JP6128409B2

JP6128409B2 - 現像装置、プロセスユニット、及び画像形成装置

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Publication number: JP6128409B2
Application number: JP2012059205A
Authority: JP
Inventors: 裕司石倉; 青木　勝弘; 勝弘青木; 山田　正明; 山田　　正明; 山根　正行; 正行山根; 篤黒川; 裕貴佐藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2032-03-15
Also published as: JP2013195449A

Description

本発明は、現像剤担持体における所定の凹部パターンが形成された無端移動する表面に担持したトナーにより、潜像担持体の表面上の潜像を現像する現像装置に関するものである。また、かかる現像装置を用いるプロセスユニットや画像形成装置に関するものである。

従来、現像剤担持体たる現像ローラとして、表面に担持したトナーを確実に表面移動に追従させて搬送する狙いで、表面にサンドブラスト処理などの粗面化処理を施したものを用いる現像装置が知られている。しかしながら、この種の現像装置においては、トナーのフィルミングによる画像劣化を引き起こし易いという不具合があった。具体的には、粗面化処理を施した現像ローラを用いる構成では、現像ローラの表面上に形成したトナーの薄層の層厚を一定に維持することで、現像ローラと潜像担持体たる感光体とが対向する現像位置に対する現像剤搬送量の安定化を図っている。そして、そのために、トナーの薄層の層厚を一定に規制するための規制ブレードを、現像位置に進入する直前の現像ローラ表面に圧接させている。かかる構成では、現像ローラと規制ブレードとの間で大きな圧力をかけたトナーを、現像ローラ表面や規制ブレード表面に固着させて固着トナーによる膜を形成してしまうフィルミングと呼ばれる現象を引き起こし易い。フィルミングが発生すると、トナーの層厚や帯電量にバラツキが生じて、地汚れや白抜けなどの画像劣化を引き起こしてしまうのである。

一方、特許文献１に記載のように、現像ローラとして、表面に所定の凹部パターンが形成されたものを用い、ローラ表面に当接させている規制ブレードによってローラ表面上でトナーをすり切る現像装置が知られている。この種の現像装置においては、トナーをローラ表面の凹部に充填し、凹部の上端よりも突出しているトナーを規制ブレードによってすり切りながら、ローラ表面の非凹部に付着しているトナーを非凹部からすり切る。これにより、凹部の容量とほぼ同じ量のトナーを現像位置に搬送して、現像位置へのトナー搬送量を安定させることができる。また、現像ローラ表面上に担持したトナーのうち、凹部内に存在しているものだけ、規制部材との対向位置を通過させ、且つ、通過の際に大きな圧力をかけることがないので、フィルミングの発生を抑えることができる。

更に、この現像装置においては、トナーの帯電不足に起因する地汚れの発生を、次のようにして抑えるようになっている。即ち、現像ローラの凹部内に保持されているトナーにおける複数のトナー粒子のうち、良好に帯電しているトナー粒子は、帯電量が不足している弱帯電トナー粒子に比べて、凹部内壁に向かう静電気力が強くなっている。このため、凹部内においては、良好に帯電しているトナー粒子が凹部の底面に直接接触するのに対し、弱帯電トナー粒子が凹部の底面には接触せずに、凹部内のトナーの表層近くに位置する。そして、現像ローラと規制ブレードとの当接部においては、凹部内のトナーの表層近くに位置している弱帯電トナー粒子が規制ブレードに直接接触する。このような現象に着目して、特許文献１に記載の現像装置では、規制ブレードに対してトナーの正規帯電極性と同極性の規制バイアスを印加して、規制ブレードから弱帯電トナー粒子に対して正規帯電極性の電荷を注入するようになっている。これにより、凹部内における弱帯電トナー粒子の数を低減することで、地汚れの発生を抑えることができる。なお、地汚れとは、潜像担持体の地肌部にトナーを付着させてチリ状のトナー汚れを発生させる現象である。

このように、特許文献１に記載の現像装置では、現像位置に対して安定した量のトナーを搬送し、且つ、フィルミングや地汚れの発生を抑えることができる。特許文献１に記載の現像装置に限らず、次のような構成を有する現像装置では、同様の効果を奏することができる。即ち、現像ローラ等の現像剤担持体として凹凸パターンが形成されたものを用い、トナーに対して正規帯電極性の電荷を注入する値の規制バイアスを規制ブレード等の規制部材に印加する構成である。

しかしながら、かかる構成では、現像剤担持体と規制部材との当接部において、規制部材から、現像剤担持体の表面における窪んでいない非凹部に対して電流をリークさせることで、現像剤担持体の電位を不安定にしてしまうおそれがある。

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次のような現像装置、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である。即ち、上記構成において、規制部材から現像剤担持体への電流のリークに起因する現像剤担持体の電位の不安定化を抑えることができる現像装置等である。

上記目的を達成するために、本発明は、所定の凹部パターンが形成された自らの無端移動する表面にトナーを担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面にトナーを供給する現像剤供給手段と、前記現像剤担持体の無端移動する表面におけるトナーの量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体に印加するための現像バイアスを出力する現像バイアス出力手段と、前記規制部材に印加するためのバイアスであり、現像装置内のトナー粒子に対してその正規帯電極性と同極性の電荷を注入する値のバイアスである規制バイアスを出力する規制バイアス出力手段とを有し、潜像を担持する潜像担持体と前記現像剤担持体とが対向する現像位置にて、前記現像剤担持体の表面の凹部内に保持されているトナーを前記潜像担持体の潜像に付着させて潜像を現像する現像装置において、前記凹部及び非凹部を具備する導電性基材における前記非凹部の領域に絶縁性表面層を設け、且つ、前記導電性基材における前記凹部の領域にて、前記導電性基材の表面をそのまま露出させたことを特徴とするものである。

本発明では、規制部材と現像剤担持体との当接部において、現像剤担持体の導電性基材における非凹部の領域と、規制部材との間に、絶縁性表面層を介在させる。これにより、規制部材から、現像剤担持体の導電性基材における非凹部の領域への電流のリークを回避することで、規制部材から現像剤担持体への電流のリークに起因する現像剤担持体の電位の不安定化を抑えることができる。

実施形態に係る複写機を示す概略構成図。同複写機の感光体及び現像装置を示す概略構成図。同現像装置を示す斜視図。図３の反対側から同現像装置を示す斜視図。同現像装置を示す横断面図。同現像装置の長手方向の一端部を示す斜視図。現像装置の長手方向の一端部を装置裏側から示す分解斜視図。現像ローラを取り外した状態の同現像装置における長手方向の一端部を示す分解斜視図。下ケースを取り外した状態の同現像装置における長手方向の他端部を示す分解斜視図。現像ローラを取り外した状態の同現像装置における長手方向の他端部を示す分解斜視図。同現像ローラを示す斜視図。同現像ローラを示す正面図。（ａ）は、同現像ローラの全体を示す全体模式図。（ｂ）は、同現像ローラの表面の一部を拡大して示す拡大模式図。（ｃ）は、同現像ローラを（ｂ）中のＬ１１又はＬ１３の位置で破断した断面図。（ｄ）は、（ｂ）中のＬ１２又はＬ１４の位置で破断した断面図。同現像装置の供給ローラを示す斜視図。同供給ローラを示す正面図。同現像装置のドクタブレードを示す斜視図。同ドクタブレードを示す正面図。同現像装置のパドルを示す斜視図。同パドルを示す正面図。同現像装置のドクタ部の一例を拡大して示す拡大構成図。同ドクタ部の他の例を拡大して示す拡大構成図。同現像ローラに印加される交番電圧からなる現像バイアスの波形を示す波形図。従来の現像装置における現像ローラを部分的に示す拡大横断面図。従来の現像装置における現像ローラとドクタブレードとの当接部を示す拡大横断面図。実施形態に係る複写機の現像装置における現像ローラを部分的に示す拡大横断面図。同現像装置における現像ローラとドクタブレードとの当接部を示す拡大横断面図。比較例に係る複写機の現像ローラの表面を部分的に示す拡大平面図。実施形態に係る複写機の現像ローラの表面を部分的に示す拡大平面図。変形例に係る複写機のプリンタ部の要部を示す要部構成図。同プリンタ部におけるプロセスカートリッジを、現像ローラの軸方向中央部近傍で破断して示す横断面図である。同プロセスカートリッジを、軸方向端部近傍のサイドシールの位置で破断して示す横断面図。同プロセスカートリッジの現像装置のトナー搬送部を示す縦断面図。ドクタブレードにおけるカウンター方向のエッジ当て状態を説明するための拡大構成図。ドクタブレードにおける順方向のエッジ当て状態を説明するための拡大構成図。

以下、本発明を画像形成装置としての電子写真複写機（以下、複写機５００という）に適用した実施形態について説明する。
図１は、実施形態に係る複写機５００を示す概略構成図である。複写機５００は、複写装置本体（以下、プリンタ部１００という）、給紙テーブル（以下、給紙部２００という）及びプリンタ部１００上に取り付けるスキャナ（以下、スキャナ部３００という）から構成される。

プリンタ部１００は、プロセスユニットとしての４つのプロセスカートリッジ１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、複数の張架ローラに張架されて図１中の矢印Ａ方向に移動する中間転写体としての中間転写ベルト７、露光手段としての露光装置６、定着手段としての定着装置１２等を備えている。

４つのプロセスカートリッジ１における１という符号の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字は、イエロー，マゼンタ，シアン，黒用の仕様であることを示している。４つのプロセスカートリッジ１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、以下、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字を省略して説明する。

プロセスカートリッジ１は、潜像担持体である感光体２、帯電手段である帯電部材３、現像手段である現像装置４、及び、クリーニング手段である感光体クリーニング装置５を一体的に支持してユニット状とした構成となっている。各プロセスカートリッジ１は、それぞれの不図示のストッパーを解除することにより、複写機５００本体に対して着脱可能となっている。

