JPH10232558A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 像担持体上の静電潜像を乱すことなく現像を
行うことのできる現像装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 電圧の印加された帯電器１５によりトナ
ー担持体１２上のトナー層を帯電させる現像装置１０に
おいて、帯電器１５とトナー担持体１２との間の間隙
と、像担持体１２との間を遮るように、帯電器１５の現
像領域Ｄ側に広がる導電性の遮蔽部材１９を備えること
により、電荷担体による静電潜像の乱れを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
などの電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置にお
いて用いられる、像担持体上に形成された静電潜像にト
ナーを付着させることにより静電潜像を可視化して現像
像を形成する現像装置として、トナーのみの一成分現像
剤を用いる一成分現像方式と、トナーとキャリアとから
なる二成分現像剤を用いる二成分現像方式とが知られて
いる。これらの現像装置には像担持体と対向する位置に
回転可能な現像剤担持体が備えられており、現像剤は現
像剤担持体表面に担持され現像剤担持体の回転により現
像剤担持体と像担持体とが互いに対向する現像領域に搬
送される。現像領域では、現像剤担持体と像担持体との
間に印加された現像バイアス電圧により電界が形成され
ており、この電界によりトナーは像担持体上の静電潜像
に転移し、像担持体上にトナーによる現像像が形成され
る。

【０００３】このような現像装置では、現像領域におい
てトナーを像担持体上の静電潜像に確実に転移させるた
めに、トナーに所定の帯電量の電荷を付与する必要があ
る。二成分現像方式の現像装置では、摩擦帯電序列上で
互いに隔たったトナーと磁性キャリアとを混合、撹拌す
ることによりトナーに電荷が付与されるが、混合、撹拌
中にトナーに外添された帯電制御剤が遊離してキャリア
表面を汚染することがある。従って、キャリアを長期間
使用すると帯電制御剤の影響でトナーの帯電能力が次第
に低下してくるため、現像剤の交換が必要になるという
欠点がある。また、トナーとキャリアとの混合比を一定
に保つためのトナー濃度制御装置や現像剤撹拌装置を必
要とし、また、現像剤担持体の内部に磁性キャリアを担
持するためのマグネットを配設する必要があり、装置の
複雑化を招くという問題がある。

【０００４】一方、一成分現像方式の現像装置には上記
のような二成分現像方式の欠点がないため一成分現像方
式の現像装置も広く用いられている。一成分現像方式の
現像装置では、現像剤（トナー）担持体にブレードと呼
ばれる弾性材料からなるトナー層形成部材を圧接させ、
トナー担持体上に薄いトナー層を形成するとともに、ト
ナー層とトナー層形成ブレードとの摩擦帯電によりトナ
ーに電荷を付与する方式が広く採用されている。しか
し、一般にブレードによるトナー帯電能力は低いためト
ナーを十分に帯電することが難しく、所望の極性とは逆
の極性に帯電した所謂逆極性トナーが発生しやすく、そ
の逆極性トナーにより画像背景部に地カブリを発生する
ことが多いという欠点がある。すなわち、ブレードによ
る摩擦帯電においては、トナー粒子がブレードと接触す
る確率が低く、特に微小トナーは摩擦帯電されずにトナ
ー層形成ブレードを通過してしまうことがある。そこで
摩擦帯電を促進するために、トナー層に対するトナー層
形成ブレードの圧接力を増加させることが考えられる
が、圧接力を増加させると摩擦熱の増大によりトナーの
バインダー樹脂が溶融し、凝集したトナーがブレードに
詰まり、画像に白筋を発生させるという問題を生じるこ
とがある。

【０００５】上記のような、摩擦帯電装置の問題点を解
消するために、トナーに直接電荷を付与する方式の現像
装置が提案されている。この方式の現像装置として、例
えば、実開昭６３−１３８５６０号公報には、トナー担
持体と対向する位置にコロナ放電器を配設し、コロナ放
電器からトナー層へ所望の極性のイオンを照射すること
によりトナーに電荷を付与する方式の現像装置が開示さ
れている。しかし、コロナ放電器を用いるとコロトロン
ワイヤーに汚れが付着し均一な放電が得られなくなると
いう問題が発生することがある。また、コロトロンワイ
ヤー近傍の空気層を電離させるために高電圧の印加が必
要であり、放電の軸方向の安定性などを考慮すると５ｋ
Ｖ以上の高電圧が必要となる。さらに、放電時にオゾン
の発生が多いなどの欠点もある。

【０００６】そこで、コロナ放電を利用せずにトナーに
電荷を付与する現像装置が、例えば、特開昭５４−１７
０３０号公報、特開昭６２−２９１６７８号公報、特開
昭６４−６２６７５号公報などに開示されている。これ
らの現像装置について、図９および図１０を参照して説
明する。図９は、従来の現像装置の一例を示す概略構成
図である。

