JP2000351231A

JP2000351231A - 現像装置

Info

Publication number: JP2000351231A
Application number: JP11166109A
Authority: JP
Inventors: Shuzo Kaneko; 修三金子; Masaaki Yamaji; 雅章山路; Kazuhisa Kenmochi; 和久剱持; Takeshi Yamamoto; 毅山本; Osamu Iwasaki; 修岩崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2000-12-19

Abstract

(57)【要約】【課題】トナーにかかる負荷を低減して良好な画像を
簡易な構成で得ることができるようにする。【解決手段】トナー供給ブラシ部材２に担持されたト
ナーを帯電部材４で帯電し、トナー飛翔部材５でトナー
を飛翔させて、トナー通過スリット１３内に送り込む。
トナー通過スリット１３内に送り込まれたトナーは、交
流電界によって振動が与えられて均一に拡散されながら
トナー出口側に搬送放出され、電極基板８の制御電極へ
の選択的な電圧印加によりトナーを各開口部８ａから選
択的に通過させることによって転写体９上に画像を形成
することができ、また、開口部２６からトナー飛翔部材
５の上流側に滞留する過剰なトナーを排出してトナー収
納部１ａに戻すことにより、トナー飛翔部材５で飛翔さ
れるトナー量を一定にしてトナー通過スリット１３内に
安定して送り込むことができるので、トナーにかかる負
荷を低減して良好な画像を簡易な構成で得ることができ
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、粉体現像剤を用い
る現像装置に係り、詳しくは電子写真方式や静電記録方
式を利用して画像形成を行うプリンタ、ファクシミリ、
複写機などの画像形成装置の現像手段に適用可能な現像
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式や静電記録方式を用
いた複写機、プリンタ等の画像形成装置に使用される現
像剤（顕色剤）としては、着色顔料を粒子中に含有させ
たトナーを用いる、いわゆる乾式現像方法が主流となっ
ている。

【０００３】この理由として、乾式現像方法は、以前か
ら用いられてきた湿式現像方法と比較して、取り扱いや
トナー帯電機構の付与、また、現像装置の小型化に有利
であったことや、トナーを担持し搬送する現像スリーブ
上のトナーの保持を磁力や静電気力、又はファンデアワ
ールス力を利用して調整することが可能であり、いわゆ
る地カブリの低減など画像性の向上に対しての制御が容
易であるなどの利点がある。

【０００４】上記静電記録方式としては米国特許３６８
９９３５号公報や、特開昭５７−１９７６３号公報、特
公平１−５０３２２１号公報などにおいて、あるいはＩ
Ｓ＆Ｔ' ｓＮＩＰ１３：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａ
ｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＤｉｇｉｔａｌＰｒｉ
ｎｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓＰＰ７４０〜
７４５に記載の、画素を形成するために複数の開口部を
静電的に制御することによって、選択的にトナーを記録
紙上に飛翔させる方式のものが開示されている。

【０００５】上記した選択的にトナーを記録紙上に飛翔
させて画像を得る方式の原理と構成を、図７、図８を参
照して説明する。

【０００６】図７に示す複数形成した開口部（トナー通
過孔）１０１の周囲に制御電極１０２をそれぞれ設けた
電極基板１００を、例えば図８に示すように、帯電トナ
ーｔを担持したトナー担持体１１０と記録媒体としての
転写体１１１間に非接触で配置し、転写体１１１の背面
に設けた背面電極１１２とトナー担持体１１０へ電圧を
印加すると共に、各制御電極１０２に選択的に電圧を印
加することにより、トナー担持体１１０上の帯電トナー
ｔを各開口部１０１から選択的に通過させて、転写体１
１１上にトナー像を得ることができる。

【０００７】また、上記電子写真方式を利用した画像形
成装置においては、像担持体としての感光体に静電潜像
を形成し、この静電潜像をトナーで現像することにより
トナー像を形成し、このトナー像を転写材上に転写して
画像を得ている。

【０００８】静電潜像の現像方法としては、一般にトナ
ーのみからなる一成分現像剤を用いた一成分現像法が、
磁性粒子とトナーからなる現像剤を用いた二成分現像法
に比べ、現像装置の構成が簡易であり、且つ、メンテナ
ンスが容易であるため、この一成分現像法を用いた現像
装置が多々提案されている。

【０００９】また、特開昭５８−１１６５５９号公報な
どで示されるような、磁性トナーを用いない非磁性一成
分現像法による現像法が提案されており、この現像法
は、近年のカラー画像の要求に対応すべく、実用化され
ている。

【００１０】図９は、従来の非磁性一成分現像方式を用
いた現像器の一例を示す概略断面図である。

【００１１】この図において、１２０は現像剤担持体と
しての回転自在な現像スリーブであり、像担持体として
の感光ドラム１３０と現像部にてほぼ当接している。こ
の現像スリーブ１２０には、現像剤供給回収部材として
のトナー供給回収ローラ１２１と、現像剤規制部材とし
ての規制ブレード１２２が当接されている。

