(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面移動する表面に少なくともトナーからなる現像剤を担持し、潜像担持体上の潜像に上記現像剤を供給して潜像を現像する現像剤担持体と、
該現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する規制部材と、
上記現像剤担持体が上記潜像担持体に対向する現像領域よりも上記現像剤担持体の現像剤搬送方向の上流側で、上記規制部材よりも上記現像剤担持体の現像剤搬送方向の下流側に、上記現像剤担持体と対向する電極部材と、
該電極部材に少なくとも上記トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加する電圧印加手段とを備えた現像装置において、
上記電極部材に複数の突起を設け、
上記電極部材と上記現像剤担持体との対向領域の上記現像剤担持体表面移動方向下流側の部分を通過する上記現像剤担持体上のトナーが受ける上記電極部材側へ引き付ける電気的な引力を、上記対向領域の現像剤担持体表面移動方向上流側の部分を通過する上記現像剤担持体上のトナーが受ける上記電極部材側へ引き付ける電気的な引力よりも弱くしたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
上記現像剤担持体表面と上記電極部材とが対向する対向領域の現像剤担持体表面移動方向下流側の上記電極部材と上記現像剤担持体との間の電界を、上記対向領域の現像剤担持体表面移動方向上流側の上記電極部材と上記現像剤担持体との間の電界より弱めたことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２の現像装置において、
上記現像領域側の上記電極部材に印加される電圧を、上記規制部材側の上記電極部材に印加される電圧よりも弱めたことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項３の現像装置において、
上記電極部材の上記現像領域側の電気抵抗を、上記規制部材側の電気抵抗よりも大きくしたことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項２乃至４いずれかの現像装置において、
上記現像領域側の上記電極部材と現像剤担持体との距離を、上記規制部材側の上記電極部材と現像剤担持体との距離よりも長くしたことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかの現像装置において、
上記電圧印加手段は、上記電極部材に交流電圧を印加することを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれかの現像装置において、
上記電極部材を上記現像剤担持体表面に対して平行に振動させたことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１乃至７いずれかの現像装置において、
上記電極部材を、メッシュ状にしたことを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項８の現像装置において、
上記電極部材を、２重構造としたことを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
潜像を担持する潜像担持体と、
該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを有する画像形成装置において、
上記現像手段として、請求項１乃至９のいず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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に用いられる現像装置、その現像装置を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一成分の現像剤としてのトナーを現像剤担持体としての現像ローラに担持させ、潜像担持体としての感光体と現像ローラとが対向する現像領域で、現像ローラ上のトナーを感光体上の潜像に供給することで現像する一成分方式の現像装置が知られている。このような現像装置としては、現像ローラ上のトナーの層厚を規制するように現像ローラに対して対向配置された規制部材を備えたものがある。
【０００３】
この現像装置では、トナーを介して供給ローラを現像ローラに擦るように接触させることにより、供給ローラが担持するトナーを摩擦帯電させつつ、現像ローラに付着させる。これにより、トナーの帯電と現像ローラへのトナーの供給を行っている。また、トナーを介して規制部材を現像ローラに圧接させることにより、規制部材を通過するトナーを摩擦帯電させつつ、現像ローラ上のトナー層厚を規制する。そして、感光体と現像ローラとの間の現像領域で、現像ローラ表面のトナーが現像電界によって感光体上の潜像に転移し、潜像がトナー像として可視化される。
【０００４】
この現像装置では、規制部材を通過するとき、現像ローラ上のトナーは、現像ローラ側へ押圧されるため、現像ローラへの付着力が増加したり、トナー同士の付着力が増加したりする。その結果、現像領域において、現像ローラ表面のトナーが現像電界によって感光体上の潜像に転移し難くなり、画像濃度不足、濃度ムラが生じるという不具合が生じる。
【０００５】
上記不具合は、一成分現像剤を用いる現像装置だけではなく、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いる現像装置においても同様に生じ得る。すなわち、二成分現像剤を用いる現像装置においても、規制部材を通過するとき、現像ローラ上の現像剤に圧力が加わるため、トナーとキャリアとの付着力が増加したり、トナー同士の付着力が増加したりして、現像領域において、トナーが現像電界によって感光体上の潜像に転移し難くなり、画像濃度不足、濃度ムラが生じる
【０００６】
特許文献１には、規制部材から現像領域までの間に現像ローラに非接触の電極を配置し、電極に交流電圧を印加して、電極と現像ローラとの間に電界を形成する現像装置が記載されている。電極に印加される電圧が、トナーの帯電極性と逆極性となったとき、一成分現像剤の場合は、現像ローラからトナーが離間し、二成分現像剤の場合は、キャリアからトナーが離間する。また、トナー同士が付着して凝集したトナーも、電極側へ飛翔して電極などにぶつかることで解される。そして、電極に印加される電圧が、トナーの帯電極性と逆極性となると、電極側へ飛翔したトナーが、現像ローラ表面へ移動し、現像ローラ表面へ再付着する。これにより、現像領域において、一成分現像剤の場合は、現像ローラとの付着力、二成分現像剤の場合は、キャリアとの付着力を低減することができ、また、トナー同士の付着力も低減することできる。これにより、トナーが現像電界によって感光体上の潜像に良好に転移することができ、高品質の画像を得ることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の現像装置においては、現像ローラと電極との対向領域を抜ける直前まで、現像ローラ上の多くのトナーが、電極と現像ローラとの間の電界により、電極側へ飛翔する。そして、対向領域をぬけると、これら電極側へ飛翔したトナーは、電界の影響を受けなくなり、浮遊し、感光体表面に付着して、地汚れが生じるという不具合があった。
