(57)【要約】【課題】電子写真方式で非接触方式を採用した現像器において、クリーナレスシステムを実現する。【解決手段】現像器２に回転式のマグネットローラ６と固定式の現像スリーブ７とを備え、現像スリーブ７には互いに電気的に絶縁される供給側導電部１４および回収側導電部１５を周方向に沿って設け、両導電部１４・１５間の境界Ｂが感光体３１の表面と最も近接して対向するように現像スリーブ７の姿勢を設定すると共に、感光体３１の回転方向Ａを基準として、前記境界Ｂの上流側に位置する導電部１５と、境界Ｂの下流側に位置する導電部１４とに、それぞれバイアス電圧を印加する回収側印加回路１３および供給側印加回路１２を設け、感光体３１の非露光部分と下流側の供給側導電部１４との電位差よりも、該非露光部分と上流側の回収側導電部１５との電位差の方が大きくなるように、前記バイアス電圧をそれぞれ設定した。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式の現像器において、感光体に非接触かつ対向して配置されると共に、回転式のマグネットローラが内部に配置される、固定式の現像スリーブであって、
互いに電気的に絶縁される導電部を周方向に沿って複数設けた、
ことを特徴とする現像スリーブ。
【請求項２】
電子写真方式の現像器において、感光体に非接触かつ対向して配置されると共に、回転式のマグネットローラが内部に配置される、固定式の現像スリーブであって、
導電性を有する筒体を備えると共に、
該筒体の外側に、筒体の周方向に沿って、筒体から電気的に絶縁される導電部を設けた、
ことを特徴とする現像スリーブ。
【請求項３】
請求項１に記載の現像スリーブを備える現像器であって、
前記導電部間の境界が感光体表面に最も近接して対向するように現像スリーブの姿勢を設定すると共に、
感光体の移動方向を基準として、前記境界の上流側に位置する導電部と、前記境界の下流側に位置する導電部とに、それぞれバイアス電圧を印加する印加回路を設け、
感光体の非露光部分と下流側導電部との電位差よりも、該非露光部分と上流側導電部との電位差の方が大きくなるように、両導電部に印加するバイアス電圧をそれぞれ設定した、
ことを特徴とする現像器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の現像器および、この現像器に適用される現像スリーブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置において、電子写真方式が適用される機器には、レーザ光により静電潜像が形成される感光体と、該感光体にトナーを供給する現像器とが備えられている。
また、この現像器における現像方式としては、磁性トナーを現像剤として用いた一成分現像方式と、非磁性トナーと磁性粒子（キャリア）とを現像剤として用いた二成分現像方式とがある。
二成分現像方式を用いる場合は、トナー濃度制御のための制御機構が必要となるなど、装置構成を複雑化するデメリットはあるが、トナーの帯電が確実に行われるという利点があり、精度の高い画像形成（プリント）が可能である。
【０００３】
二成分現像方式の現像器においては、感光体へトナーを供給するための供給手段は、円柱状に形成されるマグネット体と、マグネット体を囲う現像スリーブとから構成される。
ここで、マグネット体はキャリアの吸着手段として機能するが、キャリアにはトナーが付着しているため、都合トナーおよびキャリアの吸着手段として機能する。また、現像スリーブは、二成分現像剤（トナー・キャリア混合体）からトナーを分離して感光体に付着させる手段として機能する。現像スリーブにバイアス電圧の印加を行うことで、現像スリーブと感光体との間に電場を形成し、現像スリーブよりトナーだけが感光体に供給される。
【０００４】
また、このような現像器においては、現像スリーブもしくはマグネット体のいずれか一方が回転するように構成されている。
現像スリーブを固定式とし、マグネット体を回転式とした場合、二成分現像剤はマグネット体に軸中心に向けて吸引されつつ、マグネット体の回転に伴って周方向に移動する。このような現像器の構成の一例としては、特許文献１に開示される技術である。
また、現像スリーブを回転式とし、マグネット体を固定式とした場合、二成分現像剤はマグネット体に軸中心に向けて吸引されつつ、現像スリーブの回転に伴って周方向に移動する。このような現像器の構成の一例としては、特許文献２に開示される技術である。
そして、いずれの方式を採用する場合でも、二成分現像剤を現像スリーブの外側で回転移動させることで、この現像スリーブに現像器の内部から新たな二成分現像剤を現像剤を供給すると共に、該現像スリーブからトナー濃度の低下した二成分現像剤を回収して、感光体に付着させるトナー濃度を一定に保つものとしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１３４４６２号公報
