JPH06266226A - 画像形成装置およびこれに用いる帯電装置 - 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２と、潜像保持体２の表面の静電潜像全面に、静電潜
像の画像部分、非画像部分の区別なく現像剤４を直接供
給し、潜像保持体２の表面に供給された現像剤４を潜像
保持体２の表面上で帯電し、潜像保持体２の表面の静電
潜像の非画像部分に付着している現像剤４を、画像部分
に付着している現像剤４と区別し、選択的に回収する画
像形成装置で、さらに、潜像保持体２とそれに対向する
帯電手段８ｃ間に形成された振動電界によって潜像保持
体２表面で現像剤４を帯電する画像形成装置および帯電
装置。

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。ま
た、その画像形成装置に利用できる現像剤の帯電装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】以前から、画像形成装置に用いることの
できる現像方法としては、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】以前から、現像剤を担持して供給する現像
剤供給部材である現像剤担持体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。その改良方法が、特公昭５８−３２３７５号公
報、特公昭６３−４２２５６号公報、特公昭６３−４２
７８２号公報、特公昭６４−１０１３号公報、また、Ｕ
ＳＰ．４，３９５，４７６号明細書、ＵＳＰ．４，４７
３，６２７号明細書、ＵＳＰ．４，２９２，３８７号明
細書等に開示されている。これらの文献に開示されてい
る方法は、ＡＣジャンピング現像方法と呼ばれ、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を
図９に基づいて説明する。図９は、従来の画像形成装置
における現像部周辺の構造を示す。図示するように、こ
の画像形成装置では、現像剤担持体１０１と潜像保持体
１０２とが対向して配置されている。現像剤担持体１０
１は、矢印Ａ方向に回転する。現像剤担持体１０１上に
は、一定の間隙をおいて現像剤１００から層状の現像剤
層１０３を形成するためのブレード１０７が配置されて
いる。潜像保持体１０２は、矢印Ｂ方向に回転する。

【０００６】従来例のＡＣジャンピング現像方法では、
現像剤担持体１０１を使用して、ブレード１０７により
現像剤担持体１０１上に現像剤層１０３を作る。現像剤
層１０３の現像剤は現像剤担持体１０１上で帯電され
る。

【０００７】ＡＣジャンピング現像方法では、現像剤担
持体１０１と潜像保持体１０２との間に、直流バイアス
電圧に交流バイアス電圧を重畳した現像バイアス電圧を
印加される。この現像バイアス電圧のうちの交流バイア
ス分によって、現像剤担持体１０１と潜像保持体１０２
とが対向した現像部に交番電界が形成される。この交番
電界によって、現像剤担持体１０１上に担持されていた
現像剤層１０３の現像剤が、現像剤担持体１０１と潜像
保持体１０２との間を往復運動する。この往復運動で、
潜像保持体１０２上の静電潜像の画像部分に、現像剤が
順次、付着して、静電潜像の画像部分を精密に現像しよ
うとする。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例のＡＣジャ
ンピング現像方法で、忠実な現像を行うためには、以下
の理由により、現像剤層１０３の層厚が均一であること
が必要である。まず、忠実な現像には、潜像保持体１０
２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、現像剤担持体１０１から正確に現像剤を移動させる
ことが必要である。現像剤の移動は、現像剤担持体１０
１上で現像剤層１０３の帯電が均一であるほど、正確に
なる。このような現像剤層１０３の均一な帯電には、現
像剤担持体１０３上に極めて均一な層厚を有する現像剤
層１０３を形成することが不可欠である。

【０００９】しかし、均一な層厚を有する現像剤層１０
３を形成するためには、特別な処理および精密制御機構
が必要であり、その結果、構造が複雑になり装置が大型
化するという問題点が発生する。

【００１０】また、現像剤担持体１０１を使用している
従来例のＡＣジャンピング現像方法では、スリーブゴー
スト現象という問題点がある。このスリーブゴースト現
象を図９に基づいて説明する。

【００１１】図示するように、現像剤担持体１０１にお
いて、例えばベタ画像１０２ａに対して、現像剤層１０
３から潜像保持体１０２側に移動する場合に、現像剤層
１０３に穴部分１０６が生じる。ところが、現像剤層１
０３上に現像剤を再付着させる場合に、ブレード１０７
は現像剤１００を現像剤担持体１０１の表面に層状に付
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１００を多量に再付着させ
ることはできない。この結果、現像剤層１０３を再付着
した後にも、前回の現像で生じた穴部分は、現像剤の層
厚が他の部分よりも薄い履歴穴１０４として残る。この
層厚が薄くなった部分から現像剤の移動を受けた潜像保
持体１０２表面の画像１０２ｂ部分には、現像剤量が不
足した不足部分１０５が発生する。このように、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
現れる現象をスリーブゴースト現象という。

【００１２】また、現像剤の帯電方法としては、圧縮摩
擦帯電法と衝突帯電法とが広く用いられている。

【００１３】圧縮摩擦帯電法は、特公昭５９−８８３１
号公報等に開示されている。この方法は、図９を参照し
て現像剤担持体１０１上の現像剤１００をブレード１０
７部分で圧縮し、現像剤１００を現像剤担持体１０１ま
たはブレード１０７と摩擦することにより帯電する方法
である。この方法を用いる場合は、現像剤担持体１０１
の表面は導電性材料で構成するのが一般的である。

【００１４】一方、衝突帯電法は、現像剤担持体上の現
像剤をさらに積極的に帯電する方法であり、ブレード部
分の圧縮力によらない。この方法は、特公昭６３−１３
１８３号公報、特公平１−３１６０５号公報、および特
公平１−３１６０６号公報等に開示されている。この方
法では、現像剤担持体とそれに対向する帯電部材との間
に交流電界を形成し、現像剤担持体上の現像剤をその交
流電界部分を通過させることにより、振動運動させる。
この振動運動により、現像剤と現像剤担持体または帯電
部材、もしくは現像剤同士を衝突摩擦させる。この場合
もまた、現像剤に帯電電荷を付与するために、現像剤担
持体の表面は導電性材料で構成するのが一般的である。

【００１５】いずれの方法の場合も、現像剤担持体の表
面は導電性材料で構成されているので、現像剤担持体上
の現像剤は、ブレード部分または帯電部材部分で帯電さ
れた後、潜像保持体と対向して現像に供されるまでの間
に、その帯電電荷は現像剤担持体を通してリークし易
く、帯電電荷を失い易い。その結果、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、現像が設定通りに達成されず、現
像性能が低下したり、さらには、用紙への転写性能が低
下する等の問題点がある。特に、環境湿度が高くなる
程、この電荷のリークは、顕著になり、この問題点は深
刻である。

【００１６】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問題がある。

【００１７】

【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
持しながら移動する潜像保持体と、前記潜像保持体表面
の静電潜像全面に画像部、非画像部の区別なく現像剤を
供給する現像剤供給手段と、前記潜像保持体の表面に供
給された前記現像剤を前記潜像保持体の表面上で帯電す
る帯電手段と、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前記現像剤を選択的に回収す
る現像剤回収手段と、を有することを特徴とする。

【００１８】また、本発明の画像形成装置は、上記の課
題を解決するために、現像剤が磁性現像剤を含み、か
つ、現像剤供給手段が、前記潜像保持体の表面の静電潜
像の周りに磁界を形成する手段を有し、前記潜像保持体
表面の静電潜像全面に、前記磁界の磁界力によって前記
現像剤を供給するようにするのが好適である。

【００１９】また、本発明の画像形成装置は、上記の課
題を解決するために、帯電手段が、潜像保持体に対向配
置された電荷付与手段を有し、前記潜像保持体の表面上
で、前記潜像保持体の表面の静電潜像全面に供給された
現像剤を、電荷付与手段と摺擦させることにより帯電す
ることが好適である。

【００２０】また、本発明の画像形成装置は、上記の課
題を解決するために、現像剤回収手段が、潜像保持体と
の間に直流電界を形成する電源手段を有し、前記直流電
界の電界力によって、前記潜像保持体の表面の静電潜像
の非画像部分に付着している現像剤を選択的に回収する
ことが好適である。

【００２１】また、本発明の画像形成装置は、上記の課
題を解決するために、現像剤回収手段が、潜像保持体と
の間に直流電界を重畳された交流電界を形成する電源手
段を有し、前記直流電界を重畳された交流電界の電界力
によって、前記潜像保持体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選択的に回収することが好適
である。

【００２２】また、本発明の画像形成装置は、上記の課
題を解決するために、現像剤が磁性現像剤を含み、か
つ、現像剤回収手段が、潜像保持体の表面の静電潜像の
周りに磁界を形成する手段を有し、前記磁界の磁界力に
よって、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選択的に回収することが好
適である。

【００２３】また、本発明の画像形成装置は、上記の課
題を解決するために、帯電手段が、潜像保持体に対向配
置された電荷付与手段と、前記電荷付与手段と前記潜像
保持体との間に振動電界を形成する手段とを有し、前記
潜像保持体の表面に供給された現像剤を、前記振動電界
によって前記潜像保持体と前記電荷付与手段との間で振
動させることにより帯電することが好適である。ここ
で、電荷付与手段は、少なくともその表面は導電性であ
ること、前記潜像保持体に所定間隙を隔てて対向配置さ
れていること、前記潜像保持体にこの潜像保持体の移動
方向における途中一部が接触するよう対向配置され、前
記潜像保持体表面に付着搬送される現像剤の押し上げ力
により、前記潜像保持体と非接触状態となるような機械
的弾性特性を有すること、潜像保持体との最小間隙は、
４０μｍから２ｍｍの範囲であることが、それぞれ好適
である。さらに、現像剤回収手段と潜像保持体との最小
間隙は、電荷付与手段と前記潜像保持体との最小間隙よ
りも広い間隙を有することが好適である。

【００２４】また、本発明の画像形成装置は、上記の課
題を解決するために、現像剤回収手段が、潜像保持手段
に対向配置される前記ローラ手段と、前記ローラ手段と
前記潜像保持体との間に交番電界を形成する手段とを有
し、前記潜像保持体の表面上で帯電された現像剤を、前
記交番電界によって前記潜像保持体と前記ローラ手段と
の間で往復運動させることにより、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前記現像
剤を選択的に前記ローラ手段に回収するようにするのが
好適である。ここで、ローラ手段と前記潜像保持手段と
の間に形成する交番電界が、前記電荷付与手段と潜像保
持体との間に係止する振動電界と、同一出力の電源装置
により形成するようにするのが好適である。

【００２５】また、本発明の画像形成装置は、上記の課
題を解決するために、現像剤が磁性現像剤を含み、か
つ、現像剤回収手段は、ローラ手段と潜像保持体との間
に磁界を形成する手段を有し、前記磁界の磁界力を用い
て、前記潜像保持体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選択的に前記ローラ手段に回収する
ようにするのが好適である。また、ローラ手段は、潜像
保持体に所定間隙を隔てて対向配置されたこと、自身の
に回収し表面に付着した現像剤をこの表面から除去する
除去手段を有すること、自身の回転方向は、潜像保持体
と同方向であること、自身と潜像保持体間の所定間隙
は、１００μｍから２ｍｍの範囲であることが、それぞ
れ好適である。

