JPH06110321A - 帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像剤の帯電および供給を短時間にて安定し
て行えるようにする。 【構成】 対向する帯電部材対１、３１と、前記帯電部
材対１、３１間に振動電界を形成する電界形成手段３０
と、前記帯電部材対１、３１間に現像剤１１を供給し、
強制的に通過させる現像剤供給手段１２、２１、２３、
１と、帯電部材対１、３１の少なくとも一方への現像剤
１１の付着を防止する付着防止手段２６とを備えたこと
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、現像剤を潜像を現像するために帯電させる帯
電装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以前から、この種の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して現像剤担持体と潜像保持体
との間に現像剤を定量供給できるようにすると共に、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の供給量を規制
し帯電させるのでは、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６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、潜像保持体との間に
現像バイアス電圧を印加する関係上、また現像剤担持体
の表面で現像剤を帯電する関係上、導電性材料にて形成
されるので、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
の間に供給され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】しかし帯電部材対間で現像剤を単に振動さ
せるだけでは、充分に帯電した現像剤を充分な量だけ安
定して現像に供給することは困難であり、ときとして現
像剤の帯電不足や帯電むら、供給不足が生じ現像性能に
影響する。

【００１６】そこで本発明は、振動電界が形成される帯
電部材対間への現像剤の供給および通過状態を安定させ
るとともに、この供給され通過される現像剤の帯電部材
対との直接な接触回数を向上することによって、現像剤
の帯電と現像への供給が充分に、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、強制的に通過させる現像
剤供給手段と、帯電部材対の対向面の少なくとも一方へ
の現像剤の付着を防止する付着防止手段とを備えたこと
を特徴とするものである。

【００１８】付着防止手段は、帯電部材対の対向面の少
なくとも一方に磁場を形成する磁石よりなり、これの磁
気吸引力により磁性現像剤を前記対向面に摺擦させ、か
つこの対向面に磁性現像剤が付着するのを防止するよう
にしたものとすることができる。

【００１９】また付着防止手段は、帯電部材対の対向面
の少なくとも一方に形成された現像剤付着防止層を単独
で、あるいは他と組み合わせてこれを備えたものとする
こともでき、付着防止層としては、粗面化処理した層
や、フッソ原子を含む不活性樹脂層がある。

【００２０】

【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、圧迫を受け
たり動きが無理に規制されたりしてストレスを生じるよ
うなことなしに、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。

【００２１】特に現像剤供給手段が、現像剤を前記帯電
部材対間に供給して強制的に通過させることにより、こ
こでの前記帯電操作を定常化させるので、帯電不足や帯
電むらなく設定通りに帯電した現像剤を過不足なく定量
づつ送り出して現像に供することができる。

【００２２】そしてこの際付着防止手段が、帯電部材対
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、帯電部材対間に供給され通過される現像剤が
帯電部材に付着して振動電界による振動が抑止されるよ
うなことを回避し、現像剤１つ１つの帯電部材との直接
の接触回数を多くして帯電の均一性と効率とを向上する
ことができる。

【００２３】付着防止手段が磁石によって、帯電部材対
の対向面の少なくとも一方に形成する磁場での磁気吸引
力を磁性現像剤に働かせるだけで、このときの磁性現像
剤の穂立ちによって磁性現像剤を前記対向面に摺擦させ
て帯電を促進することができるし、対向面への付着を防
止することによる帯電の均一性と効率との向上を図るこ
とができる。

【００２４】また付着防止手段が、帯電部材対の対向面
の少なくとも一方に形成された現像剤付着防止層を単独
であるいは他と組み合わせて設けるだけでも、現像剤の
帯電部材との直接の接触回数を多くした帯電の均一性と
効率とを向上することができる。

【００２５】この付着防止層として粗面化処理した層を
採用すると、現像剤と帯電部材との面接触率を小さくし
て相互間の付着を抑制し、現像剤が帯電部材に付着する
のを防止することができる。

【００２６】また付着防止層としてフッソ原子を含む不
活性樹脂層とすると、これの離型性がよいことによって
現像剤が帯電部材に付着するのを防止することができ
る。

【００２７】

【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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。しかしこれも本発明では必須のもので
はない。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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、圧迫や動きの無理な規
制によるストレスなしに、所定の極性および電荷量に帯
電させることができる。

【００５０】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
帯電部材対間に強制的に送り込み通過させて次の現像に
供給する現像剤供給手段としても機能しており、特別な
現像剤供給手段を設けなくてもよい利点がある。そして
感光体ドラム１は前記磁石２６による現像剤１１の磁力
による吸引作用があることにより、現像剤１１を前記振
動により振動帯電場から飛散するのを抑制して帯電場に
無理なく拘束し、現像剤１１にストレスを生じさせるこ
となく現像剤１１の帯電効率を向上することができる。

【００５１】また磁石２６に磁力による現像剤の強制搬
送力によって、現像剤１１の流動性が高湿度のために低
下するようなことがあってもこれの影響なく、多量の現
像剤１１を振動帯電場である平行間隙Ｒに安定して供給
し、通過させることができる。

