JP2005172937A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静電潜像の現像に供する現像剤を、均一に長期にわたり安定して帯電させることができ、構造簡単で安価に済む現像装置及び該現像装置を備えることで長期にわたり、安定して良好な画像を形成できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体１上の静電潜像を現像する現像ローラ３２と、これに当接して該ローラ上にトナー薄層を形成するとともに該トナーを摩擦帯電させるトナー規制部材３４と、該トナー規制部材３４を通過したトナーを現像領域へ供給する前にさらに帯電させるトナー帯電用フィルム３６を有し、フィルム３６は現像時よりも非現像時で現像ローラ３２との接触面積が小さく設定される現像装置３及び該現像装置を備えた画像形成装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は複写機やプリンター等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置及び画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置で用いられる現像装置としては、感光体等の像担持体に回転可能な現像剤担持体を対向させ、この現像剤担持体に供給される現像剤を現像剤規制部材にて規制して現像剤担持体上に現像剤薄層を形成し、該現像剤薄層を現像領域へ供給して像担持体上の静電潜像を現像するものが知られている。

現像剤として一成分非磁性現像剤を用いる一成分非磁性現像方式の現像装置の場合には、現像剤を規制部材による規制と同時に摩擦帯電するものが一般的に知られている。
しかし、現像剤規制部材による摩擦帯電では十分に現像剤が帯電されず、画像を繰り返すことにより現像剤の劣化が進み、正規の現像剤帯電極性とは逆極性に帯電した現像剤が増加し、これが像担持体上の非画像部へ転移してしまう（反転かぶり）という現象が生じる。

そこで、例えば、特開２０００−３１５０１４号公報や特開２００１−３４０４６号公報に開示されているように、現像剤担持体の回転方向において現像領域より上流側で、且つ、現像剤規制部材よりも下流側に設けられた現像剤帯電部材（帯電ローラ）にて、現像剤規制部材により現像剤薄層とされるとともに摩擦帯電された後の現像剤をさらに帯電することにより確実に現像剤を帯電させる方式が提案されている。図６は、この特開２０００−３１５０１４号公報に開示された現像装置を示している。

図６において、ＰＣは感光体、Ｄは現像装置であり、現像装置Ｄは像担持体である感光体ＰＣに接触して回転する現像剤担持体（図示例では現像ローラ）ｄｒとこれに現像剤ｔを供給する供給ローラｓｒを含み、現像剤担持体ｄｒにはその回転方向において感光体ＰＣに接触する現像領域より上流側で現像剤帯電部材（帯電ローラＣＲ）が、さらに上流側で現像剤規制部材Ｂが接触配置されている。現像剤担持体ｄｒには電源ＰＷａから現像バイアスが、現像剤帯電部材ＣＲには電源ＰＷｂから現像剤帯電用電圧が印加されるようになっている。

この現像装置によると、現像剤帯電部材ＣＲを現像剤担持体ｄｒに圧接した状態で、該現像剤帯電部材ＣＲに放電開始電圧以上の電圧を印加して現像剤担持体ｄｒ上の現像剤ｔを放電帯電する。

また、特開２００１−３４０４６号公報に開示された現像装置は、図６に示した現像剤帯電部材（帯電ローラ）ＣＲを現像剤担持体ｄｒより離間した状態で（図省略）、その現像剤帯電部材ｄｒに放電開始電圧以上の電圧を印加して現像剤担持体ｄｒ上の現像剤を放電帯電するように構成されている。

特開２０００−３１５０１４号公報 特開２００１−３４０４６号公報

ところが、前記特開２０００−３１５０１４号公報に開示されている現像装置の場合には、現像剤帯電部材（帯電ローラ）ＣＲを現像剤担持体ｄｒに圧接した状態で現像剤を帯電させるため、現像剤規制部材による規制領域を通過してきた現像剤薄層に負荷がかかり、現像剤薄層が乱れやすい。さらに、画像形成を繰り返すことにより現像剤が現像剤帯電部材ＣＲに付着し、該部材の帯電能が低下してくる。これらにより現像剤を均一に、長期にわたり安定して帯電させることが困難である。

また、特開２００１−３４０４６号公報に開示された現像装置の場合には、現像剤帯電部材（帯電ローラ）ＣＲを離間した状態で現像剤を帯電するので現像剤帯電部材ＣＲに現像剤が付着することは防止されるが、放電開始電圧が高くなるため、高価な高圧電源が必要になり、高圧電源を使用するためランニングコストも高くつく。

そこで、本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いる現像装置であって、静電潜像の現像に供給する現像剤を、均一に長期にわたり安定して帯電させることができ、それだけ長期にわたり良好な現像画像を得ることができる現像装置を提供することを課題とする。

また本発明は、かかる現像装置であって、構造簡単にして、製作費及びランニングコストの点で安価に済む現像装置を提供することを課題とする。

また本発明は、電子写真方式の画像形成装置であって、像担持体上に形成される静電潜像を長期にわたり、安定して良好に現像でき、それにより長期にわたり安定して良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することを課題とする。