【００２６】また、本発明の画像形成装置は、上記の課
題を解決するために、潜像保持体の一部と現像剤回収手
段の一部とハウジング手段とによって形成される現像剤
を溜める現像剤溜手段を有することが好適である。そし
て、帯電手段が、現像剤溜手段内に配置されることが好
適である。

【００２７】また、本発明の画像形成装置は、上記の課
題を解決するために、現像剤が磁性現像剤を含み、か
つ、画像形成装置が少なくと記潜像保持体とハウジング
手段との近接部に磁界を形成する第１の磁界形成手段
と、前記潜像保持体と前記現像剤回収手段との近接部に
磁界を形成する第２の磁界形成手段とを有し、第１の磁
界形成手段の形成する磁界によって、前記潜像保持体と
前記ハウジング手段の近接部から現像剤溜手段内の現像
剤が漏れ出すのを防止し、第２の磁界形成手段の形成す
る磁界によって、前記潜像保持体と前記現像剤回収手段
との近接部から現像剤溜手段内の磁性現像剤が漏れ出す
のを防止することが好適である。ここで、第１の磁界形
成手段が、前記潜像保持体に内包される固定磁石を含
み、現像剤溜手段内の現像剤を前記潜像保持体表面に磁
気的に吸引することにより前記潜像保持体の表面に拘束
保持すること、第２の磁界形成手段が、前記現像剤回収
手段に内包される固定磁石を含み、前記潜像保持体の表
面の静電潜像の非画像部分に付着している現像剤を選択
的に前記現像剤回収手段に回収することを補助すること
が、それぞれ好適である。

【００２８】また、本発明の画像形成装置は、上記の課
題を解決するために、現像剤回収手段は、前記現像剤溜
手段内に、前記現像剤回収手段の表面に付着する現像剤
を前記現像剤回収手段から除去する除去手段を有するこ
とが好適である。

【００２９】本発明の画像形成装置用帯電装置は、上記
の課題を解決するために、表面に静電潜像を保持しなが
ら移動する潜像保持体と、前記潜像保持体に対向配置さ
れた帯電手段と、前記帯電手段と前記潜像保持体間に振
動電界を形成する電界電源と、前記潜像保持体および前
記帯電手段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、を備えたことを特徴とする。

【００３０】また、本発明の画像形成装置用帯電装置
は、上記の課題を解決するために、現像剤が磁性現像剤
を含み、かつ、現像剤供給手段は、潜像保持体および帯
電手段との間に磁場を形成する手段を有し、前記現像剤
を前記磁界の磁気吸引力により前記潜像保持体と前記帯
電手段との間に供給することが好適である。

【００３１】また、本発明の画像形成装置用帯電装置
は、上記の課題を解決するために、現像剤が磁性現像剤
を含み、かつ、現像剤供給手段が、潜像保持体および帯
電手段の少なくとも一方の手段の、前記現像剤と接触す
る側の面とは反対の側に位置する磁石とを有し、前記少
なくとも一方の手段と前記磁石とが相対移動することに
より、前記現像剤を前記潜像保持体と前記帯電手段との
間に供給し強制的に通過させることが好適である。

【００３２】また、本発明の画像形成装置用帯電装置
は、上記の課題を解決するために、現像剤が磁性現像剤
を含み、かつ、現像剤供給手段は、潜像保持体の静電潜
像を保持する面とは反対側に磁石を有し、前記磁石の磁
気吸引力によって前記潜像保持体の表面に前記現像剤を
保持しながら、前記潜像保持体の移動にしたがって、前
記潜像保持体と前記帯電手段との間に供給し、強制的に
通過させることが好適である。

【００３３】また、本発明の画像形成装置用帯電装置
は、上記の課題を解決するために、帯電手段が、潜像保
持体に対向配置された電荷付与手段を有し、前記電荷付
与手段は、少なくともその表面は電気導電性であること
が好適である。

【００３４】また、本発明の画像形成装置用帯電装置
は、上記の課題を解決するために、帯電手段が、潜像保
持体に対向配置された電荷付与手段を有し、前記電荷付
与手段は、前記潜像保持体に所定間隙を隔てて対向配置
されたことが好適である。

【００３５】また、本発明の画像形成装置用帯電装置
は、上記の課題を解決するために、帯電手段が、潜像保
持体に対向配置された電荷付与手段を有し、前記電荷付
与手段は、前記潜像保持体にこの潜像保持体の移動方向
における途中一部が接触するよう対向配置され、前記潜
像保持体表面に付着搬送される現像剤の押し上げ力によ
り、前記潜像保持体と非接触状態となるような機械的弾
性特性を有することが好適である。

【００３６】また、本発明の画像形成装置用帯電装置
は、上記の課題を解決するために、帯電手段が、潜像保
持体に対向配置された電荷付与手段を有し、前記電荷付
与手段と潜像保持体との最小間隙は、４０μｍから２ｍ
ｍの範囲であることが好適である。

【００３７】また、本発明の画像形成装置用帯電装置
は、上記の課題を解決するために、帯電手段が、潜像保
持体に対向配置された電荷付与手段を有し、前記電荷付
与手段は、板状形状であることが好適である。

【００３８】

【作用】本発明の画像形成装置は、現像剤供給手段が、
現像剤を潜像保持体表面に画像部、非画像部の区別なく
供給し、潜像保持体の移動に伴い、表面に保持、搬送さ
れる現像剤を帯電手段が潜像担持体上で帯電し、現像剤
回収手段が、潜像保持体表面の静電潜像における画像部
と非画像部との電位差を利用して、非画像部分に付着し
ている現像剤を画像部分に付着している現像剤とを区別
して、非画像部分の現像剤を選択的に回収することによ
り現像を行い画像を形成することができ、特に、以下の
ような作用を発揮する。

【００３９】（１） 現像剤を潜像保持体表面に静電潜
像の画像部、非画像部の区別なく全面に供給することに
より、現像に必要な量の現像剤を静電潜像全面に供給す
るので、潜像保持体に形成される現像後の現像剤像に、
前回形成した画像の残像として現れるスリーブゴースト
現象を回避し、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することができる。

【００４０】（２） また、従来例のように、現像剤担
持体上に極めて均一な現像剤層を形成する必要がないの
で、装置の構造が簡単で、小型化が可能になる。

【００４１】（３） さらに、電気絶縁性の高い材料で
構成される潜像保持体表面で現像剤を帯電するので、現
像剤の帯電電荷のリークが少なく帯電効率が高くなる
し、現像剤の帯電電荷が静電潜像に即座に作用して現像
を開始するので、現像効率も向上する。従って、高湿度
の環境下で現像剤の電荷が非常にリークし易い雰囲気で
あっても、電荷のリークが少なく、現像剤の保持する電
荷が低下することによる悪影響が極めて少ない。その結
果、規定量に帯電した電荷の効果が確実に現像工程の
他、転写工程にも作用し、高解像度の現像と転写の安定
化が可能になる。

【００４２】（４） しかも、潜像保持体に充分な現像
剤を載せた後、現像工程で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結果、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ができ、
静電潜像が面積の大きなベタ画像や電荷の回り込みによ
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で、静電潜像を忠実に現像し、
非画像部分のみの現像剤を選択的に回収することがで
き、画質の向上を図ることができる。

【００４３】本発明の画像形成装置はまた、現像剤溜り
を有し、潜像保持体表面の静電潜像全面に、現像剤を前
記現像剤溜から直接供給することにより、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
供給し載せることができ、現像剤の供給量を制御する構
成が不要となり、この面でも構成が簡略化する。

【００４４】そして、磁界の現像剤拘束力で潜像保持体
表面の静電潜像全面に磁性の現像剤を供給すると、現像
剤の供給を安定化させることが可能である。例えば、現
像剤を供給する方向が、重力の作用に抗する方向、横向
きや、やや斜め下向きであっても、安定して現像剤を供
給することができる。また現像剤の流動性が低下しても
これに影響されることなく安定して現像剤を供給するこ
とができる。

【００４５】そして本発明の画像形成装置は、現像剤を
電荷付与部材と摺擦させて摩擦帯電させ、また、電荷付
与部材と潜像保持体間に振動電界を形成して、この振動
電界中で現像剤を振動、往復運動させながら現像剤同
士、また、現像剤と電荷付与部材、潜像保持体と衝突接
触させることにより現像剤を帯電させることにより、潜
像保持体の表面上にある静電潜像を乱さずに現像剤を帯
電することができる。また、万が一、この振動による帯
電の際に、現像剤が周辺へ飛散しても、電荷付与部材に
よる電荷付与部分を現像剤溜の中としておくことで、現
像剤が外部に漏れることはない。そして、振動電界中の
振動で現像剤を帯電すると、現像剤の帯電だけでなく、
現像剤の凝集体が分散され易い。その過程で、現像剤が
潜像保持体の表面上で移動して、現像剤の量が潜像保持
体の表面上で均一分布化され、且つ、帯電した現像剤
が、前記のように長時間、潜像保持体の表面の静電潜像
に接触するのと相まって、静電潜像に忠実な優れた画像
が得られる。

【００４６】さらに、現像剤供給手段に備える磁石が形
成する磁界の磁界力で、磁性の現像剤を潜像保持体と電
荷付与部材との間に供給すれば、現像剤の磁気特性を利
用した強制搬送を可能とし、例えば、高湿度環境下で現
像剤の流動性が著しく低下したとしても、流動性の低下
に影響されることなく、帯電領域への安定した現像剤の
供給ができ、現像剤の帯電作用および帯電現像剤の定量
供給作用を簡易にかつ確実に達成する。また、現像剤を
磁気的に拘束しながら、潜像保持体と電荷付与部材との
間を通過させることになるので、現像剤の振動帯電領域
からの飛散を抑制し、振動帯電場に無理なく現像剤を拘
束しながら、現像剤に無理なストレスを加えることなく
帯電することができる。

【００４７】本発明の画像形成装置はさらに、現像剤回
収手段により静電潜像の非画像部分に付着している現像
剤を回収するのに、潜像保持体と現像剤回収部材間に直
流回収バイアスを形成し、現像剤回収手段の一部として
使用することができるし、現像剤の回収に、潜像保持体
と現像剤回収部材間に交番電界を形成して、現像剤を往
復運動させながら回収することもでき、いずれの場合に
も、現像剤の有する電荷と、周辺の電界による電界力を
利用して、潜像保持体の表面の非画像部分に付着する現
像剤を現像剤回収手段へ回収することができる。特に、
交番電界中で、現像剤を往復運動させると、現像剤に働
く分子間力などの付着力の影響を排除できることから、
現像剤が外力に対し敏感に反応し易くなり、静電潜像に
よる電界力に忠実に反応し、静電潜像を忠実に現像する
ことができる。

【００４８】また、現像剤が磁性現像剤である場合、現
像剤の回収に、潜像保持体と現像剤回収部材間に磁界を
形成し、その磁界の磁気力を利用して、潜像保持体の表
面の非画像部分に付着している現像剤を回収することが
できる。

【００４９】いずれにしろ、直流電界による電界力、交
番電界による現像剤の活性作用、現像剤の磁気吸引力を
応用して、潜像保持体の表面の非画像部分に付着する現
像剤や、画像部分に付着する余分な現像剤を、現像剤回
収手段に回収し、潜像保持体表面の静電潜像に忠実な現
像を行うことができる。

