JP2001249536A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像後の現像剤の入れ替えが良好に行われ、
現像剤担持体上に現像ゴーストが残り、プリント像にゴ
ースト像が生じるのを防止すると共に、現像前のトナー
の帯電量の均一化を図り、現像ローラ上のトナーのフィ
ルミングの発生を防止する現像装置を提供すること。 【解決手段】 現像後の現像剤担持体に対して、現像剤
を介して除電ローラを当接すると共に、現像剤担持体と
除電ローラとの間に振動電界を形成して、現像剤或いは
現像剤担持体を放電により除電することを特徴とする現
像装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成に用いられる現
像装置、静電像の現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現像剤として一成分現像剤（以下単にト
ナーともいう）があり種々の利点を有しているが、これ
を担持して搬送し、像形成体（例えば電子写真用に用い
る感光体ドラム）に現像剤を供給する可動現像剤担持手
段である現像剤担持体（現像ローラ）に均一に適量塗布
することが困難であり、従来より現像ローラに当接した
現像剤規制部材（ブレード）によって現像剤の薄層を現
像ローラ上に形成して現像域に搬送し感光体ドラム上の
潜像を現像している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法を
用いる現像装置では、 現像後の現像ローラ上のトナーの入れ替えが良好に
行われず、次の現像時にそれがゴースト像になって現れ
るという問題点がある。

【０００４】 また、前記ブレードによる摩擦帯電に
よって、現像ローラ及びトナーが帯電するが、その帯電
は不均一で、トナーの劣化、現像ローラ上にトナーのフ
ィルミングが生じる等の問題点が発生する。この問題点
を解決するため、コロナ放電によるトナー帯電の均一化
が図られたが、現像前のトナーの帯電量の過多や帯電不
均一となりやすく、現像ローラ上のトナーのフィルミン
グの発生が完全に解決されていない。

【０００５】本発明は上記の問題点を解決し、現像後の
現像剤の入れ替えが良好に行われ、現像剤担持体上に現
像ゴーストが残り、プリント像にゴースト像が生じるの
を防止すると共に、現像前のトナーの帯電量の均一化を
図り、現像ローラ上のトナーのフィルミングの発生を防
止する現像装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、非磁性１成
分現像剤の薄層を保持する現像剤担持体を、潜像を担持
する像形成体と接触させて前記像形成体上の潜像の現像
を行う現像装置において、現像後の現像剤担持体に対し
て、現像剤を介して除電ローラを当接すると共に、前記
現像剤担持体と前記除電ローラとの間に振動電界を形成
して、前記現像剤或いは前記現像剤担持体を放電により
除電することを特徴とする現像装置（第１の発明）によ
って達成される。

【０００７】また、上記目的は、非磁性１成分現像剤の
薄層を保持し回転する現像剤担持体と、前記現像剤担持
体上の現像剤量を規制する現像剤規制部材とを有する現
像装置において、前記現像剤担持体上の現像剤は、潜像
を担持する像形成体と接触して前記像形成体上の潜像の
現像を行うと共に、前記薄層に形成された現像剤を介し
て前記現像剤担持体に、帯電ローラを当接させることを
特徴とする現像装置（第２の発明）によって達成され
る。

【０００８】また、上記目的は、非磁性１成分現像剤の
薄層を保持し回転する現像剤担持体と、前記現像剤担持
体上の現像剤量を規制する現像剤規制部材とを有する現
像装置において、前記薄層に形成された現像剤を介して
前記現像剤担持体に帯電ローラを当接させると共に、前
記現像剤担持体と前記帯電ローラとの間に振動電界を形
成させるもので、前記振動電界は、前記現像剤担持体上
の現像剤が前記帯電ローラに引きつけられるピーク値１
と、前記現像剤担持体側に押しつけられるピーク値２と
を有し、前記ピーク値１の時間が前記ピーク値２の時間
より短いことを特徴とする現像装置（第３の発明）によ
って達成される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の
意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の
実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示
すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限
定するものではない。

【００１０】本発明の各請求項にかかわる現像装置を用
いる画像形成装置の一実施形態の画像形成プロセス及び
各機構について、図１を用いて説明する。図１は、本発
明の各請求項に共通する現像装置を用いる画像形成装置
の一実施形態を示すカラー画像形成装置の要部断面構成
図である。

【００１１】図１において、１０は各色毎の像形成体で
ある感光体ドラム、１１は各色毎の帯電手段であるスコ
ロトロン帯電器、１２は各色毎の画像書込手段である露
光光学系、１３は各色毎の現像手段である現像装置、１
４ａは転写ベルト、１４ｃは各色毎の転写手段である１
次転写器、１４ｍは転写ベルトの除電手段である除電
器、１４ｂは転写ベルトの押圧手段である押圧弾性板、
１７は定着手段である定着装置、１９０は各色毎の像形
成体のクリーニング手段であるクリーニング装置、１９
０ａは転写ベルトのクリーニング手段であるクリーニン
グ装置である。

【００１２】本実施形態においては、各色毎の像形成体
である感光体ドラム１０、各色毎の帯電手段であるスコ
ロトロン帯電器１１、各色毎の画像書込手段である露光
光学系１２及び各色毎の現像手段である現像装置１３及
び像形成体のクリーニング手段であるクリーニング装置
１９０は、これらを１組としてイエロー（Ｙ）、マゼン
タ（Ｍ）、シアン（Ｃ）および黒色（Ｋ）の各色毎の画
像形成ユニット１００が４組設けられ、図１の矢印にて
示す時計方向に回転される転写ベルト１４ａの回転方向
に対して、転写ベルト１４ａの下側に、形成される色と
順序に従ってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に配置される。

