JP2007164026A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤に負荷される機械的圧力を低減させつつ確実に現像剤を帯電させて、現像剤の劣化を防止しつつ長期に亘って高品質な画像形成を可能にした現像装置を提供する。
【解決手段】非磁性の一成分現像剤を担持しつつ搬送する現像剤担持体６ｃと、現像剤担持体６ｃに現像剤を供給する供給部材６ｄとを有する現像装置６が具備された画像形成装置に対し、現像剤担持体６ｃから現像剤を回収する回収部材６ｆを設け、供給部材６ｄに軽接触する導電性の電極部材６ｅを設けるとともに、現像剤担持体６ｃと供給部材６ｄとの間に供給部材６ｄの外周面上の現像剤を現像剤担持体６ｃ側に移動させる方向の直流電界を形成しつつこの直流電界の大きさを可変とするとともに、供給部材６ｄと電極部材６ｅとの間に現像剤を供給部材６ｄの外周面に押し付ける方向の直流電界を形成しつつこの直流電界の大きさを可変とする制御手段を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関し、特に、被記録画像に対応して像担持体に形成された静電潜像に、非磁性の一成分現像剤を供給しこれを顕像化する現像装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、例えば複写機やプリンタ、ファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置には、一成分現像剤の非磁性トナーを収容した現像容器内に、その外周面にトナー（現像剤）を担持しつつ搬送する略円筒状の現像剤担持体（現像ローラ）と、現像ローラにトナーを供給するトナー供給部材（供給ローラ）と、供給ローラから現像ローラに供給されて担持されたトナーの量（付着量）を規制する規制部材（規制ブレード）とを有する現像装置が備えられている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

この種の現像装置においては、現像ローラは、軸線回りに回転可能に設けられるとともに、現像容器に形成された開口部を介して一部の外周面が外側に露出しつつ臨むように配設されている。また、供給ローラは、略円柱棒状に形成されて軸線回りに回転可能に設けられており、現像ローラと軸線方向を一致させ、かつ互いの外周面を接触させた状態で、現像容器の開口部に対し現像ローラの回転方向上流側に配設されている。規制ブレードは、供給ローラに対し現像ローラの回転方向下流側で、現像容器の開口部よりも現像ローラの回転方向上流側に設けられており、現像ローラに所定の圧力で当接するように配設されている。このように構成された現像装置は、軸線回りに回転可能に設けられその外周面上に被記録画像の静電潜像が形成される略円柱状の像担持体（感光体ドラム）に対し、現像容器の開口部を介して、感光体ドラムの外周面と現像ローラの外周面が接触するように或いは所定の隙間をあけて対向するようにして画像形成装置に設けられている。

また、上記の現像装置においては、現像ローラと供給ローラとにバイアス電圧が印加されて、両者の間に例えばトナーを供給ローラから現像ローラに移動させる方向の電界が形成されている。この現像装置では、供給ローラの外周面に付着して搬送されたトナーが、現像ローラへの供給時に、供給ローラと現像ローラの接触部で圧力を負荷されつつ擦過され、摩擦帯電電荷が付与されて、供給ローラと現像ローラとの間に形成された電界によって電気的に現像ローラに供給されつつ担持される。そして、現像ローラに担持されたトナーは、現像ローラの回転とともに搬送され、規制ブレードとの当接部を通過するとともに余分なトナーが除去されて所定の付着量に規制されつつ薄層形成される。また、この規制ブレードで薄層形成する際にも、トナーには圧力が負荷されて擦過され、摩擦帯電電荷が付与されることになる。そして、所定の付着量に薄層形成されて帯電したトナーが、感光体ドラムとの対向部分に搬送され静電潜像に電気的に供給されることにより、この静電潜像を顕像化することが可能とされている。
特開平８−３６２９９号公報 特開平８−８７１７４号公報

しかしながら、上記の現像装置において、現像ローラに担持されたトナーのうち、感光体ドラムの静電潜像（画像部）に供給されずに残った非画像部のトナー（残トナー）は、現像ローラの回転とともに供給ローラとの接触部に搬送されてゆき、この接触部で擦過されることにより機械的に現像ローラから剥離されて回収されることになる。すなわち、上記の現像装置においては、現像ローラに対するトナーの供給と回収が一つの部材（供給ローラ）で行なわれており、現像ローラと供給ローラとの間に形成される電界が一方向であるために、上記のように現像ローラにトナーを供給するように電界を形成した場合には、現像ローラから残トナーを回収する際、電界に逆らって機械的に剥離させて回収することになる。そして、このように現像ローラへの供給時にトナーを摩擦帯電させ、かつ残トナーを機械的に回収するために、供給ローラを現像ローラに強く押し付けて接触させることが必要になり、この接触部で摩擦されたり、機械的に剥離されるトナーが、大きな圧力が負荷されることによって劣化してしまうという問題があった。また、このようにトナーに劣化が生じた場合には、形成画像の品質が低下してしまうという問題があった。

また、上記の現像装置においては、供給ローラから現像ローラへの供給と略同時にトナーが帯電されることになるため、現像ローラと供給ローラの間に形成された電界によって電気的にトナーの供給量（現像ローラ上の付着量）を制御することができず、このために、規制ブレードで現像ローラ上のトナーの付着量を規制して薄層形成する必要が生じている。そして、規制ブレードでトナーの付着量を規制する際にも、トナーには現像ローラに強く押し付けるような大きな圧力が負荷されるため、この大きな圧力によってトナーが劣化してしまうという問題があった。

本発明は、上記事情を鑑み、現像剤に負荷される機械的圧力を低減させつつ確実に現像剤を帯電させて、現像剤の劣化を防止しつつ長期に亘って高品質な画像形成を可能にした画像形成装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明の画像形成装置は、外周面に非磁性の一成分現像剤を担持しつつ軸線回りに回転されて搬送する現像剤担持体と、外周面に担持した前記現像剤を軸線回りに回転しつつ搬送して前記現像剤担持体に供給する供給部材とを有する現像装置が具備され、被記録画像の静電潜像が形成された像担持体に前記現像剤担持体で搬送した前記現像剤を供給して前記静電潜像を顕像化する画像形成装置であって、前記像担持体に前記現像剤を供給した後に、前記現像剤担持体の外周面に残存する前記現像剤を回収するための回収部材が、前記供給部材に対して前記現像剤担持体の回転方向上流側に設けられているとともに、前記供給部材の外周面に軽接触する導電性の電極部材が設けられ、前記供給部材は、少なくとも外周面が密実に形成されてその内部に前記現像剤が入り込むことがないものとされており、前記現像剤担持体には、該現像剤担持体に直流と交流の重畳電圧を印加する第１バイアス電圧印加手段が接続され、前記供給部材には、該供給部材に直流電圧を印加する第２バイアス電圧印加手段が接続され、前記電極部材には、該電極部材に直流電圧を印加する第３バイアス電圧印加手段が接続され、前記第１バイアス電圧印加手段と前記第２バイアス電圧印加手段を制御して前記現像剤担持体と前記供給部材との間に前記供給部材の外周面上の前記現像剤を前記現像剤担持体側に移動させる方向の直流電界を形成しつつ前記現像剤担持体と前記供給部材の間の該直流電界の大きさを可変とするとともに、前記第２バイアス電圧印加手段と前記第３バイアス電圧印加手段を制御して前記供給部材と前記電極部材との間に前記現像剤を前記供給部材の外周面に押し付ける方向の直流電界を形成しつつ前記供給部材と前記電極部材の間の該直流電界の大きさを可変とする制御手段が設けられていることを特徴とする。

本発明の画像形成装置においては、現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材と、現像剤担持体から現像剤を回収する回収部材とが個別に設けられていることによって、現像剤担持体に対する現像剤の供給と回収を、それぞれ電界に逆らうことなく電気的に行なうことが可能になる。これにより、現像剤担持体に対して供給部材と回収部材をそれぞれ非接触もしくは軽接触するように配置することが可能とされ、このように配置することによって、現像剤の供給と回収時に現像剤に機械的圧力が負荷されることを防止できる。

また、供給部材に軽接触する導電性の電極部材が設けられるとともに、供給部材と電極部材との間に現像剤を供給部材側に押し付ける方向の直流電界が形成されていることによって、かつ、外周面が密実に形成されてその内部に現像剤が入り込むことがないように供給部材が形成されていることによって、供給部材の外周面と電極部材との間に配されるすべての現像剤を、直流電界下で、かつ大きな圧力を負荷することなく摩擦接触させて帯電させることが可能とされる。これにより、現像剤担持体に供給する前に予め現像剤を帯電させることが可能とされ、従来の現像装置のように、現像剤担持体に供給部材を大きな圧力で接触させて現像剤を供給時に摩擦帯電させる必要をなくすことができる。