感光体２は、図中の矢印で示されるように、図中の時計周り方向に回転する。帯電部材３は、ローラ状の帯電ローラであり、感光体２の表面に圧接されており、感光体２の回転により従動回転する。作像時には、帯電部材３には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体２の表面を帯電する。実施形態に係るプロセスカートリッジ１は、帯電手段として、感光体２の表面に接触するローラ状の帯電部材３を用いているが、帯電手段としてはこれに限るものではなく、コロナ帯電などの非接触帯電方式を用いてもよい。

露光装置６は、スキャナ部３００で読み込んだ原稿画像の画像情報またはパーソナルコンピュータ等の外部装置から入力される画像情報に基づいて、感光体２の表面に対して露光し、感光体２の表面に静電潜像を形成する。プリンタ部１００が備える露光装置６は、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式を用いているが、露光手段としてはＬＥＤアレイを用いるものなど他の構成でも良い。
感光体クリーニング装置５は、中間転写ベルト７と対向する位置を通過した感光体２の表面上に残留する転写残トナーのクリーニングを行う。

４つのプロセスカートリッジ１は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色ごとのトナー像を感光体２上に形成する。そして、中間転写ベルト７の表面移動方向に並列に配設され、それぞれの感光体２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７に順に重ね合わせるように転写し、中間転写ベルト７上に可視像を形成する。

図１において、各感光体２に対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置には、一次転写手段としての一次転写ローラ８が配置されている。一次転写ローラ８には不図示の高圧電源により一次転写バイアスが印加され、感光体２との間で一次転写電界を形成する。感光体２と一次転写ローラ８との間で一次転写電界が形成されることにより、感光体２の表面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト７の表面に転写される。中間転写ベルト７を張架する複数の張架ローラのうちの一つが不図示の駆動モータによって回転することによって中間転写ベルト７が図中の矢印Ａ方向に表面移動する。表面移動する中間転写ベルト７の表面上に各色のトナー像が順次重ねて転写されることによって、中間転写ベルト７の表面上にフルカラー画像が形成される。

４つのプロセスカートリッジ１が中間転写ベルト７と対向する位置に対して、中間転写ベルト７の表面移動方向下流側には、張架ローラの一つである二次転写対向ローラ９ａに対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置に二次転写ローラ９が配置され、中間転写ベルト７との間で二次転写ニップを形成する。二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に所定の電圧を印加して二次転写電界を形成する。給紙部２００から給紙され、図１中の矢印Ｓ方向に搬送される記録紙Ｐが二次転写ニップを通過する際に、中間転写ベルト７の表面上に形成されたフルカラー画像が、二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に形成された二次転写電界によって記録紙Ｐに転写される。

二次転写ニップに対して記録紙Ｐの搬送方向下流側に、定着装置１２が配置されている。二次転写ニップを通過した記録紙Ｐは定着装置１２に到達し、定着装置１２における加熱及び加圧によって記録紙Ｐ上に転写されたフルカラー画像が定着され、画像が定着された記録紙Ｐは複写機５００から機外へと排出される。

一方、二次転写ニップで記録紙Ｐに転写されず中間転写ベルト７の表面上に残留したトナーは、転写ベルトクリーニング装置１１によって回収される。

図１に示されるように、中間転写ベルト７の上方には、各色トナーを収容するトナーボトル４００（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が複写機５００本体に対して着脱可能に配置されている。各色トナーボトル４００に収容されたトナーは、各色に対応する不図示のトナー補給装置によって、各色の現像装置４に供給される。

従来から一般的に知られている現像方式は、二成分現像方式と一成分現像方式とに大別される。二成分現像方式は、高速現像に適しており、現在の中速や高速出力機の多くで採用されている方式である。二成分現像方式において、高画質を実現するためには、感光体の静電潜像に対して二成分現像剤を密に接触させる必要がある。そのために、トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤の磁性キャリア粒子の小径化が進んでおり、商用レベルでは３０［μｍ］程度の粒径の磁性キャリアも使用され始めている。しかし、高画質化に対する要求は益々高まっており、必要とされる画素のドットサイズが現状のキャリア粒子径と同等もしくはそれよりも小さい、といったケースもある。孤立ドットを良好に再現するためには、磁性キャリア粒子の粒径を更に小さくすることが求められる。磁性キャリア粒子の粒径を小さくしていくと、キャリア粒子１つあたりの透磁率を低下させることから、現像剤担持体としての現像スリーブ表面からのキャリア離脱を引き起こし易くなる。現像スリーブ表面から離脱した磁性キャリア粒子が感光体に付着すると、画像中に磁性キャリア粒子を存在させることによる画質劣化だけでなく、感光体の傷付きなどといった様々な不具合が発生する。このキャリア離脱の発生を抑えるために、磁性キャリア粒子の透磁率を向上させるキャリア材料の開発や、現像スリーブ内に配設するマグネットの磁力を強くする試みがなされているが、低コスト化と高画質化とを両立させるキャリア材料やマグネットが現像では存在しない。また、装置小型化が進められる近年においては、現像スリーブの小径化が進められていることから、キャリア離脱を有効に抑え得る磁場の形成が困難になってきている。

また、二成分現像方式では、磁気ブラシと呼ばれる二成分現像剤の穂を感光体の静電潜像に擦り付けながら二成分現像剤中のトナーを静電潜像に転移させることから、穂が均一に形成されないと、孤立ドットの濃度にムラが生じ易い。現像スリーブと感光体との間に交番電界を形成して静電潜像と穂との間でトナーを往復移動させることで、濃度ムラをある程度までは抑制することは可能であるが、穂の不均一による現像濃度ムラを解消することはできない。

また、感光体から転写体へのトナー像の転写効率や、感光体からの転写残トナーのクリーニング効率を上げる狙いから、感光体とトナーとの非静電的付着力を極力下げることが望ましい。その方法として、感光体の表面層として、できるだけ摩擦係数の小さい材料からなるものを用いることが従来から行われているが、この方法では、二成分現像剤の穂を滑らかに感光体に擦り付けることから、現像効率やドット再現性が非常に悪くなってしまう。

一方、一成分現像方式は、機構が小型軽量になることから、現在の低速出力機で多く採用されている方式である。実施形態に係る複写機では、一成分現像方式を採用している。

図２は、実施形態に係る複写機の現像装置４を示す概略構成図であり、図１におけるの紙面奥側からの眺めを示している。また、図３、図４はそれぞれ、現像装置４を示す斜視図であり、互いに異なる方向からの眺めを示している。これらの図において、現像装置４の外形を形成する現像ケーシング４１は、上ケース４１１、中ケース４１２及び下ケース４１３が組み合わさることで形成される。中ケース４１２はトナー収容部４３を形成し、上ケース４１１にはトナー収容部４３と外部とを連通する現像剤補給部であるトナー補給口５５が形成されている。また、上ケース４１１には、現像ローラ４２と上ケース４１１との隙間をシールする入口シール４７が設けられている。

図５は、現像装置４を図２と同じ方向から示す断面図である。また、図６は、現像装置４の長手方向の一端部を示す斜視図である。これらの図において、中ケース４１２には、現像ローラ４２、供給ローラ４４、ドクタブレード４５、パドル４６、供給スクリュー４８及びトナー残量センサ４９等が設けられている。

現像装置４には、内部と外部とを連通する開口部５６が長手方向（図中Ｙ軸方向）に沿って設けられている。この開口部５６は、現像ローラ４２の周面の一部を現像装置４の外部に露出させて、感光体２に直接対向させるためのものである。感光体２と現像ローラ４２とが微小ギャップを介して対向している位置が、現像位置αである。

図７は、現像装置４の長手方向の一端部（図１中の奥側端部）を示す分解斜視図である。図７に示される現像装置４は、下ケース（４１３）が取り外されている。また、図８は、現像ローラを取り外した状態の現像装置４における長手方向の一端部を示す分解斜視図である。また、図９は、下ケースを取り外した状態の現像装置４における長手方向の他端部（図１中の手前側端部）を示す分解斜視図である。また、図１０は、現像ローラを取り外した状態の現像装置４における長手方向の他端部を示す分解斜視図である。

これらの図において、現像装置４では、供給ローラ４４が図２中の矢印Ｃ方向（図２中の時計回り方向）に回転して表面移動することにより、トナー収容部４３内のトナーＴを現像ローラ４２に対向する領域である供給ニップβに搬送し、現像ローラ４２の表面にトナーを供給する。現像ローラ４２は、供給されたトナーを表面上に担持して、図２中の矢印Ｂ方向（図２中の時計回り方向）に回転して表面移動することにより、現像ローラ４２上のトナーを所定量に規制するドクタブレード４５との対向部までトナーを搬送する。ドクタブレード４５は現像ローラ４２との対向部で、現像ローラ４２の表面移動方向に対してカウンター方向（ドクタブレード４５の先端がドクタブレード４５の基部よりも現像ローラ４２の回転方向上流側になるように）に当接し、ドクタブレード４５との対向部で所定量に規制されたトナーは、現像ローラ４２の回転に伴って感光体２に対して微小ギャップを介して対向する現像位置αに到達する。

供給ニップβでは、供給ローラ４４の表面は下方から上方に向かって移動し、現像ローラ４２の表面は上方から下方に向かって移動する。なお、供給ローラ４４と現像ローラ４２とは、供給ニップβにおいて互いに接触している。

現像位置αでは、現像バイアス電源１４２から現像ローラ４２に印加された現像バイアスと感光体２表面上の潜像との電位差によって形成される現像電界に応じて、現像ローラ４２の表面上のトナーＴが感光体２の表面に移動し、感光体２の表面上の静電潜像部分にトナーが付着し、現像が行われる。感光体２は、現像ローラ４２に対して非接触で、図２中の矢印Ｄ方向に回転する。このため、現像位置αにおいて、現像ローラ４２の表面移動方向と感光体２の表面移動方向とは同方向となる。

現像バイアス電源１４２は、現像位置αに搬送されたトナーによる潜像の現像のために、現像ローラ４２から感光体２へトナーを向かわせるための第一電圧と、感光体２から現像ローラ４２へトナーを向かわせるための第二電圧とを備えた交番電圧を現像ローラ４２に印加する電圧印加部である。