【００１３】各色毎の像形成体である感光体ドラム１０
は、例えばアルミ材によって形成される円筒状の金属基
体の外周に、表面にオーバーコート層（保護層）を設け
た有機感光体層（ＯＰＣ）を該金属基体の外周に形成し
たものであり、後述するように、当接状態とされる転写
ベルト１４ａの移動により転写ベルト１４ａからの駆動
力を受けて従動回転され、接地した状態で図１の矢印で
示す反時計方向に各色毎の感光体ドラム１０が回転され
る。

【００１４】有機感光体層は、電荷発生物質（ＣＧＭ）
を主成分とする電荷発生層（ＣＧＬ）と電荷輸送物質
（ＣＴＭ）を主成分とする電荷輸送層（ＣＴＬ）とに機
能分離された二層構成の感光体層とされる。なお有機感
光体層は、電荷発生物質（ＣＧＭ）と電荷輸送物質（Ｃ
ＴＭ）を１つの層中に含有する単層構成とされてもよ
く、該単層構成又は前記二層構成の感光体層には、通常
バインダー樹脂が含有される。

【００１５】各色毎の帯電手段であるスコロトロン帯電
器１１は、それぞれ所定の電位に保持された制御グリッ
ドとコロナ放電電極による使用されるトナー（現像時の
トナー）と同極性（本実施形態においてはマイナス極
性）のコロナ放電とによって帯電作用（本実施形態にお
いてはマイナス帯電）を行い、感光体ドラム１０に対し
一様な電位を与える。スコロトロン帯電器１１のコロナ
放電電極としては、その他鋸歯状電極や針状電極を用い
ることも可能である。

【００１６】各色毎の画像書込手段である露光光学系１
２は、感光体ドラム１０上での露光位置が、前述した各
色毎のスコロトロン帯電器１１に対して感光体ドラム１
０の回転方向下流側に位置するようにして感光体ドラム
１０の周辺に配置される。露光光学系１２は、レーザ光
源（不図示）から発光されるレーザ光を回転多面鏡（不
図示）により回転走査し、ｆθレンズ（不図示）、反射
ミラー（不図示）等より成り、別体の画像読み取り装置
によって読み取られメモリに記憶された各色の画像デー
タに従って感光体ドラム１０の感光体層を像露光し、各
色毎の感光体ドラム１０上に静電潜像を形成する。

【００１７】各色毎の現像手段である現像装置１３は、
イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒
色（Ｋ）の、本実施形態においてはマイナス荷電の非磁
性一成分現像剤（トナー）をそれぞれ収容し、それぞれ
感光体ドラム１０の周面に対し当接（接触）して、現像
位置において感光体ドラム１０の回転方向と同方向に回
転する、例えばステンレス等の軸の周面に、硬度４５°
（ＪＩＳ Ａ）で抵抗１０⁷Ω・ｃｍのウレタン、シリ
コン等のソリッドゴムで形成される現像剤担持体である
現像ローラ１３１を備え、現像ローラ１３１に対して直
流電圧の現像バイアス電圧を印加することにより、接触
の一成分反転現像を行い、感光体ドラム１０上の潜像部
にトナー像を形成する。また、現像ローラ１３１に当接
してトナー供給部材である供給ローラ１３２が設けら
れ、供給ローラ１３２により現像ローラ１３１へのトナ
ーの供給と回収とが行われる。現像に用いられるトナー
の電荷量は５〜１５μＣ／ｇ前後が好ましい。

【００１８】上記現像装置１３に用いられる非磁性一成
分現像剤（トナー）としては、従来のトナーと同様の方
法で得られる球形の絶縁性のトナーを用いることができ
る。球形トナーは現像性を高め良質の画像を得る上で好
ましい。好ましいトナーは、スチレン系樹脂、ビニル系
樹脂、エチル系樹脂、ロジン変性樹脂、アクリル系樹
脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂
等の樹脂やパルミチン酸、ステアリン酸等の脂肪酸ワッ
クス等の樹脂の重合剤を用い、それにカラー顔料等の着
色成分や必要に応じて帯電制御剤等を加えて、従来公知
のトナー粒子製造方法と同様の方法によって作ることが
できる平均粒径が２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以
下、特に好ましくは１〜７μｍの粒子からなるものであ
る。また、必要に応じて粒子の流動性を良くするための
流動化剤や像形成体面の清浄化に役立つクリーニング剤
等が混合される。流動化剤としては、コロイダルシリ
カ、シリコンワニス、金属石鹸あるいは非イオン表面活
性剤等を用いることができ、クリーニング剤としては、
脂肪酸金属塩、有機基置換シリコンあるいはフッ素酸等
の表面活性剤等を用いることができる。

