(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のバイアス電圧を印加した現像ローラの表面にトナーを担持させ、この現像ローラを像担持体に接触させ且つ回転させることにより像担持体に形成された静電潜像を前記トナーにより現像して可視化する画像形成装置の現像装置において、
前記現像ローラの表面にトナーを供給する所定のバイアス電圧を印加した供給ローラを有し、
前記静電潜像の現像時に、前記現像ローラに印加するバイアス電圧の値を前記現像ローラの初期時とそれ以降とで異なる値に切り替え、
さらに、前記供給ローラ印加するバイアス電圧値を前記現像ローラのバイアス値の切替と同期して異なるバイアス電圧値に切り替えるようにしたことを特徴とする画像形成装置の現像装置。
【請求項２】
所定のバイアス電圧を印加した現像ローラの表面にトナーを担持させ、この現像ローラを像担持体に接触させ且つ回転させることにより像担持体に形成された静電潜像を前記トナーにより現像して可視化する画像形成装置の現像装置において、
前記現像ローラに担持したトナーを所定の厚さの薄層とするために前記現像ローラの表面と接触し且つ回転するように設けた層厚規制ローラを設け、
前記静電潜像の現像時に、前記現像ローラに印加するバイアス電圧の値を前記現像ローラの初期時とそれ以降とで異なる値に切り替え、
さらに、前記層厚規制ローラに印加するバイアス電圧値を前記現像ローラのバイアス電圧値の切替と同期して異なるバイアス電圧値に切り替えるようにしたことを特徴とする画像形成装置の現像装置。
【請求項３】
前記現像ローラに印加するバイアス電圧の値を現像ローラの回転の１回転目と２回転目以降とにおいて切り替えることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置の現像装置。
【請求項４】
前記現像ローラに印加するバイアス電圧値は、前記像担持体の画像部（トナー付着部）の表面電位レベルに対して、切替前のバイアス電圧値が切替後のバイアス電圧値よりも電位差的に離れている値であることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置の現像装置。
【請求項５】
前記静電潜像の現像時に、前記現像ローラに印加するバイアス電圧の値を前記現像ローラの円周長と前記供給ローラの円周長の和に相当する現像ローラの現像開始の回転区間とそれ以降とで異なる値に切り替えることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置の現像装置。
【請求項６】
光導電性を有する像担持体の表面を所定の極性で所定の表面電位となるように帯電する帯電装置と、帯電された像担持体表面に対して光情報を照射して像担持体上に静電潜像を形成する露光装置と、像担持体上にトナーを供給して前記静電潜像をトナーにより現像する現像装置とを有し、
前記現像装置は、表面に前記トナーを担持して前記像担持体に対して接触して回転するように配置された所定のバイアス電圧が印加された現像ローラと、前記現像ローラにトナーを供給する所定のバイアス電圧を印加した供給ローラと、前記現像ローラに担持されたトナーを所定の厚さの薄層とするために前記現像ローラと接触し且つ回転するように設けられた所定のバイアス電圧が印加された層厚規制ローラを有し、
前記静電潜像の現像時に、前記帯電装置による帯電及び露光装置による露光の条件は一定に保ち、前記現像ローラに印加するバイアス電圧の値のみを現像ローラの現像開始の初期時とそれ以降とにおいて異なる値に切り替え、
さらに、前記供給ローラ及び層厚規制ローラへのバイアス電圧値を前記現像ローラのバイアス電圧値の切替と同期して異なるバイアス電圧値に切り替えるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真複写機又は電子写真プリンタなどの電子写真技術を応用した画像形成装置において好適に使用される現像装置に関し、特には、所定のバイアス電圧を印加した弾性の現像ローラを静電潜像を形成した像担持体（例えば感光ドラム、感光ベルト等）に対して接触させながら回転させることにより、像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像して可視化する構成の現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置においては、周知の帯電装置、露光装置などにより、電子写真感光体等の像担持体上に所望のパターンの静電潜像を形成し、この像担持体に対し現像装置によりトナーを供給することにより、静電潜像を現像して可視像を形成する。
