JP2003021964A

JP2003021964A - 現像装置及びこの現像装置を備えるプロセスカートリッジ並びに画像形成装置

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Publication number: JP2003021964A
Application number: JP2001205816A
Authority: JP
Inventors: Osamu Iwasaki; 修岩崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2003-01-24

Abstract

(57)【要約】【課題】より簡略化された構成で、現像剤担持体から
現像剤収容容器への現像剤回収時における現像剤に対す
る機械的な摺擦を軽減し、長期に亘り安定した画像を得
ることができる現像装置及びこの現像装置を備えるプロ
セスカートリッジ並びに画像形成装置を提供する。【解決手段】再帯電ローラ８は、現像ローラ１とトナ
ー供給ブラシ４との間に印加される電圧と逆極性の電圧
が現像ローラ１と再帯電ローラ８との間で放電するよう
現像ローラ１と再帯電ローラ８との間に印加されること
により、現像処理後に現像ローラ１上に残留した残留ト
ナーを帯電させ、トナー供給ブラシ４は、現像剤収容容
器３０からのトナーを保持しながら現像ローラ１に供給
すると共に、再帯電ローラ８によって帯電された上記残
留トナーをトナー供給ブラシ４上に静電吸着させ現像剤
収容容器３０内に回収するよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式や静
電記録方式等を採用する画像形成装置に用いられる現像
装置及びこの現像装置を備えるプロセスカートリッジ並
びに画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式を採用する画像形成
装置においては、例えば、潜像担持体としての感光体に
静電潜像を形成し、該静電潜像を絶縁性トナーによって
現像してトナー像として可視化し、該トナー像を記録材
上に転写し定着するという一連の画像形成プロセスによ
って画像を得ている。

【０００３】この画像形成プロセスにおける現像方法と
しては、一般に、トナーのみからなる一成分現像剤を用
いる一成分現像法の方が、磁性粒子及びトナーを含有す
る現像剤を用いる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、
この現像法に基づく現像装置が多々提案されている。
又、一成分現像法として、磁性トナーを用いない非磁性
一成分現像法が提案されており、この非磁性一成分現像
法は、近年のカラー画像の要求に対応したカラー画像を
得ることが可能なために、低コストで且つ小型の現像装
置が開発され、製品化されている。

【０００４】しかしながら、上述した非磁性一成分現像
法においては、現像剤収容容器内から現像剤担持体たる
現像ローラへの現像剤の供給と該現像ローラから上記現
像剤収容容器内への現像剤の回収とを行なうための供給
回収ローラ等を上記現像ローラに摺擦しながら回転する
よう当接させて供給回収ローラの弾性変形による圧力及
び回転による摺擦力により上記現像ローラに対するトナ
ーの供給及び回収を行なっており、又、現像ローラに近
接若しくは接触して配設された現像剤規制部材たる規制
ブレードと現像ローラとの間を現像ローラ上のトナーが
通過する際の接触摩擦により主にトナーへの電荷付与が
行なわれている。

【０００５】よって、非磁性一成分現像法においては、
現像剤収容容器内のトナーが感光体上で現像の工程に供
給されるまでの間にトナーにかかる機械的な負荷は極め
て大きく、トナーに及ぼす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。更に、供給回収ローラ
の配置位置や回転の方向・速度によっては、現像ローラ
上の現像に寄与しなかったトナーを完全に回収すること
ができないことがあり、そのトナーの一部が現像ローラ
上に現像残トナーとして残留する場合が生じる。

【０００６】上述のように現像ローラ上に残留した現像
残トナーは、再度、現像ローラと規制ブレードとの間を
通過し、感光体と現像ローラとの間の現像領域に搬送さ
れることになるが、このような供給回収ローラや規制ブ
レードによる摺擦がトナーに対して連続的に繰り返され
ると、トナーの帯電量や流動性を制御している外添剤等
がその都度、供給回収ローラと現像ローラとの摺擦によ
り受ける機械的圧力や摺擦熱の蓄積によりトナー内部に
埋め込まれてしまい、所望の帯電特性と流動性が得られ
ない劣化トナーに変質させてしまう。

【０００７】上述のような劣化トナーは初期のトナーの
特性を維持できないことから、画像形成プロセス中に多
くの問題を引き起こすことになり、例えば、上記劣化ト
ナーが現像に寄与した場合、適正な現像特性が得られな
いことによる現像不良が発生しまうと、中抜け等の転写
不良を引き起こす場合がある。又、劣化トナーを中心と
してトナーが凝集してしまい、現像ローラ上への新たな
トナー供給が阻害されて感光体に対するトナー塗布量の
低下が生じ、濃度不良等が発生することもある。更に、
このように凝集した劣化トナーが規制ブレードの現像ロ
ーラとのニップ部や現像ローラ表面で固まって融着する
と、感光体に対して部分的にトナー供給の阻害が生じて
スジ等のコート不良を発生させると共に、新しく現像ロ
ーラ上に供給されるトナーへの電荷付与を阻害する。そ
の結果、未帯電トナーを現像部に搬送することになりカ
ブリ、ムラ等の画像形成不良を生じさせる場合もある。

【０００８】又、上述したような現像方法では、トナー
にかかる負荷が大きいだけでなく、現像装置自身にかか
る負荷も大きい。例えば、供給回収ローラに上述したよ
うなスポンジ系ローラを用いた場合、現像ローラに対す
る摺擦が長時間に及ぶと、供給回収ローラ自身の磨耗、
損傷、及びスポンジ部へのトナーの進入による目詰まり
と硬度上昇等が発生し、トナー供給回収ローラとしての
役割が不十分となり感光体に対する良好なトナー供給が
できなくなることもある。

【０００９】このように従来の非磁性トナーを用いた一
成分現像法は、簡易な構成でありながら良好なトナー像
を形成することが可能である一方、トナーや現像装置に
対する機械的負荷が大きく、従来の磁性一成分現像現像
法の現像装置や二成分現像法の現像装置に比べ長期的な
耐久性安定性が著しく乏しい。よって、トナー消耗の際
には現像装置を丸ごと交換するカートリッジタイプの現
像装置で主に利用されており、複写機に見られるような
構成部品をそのままにして現像剤のみを補給していくタ
イプの現像装置にはあまり採用されていない。

【００１０】そこで、従来では、上記の諸問題を解決す
るため、図１４及び図１５に示すような現像装置が提案
されている。

【００１１】即ち、かかる現像装置は、図１４に示すよ
うに、開口部を有し現像剤たるトナーを収容する現像剤
収容容器９０３と、トナーを担持し潜像担持体たる感光
体ドラム９１１との対向位置である現像領域に搬送すべ
く上記開口部に設置された現像剤担持体たる現像ローラ
９０１と、現像ローラ９０１に対し接触若しくは近接し
て配置された現像剤供給部材たるブラシローラ９０４
と、現像剤担持体たる現像ローラ９０１上に供給された
現像剤の層厚を規制するための現像剤規制部材たる規制
ブレード９０７と、現像ローラ９０１上に残留した現像
残現像剤を回収すべく現像ローラ９０１に対向して設置
された現像剤帯電部材たる回収ローラ９１７とを有して
いる。

【００１２】ブラシローラ９０４は、例えば、現像ロー
ラ９０１に対し非接触で近接して回転可能に配置された
導電性のブラシローラであり、現像剤流路制御部材９０
５の一端に接触して配置されている。尚、現像剤供給部
材として、例えば弾性スポンジローラ等を現像剤担持体
に対して軽圧で回転可能に当接させて配置してもよい。

【００１３】又、回収ローラ９１７は、図１５に示すよ
うに、例えば、現像ローラ９０１に対向して回転可能に
接触又は近接して非接触に配置され、剥ぎ取り部材（ス
クレーパ）９１８の一端に接触して配置されている。
又、回収ローラ９１７には電源が接続されており、現像
ローラ９０１上のトナーを回収ローラ９１７に静電的に
回収できるような電位差を形成するよう電圧が印加され
ることにより、図１５に示すように、現像ローラ９０１
から回収ローラ９１７に現像残トナーＴ９ｄを静電的に
吸着して回収させることができる。

【００１４】ここで、上記の現像装置を用いた画像形成
装置の画像形成方法について簡単に説明する。

【００１５】かかる画像形成装置にあっては、図１４に
示す回転する感光体ドラム９１１は帯電器９１５により
表面を一様に帯電された後、露光装置９１４により所望
の画像データに応じた静電潜像が上記表面に形成され
る。

【００１６】次いで、該静電潜像は上記現像装置によっ
て現像ローラ９０１に担持された現像剤によりトナー像
として具現化された後、転写装置９２０によって上記ト
ナー像が記録材Ｐ９に転写される。尚、この工程におい
て記録材Ｐ９に転写されずに感光体ドラム９１１上に残
ったトナー、即ち転写残トナーは、感光体ドラム９１１
に付着したままクリーニング手段９１６に運ばれて回収
され、感光体ドラム９１１上から除去される。

【００１７】そして、上記トナー像を担持する記録材Ｐ
９は、定着装置（図示せず）によって加熱及び加圧され
ることにより上記トナー像が上記記録材に定着され排出
される。

【００１８】次に、上記画像形成工程における現像装置
の動作について詳しく説明する。

【００１９】上記現像装置にあっては、現像剤収容容器
９０３内からブラシローラ９０４に取り込まれたトナー
は、現像ローラ９０１近傍で、現像剤流路制御部材９０
５によりクラウド化されて静電凝集により現像ローラ９
０１上に供給される。尚、現像剤供給部材として例えば
スポンジローラを用いた場合には、その表面に現像剤収
容容器内のトナーを付着させ現像ローラとの当接部分ま
で搬送し、現像ローラに対するスポンジローラの圧接力
により現像ローラ上に上記トナーを付着させる。

【００２０】現像ローラ９０１表面に供給されたトナー
は、現像ローラ９０１の回転により現像ローラ９０１と
規制ブレード９０７との当接部に送られ、規制ブレード
９０７によりその層厚が規制される。このとき、トナー
への帯電付与は、主にブラシや現像ローラとトナーが接
触する際の摩擦帯電、並びにトナーが現像ローラ９０１
上で規制ブレード部を通過する際のトナーと現像ローラ
表面、或いは規制ブレード表面との摺擦時の摩擦帯電に
より行なわれる。

【００２１】現像ローラ９０１上で層厚が規制されると
共に帯電付与されたトナーは、現像ローラ９０１の回転
により現像ローラ９０１と感光体ドラム９１１との対向
位置に送られ、現像ローラ９０１と感光体ドラム９１１
との間に印加された電圧（以下、現像バイアスという）
により感光体ドラム９１１上の静電潜像に付着し可視像
化させる。

【００２２】その後、上記可視像化に寄与せず現像ロー
ラ９０１上に残留した現像残トナーＴ９ｄは、図１５に
示すように現像ローラ９０１に対向して接触又は非接触
の設置された回収ローラ９１７と現像ローラ９０１との
最近接部において、現像ローラ９０１と回収ローラ９１
７との間に働く静電気力により回収ローラ９１７側に静
電吸着することにより回収される。そして、スクレーパ
９１８にて回収ローラ９１７上の現像残トナーＴ９０３
は、現像剤収容容器９０３内に剥ぎ落とされ、再度、上
述の現像工程に戻されることとなる。

【００２３】このように現像ローラ９０１へのトナー供
給を非接触或いは従来の現像装置よりも軽圧接触で行
い、更には、現像残トナーを常時、現像ローラ９０１上
から静電的に回収して現像剤収容容器９０３内に戻すこ
とにより、トナーに連続した機械的負荷を与えず、一
度、負荷による影響を緩和させてから、再度、現像に利
用する構成が可能となるので、トナーへの機械的衝撃や
蓄熱が防止され、外添剤のめり込み等のトナー劣化を抑
えることが可能となる。よって、上記のような構成をと
ることにより、長期間にわたり安定したトナーへの帯電
を行なうことができる非磁性一成分現像法の現像装置を
提供することが可能となっている。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】上述の現像装置におけ
るトナー供給方法は、トナーに負荷を与えない低ストレ
スな供給方法であり、トナー寿命に対し高い耐久性を得
ることが可能である。又、トナークラウドから帯電した
トナーを選択的に現像ローラへと供給する構成となって
いるため、高品位な画質が形成することも可能となる。

