JP2003302821A - 現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、現像装置に収容された導電性粒子
の先行消費を防止し、画像不良を防止することが出来、
現像装置の長手方向の現像剤の循環を誘起し、導電性粒
子の現像装置の長手方向の均一性が良好な現像装置及び
画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供すること
を可能にすることを目的としている。 【解決手段】 現像装置４の現像剤４ｄを収容する現像
剤容器７の空間を感光体ドラム１に近い側で且つ現像ス
リーブ４ａが配置された第１の空間10と、感光体ドラム
１から遠い側の第２の空間11とに分割し、両空間10，11
の境界に、その一端部側が第１の空間10側に揺動可能な
弁部材９を設けて第２の空間から第１の空間への現像剤
４ｄの移動のみを可能とするように構成したことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真を用いた
複写機或いはレーザビームプリンタ等の画像形成装置に
装備される現像装置及びプロセスカートリッジに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より電子写真装置等の画像形成装置
においては、像担持体上で静電潜像を形成する際、像担
持体を一様な電位に帯電させるための帯電工程が必要で
あり、帯電装置としては像担持体と非接触で帯電させる
コロナ帯電装置が多く用いられてきた。

【０００３】しかしながら、コロナ帯電装置ではオゾン
が多量に発生すること、帯電装置と像担持体との間に１
０ｋＶ程度の高い電圧を印加しなければならずコスト高
になること等の問題があった。

【０００４】これ等の問題を解決する帯電手段として、
近年、像担持体に直接接触する帯電部材に電圧を印加す
ることで像担持体を一様に帯電させる所謂、接触帯電装
置が提案され実用化されている。

【０００５】しかしながら、この方式も放電現象を利用
して帯電を行っている点では上述のコロナ帯電装置と同
じであり、コロナ帯電装置よりはオゾンの発生を大幅に
抑えられているものの、やはりオゾンは発生する。この
オゾンは酸化窒素（ＮＯｘ）を生成し、像担持体上に付
着した場合、その抵抗が低いため帯電不良による画像不
良を発生させる原因となる。

【０００６】そこで上記のようなオゾンの発生の問題が
無く、またこれに伴い帯電装置に印加する電圧を更に低
く出来る帯電プロセスが特開平6-3921号公報等に提案さ
れている。

【０００７】この帯電プロセスにおける特徴は、像担持
体の表面電位を帯電装置に印加した電圧と略同じ電位に
出来ることであり、これは放電現象を用いることなく、
帯電部材に接触した像担持体表面との直接の電荷のやり
とりによって像担持体への電荷注入を行うことで可能と
するものである。

【０００８】上記の注入帯電プロセスを実現するための
帯電装置の一例として、図10に示すような帯電スポンジ
ローラからなる帯電ローラ２を有する帯電装置について
説明する。このタイプは、図10に示すように、像担持体
となる感光体ドラム１に接触する帯電スポンジローラか
らなる帯電ローラ２の表面の空包部に現像剤中に含有さ
れた比較的低抵抗の導電性粒子ｍを付着させたものであ
る。

【０００９】帯電ローラ２には、帯電バイアス印加電源
Ｓ1により−６００Ｖの直流電圧が印加されている。こ
のため感光体ドラム１上において、帯電ローラ２に接触
している部分はこれと同電位になろうとする。

【００１０】このとき、帯電ローラ２から感光体ドラム
１表面のエネルギー障壁を越えて電荷が感光体ドラム１
に注入されれば感光体ドラム１表面は帯電され、このエ
ネルギー障壁を越えられないか、若しくは帯電ローラ２
と感光体ドラム１が離れるときに、再び感光体ドラム１
から電荷が帯電ローラ２に移動する場合には帯電は起こ
らない。

【００１１】この現象は感光体ドラム１の持つ表面のエ
ネルギー障壁や電荷の保持能力によるところが大きい一
方で、競争反応として考えた場合、帯電ローラ２が感光
体ドラム１と接触する機会の頻度が重要になる。

【００１２】この頻度を上げるためには、帯電ローラ２
の表面の空包部に導電性粒子ｍを付着させて該帯電ロー
ラ２と感光体ドラム１との密着性を高めること、及び帯
電ローラ２の回転方向ｂを感光体ドラム１の進行方向ａ
と逆にして相対速度を上げる等して帯電ローラ２の感光
体ドラム１への時間当たりの接触回数を増やすことが効
果がある。

【００１３】このようにすることで、感光体ドラム１の
表面電位は帯電ローラ２に印加した−６００Ｖと略同じ
電位となり、またミクロな部分についても帯電ムラのな
い均一帯電が可能になっている。

【００１４】導電性粒子ｍは現像装置４からトナーｔと
共に感光体ドラム１の表面上に供給される。導電性粒子
ｍは、その帯電極性を現像剤４ｄと逆極性にすること
で、転写装置５により転写材となる転写材Ｐに転写され
ることなく感光体ドラム１の表面上に残し、これを帯電
ローラ２上で回収することで、常に新たな注入サイトを
得るというものである。このため現像剤４ｄが帯電ロー
ラ２上に蓄積していっても、それ以上に導電性粒子ｍを
供給すれば帯電不良の発生を抑えることが可能になる。