【００１９】転写ベルト１４ａは体積抵抗が１０¹²〜１
０¹⁵Ω・ｃｍの無端ベルトであり、例えば変性ポリイミ
ド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレ
ン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等
のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散し
た、厚さ０．１〜１．０ｍｍの半導電性フィルム基体の
外側に、好ましくはトナーフィルミング防止層として厚
さ５〜５０μｍのフッ素コーティングを行った、２層構
成のシームレスベルトである。転写ベルト１４ａの基体
としては、この他に、シリコンゴム或いはウレタンゴム
等に導電材料を分散した厚さ０．５〜２．０ｍｍの半導
電性ゴムベルトを使用することもできる。転写ベルト１
４ａは、駆動ローラ１４ｄ及び従動ローラ１４ｅに内接
して張架され、画像形成時には、不図示の中間転写体駆
動モータよりの駆動をうけて駆動ローラ１４ｄが回転さ
れ、各色毎の転写位置の上流側に配設される押圧弾性板
１４ｂにより感光体ドラム１０に転写ベルト１４ａが押
圧され、転写ベルト１４ａが図１の矢印で示す時計方向
に回転される。この際、転写ベルト１４ａの移動に従動
して転写ベルト１４ａの駆動力を受けて感光体ドラム１
０が従動回転される。

【００２０】各色毎の転写手段である１次転写器１４ｃ
は、好ましくはコロナ放電器により構成され、転写ベル
ト１４ａを挟んで各色毎の感光体ドラム１０に対向して
設けられ、転写ベルト１４ａと各色毎の感光体ドラム１
０との間に各色毎の転写域（符号なし）を形成する。各
色毎の１次転写器１４ｃにはトナーと反対極性（本実施
形態においてはプラス極性）の直流電圧を印加し、転写
域に転写電界を形成することにより、各色毎の感光体ド
ラム１０上のトナー像を転写ベルト１４ａ上に転写す
る。

【００２１】各色毎の除電手段である除電器１４ｍは、
好ましくはコロナ放電器により構成され、１次転写器１
４ｃにより帯電された転写ベルト１４ａを除電する。

【００２２】転写ベルトの押圧手段である押圧弾性板１
４ｂは、ウレタン等のゴムブレードにより形成され、各
色毎の転写位置の上流側に配設され、画像形成時に転写
ベルト１４ａを感光体ドラム１０に押圧し、転写ベルト
１４ａの移動に従動して感光体ドラム１０を回転させ
る。

【００２３】定着手段である定着装置１７は、少なくと
も一方のローラの内部にヒータを有する定着ローラ１７
ａと圧着ローラ１７ｂとの２本のローラで構成され、定
着ローラ１７ａと圧着ローラ１７ｂとの間で熱と圧力と
を加えることにより転写材上のトナー像を定着する。

【００２４】各色毎の像形成体のクリーニング手段であ
るクリーニング装置１９０及び転写ベルトのクリーニン
グ手段であるクリーニング装置１９０ａとは同様な構造
を有し、クリーニング装置１９０及びクリーニング装置
１９０ａのそれぞれに設けられるクリーニング部材であ
るクリーニングブレード１９１により、クリーニング装
置１９０は各色毎の感光体ドラム１０の転写残トナー
を、またクリーニング装置１９０ａは転写ベルト１４ａ
の転写残トナーをそれぞれクリーニングする。

【００２５】次に画像形成プロセス（画像形成工程）を
説明する。画像記録のスタートにより不図示の中間転写
体駆動モータの始動により搬送ベルト１４ａが回動さ
れ、搬送ベルト１４ａと当接状態とされ、搬送ベルト１
４ａに従動回転される、イエロー（Ｙ）の画像形成ユニ
ット１００の感光体ドラム１０が図１の矢印で示す反時
計方向へ回転され、同時にＹのスコロトロン帯電器１１
の帯電作用によりＹの感光体ドラム１０に電位の付与が
開始される。

【００２６】Ｙの感光体ドラム１０は電位を付与された
あと、Ｙの露光光学系１２によって第１の色信号すなわ
ちＹの画像データに対応する電気信号による画像書込が
開始され、Ｙの感光体ドラム１０の表面に原稿画像のＹ
の画像に対応する静電潜像が形成される。

【００２７】前記の潜像はＹの現像装置１３の現像ロー
ラ１３１により接触の状態で反転現像されＹの感光体ド
ラム１０の回転に応じイエロー（Ｙ）のトナー像が形成
される。

【００２８】上記の画像形成プロセスによって像形成体
であるＹの感光体ドラム１０上に形成されたＹのトナー
像が、Ｙの転写域（符号なし）において、第１の転写手
段であるＹの１次転写器１４ｃによって、転写ベルト１
４ａ上に転写される。

【００２９】次いで転写ベルト１４ａは、Ｙのトナー像
と同期が取られ、マゼンタ（Ｍ）の画像形成ユニット１
００によりＭのスコロトロン帯電器１１の帯電作用によ
り電位が付与され、Ｍの露光光学系１２によって第２の
色信号すなわちＭの画像データに対応する電気信号によ
る画像書込が行われ、Ｍの現像装置１３の現像ローラ１
３１による接触の反転現像によってＭの感光体ドラム１
０上にＭのトナー像が、Ｍの転写域（符号なし）におい
て、第１の転写手段であるＭの１次転写器１４ｃによっ
て、前記のＹのトナー像の上からＭのトナー像が重ね合
わせて形成される。