【００２５】しかしながら、上述の現像装置では、現像
ローラ上に残った現像残トナーを回収ローラに静電的に
回収した後、掻き取りブレードにより回収ローラ上から
除去するので、機械的な摺擦による回収を行なうことに
よる次のような不具合が生じてしまっていた。

【００２６】先ず、現像装置の部品点数が増加し、構成
が複雑になるという不具合がある。これは、上述の現像
方式においては回収ローラと掻き取りブレード、及び、
回収ローラの駆動機構と掻き取りブレードの固定手段が
必要となるためである。

【００２７】次に、上述の現像装置においては、回収ロ
ーラからのトナー除去させるためには回収ローラに対し
て掻き取りブレードを精度良く、且つ、必要な加圧力で
当接させなければならず、これにより組み立て時にも位
置決め等の調整が必要となり、製造工数が複雑になって
しまう。

【００２８】更に、回収ローラには掻き取りブレードが
当接され加圧負荷を受けているので、回収ローラを回転
させるためには外部からの駆動が別途必要となる。又、
このときには掻き取りブレードにより回収ローラに圧力
が加わっているので、回収ローラを回転させるためには
大きな回転トルクが必要となる。従って、回収ローラの
駆動機構についても十分な強度をもった部品が必要とな
る。

【００２９】又、近年、定着性の向上による省エネルギ
ー化や転写性の向上による利用効率の向上と省資源化を
図るために、重合法により製造されるトナーが開発され
ているが、このような重合トナーの場合には形状が球形
化しているので、上述の現像装置においては掻き取りブ
レード部からの擦り抜けが生じ易い。従って、このよう
なトナーを用いる場合には、擦り抜けを防止する目的で
掻き取りブレードの当接圧を上げる必要があるが、上述
の回転トルクの上昇の他、負荷が上がることによりブレ
ード先端部の摩耗や破損が生じ易くなってブレードの寿
命が短くなる。

【００３０】これらのように、上述の従来の現像装置に
おいては、機械的な摺擦により回収ローラ上の回収トナ
ーの除去を行なうことによる不具合が生じてしまってい
た。

【００３１】そこで、本発明は、より簡略化された構成
で、現像剤担持体から現像剤収容容器への現像剤回収時
における現像剤に対する機械的な摺擦を軽減し、長期に
亘り安定した画像を得ることができる現像装置及びこの
現像装置を備えるプロセスカートリッジ並びに画像形成
装置の提供を目的とする。

【００３２】

【課題を解決するための手段】本出願によれば、上記目
的は、現像剤を収容し開口部を有する現像剤収容容器
と、潜像を担持する潜像担持体に対向して該開口部に回
転可能に配設され該現像剤収容容器からの現像剤を担持
しながら上記潜像担持体に供給する現像剤担持体とを備
え、上記現像剤担持体が、上記潜像担持体との間に電源
から電圧が印加されることにより上記現像剤担持体上の
現像剤を上記潜像担持体に供給するようになっている現
像装置であって、上記現像剤担持体に接触若しくは近接
して回転可能に配設され上記現像剤収容容器からの現像
剤を保持しながら上記現像剤担持体に供給する現像剤供
給部材と、上記現像剤担持体に接触若しくは近接して配
設され上記現像剤担持体上の現像剤量を所定量に規制す
るに供給する現像剤規制部材と、上記現像剤担持体に接
触若しくは近接して回転可能に配設され上記現像剤担持
体上の現像剤を所定電位に帯電させる現像剤帯電部材と
を有し、上記現像剤供給部材、上記現像剤規制部材、上
記現像剤帯電部材が、上記現像剤担持体と上記潜像担持
体との対向部から上記現像剤帯電部材、上記現像剤供給
部材、上記現像剤規制部材の順に上記現像剤担持体の回
転方向の上流に位置し、現像剤供給部材及び現像剤帯電
部材が、それぞれ、上記現像剤担持体との間に電源から
電圧が印加されるようになっている現像装置において、
現像剤帯電部材は、現像剤担持体と現像剤供給部材との
間に印加される電圧と逆極性の電圧が上記現像剤担持体
と上記現像剤帯電部材との間で放電するよう上記現像剤
担持体と上記現像剤帯電部材との間に印加されることに
より、現像処理後に現像剤担持体上に残留した残留現像
剤を帯電させ、現像剤供給部材は、現像剤収容容器から
の現像剤を保持しながら上記現像剤担持体に供給すると
共に、上記現像剤帯電部材によって帯電された上記残留
現像剤を現像剤供給部材上に静電吸着させ上記現像剤収
容容器内に回収するようになっているという第一の発明
によって達成される。

【００３３】又、本出願によれば、上記目的は、第一の
発明において、現像剤担持体及び現像剤供給部材の少な
くとも一方は表面に高抵抗層を有し、該高抵抗層の厚さ
をＬｓ［μｍ］、該高抵抗層の比誘電率をＫｓ、該高抵
抗層上の現像剤の厚さをＬｄ［μｍ］、現像剤の比誘電
率をＫｄ、上記現像剤担持体又は上記現像剤供給部材の
上記高抵抗層に印加される電圧をＶdc、上記現像剤供給
部材又は現像剤担持体に印加される電位をＶaとしたと
き、（Ｖa＋Ｖdc−３１２−６．２×（Ｌs／Ｋs＋Ｌd／
Ｋd））２−４×６．２×３１２×（Ｌs／Ｋs＋Ｌd／Ｋ
d）＜０の関係を満たすという第二の発明によっても達
成される。

【００３４】更に、本出願によれば、上記目的は、第一
の発明又は第二の発明において、現像剤帯電部材は、現
像剤担持体に対向して当接し回転可能に配設されるロー
ラ状部材であるという第三の発明によっても達成され
る。

【００３５】又、本出願によれば、上記目的は、第一の
発明又は第二の発明において、現像剤帯電部材は、現像
剤担持体に接触若しくは近接して対向配設されたコロナ
帯電器であるという第四の発明によっても達成される。

【００３６】更に、本出願によれば、上記目的は、第一
の発明又は第二の発明において、現像剤帯電部材は、現
像剤に対して現像剤規制部材及び現像剤担持体と逆極性
の帯電付与性となるよう構成され現像剤担持体上の現像
剤に接触するよう配設された摩擦現像剤帯電部材である
という第五の発明によっても達成される。

【００３７】又、本出願によれば、上記目的は、第一の
発明乃至第五の発明のいずれかにおいて、現像剤供給部
材は、現像剤担持体に当接して対向配設されたブラシ状
部材、弾性ローラ状部材、或いは磁気ブラシ状部材のい
ずれかであるという第六の発明によっても達成される。

【００３８】更に、本出願によれば、上記目的は、第一
の発明乃至第五の発明のいずれかにおいて、現像剤供給
部材は、現像剤担持体に近接して対向配設されたブラシ
状部材、弾性ローラ状部材、或いは磁気ブラシ状部材の
いずれかであり、現像剤供給部材と現像剤担持体との間
に交番磁界が形成されるようになっていることとすると
いう第七の発明によっても達成される。

【００３９】又、本出願によれば、上記目的は、第一の
発明乃至第八の発明のいずれかにおいて、現像剤供給部
材は、導電性部材で形成されているという第八の発明に
よっても達成される。

【００４０】更に、本出願によれば、上記目的は、第一
の発明乃至第八の発明のいずれかにおいて、現像剤帯電
部材は、電圧が印加されることにより現像剤担持体との
間で放電を生じるようになっているという第九の発明に
よっても達成される。

【００４１】又、本出願によれば、上記目的は、第一の
発明乃至第八の発明のいずれかにおいて、現像剤帯電部
材は、現像処理後の現像剤担持体上の残留現像剤を摩擦
帯電するよう構成されているという第十の発明によって
も達成される。

【００４２】更に、本出願によれば、上記目的は、第一
の発明乃至第三の発明のいずれかにおいて、現像剤担持
体は、周期的に変化する電圧が印加され、現像剤供給部
材は、上記電圧の周期に同期して電圧が印加されるよう
構成されているという第十一の発明によっても達成され
る。

【００４３】又、本出願によれば、上記目的は、現像装
置を保持し画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセ
スカートリッジであって、第一の発明乃至第十の発明の
いずれかの現像装置を備えるという第十二の発明によっ
ても達成される。

【００４４】更に、本出願によれば、上記目的は、一連
の画像形成プロセスによって形成された画像を記録材に
記録する画像形成装置であって、第一の発明乃至第十一
の発明のいずれかの現像装置、又は、第十二の発明のプ
ロセスカートリッジを備えるという第十三の発明によっ
ても達成される。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に関し
て、添付図面に基づき説明する。

【００４６】（第一の実施形態）先ず、本発明の第一の
実施形態について説明する。

【００４７】図１は、本発明の第一の実施形態にかかる
画像形成装置の概略構成を示す断面図である。

【００４８】先ず、本実施形態にかかる画像形成装置全
体について説明する。

【００４９】本実施形態の画像形成装置は、潜像担持体
として、有機感光体（ＯＰＣ）を用いた感光体ドラム１
１を備えている。

【００５０】かかる画像形成装置にあっては、ローラ状
の帯電器１５が、感光体ドラム１１表面を一様に帯電さ
せ、露光装置１４が、帯電後の感光体ドラム１１に所望
の画像データに応じた露光を行なうことにより静電潜像
を形成する。

【００５１】次いで、上記静電潜像は、現像装置３が感
光体ドラム１１に現像剤たるトナーを付与することによ
り、トナー像として可視化される。

【００５２】そして、感光体ドラム１１上に形成された
トナー像は、感光体ドラム１１の回転により転写部に搬
送され、転写部において転写装置２０により紙等の記録
材Ｐに転写された後、定着器（図示せず）にて記録材Ｐ
上に定着されて画像出力される。

【００５３】又、感光体ドラム１１上に残った転写残ト
ナーは、感光体ドラム１１の回転に伴ってクリーニング
装置１６に搬送され、クリーナー手段によって感光体ド
ラム１１上から除去され、画像形成動作が完了する。

【００５４】次に、本発明による現像装置３について詳
細に説明する。

【００５５】本実施形態の現像装置３は、現像剤担持体
たる現像ローラ１と、現像剤供給部材たるトナー供給ブ
ラシ４と、現像ローラ１の表面に押圧させた状態で配置
されている回転可能な導電性ローラである現像剤帯電部
材たる再帯電ローラ８とを備えている。

【００５６】本実施形態では、現像剤供給部材として導
電性ブラシローラを用い、現像剤帯電部材として導電性
ローラ部材（以下、再帯電ローラという）を用い、この
再帯電ローラにＡＣ電圧を重畳したＤＣ電圧を印加して
放電を生じさせるようになっている。

【００５７】現像ローラ１は、図１中矢印の方向に回転
し、芯金１ｃ上に弾性層を有する弾性現像ローラであ
る。

【００５８】現像ローラ１に第一に要求される特性は、
導電性と弾性を有するということであり、これを満足す
る一番簡単な構成は、金属シャフトと導電性ゴムローラ
という組合せであるがトナーＴを現像ローラ１の表面に
圧接されつつ搬送されるために表面の平滑性が必要とな
る。

【００５９】尚、本実施形態では、現像ローラ１を潜像
担持体である感光体ドラム１１に接触させてトナー像を
形成する接触現像方式を採っている。

【００６０】図２は、現像ローラ１の層構成を示す断面
図である。

【００６１】弾性層１ａの材料としては、シリコンゴム
・ＮＢＲゴム・ＥＰＤＭゴム・ウレタンゴム等の一般的
なゴム材料が使用可能であるが、本実施形態において
は、金属製の芯金１ｃ上に弾性層としてシリコンゴム層
を成形したものを使用した。又、上記弾性層の構成とし
ては単層の構造のものでもかまわないが、本実施形態で
は、トナーへの電荷付与性を考慮して、弾性層の表面に
ナイロン等の樹脂にカーボン等を分散させた導電性樹脂
膜１ｂを被覆した。