【０００７】図９に示す現像装置２０には、像担持体１
に近接して配設された、矢印Ａ方向に回転するトナー担
持体２２と、現像装置２０内のトナーを撹拌しトナー担
持体２２表面にトナーを供給する撹拌供給部材２４と、
トナー担持体２２に圧接し、撹拌供給部材２４により供
給されたトナーを所定の厚さのトナー層に形成するトナ
ー層形成ブレード２３と、トナー担持体２２と接触し
て、あるいは微小間隔を隔てて配設された円筒状の帯電
電極２５と、トナー担持体２２に現像バイアス電圧を供
給するバイアス電源２７と、帯電電極２５にトナー帯電
用の電圧を供給するトナー帯電用電源２８と、これら各
構成要素のうち電源以外の各部を収納するハウジング２
１とが備えられている。このように構成した現像装置２
０を用い、トナー帯電用電源２８により帯電電極２５に
帯電用電圧を印加し帯電電極２５とトナー担持体２２と
の間隙に放電電界を形成し、放電により発生したイオン
または電子をトナーに付着させることによりトナーを帯
電させる。

【０００８】図１０は、従来の現像装置の他の例を示す
概略構成図である。図１０に示す現像装置３０には、図
９に示す現像装置２０における帯電電極２５に相当する
ものは備えられておらず、その代わりに、トナー担持体
３２に圧接するトナー層形成ブレード３３にトナー帯電
用電源３８からのトナー帯電用電圧が印加される。トナ
ー層形成ブレード３３は、トナー担持体３２上にトナー
層を形成するとともに、トナー層形成ブレード３３とト
ナー担持体３２との間隙に放電電界を形成し放電により
発生したイオンまたは電子をトナーに付着させることに
よりトナーを帯電させる。

【０００９】図９または図１０に示す方式の現像装置
は、コロナ放電器ほどの高電圧を必要とせず、さらに印
加電圧が低いためオゾンの発生も少ないという利点があ
るが、その反面、以下に示すような問題点がある。すな
わち、これらの方式の現像装置では、体積抵抗率の高い
トナーを使用しているため、図９の現像装置２０におい
ては、帯電電極２５に印加される電圧が放電電圧以下で
あると電荷誘導が十分に行われず、トナーを所望の極性
に帯電させることができない。そこで、帯電電極２５へ
の印加電圧を放電電圧以上に高めて帯電電極２５からの
放電現象によりトナーを帯電させることが考えられる
が、そのようにした場合は、次に説明するように、所望
の極性（この場合はマイナス）とは逆極性（この場合は
プラス）に帯電したトナーが生じてしまう。

【００１０】図１１は、図９に示す現像装置におけるト
ナー担持体上のトナーの帯電状態を示す図であり、図１
２は、図１０に示す現像装置におけるトナー担持体上の
トナーの帯電状態を示す図である。図１１に示すよう
に、図９に示す現像装置２０において、帯電電極２５へ
の印加電圧を高めて放電が起こるようにした場合は、帯
電電極２５とトナー担持体２２との間に、放電に伴う電
離により電子なだれ現象が発生し、その結果、放電領域
にプラスイオン４という正の極性を持つ電荷担体および
電子またはマイナスイオン３という負の極性を持つ電荷
担体とが発生する。その結果、帯電後のトナーは、所望
の極性（マイナス）に帯電したトナー２ａと逆極性（プ
ラス）に帯電したトナー２ｂとが混在した状態となる。

【００１１】また、図１２に示すように、図９に示す現
像装置３０においてもトナー層形成ブレード３３とトナ
ー担持体３２との間に電子なだれ現象が発生し、その結
果、正または負の極性を持つ電荷担体が発生する。従っ
て、このような状態でトナー２を所望の極性（例えばマ
イナス）に帯電させようとしても、放電領域は電離によ
り発生した正の極性を持つプラスイオン４と、負の極性
を持つ電子またはマイナスイオン３とで満たされている
ため、トナー２は、正の極性あるいは負の極性のいずれ
かの極性に帯電され、その結果、帯電後のトナーには、
所望のマイナス極性に帯電したトナー２ａと逆極性のプ
ラスに帯電したトナー２ｂとが混在することとなる。な
お、逆極性とは、本例のようにトナーをマイナスに帯電
させたい場合はプラス極性をさすが、トナーをプラスに
帯電させたい場合はマイナス極性をさす。

【００１２】ここで、上記のような放電領域においてど
の程度プラスイオンが発生するかについて検証した結果
について説明する。文献「放電現象」（東京電機大学出
版、本多侃士著、６４ページ）の記載に基づき、平行に
配置された２つの電極間に発生する電子およびプラスイ
オンの相対密度を計算してみると次に示す結果が得られ
た。

【００１３】図１３は、従来の現像装置の放電領域に発
生する電子およびプラスイオンの電荷密度を示す図であ
る。なお、図１３（ａ）は、横軸に帯電電極からトナー
担持体までの距離（μｍ）、縦軸に電荷密度をとり、プ
ラスイオン密度と電子密度とをそれぞれ相対値で示した
ものであり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のうちのト
ナー担持体寄りのＡ部の拡大図である。

【００１４】図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すよ
うに、帯電電極からトナー担持体までの距離を１００μ
ｍとした時、陽極（この例ではトナー担持体）の極く近
傍にもプラスイオンが存在していることが示されてい
る。トナーの大きさ（７μｍ〜１０μｍ）と同程度の距
離内に電子の数千倍のプラスイオンがあることがわか
る。従って、トナーをマイナスに帯電させようとした場
合にも、かなりの量のプラスに帯電したトナーが発生す
る。