【特許文献２】
特開平８−１８５０３２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一成分現像方式の現像器においては、クリーナレスシステム（現像同時回収システム）を採用した現像器が公知である。
クリーナレスシステムを適用された一成分現像方式の現像器は、例えば次の構成である。トナー供給手段としての現像ローラは、感光体に接触させた配置とされる。また、感光体の表面電位（例えば＋８００Ｖ）は、現像ローラの表面電位（例えば＋４００Ｖ）よりも高くなるように、バイアス電圧が印加され、感光体上の露光部分の電位（例えば＋１００Ｖ）は、現像ローラの表面電位よりも低いものとなる。
そして、現像ローラから感光体の露光部分へ、その電位差（例えば＋３００Ｖ差）を利用して、感光体へトナー供給を行う。同時に、感光体から現像ローラへ、その電位差（例えば＋４００Ｖ）を利用して、記録紙への転写後の不要なトナーを、現像器に回収する。
【０００７】
ところが、二成分現像方式では、現像スリーブから感光体に向けて非接触でトナーが供給される構成である。このように、現像スリーブと感光体との間が離間する構成とされるのは、キャリアが感光体側へ付着することを防止すると共に、装置寿命の向上を図るためである。
このため、二成分現像方式において、一成分現像方式の場合と同じバイアス電圧を、感光体および現像スリーブ（現像ローラに相当）にそれぞれ印加して、同じ電位差を生じさせても、現像スリーブと感光体との離間距離のため、電場の強さが異なるものとなる。
ここで、現像スリーブと感光体との間における、トナー供給およびトナー回収の性能は、この電場の強さによって決定されるものである。したがって、現像スリーブと感光体との間で、十分な電場が形成されていない場合には、トナーの供給不良や回収不良が発生する。
【０００８】
このため、従来においては、二成分現像方式で、クリーナレスシステムを採用することは困難とされている。例えば、高電位（例えば＋１０００Ｖ以上）のバイアス電圧を印加する回路を用いて現像器を構成し、前記電位差を高めて十分な電場を確保することも考えられるが、このような構成では、画像形成装置のコストアップを招いてしまう。
したがって、従来の二成分現像方式の現像器においては、トナー供給性能だけは確保されるように、前記各電位差を適宜設定し、トナー回収性能に関しては現像器に期待せず、クリーニング装置等の他の回収手段により行うものとしている。
【０００９】
ここで、特許文献１に開示される技術では、多数の現像器を配置した構成で、各現像器に供給するバイアス電圧の高さを切換えることで、現像停止中の他の現像器にトナーが飛散するなどの不具合を防止している。しかし、感光体ベルトからのトナー回収は、別設のクリーニング装置により行っている。
また、特許文献２に開示される技術では、一成分現像方式で、感光体に対して現像スリーブを非接触した構成の場合において、トナー供給性能を維持するための手段を提供するものである。すなわち、非接触式としたことによる前記電場の強さの低下を補うため、マグネット体の構成により、磁性トナーの供給性能を向上させたものであって、特にトナー回収性能の向上を目的としたものではない。
【００１０】
そこで本発明は、電子写真方式で非接触方式を採用した現像器において、クリーナレスシステムを実現することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段は、以下に示すとおりである。
即ち、請求項１においては、電子写真方式の現像器において、感光体に非接触かつ対向して配置されると共に、回転式のマグネットローラが内部に配置される、固定式の現像スリーブであって、
互いに電気的に絶縁される導電部を周方向に沿って複数設けたものである。
【００１２】
請求項２においては、電子写真方式の現像器において、感光体に非接触かつ対向して配置されると共に、回転式のマグネットローラが内部に配置される、固定式の現像スリーブであって、
導電性を有する筒体を備えると共に、
該筒体の外側に、筒体の周方向に沿って、筒体から電気的に絶縁される導電部を設けたものである。
【００１３】
請求項３においては、前記導電部間の境界が感光体表面に最も近接して対向するように現像スリーブの姿勢を設定すると共に、
感光体の移動方向を基準として、前記境界の上流側に位置する導電部と、前記境界の下流側に位置する導電部とに、それぞれバイアス電圧を印加する印加回路を設け、