【００１２】規制ブレード１２２は、リン青銅等からな
る支持部材１２２ａの先端側にウレタンゴム等の弾性部
材１２２ｂが接着されて構成されており、これにより現
像スリーブ１２０表面にトナーの薄層を形成させると共
に、トナーに電荷を付与させる作用を有している。

【００１３】トナー供給回収ローラ１２１は、ＳＵＳ等
の芯金１２１ａの外周面にウレタンフォーム等の弾性部
材１２１ｂが被覆されており、これにより現像容器１２
３内に蓄えられているトナー（不図示）を現像スリーブ
１２０表面に供給すると共に、現像工程に寄与せずに戻
ってきたトナーを現像スリーブ１２０表面から掻き落と
す作用を有している。なお、１２４はトナーを攪拌する
トナー攪拌部材である。

【００１４】このような構成により、現像スリーブ１２
０上に非磁性トナーの薄層を形成して、感光ドラム１３
０上の静電潜像を現像してトナー像を得ることができ
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の非磁性一成分現像法においては、トナー供給回収ロ
ーラ１２１を現像スリーブ１２０に当接して回転、摺擦
することによって、トナーの供給や回収を行う。また、
トナーヘの電荷付与は、主にトナーが規制ブレード１２
２を通過する際の接触摩擦により行う。

【００１６】即ち、現像容器１２３内のトナーが感光ド
ラム１３０上で現像されるまでの間、トナーにかかる機
械的な負荷（ストレス）は極めて大きく、トナーのダメ
ージは他の現像法に比べ非常に大きいものとなってい
る。

【００１７】また、このような機械的な負荷によって劣
化したトナーが規制ブレード１２２と現像スリーブ１２
０間のニップ部や現像スリーブ１２０表面に融着する
と、スジ等のコート不良を発生させると共に、新しく現
像スリーブ１２０上に供給されるトナーヘの電荷付与を
阻害する。よって、未帯電トナーを現像部に搬送するこ
とになるので、カブリやムラ等の画像形成不良を生じさ
せる場合もある。

【００１８】このように、非磁性トナーを用いた接触一
成分現像は、トナーならび現像器にかかる負荷が大き
く、従来の磁性一成分現像器や二成分の現像器に比べ長
期的な耐久性安定性が著しく乏しい。

【００１９】また、上記の現像法以外に、トナーを飛翔
させてクラウド化して現像するいわゆるクラウド現像法
といわれる現像方法が従来より知られているが、このク
ラウド現像法においても、従来では、トナーに大きな負
荷をかけずに良好な帯電特性を有したトナーを、高密度
にかつ均一に画像形成部に送ることが難しく、なかなか
実用化がなされないのが現状であった。

【００２０】また、近年では特に画像の解像度を高め、
より向上した画質が要求されており、トナーの粒径をさ
らに細かく、例えば５μｍ以下にする必要性が生じてき
た。更に、消費電力の低減のためにも、より低い温度で
の定着が可能なトナーの開発が望まれており、それら低
温定着用トナーに対応した低ストレスの現像プロセスが
期待されている。

【００２１】しかしながら、トナー粒径を小さくするこ
とによって画像は向上するものの、特に他の部材とのフ
ァンデアワ−ルス力やトナ−電荷による鏡映力などの影
響が大きくなる。このため、トナーに適当な電荷を保持
せしめ、これを搬送して画像形成部に十分なトナーを送
り込み良好な画像形成を行なう上で、従来では困難な点
が多々生じてきた。

【００２２】そこで本発明では、トナーにかかる負荷を
低減して、小粒径のトナーに対してもトナーの画像形成
部への安定した供給と良好な画像形成を簡易な構成で可
能とした現像装置を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の現像装置は、粉体状の現像剤を取り込んで担
持する表面が弾性を有するブラシ状の回転自在な現像剤
保持体と、該現像剤担持体に現像剤収納部から前記現像
剤を供給して担持させる現像剤供給手段と、前記現像剤
担持体に接触し、帯電された前記現像剤を飛翔させる現
像剤飛翔部材と、前記現像剤担持体の前記現像剤飛翔部
材の下流側に設けられ、飛翔された前記現像剤を取り込
んで通過させる第１の電極と第２の電極によって形成さ
れた現像剤通過スリットと、前記第１の電極と前記第２
の電極間に交流電圧を印加して前記現像剤通過スリット
内に交流電界を発生させる電圧印加手段と、前記現像剤
通過スリットの現像剤出口側に設けられ、前記現像剤通
過スリット内で前記交流電界によって拡散されて搬送放
出される前記現像剤を用いて可視像を形成する画像形成
手段と、該画像形成手段と対向するようにして前記現像
剤通過スリットの現像剤出口側に配置され、前記現像剤
を前記画像形成手段側へ静電的に飛翔させるための第３
の電極と、前記現像剤担持体外周に沿うように近接して
前記現像剤供給手段と前記現像剤飛翔部材の上流側との
間に配置され、前記現像剤担持体と前記現像剤収納部と
を隔離する隔離部材と、前記現像剤飛翔部材の前記現像
剤担持体の回転方向上流側と前記隔離部材との間に設け
た開口部と、を備え、前記現像剤担持体に担持されて前
記現像剤飛翔部材の上流側に供給された前記現像剤のう
ちの前記現像剤飛翔部材によって飛翔されずに該現像剤
飛翔部材の上流側に滞留する現像剤を、前記開口部から
前記隔離部材の前記現像剤担持体と反対側の外側を通し
て前記現像剤収納部に戻すようにすることを特徴として
いる。