【００１５】また、「最近の電子写真現像システムとト
ナー材料の開発・実用化」（日本科学情報株式会社出版
部、竹内学。３０３ページ）の記載に基づき、トナー粒
子１個１個の極性と帯電量を分布として計測する方法に
より上記の現像装置における逆極性トナーの発生量を求
めた結果、逆極性トナーはトナー全体の２０ｗｔ％であ
った。このような逆極性トナーがトナー担持体により現
像領域に搬送されると、現像後のトナー像に地かぶりな
どの画質劣化が発生し良好な画像を得ることはできな
い。また、逆極性トナーがトナー担持体上のトナー層か
ら飛散し機内のトナー汚染を招くという問題がある。

【００１６】そこで、この逆極性トナーの問題を解決す
るために、帯電電極を用いてトナーを帯電させる方式の
現像装置（図９参照）の改良型として、図１４に示すよ
うに、帯電電極とトナー担持体との間に、帯電電極とト
ナー担持体との間に生じる電界の電離領域を制限する制
御電極を設けて逆極性トナーの発生を防止するようにし
た現像装置が考えられる。

【００１７】図１４は、帯電電極とトナー担持体との間
に制御電極を設けて逆極性トナーの発生を防止するよう
にした現像装置の概略構成図である。図１４に示す現像
装置４０では、帯電電極４５ａとトナー担持体４２との
間にメッシュ状の制御電極４５ｂを設け、帯電電極４５
ａと制御電極４５ｂとの間に放電開始電圧以上の高電圧
を印加するとともに、制御電極４５ｂとトナー担持体４
２との間に放電を生じない低電圧を印加し、トナー担持
体４２付近に所望の極性のイオンまたは電子がトナー担
持体４２側へ移動するような電界を形成する。帯電電極
４５ａと制御電極４５ｂとの間には強い電界が形成され
放電が発生し、放電による電離による電子なだれ現象に
よりプラスイオン、マイナスイオンおよび電子などの電
荷担体が発生する。一方、制御電極４５ｂとトナー担持
体４２との間には弱い電界が形成されるため電離は起こ
らず電荷担体は発生しない。制御電極４５ｂとトナー担
持体４２との間に形成された弱い電界の作用により帯電
電極４５ａと制御電極４５ｂとの間の電離領域に発生し
たプラスまたはマイナスの電荷担体のうちのいずれか一
方の所望極性の電荷担体がトナー担持体４２側に引き付
けられる。こうして、トナー担持体４２上のトナーを所
望の極性のみに帯電させることができ、逆極性トナーの
問題を解決することができる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方式の現
像装置にも次のような問題がある。すなわち、放電によ
り発生した電荷担体は大部分がトナー担持体に引き寄せ
られてトナーに付着しトナーを帯電させるが、一部の電
荷担体が像担持体にも引き寄せられて像担持体上の静電
潜像に付着し静電潜像を乱してしまうことがある。その
結果、画像濃度の低下、画像ぼけ、あるいは白紙部のか
ぶりなどが生じて画像を劣化させることがある。

【００１９】また、放電により発生した電荷担体は、通
常は、トナー担持体と制御電極の間に形成された電界に
よりトナー担持体上のトナーに付着するが、トナー担持
体と制御電極の間隙が広く設定されている場合やトナー
担持体と制御電極の間に形成された電界の強度が弱い場
合は、電荷担体は電子なだれ現象で付与された初速の影
響でトナー担持体に向かわずにトナー担持体以外の方向
に飛び出してしまい、放電で発生した電荷担体の利用効
率を低下させる原因となることがある。

【００２０】また、トナー担持体の幅方向（トナー担持
体の移動方向に対し交わる方向）の端部の帯電状況につ
いて考えてみると、トナー担持体の幅方向の端部の、ト
ナー層が形成されていない領域にも電荷担体を引き寄せ
る電界が形成されるため、電荷担体がトナー層が形成さ
れていない領域にも引き寄せられてしまい、トナー層の
端部の帯電量が低下し、画像端部にトナー帯電不良によ
る端部画像抜けなどの欠陥が生じることがある。

【００２１】本発明は、上記の事情に鑑み、像担持体上
の静電潜像を乱すことなく現像を行うことのできる現像
装置を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の現像装置は、静電潜像を担持して所定の方向に移
動する像担持体に所定の現像領域において近接もしくは
接触するように配置され、供給されたトナーを表面に担
持して循環移動するトナー担持体と、トナー担持体に供
給されたトナーを所定の厚さのトナー層に形成するトナ
ー層形成部材と、上記トナー担持体を循環移動させるこ
とにより、上記トナー層形成部材により形成されたトナ
ー層を上記現像領域に搬送するトナー担持体駆動手段
と、トナー層形成部材により形成されたトナー層を担持
したトナー担持体に対向して配置された、トナー層を帯
電する帯電器と、帯電器に電圧を印加して上記トナー担
持体上のトナー層を帯電させるトナー帯電用電源とを備
え、上記トナー担持体駆動手段により上記現像領域に搬
送されてきたトナー層から上記像担持体にトナーを選択
的に転移させることにより上記像担持体上の静電潜像を
可視化して現像像を生成する現像装置において、上記帯
電器と上記トナー担持体との間の間隙と、上記像担持体
との間を遮るように、帯電器の上記現像領域側に広がる
導電性の遮蔽部材を備えたことを特徴とする。なお、こ
こで「導電性の遮蔽部材」とは、上記遮蔽部材が体積抵
抗率１０ ¹⁰Ω・ｃｍ程度以下の導電性を有する材料で形
成されたものであることをいう。

