JPH1063092A

JPH1063092A - 現像装置

Info

Publication number: JPH1063092A
Application number: JP21572096A
Authority: JP
Inventors: Tomoyoshi Chihara; 朋義千原
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-08-15
Filing date: 1996-08-15
Publication date: 1998-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】トナーのクラウドそのものが発生するのを抑
制することができ、トナーが静電潜像担持体の非画像部
に付着したり、機内に飛散して機内を汚染するのを防止
し、良好な画像を安定して得ることが可能な現像装置を
提供することを課題とする。【解決手段】静電潜像担持体と前記トナー担持体との
間に位置するトナー飛翔領域の上流側又は下流側の少な
くとも一方に，当該トナー飛翔領域内に端部が位置し，
前記静電潜像担持体と前記トナー担持体との間に印加さ
れる交番電界を遮蔽することによりトナーの飛翔を防止
する電界遮蔽部材を設けるように構成して課題を解決し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真複写機
やレーザービームプリンター等の画像形成装置に使用さ
れる現像装置において、静電潜像担持体上に形成された
静電潜像を非磁性の一成分トナーを用いて可視化する現
像装置に係り、詳しくは、トナー担持体上のトナー層厚
がコントロール可能な現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、上記電子写真複写機やレーザービ
ームプリンター等の画像形成装置においては、小型化及
び簡易化が進むにつれて、感光体ドラム等の静電潜像担
持体上に形成された静電潜像を可視化する現像方式とし
て、磁性粒子からなるキャリアを使用せずに、トナーの
みからなる一成分の現像剤を用いた一成分現像方式が注
目を浴びてきている。特に、最近の電子写真複写機等の
画像形成装置では、カラー化が進み、トナーが磁性粉を
含まずカラーの発色性を良好とした非磁性の一成分現像
方式について、多くの研究が行われており、種々の技術
が提案されている。

【０００３】この現像方式は、非磁性の一成分トナーを
トナー担持体上に薄層形成し、このトナー担持体によっ
て静電潜像担持体上に形成された静電潜像を可視化する
非磁性一成分トナーを用いた現像方式である。上記非磁
性一成分現像方式は、現像剤が一成分でキャリアを必要
としないため、キャリアの劣化や静電潜像担持体へのキ
ャリアの付着等による問題がなく、しかもトナーが非磁
性であるため、磁性粉を含まず鮮明なカラー現像が可能
であるという特徴を有している。

【０００４】この種の非磁性一成分現像方式は、静電潜
像担持体にトナーの薄層を接触させて現像を行う接触タ
イプのものと、静電潜像担持体にトナーの薄層を接触さ
せずに現像を行う非接触タイプのものの２つに大別され
る。このうち、後者の静電潜像担持体にトナーの薄層を
接触させずに現像を行う非接触タイプのものは、前者の
接触タイプのものに対して、静電潜像担持体の表面をト
ナーが直接摺擦することがないため、良好な現像像が得
られる等の利点を有するものの、非接触であるがために
現像能力が低い等の問題を有している。そのため、上記
非接触タイプの非磁性一成分現像方式では、トナー担持
体に交流電圧を印加し、静電潜像担持体とトナー担持体
との間に交番電界を発生させて、トナーを静電潜像担持
体とトナー担持体との間で往復飛翔させることにより、
現像能力を向上させる方法が一般的である。

【０００５】しかしながら、この非磁性一成分現像方式
は、静電潜像担持体とトナー担持体の間に交番電界を発
生させ、トナーを往復飛翔させることにより現像能力の
向上を図る方式であるため、トナーが静電潜像担持体と
トナー担持体との間を往復飛翔する際にクラウド化し、
このクラウド化したトナーが静電潜像担持体上に形成さ
れた静電潜像の非画像部に付着したり、画像形成装置の
機内に飛散して機内を汚染するという問題点を引き起こ
しやすいものであった。