【００２４】また、前記画像形成手段は、複数形成した
開口部の周囲にそれぞれ電極を設けた電極基板であり、
帯電された前記現像剤を前記各電極への選択的な電圧印
加により静電的に制御することで、前記現像剤を前記各
開口部から選択的に通過させ、前記電極基板と対向配置
した記録媒体上に前記現像剤を飛翔させて現像剤画像を
形成することを特徴としている。

【００２５】また、前記画像形成手段は、表面に静電潜
像が形成される静電潜像担持体であり、帯電された前記
現像剤を前記静電潜像担持体上の前記静電潜像に静電的
に飛翔させて現像剤画像を形成することを特徴としてい
る。

【００２６】また、前記現像剤担持体に直流電圧を印加
し、前記電圧印加手段は、前記現像剤担持体に印加され
る前記直流電圧に対して、正規の極性に帯電された前記
現像剤を前記現像剤通過スリット内へ引き寄せる方向の
直流電圧を前記交流電圧に重畳して、前記第１の電極と
前記第２の電極間に印加することを特徴としている。

【００２７】また、前記画像形成手段の前記現像剤担持
体の回転方向下流側に現像剤回収電極を設け、前記画像
形成手段で画像形成に寄与しなかった現像剤を前記現像
剤担持体側へ引き寄せる方向の直流電圧を前記現像剤回
収電極に印加することを特徴としている。

【００２８】また、前記現像剤供給手段は、前記現像剤
を攪拌し、攪拌された前記現像剤を前記現像剤担持体に
担持させる攪拌部材であることを特徴としている。

【００２９】また、前記攪拌部材の前記現像剤担持体の
回転方向上流側に、前記現像剤担持体に当接するように
して当接攪拌部材を設けたことを特徴としている。

【００３０】また、前記現像剤飛翔部材の前記現像剤担
持体の回転方向上流側に、前記現像剤担持体に担持され
た前記現像剤に摺接して該現像剤を帯電させる帯電部材
を設けたことを特徴としている。

【００３１】また、前記前記現像剤飛翔部材は、前記現
像剤担持体に担持された前記現像剤に接触して該現像剤
を帯電させて飛翔させることを特徴としている。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。

【００３３】〈実施の形態１〉図１、図２は、本発明の
実施の形態１に係る現像装置を示す概略断面図である。

【００３４】図１、図２に示すように、現像容器１内に
は現像剤としてのトナーｔを取り込んで担持する回転自
在なトナー供給ブラシ部材２が設けられており、トナー
供給ブラシ部材２の周囲には、その回転方向（反時計方
向）に沿ってトナー攪拌部材３、帯電部材４、トナー飛
翔部材５、トナー通過スリット１３を形成する現像電極
６とスリット電極７、トナー回収電極２２、及び当接ト
ナー攪拌部材２４が配置されている。

【００３５】また、薄板状の現像電極６とスリット電極
７で形成されるトナー通過スリット１３のトナー出口側
が位置する現像容器１の開口部には、画像形成手段とし
ての電極基板８が設けられている。電極基板８の現像電
極６と反対側には、図２に示すように所定の距離を設け
て記録媒体としての転写体９が配置されている。転写体
９の背面には電源１１が接続された背面電極１０が対向
配置されている。

【００３６】トナー供給ブラシ部材２は、図３に示すよ
うな弾性を有するファーブラシ２ａをＳＵＳ等からなる
ドラム状の芯金２ｂ表面に取り付けて構成されている。
芯金２ｂには、電源１２から本実施の形態では負極性の
電圧（例えば−２００Ｖの電圧）が印加される。

【００３７】ファーブラシ２ａを構成する繊維として
は、本実施の形態では、低抵抗の電気的特性をもつ導電
性繊維（１０² 〜１０⁸ Ω・ｃｍ）と高抵抗の絶縁性繊
維（１０⁸ 〜１０¹⁵Ω・ｃｍ）の２種類を混毛したもの
を用いた。前記絶縁性繊維としてナイロン性の繊維を使
用した。該絶縁性繊維はナイロンに限るものではなく、
トナーを帯電せしめる特性に応じて絶縁性繊維の選択を
行えばよく、例えばトナーを負極性に帯電させる材質と
してレーヨン等の材質であってもよい。

【００３８】一方、導電性繊維は上記抵抗を満たすこと
が望ましいが、該導電性繊維の多くは絶縁性繊維にカー
ボン等の導電性樹脂を分散させ紡糸した場合が多く、そ
の分散方法は繊維メーカによって様々であり、糸表面全
てに導電性樹脂が表出しているとは限らない。このた
め、トナーとその部分との接触を考慮し、導電性繊維の
基礎構成素材としてはトナーを負極性に帯電させる特性
をもつ（ドナー性）材質を選ぶことが望ましく、例えば
ナイロン系の導電性繊維を使用することができる。

