【手続補正書】
【提出日】平成18年11月13日(2006.11.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】        明細書
【発明の名称】    プロセスカートリッジ及び画像形成装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  像担持体と、前記像担持体の面を帯電する帯電手段と、帯電した像担持体の面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像を帯電した現像剤により現像剤像として現像する現像手段と、前記現像剤像を転写材に転写する転写手段と、を有し、前記現像手段が、前記転写手段により前記現像剤像を前記転写材へ転写した後の前記像担持体上の転写残現像剤を回収する像担持体クリーニング手段を兼ねる画像形成装置において、
前記現像手段は、現像剤を担持して前記像担持体との対向部である現像部へ搬送する現像剤担持体と、現像部よりも現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側において、電圧が印加され、現像剤担持体に担持されて現像部に搬送される現像剤を静電潜像を現像する帯電極性に帯電する現像剤帯電手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】  像担持体と、前記像担持体の面を帯電する帯電手段と、帯電した像担持体の面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像を帯電した現像剤により現像剤像として現像する現像手段と、前記現像剤像を転写材に転写する転写手段と、を有し、前記現像手段が、前記転写手段により前記現像剤像を前記転写材へ転写した後の前記像担持体上の転写残現像剤を回収する像担持体クリーニング手段を兼ねる画像形成装置において、
前記現像手段は、現像剤を担持して前記像担持体との対向部である現像部へ搬送する現像剤担持体と、現像部よりも現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側において、電圧が印加され、現像剤担持体に担持されて現像部に搬送される現像剤を静電潜像を現像する帯電極性に帯電する現像剤帯電手段を有すること、前記現像剤の形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１４０であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】  前記像担持体の帯電手段は、像担持体に当接もしくは近接して配設される帯電部材と、該帯電部材に前記像担持体とのニップ部に放電開始電圧以上の直流電圧を印加する帯電電源を有することを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
【請求項４】  前記帯電部材が弾性ローラである特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】  前記像担持体に前記現像手段の前記現像剤担持体が接触し現像部を形成することを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項６】  前記転写材に転写された現像剤像を転写材上に定着する定着手段を備えることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項７】  前記現像剤帯電手段に前記現像剤担持体上の現像剤に対し放電開始電圧以上かつ前記現像剤の帯電電荷と同極性のバイアスを印加することを特徴とする請求項１ないし６の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項８】  前記現像剤帯電手段が前記現像剤担持体上に対する圧接弾性部材であることを特徴とする請求項１ないし７の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項９】  前記現像剤帯電手段は長手方向において前記像担持体の帯電手段の帯電部材より長いことを特徴とする請求項１ないし８の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】  作像プロセス手段を収容し画像形成装置本体に対して着脱自在のプロセスカートリッジであり、少なくとも像担持体と、前記像担持体の面に形成された静電潜像を帯電した現像剤により現像剤像として現像する現像手段が収容されていて、前記現像手段は、現像剤を担持して前記像担持体との対向部である現像部へ搬送する現像剤担持体と、現像部よりも現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側において、電圧が印加され、現像剤担持体に担持されて現像部に搬送される現像剤を静電潜像を現像する帯電極性に帯電する現像剤帯電手段を有すること、前記現像剤の形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１４０であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１１】  前記像担持体に前記現像手段の前記現像剤担持体が接触し現像部を形成することを特徴とする請求項１０に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１２】  前記現像剤帯電手段に前記現像剤担持体上の現像剤に対し放電開始電圧以上かつ前記現像剤の帯電電荷と同極性のバイアスを印加することを特徴とする請求項１０または１１に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１３】  前記現像剤帯電手段が前記現像剤担持体上に対する圧接弾性部材であることを特徴とする請求項１０ないし１２の何れかに記載のプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真感光体・静電記録誘電体等の像担持体上に形成された静電潜像を現像剤（トナー）で可視化する現像装置を有するプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（Ａ）非磁性一成分ＤＣ接触現像
従来、電子写真法としては像担持体として光導電性物質を利用した感光体を用い、該感光体上に種々の作像プロセスにて電気的潜像（静電潜像）を形成し、次いで該潜像をトナーで現像して可視像とし、必要に応じて紙などの転写材にトナー画像を転写した後、熱や圧力等により定着させ、複写物を得るものである。
【０００３】
そして、画像の解像力、鮮明度等の向上が求められている現在、現像装置においては現像剤担持体（現像剤搬送部材）に対するトナーの薄層形成方法及びその装置に関する開発は必須となっており、またこれに対していくつかの方策が提案されている。
【０００４】
その一つに、近年、現像剤担持体として半導電性の現像ローラ、または表面に誘電層を形成した現像ローラを用いて感光体表面層に接触させて現像を行う「非磁性一成分ＤＣ現像方法」が提案されている。
【０００５】
図１０は非磁性一成分ＤＣ現像装置の例の概略構成図である。
【０００６】
１は像担持体としての感光ドラムである。この感光ドラム１は矢印Ａの時計方向に所定の周速度で回転駆動され、その外周面に不図示の作像プロセス手段により静電潜像が形成される。
【０００７】
４は非磁性一成分ＤＣ現像装置である。４ａは現像容器、４ｂ・４ｃ・４ｄははそれぞれこの容器４ａに配設した、現像剤担持体としての現像ローラ、該現像ローラに対する現像剤供給部材としての弾性ローラ、現像剤層厚規制部材としての弾性ブレードである。ｔは現像容器４ａ内に収容した一成分現像剤としての非磁性トナーである。
【０００８】
現像ローラ４ｂは感光ドラム１に当接して、矢印Ｂの反時計方向に回転駆動される。現像ローラ４ｂの感光ドラム１に対する接触部が現像部ｂである。