【００３０】同様のプロセスにより、Ｙ、Ｍの重ね合わ
せトナー像と同期が取られ、シアン（Ｃ）の画像形成ユ
ニット１００によりＣの感光体ドラム１０上に形成され
た、第３の色信号によるＣの画像データに対応するＣの
トナー像が、Ｃの転写域（符号なし）において、第１の
転写手段であるＣの１次転写器１４ｃによって、前記の
Ｙ、Ｍのトナー像の上からＣのトナー像が重ね合わせて
形成され、更にＹ、Ｍ、Ｃの重ね合わせトナー像と同期
が取られ、黒色（Ｋ）の画像形成ユニット１００により
Ｋの感光体ドラム１０上に形成された、第４の色信号に
よるＫの画像データに対応するＫのトナー像が、Ｋの転
写域（符号なし）において、第１の転写手段であるＫの
１次転写器１４ｃによって、前記のＹ、Ｍ、Ｃのトナー
像の上からＫのトナー像が重ね合わせて形成され、転写
ベルト１４ａ上にＹ、Ｍ、Ｃ及びＫの重ね合わせカラー
トナー像が形成される。

【００３１】転写後の各色毎の感光体ドラム１０の周面
上に残った転写残トナーは、各色毎の像形成体のクリー
ニング手段であるクリーニング装置１９０によりクリー
ニングされる。

【００３２】転写ベルト１４ａ上の重ね合わせカラート
ナー像形成と同期して転写材収納手段である給紙カセッ
ト（不図示）から、転写材給送手段としてのタイミング
ローラ（不図示）を経て記録紙Ｐが第２の転写手段であ
る２次転写器１４ｇの転写域（符号なし）へと搬送さ
れ、トナーと反対極性（本実施形態においてはプラス極
性）の直流電圧が印加される２次転写器１４ｇにより、
転写ベルト１４ａ上の重ね合わせカラートナー像が記録
紙Ｐ上に一括して転写される。

【００３３】カラートナー像が転写された記録紙Ｐは、
鋸歯状電極板から成る分離手段である除電電極１６ｂに
より除電され、定着装置１７へと搬送され、定着ローラ
１７ａと圧着ローラ１７ｂとの間で熱と圧力とを加えら
れることにより記録紙Ｐ上のトナー像が定着された後、
装置外部のトレイ（不図示）へ排出される。

【００３４】転写後の転写ベルト１４ａの周面上に残っ
た転写残トナーは、転写ベルト１４ａを挟んで従動ロー
ラ１４ｅに対向して設けられる転写ベルトのクリーニン
グ手段であるクリーニング装置１９０ａによりクリーニ
ングされる。

【００３５】上記において、転写材を転写ベルト１４ａ
上を搬送させ、各色毎の画像形成ユニット１００により
形成されたトナー像を、各色毎の第１の転写手段により
順次転写材上に転写して、転写材上に重ね合わせカラー
トナー像を形成し、定着するようにしてもよい。この際
は、第２の転写手段による転写は不要である。

【００３６】実施形態１ 本発明の請求項１にかかわる現像装置について、図２を
用いて説明する。図２は、本発明の請求項１にかかわる
現像装置の拡大断面構成図である。

【００３７】図２によれば、各色毎の現像手段である現
像装置１３は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シア
ン（Ｃ）及び黒色（Ｋ）の、本実施形態においてはマイ
ナス荷電の非磁性一成分現像剤（トナー）をそれぞれ収
容し、それぞれ感光体ドラム１０の周面に対し当接（接
触）し、現像位置において感光体ドラム１０の回転方向
（図２の時計方向）と順方向（図２の反時計方向）に回
転する現像ローラ１３１を備える。現像ローラ１３１に
当接してトナー供給部材である供給ローラ１３２が設け
られ、供給ローラ１３２により、現像ローラ１３１への
トナーの供給と、現像ローラ１３１からのトナーの回収
とが行われる。供給ローラ１３２は、供給部において現
像ローラ１３１と平行に設けられ、現像ローラ１３１と
同方向（図２の反時計方向）に回転される。

【００３８】現像剤担持体である現像ローラ１３１は、
例えばステンレス等の軸の周面に、硬度４５°（ＪＩＳ
Ａ）で体積抵抗が１０⁷Ω・ｃｍのウレタン、シリコ
ン等のソリッドゴムで形成される。現像時、現像ローラ
１３１に対して、使用するトナー極性と同極性（本実施
形態においてはマイナス極性）で、−２５０Ｖ程度の直
流電圧の現像バイアスＶＢ１を印加して、接触の一成分
反転現像を行い、感光体ドラム１０上の潜像部にトナー
像を形成する。

【００３９】トナー供給部材である供給ローラ１３２
は、ステンレス等の導電性芯金（符号なし）の外側（外
周面）に、ウレタン、シリコン等の発泡ゴムで発泡ゴム
層を形成して構成される。また現像時、供給ローラ１３
２に対して、使用するトナー極と同極性（本実施形態に
おいてはマイナス極性）で、−５００Ｖ程度の直流電圧
の供給ローラバイアスＶＫ１を印加する。

