JP2003015419A

JP2003015419A - 現像装置およびこれを備えた画像形成装置

Info

Publication number: JP2003015419A
Application number: JP2001198910A
Authority: JP
Inventors: Masasane Sakuma; 将実佐久間; Katsumi Adachi; 克己足立; Tasuke Kamimura; 太介上村; Kiyoshi Toizumi; 潔戸泉; Toshimitsu Goto; 利充後藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2003-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】進行波電界を用いてトナーを搬送する機構
（電界カーテン）を利用する場合において、感光体ドラ
ムに対しトナーを飛び散らせることなくソフトな着地を
行えて、安定した画像を形成することができる現像装置
およびこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】トナーＴの搬送方向Ｈを、静電潜像を周
方向に移動させる感光体ドラム１の回転方向Ｋと同一方
向に規定する。そして、各進行波発生電極４１ｂに対す
る印加電圧Ｖｐｐ（Ｖ）と、その各進行波発生電極の電
極間ピッチλ（ｍ）とを、１≦Ｖｐｐ／λ≦６の関係を
満たすように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は潜像担持体（像担持
体）上に形成される静電潜像を現像剤などによって現像
する現像装置、およびこれを備えた画像形成装置に関
し、特に、進行波電界を用いて現像剤を搬送する機構
（電界カーテン）を利用するものに係わる。

【０００２】また、上記の静電潜像は所定の電荷を付与
して帯電させた像担持体上に光情報を書き込んだものだ
けでなく、イオンフロー方式のように誘電体上に直接静
電荷潜像を形成するものや、トナージェット方式のよう
に複数の開口部を有する電極に対し任意の電圧を印加す
ることで空間に静電像を形成して現像剤を記録媒体に飛
翔させて直接画像形成を行うものにも適用可能である。

【０００３】

【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリなどの
電子写真プロセスを用いた画像形成装置に適用される現
像装置としては、現在、像担持体に現像剤担持体を接触
させずに現像を行う非接触方式の現像装置が注目されて
おり、パウダークラウド法、ジャンピング法や電界カー
テン（進行波電界）を利用した方法が提案されている。

【０００４】そして、電界カーテンを発生させる手段と
しては、例えば、特開平９−６８８６４号公報に開示さ
れるように、金属または樹脂で形成された支持基材と、
この支持基材上に積層された絶縁層とを備え、この絶縁
層内に電界カーテン作用を発生させる電極が３本を１組
として、複数組が順次連続して埋設された構成となって
おり、各電極に対して多相電圧の印加により形成される
進行波電界によって、現像剤を現像剤搬送部材の表面上
で搬送するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、進行波電界
を利用する現像装置においては、その現像剤搬送部材上
で現像剤が所定方向に搬送されている。その場合、現像
剤の搬送方向が、静電潜像を周方向に移動させる像担持
体の移動方向に対し反対方向（カウンタ方向）であれ
ば、像担持体に対する現像領域での現像剤の移動速度
が、像担持体の移動速度に対して相対的に速くなること
になる。このため、現像剤が像担持体に着地する際の衝
突エネルギーが大きなものとなり、像担持体上に現像剤
が既に存在している箇所の上からさらに現像剤が着弾す
ると、現像剤の飛び散りが発生し、画像に悪影響を及ぼ
すおそれがある。

【０００６】しかも、このような現像装置においては、
現像剤搬送部材上における現像剤の搬送量の増加、およ
び現像剤の固着発生率を低下させる上で、各電極に対し
て印加される印加電圧を増加させることが行われてい
る。この場合においても、現像剤の搬送方向が像担持体
の移動方向に対してカウンタ方向であれば、各電極への
印加電圧の増加によって現像剤の搬送速度が増加するた
め、現像領域での現像剤の移動速度が像担持体の移動速
度に対して相対的にさらに速くなり、像担持体に対して
現像剤がより着地し難くなって飛び散りが頻繁に発生
し、画像への悪影響を及ぼす要因となる。