【００５０】また、本発明の画像形成装置は、現像剤回
収手段であるローラ手段の表面に回収された現像剤を除
去する除去手段を有することにより、ローラ手段が、再
び、潜像保持体表面に対向するときには、ローラ手段の
表面をリフレッシュしているようにし、ローラ手段の回
収能力を高く維持することができる。従って、静電潜像
に忠実な画像形成を持続することができる。そして、こ
のローラ手段が、潜像保持体と同方向に回転するように
することにより、ローラ手段と潜像保持体とが対向する
所定間隙において、両者の表面の走行方向は反対方向と
なって、この間隙内で、現像剤にそれぞれに従った反対
方向の随伴流を起こさせることができ、この現像剤の随
伴流に、交番電界による往復運動が重なるようにするこ
とによって、現像剤の循環流を形成することができる。
この結果、この間隙内で現像剤が滞留部を形成し、この
滞留部の現像剤が交番電界に従って繰り返し往復運動す
る。そこで、潜像保持体の表面の画像部分の現像効率が
高くなるばかりか、非画像部分に付着する現像剤の回収
効率も高くなる。従って、カブリがなく、静電潜像に忠
実な画像を得ることができる。

【００５１】また、本発明の画像形成装置は、磁性現像
剤を用いる場合、現像剤溜手段を構成する潜像保持体と
ハウジングとの近接部に磁界を形成し、また、現像剤溜
手段を構成する潜像保持体と現像剤回収部材との近接部
に磁界を形成することによって、潜像保持体とハウジン
グ、現像剤回収部材との近接部に現像剤の磁気的な穂立
ちを形成することができ、動作中は勿論のこと、特に装
置電源が切れているときの移動、運搬等の振動、衝撃で
も、現像剤溜手段内の現像剤が外部へ漏れ出すのを防止
し、且つ、画像形成装置を移動させたりするときに起こ
る現像剤溜手段内での現像剤の偏りを防止することがで
きる。

【００５２】本発明の画像形成装置用帯電装置は、潜像
保持体と電荷付与部材とがなす帯電部材対の間に、振動
電界を形成して帯電領域を形成し、潜像担持体表面に供
給されこの帯電領域を強制的に通過させられる現像剤の
内、何割かは、自然に帯電し、電荷を帯びた現像剤存在
し、その電荷を帯びた現像剤が前記振動電界による電界
力で、電界の向きの変化に追従し、潜像保持体と電荷付
与部材との間を往復移動する。往復運動を始めた現像剤
は、電荷付与部材と衝突、接触して電荷を授受される。
電荷を授受された現像剤は、その往復運動が更に活発化
し、他の電荷を帯びていない現像剤に衝突接触したりす
る。元々電荷を帯びていない現像剤は、電荷を帯びた現
像剤に衝突接触され、電荷を帯びるようになると共に、
往復運動する運動エネルギーもまた伝達される。このよ
うな、往復運動と衝突接触作用が徐々に広がりやがて
は、帯電領域内の全ての現像剤へ波及する。従って、潜
像保持体と電荷付与部材との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
てストレスを受けることなく、所定の極性および電位に
帯電される。

【００５３】特に、現像剤は、帯電部材対間に強制的に
供給され通過させられることで、帯電操作を定常化させ
られる。従って、現像剤の帯電不足や帯電むらのない均
一に帯電された現像剤を、過不足なく定量づつ送り出し
て以後の現像に供することができる。

【００５４】また、帯電された現像剤は、絶縁体である
潜像担持体上にて帯電されて即現像に供されるので、帯
電から現像までの間に、現像剤が保持する電荷のリーク
が極めて少ない。従って、現像剤は必要な帯電電荷量を
保持したままで現像されるので、現像工程が静電潜像に
忠実に行われる。しかも、潜像保持体自身が移動するこ
とで、現像剤を潜像保持体と電荷付与部材との間に導入
し、通過させることができ、現像剤供給機能も奏するこ
とができる。

【００５５】また、磁石が潜像保持体の表面の静電潜像
の周りに形成する磁界の磁界力で、磁性の現像剤を潜像
保持体と電荷付与部材との間に供給すれば、現像剤の磁
気特性を利用した強制搬送を行うことができる。この場
合、例えば、高湿度環境下で現像剤の流動性が著しく低
下したとしても、流動性の低下に影響されることなく、
安定した現像剤の供給が可能となる。したがって、現像
剤の帯電作用および定量供給作用を簡易にかつ確実に達
成する。また、現像剤を磁気的に拘束しながら、潜像保
持体と電荷付与部材との間を通過させることにより、現
像剤の振動帯電領域からの飛散を抑制し、振動帯電場に
無理なく現像剤を拘束しながら、現像剤に無理なストレ
スを加えることなく帯電することができる。

【００５６】そして、潜像保持体および電荷付与部材の
少なくとも一方と、これらの現像剤通路とはその反対側
に位置する磁石とを有し、潜像保持体と電荷付与部材の
少なくとも一方と磁石とが相対移動して、現像剤を潜像
保持体と電荷付与部材との間に供給し強制的に通過させ
るようにすると、帯電装置全体の構造を特に複雑にする
ことなく、さらに、安定した帯電と定量供給とを実現で
きる。また、特に、現像剤に加わる磁気力以外の力と磁
気力とが複雑に働くことから、現像剤が回転モーメント
を受けることもあり、現像剤が複雑に運動し、より均一
な帯電を効率よく達成することができる。

【００５７】これら各場合において、潜像保持体の裏面
側に磁石を設け、磁界を形成し、その磁界による磁気力
で、潜像保持体の表面に現像剤を保持し、潜像保持体と
電荷付与部材との間に供給し、通過させることもでき
る。この場合、潜像保持体の内部に磁石を配置すること
ができるため、磁石を配置するための空間を新たに設け
る必要が無く、外部にかさ張らない簡単で小型な構成に
よって、特徴ある帯電を達成することができる。

【００５８】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して以下に詳述
する。

【００５９】（実施例１）先ず、本発明の画像形成装置
の基本的な構成を有する実施例１を図１に基づいて説明
する。

【００６０】図示するように、本実施例の画像形成装置
は、表面に静電潜像を保持して矢印Ｃ方向に移動する潜
像保持体２と、現像剤４を蓄えた現像剤容器６と、現像
剤４を帯電するための電荷付与部材８ａと、不要な現像
剤を回収するための現像剤回収部材１０とを有する。現
像剤容器６は潜像保持体２に隣接して配置される。電荷
付与部材８ａは、潜像保持体２に所定間隙を隔てて隣接
して、潜像保持体２の移動方向Ｃにおける現像剤容器６
の下流側に配置される。電荷付与部材８ａと潜像保持体
２との間隙は、上流側、即ち現像剤容器６側が、下流側
より大きい。現像剤回収部材１０は、潜像保持体２に所
定間隙を隔てて隣接して、電荷付与部材８ａの下流側に
配置される。現像剤４としては、１成分現像剤を用い
る。

【００６１】この画像形成装置の動作を説明する。

【００６２】現像剤容器６は、重力の力を利用し、現像
剤４を潜像保持体２の上向きの表面に、静電潜像の画像
部、非画像部の区別なく供給する。次いで、潜像保持体
２の移動に伴い、潜像保持体２の上向きの表面に保持、
搬送されて強制的に通過していく現像剤４に電荷付与部
材８ａを摺擦させ、現像剤４を帯電させる。なお、この
ような重力を利用した潜像保持体２表面への現像剤４の
供給と、搬送のために、潜像保持体２の表面は必ずしも
上向きである必要はなく、傾斜していてもよいのは勿
論、垂直な移動領域においても現像剤溜りを側方から臨
ませれば達成できる。場合によっては、下向きの潜像保
持体２表面でも現像剤４の重力による流動圧を利用する
等すれば現像剤４を供給し搬送することができる。

【００６３】次いで、帯電された現像剤４は矢印Ｃの方
向に移動する潜像保持体２により搬送されて、現像剤回
収部材１０部分を強制的に通過させられる。ここで、潜
像保持体２表面の静電潜像における画像部と非画像部と
の電位差を利用して、非画像部分に付着している現像剤
４を画像部分に付着している現像剤４とを区別して、非
画像部分の現像剤を選択的に現像剤回収部材１０側へ回
収し、それによって現像を行う。

【００６４】このように、本実施例によれば、重力を利
用することにより、現像剤４を潜像保持体２表面に供給
するので、現像に必要な量の現像剤４を静電潜像全面に
画像部、非画像部の区別なく供給することができる。従
って、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。また、従来例のように、現像
剤担持体上に極めて均一な現像剤層を形成する必要がな
いので、装置の構造が簡単で、小型化が可能になる。

【００６５】また、本実施例によれば、潜像保持体２の
表面上で現像剤４を帯電するので、現像剤４の帯電電荷
のリークが少なく帯電効率が高い。これは、潜像保持体
２表面は、静電潜像を保持することから、電荷の漏洩を
防止するために非常に高い電気絶縁性材料で構成される
からである。

【００６６】従って、高湿度の環境下で現像剤４の電荷
が非常にリークし易い雰囲気であっても、電荷のリーク
が少なく、現像剤４の保持する電荷が低下することによ
る悪影響が極めて少ない。その結果、規定量に帯電した
電荷の効果が確実に現像工程の他、転写工程にも作用
し、高解像度の現像と転写の安定化が可能になる。

【００６７】静電潜像を形成する方法は、例えば、カー
ルソン・プロセスを用いる場合、導電性基板上に光半導
体層を形成した潜像保持体２を用いて、その潜像保持体
２表面を一様に帯電した後、画像パターンに応じた光照
射を行うことによって、静電潜像を形成することができ
る。また、導電性基板上に電気絶縁性の高い層を形成し
た潜像保持体２を用いて、その潜像保持体２表面に画像
パターンに応じた電荷を直接照射して、静電潜像を形成
することができる。

【００６８】さらに、上記のように潜像保持体２の表面
上で現像剤４を帯電すると、現像効率が高い。これは、
現像剤４の帯電電荷が静電潜像にすぐに作用し、作像を
開始するからである。

【００６９】また以上のように、潜像保持体に充分な現
像剤を載せた後、現像工程で潜像保持体２上の現像剤４
を潜像保持体２上で帯電し、最後に、潜像保持体２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
る結果、現像剤４を潜像保持体２表面に載せてから潜像
保持体２表面の静電潜像の非画像部分に付着した現像剤
４を回収するまでの長い時間、現像剤４を静電潜像に接
触させることができ、静電潜像が面積の大きなベタ画像
や電荷の回り込みにより現像剤４が付着し難い微細な細
線画像に対しても、現像剤４を載せて帯電することで、
静電潜像を忠実に現像し、非画像部分のみの現像剤を選
択的に回収することができる。

【００７０】また、本実施例では、電荷付与部材８ａに
よって十分に帯電された現像剤４を用いているので、現
像剤回収部材１０への回収が、静電潜像に忠実に行われ
る。 （実施例２）図２に、実施例２の画像形成装置の構成を
示す。上記実施例１と同様の構成要素には、同じ符号を
付記し、重複する説明は省略する。