さらに、供給部材と電極部材の間に形成される直流電界の大きさ、及び現像剤担持体と供給部材の間に形成される直流電界の大きさを制御する制御手段が設けられていることによって、供給部材と電極部材の間の直流電界で一義的に決まる供給部材上の現像剤の帯電量と付着量を変化させることが可能とされるとともに、供給部材上の現像剤の帯電量に応じた大きさの直流電界が現像剤担持体と供給部材の間に形成されるように制御することによって、供給部材から現像剤担持体への現像剤の供給量（現像剤担持体上の現像剤の付着量）を制御することが可能になる。

一方で、供給部材上の現像剤の帯電量は、供給部材と電極部材の間の直流電界の大きさ（直流電位差）によって決まり、供給部材から現像剤担持体への現像剤の供給量は、供給部材と現像剤担持体の間の直流電界及び交流電界のいずれの電界の大きさを変えてもその量を変えることができる。しかしながら、現像剤担持体に直流と交流の重畳電圧を印加している場合には、交流電界は供給部材と現像剤担持体の間だけでなく、現像剤担持体と像担持体との間にも形成されるため、供給部材から現像剤担持体に現像剤を供給するという観点のみから現像剤担持体に印加する交流電圧を変化させてしまうと、像担持体との間の交流電界の大きさも変化して、現像剤担持体から像担持体上の静電潜像に電気的に供給される現像剤の供給量が変化し、形成画像の画像濃度（現像性）が変わってしまう。

これに対して、本発明の画像形成装置においては、現像剤担持体に直流と交流の重畳電圧を印加する第１バイアス電圧印加手段に対して、制御手段によって直流成分のみを可変として制御しているため、すなわち、交流成分を一定に保持して、供給部材と現像剤担持体の間の直流電界のみを可変としているため、供給部材から現像剤担持体への現像剤の供給量をその直流電界の大きさに応じた所定量に制御することが可能とされ、このように所定の供給量で現像剤担持体に供給され担持された現像剤が、像担持体に供給される際には、現像剤担持体に印加された交流成分の電圧が一定とされているため、現像剤担持体と像担持体の間の交流電界の大きさが変化することがなく、直流電界の大きさに応じた供給量で現像剤を静電潜像に供給することが可能とされている。

したがって、供給部材と現像剤担持体の間の直流電界を大きくして現像剤担持体への現像剤の供給量を多くした場合には、多くの現像剤が像担持体の静電潜像に供給されて画像濃度を大きくすることが可能とされる。また、逆に、供給部材と現像剤担持体の間の直流電界を小さくして現像剤担持体への現像剤の供給量を少なくした場合には、像担持体の静電潜像に供給される現像剤が少なくなり画像濃度を小さくすることが可能とされる。よって、制御手段で供給部材や現像剤担持体、電極部材に印加する直流成分の電圧を制御することにより、所望の画像濃度で画像形成を行なうことが可能になる。

また、本発明に係る画像形成装置は、外周面に非磁性の一成分現像剤を担持しつつ軸線回りに回転されて搬送する現像剤担持体と、外周面に担持した前記現像剤を軸線回りに回転しつつ搬送して前記現像剤担持体に供給する供給部材とを有する現像装置が具備され、被記録画像の静電潜像が形成された像担持体に前記現像剤担持体で搬送した前記現像剤を供給して前記静電潜像を顕像化する画像形成装置であって、前記像担持体に前記現像剤を供給した後に、前記現像剤担持体の外周面に残存する前記現像剤を回収するための回収部材が、前記供給部材に対して前記現像剤担持体の回転方向上流側に設けられているとともに、前記供給部材の外周面に軽接触する導電性の電極部材が設けられ、前記供給部材は、少なくとも外周面が密実に形成されてその内部に前記現像剤が入り込むことがないものとされており、前記現像剤担持体には、該現像剤担持体に直流電圧を印加する第１バイアス電圧印加手段が接続され、前記供給部材には、該供給部材に直流と交流の重畳電圧を印加する第２バイアス電圧印加手段が接続され、前記電極部材には、該電極部材に直流電圧を印加する第３バイアス電圧印加手段が接続され、前記第１バイアス電圧印加手段と前記第２バイアス電圧印加手段を制御して前記現像剤担持体と前記供給部材との間に前記供給部材の外周面上の前記現像剤を前記現像剤担持体側に移動させる方向の直流電界を形成しつつ前記供給部材と前記現像剤担持体の間の該直流電界の大きさ及び交流電界の大きさの少なくとも一方を可変にするとともに、前記第２バイアス電圧印加手段と前記第３バイアス電圧印加手段を制御して前記供給部材と前記電極部材との間に前記現像剤を前記供給部材の外周面に押し付ける方向の直流電界を形成しつつ前記供給部材と前記電極部材の間の該直流電界の大きさを可変とする制御手段が設けられていることを特徴とする。

本発明の画像形成装置においては、上記と同様に、現像剤担持体に供給する前に予め現像剤を帯電させることが可能とされ、従来の現像装置のように、現像剤担持体に供給部材を大きな圧力で接触させて現像剤を供給時に摩擦帯電させる必要をなくすことができる。

また、現像剤担持体に接続された第１バイアス電圧印加手段が直流電圧を印加するものとされ、供給部材に接続された第２バイアス電圧印加手段が直流と交流の重畳電圧を印加するものとされていることによって、供給部材と現像剤担持体とを非接触もしくは軽接触するように配置した場合においても、供給部材と現像剤担持体の間に形成される交流電界の大きさを制御することで、供給部材から現像剤担持体への現像剤の供給量を電気的に制御することが可能とされる。

本発明に係る画像形成装置によれば、供給部材上で予め現像剤を帯電させることができ、かつ供給部材と回収部材とを個別に設けて、現像剤担持体に対する現像剤の供給と回収を電気的に行なうことが可能になることによって、供給部材と回収部材を現像剤担持体に対して非接触もしくは軽接触させて配置することが可能になり、さらに電極部材を設けることによって現像剤を予め供給前に帯電させることができることによって、現像剤が劣化することを防止できる。よって、長期に亘って高品質の画像形成を行なうことが可能とされる。

また、制御手段で供給部材や現像剤担持体、電極部材に印加される電圧を制御して、供給部材と電極部材の間の電界の大きさや、供給部材と現像剤担持体の間の電界の大きさを制御することにより、供給部材上の現像剤の帯電量を変化させることが可能になるとともに、供給部材と現像剤担持体の間の電界の大きさに応じた供給量で、現像剤を現像剤担持体に供給することが可能になる。これにより、例えば形成画像の画像濃度が低下するような場合にも、制御手段で供給部材と現像剤担持体の間の電界の大きさを変化させることにより、現像剤担持体への現像剤の供給量、ひいては現像剤担持体から像担持体上の静電潜像への現像剤の供給量を変化させて、所望の画像濃度で画像形成を行なうことが可能とされる。よって、常時高品質の画像形成を行なうことが可能とされる。

以下、図１から図４を参照し、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置について説明する。本実施形態は、電子写真方式の例えば複写機やプリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関し、特に一成分現像剤の非磁性トナー（現像剤）を用いて画像形成を行なう画像形成装置に関するものである。

本実施形態の画像形成装置Ａは、図１に示すように、タンデム方式の画像形成装置であって、被記録画像の画像信号に応じて、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの色毎に設けられ各色のトナー像をそれぞれ形成する複数の現像部１と、各現像部１で形成したトナー像が順次転写される転写ベルト２ａを備えた中間転写体２と、例えばシートなどの記録体Ｓを収納したカセット３ａから記録体Ｓを取り出しつつこれを搬送する記録体搬送手段３と、中間転写体２から記録体Ｓに転写したトナー像を記録体Ｓに固定する定着手段４とを備えて構成されている。

また、本実施形態においては、現像部１の一様に帯電した後述する感光体ドラム１ａの外周面にレーザー光を照射しつつ走査し露光して、感光体ドラム１ａ上に被記録画像の画像信号に応じた静電潜像を形成する光走装置５が、現像部１とは別に画像形成装置Ａに設けられている。