本発明は前記課題を解決するこめ、次の現像装置及び画像形成装置を提供する。
（１）現像装置
静電潜像の形成された像担持体に現像剤を接触させて該静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を介して圧接する現像剤規制部材と、前記像担持体とこれに臨む現像剤担持体とで形成される現像領域よりも該現像剤担持体の回転方向において上流側に、且つ、該現像剤担持体に対する前記現像剤規制部材の圧接部よりも該現像剤担持体の回転方向において下流側に該現像剤担持体上の現像剤に近接又は接触するように設けられたフイルム状の現像剤帯電部材とを備え、前記静電潜像の現像時には前記現像剤帯電部材に前記現像剤担持体上の現像剤を帯電させる電圧が印加されて該現像剤帯電部材が現像剤担持体へ静電吸着されるとともに該現像剤を帯電させ、非現像時には、該現像剤帯電部材と現像剤担持体との接触面積が現像時よりも小さく設定される現像装置。

ここで、「非現像時には、該現像剤帯電部材と現像剤担持体との接触面積が現像時よりも小さく設定される」には、非現像時にも現像剤帯電部材が現像剤担持体に接触しているがその接触面積が現像時よりも小さく設定される場合だけでなく、現像剤帯電部材が現像剤担持体と非接触とされる場合も含まれる。

（２）画像形成装置
像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上に形成される静電潜像を現像するための上記（１）記載の現像装置とを備えた画像形成装置。

本発明に係る現像装置によると、像担持体上に形成された静電潜像の現像時、現像剤は現像剤規制部材の現像剤担持体への圧接部を通過することで所定の現像剤薄層とされるとともに摩擦帯電され、さらに、現像剤帯電用電圧が印加された現像剤帯電部材により放電帯電にて一層確実に帯電されて潜像現像に供され、良好な現像画像を形成することができる。

また、現像剤帯電部材はフィルム状のものであるから、現像剤担持体上の現像剤に広い面積で接触圧低く接触して該現像剤を帯電させることができるので、現像剤担持体上の現像剤層の乱れが抑制される状態で現像剤を帯電こせることができ、この点でも確実に、均一に安定して現像剤を帯電させることができる。

また、現像剤帯電部材はフィルム状のものであり、現像剤担持体上の現像剤に広い面積で接触圧低く接触して該現像剤を帯電させることができるので、さらに、非現像時には、現像剤帯電部材と現像剤担持体との接触面積が現像時より小さく設定されるので、両者の間に現像剤が滞留し難く、また、現像剤が現像剤帯電部材を著しく汚したり、該部材に固着したりして、その帯電能を低下させてしまうことが抑制されるので、この点でも、現像剤を確実に、均一に安定して帯電させることができる。

さらに、現像剤帯電部材はフィルム状のものであるから、該部材に印加する電圧を制御するだけで、該現像剤帯電部材の現像剤担持体への接触面積を制御することができ、且つ、該接触面積の制御は低電圧で容易に行える。従って、それだけ電源コスト及びランニングコストを安価に抑えることができる。また、現像剤帯電部材はフィルム状のものであるから、その製作費も安価に済む。

これらにより、本発明に係る現像装置は、静電潜像の現像に供給する現像剤を、均一に長期にわたり安定して帯電させることができ、それだけ長期にわたり良好な現像画像を得ることができる。また、構造が簡単に済み、製作費及びランニングコストの点で安価に済む。

本発明の画像形成装置はかかる現像装置を採用するので、それだけ、像担持体上に形成される静電潜像を長期にわたり、安定して良好に現像でき、それにより長期にわたり安定して良好な画像を形成できる。

本発明に係る現像装置、本発明に係る画像形成装置で採用する現像装置において、非現像時に現像剤帯電部材と現像剤担持体との接触面積を現像時よりも小さく設定する例として、次の場合を挙げることができる。

(1) 非現像時に現像剤帯電部材への電圧印加を停止する等して該現像剤帯電部材を前記現像剤担持体と非接触に設定する( この場合、例えばフィルム状現像剤帯電部材の弾性復元力を利用して非接触にできる。) 、
(2) 非現像時に現像剤担持体と現像剤帯電部材との電位差を制御することで現像剤帯電部材と現像剤担持体との接触面積を現像時より小さくする、
(3) 非現像時に現像剤帯電部材と現像剤担持体との間に印加する電圧を、現像時に該現像剤帯電部材と現像剤担持体との間に印加する電圧よりも低くすることで現像剤帯電部材と現像剤担持体との接触面積を現像時より小さくする、
(4) 前記像担持体の帯電電位がＶａ、現像剤担持体への印加電圧がＶｂ、現像剤帯電部材への印加電圧がＶｃであるとき、非現像時における｜Ｖａ−Ｖｃ｜及び｜Ｖｂ−Ｖｃ｜が｜Ｖａ−Ｖｃ｜≧｜Ｖｂ−Ｖｃ｜の条件を満たすようにし、それにより、非現像時に例えば、現像剤帯電部材が現像剤担持体から離れて像担持体との間に位置したり、像担持体に接触するようにする。