【００３９】また、ファーブラシ２ａを構成する繊維に
は、トナーをクラウド化するための弾力が必要とされる
ため、本実施の形態では、導電性繊維、絶縁性繊維とも
にその繊度を１〜１０デニール／フィラメント程度と
し、それらが混毛された状態で１〜２０万本／インチ²
の植密度をもち、且つパイル長が１〜１０ｍｍになるよ
うに設定した。

【００４０】帯電部材４は、ファーブラシ２ａの先端に
接触しており、回転しているトナー供給ブラシ部材２の
ファーブラシ２ａ内に取り込まれて保持されているトナ
ーｔと摺接することにより、このトナーｔを摩擦帯電
（本実施の形態では負極性に帯電）させる。

【００４１】また、帯電部材４は、トナーに対してドナ
ー性の表面を有したもので形成する。この材質として
は、例えば最適にはガラスコートやナイロン貼付等によ
り構成することができる。帯電部材４は、ファーブラシ
２ａの外周に沿って湾曲した隔離部材１５の内面に設け
られている。隔離部材１５は、ファーブラシ２ａの外周
と所定の隙間を設けて配置されており、隔離部材１５の
一端側はトナー収納部１ａの下部に設けたトナー攪拌部
材３の回転範囲近傍に位置し、他端側はトナー飛翔部材
５の上流側に近接している。トナー飛翔部材５の上流側
と隔離部材１５間には開口部２６が設けられている。

【００４２】帯電部材４の下流側に設けられたトナー飛
翔部材５は、ファーブラシ２ａの先端に接触しており、
トナー飛翔部材５に回転しているファーブラシ２ａの先
端が接触して弾性変形することにより、担持していた帯
電トナー（以下、単にトナーという）が叩き出されてク
ラウド化される。トナー飛翔部材５によりクラウド化さ
れたトナーは、現像電極６とスリット電極７間に形成さ
れたトナー通過スリット１３内に向けて飛翔される。

【００４３】トナー飛翔部材５は、先端部の厚さが１０
０μｍ〜１ｍｍ程度のＳＵＳやリン青銅などからなる金
属製薄板で形成されており、その先端部がファーブラシ
２ａと接触している。

【００４４】薄板状の現像電極６とスリット電極７は、
その間にトナー通過スリット１３が形成されるように配
置されており、スリット電極７には電源１４から交流電
圧が印加される。本実施の形態では、トナー通過スリッ
ト１３のギャップ幅は一定である。

【００４５】電極基板８は、例えば図４に示すように、
多数独立した円形状の開口部８ａを有し、各開口部８ａ
の周囲には制御電極８ｂがそれぞれ設けられており、各
電極基板８ｂには電極パターン８ｃを介して電源２５
（図１参照）が接続されている。

【００４６】薄板状のトナー回収電極２２は、現像電極
６のトナー供給ブラシ部材２の回転方向下流側で、現像
容器１の内面に沿って配置されている。トナー回収電極
２２のトナー供給ブラシ２の回転方向下流側は、トナー
供給ブラシ２のファーブラシ２ａに徐々に近接してい
る。トナー回収電極２２には電源２３が接続されてい
る。この電源２３からトナー回収電極２２には、電源１
２からトナー供給ブラシ部材２に例えば−２００Ｖの電
圧を印加した場合に、−２５０〜−７００Ｖ程度の電圧
が印加される。

【００４７】当接トナー攪拌部材２４は、トナー供給ブ
ラシ部材２の回転方向に対してトナー攪拌部材３の回転
範囲の上流側でトナー供給ブラシ部材２のファーブラシ
２ａに軽く当接するようにして配置されている。

【００４８】次に、上記した現像装置の動作を説明す
る。

【００４９】トナー攪拌部材３の回転により現像容器１
のトナー収納部１ａ内のトナーｔを、負極性の電圧（例
えば−２００Ｖ程度の電圧）が印加されているトナー供
給ブラシ２のファーブラシ２ａへ適量ずつ供給する。前
記トナーｔとしては、例えば低融点の重合により作製さ
れた球形で微粒子（例えば直径が５μｍ以下）のトナー
を使用することが好ましい。

【００５０】ファーブラシ２ａへ供給されたトナーは、
トナー供給ブラシ２の回転によりファーブラシ２ａによ
って担持されながら隔離部材１５の内面に沿って帯電部
材４との接触領域に供給され、帯電部材４との軽い接触
による摩擦によって帯電（本実施の形態では負極性に帯
電）される。

【００５１】帯電されたトナーは、トナー供給ブラシ部
材２の回転によりファーブラシ２ａに担持されながらト
ナー飛翔部材５との接触領域に供給される。この際、ト
ナー飛翔部材５の上流側に滞留する過剰なトナーｔ１
は、トナー飛翔部材５と隔離部材１５間の開口部２６か
ら排出され、隔離部材１５のファーブラシ２ａと反対側
の外周側に形成されている流路２７を通してトナー収納
部１ａに戻される。なお、トナー搬送ガイド部材１５の
ファーブラシ２ａと反対側の外周面にテフロンなどをコ
ーティングしておくことにより、トナー付着が低減され
て良好にトナー収納部１ａに戻すことができる。