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、現像剤担持体上のトナーを潜像担持体上の潜像に良好に転移することができ、かつ、地汚れを抑制することができる現像装置および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面移動する表面に少なくともトナーからなる現像剤を担持し、潜像担持体上の潜像に上記現像剤を供給して潜像を現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する規制部材と、上記現像剤担持体が上記潜像担持体に対向する現像領域よりも上記現像剤担持体の現像剤搬送方向の上流側で、上記規制部材よりも上記現像剤担持体の現像剤搬送方向の下流側に、上記現像剤担持体と対向する電極部材と、該電極部材に少なくとも上記トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加する電圧印加手段とを備えた現像装置において、上記電極部材に複数の突起を設け、上記電極部材と上記現像剤担持体との対向領域の上記現像剤担持体表面移動方向下流側の部分を通過する上記現像剤担持体上のトナーが受ける上記電極部材側へ引き付ける電気的な引力を、上記対向領域の現像剤担持体表面移動方向上流側の部分を通過する上記現像剤担持体上のトナーが受ける上記電極部材側へ引き付ける電気的な引力よりも弱くしたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記現像剤担持体表面と上記電極部材とが対向する対向領域の現像剤担持体表面移動方向下流側の上記電極部材と上記現像剤担持体との間の電界を、上記対向領域の現像剤担持体表面移動方向上流側の上記電極部材と上記現像剤担持体との間の電界より弱めたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の現像装置において、上記現像領域側の上記電極部材に印加される電圧を、上記規制部材側の上記電極部材に印加される電圧よりも弱めたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の現像装置において、上記電極部材の上記現像領域側の電気抵抗を、上記規制部材側の電気抵抗よりも大きくしたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項２乃至４いずれかの現像装置において、上記現像領域側の上記電極部材と現像剤担持体との距離を、上記規制部材側の上記電極部材と現像剤担持体との距離よりも長くしたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれかの現像装置において、上記電圧印加手段は、上記電極部材に交流電圧を印加することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６いずれかの現像装置において、上記電極部材を上記現像剤担持体表面に対して平行に振動させたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７いずれかの現像装置において、上記電極部材を、メッシュ状にしたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項８の現像装置において、上記電極部材を、２重構造としたことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを有する画像形成装置において、上記現像手段として、請求項１乃至９のいずれかの現像装置を用いたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明によれば、現像剤担持体上の現像剤が、電極と現像剤担持体との対向領域へ進入すると、電極の印加電圧により現像剤担持体上のトナーが、電極側へ飛翔する。これにより、一成分現像剤の場合は、現像剤担持体からトナーが離間し、二成分現像剤の場合は、キャリアからトナーが離間する。トナー同士の付着も電極などにぶつかり解される。その結果、現像領域において、一成分現像剤の場合は、現像剤担持体との付着力、二成分現像剤の場合は、キャリアとの付着力を低減することができる。トナー同士の付着力も低減することできる。これにより、トナーが現像電界によって感光体上の潜像に良好に転移することができ、高品質の画像を得ることができる。なお、電極側へ飛翔したトナーは、電極にトナーと同極性の電圧を印加したり、電極と現像剤担持体との対向領域との間に飛翔したトナーを現像剤担持体へ戻す気流を発生させたりすることによって、現像剤担持体表面へ再付着させることができる。
また、電極部材と現像剤担持体との対向領域の現像剤担持体表面移動方向下流側の部分を通過する現像剤担持体上のトナーが受ける電極部材側へ引き付ける電気的な引力を弱めているので、上記対向領域の現像剤担持体表面移動方向下流側では、現像剤担持体上のトナーが電極側へ飛翔するのが抑制される。その結果、現像剤担持体から、潜像担持体へ浮遊するトナーが発生するのを抑制することができ、浮遊したトナーが潜像担持体表面に付着して、地汚れが発生するのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トナーを潜像担持体上の潜像に良好に転移することができ、かつ、地汚れが抑制された高品位な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係るプリンタの全体概略構成を示す構成図。
【図２】第１の実施形態に係る現像装置の構成を示す構成図。
【図３】電極付近の拡大構成図。
【図４】電極の拡大構成図。
【図５】電極と現像ローラとの間のトナーの挙動について説明する図。
【図６】電極に直流電圧を印加する場合の構成図。
【図７】第２の実施形態に係る現像装置の構成を示す構成図。
【図８】現像スリーブ上の現像剤層の表層部近傍のトナー濃度を調べたグラフ。
【図９】現像ポテンシャルと感光体上のトナー付着量との関係を調べたグラフ。
【図１０】現像剤の磁性粒子のダイナミック抵抗測定システムの説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［実施形態１］
以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真式レーザプリンタ（以下「プリンタ」という。）及び該プリンタに用いる現像装置に適用した実施形態１について説明する。
