JPH1124392A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像端部への地かぶりの発生が防止され、か
つ機内汚れや画像の混色の発生が防止された現像装置を
提供することを目的とする。 【解決手段】 現像装置に備えられる帯電器の、現像剤
担持体２上の現像剤を担持した中央部分の長さをＷ１、
帯電器５の、電荷を放電する部分の長さをＷ２としたと
き、Ｗ１＜Ｗ２の関係を満たすように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機やプリンターなどに用いられる現像装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の複写機やプリンタ
ーなどに用いられる現像装置として、現像剤にトナーの
みを用いる１成分現像方式の現像装置または現像剤にト
ナーおよびキャリアを用いる２成分現像方式の現像装置
が知られている。これらの現像装置では、静電潜像を担
持する像担持体に所定の現像位置において近接もしくは
接触するように配置された回転する現像剤担持体を備
え、その現像剤担持体上にトナー層を形成するか、また
は２成分現像剤による磁気ブラシ層を形成し、現像剤担
持体の回転によりトナー層または磁気ブラシ層を現像領
域に搬送し、現像領域において、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形成され
た現像電界により、トナー層内または磁気ブラシ層内の
トナーを現像剤担持体から像担持体上の静電潜像に転移
させるタイプのものが多い。このような現像装置では、
現像領域においてトナーを現像剤担持体から像担持体上
の静電潜像へ確実に転移させるために、現像剤に所定の
電荷を付与しておく必要がある。

【０００３】２成分現像方式の現像装置では、摩擦帯電
序列上の順位が互いに十分隔たったトナーとキャリアと
を混合・撹拌することによりトナーに電荷を付与するタ
イプのものが多いが、このタイプの現像装置ではトナー
に外添された帯電制御剤などがトナーから遊離してキャ
リア表面を汚染することがある。従って、キャリアを長
期間使用している間にそれら帯電制御剤などの影響によ
りトナーに電荷を付与することができなくなるため、時
々現像剤を交換しなければならないという欠点がある。
また、トナーとキャリアとの混合比を一定に保つための
トナー濃度コントロール装置や現像剤の撹拌装置などを
設置する必要があり、さらに磁性キャリアを担持するた
めのマグネットを現像剤担持体内に配設する必要がある
ため現像装置の複雑化を招きやすいという欠点がある。

【０００４】一方、１成分現像方式の現像装置では、回
転する現像剤担持体に弾性部材からなるブレードを圧接
することにより現像剤担持体上に薄いトナー層を形成す
るとともに、ブレードとトナーとの摩擦帯電によりトナ
ーに電荷が付与される方式のものが多い。このように１
成分現像方式の現像装置は構成が比較的簡単であり、上
記の２成分現像方式におけるような欠点はないが、一般
に、ブレードのトナー帯電能力は低く、すべてのトナー
を十分に帯電させることは難しく、帯電後のトナー層の
中に所望の極性とは逆の極性に帯電したいわゆる逆極性
トナーが存在するため、その逆極性トナーにより地かぶ
りが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すべてが
ブレードと接触するわけではなく、特に微細なトナーは
ブレードと接触せずにトナー層形成部を通過してしまう
確率が高い。帯電を確実ならしめるために、ブレードの
トナーへの圧接力を高めることが考えられるが、圧接力
が高過ぎるとトナーのバインダー樹脂が摩擦熱により溶
融し、トナーが凝縮してブレードに詰まり、画像に白筋
が発生するという問題が生じる。

【０００５】このような摩擦帯電方式の現像装置の問題
点を解消するために、トナーに直接電荷を付与する現像
装置が提案されている。例えば、実開昭６３−１３８５
６０号公報には、現像剤担持体と対向する位置にコロナ
放電器を配設し、所望の極性のイオンをトナー層に照射
することによりトナーに電荷を付与する現像装置が開示
されている。しかし、コロナ放電器を用いる現像装置で
は使用中にコロトロンワイヤーに汚れが付着しやすく、
均一な放電が得られなくなるという問題がある。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
電圧を印加する必要があり、放電の軸方向の放電安定性
などを考慮すると５ｋＶ以上の高電圧の印加が必要とな
る。そのため、高電圧電源回路を設置する必要があり、
また、コロトロン装置自体の絶縁性も高めなければなら
ず高コスト化が避けられない。さらに、放電時にオゾン
を発生するという問題や、コロトロンワイヤーからの火
花放電を回避するためにコロトロン装置自体を大型化す
る必要があるなどいくつかの欠点がある。

【０００６】上記公報のほかに、トナーに直接電荷を付
与する方式として次のような現像装置も用いられてい
る。図８は、従来の、トナーに直接電荷を付与する方式
の現像装置の一例を示す概要図である。図８に示す現像
装置２０は、像担持体２１と対向して矢印Ｂ方向に回転
する現像剤担持体２２と、現像剤担持体２２へトナーを
供給するトナー供給部材２４と、現像剤担持体２２に圧
接して薄いトナー層を形成するトナー層形成ブレード２
３と、現像剤担持体２２と近接もしくは接触するように
配置された円筒状の電荷付与部材２５と、現像剤担持体
２２に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電源２
６ａと、電荷付与部材２５に帯電用電圧を印加する帯電
用電源２６ｂとを備えており、電荷付与部材２５に帯電
用電源２６ｂからの帯電用電圧を印加し、電荷付与部材
２５と現像剤担持体２２との間隙で放電を発生させ、そ
の放電現象により発生したイオンまたは電子からなる電
荷担体をトナーに付着させることによりトナーを帯電さ
せる。