【００５２】そして、トナー飛翔部材５の先端部に回転
しているファーブラシ２ａが軽く接触することによって
ファーブラシ２ａが弾性変形し、保持していたトナーが
叩き出されてクラウド化される。クラウド化されたトナ
ーは、現像電極６とスリット電極７間のトナー通過スリ
ット１３のトナー入口側に飛翔される。

【００５３】なお、ファーブラシ２ａとの接触面に介在
するトナーの帯電の維持を考慮し、トナー飛翔部材５の
トナーとの接触面においても、トナーに対してドナー性
の樹脂、例えばナイロンにカーボンを分散させその抵抗
を〜１０⁵ Ω・ｃｍ程度に調整したものを積層してもよ
い。このような構成をとることにより、トナーの帯電が
さらに安定することになる。

【００５４】トナー通過スリット１３内に入り込んだト
ナーは、電源１４から交流電圧が印加されている現像電
極６とスリット電極７間で発生する交流電界によって振
動が与えられて、トナー通過スリット１３の横幅方向
（紙面と垂直方向）に均一に拡散されながらトナー通過
スリット１３のトナー出口側に搬送放出される。

【００５５】現像電極６とスリット電極７間で形成され
るトナー通過スリット１３のギャップ幅（隙間）は１０
０μｍ〜１ｍｍ程度の範囲で一定であり、トナー通過ス
リット１３のトナー搬送長は５０μｍ〜５ｍｍ程度であ
る。また、電源１４から現像電極６とスリット電極７間
に印加される交流電圧は、ピーク間電圧が３００Ｖｐｐ
〜３ＫＶｐｐ、周波数が１００Ｈｚ〜１０ＫＨｚ（好ま
しくは１ＫＨｚ程度）である。

【００５６】また、電源１４から現像電極６とスリット
電極７に、トナー供給ブラシ２に対してトナーを引き付
ける方向の直流電圧成分を前記交流電圧に重畳して印加
することにより、トナー通過スリット１３への良好な帯
電特性（本実施の形態では負帯電特性）を有したトナー
の優先的な取り込みをさらに促進することができる。例
えば、トナー供給ブラシ部材２に印加した電圧（本実施
の形態では−２００Ｖ程度の電圧）に対し、ここでの直
流成分としては０Ｖとしたが、トナー供給ブラシ２への
印加電圧（−２００Ｖ）に対し＋５０Ｖ〜＋５００Ｖ程
度の大きさとなるようにするのが適切である。

【００５７】そして、トナー通過スリット１３内で均一
に拡散したトナーは、トナー通過スリット１３のトナー
出口から延設されている部分の現像電極６と電極基板８
の開口部８ａ間に放出される。そして、電極基板８の各
制御電極８ｂ（図４参照）に画像信号に応じて選択的に
所定の電圧を印加すると共に背面電極１０に所定の電圧
を印加することによって、トナーが選択的に任意の開口
部８ａを通過して転写体９上に付着し、トナー像が形成
される。

【００５８】電極基板８と背面電極１０による上記トナ
ー像の画像形成条件として、印加電圧、現像電極６と電
極基板８間、電極基板８と背面電極１０間の距離を、例
えば以下のように設定した。

【００５９】本実施の形態における画像形成条件として
は、現像電極６と電極基板８間の距離を２５０μｍ、電
極基板８と背面電極１０間の距離を４５０μｍとした。
また、背面電極１０には電源１１から＋２ＫＶの電圧を
印加し、任意の各制御電極８ｂには形成したい画像に対
応して電源２５から＋１５０Ｖの電圧パルスを画像形成
周波数の例として１ＫＨｚで印加することで、負極性に
帯電しているトナーを開口部８ａを通して転写体９に転
移させ、一方、任意の各制御電極８ｂには−１５０Ｖの
電圧を印加することでトナーが開口部８ａを通過されな
いようにして、画像を形成することができる。

【００６０】そして、上記した転写体９へのトナーによ
る画像形成時に、転写体９に転移しなかったトナー（回
収トナー）は、上記電圧が印加されたトナー回収電極２
２によってトナー供給ブラシ部材２のファーブラシ２ａ
側に引き寄せられながら落下する。そして、トナー供給
ブラシ部材２の回転によりファーブラシ２ａに効果的に
保持される。

【００６１】そして、トナー回収電極２２によって効果
的に回収されてファーブラシ２ａに保持されたトナー
は、トナー供給ブラシ部材２の回転方向に対して、トナ
ー攪拌部材３の回転範囲の上流側で当接トナー攪拌部材
２４によって掻き落とされる。

【００６２】これにより、トナー攪拌部材３の回転によ
りトナー供給ブラシ部材２のファーブラシ２ａにトナー
を供給するときに、新しいトナーを適量保持することが
できる。また、当接トナー攪拌部材２４により掻き落と
されたトナー（回収トナー）は、トナー攪拌部材３の回
転により新しいトナーと攪拌混合されて再使用される。