詳細は後述するが、現像ローラ４２の表面には非凹部としての平面部４２ａの高さや凹部４２ｂの深さが実質的に一定の規則的な凹凸形状を外周面の全周に渡って有している。現像位置αで現像に寄与せず、現像位置αを通過した現像ローラ４２の表面上のトナーＴは、供給ニップβにおける現像ローラ４２の回転方向上流側の部分で供給ローラ４４によって回収され、現像ローラ４２表面のリセットがなされる。つまり、供給ローラ４４は、回収ローラとしての役割も有している。なお、非凹部は、具体的には、凹部の天端と同じレベルに存在していて規制部材に接触する面、及び前記レベルよりも上に存在していて規制部材に接触する面である。凸部と称することもできる。

現像ローラ４２の表面上に規則的に形成された凹部４２ｂに担持されたトナーＴは回収され難い。そして、現像位置αを通過したトナーＴが供給ニップβを通過し、現像ローラ４２に担持されたままとなると、トナーＴが現像ローラ４２に固着してトナーフィルミングが発生する。トナーフィルミングが発生すると、現像ローラ４２上のトナーＴの単位重量当たりの帯電量や現像ローラ４２の単位面積当たりのトナー量が不安定になり、現像時の濃度ムラの発生原因となる。

現像ローラ４２と供給ローラ４４とが対向する供給ニップβでは、現像ローラ４２の表面移動方向と供給ローラ４４の表面移動方向とが逆方向となっている。これにより、供給ニップβにおける現像ローラ４２の表面と供給ローラ４４の表面との線速差が大きくなり、供給ニップβでの供給ローラ４４による回収性能の向上を図ることが出来る。よって、トナーが現像ローラ４２に担持されたままとなることを抑制し、現像ローラ４２の表面にトナーが固着することを抑制でき、現像ローラ４２の表面に一成分現像剤のトナーが固着することに起因する現像時の濃度ムラの発生を抑制することが出来る。

現像ローラ４２と供給ローラ４４との線速比は、現像ローラ４２の表面移動速度：供給ローラ４４の表面移動速度＝１：０．８５となっているが、線速比としてはこの値に限るものではない。

図２に示されるように、供給ローラ４４は、トナー収容部４３の上部に配設され、その少なくとも一部がパドル４６の回転を停止した状態のトナー収容部４３内のトナーＴの剤面よりも上方に位置している。そして、供給ニップβに対して供給ローラ４４の表面移動方向下流側の領域（以下、供給ニップ下流側領域と呼ぶ。）がトナーＴの剤面よりも上方に位置している。特許文献１の図４に記載の構成のように、供給ニップ下流側領域にトナーが充填されていると、供給ニップ下流側領域に充填された状態のトナーが新たなトナーが供給ニップ下流側領域に入ってくることを阻害し、供給ニップβにおける現像ローラ４２からのトナーの回収効率を低下させるおそれがある。これに対し、実施形態に係る現像装置４は、図２に示されるように、供給ニップ下流側領域がトナーＴの剤面よりも上方に位置しているため、供給ニップ下流側領域にはトナーが充填されておらず、供給ニップ下流側領域に存在するトナーによって、供給ニップβにおける現像ローラ４２からのトナーの回収を阻害されることがない。このため、効率的にトナーの回収を行うことができ、トナーのリセット性を向上させることができる。

次に、現像ローラ４２について説明する。図１１は、現像ローラ４２を示す斜視図である。また、図１２は、現像ローラ４２を示す正面図である。また、図１３は、現像ローラ４２の表面形状を説明するための図である。詳しくは、図１３（ａ）は、現像ローラ４２の全体を示す全体模式図である。また、図１３（ｂ）は、現像ローラ４２の表面の一部を拡大して示す拡大模式図である。また、図１３（ｃ）は、現像ローラ４２を図１３（ｂ）中のＬ１１又はＬ１３の位置で破断した断面図である。また、図１３（ｄ）は、図１３（ｂ）中のＬ１２又はＬ１４の位置で破断した断面図である。

これらの図において、現像ローラ４２は、現像ローラ軸４２１に表面にトナーを担持する現像ローラ円筒部４２０を設けた構成であり、現像ローラ円筒部４２０に対して軸方向外側である軸方向両端部近傍の現像ローラ軸４２１には、スペーサー４２２が設けられている。現像ローラ４２は、現像ローラ軸４２１を中心に回転可能に設けられており、現像ローラ軸４２１の軸方向が現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）と平行になるように配置されている。現像ローラ４２の現像ローラ軸４２１の軸方向両端は中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。現像ローラ４２の表面の一部は開口部５６から現像装置４の外部に露出し、この露出した表面が下方から上方に表面移動してトナーを搬送するように、現像ローラ４２は図２中の矢印Ｂ方向に回転する。

また、現像ローラ４２は、軸方向両端部近傍に設けられたスペーサー４２２が感光体２の表面に接触することにより、現像位置αにおける現像ローラ円筒部４２０の表面と感光体２の表面との距離（現像ギャップ）を一定に保っている。現像ローラ４２の基材４２ｇは、５０５６アルミニウム合金や６０６３アルミニウム合金等のアルミニウム系やＳＴＫＭ等の鉄系等の金属材料スリーブからなる。この基材４２ｇの外周面には、表面層４２ｆが形成されている（図３１参照）。現像ローラ４２は、基材４２ｇである金属材料スリーブの表面に凹凸加工を施し、凹凸加工を施した金属材料スリーブに対して、ニッケル鍍金を施することで、現像ローラ４２の腐食の防止や、トナーの帯電性補助を行う表面層４２ｆを形成している。

現像ローラ４２の現像ローラ円筒部４２０は、図１３（ａ）に示されるように、その表面の構造の相違に基づき、主として、２つの部分（溝形成部４２０ａ、非溝形成部４２０ｂ）に分けられる。溝形成部４２０ａは、現像ローラ４２の軸方向において中央部を含む部分であり、トナーを適切に担持させるために凹凸加工がその表面に施されている。凹凸加工としては、いわゆる転造加工が採用されており、平面部４２ａは互いに巻き方向の異なる螺旋状の第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２に囲まれて形成されている。巻き方向の異なる螺旋状の溝を形成することで、現像ローラ４２の表面には網目上の凹凸が形成される。転造加工としては、従来公知の加工方法を採用することができる。また、第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２は、それぞれ現像ローラ４２の軸方向に対して所定角度（実施形態では、Ｌ１およびＬ２ともに４５［°］であるが、これに限定されるものではない）で傾斜している。

第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２は、いずれもそれらの傾斜方向に所定の周期幅で周期的に形成されることで、平面部４２ａが軸方向のピッチ幅Ｗ１で形成される。また、第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２は、の各傾斜角および周期幅は、いずれも互いに異ならせることもできる。また、平面部４２ａの頂面４２ｔの軸方向長さＷ２はピッチ幅Ｗ１の１／２以上の大きさとなるように形成する。

現像ローラ４２における平面部４２ａの軸方向のピッチ幅Ｗ１は８０［μｍ］であり、平面部４２ａの頂面４２ｔの軸方向長さＷ２は４０［μｍ］である。また、凹部４２ｂから平面部４２ａの頂面４２ｔまでの高さである凹部深さＷ３は１０［μｍ］である。ピッチ幅Ｗ１、頂面４２ｔの軸方向長さＷ２及び凹部深さＷ３の値は一例であり、この値に限られるものではない。

現像ローラ４２の表面層４２ｆの材料は、トナーを正規帯電させる材料であることことが望ましい。フィルミングによって低帯電トナーが生まれた場合においても、ジャンピングしたトナーＴによってたたき出された低帯電トナーが、平面部４２ａや凹部４２ｂのフィルミングがおきていない部分で帯電できるため、低帯電トナーを減少させることができ、画像濃度が安定化する。実施形態の現像ローラ４２では、ニッケル鍍金を施すことにより、その表面層４２ｆがトナーを正規帯電させる材料となっている。

また、現像ローラ４２の表面層４２ｆの材料は、ドクタブレード４５（ブレード部材４５０）よりも硬いものであることが望ましい。これにより、現像ローラ４２の表面の平面部４２ａがドクタブレード４５によって削れ難くなるため、平面部４２ａとドクタブレード４５で囲まれる凹部４２ｂの体積が変わりにくくなり、Ｍ／Ａ値（現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量）が安定する。

現像ローラ４２の平面部４２ａの高さについては、使用するトナーＴの重量平均粒径よりも大きくすることが望ましい。平均的な大きさのトナーＴが凹部４２ｂ内に収まるため、粒径の選択が起こりにくくなり、経時でのＭ／Ａ値（現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量）が安定する。

次に、供給ローラ４４について説明する。図１４は、供給ローラ４４を示す斜視図である。また、図１５は、供給ローラ４４を示す側面図である。これらの図において、現像装置４の内部では、トナー収容部４３の上方の現像ローラ４２側に、円筒状の供給ローラ４４が設けられている。供給ローラ４４は、その軸部である供給ローラ軸４４１を中心に円筒状の発泡材による発泡弾性層が巻きついた構成であり、この円筒状の発泡材が表面にトナーを担持する供給ローラ円筒部４４０となる。

供給ローラ４４は、供給ローラ軸４４１を中心に回転可能に構成され、中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。供給ローラ４４は、供給ローラ円筒部４４０の外周面の一部が、現像ローラ４２の現像ローラ円筒部４２０の外周面と供給ニップβで接触するように配置されており、図２及び図５に示されるように、供給ローラ軸４４１は、現像ローラ軸４２１よりも上方に配置されている。

供給ローラ４４は、現像ローラ４２と対向する箇所である供給ニップβで現像ローラ４２の表面移動方向に対して逆方向に表面が移動するように回転する。また、現像装置４は、図２に示されるように、供給ニップβの位置が、現像ローラ４２に対するドクタブレード４５の当接位置に対して、上方に位置する配置となっている。

供給ローラ４４の供給ローラ円筒部４４０は、発泡材料からなる。そして、供給ローラ円筒部４４０において、現像ローラ４２に接触する表面層は、表面に多数の微小孔が分散しているスポンジ層となっている。供給ローラ４４の表面層をスポンジ状にすることで、凹部４２ｂの底まで供給ローラ４４が届きやすくなるため、現像ローラ４２上トナーのリセット性が向上する。