【００１５】また、このタイプでは、感光体ドラム１上
のトナー画像を転写工程で正の電圧を印加することによ
り転写した後、未転写で残留した現像剤４ｄは帯電工程
が行われている導電性粒子ｍと感光体ドラム１との間を
通過する間に摺擦を受けることによりネガ化され、適正
な電荷を持つことが可能となるため現像工程が行われて
いる領域を通過する際に素通りすることなく現像装置４
に回収されることになる。従ってクリーニング手段等の
クリーナの無いクリーナレスの電子写真プロセスをも実
現することが可能となる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、使用する現
像剤４ｄはトナーｔ及び導電性粒子ｍを一定割合で混合
したものであるが、印字比率によりトナーｔと導電性粒
子ｍの消費のされ方が異なる。例えば、低印字率の場合
には導電性粒子ｍが消費され易い。導電性粒子ｍが先行
消費されてしまうと、トナーｔがまだ残っているにもか
かわらず帯電性能が低下し、画質低下の要因となるため
改善が望まれる。

【００１７】また、図10に示したようなクリーナレスの
電子写真プロセスでは、未転写残留トナーｔとして現像
領域に戻ってきた現像剤４ｄを現像装置４で回収する
が、この回収した現像剤４ｄは劣化している可能性が高
く、現像剤容器７内にある未だ画像形成に使用していな
い新鮮なトナーｔとの混合をなるべく避けることが好ま
しい。なぜならば現像剤４ｄが劣化すると現像性が低下
し、導電性粒子ｍの供給が不足して帯電性能が低下する
からである。

【００１８】また、特開2002-55527号公報には現像剤収
容部が現像部より下方に位置しており、現像剤収容部か
ら汲み上げる方式で現像剤を補充する方法が開示されて
いるが、この方式だと現像時に回収された現像剤が現像
剤収容部に逆戻りしてしまう可能性がある。

【００１９】また、例えば、感光体ドラム１の長手方向
（軸方向）で印字率に極端な偏りがある印字パターンの
連続通紙といった厳しい使用方法では、現像剤４ｄが消
費された部分では導電性粒子ｍを多く含む新しい現像剤
４ｄが現像剤収容部から供給されてくる一方、現像剤４
ｄが消費されない部分では次第に現像剤４ｄ中の導電性
粒子ｍが減り、感光体ドラム１の長手方向で帯電性能に
差が出てしまう可能性がある。この問題は現像装置４の
長手方向で現像剤４ｄの移動が行えれば解決出来る。

【００２０】本発明は前記課題を解決するものであり、
その目的とするところは、現像装置の現像剤を収容する
現像剤容器の空間を像担持体に近い側で且つ静電潜像を
現像剤によりトナー画像として可視像化する現像手段が
配置された第１の空間と、像担持体から遠い側の第２の
空間とに分割し、第２の空間から第１の空間への現像剤
の移動のみを可能とすることにより導電性粒子の先行消
費を防止し、画像不良を防止することが出来、現像装置
の長手方向の現像剤の循環を誘起し、導電性粒子の現像
装置の長手方向の均一性が良好な現像装置及び画像形成
装置及びプロセスカートリッジを提供せんとするもので
ある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係る代表的な現像装置の構成は、像担持体の
帯電面に形成された静電潜像に対してトナー及び導電性
粒子を含む現像剤を供給してトナー画像として可視像化
する現像装置であって、前記現像剤を収容する現像剤容
器の空間が、前記像担持体に近い側で且つ前記静電潜像
を前記現像剤によりトナー画像として可視像化する現像
手段が配置された第１の空間と、前記像担持体から遠い
側の第２の空間に分割され、該第１の空間と第２の空間
との境界に、その一端部側が前記第１の空間側に揺動可
能な弁部材を設けたことを特徴とする。

【００２２】本発明は、上述の如く構成したので、弁部
材によって第２の空間から第１の空間への現像剤の移動
のみを可能とすることにより、導電性粒子の先行消費を
防止し、画像不良を防止することが出来る。

【００２３】また、弁部材により第１の空間内での現像
剤の循環が誘起されることで、現像剤の劣化を防止する
と共に、仮に現像剤の消費量に現像装置の長手方向にム
ラがあった場合でも現像剤の消費量の多い部分から少な
い部分へと現像剤を移動させることが出来、現像装置の
長手方向に均一性の良好な画像形成が出来る。

【００２４】更にクリーナレスの電子写真プロセスで発
生する、劣化している虞れのある回収トナーと、現像剤
容器内にある新鮮なトナーとが第１の空間内で混じるこ
とがあっても、それが第２の空間にまで及ぶことがな
く、且つ回収したトナーは第１の空間内に留まり、早期
に再び現像に供されるため回収トナーによる画質劣化の
虞れが少ない。

【００２５】

【発明の実施の形態】図により本発明に係る現像装置、
画像形成装置及びプロセスカートリッジの一実施形態を
具体的に説明する。図１は本発明に係る現像装置を装備
するプロセスカートリッジを装着した画像形成装置の第
１実施形態の構成を示す概略側面図、図２は第１実施形
態の現像装置の構成を示す断面説明図、図３は第１実施
形態の現像装置において、第１の空間側から見た弁部材
の動きを示す図、図４は第１実施形態の現像装置におい
て、弁部材の動きを説明する図、図５は第１実施形態の
現像装置において、弁部材による現像剤容器の長手方向
の現像剤の循環の様子を示す図、図６は第１実施形態の
現像装置において、弁部材による第１の空間内の現像剤
の循環の様子を示す図である。

【００２６】先ず、図１〜図６を用いて本発明に係る現
像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジの第１
実施形態の構成について説明する。図１において、１は
像担持体としての電子写真感光体ドラムであり、外径直
径３０mmで、その表面にＯＰＣ（オーガニックフォトコ
ンダクタ；有機光電導性感光体；ネガ感光体）が設けら
れており、図示しない駆動手段により図１の時計回り方
向（矢印ａ方向）に５０mm／secの周速度（プロセスス
ピード）で回転駆動される。