【０００９】
弾性ローラ４ｃは現像ローラ４ｂに圧接して、矢印Ｄの反時計方向に回転駆動される。
【００１０】
弾性ブレード４ｄは現像ローラ４ｂと弾性ローラ４ｃとの圧接部よりも現像ローラ４ｂの回転方向下流側において現像ローラ４ｂに当接している。
【００１１】
Ｓ２は現像バイアス印加電源であり、現像ローラ４ｂに対して所定の現像ＤＣバイアスを印加する。
【００１２】
弾性ローラ４ｃは現像ローラ４ｂに対してトナーｔを供給する役目をしている。現像ローラ４ｂ上に供給されたトナーは現像ローラ４ｂの回転に伴い搬送され、弾性ブレード４ｄと現像ローラ４ｂの当接部で摩擦により電荷を付与され、薄層化される。薄層化された現像ローラ４ｂ上のトナーは引き続く現像ローラ４ｂの回転で現像部ｂに搬送され、感光ドラム１の静電潜像の現像に供給される。現像部ｂにおいて感光ドラム１の静電潜像の現像に供されず現像ローラ４ｂ上に残存したトナーは引き続く現像ローラ４ｂの回転で現像容器４ａ内に戻し搬送され、現像ローラ４ｂと弾性ローラ４ｃとの当接部において現像ローラ４ｂ上から剥ぎ取られるとともに、そのトナー剥ぎ取りされた現像ローラ４ｂ上には弾性ローラ４ｃで新たなトナーｔが供給される。以上のような作用・動作サイクルが繰り返される。
【００１３】
（Ｂ）クリーナーレスプロセス（クリーナーレスシステム）
転写方式の画像形成装置においては、一般に、転写材に対するトナー像転写後の感光ドラム面の転写残トナーは専用のクリーニング装置（クリーナー）によって除去され、廃トナーとして廃棄用の容器に回収収容されていた。しかし、この廃トナーは環境保護等の面からも出ないことが望ましい。
【００１４】
そこで、近年、上記のような専用のクリーニング装置を具備させたクリーニング工程を省略して、画像形成装置を小型化しかつトナーを廃棄する等のメンテナンスを省略した極めて効率的な画像形成装置を実現するためのクリーナーレスプロセスが提案されている。
【００１５】
該クリーナーレスプロセスにおいては、現像手段によって感光ドラムの露光されて表面電位が減衰した部分にトナーを反転現像によって付着させ、この時同時に非露光部に残留して薄く付着している転写残トナー等の付着物を現像手段によって回収している（現像同時クリーニング）。
【００１６】
すなわち、転写工程で感光ドラムに残留したトナーは、感光ドラムの帯電工程を通過した後、帯電された感光ドラムの表面電位と現像手段の現像バイアスの差によって静電気力で現像手段に回収される。
【００１７】
より詳しくは、上記の現像同時クリーニングは、転写材に対するトナー像転写後に感光ドラム上に残留したトナーを、次工程以降の現像時、即ち引き続き感光ドラムを帯電し、露光して潜像を形成し、該潜像の現像時にかぶり取りバイアス（現像手段に印加する直流電圧と感光ドラムの表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Ｖｂａｃｋ）によって現像手段に回収する方法である。この方法によれば、感光ドラム上の転写残トナーは現像手段に回収されて次工程以降に再用されるため廃トナーをなくし、メンテナンスに手を煩わせることも少なくすることができる。またクリーナーレスであることで画像形成装置内のスペース面での利点も大きく、画像形成装置の小型化やコストダウン等が可能になる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ａ）非磁性一成分ＤＣ接触現像における課題
前述した従来の非磁性一成分ＤＣ接触現像方式では以下の問題があった。すなわち、画像形成を繰り返すことによりトナーの劣化が促進され、正規のトナーと逆極性のトナーが増加する。そしてこのトナーは感光ドラム上の非画像部へ転移してしまう（以下、反転かぶりと呼ぶ）。反転かぶりは転写材に転写されにくく画像上の影響はすくないが、いたずらにトナーを消費し、現像装置に収容したトナー充填量に対する印字可能枚数の低下を招き、現像装置の高寿命化を実現できない。
【００１９】
また、従来のＤＣ接触現像は図１１に示すようにトナーの帯電電荷量が適正範囲（｜３５｜〜｜８０｜μＣ／ｇ）であればライン画像とソリッド画像のトナー高さが同等に制御でき、ライン画像において必要最小限なトナー高さに制御できる。ラインのトナー高さが大きくなる理由として、現像ローラと感光ドラムの当接部の下流領域（現像ローラと感光ドラムが離間している）で現像可能になると現像ローラ上トナーがはき寄せられラインのトナー高さが大きくなると考えられる。現像ローラ上トナーの帯電電荷量が大きくなると鏡映力による現像ローラ上トナーの担持力が大きくなり、はき寄せられ現像は起きない。よって、飛び散りのないシャープなライン、ドットが再現可能になる。しかし、トナー劣化による現像ローラ上のトナー帯電電荷量の低下はライン画像のトナー高さを増大させトナーの消費量が増加することは当然として、ラインの飛び散り、ドットのつぶれなどの画質低下を招く。
【００２０】
本発明の目的としては、反転かぶりの低減により、トナー消費量を低減し、現像装置の高寿命かつ低ランニングコスト対応を可能にし、かつ、トナーの帯電電荷量を適性に保つことにより飛び散りのないシャープなライン、ドットを再現することである。
【００２１】
ｂ）クリーナーレスプロセスにおける課題
前述したように、現像手段をクリーニング手段に兼用させて、帯電された感光ドラムの表面電位と現像バイアスの差によって感光ドラム上の転写残トナーを回収して効果的にクリーナーレスプロセスを実行させるには、転写で正極に反転したトナーを元の負極性に戻す必要があるが、感光ドラムの帯電手段として該感光ドラムに帯電部材を当接させて直流電圧を印加して感光ドラム面を帯電させる方法では、実験によれば、感光ドラム面上の転写残トナ一等付着物の量を０．０３ｍｇ／ｃｍ２以下に制御しなければ、帯電部材が転写残トナー等付着物に汚染され感光ドラムおよび転写残トナー等付着物に電荷を付与することはできない。
【００２２】
感光ドラム上の転写残トナー等付着物は大きく分けて以下の２種に大別できる。
【００２３】
１．感光ドラム上の静電潜像の画像部が現像されたトナー像が転写材に転写された後
の転写残トナー
２．現像時に充分電荷付与されなかったトナーが感光ドラム上の静電潜像の非画像部
に付着する反転トナー（反転かぶり）
転写残トナー等付着物が多い場合、これに充分に電荷を付与するためにはローラ、ブラシ等の補助部材により転写残トナーを感光ドラム面からー時回収して充分に電荷を付与し、それを再び感光ドラム面に吐き出させるなどの複雑なシーケンス等で対応しなければならなかった。
【００２４】
そこで本発明は、クリーナーレスプロセスの画像形成装置について、像担持体面の転写残トナー等付着物の大半を占める、現像時に充分電荷付与されなかったトナーが静電潜像の非画像部に付着する反転トナー（反転かぶり）の量を大幅に低減させることで像担持体面の転写残トナー等付着物の総量を大幅に低減化して帯電部材の転写残トナー等付着物に汚染を防止し、これにより長期安定に像担持体および転写残トナー等付着物に充分な電荷を付与することを可能にする、即ち、クリーナーレスプロセスを常に効果的に長期安定に持続させることを目的とする。
【００２５】
また、帯電領域全体にわたり帯電部材が転写残トナー等付着物に汚染されることがなく、長期安定に像担持体および転写残トナー等付着物に電荷付与することを可能にすることを目的とする。
【００２６】
さらに、現像手段の現像剤担持体上の現像剤層の充填状態を安定化し、放電による電荷付与を確実に行うことを目的とする。
【００２７】
またさらに、ユーザーフレンドリーな取り扱いに優れた構成にすることを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の手段構成を特徴とする、プロセスカートリッジ及び画像形成装置である。
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【００４３】
【００４４】
【００４５】