【０００３】
かかる現像のために、近年、非磁性絶縁性トナーを用いて現像ローラを像担持体に接触して現像を行う、いわゆるた接触現像方式の現像装置が実用化され脚光を浴びている。例えばこのような現像装置は、像担持体にトナーを供給するための現像剤担持体として、所定のバイアス電圧を印加した導電性又は適度な電気抵抗を有する半導電性の弾性の現像ローラを用い、該ローラの表面に非磁性の絶縁性トナーの薄層を形成した後、該ローラを像担持体表面に適宜な圧力で接触させて現像を行う構成よりなる。かかる接触方式の現像装置は、白黒２値で画像が構成されるようなデジタルプリンタなどにおける現像装置として好ましく使用され、又併せて、現像ローラにより像担持体を摺擦することにより現像と同時にクリーニングを行わさせることができるために、従来の如きクリーナを必要としない、いわゆるクリーナレスの画像形成装置を提供することを可能としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような構成の現像装置を使用した画像形成装置にあっては上述したような利点を有するものの、使用条件及び／又は環境条件等によって、画像の先端側領域に僅かではあるが濃度ムラが生じ、画像の均一性に対して悪作用を生じる場合がある。
【０００５】
この現象は、例えばハーフトーン（中間調）や黒ベタの多い画像を形成すると、画像の先端から特定の長さまでの間に濃度ムラが発生し易くなるもので、種々の実験の結果、この濃度ムラが発生し易い「特定の長さ」が、現像ローラの円周の長さと、現像ローラにトナーを供給する後述する供給ローラの円周の長さ、との和とほぼ等しいことが判明し、このことから、現像開始の初期時においては、現像ローラに付着しているトナーは未だ十分な帯電電荷を有しておらず、又は現像ローラ上のトナー層の厚さが所定値に安定していない場合があり、それが濃度むらの一因ではないかと推量される。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、環境、使用状況等の変更にも関わらず、常にムラのない良好な画像形成が可能な現像装置を提供することを課題とする。又更に、かる好適な現像装置を用いた画像形成装置を提供することを課題とする。
【０００７】
かかる課題を解決するため、請求項１に係る発明は、所定のバイアス電圧を印加した現像ローラの表面にトナーを担持させ、この現像ローラを像担持体に接触させ且つ回転させることにより像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像して可視化する画像形成装置の現像装置において、現像ローラの表面にトナーを供給する所定のバイアス電圧を印加した供給ローラを有し、静電潜像の現像時に、現像ローラに印加するバイアス電圧の値を現像ローラの初期時とそれ以降とで異なる値に切り替え、さらに、供給ローラ印加するバイアス電圧値を現像ローラのバイアス値の切替と同期して異なるバイアス電圧値に切り替えるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、所定のバイアス電圧を印加した現像ローラの表面にトナーを担持させ、この現像ローラを像担持体に接触させ且つ回転させることにより像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像して可視化する画像形成装置の現像装置において、現像ローラに担持したトナーを所定の厚さの薄層とするために現像ローラの表面と接触し且つ回転するように設けた層厚規制ローラを設け、静電潜像の現像時に、現像ローラに印加するバイアス電圧の値を現像ローラの初期時とそれ以降とで異なる値に切り替え、さらに、層厚規制ローラに印加するバイアス電圧値を現像ローラのバイアス電圧値の切替と同期して異なるバイアス電圧値に切り替えるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