【００２３】ここで、上記本発明の現像装置が、上記遮
蔽部材に、トナー帯電用電源が上記帯電器に印加する電
圧と同一極性の電圧を印加する遮蔽用電源を備えたもの
であることが好ましい。また、上記本発明の現像装置
が、上記間隙を上記遮蔽部材との間に挟み込む位置に広
がる、導電性の第２の遮蔽部材を備えたものであること
も好ましい。

【００２４】また、上記本発明の現像装置が、上記帯電
器と上記トナー担持体との間の間隙を上記トナー担持体
の移動方向に対し交わる方向両側から挟むようにその両
側それぞれに広がる両端遮蔽部材を備えたものであるこ
とも好ましい態様である。さらに、上記帯電器が、上記
トナー担持体との間に所定の間隔をおいて配置され、上
記トナー帯電用電源により上記トナー担持体との間に所
定の帯電電圧が印加される帯電電極と、帯電電極と上記
トナー担持体とに挟まれた位置に配置された、上記トナ
ー帯電用電源により上記トナー担持体との間に上記帯電
電極の電位とトナー担持体の電位との中間的な電位の制
御電圧が印加される制御電極とを有するものであること
も好ましい態様の一つである。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１は、本発明の現像装置を画像形成装置に
適用した場合の一実施形態を示す概略構成図である。図
１には、静電潜像を担持して矢印Ａ方向に移動する像担
持体１、および現像領域Ｄにおいて像担持体１にトナー
を選択的に転移させることにより像担持体１上の静電潜
像を可視化して現像像を生成する現像装置１０を備えた
画像形成装置が示されている。

【００２６】現像装置１０は、トナー担持体１２と、ト
ナー層形成ブレード１３と、撹拌供給部材１４と、帯電
器１５と、バイアス電源１７と、トナー帯電用電源１８
と、遮蔽部材１９とを備えている。なお、帯電器１５は
帯電電極１５ａと制御電極１５ｂとからなり、トナー帯
電用電源１８は、第１、第２のトナー帯電用電源１８
ａ，１８ｂからなる。

【００２７】トナー担持体１２は、現像領域Ｄにおいて
像担持体１に近接もしくは接触するように配置されてお
り、供給されたトナーを表面に担持して矢印Ｂ方向に循
環移動する。トナー担持体１２には、バイアス電源１７
により−２００Ｖの直流電圧が印加される。なお、バイ
アス電源１７からトナー担持体１２に印加される電圧
は、良好な現像性能を確保するため直流電圧と交流電圧
とを重畳した電圧としてもよい。トナー担持体１２に
は、アルミニウムまたはステンレスの丸棒またはパイプ
を切削加工した後、サンドブラスト、液体ホーニング、
エメリー研磨などの機械加工を施すか、あるいは化学腐
食を施すことにより外周面に表面あらさＲａ＝０．１〜
５．０μｍ程度の凹凸を形成したものを用いることがで
きる。また、アルミニウムまたはステンレスの丸棒また
はパイプを切削加工した後に、導電粉を分散させた樹脂
層を形成したものでもよい。あるいは、表面にゴム層を
被覆した金属ロールでもよい。本実施形態のトナー担持
体１２は直径２０ｍｍのアルミニウムパイプを切削加工
した後、外周面にサンドブラスト陽極酸化処理を施した
ものが用いられている。

【００２８】撹拌供給部材１４は、トナーを撹拌すると
ともにトナー担持体１２表面にトナーを供給するもので
あり、直径１０ｍｍの半導電性スポンジ材料からなるロ
ール状の部材が用いられる。トナー層形成ブレード１３
は、本発明にいうトナー層形成部材に相当するものであ
り、トナー担持体１２に供給されたトナーを所定の厚さ
のトナー層に形成する。本実施形態に用いられるトナー
層形成ブレード１３は、厚さ０．０３〜０．３ｍｍ程度
の１８−８ステンレス（ＳＵＳ３０３）の板バネに導電
性粉を分散させたシリコーンゴムまたはＥＰＤＭゴムか
らなる圧接部材を加硫接着したものが用いられる。トナ
ー層形成ブレード１３のトナー担持体１２への接触圧力
は５〜１００ｇ／ｃｍ程度に設定される。シリコーンゴ
ムの硬度は２０〜８０度のものが使用可能であるが、特
に３０〜６０度が好ましい。トナー担持体１２上のトナ
ーがトナー層形成ブレード１３で圧接されることによ
り、トナー担持体１２上に５〜３０μｍ程度のトナー層
が形成される。トナー層形成ブレード１３により形成さ
れたトナー層は図示しないトナー担持体駆動手段による
トナー担持体１２の循環移動に伴われて矢印Ｂ方向に搬
送される。

【００２９】トナー層形成ブレード１３により形成され
たトナー層を担持したトナー担持体１２に対向する位置
に、トナー層を帯電する帯電器１５が配置されている。
帯電器１５は、円筒状の帯電電極１５ａおよび帯電電極
１５ａとトナー担持体１２に挟まれる位置に配置された
メッシュ状の制御電極１５ｂからなる。帯電電極１５ａ
にはトナー担持体１２上のトナー層を帯電させるための
電圧を印加する第１のトナー帯電用電源１８ａが接続さ
れ、制御電極１５ｂには、帯電電極１５ａによって生じ
る放電の電離領域を制限する帯電制御用の電圧を印加す
る第２のトナー帯電用電源１８ｂが接続されている。