【００５２】また磁石２６からの磁力線と、磁石２６に
よって感光体ドラム１の表面に吸引保持され搬送される
現像剤１１との関係から、現像剤１１は回転モーメント
を受けることになり、平行間隙Ｒでの運動を活発化させ
るので、現像剤の均一が帯電を効率よく行えるようにす
ることができる。

【００５３】しかし感光体ドラム１は前記磁石２６がな
くても、表面の移動だけで現像剤１１を帯電部材３１と
の間に強制的に供給し通過させる搬送機能を奏すること
ができ、現像剤１１の重力による流れが前記供給、通過
方向に働く本実施例の場合では特に搬送機能を充分に満
足することができる。

【００５４】このように、相互間に振動電界が形成され
て現像剤を帯電させる帯電部材対としての感光体ドラム
１および帯電部材３１間に、現像剤１１を強制的に供給
し通過させると、これらの間での前記帯電操作を定常化
させるので、帯電不足や帯電むらなく設定通りに帯電し
た現像剤を過不足なく定量づつ送り出して現像に供する
ことができ、現像剤の帯電電荷を利用した現像の性能が
安定する。

【００５５】ところで磁石２６は自身が感光体ドラム１
および帯電部材３１間に形成する磁界によって、平行間
隙Ｒでの振動帯電場に導入される現像剤を穂立ちさせ
て、帯電部材３１に摺擦させるので、これによっても現
像剤１１の帯電部材３１との接触による帯電性能を向上
することができるし、帯電部材３１に摺擦する現像剤１
１を強制的に引き動かして帯電部材３１に付着するよう
なことを防止し、現像剤１１の振動電界による振動を阻
害せずに、帯電部材３１と直接接触する回数を多くする
ことによって帯電の均一性と効率を向上することができ
る。

【００５６】本発明は、帯電部材対の帯電に寄与する少
なくとも一方との現像剤の付着を防止して、前記によう
に帯電の均一性と効率とを向上することを必須とするも
のであり、現像剤１１の供給手段等として前記磁石２６
が用いられない場合は、これに代わる付着防止手段を設
ける必要がある。

【００５７】このような付着防止手段としては、帯電部
材対の対向面の少なくとも一方に、現像剤１１の付着を
防止する付着防止層を設けることが考えられる。

【００５８】また本実施例では感光体ドラム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。

【００５９】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。

【００６０】前記平行間隙Ｒの大きさは、前記現像剤１
１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４０
μｍ〜２ｍｍに設定して充分な現像を達成することがで
きた。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】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をこれが所定極
性、所定電荷量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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】また交流電源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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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との間に振動電界を形成
することにより、前記のように現像剤１１に感光体ドラ
ム１および帯電部材３１間を往復運動させる振動を与え
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を効率よく、し
かもストレスなく帯電させるが、現像剤１１が感光体ド
ラム１の移動によって前記感光体ドラム１および帯電部
材３１との間に強制的に供給し通過させるので、前記帯
電操作を定常化して、帯電不足や帯電むらのない設定通
りに帯電した現像剤１１を定量づつ送り出して現像に供
することができ、前記高精度な現像の安定を図ることが
できる。

【００８２】そして磁石２６によって、帯電部材３１の
感光体ドラム１との間に形成する磁場での磁気吸引力を
磁性現像剤１１に働かせるだけで、このときの磁性現像
剤１１の穂立ちによって磁性現像剤１１を帯電部材３１
に摺擦させて帯電を促進することができるし、付着防止
手段としての機能上、帯電部材３１への付着を防止する
ことによる帯電の均一性と効率との向上を図ることがで
きるので、高精度な現像性能をさらに安定して発揮する
ことができる。

【００８３】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。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】次に本発明者等が実験した具体例につき説
明する。

【００８８】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。

【００８９】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。

【００９０】現像剤１１の前記現像方式にて有効な帯電
電荷量の範囲としては、−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。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】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。

【００９５】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。

【００９６】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することにより、これを充分に帯
電することができる。

【００９７】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。

【００９８】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。

【００９９】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。

【０１００】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。

【０１０１】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。

【０１０２】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。

【０１０３】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。

【０１０４】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とともに、現像剤
を供給し強制的に通過させるようにするとよい。

【０１０５】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。

【０１０６】これらの場合、帯電部材対間に現像剤を供
給し強制的に通過させる現像剤供給手段としては、前記
実施例の磁石による磁気吸引や、磁石と帯電部材との相
対移動を利用することができ、感光体ドラム１と磁石２
６との場合のように、感光体ドラム１の表面の側の移動
を利用するのに限らず、磁石の側を移動させることによ
り現像剤１１を磁気吸引力により強制的に移動させるこ
とができる。

【０１０７】そして付着防止手段は、現像剤が帯電部材
対の双方に直接接触して帯電を受けるような場合は、そ
れら双方の対向面に対して現像剤の付着防止を図るのが
有利である。要するに現像剤が直接接触することにより
帯電を受けやすい帯電部材につき付着防止を行えば有効
である。