色毎に設けられた複数の現像部１は、図１及び図２に示すように、略円柱状に形成され、軸線Ｏ１回り（矢印Ｔ１方向の反時計回り）に回転可能に設けられた感光体ドラム（像担持体）１ａと、感光体ドラム１ａの外周面を一様に負電荷に帯電させる帯電器１ｂと、帯電器１ｂに対して感光体ドラム１ａの回転方向Ｔ１上流側に設けられ感光体ドラム１ａの外周面に付着したトナー（現像剤）を除去して清浄化するクリーニング装置１ｃと、感光体ドラム１ａにトナーを供給するための現像装置６とから構成されている。

ここで、感光体ドラム１ａと帯電器１ｂとクリーニング装置１ｃは、一つの容器１ｄに収容され、帯電器１ｂとクリーニング装置１ｃが感光体ドラム１ａの径方向外側に外周面に沿って設けられるとともに、帯電器１ｂがクリーニング装置１ｃに対して感光体ドラム１ａの回転方向Ｔ１下流側に配置されている。また、この容器１ｄには、帯電器１ｂの感光体ドラム１ａの回転方向Ｔ１下流側に第１開口部１ｅが設けられているとともに、この第１開口部１ｅよりも感光体ドラム１ａの回転方向Ｔ１下流側の上方側に第２開口部１ｆが設けられている。そして、感光体ドラム１ａは、例えば３０ｍｍ程度の外径を備えて周速１５０ｍｍ／ｓで回転するものとされ、その回転とともに順次外周面をこれら第１開口部１ｅと第２開口部１ｆに露出させるように設けられている。また、この感光体ドラム１ａと帯電器１ｂとクリーニング装置１ｃは、これらを収容する容器１ｄの第１開口部１ｅを画成する開口端が、現像装置６の後述する現像容器６ａの開口部６ｂを画成する開口端と着脱可能に係合されて現像装置６と一体とされている。

一方、現像装置６は、光走装置５で感光体ドラム１ａの外周面上に形成した静電潜像に、担持しつつ搬送したトナーを供給し、静電潜像を顕像化してトナー像を形成する現像ローラ（現像剤担持体）６ｃと、トナーを外周面に担持しつつ搬送して現像ローラ６ｃにトナーを供給する供給ローラ（供給部材）６ｄと、供給ローラ６ｄの外周面に軽接触されつつ供給ローラ６ｄの外周面に付着したトナーを帯電させるための導電性のスポンジからなる電極部材６ｅと、現像ローラ６ｃの外周面に付着したトナーを除去する回収ローラ（回収部材）６ｆと、現像容器６ａ内のトナーを撹拌しつつ搬送して供給ローラ６ｄに供給する一対の現像剤撹拌手段６ｇ、６ｈとが、トナーとともに現像容器６ａ内に納められて構成されている。

また、本実施形態の画像形成装置Ａにおいては、現像装置６に、現像ローラ６ｃが担持したトナー（トナー層）の表面の凹凸を均すための均し部材６ｉと、回収ローラ６ｆの外周面に付着したトナーを除去するスクレーパ６ｊとが具備されている。

現像ローラ６ｃは、例えば１４ｍｍ程度の外径を備えた略円柱棒状に形成されており、例えばステンレス製の芯材にスポンジ状の導電性ウレタンが巻き回され、この導電性ウレタンの外周面に導電性ポリイミドが被覆されて形成されている。そして、この現像ローラ６ｃは、現像容器６ａの上方側の側方側に形成され水平方向に延びる開口部６ｂに沿って軸線Ｏ２回りに回転可能に設けられ、その外周面が開口部６ｂから外側に露出されつつ臨むように設けられている。また、この現像ローラ６ｃは、開口部６ｂから露出する外周面が感光体ドラム１ａの外周面に軽接触するように設けられており、感光体ドラム１ａの周速と略等しい周速で時計回り（矢印Ｔ２方向）に回転するものとされている。

供給ローラ６ｄは、例えば１４ｍｍ程度の外径を備えた略円柱棒状に形成されており、例えばステンレス製の芯材に、ゴム硬度が５０度程度の導電性ウレタンゴムが巻き回されて形成されている。また、この供給ローラ６ｄは、導電性ウレタンゴムの外周面が紫外線処理されて内部にトナーが入り込まないように密実に形成されている。このように形成された供給ローラ６ｄは、現像ローラ６ｃの直下に、現像ローラ６ｃの軸線Ｏ２と軸線Ｏ３を平行に配しつつ軸線Ｏ３回りに回転可能に設けられ、現像ローラ６ｃと例えば０．３ｍｍ程度の隙間をあけ非接触状態で設けられている。また、供給ローラ６ｄは、現像ローラ６ｃの周速に対して約１．５倍の周速をもって時計回り（矢印Ｔ３方向）に回転するものとされている。

電極部材６ｅは、略平板状の例えばアルミニウム製の基材の表面に導電性のスポンジを貼り付け、さらにその表面に導電性のシートを貼り付けた構成とされている。この電極部材（以下、スポンジ電極という）６ｅを構成するスポンジは、例えば、抵抗が１０^６〜１０^１０Ωｃｍの中抵抗の電気的特性を有し、厚みが３〜１０ｍｍとされている。またスポンジの表面に貼り付ける導電性のシートは、例えば、抵抗が１０^６〜１０^１０Ωｃｍの中抵抗で、厚みが５０〜２００μｍのものとされる。そして、このスポンジ電極６ｅは、現像ローラ６ｃに対して供給ローラ６ｄの回転方向Ｔ３上流側に配され、基材が現像容器６ａに固着されるとともに供給ローラ６ｄの外周面に１〜４ｍｍ程度食い込まれて供給ローラ６ｄと軽接触するように設けられている。また、このとき、スポンジ電極６ｅが軽接触する供給ローラ６ｄの周方向の幅は、３〜７ｍｍ程度とされている。

ここで、本実施形態において、軽接触とは、接触する部分に搬送されたトナーがその機械的な接触圧によって劣化を生じることのない接触状態を示すものであり、例えば１０〜４０ｇ／ｃｍ^２よりも小さな圧力が生じる程度に接触した状態を示すものとされる。

回収ローラ６ｆは、例えば１０ｍｍ程度の外径を備えた略円柱棒状に形成されており、ステンレスなどの金属の表面を、導電性フッ素樹脂で例えば２〜５０μｍ程度の厚さをもって被覆して形成されている。そして、この回収ローラ６ｆは、その外周面を現像ローラ６ｃの外周面に軽接触させつつ、供給ローラ６ｄよりも現像ローラ６ｃの回転方向Ｔ２上流側で、かつ現像容器６ａの開口部６ｂよりも現像ローラ６ｃの回転方向Ｔ２下流側に、軸線Ｏ４回りに回転自在とされて設けられている。このとき、回収ローラ６ｆは、軽接触する現像ローラ６ｃの回転に従動するものとされ、すなわち反時計回り（矢印Ｔ４方向）に回転するものとされている。また、この回収ローラ６ｆの現像ローラ６ｃとの接触部よりも回転方向Ｔ４下流側に位置する外周面には、現像容器６ａに固着された支持部材６ｋに支持されて、回収ローラ６ｆの軸線Ｏ４に沿って延設された薄板状のスクレーパ６ｊが、その先端を軽接触させた状態で設けられている。

一対の現像剤撹拌手段６ｇ、６ｈは、例えばオーガースクリューとされ、それぞれ、現像容器６ａ内の下方に、現像ローラ６ｃや供給ローラ６ｄの軸線Ｏ２、Ｏ３と軸線Ｏ５、Ｏ６を平行に配しつつ軸線Ｏ５、Ｏ６回りに回転可能に設けられている。そして、一方の現像剤撹拌手段６ｇは、例えば１２ｍｍ程度の外径を備えて形成されており、所定の間隔をあけつつ供給ローラ６ｄの直下に配設されている。他方の現像剤撹拌手段６ｈは、例えば８ｍｍ程度の外径を備えて形成されており、一方の現像剤撹拌手段６ｇに対して供給ローラ６ｄの回転方向Ｔ３上流側の斜め上方に設けられている。ここで、現像容器６ａの供給ローラ６ｄよりも下方側には、トナーが収容されており、他方の現像剤撹拌手段６ｈは、その軸線Ｏ６回りの回転により、収容されたトナーを軸線Ｏ６方向の一方向に搬送しつつ一方の現像剤撹拌手段６ｇ側に向けて搬送可能とされている。一方、他方の現像剤撹拌手段６ｈがその軸線Ｏ６方向の前記一方向にトナーを搬送するのに対して、一方の現像剤撹拌手段６ｇは、トナーを軸線Ｏ５方向の前記一方向と反対の方向に搬送しつつ上方に位置する供給ローラ６ｄに向けて搬送可能とされている。なお、他方の現像剤撹拌手段６ｈによってトナーが直接供給ローラ６ｄ側に搬送されることを防止するために、現像容器６ａには、供給ローラ６ｄと他方の現像剤撹拌手段６ｈとの間に仕切り壁６ｍが設けられている。