画像形成装置の場合、非現像時に現像剤帯電部材を像担持体に接触させるようにしてもよい。

以上説明したように本発明によると、電子写真方式の画像形成装置に用いる現像装置であって、静電潜像の現像に供給する現像剤を、均一に長期にわたり安定して帯電させることができ、それだけ長期にわたり良好な現像画像を得ることができる現像装置を提供することができる。

また本発明によると、かかる現像装置であって、構造簡単にして、製作費及びランニングコストの点で安価に済む現像装置を提供することができる。

また本発明によると、電子写真方式の画像形成装置であって、像担持体上に形成される静電潜像を長期にわたり、安定して良好に現像でき、それにより長期にわたり安定して良好な画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置の１例を示している。
＜画像形成装置＞
図１の画像形成装置は、像担持体の１例であるドラム型の感光体１を備えている。感光体１の周囲には帯電器２、現像装置３、転写装置４及びクリーニング装置５がこの順序で配置されている。また、現像装置３の上方には画像露光装置６が設けられており、該装置６で帯電器２と現像装置３の間から感光体１上に画像露光できるようになっている。また、感光体１の下方に記録材供給カセット７が配置されている。さらに、記録材搬送路の後部に定着器８が設置されている。

本例では、帯電器２は電源ＰＷ１から感光体帯電用電圧が印加される帯電ローラであり、転写装置４は電源ＰＷ４から転写電圧を印加される転写ローラであり、クリーニング装置５は感光体１に接触するクリーニングブレード５１及びこれにより感光体から除去されるトナー等を収容する容器５２とを含むものである。現像装置３については後ほど詳述する。画像形成時、各ローラは図示省略の駆動手段で所定方向に回転駆動される。

この画像形成装置によると、感光体１が図中時計方向ＣＷに回転駆動され、該感光体表面が帯電ローラ２にて所定電位に帯電され、その帯電域に画像露光装置６から画像データに応じて画像露光が施され、静電潜像が形成される。該静電潜像は現像装置３により現像されて可視トナー像とされる。

一方、記録材供給カセット７から、ここでの記録材である転写用紙Ｓが給紙ローラ７１にて引き出され、感光体１上の潜像と同期をとって転写領域へ供給され、ここで転写ローラ４にて感光体上のトナー像が用紙Ｓに転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着器８に搬送され、トナー像が加熱加圧下に定着されて排紙トレー９に排出される。トナー像転写後感光体１上に残留するトナーはクリーニング装置５のブレード５１にて除去され、次の画像形成に備えられる。除去されたトナーは廃トナー容器５２に収容される。

＜現像装置＞
前記現像装置３は、本発明に係る現像装置の１例であり全体として、画像形成装置本体に対し着脱可能のカートリッジ型に形成されている。さらに説明すると、１成分系のトナーＴを収容する装置ケース３０は内部が仕切り壁３０１により前後２室に分けられている。トナーＴを収容する後ろ側の室にはトナーＴを攪拌しつつ仕切り壁３０１の開口を通して前側の室へ供給する回転型アジテータ３１が設けられている。前側の室には感光体１に対向し得る位置に現像ローラの形態のトナー担持体（現像剤担持体の１例）３２が回転可能に配置されている。また、アジテータ３１にて供給されてきたトナーＴを現像ローラ３２へ供給するトナー供給ローラ３３が現像ローラ３２に回転可能に接触配置されている。

さらに、現像ローラ３２にはトナー供給ローラ３３から供給されるトナーＴの層厚を規制するトナー規制部材（現像剤規制部材の１例）３４が接触配置されている。トナー規制部材３４は、現像領域へ移動する現像ローラ３２上のトナーＴの層厚を所定の厚さに規制するとともに該トナーを摩擦帯電させる。また、トナー規制部材３４の上側に電極３４が配置されており、これにトナー帯電用フィルム３６が片持ち支持されている。フィルム３６は現像剤帯電部材の１例であり、可撓性を有している。

現像ローラ３２には電源ＰＷ２から現像バイアス電圧を印加できるようになっている。現像装置カートリッジを画像形成装置本体に装着して現像ローラ３２を感光体１に近接又は接触する位置に配置した状態で、該現像バイアス電圧を印加することで現像ローラ３２上のトナーで感光体１上に形成された静電潜像を顕像化できる。