【００３０】帯電電極１５ａは、直径１０ｍｍの円筒状
に形成され回転可能に支持されている。帯電電極１５ａ
の材質は、シリコーンゴムにイオン導電性微粒子を配合
したものもしくはシリコーンゴムに導電性微粒子を配合
して体積抵抗率１０⁵ 〜１０ ¹⁰Ω・ｃｍ程度としたもの
が用いられる。その体積抵抗率は、１０⁷ 〜１０⁸ Ω・
ｃｍの範囲内であることが好ましい。

【００３１】制御電極１５ｂは、線径５０μｍ、ピッチ
１２７μｍのステンレスのメッシュ状部材からなり、帯
電電極１５ａより大径の円筒状に形成されている。制御
電極１５ｂは、帯電電極１５ａに外挿され、帯電電極１
５ａとトナー担持体１２とに挟まれていて、トナー担持
体１２との対向位置で制御電極１５ｂ内周面の一部が帯
電電極１５ａと接触して従動回転する。制御電極１５ｂ
は、この例に限らず例えば厚さ１００μｍの導電性材料
からなる円筒状フィルムに直径８０μｍの微小開口を開
口率８０％で形成したものを用いてもよい。

【００３２】本実施形態では、トナー担持体１２上のト
ナーは負極性に帯電される。帯電電極１５ａと制御電極
１５ｂとの間には第１のトナー帯電用電源１８ａによ
り、放電開始電圧以上の高電圧が印加され、帯電電極１
５ａと制御電極１５ｂとの間に強い電界を形成する。一
方、制御電極１５ｂとトナー担持体１２との間には第２
のトナー帯電用電源１８ｂにより、放電を生じない程度
の低電圧が印加され、弱い電界が形成される。

【００３３】本実施形態では、制御電極１５ｂの電位と
トナー担持体１２の電位との間には次の関係が保たれて
いる。 （トナー担持体電位）−（制御電極電位）＝１００Ｖ また、帯電電極１５ａの電位と制御電極１５ｂの電位と
の間には次の関係が保たれている。

【００３４】 （制御電極電位）−（帯電電極電位）＝１０００Ｖ なお、これらの各電極の電位は帯電電極１５ａとトナー
担持体１２との間隔、制御電極１５ｂの構造、厚さなど
によって適宜調整される。また、帯電電極１５ａ、制御
電極１５ｂ、およびトナー担持体１２が、それぞれ所定
の間隙をおいて設けられるときには、これらの間隙の大
きさも考慮して各電極の電位が定められる。本実施形態
では、トナー担持体１２にはバイアス電源１７から−２
００Ｖの電圧が印加され、制御電極１５ｂには第２の帯
電用電源１８ｂから−３００Ｖの電圧が印加され、帯電
電極１５ａのシャフトには第１のトナー帯電用電源１８
ａから−１３００Ｖの電圧が印加されている。

【００３５】この現像装置１０には非磁性トナーからな
る一成分系の現像剤が用いられる。トナーは、スチレン
樹脂、アクリル樹脂もしくはポリエステル樹脂などの各
種熱可塑性樹脂中に顔料や含金属アゾ染料などの極性制
御剤を分散させ、粉砕し、分級して３〜２０μｍ（平均
粒径７μｍ）の大きさに揃えたものが用いられる。この
トナーに、さらに電荷制御剤を添加してもよい。電荷制
御剤としては、疎水化処理したシリカ、アルミナ、チタ
ンなどの０．１μｍ以下の微粒子を用いることができる
が、疎水性シリカが最も好ましい。また、トナーの流動
性助剤を外添することも現像性能を安定させる上で有効
である。

【００３６】なお、画像形成装置の像担持体１として
は、セレン系感光体や有機感光体が用いられ、像担持体
１とトナー担持体１２とは接触させて配置してもよい
し、あるいは１００μｍ〜６００μｍ程度の間隙をおい
てトナー担持体１２と対向させて配置してもよい。この
ように構成された現像装置１０において、撹拌供給部材
１４によりハウジング１１内のトナーが撹拌されトナー
担持体１２表面に供給される。トナー担持体１２の表面
に供給されたトナーはトナー担持体１２の回転によりト
ナー層形成ブレード１３との対向位置へ搬送され、トナ
ー層形成ブレード１３の押圧力によりトナー担持体１２
上にトナー層が形成される。形成されたトナー層は帯電
電極１５ａと制御電極１５ｂとの対向位置に搬送され
る。帯電電極１５ａと制御電極１５ｂとの間、および制
御電極１５ｂとトナー担持体１２との間には前述の電圧
が印加されており、それぞれの印加電圧により形成され
た電界の作用でトナー層が帯電される。帯電されたトナ
ー層は現像領域Ｄに搬送される。像担持体１とトナー担
持体１２との間にはバイアス電源１７によりバイアス電
圧が印加されており、現像領域Ｄに搬送されてきたトナ
ー層から像担持体１にトナーが選択的に転移されること
により像担持体１上の静電潜像が可視化されて現像像が
生成される。