【０００７】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、像担持体に対し現像
剤を飛び散らせることなくソフトな着地を行えて、安定
した画像を形成することができる現像装置およびこれを
備えた画像形成装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、静電潜像をその表面に担持している像
担持体に対向する現像領域に配置し、基材上に所定間隔
を存して複数配列された電極を表面保護層によって被覆
してなる現像剤搬送部材を備え、各電極に対する多相電
圧の印加により形成される進行波電界によって現像剤を
現像剤搬送部材上で搬送するようにした現像装置を前提
とする。そして、上記現像剤の搬送方向を、上記静電潜
像を周方向に移動させる像担持体の移動方向と同一方向
に規定している。

【０００９】この特定事項により、現像剤の搬送方向
は、静電潜像を周方向に移動させる像担持体の移動方向
に対し同一方向（ウィズ方向）となり、像担持体に対す
る現像領域での現像剤の移動速度が、像担持体の移動速
度に対して相対的に遅くなる。このため、現像剤が像担
持体に着地する際の衝突エネルギーが小さなものとな
り、像担持体上に現像剤が既に存在している箇所の上か
らさらに現像剤が着弾しても、現像剤の飛び散りが発生
することはなく、画像への悪影響をなくして安定した画
像を形成することが可能となる。

【００１０】しかも、現像剤搬送部材上における現像剤
の搬送量の増加、および現像剤の固着発生率を低下させ
る上で、各電極に対して印加される印加電圧を増加させ
ていても、現像剤の搬送方向を像担持体の移動方向に対
してウィズ方向とすることで、各電極への印加電圧の増
加によって現像剤の搬送速度が増加しているにも係わら
ず、現像領域での現像剤の移動速度が像担持体の移動速
度に対して相対的に遅くなり、像担持体に対する現像剤
の着地をソフトに行えて、現像剤の飛び散りを防止し、
安定した画像を形成することが可能となる。

【００１１】特に、各電極に対して印加される印加電圧
Ｖｐｐ（Ｖ）と、その各電極の電極間ピッチλ（ｍ）と
を、１≦Ｖｐｐ／λ≦６の関係を満たすように設定している場合には、印加電圧
Ｖｐｐと電極間ピッチλとの関係が最適の条件に設定さ
れることになる。

【００１２】つまり、印加電圧Ｖｐｐと電極間ピッチλ
との関係（Ｖｐｐ／λ）が１よりも小さい場合には、現
像剤の搬送量が少なく、現像剤の固着の存在も多く見ら
れ、現像剤の搬送性としては非常に悪いものとなる。そ
の場合、Ｖｐｐ／λの値が１よりも大きくなるに従っ
て、現像剤の搬送量が増加し、現像剤の固着の発生量も
低下する。しかし、Ｖｐｐ／λの値が６よりも大きくな
ると、印加電圧Ｖｐｐに対し電極間ピッチλが相対的に
小さくなり、相隣なる電極間でリークが発生するおそれ
がある。

【００１３】従って、１≦Ｖｐｐ／λ≦６の関係を満た
すように印加電圧Ｖｐｐと電極間ピッチλとを設定する
ことで、十分な現像剤の搬送量によって十分な濃度を
得、かつ現像剤の飛び散りの少ない安定した画像を形成
することが可能となる。

【００１４】更に、上述した現像装置を画像形成装置に
備えている場合には、像担持体に対し現像剤を飛び散ら
せることなく安定した画像を形成し得る現像装置および
これを備えた画像形成装置を提供することが可能とな
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１６】＜第１の実施の形態＞図１は本発明の第１
の実施形態に係わる現像装置を備えた画像形成装置を示
し、この画像形成装置Ｘの内部には、像担持体としての
円筒状の感光体ドラム１が設けられている。この感光体
ドラム１を中心として、その周囲に、帯電部材２、露光
部材３、現像装置４、転写部材５、クリーニング部材
６、および除電部材７が順に配置されている。また、感
光体ドラム１と転写部材５との間には、用紙Ｐが搬送さ
れる用紙搬送路が設けられている。この用紙搬送路の搬
送方向から見て感光体ドラム１の下流側には、上下一対
の定着ローラ８１，８１を備えた定着装置８が配置され
ている。