【００４０】１３３は現像剤層（トナー層）の高さ及び
量を規制するため設けられた現像剤規制部材であるブレ
ードであり、例えば板状のステンレス鋼やゴム材よりな
る帯状の弾性板１３３ａと、弾性板１３３ａの先端部で
現像ローラ１３１との当接部に取り付けられ、例えばス
ポンジやウレタンゴムの発泡剤よりなる帯状の弾性体１
３３ｂと、より構成される。ブレード１３３は先端を現
像ローラ１３１の回転方向上流に向けて配置される、い
わゆるカウンタタイプの現像剤規制部材である。なお、
ブレード１３３は先端を現像ローラ１３１の回転方向下
流に向けて配置される、いわゆるトレイルタイプの現像
剤規制部材も用いることができる。このブレード１３３
によって現像ローラ１３１上には１層又は２層程度の薄
層の現像剤層が形成される。

【００４１】１３４は現像剤を内蔵するホッパ部で、現
像ケーシング１３８内に囲まれている。ホッパ部１３４
内部には図上で反時計方向に回転するレバー状の撹拌部
材１３４ａがあって、現像の作動に伴い撹拌部材１３４
ａは回動してホッパ部１３４内の現像剤は撹拌搬出さ
れ、現像剤の補給がなされる。

【００４２】１３８は現像ケーシングであり、現像ケー
シング１３８はホッパ部１３４内の撹拌部材１３４ａの
作動域に沿って形成されているが、現像ローラ１３１近
くでは外方に突き出した突出部１３８ａがあって、突出
部１３８ａにブレード１３３が取り付け支持されてい
る。ホッパ部１３４から搬出された現像剤は、現像ロー
ラ１３１、ブレード１３３、供給ローラ１３２の間で摩
擦帯電される。

【００４３】１３５は本実施形態において設けられる除
電ローラであり、除電ローラ１３５は現像ローラ１３１
に当接し、現像領域の現像ローラ１３１の回転方向下流
側で現像ケーシング１３８の入り口近傍に設けられる。
除電ローラ１３５は、導電性の芯金の周囲に導電カーボ
ン粉体を分散した導電性のスポンジ状の弾性体を有し、
表面は高抵抗（１０⁶〜１０¹⁰Ω／ｃｍ²）の薄い保護層
で覆われた構成の弾性ローラである。除電ローラ１３５
は現像ローラ１３１に現像を終えて回収されたトナー層
を介して当接し従動回転する。除電ローラ１３５には、
使用するトナー極と同極性（本実施形態においてはマイ
ナス極性）で、−１００Ｖ程度の直流電圧に、周波数１
ｋＨｚ、ピーク間電圧１ｋＶ_p-pの交流電圧を重畳した
除電ローラバイアスＶＪ１を印加し、現像ローラ１３１
と除電ローラ１３５との間に振動電界を発生させる。現
像ローラ１３１と除電ローラ１３５との間に発生する振
動電界の交流放電により現像ローラ１３１と一成分現像
剤（トナー）とが除電され、供給ローラ１３２から現像
ローラ１３１への一成分現像剤（トナー）の供給と、現
像ローラ１３１から供給ローラ１３２への一成分現像剤
（トナー）の回収とが良好に行われる。

【００４４】上記の現像ローラ１３１への直流電圧と除
電ローラ１３５への直流電圧の電位差は一定で、現像ロ
ーラ１３１への直流電圧よりさらに絶対値で高いマイナ
ス極性の直流電圧を除電ローラ１３５に印加することが
好ましい。しかし、現像ローラ１３１と一成分現像剤
（トナー）を同電位にするとトナーは除電ローラ１３５
へも付着するようになるので、同極性としてトナーの電
荷量を低くしゴースト像が出ない条件が保持されるよう
にすることが必要である。このことから、除電ローラ１
３５への直流電圧は現像ローラ１３１への直流電圧より
高い値とすることが好ましい。

【００４５】上記により、現像後の現像剤担持体及び現
像後の残留トナーの除電が行われて、現像後の現像剤担
持体上の現像剤の入れ替えが良好に行われ、現像剤担持
体上の現像パターンが除去され、現像ゴーストの発生を
防止する現像装置が可能となる。

【００４６】実施形態２ 本発明の請求項２にかかわる現像装置について、図３を
用いて説明する。図３は、本発明の請求項２にかかわる
現像装置の拡大断面構成図である。

【００４７】図３によれば、各色毎の現像手段である現
像装置１３は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シア
ン（Ｃ）及び黒色（Ｋ）の、本実施形態においてはマイ
ナス荷電の非磁性一成分現像剤（トナー）をそれぞれ収
容し、それぞれ感光体ドラム１０の周面に対し当接（接
触）し、現像位置において感光体ドラム１０の回転方向
（図３の時計方向）と順方向（図３の反時計方向）に回
転する現像ローラ１３１を備える。現像ローラ１３１に
当接してトナー供給部材である供給ローラ１３２が設け
られ、供給ローラ１３２により、現像ローラ１３１への
トナーの供給と、現像ローラ１３１からのトナーの回収
とが行われる。供給ローラ１３２は、供給部において現
像ローラ１３１と平行に設けられ、現像ローラ１３１と
同方向（図３の反時計方向）に回転される。

【００４８】現像剤担持体である現像ローラ１３１は、
例えばステンレス等の軸の周面に、硬度４５°（ＪＩＳ
Ａ）で体積抵抗が１０⁷Ω・ｃｍのウレタン、シリコ
ン等のソリッドゴムで形成される。現像時、現像ローラ
１３１に対して、使用するトナー極性と同極性（本実施
形態においてはマイナス極性）で、−２５０Ｖ程度の直
流電圧の現像バイアスＶＢ１を印加して、接触の一成分
反転現像を行い、感光体ドラム１０上の潜像部にトナー
像を形成する。