感光体の非露光部分と下流側導電部との電位差よりも、該非露光部分と上流側導電部との電位差の方が大きくなるように、両導電部に印加するバイアス電圧をそれぞれ設定したものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の現像スリーブおよびその現像器の実施の形態について、図面を用いて説明する。
以下で、本発明における第一から第三の実施の形態として、現像スリーブの構成が異なる三つの現像器について説明する。
【００１５】
図１を用いて、現像器２が適用される画像形成装置１の構成について説明する。ここで、現像器２は、本発明における第一の実施の形態である。
現像器２は、複写機、電子写真方式とした画像形成装置に適用される装置である。画像形成装置としては、ファクシミリ、プリンタ等がある。
画像形成装置１には、記録用紙８の供給源としての給紙装置５が付設されており、給紙装置５から画像形成装置１を通過する用紙搬送路１０が形成されている。
この用紙搬送路１０に沿い、給紙装置５より下流側へ向けて、現像器２、感光体ドラム３および転写ローラ３２、定着器４が配置されている。これらの装置により画像形成装置１が構成され、給紙装置５から繰り出された用紙８に画像情報が転写され、定着が行われる。
【００１６】
給紙装置５には、用紙８・８・・・を収納する給紙カセット５０と、給紙カセット５０内の用紙８を繰り出す給紙ローラ５１とが、備えられている。給紙ローラ５１は、モータにクラッチを介して駆動伝達を断接可能に接続され、間欠的に駆動されて用紙８の繰り出しを行うように構成されている。
【００１７】
現像器２には、トナーを収容するトナー室（図示せず）と、トナー（非磁性トナー）とキャリア（磁性粒子）とを攪拌する攪拌室２０とが設けられ、攪拌室２０内には、現像スリーブ７と、その内部に配置されるマグネットローラ６とが、設けられている。また、攪拌室２０には、トナーとキャリアとを攪拌することで、トナー濃度を均一に調整する手段として、攪拌部材２１が設けられている。
そして、現像器２においては、攪拌室２０で濃度を調整された二成分現像剤（トナーおよびキャリア）１６が、現像スリーブ７の表面上に供給される。また、後述する現像スリーブ７の構成のため、現像スリーブ７に付着する二成分現像剤１６のうち、トナーだけが分離されて感光体ドラム３に供給される。詳しくは後述する。
【００１８】
電子写真方式の画像形成装置１において、感光体ドラム３は、表面の感光体３１に、静電潜像を形成するための静電潜像担持体として機能する。感光体３１は、暗所では絶縁体であると共に、光照射により抵抗値が低下する光導電体である。
また、感光体ドラム３の回転方向Ａに沿って、帯電器３３、ＬＥＤ３５、現像器２の現像スリーブ７、転写ローラ３２が配置されている。感光体ドラム３と転写ローラ３２とは、用紙搬送路１０を挟んで対向する配置とされる。ここで、帯電器３３、現像スリーブ７、転写ローラ３２には、それぞれバイアス電圧の印加回路が付設されている。
【００１９】
感光体３１上には、帯電器３３によるバイアス電圧の印加により、正（もしくは負）の電荷が生じている。感光体３１上の電荷は、ＬＥＤ３５による光照射を受けて適宜位置で部分的に消去され、感光体３１に静電潜像が形成される。ＬＥＤ３５による光照射は、印字すべき画像情報が反映されたものである。
次に、露光部分（静電潜像形成部分）３１ａに、現像スリーブ７上で帯電されたトナーが、現像スリーブ７と感光体３１との間に形成される電場に引かれて、付着する。さらに、感光体３１と転写ローラ３２との間に形成される電場に引かれて、静電潜像の形成部分に付着したトナーが、用紙搬送路１０上の用紙８に転写される。
以上のようにして、感光体３１上に、印字すべき画像情報が反映された静電潜像が形成され、さらに、該静電潜像に基づくトナー像の形成が行われる。
【００２０】
なお、静電潜像担持体としての感光体３１は、前記感光体ドラム３のようなドラム状部材の表面に設ける構成に限定されるものではなく、ベルト形状やシート形状の部材に設けるものであってもよい。
また、感光体３１の露光手段としては、前記ＬＥＤ３５に限定されるものではなく、印字すべき画像情報に基づいて発光を行う手段であれば、レーザ式等の他のデジタル光学系でも、アナログ光学系であってもよい。
【００２１】
また、現像器２の現像スリーブ７は、詳しくは後述するが、クリーナレス方式とされており、トナーの感光体３１への供給と、感光体３１からの不要トナー（転写後の付着トナー）の回収とを、双方とも行うことが可能である。
したがって、現像スリーブ７以外のクリーニング手段は、画像形成装置１には設けられていない。
【００２２】
定着器４は、用紙搬送路１０を挟んで対向するヒートローラ４１およびプレスローラ４２を備えている。ヒートローラ４１には、ハロゲンランプ等の加熱手段が内装されており、定着器４は定着熱ローラ方式として構成されている。