【０１０８】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。

【０１０９】図５に示す本発明の第２の実施例は、帯電
部材３１の感光体ドラム１との対向面に、付着防止層９
１を設けたものである。

【０１１０】付着防止層９１は、現像剤１１の粒子より
も小さく、これが入り込まない間隔で凸条９１ａや突起
が配列された粗面層としてある。例えば現像剤１１の平
均粒子径が１０μである場合、前記間隔は現像剤１１の
粒子径のバラツキを考慮すると、５μ程度以下の間隔に
設定するのが適当である。しかし現像剤１１の粒子径の
バラツキは一定していないので、これに限るものではな
い。

【０１１１】このような粗面である付着防止層９１は、
現像剤１１との面接触率が低く、その分だけ相互間に働
くファンデルワールス力や鏡映力が小さくなるので、現
像剤１１が付着するのを防止することができ、これによ
って現像剤１１の１つ１つの帯電部材１１に対する直接
的な接触の回数が増大するので、現像剤１１の帯電の均
一性と効率とを向上することができる。

【０１１２】帯電部材３１が金属製であるような場合、
表面をカッティング加工、サンドブラスト加工、表面を
粗すサンドペーパや他の適当な材料にて行う磨き加工、
あるいはエッチング加工等種々の方法で得られる。

【０１１３】また粗面である付着防止層９１は帯電特性
を損なわない導電性の樹脂材料にて形成することもでき
る。この場合帯電部材３１の全体が樹脂材料にて形成さ
れてもよいが、強度を考慮すれば金属製の帯電部材３１
の表面に樹脂材料を塗着したり接着して樹脂層を形成す
るのが好適である。

【０１１４】樹脂層を磨き加工によって粗面にする場合
は、フェルトのような材料を用いても充分達成される。

【０１１５】なお付着防止層９１は、フッソ原子を含む
不活性樹脂層にて形成すると、離型性が向上しこれだけ
でも現像剤１１の付着を充分に防止することができ、本
発明はこれを採用することもできる。

【０１１６】しかしこのような離型性のよい樹脂層の表
面に前記のような粗面加工したものとすると、現像剤１
１の付着防止を確固に達成することができ、これも本発
明の範疇に属する。

【０１１７】

【発明の効果】本発明の第１の特徴によれば、帯電部材
対間に形成される振動電界によって現像剤を、帯電部材
間を往復振動させてストレスなしに帯電させるのに、現
像剤を前記帯電部材対間に供給して強制的に通過させて
ここでの前記帯電操作が定常化する上、帯電部材対の対
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
ことにより現像剤１つ１つの帯電部材に対する直接的な
接触回数の増大を図って現像剤の帯電の均一性と効率を
向上し、比較的短時間での帯電処理にて、帯電不足や帯
電むらなく設定通りに帯電した現像剤を過不足なく定量
づつ送り出して現像に供し、現像剤の帯電電荷を利用し
た現像を短時間にしかも潜像に忠実に安定して達成させ
ることができ、常に高画質の画像が得られるし、画像形
成の高速化に充分対応することができる。

【０１１８】また磁気吸引力を磁性現像剤に働かせたと
きの磁性現像剤の穂立ちによって磁性現像剤を前記対向
面に摺擦させて帯電を促進し、かつ対向面への付着を防
止するようにすると、簡単な構成によって現像剤の付着
防止による帯電の均一性と効率との向上を図ることがで
きるし、帯電性をさらに向上して帯電処理時間の短縮化
を実現することができる。

【０１１９】また帯電部材対の対向面の少なくとも一方
に形成された各種の現像剤付着防止層により現像剤の付
着を防止することによっても、現像剤の帯電部材との直
接の接触回数を多くした帯電の均一性と効率の向上を、
簡単な構成によって達成し、他の付着防止手段との併用
により現像剤付着防止をさらに充分に達成されるように
することもできる。

【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】本発明の第２の実施例を示す帯電装置の側面図
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 感光体ドラム １１ 現像剤 １２ 現像剤供給手段 １３ 帯電手段 ２３ 現像剤供給ローラ ２６ 磁石 ３０ 第２電界形成手段 ３１ 帯電部材 ３２ 交流電源 ９１ 付着防止層 Ｒ 平行間隙

Claims (5)

【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、強制的に通過させる現像剤供給
   手段と、帯電部材対の少なくとも一方への現像剤の付着
   を防止する付着防止手段とを備えたことを特徴とする帯
   電装置。
2. 【請求項２】 付着防止手段は、帯電部材対の対向面の
   少なくとも一方に磁場を形成する磁石であり、これの磁
   気吸引力により磁性現像剤を前記対向面に摺擦させ、か
   つこの対向面に磁性現像剤が付着するのを防止するよう
   にした請求項１に記載の帯電装置。
3. 【請求項３】 付着防止手段は、帯電部材対の対向面の
   少なくとも一方に形成された現像剤付着防止層である請
   求項１、２のいずれかに記載の帯電装置。
4. 【請求項４】 付着防止層は、粗面化処理した層である
   請求項３に記載の帯電装置。
5. 【請求項５】 付着防止層は、フッソ原子を含む不活性
   樹脂層である請求項３、４のいずれかに記載の帯電装
   置。