また、トナー帯電用フィルム３６には電源ＰＷ３から電極３４を介してトナー帯電用電圧を印加できるようになっている。
フィルム３６は、非現像時には電源ＰＷ３から電圧は印加されない。電源ＰＷ３から電圧が印加されない非現像時には、図２（Ａ）に示すように、フィルム３６はその弾性復元力で、現像ローラ３２には接触せず、それに近接する位置に置かれる。感光体１上の静電潜像の現像時には電源ＰＷ３から電圧が印加される。現像時、フィルム３６に印加する電圧は、現像ローラ３２上のトナーに対して放電開始電圧以上で、且つ、トナーの帯電極性と同極性の所定のＤＣ電圧である。

現像時、フィルム３６に電源ＰＷ３から電圧が印加されると、フィルム３６は、現像ローラ３２との電位差により現像ローラ３２側へ静電吸着されて図２（Ｂ）に示すように現像ローラ３２上のトナー層に接触し、且つ、該トナーを放電により帯電させる。

現像に供される、フィルム３６による帯電後のトナーの帯電量の絶対値は２０μＣ／ｇ〜６０μＣ／ｇ程度が好ましい。
また、トナー規制部材３４により規制される現像ローラのトナー搬送量は２ｇ／ｍ² 〜２０ｇ／ｍ² 程度が好ましい。これより少なすぎると現像不良を招き、多すぎても、フィルム３６による帯電が不十分となり、現像不良を招く。

以上説明したように、現像時には、フィルム３６に電源ＰＷ３から所定の電圧を印加し、それにより、現像ローラ３２上の、トナー規制部材にて摩擦帯電したトナーを一層確実に放電帯電させることができる。

また、現像時、トナー帯電用フィルム３６は現像ローラ３２上のトナーに広い面積で接触圧低く接触して該トナーを帯電させることができるので、現像ローラ３２上のトナー薄層の乱れが抑制される状態でトナーを帯電させることができ、この点でも確実に、均一に安定してトナーを帯電させることができる。

また、トナー帯電用フィルム３６は現像ローラ３２上のトナーに広い面積で接触圧低く接触して該トナーを帯電させることができるので、さらに、非現像時には、電源ＰＷ３をオフすることでフィルム３６と現像ローラ３２間の静電吸着力を解除してフィルム３６を現像ローラ３２から離間させることができるので、フィルム３６と現像ローラ３２との間にトナーが滞留し難く、また、トナーがフィルム３６を著しく汚したり、フィルム３６に固着したりして、その帯電能を低下させてしまうことが抑制されるので、この点でも、トナーを確実に、均一に安定して帯電させることができる。

さらに、トナー帯電用フィルム３６に印加する電圧を制御するだけで、フィルム３６の現像ローラ３２に対する接触、離反を制御することができ、且つ、その制御は低電圧で容易に行える。従って、それだけ電源コスト及びランニングコストを安価に抑えることができる。また、フィルム３６は製作費が安価に済む。

これらにより、現像装置３は静電潜像の現像に供給するトナーを、均一に長期にわたり安定して帯電させることができ、それだけ長期にわたり良好な画像を得ることができる。また、構造が簡単に済み、製作費及びランニングコストの点で安価に済む。

＜現像装置、特にトナー帯電用フィルムの変形例＞
次に現像剤帯電部材（ここではトナー帯電用フィルム３６）の変形例について図３及び図４を参照して説明する。
図３に示す例では、図１及び図２に示す構成において、トナー帯電用フィルム３６が現像ローラ３２に接触して設けられている。現像時には、図３（Ｂ）に示すように、現像ローラ３２とフィルム３６との電位差により、フィルム３６が現像ローラ３２に静電吸着力によりさらに密着すると同時に現像ローラ３２上のトナーを放電帯電する。

非現像時には、図３（Ａ）に示すように、トナー帯電用フィルム３６への印加電圧を現像時よりも低い電圧にすることにより、現像ローラ３２とフィルム３６との間に生じる電位差を小さくして静電吸着力を小さくし、これによりフィルム３６と現像ローラ３２との接触面積（接触圧）を小さくする。

これにより、現像時にフィルム３６と現像ローラ３２との接触部に滞留したトナーはすり抜けやすくなるため、フィルム３６と現像ローラ３２との接触部においてトナーが固着したり、トナー溜まりにより画像が乱れることが抑制される。また、非現像時には現像ローラ３２との接触面積（接触圧）が小さくなるのでフィルム３６にトナーが付着しにくく、フィルム３６の汚れが少なく済む。
なお、この例では現像ローラ３２からフィルム３６を離さないので制御が容易である。

図４に示す例では、トナー帯電用フィルム３６は当初現像ローラ３２に軽く接触して設けられるか又は現像ローラに近接配置されるが、現像時には、図４（Ｂ）に示すように、現像ローラ３２とフィルム３６との電位差により、フィルム３６は静電吸着力により現像ローラ３２にさらに密着すると同時に現像ローラ３２上のトナーを放電帯電する。

非現像時には、フィルム３６と感光体１の表面電位との電位差が現像ローラ３２とフィルム３６との電位差よりも大きくなるようにする。かくして非現像時には、図４（Ａ）に示すように、フィルム３６は感光体１側に静電吸着され、現像ローラ３２とフィルム３６は非接触となる。