均し部材６ｉは、例えばスポンジ状の導電性ウレタンの表面に導電性ポリイミドが被覆されて形成されている。この均し部材６ｉは、表面を現像ローラ６ｃに軽接触させた状態で、供給ローラ６ｄに対して現像ローラ６ｃの回転方向Ｔ２下流側で、かつ現像容器６ａの開口部６ｂよりも現像ローラ６ｃの回転方向Ｔ２上流側に現像容器６ａに支持されつつ固着されている。

上記のように構成された現像装置６は、現像容器６ａの開口部６ｂを画成する開口端が、前述の感光体ドラム１ａなどを収容する容器１ｄの第１開口部１ｅを画成する開口端と着脱可能に係合されつつ一体とされて、現像部１を構成している。また、現像部１には、光走装置５から出射したレーザー光を感光体ドラム１ａに照射させるための図示せぬ開口部が設けられている。さらに、複数の現像部１の複数の現像容器６ａには、各現像部１とは別に画像形成装置Ａ内に設けられた色毎のトナーをそれぞれ貯留するトナー貯留槽８ｂ、８ｃ、８ｙ、８ｍがそれぞれ接続されており、現像容器６ａ内のトナーの減少に応じてトナー貯留槽８ｂ、８ｃ、８ｙ、８ｍから現像容器６ａ内に順次トナーが供給されるものとされている。

一方、本実施形態の画像形成装置Ａにおいては、図２に示すように、現像ローラ６ｃに第１バイアス電圧印加手段１０が、供給ローラ６ｄに第２バイアス電圧印加手段１１が、スポンジ電極６ｅに第３バイアス電圧印加手段１２がそれぞれ接続されている。これらのバイアス電圧印加手段１０、１１、１２は、それぞれ電源１０ａ、１１ａ、１２ａを備えて構成され、第１バイアス電圧印加手段１０の電源１０ａが直流と交流の重畳電源とされる一方で、第２バイアス電圧印加手段１１と第３バイアス電圧印加手段１２の電源１１ａ、１２ａが直流電源とされている。

そして、標準設定時には、第１バイアス電圧印加手段１０によって現像ローラ６ｃの電位が、例えばＤＣ−３００Ｖ＋ＡＣ１０００Ｖ（ピーク間電圧）／１ｋＨｚとされ、第２バイアス電圧印加手段１１によって供給ローラ６ｄの電位が、例えばＤＣ−６００Ｖとされている。また、第３バイアス電圧印加手段１２によってスポンジ電極６ｅの電位が、例えばＤＣ−１２００Ｖとされている。一方、回収ローラ６ｆは、その電位がＤＣ−０Ｖとされ、感光体ドラム１ａは、帯電器１ｂによってその外周面の電位が−６００Ｖ（非画像部の電位）とされるとともに、光走装置５からレーザー光が照射された静電潜像（画像部）の電位が例えば−５０Ｖとされている。

ここで、本実施形態におけて、トナーは、例えばポリエステル系の負電荷に帯電するものとされ、第１バイアス電圧印加手段１０と第２バイアス電圧印加手段１１によって現像ローラ６ｃと供給ローラ６ｄの間には、直流成分の電位差により供給ローラ６ｄから現像ローラ６ｃに向けてトナーを移動させる方向の直流電界が形成されている。また、第２バイアス電圧印加手段１１と第３バイアス電圧印加手段１２によって供給ローラ６ｄとスポンジ電極６ｅの間には、スポンジ電極６ｅから供給ローラ６ｄに向けてトナーを押し付ける方向の直流電界が形成されている。さらに、現像ローラ６ｄと回収ローラ６ｆとの間には、現像ローラ６ｃから回収ローラ６ｆに向けてトナーを移動させる方向の直流電界が形成されている。また、本実施形態においては、第１バイアス電圧印加手段１０が直流と交流の重畳電圧を現像ローラ６ｃに印加するものとされているため、現像ローラ６ｃと供給ローラ６ｄの間には、直流電界とともに交流電界も形成されている。さらに、感光体ドラム１ａと現像ローラ６ｃの間にも直流と交流のそれぞれの電界が形成されている。

上記のように構成された各現像部１は、図１に示すように、詳細は後述する中間転写体２の転写ベルト２ａの外周側にそれぞれの第２開口部１ｆから上方外側を臨む感光体ドラム１ａの外周面を当接させつつ、転写ベルト２ａに沿って配置されている。また、このとき、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックのそれぞれのトナー像を形成するそれぞれの現像部１が、この順に、転写ベルト２ａの移送方向（矢印方向）を基準に最上流側から配置されている。

中間転写体２は、その内周側に配置された駆動ローラ２ｂとテンションローラ２ｃと支持ローラ２ｄ、２ｅとにより循環移動される無端状の転写ベルト２ａと、転写ベルト２ａの内周側に設けられ、転写ベルト２ａの外周側に配置されたそれぞれの現像部１の感光体ドラム１ａの外周面に転写ベルト２ａを押圧する複数の一次転写ローラ２ｆと、転写ベルト２ａの移送方向（矢印方向）の最下流側に設けられたブラックのトナー像を形成する現像部１よりも前記移送方向下流側に配置された支持ローラ２ｅと対向し、この支持ローラ２ｅとともに転写ベルト２ａを挟むように設けられた二次転写ローラ２ｇと、前記移送方向の最上流側に設けられたマゼンタのトナー像を形成する現像部１よりも前記移送方向上流側の転写ベルト２ａ外周側に設けられ、転写ベルト２ａに付着したトナーを除去するベルトクリーニング装置２ｈとから構成されている。

記録体搬送手段３は、同期して回転する複数の搬送ローラ３ｂを備えており、記録体Ｓをカセット３ａから取り出しつつこれを搬送し、前述の二次転写ローラ２ｇと転写ベルト２ａの間に供給するものとされている。また、二次転写ローラ２ｇによりトナー像を担持した記録体Ｓを、後述の記録体Ｓ搬送方向下流側に設けられた定着装置４に搬送し、これによりトナー像が溶融定着された記録体Ｓをさらに搬送して画像形成装置の外部に排出するものとされている。

定着装置４は、互いの外周面が押圧接触するように設けられた加熱ローラ４ａと加圧ローラ４ｂとを備えて構成されている。加熱ローラ４ａは、略円柱状に形成されつつ軸回転可能とされ、例えば金属製の芯材にシリコンゴム等の耐熱弾性層が巻き付けられて構成され、その内部に例えばハロゲンランプなどの熱源を備えるものとされている。一方、加圧ローラ４ｂは、軸回転可能な略円柱状に形成され、例えば金属製の芯材にシリコンゴム等の耐熱弾性層が巻き付けられて構成されている。このような定着装置４は、加熱ローラ４ａと加圧ローラ４ｂの間に給送された記録体Ｓに対して、これが担持するトナー像を加熱溶融させつつ加圧して、記録体Ｓにトナー像を溶融定着させることが可能とされている。

また、本実施形態の画像形成装置Ａには、図３に示すように、感光体ドラム１ａもしくは感光体ドラム１ａからトナー像が転写される中間転写体２上のトナーの付着量（画像濃度）を検知する濃度検知センサなどの画像濃度検知手段１５と、画像形成装置Ａ内の温度と湿度を検知する温湿度センサなどの温湿度検知手段１６とが設けられている。さらに、画像形成装置Ａを使用するユーザによって操作されて記録体Ｓに形成される画像濃度を設定するための濃度設定ボタンなどの画像濃度設定手段１７が設けられている。

これら画像濃度検知手段１５と温湿度検知手段１６と画像濃度設定手段１７は、それぞれ画像形成装置Ａに具備された制御手段２０に接続され、この制御手段２０は、現像ローラ６ｃに接続された第１バイアス電圧印加手段１０と、供給ローラ６ｄに接続された第２バイアス電圧印加手段１１と、スポンジ電極６ｅに接続された第３バイアス電圧印加手段１２とにそれぞれ接続されている。そして、制御手段２０は、画像濃度検知手段１５で検知した結果や、温湿度検知手段１６で検知した結果、画像濃度設定手段１７が操作されて設定された結果を受けて、第１、第２、第３バイアス電圧印加手段１０、１１、１２のそれぞれの電源１０ａ、１１ａ、１２ａを制御するものとされている。