【００６２】尚、弾性層のゴム硬度は導電性膜１ｂを含
め、ＪＩＳ−Ａゴム硬度計により計測され、その硬度は
２０〜７０度のものが適当とされる。ゴム硬度が７０度
を超えると感光体ドラム１１との接触面積が小さくなっ
て現像領域が狭くなるので、十分な量のトナーを現像す
ることが困難となる。

【００６３】又、同様にゴム硬度が高いと、現像ローラ
１を感光体ドラムに当接させる際に進入量の変動が発生
し、現像ローラ１と感光体ドラム１１との当接圧を大き
く変化させることがあるので、構成上好ましくない。一
方、ゴム硬度が低すぎる（２０度以下）と、ゴムの圧縮
永久歪みが大きくなるので、長期間の放置等によりゴム
弾性が失われて変形する虞がある。

【００６４】更に、現像ローラ１の表面はトナーの搬送
性を考慮して、その表面粗さであるＲｚ値が３〜２０μ
ｍであることが望ましく、使用するトナーの粒径・形状
に合わせて設定される。本実施形態においては弾性層の
最表面に薄い導電性樹脂膜１ｂを設けているが、この膜
は約１０μｍと非常に薄いため、弾性層で設定した表面
粗さがそのまま表面に反映される。

【００６５】又、現像ローラ１の抵抗としては、トナー
との接触摩擦帯電時に発生するカウンターチャージがロ
ーラ表面に残留しないようその抵抗値はなるべく低い方
が好ましい。しかしながら、感光体ドラムの表面にしば
しばピンホールが存在するので、現像時、感光体ドラム
１１と現像ローラ１の当接ニップ部において電流リーク
を起こす場合もある。よって、現像ローラ１の抵抗値は
上記導電性樹脂膜１ｂを含めた状態で１０³〜１０⁹Ω・
ｃｍ程度の体積抵抗となるよう設定するのが望ましい。

【００６６】無論、現像ローラ１の層構成は上記記載に
限るものでなく、例えば、複数弾性層の構成を持った積
層型の現像ローラ１等であってもよく、使用するトナー
や画像形成の条件に応じて選択・決定すればよい。

【００６７】現像バイアス電源２は、所望の現像バイア
スを現像ローラ１に印加するための電源であり、所望の
現像方式に応じて適当な現像バイアスが印加される。本
実施形態では、接触現像方式を用いているので、感光体
ドラム１１との電流のリーク等を考慮し、ＤＣのみの現
像バイアスＶdcを印加した。

【００６８】現像装置３は、現像剤収容容器３０と、ト
ナー容器４０とを備え、トナー供給ブラシ４は、現像剤
収容容器３０内の非磁性トナーＴを現像ローラ１に供給
するため、約１００μｍ〜１ｍｍの距離をもって現像ロ
ーラ１と近接し現像ローラ１の回転方向と同方向（最近
接部において逆方向）に回転可能となるよう設置されて
いる。ここで、トナー供給ブラシ４として、図４に示す
ように、低抵抗の電気的特性をもつ導電性繊維４ａ（１
０²〜１０⁸Ω・ｃｍと、高抵抗の絶縁性繊維４ｂ（１０
⁸〜１０¹⁵Ω・ｃｍ）の２種類を混毛したブラシ部材を
ＳＵＳ等の金属芯金に巻きつけたファーブラシを用いて
いる。本実施形態では、現像剤として負に帯電極性をも
つトナーを用いるため、対する上記絶縁性繊維は正極性
の帯電特性をもつものが望ましい。よって、本実施形態
では、ナイロン性の絶縁性繊維を（１０⁸〜１０¹⁵Ω・
ｃｍ）使用した。無論、絶縁性繊維はナイロンに限るも
のではなく、トナーの特性に応じて絶縁性繊維の選択を
行えばよく、本実施形態のような場合、レーヨン等の材
質であってもよい。

【００６９】一方、上記の導電性繊維は上記抵抗を満た
すことが第一の条件であるが、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ーさまざまであ
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。即ち、分散系導電性繊維の表面には導電部以外に絶
縁部が存在するため、トナーとの接触時を考慮して導電
性繊維の基礎構成素材とし、トナーに対し正帯電特性を
もつ材質を選ぶことが望まれる。本実施形態では、ナイ
ロン系の導電性繊維を使用した。

【００７０】又、本実施形態に用いられる繊維には、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、
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、それら混毛した状態で１
〜２０万本／インチ²の植密度をもち且つパイル長が１
〜１０ｍｍになるよう設定した。

【００７１】現像剤流路制御部材（トナー流路制御部
材）５は、トナー供給ブラシ４からトナーをクラウド化
するともに、現像ローラ１方向へトナーを叩き出すた
め、トナー供給ブラシ４と接するように配置されてい
る。本実施形態では、現像剤流路制御部材５にその厚さ
が１００μｍ〜１ｍｍ程度の金属製薄板を用いており、
具体的にはＳＵＳ若しくはリン青銅の薄板を用いてい
る。尚、本実施形態では、図中に示すようストレートの
薄板を用いているが、その形状は上記に限るものではな
く、トナーをクラウド化する方向によっては曲げ加工を
施す場合もある。

【００７２】又、トナー供給ブラシとの接触面に介在す
るトナーへの帯電付与を考慮し、現像剤流路制御部材５
のトナー供給ブラシ４との接触面にトナーに対し電荷付
与能が高い樹脂、例えば、ナイロンにカーボンを分散さ
せその抵抗を〜１０⁵Ω・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、より
トナーへの帯電付与が安定することになる。

【００７３】現像剤規制手段たる規制ブレード７は、現
像ローラ１に塗布されたトナーの層厚を均一に規制する
ようになっている。

【００７４】規制ブレード７は、例えば、ステンレス、
ベリリウム銅又はリン青銅等からなる薄板バネ材の先端
部に、例えばシリコンゴムやウレタン等のＪＩＳ−Ａ硬
度で３０〜８５度のゴム弾性体又は樹脂からなるチップ
をほぼ全長に亘って長手方向に接着し、このチップが、
当接部半径が０．５〜６ｍｍ程度の断面半円形状を呈し
ており、この円弧状部を現像ローラ１に所定の加重で押
圧されるようになっている構成や、０．１ｍｍ程度の厚
みをもったステンレス製の薄板バネ材の先端を弾性現像
ローラの反対方向に直角に折り曲げ、この折り曲げ部が
弾性現像ローラに食い込む状態で接触させた構成が提案
されている。

【００７５】これらのような支持構造の規制ブレード７
を用いる場合、薄板バネ材の弾性により圧力（加重）ム
ラ（精度不足）が補償されるため、現像ローラ１の動き
に容易に追従し、確実にムラのないトナー層形成を行な
うことができる。

【００７６】本実施形態では、０．１ｍｍ程度の厚みを
持ったステンレス製の薄板の先端をその先端部から約２
ｍｍの位置で弾性現像ローラの反対方向にＬ字状に折り
曲げたものであり、折り曲げ部が弾性ローラに食い込む
状態で接触する。このときの接触圧は、線圧約５〜１０
０ｇ／ｃｍ程度に設定した。

【００７７】再帯電ローラ８は、現像に寄与しなかった
現像ローラ１上の現像残トナーＴdに対して、現像ロー
ラ１との間で発生する放電を用いて逆極性にトナーを再
帯電するため、現像ローラ１と接触しつつ、従動に回転
可能となるよう設置されている。又、再帯電ローラ８
は、芯金と導電性スポンジ層、及び中抵抗表層の３層か
らなり、再帯電ローラ８の芯金は再帯電電源１３に接続
され、上記放電を行なうため、再帯電ローラ８と現像ロ
ーラとの間に印加される電圧（以下、再帯電バイアスと
いう）Ｖreが印加可能となっている。

【００７８】図５に、本発明で実際に使用した再帯電ロ
ーラ８の概略断面図を示す。

【００７９】本実施形態にて、再帯電ローラ８は、例え
ば円筒状或は円柱状の導電性支持体である芯金８３上に
少なくともゴム、エラストマー、樹脂よりなる弾性層８
２を有し、更にはその弾性層８２の上層に一層以上の被
覆層８１を有するローラ形状とされる。

【００８０】円筒状或は円柱状の芯金８３は、現像ロー
ラ１に撓むことなくニップが長手方向に均等となるよう
な剛性を持って当接可能な材質であれば良く、アルミニ
ウム、鉄、銅及びステンレス等の金属或は合金、又、カ
ーボンや金属粒子等を分散した導電性樹脂等を用いるこ
とができる。

【００８１】弾性層８２は、現像ローラ１と隙間なく当
接できる硬度を有し、更に、印加されるバイアスに対し
て或る程度の電気的耐圧を有していれば良い。

【００８２】弾性層８２として使用し得る具体的なゴム
材質としては、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（Ｎ
ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エ
チレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、クロロスル
ホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、アクリロニ
トリルブタジエンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム、ウ
レタンゴム、ウレタンスポンジ等が挙げられる。抵抗値
としては体積抵抗率で１０⁵〜１０¹¹好ましくは１０⁵〜
１０⁷Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加時）が望ましい。再帯電ロ
ーラ８に求められる抵抗値については後述する。

【００８３】被覆層８１の材質は、現像ローラ１上の現
像残トナーＴdを再帯電する上で重要なファクターとな
る。それは、再帯電ローラ８に求められる機能が、感光
体ドラム１１上を帯電する帯電器１５と同様だからであ
る。

【００８４】感光体ドラム１１上を帯電する帯電器１５
は、抵抗値が非常に安定していて、表面の微視的な抵抗
ムラが無い場合は単層構成のローラでも機能を満足する
ことができる。これは帯電が感光体ドラム表面材質と帯
電ローラ材質との間に電圧が印加された状態で生じる放
電に依るものであり、放電に寄与する静電容量は抵抗値
で決まってしまうためである。従って、抵抗制御と表面
の微視的な抵抗ムラを抑えるためにも、帯電ローラを２
層構成とすることで各層の機能分離を行い、下層の弾性
層に大まかな抵抗値制御を、表層の被覆層に抵抗値の微
調整の機能を担わせるのが材料選択肢の拡大、コスト
等、製造上の面からも望ましい。

【００８５】上記の観点から、本実施形態の再帯電ロー
ラ８についても２層構成を採っており、被覆層８１に用
いられる材質としては、ナイロン樹脂、ウレタン樹脂、
フッ素樹脂等に、導電材として酸化チタン、酸化スズ等
の金属酸化物を分散し、抵抗制御したものが望ましい。

【００８６】又、被覆層８１としてシート状或はチュー
ブ状の樹脂を巻き付けるタイプでも構わない。

【００８７】被覆層８１の抵抗は、現像ローラ１と接し
て放電するために充分な表面抵抗を有している必要があ
る。その表面抵抗値としては、１０⁶〜１０¹⁵好ましく
は１０¹¹〜１０¹⁵Ω／ｃｍ²（１ｋＶ印加時）が有効で
ある。

【００８８】表面抵抗の測定には１００×１００ｍｍの
導電性シートに、同様な条件で被覆層を塗布したサンプ
ルを作り、Ａｄｖａｎｔｅｓｔ社製Ｒ８３４０Ａ及びＲ
１２７０４を用い、印加電圧１ｋＶ、ｄｉｓｃｈａｒｇ
ｅ５ｓｅｃ、ｃｈａｒｇｅ３０ｓｅｃ及びｍｅａｓｕ
ｒｅ３０ｓｅｃの条件で測定した値である。