図１は、実施形態１に係るプリンタの全体概略構成を示す構成図である。このプリンタは、潜像担持体であるドラム状の感光体１の周辺に、感光体１の表面を一様帯電する帯電ローラ２、画像情報に基づいて変調されたレーザー光線等を感光体１に照射する露光装置３、感光体１に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置４、感光体１上に形成されたトナー像を転写材としての転写紙Ｐに転写する転写ベルト５、転写後に感光体１上に残ったトナーを除去するクリーニング装置６等が順に配設されている。また、図示しない給紙トレイ等から感光体１と転写ベルト５との間に感光体１の回転と同期して転写紙Ｐを給紙・搬送するレジストローラ対７と、転写紙Ｐ上のトナー像の定着を行う図示しない定着装置とが備えられている。
【００１４】
上記構成のプリンタにおいて、矢印ａ方向に回転する感光体１の表面は、帯電ローラ２で正又は負の所定の帯電電位に一様帯電された後、画像情報に基づいて変調されたレーザー光線が感光体軸方向にスキャンされて照射される。これにより、感光体１上に静電潜像が形成される。感光体１上に形成された静電潜像は、現像領域において、現像装置４により帯電したトナーを付着させることで現像されトナー像となる。一方、転写紙Ｐは図示しない給紙搬送装置で給紙・搬送され、レジストローラ７対により所定のタイミングで感光体１と転写ベルト５とが対向する転写部に送出・搬送される。そして、転写ベルト５により、転写紙２０に感光体１上のトナー像とは逆極性の電荷を付与することで、感光体１上に形成されたトナー像が転写紙Ｐに転写される。次いで、転写紙Ｐは、感光体１から分離され、図示しない定着装置に送られ、定着装置でトナー像が定着された後、装置外に排出される。転写ベルト５でトナー像が転写された後の感光体１の表面は、クリーニング装置６のクリーニングブレード６１によりクリーニングされ、感光体１上に残ったトナーが除去される。
【００１５】
次に、現像装置４について詳しく説明する。この現像装置４は、一成分現像剤であるトナーを現像剤担持体としての現像ローラ４１で担持して、感光体１に対して現像を行う一成分現像方式の現像装置である。
図２は、上記現像装置の構成を示す構成図である。図２に示すように、この現像装置４は、現像器４０の開口部から周面の一部を露出させて感光体１に対向する現像剤担持体としての現像ローラ４１と、現像剤供給部材としての供給ローラ４２と、現像剤規制部材としての規制ブレード４３とを備える。また、現像器４０内には、現像剤移送部材としてのアジテータ４４を備えている。現像器４０内には、１００〜２００［ｇ］の現像剤が存在している。
【００１６】
上記現像装置４において、現像器４０内に収容されている現像剤は、上記アジテータ４４により撹拌されながら、供給ローラ４２の表面に機械的に供給され担持される。供給ローラ４２は、トナーを担持しながら現像ローラ４１との対向部まで搬送し、現像ローラ４１に摺察しながらトナーを適度に摩擦帯電しながら供給する。現像ローラ４１に供給されたトナーは、現像ローラ４１にトナーを介して当接している規制部材たる規制ブレード４３により適当な層厚に薄層化される。同時に、現像ローラ４１に供給されたトナーは、現像ローラ４１と規制ブレード４３との間に挟まれることで現像ローラ４１表面、規制ブレード４３表面と摩擦され、所望の極性に摩擦帯電される。そして、現像ローラ４１の矢印方向の回転により、感光体１との対向部である現像領域に搬送される。現像ローラ４１は、感光体１対して所定の当接圧で当接している。現像領域では、現像ローラ４１上のトナー層が現像電界によって感光体１上の静電潜像に転移し、静電潜像がトナー像として可視化される。現像領域で現像に使用されず現像ローラ４１上に残留するトナー層は、供給ローラ４２との当接部で現像ローラ４１から掻き取られる。同時に現像ローラ４１上には供給ローラ４２の回転により現像剤が新たに供給される。一方、供給ローラ４２によって掻き取られた現像剤は、供給ローラ４２の回転により現像器４０内に戻され、アジテータ４４の回転により供給ローラ４２から離れる方向に移送されて、現像器４０内で攪拌混合される。
【００１７】
本実施形態の現像装置４においては、現像ローラ上のトナーを離散化する目的で、規制ブレード４３と、現像領域との間に現像ローラ表面と所定のギャップをもって電極５０５を設けている。
図３は、現像装置の電極５０５周辺の拡大構成図である。
図に示すように、現像工程の直前までトナーを離散化しておきたいため、感光体表面と現像ローラ４１との距離が０．１［ｍｍ］程度になるところまで電極５０５を形成している。規制ブレード側の現像ローラ表面と電極とのギャップは、０．２［ｍｍ］であり、現像ローラ４１の直径が２０［ｍｍ］の場合、電極５０５は、直径２３［ｍｍ］の曲率で形成し、現像ローラと電極のギャップが現像領域に近づくにつれ、短くなるよう構成している。また、電極５０５は、現像の有効幅が３２０［ｍｍ］の場合、幅３３０［ｍｍ］×長さ１５［ｍｍ］である。
【００１８】
また、電極５０５の規制ブレード側端部から１０［ｍｍ］までを低抵抗部５０５ａとし、その後の５［ｍｍ］を高抵抗部５０５ｂとしている。具体的には、ベースの金属に対して現像剤搬送方向下流側の現像領域近傍に近い部分の５［ｍｍ］の表層に高抵抗のコート層を施すことで、電極の現像剤搬送方向下流側の５［ｍｍ］の部分を高抵抗部５０５ｂとしている。
【００１９】
図４は、電極５０５の構造を示す概略構成図である。
図に示すように電極５０５は、ＳＵＳ等の金属製で複数の孔を有したメッシュ構造であり、電極５０５には、現像ローラ表面へ延びる複数の突起５０５ｃが配設されている。
【００２０】
図３に示すように電極５０５には交流電源５０６から矩形もしくはサイン波の所謂ＡＣ電圧が印加され、電極５０５と現像ローラ４１との間にはＡＣ電界が形成される。具体的には、現像バイアスと同等のＤＣとピーク・ツー・ピーク電圧０．１〜０．５［ｋＶ］程度のＡＣ電圧が印加される。波形はサイン波か矩形波でもよく周波数は１〜５［ＫＨｚ］の範囲である。これは適宜決めれば良いものでトナーの特性、現像ローラ４１の特性等に対応して調整すれば良い。
【００２１】
現像ローラ上のトナーが規制ブレード４３を通過して、電極５０５との対向領域へ進入すると、図５に示すように、現像ローラ上のトナーが、電極５０５と現像ローラ４１との間のＡＣ電界により電極５０５と現像ローラ４１との間を振動しながら、現像領域へ搬送される。これにより、規制ブレード４３の通過時に現像ローラ側へ圧接され、現像ローラ４１との付着力が高まったトナーが、現像ローラ４１から離間する。また、規制ブレード４３の通過時にトナー同士の付着力が高まり塊となったトナーも、振動によって、トナー同士がぶつかったり、電極５０５にぶつかったりすることによって解される。また、上述したように、電極５０５は、メッシュ構造としているので、電極５０５の表面が凹凸状となり、電極５０５にトナーがぶつかったときのトナーを機械的に解す効果を高めることができる。さらに、本実施形態においては、突起５０５ｃを設けているので、トナーは、突起５０５ｃによって部材にぶつかる確率が増加し、より効果的にトナー塊を解すことができる。
【００２２】