これにより、現像時にフィルム３６と現像ローラ３２との接触部に滞留したトナーが除去されるため、フィルム３６と現像ローラ３２との接触部においてトナーが固着したり、トナー溜まりにより画像が乱れることがない。また、非現像時には現像ローラ３２と非接触に保持されるのでフィルム３６にトナーが付着せず、現像時のみフィルム３６にトナーが付着するだけなのでフィルム３６の汚れが少なく済む。
この例によると、確実にトナー帯電用フィルム３６を非接触状態にすることができる。

＜トナー帯電用フィルムの材質等＞
次にトナー帯電用フィルム、現像ローラ、トナーについてさらに説明する。
（トナー帯電用フィルム）
トナー帯電用フィルムは導電性を調整された高分子フィルムである。フィルムを構成する高分子は、特に制限はない。
例えば、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂からなるフィルムやシリコーンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、イソプレンゴム等のゴムからなるフィルムが挙げられるが、これに制約されない。

フィルムの厚さは１０μｍ以上１ｍｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上２００μｍ以下である。薄いと強度不足となり、厚すぎるとトナー層に筋ムラが発生したり、現像剤担持体（ここでは現像ローラ）に均一に接触しにくくなったり、ニップがかせぎにくくなる。フィルムは単層構造であっても、必要に応じて２層以上の構造であってもよい。

フィルムは適度な電気抵抗を得るために、フィルムのバルク若しくは表面に導電剤を必要に応じて添加してもよい。
導電剤としては電子導電剤若しくはイオン導電剤が挙げられる。電子導電剤として、ケッチンブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラックや、金属粉、金属酸化物の微粒子等が挙げられるが、これに制約されない。

イオン導電剤としては、四級アンモニゥム塩等のカチオン性化合物や、アニオン性化合物、側鎖にアルキレンオキサイド基を持ったノニオン性化合物、その他イオン性高分子材料が挙げられるが、これにこだわらない。

以上の導電剤を添加することにより、フィルムの表面抵抗率は１０⁵ Ω／□〜１０¹²Ω／□に、より好ましくは１０⁶ Ω／□〜１０¹⁰Ω／□に、さらに好ましくは１０⁷ Ω／□〜１０⁹ Ω／□に調整される。ここに記載の下限を下回ってくると放電開始電圧に達する前に過剰な電流が流れ、放電開始電圧に達しない恐れがあり、上限を上回ると、放電開始電圧が上がりすぎ、好ましくない。フィルムの場合、表面伝導が主なため、表面抵抗率の制御が重要となる。

フィルム電極（ここではフィルム３６を取り付けた電極３５）とフィルム・トナー担持体（ここでは現像ローラ）間ニップ部との距離は、２ｍｍ以上が好ましい。しかし、この距離が大きすぎるとフィルムが薄い場合変形しやすくなり、好ましくない。該距離は３ｃｍ程度以下が好ましい。短すぎると、導電剤が局所的にある場合、局所的に導通のパスができ、リークが発生しやすくなる。ある程度該距離を大きくすることにより、フィルムの表面に流れる電流をより均一にできる。これは帯電ローラなどのバルクを通して導電する材料に比べて、大きなメリットとなる（帯電ローラの抵抗層の厚さは最大数ｍｍ程度のため）。この結果、フィルム電極とニップ部の間の抵抗は１０⁵ Ω〜１０⁹ Ωとなる。

（現像剤担持体（こここではトナー担持体）
一般的に言えば、トナー担持体としてはロール型のものでも、ベルト型のものでも採用できる。図１に示す現像装置におけるトナー担持体はロール型の現像ローラの形態のものである。
このトナー担持体（現像ローラ）３２は、図５（Ａ）に示すように、アルミニウムなどで構成された芯金３２１の上にべース層３２２を設け、さらにべース層３２２の上に表層３２３を設けて構成されている。

ベース層３２２は硬度５０度以下の導電性ゴム層からなり、厚みは０．５ｍｍ〜６ｍｍ程度が好ましい。導電性ゴム層の体積抵抗率は１×１０³ Ω・ｃｍ〜１×１０⁸ Ω・ｃｍ程度が好ましい。導電性ゴム層の材料としては、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ＥＰＤＭゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴムなどを例示できるが、これらに限定されるものではない。そして、導電性を与えるために導電剤を混合し、電気抵抗値を調整する。導電剤としては、前記フィルムに添加する導電剤と同様のものを採用できる。

表層３２３としては、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ニトリル樹脂などの含窒素樹脂のフィルムが荷電性の点から好ましい。厚さは１μｍ〜１０μｍ、より好ましくは５μｍ〜３０μｍ程度である。表層の表面抵抗率は、１×１０⁷ Ω／□以上１×１０¹²Ω／□以下、より好ましくは１×１０⁸ Ω／□以上１×１０¹²Ω／□以下である。表層を設けた状態でのトナー担持体の全抵抗は１×１０⁴ Ω以上１×１０⁸ Ω以下程度が好ましい。