供給ローラ４４の現像ローラ４２に対する食い込み量（「現像ローラ４２の半径」＋「供給ローラ４４の半径」−「現像ローラ４２と供給ローラ４４との軸間距離」）は、現像ローラ４２の平面部４２ａの高さよりも大きくなっている。平面部４２ａの高さよりも供給ローラ４４の食い込み量を大きくすることで、凹部４２ｂにおけるトナーのリセット性を向上できる。なお、供給ローラ４４の現像ローラ４２に対する食い込み量が平面部４２ａの高さに対して大きすぎると、トナーが凹部４２ｂに押し込まれてしまい、凝集の原因となるため、食い込み量が大きくなりすぎないように設定する必要がある。

供給ローラ４４の供給ローラ円筒部４４０に用いる発泡材料は、電気抵抗が１０^３〜１０^１４［Ω］の範囲に調整されている。供給ローラ４４には、回収バイアス電源５２によって回収バイアスが印加されるが、この回収バイアスについては後に詳述する。現像ローラ４２と供給ローラ４４とが当接する供給ニップβでは、供給ローラ４４の発泡セル内に保持されているトナーが現像ローラ４２の表面に供給されるとともに、現像ローラ４２の凹部内に残留している残留トナーが供給ローラ４４の発泡セル内に回収される。

現像ローラ４２に印加される交番電圧からなる現像バイアスは、その中心値（単位時間あたりの平均値）が、トナーの正規帯電極性と同極性になっている（本例ではマイナス極性）。供給ローラ４４は、表面に存在している複数の空泡の中に保持したトナーを、供給ニップβにおいて、現像ローラ４２に供給する。供給ニップβでは、現像ローラ４２の表面と、供給ローラ４４の方面とが互いにカウンター方向に移動する。供給ニップβにおいて、供給ローラ４４の表面の空泡内から現像ローラ４２の凹部４２ｂに移動したトナーが両ローラの摺擦によってすり切られる。そして、供給ニップβの出口において、凹部４２ｂ内のトナーがそのまま現像ローラ４２の表面移動に追従して現像ローラ４２とともに移動する。

次に、ドクタブレード４５について説明する。図５〜図１０に示されるように、現像ローラ４２の下方で下ケース４１３の内側となる中ケース４１２には、ドクタブレード４５が設けられている。図１６は、ドクタブレード４５を示す斜視図である。また、図１７は、ドクタブレード４５を示す正面図である。これらの図において、ドクタブレード４５は、規制部材を構成する薄い板状の金属部材であるブレード部材４５０と、ブレード部材４５０の一端が固定されている金属製の台座部４５２とを有する。そして、ブレード部材４５０の他端側が現像ローラ４２に接触するように構成されている。ブレード部材４５０の現像ローラ４２に対する接触状態は、先端が接触する先端当て状態（後述するエッジ当て）、及び、先端よりも根元側の面部が接触する腹当て状態、の何れでもよい。しかし、先端当て状態の方が、平面部４２ａの頂面４２ｔに存在するトナーをすり切ることができ、凹部４２ｂに存在するトナーのみを現像位置αに搬送することで、現像位置αに搬送するトナー量が安定するため、より好ましい。

エッジ当てとは、図３３に示されるように、ドクタブレード４５において、現像ローラ４２の対向面と、ブレード先端面との間の稜線を形成している先端エッジを、現像ローラ４２の表面に接触させる状態である。稜線を形成している先端エッジにおいて、稜線は丸みを帯びていても良いし、面取りされていてもよい。ドクタブレード４５における現像ローラ４２との対向面をブレード先端に向けて延長した仮想線と、ブレード先端面を現像ローラ４２に向けて延長した仮想線との交点や、その近傍に一するブレード箇所が、先端エッジである。より詳しくは、平板状のドクタブレード４５の自由端側の先端における現像ローラ４２側の角部（丸みがあってもよいし、面取りされていてもよい）が、現像ローラ４２の非凹部たる平面部（４２ａ）に接触する箇所である。

エッジ当て方向としては、カウンター方向と順方向とのうち、カウンター方向を採用している。カウンター方向は、図３３に示されるように、片持ち支持されているドクタブレード４５における固定端側の固定部分を、ドクタブレード４５における現像ローラ４２との接触部分よりも、現像ローラ４２の回転方向の下流側に位置させるブレードの向きである。この向きでは、回転に伴ってドクタブレード４５との当接位置に進入する直前の現像ローラ４２の表面が、ドクタブレード４５の自由端側の先端エッジに向けて移動し、且つ、ドクタブレード４５の全域のうち、自由端側の先端エッジに対して始めに接触することになる。

一方、順方向は、図３４に示されるように、片持ち支持されているドクタブレード４５における固定端側の固定部分を、ドクタブレード４５における現像ローラ４２との接触部分よりも、現像ローラ４２の回転方向の上流側に位置させるブレードの向きである。この向きでは、回転に伴ってドクタブレード４５との当接位置に進入する直前の現像ローラ４２の表面が、ドクタブレード４５の全域のうち、自由端側の先端エッジよりも固定端側の箇所（ブレードの腹の部分）に始めに接触することになる。

ドクタブレード４５のブレード部材４５０は台座部４５２に対して複数のリベット４５１によって固定されている。台座部４５２はブレード部材４５０よりも厚い金属で構成されており、ブレード部材４５０を現像装置４の本体（中ケース４１２の側面部）に固定するための基板として機能している。台座部４５２の長手方向端部にはピン穴４５４が設けられており、一方は真円形状の主基準穴４５４ａであり、もう一方は主基準穴４５４ａ方向に長径を有する楕円形状の従基準穴４５４ｂである。主基準穴４５４ａに不図示のピンが入ることで台座部４５２の現像装置４本体に対する位置が決定し、従基準穴４５４ｂで支えられる。ブレード部材４５０が固定された台座部４５２が、現像装置４本体（中ケース４１２）にドクタ固定ネジ４５５で固定されることによってブレード部材４５０が現像装置４に固定されることになる。

ドクタブレード４５のブレード部材４５０は、ＳＵＳ３０４ＣＳＰやＳＵＳ３０１ＣＳＰ、またはリン青銅等の金属板バネ材料からなるものである。ブレード部材４５０は、自由端側を、現像ローラ４２表面に対して１０〜１００［Ｎ／ｍ］の押圧力で当接させており、その押圧力下を通過したトナーを所定量に規制すると共に摩擦帯電によって電荷を付与する。ブレード部材４５０には、規制バイアス電源１４５から出力される規制バイアスが印加されている。

次に、パドル４６について説明する。現像装置４内には、トナーが収容される空間としてトナー収容部４３が設けられており、このトナー収容部４３内にはパドル４６が現像ケーシング４１に対して回転可能に取り付けられている。図１８は、パドル４６を示す斜視図である。また、図１９は、パドル４６を示す正面図である。これらの図において、パドル４６は、その軸部であるパドル軸４６１と、マイラー等の弾性シート材からなる薄い羽部材としてのパドル羽４６０とを備える。パドル軸４６１は、向かい合う二つの平面部を有し、この二つの平面部にパドル羽４６０がそれぞれ取り付けられている。二枚のパドル羽４６０は、パドル軸４６１を中心に互いに反対方向に突出するように、パドル軸４６１の平面部に固定されている。

パドル羽４６０の付け根部分には、複数の穴がパドル軸４６１の軸方向に平行になるように並べて設けられている。パドル軸４６１の周面には、パドル軸４６１に対してパドル羽４６０を固定するための複数のヘラ部が突設せしめられている。一方、パドル羽４６０には、それらヘラ部を貫通させるための複数の穴が設けられている。ヘラ部がその穴に貫通した状態で熱曲げ処理されることで、パドル軸４６１に対してパドル羽４６０が固定されている。

パドル４６は、パドル軸４６１の軸方向が現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）と平行になるように配置されている。パドル軸４６１の軸方向両端は中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。

パドル４６は、パドル軸４６１から伸びるパドル羽４６０の先端がトナー収容部４３の内壁面に接触する程度の長さになるように、パドル羽４６０の突出量が設定されている。図２及び図５等に示されるように、トナー収容部４３の底面部４３ｂはパドル４６の回転方向に沿った円弧状であり、パドル４６の回転に伴う摺擦動作でパドル羽４６０がトナー収容部４３の底面部４３ｂに引っかからないようになっている。
トナー収容部４３の現像ローラ４２側には底面部４３ｂから垂直に立ち上がる側壁面部４３ｓが形成されており、この側壁面部４３ｓはパドル軸４６１の中心と同等若しくは若干低い程度のところでＸ軸に平行なローラに向かう方向に水平になり、段部５０を形成している。

側壁面部４３ｓとパドル軸４６１との距離は、底面部４３ｂとパドル軸４６１との距離よりも短く設定されている。そのため、底面部４３ｂを摺擦してきたパドル羽４６０は側壁面部４３ｓに突き当たり、より大きくたわむことになる。その後、段部５０にパドル羽４６０の先端部が差し掛かるとパドル羽４６０を押さえるものが無くなり、パドル羽４６０の先端部は開放されることで上方に跳ね上がる。このようなパドル羽４６０の動きによってトナーは上方へと跳ね上げられ攪拌、搬送、供給される。

段部５０は、Ｘ−Ｙ平面に平行な水平面で、現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）に延在するように形成されている。実施形態の現像装置４では、段部５０が幅方向の全域に設けられているが、パドル羽４６０が跳ね上がるようになっていれば、現像装置４内の一部分に設けられていても良い。

供給スクリュー４８は、供給スクリュー軸４８１と、この供給スクリュー軸４８１に固定された螺旋状の羽部である供給スクリュー羽部４８０となるスクリュー部材である。供給スクリュー軸４８１を中心に回転可能に設けられており、供給スクリュー軸４８１の軸方向が現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）と平行になるように配置されている。供給スクリュー軸４８１の軸方向両端は中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。

供給スクリュー４８の軸方向端部は、現像装置４の長手方向端部に形成されたトナー補給口５５の下方に位置している。そして、供給スクリュー４８が回転することによって螺旋状の供給スクリュー羽部４８０がトナー補給口５５から補給されたトナーを長手方向における現像装置４の中央部方向に搬送する。