【００１７】電子写真プロセスでは、感光体ドラム１に
原稿像、あるいはホストコンピュータ（図示せず）から
のデータに対応した静電潜像が形成され、その静電潜像
が現像装置によって可視化され、用紙Ｐ上に転写されて
画像形成が行われる。

【００１８】感光体ドラム１は、基材１１上に光導電層
１２が形成されており、帯電部材２から上記各部材３〜
７の配置順に従って回転可能となっている。まず、感光
体ドラム１の表面（光導電層１２）は、帯電部材２によ
って所定の電位となるまで帯電される。所定電位まで帯
電された感光体ドラム１の表面は、感光体ドラム１の回
転によって露光部材３の位置まで到達する。この露光部
材３は書き込み手段であり、画像情報に基づいて、たと
えばレーザーなどの光によって帯電している感光体ドラ
ム１の表面上に画像を書き込む。これによって、感光体
ドラム１上に静電潜像が形成される。静電潜像が形成さ
れた感光体ドラム１の表面は、この感光体ドラム１の回
転によって現像装置４の位置まで到達する。

【００１９】現像装置４では、トナー搬送部材４１上を
搬送されるトナーＴ（現像剤）によって、感光体ドラム
１の表面の静電潜像をトナー像として現像する。トナー
像が担持された感光体ドラム１の表面は、この感光体ド
ラム１の回転によって転写部材５の位置まで到達する。

【００２０】転写部材５は、感光体ドラム１の表面上の
トナー像を、用紙Ｐ上に転写する。感光体ドラム１から
用紙Ｐ上に転写されたトナー像は、定着装置８によって
用紙Ｐ上に定着される。

【００２１】トナー像が転写された後の感光体ドラム１
の表面は、この感光体ドラム１の回転によってクリーニ
ング部材６の位置まで到達する。クリーニング部材６
は、感光体ドラム１の表面に残留しているトナーＴや紙
粉などを除去する。クリーニング部材６によってクリー
ニングされた感光体ドラム１の表面は、この感光体ドラ
ム１の回転によって除電部材７の位置まで到達する。除
電部材７は、感光体ドラム１の表面に残留している電位
を除去する。上述した一連の動作によって一回の画像形
成が終了する。

【００２２】上記感光体ドラム１としては、たとえば、
アルミニウムなどの金属ドラムを基材１１として、その
外周面にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、セレン
（Ｓｅ）や有機光半導体（ＯＰＣ）などの光導電層１２
が薄膜状に形成されてなる構成が挙げられるが、特に限
定されるものではない。

【００２３】上記帯電部材２としては、たとえばタング
ステンワイヤなどの帯電線・金属製のシールド板、グリ
ッド板などよりなるコロナ帯電器や帯電ローラ、帯電ブ
ラシなどの構成が挙げられるが、特に限定されるもので
はない。

【００２４】上記露光部材３としては、たとえば半導体
レーザや発光ダイオードなどが挙げられるが、特に限定
されるものではない。

【００２５】上記転写部材５としては、たとえば、コロ
ナ転写器、転写ローラ、転写ブラシなどが挙げられる
が、特に限定されるものではない。

【００２６】上記クリーニング部材６としては、クリー
ニングブレードなどが挙げられるが、特に限定されるも
のではない。

【００２７】上記除電部材７としては、除電ランプなど
が挙げられるが、特に限定されるものではない。

【００２８】本実施形態では、トナー搬送部材４１と感
光体ドラム１との間には一定の間隔が設けられ、感光体
ドラム１の表面の静電潜像を非接触で現像する構成とな
っているが、本発明はこれに限定されるものではなく、
トナー搬送部材と感光体ドラムの表面とを接触させて接
触現像を行う構成であっても構わない。

【００２９】上記現像装置４は、図２に示すように、ケ
ーシング４０と、トナー搬送部材４１と、ミキシングパ
ドル４２と備えている。ケーシング４０はトナーＴを内
部に収容するものである。ミキシングパドル４２は、ケ
ーシング４０内に収容されているトナーＴを混合するた
めのものである。

【００３０】上記トナー搬送部材４１は、感光体ドラム
１の現像領域Ａに対向して略平面を形成するようなベル
ト形状となっている。なお、本実施形態では、トナー搬
送部材４１としてベルト形状のものを示しているが、ト
ナー搬送部材４１の形状はこれに限定されるものではな
く、例えば、半円弧状のものでも構わない。