下記（１）〜（１３）に記載した、画像形成装置及びプロセスカートリッジの構成は前述のクリーナーレスプロセスの課題を解決するものである。
【００４６】
（１）像担持体と、前記像担持体の面を帯電する帯電手段と、帯電した像担持体の面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像を帯電した現像剤により現像剤像として現像する現像手段と、前記現像剤像を転写材に転写する転写手段と、を有し、前記現像手段が、前記転写手段により前記現像剤像を前記転写材へ転写した後の前記像担持体上の転写残現像剤を回収する像担持体クリーニング手段を兼ねる画像形成装置において、前記現像手段は、現像剤を担持して前記像担持体との対向部である現像部へ搬送する現像剤担持体と、現像部よりも現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側において、電圧が印加され、現像剤担持体に担持されて現像部に搬送される現像剤を静電潜像を現像する帯電極性に帯電する現像剤帯電手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【００４７】
（２）像担持体と、前記像担持体の面を帯電する帯電手段と、帯電した像担持体の面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像を帯電した現像剤により現像剤像として現像する現像手段と、前記現像剤像を転写材に転写する転写手段と、を有し、前記現像手段が、前記転写手段により前記現像剤像を前記転写材へ転写した後の前記像担持体上の転写残現像剤を回収する像担持体クリーニング手段を兼ねる画像形成装置において、前記現像手段は、現像剤を担持して前記像担持体との対向部である現像部へ搬送する現像剤担持体と、現像部よりも現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側において、電圧が印加され、現像剤担持体に担持されて現像部に搬送される現像剤を静電潜像を現像する帯電極性に帯電する現像剤帯電手段を有すること、前記現像剤の形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１４０であることを特徴とする画像形成装置。
【００４８】
（３）前記像担持体の帯電手段は、像担持体に当接もしくは近接して配設される帯電部材と、該帯電部材に前記像担持体とのニップ部に放電開始電圧以上の直流電圧を印加する帯電電源を有することを特徴とする（１）または（２）に記載の画像形成装置。
【００４９】
（４）前記帯電部材が弾性ローラである特徴とする（３）に記載の画像形成装置。
【００５０】
（５）前記像担持体に前記現像手段の前記現像剤担持体が接触し現像部を形成することを特徴とする（１）ないし（４）の何れかに記載の画像形成装置。
【００５１】
（６）前記転写材に転写された現像剤像を転写材上に定着する定着手段を備えることを特徴とする（１）ないし（５）の何れかに記載の画像形成装置。
【００５２】
（７）前記現像剤帯電手段に前記現像剤担持体上の現像剤に対し放電開始電圧以上かつ前記現像剤の帯電電荷と同極性のバイアスを印加することを特徴とする（１）ないし（６）の何れかに記載の画像形成装置。
【００５３】
（８）前記現像剤帯電手段が前記現像剤担持体上に対する圧接弾性部材であることを特徴とする（１）ないし（７）の何れかに記載の画像形成装置。
【００５４】
（９）前記現像剤帯電手段は長手方向において前記像担持体の帯電手段の帯電部材より長いことを特徴とする（１）ないし（８）の何れかに記載の画像形成装置。
【００５５】
【００５６】
（１０）作像プロセス手段を収容し画像形成装置本体に対して着脱自在のプロセスカートリッジであり、少なくとも像担持体と、前記像担持体の面に形成された静電潜像を帯電した現像剤により現像剤像として現像する現像手段が収容されていて、前記現像手段は、現像剤を担持して前記像担持体との対向部である現像部へ搬送する現像剤担持体と、現像部よりも現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側において、電圧が印加され、現像剤担持体に担持されて現像部に搬送される現像剤を静電潜像を現像する帯電極性に帯電する現像剤帯電手段を有すること、前記現像剤の形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１４０であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【００５７】
（１１）前記像担持体に前記現像手段の前記現像剤担持体が接触し現像部を形成することを特徴とする（１０）に記載のプロセスカートリッジ。
【００５８】
（１２）前記現像剤帯電手段に前記現像剤担持体上の現像剤に対し放電開始電圧以上かつ前記現像剤の帯電電荷と同極性のバイアスを印加することを特徴とする（１０）または（１１）に記載のプロセスカートリッジ。
【００５９】
（１３）前記現像剤帯電手段が前記現像剤担持体上に対する圧接弾性部材であることを特徴とする（１０）ないし（１１）の何れかに記載のプロセスカートリッジ。
【００６０】
即ち、現像剤帯電手段により、現像剤担持体に担持されて現像部に搬送される現像剤（トナー）が静電潜像を現像する帯電極性に十分に帯電処理される。これにより、現像時に充分電荷付与されないで静電潜像の非画像部に付着する帯電極性が反転した現像剤（反転かぶり）の量自体を大幅に低減化することができ、転写後の像担持体面の転写残現像剤等付着物の総量を０．０３ｍｇ／ｃｍ２以下に制御することが可能となる。
【００６１】
さらには、現像剤として、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０であり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１４０である、転写性に優れる球形現像剤を用いることで、静電潜像の画像部が現像された現像剤像が転写材に転写された後の転写残現像剤の量自体も少なくすることができ、上記の効果と相まっても転写後の像担持体面の転写残現像剤等付着物の総量を０．０３ｍｇ／ｃｍ２以下に制御することが可能となる。また、現像剤層の充填状態を安定化し、放電による電荷付与を確実に行い反転現像剤を低減する効果がある。
【００６２】
かくして、クリーナーレスプロセスの画像形成装置について、像担持体面の転写残トナー等付着物の大半を占める、現像時に充分電荷付与されなかったトナーが静電潜像の非画像部に付着する反転トナー（反転かぶり）の量を大幅に低減させることで像担持体面の転写残トナー等付着物の総量を大幅に低減化して帯電部材の転写残トナー等付着物に汚染を防止し、これにより長期安定に像担持体および転写残トナー等付着物に充分な電荷を付与することを可能にする、即ち、クリーナーレスプロセスを常に効果的に長期安定に持続させることができる。
【００６３】
【発明の実施の形態】
〈実施例１〉（図１〜図６）
本実施例は請求項１〜８に記載した、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置についてのものである。
【００６４】
（１）画像形成装置例
図１は本発明にしたがう画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は、電子写真プロセス利用、転写式、反転現像式、プロセスカートリッジ式のレーザープリンタである。
【００６５】
１は像担持体としての、φ３０の回転ドラム型の電子写真感光体（感光ドラム）であり、矢印Ａの時計方向にプロセススピード（周速度）１ｒｐｓ（９４．２ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動される。
【００６６】
２は感光ドラム１の帯電手段としての帯電ローラである。この帯電ローラ２は導電性の弾性ローラであり、感光ドラム１に所定の押圧力で圧接させて感光ドラム１との間に帯電部ａを形成させてある。本例ではこの帯電ローラ２は感光ドラム１の回転に従動して回転する。