上ケース４１１の開口部５６を形成する縁部分には、マイラー等のシート部材からなる入口シール４７が長手方向に沿って貼着されている。入口シール４７は略矩形のシートであってその短手の一端が上ケース４１１の縁部分に貼着され、他端は自由端とされている。入口シール４７の自由端側は現像装置４の内部方向に突出されており、さらに、現像ローラ４２に接触するように設けられている。入口シール４７は、現像ローラ４２の回転方向上流側が上ケース４１１に固定されており、現像ローラ４２の回転方向下流側が自由端とされ、現像ローラ４２に対して、入口シール４７の面部分が接触するように配置している。また、上ケース４１１の現像装置４の内部側は供給ローラ４４の上部形状に沿うように湾曲形状をしており、上ケース４１１の湾曲形状の表面と供給ローラ４４の表面との隙間は、１．０［ｍｍ］である。

図７〜図１０に示されるように、現像装置４の開口部５６の長手方向両端部にあたる中ケース４１２の一部にはサイドシール５９が貼着されている。サイドシール５９は、現像ローラ４２の軸方向両端近傍に設けられたスペーサー４２２よりも軸方向における内側で、且つ、現像ローラ４２にドクタブレード４５が接触する軸方向の端部が重なる領域に設けられている。このようなサイドシール５９によって現像ケーシング４１における開口部５６の長手方向端部からトナーが漏れ出ることを防止している。なお、中ケース４１２に設けられたトナー残量センサ４９は、トナー収容部４３内のトナーの量を検知するものである。

次に、現像装置４内でのトナーの動きについて説明する。トナー補給口５５から現像装置４内に補給されたトナーは、供給スクリュー４８によってトナー収容部４３に供給され、パドル４６によって攪拌される。また、パドル４６の跳ね上げによって現像ローラ４２及び供給ローラ４４の方向に跳ね上げ、搬送される。供給ローラ４４に供給されたトナーは、供給ローラ４４が現像ローラ４２と接触する供給ニップβで現像ローラ４２の表面に受け渡される。現像ローラ４２の表面に受け渡されたトナーのうち現像位置αに搬送する所定量を超えた分のトナーは、ドクタブレード４５によって現像ローラ４２の表面から掻き落とされる。

ドクタブレード４５との対向部を通過した現像ローラ４２の表面に残ったトナーは、そのまま現像ローラ４２の回転による表面移動方によって搬送され、感光体２と対向する現像位置αに到達する。現像に用いられることなく現像位置αを通過したトナーは、入口シール４７が接触する位置を通過し、供給ローラ４４との対向位置である供給ニップβにまで搬送される。現像ローラ４２によって供給ニップβに到達したトナーは、供給ローラ４４によって現像ローラ４２の表面から掻き取られ、供給ローラ４４によって搬送される。

トナー収容室１０１に収容されるトナーは、重合法で製造されたものであって、その平均粒径は６．５［μｍ］程度である。また、円形度は０．９８程度であり、安息角は３３［°］程度である。外添剤としてチタン酸ストロンチュームを含有している。本発明に係る現像装置に用いられるトナーは、これに限るものではない。

現像装置４の現像ローラ４２の表面上には、凸部の高さや凹部の深さ（Ｗ３）が一定で規則的な凹部パターンが形成されている。従来の一成分現像装置としては、現像ローラの表面にサウンドブラスト処理等の粗面処理を施して表面に凹凸形状を形成したものがある。現像ローラの表面に粗面化処理を施すことにより、現像ローラのトナー担持性能やトナー搬送性能を向上させていた。しかしながら、粗面化処理によって現像ローラの表面上に形成される微小凹凸は、凸部の高さ、凹部の深さ及び凹凸のパターンが不規則となる。凹凸のパターンや深さが不規則であると、現像ローラ表面上のトナー担持量が安定せず、感光体上の潜像を現像したときに濃度ムラとなることがあった。一方、実施形態の現像装置４では、凹部の深さ（Ｗ３）が一定で、その形成パターンが規則的であるため、現像ローラ４２表面上のトナー担持量が安定し、現像時の濃度ムラの発生を抑制することができる。

図１及び図２０に示されるように、実施形態に係る現像装置では、図中矢印Ｂ方向に回転する現像ローラ４２がドクタ部において上方から下方に移動する。このような場合には、トナーＴに働く自重によってトナーには下方向の力（Ｆｇ）が加わるため、ドクタブレード４５の応力（Ｆｂ）によるトナーに対する圧縮力を減少させることができる。よって、現像ローラ４２の凸部４２ａにおける現像ローラ４２の表面移動方向下流側の部分（図２０中の４２ｃの部分）にトナーが凝集することを抑制できる。これにより、フィルミングの発生を抑制することができ、現像ローラ４２上でのＱ／Ｍ値やＭ／Ａ値の変動を抑制することができる。

また、現像装置４に用いられる一成分現像剤であるトナーとして、加速凝集度が４０［％］以下となるトナーを用いることで、現像ローラ４２の凸部４２ａにおける現像ローラ４２の表面移動方向下流側の部分（図２０中の４２ｃの部分）でのトナーの凝集をより緩和することが可能となる。なお、図２０で示すドクタ部では、ドクタブレード４５が現像ローラ４２の表面に対して腹当て状態となっている。ドクタブレード４５の現像ローラ４２の表面に対する当接状態としては、図２１に示されるように、先端当て状態である方が、凸部４２ａの頂面４２ｔに存在するトナーＴをすり切ることができ、より好ましい。

現像ローラ４２に対しては、現像バイアス電源１４２により、現像バイアスとして、次のような交番電圧が印加されている。即ち、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐ＝１．７［ｋＶ］、プラス側ピーク＝＋８．５［ｋＶ］、マイナス側ピーク＝−８．５［ｋＶ］の矩形波からなる交番電圧に対して、−３００［Ｖ］の直流電圧を重畳した交番電圧である。矩形波の周波数は５００［Ｈｚ］である。また、矩形波のデューティは５０［％］である。よって、この交番電圧の単位時間あたりの平均値は−３００［Ｖ］である。また、この交番電圧の中心値（ピークとピークとの中心）も−３００［Ｖ］である。

一方、回収バイアス電源５２は、回収バイアスとして、次のような交番電圧を出力する。即ち、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐ＝１．７［ｋＶ］、プラス側ピーク＝＋８．５［ｋＶ］、マイナス側ピーク＝−８．５［ｋＶ］の矩形波からなる交番電圧に対して、−２００［Ｖ］の直流電圧を重畳した交番電圧である。矩形波の周波数は５００［Ｈｚ］である。また、矩形波のデューティは５０［％］である。この交番電圧の単位時間あたりの平均値や中心値は何れも−２００［Ｖ］である。このような交番電圧が、供給ローラ４４に対して印加される。

トナーの正規帯電極性はマイナスなので、回収バイアスの単位時間たりの平均値（−２００Ｖ）は、現像バイアスの単位時間あたりの平均値（−３００Ｖ）よりもトナーの帯電極性とは逆極性であるプラス側にシフトした値である。このような電位の関係により、現像ローラ４２と供給ローラ４４とが当接する供給ニップβには、現像ローラ４２の凹部内に残留しているマイナス帯電性の残留トナーに対して、現像ローラ４２側から供給ローラ４４側に静電移動させる電界が形成される。供給ニップβにおいて、現像ローラ４２の凹部内に食い込んでいる供給ローラ４４の導電性発泡弾性層によって凹部内から掻き出された残留トナーは、その電界によって供給ローラ４４の導電性発泡弾性層に静電吸着する。これにより、現像ローラ４２の凹部内から供給ローラ４４に残留トナーを積極的に転移させて回収することで、連続プリント時における凹部内での残留トナーの経時的な増加を抑えて、画像濃度不足の発生を抑えることができる。

従来の一成分現像装置においては、供給部材に印加する供給バイアスとして、単位時間ありの平均値が、現像バイアスの単位時間あたりの平均値よりもトナーの帯電極性と同極性側にシフトした値であるものを出力するように構成されていた。このような供給バイアスにより、供給部材と現像ローラとの間にトナーを供給部材側から現像ローラ側に静電移動させる電界を形成して、供給部材から現像ローラへのトナーの転移を助長するためである。

これに対し、実施形態に係る複写機では、供給部材たる供給ローラ４４に対し、供給バイアスを印加する代わりに、上述した回収バイアスを印加している。そして、この回収バイアスは、供給バイアスとは逆に、供給ローラ４４と現像ローラ４２との間に、マイナス帯電性のトナーを現像ローラ４２側から供給ローラ４４側に静電移動させる電界を形成する。にもかかわらず、供給ローラ４４から現像ローラ４２に対してトナーが供給されるのは、以下に説明する理由からである。

実施形態に係る複写機では、現像ローラ４２の凹部として、粗面化処理による微小凹凸よりもかなり大きな段差を形成する深さの大きなものを形成している。そして、現像ローラ４２表面の非凹部にはトナーを殆ど担持させず（すり切り）、凹部内に充填したトナーを現像に寄与させている。供給ローラ４４は、導電性発泡層の発泡セル内に、比較的多くの量のトナーを保持している。そして、現像ローラ４２との当接部である供給ニップβにおいて、その多量のトナーを現像ローラ４２の凹部に供給する。供給ニップβでは、トナーを現像ローラ４２側から供給ローラ４４側に静電移動させる電界が形成されているものの、この電界によって凹部内のトナーの殆どが供給ローラ４４の発泡セル内に逆戻りすることはない。もともと供給ローラ４４の発泡セル内に保持されていたトナー量が比較的多く、且つ、現像ローラの凹部内にもある程度の残留トナーが残っているため、凹部から空泡に戻るトナーの量はそれほど多くないのである。そして、殆どのトナーは、現像ローラ４２の凹部内に充填された状態で、供給ニップβの出口において、現像ローラ４２の表面とは逆方向に移動する供給ローラ４４の表面によってすり切られる。このため、上述のような電界を形成していても、トナーを供給ローラ４４から現像ローラ４２に供給することができる。