【０００７】図９は、従来の、トナーに直接電荷を付与
する方式の現像装置の他の一例を示す概要図である。図
９に示す現像装置３０は、像担持体３１と対向して矢印
Ｂ方向に回転する現像剤担持体３２と、現像剤担持体２
２へトナーを供給するトナー供給部材３４と、現像剤担
持体３２に圧接して薄いトナー層を形成するトナー層形
成ブレード３３と、現像剤担持体３２に現像バイアス電
圧を印加する現像バイアス電源３６ａと、トナー層形成
ブレード３３に帯電用電圧を印加する帯電用電源３６ｂ
とを備えており、トナー層形成ブレード３３に帯電用電
源３６ｂからの帯電用電圧を印加し、トナー層形成ブレ
ード３３と現像剤担持体３２との間に摩擦帯電を起こさ
せるとともにトナー層形成ブレード３３と現像剤担持体
３２との間隙で放電を発生させ、その放電現象で発生し
たイオンまたは電子からなる電荷担体をトナーに付着さ
せることによりトナーを帯電させる。

【０００８】これら図８または図９に示す現像装置に
は、コロナ放電器ほどの高電圧を必要とせずまたオゾン
の発生も少ないという利点がある。この方式の現像装置
は、例えば、特開昭５４- １７０３０号公報、特開昭６
２- ２９１６７８号公報、特開昭６４- ６２６７５号公
報などにも開示されている。しかしながら、この方式の
現像装置にも、以下に示すような問題点がある。すなわ
ち、図８に示す現像装置２０では、体積抵抗率の高いト
ナーが用いられているため電荷付与部材２５に印加され
る帯電用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することができな
い。帯電用電圧を上げることにより電荷付与部材２５か
ら放電を起こさせてトナーを帯電することは可能である
が、帯電用電圧を上げると逆極性トナーが発生するとい
う問題があり帯電用電圧を上げることは好ましくない。

【０００９】図１０は、従来の現像装置における現像剤
担持体上の現像剤の帯電状態を示す模式図である。図１
０に示すように、電荷付与部材２５を備えた現像装置２
０（図８参照）では、電荷付与部材２５と現像剤担持体
２２との間には、放電に伴う電離により電子なだれ現象
が起きて、放電領域には正極性の電荷担体であるプラス
イオン２８と、負極性の電荷担体である電子またはマイ
ナスイオン２７とが発生する。

【００１０】従って、トナー２９を所望の極性、例えば
マイナスに帯電させるために、電子またはマイナスイオ
ンのいずれかの電荷担体２７をトナー２９に付着させよ
うとしても、放電領域には電離現象で発生した電子また
はマイナスイオンという負極性の電荷担体２７と、プラ
スイオンという正極性の電荷担体２８とが充満している
ため、トナー２９には正負両極性の電荷担体２７，２８
が付着してしまう。そのため、帯電後のトナー２９は、
所望のマイナス極性に帯電したトナー２９ａと、逆極
性、すなわちプラス極性に帯電したトナー２９ｂとが混
在したものとなってしまう。

【００１１】図１１は、従来の現像装置における現像剤
担持体上の現像剤の帯電状態の他の例を示す模式図であ
る。図１１に示すように、トナー層形成ブレード３３を
備えた現像装置３０（図９参照）でも、トナー層形成ブ
レード３３と現像剤担持体３２との間に電子なだれ現象
が起き、図１０を参照して説明したのと同様、所望のマ
イナス極性に帯電したトナー２９ａと、逆極性に帯電し
たトナー２９ｂとが混在した状態となる。

【００１２】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、平行する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
を計算で求めてみると次のようなことがわかる。図１２
は、現像装置の帯電電極と現像剤担持体との間の電荷密
度を示す図である。

【００１３】図１２（ａ）には、帯電電極から現像剤担
持体までの距離と、プラスイオンの電荷密度との関係が
示されている。なお、図１２（ｂ）は、帯電電極から１
００μｍだけ離れた現像剤担持体近傍の拡大図である。
図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、プラス
イオンは陽極（現像剤担持体）の近傍にも存在してお
り、トナーの大きさが７μｍ〜１０μｍの場合に、プラ
スイオンは電子の数千倍あることがわかる。このよう
に、放電によりトナーをマイナスに帯電しようとした場
合には、これと同時にかなりの量のプラスに帯電した逆
極性トナーが発生するものと考えられる。

【００１４】また、文献「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個の極性と帯電量とを分布として計測して
みると、上記の現像装置において発生する逆極性トナー
の量はトナー全体の２０ｗｔ％に達することがわかる。