このように、規制ブレード４３から現像領域との間に、電極５０５を設けて、トナーを振動させることによって、トナーと現像ローラ４１との付着力、トナー同士の付着力を低減することできる。これにより、トナーが現像電界によって感光体１上の潜像に良好に転移することができ、高品質の画像を得ることができる。
【００２３】
また、電極５０５の現像剤搬送方向下流側は、高抵抗部５０５ｂとなっており、図５に示すように、ＡＣ電圧が降下し、電極５０５と現像ローラ４１との間のＡＣ電界が弱くなっている。その結果、電極５０５と現像ローラ４１との対向領域の現像剤搬送下流側において、現像ローラ上のトナーが、電極５０５へ向けて大きく移動することがなくなり、現像ローラ上を僅かに振動する程度になる。その結果、上記対向領域を抜けた後に、浮遊するトナーを低減することができ、地汚れを抑制することができる。
【００２４】
また、本実施形態においては、電極５０５をメッシュ状にしているが、板材でも構わない。また、電極５０５を板材とした場合、サンドブラストなどの粗し加工を施して電極の表面を粗すことで、トナーが電極５０５にぶつかったときの解し効果を高めることができ好ましい。また、電極５０５の抵抗を現像剤搬送方向下流側へ向かって徐々に高くなるようにしてもよいし、段階的に徐々に高めてもよい。また、電極５０５の現像剤搬送方向下流側の抵抗を高抵抗部５０５ｂとすることで、現像剤搬送方向下流側の電極５０５と現像ローラ４１との間の電界を弱めているが、現像剤搬送方向下流側の電極５０５と現像ローラ４１とのギャップを現像剤搬送方向上流側の電極５０５と現像ローラ４１とのギャップよりも大きくすることで、現像剤搬送方向下流側の電極５０５と現像ローラ４１との間の電界を弱めてもよい。
また、メッシュ状の電極５０５を２重に重ねた構成にしてもよい。この場合は、一方のメッシュ電極の網目を、他方のメッシュ電極が埋めるように、配置する。これにより、一方のメッシュ電極の網目をトナーが通過しても、もう一方のメッシュ電極とぶつかり、トナーの解し効果を高めることができる。
【００２５】
また、電極５０５を現像ローラ４１の回転方向に平行に振動させてもよい。電極５０５を振動させることによって、トナーが電極５０５にぶつかったときの解し効果を高めることができる。また、電極５０５に突起５０５ｃを設けた構成においては、突起５０５ｃが振動することによって、突起５０５ｃとトナーとの接触確率を高めることができ、より一層トナーの解し効果をえることができる。
【００２６】
また、上述では、電極５０５にＡＣ電圧を印加し、電極５０５と現像ローラ４１との間にＡＣ電界を形成し、ＡＣ電界により現像ローラ上のトナー振動させることで、現像ローラ４１のトナーを離散化させているが、電極５０５にＤＣ電圧を印加する構成でも、現像ローラ４１のトナーを離散化させることが可能である。
【００２７】
図７は、電極５０５にＤＣ電圧を印加して、現像ローラ上のトナーを離散化させる構成を示す図である。
図に示すように、電極５０５は、現像剤搬送方向に山部と谷部が交互に繰り返すような鋸歯形状となっている。また、電極５０５の現像剤搬送方向上流端と現像ローラ４１との間隔をａ、電極５０５の現像剤搬送方向下流端と現像ローラ４１との間隔をｂとすると、ａ＜ｂとなっている。
【００２８】
現像ローラ上のトナーが、電極５０５の山部Ｘ１と対向する位置付近を通過するとき、電極５０５による静電引力が、現像ローラ４１とトナーとの付着力より勝り、現像ローラ上トナーが、現像ローラ表面から離間して電極側へ飛翔する。現像ローラ４１の表面付近には、現像ローラ４１の回転によって、現像ローラ表面移動方向の気流が発生している。また、電極５０５が、鋸歯形状となっており、現像ローラ４１との間隔が変化しているため、この対向領域において、現像ローラ表面移動方向の気流が乱されている。電極５０５の山部Ｘ１と現像ローラ４１との間の電界によって電極側へ飛翔したトナーは、電極５０５からの静電引力よりも、気流の影響を強く受け、現像ローラ４１と電極５０５との対向領域における電極５０５の山部Ｘ１，Ｘ２間で、トナーが気流により攪拌される。これにより、トナー同士がぶつかり、塊のトナーが解される。また、電極５０５とトナーとの静電的な付着力が、トナーが気流から受ける力よりも弱くなるよう、ＤＣ電圧が設定され、電極５０５にトナーが付着し続けることを抑制している。
【００２９】
また、上述したように、ａ＜ｂの関係としているため、上記対向領域の現像剤搬送方向下流側においては、電界の影響が弱く、上記電極５０５の現像剤搬送方向下流側の山部Ｘ３付近で、現像ローラ上のトナーが電極側へ飛翔することはない。また、上記対向領域の現像剤搬送方向下流側においては、電極５０５と現像ローラ４１との間隔が広がっているため、気流の乱れが抑制され、現像ローラ上のトナーが気流により巻き上げられることがない。これにより、上記対向領域を抜けた後に、浮遊するトナーを低減することができ、地汚れを抑制することができる。また、現像領域へ搬送された現像ローラ上のトナーは、現像ローラとの付着力やトナー同士の付着力が低減されているため、トナーが現像電界によって感光体上の潜像に良好に転移することができ、高品質の画像を得ることができる。なお、ＤＣ電圧、電極５０５と現像ローラ４１との距離は、適宜トナー帯電特性、現像ローラ線速に応じて調整する必要がある。
【００３０】
従来の接触現像においては、現像ローラ上のトナー層における空気層（所謂エアギャップ）の存在するところは、電界が弱まりトナーが感光体側へ移動しにくいため、当接圧を高めてエアギャップをなるべく無くしている。また、一度感光体の地肌領域に付着したトナーを現像ローラ４１に戻すために当接圧の作用で所謂スキャベンジ効果を得るため当接圧を高めている。また、当接圧を高めて、現像ローラ４１と感光体１との線速差によるずり力を高めることで、現像ローラ４１に付着したトナーを剥がしたり、現像ローラトナー塊を解したりして現像性能を高めている。しかし、接触圧を高めると、トナーに機械的なダメージが与えられてトナーの特性（流動性）が変化してしまう。また、現像領域においてトナーの動きが必然的に拘束される事により、トナーの感光体側への動きを阻害し、品質のよい画像を得ることができない場合があった。
【００３１】
一方、本実施形態においては、電極５０５によって、現像領域へ搬送される現像ローラ上のトナーは解されており、また、現像ローラ上のトナー付着力も低減されている。よって、当接圧を高めて、現像ローラ４１と感光体１との線速差によるずり力を高めなくても、良好な現像性能を得ることができる。また、現像ローラ４１上のトナー付着力が低減されているので、エアギャップが存在して、電界が弱いところでも、トナーが、感光体側へ移動して、良好に現像することができる。また、現像ローラとトナーとの付着力を弱めて、電界に忠実な現像が行われるので、地肌部にトナーが付着しにくくなっている。よって、当接圧を弱めて、スキャベンジ効果が弱まっても画像に問題はない。よって、本実施形態においては、従来の接触現像方式に比べて、弱い当接圧で現像を行っても、良好な画像を得ることができる。さらに、当接圧を弱めることができるので、現像領域においてトナーの動きが拘束されるのを抑制することができるので、より一層高品位な画像を得ることができる。
【００３２】
