜像保持体１側に吸引するので、この磁性現像剤１０と
前記潜像保持体１の表面間の摺擦力が大きくなり摺擦に
よる帯電効率が向上する。そして、この磁気吸引力は、
前記潜像保持体１の対向面の前記帯電部材５から磁性現
像剤１０を吸引するので、前記帯電部材５の表面に磁性
現像剤１０が付着するのを防止し、その結果、前記帯電
部材５の表面は、常に、接触してくる磁性現像剤１０に
直接接触し、現像剤１０と前記帯電部材５の表面間での
電荷授受の効率が良く、帯電効率を向上する。

【００４６】又、前記付着防止層５′は、図６に示す粗
面化処理層５″又はフッ素原子を含む不活性樹脂層であ
る。

【００４７】前記付着防止層５′が図６に示す粗面化処
理層５″の場合、帯電した現像剤が粗面化処理層５″に
接触すると、粗面化処理層５″の突起部が、現像剤粒子
１０を面から浮かして支えることになり、平滑面で現像
剤粒子１０が面から浮かない場合に比べて、現像剤粒子
１０が面から離れているので、鏡像力も分子間力も小さ
くなり、現像剤粒子１０の対向面に対する付着力が小さ
くなり、付着防止作用が得られ、その結果、この対向面
は現像剤粒子１０に覆われることがなく、交番電界で往
復運動して接触してくる現像剤１０に、常に、直接接触
し、現像剤１０とこの対向面間での電荷授受の効率が良
く、帯電効率を向上することができる。

【００４８】前記付着防止層５′がフッ素原子を含む不
活性樹脂層の場合、この不活性樹脂層には、帯電した現
像剤１０が接触しても、付着し難く、その結果、この対
向面は現像剤粒子１０に覆われることがなく、交番電界
で往復運動して接触してくる現像剤１０に、常に、直接
接触し、現像剤１０とこの対向面間での電荷授受の効率
が良く、帯電効率を向上することができる。

【００４９】又、電界電源６が、帯電部材５と潜像保持
体１間に形成する交番電界によって、前記帯電部材５と
前記潜像保持体１の対向面間において現像剤１０を往復
運動して帯電する。この場合、現像剤１０はこの往復運
動によって前記対向面に衝突するが、このときの衝突の
エネルギで、前記対向面に付着している現像剤１０を弾
き飛ばすので、前記対向面に付着している現像剤１０が
なくなり、その結果、この対向面は現像剤粒子１０に覆
われることがなく、交番電界で往復運動して接触してく
る現像剤１０に、常に、直接接触し、現像剤１０とこの
対向面間での電荷授受の効率が良く、帯電効率を向上す
ることができる。

【００５０】又、現像剤１０が磁性現像剤の場合には、
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−３
５０Ｖ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〜２０００
Ｖの範囲を使用できる。又、周波数は、１００Ｈｚ〜１
０ｋＨｚの範囲が使用できるが、必要な往復回数が得ら
れる５００Ｈｚ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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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１０の帯電電荷間のクーロン力と
であり、この中の、分子間力と鏡像力とは、潜像の画像
部分と非画像部分とを問わず略一定なので、直流回収バ
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なわ
れる。

【００５９】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
と現像剤１０の帯電電荷間のクーロン力と、磁気力、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、分子間力と鏡像力とは、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
になる磁気を形成することによって、非画像部分の現像
剤の回収が行なわれる。

【００６０】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。

【００６１】

【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。

【００６２】現像剤供給手段は、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。

【００６３】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。

【００６４】又、摺擦や振動によって、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。

【００６５】又、現像剤付着防止手段が、帯電部材と潜
像保持体との対向面の少なくとも一方に現像剤が付着す
るのを防止するので、現像剤と前記対向面間での電荷授
受の効率が良く、帯電効率が向上する。