又、請求項３に係る発明は、現像ローラに印加するバイアス電圧の値を現像ローラの回転の１回転目と２回転目以降とにおいて切り替えることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、現像ローラに印加するバイアス電圧値は、前記像担持体の画像部（トナー付着部）の表面電位レベルに対して、切替前のバイアス電圧値が切替後のバイアス電圧値よりも電位差的に離れている値であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、静電潜像の現像時に、現像ローラに印加するバイアス電圧の値を現像ローラの円周長と供給ローラの円周長の和に相当する現像ローラの現像開始の回転区間とそれ以降とで異なる値に切り替えることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る発明は、光導電性を有する像担持体の表面を所定の極性で所定の表面電位となるように帯電する帯電装置と、帯電された像担持体表面に対して光情報を照射して像担持体上に静電潜像を形成する露光装置と、像担持体上にトナーを供給して静電潜像をトナーにより現像する現像装置とを有し、現像装置は、表面にトナーを担持して像担持体に対して接触して回転するように配置された所定のバイアス電圧が印加された現像ローラと、現像ローラにトナーを供給する所定のバイアス電圧を印加した供給ローラと、現像ローラに担持されたトナーを所定の厚さの薄層とするために現像ローラと接触し且つ回転するように設けられた所定のバイアス電圧が印加された層厚規制ローラを有し、静電潜像の現像時に、帯電装置による帯電及び露光装置による露光の条件は一定に保ち、現像ローラに印加するバイアス電圧の値のみを現像ローラの現像開始の初期時とそれ以降とにおいて異なる値に切り替え、さらに、供給ローラ及び層厚規制ローラへのバイアス電圧値を現像ローラのバイアス電圧値の切替と同期して異なるバイアス電圧値に切り替えるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
又更に、請求項７に係る発明は、請求項６の発明において、現像装置は更に、現像ローラにトナーを供給するための弾性又はスポンジの所定のバイアス電圧を印加した導電性又は半導電性の供給ローラと、現像ローラに担持されたトナーを所定の厚さの薄層とするために現像ローラと接触し且つ回転するように設けられた所定のバイアス電圧が印加された層厚規制ローラを有し、供給ローラ及び層厚規制ローラへのバイアス電圧値を現像ローラのバイアス電圧値の切替と同期して異なるバイアス電圧値に切り替えるようにしたものである。
【００１４】
請求項８に係る発明は、所定のバイアス電圧を印加した弾性の導電性又は半導電性の現像ローラの表面に、同じくバイアス電圧を印加された供給ローラにより非磁性絶縁性トナーを担持させ、この現像ローラを像担持体に接触させ且つ回転させることにより像担持体に形成された静電潜像を前記トナーにより現像して可視化する画像形成装置の現像装置において、前記静電潜像の現像時に、前記現像ローラに印加するバイアス電圧の値を前記現像ローラの円周長と前記供給ローラの円周長の和に相当する現像ローラの現像開始の回転区間とそれ以降とで異なる値に切り替えることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照として説明する。
図１は、本発明を適用した現像装置の概略側断面図であり、図２は図１の現像装置を組み入れた画像形成装置の概略側断面図である。
【００１６】