【００１５】このような逆極性トナーが現像剤担持体の
回転により現像領域に搬送されると、現像されたトナー
像に地かぶりなどの画質劣化が生じ良好な画像を得るこ
とはできない。また、逆極性トナーが現像剤担持体上か
ら飛散して機内のトナー汚染を招くという問題がある。
そこで、このような逆極性トナーが多量に発生する場合
は、帯電器の、電荷を放電する部分、すなわち電荷付与
部材と現像剤担持体との間に、電荷付与部材の電位と現
像剤担持体の電位との中間的な電位の電離制御電圧を印
加することにより電荷付与部材と現像剤担持体との間の
放電の電離領域を制御する電離制御部材を設けた帯電器
を用いることが考えられる。

【００１６】図１３は、電荷付与部材と現像剤担持体と
の間に電離制御部材を設けた帯電器の説明図である。図
１３に示すように、この帯電器２５には、電荷付与部材
２５ａと現像剤担持体２２との間に電離制御部材２５ｂ
が設けられている。このように構成した帯電器におい
て、電荷付与部材２５ａと現像剤担持体２２との間に放
電電圧を印加し、電荷付与部材２５ａと電離制御部材２
５ｂとの間に電荷付与部材２５ａの電位と現像剤担持体
２２の電位との中間的な電位の電離制御電圧を印加する
ることにより電荷付与部材２５ａと現像剤担持体２２と
の間の放電の電離領域を制御することにより、トナーを
所望の極性に選択的に帯電することが可能となり、地か
ぶりのない高画質の画像を得ることができる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の帯電器では、通常、電荷付与部材２５ａの電荷を
放電する部分の長さ、すなわち有効放電長さＷ２は、現
像剤担持体２２上に形成される現像剤層２２ａの現像剤
担持体ロール軸方向の長さＷ１とほぼ同程度の長さに設
定されている。このように、電荷付与部材２５ａの有効
放電長さＷ２と現像剤層２２ａの長さＷ１とがほぼ一致
している場合、電荷付与部材２５ａと現像剤担持体２２
との間に形成される電界は、現像剤層２２ａの端部付近
において外側に広がるような形状に歪み、この歪んだ電
気力線に沿って電荷担体は外側に広がる方向に誘導され
現像剤層２２ａの端部付近の現像剤に付与される電荷担
体の数は減少し、現像剤層２２ａの端部付近において現
像剤の帯電不良が発生しやすく、この帯電不良の現像剤
により画像の端部に地かぶりが生じることがある。

【００１８】また、電荷付与部材２５ａ、電離制御部材
２５ｂ、現像剤担持体２２、およびトナー層形成ブレー
ド（図８参照）などの間に相対的な位置ずれがあると、
現像剤層２２ａの端部付近における電界の歪みはさらに
増加し、現像剤層２２ａ端部の現像剤の帯電不良が助長
され、画像端部の地かぶり発生は一層増加しやすくな
る。

【００１９】図１４は、従来の帯電器の端部における電
界の状態を示す図である。帯電器２５の電荷を放電する
部分の長さ、すなわち有効放電長さＷ２が、図１３に示
したように、現像剤担持体２２上に形成される現像剤層
２２ａの現像剤担持体ロール軸方向の長さＷ１と同程度
の長さに設定されていても、例えば、帯電器２５および
現像剤担持体２２の取付け位置が相対的にずれている
と、図１４に示すように、現像剤担持体２２上の現像剤
層２２ａの端部Ｅ１と帯電器２５の端部Ｅ２との間に位
置ずれＧが生じる。このような位置ずれＧが生じると、
現像剤層２２ａの端部Ｅ１付近における電荷付与部材５
ａと現像剤担持体２２との間に形成される電界は、図１
４に示すように、外側に広がるような形状に歪み、その
ため電荷担体は電気力線に沿って端部Ｅ１の方向に誘導
され端部Ｅ１付近の現像剤層２２ａに付与される電荷担
体の数は減少し帯電不良が発生する。そのため、画像端
部に地かぶりが発生して画質が低下する。また、帯電不
良のトナーは現像剤担持体２２との静電的付着力が弱い
ため、例えば、フルカラーの現像装置において、異なっ
た色の現像を行っている時に像担持体の回転による空気
流や静電潜像の形成する電界により、帯電不良のトナー
が飛ばされ機内汚れを起こしたり、帯電不良のトナーが
像担持体に飛翔して混色を発生させたりする。

【００２０】また、複数の現像器ユニットからなるロー
タリー式の現像装置の場合は、ロータリー機構が回転す
るときに、帯電不良のトナーが現像器ユニットからこぼ
れてしまい、機内汚れを発生させたり、画像に混色を生
じたりするという問題がある。本発明は、上記の事情に
鑑み、画像端部への地かぶりの発生が防止され、かつ機
内汚れや画像の混色の発生が防止された現像装置を提供
することを目的とする。