【００６７】
Ｓ１は帯電ローラ２に帯電バイアスを印加する帯電電源である。本例ではこの帯電電源Ｓ１から帯電ローラ２との間のニップ部に放電開始電圧以上の直流電圧を印加する。具体的には帯電バイアスとして−１３００Ｖの直流電圧を印加して、感光ドラム１面を帯電電位（暗部電位）−７００Ｖに一様に接触帯電させている。
【００６８】
３は感光ドラム１に静電潜像を書き込む潜像形成手段としての露光ユニットであり、本例はレーザースキャナである。レーザースキャナは画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応してオン・オフ変調されたレーザー光Ｌを出力して回転感光ドラム１の一様帯電処理面を走査露光する。感光ドラム１の一様帯電処理面をレーザー光で全面露光した場合、感光ドラム面の電位が−１５０Ｖになるようにレーザーパワーは調整されている。
【００６９】
これにより、回転感光ドラム１の一様帯電処理面のレーザー光Ｌによる走査露光部の電位がに減衰して、暗部電位との静電コントラストにより感光ドラム１面に画像情報の静電潜像が形成されていく。
【００７０】
４は非磁性一成分接触現像方式の反転現像装置である。感光ドラム１面に形成された静電潜像は現像部ｂにおいて反転現像剤としてのマイナスの帯電極性のトナーｔ（ネガトナー）で反転現像される。即ちネガトナーが静電潜像の画像部（露光部）に付着して静電潜像が順次に反転現像される。この現像装置４については次の（２）項で詳述する。
【００７１】
５は転写手段としての転写ローラである。この転写ローラ５は導電性の弾性ローラであり、感光ドラム１に所定の押圧力で圧接させて感光ドラム１との間に転写部ｃを形成させてある。この転写ローラ５は感光ドラム１の周速度とほぼ同じ周速度で感光ドラム１の回転に順方向に回転駆動される。
【００７２】
Ｓ３は転写ローラ５に転写バイアスを印加する転写電源である。本例ではこの転写電源Ｓ３から転写ローラ５にトナーｔの帯電極性であるマイナスとは逆極性であるプラスの転写バイアスを印加する。
【００７３】
そして回転感光ドラム１面のトナー像は転写部ｃにおいてこの転写部ｃに給紙部９から適切なタイミングで給紙導入された記録媒体である転写材Ｐに対して順次に静電転写される。転写材Ｐは転写部ｃを挟持搬送される。転写ローラ５に対する転写バイアスの印加は転写材Ｐが転写部ｃを通過している間行なわれる。
【００７４】
転写部ｃを出た転写材Ｐは感光ドラム１面から順次に分離されて、定着装置６に導入されてトナー像の定着処理を受けて画像形成物として排紙される。
【００７５】
また、転写部ｃにおいて転写材Ｐに転写されないで感光ドラム１面に残留した転写残トナーはクリーニング装置７に持ち運ばれて、感光ドラム１面に当接しているクリーニングブレード７ａにより感光ドラム１面から掻き取られて廃トナー容器７ｂに収納される。クリーニングされた感光ドラム１は繰り返して作像に供される。
【００７６】
本例のプリンタは、感光ドラム１、接触帯電部材としての帯電ローラ２、現像装置４、クリーニング装置７の４つのプロセス機器を一括してプリンタ本体に対して着脱交換自在のプロセスカートリッジ１０としてある。
【００７７】
プロセスカートリッジは像担持体と、その他に帯電手段・現像現像手段等の少なくとも１つのプロセス機器とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。プロセスカートリッジ方式はユーザーフレンドリーな取り扱いに優れた構成にすることができる。
【００７８】
（２）現像装置４
図２は現像装置４部分の拡大図である。前述した図１０の非磁性一成分接触現像装置と共通する構成部材・部分は同一の符号を付してある。
【００７９】
ａ）現像ローラ４ｂ
現像剤担持体（現像剤搬送部材）としての現像ローラ４ｂは、現像容器４ａ内の長手方向に延在する開口部に位置し感光ドラム１と対向設置され、感光ドラム１と当接幅を持って矢印Ｂの反時計方向に回転し接触している。現像ローラ４ｂは上記開口部にてほぼ下側半周面を現像容器４ａ内に突入させ、ほぼ上側半周面を現像容器４ａ外に露出させて横設させている。その現像容器４ａ外に露出した現像ローラ４ｂの面が感光ドラム１に接触して対向している。
【００８０】
現像ローラ４ｂの表面はトナーｔとの摺擦確立を高くし、かつトナーｔの搬送を良好に行なうための適度な凹凸を有している。
【００８１】
本実施例においては、現像ローラ４ｂは、直径１６ｍｍ、長さ２４０ｍｍｍ、肉厚４ｍｍのシリコンゴム層上にアクリル・ウレタン系材料をコートした、ローラ抵抗１０４〜１０６Ω、表面粗さＲｚ０．５〜０．９μｍ、アスカーＣ硬度４５°（加重９．８Ｎ（１ｋｇ））のものである。また感光ドラム１とは圧接し、現像ローラ４ｂの対感光ドラム１侵入量は７０μｍとし、感光ドラム１の周速９４．２ｍｍ／ｓに対して周速１７０ｍｍ／ｓで回転させている。
【００８２】
ここで、抵抗値の測定は、直径３０ｍｍのアルミローラ（アルミ素管）と現像ローラ４ｂを当接荷重４．９Ｎ（５００ｇＦ）で長手全域当接させ、アルミローラを０．５ｒｐｓで回転させる。次に現像ローラに４００Ｖの直流電圧を印加する。アース側に１０ＫΩの抵抗を配置し、その両端の電圧を測定し、電流を算出し、現像ローラ４ｂの抵抗を算出する。
【００８３】
現像ローラ４ｂには現像バイアス印加電源Ｓ２から所定の現像ＤＣバイアスが印加される。
【００８４】
ｂ）弾性ローラ４ｃ
上記の現像ローラ４ｂにトナーｔを供給する弾性ローラ４ｃは、構造としては、発泡骨格状スポンジ構造や、芯金上にレーヨン・ナイロン等の繊維を植毛したファーブラシ構造のものが現像ローラ４ｂに対するトナー供給及び現像部ｂから戻し搬送された現像に供されなかった未現像トナーの剥ぎ取りの点から好ましい。本実施例においては、芯金上にポリウレタンフォームを設けた直径１６ｍｍのものを用いた。
【００８５】
この弾性ローラ４ｃの現像ローラ４ｂに対する当接幅としては１〜６ｍｍが有効で、また現像ローラ４ｂに対してその当接部において相対速度をもたせることが好ましく、本実施例においては、当接幅を４ｍｍに設定し、弾性ローラ４ｃの周速として現像動作時に８０ｍｍ／ｓとなるように不図示の駆動手段により所定タイミングで矢印Ｃ方向に回転駆動させている。
【００８６】
ｃ）弾性ブレード４ｄ
現像剤層厚規制部材としての弾性ブレード４ｄは、ブレード支持板金に支持させ、自由端側の先端近傍を、現像部ｂよりも現像ローラ回転方向上流側で、現像ローラ４ｂと弾性ローラ４ｃの当接部よりも現像ローラ回転方向下流側の現像ローラ外周面部分に面接触にて当接させて設けてある。
【００８７】
この弾性ブレード４ｄの構造はシリコン・ウレタン等のゴム材料か、バネ弾性を有するＳＵＳまたはリン青銅の金属薄板を基体とし現像ローラ４ｂへの当接面側にゴム材料を接着したもの等からなっている。
【００８８】
また、現像ローラ４ｂへの当接方向としては、当接部に対して先端側が現像ローラ４ｂの回転方向上流側に位置するいわゆるカウンター方向になっている。
【００８９】
本実施例において、弾性ブレード４ｄは、厚さ１．０ｍｍの板状のウレタンゴムをブレード支持板金に接着した構成になっている。また、現像ローラ４ｂに対する当接圧は、２．４５×１０−２〜３．３４×１０−２Ｎ／ｃｍ（２５〜３５ｇ／ｃｍ：線圧の測定は摩擦係数が既知の金属薄板を３枚当接部に挿入し、中央の一枚をばねばかりで引き抜いた値から換算した）に設定した。
【００９０】
ｄ）トナーｔ
トナーｔは非磁性一成分現像剤であり、転写性にすぐれ、かつ転写されずに感光ドラム１上に残存した転写残トナーをブレード・ファーブラシ等のクリーニング手段７によってクリーニングする際に潤滑性が高いことから感光ドラム１の磨耗の少ないなどの利点を有するトナー、すなわちトナーとして球形でありかつ表面が平滑であるものを用いている。
【００９１】
具体的には、トナー体積抵抗値としては１０１４Ω以上であり、形状係数として、ＳＦ−１が１００〜１８０であり、ＳＦ−２が１００〜１４０であるものをもちいている。