そして、ヒートローラ４１とプレスローラ４２とにより、トナー像が転写された用紙８を、両ローラ４１・４２間で加熱および加圧し、トナー像を用紙に定着させる。
【００２３】
図２を用いて、第一の実施の形態である現像器２について説明する。
現像器２には、感光体３１へトナーを供給するための供給手段として、円柱状に形成されるマグネットローラ６と、マグネットローラ６を囲う現像スリーブ７とが設けられている。
二成分現像剤１６を用いる現像器２においては、現像スリーブ７は、感光体ドラム３と離間して配置され、現像スリーブ７と感光体ドラム３とが非接触で対向する構成である。そして、キャリアが感光体３１側へ付着することを防止すると共に、装置寿命の向上を図っている。
【００２４】
マグネットローラ６には、周方向に沿ってＮ極、Ｓ極が交互に等間隔に配置される構成である。本実施の形態では、４５度おきに各極が配置されて合計八極が設けられる構成である。そして、マグネットローラ６の外側で、周方向のいずれの部分にも、漏れなく、磁場が展開される構成としている。
マグネットローラ６の外側には、円筒状とした現像スリーブ７が配置されている。ここで、マグネットローラ６より展開される磁場は、現像スリーブ７の外側にも及んでいる。
そして、現像スリーブ７の表面に、攪拌室２０内のキャリアが、この磁場に引かれて付着する。ここで、キャリアにはトナーが静電気的に付着している。したがって、マグネットローラ６の磁場により、二成分現像剤（トナーおよびキャリア）１６そのものが、現像スリーブ７の表面に付着することになる。
【００２５】
現像器２において、マグネットローラ６は駆動手段に接続されて回転駆動される構成であるのに対して、現像スリーブ７は現像器２のケーシングに固定される構成である。
以上構成により、現像スリーブ７に引き付けられている二成分現像剤１６が、マグネットローラ６の回転に伴って、現像スリーブ７の表面上を、移動する。
【００２６】
そして、現像スリーブ７上のトナーが、詳しくは後述する電場の作用により、感光体ドラム３に接近した位置で、感光体３１の露光部分（静電潜像部分）３１ａに飛び移って、露光部分にトナーが供給される。
同時に、感光体３１の非露光部分に付着している不要なトナーが、前記と同じ電場の作用により、現像スリーブ７上に飛び移って、現像スリーブ７にトナーが回収される。
現像スリーブ７上の二成分現像剤１６は、感光体ドラム３に接近した位置から離れた位置に移動したとき、トナー濃度が低下した状態にある。これは、現像スリーブ７からトナーのみが感光体３１に供給されて、キャリアは残されるので、現像スリーブ７上に付着している二成分現像剤１６において、相対的にトナー量が減少するためである。
この後、このトナー濃度が低下した二成分現像剤１６が、さらに現像スリーブ７上を移動すると、攪拌室２０内部に収容される二成分現像剤１６と接触し、相互に混じり合うことになる。なお、攪拌室２０内部におけるトナー濃度の攪拌は、前記攪拌部材２１により行われる。
そして、攪拌室２０の内部より、現像スリーブ７の表面に沿って出て行く二成分現像剤１６は、トナー濃度が適切な状態に復帰している。
【００２７】
現像器２を利用したクリーナレスシステムについて説明する。
現像器２においては、感光体３１へのトナー供給手段と、感光体３１からのトナー回収手段とを、現像スリーブ７に兼用させるものとしている。
具体的には、現像スリーブ７に二つの導電部１４・１５が設けられると共に、それぞれの導電部１４・１５に対応するバイアス電圧の印加回路１２・１３が、設けられる構成である。
ここで、感光体３１と現像スリーブ７との間には、トナー供給用の電場と、トナー回収用の電場とが形成されるが、現像スリーブ７に二つの異なる導電部１４・１５を設ける構成により、両電場の大きさを独立に設定することが可能である。そして、現像器２が適用される画像形成装置１では、現像スリーブ７によって、トナー供給に加えてトナー回収も確実に行われる。つまり、別設のクリーニング手段を不要としたクリーナレスシステムが、画像形成装置１に実現されている。
以下で、このクリーナレスシステムを実現する構成を、詳しく説明する。
【００２８】
現像スリーブ７の構成について説明する。
図２、図３に示すように、現像スリーブ７には、周方向に沿って二つの導電部１４・１５が設けられている。一つの導電部は供給側導電部１４であり、もう一つの導電部は回収側導電部１５である。両導電部１４・１５は、現像スリーブ７の軸方向に沿って形成されており、軸方向における両導電部１４・１５の断面形状は常に同一である。つまり、現像スリーブ７は、二つの円弧状部材を合わせた構成となっている。
また、両導電部１４・１５は、互いに電気的に絶縁されるように構成されており、両導電部１４・１５に、後述の印加回路１２・１３により、独立したバイアス電圧を印加することが可能である。