【００３１】また、トナー搬送部材４１は、現像装置４
における上下方向に対して若干傾斜して、感光体ドラム
１の表面における現像領域Ａの接線に対して略平行とな
るように配置されている。また、ベルト形状のトナー搬
送部材４１が上記配置を保持できるように、トナーＴを
搬送する表面とは反対側の面に、トナー搬送部材４１を
保持する支持部材４３が設けられている。

【００３２】トナー搬送部材４１の下方側端部には、こ
のトナー搬送部材４１の表面上を搬送されるトナーＴを
供給する供給部材４４が設けられている。一方、トナー
搬送部材４１の上方側端部には、このトナー搬送部材４
１の表面のトナーＴを回収する回収部材４５が設けられ
ている。

【００３３】また、トナー搬送部材４１には、多相交流
電源４７と現像バイアス電源４８とが直列に接続されて
いる。上記供給部材４４および回収部材４５は、例え
ば、いずれも円筒形状を呈し、ベルト形状のトナー搬送
部材４１の表面に対し回転可能に接触している。

【００３４】上記供給部材４４は、ケーシング４０内に
収容されているトナーＴをトナー搬送部材４１に供給す
るためのものであり、その材質としては特に限定される
ものではないが、たとえばシリコーン、ウレタン、ＥＰ
ＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン−メチレン共重合
体）などのソリッドゴム、発泡ゴムなどが挙げられる。
また、カーボンブラックやイオン導電剤を添加すること
によって導電性を付与してもよい（電圧印加も可能）。
上記供給部材４４とトナー搬送部材４１との接触圧力や
供給部材４４に印加する電圧値を適切な値に設定し、供
給部材４４にトナーＴを帯電させる機能を付加するよう
にしても良い。あるいは、上記供給部材４４の前段に、
例えば薄板状のブレード（材料としては、上記供給部材
４４と同じものが使用可能）を設けトナーを帯電させる
ようにしても構わない。

【００３５】上記回収部材４５は、感光体ドラム１上の
静電潜像の現像に寄与しないトナーＴを回収して現像装
置４内に戻すためのものであり、その材質としては、特
に限定されないが、たとえば上記供給部材４４と同様の
ものを使用することができる。

【００３６】上記支持部材４３は、ベルト形状のトナー
搬送部材４１を感光体ドラム１の現像領域Ａに対向した
状態を保持するためのもので、その構成は特に限定され
るものではない。たとえば、ＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉ
ｔｒｉｌｅ−Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ−Ｓｔｙｒｅｎｅ：ア
クリロニトリルブタジエンスチレン）樹脂などを挙げる
ことができる。

【００３７】上記トナー搬送部材４１は、電界カーテン
作用によりトナーＴを搬送するものであり、図３に示す
ように、絶縁層よりなる基材４１ａ上に、電界カーテン
作用を発生させる進行波発生電極４１ｂ，…が、４本を
一組として複数組が順次連続して配設されている。この
トナー搬送部材４１の表面側は、絶縁層４１ｃによって
覆われている。また、絶縁層４１ｃの表面は、表面保護
層４１ｄによって覆われている。そして、これらの電極
４１ｂ，…にトナー搬送のための多相交流電源４７か
ら、多相の交流電圧が印加されることにより、トナー搬
送部材４１の表面においてそれと平行となる方向に電界
カーテンが発生し、これによって現像領域Ａまで電界カ
ーテン作用によりトナーＴを搬送するようになってい
る。この場合、各進行波発生電極４１ｂは、幅４０μｍ
〜２５０μｍの微小電極となっており、これが５０ｄｐ
ｉ（ｄｏｔｐｅｒｉｎｃｈ）〜３００ｄｐｉ、つま
り約５００μｍ〜８５μｍのピッチを保って互いに平行
に配置されている。