また、現像ローラ４２と供給ローラ４４との間には、交番電界が形成されるため、現像ローラ４２の凹部と供給ローラ４４の発泡セルとの間では、トナーが全体的に両者間を往復移動する。この際、供給ニップβに進入する前に現像ローラ４２の凹部内に残留していた残留トナーが、供給ローラ４４の発泡セル内に存在していた新しいトナーと混ざり合う。このとき、帯電量が多いトナーが優先的に、上述した電界によって現像ローラ４２の凹部から供給ローラ４４の発泡セル内に転移する。このため、供給ニップβでは、現像ローラ４２の凹部内の残留トナーが供給トナー４４の発泡セル内に良好に回収される。

本発明者らが、上述したバイアスの条件で実際に実験を行ったところ、供給ローラ４４から現像ローラ４２に対して必要量のトナーを良好に供給しつつ、現像ローラ４２の凹部内の残留トナーを供給ローラ４４に良好に回収して、連続プリント時における画像濃度不足の発生を有効に抑えることができた。

図２において、現像ローラ４２には、現像バイアス出力手段たる現像バイアス電源１４２によって現像バイアスが印加されている。また、ドクタブレード４５には、規制バイアス出力手段としての規制バイアス電源１４５によって規制バイアスが印加されている。

図２２は、現像ローラ４２に印加される交番電圧からなる現像バイアスの波形を示す波形図である。この現像バイアスは、直流電圧に対して、矩形パルス状の交流電圧を重畳したものである。同図において、直流成分電位Ｖｄｃは、それらのうち、直流電圧の値を示している。矩形パルス波は、直流成分電位Ｖｄｃを中心にして、プラス側、マイナス側にそれぞれ等しい高さで振れる。ピークツウピーク電圧Ｖｐｐは、交流電圧のピークツウピーク値である。

また、同図において、潜像電位ＶＩは、感光体に担持されている静電潜像の電位である。また、地肌部電位Ｖｄは、感光体における地肌部の電位である。現像バイアスの交流電圧のデューティは５０［％］であるので、現像バイアスの単位時間あたりの平均値は、直流成分電位Ｖｄｃと同じ値になる。図示のように、この直流成分電位Ｖｄｃは、潜像電位ＶＩと地肌部電位Ｖｄとの間の値になっている。このような電位条件により、トナーは、現像位置αにて現像ローラ４２の表面と感光体２との間で往復移動しながら、感光体２の全域のうち、静電潜像だけに転移する。

現像バイアス電源１４２は、現像バイアスとして、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐ＝１．７［ｋＶ］の交流電圧に、−３００［Ｖ］の直流成分電位Ｖｄｃを重畳したものを出力する。よって、現像バイアスの単位時間あたりの平均値は、−３００［Ｖ］である。一方、規制バイアス電源１４５は、規制バイアスとして、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐ＝１．７［ｋＶ］の交流電圧に、−５００［Ｖ］の直流成分電位Ｖｄｃを重畳したものを出力する。よって、現像バイアスの単位時間あたりの平均値は、−５００［Ｖ］である。つまり、規制バイアス電源１４５は、規制バイアスとして、その単位時間あたりの平均値（−５００Ｖ）がトナーの正規帯電極性と同極性（マイナス）であって、且つ平均値の絶対値（５００Ｖ）が現像バイアスの単位時間あたりにおける平均値の絶対値（３００Ｖ）よりも大きなものを出力する。なお、現像バイアスとして、トナーの正規帯電極性と同極性の直流電圧を印加する場合には、規制バイアスとして、トナーの正規帯電極性と同極性であって、且つ絶対値が現像バイアスの絶対値よりも大きなもの、を出力させればよい。

図２３は、従来の現像装置における現像ローラを部分的に示す拡大横断面図である。現像ローラ４２は、アルミ合金や鉄合金などの金属からなる導電性基材４０１に、非凹部としての平面部４２ａや、凹部４２ｂが形成されたものである。同図における矢印Ｂ方向は、現像ローラ４２の回転に伴う表面移動方向を示している。

図２４は、従来の現像装置における現像ローラ４２とドクタブレード４５との当接部を示す拡大横断面図である。同図において、黒塗りの丸点は、良好に帯電したトナー粒子を示している。また、白塗りの丸は、弱帯電トナー粒子を示している。現像ローラ４２の凹部（４２ｂ）内にトナーが充填されると、図示のように、良好に帯電したトナー粒子がその電荷によって凹部（４２ｂ）の底面に強く引かれて、底面に直接接触する。このため、凹部の底面には、良好したトナー粒子が集まる。これに対し、弱帯電トナー粒子は、凹部表面との静電気力が比較的弱いため、凹部の入口付近に集まる。

現像ローラ４２とドクタブレード４５との当接部では、ドクタブレード４５によって現像ローラ４２の凹部に蓋がされる。そして、凹部内の弱帯電トナー粒子がドクタブレード４５に直接接触する。そして、ドクタブレード４５と現像ローラ４２との電位差によって弱帯電トナー粒子に対して正規帯電極性（本例ではマイナス）の電荷が注入される。これにより、地汚れの発生が抑えられる。

しかしながら、ドクタブレード４５が、現像ローラ４２の平面部（４２ａ）に付着していたトナー粒子を平面部から掻き取ることで、平面部に対して直接接触する。そして、その接触部において、ドクタブレード４５から現像ローラ４５に電流がリークして、現像ローラ４２の電位を不安定にしてしまう。すると、現像ローラ４２の不安定な電位により、画像濃度ムラを引き起こしてしまう。

次に、実施形態に係る複写機の特徴的な構成について説明する。
図２５は、実施形態に係る複写機の現像装置（４）における現像ローラ４２を部分的に示す拡大横断面図である。実施形態に係る複写機において、現像ローラ４２の導電性基材４０１は、アルミ合金や鉄合金などの金属からなる部材である。凹部４２ｂの幅（上端の短手方向長さ）は８０［μｍ］程度である。また、凹部４２ｂの深さは１０［μｍ］程度である。

導電性基材４０１における平面部４２ａの領域の無垢表面上には、絶縁性材料からなる絶縁性表面層４０２が被覆されている。この絶縁性表面層４０２は、導電性基材４０１における平面部４２ａの領域に、酸化処理の後に絶縁性の酸化被膜を成膜する方法、あるいは、絶縁性の樹脂のスプレーコートやディッピングによって絶縁性被膜を形成する方法などによって形成されたものである。

図２６は、実施形態に係る複写機の現像装置における現像ローラ４２とドクタブレード４５との当接部を示す拡大横断面図である。図示のように、ドクタブレード４５と現像ローラ４２との当接部では、現像ローラ４２の導電性基材４０１における平面部（４２ａ）の領域と、ドクタブレード４５との間に、絶縁性表面層４０２が介在する。これにより、ドクタブレード４５から、現像ローラ４２の導電性基材４０１における平面部の領域への電流のリークを回避することで、電流のリークに起因する現像ローラ４２の電位の不安定化を抑えることができる。なお、絶縁性表面層４０２の材料としては、樹脂等の有機化合物や金属酸化物等の無機化合物を例示することができる。

図２５において、導電性基材４０１における凹部４２ｂの領域では、導電性基材４０１の無垢の表面をそのまま露出させている。これにより、現像位置αにて凹部の内壁に発生する逆電荷（本例ではプラスの電荷）を導電性基材４０１に逃がして、現像ローラ４２のチャージアップを回避する。よって、チャージアップに起因する異常画像の発生を回避することができる。

凹部４２ｂの内壁を導電性基材４０１の無垢の表面にする方法としては、次のようなものを例示することができる。即ち、平面部４２ａと凹部４２ｂとの両方に絶縁性表面層を形成した後、平面部４２ａだけにレジスト剤などによるマスキングをして、凹部の絶縁性表面層をエッチングや研磨によって除去する方法である。また、転造加工によって凹部４２ｂを形成した後、凹部４２ｂだけにレジスト剤などによるマスキングを施した状態で、平面部４２ａだけに絶縁性表面層を形成する方法でもよい。

図２７は、比較例に係る複写機の現像ローラの表面を部分的に示す拡大平面図である。この図において、矢印Ｂは、現像ローラの表面移動方向を示している。また、図中の点線は、図示しないドクタブレードが現像ローラに対して当接している領域を示している。また、凹部幅Ｌａは、凹部４２ｂのローラ表面移動方向の長さを示している。この比較例では、ドクタブレードと現像ローラとの当接部におけるローラ表面移動方向の長さが、凹部幅Ｌａよりも長くなっている。かかる構成では、ドクタブレードのエッジが凹部４２ｂ内に食い込んで、凹部４２ｂ内のトナーを凹部４２ｂ内から掻き出してしまう。

図２８は、実施形態に係る複写機の現像ローラの表面を部分的に示す拡大平面図である。実施形態に係る複写機では、現像ローラ４２とドクタブレード４５との当接部におけるローラ表面移動方向の長さを、凹部幅Ｌａよりも大きく設定している。かかる構成では、ローラ表面移動方向において、ドクタブレード４５が凹部４２ｂの両端に架け渡しされることから、ドクタブレード４５のエッジを凹部４２ｂ内に進入させることがない。このため、ドクタブレード４５のエッジによる凹部４２ｂ内からのトナーの掻き出しを防止して、凹部４２ｂ内に１層以上のトナー層を保持させることができる。

図２において、供給ローラ４４の発泡弾性層としては、導電性材料からなるものが用いられている。これにより、供給ローラ４４の発泡セル内に保持されているトナー粒子のうち、正規極性とは逆極性に帯電してしまった逆帯電トナー粒子に対し、正規極性の電荷を注入して、トナーの帯電量を安定化させることができる。

また、現像ローラ４２の複数の凹部４２ｂは、何れもその底面と平面部４２ａとの段差が互いに同じになっている。かかる構成では、複数の凹部４２ｂにおいて、凹部４２ｂ内に形成される電界強度を互いに同じにして、凹部４２ｂ内から感光体２の静電潜像へのトナー転移性を均一にする。これにより、現像濃度ムラの発生を抑えることができる。