【００３７】ここで、本実施形態において重要な役割を
果たす遮蔽部材１９について図面を参照しながら詳細に
説明する。図２は、図１に示した現像装置のうちの遮蔽
部材を含めた帯電器周辺の拡大図である。図１および図
２に示すように、遮蔽部材１９は、帯電器１５とトナー
担持体１２との間の間隙と像担持体１との間を遮るよう
に、帯電器１５の現像領域Ｄ側に広がって配置されてい
る。遮蔽部材１９は、帯電器１５で生成された電荷担体
が像担持体１に向かって飛翔するのを防止する機能を持
っており、そのため導電性の材料で形成され接地されて
いる。遮蔽部材１９の、トナー担持体１２の移動方向Ｂ
に対し交わる方向の長さは、電荷担体の像担持体１に向
かう飛翔経路を遮断するため、帯電器１５の帯電電極１
５ａおよび制御電極１５ｂの上記方向の長さよりも長く
形成されている。

【００３８】図３は、図２に示した遮蔽部材の作用を示
す模式図である。図３に示すように、帯電電極１５ａと
制御電極１５ｂとの間の電離領域に発生した電荷担体
は、制御電極１５ｂのメッシュの網目を通って飛び出し
トナー担持体１２に向かって矢印で示したような軌跡を
描いて飛翔する。電荷担体は制御電極１５ｂとトナー担
持体１２の形成する電界の作用によりほとんどがトナー
担持体１２上のトナーに付着する。しかし電荷担体には
電子なだれ現象による高い初期速度が与えられているの
で、一部の電荷担体はトナー担持体１２には向かわず像
担持体１の方向に飛翔しようとする。そこで、帯電器１
５とトナー担持体１２との間の間隙と像担持体１との間
を遮るように遮蔽部材１９を配置することによって電荷
担体の像担持体１の方向への飛翔を遮ることができる。
遮蔽部材１９に到達した電荷担体は導電性を有する材料
からなる接地された遮蔽部材１９に接触することにより
電荷を失う。こうして、電荷担体が像担持体１に静電的
に引き寄せられ像担持体１上の静電潜像を乱して画像を
劣化させることが防止される。

【００３９】なお、上記のように遮蔽部材１９を導電性
を有する材料で形成し、かつ接地してあるため、遮蔽部
材１９が電荷担体により帯電されて表面電位が上昇する
ことがなく、遮蔽部材１９の表面電位上昇による遮蔽部
材１９近傍の他の部材へのリーク現象を未然に防止する
ことができる次に、上記の現像装置１０を画像形成装置
に組み込み画像形成テストを行った結果について説明す
る。

【００４０】

【実施例】テスト条件は次の通りである。 像担持体 ：負帯電有機感光体 プロセススピード ：２００ｍｍ／ｓｅｃ 制御電極 ：厚さ１００μｍの導電性材料から
なる円筒状フィルムに直径８０μｍの微小開口が開口率
８０％で存在するもの 帯電電極 ：直径１０ｍｍのロール状部材 周面を形成する材料：シリコーンゴムに導電性微粒子を
配合したもの ゴム硬度 ：６０度 体積抵抗率：１０⁸ Ω・ｃｍ トナー担持体 ：直径２０ｍｍの表面ゴム層を有す
るロール 体積抵抗率：１０⁶ Ω・ｃｍ 遮蔽部材 ：厚さ０．５ｍｍの導電性材料から
なる板状部材 撹拌供給部材 ：直径１０ｍｍの半導電性スポンジ
材料からなるロール トナー層形成部材 ：ＳＵＳ３０３、厚さ０．１２ｍｍ
の板バネに１ｍｍ厚のＥＰＤＭゴムを接着。接着圧力は
約３０ｇｆ／ｃｍ 体積抵抗率：１０⁵ Ω・ｃｍ ゴム硬度 ：５０度 潜像電位 ：−１００Ｖ 背景部電位 ：−３５０Ｖ 上記条件にてプリントテストを行ったところ、従来問題
であった、像担持体１上の静電潜像を乱して画像を劣化
させることが防止され良好な画像を形成することができ
た。

【００４１】次に、本発明の現像装置の第二の実施形態
について説明する。図４は、本発明の現像装置の第二の
実施形態を示す概略構成図である。図４に示す現像装置
１０’は、図１に示した第一の実施形態と類似してお
り、第一の実施形態との相違点は、遮蔽部材１９に、ト
ナー帯電用電源１８が帯電器１５に印加する電圧と同一
極性の電圧を印加する遮蔽用電源１９ｃを備えた点にあ
る。

【００４２】本実施形態では、第一の実施形態における
と同様、トナーをマイナスの極性に帯電させるため、ト
ナー担持体１２には−２００Ｖ、制御電極１５ｂには−
３００Ｖ、帯電電極１５ａには−１３００Ｖの電圧が印
加されているが、さらに、上記の遮蔽用電源１９ｃによ
り遮蔽部材１９に−５００Ｖの電圧が印加されている。
この遮蔽用電源１９ｃからの電圧印加により、遮蔽部材
１９付近に電界が形成され、その電界により、負の電荷
担体は遮蔽部材１９に対して電気的反発力を受け電荷担
体が遮蔽部材１９に向かって飛翔するのが抑止される。
このように、遮蔽部材１９に遮蔽用電源１９ｃによる電
圧を印加することによって、遮蔽部材１９による、電荷
担体の像担持体１への飛翔の遮断作用の効果を一層高め
ることができる。

【００４３】上記の現像装置１０’を画像形成装置に組
み込み第１の実施形態におけると同様の条件で画像形成
テストを行ったところ、画質劣化が減少し良好な画像を
形成することができた。また、帯電器の効率を向上させ
ることができた。次に、本発明の現像装置の第三の実施
形態について説明する。図５は、本発明の現像装置の第
三の実施形態を示す概略構成図である。