【０００６】そこで、かかる問題点を解決する技術的手
段としては、例えば、特開平５−２４９８２３号公報等
に開示されているように、種々の提案が既になされてい
る。この特開平５−２４９８２３号公報に係る現像装置
は、現像剤搬送担体上に現像剤層を形成し、前記現像剤
搬送担体と像担持体間に振動電界を生じさせ、前記像担
持体面の潜像をトナーにより現像する現像装置におい
て、前記現像剤搬送担体外側を囲う現像装置枠の前記像
担持体に近接した部分に電極部材を設けて、前記電極部
材に前記振動電界と位相が同じ交流電圧と直流電圧を印
加して、前記電極部材と前記現像剤搬送担体との間で、
前記電極部材から前記現像剤搬送担体の方向に一方向性
の電界を生じさせるように構成して、像担持体と電極部
材の間隙に飛来したトナーを像担持体等の表面に付着さ
せることにより、機内への飛散トナーの発生を抑制しよ
うとするものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
の場合には、次のような問題点を有している。すなわ
ち、上記特開平５−２４９８２３号公報に係る現像装置
の場合には、現像剤搬送担体外側を囲う現像装置枠の前
記像担持体に近接した部分に電極部材を設けて、前記電
極部材に前記振動電界と位相が同じ交流電圧と直流電圧
を印加して、前記電極部材と前記現像剤搬送担体との間
で、前記電極部材から前記現像剤搬送担体の方向に一方
向性の電界を生じさせるように構成したものであるた
め、当該電極部材から前記現像剤搬送担体の方向に生じ
る電界によって、機内へのトナーの飛散はある程度軽減
できるものの、飛散したトナーが像担持体表面等に付着
するため、プリント上の地かぶりが悪化するといった新
たな問題点を生じる。

【０００８】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたものであり、その目的とす
るところは、トナーのクラウドそのものが発生するのを
抑制することができ、トナーが静電潜像担持体の非画像
部に付着したり、機内に飛散して機内を汚染するのを防
止し、良好な画像を安定して得ることが可能な現像装置
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するために、静電潜像担持体と所定の間
隙を介してトナーの薄層を担持したトナー担持体を対向
させて配置し、前記トナー担持体と静電潜像担持体との
間に交番電界を印加してトナーを往復飛翔させ、前記静
電潜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、前記静電潜像担持体と前記トナー担持体と
の間に位置するトナー飛翔領域の上流側又は下流側の少
なくとも一方に、当該トナー飛翔領域内に端部が位置
し、前記静電潜像担持体と前記トナー担持体との間に印
加される交番電界を遮蔽することによりトナーの飛翔を
防止する電界遮蔽部材を設けるように構成されている。

【００１０】なお、上記電界遮蔽部材は、例えば、トナ
ー飛翔領域の上流側及び下流側の双方に設けられるが、
トナー飛翔領域の一方のトナーの飛散等を防止すれば良
い場合には、トナー飛翔領域の上流側又は下流側の少な
くとも一方に設けるように構成すれば良い。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の現
像装置において、前記トナー飛翔領域の上流側及び下流
側の双方に電界遮蔽部材を配置し、前記静電潜像担持体
の上流側及び下流側の端部は、前記静電潜像担持体と前
記トナー担持体の最近接位置に形成される電界をＥ、前
記電界遮蔽部材のトナー飛翔領域の上流側端部における
前記トナー担持体上の電界をＥ₁、前記電界遮蔽部材の
トナー飛翔領域の下流側端部における前記トナー担持体
上の電界をＥ₂とすると、Ｅ₁≧Ｅ／３Ｅ₂≧Ｅ／３を満たすように配設したものである。請求項３記載の発
明は、請求項１又は２記載の現像装置において、前記電
界遮蔽部材がフィルム状の部材からなり、前記電界遮蔽
部材が前記静電潜像担持体と前記トナー担持体の間隙を
保持する間隙保持部材を兼ねるように構成されている。

【００１２】

【作用】上記技術的手段によれば、前記静電潜像担持体
と前記トナー担持体との間に位置するトナー飛翔領域の
上流側又は下流側の少なくとも一方に、当該トナー飛翔
領域内に端部が位置し、前記静電潜像担持体と前記トナ
ー担持体との間に印加される交番電界を遮蔽することに
よりトナーの飛翔を防止する電界遮蔽部材を設けるよう
に構成されているので、前記電界遮蔽部材によってトナ
ー飛翔領域の上流側又は下流側の少なくとも一方におけ
る電界を遮蔽して、前記静電潜像担持体と前記トナー担
持体との間に印加される交番電界が弱い領域において、
トナーのクラウドが発生するのを防止することができ、
トナーが静電潜像担持体の非画像部に付着したり、機内
に飛散して機内を汚染するのを防止し、良好な画像を安
定して得ることが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。