図２を参照として、画像形成装置全体の概略説明をする。画像形成装置１は、大概して、その上部位置に位置する画像形成部２と、下部位置に位置する給紙部３とに分けられる。画像形成部２と給紙部３とは、図示例では分離不能の一体の装置として示されているが、画像形成部２と給紙部３とを上下に分離することができる個別のユニットとして構成し、給紙部３を含む下部ユニットの上面に、画像形成部２を含む上部ユニットを載置して、それらを連結する構造としても良い。このような分離可能なタイプのユニット構造とした場合、ユーザーは所望に従い、自身が好む数量のロール紙、例えば図示の装置では３つのロール紙を装填するために３段の給紙トレイを有する給紙部３を示すが、１つ又は２つのロール紙を装填するための１段又は２段の給紙トレイを備えたユニットであっても良く、ユーザーの所望により任意のユニットを選択することができる。
【００１７】
上記のように、図示例では給紙部３は３つのロール紙４，５，６をそれぞれ装填可能に上中下の３段の給紙トレイ７，８，９を有しており、各給紙トレイ７，８，９は、図示しないガイドレールによってその重量を支持されると共に、ガイドレールに沿って装置の手前側、即ち図２で見て左側に向かって装置から引出可能となっている。引き出された給紙トレイ７，８，９の上方は開放されており、ロール紙４，５，６を上方から給紙トレイ７，８，９内に装填し又は取り外して交換することができる。
【００１８】
各給紙トレイ７，８，９には、それらに装填したロール紙４，５，６を適宜なタイミングで次順の場所へと送り出すための給紙ローラ１１，１２，１３が設けられており、給紙時にはオペレータにより選択された給紙ローラ１１，１２，１３のいずれかが付勢されて回転し、当該給紙ローラに銜えられている対応するロール紙を送り出す。給紙ローラ１１，１２，１３により送り出されたロール紙は、共通の搬送路１４を通ってカッター１５を通り、ガイド１６に沿って画像形成部２へと送られる。
【００１９】
カッター１５は、オペレータが指示したサイズに従って適宜なタイミングで作動し、給紙部３から送り出されたロール紙を指定した長さで切断して所望のサイズの転写材を形成する。尚、本明細書においては、ロール状に巻かれた転写材を便宜上「ロール紙」と称するが、紙は普通紙に限定されることなくトレーシングペーパなどその他の材質のものであっても良く、又、紙以外の材質のものであっても良い。尚、以下においては、このようにして切断されたロール紙を便宜状「転写材」と称して説明する。
【００２０】
画像形成部２は、ドラム状の像担持体２１を中心に構成されている。像担持体２１としては、アルミニウム等のドラム状基体の表面に周知の光導電性を有する感光体（例えばフタロシアニン系の有機感光体やアモルファスシリコン感光体など）を備えたものが好適に使用され、図中矢印Ａで示すように反時計方向に回転する。尚、像担持体１としては、図示のようにドラム形状の他、複数の支持ローラによって支持された無端ベルト形状のものであっても良い。
【００２１】
図１に特に示すように、像担持体２１の周囲には、その回転方向Ａ（図１，２で見て反時計方向）に従って、像担持体２１の表面に残留する電荷を消去して像担持体２１の表面を中和するためのイレーサランプ２２、像担持体２１の表面を特定極性に一様に帯電する帯電装置２３（図示例ではスコロトロンを示すが、帯電ローラであっても良い。）、帯電された像担持体２１の表面にデジタル光情報を照射して像担持体２１上に静電パターンからなる静電潜像を形成するＬＥＤヘッド等の露光装置２４、像担持体２１の表面にトナーを供給して前記静電潜像を反転現像、即ちＬＥＤ等により露光された部分にトナーを付着させて像担持体２１上にトナー像を形成する現像装置１００、像担持体２１上に形成されたトナー像を給紙部３から給送されてきた転写材上に転写させるための転写装置２５、転写によりトナーを担持した転写材を像担持体２１から分離する分離装置２６とを含む。尚、転写装置２５、分離装置２６は図示例ではコロナ放電装置からなるが、転写ローラ、除電ブラシ等の手段であっても良い。
【００２２】
像担持体２１から分離された転写材は、図２に示すように、内側から空気吸引された箱体を周環する搬送ベルト２７により支持されながら、次順の定着装置２８へと送られ、そこにおいてトナー像を転写材に定着した後、排出口２９から装置外の排紙トレイ３０へと排出される。これら像担持体２１周りの構成は現像装置１００を除き、周知の構成のものを採択することができる。
【００２３】