【００４４】図５に示す第三の実施形態の現像装置１
０”は、図４に示した第二の実施形態の現像装置１０’
と類似しており、現像装置１０’との相違点は、遮蔽部
材が、第二の実施形態と同様の第１の遮蔽部材１９ａの
ほかに第２の遮蔽部材１９ｂを備えている点である。第
２の遮蔽部材１９ｂは、図５に示すように、帯電器１５
とトナー担持体１２との間の間隙を第１の遮蔽部材１９
ａとの間に挟み込む位置に広がるよう形成されている。

【００４５】本実施形態の現像装置１０”では、第二の
実施形態におけると同様、トナーをマイナスの極性に帯
電させるため、トナー担持体１２には−２００Ｖ、制御
電極１５ｂには−３００Ｖ、帯電電極１５ａには−１３
００Ｖの電圧が印加されているが、さらに、遮蔽用電源
１９ｃにより第１および第２の遮蔽部材１９ａ，１９ｂ
に−５００Ｖの電圧が印加されている。この遮蔽用電源
１９ｃからの電圧印加により、第１および第２の遮蔽部
材１９ａ，１９ｂ付近に電界が形成され、その電界によ
り、負の電荷担体は第１および第２の遮蔽部材１９ａ，
１９ｂに対して電気的反発力を受け電荷担体が第１およ
び第２の遮蔽部材１９ａ，１９ｂに向かって飛翔するの
が抑止される。

【００４６】図６は、図５に示した第１及び第２の遮蔽
部材の作用を示す模式図である。図６に示すように、帯
電電極１５ａと制御電極１５ｂとの間の電離領域に発生
した電荷担体は、制御電極１５ｂのメッシュの網目を通
って飛び出しトナー担持体１２に向かって矢印で示した
ような軌跡を描いて飛翔する。電荷担体は制御電極１５
ｂとトナー担持体１２の形成する電界の作用によりほと
んどがトナー担持体１２上のトナーに付着する。しか
し、電荷担体には電子なだれ現象による高い初期速度が
与えられているので、一部の電荷担体はトナー担持体１
２には向かわず像担持体１の方向またはこれと反対の方
向に飛翔しようとする。そこで、図６に示すように第１
および第２の遮蔽部材１９ａ，１９ｂを配置しこれら二
つの遮蔽部材１９ａ，１９ｂに遮蔽用電源１９ｃからの
遮蔽用電圧を印加することによって電荷担体を矢印で示
したような軌跡を描かせて飛翔させ、すべての電荷担体
をトナー担持体１２に向かわせることができる。

【００４７】このように、帯電器１５とトナー担持体１
２との間の間隙を挟み込む二つの遮蔽部材１９ａ，１９
ｂを設けることによって、すべての電荷担体をトナー担
持体１２に向かわせることができ、発生した電荷を有効
に利用することができる。なお、実際に上記の帯電器を
用いて帯電テストを行ったところ、帯電器の効率を一層
向上させることができた。

【００４８】次に、本発明の現像装置の第四の実施形態
について説明する。図７は、本発明の現像装置の第四の
実施形態における両端遮蔽部材を示す概略構成図であ
る。図７には、図５に示した第三の実施形態におけると
同様の第１および第２の遮蔽部材１９ａ，１９ｂのほか
に、帯電器１５とトナー担持体１２との間の間隙をトナ
ー担持体１２の幅方向Ｃ（移動方向Ｂに対し交わる方
向）両側から挟むようにその両側それぞれに広がる両端
遮蔽部材１９ｓが示されている。

【００４９】この両端遮蔽部材１９ｓが設けられていな
い場合は、トナー担持体１２の幅方向Ｃの端部の、トナ
ー層が形成されない領域にも電荷担体を引き寄せる電界
が形成されるため、電荷担体がトナー層が形成されてい
ない領域Ｄに引き寄せられ、トナー層領域Ｅの幅方向Ｃ
の端部Ｆの帯電量が低下し、これに対応する画像の幅方
向Ｃの端部にトナー帯電不良による端部画像抜けなどの
欠陥が生じることがあるが、本実施形態では、両端遮蔽
部材１９ｓの作用により幅方向Ｃの端部においても電荷
担体がトナー担持体１２のトナー層領域Ｅに向かうた
め、トナー層領域の端部Ｆも均等に帯電される。

【００５０】図８は、図７に示す両端遮蔽部材の作用を
示す概念図である。図８には、３００Ｖの電圧が印加さ
れた制御電極１５ｂと、２００Ｖの電圧が印加されたト
ナー担持体１２と、３２０Ｖの電圧が印加された両端遮
蔽部材１９ｓに囲まれた空間に形成される電界の電位分
布が示されている。図８に示すように、トナー担持体１
２の幅方向の中央部における、制御電極１５ｂから出る
電気力線５０ａはトナー担持体１２にまっすぐに向かっ
ているが、トナー担持体１２の幅方向の端部における、
制御電極１５ｂから出る電気力線５０ｂは、トナー担持
体１２の幅方向の端部に配置された両端遮蔽部材１９ｓ
の影響を受け、端部から中央部に向かう方向に偏向して
いる。