【００１４】図２はこの発明に係る現像装置を適用した
単色の画像形成装置を示すものである。

【００１５】図２において、画像形成装置本体１の中央
には、静電潜像担持体としての感光体ドラム２が矢印方
向に沿って回転可能に配設されており、この感光体ドラ
ム２としては、例えば直径３０ｍｍφに形成された有機
感光体（ＯＰＣ）を用いたものが使用される。この感光
体ドラム２の周囲には、一次帯電器３、この発明の一実
施の形態に係る現像装置４、転写ロール５、クリーニン
グ装置６が配置されている。これらの画像形成部材のう
ち、転写ロール５を除く部材は、画像形成ユニット７と
して一体的に形成されている。この画像形成ユニット７
は、画像形成装置本体１に対して着脱自在となってお
り、内包されたトナーが消費された場合には、当該画像
形成ユニット７が交換される構成となっている。

【００１６】上記感光体ドラム２の表面は、一次帯電器
３によって所定の電位に一様に帯電された後、図示しな
い半導体レーザーとポリゴン回転ミラー８を内蔵するレ
ーザー光発生装置９から出射されるレーザー光１０によ
って、画像に対応した静電潜像が所定の位置に形成され
る。この感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像
は、後に詳述する現像装置４によって現像され、トナー
像となる。その際、上記レーザー光１０は、例えば、画
像部を書き込むようになっており、一次帯電器３によっ
て帯電された感光体ドラム２の表面電位の極性と同じ極
性の電荷を有するトナーが、感光体ドラム２のレーザー
光照射部に現像される。

【００１７】上記感光体ドラム２上に形成されたトナー
像は、給紙カセット１１から給紙ロール１２によって供
給され、レジストロール１３により所定のタイミングで
感光体ドラム２の表面へと搬送される記録用紙１４上
に、転写ロール５の接触帯電によって転写される。転写
終了後、このトナー像が転写された記録用紙１４は、搬
送ベルト１５により定着ロール１６と加圧ロール１７と
からなる定着器１８に搬送され、熱と圧力により定着処
理が施され、装置の外部に排出される。

【００１８】なお、上記転写工程が終了した後、感光体
ドラム２上の残留トナーは、クリーニング装置６のブレ
ード６ａによりクリーニングされ、次の画像形成工程に
備える。そして、連続して画像の形成を行う場合には、
引続き一次帯電器３による帯電工程に入り、前述の全工
程を繰り返し、複数枚の連続プリントを出力するように
なっている。

【００１９】図１は上記画像形成装置に使用される現像
装置を示すものである。

【００２０】この現像装置４は、図１に示すように、当
該現像装置のハウジング２０の感光体ドラム２と対向す
る開口部に配設されたトナー担持体としての現像ロール
２１と、この現像ロール２１にトナーを供給するトナー
供給部材としてのトナー供給ロール２２と、上記現像ロ
ール２１の表面に所定の厚さに規制されたトナーの薄層
を形成するトナー層厚規制部材２３と、現像装置ハウジ
ング２０の奥側においてトナーを搬送攪拌する間にトナ
ーを摩擦帯電するトナー攪拌部材としての２本のスクリ
ューオーガ２４、２５とで、その主要部が構成されてい
る。なお、上記現像装置４のハウジング２０内には、非
磁性一成分の現像剤として、磁性粉を含まないトナーの
みからなる現像剤２６が収容されている。

【００２１】上記現像ロール２１としては、例えば、直
径が１５ｍｍφのアルミニウム製の円柱状部材の表面に
機械加工を施し、当該円柱状部材の表面に表面粗さＲａ
がＲａ＝１．０μｍ程度の凹凸を形成したものが用いら
れる。この現像ロール２１は、感光体ドラム２と所定の
間隙、例えば０．３ｍｍの間隙を介して対向するように
配置される。ただし、上記現像ロール２１としては、ア
ルミニウム製の円柱状部材からなるものに限定されるも
のではなく、アルミニウム製の円筒状部材を切削加工し
たものや、ステンレス製の円柱状部材や円筒状部材等か
らなるものでも良く、表面粗さＲａについてもＲａ＝
０．２〜２．０μｍ程度のものを用いても良い。また、
上記現像ロール２１としては、アルミニウム製の円筒状
部材を機械研磨した後に、表面に陽極酸化処理を施した
ものを用いても良い。