再び図１を参照すると、現像装置１００は、非磁性の絶縁性トナーを収容する現像容器１０１と、弾性の導電性又は半導電性の現像ローラ１０２と、現像ローラ１０２に対して適宜な圧力で接触するように配置され、現像ローラ１０２の表面に担持されるトナーの層厚を規制する層厚規制ローラ１０３と、現像ローラ１０２と接触して配置され現像ローラ１０２に現像容器１０１に貯留されているトナーを供給する供給ローラ１０４と、供給ローラ１０４の後方に配置された対のスクリュウ部材１０５，１０６とを備え、現像ローラ１０２、層厚規制ローラ１０３、供給ローラ１０４は、後述するバイアス電源に連結されて、それぞれ所定のバイアス電圧が印加されている。尚、トナーは、この例では反転現像のために、像担持体２１の帯電極性と同極性のトナーが使用される。又、上記例では現像ローラ１０２上のトナー層厚を規制して一様の薄層を形成するための手段として層厚規制ローラを用いたが、ローラ形状に限定されず、ブレードの形状であっても良い。
【００２４】
これら構成について更に詳述する。現像容器１０１内には所定量の非磁性の絶縁性トナーが収容されており、像担持体２１と対向する位置には、像担持体２１の長さとほぼ等しい長さを有し、像担持体２１の軸線と平行する方向に延びている現像ローラ１０２が、現像容器１０１に形成された開口１０７からその周面の一部を像担持体２１側に露出するようにして配置されている。現像容器１０１内のトナーの収容量は、図示していないが、供給ローラ１０４の頭（上端部）が露出する程度の量とされ、常時、現像容器１０１の後壁に設けられたセンサー（図示なし）により監視され、収容量が所定値以下となった時には、現像容器１０１の上方に位置するトナーカートリッジ１０８からトナーを補給すべく信号が発せられる。この信号に基づき、トナーカートリッジ１０８の下端に設けられた供給ローラ１０９が回転し、供給ローラ１０９の下に位置する供給穴１１０からカートリッジ１０８内のトナーを現像容器１０１内へと補給する。
【００２５】
現像容器１内の各構成部品について説明すると、現像ローラ１０２は、ステンレス等の導電性の剛体からなる中心軸１０２ａの周りに弾性の中間層１０２ｂ、次いで弾性の表面層１０２ｃを形成した２層構造よりなり、全体として、電気的に導電性又は半導電性の性質を有する。この弾性層１０２ｂｃ（中間層１０２ｂと表面層１０２ｃを併せて総称する。）に像担持体２１の周面の一部が食い込むようような圧力で像担持体２１と接触している。弾性層１０２ｂｃへの像担持体２１の食い込み量は、限定されるものではないが、弾性層１０２ｂと像担持体２１との接触幅（以下、現像ニップ幅という。）が４mm以上、好ましくは５〜１０mmとなるような量であることが良い。図示のように、現像ローラ１０２は、像担持体２１の回転方向Ａと順方向に、即ち矢示Ｂの時計方向に回転するようになっている。
【００２６】
現像ローラ１０２の中心軸１０２ａは切替スイッチ３０を介してバイアス電源３１又は３２のいずれかに選択的に切り替えられて連結されている。これらバイアス電源３１，３２は、像担持体２１の画像部（画像明部−トナーの付着部。）へのトナーの良好な付着を行わせると共に画像背景部（バックグランド。画像暗部）へのトナーのカブリを防止するのに適したバイアス電圧を提供する。かかるバイアス電圧は、像担持体２１の画像背景部の表面電位レベルよりも絶対値で１００〜５００Ｖ、好ましくは３００〜４００Ｖ低い値に設定されている。又、バイアス電源３１により印加されるバイアス電圧の値は、バイアス電源３２により印加されるバイアス電圧の値よりも、像担持体の画像部の表面電位レベルの値に対して、電位差的に離れている値とされ、好ましくは、１０〜３０Ｖの差を有する。これらバイアス電源３１，３２は後述するようにして、切替スイッチ３０により切り替えられる。尚、後述するが、切替スイッチ３０は、供給ローラ１０２のためのバイアス電圧切替用の切替スイッチ４０及び層厚規制ローラ１０３のためのバイアス電圧切替用の切替スイッチ５０と連動して動作され、制御器７０からの信号に基づき同時に又はほぼ同時にこれら切替スイッチ３０，４０，５０を切り替える。
【００２７】