【００３８】上記トナー搬送部材４１の具体例を挙げる
と、たとえば、基材４１ａ：ポリイミド（厚さ２５μ
ｍ）、進行波発生電極４１ｂ：銅（厚さ１８μｍ）、絶
縁層４１ｃ：ポリイミド（厚さ２５μｍ）といった構成
を挙げることができる。なお、本実施の形態では、４本
の進行波発生電極４１ｂ，…を１組とし、これら各組の
進行波発生電極４１ｂ，…に対して、たとえば図４に示
すような電圧波形の４相の交番電圧を印加し、進行波発
生電極４１ｂ，…上に進行波電界を形成しているが、特
にこれに限定されるものではなく、３本の進行波発生電
極を１組として３相の交番電圧を印加しても構わない。
また、感光体ドラム１とトナー搬送部材４１との間に現
像電界が形成されるようにバイアス電圧（現像バイア
ス）が印加されていることが好ましい。また、表面保護
層４１ｄの材料としては、ポリイミド、ＰＥＴ（ポリエ
チレンテレフタレート）、ポリ４フッ化エチレン、ポリ
フッ化エチレンプロピレン、ＰＴＦＥ（ポリテトラフル
オロエチレン）などの有機絶縁材料、もしくはシリコ
ン、イソプレン、ブタジエンなどのゴム材料にカーボン
ブラックやイオン性の導電材を分散または相溶させたも
のなどが挙げられる。

【００３９】上記電圧波形は、正弦波や矩形波、台形波
などでもよく、電圧値の範囲としては、進行波発生電極
４１ｂ，４１ｂ間で絶縁破壊が発生しないように、例え
ば１００Ｖ〜３ｋＶ程度が好ましく、周波数の範囲とし
ては、１００Ｈｚ〜５ｋＨｚが好ましく用いられる。た
だし、これらの電圧値や周波数については、進行波発生
電極素子の形状、トナーＴの搬送速度、トナーＴの使用
材料などによって適正値を設定すればよく、特に限定さ
れるものではない。

【００４０】そして、本発明の特徴部分として、図５に
示すように、上記トナー搬送部材４１上（表面保護層４
１ｄの表面上）におけるトナーＴの搬送方向（図中矢印
Ｈで示す）は、上記静電潜像を周方向に移動させる感光
体ドラム１の回転方向（図中矢印Ｋで示す反時計回りの
方向）と同一方向となるように規定されている。ここ
で、感光体ドラム１の回転速度Ｋ１（ｍｍ／ｓ）、トナ
ーＴの搬送速度Ｈ１（ｍｍ／ｓ）とする場合、感光体ド
ラム１のトナーＴに対する相対的な速さＦは、Ｋ１−Ｈ
１（ｍｍ／ｓ）となる。たとえば、感光体ドラム１の回
転速度Ｋ１が２００（ｍｍ／ｓ）で、トナーＴの搬送速
度Ｈ１が３００（ｍｍ／ｓ）であれば、感光体ドラム１
のトナーＴに対する相対的な速さＦ（相対速度）は１０
０（ｍｍ／ｓ）となる。

【００４１】これにより、トナーＴの搬送方向Ｈは、静
電潜像を周方向に移動させる感光体ドラム１の回転方向
Ｋに対し同一方向（ウィズ方向）となり、感光体ドラム
１に対する現像領域ＡでのトナーＴの移動速度が、感光
体ドラム１の回転速度に対して相対的に遅くなる。この
ため、トナーＴが感光体ドラム１に着地する際の衝突エ
ネルギーが小さなものとなり、感光体ドラム１上にトナ
ーＴが既に存在している箇所の上からさらにトナーＴが
着弾しても、トナーＴの飛び散りが発生することはな
く、画像への悪影響をなくして安定した画像を形成する
ことができる。

【００４２】この場合、トナー搬送部材４１上における
トナーＴの搬送量の増加、およびトナーＴの固着発生率
を低下させる上で、各進行波発生電極４１ｂに対して印
加される印加電圧を増加させていても、トナーＴの搬送
方向Ｈを感光体ドラム１の回転方向Ｋに対してウィズ方
向とすることで、各進行波発生電極４１ｂへの印加電圧
の増加によってトナーＴの搬送速度が増加しているにも
係わらず、現像領域ＡでのトナーＴの移動速度（搬送速
度）が感光体ドラム１の移動速度（回転速度）に対して
相対的に遅くなり、感光体ドラム１に対するトナーＴの
着地をソフトに行えて、トナーＴの飛び散りを防止し、
安定した画像を形成することができることになる。