【００２７】２は像担持体となる感光体ドラム１を帯電
する帯電手段であって、接触帯電部材としての導電性弾
性ローラからなる帯電ローラであり、導電性の芯金２ａ
上に可撓性部材としてのゴム或いは発泡体の中抵抗層２
ｂを形成することにより作成される。

【００２８】中抵抗層２ｂはウレタン等の樹脂、或いは
カーボンブラック等の導電性粒子、硫化剤、発泡剤等に
より処方され、芯金２ａの上にローラ状に形成した。そ
の後、必要に応じて表面を研磨して外径直径１２mmの導
電性弾性ローラとして帯電ローラ２を作成した。本実施
形態の帯電ローラ２のローラ抵抗を測定したところ１０
⁵Ω（荷重総圧９．８Ｎ、印加電圧１００Ｖ）であっ
た。

【００２９】ここで、導電性弾性ローラからなる帯電ロ
ーラ２は電極として機能することが重要である。つま
り、弾性を持たせて被帯電体となる感光体ドラム１との
十分な接触状態を得ると同時に移動する感光体ドラム１
を充電するに十分低い抵抗を有する必要がある。

【００３０】一方では被帯電体となる感光体ドラム１に
ピンホール等の欠陥部位が存在した場合に電圧のリーク
を防止する必要がある。被帯電体として電子写真感光体
ドラム１を用いた場合、十分な帯電性と耐リークを得る
には１０⁴〜１０⁷Ωの抵抗が望ましい。

【００３１】帯電ローラ２の硬度は、硬度が低すぎると
形状が安定しないために感光体ドラム１の接触性が悪く
なり、硬度が高すぎると感光体ドラム１との間に帯電当
接部ｎを確保出来ないだけでなく、感光体ドラム１表面
へのミクロな接触性が悪くなるので、アスカーＣ硬度で
２５度から５０度が好ましい範囲である。

【００３２】帯電ローラ２の材質としては、弾性発泡体
に限定するものでは無く、弾性体の材料として、ＥＰＤ
Ｍ（エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体）、ウ
レタン、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）、シリコー
ンゴムや、ＩＲ(分散型赤外分光光度計）等に抵抗調整
のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質
を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものがあ
げられる。また、特に導電性物質を分散せずに、イオン
導電性の材料を用いて抵抗調整をすることも可能であ
る。

【００３３】帯電ローラ２は被帯電体としての感光体ド
ラム１に対して弾性に抗して所定の押圧力で圧接させて
配設してある。ｎは感光体ドラム１と帯電ローラ２との
当接部である帯電当接部である。本実施形態では、帯電
ローラ２を帯電当接部ｎにおいて該帯電ローラ２の表面
と感光体ドラム１の表面とを互いに逆方向（カウンタ方
向）に移動するように図１の時計回り方向（矢印ｂ方
向）に周速７５mm/secで回転駆動させた。

【００３４】即ち、接触帯電部材としての帯電ローラ２
の表面は被帯電体としての感光体ドラム１の表面に対し
て速度差を持たせるようにした。

【００３５】また、帯電ローラ２の芯金２ａには帯電バ
イアス印加電源Ｓ１から−６２０Ｖの直流電圧を帯電バ
イアス電圧として印加するようにした。本実施形態では
感光体ドラム１の表面は帯電ローラ２に対する印加電圧
と略等しい電位（−６００Ｖ）に直接注入帯電方式にて
一様に帯電処理される。

【００３６】帯電ローラ２により帯電された像担持体と
なる感光体ドラム１の帯電面に静電潜像を形成する画像
情報書き込み手段となるレーザダイオード、ポリゴンミ
ラー等を含む図示しないレーザビームスキャナ（露光
器）は目的の画像情報の時系列電気ディジタル画素信号
に対応して強度変調されたレーザ光Ｌを出力し、該レー
ザ光Ｌで回転駆動される感光体ドラム１の一様帯電面を
走査露光する。この走査露光Ｌにより回転駆動される感
光体ドラム１の表面に目的の画像情報に対応した静電潜
像が形成される。

【００３７】４は現像装置であり、回転駆動される感光
体ドラム１の表面の静電潜像は、この現像装置４により
トナーｔ及び導電性粒子ｍを含む現像剤４ｄを供給して
トナー画像として可視像化して現像される。本実施形態
の現像装置４は磁性一成分絶縁トナー（ネガトナー）を
用いた反転現像装置である。

【００３８】現像手段となる現像剤担持搬送部材として
の非磁性回転現像スリーブ４ａは、その内部にマグネッ
トロール４ｂを内包しており、この現像スリーブ４ａに
規制ブレード４ｃで現像剤４ｄが薄層にコートされる。

【００３９】現像剤４ｄのトナーｔは規制ブレード４ｃ
で現像スリーブ４ａに対する層厚が規制され、また電荷
が付与される。現像スリーブ４ａにコートされた現像剤
４ｄは現像スリーブ４ａの回転により、感光体ドラム１
と現像スリーブ４ａの対向部である現像部（現像領域
部）に搬送される。

【００４０】また、現像スリーブ４ａには、現像バイア
ス印加電源Ｓ２より現像バイアス電圧が印加される。現
像バイアス電圧は、−４５０ＶのＤＣ（直流）電圧と、
周波数１８００Ｈｚ、ピーク間電圧１２００Ｖの矩形の
ＡＣ（交流）電圧を重畳したものを用いた。

【００４１】これにより、感光体ドラム１側の静電潜像
がトナーｔで現像される。現像剤４ｄはトナーｔと導電
性粒子（帯電補助粒子）ｍの混合物である。トナーｔは
広く実用されている粉砕法で作成し、これに導電性粒子
ｍや流動化剤を外添剤として添加して作成されたもので
ある。