上記の切替スイッチ３０は、現像ローラ１０２の現像開始の初期時には現像ローラ１０２をバイアス電源３１と、それ以降ではバイアス電源３２と連結するように切り替えられる。ここで、現像開始の初期時とは、像担持体２１上に形成された静電潜像を現像ローラ１０２により現像するときに、現像する画像の先端側位置に前述したようなムラが生じる可能性がある領域に現像ローラ１０２が寄与（現像）している時期をいい、例えば、限定するものではないが好適には、現像ローラの回転の１回転目を「現像開始の初期時」とし、２回転目以降を「それ以降」とすることができ、又は、現像ローラ１０２と後述する供給ローラ１０４との円周長の和に相当する現像ローラの回転区間を「現像開始の初期時」とするようにしても良い。このような回転区間は、エンコーダ等のパルス信号を計測することにより監視することができる。
【００２８】
現像ローラ１０２の中心軸１０２ａの外側に形成されている中間層１０２ｂとその外周に形成されている表面層１０２ｃとは、例えば中間層１０２ｂが比較的高抵抗であり、表面層１０２ｃが相対的に低抵抗であるような体積抵抗値を持つ異なる性質の２層の弾性体により形成される。尚、現像ローラ１０２としては、かかる二層構造に限定されることなく、単層の構造、又は３層以上の構造であっても良い。又、材料としては、中間層１０２ｂとしてＮＢＲゴム（アクリロニトリルブタジエン共重合ゴム）やウレタンゴム、シリコンゴム等の弾性を有するもの（多孔質発泡体を含む）を使用し、表面層１３もウレタンゴムやシリコンゴム等の弾性体で形成したものを使用しても良い。又、単層タイプにおいてはＮＢＲゴム、ウレタンゴム、シリコンゴムなどであっても良い。
【００２９】
現像ローラ１０２の後方に位置する供給ローラ１０４は、現像ローラ１０２の軸線と平行に延びて配置され、その周面の一部は現像ローラ１０２とほぼ全長にわたって接触している。供給ローラ１０４は、例えばカーボン微粉末が混入されたウレタンゴムの発泡体からなり、現像ローラ１０２に対して所定の圧力で接触しながら現像ローラ１０２の回転方向と対向する方向Ｄ、即ち時計方向に回転し、現像容器１０１内のトナーを現像ローラ１０２の周面に供給すると共に、摩擦帯電により現像ローラ１０２に付着するトナーを適度に荷電する。現像ローラ１０２や供給ローラ１０４との摩擦によるトナーの帯電は現像品質に大きく影響し、帯電が不足した場合には、カブリや濃度ムラが発生する。
【００３０】
供給ローラ１０４の中心軸１０４ａは、例えばツェナーダイオード４５を介して切替スイッチ４０に連結され、切替スイッチ４０の切り替えに従ってバイアス電源４１又は４２に連結され、連結された電源による所定の値のバイアス電圧が印可される。かかる供給ローラ１０４へ印可されるバイアス電圧電位は、現像ローラ１０２のバイアス電圧電位よりも絶対値で１００〜２００Ｖ高い電位に設定されており、この電位差によりトナーを供給ローラ１０４から現像ローラ１０２へと移転させる。バイアス電源４１によるバイアス電圧の値とバイアス電源４２によるバイアス電圧の値との差は、現像ローラ１０２のためのバイアス電源３１とバイアス電源３２とのバイアス電圧の値の差とほぼ等しい差となるように設定されており、好ましくはこれらの電圧差は１０〜３０Ｖの差である。これらバイアス電源４１，４２は前述したように制御器７０により現像ローラ１０２のための切替スイッチ３０と同時に又はほぼ同時に動作する切替スイッチ４０により切り替えられる。
【００３１】
供給ローラ１０４の後方に設けられたスクリュウ部材１０５，１０６は、それぞれその中心軸の周りに螺旋状にスクリュウを形成した構成よりなり、仕切板１０７を間にしてそれぞれ現像ローラ１０２の軸線と同じ方向に延びている。スクリュウ部材１０５，１０６は、互いに反する方向に、即ち、スクリュウ部材１０５は、図１で見て紙面の手前側に、又、スクリュウ部材１０５は図１で見て紙面の奥側に向かってトナーを搬送するように作用し、もって、これらスクリュウ部材１０５，１０６の回転により現像容器１０１内のトナーを現像ローラ１０２の軸線と同じ方向で現像ローラ１０２の全長にわたる程度の長さで巡回させる。又同時に、スクリュウ部材１０５は現像容器１０１内のトナーを供給ローラ１０４側に搬送する作用もなす。
【００３２】