【００４３】また、各進行波発生電極４１ｂに対して印
加される印加電圧Ｖｐｐ（Ｖ）と、その各進行波発生電
極４１ｂの電極間ピッチλ（ｍ）とは、１≦Ｖｐｐ／λ≦６の関係を満たすように設定されている。

【００４４】これによって、印加電圧Ｖｐｐと電極間ピ
ッチλとの関係が最適の条件に設定されることになる。

【００４５】つまり、図６に示すドット再現評価におい
て、印加電圧Ｖｐｐと電極間ピッチλとの関係（Ｖｐｐ
／λ）が１よりも小さい０．５の場合には、トナーＴの
搬送量が少なく、トナーＴの固着の存在も多く見られ、
トナーＴの搬送性としては、カウンタ回転およびウィズ
回転のいずれにおいても非常に悪いものとなる。その場
合、Ｖｐｐ／λの値が１よりも大きくなるに従って、ト
ナーＴの搬送量が増加し、トナーＴの固着の発生量も低
下する。しかし、Ｖｐｐ／λの値が６よりも大きくなる
と、印加電圧Ｖｐｐに対し電極間ピッチλが相対的に小
さくなり、相隣なる進行波発生電極４１ｂ，４１ｂ間で
リークが発生するおそれがある。なお、図６の結果は、
下記の表１に示す実験条件に基づくものである。

【００４６】

【表１】また、ドットの飛び散りに関しては、図７の（ａ）に示
すように、安定したドットが形成されている場合を
「◎」とし、図７の（ｂ）および（ｃ）に示すように、
トナーＴの衝突により飛び散りが発生して、画像が乱れ
るに従い「○」〜「×」とした結果、図６に示すよう
に、カウンタ回転およびウィズ回転共に、Ｖｐｐ／λの
値が小さいほど安定した画像形成が得られたが、ウィズ
回転においては、よりＶｐｐ／λの値が大きいところま
で安定した画像形成が得られることが判明した。

【００４７】従って、図６に示すように、上記のトナー
Ｔの搬送性およびドットの飛び散りの評価に対する総合
的な評価を示す総合判定から、ウィズ回転において、１
≦Ｖｐｐ／λ≦６の関係を満たすように印加電圧Ｖｐｐ
と電極間ピッチλとを設定することで、十分なトナーＴ
の搬送量によって十分な濃度を得、かつトナーＴの飛び
散りの少ない安定した画像を形成することができる。

【００４８】更に、このような現像装置４を画像形成装
置Ｘに備えることで、感光体ドラム１に対しトナーＴを
飛び散らせることなく安定した画像を形成し得る画像形
成装置Ｘを提供することができる。

【００４９】＜第２の実施の形態＞次に、本発明の第２
の実施形態を図８および図９に基づいて説明する。

【００５０】この実施形態では、現像装置に、トナー搬
送部材上（絶縁層の表面上）においてトナー搬送方向に
微速駆動する表面保護層としての無端ベルトを設けてい
る。なお、無端ベルトを除くその他の構成は上記第１の
実施形態の場合と同じであり、同じ部分については同一
の符号を付してその説明は省略する。

【００５１】すなわち、本実施形態では、図８に示すよ
うに、トナー搬送部材４１の表面（感光体ドラム１との
対向面）には、その表面を周方向に覆うように無端ベル
ト９が設けられている。この無端ベルト９は、現像装置
４のケーシング４０内に設けられた駆動ローラ９１によ
って、所定の周速度で駆動される。このように、無端ベ
ルト９が所定の周速度で駆動することによって、トナー
搬送部材４１の表面が常に刷新され、この表面上での帯
電およびトナーＴ固着が防止されるようになっている。
そして、無端ベルト９の駆動速度は、トナーＴの搬送速
度に対してほぼ静止しているとみなされる程度に遅く駆
動されることが望ましく、トナーＴの搬送速度に対して
１０分の１ないし１００分の１程度に設定されている。
この場合、無端ベルト９の駆動速度は、例えば、赤外線
センサを２つ設け、各々でトナーＴの到達した時間を検
知する方法、または高速度ビデオカメラを用いて測定す
ることが可能である。

