JPH06110319A - 帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像剤を設定通りにむらなく安定して帯電さ
せられるようにする。 【構成】 帯電部材対１、３１の対向部分の少なくとも
一部で、前記帯電部材対１、３１間に印加する振動電圧
の大きさが、 【数５】 ただし、Ｖｍａｘ：振動電圧のピーク・ツー・ピーク
〔Ｖ〕 ｆ： 振動電圧の周波数 〔Ｈｚ〕 Ｄ： 帯電部材対間の間隙 〔ｍ〕 ｑ／ｍ： 現像剤の平均帯電量 〔Ｃ
／ｋｇ〕 であるように設定したことを特徴とする。

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される電子写真方式の画像形成装置
において、現像剤で潜像を現像するために、現像剤を帯
電させる帯電装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以前から、この種画像形成装置の現像方
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】そして従来、現像剤は現像剤担持体上に担
持して潜像保持体との対向部に搬送、供給し、現像剤担
持体と潜像保持体間に働かせた現像バイアス電圧によっ
て、現像剤担持体により供給する現像剤を潜像保持体上
の画像部分に付着させて現像することが、１成分現像剤
と２成分現像剤との別なく一般に行われている。

【０００５】これを１成分現像剤にて実現する場合、特
公昭６３−４２２５６号公報等で知られているように、
現像剤担持体上に供給された現像剤を層規制部材によっ
て所定の薄層に層厚規制すると共に、この層厚規制の際
に現像剤に生じるストレスや相互摩擦により、現像剤を
所定の極性および電荷量に帯電させるのが一般的であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、現像剤担持体
上での現像剤の層厚規制によって現像剤を帯電させるの
では、現像剤に過剰なストレスが掛かって劣化するよう
なことを回避する必要があり、現像剤を充分に帯電させ
にくく、現像剤の帯電不足によって現像剤の帯電電荷を
利用した現像が適正に達成されないことがある。

【０００７】また充分な帯電を得るようにすると、現像
剤が早期に劣化しこれが現像性能の低下をもたらす。こ
れを回避するには現像剤を早期に交換しなければならな
い不便と、現像剤の消費量が増大する不利がある。

【０００８】また現像剤担持体による現像剤の供給方式
では、いわゆるスリーブゴースト現象による層厚のムラ
が生じる。

【０００９】これについて説明すると、図５に示すよう
に、現像剤担持体１０１上の層規制後の現像剤層１０３
において、前回の現像で例えば潜像保持体１０２上のベ
タ画像に対して、現像剤が移行して付着し消費されるこ
とにより生じた穴部分１０６は、現像後の現像剤層１０
３上に現像剤を再付着させる場合に、この穴部分１０６
への再付着量が現像剤１００をブレード１０７で層規制
されるほどには供給され得ず、現像剤層１００を再付着
した後にも履歴穴１０４として残る。

【００１０】したがって現像層１０３は履歴穴１０４の
部分で薄くなる。この薄くなった部分から現像剤の供給
を受けた画像部分の現像剤量が不足し、不足部分１０５
が発生して、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、画像濃度に不均一をもたらし
問題となるが、この他にも前記現像剤の層厚が不均一な
ことにより現像剤が層厚規制されるときに現像剤に及ぼ
されるストレスや相互摩擦にも不均一が生じるので、現
像剤の帯電むらの原因になり、帯電不足や未帯電現像剤
の増大を招き、現像性能の低下をもたらす。

【００１１】また現像剤担持体は、現像バイアス電圧を
印加する関係上、また現像剤担持体上にて現像剤を帯電
させる関係上、導電性であるので、現像剤担持体に担持
して搬送され現像に供される現像剤の帯電電荷は、現像
剤担持体による前記搬送過程にて現像剤担持体を通じて
リークしやすいので、帯電電荷が不足していることが多
々あるが、現像剤担持体上での現像剤の帯電ではこれを
回避し難い。

【００１２】そして現像剤の帯電電荷のリークは環境湿
度が高くなるほど顕著になるので、現像性能が環境に大
きく左右され安定性が損なわれる。

【００１３】一方、現像剤担持体とこれに対向させた帯
電部材とがなす帯電部材対間に振動電界を形成して、こ
の間を通る現像剤を強制的に振動させ、現像剤と帯電部
材との接触や、現像剤の相互摩擦を図って、現像剤を所
定の範囲で所定の時間だけ帯電処理することも提案され
ている。