【００４２】トナーｔの重量平均粒径は７μｍであっ
た。導電性粒子ｍは本実施形態においては粒径３μｍの
導電性酸化亜鉛粒子を用いた。また本実施形態ではトナ
ーｔの１００重量部に対して導電性粒子ｍを１．５重量
部外添した。

【００４３】トナーｔの平均粒径及び粒度分布はコール
ターカウンターＴＡ−ＩＩ型或いはコールターマルチサ
イザー（コールター社製）等を用い、個数分布、体積分
布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＰＣ９
８０１パーソナルコンピュータ（ＮＥＣ（日本電気
（株））製）を接続し、電解液は１級塩化ナトリウムを
用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。

【００４４】例えば、トナーｔの重量平均粒径の測定に
際して、ＩＳＯＴＯＮ Ｒ−ＩＩ（コールターサイエン
ティフィックジャパン社製）が使用出来る。測定法とし
ては、前記電解水溶液１００ｍｌ〜１５０ｍｌ中に分散
剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスル
フォン酸塩）を０．１ｍｌ〜５ｍｌ加え、更に測定試料
を２ｍｇ〜２０ｍｇ加える。

【００４５】試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約
１分〜３分間分散処理を行い、前記コールターカウンタ
ーＴＡ−ＩＩ型によりアパーチャーとして１００μｍア
パーチャーを用いて、２μｍ以上のトナーｔの体積、個
数を測定して体積分布と個数分布とを算出した。それか
ら、体積分布から求めた体積基準の重量平均粒径を求め
た。

【００４６】導電性を有する導電性粒子ｍは、本実施形
態では比抵抗が１０⁶Ω・ｃｍ、二次凝集体を含めた平
均粒径３μｍの導電性酸化亜鉛粒子を用いたが、導電性
粒子ｍの材料としては、他の金属酸化物等の導電性無機
粒子や有機物との混合物等各種導電粒子が使用可能であ
る。

【００４７】抵抗測定は、錠剤法により測定し正規化し
て求めた。即ち底面積２．２６cm²の円筒内におよそ
０．５ｇの粉体試料を入れ、上下電極に１５ｋｇの加圧
を行うと同時に１００Ｖの電圧を印加し、抵抗値を計測
した後、正規化して比抵抗を算出した。

【００４８】次に図２を用いて本実施形態の現像装置４
の詳細について説明する。現像剤４ｄを収容する現像剤
容器７の空間が、像担持体となる感光体ドラム１に近い
側で現像手段となる現像スリーブ４ａが配置された第１
の空間10と、感光体ドラム１から遠い側の第２の空間11
とに２分割されており、両空間10，11の境界には、その
一端部側が第１の空間10側に揺動可能な弁部材９が該第
１の空間10側の面に支持して設けられている。

【００４９】本実施形態で用いた弁部材９は薄い樹脂の
フィルムで材質はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレー
ト）、厚みは２５μｍである。弁部材９は図３に示すよ
うに、該弁部材９の長手方向の上部９ａを、第１の空間
10と第２の空間11との間に設けた開口部３を有する仕切
り壁７ａに取り付け、下方はフリーにして第１の空間10
側へのみ揺動し得るように構成されている。

【００５０】上記構成により第２の空間11から第１の空
間10への現像剤４ｄの移動は出来るが、その逆は出来な
くしている。

【００５１】図１において、５は接触転写手段としての
中抵抗の転写ローラであり、感光体ドラム１に所定の圧
力で圧接させて転写当接部８を形成させてある。この転
写当接部８に図示しない給送部から所定のタイミングで
記録媒体としての転写材Ｐが給送され、且つ転写ローラ
５に転写バイアス印加電源Ｓ３から所定の転写バイアス
電圧が印加されることで、感光体ドラム１側のトナー画
像が転写当接部８に給送された転写材Ｐの面に順次転写
されていく。

【００５２】即ち、転写当接部８に導入された転写材Ｐ
は、この転写当接部８を挟持搬送されて、その表面側に
回転駆動される感光体ドラム１の表面に形成担持されて
いるトナー画像が順次に静電気力と押圧力にて転写され
ていく。

【００５３】６は熱定着方式等の定着装置である。転写
当接部８に給送されて感光体ドラム１側のトナー画像の
転写を受けた転写材Ｐは回転駆動される感光体ドラム１
の表面から分離されて、この定着装置６に導入され、ト
ナー画像の定着を受けて画像形成物（プリント、コピ
ー）として装置外へ排出される。

【００５４】上述した本実施形態の画像形成装置のう
ち、像担持体となる感光体ドラム１、帯電手段となる帯
電ローラ２及び現像装置４は画像形成装置を構成するそ
の他の部品（以下、「画像形成装置本体」という）とは
独立した枠体内に一体的にまとめられてプロセスカート
リッジを形成しており、画像形成装置本体に対して脱着
可能に構成されている。

【００５５】本実施形態の画像形成装置はクリーニング
手段を有さないクリーナレスであり、転写材Ｐに対する
トナー画像転写後の感光体ドラム１の表面に未転写で残
留した転写残トナーｔはクリーナで除去されることな
く、感光体ドラム１の回転に伴い、帯電ローラ２を経由
して現像部に至り、現像装置４において現像同時クリー
ニング（回収）されるトナーリサイクルプロセス方式で
構成される。

【００５６】ところで、現像装置４の現像剤４ｄに含有
させた導電性を有する導電性粒子ｍは、現像装置４によ
る感光体ドラム１表面に形成された静電潜像のトナー現
像時にトナーｔと共に適当量が感光体ドラム１側に移行
する。