【００２９】
画像形成装置１における現像スリーブ７の配置構成ついて説明する。
現像スリーブ７の姿勢は、供給側導電部１４と回収側導電部１５との境界Ｂが、感光体３１の表面に最も近接して対向するように、設定されている。
ここで、感光体ドラム３の回転方向を基準とすると、境界Ｂの上流側には回収側導電部１５が位置し、境界Ｂの下流側には供給側導電部１４が位置するように、現像スリーブ７の姿勢が設定されている。
そして、感光体３１上のトナーが、まず、後述の電場（回収側電場Ｄｃ）を介して、境界Ｂの上流側に位置する回収側導電部１５で回収される。その後、感光体３１上に、後述の電場（供給用電場Ｄｓ）を介して、境界Ｂの下流側に位置する供給側導電部１４上のトナーが供給される。
【００３０】
なお、ここで、境界Ｂの上流側および下流側とする導電部は、境界Ｂより最も近い位置の導電部としている。
例えば、供給側導電部１４は、本実施の形態では、全円に近い円弧状部となっているため、境界Ｂの上流側にも位置するが、この部分は除外する。つまり、境界Ｂの上流側に位置する導電部としては、境界Ｂに最も近くで上流側に位置する回収側導電部１５とする。
【００３１】
また、前記上流側および下流側の定義は、感光体３１の回転方向に対するものであって、マグネットローラ６の回転方向に対するものではない。本実施の形態では、マグネットローラ６の回転方向（図２中右回り）は、感光体ドラム３の回転方向Ａ（図２中右回り）と同じ方向となっている。つまり、マグネットローラ６と感光体ドラム３とは、両回転体の対向側では、逆方向の回転となっている。
また、上流側および下流側の区別において、本実施の形態では、感光体３１をドラム状の感光体ドラム３に設ける構成であるため、感光体ドラム３の回転方向を基準としている。例えば、ベルト状、シート状とした場合を含めて一般化すると、感光体３１の移動方向を基準として（回転方向ではなく）、上流側および下流側の区別を行うことが適切である。
【００３２】
感光体３１と現像スリーブ７との間に形成される電場について説明する。
図２に示すように、感光体３１には、バイアス電圧の印加手段として、感光体印加回路１１と、帯電器３３とが付設されている。そして、感光体印加回路１１で設定されたバイアス電圧が、感光体ドラム３に非接触の帯電器３３を介して、感光体３１に印加される。このバイアス電圧の印加による感光体３１の電位を感光体電位Ｖｐとする。
また、現像スリーブ７には、バイアス電圧の印加手段として、供給側印加回路１２および回収側印加回路１３が付設されている。供給側印加回路１２は供給側導電部１４にバイアス電圧を印加する回路であり、回収側印加回路１３は回収側導電部１５にバイアス電圧を印加する回路である。これらの電圧印加による供給側導電部１４の電位を供給側電位Ｖｓとし、同じく回収側導電部１５の電位を回収側電位Ｖｃとする。
【００３３】
ここで、本実施の形態では、感光体３１に、＋８００Ｖ（ボルト）のバイアス電圧が印加される。また、供給側導電部１４には＋５００Ｖのバイアス電圧が印加され、回収側導電部１５には＋２００Ｖのバイアス電圧が印加される。
なお、感光体３１において、ＬＥＤ３５の光照射を受けた露光部分３１ａは、光導電性のため帯電量が低下して、＋１００Ｖにまで電位（露光部分電位Ｖｅ）が低下する。
【００３４】
供給側導電部１４と、感光体３１の露光部分３１ａとの間には、４００Ｖ（５００Ｖ−１００Ｖ）の電位差が生じており、この間に、現像スリーブ７から感光体ドラム３へと向く供給側電場Ｄｓが、形成される。供給側電場Ｄｓに沿って、現像スリーブ７上のトナーが、感光体３１の露光部分３１ａに飛び移って供給される。
また、回収側導電部１５と、感光体３１の非露光部分との間には、６００Ｖ（８００Ｖ−２００Ｖ）の電位差が生じており、この間に、感光体ドラム３から現像スリーブ７へと向く回収側電場Ｄｃが、形成される。回収側電場Ｄｃに沿って、感光体３１上の不要トナーが、現像スリーブ７に飛び移ってトナーが回収される。
【００３５】
一方、従来のように、現像スリーブが単一の導電部のみを備える構成の場合は、トナー供給に関わる電場（前記供給側電場Ｄｓに相当）と、トナー回収に関わる電場（前記回収側電場Ｄｃに相当）とは、次のように設定される。
例えば、前記画像形成装置１と同様に、感光体電位Ｖｐは＋８００Ｖ、露光部分電位Ｖｅを＋１００Ｖとし、現像スリーブに備える単一の導電部の電位を＋４００Ｖとする。このとき、トナー供給に関わる電位差は３００Ｖ（８００Ｖ−１００Ｖ）であり、トナー回収に関わる電位差は４００Ｖ（８００Ｖ−４００Ｖ）となる。ここで、単一の導電部の電位を高めると、トナー回収に関わる電位差が小さくなり、単一の導電部の電位を低くすると、トナー供給に関わる電位差が小さくなって、双方の電位差（電場）を同時に大きく設定することはできない。