【００２１】

【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、供給された現像剤を両端それ
ぞれに一部分を残した中央部分表面に担持して回転し担
持した現像剤を上記現像領域に搬送する、円筒状の外形
を有する現像剤担持体と、上記現像剤担持体の回転方向
について上記現像領域よりも上流側の位置において該現
像剤担持体に近接して配置され、電荷を放電して放電し
た電荷により該現像剤担持体表面に担持された現像剤を
帯電させる、該現像剤担持体の回転軸の方向に長尺な帯
電器とを備え、該帯電器により帯電されて上記現像領域
に搬送された現像剤により、上記像担持体上に形成され
た静電潜像を現像する現像装置において、上記現像剤担
持体の回転軸の方向に関し、該現像剤担持体上の、現像
剤を担持した上記中央部分の長さをＷ１、上記帯電器
の、電荷を放電する部分の長さをＷ２としたとき、Ｗ１
＜Ｗ２の関係を満たすものであることを特徴とする。

【００２２】

【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、本発明の現像装置の第１の実施形態
の概略構成図である。図１には、本実施形態の現像装置
を電子写真方式の画像形成装置の現像手段として用いる
場合の構成が示されている。

【００２３】この現像装置１０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に現像領域Ｄにおいて
近接もしくは接触するように配置され、現像剤を担持し
て矢印Ｂ方向に回転し現像剤を現像領域Ｄに搬送する円
筒状の外形を有する現像剤担持体２と、ハウジング９内
の現像剤を撹拌しながら現像剤担持体２に現像剤を供給
する撹拌供給部材４と、現像剤担持体２に圧接して薄い
現像剤層を形成するトナー層形成ブレード３と、現像剤
担持体２に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電
源７と、現像剤担持体２の回転方向について現像領域Ｄ
よりも上流側の帯電領域Ｃにおいて現像剤担持体２に近
接して配置され、電荷を放電して現像剤担持体２表面に
担持された現像剤を帯電させる、現像剤担持体２の回転
軸の方向に長尺な帯電器５とを備え、帯電器５により帯
電され現像領域Ｄに搬送された現像剤により、像担持体
１上に形成された静電潜像を現像する。

【００２４】帯電器５には、電荷を放電する電荷付与部
材５ａと、電荷付与部材５ａに放電用電圧を印加する放
電用電源８ａと、電荷付与部材５ａと現像剤担持体２と
の間に配置され、電荷付与部材５ａの電位と現像剤担持
体２の電位との中間的な電位の電圧が印加されることに
より電荷付与部材５ａと現像剤担持体２との間の電離領
域を制御する電離制御部材５ｂと、電離制御部材５ｂに
電離領域を制御するための電離制御用電圧を印加する電
離制御用電源８ｂとが備えられている。

【００２５】なお、本実施形態における帯電器５は、上
記のように、電荷付与部材５ａと現像剤担持体２との間
に電離制御部材５ｂを設けた構成となっているが、帯電
器は必ずしも電離制御部材５ｂを設けた構成としなけれ
ばならないわけではない。しかし、前述のように逆極性
トナーが多量に発生する場合は電離制御部材５ｂを設け
た構成とすることにより逆極性トナーの発生を抑えて地
かぶりを防止することが好ましい。

【００２６】現像剤担持体２は、アルミニウムやステン
レスの丸棒またはパイプを切削加工した後、外周面にサ
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表
面粗さ：Ｒａ＝０．１〜５．０μｍ程度の表面凹凸とし
たものが用いられる。また、アルミニウムやステンレス
の丸棒またはパイプを切削加工した後に、導電粉を分散
させた樹脂層を表面に形成したものを用いてもよい。本
実施形態では、現像剤担持体２の直径は２０ｍｍのアル
ミニウムの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。

【００２７】現像剤担持体２には、現像バイアス電源７
によりトナーと同極性の約−２００Ｖの直流電圧が印加
される。この現像バイアスにより、現像剤担持体２と像
担持体１との間に現像電界が形成され、現像剤担持体２
上の現像剤層内のトナーが像担持体１上の静電潜像に転
移される。現像バイアス電源７から印加される電圧は、
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
重畳させた電圧を用いることが好ましい。

【００２８】トナー層形成ブレード３は、厚さ０．０３
〜０．３ｍｍ程度のステンレスの板バネに導電性粉を分
散させたＳｉゴムまたはＥＰＤＭゴムからなるブレード
を加硫接着したものであり、現像剤担持体２に対する圧
接力は５〜１００ｇ／ｃｍ程度に設定されている。Ｓｉ
ゴムまたはＥＰＤＭゴムの硬度は２０度〜８０度程度の
ものを用いることができるが、好ましくは３０度〜６０
度が適している。現像剤担持体２上の現像剤がこのよう
なトナー層形成ブレード３で圧接されることにより、現
像剤担持体２上に５〜３０μｍ程度の層厚を有するトナ
ー層が形成される。