【００５７】感光体ドラム１上のトナー画像は転写当接
部８において転写バイアス電圧の影響で転写材Ｐ側に引
かれて積極的に転移するが、感光体ドラム１上の導電性
粒子ｍは導電性であることから転写材Ｐ側には積極的に
は転移せず、感光体ドラム１上に実質的に付着保持され
て残留する。

【００５８】そして、トナーリサイクルプロセスの画像
形成装置はクリーナを用いないため転写後の感光体ドラ
ム１の表面に残存する転写残トナーｔ及び導電性粒子ｍ
は該感光体ドラム１と接触帯電部材である帯電ローラ２
との帯電当接部ｎに感光体ドラム１の回転でそのまま持
ち運ばれて帯電ローラ２に付着・混入する。

【００５９】従って、感光体ドラム１と帯電ローラ２と
の帯電当接部ｎに、この導電性粒子ｍが持ち運ばれて介
在（存在）した状態で、帯電バイアス印加電源Ｓ1によ
り帯電ローラ２に帯電バイアス電圧が印加されて感光体
ドラム１の接触帯電が行なわれる。

【００６０】尚、印字初期においては帯電ローラ２の表
面に導電性粒子ｍが供給されず、帯電が行えないので該
帯電ローラ２の表面には予め導電性粒子ｍを塗布してお
く必要がある。

【００６１】この導電性粒子ｍの存在により帯電ローラ
２にトナーｔが付着・混入した場合でも該帯電ローラ２
の感光体ドラム１への緻密な接触性と接触抵抗を維持出
来るため接触帯電部材が帯電ローラ２のような簡易な部
材であり、しかも帯電ローラ２の転写残トナーｔによる
汚染にかかわらず該帯電ローラ２による感光体ドラム１
の直接注入帯電を行わせることが出来る。

【００６２】つまり、帯電ローラ２が導電性粒子ｍを介
して密に感光体ドラム１に接触して該帯電ローラ２と感
光体ドラム１との帯電当接部ｎに存在する導電性粒子ｍ
が感光体ドラム１の表面を隙間なく摺擦することで、該
帯電ローラ２による感光体ドラム１の帯電は導電性粒子
ｍの存在により放電現象を用いない安定且つ安全な直接
注入帯電が支配的となり、従来のローラ帯電等では得ら
れなかった高い帯電効率が得られ、帯電ローラ２に印加
した電圧と略同等の電位を感光体ドラム１に与えること
が出来る。

【００６３】また、帯電ローラ２に付着・混入した転写
残トナーｔは帯電ローラ２から徐々に感光体ドラム１上
に吐き出されて該感光体ドラム１の表面の移動と共に現
像スリーブ４ａが対向する現像部に至り、現像装置４に
おいて現像同時クリーニング（回収）されるトナーリサ
イクルプロセスが行なわれる。

【００６４】現像同時クリーニングは、前述したよう
に、転写後に感光体ドラム１上に残留したトナーｔを、
後続する画像形成工程の現像時、即ち引き続き感光体ド
ラム１を帯電し、露光して潜像を形成し、その潜像の現
像時において、現像装置４のかぶり取りバイアス、即ち
現像装置４に印加する直流電圧と感光体ドラム１の表面
電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖ_back によっ
て回収するものである。

【００６５】本実施形態における画像形成装置のように
反転現像の場合では、この現像同時クリーニングは、感
光体ドラム１の暗部電位から現像スリーブ４ａにトナー
ｔを回収する電界と、現像スリーブ４ａから感光体ドラ
ム１の明部電位へトナーｔを付着させる電界の作用でな
される。

【００６６】また、帯電ローラ２から導電性粒子ｍが脱
落しても、画像形成装置が稼働されることで、現像装置
４の現像剤４ｄに含有させてある導電性粒子ｍが現像部
で感光体ドラム１の表面に移行し、該感光体ドラム１の
回転により転写当接部８を経て帯電ローラ２が対向する
帯電部に持ち運ばれて該帯電ローラ２に逐次に供給され
続けるため導電性粒子ｍの存在による良好な帯電性が安
定して維持される。

【００６７】このように、接触帯電方式、接触転写方
式、トナーリサイクルプロセスの画像形成装置におい
て、接触帯電部材として帯電ローラ２を用いて、しかも
該帯電ローラ２の転写残トナーｔによる汚染にかかわら
ず、低印加電圧でオゾンレスの直接注入帯電を長期に渡
り安定に維持させることが出来、均一な帯電性を与える
ことが出来、オゾン生成物による障害、帯電不良による
障害等のない、簡易な構成で低コストな画像形成装置を
得ることが出来る。

【００６８】本実施形態で使用する現像剤４ｄはトナー
ｔ及び導電性粒子ｍを一定割合で混合したものである
が、画像形成を行う際の印字比率によりトナーｔと導電
性粒子ｍの消費のされ方が異なる。

【００６９】例えば、低印字率の場合には導電性粒子ｍ
が消費され易い。しかしながら、導電性粒子ｍが先行消
費されてしまうとトナーｔがまだ残っているにもかかわ
らず帯電性能が低下し、画像不良が発生してしまう。

【００７０】この導電性粒子ｍの先行消費を防ぐために
は現像剤４ｄを少量づつ現像剤担持体となる現像スリー
ブ４ａに搬送し、一旦、現像剤担持体である現像スリー
ブ４ａ付近に搬送した現像剤４ｄを元に戻さないように
すれば良い。