供給ローラ１０４により現像ローラ１０２の周面に層状に供給されたトナーは層厚規制ローラ１０３によりその層厚が規制される。層厚規制ローラ１０３は、現像ローラ１０２の回転方向Ｂで見て、現像ニップ区間Ｇ、即ち像担持体２１との接触部の上流位置に配置された導電性又は半導電性のローラからなり、現像ローラ１０２とほぼ同じ長さを有し、現像ローラ１０２の全長にわたって、その周面の一部が現像ローラ１０２の周面に対し所定の圧力で接触しながら回転するように設けられている。図示例では層厚規制ローラ１０３は現像ローラ１０２の斜め後方位置に配置されている。
【００３３】
層厚規制ローラ１０３の中心軸１０３ａは、切替スイッチ５０に連結され、切替スイッチ５０の切り替えに従ってバイアス電源５１又は５２に連結され、連結された電源による所定の値のバイアス電圧が印可される。この層厚規制ローラ１０３に印可されるバイアス電圧は、現像ローラ１０２のバイアス電圧よりも絶対値で３００〜４００Ｖ高い値に設定されている。又、バイアス電源５１によるバイアス電圧値とバイアス電源５２によるバイアス電圧値との差は、現像ローラ１０２のためのバイアス電源３１とバイアス電源３２とのバイアス電圧の値の差とほぼ等しく設定されており、好ましくは、１０〜３０Ｖの差を有する。この値を大きく設定し過ぎると現像ローラ上のトナー層の層厚に影響し、バイアスの切替時に画像に支障を来す。これらバイアス電源５１，５２は前述したように制御器７０により現像ローラ１０２のための切替スイッチ３０と同時に又はほぼ同時に動作する切替スイッチ４０により切り替えられる。
【００３４】
層厚規制ローラ１０３は現像ローラ１０２の回転方向Ｂと対向する方向Ｃ、即ち時計方向に回転し、現像ローラ１０２の表面に付着したトナーの一部をその周面に静電吸着して除去し、現像ローラ１０２の表面のトナー粒径の１〜３倍の厚さからなる薄層を形成する。層厚規制ローラ１０３の周面に吸着したトナーは、層厚規制ローラ１０３の周面と先端が当接するようにして配置された弾性の除去ブレード２１により層厚規制ローラ１０３から除去される。
【００３５】
次に、本発明による現像装置の動作について説明すると、画像形成の開始を指示するための所定の開始信号に基づき、像担持体２１が矢印Ａ方向に回転し、像担持体２１に残留していた残留電荷がイレーサランプ２２の作用によりフリーとされて除去される。次いで像担持体２１は、帯電装置２３によりその表面を特定の極性で一様に帯電される。帯電された像担持体２１の表面は、次いで露光装置２４により光情報の照射が行われて、像担持体２１上に光情報に応じた静電潜像が形成される。この潜像は像担持体２１の回転に従い、現像装置１００の現像ローラ１０２と接触する位置、即ち現像ニップ区間Ｇへと搬送される。
【００３６】
現像装置１００では、像担持体２１の回転とほぼ同時に、現像ローラ１０２、供給ローラ１０４、スクリュウ部材１０５，１０６が図示しない駆動源によりそれぞれの矢印で示した方向に回転し、且つ現像ローラ１０２、供給ローラ１０４及び層厚規制ローラ１０３は、それぞれの切替スイッチ３０、４０，５０が電源３１、４１，５１に連結されており、そのため、それぞれの電源３１，４１，５１から「現像ローラの現像開始の初期時」のための所定のバイアス電圧が印加される。
【００３７】
一方、スクリュウ部材１０５，１０６及び供給ローラ１０４の回転により、現像容器１０１内のトナーが撹拌され且つ現像ローラ１０２側に供給されて現像ローラ１０２上にトナー層が形成される。トナー層は層厚規制ローラ１０３によりトナー粒径の１〜３倍の厚さの均一な薄層となるように規制された後、現像ローラ１０２の回転に伴い現像ニップ区間Ｇへと搬送される。この薄層化されたトナーは現像ニップ区間において像担持体２１の静電潜像に供給され、静電付着することで現像が行われ可視トナー像が形成される。
【００３８】
トナー像は像担持体２１の回転により図示しない転写領域まで搬送され、ここで転写コロナ又は転写ローラ等の転写装置の作用により転写材の背面側からトナーの極性とは反対極性の電界が付与されてトナーの転写材上への転写が行われ、転写されたトナー像は定着装置２８（図２）において転写材上に定着される。
【００３９】