【００２９】電荷付与部材５ａは、円筒状に形成され回
転自在に支持されている。電荷付与部材５としては、イ
オン導電体を含んだもの、もしくはゴムに導電性微粒子
を配合して体積抵抗率を１０⁵ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍ程度と
したものが用いられるが、特に体積抵抗率１０⁷ 〜１０
⁸ Ω・ｃｍ程度のものが好ましい。電離制御部材５ｂ
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、電荷付与部材５ａより大径の円
筒状に形成されている。この電離制御部材５ｂは、電荷
付与部材５ａに外挿され電荷付与部材５ａと現像剤担持
体２とに挟持されており現像剤担持体２と対向する帯電
領域Ｃで内周面の一部が電荷付与部材５ａと接触して現
像剤担持体２の回転に従動する。

【００３０】現像剤担持体２上のトナーを負極性に帯電
するため、電荷付与部材５ａと電離制御部材５ｂとの間
には放電が起きる電界を形成し、電離制御部材５ｂと現
像剤担持体２との間には放電が起きない程度に勾配の小
さい電界であり、かつ、負電荷を現像剤担持体２側に引
き付ける方向の電界を形成する。このため、電離制御部
材５ｂの電位と現像剤担持体２の電位との間には、次の
ような関係が保たれている。

【００３１】 現像剤担持体電位−電離制御部材電位＝５００Ｖ また、電荷付与部材５ａの電位と電離制御部材５ｂの電
位との間には、次のような関係が保たれている。 電離制御部材電位−電荷付与部材電位＝１５００Ｖ なお、これらの各部材の電位は電荷付与部材５ａと現像
剤担持体２との間隔、電離制御部材５ｂの構造や厚さな
どによって適宜調整される。また、電荷付与部材５ａ、
電離制御部材５ｂ、および現像剤担持体２が、それぞれ
間隔をおいて設けられているときには、これら相互間の
間隔の広狭をも考慮して各部材の電位が設定される。本
実施形態では、現像剤担持体２には現像バイアス電源７
から−２００Ｖの現像バイアス電圧が印加され、電離制
御部材５ｂには電離制御用電源８ｂから−７００Ｖの電
離制御用電圧が印加され、電荷付与部材５ａには放電用
電源８ａから−２２００Ｖの放電用電圧が印加されてい
る。

【００３２】この現像装置１０に用いられる現像剤は一
成分系のトナーであり、スチレン樹脂、アクリル樹脂若
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し、粉砕、
分級により３〜２０μｍ（平均粒径７μｍ）の大きさと
したものである。この現像剤に電荷制御剤が添加された
後、負極性の電荷が付与されている。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以下の微粒子が用いられるが、なかでも疎水
性シリカが最も適している。この現像剤にはさらに、ト
ナーの流動性助剤が外添されている。

【００３３】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と現像剤担持体２とは接
触させて配置してもよいし、あるいは１００μｍ〜６０
０μｍ程度の間隔をおいて対向させて配置してもよい。
以上説明した現像装置１０において、撹拌供給部材４の
回転によりハウジング９内のトナーが撹拌され現像剤担
持体２に供給される。現像剤担持体２表面に供給された
トナーは現像剤担持体２の回転により現像剤担持体２と
トナー層形成ブレード３との対向位置へ搬送され、トナ
ー層形成ブレード３の圧接力により現像剤担持体２上に
薄いトナー層が形成される。トナー層は現像剤担持体２
と電荷付与部材５ａおよび電離制御部材５ｂとが対向す
る帯電領域Ｃに搬送される。電荷付与部材５ａと電離制
御部材５ｂとの間、および電離制御部材５ｂと現像剤担
持体２との間には、現像バイアス電源７、放電用電源８
ａ、および電離制御用電源８ｂから印加された電圧によ
りそれぞれ所定の電界が形成されている。

【００３４】この帯電領域Ｃに形成される電界について
次に説明する。図２は、本発明の第１の実施形態の現像
装置に用いられる帯電器の端部における電界の状態を示
す図である。図２に示すように、本実施形態の帯電器５
（図１参照）では、現像剤担持体２の回転軸の方向に関
し、現像剤担持体２上の、現像剤を担持した中央部分の
長さをＷ１、帯電器５の、電荷を放電する部分の長さ、
すなわち有効放電長さをＷ２としたとき、 Ｗ１＜Ｗ２ の関係を満たすように構成されている。

【００３５】なお、電荷を放電する部分の長さＷ２は、
帯電器５が電荷付与部材５ａと電離制御部材５ｂとを備
えた構成である場合は、電荷付与部材５ａおよび電離制
御部材５ｂのうちの、長さの短い方の長さとして定義さ
れる。上記のように帯電器５を構成したことにより、現
像剤層２ａの端部付近に電界の歪みがあっても、また、
電荷付与部材５ａ、電離制御部材５ｂ、および現像剤担
持体２相互間に位置ずれがあっても、現像剤層２ａの端
部Ｅ１付近の現像剤の帯電状態への影響は極めて小さ
い。従って、図１４を参照して説明したような有効放電
長さＷ２と現像剤層２ａの長さＷ１とが同程度の長さに
設定されている場合に生じる現像剤層２ａの端部Ｅ１付
近における電界の歪みによる帯電不良トナーの発生、お
よびそれに基づく画像端部の地かぶり発生が有効に防止
される。また、トナー飛散による機内汚れや画像の混色
を生じたりすることも防止される。