【００１４】これによると、前記層厚規制にて現像剤を
帯電させる場合の問題は解消される。

【００１５】しかし現像剤を単に振動させるだけでは、
現像剤の安定した帯電は図り難くく、ときとして帯電不
足、帯電むらが生じ現像性能に影響する。

【００１６】そこで本発明は、振動電界による帯電が、
現像剤担持体上にとらわれずに、充分に、安定して達成
され、前記従来のような問題を解消できる帯電装置を提
供することを課題とするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記のような課
題を達成するために、対向する帯電部材対と、前記帯電
部材対間に振動電界を形成する電界形成手段と、前記帯
電部材対間に現像剤を供給し、通過させる現像剤供給手
段とを備え、前記帯電部材対間に印加される振動電圧の
大きさが、

【００１８】

【数２】

【００１９】ただし、Ｖｍａｘ：振動電圧のピーク・ツ
ー・ピーク 〔Ｖ〕 ｆ： 振動電圧の周波数 〔Ｈｚ〕 Ｄ： 帯電部材対間の間隙 〔ｍ〕 ｑ／ｍ： 現像剤の平均帯電量 〔Ｃ
／ｋｇ〕 であるように設定したことを特徴とするものである。

【００２０】帯電部材対は、潜像を保持して移動する潜
像保持体と、これに対向した帯電部材とであるのが好適
である。

【００２１】

【作用】本発明の上記構成によれば、帯電部材対間に
は、電界形成手段によって帯電部材対の一方から他方に
向く電界と、他方から一方に向く電界とが交番的に生じ
る振動電界が形成され、現像剤供給手段により帯電部材
対間に供給され通過させられる現像剤の内の自然帯電現
像剤が前記振動電界に反応して、電界の向きの変化に応
じ帯電部材対間を往復移動され始め、これが帯電部材と
接触して電荷を受けるとともに、他の現像剤との接触に
よりこの他の現像剤にも電荷を与えて前記振動電界に反
応させていき、これが全体に波及することにより前記帯
電部材対間に供給され通過していく現像剤が所定の極性
および電荷量に帯電されるようにすることができる。

【００２２】特に帯電部材対間に印加される振動電圧の
大きさが、

【００２３】

【数３】

【００２４】ただし、Ｖｍａｘ：振動電圧のピーク・ツ
ー・ピーク 〔Ｖ〕 ｆ： 振動電圧の周波数 〔Ｈｚ〕 Ｄ： 帯電部材対間の間隙 〔ｍ〕 ｑ／ｍ： 現像剤の平均帯電量 〔Ｃ
／ｋｇ〕 であるような振動電界であることにより、低帯電状態の
自然帯電現像剤であってもこれを振動電界によく反応さ
せて、帯電部材対間の設定間隙Ｄを、振動電圧の設定周
波数ｆに対応した振動回数をもって確実に往復運動させ
るので、現像剤のほぼ半数以上が帯電部材対間を往復運
動されるようにして現像剤の帯電部材の接触および現像
剤同志の接触の機会を増大し現像剤を設定通りにむらな
く安定して帯電させることができる。

【００２５】帯電部材対が潜像を保持して移動する潜像
保持体とこれに対向した帯電部材とであると、現像剤が
絶縁体である潜像保持体上で帯電されて即現像に供され
るので、現像時点までの電荷のリークがなく設定帯電量
のままでの現像を保証することができる。しかも潜像保
持体は前記移動により現像剤を前記帯電部材対間に導
入、通過させる現像剤供給機能をも奏することができ
る。

【００２６】

【実施例】本発明の第１の実施例としての帯電装置を備
えた画像形成装置について図１〜図４を参照しながら以
下説明する。

【００２７】図１は本実施例の画像形成装置の概略構成
を示している。

【００２８】図１に示すように潜像保持体としての感光
体ドラム１が矢印ａで示す方向に回転駆動されるように
設けられている。

【００２９】この感光体ドラム１は帯電チャージャ２に
よって表面を一様に帯電され、この帯電後の表面に画像
信号光３の照射を受けて潜像を形成する。

【００３０】この潜像は現像器４によりトナー現像され
て顕像化したトナー像となる。感光体ドラム１上のトナ
ー像はこれとのタイミングをとって搬送されてくるシー
ト５上へ転写チャージャ６によって転写される。