【００２２】上記現像ロール２１には、交流電圧に直流
電圧を重畳させた現像バイアス電圧が、交流電源４０及
び直流電源４１によって印加されている。この現像ロー
ル２１に印加される現像バイアス電圧としては、例えば
ピークツーピーク電圧Ｖ_P-Pが２０００Ｖ、周波数が
２。０ｋＨｚの矩形波の交流バイアスＶ₁に、−２５０
Ｖの直流バイアスＶ₂を重畳したものが用いられる。

【００２３】また、前記トナー供給ロール２２として
は、例えば、直径が１３ｍｍφのステンレス製のシャフ
トに、ウレタン系の電気抵抗値が１０¹⁰Ωｃｍ程度の発
泡樹脂層を被覆し、現像ロール２１に対してニップ量を
持たせるために、硬度をアスカＣ硬度で１０度前後に調
整したものものが用いられる。ただし、上記トナー供給
ロール２２のシャフトは、ステンレス製のものに限定さ
れるものではなく、ある程度の強度を備えた金属製のシ
ャフトであればよく、表面の発泡樹脂層についてもウレ
タン系、あるいはシリコン系等の電気抵抗値が１０³〜
１０¹²Ωｃｍ程度で、硬度がアスカＣ硬度で１０前後の
ものが用いられる。なお、上記トナー供給ロール２２に
も、現像ロール２１と同じ現像バイアス電圧が、交流電
源及び直流電源によって印加されている。

【００２４】さらに、上記トナー層厚規制部材２３とし
ては、例えば、ステンレス系の板バネ材２７にウレタン
系のゴム材料２８を接着したものが用いられる。ただ
し、板バネ材２７については、これに限らずステンレス
や銅系等の弾性を有する材料であればよく、ゴム材料２
８もウレタン系のものに限られるものではない。

【００２５】ところで、この実施の形態に係る現像装置
は、前記静電潜像担持体と前記トナー担持体との間に位
置するトナー飛翔領域の上流側又は下流側の少なくとも
一方に、当該トナー飛翔領域内に端部が位置し、前記静
電潜像担持体と前記トナー担持体との間に印加される交
番電界を遮蔽することによりトナーの飛翔を防止する電
界遮蔽部材を設けるように構成されている。

【００２６】すなわち、上記現像装置４は、図１に示す
ように、現像ロール２１に直流電圧を重畳した交流電圧
からなる現像バイアス電圧を印加した際に、感光体ドラ
ム２と現像ロール２１との間に印加される交番電界によ
って、当該感光体ドラム２と現像ロール２１との間をト
ナーを往復飛翔させて現像を行なうものであり、感光体
ドラム２と現像ロール２１が対向する現像領域には、ト
ナーが往復飛翔するトナー飛翔領域２９が存在する。す
なわち、上記現像ロール２１に直流電圧を重畳した交流
電圧からなる現像バイアス電圧を印加すると、現像ロー
ル２１の表面に形成されたトナーの薄層は、当該現像ロ
ール２１の回転に伴って感光体ドラム２と近接する現像
領域へと移動する際に、これら感光体ドラム２と現像ロ
ール２１との間に印加される交番電界によって、感光体
ドラム２と現像ロール２１との間で往復飛翔を開始す
る。

【００２７】そして、上記感光体ドラム２と現像ロール
２１が次第に近接して、両者の間に印加される交番電界
が次第に大きくなると、トナーの往復飛翔する量もそれ
に応じて多くなり、感光体ドラム２と現像ロール２１が
最も近接する位置で最大となる。その後、上記感光体ド
ラム２と現像ロール２１の間隔が次第に大きくなり、両
者の間に印加される交番電界が次第に小さくなると、ト
ナーの往復飛翔する量もそれに応じて少なくなり、ある
位置を通過した後は、感光体ドラム２と現像ロール２１
との間でトナーの飛翔が終了し、トナーは再度薄層とな
って現像ロール２１の表面に担持された状態で、現像装
置ハウジング２０の内部に回収される。