また、このとき、制御手段２０は、現像ローラ６ｃと供給ローラ６ｄとの間に供給ローラ６ｄの外周面上のトナーを現像ローラ６ｃ側に移動させる方向の直流電界が形成されるように、第１バイアス電圧印加手段１０と第２バイアス電圧印加手段１１の直流電圧を制御している。すなわち、第１バイアス電圧印加手段１０の交流成分の電圧を変えてしまうと、供給ローラ６ｄと現像ローラ６ｃの間の交流電界の大きさが変わるとともに、現像ローラ６ｃと感光体ドラム１ａの間の交流電界の大きさも変わってしまい、現像ローラ６ｃから感光体ドラム１ａの静電潜像に供給されるトナーの供給量が変化して所定濃度の画像形成ができなくなってしまう。このため、本実施形態では、制御手段２０が、第１バイアス電圧印加手段１０の交流成分の電圧を一定に保持し、かつ第１バイアス電圧印加手段１０の直流成分の電圧も一定に保持して、第２バイアス電圧印加手段１１を制御することにより供給ローラ６ｄに印加される直流電圧を変化させて、供給ローラ６ｄと現像ローラ６ｃの間の直流電界の大きさを変えるものとされている。

これに加えて、制御手段２０は、第３バイアス電圧印加手段１２を制御して、スポンジ電極６ｅから供給ローラ６ｄの外周面側にトナーが押し付けられる方向の直流電界を形成しつつ、その直流電界の大きさを変えることが可能とされている。

ついで、上記の構成からなる画像形成装置Ａの動作ついて説明し、その作用及び効果について説明する。ここでは、前記制御手段２０が、供給ローラ６ｄとスポンジ電極６ｅの間、及び現像ローラ６ｃと供給ローラ６ｄの間の直流電界の大きさを制御するとともに、画像形成装置Ａ全体を制御するものとして説明を行なう。

まず、画像形成装置Ａが操作された時点で、取得された被記録画像の画像信号が制御手段２０に送られるとともに、この制御手段２０から現像部１に動作指令が出される。指令を受けた現像部１は、帯電器１ｂによって感光体ドラム１ａの外周面を一様に負電荷に帯電させるとともに、光走装置５がレーザー光を照射し被記録画像の画像信号に応じた静電潜像が形成される。また、画像形成装置Ａが操作された時点で、制御手段２０の指令を受けた現像剤撹拌手段６ｇ、６ｈや、現像ローラ６ｃ、供給ローラ６ｄ、回収ローラ６ｆの図示せぬ各駆動手段が駆動し、現像容器６ａ内のトナーの撹拌が行なわれるとともにトナーが供給ローラ６ｄの外周面に向けて供給される。このとき、供給ローラ６ｄの外周面が密実とされてその内部にトナーが入り込まないように構成されているため、トナーは供給ローラ６ｄの外周面にのみ接触されて付着される。

そして、供給ローラ６ｄがその外周面に付着したトナーを軸線Ｏ３回りに回転しつつスポンジ電極６ｅに向けて搬送する。このとき、スポンジ電極６ｅが供給ローラ６ｄの外周面に軽接触されているため、この接触部に到達するとともにトナーが極めて小さな圧力をもって摩擦接触され、かつ、供給ローラ６ｄとスポンジ電極６ｅにそれぞれバイアス電圧が印加され供給ローラ６ｄとスポンジ電極６ｅとの間に帯電電位差が生じて所定の大きさの直流電界が形成されていることにより、この直流電界下に配された所定の帯電量で帯電したトナーは、直流電界によって供給ローラ６ｄ側に電気的に押し付けられて、供給ローラ６ｄの外周面上に担持されつつ搬送される。

また、このように所定の帯電量で帯電されたトナーは、供給ローラ６ｄの回転によって現像ローラ６ｃとの対向位置に搬送されるとともに、現像ローラ６ｃと供給ローラ６ｄの間に形成された直流電界と交流電界によって、現像ローラ６ｃの外周面に向けて飛翔し電気的に供給される。このとき、本実施形態においては、現像ローラ６ｃへの供給前に、スポンジ電極６ｅによってトナーが所定の帯電量で帯電されているため、この供給時に摩擦帯電を行う必要がなく、本実施形態のように供給ローラ６ｄと現像ローラ６ｃとが非接触状態で配置されていても、トナーは、確実に現像ローラ６ｃの外周面に供給されて担持されることになる。また、これに加えて、トナーが所定の帯電量で帯電されているとともに、供給ローラ６ｄと現像ローラ６ｃの間の直流電界の大きさが所定の大きさとされているため、トナーが現像ローラ６ｃに電気的に供給される際には、この直流電界の大きさに応じた所定の供給量で現像ローラ６ｃに供給されることになる。すなわち、本実施形態の画像形成装置Ａにおいて、現像ローラ６ｃに供給されて付着したトナーは、その時点で所定の付着量とされている。

これにより、本実施形態においては、現像ローラ６ｃに担持されたトナーに対し、従来の現像装置のように規制ブレードを設け、この規制ブレードで圧力を負荷しつつトナーの付着量を規制して薄層形成する必要がなく、規制ブレードに換えて設けられた均し部材６ｉで現像ローラ６ｃの回転とともに搬送されるトナー（トナー層）の表面を軽く均して、表面の凹凸をなくす程度でよいものとされる。

また、現像ローラ６ｃに担持されつつ搬送されて、均し部材６ｉを通過したトナーが感光体ドラム１ａ側に搬送されるとともに、感光体ドラム１ａの静電潜像に電気的に供給されて感光体ドラム１ａ上にトナー像が形成される。このとき、トナーが所定の帯電量で帯電されているとともに所定量とされているため、静電潜像には、感光体ドラム１ａと現像ローラ６ｃの間に形成された直流電界の大きさに応じた所定量のトナーが電気的に供給されることになる。

一方、静電潜像以外の感光体ドラム１ａの外周面（非画像部）には、その電位がＤＣ−６００Ｖとされていることによりトナーが供給されず、すなわち、この非画像部に対応した現像ローラ６ｃ上のトナーは、そのまま現像ローラ６ｃに担持されて残ることになる。この残ったトナー（残トナー）は、現像ローラ６ｃの回転とともに回収ローラ６ｆとの軽接触部に搬送され、現像ローラ６ｃと回収ローラ６ｆとの間に形成された直流成分の電界によって、電気的に回収ローラ６ｆに付着され回収されることになる。また、回収ローラ６ｆに付着した残トナーは、回収ローラ６ｆの回転とともに軽接触するスクレーパ６ｊによって剥離され、現像容器６ａ内に回収される。ちなみに、この回収した残トナーは、一対の現像剤撹拌手段６ｇ、６ｈをもって現像容器６ａ内のトナーと混合され、再び供給ローラ６ｄに供給されて静電潜像の顕像化に供されることになる。

ついで、色毎に設けられた各現像部１において、各感光体ドラム１ａにトナー像が形成された段階で、中間転写体２の転写ベルト２ａが、制御手段から指令を受けた駆動ローラ２ｂの駆動に伴い前記移送方向に移送される。このとき、転写ベルト２ａが、はじめに、前記移送方向最上流側に設けられたマゼンタの現像部１の感光体ドラム１ａに、これに対応した一次転写ローラ２ｆによって押圧され、このマゼンタのトナー像が転写ベルト２ａの外周面に転写され始める。そして、転写ベルト２ａが順次搬送されてゆくとともに、前記搬送方向上流側の現像部１で転写されたトナー像に、各色のトナー像が重畳されてゆき、すなわち、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックのトナー像が順に重畳されてゆき、最終的に転写ベルト２ａの外周面に全色のトナー像が重畳したカラートナー像が形成される。そして、制御手段２０から動作指令を受けた記録体搬送手段３によって、記録体Ｓが二次転写ローラ２ｇと転写ベルト２ａの間に搬送され、記録体Ｓに転写ベルト２ａが担持したカラートナー像が転写される。この二次転写が施された記録体Ｓは、定着装置４に向けて搬送され、加熱ローラ４ａと加圧ローラ４ｂの間を熱と圧力を加えられながら通過し、担持したカラートナー像が溶融定着されることとなる。このように、被記録画像が形成された記録体Ｓは、さらに搬送されて画像形成装置Ａの外部に排出される。