【００７１】また、本実施形態のようなクリーナレスの
電子写真プロセスでは、転写残トナーｔとして現像領域
に戻ってきた現像剤４ｄを現像装置４で回収するが、こ
の回収した現像剤４ｄは劣化している可能性が高く、現
像剤容器７内にある、まだ画像形成に使用していない新
鮮なトナーｔとの混合をなるべく避けることが好まし
い。

【００７２】本実施形態では、現像装置４の現像剤容器
７の第２の空間11から第１の空間10への現像剤４ｄの移
動のみを可能とすることにより、導電性粒子ｍの先行消
費を防止し、画像不良のない画像形成装置及びプロセス
カートリッジを提供することが出来るものである。

【００７３】本実施形態で用いている現像剤４ｄはトナ
ーｔに対し導電性粒子ｍを一定割合（１．５重量部）で
混合したものであるが、上述したように画像形成時の印
字比率によりトナーｔと導電性粒子ｍの消費のされ方が
異なるので、例えば導電性粒子ｍが先行消費されてしま
うと、トナーｔがまだ残っているにもかかわらず帯電性
能が低下し、画像不良が発生してしまう。

【００７４】プロセスカートリッジにおいてはトナーｔ
が残っているのにプロセスカートリッジの寿命が尽きて
しまうというのは誠に不都合である。この導電性粒子ｍ
の先行消費を防ぐためには、現像剤４ｄを少量づつ現像
スリーブ４ａに搬送し、一旦現像スリーブ４ａの付近に
搬送した現像剤４ｄを現像スリーブ４ａの近傍の第１の
空間10内に留めるようにすれば良い。

【００７５】本実施形態ではその具体的な実現方法とし
て第１の空間10と第２の空間11との境界に弁部材９を用
いている。この弁部材９の短手方向の上部９ａを現像剤
容器７の枠体の一部である仕切り壁７ａの第１の空間10
側の面に取り付け、下方はフリーにして第１の空間10側
へのみ揺動するようにしてある。

【００７６】第１の空間10に余裕があるときには、現像
剤容器７の第２の空間11内の現像剤４ｄを搬送、攪拌す
る搬送攪拌手段となる攪拌部材12の押圧により図４
（ａ）に示すように弁部材９が第１の空間10側に揺動
し、第２の空間11から第１の空間10へ現像剤４ｄが移動
する。

【００７７】一方、第１の空間10に余裕がないときに
は、図４（ｂ）に示すように弁部材９が第１の空間10側
へ動かず、従って現像剤４ｄも移動しない。更に、第２
の空間11から第１の空間10へ現像剤４ｄが移動すると、
一時的に第１の空間10内の現像剤４ｄの密度が高まり、
現像スリーブ４ａの回転によって第１の空間10内で図４
（ｃ）中の矢線で示したような現像剤４ｄの循環が起き
ると共に、第２の空間11へ現像剤４ｄを押し戻そうとす
る力が生じる。

【００７８】すると、図４（ｄ）に示すように、弁部材
９が第１の空間10から第２の空間11への現像剤４ｄの移
動を妨げる方向に揺動し、第１の空間10と第２の空間11
との現像剤４ｄの移動通路である開口部３をふさいでし
まうので、第１の空間10から第２の空間11へ現像剤４ｄ
が移動するのを防止出来る。

【００７９】尚、弁部材９は、攪拌部材12の先端が弁部
材９に接触して所定の侵入量を持たせて揺動させる方式
でも良いし、弁部材９と攪拌部材12とは直接接触せず、
攪拌部材12によって押し出された現像剤４ｄによって間
接的に弁部材９を押して揺動させる方式でも良い。

【００８０】次に、弁部材９を第１の空間10と第２の空
間11との境界の開口部３に取り付けたことによる別の効
果について図５を用いて説明する。図５は本実施形態の
プロセスカートリッジの現像スリーブ４ａと弁部材９と
第１の空間10及び第２の空間11を含む平面断面図の一部
を示している。

【００８１】例えば、感光体ドラム１の長手方向（軸方
向）でトナー消費量が著しく異なるような画像パターン
で連続通紙を行った場合、トナー消費量が多い箇所で
は、図５（ａ）に示すように、現像スリーブ４ａの裏側
である第１の空間10側に空隙６が出来る一方、トナー消
費量の少ない箇所では現像スリーブ４ａの裏側に現像剤
４ｄが満たされた状態となる。

【００８２】攪拌部材12により第２の空間11から第１の
空間10に現像剤４ｄが送り込まれてくると、図５（ｂ）
に示すように、弁部材９が第１の空間10側に揺動するた
め、第１の空間10内の圧力が上昇する。

【００８３】すると、その圧力上昇を緩和すべく前述の
空隙６の部分には周りから現像剤４ｄが移動してきて、
当該空隙６は埋められてゆく。つまり、弁部材９を取り
付けることにより現像装置４の長手方向のトナー循環が
行われる結果、長手方向の均一性が向上する。

【００８４】比較例として、図５（ｃ）に示すように、
弁部材９がない場合を考える。この場合には攪拌部材12
により現像装置４の長手方向の現像剤４ｄが消費された
箇所だけに第２の空間11から新たな現像剤４ｄが補給さ
れる。

【００８５】すると、現像スリーブ４ａの長手方向で導
電性粒子ｍの含有量が異なる状態になってしまう。なぜ
ならば、画像形成動作を行うことにより、たとえ印字率
が低くてトナーｔがほとんど消費されなくても導電性粒
子ｍは消費されていくからでる。

【００８６】現像装置４の長手方向で導電性粒子ｍの含
有量が異なると、それに対応する形で帯電性も現像装置
４の長手方向で異なってしまい、その結果、長手方向の
濃度ムラ等になって現れる。

