(57)【要約】【課題】現像剤担持体と当接部材間の放電による現像剤担持体表面の削れを低減させ、表面層削れを起因とするフレア電界の喪失を抑制することができる現像装置を提供する。【解決手段】第一の電極と、第一の電極に対して絶縁体を介して設けた複数の電極部からなる第二の電極とを有する現像剤担持体２を備え、第一の電極と第二の電極間の電位差が時間的に反転する電圧を印加することで現像剤をクラウド化し、現像剤担持体２の表面が移動することによって現像剤を現像領域へ搬送して潜像担持体４９に形成された潜像を現像する現像装置１において、第一の電極と第二の電極の少なくとも一方に、パルスｏｎ時間を減少させた波形の電圧を印加する。これにより、放電量や、放電の起きる回数、機会を抑制して、現像剤坦持体表面の削れ速度を低減させることができ、表面層膜厚の減少を抑えられるため、現像電界の大きさが一定に保たれ、フレア電界を保つことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の電極と、前記第一の電極に対して絶縁体を介して設けた複数の電極部からなる第二の電極とを有する現像剤担持体を備え、前記第一の電極と前記第二の電極間の電位差が時間的に反転する電圧を印加することで現像剤をクラウド化し、前記現像剤担持体の表面が移動することによって前記現像剤を現像領域へ搬送して潜像担持体に形成された潜像を現像する現像装置において、
前記第一の電極と前記第二の電極の少なくとも一方に、パルスｏｎ時間を減少させた波形の電圧を印加することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、
前記第一の電極と前記第二の電極の少なくとも一方に、立ち上がり時間を増大させた電圧を印加させたことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の現像装置において、
前記第一の電極と前記第二の電極の少なくとも一方に、周波数を減少させた電圧を印加させたことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の現像装置において、
前記現像剤坦持体はローラ部材で構成されており、その内部に前記第一の電極として内側電極が設けられ、その内側電極の上に前記絶縁体からなる絶縁層が設けられ、該絶縁層の上に前記第二の電極として複数の電極部を略等間隔に配置した櫛歯状の外側電極が設けられており、該外側電極の外周面側を覆うように保護層としての表層が設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の現像装置において、
前記現像剤坦持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部材を備え、該現像剤供給部材に前記第一の電極または前記第二の電極に印加する電圧と同様の電圧を印加することを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１つに記載の現像装置において、
前記現像剤坦持体上の現像剤の層厚を規制する規制部材を備え、該規制部材に前記第一の電極または前記第二の電極に印加する電圧と同様の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のいずれか１つに記載の現像装置において、
前記現像剤担持体の外表面を、前記現像剤との摩擦によって該現像剤に対して正規帯電極性の電荷を与える絶縁性材料で形成したことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか１つに記載の現像装置において、
前記現像剤供給部材の表面層は、表面に多数の微細孔が分散している多孔質層であることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれか１つに記載の現像装置において、
前記現像剤供給部材の表面と前記現像剤担持体の外表面との接触部分で速度差が生じるように該現像剤供給部材を表面移動させる駆動手段を有することを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか１つに記載の現像装置において、
前記規制部材が、導電性を有することを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
請求項６乃至１０のいずれか１つに記載の現像装置において、
前記規制部材に印加する電圧が、前記現像剤担持体の電極群に印加する周期的な電圧の平均電位と等しいことを特徴とする現像装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１つに記載の現像装置において、
前記現像剤は、着色粉体からなるトナーであることを特徴とする現像装置。
【請求項１３】
潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体の潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、
前記現像手段として、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の画像形成装置において、
前記潜像担持体に対して前記現像装置を複数備え、該複数の現像装置はそれぞれ色の異なる現像剤で前記潜像担持体上の潜像を順次現像し、前記潜像担持体上で複数回の色重ねを行った後、該潜像坦持体上の画像を最終的に記録材上に転移させて、該記録材上に複数色の画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
電子写真プロセスにより画像形成を行う画像形成装置に装備されるプロセスカートリッジであって、
潜像を担持する潜像担持体と、帯電手段、クリーニング手段のうちの少なくとも一つと、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の現像装置を一体に保持し、画像形成装置本体に対して着脱可能に設けられたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１６】
電子写真プロセスにより画像形成を行う画像形成装置であって、
請求項１５に記載のプロセスカートリッジを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の画像形成装置において、