ここで、上記のようにして記録体Ｓへの画像形成を繰り返し継続的に行ない、例えば画像形成装置Ａ内の温度や湿度などが変化し環境変動が生じた場合には、形成画像の状態（画像濃度）に変化が生じることがある。すなわち、供給ローラ６ｄとスポンジ電極６ｅとの間に形成された直流電界の大きさを一定とした場合には、図４に示すように、供給ローラ６ｄ上のトナーが、標準設定時に所定の帯電量をもって帯電されている点Ａから環境変動などによって点Ｂに移行して、トナーの帯電量が上昇してしまう場合がある。そして、供給ローラ６ｄと現像ローラ６ｃの間に形成された直流電界の大きさが一定とされている場合には、このように供給ローラ６ｄ上のトナーの帯電量が上昇していることにより、供給ローラ６ｄから現像ローラ６ｃに電気的に供給されるトナーの供給量（現像ローラ６ｃ上のトナーの付着量）が少なくなって、感光体ドラム１ａの静電潜像に供給されるトナーの供給量が少なくなってしまう。このため、記録体Ｓに形成された画像濃度が低下して形成画像の品質が低下してしまう。

これに対して、本実施形態の画像形成装置Ａにおいては、供給ローラ６ｄ上のトナーの帯電量が上昇して画像濃度が低下するとともに、供給ローラ６ｄと現像ローラ６ｃの直流電界を大きく変化させて、供給ローラ６ｄから現像ローラ６ｃに供給されるトナーの供給量を多くするようにしている。

つまり、本実施形態の画像形成装置Ａにおいては、画像濃度検知手段１５によって感光体ドラム１ａもしくは中間転写体２上に形成されたトナー像の画像濃度を検知しており、この画像濃度検知手段１５が画像濃度の低下を検知するとともに、その検知結果が制御手段２０に伝達され、これを受けた制御手段２０が、第２バイアス電圧印加手段１１を制御して、供給ローラ６ｄと現像ローラ６ｃの間の直流電界の大きさを変えて、すなわち供給ローラ６ｄと現像ローラ６ｃの間の供給電位差を、供給ローラ６ｄ上のトナーの帯電量に応じた電位差にしている。これにより、所定量のトナーが現像ローラ６ｃに供給されるように制御している。また、このとき、現像ローラ６ｃに印加される直流電圧と交流電圧は変化させずに、供給ローラ６ｄに印加される直流電圧のみを変えて供給ローラ６ｄと現像ローラ６ｃの間の直流電界を変化させているため、現像ローラ６ｃと感光体ドラム１ａの間に形成される直流電界と交流電界のそれぞれの大きさが変わることがなく、感光体ドラム１ａの静電潜像に供給されるトナーの供給量を一定に保持することが可能とされている。

一方、制御手段２０によって第２バイアス電圧印加手段１１を制御することにより、スポンジ電極６ｅと供給ローラ６ｄの間の直流電界の大きさ（帯電電位差）は変化することになる。このようにスポンジ電極６ｅと供給ローラ６ｄの間の帯電電位差が変化した場合には、図４に示したように環境変動などで点Ｂに移行した状態のトナーの帯電量が変化してしまい、折角この上昇した帯電量のトナーを現像ローラ６ｃに供給しても所定の画像濃度で画像形成を行なえるように供給電位差を変化させたにもかかわらず、この供給電位差に応じた帯電量でトナーが帯電されなくなってしまう。このため、本実施形態では、図４の点Ｂに移行したトナーの帯電量を維持するように、制御手段２０が第２バイアス電圧印加手段１１を制御して供給ローラ６ｄに印加される直流電圧を変化させるとともに、第３バイアス電圧印加手段１７も制御して、スポンジ電極６ｅに印加される直流電圧を変化させ、図４の点Ｂにおける帯電量で供給ローラ６ｄ上のトナーが帯電されるように、スポンジ電極６ｅと供給ローラ６ｄの間の帯電電位差が一定に保たれるようにしている。これにより、本実施形態においては、供給ローラ６ｄ上のトナーの帯電量が環境変動などによって変化した場合においても、現像ローラ６ｃに供給されるトナーの供給量を所定量に制御して、記録体Ｓの形成画像が所定の画像濃度で形成されるようにしている。なお、画像濃度検知手段１５が画像濃度の超過を検知した際にも同様に制御されて、現像ローラ６ｃへのトナーの供給量を所定量に調整するものとされる。

また、本実施形態の画像形成装置Ａには、画像形成装置Ａ内の温度や湿度を検知する温湿度検知手段１６が設けられており、この温湿度検知手段１６が検知した結果を受けた場合においても、制御手段２０が、上記と同様に、変動したトナーの帯電量に応じた大きさの直流電界を供給ローラ６ｄと現像ローラ６ｃの間に形成し、所定の供給量でトナーが供給されるように制御するものとされている。さらに、画像形成装置Ａを使用するユーザが画像濃度設定手段１７を操作して画像濃度の設定を任意に変更した際にも、この設定結果を受けて制御手段２０が供給ローラ６ｄとスポンジ電極６ｅの間の帯電電位差や、供給ローラ６ｄと現像ローラ６ｃの間の供給電位差を変化させて、所望の画像濃度で画像形成を行なえるように変更するものとされている。なお、このように画像濃度検知手段１５と温湿度検知手段１６と画像濃度設定手段１７とから得られた結果を受けて供給ローラ６ｄとスポンジ電極６ｅの間の帯電電位差や、供給ローラ６ｄと現像ローラ６ｃの間の供給電位差を変化させる際の、帯電電位差及び供給電位差の変化量は、例えば予め作成された帯電電位差に対するトナーの帯電量と付着量の関係を示すルックアップテーブルや、供給電位差に対するトナーの帯電量と現像ローラ６ｃへの供給量の関係を示すルックアップテーブルなどを用いて決められればよい。

したがって、本実施形態の画像形成装置Ａにおいては、電極部材のスポンジ電極６ｅが供給ローラ６ｄに軽接触するように設けられ、供給ローラ６ｄの外周面が密実に形成されていることによって、供給ローラ６ｄの外周面とスポンジ電極６ｅとの間に形成される電界内に、供給ローラ６ｄに付着したすべてのトナーを配することができ、この供給ローラ６ｄ上のすべてのトナーを、現像ローラ６ｃに供給する前に確実に所定の帯電量で帯電させることが可能とされる。

また、供給ローラ６ｄと回収ローラ６ｆとが個別に設けられ、現像ローラ６ｃと供給ローラ６ｄとの間に、供給ローラ６ｄから現像ローラ６ｃに向けてトナーを移動する方向の直流電界が形成されるとともに、現像ローラ６ｃと回収ローラ６ｆとの間に、現像ローラ６ｃから回収ローラ６ｆに向けてトナーを移動する方向の直流電界が形成されていることによって、現像ローラ６ｃに対するトナーの供給と回収を、それぞれ電界に逆らうことなく電気的に行なうことが可能とされ、直流電界の大きさに応じた所定量のトナーを供給ローラ６ｄから現像ローラ６ｃに供給することが可能とされる。これにより、現像ローラ６ｃに対して供給ローラ６ｄと回収ローラ６ｆとを、それぞれ非接触もしくは軽接触するように配置することができるとともに、従来の現像装置のように規制ブレードで現像ローラ６ｃ上のトナー量を規制する必要がなく、トナーの供給及び回収時に、機械的圧力が負荷されてトナーが劣化することを防止できる。

そして、環境変動などによって供給ローラ６ｄ上のトナーの帯電量が変化する場合においても、画像濃度検知手段１５や温湿度検知手段１６、画像濃度設定手段１７の検知結果や設定変更の結果を受けた制御手段２０で、供給ローラ６ｄと現像ローラ６ｃの間の供給電位差（直流電界の大きさ）や、供給ローラ６ｄとスポンジ電極６ｅの間の帯電電位差（直流電界の大きさ）を調整し、供給ローラ６ｄから現像ローラ６ｃへのトナーの供給量を、所定の画像濃度で画像形成が可能な所定の供給量にすることができる。よって、本実施形態の画像形成装置Ａによれば、トナーの劣化を防止しつつ、感光体ドラム１ａ上の静電潜像に所定の供給量でトナーを供給することができるため、長期に亘って常時高品質の画像形成を行うことが可能とされる。

以上、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記の第１実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態では、画像濃度検知手段１５と温湿度検知手段１６と画像濃度設定手段１７が設けられて、これらの検知結果や設定結果に応じて供給ローラ６ｄと現像ローラ６ｃの間の直流電界の大きさや、供給ローラ６ｄと電極部材（スポンジ電極）６ｅの間の直流電界の大きさを調整し、供給ローラ６ｄから現像ローラ６ｃへのトナーの供給量を制御するものとして説明を行なったが、これらの手段１５、１６、１７がすべて画像形成装置Ａに具備されている必要はなく、また、例えばトナーの劣化状態を検知する現像剤劣化度検知手段など、形成画像の画像濃度に影響を与える他の要素を検知する他の手段が設けられて、この他の手段の検知結果を受けて現像ローラ６ｃへのトナーの供給量を制御し、長期に亘って高品質の画像形成を行なうようにしてもよいものである。