【００９２】
トナー体積抵抗値の測定条件は測定電極板面積φ６ｍｍ、０．２３８ｃｍ２、圧力：１５００ｇの錘を用い、９８０／ｃｍ２の圧力（９６．１ｋＰａ）、測定時粉体層厚：０．５〜１．０ｍｍ、４００Ｖの直流電圧を印加し微小電流計（ＹＨＰ４１４０ｐＡ  ＭＥＴＥＲ／ＤＣ  ＶＯＬＴＡＧＥ  ＳＯＵＣＥ）で電流量を測定し、抵抗値より体積抵抗値（比抵抗）を算出する。
【００９３】
また、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２は、日立製作所ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用いトナー像を無作為に１００個サンプリングし、その画像情報にインターフェイスを介してニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入し解析を行い下式より算出し得られた値を定義している。
【００９４】
ＳＦ−１＝（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡｘπ／４×１００
ＳＦ−２＝（ＰＥＲｌ）２／ＡＲＥＡＸπ／４×１００
ＡＲＥＡ：トナー投影面積
ＭＸＬＮＧ：絶対最大長
ＰＥＲｌ：周長
このトナーの形状係数ＳＦ−１は球形度合を示し、１００から大きくなるにつれて球形から徐々に不定形となる。
【００９５】
ＳＦ−２は凹凸度合を示し、１００から大きくなるにつれてトナー表面の凹凸が顕著になる。
【００９６】
トナーの製造方法としては、上記形状係数の範囲内になればいわゆる粉砕方法による製造方法の他に、特開昭３６−１０２３１号公報、特開昭５９−５３８５６号公報に述べられている懸濁重合方法を用いて直接トナーを生成する方法や、単量体には可溶で得られる重合体が不溶な水系有機溶剤を用い直接トナーを生成する分散重合方法又は水溶性極性重合開始剤存在下で直接重合しトナーを生成するソープフリー重合方法に代表される乳化重合方法等を用いてトナーを製造することは可能である。
【００９７】
本実施例においては、トナーの形状係数ＳＦ−１を１００〜１８０に、ＳＦ−２を１００〜１４０に容易にコントロールでき、比較的容易に粒度分布がシャープで４〜８μｍ粒径の微粒子トナーが得られる常圧下での、または加圧下での懸濁重合方法を用い、モノマーとしてスチレンとｎ−ブチルアクリレート、荷電制御剤としてサリチル酸金属化合物、極性レジンとして飽和ポリエステル、さらに着色剤を加え、重量平均粒径７μｍの着色懸濁粒子を製造した。
【００９８】
そして、これに疎水性シリカを１．５ｗｔ％外添することによって、前述したような転写性に優れ、感光ドラム１のクリーニング時における磨耗の少ない負極性のトナーｔを製造した。
【００９９】
ｅ）現像剤帯電部材４ｅとその効果
４ｅは現像剤帯電部材としてのトナー帯電ローラであり、現像部ｂよりも現像ローラ回転方向上流側で、現像ローラ４ｂと弾性ブレード４ｄとの当接部よりも現像ローラ回転方向下流側の現像ローラ外周面部分に不図示の押圧手段により当接させて設けてある。
【０１００】
このトナー帯電ローラ４ｅは現像ローラ４ｂの回転に従動して回転する。または現像ローラ４ｂの回転に順方向に同速に駆動回転される。
【０１０１】
本実施例におけるトナー帯電ローラ４ｅは、直径７ｍｍのゴムローラ（弾性ローラ）であり、現像ローラ４ｂ上の当接荷重は０．９８×１０−２〜１．９８×１０−２Ｎ（１００〜２００ｇＦ）である。
【０１０２】
このトナー帯電ローラ４ｅにはバイアス印加電源Ｓ４より、現像ローラ４ｂ上のトナーに対し放電開始電圧以上かつトナーｔの帯電極性と同極性の所定のＤＣバイアスが印加される。
【０１０３】
現像容器４ａ内に収容のトナーｔは現像装置の現像動作時に攪拌部材４ｆの矢印Ｄの時計方向への回転駆動に伴い弾性ローラ４ｃの方向に送られる。弾性ローラ近傍のトナーｔは弾性ローラ４ｃが矢印Ｃの反時計方向に回転することにより、現像ローラ近傍に運ばれ、現像ローラ４ｂと弾性ローラ４ｃとの当接部において摺擦されることによって摩擦帯電をうけ、現像ローラ４ｂ上に付着する。その後、現像ローラ４ｂの矢印Ｂの反時計方向の回転に伴い、弾性ブレード４ｄの圧接下に送られ、現像ローラ４ｂ上に薄層形成される。
【０１０４】
本実施例において良好な帯電電荷量として−６０〜−２０μＣ／ｇ、良好なトナーコート量として０．４〜１ｍｇ／ｃｍ２、トナー層厚で１０〜２０μｍが得られるように設定している。
【０１０５】
上記のバイアスを印加したトナー帯電ローラ４ｅは上述した現像ローラ４ｂ上のトナーｔの帯電電荷量を高く維持する働きをする。また現像ローラ４ｂ上のトナー層はトナー帯電ローラ４ｅの当接により細密充填され均一にコートされる。
【０１０６】
トナー帯電ローラ４ｅの当接位置を通った現像ローラ４ｂ上のトナー薄層は引き続く現像ローラ４ｂの回転で現像部ｂに搬送され、感光ドラム１の静電潜像の現像に供給される。現像部ｂにおいて感光ドラム１の静電潜像の現像に供されず現像ローラ４ｂ上に残存したトナーは引き続く現像ローラ４ｂの回転で現像容器４ａ内に戻し搬送され、現像ローラ４ｂと弾性ローラ４ｃとの当接部において現像ローラ４ｂ上から剥ぎ取られるとともに、そのトナー剥ぎ取りされた現像ローラ４ｂ上には弾性ローラ４ｃで新たなトナーｔが供給される。以上のような作用・動作サイクルが繰り返される。
【０１０７】
トナー帯電ローラ４ｅの帯電領域は現像ローラ４ｂの回転方向に対し直角方向において、感光ドラム１の回転方向と直角方向の画像形成域に対応する部分に少なくとも対応することが好ましい。
【０１０８】
すなわち上述したトナーの帯電電荷量を高く維持するためにトナー帯電ローラ４ｅは現像ローラ上に形成される少なくとも画像形成領域全域に当接し、放電によりトナーを帯電する。弾性ブレード４ｄとトナー帯電ローラ４ｅの長手位置関係は現像ローラ４ｂ上の弾性ブレード当接全域を確実に覆うことができるよう配置されるのが好ましい。
【０１０９】
トナーに対する電荷付与の方法について以下に述べる。
【０１１０】
トナー帯電ローラ４ｅの抵抗が１０８Ωである場合、図３のグラフに示すような挙動を示す。
【０１１１】
即ち、トナー表面電位はトナー帯電ローラ４ｅの印加電圧０Ｖにおいても−２０Ｖの表面電位を持つ。これは弾性ブレード４ｄで摩擦帯電を受けたためである。
【０１１２】
この摩擦帯電による表面電位を除外すると図３のグラフに示すようにトナーとの放電開始電圧は−６００Ｖから傾き１で立ち上がっており、感光体に対するＤＣ放電帯電と同様な挙動を示す。トナー帯電ローラ４ｅとトナーｔの放電開始電圧は下記に示す式（１）、（２）の交点で決まる。すなわち、
Ｖｂ＝３１２＋６．２ｇ・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
Ｖｇ＝ｇ（Ｖａ−Ｖｃ）／｛（Ｌｔ／Ｋｔ）＋ｇ｝・・・・（２）
上式において、
ｇ：空間距離
Ｖｂ：ｇ＞８μｍ時のパッシェン則の近似式
Ｖｇ：トナー帯電ローラ、トナー層表面の空隙間電圧
Ｖａ：トナー帯電ローラ印加電圧
Ｖｃ：トナー層表面電位
Ｌｔ：トナー層厚み
Ｋｔ：トナー層比誘電率
である。
【０１１３】
本実施例で使用しているトナーｔは粒度分布に優れ、形状が球形であるため、トナー層中のトナーと空気の割合が一定であり、式（２）中Ｋｔが安定し、安定な放電による電荷付与が行われる。
【０１１４】
トナーの電荷付与には他の方法として注入帯電がある。この場合、トナー帯電ローラ印加電圧とトナー表面電位は図４に示したような挙動になる。
【０１１５】
以上の結果から、本実施例における電荷付与の方法は放電を用いていると考えられる。
【０１１６】
上記実験はトナー帯電ローラ４ｅの長手全域がトナーコート部に当接した場合である。
【０１１７】
次にトナー放電可能な抵抗範囲を調べた。１０７Ω以下の場合、トナー放電可能なトナー帯電ローラ４ｅとトナーコート部間の電圧が得られず、１０１２Ω以上の場合は現像バイアスからトナー帯電ロ一ラ４ｅのバイアスを得る本実施例のような構成では放電開始電圧が大きすぎ適当ではない。
【０１１８】