【００８７】また、トナーｔは現像スリーブ４ａと規制
ブレード４ｃとの間で摩擦帯電されて電荷を持つので、
新たに第２の空間11から供給されたトナーｔの電荷量
は、既に第１の空間10にあるトナーｔに比べて少なめで
あり、トナーｔの電荷量も現像スリーブ４ａの長手方向
で異なってしまう。このことはやはり長手方向の濃度ム
ラ等となって現れる。

【００８８】次に、弁部材９を第１の空間10と第２の空
間11の開口部に取り付けたことによる更に別の効果につ
いて図６を用いて説明する。前述したように、攪拌部材
12により第２の空間11から現像剤４ｄが送り込まれてく
ると、図６（ａ）に示すように、弁部材９が第１の空間
10側に揺動し、第１の空間10内の圧力が上昇する。

【００８９】その後、図６（ｂ）に示すように、弁部材
９が閉じると、それまで弁部材９があった領域に空隙６
が生じるため、図６（ｃ）に示すように、主に重力の影
響により該空隙６の上方から現像剤４ｄが自重により落
下して移動してくる。

【００９０】この動作を繰り返すこと、及び現像スリー
ブ４ａの回転により第１の空間10内で発生する現像剤４
ｄの搬送力とにより、図６（ｄ）に示すように、第１の
空間10内で矢線のような現像剤４ｄの循環が行われる。

【００９１】このことにより、現像スリーブ４ａ近辺に
現像剤４ｄが滞留することがなく、また、第１の空間10
全体に渡る大きな循環が行われるため、トナーｔの劣化
を防止することが出来る。

【００９２】以上説明したように、本実施形態によれば
弁部材９によって第２の空間11から第１の空間10への現
像剤４ｄの移動のみを可能とすることにより、導電性粒
子ｍの先行消費を防止し、画像不良のない画像形成装置
及びプロセスカートリッジを提供することが出来る。

【００９３】また、弁部材９により第１の空間10内での
現像剤４ｄの循環が誘起されることで、現像剤４ｄの劣
化を防止すると共に、仮に現像剤４ｄの消費量に現像装
置４の長手方向のムラがあった場合でも現像剤４ｄの消
費量の多い部分から少ない部分へと現像剤４ｄを移動さ
せることが出来、現像装置４の長手方向の均一性が良好
な画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供するこ
とが出来る。

【００９４】更にクリーナレスの電子写真プロセスで発
生する劣化している虞れのある回収トナーｔと、現像容
器内にある新鮮なトナーｔとが第１の空間10内で混じる
ことがあっても、それが第２の空間11にまで及ぶことが
なく、且つ回収したトナーｔは第１の空間10内に留まり
早期に再び現像に供されるため回収トナーｔによる画質
劣化の虞れが少ない画像形成装置及びプロセスカートリ
ッジを提供することが出来るという効果がある。

【００９５】次に図７〜図９を用いて本発明に係る現像
装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジの第２実
施形態の構成について説明する。図７は本発明に係る現
像装置の第２実施形態の構成を示す断面説明図、図８は
第２実施形態の現像装置において、第１の空間側から見
た弁部材の動きを示す図、図９は第１、第２実施形態の
現像装置において、各弁部材の動きの比較を説明する図
である。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは
同一の符号を付して説明を省略する。

【００９６】前記第１実施形態では、弁部材９を第１の
空間10側の面に取り付けた場合について説明したが、本
実施形態では、図７及び図８に示すように、弁部材９の
取り付け位置を現像剤容器７の枠体の一部である仕切り
壁７ａの第２の空間11側の面の上部に支持することによ
り弁部材９の揺動をより容易にすることが出来る。

【００９７】本実施形態の画像形成装置は弁部材９及び
第１の空間10と第２の空間11との開口部３付近の構造を
除き、前記第１実施形態と同様であるので説明を省略す
る。

【００９８】本実施形態では図７に示すように、弁部材
９が仕切り壁７ａの第２の空間11側に取り付けられてい
る。また、図８に示すように、弁部材９を揺動させるた
めに弁部材９の長手方向の長さは、第１の空間10と第２
の空間11との間の開口部３の長手方向の長さよりも短く
なるように構成してある。

【００９９】本実施形態の利点は弁部材９の揺動のし易
さにある。図９は弁部材９を第１の空間10側へ取り付け
た場合と、第２の空間11側へ取り付けた場合の比較であ
る。ここでは攪拌部材12の先端が弁部材９に対して一定
の侵入量を持っている場合の比較について説明する。

【０１００】図９（ａ）に示すように、弁部材９を第１
の空間10側に取り付けると、開口部３の仕切り壁７ａの
厚み分だけ弁部材９を第１の空間10側に押す量が減って
しまい、その結果、図９（ｂ）に示すように、弁部材９
を第２の空間11側に取り付けた場合に比べて該弁部材９
の開き量も減ってしまう。

【０１０１】また、逆に弁部材９の開き量を増やすため
に攪拌部材12の先端の開口部３への侵入量をむやみに増
加させると、該攪拌部材12の先端が開口部３以外の位置
にあるときに第２の空間11の現像剤容器７の内壁と接触
して撓む量が増加し、攪拌部材12の先端が永久変形して
しまう可能性が高くなる。

【０１０２】以上説明したように、本実施形態によれば
弁部材９の揺動をより容易にすることが出来、攪拌部材
12の侵入量が少なくても弁部材９の開き量を大きくする
ことが出来る。

【０１０３】尚、上述した各実施形態はあくまでも１例
であり、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変形実施
可能であるのは言うまでもない。