これに対して、画像形成装置１においては、複数の導電部を備える現像スリーブ７が適用されているため、供給側電場Ｄｓと回収側電場Ｄｃとを独立に設定することができ、両電場を同時に大きく設定することが可能である。本実施の構成では、トナー供給に関わる電位差は４００Ｖ（５００Ｖ−１００Ｖ）であり、トナー回収に関わる電位差は６００Ｖ（８００Ｖ−２００Ｖ）である。
【００３６】
現像スリーブ７は、第一に、トナーを感光体３１へ供給するための手段として、現像器２に設けられるものである。
このため、感光体３１の露光部分３１ａと、現像スリーブ７の供給側導電部１４との間には、トナー供給が確実に行われるだけの電位差が、確保される必要がある。
この電位差は、露光部分電位Ｖｅと供給側電位Ｖｓとの電位差である。
【００３７】
また、現像スリーブ７は、第二に、感光体３１から不要トナーを回収するための手段として、現像器２に設けられるものである。
つまり、前記第一の要件（トナー供給の確実性）を満たした上で、感光体３１の非露光部分と、現像スリーブ７の回収側導電部との間に、トナー回収が確実に行われるだけの電位差が、確保されることを要する。
この電位差は、感光体電位Ｖｐと回収側電位Ｖｃとの電位差である。
【００３８】
ここで、現像スリーブ７と感光体３１との間における電位差の関係について、まとめる。
トナー供給が適切に行われるためには、露光部分電位３１ａと供給側電位Ｖｓとの電位差が一定量確保されることが必要である。
また、トナー回収が適切に行われるためには、感光体電位Ｖｐと回収側電位Ｖｃとの電位差が、一定以上確保されることが必要である。
ここで、導電部を一つしか備えぬ従来の現像スリーブは、供給側電位Ｖｓと回収側電位Ｖｃとが同一の場合に相当する。つまり、トナー供給に関わる電位差を大きくとれば、トナー回収に関わる電位差が小さくなってしまう関係にある。
一方、本発明のように、互いに電気的に絶縁される導電部１４・１５を現像スリーブ７に備える場合は、供給側電位Ｖｓと回収側電位Ｖｃとを独立に設定でき、トナー供給に関わる電位差とトナー回収に関わる電位差とを、同時に必要量確保することが可能である。
【００３９】
供給側電位Ｖｓと回収側電位Ｖｃとの設定は、具体的には、次のようにして行う。
すなわち、感光体電位Ｖｐと供給側電位Ｖｓとの電位差よりも、感光体電位Ｖｐと回収側電位Ｖｃとの電位差の方が大きくなるように、供給側導電部１４と回収側導電部１５とに印加するバイアス電圧をそれぞれ設定する。
このように設定することで、感光体電位Ｖｐの正負に関わらず、トナー供給に関わる電位差と、トナー回収に関わる電位差とを、同時に大きく確保することができる。そして、トナー供給とトナー回収とが現像スリーブ７により、同時に行われる。
なお、供給側電位Ｖｓは、前記下流側に位置する供給側導電部１４の電位であり、回収側電位Ｖｃは、前記上流側に位置する回収側導電部１５の電位である。
【００４０】
このため、現像スリーブ７から感光体３１へのトナー供給に関わる電位差（ＶｅとＶｓとの電位差）と関わり無く、感光体３１から現像スリーブ７へのトナー回収に関わる電位差（ＶｐとＶｃとの電位差）を、設定できる。したがって、感光体３１と現像スリーブとを非接触式とした構成において、現像に関わるバイアス電圧を高圧化することなく、画像形成装置１に、クリーナレスシステムを実現することができる。
【００４１】
また、前記現像スリーブ７では、周方向に沿って二つの導電部１４・１５が設けられ、この二つの導電部１４・１５により現像スリーブ７の全外周が形成される構成としているが、この構成に限定されるものではない。例えば、次に説明する現像スリーブ２０７のような構成であってもよい。
【００４２】
図４を用いて、第二の実施の形態である現像器２０２について説明する。
現像器２０２には、前記現像器２に設ける現像スリーブ７に代えて、現像スリーブ２０７が、設けられている。ここで、現像器２０２は、現像スリーブ２０７の構成が現像スリーブ７の構成と異なる点を除いて、現像器２と同様の構成である。
【００４３】
現像スリーブ２０７には、周方向に沿って二つの導電部２１４・２１５が設けられると共に、非導電部２１６も設けられている。
一つの導電部は、前記供給側導電部１４に相当する供給側導電部２１４である。また、もう一つの導電部は、前記回収側導電部１５に相当する回収側導電部２１５である。また、非導電部２１６は、導電部２１４・２１５間を接続する部材であり、導電部２１４・２１５と非導電部２１６とを合わせて、マグネットローラ６を囲う筒状部材（すなわち現像スリーブ２０７）が構成される。