一方、転写材に転写されずに像担持体２１上に残留したトナーは、像担持体２１と共にイレーサランプ２２により全面露光を受けて除電され、次いで、上記した同様に次の作像のための帯電、露光を受け、再び現像ローラ１０２に運ばれる。
現像ローラ１０２は、像担持体２１上に残留しているトナーを現像装置２へと回収するようにクリーニングすると共に、新しいトナーを像担持体２１の表面に供給して次の画像のための潜像を現像する。
【００４０】
【実施例１】
直径５０mm、硬度３５〜４０度、体積固有抵抗約３×１０６Ω・cmの表面粗さ約１０μmの現像ローラ１０２を用い、像担持体２１に対する現像ニップ区間の幅が４．０〜７．０mmとなるように像担持体２１が現像ローラ１０２に食い込むように現像ローラ１０２を配置し、現像ローラ１０２を像担持体２１と順方向に且つ像担持体２１の周速度とほぼ同じ周速度で回転させた。
供給ローラ１０４としては体積固有抵抗１０４〜５Ω・cmのスポンジローラを用いた。静電潜像の現像期間中を通して、常時、現像ローラ１０２に−２５０Ｖ、供給ローラ１０４に−４８０Ｖ、層厚規制ローラ１０３に−３００Ｖのバイアス電圧を印加した。これにより、供給ローラ１０４で現像ローラ１０２の周面に平均粒径１０μmのトナーを塗布し、次いで層厚規制ローラ１０３によりトナーの層厚がトナーの平均粒径の１〜３倍となるように薄層を形成し、暗部電位（非画像部電位）が約７００Ｖ、明部電位（画像部電位）が約−４０Ｖの静電潜像を形成した像担持体２１に現像ローラ１０２を接触させて現像を行い、次いで、周知の装置によりトナー像を転写材に転写し、定着したところ、時として、僅かではあるが、画像の前半領域においてムラが生じるという現象が起こることを確認した。
【００４１】
【実施例２】
次いで、現像ローラ１０２、層厚規制ローラ１０３、供給ローラ１０４への各バイアス電圧値を、現像ローラ１０２の現像開始の初期時と、それ以降とで異なる値に切替えるようにし、その他の条件は実施例１と同じとして実施した。この実施例においては、現像開始の初期時は、像担持体２１に形成する静電潜像部の先縁位置の約５０mm手前を起点としてカウントして、現像ローラ１０２が１周回転する期間と設定し、当該初期時には切替スイッチ３０を介してバイアス電源３１から現像ローラ１０２に−３００Ｖのバイアス電圧を印加し、それ以降、即ち２回転目以降には、切替スイッチ３０をバイアス電源３２に切り替えて現像ローラへのバイアス電圧を−２８０Ｖに切り替えた。同様に、層厚規制ローラ１０３については、切替スイッチ４０の切替により現像開始の初期時には−３２０Ｖのバイアス電圧を、それ以降は−３００Ｖのバイアス電圧とし、又、供給ローラ１０４については、現像開始の初期時には−５００Ｖ、それ以降においては−４８０Ｖのバイアス電圧となるように切り替えた。このようなバイアス切替を行いうことによって形成したトナー画像は、ムラのない良好なものであることが確認された。
【００４２】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、非磁性絶縁性トナーを用いた接触型現像装置において、
常時ムラのない鮮明な画像を形成することができる。また更に、現像ローラ上のトナー層厚を安定することにより現像ローラによる像担持体上のトナーのクリーニングにも良好な影響を与える。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による現像装置の一例を示す概略側断面図である。
【図２】  本発明による現像装置を組み入れた画像形成装置の一例を示す概略側断面図である。
１  画像形成装置
２  画像形成部
３  給紙部
２１  像担持体
３０  切替スイッチ
３１  バイアス電源
３２  バイアス電源
４０  切替スイッチ
４１  バイアス電源
４２  バイアス電源
５０  切替スイッチ
５１  バイアス電源
５２  バイアス電源
７０  バイアス電源
１００  現像装置
１０２  現像ローラ
１０３  層厚規制ローラ
１０４  供給ローラ
１０５  スクリュウ部材
１０６  スクリュウ部材
【図１】
0004819254.tif 000002
【図２】
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