【００８９】このようなことから、本実施形態で使用し
た再帯電ローラ８の構成は、外径６ｍｍのステンレス製
の芯金８３上に、弾性層８２として厚さ３ｍｍのウレタ
ンスポンジ（体積抵抗率１０⁵Ω・ｃｍ（１ｋＶ印加
時））を形成し、被覆層８１としては、ナイロン樹脂で
あるメトキシメチル化ポリアミドに酸化チタンを分散し
たものを用いた。その厚さは１０μｍ、表面抵抗値は１
０¹³Ω／ｃｍ²であった。再帯電ローラ８の外径は約１
２ｍｍであった。

【００９０】撹拌部材１０は、トナー容器４０内部のト
ナーをトナー供給ブラシ４に送るため、隔壁１２の開口
部より現像剤収容容器３０側にトナーを供給するように
なっている。尚、本実施形態におけるトナーには、トナ
ーとしては、負の荷電制御剤を含んだスチレン／アクリ
ル樹脂とスチレンブタジエン樹脂の共重合体と顔料から
成る平均粒径６μｍのトナー粉体にコロイダルシリカ
１．４％を外添したものを用いた。無論、本発明におけ
る現像装置で使用可能なトナーは上記粉砕トナーのみで
はなく、熱可塑性樹脂に着色剤を混合分散し粉砕化した
絶縁性非磁性一成分トナーや重合トナー等も使用可能で
ある。

【００９１】次に、画像形成動作時の現像装置内のトナ
ーの動きについて説明する。

【００９２】現像装置３内のトナー容器４０側のトナー
Ｔは、撹拌部材１０により現像剤収容容器３０側の回転
するトナー供給ブラシ４に向けて送られる。このとき、
トナーはトナー供給ブラシ４の混合繊維と接触・摺擦す
ることにより負極性に帯電される。又、この際、トナー
は、トナー供給ブラシ４の繊維間、及び、その表面に鏡
映力等の付着力によって保持され、トナー供給ブラシ４
の回転と共に現像剤流路制御部材５に向けて搬送され
る。

【００９３】現像剤流路制御部材５との接触部まで搬送
されたトナーは、現像剤流路制御部材５と接触・摺擦さ
れることでより安定して電荷が付与されると共に、現像
剤流路制御部材５を通過した後、図３に示すように繊維
の弾性力によりトナー供給ブラシ４の回転方向に弾き出
飛ばされ、クラウド状となって現像ローラ１の方向Ａに
飛翔する。

【００９４】更に、トナー供給ブラシ４と現像ローラ１
との間には、感光体ドラム１１と現像ローラ１との間に
印加された現像バイアスＶdcと、電源６により現像ロー
ラ１とトナー供給ブラシ４との間に印加されたバイアス
Ｖfとにより交番電界が形成されるため、クラウド化さ
れたやトナー供給ブラシ４に付着した負に帯電したトナ
ーＴnが静電的に現像ローラ側に引き寄せられ、現像ロ
ーラ１上に静電吸着により担持搬送される。例えば、現
像バイアスをＶdc=−３５０Ｖと設定した場合、電源６
により、現像バイアスに対しΔＶ=−３５０Ｖ程度を加
えたＤＣ電圧をトナー供給ブラシ４に供給バイアスとし
て印加（Ｖf=−７００Ｖ）するよう設定すれば、トナー
供給ブラシ側の負に帯電したトナーＴnはＤＣの差分に
よる電界の作用によりトナー供給ブラシ４から現像ロー
ラ１側へと飛翔していくような構成となる。無論、上記
印加バイアスＶfは、使用するトナーの帯電特性並びに
ブラシと現像ローラとの間隔等に応じて設定を変化させ
るものである。

【００９５】このように、帯電したトナーを一度クラウ
ド化し、静電吸着により現像ローラ上に電界コートする
ことで、非接触にてトナーを現像ローラ１上に供給する
ので、トナーへの機械的ストレスを著しく低減させこと
ができ、又、あらかじめ帯電したトナーのみが現像ロー
ラ１上に供給されるため、トナー層内での帯電量分布の
偏りが少ないものとなる。

【００９６】現像ローラ１に担持、搬送されたトナーＴ
nは規制ブレード７より薄層化されるとともに規制ブレ
ード７と現像ローラ１との間でさらなる摩擦帯電が行わ
れ、均一な帯電量分布をもった薄層密なトナー層に形成
される。

【００９７】一方、現像ローラ１上の現像に寄与せず現
像ローラ１上に担持された現像残トナーＴdに対して
は、本発明の特徴である以下の動作を行なう。

【００９８】上記現像部において現像に寄与せず現像ロ
ーラ１上に担持された現像残トナーＴdは、現像ローラ
１の回転に伴い、現像ローラ１と再帯電ローラ８との当
接部分を通過する。このとき、現像ローラ１と再帯電ロ
ーラ８との間にＡＣ電圧を重畳したＤＣ電圧である再帯
電バイアスＶreが印加されることにより、再帯電ローラ
８と現像ローラ１との間で放電が発生する。

【００９９】そして、再帯電ローラ８側に印加されるＤ
Ｃ成分により、現像ローラ１側には逆極性の電荷が付与
され再帯電する。ここで、本実施形態で用いているトナ
ーは、絶縁性トナーであるためであり、現像ローラ１や
再帯電ローラ８から直接的な電荷の注入をほとんど受け
ず、専ら再帯電ローラ８の表面からの放電によってのみ
しか帯電を受けない。これにより、本実施形態の場合、
現像ローラ１側に担持された現像残トナーには正極性の
電荷が付与され現像ローラ１上の現像残トナーＴdは負
極性Ｔnから正極性Ｔpになることになる。

【０１００】又、ＡＣ電圧を印加することによって再帯
電ローラ８からの放電だけでなく現像ローラ１からの逆
放電も励起することができ、現像ローラ１上の現像残ト
ナーＴd層の内部や下層部にまで電荷を付与することが
可能になる。

【０１０１】又、更に高いＡＣ電圧を再帯電ローラ８に
印加した場合には、現像ローラ１と再帯電ローラ８との
間で形成される交番電界により、トナーが現像ローラ１
と再帯電ローラ８の空隙部分を往復飛翔し始めるため、
トナー層の中でトナーの入れ替わりが発生し、トナー層
全体を均一に再帯電することが可能になる。

【０１０２】正極性の電荷が付与された現像ローラ１上
の現像残トナーＴd’（Ｔp）は、図３に示すように現像
ローラ１の回転に伴い、現像剤供給部材であるトナー供
給ブラシ４の対向部（Ｂ部）に搬送される。このとき、
トナー供給ブラシ４と現像ローラ１の間には、上述した
感光体ドラム１１と現像ローラ１との間に印加された現
像バイアスＶdcと、電源６により現像ローラ１とトナー
供給ブラシ４との間に印加されたバイアスＶfとにより
電界が形成されているため、トナー供給時とは逆に、現
像ローラ１上の正に帯電した現像残トナーＴd’（Ｔp）
は現像ローラ１側から引き剥がされて、より電位的に低
い側であるトナー供給ブラシ４に静電吸着され、トナー
供給ブラシ４の回転により担持搬送される。

【０１０３】このようにして、現像ローラ１上から現像
残トナーＴdが回収される。

【０１０４】よって、上述したように、本実施形態によ
れば、現像残トナーを強制的に逆極性に再帯電すること
により、トナー供給ブラシ４と現像ローラ１の対向部に
おいて形成される電界により、トナーに付与された帯電
極性の違いを利用してブラシ側の負極性の供給トナーと
現像ローラ側の正極性の現像残トナーを入れ替え、現像
ローラへのトナーの供給と回収（剥ぎ取り）を同時に行
なうことにより、現像装置内のトナーが十分に回収でき
なくなることでの現像装置内でのトナー劣化の発生と、
それによる濃度低下やカブリ等の画像不良の発生がなく
なる。

【０１０５】（第二の実施形態）次に、本発明の第二の
実施形態について説明する。尚、第一の実施形態と同様
の構成に関しては、同一符号を付し、その説明を省略す
る。

【０１０６】本実施形態では、現像剤供給部材たるトナ
ー供給ローラとして現像ローラに当接させた弾性スポン
ジローラを用い、現像剤帯電部材としてコロナ帯電器を
用いており、現像ローラとトナー供給ローラとの間の空
隙にかかる電圧がＰａｓｃｈｅｎ則に従う放電電圧より
も小さくなるように供給バイアスを設定することによ
り、回収効率を維持するようになっている。

【０１０７】第一の実施形態で説明したように、現像残
トナーを強制的に逆極性に再帯電することにより、トナ
ー供給部材と現像ローラ１の対向部において形成される
電界により、トナーに付与された帯電極性の違いを利用
して供給部材側の負極性の供給トナーと現像ローラ側の
正極性の現像残トナーを入れ替え、現像ローラへのトナ
ーの供給と回収（剥ぎ取り）を同時に行なうことによ
り、現像装置内でのトナー劣化の発生を防止することが
可能となる。

【０１０８】更に第二の実施形態では、現像ローラに印
加される現像電圧に同期してトナー供給部材に印加する
電圧を変化させることにより、現像ローラとトナー供給
部材との対向近傍における放電の発生とそれによる回収
効率の低下を防止し、さらなる画像品位の向上と長期安
定性の両立を図るものである。

【０１０９】図６に本発明の第二の実施形態に現像装置
の断面図を示し、図７に現像バイアスとトナー供給バイ
アスの印加状態の一例を示す。

【０１１０】現像剤担持体たる現像ローラ１０１は、図
６に示すように、図中矢印の方向に回転し、第一の実施
形態と同様に、芯金上に弾性層を有する弾性現像ローラ
である。尚、本実施形態においても、現像ローラ１０１
を潜像担持体である感光体ドラム１１１に接触させてト
ナー像を形成する接触現像方式を採っている。

【０１１１】電源１０２は、所望の現像バイアスを現像
ローラ１０１に印加するため、所望の現像方式に応じて
適当な現像バイアスＶdc２が印加される。本実施形態で
は、現像バイアス電源１０２より現像バイアスとしてＡ
Ｃを重畳したＤＣ電圧を印加し、具体的には、Ｖpp＝２
０００Ｖ、周波数ｆ＝２ＫＨｚの矩形波をＤＣ電圧に重
畳した。

【０１１２】このＡＣバイアス分により、現像ローラ１
０１上のトナーは、感光体ドラム１１１と現像ローラ１
０１との当接部近傍にて往復運動を行なう。これによ
り、感光体ドラム１１１上の静電潜像にトナーを繰り返
し充填していくことになるので、特に、孤立ドットの様
な小さな潜像でも、忠実に再現することが可能となるの
で、画像品位、特にハーフトーンにおける階調の再現性
を向上させることができる。

【０１１３】このように現像ローラ１０１に印加される
現像バイアスが周期的に変化しているため、トナー供給
ローラ１０４に印加される供給バイアスに対して定常的
なＤＣバイアスを印加した場合、図９に示すように供給
電位差も変動してしまい、現像ローラとトナー供給ロー
ラとの間の空隙にかかる電圧がＰａｓｃｈｅｎ則に従う
放電電圧よりも大きくなって気中放電を発生させ、トナ
ー供給ローラからの供給および回収の効率を低下させて
しまう状態が発生する。

【０１１４】そこで、本実施形態においては、図７に示
すように現像電圧に同期してトナー供給ローラ１０４に
印加する電圧を変化させた。具体的には、トナー供給バ
イアス電源１１３よりＶpp＝２０００Ｖ、周波数ｆ＝２
ＫＨｚの矩形波をＤＣ電圧Ｖaに重畳し、これをコント
ローラ１２３により現像バイアス電源１０２のＡＣ出力
と同期させる制御を行って出力した。

【０１１５】現像装置１０３にあっては、トナー供給ロ
ーラ１０４が、現像剤収容容器１３０内の非磁性トナー
Ｔを現像ローラ１０１に供給するため、現像ローラ１０
１の回転方向と同方向（最近接部において逆方向）に回
転可能となるよう現像ローラ１０１に対して侵入量約１
００μｍで当接設置されている。