また、凹部４２ｂの底面と平面部４２ａとの段差である凹部深さについては、トナーの体積平均粒径の２倍以下の値にしている。かかる構成では、現像ローラ４２とドクタブレード４５との当接部において、凹部４２ｂ内のトナー粒子を、凹部４２ｂの底面、あるいはドクタブレード４５の表面の何れか一方に接触させて、トナーの帯電量を安定化させることができる。

次に、実施形態に係る複写機の一部の構成を他の構成に置き換えた変形例に係る複写機について説明する。なお、以下に特筆しない限り、変形例に係る複写機の構成は、実施形態と同様である。

図２９は、変形例に係る複写機のプリンタ部６００の要部を示す要部構成図である。プリンタ部６００は、４つのプロセスユニットとしてのプロセスカートリッジ１、複数の張架ローラに張架されながら図中反時計回り方向に無端移動せしめられる中間転写体としての中間転写ベルト７、露光手段としての露光装置６、定着手段としての定着装置１２等を備えている。

４つのプロセスカートリッジ１はそれぞれ、潜像担持体としてのドラム状の感光体２と、帯電手段としての帯電部材３と、現像剤としてのトナーＴを用いて感光体２上の潜像を現像する現像装置４と、感光体クリーニング装置５とを一体的に支持してユニット状とした構成になっている。プロセスカートリッジ１は、図示しないストッパーを解除することにより、プリンタ部６００本体に対して着脱可能となっている。

感光体２は、図中矢印で示されるように、図中の時計周り方向に回転する。帯電部材３は、ローラ状の帯電ローラであり、感光体２の表面に圧接されており、感光体２の回転により従動回転する。作像時には、帯電部材３には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体２の表面を帯電する。変形例のプロセスカートリッジ１は、帯電手段として、感光体２の表面に接触するローラ状の帯電部材３を用いているが、帯電手段としてはこれに限るものではなく、コロナ帯電などの非接触帯電方式を用いてもよい。

露光装置６は、感光体２の表面に対して画像情報に基づいて露光し、感光体２の表面に静電潜像を形成する。プリンタ６００部の露光装置６は、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式のものであるが、露光手段としてはＬＥＤアレイを用いるものなど他の構成でも良い。

感光体クリーニング装置５は、中間転写ベルト７と対向する位置を通過した感光体２の表面上に残留する転写残トナーのクリーニングを行う。

４つのプロセスカートリッジ１は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色ごとのトナー像を感光体２上に形成する。また、中間転写ベルト７の表面移動方向に並列に配設され、それぞれの感光体２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７に順に重ね合わせるように転写し、中間転写ベルト７上に可視像を形成する。

４つの感光体２に対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置には一次転写手段としての一次転写ローラ８が配置されており、一次転写ローラ８には不図示の高圧電源により一次転写バイアスが印加され、感光体２との間で一次転写電界を形成する。感光体２と一次転写ローラ８との間で一次転写電界が形成されることにより、感光体２の表面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト７の表面に転写される。中間転写ベルト７を張架する複数の張架ローラのうちの一つが不図示の駆動モータによって回転することによって中間転写ベルト７が図中の矢印Ａ方向に表面移動する。表面移動する中間転写ベルト７の表面上に各色のトナー像が順次重ねて転写されることによって、中間転写ベルト７の表面上にフルカラー画像が形成される。

４つのプロセスカートリッジ１が中間転写ベルト７と対向する位置に対して、中間転写ベルト７の表面移動方向下流側には、張架ローラの一つである二次転写対向ローラ９ａに対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置に二次転写ローラ９が配置され、中間転写ベルト７との間で二次転写ニップを形成する。二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に所定の電圧を印加して二次転写電界を形成することにより、図２９中の矢印Ｂ方向に搬送される転写材である記録紙Ｐが二次転写ニップを通過する際に、中間転写ベルト７の表面上に形成されたフルカラー画像が記録紙Ｐに転写される。

二次転写ニップに対して記録紙Ｐの搬送方向下流側に、定着装置１２が配置されている。二次転写ニップを通過した記録紙Ｐは定着装置１２に到達し、定着装置１２における加熱及び加圧によって記録紙Ｐ上に転写されたフルカラー画像が定着され、画像が定着された記録紙Ｐはプリンタ部６００の機外に出力される。

一方、二次転写ニップで記録紙Ｐに転写されず中間転写ベルト７の表面上に残留したトナーＴは、転写ベルトクリーニング装置１１によって回収される。

次に、図３０、図３１、図３２を用いて、プロセスカートリッジ１について説明する。図３０は、４つのプロセスカートリッジ１のうち、１つを、現像ローラ４２の軸方向中央部近傍で破断して示す横断面図である。また、図３１は、４つのプロセスカートリッジ１のうち、１つを、軸方向端部近傍のサイドシール５９の位置で破断して示す横断面図である。また、図３２は、プロセスカートリッジの現像装置のトナー搬送部を示す縦断面図である。

現像装置４は、一成分現像剤であるトナーＴを収容するトナー収容室１０１と、トナー収容室１０１の下方に設けられたトナー供給室１０２とを具備しており、トナー収容室１０１とトナー供給室１０２とを仕切るように仕切り部材１１０が設けられている。仕切り部材１１０には、図３２に示されるように、それら供給室を互いに連通させる複数の開口部が設けられている。この仕切り部材１１０の複数の開口部として、トナー収容室１０１内のトナーＴをトナー供給室１０２へ供給する供給口１１１と、トナー供給室１０２内のトナーＴをトナー収容室１０１に戻す返送口１０７とが設けられている。

トナー供給室１０２の下部には、現像剤担持体である現像ローラ４２が設けられている。また、トナー供給室１０２には、現像ローラ４２の表面にトナーＴを供給する現像剤供給部材である供給ローラ４４が現像ローラ４２の表面に当接するように設けられている。さらに、トナー供給室１０２には、供給ローラ４４によって現像ローラ４２の表面上に供給され、感光体２と現像ローラ４２との対向部に向かうトナーＴの量（層厚）を規制する規制部材としてのドクタブレード４５が現像ローラ４２の表面に当接している。

現像ローラ４２は、感光体２に対して非接触で配置されており、図示しない高圧電源から所定のバイアスが印加される。

トナー収容室１０１内にはトナー収容室１０１内のトナーＴを感光体２の回転軸に平行な方向（図３１中の紙面に直交する方向）に搬送するトナー搬送部材１０６が設けられている。

トナー収容室１０１に収容するトナーＴは、重合法で製造されたものである。このトナーＴは、例えば、平均粒径が６．５［μｍ］で、円形度が０．９８、安息角３３［°］、外添剤としてチタン酸ストロンチュームを含有しているトナーＴである。なお、トナーＴは、これに限られるものではない。

トナー収容室１０１内に設けられたトナー搬送部材１０６は、図３２に示されるように搬送スクリュー形状部１０６ａと搬送板形状部１０６ｂとを組み合わせた回転軸を有した部材である。トナー搬送部材１０６は、搬送スクリュー形状部１０６ａの回転動作によりトナー収容室１０１内のトナーＴをトナー搬送部材１０６の回転軸に平行な略水平方向（図３２中の矢印Ｈ方向）に搬送できる構成となっている。現像装置４では、トナー搬送部材１０６の回転軸に平行な方向にトナーＴを搬送する搬送スクリュー形状部１０６ａを備えた構成であるが、現像剤搬送部材としてはこれに限ったものでなく、搬送ベルトやコイル状の回転体等の搬送機能を有するものを用いることができる。さらにこれらの搬送機能を有するものと、羽根のような板部材や針金を曲げて構成したパドルのようなもの等のほぐし機能を有するものを組み合わせたものでも良い。

現像装置４は、トナー収容室１０１から供給ローラ４４に向けて、トナーＴをトナー搬送部材１０６の回転軸に直交し、且つ、略鉛直下方にトナーＴを搬送する構成になっている。トナーＴの搬送方向としては、トナー搬送部材１０６の回転軸に直交し、且つ、略水平方向に搬送する構成としてもよい。

仕切り部材１１０の鉛直下方のトナー供給室１０２内にはトナー撹拌部材１０８が配置されている。トナー撹拌部材１０８は、図示のように撹拌スクリュー形状部１０８ａと撹拌板形状部１０８ｂとを組み合わせた回転軸を有した部材である。トナー撹拌部材１０８は、撹拌スクリュー形状部１０８ａの回転動作によりトナー供給室１０２内のトナーＴをトナー撹拌部材１０８の回転軸に平行な略水平方向（図３２中の矢印ＩまたはＪ方向）に搬送できる構成となっている。

トナー撹拌部材１０８の撹拌スクリュー形状部１０８ａは、軸方向について供給口１１１を挟んで外側に向かう方向（図３２中の矢印Ｉ方向）にトナーＴを搬送するように螺旋状の羽部が設けられている。また、トナー撹拌部材１０８の撹拌スクリュー形状部１０８ａは、軸方向について二つの返送口１０７よりも外側と内側とは螺旋状の羽部が逆巻きになっている。このため、供給口１１１からトナー供給室１０２に供給されたトナーＴはトナー撹拌部材１０８の撹拌スクリュー形状部１０８ａの回転によって軸方向外側（矢印Ｉ方向）に搬送され、返送口１０７よりも外側に到達したトナーＴは羽部が逆巻きの撹拌スクリュー形状部１０８ａによって返送口１０７に向かって（矢印Ｊ方向に）搬送される。返送口１０７を挟んで軸方向の外側と内側とでは、撹拌スクリュー形状部１０８ａによるトナーＴの搬送方向が逆であり、返送口１０７に向かうようにトナーＴに搬送力を付与するため、返送口１０７の下方ではトナーＴが軸方向両側から集められ、山状に押し上げられる。これにより、トナー収容室１０１から供給口１１１または返送口１０７を通過してトナー供給室１０２に供給されたトナーＴが過剰である場合は、返送口１０７で山状に押し上げられたトナーＴがトナー供給室１０２から返送口１０７を通ってトナー収容室１０１に戻される。また、トナー撹拌部材１０８は、トナー供給室１０２にあるトナーＴを攪拌し、さらに下部にある供給ローラ４４や現像ローラ４２にトナーＴを供給する役割を持つ。