【００３６】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。図３は、本発明の第２の実施形態の現像装置に
用いられる帯電器の端部における電界の状態を示す図で
ある。図３に示すように、本実施形態の帯電器５（図１
参照）は、現像剤担持体２の回転軸の方向に関し、現像
剤担持体２上の、現像剤層２ａを担持した中央部分の長
さをＷ１、帯電器５の有効放電長さをＷ２、電離制御部
材５ｂと現像剤担持体２との間隙をｄとしたとき、 Ｗ２≧Ｗ１＋４ｄ の関係を満たすように構成されている。

【００３７】図３に示すように、帯電器５の、電荷を放
電する部分の長さが現像剤担持体２の長さよりも短い場
合は、現像剤層２ａ端部での電荷担体誘導電界が弱くな
り、端部の現像剤の帯電量が中心部よりも低くなり勝ち
である。そこで、上式のように、現像剤層の長さＷ１を
有効放電長さＷ２よりも、片側で電離制御部材５ｂと現
像剤担持体２との距離ｄの２倍以上短くすることによ
り、現像剤層２ａ端部の電界の歪みに起因する問題を解
決することが可能であることが経験的に確かめられてい
る。

【００３８】次に、本発明の第３の実施形態について説
明する。図４は、本発明の第３の実施形態の現像装置に
用いられる帯電器の端部における電界の状態を示す図で
ある。図４に示すように、本実施形態の帯電器５（図１
参照）は、現像剤担持体２の回転軸の方向に関し、現像
剤担持体２上の、現像剤を担持した中央部分の長さをＷ
１、現像剤担持体２全体の長さをＷ３、帯電器５の、電
離制御部材５ｂと現像剤担持体２との間隙をｄとしたと
き、 Ｗ３−Ｗ１≧４ｄ の関係を満たすように構成されている。

【００３９】図４に示すように、帯電器５の、電荷を放
電する部分の長さが現像剤担持体２の長さよりも長い場
合は、現像剤層２ａ端部での電荷担体誘導電界が強くな
り、端部の現像剤の帯電量が中心部よりも高くなり勝ち
である。そこで、上式のように、現像剤層２ａの長さＷ
１を現像剤担持体２全体の長さＷ３よりも、片側で電離
制御部材５ｂと現像剤担持体２との距離ｄの２倍以上短
くすることにより、現像剤層２ａ端部の電界の歪みに起
因する問題を解決することが可能であることが経験的に
確かめられている。

【００４０】次に、上記の各実施形態の現像装置を用い
た画像形成装置により長時間のプリントテストを行った
結果について説明する。この印字テストには、次のよう
な仕様を持つ画像形成装置が用いられた。 像担持体 ：負帯電有機感光体。 プロセススピード ：２００ｍｍ／ｓｅｃ。

【００４１】 電離制御部材 ：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％で開口させたも の。 電荷付与部材 ：直径１０ｍｍのロール状基材の周面にシリコーンゴムに 導電性微粒子を配合した表面形成材料を被覆したもの。

【００４２】 ゴム硬度：６０度、体積抵抗率：１０⁸ Ω・ｃｍ。 現像剤担持体 ：直径２０ｍｍの基材の表面にゴム層を有するロール。 体積抵抗率：１０⁶ Ω・ｃｍ。 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 ：厚さ０. １２ｍｍのＳＵＳ３０３の板バネに、１ｍｍ厚 のＥＰＤＭゴムを接着したもの。接着圧力：約３０ｇｆ ／ｃｍ、体積抵抗率：１０⁵ Ω・ｃｍ、ゴム硬度５０度 。

【００４３】 潜像電位 ：−１００Ｖ 背景部電位 ：−３５０Ｖ 間隙 ：１０００μｍ 上記の画像形成装置を用いてプリントテストを行ったと
ころ、従来問題であった、画像端部の地かぶりやトナー
飛散による機内汚れおよび画像の混色が発生しないこと
が確認された。

【００４４】次に、本発明の第４の実施形態について説
明する。図５は、本発明の第４の実施形態の現像装置の
概略構成図であり、図６は、本発明の第４の実施形態の
現像装置に用いられる帯電器の概要図であり、図７は、
本発明の第４の実施形態の現像装置に用いられる帯電器
の一部拡大図である。図５に示すように、この現像装置
１１には、第１の実施形態の現像装置に用いられる円筒
形状の帯電器５（図１参照）に代わり、図５に示すよう
に、平板状の帯電器１２が備えられている。