【０１１６】本実施形態においては、現像剤供給部材で
あるトナー供給ローラ１０４として導電性スポンジロー
ラを用いた。スポンジローラを用いる場合、スポンジ表
面に付着して搬送されたトナーを、直接、現像ローラに
圧着して供給することができるので、第一の実施形態に
おいて用いた現像剤流路制御部材が不要となる上、現像
バイアスと供給バイアスによる静電吸着力に加えて凝集
力による作用があるので現像ローラへの現像剤の供給量
が多くなり、現像剤供給部材であるスポンジローラの回
転数が少なくて済む。又、本実施形態では現像ローラ１
０１にトナーを供給することだけを行なうので、通常の
非磁性一成分現像装置で用いているスポンジＲＳローラ
の機能である、現像ローラ１０１からトナーを剥ぎ取る
作用が不要となる。このため、本実施形態に於いては現
像ローラ１０１とトナー供給ローラ１０４は軽圧での接
触していればよく、スポンジローラであるトナー供給ロ
ーラ１０４の現像ローラへの侵入量は０．１ｍｍとし
た。これにより、通常の非磁性一成分現像装置での場合
に比べて、スポンジローラでの摺擦によるトナーに機械
的なダメージを与えることが少なくて済む。

【０１１７】トナー供給ローラ１０４は、金属シャフト
１０４ａの周囲に１０⁹Ω・ｃｍ程度以下の導電性を有
する密度０．４５ｇ／ｃｍ²、セル数５０〜６０セルｍ
ｍ程度の軟質発泡ポリウレタンフォーム層１０４ｂを設
けた構成であり、回転速度が現像ローラ１０１の０．５
倍程度で回転方向がカウンター方向に接触するように設
定される。尚、ウレタンフォーム層１０４ｂとしてはこ
れに限定されるものではなく、機械的要求或いは電気的
特性等が満たされる他の回転ブラシや発泡シリコンゴム
等多くの材料による代替することが可能である。

【０１１８】又、第一の実施形態と同様に、トナー供給
ローラ１０４にはバイアス電源１０６により現像ローラ
１０１より高い電位のバイアス電圧をかけることによ
り、トナーＴの電荷量による選択供給性が良好に働き、
現像ローラ１０１上に供給されるトナーの電荷量を揃え
ることができ、これにより感光体ドラム１１１との当接
領域において良好な画像を得ることができる。

【０１１９】本実施形態においては、現像剤帯電部材と
して、コロナ帯電器１１７を用いた。本実施形態では図
６に示すようなコロナ帯電器１１７が、現像ローラ１０
１表面から約５ｍｍの空隙を持って設置されている。こ
のコロナ帯電器１１７の構成は線径３０〜１００μｍの
タングステン等からなるコロナワイヤー１１７ａと、コ
ロナワイヤーから１ｃｍ程度離れた導電性シールド板１
１７ｂにより３方を覆ったコロトロン帯電器であり、放
電を安定させるためにコロナワイヤー１１７ａに対して
電源から所定のＤＣ電圧に重畳して５ＫＶpp、周波数２
ＫＨｚのＡＣ電圧を印加している。

【０１２０】画像形成動作時には、第一の実施形態と同
様の動作を行なう。即ち、現像に寄与せず現像ローラ１
０１上に担持された現像残トナーＴdは現像ローラ１０
１の回転に伴い、コロナ帯電器１１７との対向部分を通
過する。このとき、コロナ帯電器１１７には電源１１３
よりＡＣ電圧を重畳したＤＣ電圧であるバイアスを印加
していることにより、コロナ帯電器１１７で放電が発生
し、現像残トナーＴdに対して逆極性（本実施形態にお
いては正極性）の電荷が付与される。

【０１２１】正極性の電荷が付与された現像ローラ１０
１上の現像残トナーＴd’は、現像ローラ１０１の回転
に伴い、現像剤供給部材であるトナー供給ローラ１０４
の対向部に搬送される。このとき、トナー供給ローラ１
０４と現像ローラ１０１との間には、現像ローラ１０１
に印加された現像バイアスＶdc２と電源１０６によりト
ナー供給ローラ１０４に印加されたバイアスＶf２とに
より電界が形成されているため、トナー供給時とは逆
に、現像ローラ１０１上の正に帯電した現像残トナーＴ
d’は現像ローラ１０１側から静電的に引き剥がされ
て、より電位的に低い側であるトナー供給ローラ１０４
に静電吸着されることで、現像ローラ１０１上から回収
される。

【０１２２】回収された現像残トナーＴd’は、トナー
供給ローラ１０４の回転により現像剤収容容器中に担持
搬送される。このようにして、現像ローラ上から現像残
トナーが回収される。

【０１２３】このようにして、本発明においては、現像
残トナーを強制的に逆極性に再帯電することにより、ト
ナー供給ローラ１０４と現像ローラ１０１の対向部にお
いて形成される電界により、トナーに付与された帯電極
性の違いを利用してトナー供給ローラ１０４側の負極性
の供給トナーＴnと現像ローラ側の正極性の現像残トナ
ーＴd’を入れ替え、現像ローラ１０１へのトナーの供
給と回収（剥ぎ取り）を同時に行なうものである。

【０１２４】ここで、本実施形態のような現像ローラ１
０１に交番電圧を印加を行わない場合においても、一般
に現像ローラ１０１に印加する現像バイアスは、その適
正な画像形成条件や環境、寿命等の影響により変化させ
ることが多い。例えば、画像濃度を挙げるためには現像
バイアスを高く、一方、高湿環境下では感光体の感度が
上がるために、現像バイアスを低くする。

【０１２５】このように安定した画像出力を行なうため
には現像バイアスは変化させしまうので、供給バイアス
に定常的なＤＣバイアスを印加した場合、図９に示すよ
うに供給電位差も変動してしまう。

【０１２６】ところが、現像ローラとトナー供給ローラ
が接触させている場合には、その空隙は漸次離間してい
くことになる。このとき、現像ローラとトナー供給ロー
ラとの間の空隙にかかる電圧がＰａｓｃｈｅｎ則に従う
放電電圧よりも大きくなると、空隙中で気中放電を発生
させて両極性の電荷イオンを発生させるために、トナー
供給ローラ当接部において現像残トナーの帯電量が減少
する、或いは極性が再度反転してしまい、トナー供給ロ
ーラへの静電吸着による回収効率を低下させてしまう状
態が発生する。

【０１２７】そこで、本実施形態においては、図７に示
すように現像電圧に同期して供給ローラ１０４に印加す
る電圧を変化させた。具体的には、供給バイアス電源１
１３より出力されるＤＣ電圧Ｖaをコントローラ１２３
により現像バイアス電源１０２のＡＣ出力と同期させて
変化させて出力した。

【０１２８】このとき、本実施形態では、現像ローラ１
０１とトナー供給ローラ１０４との間の空隙にかかる電
圧がＰａｓｃｈｅｎ則に従う放電電圧よりも小さくなる
ように、バイアス電源１３による供給バイアスを設定
し、トナー供給ローラ１０４との当接部近傍において気
中放電が発生することを防止している。

【０１２９】次に、再帯電された現像ローラ１０１上の
現像残トナーＴdが、接触当接するトナー供給ローラ１
０４上に転移するための最適供給バイアスがどのように
決まるかについて説明する。

【０１３０】図１０は、通常雰囲気中での現像ローラ１
０１とトナー供給ローラ１０４との間の空隙（ＧＡＰ）
と放電電圧の関係を示した図で、図１０中実線は修正Ｐ
ａｓｃｈｅｎ曲線と言われる、一般的な空隙と放電開始
電圧の関係を示す曲線である（Ｒ．ＭＳＣＨＡＦＦＲ
Ｔ著、電子写真、共立出版、参照）。

【０１３１】他の点線、破線は現像ローラの電位Ｖaを
パラメータとし、空気間隙、即ち現像ローラ１０１とト
ナー供給ローラ１０４とのＧＡＰ（ｚ）を変化させた場
合に、そのＧＡＰにかかる電圧Ｖg〔Ｖ〕の変化を表し
ている。Ｖg〔Ｖ〕は以下の計算式から求まる計算値で
ある。

【０１３２】Ｖg＝（Ｖa＋Ｖdc）ｚ／（Ｌs／Ｋs＋Ｌd／Ｋd＋ｚ） …（１）ここで、Ｖa：現像ローラに印加された現像バイアスの電位
〔Ｖ〕Ｖdc：トナー供給ローラに印加された供給バイアスの電
位〔Ｖ〕Ｌs：現像ローラ表層（高抵抗層）の厚さ〔μｍ〕Ｌd：トナー層の厚さ〔μｍ〕ｚ：現像ローラとトナー供給ローラとの間の空隙〔μ
ｍ〕Ｋs：現像ローラ表層の比誘電率Ｋd：トナーの比誘電率である。

【０１３３】本実施形態では以下の条件で計算した。Ｖ
dc：−５５０〔Ｖ〕、Ｌs：１０〔μｍ〕、Ｌd：１０
〔μｍ〕、Ｋs：３、Ｋd：３である。

【０１３４】図１０のグラフは上記条件の下、現像ロー
ラに印加される現像バイアス交番電圧のピーク電位Ｖa
＝＋１００、＋３００、＋５００〔Ｖ〕の時に、ＧＡ
Ｐ：ｚを可変としてプロットしている。

【０１３５】図１０において、現像ローラのピーク電位
Ｖaが３００Ｖの場合、Ｖgの曲線が修正Ｐａｓｃｈｅｎ
曲線と交わっている。即ち、現像ローラ１０１とトナー
供給ローラ１０４とのＧＡＰで気中放電が生じる。

【０１３６】従って、この放電による電荷が改めて転移
して、現像ローラ１０１上の再帯電され極性の変わった
現像残トナーＴd’が再度逆帯電される、と考えられ
る。

【０１３７】換言すれば、トナー供給ローラ１０４に静
電的に転移可能な状態になっている現像残トナーＴd’
が、上記放電で逆極性或いは過剰に正極性に再帯電さ
れ、トナー供給ローラ１０４上に転移できなくなる現象
が生じてしまう。

【０１３８】修正Ｐａｓｃｈｅｎ曲線とＧＡＰ間電圧曲
線が交わるところのＶaは何Ｖなのか、を計算により求
めたところ、本実施形態における放電の閾値電圧はＶa
＝＋２７９．４Ｖであった。

【０１３９】従って、上記条件下において現像残トナー
の回収が良好に実現できる現像ローラのピーク電位Ｖa
は＋２７９．４Ｖ以下となるように設定しなければなら
ないことになる。

【０１４０】この場合、現像ローラのピーク電位Ｖaと
供給ローラの供給電位Ｖdcとの電位差（供給コントラス
ト）は５５０＋２７９．４＝８２９．４Ｖとなる。

【０１４１】これは、図９に示すような、例えば、現像
バイアスとして本実施形態のような２０００ＶppのＡＣ
を重畳したＤＣバイアスを印加し、供給バイアスには従
来のようなＤＣバイアスを印加した場合、供給電位差：
大の状態においては、ピーク時において供給電位差が上
記の８２９．４Ｖを超えることになり、現像ローラ１０
１とトナー供給ローラ１０４の間で放電が発生してしま
うことを示す。

【０１４２】又、修正Ｐａｓｃｈｅｎ曲線は空隙ｚが８
μｍ〜１００μｍの間にあるとき、以下の式で近似でき
る。

【０１４３】Ｖg＝３１２＋６．２ｚ …（２）従って式（１）と（２）を組み合わせると次の２次方程
式を得る。

【０１４４】６．２ｚ２−（Ｖa＋Ｖc−３１２−６．２×（Ｌs／Ｋs＋Ｌd／Ｋd））ｚ＋３１２×（Ｌs／Ｋs＋Ｌd／Ｋd）＝０ …（３）よって、以下の関係（４）を満たすことによって式
（３）は解を持たず、放電は発生しない。