表面抵抗率が１０⁷ Ω／□を下回ると、トナー担持体への局所的な導通があり、ひどい場合には焼け付く恐れがある。１０¹²Ω／□を上回ると、チャージアップやゴーストの発生の恐れがでてくる。

表層の算術平均表面粗さＲａは０．３μｍ以上５μｍ以下が好ましく、より好ましくは０．７μｍ以上３μｍ以である。表層の表面粗さＲａを調整するための方法は特に限定されないが、表層を形成する材料に粗さ調整剤を添加するのが一般的である。粗さ調整剤としては、アクリル樹脂等の有機材料の微粒子、シリカ、アルミナ等の無機材料の微粒子が好ましい。また、必要に応じて表層を形成する材料にイソシアネート化合物、メチロール化合物、エポキシ化合物等の架橋剤を添加してもよい。さらに、表層３２３とベース層３２２との間にシランカップリング剤や重合体などの接着層を設けてもよい。

ベルト型のトナー担持体について、その１例を図５（Ｂ）に示す。図５（Ｂ）のトナー担持体３２’は、内部に図示省略の導電性のスポンジローラなどを担持させて駆動する無端ベルト型のものであって、前記した現像ローラ３２に置き換えて使用することができる。

図５（Ｂ）に示すトナー担持体３２’は、ベース層３２１’の上に表層３２２’を設けて構成されている。ベース層３２１’は厚み１０μｍ〜１ｍｍ、より好ましくは１００μｍ〜３００μｍの合成樹脂又は金属からなる薄板であり、金属の場合はニッケル等が使用される。合成樹脂を使用する場合は、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリイミド、ポリカーボネート等が使用される。そして導電性を与えるために、トナー担持体３２の場合と同じく導電剤が添加される。表層３２２’はトナー担持体３２の表層３２３と同様でよい。

（トナー）
ここで使用するトナーＴは、特に限定されず、従来より一般に使用されている公知のトナーを使用することができ、一般に、バインダー樹脂中に着色剤や荷電制御剤や離型剤等を含有させたものが用いられ、また必要に応じて流動化剤等を添加してもよい。
そして、このようなトナーを製造するにあたっても、従来より一般に採用されている公知の方法で製造することができ、例えば、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等により製造することができる。

トナーに使用するバインダー樹脂としては、ゲルパーミッションクロマトグラフ（ＧＰＣ）によって測定された数平均分子量（Ｍｎ）が１０００〜１５０００の範囲のものを、また軟化温度が８０℃〜１６０℃の範囲のものを、またガラス転移点が５０℃〜７５℃の範囲のものを用いることが好ましい。

上記着色剤としては、従来より一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等を用いることができ、一般に上記のバインダー樹脂１００重量部に対して２〜２０重量部の割合で用いることが好ましい。

上記荷電制御剤としては、従来より一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、モノアゾ金属錯体、芳香族ヒドロキシカルボン酸系の金属錯体、芳香族ジカルボン酸系の金属錯体等の有機金属錯体やキレート化合物等を用いることができ、一般に上記のバインダー樹脂１００重量部に対して１〜１０重量部の割合で用いることが好ましい。

上記離型剤としては、従来より一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス等を単独或いは２種類以上組み合わせて使用することができ、一般に上記のバインダー樹脂１００重量部に対して１〜８重量部の割合で用いることが好ましい。

上記流動化剤としては、従来より一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機微粒子や、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂微粒子を使用することができ、特にシランカプリング剤やチタンカップリング剤やシリコンオイル等で疎水化したものを用いるのが好ましい。そして、このような流動化剤を上記のトナー１００重量部に対して０．１〜３重量部の割合で添加して用いるようにする。

＜実験例＞
次に実験例、比較実験例について説明する。
以下に説明する実験例、比較実験例で採用したトナー担持体（現像ローラ）は次のものである。すなわち、
易接着処理した直径８ｍｍの芯金を型に嵌め、該型内、且つ、該芯金のまわりにカーボンブラックで導電性を調整した液状シリコーンゴムを流し込み加硫後１３０℃で２時間加硫して成型した。このときゴム硬度は３０度、ゴムの厚さは４ｍｍであった。

次に、このシリコーンゴムローラをコロナ処理し、シランカップリング剤処理後、粗さ調整剤として粒径５μｍのシリカ微粒子及び導電剤としてカーボンブラックを含んだウレタン樹脂塗布液をゴム層の外周にディップ法にて塗布し、表層を形成した。表層の膜厚は１５μｍであった。抵抗率測定器ハイレスタ（三菱油化社製）にて表面抵抗率を測定したところ、１×１０⁹ Ω・ｃｍで、全抵抗を測定したところ２×１０⁶ Ωであった。算術平均粗さＲａを表面粗さ測定機（サーフコム５５０ 東京精密社製）にて測定したところ１．２μｍであった。