両導電部２１４・２１５および非導電部２１６は、現像スリーブ７の軸方向に沿って形成されており、軸方向における両導電部２１４・２１５および非導電部２１６の断面形状は常に同一である。つまり、現像スリーブ２０７は、三つの円弧状部材を合わせた構成となっている。
そして、導電部２１４・２１５と、非導電部２１６とにより、現像スリーブ２０７が構成され、導電部２１４・２１５間は、互いに電気的に絶縁されるように構成されている。
【００４４】
以上のように、現像スリーブの構成としては、現像スリーブに設ける複数の導電部全体で、該現像スリーブの全外周を覆う必要はなく、トナー供給用の導電部とトナー回収用の導電部とが、感光体３１と対向する部分に配置されていれば良い。つまり、第一の実施の形態に関わる現像スリーブ７に限定されるものではなく、第二の実施の形態に関わる現像スリーブ２０７のような構成であってもよい。
【００４５】
以上のように、複数（二つ）の導電部を備え、これらの導電部同士が互いに絶縁される構成の現像スリーブであれば、同一の現像スリーブ上の異なる部分に、異なる電位を設定することが可能である。そして、現像スリーブの各部に、トナー供給に関わる電位とトナー回収に関わる電位とを独立に設定することができる。したがって、このような現像スリーブを現像器に適用することで、その現像器を用いた画像形成装置に、別設のクリーニング手段を不要としたクリーナレスシステムが実現される。
【００４６】
図５を用いて、第三の実施の形態である現像器３０２について説明する。
現像器３０２には、前記現像器２に設ける現像スリーブ７に代えて、現像スリーブ３０７が、設けられている。ここで、現像器３０２は、現像スリーブ３０７の構成が現像スリーブ７の構成と異なる点を除いて、現像器２と同様の構成である。
【００４７】
現像スリーブ３０７の構成について説明する。
現像スリーブ３０７は、導電性を有する筒体３１４と、筒体３１４の外側で、筒体３１４の周方向に沿って設けられる外側導電部３１５と、から構成される。ここで、外側導電部３１５は、筒体３１４に対して電気的に絶縁されている。
【００４８】
現像スリーブ３０７の各部に印加される電位について説明する。
図５に示すように、現像スリーブ３０７には、バイアス電圧の印加手段として、内側印加回路３１２および外側印加回路３１３が付設されている。内側印加回路３１２は筒体３１４にバイアス電圧を印加する回路であり、外側印加回路３１３は外側導電部３１５にバイアス電圧を印加する回路である。
これらの電圧印加による筒体３１４の電位を内側電位Ｖｉとし、同じく回収側導電部１５の電位を外側電位Ｖｏとする。
そして、現像スリーブ３０７の周方向において、筒体３１４が外側導電部３１５に覆われる合成部分Ｃでは、この部分の実質的な電位が、内側電位Ｖｉと外側電位Ｖｏとを合成した電位となっている。
また、合成部分Ｃを除く筒体３１４の部分を単独部分Ｄとすると、単独部分Ｄの電位は内側電位Ｖｉと同じである。
【００４９】
ここで、本実施の形態では、感光体３１に、＋８００Ｖ（ボルト）のバイアス電圧が印加される。加えて、露光部分３１ａの電位は、＋１００Ｖである。
一方、内筒３１４には＋５００Ｖのバイアス電圧が印加され、外側導電部３１５にはー３００Ｖのバイアス電圧が印加される。
そして、合成部分Ｃの電位が、＋２００Ｖ（５００Ｖー３００Ｖ）となっている。また、単独部分Ｄの電位は、＋５００Ｖである。
【００５０】
ここで、現像スリーブ３０７も、前記現像スリーブ７と同様に、画像形成装置１にクリーナレスシステムを実現するための現像スリーブとして、構成されている。
現像スリーブ７には、トナー供給に関わる供給側導電部１４と、トナー回収に関わる回収側導電部１５とが備えられ、両導電部１４・１５に異なる電位が生じるようにバイアス電圧の印加が行われる。
一方、現像スリーブ３０７には、供給側導電部１４に相当するものとして合成部分Ｃが構成され、回収側導電部１５に相当するものとして単独部分Ｄが構成されている。ここで、外側印加回路３１３により外側導電部３１５にバイアス電圧の印加を行うことで、合成部分Ｃと単独部分Ｄとに異なる電位が生じるものである。
【００５１】
また、現像スリーブ３０７の姿勢は、合成部分Ｃと単独部分Ｄとの境界Ｂ３が、感光体３１（感光体ドラム３）と対向するように、設定されている。
ここで、感光体ドラム３の回転方向を基準とすると、境界Ｂ３の上流側には合成部分Ｃが位置し、境界Ｂ３の下流側には単独部分Ｄが位置するように、現像スリーブ３０７の姿勢が設定されている。
そして、感光体３１上のトナーが、まず、境界Ｂ３の上流側に位置する合成部分Ｃで回収される。その後、感光体３１上に、境界Ｂ３の下流側に位置する単独部分Ｄ上のトナーが供給される。
【００５２】
現像スリーブ３０７のように、筒状の導電部（筒体３１４）と、その外側に設ける導電部（外側導電部３１５）とで、複数の導電部を現像スリーブに備える構成としても、前記現像スリーブ７・２０７と同様の効果がある。