【００６３】このように本実施の形態では、回転するト
ナー供給ブラシ部材２のファーブラシ２ａでトナーを担
持して、トナーを軽く接触する帯電部材４で摩擦帯電し
た後に軽く接触するトナー飛翔部材５で飛翔させてクラ
ウド化することにより、従来のように現像ローラ上にト
ナーを担持し、ブレード板などでトナーを強い圧接力で
摩擦して帯電する方法に比べて、トナーにかかる機械的
な負担（ストレス）を大幅に低減することができるの
で、トナーの劣化を防止することができる。

【００６４】また、本実施の形態では、トナー供給ブラ
シ部材２の周囲に、帯電部材４、トナー飛翔部材５及び
クラウド化されたトナーを拡散するトナー通過スリット
１３等を設けた構成により、現像装置の小型化が可能と
なり、且つ、簡易な構成で均一に拡散されたトナーをト
ナー通過スリット１３から電極基板８の開口部８ａ側に
安定して搬送放出することができるので、小粒径のトナ
ーに対しても良好な画像を得ることができる。

【００６５】また、本実施の形態では、トナー飛翔部材
５の上流側に滞留する過剰なトナーｔ１を開口部２６か
ら排出してトナー収納部１ａに戻すことができるので、
トナー飛翔部材５によって飛翔されるトナー量を一定に
して、トナー通過スリット１３内に安定して送り込むこ
とができるので、良好な画像を得ることができる。

【００６６】更に、本実施の形態では、画像形成（現
像）に寄与しなかったトナー（回収トナー）の回収から
トナー供給ブラシ部材２のファーブラシ２ａに担持、供
給するまでの動作においても、トナーはファーブラシ２
ａとの軽い接触のもとでなされるので、トナーにかかる
機械的な負担（ストレス）を大幅に低減してトナーの劣
化を防止することができる。

【００６７】なお、上記実施の形態１において、トナー
通過スリット１３を形成するスリット電極７と現像電極
６の内面に、例えばフッ素系樹脂などの被覆剤を被覆す
ることで、スリット電極７と現像電極６の内面でのトナ
ー付着を良好に防止することができる。上記被覆剤とし
て、トナーに対してアクセプタ性であるテフロン等を用
いた場合、スリット電極７と現像電極６の内面での振動
電界によるトナー振動によって、トナーの帯電特性が劣
化しないようにするためにも、トナー通過スリット１３
の搬送長はあまり大きくない範囲が、トナーをトナー通
過スリット１３のトナー出口側に搬送放出するうえで望
ましい。

【００６８】また、上記実施の形態１において、現像電
極６のトナー通過スリット１３のトナー出口側から延設
さている部分の先端部を絶縁体で構成し、この先端部を
トナー供給ブラシ部材２のファーブラシ２ａに軽く接触
させるようにして現像電極６を担持することにより、転
写体９に転移しなかったトナーは現像電極６に付着する
ことなく良好に落下して、ファーブラシ２ａで回収する
ことができる。

【００６９】なお、上記実施の形態１において、帯電部
材４をトナー飛翔部材５の上流側に設けたが、トナー飛
翔部材５を帯電部材と兼用するようにして、トナー供給
ブラシ部材２に担持されたトナーを飛翔させると共に帯
電させるように構成してもよい。

【００７０】〈実施の形態２〉図５は、本発明の実施の
形態２に係る現像装置を示す概略断面図である。なお、
前記実施の形態１の現像装置と同一機能を有する部材に
は同一符号を付し、重複する説明は省略する。

【００７１】本実施の形態では、現像電極６に電源１４
から交流電圧を印加し、スリット電極７側を接地（アー
ス）する。また、直流成分としてトナー通過スリット１
３内がトナー供給ブラシ部材２への印加電圧に対して正
極性（＋）となるように、トナー供給ブラシ部材２に前
記実施の形態１と同様に電源１２から−２００Ｖを印加
する。

【００７２】また、本実施の形態では、画像形成手段と
して回転自在なドラム状の静電潜像担持体２０を用い、
静電潜像担持体２０の現像部をトナー通過スリット１３
のトナー出口側に位置するようにして設置する。他の構
成及び動作は実施の形態１と同様であり、本実施の形態
ではその説明は省略する。

【００７３】静電潜像担持体２０は、ドラム状の導電基
体２０ｂ外周面に感光層２０ａが形成されており、静電
潜像担持体２０の感光層２０ａを帯電手段（不図示）で
帯電し、露光手段（不図示）からの画像情報に応じた画
像露光によって、例えば画像部電位が−１５０Ｖ、非画
像部電位が−７００Ｖとなるようにして静電潜像が形成
される。

【００７４】そして、現像電極６に電源１４から交流電
圧（例えば、ピーク間電圧１．５ＫＶｐｐ、周波数２Ｋ
Ｈｚ）を印加し、静電潜像担持体２０の導電基体２０ｂ
に電源２１から例えば＋３５０Ｖを印加することによ
り、実施の形態１と同様にしてトナー通過スリット１３
のトナー出口から均一に拡散されて飛翔された負帯電の
トナーは静電潜像担持体２０側に移動して、感光層２０
ａ表面に形成されている前記静電潜像に直接付着する。
これにより、前記静電潜像が現像されてトナー像が得ら
れる。