また、本実施形態においては、電極部材６ｅがスポンジ電極であるものとして説明を行なったが、例えば図５に示すような、略平面状の例えばアルミニウム製の基板の表面に導電性繊維が植設されて構成される導電性のファーブラシ２１であっても、スポンジ電極６ｅと同様、トナーに劣化を生じさせることなく所定の帯電量の電荷を付与することが可能である。この場合、ファーブラシ２１を構成する導電性繊維は、例えば、原糸抵抗が１０^６〜１０^１０Ωｃｍの中抵抗の電気的特性を有し、単糸直径が１０〜４０μｍ、毛長が３〜６ｍｍとされ、植密度が１万本〜２０万本／インチ^２となるように形成され、供給ローラ６ｄの外周面に１〜３ｍｍ食い込まれて設けられているものとされる。以上のようなファーブラシ２１やスポンジ電極６ｅの構成や配置は、供給ローラ６ｄ上のトナーに所定の帯電量を付与することができ、かつトナー劣化を生じさせない構成や配置であれば、上記に限定されなくてもよいものである。

また、本実施形態では、供給ローラ６ｄが導電性のウレタンゴムで形成されるとともに、その外周面が紫外線処理されて密実に形成されているとしたが、供給ローラ６ｄは、例えば導電性のスポンジ状のローラとされ、その外周面に導電性材による被覆が施されて外周面が密実とされたものであってもよく、トナーが内部に入り込まないように構成され、導電性の性質を有したものであれば他の構成を備える供給ローラ６ｄであってもよいものである。

また、本実施形態では、現像ローラ６ｃと感光体ドラム１ａが軽接触され、現像ローラ６ｃと供給ローラ６ｄが非接触とされているとともに、現像ローラ６ｃと回収ローラ６ｆとが軽接触されているものとしたが、トナーに大きな圧力を負荷することがないように配置されていればよく、現像ローラ６ｃと感光体ドラム１ａが非接触とされていたり、現像ローラ６ｃと供給ローラ６ｄが軽接触されていてもよいものである。

ついで、図２、図３、及び図６から図９を参照し、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置Ｂについて説明する。ここで、本実施形態の説明においては、第１実施形態に共通する構成に対して同一符号を付し、その詳細についての説明を省略する。

本実施形態の画像形成装置Ｂにおいては、第１実施形態の画像形成装置Ａに対し、図２及び図３に示した現像装置６の現像ローラ６ｃと供給ローラ６ｄにそれぞれ接続される第１バイアス電圧印加手段１０と第２バイアス電圧印加手段１１が異なるものとされ、電極部材（スポンジ電極）６ｅに接続される第３バイアス電圧印加手段１２や、その他の構成は同様とされている。

本実施形態では、第１バイアス電圧印加手段１０の電源１０ａが直流電源とされ、第２バイアス電圧印加手段１１の電源１１ａが直流と交流の重畳電源とされている。そして、標準設定時には、第１バイアス電圧印加手段１０によって現像ローラ６ｃの電位が、例えばＤＣ−３００Ｖとされ、第２バイアス電圧印加手段１１によって供給ローラ６ｄの電位が、例えばＤＣ−６００Ｖ＋ＡＣ１０００Ｖ（ピーク間電圧）／１ｋＨｚとされている。

また、本実施形態においては、第１バイアス電圧印加手段１０や第２バイアス電圧印加手段１１、第３バイアス電圧印加手段１２がそれぞれ接続されて現像ローラ６ｃや供給ローラ６ｄ、スポンジ電極６ｅに印加される電圧を制御する制御手段２０が、現像ローラ６ｃの直流電圧を一定に保持しつつ、供給ローラ６ｄに印加される直流成分の電圧と交流成分の電圧をそれぞれ変化させ、また、スポンジ電極６ｅに印加される直流電圧を変化させるものとされている。

ここで、図６は、第２バイアス電圧印加手段１１の交流成分の電圧（ＡＣ）を変化させた際の、供給ローラ６ｄ上のトナーの帯電量と、供給ローラ６ｄとスポンジ電極６ｅの間の帯電電位差の関係を示している。また、図７は、第２バイアス電圧印加手段１１の交流成分の電圧（ＡＣ）を変化させた際の、供給ローラ６ｄ上のトナーの付着量と、供給ローラ６ｄとスポンジ電極６ｅの間の帯電電位差の関係を示している。さらに、図８は、第２バイアス電圧印加手段１１の交流成分の電圧（ＡＣ）を変化させた際の、供給ローラ６ｄ上のトナーの帯電量と、トナーの付着量の関係を示している。

この図６から図８に示されるように、供給ローラ６ｄ上のトナーの帯電量と付着量は、供給ローラ６ｄに印加される交流成分の電圧を変化させた場合においても、その帯電量と付着量に大きな差異がなく、スポンジ電極６ｅと供給ローラ６ｄの間の直流電界の大きさ（帯電電位差）の違いによって変化することになる。

一方、図９は、第２バイアス電圧印加手段１１の交流成分の電圧（ＡＣ）を変化させた際の、供給ローラ６ｄから現像ローラ６ｃに供給され現像ローラ６ｃに担持されたトナーの付着量（供給ローラ６ｄから現像ローラ６ｃに供給されたトナーの供給量）と、現像ローラ６と供給ローラ６ｄの間の直流成分の供給電位差の関係を示している。この図９に示されるように、供給電位差を大きくするに従い、すなわち供給ローラ６ｄと現像ローラ６ｃの間の直流電界の大きさを大きくするに従い、現像ローラ６ｃへのトナーの供給量を多くすることが可能であるとともに、供給ローラ６ｄに印加される交流成分の電圧を大きくすることによって、すなわち供給ローラ６ｄと現像ローラ６ｃの間の交流電界の大きさを大きくすることによって、現像ローラ６ｃへのトナーの供給量を多くすることが可能とされる。

このことから、本実施形態においては、例えば形成画像の画像濃度が低下した場合など、画像濃度検知手段１５や温湿度検知手段１６、画像濃度設定手段１７からの検知結果や設定結果を受けるとともに、制御手段２０が、第２バイアス電圧印加手段１１の交流成分の電圧を変化させる。これにより、供給ローラ６ｄと現像ローラ６ｃの間の交流電界の大きさが変化して、現像ローラ６ｃへのトナーの供給量が所定量に制御され、形成画像の画像濃度を所望の濃度に変更することが可能とされる。また、このとき、図６から図８に示したように、第２バイアス電圧印加手段１１の交流成分の電圧を変化させても供給ローラ６ｄ上のトナーの帯電量はほとんど変化することがないため、供給ローラ６ｄから現像ローラ６ｃへのトナーの供給量は、変化させた第２バイアス電圧印加手段１１の交流成分の電圧に応じた所定量にすることが可能とされる。さらに、第２バイアス電圧印加手段１１が直流と交流の重畳電源を備え、現像ローラ６ｃに接続される第１バイアス電圧印加手段１０の電源１０ａが直流電源とされていることによって、感光体ドラム１ａの静電潜像と現像ローラ６ｃの間の電位差は一定に保たれているため、所定の供給量（付着量）で供給された現像ローラ６ｃ上のトナーを確実に感光体ドラム１ａに供給することが可能とされる。

したがって、本実施形態の画像形成装置Ｂにおいては、環境変動などによって供給ローラ６ｄ上のトナーの帯電量が変化するような場合においても、画像濃度検知手段１５や温湿度検知手段１６、画像濃度設定手段１７の検知結果や設定変更の結果を受けた制御手段２０で、供給ローラ６ｄと現像ローラ６ｃの間の交流電界の大きさを変化させることによって、トナーの供給量を、所定の画像濃度で画像形成が可能な所定の供給量に制御することができ、これにより、長期に亘って常時高品質の画像形成を行うことが可能とされる。

なお、本発明は上記の第２実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態では、第２バイアス電圧印加手段１１を制御して供給ローラ６ｄと現像ローラ６ｃの間の交流電界の大きさを変化させて現像ローラ６ｃへのトナーの供給量を制御するものとしたが、第２バイアス電圧印加手段１１を制御して供給ローラ６ｄと現像ローラ６ｃの間の直流電界の大きさを変化させて現像ローラ６ｃへのトナーの供給量の制御を行なってもよく、交流電界の大きさと直流電界の大きさをともに制御してトナーの供給量を制御するようにしてもよいものである。