つまり、現像スリーブ３０７においても、同一の現像スリーブ３０７上の異なる部分（合成部分Ｃおよび単独部分Ｄ）に、異なる電位を設定することが可能である。そして、現像スリーブ３０７の各部に、トナー供給に関わる電位とトナー回収に関わる電位とを独立に設定することができる。したがって、このような現像スリーブを現像器に適用することで、その現像器を用いた画像形成装置に、別設のクリーニング手段を不要としたクリーナレスシステムが実現される。
【００５３】
なお、本実施の形態では、筒体３１４が外側導電部３１５に覆われる合成部分Ｃを、トナー回収に関わる電位が生じる部分とし、筒体３１４が外側導電部３１５に覆われない単独部分Ｄを、トナー供給に関わる電位が生じる部分としているが、この構成に限定されるものではない。
現像スリーブの構成としては、筒体が外側導電部に覆われる部分を、トナー回収に関わる電位が生じる部分とし、筒体が外側導電部に覆われない部分を、トナー供給に関わる電位が生じる部分としてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１記載の如く、電子写真方式の現像器において、感光体に非接触かつ対向して配置されると共に、回転式のマグネットローラが内部に配置される、固定式の現像スリーブであって、
互いに電気的に絶縁される導電部を周方向に沿って複数設けたので、
同一の現像スリーブ上の異なる部分に、異なる電位を設定することが可能である。そして、現像スリーブの各部に、トナー供給に関わる電位とトナー回収に関わる電位とを独立に設定することができる。したがって、このような現像スリーブを現像器に適用することで、その現像器を用いた画像形成装置に、別設のクリーニング手段を不要としたクリーナレスシステムが実現される。
【００５５】
請求項２記載の如く、電子写真方式の現像器において、感光体に非接触かつ対向して配置されると共に、回転式のマグネットローラが内部に配置される、固定式の現像スリーブであって、
導電性を有する筒体を備えると共に、
該筒体の外側に、筒体の周方向に沿って、筒体から電気的に絶縁される導電部を設けたので、
同一の現像スリーブ上の異なる部分に、異なる電位を設定することが可能である。そして、現像スリーブの各部に、トナー供給に関わる電位とトナー回収に関わる電位とを独立に設定することができる。したがって、このような現像スリーブを現像器に適用することで、その現像器を用いた画像形成装置に、別設のクリーニング手段を不要としたクリーナレスシステムが実現される。
【００５６】
請求項３記載の如く、前記現像スリーブを備える現像器であって、
前記導電部間の境界が感光体表面に最も近接して対向するように現像スリーブの姿勢を設定すると共に、
感光体の移動方向を基準として、前記境界の上流側に位置する導電部と、前記境界の下流側に位置する導電部とに、それぞれバイアス電圧を印加する印加回路を設け、
感光体の非露光部分と下流側導電部との電位差よりも、該非露光部分と上流側導電部との電位差の方が大きくなるように、両導電部に印加するバイアス電圧をそれぞれ設定したので、
現像スリーブから感光体へのトナー供給に関わる電位差と関わり無く、感光体から現像スリーブへのトナー回収に関わる電位差を、設定できる。したがって、感光体と現像スリーブとを非接触式とした構成において、現像に関わるバイアス電圧を高圧化することなく、画像形成装置に、クリーナレスシステムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】現像器２が適用される電子写真方式の画像形成装置１を示す概略構成図。
【図２】第一実施例に関わる現像スリーブ７および感光体ドラム３１を示す概略図。
【図３】第一実施例に関わる現像スリーブ７を示す斜視図。
【図４】第二実施例に関わる現像スリーブ２０７および感光体ドラム３１を示す概略図。
【図５】第三実施例に関わる現像スリーブ３０７および感光体ドラム３１を示す概略図。
【符号の説明】
１  画像形成装置
２  現像器
３  感光体ドラム
６  マグネットローラ
７  現像スリーブ
１２  供給側印加回路
１３  回収側印加回路
１４  供給側導電部
１５  回収側導電部
３１  感光体
Ｖｃ  回収側電位
Ｖｓ  供給側電位
Ｖｐ  感光体電位
Ｖｅ  露光部分電位
Ｄｃ  回収側電場
Ｄｓ  供給側電場
【図１】
2004341162.tif 000003
【図２】
2004341162.tif 000004
【図３】
2004341162.tif 000005
【図４】
2004341162.tif 000006
【図５】
2004341162.tif 000007