従って、トナー帯電ローラ４ｅの抵抗の適正範囲は１０８〜１０１１Ωである。
【０１１９】
抵抗測定法は以下の通りである。直径３０ｍｍのアルミローラとトナー帯電ローラ４ｅを当接荷重１．６７Ｎ（１７０ｇＦ）で長手全域当接させ、アルミローラを０．５ｒｐｓで回転させる。次にトナー帯電ローラに−４００Ｖの直流電圧を印加する。アース側に１００ｋΩの抵抗を配置し、その両端の電圧を測定し、電流を算出し、トナー帯電ローラの抵抗を算出する。また、長手方向の長さを２２０ｍｍとした。
【０１２０】
トナー帯電ローラ４ｅと現像ローラ４ｂ間の電圧と現像ローラ４ｂ上のトナー帯電電荷量の関係を図５に示す。
【０１２１】
弾性ブレード４ｄを通過したトナーｔの帯電電荷量が−３０μＣ／ｇの場合、１２００Ｖ以上で−６０μＣ／ｇに飽和する。また、弾性ブレード４ｄを通過したトナーｔのトナーの帯電電荷畳が−６０μＣ／ｇの場合、印加電圧に関係なくトナーの飽和帯電電荷量−６０μＣ／ｇで一定である。
【０１２２】
従って、トナー帯電ローラ４ｅの使用により高温高湿下、低温低湿下のトナーの帯電電荷量が異なるような場合においても高帯電電荷量を維持できる。
【０１２３】
図６にトナー帯電ローラ４ｅの反転かぶりに対する効果を示す。バックコントラスト（暗部電位−現像バイアス）を増加させてもトナー帯電ローラ４ｅの使用時は反転かぶりがないことがわかる。
【０１２４】
かぶりの測定方法は、感光ドラム１上に転移したかぶりトナーを透明基体の粘着テープにて採取し、このサンプルテープと何も付着させていない未使用の粘着テープを基準テープとして白紙上に貼り付け、それぞれの反射率を測定し、基準テープの反射率からサンプルテープの反射率を差し引いてかぶり濃度とした。反射率は東京電色製ＴＣ−６ＤＳで測定した。
【０１２５】
現像ローラ４ｂとトナー帯電ローラ４ｅの電位差を１２００Ｖとすると、現像ローラ４ｂには電源Ｓ２より現像コントラストを確保するため−３００Ｖが印加され、トナー帯電ローラ４ｅには電源Ｓ４から−１５００Ｖ印加される。本条件下においてトナー帯電ローラ４ｅにより帯電されたトナーは−６０μＣ／ｇに揃えられ、一様に感光ドラム１との対向部である現像部ｂへ搬送される。この現像部ｂにおいて、現像ローラ４ｂ上に薄層形成されたトナー層は電源Ｓ２から現像ローラ４ｂへ印加された−３００Ｖの直流電圧によって感光ドラム１上の静電潜像に対応して選択的に感光ドラム１側に移行して静電潜像がトナー像として現像される。
【０１２６】
現像部ｂにおいて消費されなかった未現像トナーは、現像ローラ４ｂの回転とともに現像ローラ４ｂの下部より回収される。この回収された現像ローラ４ｂ上の未現像トナーは弾性ローラ４ｃと現像ローラ４ｂとの当接部において現像ローラ４ｂ表面から剥ぎ取られる。この剥ぎ取られたトナーの大部分は弾性ローラ４ｃの回転に伴い搬送され現像容器４ａ内のトナーｔと混ざりあい、トナーの帯電電荷が分散される。同時に弾性ローラ４ｃの回転により現像ローラ４ｂ上に新たなトナーが供給され前述の作用を繰り返す。
【０１２７】
上述したように、トナー帯電ローラ４ｅを設け、トナーに対し放電開始電圧以上の電圧をトナー帯電口一ラ４ｅに印加することにより、トナーｔを高帯電電荷量に維持し、反転かぶりを低減することができ、トナーの使用効率を大幅にアップさせ、かつライン、ドットの鮮明な画質を得ることができる。
【０１２８】
さらに、本実施例１では、現像装置４は画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジ１０に包含させたが、画像形成装置本体内に固定され、トナーのみを補給するような構成の現像装置として用いてもよく、また現像装置単独で画像形成装置本体に着脱可能な現像カートリッジ（現像ユニット）として用いてもよい。
【０１２９】
〈実施例２〉（図７〜図９）
本実施例は請求項９〜２２に記載した、クリーナーレスプロセスの画像形成装置、及びプロセスカートリッジについてのものである。
【０１３０】
（１）画像形成装置例
図７は本発明にしたがう画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は、電子写真プロセス利用、転写式、反転現像式、クリーナーレス、プロセスカートリッジ式のレーザープリンタである。
【０１３１】
本実施例のレーザープリンタは前記実施例１のプリンタとの対比においてクリーニング装置（７）を具備していないクリーナーレスプロセスのものである点で異なり、その他の装置構成は前記実施例１のプリンタと大方同じである。
【０１３２】
感光ドラム１は矢印の反時計方向にプロセススピード（周速度）９４．２ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。
【０１３３】
この感光ドラム１は帯電ローラ２により所定の極性・電位に帯電される。本例では帯電バイアス印加電源Ｓ１から帯電ローラ２との間のニップ部（帯電部）ａに放電開始電圧以上の直流電圧を印加する。具体的には帯電バイアスとして−１３００Ｖの直流電圧を印加して、感光ドラム１面を帯電電位（暗部電位）−８００Ｖに一様に接触帯電させている。
【０１３４】
そして、回転感光ドラム１の一様帯電処理面に対してレーザースキャナ３によりレーザー走査露光がなされ、レーザー光Ｌによる走査露光部の電位が−５０Ｖに減衰して、暗部電位−８００Ｖとの静電コントラストにより感光ドラム１面に画像情報の静電潜像が形成されていく。
【０１３５】
感光ドラム１面に形成された静電潜像は現像装置４の現像部ｂにおいて反転現像剤としてのマイナスの帯電極性のトナーｔ（ネガトナー）で反転現像される。即ちネガトナーが静電潜像の画像部（露光部）に付着して静電潜像が順次に反転現像される。この現像装置４については次の（２）項で詳述する。
【０１３６】
回転感光ドラム１面のトナー像は感光ドラム１と転写ローラ５との当接ニップ部である転写部ｃにおいてこの転写部ｃに不図示の給紙部から適切なタイミングで給紙導入された転写材Ｐに対して、電源Ｓ３から所定の転写バイアスが印加された転写ローラ５により順次に静電転写される。
【０１３７】
転写部ｃを出た転写材Ｐは感光ドラム１面から順次に分離されて、定着装置６に導入されてトナー像の定着処理を受けて画像形成物として排紙される。
【０１３８】
転写材Ｐに対するトナー像転写後の感光ドラム１面は繰り返して作像に供される。本例のプリンタはクリーナーレスであり、転写後の感光ドラム１面に残留の転写残トナーは引き続く感光ドラム１の回転で帯電部ａを通って現像部ｂに至り現像同時クリーニングで現像装置４に回収される。これについては（３）項で詳述する。
【０１３９】
本例のプリンタは、感光ドラム１、接触帯電部材としての帯電ローラ２、現像装置４の３つのプロセス機器を一括してプリンタ本体に対して着脱交換自在のプロセスカートリッジ１０としてある。プロセスカートリッジは像担持体と、その他に帯電手段・現像現像手段等の少なくとも１つのプロセス機器とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。プロセスカートリッジ方式はユーザーフレンドリーな取り扱いに優れた構成にすることができる。
【０１４０】
（２）現像装置４
４ａは現像ローラ容器部であり、現像剤担持体としての現像ローラ４ｂ、現像ローラに対するトナー供給ローラ（弾性ローラ）４ｃ、トナー層厚規制ブレード４ｄ、現像剤帯電手段としてのトナー帯電ローラ４ｅ等を配設してある。４ｇは現像ローラ容器部４ａに連設したトナーホッパー部、４ｆはこのトナーホッパー部内に配設したトナー攪拌部材、ｔはトナーホッパー部４ｇ内に収容した現像剤としてのネガトナーである。
【０１４１】
トナーホッパー部４ｇ内のネガトナーｔはトナー攪拌部材４ｆの回転動作で攪拌されて、トナーの一部が連通部４ｈから現像ローラ容器部４ａ内に補給される。
【０１４２】