【００７５】また、本実施の形態においても、実施の形
態１と同様にトナー飛翔部材５の上流側に滞留する過剰
なトナーｔ１は、トナー飛翔部材５と隔離部材１５間の
開口部２６から排出され、隔離部材１５のファーブラシ
２ａと反対側の外周側に形成されている流路２７を通し
てトナー収納部１ａに戻される。

【００７６】このように、画像形成手段として静電潜像
担持体２０を用いた本実施の形態においても、実施の形
態１と同様の効果を得ることができる。

【００７７】〈実施の形態３〉図６は、本発明の現像装
置を備えた画像形成装置を示す概略構成図である。

【００７８】この画像形成装置は、装置本体３１内に上
記した実施の形態１と同様の構成の４つの現像装置３０
ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄが鉛直方向に配置されてい
る。各現像装置３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄの構成
は実施の形態１と同様であり、本実施の形態ではその説
明は省略する。各現像装置３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３
０ｄには、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエ
ローの現像剤としてのトナーが収納されている。

【００７９】現像装置３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ
の各電極基板８と対向するようにして、無端状のベルト
状の転写体４０が設けられており、各電極基板８と対向
する転写体４０の背面側にはローラ状の背面電極４１
ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄがそれぞれ配置されてい
る。ベルト状の転写体４０は、従動ローラ４２ａ、４２
ｂ、４２ｃ、駆動ローラ４２ｄ、及び摺接する加熱体４
３によって張架されており、駆動ローラ４２ｄの回転駆
動によって矢印方向に回転される。加熱体４３が配置さ
れた転写定着部Ｔには、転写体４０を介して回転自在な
加圧ローラ４４が設けられている。この転写定着部Ｔに
は、給紙ローラ４５によって用紙などの転写材Ｐが給紙
される。

【００８０】次に、上記した画像形成装置による画像形
成動作について説明する。

【００８１】先ず、現像装置３０ａによりブラックのト
ナーをブラック画像情報に応じて選択的に制御基板８の
各開口部８ａを通過させて、転写体４０上にブラックの
ナー像を転写する。現像装置３０ａによるブラックのト
ナー像の画像形成動作は、実施の形態１で述べたように
して行われる。

【００８２】そして、駆動ローラ４２ｄの回転駆動によ
り転写体４０上に転写されたブラックのトナー像は現像
装置３０ｂの位置に移動し、上記同様にシアン画像情報
に応じて選択的に制御基板８の各開口部８ａを通過させ
て、転写体４０のブラックのトナー像上にシアンのトナ
ー像を重ね合わせて転写する。

【００８３】そして、以下同様に現像装置３０ｃにてマ
ゼンタのトナー像、現像装置３０ｄにてイエローのトナ
ー像をそれぞれ前記トナー像上に重ね合わせて転写し
て、フルカラーのトナー像を形成する。

【００８４】そして、所定のタイミングで給紙ローラ４
５によって用紙などの転写材Ｐを転写定着部Ｔに搬送
し、転写体４０上に形成されたフルカラーのトナー像を
転写定着部Ｔにて加熱体４３による熱と加圧ローラ４４
による加圧によって、転写材Ｐ上に転写同時定着する。
フルカラーのトナー像が転写同時定着された転写材Ｐは
排出ローラ４６によって外部に排出されて、フルカラー
画像形成を終了する。

【００８５】このように本実施の形態の画像形成装置で
は、上記した現像装置を用いることによって、装置全体
の小型化と、トナーにかかる機械的な負担（ストレス）
を大幅に低減して良好な画像形成を簡易な構成で行うこ
とができる。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ブ
ラシ状の現像剤担持体の周囲に、現像剤飛翔部材及び飛
翔された現像剤を交流電界によって拡散する現像剤通過
スリットを設けた構成により、現像装置の小型化が可能
となり、且つ、簡易な構成で均一に拡散された現像剤を
現像剤通過スリットから画像形成手段側に搬送放出し
て、良好な画像を得ることができる。

【００８７】また、現像剤飛翔部材の上流側に滞留する
過剰な現像剤を開口部から排出して隔離部材の外側を通
して現像剤供給部に戻すことによって、現像剤飛翔部材
によって飛翔される現像剤量を一定にして、現像剤通過
スリット内に安定して送り込むことができるので、良好
な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る現像装置を示す概
略断面図。