本発明に係る第１実施形態の画像形成装置を示した図である。 図１の画像形成装置に具備される現像装置を示した図である。 図１の画像形成装置における第１から第３バイアス電圧印加手段を制御して現像剤担持体と供給部材との間に形成される電界の大きさ、および供給部材と電極部材との間に形成される電界の大きさを制御するための構成を示すブロック図である。 環境変動などによって変化する供給部材上の現像剤の帯電量と付着量の関係を示す図である。 図１の画像形成装置に具備される現像装置の変形例を示した図である。 本発明に係る第２実施形態の画像形成装置において、第２バイアス電圧印加手段により供給部材に印加される交流成分の電圧を変化させた場合の供給部材上の現像剤の帯電量と、供給部材と電極部材の間の帯電電位差の関係を示す図である。 本発明に係る第２実施形態の画像形成装置において、第２バイアス電圧印加手段により供給部材に印加される交流成分の電圧を変化させた場合の供給部材上の現像剤の付着量と、供給部材と電極部材の間の帯電電位差の関係を示す図である。 本発明に係る第２実施形態の画像形成装置において、第２バイアス電圧印加手段により供給部材に印加される交流成分の電圧を変化させた場合の供給部材上の現像剤の帯電量と付着量の関係を示す図である。 本発明に係る第２実施形態の画像形成装置において、第２バイアス電圧印加手段により供給部材に印加される交流成分の電圧を変化させた場合の現像剤担持体への現像剤の供給量と、供給部材と現像剤担持体の間の供給電位差の関係を示す図である。

符号の説明

１ 現像部
１ａ 像担持体（感光体ドラム）
６ 現像装置
６ａ 現像容器
６ｂ 開口部
６ｃ 現像剤担持体（現像ローラ）
６ｄ 供給部材（供給ローラ）
６ｅ 電極部材（スポンジ電極）
６ｆ 回収部材（回収ローラ）
６ｇ 現像剤撹拌手段（一方の現像剤撹拌手段）
６ｈ 現像剤撹拌手段（他方の現像剤撹拌手段）
６ｉ 均し部材
６ｊ スクレーパ
１０ 第１バイアス電圧印加手段
１０ａ 電源
１１ 第２バイアス電圧印加手段
１１ａ 電源
１２ 第３バイアス電圧印加手段
１２ａ 電源
１５ 画像濃度検知手段
１６ 温湿度検知手段
１７ 画像濃度設定手段
２０ 制御手段
２１ 電極部材（ファーブラシ）
Ａ 画像形成装置
Ｂ 画像形成装置

Claims (9)

1. 外周面に非磁性の一成分現像剤を担持しつつ軸線回りに回転されて搬送する現像剤担持体と、外周面に担持した前記現像剤を軸線回りに回転しつつ搬送して前記現像剤担持体に供給する供給部材とを有する現像装置が具備され、被記録画像の静電潜像が形成された像担持体に前記現像剤担持体で搬送した前記現像剤を供給して前記静電潜像を顕像化する画像形成装置であって、
   前記像担持体に前記現像剤を供給した後に、前記現像剤担持体の外周面に残存する前記現像剤を回収するための回収部材が、前記供給部材に対して前記現像剤担持体の回転方向上流側に設けられているとともに、前記供給部材の外周面に軽接触する導電性の電極部材が設けられ、前記供給部材は、少なくとも外周面が密実に形成されてその内部に前記現像剤が入り込むことがないものとされており、
   前記現像剤担持体には、該現像剤担持体に直流と交流の重畳電圧を印加する第１バイアス電圧印加手段が接続され、前記供給部材には、該供給部材に直流電圧を印加する第２バイアス電圧印加手段が接続され、前記電極部材には、該電極部材に直流電圧を印加する第３バイアス電圧印加手段が接続され、
   前記第１バイアス電圧印加手段と前記第２バイアス電圧印加手段を制御して前記現像剤担持体と前記供給部材との間に前記供給部材の外周面上の前記現像剤を前記現像剤担持体側に移動させる方向の直流電界を形成しつつ前記現像剤担持体と前記供給部材の間の該直流電界の大きさを可変とするとともに、前記第２バイアス電圧印加手段と前記第３バイアス電圧印加手段を制御して前記供給部材と前記電極部材との間に前記現像剤を前記供給部材の外周面に押し付ける方向の直流電界を形成しつつ前記供給部材と前記電極部材の間の該直流電界の大きさを可変とする制御手段が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
2. 外周面に非磁性の一成分現像剤を担持しつつ軸線回りに回転されて搬送する現像剤担持体と、外周面に担持した前記現像剤を軸線回りに回転しつつ搬送して前記現像剤担持体に供給する供給部材とを有する現像装置が具備され、被記録画像の静電潜像が形成された像担持体に前記現像剤担持体で搬送した前記現像剤を供給して前記静電潜像を顕像化する画像形成装置であって、
   前記像担持体に前記現像剤を供給した後に、前記現像剤担持体の外周面に残存する前記現像剤を回収するための回収部材が、前記供給部材に対して前記現像剤担持体の回転方向上流側に設けられているとともに、前記供給部材の外周面に軽接触する導電性の電極部材が設けられ、前記供給部材は、少なくとも外周面が密実に形成されてその内部に前記現像剤が入り込むことがないものとされており、
   前記現像剤担持体には、該現像剤担持体に直流電圧を印加する第１バイアス電圧印加手段が接続され、前記供給部材には、該供給部材に直流と交流の重畳電圧を印加する第２バイアス電圧印加手段が接続され、前記電極部材には、該電極部材に直流電圧を印加する第３バイアス電圧印加手段が接続され、
   前記第１バイアス電圧印加手段と前記第２バイアス電圧印加手段を制御して前記現像剤担持体と前記供給部材との間に前記供給部材の外周面上の前記現像剤を前記現像剤担持体側に移動させる方向の直流電界を形成しつつ前記供給部材と前記現像剤担持体の間の該直流電界の大きさ及び交流電界の大きさの少なくとも一方を可変にするとともに、前記第２バイアス電圧印加手段と前記第３バイアス電圧印加手段を制御して前記供給部材と前記電極部材との間に前記現像剤を前記供給部材の外周面に押し付ける方向の直流電界を形成しつつ前記供給部材と前記電極部材の間の該直流電界の大きさを可変とする制御手段が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記制御手段で前記第１バイアス電圧印加手段と前記第２バイアス電圧印加手段を制御して、前記現像剤担持体に印加される直流成分の電圧を一定としつつ前記供給部材に印加される前記直流電圧を変えることにより、前記現像剤担持体と前記供給部材の間の直流電界の大きさを制御するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項２記載の画像形成装置において、
   前記制御手段で前記第２バイアス電圧印加手段と前記第３バイアス電圧印加手段を制御して、前記供給部材に印加される直流成分の電圧を一定としつつ前記供給部材に印加される前記交流成分の電圧を変えることにより、前記現像剤担持体と前記供給部材の間の交流電界の大きさを制御するとともに、前記電極部材に印加される前記直流電圧を変えることにより、前記供給部材と前記電極部材の間の直流電界の大きさを制御するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記電極部材が導電性のスポンジもしくはファーブラシであることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記回収部材と前記現像剤担持体とが非接触もしくは軽接触するように配置されるとともに、前記現像剤担持体と前記回収部材の間に前記現像剤担持体の外周面上の前記現像剤を前記回収部材側に移動させる方向の直流電界が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記像担持体の前記静電潜像に供給された前記現像剤が転写される中間転写体が具備されるとともに、前記像担持体もしくは前記中間転写体上の前記現像剤の付着量を検知する画像濃度検知手段が設けられ、該画像濃度検知手段の検知結果に応じて、前記制御手段が前記第１バイアス電圧印加手段と前記第２バイアス電圧印加手段と前記第３バイアス電圧印加手段を制御するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記画像形成装置内の温度と湿度を検知する温湿度検知手段が設けられており、該温湿度検知手段の検知結果に応じて、前記制御手段が前記第１バイアス電圧印加手段と前記第２バイアス電圧印加手段と前記第３バイアス電圧印加手段を制御するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記像担持体の前記静電潜像に供給された前記現像剤が転写される中間転写体が具備されるとともに、前記像担持体もしくは前記中間転写体上の前記現像剤の付着量を任意に設定するための画像濃度設定手段が設けられ、該画像濃度設定手段で設定した結果に応じて、前記制御手段が前記第１バイアス電圧印加手段と前記第２バイアス電圧印加手段と前記第３バイアス電圧印加手段を制御するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
   
   

Images