こうして作製したトナー担持体（現像ローラ）を図１の構成の現像装置にセットし、さらにこの現像装置を図１の構成の画像形成装置に装着した。現像装置におけるトナー帯電用フィルムとして次の実験例１〜３のものを採用した。
感光体帯電用電源ＰＷ１から帯電器２に−１．２ｋＶを印加して感光体１の表面を−６００Ｖに一様に接触帯電させ、以下の実験例、比較実験例の条件で網点画像をプリントした。

（実験例１）
トナー帯電用フィルムとして、ポリウレタンにカーボンブラックを１２ｗｔ％添加した溶液をバーコーターによりＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム上に塗布し乾燥させた後、該ＰＥＴフィルムより剥離したものを用いた。厚みは２５μｍ、表面抵抗率は１×１０⁷ Ω／□であった。

このトナー帯電用フィルムを図２（Ａ）に示すように現像ローラに近接して設けた。そして現像時、図２（Ｂ）に示すように、両者の電位差でトナー帯電用フィルムが現像ローラに吸着するようにした。このとき、現像ローラとトナー帯電用フィルム間の電位差が８００Ｖとなるように、現像ローラに電源ＰＷ２より現像バイアスとして−２００Ｖを印加し、トナー帯電用フィルムには電源ＰＷ３から−１．０ｋＶを印加した。
現像ローラ上にトナー搬送量が約５ｇ／ｍ² 、トナー帯電量が−２５μＣ／ｇ〜４５μＣ／ｇのトナー薄層を安定して形成できた。
なお、非現像時には電源ＰＷ３をオフした。

（実験例２）
トナー帯電用フィルムは実験例１と同じものを用いた。
このトナー帯電用フィルムを図３（Ａ）に示すように現像ローラに接触させて設けた。そして現像時、図３（Ｂ）に示すように、両者の電位差でトナー帯電用フィルムが現像ローラに強く吸着するようにした。このとき、現像ローラとトナー帯電用フィルム間の電位差が８００Ｖとなるように、現像ローラに電源ＰＷ２より現像バイアスとして−２００Ｖを印加し、トナー帯電用フィルムには電源ＰＷ３から−１．０ｋＶを印加した。
現像ローラ上にトナー搬送量が約５ｇ／ｍ² 、トナー帯電量が−２５μＣ／ｇ〜４５μＣ／ｇのトナー薄層を安定して形成できた。
なお、非現像時には、トナー帯電用フィルムに−３００Ｖを印加した。

（実験例３）
トナー帯電用フィルムは実験例１と同じものを用いた。
このトナー帯電用フィルムを現像ローラに近接させて設けた。そして現像時、図４（Ｂ）に示すように、両者の電位差でトナー帯電用フィルムが現像ローラに吸着するようにした。このとき、現像ローラとトナー帯電用フィルム間の電位差が８００Ｖとなるように、現像ローラに電源ＰＷ２より現像バイアスとして−２００Ｖを印加し、トナー帯電用フィルムには電源ＰＷ３から−１．０ｋＶを印加した。
現像ローラ上にトナー搬送量が約５ｇ／ｍ² 、トナー帯電量が−２５μＣ／ｇ〜４５μＣ／ｇのトナー薄層を安定して形成できた。
なお、非現像時には、トナー帯電用フィルムに−２００Ｖを印加した。その結果、フィルムは図４（Ａ）に示すように感光体１に接触した。

（比較例１）
実験例１〜３で用いたトナー帯電用フィルムの代わりに、帯電ローラ（直径３ｍｍのステンレススチール製棒に厚さ１ｍｍの導電性ウレタン層を設けたもの。表面抵抗率は１×１０¹⁰Ω／□）を用いた。現像ローラには現像バイアスとして−２００Ｖを印加し、トナー帯電用の帯電ローラには−１．７ｋＶを印加した。
（比較例２）
実験例１〜３においてトナー帯電用フィルムに非現像時にも現像時と同じ電圧を印加した。

＜現像ローラ上トナーの帯電均一性及びトナー帯電用部材汚れ評価＞
現像ローラ上トナーの帯電均一性及びトナー帯電用部材汚れ評価を次表に示す。
現像ローラ上トナーの帯電均一性はローラ上の５ケ所の帯電量を測定して評価した。
トナー帯電用部材汚れは、汚れをテープ剥離することで評価した。

次表において帯電均一性及び帯電用部材汚れの評価欄において「○」はトナー帯電用部材にトナーの付着がほとんど見られず、トナーの帯電均一性良好で、良好な画像が形成されたことを示している。「×」はトナーがトナー帯電用部材全体に多量に付着し、そのトナーが固着し、画像に筋ムラが多発したことを示している。「△」はトナー帯電用部材（フィルム）の先端部にトナーが付着し、そのトナーが一部固着し、画像の一部に筋ムラが発生したことを示している。