現像剤担持体としての現像ローラ４ｂは、ＮＢＲの基層とエーテルウレタンの表層で構成され、表面粗さＲｚで５〜１０μｍ、抵抗は１０４  〜１０６  Ωである。この現像ローラ４ｂは感光ドラム１に接触させてあり、感光ドラム１のプロセススピード９４．２ｍｍ／ｓｅｃよりも速い１７０ｍｍ／ｓｅｃの周速度で感光ドラム１の回転に順方向に回転駆動される。この現像ローラ４ｂと感光ドラム１との対向接触部が現像部ｂである。
【０１４３】
Ｓ２は現像ローラ４ｂに現像バイアスを印加する現像電源である。本例ではこの現像電源Ｓ２から現像ローラ４ｂに−３００Ｖの現像バイアスを印加する。
【０１４４】
トナー供給ローラ４ｃはウレタン発泡体ローラであり、現像ローラ４ｂの現像部ｂ側とは略反対側において現像ローラ４ｂに接触させて配設してある。このトナー供給ローラ４ｃは現像ローラ４ｂとはカウンター方向に８０ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。そしてこのトナー供給ローラ４ｃにより現像ローラ４ｂの面に現像ローラ容器部４ａ内のトナーｔが供給塗布される。
【０１４５】
トナー層厚規制ブレード４ｄは現像ローラ容器部４ａに基端が取り付けられたウレタンゴム等のドクターブレード（弾性ブレード）であり、トナー供給ローラ４ｃよりも現像ローラ回転方向下流側で、現像部ｂよりも現像ローラ回転方向上流側において現像ローラ４ｂに対しカウンターの姿勢で腹当たりに弾圧接触させてある。
【０１４６】
このトナー層厚規制ブレード４ｄにより、トナー供給ローラ４ｃで現像ローラ４ｂ面に供給塗布されたトナー層の層厚が一様な所定値０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ２に規制される。
【０１４７】
現像剤帯電手段としてのトナー帯電ローラ４ｅはＮＢＲの単層構成であり、表面粗さＲｚで５〜１０μｍ、抵抗は１０８  〜１０１１Ωである。このトナー帯電ローラ４ｅはトナー層厚規制ブレード４ｄの現像ローラ４ｂに対する接触部よりも現像ローラ回転方向下流側で、現像部ｂよりも現像ローラ回転方向上流側において現像ローラ４ｂに対して接触させてあり、現像ローラ回転に従動して回転する。
【０１４８】
Ｓ４は現像剤帯電手段としてのトナー帯電ローラ４ｅにトナー帯電バイアスを印加するトナー帯電電源である。
【０１４９】
トナー帯電ローラ４ｅには現像ローラ４ａ上のトナーに対し放電開始電圧以上かつトナーの帯電電荷と同極性のバイアスを印加する。本例ではトナー帯電電源Ｓ４からトナー帯電ローラ４ｅに直流電圧−１５００Ｖが印加される。
【０１５０】
ここで、現像ローラ４ｂやトナー帯電ローラ４ｅの抵抗測定法は、図８に示ように、φ３０のアルミローラ１３とローラ４ｂまたは４ｅを当接荷重１．６７Ｎ（１７０ｇＦ）で当接させ、アルミローラ１３を０．５ｒｐｓで回転させる。次にローラ４ｂまたは４ｅに電源Ｓ１から−４００Ｖの直流電圧を印加する。アース側に１００ｋΩの抵抗を配置し、その両端の電圧Ｖ２を測定し、電流を算出し、抵抗を算出する。尚、本実施例の抵抗値は長手方向２２０ｍｍあたりのものである。
【０１５１】
前述したように、トナーホッパー部４ｇ内のネガトナーｔは攪拌部材４ｆの回転動作で攪拌されて、トナーの一部が連通部４ｈから現像ローラ容器部４ａ内に補給され、現像ローラ容器部４ａ内トナーがトナー供給ローラ４ｃにより回転する現像ローラ４ｂ面に供給塗布され、次いでトナー層厚規制ブレード４ｄにより現像ローラ４ｂ面に対する供給塗布トナー層の層厚が所定に規制される。ネガトナーｔは、基本的には、トナーホッパー部４ｇ内での攪拌時の摩擦、トナー供給ローラ４ｃによる現像ローラ４ｂに対する供給塗布時の摩擦、トナー層厚規制ブレード４ｄによる層厚規制時の摩擦で電荷付与されてマイナス帯電する。
【０１５２】
さらに、本実施例では−１５００Ｖの直流電圧を印加したトナー帯電ローラ４ｅによって、トナー層厚規制ブレード４ｄによる層厚規制後の現像ローラ上の担持トナーに放電によるマイナス電荷付与が積極的に行なわれる。この時のトナーの帯電電荷量としては−６０〜−４０μＣ／ｇになっている。
【０１５３】
そして、その充分にマイナス帯電した現像ローラ上の担持トナーが引き続く現像ローラ４ｂの回転により現像部ｂに持ち運ばれて回転感光ドラム１上の静電潜像の画像部である露光明部に現像ローラ４ｂ上のマイナス帯電トナーが移行付着して静電潜像が反転現像される。
【０１５４】
現像剤としてのトナーｔは磁性トナー、非磁性トナー、重合トナー、粉砕トナー等の使用が可能である。本実施例では転写性に優れる重合トナーを使用している。形状係数として、ＳＦ−１が１００〜１８０であり、ＳＦ−２が１００〜１４０である球形トナーをもちいている。
【０１５５】
上記の形状係数ＳＦ−１とＳＦ−２、またトナーｔの製法等については前記実施例１に記載したと同様である。
【０１５６】
（３）現像同時クリーニング（クリーナーレスプロセス）
回転感光ドラム１面のトナー像は転写部ｃにおいて転写材Ｐに対して順次に静電転写される。転写材Ｐに対するトナー像転写後の感光ドラム１面は繰り返して作像に供される。本例のプリンタはクリーナーレスであり、転写後の感光ドラム１面に残留の転写残トナーは引き続く感光ドラム１の回転で帯電部ａを通って現像部ｂに至り現像同時クリーニングで現像装置４に回収される。
【０１５７】
すなわち、転写後の感光ドラム１面は転写残トナー等の付着物が存在しているまま引き続く感光ドラム１の回転で帯電部ａを通ることで帯電ローラ２によって再帯電される。
【０１５８】
このとき、転写残トナーの内、転写部ｃでの転写バイアスで帯電極性がプラスに反転したトナー、現像時に充分電荷付与されないで静電潜像の非画像部（非露光部）に付着している帯電極性がプラスに反転したトナーが帯電ローラ２による帯電によって元のマイナス帯電に戻される。
【０１５９】
次いでレーザー光Ｌによる画像情報の走査露光されて感光ドラム１面に静電潜像が形成される。
【０１６０】
次いで、現像部ｂにおいて、感光ドラム１面の静電潜像の非画像部に存在する転写残トナー等の付着物は現像ローラ４ｂに印加した現像バイアスと感光ドラム１面の静電潜像の非画像部の電位である暗部電位との電位差により感光ドラム１面側から現像装置４に回収され、静電潜像の画像部（露光部）は現像装置の現像ローラ４ｂでネガトナーにより反転現像される（現像同時クリーニング）。
【０１６１】
感光ドラム１面の静電潜像の非画像部から現像装置に回収された転写残トナーは再利用されるので、廃トナーは出ない。
【０１６２】
しかしながら、前述したようにこの現像同時クリーニングによるクリーナーレスプロセスは、感光ドラム１面の転写残トナ一等付着物の量を０．０３ｍｇ／ｃｍ２以下に制御しなければクリーナーレスプロセスを効果的に実行させることができない。
【０１６３】
本実施例においては、電圧を印加したトナー帯電ローラ４ｅによって現像ローラ２に担持されて現像部ａに搬送されるトナーを静電潜像を現像する帯電極性、本例ではマイナスに積極的に充分に帯電するようにしている。これにより、現像時に充分電荷付与されないで静電潜像の非画像部（非露光部）に付着する帯電極性がプラスに反転したトナー（反転かぶり）の量自体を大幅に低減化することができ、転写後の感光ドラム１面の転写残トナ一等付着物の総量を０．０３ｍｇ／ｃｍ２以下に制御することが可能となる。
【０１６４】
さらには、トナーｔとして前述したような転写性に優れる球形トナーを用いることで、静電潜像の画像部（露光部）が現像されたトナー像が転写材に転写された後の転写残トナーの量自体も少なくすることができ、上記の効果と相まって転写後の感光ドラム１面の転写残トナ一等付着物の総量を０．０３ｍｇ／ｃｍ２以下に制御することが可能となる。また、トナー層の充填状態を安定化し、放電による電荷付与を確実に行い反転トナーを低減する効果がある。
【０１６５】
図９は本実施例においてトナー帯電ローラ４ｅの有無の場合の転写残トナー等の付着物量の６ｋ耐久の推移である。
【０１６６】
トナー帯電ロ一ラ４ｅを無にした場合は、転写残トナ一等の付着物量が０．０３ｍｇ／ｃｍ２以上になることがわかる。
【０１６７】