【００３１】転写後のシート５は図示しない定着器によ
って定着処理され、画像形成を終える。

【００３２】現像器４は１成分現像剤を使用するもので
あり、本実施例では特に磁性現像剤を採用している。現
像器４は図２に示しているように、大別して、感光体ド
ラム１の潜像保持面に直接現像剤１１を供給する現像剤
供給手段１２、感光体ドラム１の表面に供給された現像
剤１１を感光体ドラム１上で振動電界により帯電させる
帯電手段１３、および感光体ドラム１上の非画像部に付
着している現像剤１１を回収する回収手段１４を備えて
いる。

【００３３】現像剤供給手段１２は、現像剤１１を収容
したホッパ２１の開口２２を直接感光体ドラム１の潜像
保持面に対向させている。これによってホッパ２１内に
収容されて大きな溜りをなしている現像剤１１は、重力
によって開口２２を通じ自然流出しようとして、前記溜
りをなしたまま感光体ドラム１の潜像保持面上に直接供
給されて、感光体ドラム１の回転方向の広範囲にベタ接
触する。

【００３４】開口２２の感光体ドラム１の回転方向で見
た上流側に感光体ドラム１と対向しこれと逆向きの矢印
ｂの方向に回転される現像剤供給ローラ２３が設けられ
ている。

【００３５】これによって感光体ドラム１と現像剤供給
ローラ２３との対向部での順方向移動によって、ホッパ
２１内の上部の現像剤１１を矢印ｃのように感光体ドラ
ム１の潜像保持面部に向かう積極的な流れを作ることが
でき、現像剤の前記直接供給を促進し安定させることが
できる。

【００３６】この現像剤供給ローラ２３は必須ではな
い。しかし現像剤１１の直接供給を感光体ドラム１の下
側から行う等、現像剤１１の重力による流れを利用でき
ないか、あるいは利用しにくい場合に現像剤供給ローラ
２３やこれに代わる適宜な搬送部材を補助的に利用する
のが好適となる。

【００３７】なお場合によっては、アースされた感光体
ドラム１に対し、現像剤供給ローラ２３に直流電源２４
を仮想線のように接続した第１の電界形成手段２５によ
って、現像剤供給ローラ２３から感光体ドラム１側への
電界を形成させるようにすると、この電界形成域に導入
される現像剤１１を感光体ドラム１の潜像保持面側に前
記電界によって積極的に移行させることができる。

【００３８】したがってこのような電界形成によっても
現像剤１１の前記直接供給性能を向上させることができ
る。ただし現像剤１１が帯電されるので、これによる影
響を考慮して採用、不採用を決定すればよい。

【００３９】また感光体ドラム１内には、前記ホッパ２
１から現像剤１１を直接供給される最上流位置と、これ
より下流側の前記回収手段１４によって非画像部の現像
剤１１が回収される位置との間の表面範囲に対応する大
きさの磁石２６が設けられている。

【００４０】この磁石２６は、現像剤１１が磁性である
ことによってこれを磁気吸着しようとし、前記ホッパ２
１の開口２２を通じて感光体ドラム１の潜像保持面上に
直接供給される現像剤１１をその全域において感光体ド
ラム１の表面上に引き付けて強制的に密着保持させる。

【００４１】したがって開口２２の上流側での現像剤供
給ローラ２３と第１の電界形成手段２５とによる補助的
な現像剤の直接供給性能の向上に加え、開口２２の全域
を通じた現像剤１１の直接供給性能をも補助的に向上す
ることができる。しかしこれも必須のものではない。

【００４２】本発明に係る帯電手段１３は現像剤供給ロ
ーラ２３と回収手段１４との間で感光体ドラム１の表面
と対向する導電性の帯電部材３１を有している。この帯
電部材３１は板部材よりなり、感光体ドラム１の表面と
の間に平行間隙Ｒを形成し、感光体ドラム１の表面に直
接供給され載せられている現像剤１１が導入されるよう
にしている。

【００４３】本実施例では、この平行間隙Ｒを、ここに
導入される現像剤１１の密度が空間体積率で４０％以下
になるように設定してある。

【００４４】この空間体積率は、感光体ドラム１の表面
の現像剤搬送能力と、前記平行間隙Ｒの大きさおよび長
さ等によって決定され、実験的に求められる。

【００４５】また、帯電部材３１の上流側で感光体ドラ
ム１の表面に載る現像剤１１の量を規制する規制部材３
１ａを図１に示すように設けると、平行間隙Ｒ内に導入
される現像剤１１の密度を容易にコントロールすること
ができる。