【００７１】本実施例の画像形成装置は、実施例１の画
像形成装置の電荷付与部材８ａに換えて、その構成が異
なる電荷付与部材８ｂを有する。この画像形成装置は、
図１に示す構成要素に加えて、現像剤容器６付近に磁界
を形成するための第１の磁界形成手段１２と、電荷付与
部材８ｂに電圧を印加するための第１の電源１６と、現
像剤回収部材１０に電圧を印加するための第２の電源１
８と、現像剤回収部材１０付近に磁界を形成するための
第２の磁界形成手段２０とを有する。第１の磁界形成手
段１２は、潜像保持体２に隣接して、現像剤容器６とは
反対側に配置される。第１の電源１６は、電荷付与部材
８ｂに直流電圧を重畳した交流電圧を印加する。第２の
電源１８は、現像剤回収部材１０に直流電圧を重畳した
交流電圧を印加する。第２の磁界形成手段２０は、現像
剤回収部材１０に隣接して、潜像保持体２とは反対側に
配置される。現像剤４は、絶縁性でかつ磁性体ある。

【００７２】この画像形成装置の動作を説明する。

【００７３】現像剤容器６は、第１の磁界形成手段１２
が形成する磁界による磁気吸引力を利用して、現像剤４
を潜像保持体２表面に画像部、非画像部の区別なく供給
する。したがって、現像剤４の供給は潜像保持体２表面
の向きに関係なく安定して行える。次いで、潜像保持体
２の移動に伴い、表面に保持、搬送された現像剤４に電
荷付与部材８ｂを摺擦させ、現像剤４を帯電する。この
とき、電荷付与部材８ｂには、第１の電源１６により直
流電圧を重畳した交流電圧が印加されているので、潜像
保持体２と電荷付与部材８ｂとの間に振動電界が形成さ
れている。この振動電界領域中では現像剤４が往復運動
するので、現像剤４と電荷付与部材８ｂまたは潜像保持
体２、もしくは現像剤４同士が衝突し摩擦帯電する。

【００７４】これにつき詳述すると、前記振動電界によ
る帯電領域を強制的に通過させられる現像剤４の内、何
割かは、自然に帯電し、電荷を帯びた現像剤４が存在
し、その電荷を帯びた現像剤４が前記振動電界による電
界力で、電界の向きの変化に追従し、潜像保持体２と電
荷付与部材８ｂとの間を往復移動する。往復運動を始め
た現像剤４は、電荷付与部材８ｂと衝突、接触して電荷
を授受される。電荷を授受された現像剤４は、その往復
運動が更に活発化し、他の電荷を帯びていない現像剤４
に衝突接触したりする。元々電荷を帯びていない現像剤
４は、電荷を帯びた現像剤４に衝突接触され、電荷を帯
びるようになると共に、往復運動する運動エネルギーも
また伝達される。このような、往復運動と衝突接触作用
が徐々に広がりやがては、帯電領域内の全ての現像剤４
へ波及する。従って、潜像保持体２と電荷付与部材８ｂ
との間に供給され通過していく現像剤４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受けるこ
となく、所定の極性および電位に帯電される。

【００７５】特に、現像剤４は、帯電部材対である潜像
保持体２と電荷付与部材８ｂとの間に強制的に供給され
通過させられることで、帯電操作を定常化させられる。
従って、現像剤４の帯電不足や帯電むらのない均一に帯
電された現像剤４を、過不足なく定量づつ送り出して以
後の現像に供することができる。

【００７６】帯電された現像剤４を搬送した潜像保持体
２は、さらに潜像保持体２に対向配置された現像剤回収
部材１０部分を通過する。現像剤回収部材１０には、第
２の電源１８により直流電圧を重畳した交流電圧が印加
されているので、潜像保持体２と現像剤回収部材１０と
の間に交番電界が形成されている。ここで、現像剤４
は、交番電界にしたがって潜像保持体２と現像剤回収部
材１０との間を往復運動するので、外力に対し反応し易
い状態となる。この現像剤回収部材１０が潜像保持体２
と対向している部分には、さらに、第２の磁界形成手段
２０により磁界が形成されている。上述のように、現像
剤４は、外力に対し反応し易い状態となっているので、
潜像保持体２表面の表面電位と第２の電源１８の直流電
圧成分との電位差による電界力と、第２の磁界形成手段
２０の形成する磁界による磁気吸引力とによって、非画
像部分に付着する現像剤４と画像部分に付着する余分な
現像剤４とが選択的に現像剤回収部材１０側へ回収され
る。これによって、現像が行われる。

【００７７】本実施例では、上述したように、現像剤を
供給する工程で、現像剤４を、第１の磁界形成手段１２
が形成する磁界の吸引力によって、潜像保持体２の全面
に、画像部、非画像部の区別なく、直接供給する。供給
された現像剤４は、第１の磁界形成手段１２が形成する
磁界の吸引力によって潜像保持体２の表面に吸引拘束保
持された状態で移動する。従って、この供給方法による
と、現像に必要な量の現像剤４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。

【００７８】また、本実施例では、現像剤を帯電する工
程で、電荷付与部材８ｂに第１の電源１６により直流電
圧を重畳した交流電圧を印加し、電荷付与部材８ｂと潜
像保持体２とが対向する間隙部分に振動電界を形成す
る。この振動電界を利用して、現像剤４を帯電する。従
って、振動電界の直流電圧分で、電荷付与部材８ｂへ積
極的に衝突させることもできるし、潜像保持体２の表面
に拘束保持され易くすることもできる。

【００７９】また、帯電の際の現像剤４の振動によっ
て、現像剤４の分布が均一化され、且つ、帯電された現
像剤４が現像剤を回収する工程まで継続して静電潜像に
接触しているので、極めて細い細線の細線画像でも、カ
ブリや現像不足等の不都合なしに、忠実に現像できる。

【００８０】（実施例３）図３に、図２の基本的な構成
例を更に具体化した本発明の実施例３の画像形成装置の
構成を示す。まず、図３に基づいて、本実施例の画像形
成装置の構造を説明する。なお、本実施例においても前
記実施例と同じ部材には同一の符号を付し、重複する説
明は省略する。

【００８１】図示するように、本実施例の画像形成装置
は、矢印Ｅで示す方向に回転駆動されるように設けられ
た潜像保持体２と、潜像保持体２に所定量の電荷を与え
るための帯電チャージャー３０と、潜像保持体２を露光
して、潜像保持体２上に静電潜像を形成するための光学
系３２と、静電潜像を現像して現像剤像を形成するため
の現像器３と、現像剤像を紙３４に転写するための転写
チャージャー３６と、潜像保持体２上の残留現像剤４を
除去するためのクリーニング部材３８と、潜像保持体２
上の残留電荷を除去するためのイレーサ４０とを備え
る。

【００８２】現像器３は、大別して、潜像保持体２の潜
像保持面に直接現像剤４を供給するための現像剤供給部
材５、潜像保持体２の表面に供給された現像剤４を潜像
保持体２上で振動電界により帯電させるための電荷付与
部材８ｃ、および潜像保持体２上の非画像部に付着して
いる現像剤４を回収するための電極ローラ２２を有す
る。

【００８３】この画像形成装置の動作の概略を説明す
る。

【００８４】まず、潜像保持体２は帯電チャージャー３
０によって表面を一様に帯電された後、表面に光学系３
２からの画像パターンに対応する光照射を受けて、潜像
保持体２上に静電潜像が形成される。

【００８５】次に、現像器３の現像剤供給部材５により
潜像保持面に直接現像剤４が供給され、現像剤４は、電
荷付与部材８ｃにより潜像保持体２上で帯電される。電
極ローラ２２は、潜像保持体２上の非画像部に付着して
いる現像剤４を回収し、これにより、潜像は現像されて
顕像化した現像剤像となる。

【００８６】潜像保持体２上の現像剤像はこれとのタイ
ミングをとって搬送されてくる紙３４上へ転写チャージ
ャー３６によって転写される。転写後の紙３４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。
転写後の潜像保持体２の表面は、クリーニング部材３８
により残留トナーを除去された後、イレーサ４０によっ
て残留電荷も除去され、次の画像形成に供される。

【００８７】このように動作する本実施例の画像形成装
置の現像器３の構造をされに詳しく説明する。

【００８８】まず、現像器３の現像剤供給部材５につい
て説明する。

【００８９】現像剤供給部材５は、開口７を有する現像
剤容器６を備え、開口７は直接潜像保持体２の潜像保持
面に対向する。現像剤容器６内には、絶縁性磁性１成分
トナーである現像剤４が収容され、大きな溜りをなして
いる。従って、現像剤４は、その重量によって開口７を
通じ自然流出しようとして、前記溜りをなしたまま潜像
保持体２の潜像保持面上に直接供給されて、画像部、非
画像部の区別なく、潜像保持体２の回転方向の広範囲に
ベタ接触する。

【００９０】現像剤容器６内には、開口７の潜像保持体
２の回転方向で見た上流側に潜像保持体２と対向して現
像剤供給ローラ５０が設けられている。現像剤供給ロー
ラ５０は、矢印Ｆの方向、すなわち潜像保持体２の回転
方向と逆向きの方向に回転する。この回転によると、潜
像保持体２と現像剤供給ローラ５０との対向部での順方
向移動によって、現像剤容器６上部の現像剤４を矢印Ｇ
のように潜像保持体２に向かう積極的な流れを作ること
ができ、供給を促進し安定させることができる。

【００９１】ただし、この現像剤供給ローラ５０は必須
ではない。しかし現像剤４の直接供給を潜像保持体２の
下側から行う等、現像剤４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
５０やこれに代わる適宜な搬送部材を利用するのが好適
となる。

【００９２】また、現像剤供給ローラ５０で現像剤４を
撹拌混合することによって、現像剤４同士ないし現像剤
４と現像剤供給ローラ５０とが摩擦し、現像剤４を帯電
することができる。現像剤４同士の摩擦帯電の場合、両
極性に帯電するが、たとえ反対極性への帯電であって
も、帯電電荷を有することが後述する振動電界を用いた
帯電行程で有利に働く。

【００９３】なお場合によっては、アースされた潜像保
持体２に対し、現像剤供給ローラ５０に第３の電源５２
によって、現像剤供給ローラ５０と潜像保持体２間へ直
流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４を潜像保持体２側に積極的に移行させ
ることができる。

【００９４】したがってこのような電界形成によっても
現像剤４の前記直接供給性能を向上させることができ
る。

【００９５】また潜像保持体２内には、潜像保持体２の
回転方向Ｅから見た前記現像剤容器６から現像剤４を直
接供給される最上流位置と、これより下流側の前記電極
ローラ２２位置との間の表面範囲に対応する大きさの固
定磁石である第１の磁界形成手段１２が設けられてい
る。

【００９６】この第１の磁界形成手段１２は、現像剤４
が磁性であることによってこれを磁気吸引し、開口７を
通じて潜像保持体２の表面に直接供給される現像剤４を
その全域において潜像保持体２側へ引き付けて強制的に
密着保持させる。