表
トナー帯電用部材 初期の帯電均一性 5000枚印刷後の帯電均一性
及び帯電用部材汚れ 及び帯電用部材汚れ
実験例１ フィルム ○（良好） ○
実験例２ フィルム ○（良好） ○
実験例３ フィルム ○（良好） ○
比較例１ 帯電ローラ ○（良好） ×
比較例２ フィルム ○（良好） △

比較例１及び２においては、実験例１〜３と同じ条件で評価を行ったところ、比較例１及び２共に印刷初期においては現像ローラとトナー帯電部材との接触部分にトナーの溜まりや固着、トナー汚れなどは殆ど見られなかった。しかし、印刷枚数の増加に伴いトナー溜まり（一部固着）が発生し、その結果現像ローラ上のトナー層が乱れ、筋ムラが発生した。また、トナー帯電用部材にトナーが多量に付着するようになり、帯電性能の低下が見られた。本発明に係る実験例１〜３では５０００枚印刷後でも良好な状態が維持された。

本発明の現像装置及び画像形成装置は電子写真方式の画像形成において長期に渡り安定した良好な画像を形成することに利用できる。

本発明に係る画像形成装置の１例の概略構成を示す図である。 本発明に係る現像装置におけるトナー帯電用フィルムの１例の動作状態を示す図である。 本発明に係る現像装置におけるトナー帯電用フィルムの他の例の動作状態を示す図である。 本発明に係る現像装置におけるトナー帯電用フィルムのさらに他の例の動作状態を示す図である。 図５（Ａ）はローラ型のトナー担持体の１例の断面図であり、図５（Ｂ）はベルト型のトナー担持体の１例の断面図である。 従来現像装置例を示す図である。

符号の説明

１ 感光体
２ 帯電器
ＰＷ１ 感光体帯電用電源
３ 現像装置
３０ 現像装置ケース
３１ アジテータ
３２ 現像ローラ（ローラ型トナー担持体）
３２１ 芯金
３２２ ベース層
３２３ 表層
３２’ ベルト型トナー担持体
３２１’ベース層
３２２’表層
ＰＷ２ 現像バイアス電源
３３ トナー供給ローラ
３４ トナー規制部材
３５ 電極
３６ トナー帯電用フィルム
ＰＷ３ トナー帯電用電源
４ 転写装置
ＰＷ４ 転写用電源
５ クリーニング装置
５１ クリーニングブレード
５２ 廃トナー容器
６ 画像露光装置
７ 記録剤供給カセット
７１ 給紙ローラ
Ｓ 用紙
８ 定着器
９ 排紙トレー

Claims (7)

1. 静電潜像の形成された像担持体に現像剤を接触させて該静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を介して圧接する現像剤規制部材と、前記像担持体とこれに臨む現像剤担持体とで形成される現像領域よりも該現像剤担持体の回転方向において上流側に、且つ、該現像剤担持体に対する前記現像剤規制部材の圧接部よりも該現像剤担持体の回転方向において下流側に該現像剤担持体上の現像剤に近接又は接触するように設けられたフイルム状の現像剤帯電部材とを備え、前記静電潜像の現像時には前記現像剤帯電部材に前記現像剤担持体上の現像剤を帯電させる電圧が印加されて該現像剤帯電部材が現像剤担持体へ静電吸着されるとともに該現像剤を帯電させ、非現像時には、該現像剤帯電部材と現像剤担持体との接触面積が現像時よりも小さく設定されることを特徴とする現像装置。
2. 非現像時に前記現像剤帯電部材を前記現像剤担持体と非接触にする請求項１記載の現像装置。
3. 非現像時に前記現像剤担持体と前記現像剤帯電部材との電位差を制御することで前記現像剤帯電部材と現像剤担持体との接触面積を現像時より小さくする請求項１又は２記載の現像装置。
4. 非現像時に前記現像剤帯電部材と現像剤担持体との間に印加する電圧を、現像時に該現像剤帯電部材と現像剤担持体との間に印加する電圧よりも低くすることで前記現像剤帯電部材と現像剤担持体との接触面積を現像時より小さくする請求項１又は２記載の現像装置。
5. 前記像担持体の帯電電位がＶａ、前記現像剤担持体への印加電圧がＶｂ、前記現像剤帯電部材への印加電圧がＶｃであるとき、非現像時における｜Ｖａ−Ｖｃ｜及び｜Ｖｂ−Ｖｃ｜が｜Ｖａ−Ｖｃ｜≧｜Ｖｂ−Ｖｃ｜の条件を満たす請求項１記載の現像装置。
6. 像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上に形成される静電潜像を現像するための請求項１から５のいずれかに記載の現像装置とを備えた画像形成装置。
7. 非現像時に前記現像剤帯電部材を前記像担持体に接触させる請求項６記載の画像形成装置。