【００４６】このような規制部材３１ａとしては、金属
板、ゴムシート、マイラ（商品名）シート等を用いるこ
とができる。

【００４７】そして帯電部材３１には交流電源３２を接
続して第２電界形成手段３０をなし、感光体ドラム１と
の間に前記振動電界を形成するようにしてある。

【００４８】これにより、感光体ドラム１の潜像保持面
上に直接供給されて載せられ、帯電部材３１との間の平
行間隙Ｒに導入される現像剤１１は、これに含んでいる
自然帯電現像剤や前記現像剤供給ローラ２４が直流電界
を形成する電極となっている場合に帯電される既帯電現
像剤が前記振動電界に反応し、感光体ドラム１と帯電部
材３１との間で往復振動させられ始め、相互の摩擦や帯
電部材３１との接触によって帯電されていき、これが他
に波及するので、感光体ドラム１と帯電部材３１との間
を通過する現像剤１１の全体を所定の電荷量に帯電させ
ることができる。 ここで感光体ドラム１は、帯電部材
３１とともに現像剤１１を帯電させる帯電部材対をな
し、しかも表面に直接供給されて載せられた現像剤１１
をこれら帯電部材対間に積極的に送り込む現像剤供給手
段としても機能している。

【００４９】感光体ドラム１および帯電部材３１間の平
行間隙Ｒに導入される現像剤１１の空間体積率を４０パ
ーセント以下に設定してあることにより、現像剤１１の
前記初期振動と他への波及が、現像剤の充分な自由度の
もとにこれを確実かつ迅速に達成することができる。

【００５０】本発明者等の実験によれば、空間体積率が
６０％程度で現像剤は最密状態に達し、振動電界によっ
てもほとんど振動できない。したがって現像剤の帯電は
ほとんど得られない。空間体積率が４０％以下である
と、現像剤１１を充分に帯電させることができる。

【００５１】特に本実施例では、前記帯電部材対である
感光体ドラム１および帯電部材３１の対向部分の少なく
とも一部で、これら帯電部材対間に印加される振動電圧
の大きさが、

【００５２】

【数４】

【００５３】ただし、Ｖｍａｘ：振動電圧のピーク・ツ
ー・ピーク 〔Ｖ〕 ｆ： 振動電圧の周波数 〔Ｈｚ〕 Ｄ： 帯電部材対間の間隙 〔ｍ〕 ｑ／ｍ： 現像剤の平均帯電量 〔Ｃ
／ｋｇ〕 であるような振動電界を形成するようにしてある。

【００５４】これにより、低帯電状態の自然帯電現像剤
であってもこれを振動電界によく反応させて、帯電部材
対間の設定間隙Ｄを、振動電圧の設定周波数ｆに対応し
た振動回数をもって確実に往復運動させるので、現像剤
のほぼ半数以上が帯電部材対間を往復運動されるように
して現像剤の帯電部材の接触および現像剤同志の接触の
機会を増大し現像剤を設定通りに安定して帯電させるこ
とができる。

【００５５】前記平行間隙Ｒの大きさＤは、前記現像剤
１１の空間体積率と相まって、電荷を利用した現像に供
する現像剤の供給量を規定する要因となるが、これを４
０μｍ〜２ｍｍに設定して充分な現像を達成することが
できた。

【００５６】また平行間隙Ｒの長さは、現像剤１１が通
過する速度、つまり感光体ドラム１の表面速度ととも
に、現像剤を帯電させる時間を規定する直接的要因であ
るが、平行間隙Ｒの長さを０．５〜１０ｍｍ、感光体ド
ラム１の表面速度を５００ｍｍ／秒（Ａ４サイズの画像
形成を７０枚／分行える速度に相当する。）に設定して
充分な帯電を得ることができた。

【００５７】帯電後の現像剤１１は、磁石２６の吸引に
よる吸引作用も手伝って感光体ドラム１の潜像保持面へ
の密着時に感光体ドラム１の表面との間にファンデルワ
ールス力に鏡映力が加わった付着力を少なくとも受け、
感光体ドラム１の画像部、非画像部および現像剤１１の
帯電極性に係わらず付着する。

【００５８】もっともこれには現像剤１１の帯電量が極
く僅かで、画像部、非画像部の極性と現像剤１１の極性
とが同じであっても、互いの反発が小さくこれを無視で
きることが条件となっている、その場合磁石２６の吸引
作用は必須ではない。