【００２８】そこで、この実施の形態に係る現像装置４
では、感光体ドラム２と現像ロール２１との間に位置す
るトナー飛翔領域２９の上流側及び下流側に、当該トナ
ー飛翔領域２９内に下端部及び上端部が位置し、前記感
光体ドラム２と現像ロール２１との間に印加される交番
電界を遮蔽することによりトナーの飛翔を防止する電界
遮蔽部材３０が設られている。この電界遮蔽部材３０
は、図１に示すように、トナー飛翔領域２９内に下端部
及び上端部が位置するように、感光体ドラム２と現像ロ
ール２１が対向するトナー飛翔領域２９に対応した開口
部３１を備えており、トナー飛翔領域２９の上流側に位
置する電界遮蔽部材３０ａと下流側に位置する電界遮蔽
部材３０ｂとが一体的に形成されている。

【００２９】また、この電界遮蔽部材３０は、図１に示
すように、現像装置ハウジング２０の開口部に、湾曲す
るように取り付けられたシート状の部材からなるが、当
該電界遮蔽部材３０は、感光体ドラム２と現像ロール２
１との間に印加される電界を遮蔽するため、少なくとも
ある程度の電位をもつ必要がある。

【００３０】そこで、この実施の形態では、図３に示す
ように、感光体ドラム２側の面に蒸着されたアルミニウ
ムの薄層等からなる導電層３２を、現像ロール２１側に
ポリイミド等の合成樹脂等からなる絶縁層３３を配置し
た２層構造からなるシート状の電界遮蔽部材３０を用い
ており、該導電層３２には、バイアス電源３４によりバ
イアス電圧が印加されている。こうすることにより、上
記現像ロール２１と感光体ドラム２との間に印加される
電界が、当該電界遮蔽部材３０によって遮蔽されるよう
に構成されている。

【００３１】上記電界遮蔽部材３０の導電層３２に印加
されるバイアス電圧は、交流バイアスであっても、直流
バイアスであっても効果があるが、交流バイアスを印加
する場合には、前記現像ロール２１に印加される交流バ
イアスと周波数及び位相の揃ったバイアス電圧を印加す
るのが望ましく、かつ、ピーク間電圧は前記現像ロール
２１に印加される交流バイアスよりも小さいものである
ことが必要とされる。一方、直流バイアスについては、
交流バイアスを印加するときのような制約はないが、前
記現像ロール２１に印加されるバイアスの実効的な直流
成分よりトナーの極性側のバイアス、すなわち、静電潜
像における非画像側の電圧であることが望ましく、そう
することにより、トナーが前記電界遮蔽部材３０に付着
するのを最小限に抑えることができ、トナーがこぼれる
などの２次障害を引き起こす虞れを防止することができ
る。

【００３２】図４は図１の感光体ドラム２と現像ロール
２１が対向する領域ａの拡大図を示すものであり、前記
電界遮蔽部材３０の上流側端部と前記現像ロール２１の
前記感光体ドラム２との最近接位置の関係を示してい
る。ここで、前記電界遮蔽部材３０の上流側端部と前記
現像ロール２１の前記感光体ドラム２との最近接位置の
距離を上流側開口幅Ｗ₁とし、この開口幅Ｗ₁の値を変
化させたときの現像性の変化を図５に示す。

【００３３】図５に示すように、電界遮蔽部材３０の上
流側開口幅Ｗ₁を狭くしていくと、現像量が減少してい
くことがわかる。このとき、現像量の減少が始まる位置
をトナーの飛翔開始位置と定義する。すなわち、このト
ナーの飛翔開始位置よりも上流側では、開口幅Ｗ₁を変
化させても現像量が変化せず、現像工程に影響がないた
め、現像ロール２１と感光体ドラム２との間でのトナー
の飛翔は、このトナーの飛翔開始位置から始まっている
と考えられる。ところで、このトナーの飛翔開始位置
は、トナーの帯電量やトナーの層厚などによって変化す
ることが考えられるが、本発明者らの実験によれば、必
要現像剤量を満たすように最適化された条件下では、ト
ナーの帯電量やトナーの層厚等を変化させても、トナー
飛翔開始位置の変化は、ほとんど確認することができな
かった。