【００４５】本実施形態の現像装置１１と第１〜第３の
実施形態の現像装置１０とは、帯電器が異なる以外は、
同様の構成を有しているので、帯電器以外の構成要素に
ついての説明は省略する。図５、図６および図７に示す
ように、この帯電器１２は、電荷が供給される現像剤担
持体２に近接して配置された、電荷を放電する電荷付与
部材１２ａと、電荷付与部材１２ａに放電用電圧を印加
する放電用電源１３ａと、電荷付与部材１２ａと現像剤
担持体２との間に絶縁層１２ｃを介して電荷付与部材１
２ａと一体的に形成され、電荷付与部材１２ａの電位と
現像剤担持体２の電位との中間的な電位の電圧が印加さ
れることにより電荷付与部材１２ａと現像剤担持体２と
の間の電離領域を制御する電離制御部材１２ｂと、電離
制御部材１２ｂに電離領域を制御するための電離制御用
電圧を印加する電離制御用電源１３ｂと、電荷付与部材
１２ａと電離制御部材１２ｂとから構成されている。

【００４６】電荷付与部材１２ａは、半導電性材料、例
えば、絶縁体に導電性材料を分散させたものや、イオン
導電材料からなる、体積抵抗率が１０⁵ Ω・ｃｍから１
０¹⁰Ω・ｃｍに調整されたものが用いられる。電離制御
部材１２ｂは、フォトエッチング、エレクトロフォーミ
ング、レーザー加工などにより作製した薄いフィルム
に、図７に示したような現像剤担持体２の軸方向に配列
された帯状の開口１２ｄを多数形成したものである。

【００４７】絶縁層１２ｃは、電荷付与部材１２ａと電
離制御部材１２ｂとを所定の距離を隔てて絶縁するため
のものであり、本実施形態では、制御電極１５ｂにステ
ンレス箔を用い、これに絶縁層１５ｃとして厚さ１０μ
ｍのポリイミドを積層させて一体とした後、エッチング
により直径８０μｍの孔を開口したものを用いている。

【００４８】この帯電器１２も第１〜第３の実施形態に
おけると同様、現像剤担持体２の回転軸の方向に関し、
現像剤担持体２上の、現像剤を担持した中央部分の長さ
をＷ１（図２参照）、帯電器１２の、電荷を放電する部
分の長さ、すなわち有効放電長さをＷ２（図２参照）と
したとき、 Ｗ１＜Ｗ２ の関係を満たすように構成されている。なお、図５のよ
うに、帯電器が電荷付与部材１２ａと電離制御部材１２
ｂとを備えた構成である場合は、帯電器の、電荷を放電
する部分の長さＷ２とは、電荷付与部材１２ａおよび電
離制御部材１２ｂのうちの長さの短い方の長さとして定
義される。

【００４９】このように帯電器１２を構成したことによ
り、第の実施形態におけると同様、現像剤層２ａの端部
付近に電界の歪みがあっても、また、電荷付与部材１２
ａ、電離制御部材１２ｂ、および現像剤担持体２相互間
に位置ずれがあっても、現像剤層２ａの端部Ｅ１付近の
現像剤の帯電状態への影響はない。従って、図１４を参
照して説明したような有効放電長さＷ２と現像剤層２ａ
の長さＷ１とが同程度の長さに設定されている場合に生
じる現像剤層２ａの端部Ｅ１付近における電界の歪みに
よる帯電不良トナーの発生、およびそれに基づく画像端
部の地かぶり発生が防止される。また、トナー飛散によ
る機内汚れや画像の混色を生じたりすることが防止され
る。

【００５０】次に、本実施形態の変形例として、第２の
実施形態と同様に、帯電器１２の、電荷を放電する部分
の長さが現像剤担持体２の長さよりも短い場合に、現像
剤担持体２の回転軸の方向に関し、現像剤担持体２上
の、現像剤を担持した中央部分の長さをＷ１、帯電器１
２の有効放電長さをＷ２、電離制御部材１２ｂと現像剤
担持体２との間隙をｄとしたとき、 Ｗ２≧Ｗ１＋４ｄ の関係を満たすように構成することが好ましい。こうす
ることにより第２の実施形態と同様の効果が得られる。

【００５１】次に、本実施形態の変形例として、第３の
実施形態と同様に、帯電器１２の、電荷を放電する部分
の長さが現像剤担持体２の長さよりも長い場合に、現像
剤担持体２の回転軸の方向に関し、現像剤担持体２上
の、現像剤を担持した中央部分の長さをＷ１、現像剤担
持体２全体の長さをＷ３、帯電器１２の電離制御部材１
２ｂと現像剤担持体２との間隙をｄとしたとき、Ｗ３−
Ｗ１≧４ｄの関係を満たすように構成することが好まし
い。こうすることにより第３の実施形態と同様の効果を
得ることができる。

【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、現像剤担持体上の、現像剤を担持した中央部
分の長さをＷ１、帯電器の、電荷を放電する部分の長さ
をＷ２としたとき、Ｗ１＜Ｗ２の関係を満たすように構
成した帯電器を備えたことにより、現像剤担持体上の現
像剤層の端部の現像剤が帯電不良を起こすことがなくな
り、画像端部への地かぶりの発生が防止され、かつ機内
汚れや画像の混色の発生が防止された現像装置を実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の第１の実施形態の概略構成
図である。

【図２】本発明の第１の実施形態の現像装置に用いられ
る帯電器の端部における電界の状態を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施形態の現像装置に用いられ
る帯電器の端部における電界の状態を示す図である。