【００５９】このような条件は、露光により帯電電位が
下がった部分を画像部として現像するいわゆる反転現像
にて広く採用されている。

【００６０】また第２電界形成手段３０の帯電部材３１
に仮想線で示すように直流電源３３を接続すると、帯電
部材３１側と感光体ドラム１側との間における振動電界
による現像剤の往復振動に、感光体ドラム１側への移行
作用力を、帯電部材３１側への移行作用力よりも高くす
ることが、画像部、非画像部を問わず達成できる。

【００６１】したがって振動により帯電される現像剤１
１に、感光体ドラム１側の潜像保持面の画像部、非画像
部の何れへも移行性を与えて、潜像保持面全域への付着
性を向上することができる。

【００６２】もっともこの場合も、前記直流電源３３に
よる現像剤１１の帯電の影響を考慮して、これの採用、
不採用を決定すればよい。

【００６３】以上のように感光体ドラム１の潜像保持面
に直接供給された現像剤１１を、この潜像保持面上で帯
電されることにより、潜像保持面の画像部、非画像部に
係わらず予め付着するようにした場合、細線画像部にて
まわりの非画像部からの電界のまわり込みの影響なく現
像剤１１を付着させておくことができる。

【００６４】回収手段１４は、矢印ｄで示すように感光
体ドラム１と同じ方向に回転駆動される回収部材として
の回収ローラ４１を有している。この回収ローラ４１は
導電性部材よりなり、ホッパ２１の開口２２の下流側口
縁２１ｂと感光体ドラム１との間に設けられ、感光体ド
ラム１と所定の回収間隙Ｓをもって対向している。

【００６５】回収ローラ４１には直流電源４２を接続し
て第３の電界形成手段４０をなしており、感光体ドラム
１の潜像保持面における非画像部から回収ローラ４１側
への直流電界が形成されるようにしてある。

【００６６】これによって感光体ドラム１の潜像保持面
に画像部、非画像部を問わず載っている現像剤１１のう
ちの、非画像部に載っている現像剤１１をこれが所定電
位に帯電されていることによって前記直流電界に充分に
反応させ、磁石２６の吸引力やファンデルワールス力、
鏡映力に打ち勝って回収ローラ４１側に強制的に移行さ
せて剥離し、回収ローラ４１の表面に付着した状態で矢
印ｄの方向に搬送、回収することができる。

【００６７】前記非画像部からの現像剤１１の剥離には
回収ローラ４１内に設けた磁石４３の吸引力も寄与して
いる。

【００６８】また第３の電界形成手段４０は、回収ロー
ラ４１に前記直流電源４２とともに交流電源４４も接続
している。交流電源４４は直流電源４２とにより、回収
ローラ４１と感光体ドラム１との間で、感光体ドラム１
上の潜像保持面の非画像部では、現像剤１１に対する回
収ローラ４１から感光体ドラム１側への移行作用力より
も、感光体ドラム１から回収ローラ４１側への移行作用
力が上まわる振動電界を形成する。

【００６９】このため前記非画像部の現像剤１１の剥離
が振動による衝突エネルギーを生かしながら繰り返され
るので、非画像部の現像剤を確実に回収することができ
る。

【００７０】また交流電源４４は、直流電源とにより、
回収ローラ４１と感光体ドラム１との間で、感光体ドラ
ム１上の潜像保持面の画像部では、現像剤１１に対する
感光体ドラム１から回収ローラ４１側への移行作用力よ
りも、回収ローラ４１から感光体ドラム１側への移行作
用力の方が上まわる振動電界を形成する。

【００７１】このため画像部に付着している現像剤１１
については、振動電界の回収ローラ４１側への移行作用
力によって一部剥離は生じるものの、感光体ドラム１側
への移行作用力が上まわるので、感光体ドラム１の現像
剤１１の回収が行われる表面が前記回収間隙Ｓを通過し
ていくときの、回収ローラ４１の表面との間隙が次第に
増大することによる、振動電界の減衰に伴って前記細線
画像部の付着の弱い現像剤１１をも、感光体ドラム１の
表面に既に付着されていることによるファンデルワール
ス力や鏡映力が働いた画像部への付着状態に安定させる
ことができる。

【００７２】以上によって細線画像をも含め潜像に忠実
で再現性のよい高精度な現像を達成し、高画質の画像を
形成することができる。

【００７３】本実施例の上記現像工程の要約を図２に基
づいて説明すると、潜像担持体としての感光体ドラム１
の表面に現像剤１１をホッパ１０等による現像剤溜りか
ら直接供給するので、供給のムラや不足なしに充分な量
の現像剤１１を感光体ドラム１の表面に供給し載せるこ
とができる。