供給ローラ４４の表面には空孔（セル）を有した構造の発泡材料が被覆されており、トナー供給室１０２内に供給されたトナーＴを効率よく付着させて取り込むと共に、現像ローラ４２との当接部での圧力集中によるトナーＴの劣化を防止している。なお、この発泡材料は１０^３〜１０^１４［Ω］の電気抵抗値に設定される。供給ローラ４４には、供給バイアスが印加され、現像ローラ４２との当接部ある供給ニップβで予備帯電されたトナーＴを現像ローラ４２に押し付ける作用を補助する。供給ローラ４４は図３２中の矢印で示されるように図３２中の反時計回りの方向に回転し、表面に付着させたトナーＴを現像ローラ４２の表面に塗布するように供給する。

供給ニップβに対して現像ローラ４２の表面移動方向下流側の現像ローラ４２の表面に接触するように、規制部材であるドクタブレード４５が配置されている。供給ローラ４４から現像ローラ４２の表面に供給されたトナーＴは、現像ローラ４２の回転によってドクタブレード４５が接触する位置に搬送される。

ドクタブレード４５としては、ＳＵＳ３０４ＣＳＰやＳＵＳ３０１ＣＳＰまたはリン青銅等の金属板バネ材料を用いることができ、その自由端側を現像ローラ４２の表面に１０〜１００［Ｎ／ｍ］の押圧力で当接させたもので、現像ローラ４２上のトナーＴに対してその押圧力下を通過させることで、トナー層を薄層化すると共に、摩擦帯電によってトナーＴに電荷を付与する。また、ドクタブレード４５には、トナーＴの摩擦帯電を補助するために、図示しないバイアス電源によりバイアスが印加される。

感光体２は現像ローラ４２と非接触であり、図３０中の時計回りの方向に回転している。このため、現像ローラ４２と感光体２とが対向する現像位置αにおいては、現像ローラ４２の表面移動方向と感光体２の表面移動方向とが同方向となる。

現像ローラ４２上の薄層化されたトナー層は、現像ローラ４２の回転に伴って現像位置αに搬送され、現像ローラ４２に印加されたバイアスと感光体２上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて、感光体２の表面に移動して感光体２の表面上の静電潜像が現像される。

現像位置αで現像に用いられず、現像ローラ４２上に残されたトナーＴが再びトナー供給室１０２内へと戻る箇所には、入口シール４７が配設されている。この入口シール４７は、現像ローラ４２の周面を外部に向けて部分的に露出させるための開口を有する現像装置筺体に片持ち支持された状態で、自らの自由端側を現像ローラ４２に当接させることで、現像ローラ４２と開口内壁との隙間を塞いでいる。樹脂材料にカーボンブラックなどの導電性材料が分散せしめられた導電性樹脂からなり、非常に薄厚に成型されていることで、柔軟に撓むことができる。その撓み易さ故に、現像ローラ４２の表面との当接部において、現像ローラ４２の表面に対して大きな圧力を付与しない。

現像ローラ４２は、実施形態に係る複写機と同様の構成のものであり、導電性基材４０１における平面部４２ｂの領域に、絶縁性表面層４０２が被覆されている。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
〔態様Ａ〕
態様Ａは、トナーを主成分とし且つ磁性キャリアを含まない現像剤を、所定の凹部パターンが形成された自らの無端移動する表面に担持する現像剤担持体（例えば現像ローラ４２）と、前記現像剤担持体の表面に現像剤を供給する現像剤供給手段（例えば供給ローラ４４）と、前記現像剤担持体の無端移動する表面における全域のうち、前記現像剤供給手段に対向する供給位置を通過した後、画像形成装置の潜像担持体に対向する現像位置に進入する前の領域に当接しながら、前記現像剤担持体の表面における非凹部に付着している現像剤を前記非凹部から掻き取ることで、前記現像位置に搬送される現像剤の量を規制する規制部材（例えばドクタブレード４５）と、前記現像剤担持体に印加するための現像バイアスを出力する現像バイアス出力手段（例えば現像バイアス電源１４２）と、前記規制部材に印加するためのバイアスであり、且つ前記凹部内に保持されている現像剤のトナー粒子のうち、前記規制部材の表面に直接接触するトナー粒子に対してその正規帯電極性と同極性の電荷を注入する値のバイアスである規制バイアスを出力する規制バイアス出力手段（例えば規制バイアス電源１４５）とを有し、前記現像位置にて、前記現像剤担持体の表面の凹部（例えば凹部４２ｂ）内に保持されている現像剤を前記潜像担持体（例えば感光体２）の潜像に付着させて潜像を現像する現像装置において、前記凹部及び非凹部（例えば平面部４２ａ）を具備する導電性基材（例えば導電性基材４０１）における前記非凹部の領域に絶縁性表面層（例えば絶縁性表面層４０２）を設けたことを特徴とするものである。

［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａにおいて、前記導電性基材における前記凹部の領域にて、前記導電性基材の無垢の表面をそのまま露出させたことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、現像剤担持体のチャージアップに起因する異常画像の発生を回避することができる。

［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ａ又はＢにおいて、前記現像剤担持体と前記規制部材との当接部における現像剤担持体表面移動方向の長さを、前記凹部の現像剤担持体表面移動方向の長さよりも大きくしたことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、規制部材のエッジによる凹部内からの現像剤の掻き出しを防止して、凹部内に１層以上のトナー層を保持させることができる。

［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ａ〜Ｃの何れかにおいて、前記凹部パターンの複数の凹部について、前記凹部の底面と、その周囲の非凹部との段差を互いに同じにしたことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、複数の凹部内から潜像担持体の潜像へのトナー転移性を均一にして、現像濃度ムラの発生を抑えることができる。

［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ａ〜Ｄの何れかにおいて、前記凹部の深さを、現像剤におけるトナーの体積平均粒径の２倍以下にしたことを特徴とするものである。かかる構成では、既に説明したように、現像剤担持体と規制部材との当接部において、凹部内のトナー粒子を、凹部の底面、あるいは規制部材の表面の何れか一方に接触させて、トナーの帯電量を安定化させることができる。

［態様Ｆ］
態様Ｆは、態様Ａ〜Ｅの何れかにおいて、前記現像剤担持体に印加するための交番電圧からなる現像バイアスを出力する現像バイアス出力手段（例えば現像バイアス電源１４２）を設けたことを特徴とするものである。かかる構成では、現像剤担持体と潜像担持体との間で現像剤のトナーを繰り返し往復移動させながら、最終的に潜像担持体の全域のうち、潜像だけにトナーを付着させることで、現像濃度ムラのない高品質の画像を得ることができる。

１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：プロセスカートリッジ（プロセスユニット）
２：感光体（潜像担持体）
３：帯電部材（一様帯電手段）
４：現像装置
４２：現像ローラ（現像剤担持体）
４２ａ：平面部（非凹部）
４２ｂ：凹部
４４：供給ローラ（現像剤供給手段、現像剤供給部材）
４５：ドクタブレード（規制部材）
１４２：現像バイアス電源（現像バイアス出力手段）
１４５：規制バイアス電源（規制バイアス出力手段）
４０１：導電性基材
４０２：絶縁性表面層

特開２０１０−２２４１８３号公報

Claims

所定の凹部パターンが形成された自らの無端移動する表面にトナーを担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の表面にトナーを供給する現像剤供給手段と、
前記現像剤担持体の無端移動する表面におけるトナーの量を規制する規制部材と、
前記現像剤担持体に印加するための現像バイアスを出力する現像バイアス出力手段と、
前記規制部材に印加するためのバイアスであり、現像装置内のトナー粒子に対してその正規帯電極性と同極性の電荷を注入する値のバイアスである規制バイアスを出力する規制バイアス出力手段とを有し、
潜像を担持する潜像担持体と前記現像剤担持体とが対向する現像位置にて、前記現像剤担持体の表面の凹部内に保持されているトナーを前記潜像担持体の潜像に付着させて潜像を現像する現像装置において、
前記凹部及び非凹部を具備する導電性基材における前記非凹部の領域に絶縁性表面層を設け、且つ、前記導電性基材における前記凹部の領域にて、前記導電性基材の表面をそのまま露出させたことを特徴とする現像装置。
請求項１の現像装置において、
前記現像剤担持体と前記規制部材との当接部における現像剤担持体表面移動方向の長さを、前記凹部の現像剤担持体表面移動方向の長さよりも大きくしたことを特徴とする現像装置。
請求項１又は２の現像装置において、
前記凹部パターンの複数の凹部について、前記凹部の底面と、その周囲の非凹部との段差を互いに同じにしたことを特徴とする現像装置。
請求項１乃至３の何れかの現像装置において、
前記凹部の深さを、トナーの体積平均粒径の２倍以下にしたことを特徴とする現像装置。
請求項１乃至４の何れかの現像装置において、
前記現像剤担持体に印加するための交番電圧からなる現像バイアスを出力する現像バイアス出力手段を設けたことを特徴とする現像装置。
潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体の表面を一様に帯電せしめる一様帯電手段と、前記潜像担持体の表面に担持された潜像を現像する現像装置と、前記潜像担持体の表面上で現像されたトナー像を転写体に転写する転写手段と、前記転写手段との対向位置を通過した後の前記潜像担持体の表面に付着している転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置に用いられ、前記現像装置と、少なくとも前記潜像担持体、前記一様帯電手段、及び前記クリーニング手段のうちの１つとを共通の保持体で保持した状態で画像形成装置本体に対して一体的に着脱されるプロセスユニットにおいて、
前記現像装置として、請求項１乃至５の何れかの現像装置を用いたことを特徴とするプロセスユニット。
潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体の表面を一様に帯電せしめる一様帯電手段と、前記潜像担持体の表面に担持された潜像を現像する現像装置と、前記潜像担持体の表面上で現像されたトナー像を転写体に転写する転写手段と、前記転写手段との対向位置を通過した後の前記潜像担持体の表面に付着している転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置において、
前記現像装置として、請求項１乃至５の何れかの現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。