【００３４】また、同様にして図６、図７に示すように
電界遮蔽部材３０の下流側のトナー飛翔終了位置が定義
される。

【００３５】これら図５及び図７からわかるように、ト
ナー飛翔領域２９は厳密には下流側の方が若干広いが、
上流側、下流側ともに２．５ｍｍ程度であるといえる。

【００３６】ここで、実際には、上記現像ロール２１と
感光体ドラム２との間に印加される交番電界の増幅およ
び減衰は、両者の最近接位置からの幅で決定されるので
はなく、現像ロール２１及び感光体ドラム２は共に円筒
状の部材であるため、両者の曲率半径により変化する。
このため、上記実施の形態で用いた構成により得られた
トナー飛翔領域２９を電界に当てはめる。

【００３７】本発明者らの検討の結果によれば、図８か
ら明らかなように、上流側飛翔開始位置および下流側飛
翔終了位置では、電界Ｅ₁及びＥ₂は前記現像ロール２
１の前記感光体ドラム２との最近接位置における電界Ｅ
の約３分の１となることがわかった。すなわち、図５及
び図７からわかるように、現像ロール２１と感光体ドラ
ム２との間の現像剤の上流側飛翔開始位置および下流側
飛翔終了位置は、上流側及び下流側の開口幅がともに
２．５ｍｍの領域であることがわかる。ところで、上記
現像ロール２１と感光体ドラム２との間に形成される電
界Ｅの大きさは、現像ロール２１及び感光体ドラム２の
導電体からなる対向電極間に形成される電界であると考
えることができ、この電界Ｅの大きさは、現像ロール２
１と感光体ドラム２との間に印加される電圧をＶ、現像
ロール２１と感光体ドラム２との間の距離ｄとすると、
Ｅ＝Ｖ／ｄで与えられる。そのため、上記現像ロール２
１と感光体ドラム２との間に形成される電界Ｅの大きさ
は、現像ロール２１及び感光体ドラム２との間の距離ｄ
の逆数１／ｄに比例する。図８は電界Ｅの値として距離
ｄの逆数１／ｄをパラメータとして縦軸に、現像ロール
２１と感光体ドラム２との最近接位置からの現像ロール
２１の周方向になす角度を横軸にプロットしたものであ
る。そして、上記現像ロール２１と感光体ドラム２との
間の現像剤の上流側飛翔開始位置および下流側飛翔終了
位置は、上述したように、上流側及び下流側の開口幅が
ともに２．５ｍｍの領域であり、現像ロール２１の直径
を１５ｍｍ、感光体ドラム２の直径を３０ｍｍとする
と、上流側及び下流側の開口幅がともに２．５ｍｍの領
域は、現像ロール２１の周方向になす角度にして約１９
°であることがわかっている。したがって、図８から明
らかなように、上流側飛翔開始位置および下流側飛翔終
了位置では、電界Ｅ₁及びＥ₂は前記現像ロール２１の
前記感光体ドラム２との最近接位置における電界Ｅの約
３分の１となることがわかる。

【００３８】よって、前記感光体ドラム２との最近接位
置における電界強度をＥ、前記電界遮蔽部材３０の上流
側端部位置における電界をＥ₁とすると、Ｅ₁≧Ｅ／３となる位置に前記電界遮蔽部材３０の上流側端部を配設
することにより、効果的に前記感光体ドラム２上へのト
ナーの付着および機内へのトナーの飛散を防止するこが
できる。

【００３９】また、前記感光体ドラム２との最近接位置
における電界強度をＥ、前記電界遮蔽部材３０の下流側
端部位置における電界をＥ₂とすると、Ｅ₂≧Ｅ／３となる位置に前記電界遮蔽部材３０の下流側端部を配設
することにより、効果的に前記感光体ドラム２上へのト
ナーの付着および機内へのトナーの飛散を防止するこが
できる。

【００４０】以上の構成において、この実施の形態に係
る現像装置では、次のようにして、トナーのクラウドそ
のものが発生するのを抑制することができ、トナーが静
電潜像担持体の非画像部に付着したり、機内に飛散して
機内を汚染するのを防止し、良好な画像を安定して得る
ことができるようになっている。