【００７４】そして感光体ドラム１に充分な量の現像剤
１１を載せた後、感光体ドラム１上での帯電部材３１を
用いた振動電界による現像剤１１の帯電と、この帯電後
の現像剤１１の感光体ドラム１における非画像部からの
回収部材としての回収ローラ４１による回収とに順次供
することにより、現像剤１１を感光体ドラム１に載せて
から非画像部に載っている現像剤１１の回収が終わるま
での長い時間の間、現像剤１１を感光体ドラム１に載せ
ておいて、現像剤１１の帯電電荷を利用した積極的な画
像部への適量付着を図りながら感光体ドラム１の非画像
部に載っている現像剤１１のみを回収することにより現
像を行うので、面積の大きなベタ画像部分や電界の回り
込みにより現像剤１１の付着が邪魔されやすい微細な線
画部分でもこれに現像剤１１を着実に載せて確実に現像
し、非画像部のみの現像剤１１を回収することができ、
潜像に忠実な再現性のよい高精度な現像を達成すること
ができる。

【００７５】また現像剤１１は、絶縁体である感光体ド
ラム１に載った状態で帯電させて即座に潜像に反応さ
せ、かつ帯電電荷のリークを防止しながら前記現像に供
するので、前記現像剤１１の帯電電荷を利用した現像を
設定通りに達成し、所定通りの画像を形成することがで
きる。

【００７６】さらに、帯電手段１３は帯電部材対をなす
感光体ドラム１と帯電部材３１との間に、これらの間の
少なくとも一部での強さが前記Ｖｍａｘを満足する振動
電圧によって振動電界を形成することにより、前記のよ
うに現像剤１１のほぼ半数以上が感光体ドラム１および
帯電部材３１間を往復運動させて現像剤１１の帯電部材
３１との接触および現像剤１１どうしの接触の機会を増
大し現像剤１１を設定通りにむらなく安定して帯電させ
ることができる。

【００７７】前記高精度な現像の安定を図ることができ
る。

【００７８】かくして感光体ドラム１の表面に形成され
る潜像に忠実な顕像、つまりトナー像は、図１に戻って
シート５上に転写されるが、この転写後の感光体ドラム
１の表面は、クリーニング部材５１により残留トナーを
除去された後、イレーサ５２によって残留電荷も除去さ
れ、次の画像形成に供される。

【００７９】なお回収ローラ４１には、ホッパ２１の下
流側口縁２１ｂから延びるスクレーパ５３の先端が回収
ローラ４１の回転方向ｄに対して逆方向から圧接されて
いる。これにより回収ローラ４１上に回収され搬送され
てくる現像剤１１はスクレーパ５３によって掻き取られ
てホッパ２１内に戻され、回収ローラ４１とホッパ２１
の口縁２１ｂとの間がスクレーパ５３によってシールさ
れ、現像剤１１が外部に漏れ出るのを防止している。

【００８０】またホッパ２１の上流側の口縁２１ａから
はシール片５４が延び、この先端が感光体ドラム１の表
面にこれの回転方向ａに対して順方向から圧接され、口
縁２１ａと感光体ドラム１との間から現像剤１１が外部
に漏れ出るのを防止している。

【００８１】また、感光体ドラム１と回収ローラ４１と
の間は、感光体ドラム１内の磁石２６と回収ローラ４１
内の磁石４３との間に形成される磁界によってシールさ
れ、感光体ドラム１の画像部に付着して搬送される現像
剤１１のみが通過する。万一感光体ドラム１と回収ロー
ラ４１との間の下流側に現像剤１１が漏れ出ることがあ
っても、これを前記下流側に張り出している磁石４３に
よって回収ローラ４１側に吸引してこれの表面に引き付
け、回収されるようにすることができる。

【００８２】次に本発明者等が実験した具体例につき説
明する。

【００８３】感光体ドラム１の画像露光による画像部電
位と非画像部電位とは、図３に示すように、画像部電位
は−１００Ｖ、非画像部電位は−５００Ｖである。

【００８４】一成分磁性現像剤１１は帯電されていない
ものをホッパ２１に収容して用いた。この現像剤１１
は、前記振動電界を用いた帯電部材１３によって感光体
ドラム１の表面上で、−５〜−１０μＣ／ｇに帯電させ
た。