【００５１】このように、両端遮蔽部材１９ｓを設けて
図８に示すような電位分布を形成することにより、トナ
ー層領域の幅方向Ｃ（図７参照）のトナー帯電量が均一
となり、画像の幅方向Ｃの端部に画像抜けが発生するよ
うなことが防止される。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像装置
によれば、遮蔽部材を設けたことにより、電荷担体が像
担持体の静電潜像を乱すことがなくなるため、画像濃度
低下、画像ぼけ、あるいは白紙部のかぶりなどの画質劣
化を防止することができる。また、電荷担体の無駄がな
くなるため、電荷担体の利用効率を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置を画像形成装置に適用した場
合の一実施形態を示す概略構成図である。

【図２】図１に示した現像装置のうちの遮蔽部材を含め
た帯電器周辺の拡大図である。

【図３】図２に示した遮蔽部材の作用を示す模式図であ
る。

【図４】本発明の現像装置の第二の実施形態を示す概略
構成図である。

【図５】本発明の現像装置の第三の実施形態を示す概略
構成図である。

【図６】図５に示した第１及び第２の遮蔽部材の作用を
示す模式図である。

【図７】本発明の現像装置の第四の実施形態における両
端遮蔽部材を示す概略構成図である。

【図８】図７に示す両端遮蔽部材の作用を示す概念図で
ある。

【図９】従来の現像装置の一例を示す概略構成図であ
る。

【図１０】従来の現像装置の他の例を示す概略構成図で
ある。

【図１１】図９に示す現像装置におけるトナー担持体上
のトナーの帯電状態を示す図である。

【図１２】図１０に示す現像装置におけるトナー担持体
上のトナーの帯電状態を示す図である。

【図１３】従来の現像装置の放電領域に発生する電子お
よびプラスイオンの電荷密度を示す図である。

【図１４】帯電電極とトナー担持体との間に制御電極を
設けて逆極性トナーの発生を防止するようにした現像装
置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 像担持体 ２，２ａ，２ｂ トナー ３ 電子またはマイナスイオン ４ プラスイオン １０，１０’，１０” 現像装置 １２ トナー担持体 １３ トナー層形成ブレード １４ 撹拌供給部材 １５ 帯電器 １５ａ 帯電電極 １５ｂ 制御電極 １７ バイアス電源 １８，１８ａ，１８ｂ トナー帯電用電源 １９，１９ａ，１９ｂ 遮蔽部材 １９ｃ 遮蔽用電源 １９ｓ 両端遮蔽部材 ２０，３０，４０ 現像装置 ２１，３１，４１ ハウジング ２２，３２，４２ トナー担持体 ２３，３３，４３ トナー層形成ブレード ２４，３４，４４ 撹拌供給部材 ２５，４５ａ 帯電電極 ２７，３７，３７ バイアス電源 ２８，３８，３８ トナー帯電用電源 ４５ｂ 制御電極 ５０ａ，５０ｂ 電気力線

フロントページの続き (72)発明者 倉本 新一 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 大場 正太 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像を担持して所定の方向に移動す
   る像担持体に所定の現像領域において近接もしくは接触
   するように配置され、供給されたトナーを表面に担持し
   て循環移動するトナー担持体と、該トナー担持体に供給
   されたトナーを所定の厚さのトナー層に形成するトナー
   層形成部材と、前記トナー担持体を循環移動させること
   により、前記トナー層形成部材により形成されたトナー
   層を前記現像領域に搬送するトナー担持体駆動手段と、
   該トナー層形成部材により形成されたトナー層を担持し
   たトナー担持体に対向して配置された、該トナー層を帯
   電する帯電器と、該帯電器に電圧を印加して前記トナー
   担持体上のトナー層を帯電させるトナー帯電用電源とを
   備え、前記トナー担持体駆動手段により前記現像領域に
   搬送されてきたトナー層から前記像担持体にトナーを選
   択的に転移させることにより前記像担持体上の静電潜像
   を可視化して現像像を生成する現像装置において、 前記帯電器と前記トナー担持体との間の間隙と、前記像
   担持体との間を遮るように、該帯電器の前記現像領域側
   に広がる導電性の遮蔽部材を備えたことを特徴とする現
   像装置。
2. 【請求項２】 前記遮蔽部材に、トナー帯電用電源が前
   記帯電器に印加する電圧と同一極性の電圧を印加する遮
   蔽用電源を備えたことを特徴とする請求項１記載の現像
   装置。
3. 【請求項３】 前記間隙を前記遮蔽部材との間に挟み込
   む位置に広がる、導電性の第２の遮蔽部材を備えたこと
   を特徴とする請求項１記載の現像装置。
4. 【請求項４】 前記帯電器と前記トナー担持体との間の
   間隙を前記トナー担持体の移動方向に対し交わる方向両
   側から挟むように該両側それぞれに広がる両端遮蔽部材
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
5. 【請求項５】 前記帯電器が、前記トナー担持体との間
   に所定の間隔をおいて配置され、前記トナー帯電用電源
   により前記トナー担持体との間に所定の帯電電圧が印加
   される帯電電極と、該帯電電極と前記トナー担持体とに
   挟まれた位置に配置された、前記トナー帯電用電源によ
   り前記トナー担持体との間に前記帯電電極の電位と該ト
   ナー担持体の電位との中間的な電位の制御電圧が印加さ
   れる制御電極とを有することを特徴とする請求項１記載
   の現像装置。