【０１４５】（Ｖa＋Ｖc−３１２−６．２×（Ｌs／Ｋs＋Ｌd／Ｋd））２ −４×６．２×３１２×（Ｌs／Ｋs＋Ｌd／Ｋd）＜０ …（４）従って、式（ａ）を満たすことによって、現像残トナー
Ｔdが確実にトナー供給ローラ１０４に回収できるた
め、現像ローラ１０１上で規制ブレード１０７での連続
的摺擦による熱の蓄積が抑えられ、急激なトナー劣化を
防止することが可能となる。

【０１４６】このような制御の結果、現像ローラ１０１
とトナー供給ローラ１０４との間の供給電位差は、常に
ＤＣ電圧Ｖa分に維持されるので、現像ローラ１０１と
トナー供給ローラ１０４との間の空隙にかかる電圧がＰ
ａｓｃｈｅｎ則に従う放電電圧を超えることが無いので
放電は発生しない。従って、現像ローラ１０１上の再帯
電された現像残トナーＴd’の電荷量が減じることがな
いので、静電吸着によるトナー供給ローラ１０４への回
収効率を低下させることは生じない。

【０１４７】よって、上述したように、本実施形態によ
れば、接触当接させた現像ローラとトナー供給ローラと
の間の空隙にかかる電圧がＰａｓｃｈｅｎ則に従う放電
電圧よりも小さくなるように、トナー供給ローラバイア
ス電源による供給バイアスを現像バイアスに同期させて
変動させることにより、画像形成条件により現像バイア
スを変化させた場合にも、現像装置内にトナーが十分に
回収でき、不十分な回収により生じる現像装置内でのト
ナー劣化が生じなくなる。これにより、画像品位の向上
と長期安定性の両立を図ることが可能となる。

【０１４８】（第三の実施形態）次に、本発明の第三の
実施形態について説明する。尚、第一の実施形態と同様
の構成に関しては、同一符号を付し、その説明を省略す
る。

【０１４９】本実施形態では、現像剤供給部材として現
像ローラに当接させた、マグネットローラと磁性キャリ
アからなる磁気ブラシローラを用い、磁気ブラシとの混
合により電荷を付与した絶縁性トナーのみを選択的に現
像ローラに供給させた。又、現像剤帯電部材としては、
現像ローラに当接させた帯電系列的に逆極性の電荷付与
性を有する絶縁性繊維からなるブラシを用いている。

【０１５０】第一の実施形態で説明したように、現像残
トナーを強制的に逆極性に再帯電することにより、トナ
ーに付与された帯電極性の違いを利用して供給部材側の
供給トナーと現像ローラ側の現像残トナーを入れ替え、
現像ローラへのトナーの供給と回収（剥ぎ取り）を同時
に行なうことにより、現像装置内でのトナー劣化の発生
を防止することが可能となる。

【０１５１】更に本実施形態では、磁気ブラシローラか
らトナーだけを選択的に現像ローラに供給することによ
り、従来のように二成分現像装置において必要であった
トナーとキャリアの混合比の制御が不要し、又、トナー
はキャリアとの撹拌によりトナーに対して安定かつ十分
な電荷を付与させて、更なる画像品位の向上と長期安定
性の両立を図るものである。

【０１５２】図１１に本実施形態である現像装置の断面
図を示す。

【０１５３】現像装置２０３は、現像剤としての非磁性
トナーＴ（以後、単にトナーＴという）を使用するもの
で、内部がトナー収容部となるトナー容器２４０と現像
装置２０３本体が組み込まれた現像剤収容容器２３０が
接続された現像装置本体を有する。

【０１５４】現像剤収容容器２３０には、現像ローラに
対向して磁気ブラシローラ２０４が回転可能に配設され
ている。この磁気ブラシローラ２０４は、マグネットロ
ーラ２０４ａ、マグネットローラの磁気力により拘束さ
れた磁性キャリア粒子２０４ｂからなる。

【０１５５】又、トナー容器２４０内の現像剤収納部に
は、撹拌手段としての撹拌ばね２１０が設けられている
とともに、現像ローラ２０１と撹拌ばね２１０との間に
は、磁性キャリア粒子２０４ｂよりなる磁気ブラシＤ′
を形成し回転に伴ってトナーを現像ローラ２０１側に帯
電、搬送する現像剤搬送手段としての磁気ブラシローラ
２０４が収納されている。磁気ブラシローラ２０４の上
方部位には、下端部を近接させた状態に層厚規制ブレー
ド２０５が設けられている。

【０１５６】本実施形態においては、マグネットローラ
２０４ａとして図１３に示すような直径１２ｍｍの８極
に磁化させたプラスチックマグネットを用い、表面に導
電性処理を行なったものを使用した。

【０１５７】又、本実施形態において、使用される磁気
ブラシ中の磁性キャリア粒子２０４ｂには、一般の二成
分現像剤で用いられるものと同様の磁性粒子が使用され
ている。この磁性粒子は、粒径が３０〜１００μｍ、好
ましくは４０〜８０μｍで、電気的抵抗値が１０⁷Ω・
ｃｍ以上、好ましくは１０⁸Ω・ｃｍ以上、更に好まし
くは１０⁹〜１０¹²Ω・ｃｍとなるように、フェライト
粒子（最大磁化６０ｅｍｕ／ｇ）へ樹脂コーティングし
たものが好ましく用いられ得る。

【０１５８】本発明において用いられる磁性キャリア粒
子２０４ｂとしては、樹脂中に磁性材料としてマグネタ
イトを分散し、導電化、及び抵抗調整のためにカーボン
ブラックを分散して形成した樹脂キャリア、或いは、フ
ェライト等のマグネタイト単体表面を酸化、還元処理し
て抵抗調整を行なったもの、或いは、フェライト等のマ
グネタイト単体表面を樹脂でコーティングし抵抗調整を
行なった任意のフェライトキャリアや、焼結フェライト
粒子等が使用される。つまり、コア剤としてＺｎ系フェ
ライト、Ｎｉ系フェライト、Ｃｕ系フェライト、Ｍｎ−
Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇ系フェライト、Ｃｕ−Ｚ
ｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト等を用い、こ
れに摩擦帯電性、循環安定性及び耐久性向上を目的とし
てアクリル系樹脂を０．５〜２ｗｔ％コートした平均粒
径が３０〜６０μｍのキャリアを用いられる。尚、コー
ト材としては、他にポリエステル系樹脂、フッ素系樹
脂、シリコン樹脂等を適時選択して用いることができ
る。

【０１５９】次に、画像形成動作時の現像装置内の動作
について説明する。

【０１６０】トナー容器２４０内のトナー撹拌部材２１
０によって現像剤収容容器２３０内に送られて来たトナ
ーは現像剤収容容器２３０中の磁気ブラシローラ２０４
の回転と共に磁気ブラシ内部に取り込まれる。更に磁気
ブラシローラ２０４に当接している層厚規制ブレード２
０５部によってマグネットローラ上に付着する磁性キャ
リア粒子の厚さを規制しつつ磁気ブラシ内部でのトナー
と磁性キャリア粒子の撹拌が行われ、トナーと磁性キャ
リア粒子の摩擦帯電によりトナーに対して十分な電荷が
付与される。即ち、従来の二成分現像器と同様に、トナ
ーを磁性キャリア１２と混合させて撹拌し、トナーに現
像に供するような電荷付与の作用をする。

【０１６１】磁気ブラシに取り込まれ電荷を付与された
トナーは、磁気ブラシローラ２０４の回転に伴い、磁気
ブラシローラ２０４と現像ローラ２０１の対向部に搬送
される。

【０１６２】磁気ブラシローラ２０４は、層厚規制ブレ
ード２０５により現像ローラ２０１との空隙が約１００
〜３００μｍになるように配設されている。このとき、
第一の実施形態と同様に、磁気ブラシローラ２０４と現
像ローラ２０１にはそれぞれ電源２０６，２０２よりバ
イアスが印加されているので、形成された供給電界によ
って磁気ブラシローラ２０４の磁性キャリア粒子２０４
ｂに吸着していたトナーのみを飛翔させて現像ローラ２
０１に静電的に供給する。尚、本実施形態においては、
後述するように現像バイアスにＡＣを重畳したＤＣ電圧
を用いているために、供給バイアスについても、現像バ
イアスに同期させたＡＣ電圧を重畳したＤＣ電圧を印加
したものを用いた。本例では、直流電圧；−７８０Ｖ交番電圧；振幅Ｖpp＝２０００Ｖ、周波数Ｖf＝３００
０Ｈｚ、矩形波、現像バイアスに同期とした。

【０１６３】本方式においては、現像ローラ２０１上に
供給されるのはトナーのみとなり、従来の二成分現像器
のようにキャリアとトナーからなる二成分系の粉体現像
剤が、トナー担持体側に搬送されることが無いので、キ
ャリアによる弊害、即ち、感光体ドラムとキャリアの接
触によるドラム表面の傷の発生や、感光体ドラムへのキ
ャリアの付着とそれによる下流工程での破損等が発生し
無くなる。又、現像ローラ上にはトナーのみで有るの
で、従来の二成分現像剤のようなキャリアとトナーの比
率を一定に保つためのトナー供給制御が不要となり、現
像装置およびその制御が簡略化することができる。

【０１６４】現像ローラ２０１に静電吸着されたトナー
は、現像ローラ２０１の回転に伴って現像剤規制部材で
ある規制ブレード２０７を通過することで一定の層厚に
規制され、感光体ドラム２１１との対向位置に搬送され
て現像に寄与する。規制ブレード２０７は、０．１ｍｍ
程度の厚みを持ったステンレス製の薄板の先端をその先
端部から約２ｍｍの位置で現像ローラ２０１の当接方向
の反対方向に折り曲げたものであり、折り曲げ部が現像
ローラ２０１の表面に食い込む状態で接触する。このと
きの接触圧は、線圧約５〜１００ｇ／ｃｍ程度に設定し
た。

【０１６５】現像ローラ２０１は、感光体ドラム２１１
に対し最近接距離（隙間）が約３００μｍになるように
配置されている。この現像ローラ２０１と感光体ドラム
２１１の導電性ドラム基体との間には現像バイアス印加
電源２０２により直流電圧（ＤＣ）及び交番電圧（Ａ
Ｃ、交流電圧）の現像バイアスが印加される。

【０１６６】本例では、直流電圧；−３８０Ｖ交番電圧；振幅Ｖpp＝２０００Ｖ、周波数Ｖf＝３００
０Ｈｚ、矩形波の現像バイアスが印加され、現像部位において現像ロー
ラ２０１のトナーが感光体ドラム２１１側の静電潜像に
選択的に付着して静電潜像がトナー像として現像されて
いく。

【０１６７】一般に２成分現像法においては交番電圧を
印加すると現像効率が増し、画像は高品位になるが、逆
にかぶりが発生しやすくなるという危険も生じる。この
ため、通常、現像装置２０３に印加する直流電圧と感光
体ドラム２１１の非画像部の表面電位との間に十分な電
位差を設けることによって、かぶりを防止している。

【０１６８】このＡＣバイアス分により、現像ローラ２
０１上のトナーは感光体ドラム２１１と現像ローラ２０
１との当接部近傍において、往復運動を行なう。これに
より、感光体ドラム２１１上の静電潜像にトナーを繰り
返し充填していくことになるので、特に、孤立ドットの
様な小さな潜像でも、忠実に再現することが可能となる
ので、画像品位、特にハーフトーンにおける階調の再現
性を向上させることができる。

【０１６９】現像部において現像に寄与せず現像ローラ
２０１上に担持された現像残トナーＴdは、現像ローラ
２０１の回転に伴い、現像ローラ２０１と現像剤帯電部
材として現像ローラ２０９１に当接させた帯電系列的に
逆極性の電荷付与性を有する絶縁性繊維からなる再帯電
ブラシ２１７との当接部分を通過する。

【０１７０】ここで、再帯電ブラシ２１７として、高抵
抗の絶縁性繊維４（１０⁸〜１０¹⁵Ω・ｃｍ）を植毛し
たブラシ部材２１７ａをＳＵＳ等の板金２１７ｂに貼り
つけた平板ブラシを用いている。本実施形態では、負に
帯電した現像残トナーＴdを逆極性に再帯電させるた
め、対する上記絶縁性繊維は負極性の帯電特性を持つも
のが望ましい。