【０１０４】

【発明の効果】本発明は、上述の如き構成と作用とを有
するので、弁部材によって第２の空間から第１の空間へ
の現像剤の移動のみを可能とすることにより、導電性粒
子の先行消費を防止し、画像不良のない現像装置、プロ
セスカートリッジ及び画像形成装置を提供することが出
来る。

【０１０５】また、弁部材により第１の空間内での現像
剤の循環が誘起されることで、現像剤の劣化を防止する
と共に、仮に現像剤の消費量に現像装置の長手方向のム
ラがあった場合でも現像剤の消費量の多い部分から少な
い部分へと現像剤を移動させることが出来、長手方向に
均一性で良好な現像装置、プロセスカートリッジ及び画
像形成装置を提供することが出来る。

【０１０６】更にクリーナレスの電子写真プロセスで発
生する劣化している虞れのある回収トナーと、現像容器
内にある新鮮なトナーとが第１の空間内で混じることが
あっても、それが第２の空間にまで及ぶことがなく、且
つ回収したトナーは第１の空間内に留まり、早期に再び
現像に供されるため、回収トナーによる画質劣化の虞れ
が少ない現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成
装置を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像装置を装備するプロセスカー
トリッジを装着した画像形成装置の第１実施形態の構成
を示す概略側面図である。

【図２】第１実施形態の現像装置の構成を示す断面説明
図である。

【図３】第１実施形態の現像装置において、第１の空間
側から見た弁部材の動きを示す図である。

【図４】第１実施形態の現像装置において、弁部材の動
きを説明する図である。

【図５】第１実施形態の現像装置において、弁部材によ
る現像剤容器の長手方向の現像剤の循環の様子を示す図
である。

【図６】第１実施形態の現像装置において、弁部材によ
る第１の空間内の現像剤の循環の様子を示す図である。

【図７】本発明に係る現像装置の第２実施形態の構成を
示す断面説明図である。

【図８】第２実施形態の現像装置において、第１の空間
側から見た弁部材の動きを示す図である。

【図９】第１、第２実施形態の現像装置において、各弁
部材の動きの比較を説明する図である。

【図10】従来例を説明する図である。

【符号の説明】

１…感光体ドラム、２…帯電ローラ、２ａ…芯金、２ｂ
…中抵抗層、３…開口部、４…現像装置、４ａ…現像ス
リーブ、４ｂ…マグネットロール、４ｃ…規制ブレー
ド、４ｄ…現像剤、５…転写ローラ、６…空隙、７…現
像剤容器、７ａ…仕切り壁、８…転写当接部、９…弁部
材、９ａ…上部、10…第１の空間、11…第２の空間、12
…攪拌部材、Ｌ…レーザ光（走査露光）、ｍ…導電性粒
子、ｎ…帯電当接部、Ｐ…転写材、Ｓ1…帯電バイアス
印加電源、Ｓ２…現像バイアス印加電源、Ｓ３…転写バ
イアス印加電源、ｔ…トナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 雅弘 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 中川 健 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 木原 隆義 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） 2H077 AA02 AA05 AA09 AA12 AA18 AA37 AB04 AC01 AC16 AD06 AD13 BA08 BA09 EA13 GA03 GA17 2H200 FA02 GA16 GA23 GA33 GA34 GA44 GA46 GA49 GA56 GA57 GB25 GB37 GB41 HA02 HA21 HA28 HB12 HB22 HB45 HB46 HB47 JA02 JB10 LA01 LA12 LA19 LA23 LA38 MA04 MA12 MA14 MA20 MB06 MC01 MC06

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体の帯電面に形成された静電潜像
   に対してトナー及び導電性粒子を含む現像剤を供給して
   トナー画像として可視像化する現像装置であって、 前記現像剤を収容する現像剤容器の空間が、前記像担持
   体に近い側で且つ前記静電潜像を前記現像剤によりトナ
   ー画像として可視像化する現像手段が配置された第１の
   空間と、前記像担持体から遠い側の第２の空間に分割さ
   れ、該第１の空間と第２の空間との境界に、その一端部
   側が前記第１の空間側に揺動可能な弁部材を設けたこと
   を特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記弁部材は、前記現像剤容器の前記第
   １の空間側の面に支持したことを特徴とする請求項１に
   記載の現像装置。
3. 【請求項３】 前記弁部材は、前記現像剤容器の前記第
   ２の空間側の面に支持したことを特徴とする請求項１に
   記載の現像装置。
4. 【請求項４】 前記弁部材の長手方向の長さは、前記第
   １の空間と前記第２の空間との間の開口部の長手方向の
   長さよりも短くなるように構成したことを特徴とする請
   求項３に記載の現像装置。
5. 【請求項５】 像担持体と該像担持体を帯電する帯電手
   段との当接部に、現像部で該像担持体に付着し、転写後
   の像担持体に残留した現像剤中に含有された導電性粒子
   が持ち運ばれて介在している画像形成装置であって、 請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置と、像担
   持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段とを有し、前
   記帯電手段は前記像担持体との間に速度差を持ち且つ該
   帯電手段と該像担持体との間に前記導電性粒子が介在し
   た状態で電圧が印加されることを特徴とする画像形成装
   置。
6. 【請求項６】 前記帯電手段は、前記像担持体との間に
   当接部を形成する可撓性部材を備えることを特徴とする
   請求項５に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 少なくとも請求項１〜４のいずれか１項
   に記載の現像装置と、像担持体と、前記像担持体を帯電
   する帯電手段とを枠体内に一体的に備え、画像形成装置
   に対して着脱可能に構成したことを特徴とするプロセス
   カートリッジ。