【００４９】トナー供給部材である供給ローラ１３２
は、ステンレス等の導電性芯金（符号なし）の外側（外
周面）に、ウレタン、シリコン等の発泡ゴムで発泡ゴム
層を形成して構成される。また現像時、供給ローラ１３
２に対して、使用するトナー極と同極性（本実施形態に
おいてはマイナス極性）で、−５００Ｖ程度の直流電圧
の供給ローラバイアスＶＫ１を印加する。

【００５０】１３３は現像剤層（トナー層）の高さ及び
量を規制するため設けられた現像剤規制部材であるブレ
ードであり、例えば板状のステンレス鋼やゴム材よりな
る帯状の弾性板１３３ａと、弾性板１３３ａの先端部で
現像ローラ１３１との当接部に取り付けられ、例えばス
ポンジやウレタンゴムの発泡剤よりなる帯状の弾性体１
３３ｂと、より構成される。ブレード１３３は先端を現
像ローラ１３１の回転方向上流に向けて配置される、い
わゆるカウンタタイプの現像剤規制部材である。なお、
ブレード１３３は先端を現像ローラ１３１の回転方向下
流に向けて配置される、いわゆるトレイルタイプの現像
剤規制部材も用いることができる。このブレード１３３
によって現像ローラ１３１上には１層又は２層程度の薄
層の現像剤層が形成される。

【００５１】１３４は現像剤を内蔵するホッパ部で、現
像ケーシング１３８内に囲まれている。ホッパ部１３４
内部には図上で反時計方向に回転するレバー状の撹拌部
材１３４ａがあって、現像の作動に伴い撹拌部材１３４
ａを回動してホッパ部１３４内の現像剤が撹拌搬出さ
れ、現像剤の補給がなされる。

【００５２】１３８は現像ケーシングであり、現像ケー
シング１３８はホッパ部１３４内の撹拌部材１３４ａの
作動域に沿って形成されているが、現像ローラ１３１近
くでは外方に突き出した突出部１３８ａがあって、突出
部１３８ａにブレード１３３が取り付け支持されてい
る。ホッパ部１３４から搬出された現像剤は、現像ロー
ラ１３１、ブレード１３３、供給ローラ１３２の間で摩
擦帯電される。

【００５３】１３６は本実施形態において設けられる帯
電ローラであり、帯電ローラ１３６は現像ローラ１３１
に当接し、現像領域の現像ローラ１３１の回転方向上流
側で感光体ドラム１０の近傍に設けられる。帯電ローラ
１３６は、導電性の芯金の周囲に導電性のスポンジ状の
弾性体を有し、表面は高抵抗（１０⁶〜１０¹⁰Ω／ｃ
ｍ²）の薄い保護層で覆われた構成の弾性ローラであ
る。帯電ローラ１３６は、現像前のトナー層を担持する
現像ローラ１３１にトナー層を介して当接し従動回転す
る。帯電ローラ１３６には使用するトナー極と同極性
（本実施形態においてはマイナス極性）で、−１００Ｖ
程度の直流電圧の帯電ローラバイアスＶＴ１が印加され
る。これによる現像ローラ１３１と帯電ローラ１３６と
の間に発生する電界により一成分現像剤（トナー）を帯
電する。

【００５４】上記現像ローラ１３１の直流電圧と帯電ロ
ーラ１３６の直流電圧の出力電圧差により、一成分現像
剤（トナー）は均一に３０〜３００Ｖに帯電する。この
直流電圧差は画像濃度に関係するので、濃度調整の上、
一定に設定がなされる。

【００５５】この場合、現像ローラ１３１への直流電圧
よりさらに絶対値で高いマイナス極性の直流電圧を帯電
ローラ１３６に印加することが好ましく、両者の絶対値
の差が５００〜２００Ｖとなるように設定することが現
像ローラ１３１上の一成分現像剤（トナー）を均一なト
ナー帯電量とすることで好ましい。

【００５６】上記により、現像前、現像剤担持体上に均
一なトナー帯電量を有する現像剤層を形成し得て、現像
剤担持体上のフィルミングやトナーの劣化を防止する現
像装置が可能となると共に、環境変化による現像剤の帯
電量変化を防止して、ゴースト像の発生を防止し、極め
て優れた画質の画像が得られ、また高速現像が可能な現
像装置が可能となる。

【００５７】実施形態３ 本発明の請求項３または４にかかわる現像装置につい
て、図４または５を用いて説明する。図４は、本発明の
請求項３または４にかかわる現像装置の拡大断面構成図
であり、図５は、帯電ローラバイアスの波形を示す図で
ある。

【００５８】図４によれば、各色毎の現像手段である現
像装置１３は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シア
ン（Ｃ）及び黒色（Ｋ）の、本実施形態においてはマイ
ナス荷電の非磁性一成分現像剤（トナー）をそれぞれ収
容し、それぞれ感光体ドラム１０の周面に対し当接（接
触）し、現像位置において感光体ドラム１０の回転方向
（図４の時計方向）と順方向（図４の反時計方向）に回
転する現像ローラ１３１を備える。現像ローラ１３１に
当接してトナー供給部材である供給ローラ１３２が設け
られ、供給ローラ１３２により、現像ローラ１３１への
トナーの供給と、現像ローラ１３１からのトナーの回収
とが行われる。供給ローラ１３２は、供給部において現
像ローラ１３１と平行に設けられ、現像ローラ１３１と
同方向（図４の反時計方向）に回転される。