本実施形態においては、感光体１と現像ローラ４１との当接圧は、３〜７［ｇｆ／ｍｍ］に設定し、従来の接触現像方式よりも弱い当接圧とすることができる。しかし、これも３［ｇｆ／ｍｍ］を下回るとエアギャップが大きくなり過ぎる部分が生じて現像電界が十分作用しない部分ができ、一部現像できなくなるおそれがある。また７［ｇｆ／ｍｍ］を越えると現像領域においてトナーが圧接されて、トナーの感光体側への動きを阻害してしまったり、トナーの現像ローラへの付着力が高まってしまったりして、現像されるトナー量が減少し、良好な画像を得ることができなくなる。
感光体と現像ローラとの当接圧は、３〜７［ｇｆ／ｍｍ］の条件では、ベタ部でトナー付着量が０．３［ｍｇ／ｃｍ２］で帯電量が平均で−２１［μＣ／ｇ］となっていた。
【００３３】
次に、現像ローラ４１について説明する。
本実施形態のプリンタではアルミ素管をベースとした剛体のドラム状の感光体１を用いているので、現像装置４の現像ローラ４１は、可撓性を有する事が必要になる。そのため、ゴム材料などが良好で、硬度は１０〜７０［°］（ＪＩＳ−Ａ）の範囲が良好である。また、現像ローラ４１の直径は１０〜３０［ｍｍ］が好適である。本実施形態の現像装置４ではでは直径１６［ｍｍ］のものを用いた。また、現像ローラ４１の表面は適宜あらして粗さＲｚ（十点平均粗さ）を１〜４［μｍ］とした。この表面粗さＲｚの範囲は、トナーの体積平均粒径に対して１３〜８０［％］となり、現像ローラ４１の表面に埋没することなくトナーが搬送される範囲である。ここで、現像ローラ４１のゴム材料として使用できるものとしてシリコン、ブタジエン、ＮＢＲ、ヒドリン、ＥＰＤＭ等を挙げることができる。また現像ローラ４１の硬度を下げるために、金属薄板を使用した無端状ベルト等も使用可能である。
【００３４】
現像ローラ４１の表層コート材料は、シリコン、アクリル、ポリウレタン等の樹脂、ゴムを含有する材料を挙げることができる。また別の材料としては、フッ素を含有する材料を挙げることができる。フッ素を含んだいわゆるテフロン（登録商標）系材料は表面エネルギーが低く、離型性が優れるため、経時における現像剤フィルミングが発生しにくい。また、上記表層コート材料に用いることができる一般的な樹脂材料として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニールエーテル（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン重合体（ＦＥＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）等を挙げることができる。これに導電性を得るために適宜カ−ボンブラック等の導電性材料を含有させることが多い。更にトナーＴが均一に現像ローラ４１に付着するように、他の樹脂を混ぜ合わせることもある。電気抵抗に関してはコート層を含めてバルクの体積抵抗率を設定するもので、１０６〜１０９［Ω・ｃｍ］に設定できるようにベース層の抵抗と調整を行う。本実施形態で使用する現像ローラ４１のベース層の体積抵抗率は１０５〜１０６［Ω・ｃｍ］なので、表層の体積抵抗率は少し高めに設定することがある。
【００３５】
本実施形態の現像装置４に用いるトナーは、高画質画像を実現するために、トナーの平均粒径が４〜８［μｍ］であることが必要である。このトナーの重量平均粒径は３〜８［μｍ］であり、さらに好ましくは５〜７［μｍ］である。重量平均粒径３［μｍ］未満では長期間の使用でのトナー飛散による機内の汚れ、低湿環境下での画像濃度低下、感光体クリーニング不良等という問題が生じやすい。また重量平均粒径が８［μｍ］を超える場合では１００［μｍ］以下の微小スポットの解像度が充分でなく非画像部への飛び散りも多く画像品位が劣る傾向となる。
【００３６】
ここで、トナーの詳細を以下に示す。本実施形態のトナーは、樹脂に顔料を混合したものであり、その周りに無機微粒子等の流動性向上剤を添加することで流動性を高めている。
【００３７】
本実施形態のトナーで用いる樹脂としては、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンアクリル樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、シリコン樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等が挙げられる。
【００３８】
上記ポリエステル樹脂としては以下のＡ群に示したような２価のアルコールと、Ｂ群に示したような二塩基酸塩からなるものであり、さらにＣ群に示したような３価以上のアルコールあるいはカルボン酸を第三成分として加えてもよい。
Ａ群：エチレングリコール、トリエチレングリコール、１、２−プロピレングリコール、１、３−プロピレングリコール、１、４ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１、４ブテンジオール、１、４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン（２、２）−２、２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（３、３）−２、２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン（２、０）−２、２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（２、０）−２、２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン等。
Ｂ群：マレイン酸、フマール酸、メサコニン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタール酸、イソフタール酸、テレフタール酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、リノレイン酸、またはこれらの酸無水物または低級アルコールのエステル等。
Ｃ群：グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の３価以上のアルコール、トリメリト酸、ピロメリト酸等の３価以上のカルボン酸等。
【００３９】
また、上記ポリオール樹脂としては、エポキシ樹脂と２価フェノールのアルキレンオキサイド付加物、もしくはそのグリシジルエーテルとエポキシ基と反応する活性水素を分子中に１個有する化合物と、エポキシ樹脂と反応する活性水素を分子中に２個以上有する化合物を反応してなるものなどがある。
【００４０】
また、上記ビニル樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体：スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体：ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等がある。
【００４１】