【００９７】したがって開口７の上流側での現像剤供給
ローラ５０と第３の電源５２とによる現像剤４の直接供
給性能の向上のみならず、開口７の全域を通じた現像剤
４の直接供給性能、搬送性能をも向上することができ
る。

【００９８】また、現像剤容器６の上流側の前記回転方
向Ｅで見た口縁２３と潜像保持体２との間の接続部の間
隙はシール２４により遮蔽せれる。このシール２４の先
端が潜像保持体２の表面に潜像保持体２の回転方向Ｅに
対して順方向から圧接される。これにより、口縁２３と
潜像保持体２との間から現像剤４が外部に漏れ出るのを
防止する。

【００９９】さらに、第１の磁界形成手段１２の磁界が
及ぶ範囲内に、現像剤容器６の上流側口縁２３と潜像保
持体２間の接続部を形成するようにすれば、口縁２３と
潜像保持体２との間での現像剤４の漏れがより完全に防
止される。ここで、口縁２３部分に磁性体を配置するこ
とにより、磁気的なシール効果を持たせることもでき
る。

【０１００】次に、現像器３の電荷付与部材８ｃについ
て説明する。

【０１０１】電荷付与部材８ｃは、現像剤供給ローラ５
０と電極ローラ２２との間で潜像保持体２の表面と対面
し、導電性表面を有した板状の部材である。電荷付与部
材８ｃは、潜像保持体２の表面との間に平行間隙Ｒを形
成し、この間隙Ｒに潜像保持体２の表面に付着搬送され
る現像剤４が導入される。

【０１０２】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４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。この空間体積率は、潜像保持
体２の表面の現像剤の搬送能力と、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。

【０１０３】また、電荷付与部材８ｃは、図３に示すよ
うに、その前記回転方向Ｅで見た上流側で潜像保持体２
の表面に付着する現像剤４の量を規制する規制部材９を
有する。この規制部材９を設けることにより、平行間隙
Ｒ内に導入される現像剤４の密度を容易にコントロール
することができる。このような規制部材９としては、金
属板、ゴムシート、ポリエチレン・テレフタレートシー
ト、繊維状のブラシ等を用いることができる。

【０１０４】電荷付与部材８ｃには、直流電圧を重畳し
た交流電圧を印加できる第１の電源１６を接続される。
この第１の電源１６により、電荷付与部材８ｃと潜像保
持体２との間に前記振動電界が形成される。

【０１０５】平行間隙Ｒに導入される現像剤４は、自然
に帯電していた現像剤や前記現像剤供給ローラ５０部で
帯電された現像剤を含む。それらの現像剤４は、前記振
動電界に反応し、潜像保持体２と電荷付与部材８ｃとの
間で往復振動させられ始め、現像剤４相互の衝突摩擦や
電荷付与部材８ｃとの衝突による接触によって帯電され
る。このようにして帯電された現像剤４が他の未帯電の
現像剤４とも衝突接触してこれらに波及するので、潜像
保持体２と電荷付与部材８ｃとの間を通過する現像剤４
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。従って、現像剤粒子が粉砕したり、固着したりする
現像剤４の劣化現象がない。また、現像剤粒子の周辺に
流動性促進等のために外添してあるシリカ粒子等の微細
な粒子を、現像剤粒子へ埋没させたり、現像剤粒子から
遊離させたりする現像剤４の劣化現象もない。その結
果、現像剤４の劣化現象が極めて少なく、現像剤の特性
が長時間変化することなく維持され、現像剤の寿命や装
置自身の寿命も長くなる。

【０１０６】ここで、潜像保持体２は、電荷付与部材８
ｃとともに現像剤４を帯電させる帯電部材対を成す。し
かも、潜像保持体２は、その表面に直接供給されて載せ
られた現像剤４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搬送手段として
も機能しており、特別な現像剤搬送手段を設けなくても
よい利点がある。さらに、潜像保持体２は前記第１の磁
界形成手段１２による磁気吸引作用で、現像剤４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４の帯電効率を向上すること
ができる。

【０１０７】電荷付与部材８ｃの潜像保持体２との対向
面は、このように振動電界により現像剤４が衝突帯電し
易いように、導電性が良く、現像剤４の帯電極性に対し
反対極性に帯電し易い材料を用いることが望ましい。さ
らに、現像剤４の衝突によっても摩耗し難く、現像剤４
と充分な接触面積を確保できるよう現像剤４の粒子より
も滑らかな表面粗度を有していることが望ましい。適す
る材料としては、現像剤４の帯電極性にもよるが、ステ
ンレス、黄銅等の金属材料、または、導電性のフッ素樹
脂、ポリアミド樹脂等の樹脂材料、または、金メッキ、
クロムメッキ等の金属メッキ材料等である。

【０１０８】また、第１の磁界形成手段１２の磁力と潜
像保持体２の移動とによる現像剤４の強制搬送力によっ
て、湿度のために現像剤４の流動性が低下するようなこ
とがあってもこれの影響なく、適量の現像剤４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。したがって、現像剤４の帯電作用および定
量供給作用を簡易にかつ確実に達成することができる。
また、現像剤４を磁気的に拘束しながら、潜像保持体２
と電荷付与部材８ｃとの間を通過させると、現像剤４の
振動帯電領域からの飛散を抑制し、振動帯電場に無理な
く現像剤４を拘束しながら、現像剤４に無理なストレス
を加えるそとなく帯電させることができる。

【０１０９】しかも、前記第１の磁界形成手段１２は潜
像保持体２内のデッドスペースを利用して設置すること
ができるので、外部にかさ張らなず、また装置の構造を
特に複雑にするようなこともない。

【０１１０】しかし、潜像保持体２は前記第１の磁界形
成手段１２がなくても、表面の移動だけで現像剤４を電
荷付与部材８ｃ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る。特に、本実施例では、現像
剤４の重力による流れが前記供給、通過方向に働くの
で、搬送機能を充分に満足することができる。

【０１１１】このように、相互間に振動電界が形成され
て現像剤４を帯電させる帯電部材対としての潜像保持体
２および電荷付与部材８ｃとの間に、現像剤４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４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４の帯電電荷を利用した現
像の性能が安定する。帯電後の現像剤４は、第１の磁界
形成手段１２の吸引による吸引作用も手伝って潜像保持
体２表面との密着時に分子間力や電荷鏡像力等の付着力
を少なくとも受け、潜像保持体２の画像部、非画像部に
付着する。ここで、潜像保持体２への付着状態は、表面
の静電潜像の状態および現像剤４の帯電極性に影響を受
けた形で付着するようになるが、画像部、非画像部の区
別を明瞭に差別化した、いわゆる現像工程が終了した状
態とはまだほど遠い状態の現像剤像を形成する。

【０１１２】また、第１の電源１６の電荷付与部材８ｃ
に直流電圧を印加する効果は、振動電界による現像剤の
往復振動によって、現像剤４の移行作用を潜像保持体２
側とするか、電荷付与部材８側とするかをある程度自由
に変化させることができる点である。

【０１１３】電荷付与部材８ｃの方が潜像保持体２より
も圧倒的に現像剤４への帯電能力が高いことから電荷付
与部材８ｃに衝突する頻度を高めるように直流電圧を印
加すると帯電効率が高くなる。ただし、第１の電源１６
で印加する直流電圧の値によっては、交流電圧の振幅と
同様に潜像保持体２表面の静電潜像を乱すことも充分あ
りうるので注意が必要である。

【０１１４】また、逆に、振動により帯電される現像剤
４に、潜像保持体２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。その場合には、電荷付与部材
８ｃ表面に現像剤４の付着層が発生し難く安定した帯電
性能を持続することができる。ただし、第１の磁界形成
手段１２の磁気吸引力を有効に活用することにより、平
行間隙Ｒ部では、現像剤４は、電荷付与部材８ｃ側へ移
行するようにし、平行間隙Ｒを通過した後は、磁気吸引
力で潜像保持体２側へ移行するようにすると、帯電特性
と潜像保持体２表面の現像剤４の保持状態を両立するこ
とができる。

【０１１５】もっともこの場合も、前記直流電圧による
現像剤４の帯電への影響を考慮して、直流電圧を重畳す
るかどうか、また、重畳するとしたら何Ｖの電位を印加
するかどうかを決定すればよい。

【０１１６】ここで、細線画像部を例に挙げて、本発明
による忠実画像形成効果を説明する。図４（ａ）に示す
ように、従来の画像形成装置では、細線画像部Ｌの周辺
部で非画像部から電界がまわり込み、画像部Ｌに忠実に
現像剤４が付着せず、形成された細線画像が本来形成さ
れるべき細線画像より細くなる。一方、本実施例の場合
は、図４（ｂ）に示すように、潜像保持体２の潜像保持
面に直接供給された現像剤４は、潜像保持面の画像部、
非画像部に関わらず予め付着しているので、細線画像部
Ｌにて周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４を付着させることができる。但し、現像剤４
の帯電が不十分である場合は、図４（ｃ）に示すよう
に、不要な現像剤４の回収が十分に行われず、形成され
た細線画像が本来形成されるべき細線画像より太くな
る。従って、現像剤４を十分に帯電させることが重要で
ある。

【０１１７】最後に、現像器３の電極ローラ２２につい
て説明する。

【０１１８】電極ローラ２２は、矢印Ｈで示すように潜
像保持体２と同じ方向に回転駆動される現像剤回収部材
である。この電極ローラ２２は非磁性の導電性部材より
なり、現像剤供給部材５の開口７の前記回転方向Ｅで見
た下流側口縁２１と潜像保持体２との間に設けられ、潜
像保持体２と所定の回収間隙Ｓをもって対向している。

【０１１９】電極ローラ２２には、直流電圧を重畳した
交流電圧を印加するための第２の電源１８が接続され
る。この第２の電源１８により、回収間隙Ｓに非画像部
の現像剤４を回収する電界力を得られるような交番電界
が形成される。

【０１２０】この交番電界は、画像部、非画像部を問わ
ず、潜像保持体２表面に付着している現像剤４を往復運
動させるような電界飛翔力を与える。これにより、回収
間隙Ｓ内の現像剤４はいわゆるクラウド状態、すなわち
霧状に現像剤４が分散する状態に保たれる。

【０１２１】本発明では、現像剤４が所定電荷量に帯電
されているので、非画像部に付着している現像剤４は前
記交番電界に十分に反応し、その結果、第２の電源１８
の直流電圧成分による電界力と、第１の磁界形成手段１
２の磁気吸引力と、分子間力、電荷鏡像力等の付着力と
に打ち勝って剥離し、電極ローラ２２側に強制的に移行
させることができる。電極ローラ２２側に移行させられ
た現像剤４を、電極ローラ２２の表面に付着した状態で
矢印Ｈの方向に搬送、回収することができる。また、電
極ローラ２２内には、電極ローラ２２と潜像保持体２と
が対向する部分に固定磁石である第２の磁界形成手段２
０が設けられている。前記非画像部からの現像剤４の剥
離には、この第２の磁界形成手段２０の磁気吸引力も寄
与する。

【０１２２】このように、前記非画像部の現像剤４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４を確実に回収することが
できる。

【０１２３】また、同様に潜像保持体２の画像部に付着
している余分な現像剤４も、電極ローラ２２側に強制的
に移行させて剥離し、電極ローラ２２の表面に付着した
状態で矢印Ｈの方向に搬送、回収することができる。