トナー帯電ローラ４ｅを設けることにより、転写残トナー等の付着物が低減し、長期安定に感光ドラム１の帯電が維持され、現像装置４において転写残トナー等の付着物が効率よく回収され、転写残トナー等の付着物が再利用され、トナーの使用効率を大幅にアップさせかつ安定した画質を得ることができる。
【０１６８】
本実施例において、現像装置４に具備させたトナー帯電ローラ４ｅはその長さを感光ドラム帯電ローラ２の長さより長くして、感光ドラム帯電ローラ２の長手方向全域で反転トナーを低減している。
【０１６９】
〈その他〉
１）接触帯電部材としての帯電ローラ２は像担持体としての感光ドラム１の回転に順方向または逆方向に回転駆動させてもよい。また接触帯電部材はファーブラシローラ、磁気ブラシローラ、ブレード状部材等その形状形態は任意である。
【０１７０】
帯電部材は被帯電体としての像担持体の面に必ずしも圧接力をもって接していなくとも帯電部材と像担持体面との間に、ギャップ間電圧とパッシェンカーブで決まる放電可能領域さえ確実に保証されれば、非接触でごく近接した配設形態であってもよく、本発明においてはこの場合も接触帯電の範疇とする。
【０１７１】
また、像担持体の帯電はいわゆる電荷注入帯電でなされてもよい。電荷注入帯電の場合には像担持体は表面抵抗が１０９〜１０１４Ω・ｃｍの層を持つことが望ましい。ＯＰＣ感光体上にＳｎＯ２等の導電性粒子を分散させた表層（電荷注入層）をコーティングしたＯＣＬ感光体、α−Ｓｉ（アモルファスシリコン、非晶質シリコン）の表層を有する感光体など電荷注入帯電性を有するものを用いることができる。
【０１７２】
２）接触帯電部材２や現像剤担持体４ｂに対する印加バイアスにＡＣ電圧（交番電圧）を含ませる場合におけるそのＡＣ電圧の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能である。また、直流電源を周期的にオン／オフすることによって形成された矩形波であっても良い。このように交番電圧の波形としては周期的にその電圧値が変化するようなバイアスが使用できる。
【０１７３】
３）静電潜像形成のための画像露光手段としては、実施形態例の様にデジタル的な潜像を形成するレーザー走査露光手段に限定されるものではなく、通常のアナログ的な画像露光やＬＥＤなどの他の発光素子でも構わないし、蛍光燈等の発光素子と液晶シャッター等の組み合わせによるものなど、画像情報に対応した静電潜像を形成できるものであるなら構わない。
【０１７４】
４）像担持体は静電記録誘電体等であっても良い。この場合は、該誘電体面を所定の極性・電位に一様に一次帯電した後、除電針ヘッド、電子銃等の除電手段で選択的に除電して目的の静電潜像を書き込み形成する。
【０１７５】
５）本発明において静電潜像の現像方式・手段は任意である。一般に静電潜像の現像方法は、非磁性トナーについてはブレード等で現像剤担持体上にコーティングし、磁性トナーは磁気力により現像剤担持体上にコーティングして搬送して像担持体に対して非接触状態で現像する方法（１成分非接触現像）と、接触状態で現像する方法（１成分接触現像）と、トナー粒子に対して磁性のキャリアを混合したものを現像剤として用いて磁気力によって現像剤担持体上にコーティングして搬送して像担持体に対して接触状態で現像する方法（２成分接触現像）と、非接触状態で現像する方法（２成分非接触現像）との４種類に大別される。
【０１７６】
６）現像部よりも現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側において、電圧が印加され、現像剤担持体に担持されて現像部に搬送される現像剤を静電潜像を現像する帯電極性に帯電する現像剤帯電手段はコロナ放電器とすることもできる。
【０１７７】
７）転写手段５はローラ転写に限らず、ベルト転写やコロナ放電転写など任意である。転写ドラムや転写ベルト等の中間転写体などを用いて、単色画像ばかりでなく、多重転写等により多色やフルカラー画像を形成する画像形成装置であってもよい。
【０１７８】
８）トナー粒度の測定方法の１例を述べる。測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−２型（コールター社製）を用い、個数平均分布、体積平均分布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＣＸ−１パーソナルコンピュータ（キヤノン製）を接続し、電解液は一級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。
【０１７９】
測定法としては、前記電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくは、アルキルベンゼンスルホン酸塩０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。
【０１８０】
試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、前記コールターカウンターＴＡ−２型により、アパーチャーとして１００μアパーチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定して、体積平均分布を求める。これらの求めた体積平均分布より体積平均粒径を得る。
【０１８１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、非磁性一成分ＤＣ接触現像において問題の反転かぶりについて、その低減化により、トナー消費量を低減し、現像装置の高寿命かつ低ランニングコスト対応を可能にし、かつ、トナーの帯電電荷量を適性に保つことにより飛び散りのないシャープなライン、ドットを再現することが可能となった。
【０１８２】
また、クリーナーレスプロセスの画像形成装置について、像担持体面の転写残トナー等付着物の大半を占める、現像時に充分電荷付与されなかったトナーが静電潜像の非画像部に付着する反転トナー（反転かぶり）の量を大幅に低減させることで像担持体面の転写残トナー等付着物の総量を大幅に低減化して帯電部材の転写残トナー等付着物に汚染を防止し、これにより長期安定に像担持体および転写残トナー等付着物に充分な電荷を付与することを可能にする、即ち、クリーナーレスプロセスを常に効果的に長期安定に持続させることが可能になった。
【０１８３】
また、帯電領域全体にわたり帯電部材が転写残トナー等付着物に汚染されることがなく、長期安定に像担持体および転写残トナー等付着物に電荷付与することが可能になった。
【０１８４】
さらに、現像手段の現像剤担持体上の現像剤層の充填状態を安定化し、放電による電荷付与を確実に行うこと、またさらに、ユーザーフレンドリーな取り扱いに優れた構成にすることが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例１の画像形成装置の概略構成模型図
【図２】  現像装置部分の拡大図
【図３】  １０８Ωのトナー帯電ローラにおける放電特性図
【図４】  注入帯電の場合のトナー帯電特性図
【図５】  トナー帯電ローラの印加バイアスと帯電電荷量の関係図
【図６】  バックコントラストとかぶりの関係図
【図７】  実施例２の画像形成装置の概略構成模型図
【図８】  ローラ抵抗測定法略図
【図９】  トナー帯電ローラ有無の場合の転写残トナー等の付着物量の６ｋ耐久の推移図
【図１０】  非磁性一成分ＤＣ接触現像装置の例の概略構成図
【図１１】  現像ローラ上トナーの帯電電荷量とライン画像／ソリッド画像のトナー高さ非の関係図
【符号の説明】
１・・像担持体（感光ドラム）、２・・帯電部材（帯電ローラ）、３・・画像露光手段（レーザースキャナ）、４・・現像装置、４ａ・・現像容器、４ｂ・・現像剤担持体（現像剤搬送部材、現像ローラ）、４ｃ・・弾性ローラ（現像剤供給部材）、４ｄ・・弾性ブレード（現像剤層厚規制部材）、４ｅ・・現像剤帯電手段（トナー帯電ローラ）、ｔ・・現像剤（トナー）、５・・転写手段（転写ローラ）、６・・定着装置、７・・クリーニング装置、１０・・プロセスカートリッジ、Ｐ・・転写材、Ｓ１〜Ｓ４・・バイアス印加用電源