【００６６】又、本発明の画像形成装置は、現像剤が磁
性現像剤の場合、潜像保持体に内包された固定磁石の磁
気力によって、磁性現像剤を潜像保持体表面に吸引し、
この磁性現像剤と前記潜像保持体表面間の摺擦力を大き
くして摺擦による帯電効率を向上する。そして又、この
磁気吸引力は、前記帯電部材から磁性現像剤を吸引する
ので、前記帯電部材表面に磁性現像剤が付着するのを防
止し、その結果、前記帯電部材の表面は、常に、交番電
界で往復運動して接触してくる磁性現像剤に直接接触
し、現像剤と前記帯電部材表面間での電荷授受の効率が
良く、帯電効率を向上する。

【００６７】又、本発明の画像形成装置は、帯電部材と
潜像保持体との対向面の少なくとも一方に現像剤の付着
を防止する付着防止層があるので、この対向面は現像剤
粒子に覆われることがなく、常に、交番電界で往復運動
して接触してくる現像剤に直接接触し、現像剤とこの対
向面間での電荷授受の効率が良く、帯電効率を向上す
る。

【００６８】又、本発明の画像形成装置は、帯電部材と
潜像保持体との対向面の少なくとも一方が粗面化処理層
からなる付着防止層を有すので、この対向面は現像剤粒
子に覆われることがなく、交番電界で往復運動して接触
してくる現像剤に、常に、直接接触し、現像剤とこの対
向面間での電荷授受の効率が良く、帯電効率を向上する
ことができる。

【００６９】又、本発明の画像形成装置は、帯電部材と
潜像保持体との対向面の少なくとも一方がフッ素原子を
含む不活性樹脂層からなる付着防止層を有するので、こ
の対向面は現像剤粒子に覆われることがなく、交番電界
で往復運動して接触してくる現像剤に、常に、直接接触
し、現像剤とこの対向面間での電荷授受の効率が良く、
帯電効率を向上することができる。

【００７０】又、本発明の画像形成装置は、電界電源
が、帯電部材と潜像保持体間に形成した交番電界によっ
て、前記帯電部材と前記潜像保持体の対向面間において
現像剤を往復運動して帯電し、このときの衝突のエネル
ギで、前記対向面に付着している現像剤を弾き飛ばすの
で、前記対向面に付着している現像剤がなくなり、その
結果、この対向面は現像剤粒子に覆われることがなく、
交番電界で往復運動して接触してくる現像剤に、常に、
直接接触し、現像剤とこの対向面間での電荷授受の効率
が良く、帯電効率を向上することができる。

【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の帯電部材と付着防止層の１例の断面図で
ある。

【図６】図１の帯電部材と付着防止層の他の例の断面図
である。

【図７】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、固定磁石、現
像剤付着防止手段） ３ 現像剤供給用電極ローラ ４ 第１電界電源 ５ 帯電部材 ５′ 付着防止層 ５″ 粗面化処理層 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 (6)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   に所定間隙を隔てて対向する帯電部材と、この帯電部材
   と前記潜像保持体間に交番電界を形成して現像剤を振動
   し帯電する電界電源と、前記帯電部材と前記潜像保持体
   との対向面の少なくとも一方の面に現像剤が付着するの
   を防止する現像剤付着防止手段と、前記潜像保持体表面
   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。
2. 【請求項２】 現像剤は磁性現像剤で、潜像保持体に内
   包され、少なくとも前記潜像保持体と帯電部材との対向
   部分に磁界を形成する固定磁石を配し、この固定磁石の
   磁気吸引力により現像剤を前記潜像保持体と前記帯電部
   材との対向面の一方に摺擦せしめ、現像剤を前記対向面
   の他方へ付着するのを防止する請求項１に記載の画像形
   成装置。
3. 【請求項３】 帯電部材と潜像保持体との対向面の少な
   くとも一方に現像剤の付着を防止する付着防止層を設け
   る請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 付着防止層は、粗面化処理層である請求
   項３に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 付着防止層は、フッ素原子を含む不活性
   樹脂層である請求項３又は４に記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 電界電源は、帯電部材と潜像保持体間に
   形成した交番電界によって、前記帯電部材と前記潜像保
   持体の対向面間において現像剤を往復運動して帯電し、
   この往復運動によって、前記対向面の少なくとも一方の
   面に付着する現像剤を弾き飛ばして前記現像剤が前記対
   向面に付着するのを防止する請求項１、２、３、４又は
   ５に記載の画像形成装置。