【０１２４】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。

【０１２５】さらに、電極ローラ２２には、現像剤容器
６の下流側口縁２１から延びるスクレーパ２６が圧接さ
れる。スクレーパ２６は、電極ローラ２２表面との間に
隙間が生じないように現像剤容器６の下流側口縁２１部
に取り付けられる。スクレーパ２６の先端は、電極ロー
ラ２２の回転方向Ｈに対して逆方向から圧接される。従
って、電極ローラ２２と現像剤容器６の口縁２１との間
がスクレーパ２６によってシールされ、現像剤４が外部
に漏れ出るのを防止している。また、電極ローラ２２上
に回収され搬送されてくる現像剤４は、スクレーパ２６
によって掻き取られて現像剤容器６内に戻される。

【０１２６】ここで、スクレーパ２６は、材料として
は、リン青銅、ステンレス等の金属板およびポリエチレ
ン・テレフタレート等の樹脂板、ならびに、ゴム板等が
用いられる。

【０１２７】また、潜像保持体２と電極ローラ２２との
間隙Ｓは、潜像保持体２内の第１の磁界形成手段１２と
電極ローラ２２内の第２の磁界形成手段２０との間に形
成される磁界によって、現像剤４を磁気的に潜像保持体
２ないし電極ローラ２２に拘束保持させることによって
シールされる。これにより、潜像保持体２の画像部に付
着して搬送される現像剤４のみが通過する。万一潜像保
持体２と電極ローラ２２との間の下流側に現像剤４が漏
れ出ることがあっても、第２の磁界形成手段２０を前記
回転方向Ｅで見た下流側に張り出す構成とすることによ
って、漏れ出た現像剤４を電極ローラ２２側に吸引し
て、電極ローラ２２表面に引き付け、回収することがで
きる。

【０１２８】このように、既に説明した現像剤容器６の
上流側口縁２３と潜像保持体２との間での現像剤４の漏
れ防止に加えて、電極ローラ２２と現像剤容器６の下流
側口縁２１との間、および潜像保持体２と電極ローラ２
２との間隙Ｓでも現像剤４の漏れが防止される。

【０１２９】そして、電荷付与部材８ｃを現像剤容器６
内に設けることにより、潜像保持体２と電荷付与部材８
ｃとの間に形成する振動電界の影響で現像剤４が振動
し、万が一、対向部分から飛び出したとしても、そこは
現像剤容器６内であるから、現像剤容器６外、例えば、
帯電チャージャー３０、光学系３２などを現像剤４で汚
染することを防止できる。つまり、現像剤容器６、潜像
保持体２、電極ローラ２２などで構成される空間が、現
像剤４を外へ漏らさないための密閉空間となっている。

【０１３０】特に、現像剤溜を構成する潜像保持体２と
現像剤容器６との近接部に磁界を形成し、また、現像剤
溜を構成する潜像保持体２と電極ローラ２２との近接部
に磁界を形成することによって、潜像保持体２と現像剤
容器６、電極ローラ２２との近接部に現像剤４の磁気的
な穂立ちを形成することができ、動作中は勿論のこと、
装置電源が切れているときの移動、運搬等の振動、衝撃
でも、現像剤溜内の現像剤４が外部へ漏れ出すのを防止
し、且つ、画像形成装置を移動させたりするときに起こ
る現像剤溜内での現像剤の偏りを防止することができ
る。

【０１３１】また、従来の画像形成装置では、現像剤担
持体が、静電潜像の状態に関係なく常に一定量の現像剤
を現像器の外へ担持、搬送する。従って、現像器外を現
像剤で汚染し易い構成と成っていた。本実施例の現像器
では、密閉空間から外部へ出る現像剤４は、潜像保持体
２表面の画像部に付着した必要最小限の現像剤４とす
る。つまり、従来の画像形成装置に比べ、それだけ、現
像剤による汚染を少なくすることができる。

【０１３２】次に、本実施例の動作の詳細を図３、図
５、図６、に基づいて説明する。

【０１３３】まず、帯電チャージャー３０で潜像保持体
２表面を一様に帯電した後に、光学系３２によって、図
６に示すように、画像部電位が−１００Ｖ、非画像部電
位が−５００Ｖとなるように静電潜像を形成する。

【０１３４】次に、潜像保持体２へ供給した現像剤４
を、前記振動電界を用いた電荷付与部材８ｃにより、約
−８μＣ／ｇに帯電させた。

【０１３５】ここで、現像剤４の帯電電荷量は少なすぎ
ると、現像剤４と潜像保持体２ないし電荷付与部材８ｃ
との間に働く付着力に比べて、電界による飛翔力が大き
く成らず、飛翔運動することができない。また、逆に大
きすぎると、今度は、電荷鏡像力による付着力が大きく
なり過ぎて、また、飛翔運動することができなくなる。

【０１３６】現像剤４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、飛翔運動などを考慮すれば、好ましく
は、−３〜−１５μＣ／ｇの範囲である。

【０１３７】また、潜像保持体２および電荷付与部材８
ｃとの間の平行間隙Ｒに導入される現像剤４の空間体積
率を４０パーセント以下に設定してあるので、現像剤４
の前記初期振動と、これの他の現像剤４への波及が、現
像剤４の充分な自由度のもとに確実かつ迅速に達成する
ことができる。

【０１３８】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４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４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４を振動電界によって振動させて、充分に
帯電させることができる。

【０１３９】前記平行間隙Ｒの大きさは、前記現像剤４
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４の供給量を規定する要因となる。本実施例の場
合、平行間隙Ｒの大きさを、４０μｍ〜２ｍｍに設定す
ると充分な帯電を達成することができる。ただし、平行
間隙Ｒを４０μｍ以下と狭く設定しても、現像剤４が通
過できる範囲であれば、現像剤４の帯電を行うことがで
きる。しかし、この場合であっても余り狭すぎると、平
行間隙Ｒ内で活発に振動運動することができず充分に帯
電できない。さらに、この場合は、電荷付与部材８ｃと
潜像保持体２とが接触し、潜像保持体２表面を傷つけた
り、静電潜像を乱したりする危険があるので、４０μｍ
以上に設定した。

【０１４０】そして、電荷付与部材８ｃには、第１の電
源１６によって、直流電位−３００Ｖを重畳した、ピー
ク・ツー・ピーク電圧１０００Ｖの交流矩形波の交流電
圧を印加する。この電圧印加により、平行間隙Ｒに振動
電界が形成され、現像剤４が、潜像保持体２と電荷付与
部材８ｃとの間の平行間隙Ｒで往復運動する。この交流
電圧の波形は、正弦波、三角波、矩形波等が使用でき
る。その中では、絶縁破壊放電を起こさずに実効値電界
を極力高く設定できる矩形波を使用すると往復運動を活
発化できるので、矩形波を採用することが好ましい。ま
た、潜像保持体２と電荷付与部材８ｃとの間の間隙を約
７０μｍに設定したとき、ピーク・ツー・ピーク電圧
は、良好な帯電特性が得られ且つ放電が起こらない５０
０Ｖ〜１０００Ｖの範囲を使用できる。周波数は、１０
０Ｈｚ〜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４が運動に充分
追随できる３ｋＨｚまでが望ましい。

【０１４１】また、現像剤４を帯電させる時間を規定す
る直接的要因は、平行間隙Ｒの長さ、および現像剤４が
通過する速度、つまり潜像保持体２の表面速度である。
本実施例の場合、平行間隙Ｒの長さを０．５〜１０ｍ
ｍ、潜像保持体２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。）
以下に設定して充分な帯電を得ることができる。

【０１４２】現像剤４が磁性であるので、第１の磁界形
成手段１２と第２の磁界形成手段２０とが潜像保持体２
と電極ローラ２２との間に形成する磁束の状態によっ
て、図５に示すように、現像剤４は、潜像保持体２と電
極ローラ２２との間の回収間隙Ｓに現像剤穂４２として
吸引して拘束保持される。この回収間隙Ｓでは、潜像保
持体２の表面と電極ローラ２２の表面とが反対方向に移
動しているので、潜像保持体２表面近傍及び電極ローラ
２２表面近傍では、現像剤４の随伴流４４が形成され
る。現像剤穂４２部分の現像剤４の量は磁束密度、現像
剤４の磁気特性などによって決まる量に維持される性質
がある。従って、前記随伴流４４によって、潜像保持体
２側の現像剤穂４２の一部分が持ち去られても、持ち去
られたと同量の現像剤４が補給され、それにより、現像
剤穂４２部分には、常に、ほぼ一定量の現像剤４が存在
し、現像のために供給される現像剤量が所定量に安定す
る。

【０１４３】そして、電極ローラ２２に、図６に示すよ
うな、直流電位−３５０Ｖを重畳した、ピーク・ツー・
ピーク電圧１５００Ｖの交流矩形波の交流電圧を印加
し、回収間隙Ｓで現像剤４を往復運動４６させる。この
交流電圧の波形は、電荷付与部材８ｃに印加する交流電
圧と同様に、矩形波を使用すると往復運動４６を活発化
できるので、矩形波を採用することが望ましい。また、
潜像保持体２と電極ローラ２２間の間隙を約３５０μｍ
に設定したこの実施例では、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。従って、潜像保持体
２と電極ローラ２２間の回収間隙Ｓを変更する場合に
は、当然のことながら、このピーク・ツー・ピーク電圧
もまた、変更を要する。周波数は、１００Ｈｚ〜１０ｋ
Ｈｚ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４が往復運動４６に充分追随で
きる３ｋＨｚまでが望ましい。

【０１４４】前記随伴流４４と前記往復運動４６との相
乗作用によって、現像剤４の循環流４８が形成され、現
像剤４を回収間隙Ｓで循環する滞留部が形成される。回
収部分の交番電界は、回収間隙Ｓ内で循環し滞留してい
る滞留部の現像剤４を往復運動４６させるので、現像剤
４は繰り返し往復運動４６を行うことになる。その結
果、未帯電の現像剤４が存在する場合でも、その未帯電
の現像剤４が、帯電済みの現像剤４の往復運動４６に伴
って繰り返し往復運動４６するようになり、現像剤４の
相互摩擦及び電極ローラ２２との衝突摩擦によって充分
に帯電することができる。この場合、電荷付与部材８ｃ
部分と同様に電極ローラ２２が現像剤４に対し電荷付与
を行う。

【０１４５】また、現像剤４の上記の往復運動４６の繰
り返しによって、現像剤４は粒子が一つ一つに分散して
活発に運動する。そこで、たとえ帯電不良であって帯電
電荷量が非常に少なく、静電潜像の非画像部分に分子間
力等の付着力で付着し、電気的回収力が働き難い現像剤
４があったとしても、活発に運動する現像剤４が、電気
的回収力が働き難い現像剤４を弾き飛ばして、潜像保持
体２との付着状態を解消し、カブリを無くすることがで
きる。