【００８５】現像剤１１の前記現像方式にて有効な帯電
量の範囲としては、−０．５μＣ／ｇ〜−４０μＣ／ｇ
の範囲があるが、本実施例では前記範囲に帯電させた。

【００８６】この感光体ドラム１上の帯電後の現像剤１
１は、感光体ドラム１と回収ローラ４１との間の回収間
隙Ｓに進むが、ここで本実施例の場合磁石２６、４３が
感光体ドラム１と回収ローラ４１間に形成する磁束によ
って、図４に示すように磁性現像剤穂１１’として吸引
して拘束保持されて、前記振動電界による非画像部の現
像剤１１の回収を受ける。

【００８７】これについて詳述しておく。前記のような
現像剤１１の磁気的な拘束保持のもとに、回収間隙Ｓで
感光体ドラム１の表面と回収ローラ４１の表面とが対向
部にて反対方向に移動していることにより、それらの表
面に沿った現像剤１１の往復流７１が形成される。 そ
して、図３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４に示すように、現
像剤１１を、感光体ドラム１と回収ローラ４１間の回収
間隙Ｓで矢印７２で示すように往復運動させる。

【００８８】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、矩形波を採用するのが好適である。またピーク・
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〜１０ｋＨｚ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１１が往復運動に充分追随できる３ｋＨｚまでが望
ましい。

【００８９】そして、前記往復流７１と前記矢印７２で
示す往復運動との相乗作用によって、磁界現像剤の循環
流７３が形成され、現像剤１１を回収間隙Ｓで循環する
滞留部が形成される。

【００９０】また、回収ローラ４１の表面に付着したま
ま循環流７３の領域外に搬送された現像剤１１の一部
は、現像剤穂を形成し、再び感光体ドラム１により搬送
供給される磁性的な循環経路８０も形成されている。

【００９１】交流回収バイアスによる振動電界は回収間
隙Ｓ内で循環し滞留している現像剤１１を往復運動させ
るので、現像剤１１は繰り返し往復運動を行うことにな
り、未帯電の現像剤１１がなお存在する場合でも、その
未帯電の現像剤が、帯電済の現像剤１１の往復運動に伴
って繰り返し往復運動して充分に帯電することができ
る。

【００９２】また現像剤１１の上記の往復運動の繰り返
しによって、現像剤１１は粒子が一つ一つに分散して活
発に運動し、たとえ未帯電で潜像保持面の非画像部分に
付着し電気的回収力が働かない磁性現像剤１１が付着し
てりたとしても、弾き飛ばしてカブリを無くすることが
できる。

【００９３】又、交流現像バイアスによる現像剤１１の
往復運動は、図３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では現像剤１１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では現像剤１１の画像
部分からの往路は５００Ｖの電位差で飛翔するので、一
往復でこれら電位差の分だけ、現像剤１１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では現像剤１１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４００Ｖでは現像剤１１の非画像部分か
らの復路は９００Ｖの電位差で飛翔するので、一往復で
これらの電位差の分だけ、現像剤１１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。

【００９４】そして、感光体ドラム１の回転によって感
光体ドラム１の表面と回収ローラ４１間の間隙が大きく
なると、電界強度が減衰し、これに伴って現像剤１１の
運動が減衰して、現像が終了する。

【００９５】回収ローラ４１の表面が、感光体ドラム１
との対向部で表面が逆方向に移動し、感光体ドラム１と
回収ローラ４１との回収間隙Ｓに、両者間に亘る磁束が
あるので、現像に余剰の現像剤１１と、間隙が大きくな
った感光体ドラム１と回収ローラ４１間に浮遊している
現像剤１１とは、回収ローラ４１に回収され、回収ロー
ラ４１の回転によってホッパ２１内に戻るので、現像剤
１１のロスが少なく、現像剤１１が外部に飛び散ること
を防止できる。

【００９６】なお本実施例では回収ローラ４１を感光体
ドラム１と同じ方向に回転駆動するようにしたが、これ
を逆の方向に回転駆動してもよい。この場合前記現像剤
の往復流７１および循環流７３は得られないが、現像剤
の供給量や感光体ドラム１および回収ローラ４１の回転
速度を調整すると言ったことにより、非画像部の現像剤
を回収することによる現像を適正に達成することができ
る。

【００９７】また現像剤１１はこれを回収ローラ４１の
表面に担持して搬送し感光体ドラム１の表面に供給する
こともでき、この場合本実施例で言う感光体ドラム１の
表面に現像剤を直接供給する条件を満足するには、回収
ローラ４１の表面の現像剤の担持量を、現像に必要な現
像剤量を充分に上回り、感光体ドラム１および回収ロー
ラ４１間の回収間隙Ｓの感光体ドラム１の回転方向で見
た上流側にまで現像剤が供給されるような現像剤溜りを
形成し、感光体ドラム１の表面に供給した現像剤が回収
間隙Ｓに達する以前に、感光体ドラム１上で帯電部材３
１による振動電界にて帯電させる工程が得られるように
することが必要である。