【図２】本発明の実施の形態１に係る現像装置を示す概
略断面図。

【図３】トナー供給ブラシ部材のファーブラシの一部を
示す斜視図。

【図４】電極基板の一例を示す平面図。

【図５】本発明の実施の形態２に係る現像装置を示す概
略断面図。

【図６】本発明の実施の形態３に係る画像形成装置を示
す概略断面図。

【図７】電極基板の一例を示す平面図。

【図８】従来例における現像装置の一例を示す概略構成
図。

【図９】従来例における現像装置の一例を示す概略構成
図。

【符号の説明】

１現像容器１ａトナー収納部（現像剤収納部）２トナー供給ブラシ部材（現像剤担持体）２ａファーブラシ２ｂ芯金３トナー攪拌部材（攪拌部材）４帯電部材５トナー飛翔部材（現像剤飛翔部材）６現像電極（第１の電極、第３の電極）７スリット電極（第２の電極）８電極基板（画像形成手段）８ａ開口部８ｂ制御電極（電極）９転写体（記録媒体）１０背面電極１３トナー通過スリット（現像剤通過スリット）１４電源（電圧印加手段）１５隔離部材２０静電潜像担持体２０ａ感光層２０ｂ導電基体２２トナー回収電極（現像剤回収電極）２４当接トナー攪拌部材（当接攪拌部材）２６開口部２７流路３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ現像装置４０転写体４３加熱体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者剱持和久東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者山本毅東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者岩崎修東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2C162 AE01 AE04 AE10 AE12 AE21 AE25 AE28 AE31 AE47 AE69 AE74 AE80 AE81 AE90 AH14 AJ17 AJ23 AJ25 AJ26 CA02 CA03 CA12 CA13 CA24 2H029 DB01 DB04 DB05 DB13 2H073 AA07 BA04 BA15 CA02 CA13 CA14 CA22 2H077 AB03 AC05 AD05 AD12 AD18 AD36 AE03 CA04 EA14 EA16 EA18 EA20 GA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉体状の現像剤を取り込んで担持する表
面が弾性を有するブラシ状の回転自在な現像剤保持体
と、該現像剤担持体に現像剤収納部から前記現像剤を供給し
て担持させる現像剤供給手段と、前記現像剤担持体に接触し、帯電された前記現像剤を飛
翔させる現像剤飛翔部材と、前記現像剤担持体の前記現像剤飛翔部材の下流側に設け
られ、飛翔された前記現像剤を取り込んで通過させる第
１の電極と第２の電極によって形成された現像剤通過ス
リットと、前記第１の電極と前記第２の電極間に交流電圧を印加し
て前記現像剤通過スリット内に交流電界を発生させる電
圧印加手段と、前記現像剤通過スリットの現像剤出口側に設けられ、前
記現像剤通過スリット内で前記交流電界によって拡散さ
れて搬送放出される前記現像剤を用いて可視像を形成す
る画像形成手段と、該画像形成手段と対向するようにして前記現像剤通過ス
リットの現像剤出口側に配置され、前記現像剤を前記画
像形成手段側へ静電的に飛翔させるための第３の電極
と、前記現像剤担持体外周に沿うように近接して前記現像剤
供給手段と前記現像剤飛翔部材の上流側との間に配置さ
れ、前記現像剤担持体と前記現像剤収納部とを隔離する
隔離部材と、前記現像剤飛翔部材の前記現像剤担持体の回転方向上流
側と前記隔離部材との間に設けた開口部と、を備え、前記現像剤担持体に担持されて前記現像剤飛翔部材の上
流側に供給された前記現像剤のうちの前記現像剤飛翔部
材によって飛翔されずに該現像剤飛翔部材の上流側に滞
留する現像剤を、前記開口部から前記隔離部材の前記現
像剤担持体と反対側の外側を通して前記現像剤収納部に
戻すようにする、ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記画像形成手段は、複数形成した開口
部の周囲にそれぞれ電極を設けた電極基板であり、帯電された前記現像剤を前記各電極への選択的な電圧印
加により静電的に制御することで、前記現像剤を前記各
開口部から選択的に通過させ、前記電極基板と対向配置
した記録媒体上に前記現像剤を飛翔させて現像剤画像を
形成する、ことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】前記画像形成手段は、表面に静電潜像が
形成される静電潜像担持体であり、帯電された前記現像剤を前記静電潜像担持体上の前記静
電潜像に静電的に飛翔させて現像剤画像を形成する、ことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項４】前記現像剤担持体に直流電圧を印加し、
前記電圧印加手段は、前記現像剤担持体に印加される前
記直流電圧に対して、正規の極性に帯電された前記現像
剤を前記現像剤通過スリット内へ引き寄せる方向の直流
電圧を前記交流電圧に重畳して、前記第１の電極と前記
第２の電極間に印加する、ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の現像装置。
【請求項５】前記画像形成手段の前記現像剤担持体の
回転方向下流側に現像剤回収電極を設け、前記画像形成
手段で画像形成に寄与しなかった現像剤を前記現像剤担
持体側へ引き寄せる方向の直流電圧を前記現像剤回収電
極に印加する、ことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の現像装
置。
【請求項６】前記現像剤供給手段は、前記現像剤を攪
拌し、攪拌された前記現像剤を前記現像剤担持体に担持
させる攪拌部材である、ことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項７】前記攪拌部材の前記現像剤担持体の回転
方向上流側に、前記現像剤担持体に当接するようにして
当接攪拌部材を設けた、ことを特徴とする請求項７記載の現像装置。
【請求項８】前記現像剤飛翔部材の前記現像剤担持体
の回転方向上流側に、前記現像剤担持体に担持された前
記現像剤に摺接して該現像剤を帯電させる帯電部材を設
けた、ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又
は８記載の現像装置。
【請求項９】前記前記現像剤飛翔部材は、前記現像剤
担持体に担持された前記現像剤に接触して該現像剤を帯
電させて飛翔させる、ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又
は８記載の現像装置。