【０１４６】また、回収部分の交番電界による現像剤４
の往復運動４６の状態は、図６に示すように、画像部分
において、ピーク・ツー・ピーク電圧の負側ピークの−
１１００Ｖのときは、１０００Ｖの電位差による電界飛
翔力で画像部分へ供給方向に飛翔し、正側ピークの４０
０Ｖのときは、５００Ｖの電位差による電界飛翔力で画
像部分から回収方向に飛翔する。よって、一往復でこれ
らの電位差の差分だけ、現像剤４は画像部分に移動して
作像が進む。同様に、非画像部分において、ピーク・ツ
ー・ピーク電圧の負側ピークの−１１００Ｖのときは、
６００Ｖの電位差による電界飛翔力で非画像部分へ供給
方向に飛翔し、正側ピークの４００Ｖのときは、９００
Ｖの電位差による電界飛翔力で非画像部分から回収方向
に飛翔する。よって、一往復でこれらの電位差の差分だ
け、現像剤４は非画像部分から回収される。

【０１４７】最後に、潜像保持体２の矢印Ｅの方向の回
転によって潜像保持体２の表面上の静電潜像と電極ロー
ラ２２との間の回収間隙Ｓが徐々に大きくなると、電界
強度が徐々に減衰し、これに伴って現像剤４の運動が減
衰して、現像が終了する。

【０１４８】さらに、この間、前述の如く、万が一、帯
電不良の現像剤４が存在していたとしても、回収間隙Ｓ
内での現像剤４の帯電作用と現像剤４同士の弾き飛ばし
作用との相乗作用で、帯電が進み、充分な帯電量を有し
た現像剤４と同様の挙動を呈するようになり、問題がな
く作像することができる。

【０１４９】現像剤４の供給、帯電、回収の一連の現像
過程によって、画像部分の余剰な現像剤４は、電極ロー
ラ２２に回収され、静電潜像を現像するのに最適量の現
像剤４が潜像保持体２表面に残る。また、非画像部分の
現像剤４は積極的に電極ローラ２２側へ回収されること
により、画像部分と非画像部分を選択し、繊細な画像で
もカブリなく正確に現像できる。

【０１５０】電極ローラ２２の表面が、潜像保持体２の
表面と逆方向に移動し、潜像保持体２と電極ローラ２２
との回収間隙Ｓに、両者間に亘る磁束があるので、間隙
が大きくなった潜像保持体２と電極ローラ２２との間に
浮遊している現像剤４は、電極ローラ２２に回収され易
く、電極ローラ２２の回転によって現像剤穂４２部分を
通過する。その結果、現像剤４が外部に飛び散ることを
防止できる。その後、回収された現像剤４は、スクレー
パ２６部分で電極ローラ２２からかき落とされ、現像剤
容器６内に戻るので、現像剤４のロスが少ない。

【０１５１】また、図５に示すように、電極ローラ２２
に回収され、電極ローラ２２の回転による随伴流４４と
なり、現像剤穂４２部分に戻った現像剤４の一部は、現
像剤穂４２部分で、現像剤穂４２の一部分になり、再
び、潜像保持体２の随伴流４４と合流し、循環流４８に
供給される。

【０１５２】潜像保持体２と電極ローラ２２間の回収間
隙Ｓは、どの範囲にでも設定可能であるが、潜像保持体
２表面に形成される現像剤像の特質を考慮すると、１０
０μｍから２ｍｍまでの範囲で設定することが望まし
く、さらには、２００μｍから５００μｍの範囲であれ
ば非常に優れた現像剤像を形成することが可能である。
また、潜像保持体２と電極ローラ２２との間の回収間隙
Ｓは、潜像保持体２と電荷付与部材８ｃとの間の平行間
隙Ｒよりも大きく設定することが可能である。平行間隙
Ｒはできるだけ狭い方がよい。それは、平行間隙Ｒ部に
は、未帯電の現像剤４が多く存在する。そのため、平行
間隙Ｒ部に形成される振動電界に対し追従し難いので、
現像剤４を電荷付与部材８ｃ表面に衝突させる確率を高
く設定するためである。一方、回収間隙Ｓ部には、ほと
んどの現像剤４が電荷付与部材８ｃによって充分に帯電
されているため、回収間隙Ｓを狭く設定しなくとも、回
収間隙Ｓ部に形成される交番電界に充分追従することが
できる。また、回収間隙Ｓがある程度広い方が、間隙Ｓ
中で飛翔している現像剤４同士の衝突を避けることが可
能であり、現像剤４の運動を活発化できる。現像剤４の
回収のためには好ましい。

【０１５３】（実施例４）本発明の他の形態として実施
例４の画像形成装置について、図７の構成図を参照しな
がら以下説明する。上記実施例３と同様の構成要素に
は、同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

【０１５４】本実施例の画像形成装置は、実施例３の画
像形成装置の電荷付与部材８ｃに換えて、その構成が異
なる電荷付与部材８ｄを有する。この電荷付与部材８ｄ
は、厚みが０．５ｍｍのバネ用の導電性のリン青銅薄板
で、潜像保持体２に潜像保持体２の回転方向Ｅにおける
途中一部で圧接し、潜像保持体２表面に付着する現像剤
４の搬送力で前記圧接部が押し上げられ、動作時は、潜
像保持体２とは非接触状態となるように構成されてい
る。この場合の電荷付与部材８ｄは、特公昭６３−１６
７３６号公報等に開示された現像剤量規制部材の如く、
潜像保持体２表面に供給された現像剤４の量を、電荷付
与部材８ｄの弾性特性条件や現像剤４の搬送力等により
決まる定量に規制する働きがある。

【０１５５】さらに、電荷付与部材８ｄと潜像保持体２
との間の対向間隙間の現像剤４は、第１の電源１６が形
成する振動電界による電界力と同時に、電荷付与部材８
ｄによるストレスを受ける。その結果、現像剤は、衝突
による接触帯電に加え、さらに、圧縮による摩擦帯電作
用も受けるため、現像剤４の帯電をより効率よく実現す
ることができる。

【０１５６】更に重要なことは、潜像保持体２と電荷付
与部材８ｄの対向部の最近接位置から下流側に対し、最
近接部分より広い対向部分をさらに形成することであ
る。現像剤４は、最近接位置付近で、最も強いストレス
を受けて摩擦帯電され、併せて衝突帯電される。最近接
位置下流側の最近接部分より広い対向部分を通過する現
像剤４は、既に最近接位置である程度帯電された状態で
あり、かつ現像剤４の密度が希薄な状態となるため、現
像剤４の往復運動が非常に活発で、帯電効率が非常に高
い。

【０１５７】本発明の画像形成装置は、上記の実施例に
限らず種々の態様が可能である。例えば、上記実施例で
は、現像剤４の帯電は、潜像保持体２と電荷付与部材８
ｂ、８ｃ、８ｄ間に振動電界を形成して、現像剤４を振
動させて行っているが、コロナ放電器等を用いて電荷を
直接現像剤４へ振りかけて帯電しても良い。しかしこの
場合、潜像保持体２表面の静電潜像を乱さずに現像剤４
のみを帯電するのは極めて困難であり、あまり好ましく
はない。

【０１５８】また、上記実施例では、潜像保持体２の表
面の静電潜像の非画像部分に付着している現像剤４を回
収するのに、第２の電源１８に直流電圧を重畳した交流
電圧を使用したが、これ以外にも、直流電圧のみの第２
の電源１８を使用したり、第２の磁界形成手段９の磁界
のみを使用することもできる。

【０１５９】また、第１の電源１６と第２の電源１８と
を同一の装置として形成すれば、装置全体を小型化でき
る。ただし、第１の電源１６と第２の電源１８の出力同
一出力とする場合には、潜像保持体２と電荷付与部材８
ｃ、８ｄとの間の間隙と潜像保持体２と電極ローラ２２
との間の間隙とを十分考慮することが必要である。

【０１６０】なお上記実施例では電極ローラ２２を潜像
保持体２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、先に説明
した図５に示すような前記現像剤４の双方向への随伴流
４４、往復運動４６、および循環流４８は得られない
が、現像剤４の供給量や潜像保持体２および電極ローラ
２２の回転速度を調整することにより、現像を適正に達
成することができる。

【０１６１】また、現像剤４はこれを電極ローラ２２の
表面に担持して搬送し潜像保持体２の表面に供給するこ
ともできる。この場合、潜像保持体２の表面に現像剤４
を直接供給する条件を満足するには、電極ローラ２２の
表面の現像剤４の担持量を、現像に必要な現像剤４の量
を充分に上回り、かつ潜像保持体２および電極ローラ２
２との間の回収間隙Ｓの潜像保持体２の回転方向で見た
上流側にまで現像剤４が供給されるような現像剤溜りを
形成し、潜像保持体２の表面に供給した現像剤４が回収
間隙Ｓに達する以前に、潜像保持体２上で電荷付与部材
８ｃ、８ｄ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。

【０１６２】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。
例えば図８に示す本発明の他の実施例は、帯電部材対で
ある潜像保持体２と電荷付与部材８ｅとの間隙を、現像
剤４の出口側での間隙が入口側でのそれよりも大きく設
定されたテーパ状間隙Ｒ’としてある。

【０１６３】これによって、潜像保持体２と電荷付与部
材８ｅとの間で振動電界によって振動される現像剤４
は、図８に矢印Ｉで示しているように、振動して潜像保
持体２および電荷付与部材８ｅに衝突する度に、出口側
への運動分力や拡散性を受けて出口側に移動する。従っ
て、潜像保持体２および電荷付与部材８ｅとの間に供給
された現像剤４を、特別な部材や部材の運動なしに強制
的に通過させることができる。その結果、現像剤供給手
段を特別に設ける必要はなく、構造の簡略化とコストの
低減を図ることができる。

【０１６４】もっともこのようなテーパ状間隙Ｒ′に限
らず、現像剤４を振動電界に応じて所定の方向に搬送で
きるものであればこれを採用することができる。

【０１６５】

【発明の効果】本発明の画像形成装置は、現像剤供給手
段が、現像剤を潜像保持体の表面の静電潜像全面に供給
した後に、帯電手段が、この現像剤を潜像保持体の表面
で帯電させ、現像剤回収手段が、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
ることで、 （１） 現像剤担持体上に極めて均一な現像剤層を形成
することなく、精密で高画質の画像を得られる。さら
に、構造が簡単で、小型な画像形成装置を実現すること
ができる。

【０１６６】（２） 潜像保持体の画像部分に前回の画
像の残像として現れるスリーブゴースト現象を発生させ
ることのない画像形成装置を実現することができる。

【０１６７】（３） 現像剤の帯電電荷をリークにより
低下させることのない画像形成装置を実現することがで
きる。

【０１６８】（４） 現像剤に無理なストレスを加える
ことなく、均一に安定した現像剤の帯電を長時間にわた
って実現することができる。

【０１６９】また、本発明の帯電装置は、振動電界を利
用して、帯電手段が、現像剤を潜像保持体の表面で帯電
させることで、 （１） 現像剤の帯電電荷をリークにより低下させるこ
とのない帯電装置を実現することができる。