【図４】本発明の第３の実施形態の現像装置に用いられ
る帯電器の端部における電界の状態を示す図である。

【図５】本発明の第４の実施形態の現像装置の概略構成
図である。

【図６】本発明の第４の実施形態の現像装置に用いられ
る帯電器の概要図である。

【図７】本発明の第４の実施形態の現像装置に用いられ
る帯電器の一部拡大図である。

【図８】従来の、トナーに直接電荷を付与する方式の現
像装置の一例を示す概要図である。

【図９】従来の、トナーに直接電荷を付与する方式の現
像装置の他の一例を示す概要図である。

【図１０】従来の現像装置における現像剤担持体上の現
像剤の帯電状態を示す模式図である。

【図１１】従来の現像装置における現像剤担持体上の現
像剤の帯電状態の他の例を示す模式図である。

【図１２】現像装置の帯電電極と現像剤担持体との間の
電荷密度を示す図である。

【図１３】電荷付与部材と現像剤担持体との間に電離制
御部材を設けた帯電器の説明図である。

【図１４】従来の帯電器の端部における電界の状態を示
す図である。

【符号の説明】

１ 像担持体 ２ 現像剤担持体 ２ａ 現像剤層 ３ トナー層形成ブレード ４ 撹拌供給部材 ５ 帯電器 ５ａ 電荷付与部材 ５ｂ 電離制御部材 ７ 現像バイアス電源 ８ａ 放電用電源 ８ｂ 電離制御用電源 ９ ハウジング １０，１１ 現像装置 １２ 帯電器 １２ａ 電荷付与部材 １２ｂ 電離制御部材 １２ｃ 絶縁層 １２ｄ 開口 １３ａ 放電用電源 １３ｂ 電離制御用電源 ２０ 現像装置 ２１ 像担持体 ２２ 現像剤担持体 ２３ トナー層形成ブレード ２４ トナー供給部材 ２５ 電荷付与部材 ２５ａ 電荷付与部材 ２５ｂ 電離制御部材 ２６ａ 現像バイアス電源 ２６ｂ 帯電用電源 ２７ 電子またはマイナスイオン ２８ プラスイオン ２９，２９ａ，２９ｂ トナー ３０ 現像装置 ３１ 像担持体 ３２ 現像剤担持体 ３３ トナー層形成ブレード ３４ トナー供給部材 ３６ａ 現像バイアス電源 ３６ｂ 帯電用電源

Claims (4)

【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、供給された現像剤を両端それぞれ
   に一部分を残した中央部分表面に担持して回転し担持し
   た現像剤を前記現像領域に搬送する、円筒状の外形を有
   する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の回転方向につ
   いて前記現像領域よりも上流側の位置において該現像剤
   担持体に近接して配置され、電荷を放電して放電した電
   荷により該現像剤担持体表面に担持された現像剤を帯電
   させる、該現像剤担持体の回転軸の方向に長尺な帯電器
   とを備え、該帯電器により帯電されて前記現像領域に搬
   送された現像剤により、前記像担持体上に形成された静
   電潜像を現像する現像装置において、 前記現像剤担持体の回転軸の方向に関し、該現像剤担持
   体上の、現像剤を担持した前記中央部分の長さをＷ１、
   前記帯電器の、電荷を放電する部分の長さをＷ２とした
   とき、Ｗ１＜Ｗ２の関係を満たすものであることを特徴
   とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記現像剤担持体の回転軸の方向に関
   し、該現像剤担持体上の、現像剤を担持した前記中央部
   分の長さをＷ１、前記帯電器の、電荷を放電する部分の
   長さをＷ２、前記帯電器の、電荷を放電する部分と前記
   現像剤担持体との間隙をｄとしたとき、 Ｗ２≧Ｗ１＋４ｄ の関係を満たすものであることを特徴とする請求項１記
   載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記現像剤担持体の回転軸の方向に関
   し、該現像剤担持体上の、現像剤を担持した前記中央部
   分の長さをＷ１、該現像剤担持体の全体の長さをＷ３、
   前記帯電器の、電荷を放電する部分と前記現像剤担持体
   との間隙をｄとしたとき、 Ｗ３−Ｗ１≧４ｄ の関係を満たすものであることを特徴とする請求項１記
   載の現像装置。
4. 【請求項４】 前記帯電器が、電荷を放電する放電部材
   と、該放電部材に電圧を印加する放電用電源と、前記放
   電部材と前記現像剤担持体との間に配置され、前記放電
   部材の電位と前記現像剤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ことにより前記放電部材と前記
   現像剤担持体との間の電離領域を制御する電離制御部材
   と、該電離制御部材に前記電離領域を制御するための電
   圧を印加する電離制御用電源とを備えたものであり、か
   つ前記現像剤担持体の回転軸の方向に関し、前記放電部
   材および前記電離制御部材のうちの、長さの短い方の長
   さを、前記電荷を放電する部分の長さＷ２としたとき
   に、Ｗ１＜Ｗ２の関係を満たすものであることを特徴と
   する請求項１記載の現像装置。