また、トナーの樹脂として、結晶性ポリエステルを用いても良い。結晶性を有し、分子量分布がシャープでかつその低分子量分の絶対量を可能な限り多くした脂肪族系ポリエステルである。この樹脂はガラス転移温度（Ｔｇ）において結晶転移を起こすと同時に、固体状態から急激に溶融粘度が低下し、紙への定着機能を発現する。この結晶性ポリエステル樹脂の使用により、樹脂のＴｇや分子量を下げ過ぎることなくトナーの低温定着化を達成することができる。そのため、Ｔｇ低下に伴う保存性の低下はない。また、低分子量化に伴う高すぎる光沢や耐オフセット性の悪化もない。したがってこの結晶性ポリエステル樹脂の導入は、トナーの低温定着性の向上に非常に有効である。
【００４２】
本実施形態のトナーで用いる顔料としては以下のものが用いられる。
黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物が挙げられる。
黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキが挙げられる。
また、橙色顔料としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫが挙げられる。
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂが挙げられる。
紫色顔料としては、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキが挙げられる。
青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣが挙げられる。
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ等がある。
【００４３】
これらは１種または２種以上を使用することができる。特にカラートナーにおいては、良好な顔料の均一分散が必須となり、顔料を直接大量の樹脂中に投入するのではなく、一度高濃度に顔料を分散させたマスターバッチを作製し、それを希釈する形で投入する方式が用いられている。この場合、一般的には、分散性を助けるために溶剤が使用されていたが、環境等の問題があり、本実施形態で用いるトナーでは水を使用して分散させた。水を使用する場合、マスターバッチ中の残水分が問題にならないように、温度コントロールが重要になる。
【００４４】
本実施形態で用いるトナーには電荷制御剤をトナー粒子内部に配合（内添）している。電荷制御剤によって、現像システムに応じた最適の電荷量コントロールが可能となり、特に本発明では、粒度分布と電荷量とのバランスを更に安定したものとすることが可能である。トナーを正電荷性に制御するものとして、ニグロシンおよび四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン系染料、イミダゾール金属錯体や塩類を、単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることができる。また、トナーを負電荷性に制御するものとしてサリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等が用いられる。また、トナーには定着時のオフセット防止のために離型剤を内添することが可能である。離型剤としては、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス、モンタンワックスおよびその誘導体、パラフィンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル等がある。これら離型剤の融点は６５〜９０［℃］であることが好ましい。この範囲より低い場合には、トナーの保存時のブロッキングが発生しやすくなり、この範囲より高い場合には定着ローラ温度が低い領域でオフセットが発生しやすくなる場合がある。
【００４５】
また、トナーには離型剤等の分散性を向上させるなどの目的の為に、添加剤を加えても良い。添加剤としては、スチレンアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等があり、それぞれの樹脂を２種以上混合した物でも良い。
【００４６】
また、本実施形態で用いるトナーは流動性向上剤として無機微粉体をトナー表面に付着または固着させる。この無機微粉体の平均粒径は１０〜２００［ｎｍ］が適している。１０［ｎｍ］より小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、２００［ｎｍ］より大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。
上記無機微粉体としてはＳｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｖ、Ｚｒ等の酸化物や複合酸化物が挙げられる。これらのうち二酸化珪素（シリカ）、二酸化チタン（チタニア）、アルミナの微粒子が好適に用いられる。さらに、疎水化処理剤等により表面改質処理することが有効である。疎水化処理剤の代表例としては以下のものが挙げられる。
ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、ｐ−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等。
【００４７】
無機微粉体はトナーに対して０．１〜２［重量％］使用されるのが好ましい。０．１［重量％］未満では、トナー凝集を改善する効果が乏しくなり、２［重量％］を超える場合は、細線間のトナー飛び散り、機内の汚染、感光体の傷や摩耗等の問題が生じやすい傾向がある。
また、少なくとも樹脂、顔料からなる粉体の表面に電荷制御剤を付着または固着させ、粉体表面形状を小さな周期と大きな周期を持つようにしても良い。その平均粒径は１０〜２００［ｎｍ］の小さい粒径のものが最適である。１０［ｎｍ］より小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、２００［ｎｍ］より大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。
【００４８】
また、本実施形態で用いるトナーには、実質的な悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばテフロン粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末；あるいは酸化セリウム粉末、炭化珪素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤；あるいは例えばカーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末等の導電性付与剤を現像性向上剤として少量用いることもできる。
【００４９】