【０１７１】よって、本実施形態では、ポリイミド樹脂
に離形性向上のためにテフロン（登録商標）樹脂を分散
させ紡糸した絶縁性繊維を（１０¹³〜１０¹⁵Ω・ｃｍ）
使用した。無論、絶縁性繊維はポリイミド樹脂に限るも
のではなく、トナーの特性に応じて絶縁性繊維の選択を
行えばよく、正極性に帯電するトナーを用いる場合、正
極性を持つナイロン等の材質であってもよい。又、本実
施形態に用いられる繊維には、繊度を３〜１０デニール
／フィラメント程度とし、５〜２０万本／インチ²の植
密度をもち且つパイル長が１０〜２０ｍｍになるよう設
定した。

【０１７２】現像残トナーＴdが再帯電ブラシ２１７に
接触した場合、摩擦帯電によりトナーに対して正極性の
電荷が付与される。このとき、現像剤帯電部材がブラシ
状部材で有るので、現像残トナー層の内部及び下層につ
いてもトナーと現像剤帯電部材が十分に接触することが
でき、その結果、現像残トナーＴd全体を逆極性に帯電
することができる。

【０１７３】正極性の電荷が付与された現像ローラ２０
１上の現像残トナーＴd’（Ｔp）は、現像ローラ２０１
の回転に伴い、現像剤供給部材で有る磁気ブラシローラ
２０４の対向部に搬送される。このとき、磁気ブラシロ
ーラ２０４と現像ローラ２０１との間には、現像ローラ
２０１に印加された現像バイアスＶdc３と電源２０６に
より磁気ブラシローラ２０４に印加されたバイアスＶf
３とにより電界が形成されているため、トナー供給時と
は逆に、現像ローラ２０１上の正に帯電した現像残トナ
ーＴd‘（Ｔp）は現像ローラ２０１側から引き剥がされ
て、より電位的に低い側である磁気ブラシローラ２０４
に静電吸着され、磁気ブラシローラ２０４の回転により
担持搬送される。このようにして、現像ローラ２０１上
から現像残トナーＴd’が回収される。

【０１７４】磁気ブラシローラ２０４側に転移し回収さ
れたトナーＴd’は、磁気ブラシローラ２０４の回転に
伴って現像剤収容容器２３０内部に搬送され、磁気ブラ
シ内部に取り込まれる。これにより再び磁気ブラシ内部
でのトナーと磁性キャリアの撹拌が行われ、トナーと磁
性キャリアの摩擦帯電によりトナーに対して負極性の電
荷が再度付与され、次の画像形成動作に利用される。

【０１７５】よって、上述したように、本実施形態によ
れば、これらの構成により、従来のように二成分現像装
置において必要であったトナーとキャリアの混合比の制
御が不要であり、又、トナーはキャリアとの撹拌により
十分な電荷を付与することができるので、現像ローラ上
へのトナー層の形成およびトナーの帯電を行わせる規制
ブレードでのトナーへのストレスが軽減される。更に、
現像に用いられなかった残留トナーが静電的に回収され
るために現像に使用されなかったトナーＴの現像ローラ
上への残りによるトナーの劣化を防止でき、劣化トナー
を原因とする現像濃度ムラの無い良好な現像を行うこと
が可能となる。又、トナーの現像ローラへの供給と、現
像ローラからの剥離とが同一部材で行なわれるため、装
置自身を小形化することも可能となる。

【０１７６】尚、本実施形態においては、磁気ブラシロ
ーラについては、マグネットローラのみの構成で表面に
導電性処理を施したマグネットローラ自体が回転する構
成となっているが、この構成に限られるものではなく、
例えば、回動可能な非磁性導電性スリーブ内に固定され
たマグネットローラを有する系や、同構成で絶縁性のマ
グネットローラが回転する系であっても現像ローラ対向
部位に電極を配置することでも実現可能である。

【０１７７】

【発明の効果】以上説明したように、本出願にかかる第
一の発明によれば、現像剤帯電部材は、現像剤担持体と
現像剤供給部材との間に印加される電圧と逆極性の電圧
が上記現像剤担持体と上記現像剤帯電部材との間で放電
するよう上記現像剤担持体と上記現像剤帯電部材との間
に印加されることにより、現像処理後に現像剤担持体上
に残留した残留現像剤を帯電させ、現像剤供給部材は、
現像剤収容容器からの現像剤を保持しながら上記現像剤
担持体に供給すると共に、上記現像剤帯電部材によって
帯電された上記残留現像剤を現像剤供給部材上に静電吸
着させ上記現像剤収容容器内に回収するようになってい
るので、より簡略化された構成で、現像剤担持体から現
像剤収容容器への現像剤回収時における現像剤に対する
機械的な摺擦を軽減し、長期に亘り安定した画像を得る
ことができる。

【０１７８】又、本出願にかかる第二の発明によれば、
現像剤帯電部材は、現像剤担持体と現像剤供給部材との
間に印加される電圧と逆極性の電圧が上記現像剤担持体
と上記現像剤帯電部材との間で放電するよう上記現像剤
担持体と上記現像剤帯電部材との間に印加されることに
より、現像処理後に現像剤担持体上に残留した残留現像
剤を帯電させ、現像剤供給部材は、現像剤収容容器から
の現像剤を保持しながら上記現像剤担持体に供給すると
共に、上記現像剤帯電部材によって帯電された上記残留
現像剤を現像剤供給部材上に静電吸着させ上記現像剤収
容容器内に回収するようになっていると共に、現像剤担
持体と現像剤供給部材との間に印加される電圧の適正化
が図られているので、より簡略化された構成で、現像剤
供給部材による現像剤回収を常に良好に維持しつつ、現
像剤担持体から現像剤収容容器への現像剤回収時におけ
る現像剤に対する機械的な摺擦を軽減し、長期に亘り安
定した画像を得ることができる。

【０１７９】更に、本出願にかかる第三の発明によれ
ば、ローラ状部材は、現像剤担持体と現像剤供給部材と
の間に印加される電圧と逆極性の電圧が上記現像剤担持
体と上記ローラ状部材との間で放電するよう上記現像剤
担持体と上記ローラ状部材との間に印加されることによ
り、現像処理後に現像剤担持体上に残留した残留現像剤
を帯電させ、現像剤供給部材は、現像剤収容容器からの
現像剤を保持しながら上記現像剤担持体に供給すると共
に、上記ローラ状部材によって帯電された上記残留現像
剤を現像剤供給部材上に静電吸着させ上記現像剤収容容
器内に回収するようになっているので、より簡略化され
た構成で、現像剤担持体から現像剤収容容器への現像剤
回収時における現像剤に対する機械的な摺擦を軽減し、
長期に亘り安定した画像を得ることができる。

【０１８０】又、本出願にかかる第四の発明によれば、
コロナ帯電器は、現像剤担持体と現像剤供給部材との間
に印加される電圧と逆極性の電圧が上記現像剤担持体と
コロナ帯電器との間で放電するよう上記現像剤担持体と
上記コロナ帯電器との間に印加されることにより、現像
処理後に現像剤担持体上に残留した残留現像剤を帯電さ
せ、現像剤供給部材は、現像剤収容容器からの現像剤を
保持しながら上記現像剤担持体に供給すると共に、上記
コロナ帯電器によって帯電された上記残留現像剤を現像
剤供給部材上に静電吸着させ上記現像剤収容容器内に回
収するようになっているので、より簡略化された構成
で、現像剤担持体から現像剤収容容器への現像剤回収時
における現像剤に対する機械的な摺擦を軽減し、長期に
亘り安定した画像を得ることができる。

【０１８１】更に、本出願にかかる第五の発明によれ
ば、摩擦帯電部材は、現像剤担持体と現像剤供給部材と
の間に印加される電圧と逆極性の電圧が上記現像剤担持
体と上記摩擦帯電部材との間で放電するよう上記現像剤
担持体と上記摩擦帯電部材との間に印加されることによ
り、現像処理後に現像剤担持体上に残留した残留現像剤
を帯電させ、現像剤供給部材は、現像剤収容容器からの
現像剤を保持しながら上記現像剤担持体に供給すると共
に、上記摩擦帯電部材によって帯電された上記残留現像
剤を現像剤供給部材上に静電吸着させ上記現像剤収容容
器内に回収するようになっているので、より簡略化され
た構成で、現像剤担持体から現像剤収容容器への現像剤
回収時における現像剤に対する機械的な摺擦を軽減し、
長期に亘り安定した画像を得ることができる。

【０１８２】又、本出願にかかる第六の発明によれば、
現像剤帯電部材は、現像剤担持体と現像剤供給部材との
間に印加される電圧と逆極性の電圧が上記現像剤担持体
と上記現像剤帯電部材との間で放電するよう上記現像剤
担持体と上記現像剤帯電部材との間に印加されることに
より、現像処理後に現像剤担持体上に残留した残留現像
剤を帯電させ、形状の適正化が図られた現像剤供給部材
は、現像剤収容容器からの現像剤を保持しながら上記現
像剤担持体に供給すると共に、上記現像剤帯電部材によ
って帯電された上記残留現像剤を現像剤供給部材上に静
電吸着させ上記現像剤収容容器内に回収するようになっ
ているので、より簡略化された構成で、現像剤担持体か
ら現像剤収容容器への現像剤回収時における現像剤に対
する機械的な摺擦を軽減し、長期に亘り安定した画像を
得ることができる。

【０１８３】更に、本出願にかかる第七の発明によれ
ば、現像剤帯電部材は、現像剤担持体と現像剤供給部材
との間に印加される電圧と逆極性の電圧が上記現像剤担
持体と上記現像剤帯電部材との間で放電するよう上記現
像剤担持体と上記現像剤帯電部材との間に印加されるこ
とにより、現像処理後に現像剤担持体上に残留した残留
現像剤を帯電させ、形状及び印加電圧の適正化が図られ
た現像剤供給部材は、現像剤収容容器からの現像剤を保
持しながら上記現像剤担持体に供給すると共に、上記現
像剤帯電部材によって帯電された上記残留現像剤を現像
剤供給部材上に静電吸着させ上記現像剤収容容器内に回
収するようになっているので、より簡略化された構成
で、現像剤担持体から現像剤収容容器への現像剤回収時
における現像剤に対する機械的な摺擦を軽減し、長期に
亘り安定した画像を得ることができる。

【０１８４】又、本出願にかかる第八の発明によれば、
現像剤帯電部材は、現像剤担持体と現像剤供給部材との
間に印加される電圧と逆極性の電圧が上記現像剤担持体
と上記現像剤帯電部材との間で放電するよう上記現像剤
担持体と上記現像剤帯電部材との間に印加されることに
より、現像処理後に現像剤担持体上に残留した残留現像
剤を帯電させ、導電性を有する現像剤供給部材は、現像
剤収容容器からの現像剤を保持しながら上記現像剤担持
体に供給すると共に、上記現像剤帯電部材によって帯電
された上記残留現像剤を現像剤供給部材上に静電吸着さ
せ上記現像剤収容容器内に回収するようになっているの
で、より簡略化された構成で、現像剤担持体から現像剤
収容容器への現像剤回収時における現像剤に対する機械
的な摺擦を軽減し、長期に亘り安定した画像を得ること
ができる。

【０１８５】更に、本出願にかかる第九の発明によれ
ば、現像剤帯電部材は、現像剤担持体と現像剤供給部材
との間に印加される電圧と逆極性の電圧が上記現像剤担
持体と上記現像剤帯電部材との間で放電するよう上記現
像剤担持体と上記現像剤帯電部材との間に印加されるこ
とにより、現像処理後に現像剤担持体上に残留した残留
現像剤を帯電させ、現像剤供給部材は、現像剤収容容器
からの現像剤を保持しながら上記現像剤担持体に供給す
ると共に、上記現像剤帯電部材によって帯電された上記
残留現像剤を現像剤供給部材上に静電吸着させ上記現像
剤収容容器内に回収するようになっているので、より簡
略化された構成で、現像剤担持体から現像剤収容容器へ
の現像剤回収時における現像剤に対する機械的な摺擦を
軽減し、長期に亘り安定した画像を得ることができる。