【００５２】また、無端ベルト９には、トナー搬送部材
４１の表面に対し密着した状態となるように一定の張力
が付与されており、その表面上において進行波発生電極
４１ｂにより形成された進行波電界（電界カーテン）が
均一に作用するようになっている。この無端ベルト９と
しては、ポリイミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレ
ート）、ポリ４フッ化エチレン、ポリフッ化エチレンプ
ロピレン、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）な
どの有機絶縁材料や、シリコン、イソプレン、ブタジエ
ンなどのゴム材料が適用される。そして、無端ベルト９
の厚みは、トナー搬送部材４１の電極間ピッチにもよる
が、５μｍ〜２００μｍ、好ましくは１０μｍ〜１００
μｍが好適である。また、駆動ローラ９１としては、Ｓ
ＵＳまたは鉄などの金属ローラ部材や、これを芯金にし
てその表面にゴム、フィルムやスポンジなどの部材を被
覆したものが用いられる。更に、トナー搬送部材４１の
裏面側においてケーシング４０内のトナーＴと対面する
無端ベルト９の外方（図８および図９では右側）には、
ケーシング４０内のトナーＴとの直接触を防止する略円
弧状のトナー壁９３が設けられている。

【００５３】上記無端ベルト９の表面上を搬送されるト
ナーＴは供給部材４４によって供給される一方、無端ベ
ルト９の表面のトナーＴは回収部材４５によって回収さ
れるようになっている。そして、各進行波発生電極４１
ｂ，…に対し多相交流電源４７から多相の交流電圧が印
加されることにより、無端ベルト９上においてそれと平
行となる方向に電界カーテンが発生し、これによって現
像領域Ａまで電界カーテン作用によりトナーＴを搬送す
るようになっている。この場合、トナーＴがトナー搬送
部材４１の表面上で固着した場合、トナー搬送部材４１
の表面上を微速駆動する無端ベルト９により移動するた
め、トナー搬送部材４１の真上領域においてトナーＴが
搬送停止しても、このトナーＴは無端ベルト９によって
電界強度の強い領域まで運ばれて搬送が再開され、トナ
ーＴの搬送が円滑に行われることになる。

【００５４】そして、図９にも示すように、上記トナー
搬送部材４１上において駆動する無端ベルト９の駆動方
向（図中矢印Ｖで示す反時計回りの方向）は、無端ベル
ト９上におけるトナーＴの搬送方向（図中矢印Ｈで示
す）と、感光体ドラム１の回転方向（図中矢印Ｋで示す
反時計回りの方向）と同一方向となるように規定されて
いる。

【００５５】これにより、トナーＴの搬送方向Ｈは、無
端ベルト９の駆動方向Ｖ、および感光体ドラム１の回転
方向Ｋと同一方向（ウィズ方向）となり、感光体ドラム
１に対する現像領域Ａでの無端ベルト９上のトナーＴの
移動速度が、感光体ドラム１の回転速度に対して相対的
に遅くなる。このため、トナーＴが感光体ドラム１に着
地する際の衝突エネルギーが小さなものとなり、感光体
ドラム１上にトナーＴが既に存在している箇所の上から
さらにトナーＴが着弾しても、トナーＴの飛び散りが発
生することはなく、画像への悪影響をなくして安定した
画像を形成することができる。

【００５６】また、各進行波発生電極４１ｂに対して印
加される印加電圧Ｖｐｐ（Ｖ）と、その各進行波発生電
極４１ｂの電極間ピッチλ（ｍ）とが、１≦Ｖｐｐ／λ
≦６の関係を満たすように設定されていることによっ
て、十分なトナーＴの搬送量によって十分な濃度を得、
かつトナーＴの飛び散りの少ない安定した画像を形成す
ることができる。