【０１７０】（２） 現像剤に無理なストレスを加える
ことなく、均一に安定した現像剤の帯電を長時間にわた
って実現することができる。

【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
基本的な構成図である。

【図２】本発明の第２の実施例としての画像形成装置の
基本的な構成図である。

【図３】本発明の第３の実施例としての図２の装置の基
本的な構成を使用した画像形成装置の断面図である。

【図４】画像形成装置における細線画像部での現像剤付
着状態を示す図である。

【図５】図３の装置の現像剤の挙動と現像状態をを示す
説明図である。

【図６】図３の装置の動作の１例を示す各電位の関係図
である。

【図７】本発明の第４の実施例の画像形成装置の断面図
である。

【図８】本発明の第５の実施例の画像形成装置の断面図
である。

【図９】従来の画像形成装置でのスリーブゴーストの発
生原理図である。

【符号の説明】

２ 潜像保持体 ４ 現像剤 ５ 現像剤供給部材 ６ 現像剤容器 ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ 電荷付与部材 １０ 現像剤回収部材 １２ 第１の磁界形成手段 １６ 第１の電源 １８ 第２の電源 ２０ 第２の磁界形成手段 ２２ 電極ローラ ５０ 現像剤供給ローラ ５２ 第３の電源

フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平4−258167 (32)優先日 平４(1992)９月28日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平4−258179 (32)優先日 平４(1992)９月28日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ）

Claims (35)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に静電潜像を保持しながら移動する
   潜像保持体と、前記潜像保持体表面の静電潜像全面に画
   像部、非画像部の区別なく現像剤を供給する現像剤供給
   手段と、前記潜像保持体の表面に供給された前記現像剤
   を前記潜像保持体の表面上で帯電する帯電手段と、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
   ている前記現像剤を選択的に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】 現像剤が磁性現像剤を含み、かつ、現像
   剤供給手段が、前記潜像保持体の表面の静電潜像の周り
   に磁界を形成する手段を有し、前記潜像保持体表面の静
   電潜像全面に、前記磁界の磁界力によって前記現像剤を
   供給する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 帯電手段が、潜像保持体に対向配置され
   た電荷付与手段を有し、前記潜像保持体の表面上で、前
   記潜像保持体の表面の静電潜像全面に供給された現像剤
   を、電荷付与手段と摺擦させることにより帯電する請求
   項１に記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 現像剤回収手段が、潜像保持体との間に
   直流電界を形成する電源手段を有し、前記直流電界の電
   界力によって、前記潜像保持体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選択的に回収する請求項
   １に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 現像剤回収手段が、潜像保持体との間に
   直流電界を重畳された交流電界を形成する電源手段を有
   し、前記直流電界を重畳された交流電界の電界力によっ
   て、前記潜像保持体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選択的に回収する請求項１に記載の
   画像形成装置。
6. 【請求項６】 現像剤が磁性現像剤を含み、かつ、現像
   剤回収手段が、潜像保持体の表面の静電潜像の周りに磁
   界を形成する手段を有し、前記磁界の磁界力によって、
   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選択的に回収する請求項１に記載の
   画像形成装置。
7. 【請求項７】 帯電手段が、潜像保持体に対向配置され
   た電荷付与手段と、前記電荷付与手段と前記潜像保持体
   との間に振動電界を形成する手段とを有し、前記潜像保
   持体の表面に供給された現像剤を、前記振動電界によっ
   て前記潜像保持体と前記電荷付与手段との間で振動させ
   ることにより帯電する請求項１に記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 電荷付与手段は、少なくともその表面は
   導電性である請求項７に記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 電荷付与手段は、前記潜像保持体に所定
   間隙を隔てて対向配置された請求項７に記載の画像形成
   装置。
10. 【請求項１０】 電荷付与手段は、前記潜像保持体にこ
    の潜像保持体の移動方向における途中一部が接触するよ
    う対向配置され、前記潜像保持体表面に付着搬送される
    現像剤の押し上げ力により、前記潜像保持体と非接触状
    態となるような機械的弾性特性を有する請求項７に記載
    の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 電荷付与手段と潜像保持体との最小間
    隙は、４０μｍから２ｍｍの範囲である請求項７に記載
    の画像形成装置。
12. 【請求項１２】 電荷付与手段は、板状形状であるとこ
    ろの請求項７に記載の画像形成装置。
13. 【請求項１３】 現像剤回収手段と潜像保持体との最小
    間隙は、電荷付与手段と前記潜像保持体との最小間隙よ
    りも広い間隙を有する請求項７に記載の画像形成装置。
14. 【請求項１４】 現像剤回収手段が、潜像保持体に対向
    配置されるローラ手段と、このローラ手段と前記潜像保
    持体との間に交番電界を形成する手段とを有し、前記潜
    像保持体の表面上で帯電された現像剤を、前記交番電界
    によって前記潜像保持体と前記ローラ手段との間で往復
    運動させることにより、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前記現像剤を選択的
    に前記ローラ手段に回収する請求項１または７に記載の
    画像形成装置。
15. 【請求項１５】 帯電手段に備えた電荷付与手段と潜像
    保持体との間に形成する振動電界と、ローラ手段と前記
    潜像保持手段との間に形成する交番電界とを、同一出力
    の電源装置により形成する請求項１４に記載の画像形成
    装置。
16. 【請求項１６】 現像剤が磁性現像剤を含み、かつ、現
    像剤回収手段は、ローラ手段と潜像保持体との間に磁界
    を形成する手段を有し、前記磁界の磁界力を用いて、前
    記潜像保持体の表面の静電潜像の非画像部分に付着して
    いる現像剤を選択的に前記ローラ手段に回収する請求項
    １４に記載の画像形成装置。
17. 【請求項１７】 ローラ手段が、潜像保持体に所定間隙
    を隔てて対向配置された請求項１４に記載の画像形成装
    置。
18. 【請求項１８】 ローラ手段は、前記ローラ手段上に回
    収され、ローラ手段の表面に付着した現像剤を前記ロー
    ラ手段の表面から除去する除去手段を有する請求項１４
    に記載の画像形成装置。
19. 【請求項１９】 ローラ手段の回転方向は、潜像保持体
    と同方向である請求項１４に記載の画像形成装置。
20. 【請求項２０】 ローラ手段と潜像保持体間の所定間隙
    は、１００μｍから２ｍｍの範囲である請求項１４に記
    載の画像形成装置。
21. 【請求項２１】 潜像保持体の一部と現像剤回収手段の
    一部とハウジング手段とによって形成される現像剤を溜
    める現像剤溜手段を有する請求項１、７または１４に記
    載の画像形成装置。
22. 【請求項２２】 帯電手段が、現像剤溜手段内に配置さ
    れる請求項２１に記載の画像形成装置。
23. 【請求項２３】 現像剤が磁性現像剤を含み、かつ、画
    像形成装置が少なくとも前記潜像保持体とハウジング手
    段との近接部に磁界を形成する第１の磁界形成手段と、
    前記潜像保持体と前記現像剤回収手段との近接部に磁界
    を形成する第２の磁界形成手段とを有し、第１の磁界形
    成手段の形成する磁界によって、前記潜像保持体と前記
    ハウジング手段の近接部から現像剤溜手段内の現像剤が
    漏れ出すのを防止し、第２の磁界形成手段の形成する磁
    界によって、前記潜像保持体と前記現像剤回収手段との
    近接部から現像剤溜手段内の磁性現像剤が漏れ出すのを
    防止する請求項２１に記載の画像形成装置。
24. 【請求項２４】 第１の磁界形成手段が、前記潜像保持
    体に内包される固定磁石を含み、現像剤溜手段内の現像
    剤を前記潜像保持体表面に磁気的に吸引することにより
    前記潜像保持体の表面に拘束保持する請求項２３に記載
    の画像形成装置。
25. 【請求項２５】 第２の磁界形成手段が、前記現像剤回
    収手段に内包される固定磁石を含み、前記潜像保持体の
    表面の静電潜像の非画像部分に付着している現像剤を選
    択的に前記現像剤回収手段に回収することを補助する請
    求項２３に記載の画像形成装置。
26. 【請求項２６】 現像剤回収手段は、前記現像剤溜手段
    内に、前記現像剤回収手段の表面に付着する現像剤を前
    記現像剤回収手段から除去する除去手段を有する請求項
    ２１に記載の画像形成装置。
27. 【請求項２７】 表面に静電潜像を保持しながら移動す
    る潜像保持体に対向配置された帯電手段と、前記帯電手
    段と前記潜像保持体間に振動電界を形成する電界電源
    と、前記潜像保持体および前記帯電手段間に現像剤を供
    給し、強制的に通過させる現像剤供給手段と、を備えた
    ことを特徴とする画像形成装置用帯電装置。
28. 【請求項２８】 現像剤が磁性現像剤を含み、かつ、現
    像剤供給手段は、潜像保持体および帯電手段との間に磁
    場を形成する手段を有し、前記現像剤を前記磁界の磁気
    吸引力により前記潜像保持体と前記帯電手段との間に供
    給する請求項２７に記載の画像形成装置用帯電装置。
29. 【請求項２９】 現像剤が磁性現像剤を含み、かつ、現
    像剤供給手段が、潜像保持体および帯電手段の少なくと
    も一方の手段の、前記現像剤と接触する側の面とは反対
    の側に位置する磁石とを有し、前記少なくとも一方の手
    段と前記磁石とが相対移動することにより、前記現像剤
    を前記潜像保持体と前記帯電手段との間に供給し強制的
    に通過させる請求項２７に記載の画像形成装置用帯電装
    置。
30. 【請求項３０】 現像剤が磁性現像剤を含み、かつ、現
    像剤供給手段は、潜像保持体の静電潜像を保持する面と
    は反対側に磁石を有し、前記磁石の磁気吸引力によって
    前記潜像保持体の表面に前記現像剤を保持しながら、前
    記潜像保持体の移動にしたがって、前記潜像保持体と前
    記帯電手段との間に供給し、強制的に通過させる請求項
    ２７に記載の画像形成用帯電装置。
31. 【請求項３１】 帯電手段が、潜像保持体に対向配置さ
    れた電荷付与手段を有し、前記電荷付与手段は、少なく
    ともその表面は電気導電性である請求項２７に記載の画
    像形成装置用帯電装置。
32. 【請求項３２】 帯電手段が、潜像保持体に対向配置さ
    れた電荷付与手段を有し、前記電荷付与手段は、前記潜
    像保持体に所定間隙を隔てて対向配置された請求項２７
    に記載の画像形成装置用帯電装置。
33. 【請求項３３】 帯電手段が、潜像保持体に対向配置さ
    れた電荷付与手段を有し、前記電荷付与手段は、前記潜
    像保持体にこの潜像保持体の移動方向における途中一部
    が接触するよう対向配置され、前記潜像保持体表面に付
    着搬送される現像剤の押し上げ力により、前記潜像保持
    体と非接触状態となるような機械的弾性特性を有する請
    求項２７に記載の画像形成装置用帯電装置。
34. 【請求項３４】 帯電手段が、潜像保持体に対向配置さ
    れた電荷付与手段を有し、前記電荷付与手段と潜像保持
    体との最小間隙は、４０μｍから２ｍｍの範囲である請
    求項２７に記載の画像形成装置用帯電装置。
35. 【請求項３５】 帯電手段が、潜像保持体に対向配置さ
    れた電荷付与手段を有し、前記電荷付与手段は、板状形
    状であるところの請求項２７に記載の画像形成装置用帯
    電装置。