【０１８６】又、本出願にかかる第十の発明によれば、
現像剤帯電部材は、現像剤担持体と現像剤供給部材との
間に印加される電圧と逆極性の電圧が上記現像剤担持体
と上記現像剤帯電部材との間で放電するよう上記現像剤
担持体と上記現像剤帯電部材との間に印加されることに
より、現像処理後に現像剤担持体上に残留した残留現像
剤を帯電させ、現像剤供給部材は、現像剤収容容器から
の現像剤を保持しながら上記現像剤担持体に供給すると
共に、上記現像剤帯電部材によって帯電された上記残留
現像剤を現像剤供給部材上に静電吸着させ上記現像剤収
容容器内に回収するようになっているので、より簡略化
された構成で、現像剤担持体から現像剤収容容器への現
像剤回収時における現像剤に対する機械的な摺擦を軽減
し、長期に亘り安定した画像を得ることができる。

【０１８７】更に、本出願にかかる第十一の発明によれ
ば、現像剤帯電部材は、現像剤担持体と現像剤供給部材
との間に印加される電圧と逆極性の電圧が上記現像剤担
持体と上記現像剤帯電部材との間で放電するよう上記現
像剤担持体と上記現像剤帯電部材との間に印加されるこ
とにより、現像処理後に現像剤担持体上に残留した残留
現像剤を帯電させ、印加電圧の適正化が図られた現像剤
供給部材は、現像剤収容容器からの現像剤を保持しなが
ら上記現像剤担持体に供給すると共に、上記現像剤帯電
部材によって帯電された上記残留現像剤を現像剤供給部
材上に静電吸着させ上記現像剤収容容器内に回収するよ
うになっているので、より簡略化された構成で、現像剤
担持体から現像剤収容容器への現像剤回収時における現
像剤に対する機械的な摺擦を軽減し、長期に亘り安定し
た画像を得ることができる。

【０１８８】又、本出願にかかる第十二の発明によれ
ば、現像剤帯電部材は、現像剤担持体と現像剤供給部材
との間に印加される電圧と逆極性の電圧が上記現像剤担
持体と上記現像剤帯電部材との間で放電するよう上記現
像剤担持体と上記現像剤帯電部材との間に印加されるこ
とにより、現像処理後に現像剤担持体上に残留した残留
現像剤を帯電させ、現像剤供給部材は、現像剤収容容器
からの現像剤を保持しながら上記現像剤担持体に供給す
ると共に、上記現像剤帯電部材によって帯電された上記
残留現像剤を現像剤供給部材上に静電吸着させ上記現像
剤収容容器内に回収するようになっているので、より簡
略化された構成で、現像剤担持体から現像剤収容容器へ
の現像剤回収時における現像剤に対する機械的な摺擦を
軽減し、長期に亘り安定した画像を得ることができる。

【０１８９】更に、本出願にかかる第十三の発明によれ
ば、現像剤帯電部材は、現像剤担持体と現像剤供給部材
との間に印加される電圧と逆極性の電圧が上記現像剤担
持体と上記現像剤帯電部材との間で放電するよう上記現
像剤担持体と上記現像剤帯電部材との間に印加されるこ
とにより、現像処理後に現像剤担持体上に残留した残留
現像剤を帯電させ、現像剤供給部材は、現像剤収容容器
からの現像剤を保持しながら上記現像剤担持体に供給す
ると共に、上記現像剤帯電部材によって帯電された上記
残留現像剤を現像剤供給部材上に静電吸着させ上記現像
剤収容容器内に回収するようになっているので、より簡
略化された構成で、現像剤担持体から現像剤収容容器へ
の現像剤回収時における現像剤に対する機械的な摺擦を
軽減し、長期に亘り安定した画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態にかかる画像形成装置
の概略構成を示す図である。

【図２】本発明の第一の実施形態における現像剤担持体
の概略構成を示す図である。

【図３】本発明の第一の実施形態における現像剤担持体
に対する現像剤の供給又は回収を説明するための図であ
る。

【図４】本発明の第一の実施形態における現像剤供給部
材の概略構成を示す図である。

【図５】本発明の第一の実施形態における現像剤帯電部
材の概略構成を示す図である。

【図６】本発明の第二の実施形態にかかる画像形成装置
の概略構成を示す図である。

【図７】本発明の第二の実施形態における潜像担持体と
現像剤担持体との間に印加される電圧と、現像剤供給部
材と現像剤担持体との間に印加される電圧との印加タイ
ミングを説明するための図である。

【図８】現像剤担持体と現像剤供給部材との間に生じる
放電を説明するための図である。

【図９】潜像担持体と現像剤担持体との間に印加される
電圧と、現像剤供給部材と現像剤担持体との間に印加さ
れる電圧との電圧差を説明するための図である。

【図１０】本発明の第二の実施形態における現像剤担持
体と現像剤供給部材との間の距離と、これらの間に放電
が生じる印加電圧との関係を説明するための図である。

【図１１】本発明の第三の実施形態にかかる画像形成装
置の概略構成を示す図である。

【図１２】本発明の第三の実施形態における現像剤帯電
部材の概略構成を示す図である。

【図１３】本発明の第三の実施形態における現像剤担持
体に内蔵されるマグネットローラの概略構成を示す図で
ある。

【図１４】従来の画像形成装置の概略構成を示す図であ
る。

【図１５】従来における現像剤担持体に対する現像剤の
回収を説明するための図である。

【符号の説明】

１現像ローラ（現像剤担持体）３現像装置４トナー供給ブラシ（現像剤供給部材）７規制ブレード（現像剤規制部材）８再帯電ローラ（現像剤帯電部材）１１感光体ドラム（潜像担持体）３０現像剤収容容器１０１現像ローラ（現像剤担持体）１０３現像装置１０４トナー供給ローラ（現像剤供給部材）１０７規制ブレード（現像剤規制部材）１１１感光体ドラム（潜像担持体）１１７コロナ帯電器（現像剤帯電部材）１３０現像剤収容容器２０１現像ローラ（現像剤担持体）２０３現像装置２０４磁気ブラシローラ（現像剤供給部材）２０７規制ブレード（現像剤規制部材）２１１感光体ドラム（潜像担持体）２１７再帯電ブラシ（現像剤帯電部材）２３０現像剤収容容器Ｐ記録材Ｔトナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０７ＬＦターム(参考） 2H005 EA01 2H073 BA04 BA11 BA13 BA43 CA02 2H077 AB03 AB04 AC04 AC05 AD06 AD13 AD23 AD31 AD35 AE01 AE02 AE03 AE08 AE09 AE10 CA02 EA14 EA15 FA01 FA13 FA22 FA25 GA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤を収容し開口部を有する現像剤収
容容器と、潜像を担持する潜像担持体に対向して該開口
部に回転可能に配設され該現像剤収容容器からの現像剤
を担持しながら上記潜像担持体に供給する現像剤担持体
とを備え、上記現像剤担持体が、上記潜像担持体との間
に電源から電圧が印加されることにより上記現像剤担持
体上の現像剤を上記潜像担持体に供給するようになって
いる現像装置であって、上記現像剤担持体に接触若しく
は近接して回転可能に配設され上記現像剤収容容器から
の現像剤を保持しながら上記現像剤担持体に供給する現
像剤供給部材と、上記現像剤担持体に接触若しくは近接
して配設され上記現像剤担持体上の現像剤量を所定量に
規制するに供給する現像剤規制部材と、上記現像剤担持
体に接触若しくは近接して回転可能に配設され上記現像
剤担持体上の現像剤を所定電位に帯電させる現像剤帯電
部材とを有し、上記現像剤供給部材、上記現像剤規制部
材、上記現像剤帯電部材が、上記現像剤担持体と上記潜
像担持体との対向部から上記現像剤帯電部材、上記現像
剤供給部材、上記現像剤規制部材の順に上記現像剤担持
体の回転方向の上流に位置し、現像剤供給部材及び現像
剤帯電部材が、それぞれ、上記現像剤担持体との間に電
源から電圧が印加されるようになっている現像装置にお
いて、現像剤帯電部材は、現像剤担持体と現像剤供給部
材との間に印加される電圧と逆極性の電圧が上記現像剤
担持体と上記現像剤帯電部材との間で放電するよう上記
現像剤担持体と上記現像剤帯電部材との間に印加される
ことにより、現像処理後に現像剤担持体上に残留した残
留現像剤を帯電させ、現像剤供給部材は、現像剤収容容
器からの現像剤を保持しながら上記現像剤担持体に供給
すると共に、上記現像剤帯電部材によって帯電された上
記残留現像剤を現像剤供給部材上に静電吸着させ上記現
像剤収容容器内に回収するようになっていることを特徴
とする現像装置。
【請求項２】現像剤担持体及び現像剤供給部材の少な
くとも一方は表面に高抵抗層を有し、該高抵抗層の厚さ
をＬｓ［μｍ］、該高抵抗層の比誘電率をＫｓ、該高抵
抗層上の現像剤の厚さをＬｄ［μｍ］、現像剤の比誘電
率をＫｄ、上記現像剤担持体又は上記現像剤供給部材の
上記高抵抗層に印加される電圧をＶdc、上記現像剤供給
部材又は現像剤担持体に印加される電位をＶaとしたと
き、（Ｖa＋Ｖdc−３１２−６．２×（Ｌs／Ｋs＋Ｌd／
Ｋd））２−４×６．２×３１２×（Ｌs／Ｋs＋Ｌd／Ｋ
d）＜０の関係を満たすこととする請求項１に記載の現
像装置。
【請求項３】現像剤帯電部材は、現像剤担持体に対向
して当接し回転可能に配設されるローラ状部材であるこ
ととする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】現像剤帯電部材は、現像剤担持体に接触
若しくは近接して対向配設されたコロナ帯電器であるこ
ととする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項５】現像剤帯電部材は、現像剤に対して現像
剤規制部材及び現像剤担持体と逆極性の帯電付与性とな
るよう構成され現像剤担持体上の現像剤に接触するよう
配設された摩擦現像剤帯電部材であることとする請求項
１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項６】現像剤供給部材は、現像剤担持体に当接
して対向配設されたブラシ状部材、弾性ローラ状部材、
或いは磁気ブラシ状部材のいずれかであることとする請
求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項７】現像剤供給部材は、現像剤担持体に近接
して対向配設されたブラシ状部材、弾性ローラ状部材、
或いは磁気ブラシ状部材のいずれかであり、現像剤供給
部材と現像剤担持体との間に交番磁界が形成されるよう
になっていることとすることとする請求項１乃至請求項
５のいずれか一項に記載の現像装置。
【請求項８】現像剤供給部材は、導電性部材で形成さ
れていることとする請求項７に記載の現像装置。
【請求項９】現像剤帯電部材は、電圧が印加されるこ
とにより現像剤担持体との間で放電を生じるようになっ
ていることとする請求項１乃至請求項８のいずれか一項
に記載の現像装置。
【請求項１０】現像剤帯電部材は、現像処理後の現像
剤担持体上の残留現像剤を摩擦帯電するよう構成されて
いることとする請求項１乃至請求項８に記載の現像装
置。
【請求項１１】現像剤担持体は、周期的に変化する電
圧が印加され、現像剤供給部材は、上記電圧の周期に同
期して電圧が印加されるよう構成されていることとする
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の現像装
置。
【請求項１２】現像装置を保持し画像形成装置本体に
対して着脱自在なプロセスカートリッジであって、請求
項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の現像装置を
備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１３】一連の画像形成プロセスによって形成
された画像を記録材に記録する画像形成装置であって、
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の現像装
置、又は、請求項１２に記載のプロセスカートリッジを
備えることを特徴とする画像形成装置。