【００４１】すなわち、上記現像装置４の場合には、図
１に示すように、現像装置ハウジング２０の内部に収容
された非磁性一成分のトナー２６が、トナー攪拌部材２
４、２５によって攪拌されるとともに、トナー供給ロー
ル２２側に搬送される。上記トナー供給ロール２２は、
現像ロール２１に圧接しつつ矢印方向に沿って所定の速
度で回転し、トナーを当該現像ロール２１に供給する。
そして、この現像ロール２１の表面に供給されたトナー
は、当該現像ロール２１の表面に静電気力によって保持
される。上記現像ロール２１は、矢印方向に沿って所定
の速度で回転しており、当該現像ロール２１の表面に
は、トナー層厚規制部材２３によって、所定の厚さの均
一なトナー層が形成されるとともに、摩擦帯電されるこ
とによって現像を行うのに必要な電荷が付与される。こ
の摩擦帯電されたトナー２６は、感光体ドラム２と対向
する現像領域に搬送され、感光体ドラム２と現像ロール
２１の間に印加される交番電界により、感光体ドラム２
上に形成された静電潜像を可視化（現像）する。その
際、上記現像ロール２１には、例えばピークツーピーク
電圧Ｖ_P-Pが２０００Ｖ、周波数が２．０ｋＨｚの矩形
波の交流バイアスＶ₁に、−２５０Ｖの直流バイアスＶ
₂が重畳されたものが印加されており、これにより、感
光体ドラム２と現像ロール２１の間に交番電界が形成さ
れる。

【００４２】なお、静電潜像の現像に使用されず前記現
像ロール２１上に残留したトナーは、当該現像ロール２
１の回転に伴って、再び前記現像装置ハウジング２０内
に回収される。

【００４３】次に、この発明の特徴である電界遮蔽部材
３０の作用について説明する。上記感光体ドラム２と現
像ロール２１の対向部の間には、前述のように、前記現
像ロール２１に印加された直流電圧が重畳された交流電
圧により交番電界が形成される。この交番電界により現
像ロール２１上に保持されたトナーが前記感光体ドラム
２と現像ロール２１の間で往復飛翔して、感光体ドラム
２上に形成された静電潜像に付着し、静電潜像が可視化
される。これをもう少し詳細にみると、前記感光体ドラ
ム２と現像ロール２１の対向部の間に形成される電界
は、感光体ドラム２もしくは現像ロール２１が曲率を持
つため、両者の対向部においてすべて均一ではない。実
際には、感光体ドラム２と現像ロール２１の間に運ばれ
るトナーは、ニップ上流から感光体ドラム２と現像ロー
ル２１の最近接位置をピークとして徐々に増幅し、減衰
する交番電界中を移動する。

【００４４】すなわち、弱い電界中で徐々に往復運動を
開始し、徐々に往復運動を終了する。このとき、弱い電
界中で往復運動し、前記感光体ドラム２に付着したトナ
ーの中には往復運動に十分な電界の作用を受けずに、そ
のまま前記感光体ドラム２に付着してかぶりを引き起こ
すトナーが発生する。また、上記感光体ドラム２と現像
ロール２１のニップ近傍には、感光体ドラム２の回転に
より表面に発生する層流や、現像ロール２１の回転に伴
う層流、又、それらの衝突による乱流が発生しており、
当然、往復運動を行っているトナーはその影響を受け
る。この影響は特に弱い交番電界中を運動しているトナ
ーに対して顕著で、これにより層流によりニップから飛
散したトナーはクラウド状になり、そのままでは強いて
はかぶりや機内汚染などの問題を引き起こす。

【００４５】そこで、この実施の形態では、前記電界遮
蔽部材３０が感光体ドラム２と現像ロール２１の間に配
置され、ニップ近傍に形成される弱い交番電界を遮蔽す
るようになっている。そのため、前記電界遮蔽部材３０
のニップ上流側端部は、トナーの飛散開始位置より下流
側、ニップ下流側端部はトナー飛翔終了位置より上流側
に配設される。

【００４６】このように、上記電界遮蔽部材３０によっ
て感光体ドラム２と現像ロール２１の間のニップ近傍に
形成される弱い交番電界を遮蔽し、トナーがクラウド化
するのを防止するように構成されているので、トナーの
クラウドそのものが発生するのを抑制することができ、
トナーが静電潜像担持体の非画像部に付着したり、機内
に飛散して機内を汚染するのを防止し、良好な画像を安
定して得ることができる。