【００５９】現像剤担持体である現像ローラ１３１は、
例えばステンレス等の軸の周面に、硬度４５°（ＪＩＳ
Ａ）で体積抵抗が１０⁷Ω・ｃｍのウレタン、シリコ
ン等のソリッドゴムで形成される。現像時、現像ローラ
１３１に対して、使用するトナー極性と同極性（本実施
形態においてはマイナス極性）で、−２５０Ｖ程度の直
流電圧の現像バイアスＶＢ１を印加して、接触の一成分
反転現像を行い、感光体ドラム１０上の潜像部にトナー
像を形成する。

【００６０】トナー供給部材である供給ローラ１３２
は、ステンレス等の導電性芯金（符号なし）の外側（外
周面）に、ウレタン、シリコン等の発泡ゴムで発泡ゴム
層を形成して構成される。また現像時、供給ローラ１３
２に対して、使用するトナー極と同極性（本実施形態に
おいてはマイナス極性）で、−５００Ｖ程度の直流電圧
の供給ローラバイアスＶＫ１を印加する。

【００６１】１３３は現像剤層（トナー層）の高さ及び
量を規制するため設けられた現像剤規制部材であるブレ
ードであり、例えば板状のステンレス鋼やゴム材よりな
る帯状の弾性板１３３ａと、弾性板１３３ａの先端部で
現像ローラ１３１との当接部に取り付けられ、例えばス
ポンジやウレタンゴムの発泡剤よりなる帯状の弾性体１
３３ｂと、より構成される。ブレード１３３は先端を現
像ローラ１３１の回転方向上流に向けて配置される、い
わゆるカウンタタイプの現像剤規制部材である。なお、
ブレード１３３は先端を現像ローラ１３１の回転方向下
流に向けて配置される、いわゆるトレイルタイプの現像
剤規制部材も用いることができる。このブレード１３３
によって現像ローラ１３１上には１層又は２層程度の薄
層の現像剤層が形成される。

【００６２】１３４は現像剤を内蔵するホッパ部で、現
像ケーシング１３８内に囲まれている。ホッパ部１３４
内部には図上で反時計方向に回転するレバー状の撹拌部
材１３４ａがあって、現像の作動に伴い撹拌部材１３４
ａを回動してホッパ部１３４内の現像剤が撹拌搬出さ
れ、現像剤の補給がなされる。

【００６３】１３８は現像ケーシングであり、現像ケー
シング１３８はホッパ部１３４内の撹拌部材１３４ａの
作動域に沿って形成されているが、現像ローラ１３１近
くでは外方に突き出した突出部１３８ａがあって、突出
部１３８ａにブレード１３３が取り付け支持されてい
る。ホッパ部１３４から搬出された現像剤は、現像ロー
ラ１３１、ブレード１３３、供給ローラ１３２の間で摩
擦帯電される。

【００６４】１３６は本実施形態において設けられる帯
電ローラであり、帯電ローラ１３６は現像ローラ１３１
に当接し、現像領域の現像ローラ１３１の回転方向上流
側で感光体ドラム１０の近傍に設けられる。帯電ローラ
１３６は、導電性の芯金の周囲に導電性のスポンジ状の
弾性体よりなり、体積抵抗が１０⁵Ω・ｃｍ以下の第１
層と、該第１層の表面（外周面）の体積抵抗が１０⁶Ω
・ｃｍ以上の薄い保護層としての第２層とにより構成さ
れる弾性ローラである。帯電ローラ１３６は、現像前の
トナー層を担持する現像ローラ１３１にトナー層を介し
て当接し従動回転する。帯電ローラ１３６には、図５に
示すように、使用するトナー極と同極性（本実施形態お
いてはマイナス極性）で、−５００Ｖ程度の直流電圧
に、周波数１ｋＨｚ、ピーク間電圧１ｋＶ_p-pの交流電
圧を重畳した帯電ローラバイアスＶＴ２を印加し、現像
ローラ１３１と帯電ローラ１３６との間に振動電界を発
生させる。この現像ローラ１３１と帯電ローラ１３６と
の間に発生する振動電界により一成分現像剤（トナー）
を帯電する。前述したように、現像時、現像ローラ１３
１への現像バイアスＶＢ１による直流電圧は、使用する
トナー極と同極性（本実施形態においてはマイナス極
性）の−２５０Ｖである。

【００６５】現像ローラ１３１と帯電ローラ１３６との
間に振動電界を形成させる帯電ローラバイアスＶＴ２の
振動電界は、例えば図５に矩形波で示すように、現像ロ
ーラ１３１上の一成分現像剤（トナー）が帯電ローラ１
３６側に引きつけられる（図５に実線矢印で示す）電圧
値Ｖ１（Ｖ：ボルト）で示すピーク値１と、現像ローラ
１３１上の一成分現像剤（トナー）が現像ローラ１３１
側に押しつけられる（図５に一点鎖線矢印で示す）電圧
値Ｖ２（Ｖ：ボルト）で示すピーク値２とを有し、ピー
ク値１の時間Ｔ１（ｍｓｅｃ）がピーク値２の時間Ｔ２
（ｍｓｅｃ）より短くなるように設定する。これによ
り、現像ローラ１３１上の一成分現像剤（トナー）が帯
電ローラ１３６側に引きつけられるよりも現像ローラ１
３１側に押しつけられる力が多く作用し、現像ローラ１
３１上に良好なトナー層の形成が成される。