また、トナーの抵抗調整は導電性材料の含有、分散による行う。材料はカーボン系ではアセチルブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、炭素繊維、黒鉛等を上げる事ができる。また金属系では酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属粉末がある。これを適宜トナーバインダ樹脂に分散する事で抵抗調整が可能である。
【００５０】
［実施形態２］
次に、上記実施形態１の場合と同様に、本発明を画像形成装置であるプリンタに適用した他の実施形態（以下、本実施形態を「実施形態２」という。）について説明する。なお、本実施形態２のプリンタは、基本的には実施形態１と同様の構成を備えている。そのため、基本的な構成は実施形態１と同じなので説明を省略する。
【００５１】
図７は、実施形態２に係るプリンタの現像装置周辺の概略構成図である。実施形態２に係るプリンタに用いられる現像装置４００は、二成分現像剤であるトナーとキャリアを現像剤担持体としての現像ローラで担持して、感光体１に対して現像を行う二成分現像方式の現像装置である。
【００５２】
上記現像ローラは、非磁性で、且つ、回転可能な円筒形状の現像スリーブ４０３と、現像スリーブ４０３に内蔵され、４つの磁石部材４０７とで構成されている。各磁石部材４０７は現像スリーブ４０３内に固定配置され、現像剤が現像スリーブ４０３上の所定箇所を通過するときに磁力が作用するようになっている。実施形態２で用いた現像スリーブ４０３は、直径がφ１８［ｍｍ］であり、表面粗さＲｚ（十点平均粗さ）が１０〜３０［μｍ］、好ましくは、１０〜２０［μｍ］の範囲に入るようにサンドブラスト処理されている。これより粗くなると保持量が極端に増加しトナーの電荷量が低減する。また１０［μｍ］を下回ると十分な現像剤量が保持できなくなり、結果的に現像能力低下をきたす。
【００５３】
現像スリーブ４０３に内蔵された各磁石部材４０７の磁極は、規制ブレード４０４による規制箇所から現像スリーブ４０３の回転方向に規制ブレード４０４による規制箇所から現像スリーブ４０３の回転方向にＮ極（Ｎ１）、Ｓ極（Ｓ１）、Ｎ極（Ｎ２）、Ｓ極（Ｓ２）となるよう配置している。なお、各磁石部材４０７の磁極の配置は、図７の構成に限定されるものではなく、現像スリーブ４０３の周囲の規制ブレード４０４等の配置に応じて他の配置に設定してもよい。図７の現像装置４００の例では各磁石部材４０７を固定配置し現像スリーブ４０３を回転駆動するように構成したが、現像スリーブ４０３を固定配置しその内側に各磁石部材４０７が固定されたローラ部材を回転させるように構成してもよい。
【００５４】
上記磁石部材４０７の磁力により、現像スリーブ４０３上にトナー及び磁性粒子（以下、キャリアという）からなる現像剤がブラシ状に担持される。そして、現像スリーブ４０３上の磁気ブラシ中のトナーは、キャリアと混合されることで規定の帯電量を得る。この磁気ブラシのトナーの帯電量としては、−１０〜−４０［μＣ／ｇ］の範囲が好適である。
【００５５】
実施形態２では規制ブレード４０４と現像スリーブ４０３の間の最近接部における間隔が５００［μｍ］に設定され、また規制ブレード４０４に対向した磁石部材４０７の磁極Ｎ１を、規制ブレード４０４との対向位置よりも現像スリーブ４０３の回転方向上流側に数度傾斜して位置している。これにより、ケーシング内における現像剤の循環流を容易に形成することができる。
【００５６】
上記規制ブレード４０４は、現像スリーブ４０３との対向部で現像スリーブ４０３上に形成された現像剤の量を規制するように磁気ブラシと接触し、所定量の現像剤が担持・搬送されるようにするとともに、現像剤中のトナーとキャリアとの摩擦帯電を促進させている。
【００５７】
また、規制ブレード４０４と現像領域との間に、実施形態１と同様にして電極５０５を設けて、現像スリーブ上のトナーを離散化させている。
【００５８】
実施形態２では、感光体１の線速２００［ｍｍ／ｓ］に対し、現像スリーブ４０３を線速３００［ｍｍ／ｓ］で回転駆動している。
【００５９】
次に、上記構成の現像装置４の動作を説明する。
ケーシング内に収容された現像剤は、トナーとキャリアとが混合されたものであり、攪拌・搬送部材４０５，４０６や現像スリーブ４０３の回転力、磁石部材４０７の磁力によって攪拌され、そのときに、トナーにキャリアとの摩擦帯電により電荷が付与される。
【００６０】
一方、現像スリーブ４０３上に担持された現像剤は規制ブレード４０４によって規制され、電極５０５が対向する対向領域へ搬送される。電極５０５と現像スリーブ４０３との対向領域へ搬送された現像スリーブ４０３上のトナーは、電極５０５の電界によりキャリアから離間して、電極側へ移動する。その後、電界の影響により電極側へ移動したトナーは、現像スリーブ４０３へ戻るが、現像スリーブ上の現像剤層の表層部におけるキャリアに付着する。規制ブレード４０４を通過した際に現像スリーブ上の現像剤が圧縮されることにより、トナーとキャリアとの付着力が増加するが、電極５０５の現像スリーブ４０３との間の電界によってトナーを離間させて静電的にキャリアに再付着させることで、トナーとキャリアとの付着力を低減させることができる。また、電極５０５の現像スリーブ４０３との間の電界によってトナーが電極側へ移動し、トナー同士、または、トナーが電極５０５とぶつかることで、トナー塊が解されて、キャリアに再付着する。トナーが現像スリーブ側へ戻る電界のとき、正極性に帯電しているキャリアが、電界の影響により電極側へ引っ張られるが、現像スリーブ４０３に内包された磁石部材４０７の磁力の影響により、電極５０５側へは移動しない。そして、電極５０５と現像スリーブ４０３との対向領域における現像剤搬送方向下流側では、電極５０５と現像スリーブ４０３との間の電界が弱められているため、キャリアに付着したトナーが、電極側へ移動することがない。よって、上記対向領域を抜けた後に、浮遊するトナーを低減することができ、地汚れを抑制することができる。
【００６１】
図８は、現像スリーブ４０３上の現像剤層の表層部近傍のトナー濃度を調べたグラフである。図に示すように、規制ブレード通過後、電極５０５との対向領域通過前においては、現像スリーブ上の現像剤層の表層部近傍のトナー濃度が、７〜８［ｗｔ％］であったが、電極５０５との対向領域においては、現像剤層の表層部近傍のトナー濃度が、９〜１０［ｗｔ％］に高まった。
【００６２】
実施形態２においては、電極５０５の現像スリーブ４０３との間の電界によってトナーを電極側へ移動させて、現像剤層の表層部におけるキャリアに付着させることで、表層部におけるキャリアのトナーの被覆率がかなり高い状態で、現像領域へ搬送される。そして、上記現像バイアスで形成された現像電界により、感光体１上の静電潜像に選択的に付着し、静電潜像が現像される。このとき、表層部におけるキャリアのトナーの被覆率が高められており、また、トナーとキャリアの付着力が低減されているため、現像電界によりトナーが感光体側へ良好に移動し、良好に潜像現像を現像することができる。
【００６３】