【００４７】次に、図９を用いてこの発明の応用例を示
す。図９に示す電界遮蔽部材３０は、上流側に配設され
た電界遮蔽部材３０ａと下流側に配設された電界遮蔽部
材３０ｂが、現像ロール２１の軸方向の端部においてつ
ながっている。換言すると、シート状部材にスリット状
の開口部３１が設けられた形状となっている。これによ
り、上流側と下流側の電界遮蔽部材３０ａ、３０ｂを一
体化でき、また、軸方向端部のつながった部分の厚さ
を、前記感光体ドラム２と前記現像ロール２１の所望の
最近接距離とし、前記感光体ドラム２に当該電界遮蔽部
材３０ａ、３０ｂを介して現像装置５を押圧して配設す
ることにより、電界遮蔽部材３０ａ、３０ｂが前記感光
体ドラム２と前記現像ロール２１の間隙保持部材として
の働きも兼ねることができる。このとき、前記感光体ド
ラム２と前記電界遮蔽部材３０ａ、３０ｂの接触面はど
ちらかが絶縁されている必要があるが、前記感光体ドラ
ム２側が絶縁されていてもいいし、前記電界遮蔽部材３
０ａ、３０ｂ側が３層構造により両側の層が絶縁層３３
に構成されているなどしてもよい。

【００４８】また、実施の形態に係る電界遮蔽部材３０
は、シート状のものを用いて説明を行ってきたが、前記
静電潜像担持体と前記トナー担持体の間隙に前述の条件
を満たして配設できるものであれば、図１０に示すよう
な薄板状の部材を用いても同様の結果がえられる。

【００４９】

【発明の効果】この発明は以上の構成及び作用よりなる
もので、トナーのクラウドそのものが発生するのを抑制
することができ、トナーが静電潜像担持体の非画像部に
付着したり、機内に飛散して機内を汚染するのを防止
し、良好な画像を安定して得ることが可能な現像装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明に係る現像装置の一実施の形
態を示す構成図である。

【図２】図２はこの発明に係る現像装置を適用した画
像形成装置の一実施の形態を示す構成図である。

【図３】図３（ａ）は図１の要部を示す拡大図、図３
（ｂ）は電界遮蔽部材を示す断面図である。

【図４】図４は電界遮蔽部材のトナー飛翔領域の上流
側の位置を示す説明図である。

【図５】図５はトナー飛翔領域の上流側における現像
量を示すグラフである。

【図６】図６は電界遮蔽部材のトナー飛翔領域の下流
側の位置を示す説明図である。

【図７】図７はトナー飛翔領域の下流側における現像
量を示すグラフである。

【図８】図８は角度と電界の関係を示すグラフであ
る。

【図９】図９はこの発明に係る現像装置の応用例を示
す斜視図である。

【図１０】図１０はこの発明に係る現像装置の他の実
施の形態を示す構成図である。

【符号説明】

２感光体ドラム、４現像装置、２０現像装置のハ
ウジング、２１現像ロール（トナー担持体）、２６
非磁性トナー、２９トナー飛翔領域、３０電界遮蔽
部材。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像担持体と所定の間隙を介してト
ナーの薄層を担持したトナー担持体を対向させて配置
し、前記トナー担持体と静電潜像担持体との間に交番電
界を印加してトナーを往復飛翔させ、前記静電潜像担持
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、前記静電潜像担持体と前記トナー担持体との間に位
置するトナー飛翔領域の上流側又は下流側の少なくとも
一方に、当該トナー飛翔領域内に端部が位置し、前記静
電潜像担持体と前記トナー担持体との間に印加される交
番電界を遮蔽することによりトナーの飛翔を防止する電
界遮蔽部材を設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記トナー飛翔領域の上流側及び下流側
の双方に電界遮蔽部材を配置し、前記静電潜像担持体の
上流側及び下流側の端部は、前記静電潜像担持体と前記
トナー担持体の最近接位置に形成される電界をＥ、前記
電界遮蔽部材のトナー飛翔領域の上流側端部における前
記トナー担持体上の電界をＥ₁、前記電界遮蔽部材のト
ナー飛翔領域の下流側端部における前記トナー担持体上
の電界をＥ₂とすると、Ｅ₁≧Ｅ／３Ｅ₂≧Ｅ／３を満たすように配設されることを特徴とする請求項１記
載の現像装置。
【請求項３】前記電界遮蔽部材がフィルム状の部材か
らなり、前記電界遮蔽部材が前記静電潜像担持体と前記
トナー担持体の間隙を保持する間隙保持部材を兼ねるこ
とを特徴とする請求項第１項又は第２項記載の現像装
置。