【００５７】なお、本発明は、上記各実施形態で述べた
ように、所定の電荷を付与して帯電させた感光体ドラム
上に光情報を書き込んだ静電潜像に限定されるものでは
なく、イオンフロー方式のように、誘電体上に直接静電
荷潜像を形成するものや、トナージェット方式のよう
に、複数の開口部を有する電極に対し任意の電圧を印加
することで空間に静電像を形成して現像剤を記録媒体に
飛翔させて直接画像形成を行うものにも適用可能であ
る。

【００５８】

【発明の効果】以上のように、現像剤の搬送方向を像担
持体の移動方向に対しウィズ方向とすることで、像担持
体に対する現像領域での現像剤の移動速度を像担持体の
移動速度に対して相対的に遅くして、像担持体に着地す
る際の現像剤の衝突エネルギーを小さくし、現像剤の飛
び散りによる画像への悪影響をなくして安定した画像を
形成することができる。しかも、各電極への印加電圧の
増加によって現像剤の搬送速度を増加させているにも係
わらず、現像領域での現像剤の移動速度を像担持体の移
動速度に対して相対的に遅くし、像担持体に対する現像
剤の着地をソフトに行って現像剤の飛び散りを防止し、
安定した画像を形成することができる。

【００５９】特に、各電極への印加電圧Ｖｐｐを電極間
ピッチλ（ｍ）で除算した値Ｖｐｐ／λを１よりも大き
く６以下に設定することで、十分な現像剤の搬送量によ
って十分な濃度を得、かつ現像剤の飛び散りの少ない安
定した画像を形成することができる。

【００６０】更に、このような現像装置を画像形成装置
に備えることで、像担持体に対し現像剤を飛び散らせる
ことなく安定した画像を形成し得る現像装置およびこれ
を備えた画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係わる現像装置が適
用される電子写真方式を用いた画像形成装置の概略構成
を示す模式図である。

【図２】同現像装置の構成を示す模式図である。

【図３】同じくトナー搬送部材の構成を示す模式図であ
る。

【図４】同トナー搬送部材に印加される電圧波形を示す
波形図である。

【図５】同トナー搬送部材上におけるトナーの搬送状態
を示す拡大図である。

【図６】同じく各電極への印加電圧Ｖｐｐを電極間ピッ
チλで除算した値Ｖｐｐ／λの範囲を規定する際の裏付
けとなる判定結果を示す図である。

【図７】（ａ）はドットの飛び散りに関して安定したド
ットが形成されている状態を示す図である。（ｂ）はド
ットの飛び散りがやや発生して画像がやや乱れる状態を
示す図である。（ｃ）はドットの飛び散りがかなり発生
して画像が乱れる状態を示す図である。

【図８】本発明の第２の実施形態に係わる現像装置の構
成を示す模式図である。

【図９】同じくトナー搬送部材上におけるトナーの搬送
状態を示す拡大図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム（像担持体）４現像装置４１トナー搬送部材（現像剤搬送部材）４１ａ基材４１ｂ進行波発生電極（電極）４１ｄ表面保護層９無端ベルト（表面保護層）Ａ現像領域Ｖｐｐ印加電圧 λ 電極間ピッチＴトナー（現像剤）Ｘ画像形成装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上村太介大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者戸泉潔大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者後藤利充大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 2H077 AB03 AB14 AC04 AC13 AC16 AD07 AD31 AD36 DB08 DB14 EA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像をその表面に担持している像担
持体に対向する現像領域に配置し、基材上に所定間隔を
存して複数配列された電極を表面保護層によって被覆し
てなる現像剤搬送部材を備え、各電極に対する多相電圧
の印加により形成される進行波電界によって現像剤を現
像剤搬送部材上で搬送するようにした現像装置におい
て、上記現像剤の搬送方向は、上記静電潜像を周方向に移動
させる像担持体の移動方向と同一方向に規定されている
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】上記請求項１に記載の現像装置におい
て、各電極に対して印加される印加電圧Ｖｐｐ（Ｖ）と、その各電極の電極間ピッチλ（ｍ）とは、１≦Ｖｐｐ／λ≦６の関係を満たすように設定されていることを特徴とする
現像装置。
【請求項３】上記請求項１または請求項２に記載の現
像装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。