図９は、実施形態２の２成分現像装置４００と、規制ブレード４０４と現像領域との間に電極５０５を設けていない従来の２成分現像装置との現像ポテンシャルと感光体１上のトナー付着量との関係を調べたグラフである。図に示すように、実施形態２の２成分現像装置４００は、従来の２成分現像装置に比べて、現像能力が高いことがわかる。特に、現像ポテンシャルが低電位領域で十分な現像能力が得られるため、濃度ムラのない画像を得ることができる。また、現像後のキャリアの残留電荷による現像部掻き取りなどの影響も確認できなかった。
【００６４】
次に、キャリアについて説明する。
キャリア１１は金属もしくは樹脂をコアとしてフェライト等の磁性材料を含有し、表層はシリコン樹脂、二酸化アンモニウムを含む材料等で被覆されたものである。キャリア１１の粒径は２０〜８０［μｍ］であり、２０〜５０［μｍ］の範囲が好適である。また、キャリア１１の抵抗は、ダイナミック抵抗ＤＲで１０８〜１０１２［Ω］の範囲が好適である。
【００６５】
ここで、上記キャリア１１のダイナミック抵抗ＤＲの測定は、図１０に示す測定装置を用いて次のように行った。まず、接地した台座２００の上方に、磁石部材を所定位置に内蔵した直径φ２０［ｍｍ］の回転可能なスリーブ２０１をセットする。このスリーブ２０１の表面には、幅Ｗ＝６５［ｍｍ］及び長さＬ＝０．５〜１［ｍｍ］の対向面積を有する対向電極（ドクタ）２０２を、ギャップｇ＝０．９［ｍｍ］で対向させる。次に、スリーブ２０１を回転速度６００［ｒｐｍ］（線速６２８［ｍｍ／ｓｅｃ］）で回転駆動し始める。そして、回転しているスリーブ２０１上に測定対象の磁性粒子を所定量（１４［ｇ］）だけ担持させ、スリーブ２０１の回転によりキャリアを１０分間攪拌する。次に、スリーブ２０１に電圧を印加しない状態で、スリーブ２０１と対向電極２０２との間を流れる電流ＩＲＩＩ［Ａ］を電流計２０３で測定する。次に、直流電源２０４からスリーブ２０１に耐圧上限レベル（高抵抗シリコンコートキャリアでは４００［Ｖ］から鉄粉キャリアでは数［Ｖ］）の印加電圧Ｅ［Ｖ］を５分間印加する。本実施形態では２００［Ｖ］を印加した。そして、電圧Ｅを印加した状態でスリーブ２０１と対向電極２０２との間を流れる電流ＩＲＱ［Ａ］を電流計２０３で測定する。これらの測定結果から、次式を用いてダイナミック抵抗ＤＲ［Ω］を算出する。
ＤＲ＝Ｅ／（ＩＲＱ−ＩＲＩＩ）
【００６６】
上述したように、実施形態１及び実施形態２として、本発明を実施するための最良の形態を図に基づいて説明した。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすとは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
また、本発明に係る現像方法は、接触または非接触現像方式に使用する一成分または二成分現像方法を用いる。接触または非接触現像方式は色々な公知のものが使用される。例えば、アルミスリーブを用いた接触現像法、導電性ゴムベルトを用いた接触現像法、アルミ素管の表面にカーボンブラック、金属フィラー等を含む導電性樹脂層を形成した現像スリーブを用いる非接触現像法等がある。
【００６７】
以上、本実施形態の現像装置によれば、表面移動する表面に少なくともトナーからなる現像剤を担持し、潜像担持体たる感光体１上の潜像に上記現像剤を供給して潜像を現像する現像剤担持体たる現像ローラと、現像ローラに担持された現像剤の層厚を規制する規制部材たる規制ブレードと、上記現像ローラが上記感光体に対向する現像領域よりも上記現像ローラの現像剤搬送方向の上流側で、上記規制ブレードよりも上記現像ローラの現像剤搬送方向の下流側に、上記現像ローラと対向する電極と、電極に少なくとも上記トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加する電圧印加手段たる電源とを備えている。現像ローラ上の現像剤が、電極と現像剤担持体との対向領域へ進入すると、電極の印加電圧により現像ローラ上のトナーが、電極側へ移動する。これにより、一成分現像剤の場合は、現像ローラからトナーが離間し、二成分現像剤の場合は、キャリアから離間する。トナー同士の付着も電極などにぶつかり解される。その結果、現像領域において、一成分現像剤の場合は、現像ローラとの付着力、二成分現像剤の場合は、キャリアとの付着力を低減することができる。トナー同士の付着力も低減することできる。これにより、トナーが現像電界によって感光体上の潜像に良好に転移することができ、高品質の画像を得ることができる。
また、電極と現像ローラの対向領域の現像ローラ表面移動方向下流側では、電界を弱くしているので、上記対向領域の現像ローラ表面移動方向下流側では、現像ローラ上のトナーが電極側へ移動するのが抑制される。その結果、現像ローラから、感光体へ浮遊するトナーが発生するのを抑制することができ、浮遊したトナーが感光体表面に付着して、地汚れが発生するのを抑制することができる。
【００６８】
現像領域側の電極に印加される電圧を、規制部材側の電極部材に印加される電圧よりも弱めることで、電極と現像ローラの対向領域の現像ローラ表面移動方向下流側の電界を弱めることができる。
【００６９】
具体的には、電極の現像領域側の電気抵抗を、規制ブレード側の電気抵抗よりも大きくすることで、現像領域側の電極部材に印加される電圧を、規制部材側の電極部材に印加される電圧よりも弱めることができる。
【００７０】
また、現像領域側の電極と現像ローラとの距離を、上記規制ブレード側の上記電極と現像ローラとの距離よりも長くすることでも、電極と現像ローラの対向領域の現像ローラ表面移動方向下流側の電界を弱めることができる。
【００７１】
また、電極に交流電圧を印加することで、電極と現像ローラとの対向領域でトナーが振動させることができる。トナー同士をぶつけたり、電極や現像ローラ表面にトナーをぶつけたりすることができ、トナーを良好に解すことができる。
【００７２】
また、電極に複数の突起を設けることでで、電極側へ移動してきたトナーが電極とぶつかる確率が高まり、トナーの解し効果を高めることができる。
【００７３】
また、電極を現像ローラ表面に対して平行に振動させることで、トナーが電極にぶつかったときの解し効果を高めることができる。また、電極の長さが短くても、電界を作用させる領域を増やすことができる。
【００７４】
また、電極部材を、メッシュ状にすることによって、トナーが電極にぶつかったときの解し効果を高めることができる。
【００７５】
また、メッシュ電極を２重構造とすることで、一方のメッシュ電極の網目を通過したトナーは、もう一方のメッシュ電極とぶつかるので、トナーが電極とぶつかる確率を高めることができ、トナーの解し効果を高めることができる。
【符号の説明】
【００７６】
４：一成分現像装置
４１：現像ローラ
４３，４０４：規制ブレード
４００：二成分現像装置
４０３：現像スリーブ
５０５：電極
５０５ａ：低抵抗部
５０５ｂ：高抵抗部
５０５ｃ：突起
５０６：交流電源
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７７】
【特許文献１】特開２０００−２９３０２２
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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