【００９８】しかし、本発明の現像剤の帯電装置は、画
像形成装置の現像の方式の如何に係わりなく、現像剤の
帯電電荷を利用して現像を行う全ての場合に適用される
ことができる。

【００９９】したがって、現像剤担持体に現像剤を担持
して感光体ドラムとの対向部に搬送し、現像に供するよ
うな場合にも適用できるのは勿論である。この場合現像
剤担持体とこれに対向した帯電部材とを帯電部材対とし
て、これらの間に振動電界を形成するようにするとよ
い。

【０１００】しかし現像剤の帯電は現像場に供給するま
でのどの段階で行われてもよく、帯電場所によっては、
現像剤を帯電するためだけの帯電部材対を設けることも
できるし、現像剤を現像場に向け搬送するために設けら
れた搬送部材やガイド部材を帯電部材対の一方または双
方に共用するようにすることもできる。

【０１０１】また帯電部材対間の間隙は平行間隙に限る
ものではなく、必要に応じて種々に変更することができ
る。例えば現像剤の入口側での間隙が出口側でのそれよ
りも大きく設定され、あるいは逆に小さく設定されたテ
ーパ状間隙であってもよい。

【０１０２】

【発明の効果】本発明の第１の特徴によれば、帯電部材
対間に振動電界を形成して、帯電部材対間に供給され通
過させられる現像剤を、この内の自然帯電現像剤が前記
振動電界に反応して帯電部材間を往復移動されるのを利
用して帯電させるのに、帯電部材対間の少なくとも一部
で印加される前記振動電圧の強さを、所定値以上とした
ことにより、低帯電状態の自然帯電現像剤であってもこ
れを前記振動電圧に基づく振動電界によく反応させて、
現像剤のほぼ半数以上が帯電部材対間を往復運動して現
像剤の帯電部材の接触および現像剤同志の接触の機会が
増大するようにして現像剤を設定通りにむらなく安定し
て帯電させられるので、現像剤の帯電電荷を利用した現
像が設定通りに高精度に達成されるようにすることがで
き、高画質の画像を安定して得られる。

【０１０３】帯電部材対が潜像を保持して移動する潜像
保持体とこれに対向した帯電部材とである場合、現像剤
が絶縁体である潜像保持体上で帯電されて即現像に供さ
れるのと、現像時点までの電荷のリークがないのとで、
設定帯電量のままでの現像を保証し、現像性能のさらな
る向上による高画質化を図ることができる。

【０１０４】しかも潜像保持体は前記移動により現像剤
を前記帯電部材対間に導入、通過させる現像剤供給機能
をも奏するので、現像剤供給手段の構成が簡略化しコス
トを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例としての画像形成装置の
概略構成図である。

【図２】図１の装置の要約図である。

【図３】図１の装置の現像剤回収部に働かせる振動電界
電位と、画像部、非画像部の各電位との関係を示すグラ
フである。

【図４】図１の現像剤回収部での現像剤の動きを示すモ
デル図である。

【図５】スリーブゴーストの発生原理図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム １１ 現像剤 １２ 現像剤供給手段 １３ 帯電手段 ３０ 第２電界形成手段 ３１ 帯電部材 ３２ 交流電源 Ｒ 平行間隙

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する帯電部材対と、前記帯電部材対
   間に振動電界を形成する電界形成手段と、前記帯電部材
   対間に現像剤を供給し、通過させる現像剤供給手段とを
   備え、前記帯電部材対の対向部分の少なくとも一部で、
   前記帯電部材対間に印加される振動電圧の大きさが、 【数１】 ただし、Ｖｍａｘ：振動電圧のピーク・ツー・ピーク
   〔Ｖ〕 ｆ： 振動電圧の周波数 〔Ｈｚ〕 Ｄ： 帯電部材対間の間隙 〔ｍ〕 ｑ／ｍ： 現像剤の平均帯電量 〔Ｃ
   ／ｋｇ〕 であるように設定したことを特徴とする帯電装置。
2. 【請求項２】 帯電部材対は、潜像を保持して移動する
   潜像保持体と、これに対向した帯電部材とである請求項
   １に記載の帯電装置。