【００６６】上記の如く、帯電ローラバイアスの直流電
圧と交流電圧との組み合わせにより、トナーの均一帯電
を得ることができる。又、現像後に生じた現像ローラ上
の電荷蓄積やトナーの帯電量変化を除去して、先の現像
ゴーストを解消する効果も有する。

【００６７】上記現像ローラ１３１の直流電圧と帯電ロ
ーラ１３６の直流電圧の出力電圧差により、一成分現像
剤（トナー）は均一に３０〜３００Ｖに帯電する。この
直流電圧差は画像濃度に関係するので、濃度調整の上、
一定に設定がなされる。

【００６８】この場合、現像ローラ１３１への直流電圧
よりさらに絶対値で高いマイナス極性の直流電圧を帯電
ローラ１３６に印加することが好ましく、両者の絶対値
の差が５００Ｖ〜２ｋＶとなるように設定することが現
像ローラ１３１上の一成分現像剤（トナー）を均一なト
ナー帯電量とすることで好ましい。

【００６９】上記により、現像前、現像剤担持体上に均
一なトナー帯電量を有する現像剤層を形成し得て、現像
剤担持体上のフィルミングやトナーの劣化を防止する現
像装置が可能となると共に、環境変化による現像剤の帯
電量変化を防止して、ゴースト像の発生を防止し、極め
て優れた画質の画像が得られ、また高速現像が可能な現
像装置が可能となる。

【００７０】

【発明の効果】請求項１によれば、現像後の現像剤担持
体及び現像後の残留トナーの除電が行われて、現像後の
現像剤担持体上の現像剤の入れ替えが良好に行われ、現
像剤担持体上の現像パターンが除去され、現像ゴースト
の発生を防止する現像装置が可能となる。

【００７１】請求項２ないし４によれば、現像前、現像
剤担持体上に均一なトナー帯電量を有する現像剤層を形
成し得て、現像剤担持体上のフィルミングやトナーの劣
化を防止する現像装置が可能となると共に、環境変化に
よる現像剤の帯電量変化を防止して、ゴースト像の発生
を防止し、極めて優れた画質の画像が得られ、また高速
現像が可能な現像装置が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の各請求項に共通する現像装置を用いる
画像形成装置の一実施形態を示すカラー画像形成装置の
要部断面構成図である。

【図２】本発明の請求項１にかかわる現像装置の拡大断
面構成図である。

【図３】本発明の請求項２にかかわる現像装置の拡大断
面構成図である。

【図４】本発明の請求項３または４にかかわる現像装置
の拡大断面構成図である。

【図５】帯電ローラバイアスの波形を示す図である。

【符号の説明】

１０ 感光体ドラム １１ スコロトロン帯電器 １２ 露光光学系 １３ 現像装置 １４ａ 転写ベルト １３１ 現像ローラ １３２ 供給ローラ １３３ ブレード １３４ ホッパ部 １３５ 除電ローラ １３６ 帯電ローラ １３８ 現像ケーシング Ｐ 記録紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H073 AA09 BA03 BA06 BA15 BA45 CA02 2H077 AD06 AD13 AD17 AD31 AD36 AD37 CA09 CA10 EA14 EA15 FA25

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性１成分現像剤の薄層を保持する現
   像剤担持体を、潜像を担持する像形成体と接触させて前
   記像形成体上の潜像の現像を行う現像装置において、 現像後の現像剤担持体に対して、現像剤を介して除電ロ
   ーラを当接すると共に、 前記現像剤担持体と前記除電ローラとの間に振動電界を
   形成して、前記現像剤或いは前記現像剤担持体を放電に
   より除電することを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 非磁性１成分現像剤の薄層を保持し回転
   する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の現像剤量を
   規制する現像剤規制部材とを有する現像装置において、 前記現像剤担持体上の現像剤は、潜像を担持する像形成
   体と接触して前記像形成体上の潜像の現像を行うと共
   に、 前記薄層に形成された現像剤を介して前記現像剤担持体
   に、帯電ローラを当接させることを特徴とする現像装
   置。
3. 【請求項３】 非磁性１成分現像剤の薄層を保持し回転
   する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の現像剤量を
   規制する現像剤規制部材とを有する現像装置において、 前記薄層に形成された現像剤を介して前記現像剤担持体
   に帯電ローラを当接させると共に、 前記現像剤担持体と前記帯電ローラとの間に振動電界を
   形成させるもので、 前記振動電界は、前記現像剤担持体上の現像剤が前記帯
   電ローラに引きつけられるピーク値１と、前記現像剤担
   持体側に押しつけられるピーク値２とを有し、前記ピー
   ク値１の時間が前記ピーク値２の時間より短いことを特
   徴とする現像装置。
4. 【請求項４】 前記帯電ローラは導電性芯金の周囲に体
   積抵抗が１０⁵Ω・ｃｍ以下の第１層と、第１層の外側
   に体積抵抗が１０⁶Ω・ｃｍ以上の第２層からなること
   を特徴とする請求項３に記載の現像装置。