前記プロセスカートリッジを複数備え、該複数のプロセスカートリッジの潜像坦持体上にそれぞれ色の異なる画像を形成し、該画像を記録材に直接または中間転写体を介して転写することにより複数色の画像形成が可能な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、現像剤担持体の外周面に担持されたトナーを現像領域内に送り込むことで潜像坦持体上の潜像を現像する現像装置、及び、その現像装置を備えたプロセスカートリッジ、及び、その現像装置またはプロセスカートリッジを用いて潜像坦持体上に形成した画像を最終的に記録材上に転移させて画像を形成する、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの機能を有する複合機等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、互いに異なる電圧が印加される複数の電極を備えた現像剤担持体を有する現像装置が知られている。
例えば、現像剤担持体上のトナーを感光体等の潜像担持体に直接接触させないで、トナーを潜像担持体上の潜像に供給して現像を行う現像装置がある。そして、この現像装置の一例としては、現像剤担持体上のトナーをクラウド化させることによってトナーを潜像担持体上に供給する方式を採用するものがある。この方式に使用される現像剤担持体は、外周面に沿って複数種類の電極が所定のピッチで配置され、その複数種類の電極の外周面側を保護層で覆ったものである。この複数種類の電極に対し、時間的に変化する互いに異なる電圧をそれぞれ印加して、時間的に変化する電界を互いに近接する複数種類の電極間に形成すると、この電界により現像剤担持体上のトナーを互いに近接する複数種類の電極間で飛翔（ホッピング）させることができる（このようにトナーが飛翔する現象を、以下「フレア」と呼ぶ。）。これにより、現像剤担持体の外周面近傍の空間でトナーがクラウド化した状況となる。
【０００３】
この方式の現像装置において、トナーが現像剤担持体の外周面に付着することなくホッピングするためには、現像剤担持体の外周面において、互いに近接する複数種類の電極間に形成される電界（以下「フレア電界」という。）からトナーが受ける力Ｆ１と、トナーと現像剤担持体の外周面との間の付着力Ｆ２との大小関係が重要となってくる。Ｆ１よりＦ２の方が大きいと、トナーは現像剤担持体外周面との付着力から逃れることができず、ホッピングしない。Ｆ２よりＦ１の方が大きければ、トナーはホッピングすることができ、このときのＦ２とＦ１との差が大きいほど、安定したフレア状態を実現できる。Ｆ１を大きくすればこの差を大きくできるので安定したフレア状態を実現できるが、Ｆ１を大きくするためには現像剤担持体の外周面上に形成されるフレア電界を大きくすることが必要となる。
【０００４】
ここで、特許文献１（特開２００７−１３３３８８号公報）には、フレア電界を形成するための２種類の電極がローラ状の現像剤担持体における同心円上に設けられている現像装置が開示されている。この現像装置で使用する現像剤担持体は、２種類の櫛歯状の電極を、互いの櫛歯部分が相手の櫛歯部分の間に入り込むように外周面に沿って配置したものである。そして、各種類の電極に上述した電圧をそれぞれ印加することにより、櫛歯部分間でトナーを飛翔させ、フレア状態を実現することができる。
【０００５】
また、特許文献２（特開２００８−１１６５９９号公報）には、フレア電界を形成するために３種類の電極を備えたローラ状の現像剤担持体が開示されている。この現像剤担持体は、３種類の電極のうちの２種類の電極は同心円上に設けられているが、残りの１種類の電極は上記２種類の電極よりも外周面側に配置されている。この現像剤担持体を用いた現像装置でも、各種類の電極に互いに位相が異なる３相の電圧をそれぞれ印加することにより、各種電極間でトナーを飛翔させ、フレア状態を実現することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようにトナーをホッピングさせる現像剤担持体の外周面は、一般に絶縁層を被覆するなどして絶縁性の表面とする必要がある。その主な理由は、現像剤担持体外周面に沿って形成されているフレア電界を形成するための電極に何らかの導電性部材（トナー層厚を規制するための規制ブレードなど）が接触して、その導電性部材を通じたリークが生じないようにするためである。
すなわち、現像剤担持体の外周面を絶縁性のものとした場合、トナーがホッピングして現像剤担持体外周面に繰り返し接触することで、現像剤担持体の絶縁性外周面がトナーとの摩擦帯電によりトナーの帯電極性とは逆の極性にチャージアップされる。そのため、トナー担持体の表面電位の絶対値は、現像を繰り返すことにより徐々に大きくなっていく。この結果、現像領域に形成される現像電界の大きさが徐々に変化することにより、画質が経時変化するという問題が生じる。
【０００７】
この問題は、トナーをホッピングさせない一般的な一成分現像方式においても生じ得る問題であるが、一般的な一成分現像方式では、現像剤担持体外周面を、必ずしも絶縁性のものとする必要はない。したがって、現像剤担持体の表面層を、例えば絶縁層の抵抗値よりも低い中抵抗層で構成することも可能であり、この構成によれば、特に不具合を生じさせることなく、チャージアップにより生じた現像剤担持体外周面の電荷を、これに接触する何らかの導電性部材（トナー層厚を規制するための規制ブレードなど）へ逃がすことができる。すなわち、一般的な一成分現像方式であれば、現像剤担持体の表面層を中抵抗層で構成するという簡易な手法により、上述したチャージアップによる問題を解消できるのである。
【０００８】
しかしながら、トナーをフレア状態にする現像方式の場合、現像剤担持体の表面層を中抵抗層で構成すると、これを絶縁層で構成する場合に比べて、現像剤担持体外周面上に生じるフレア電界の大きさが小さくなってしまい、トナーをホッピングさせることが困難となる。これは、現像剤担持体の表面層を中抵抗層で構成すると、表面層内を電界が移動し、移動した電荷によってフレア電界の強度が弱くなるものと考えられる。また、大きなフレア電界を形成しようとして、表面層を中抵抗層で構成した現像剤担持体の複数種類の電極に対し、より大きなバイアスを印加すると、電極間の絶縁性が破壊されて電極間リークが生じ、フレア電界自体が形成できなくなるおそれがある。そのため、上述したチャージアップは、現像剤担持体／現像剤供給部材間、あるいは現像剤担持体／規制部材間に電位差を与え、放電を起こすことにより除電している。
【０００９】
ところが、本発明者らの研究により、このように上述したチャージアップを放電を起こすことにより除電しなければならない関係で、次のような問題が生じることが判明した。
すなわち、上述したチャージアップの除電を行うために現像剤担持体／現像剤供給部材間、あるいは現像剤担持体／規制部材間に電位差を与え、放電を起こしているが、この放電により現像剤担持体の表面層の分子鎖を断ち切ってしまい、表面層厚が徐々に削れていくことを見出した。この表層削れにより、現像領域に形成される現像電界の大きさが徐々に変化し、画質が経時変化してしまう。更には、表面層が無くなる事でむき出しになった電極が摺擦されて電極が剥がれ、フレア機能を失うおそれがある。
【００１０】
本発明は、上記従来技術の問題に鑑みなされたものであり、現像剤担持体／現像剤供給部材間、あるいは現像剤担持体／規制部材間の放電により、現像剤担持体外周面（表面）のチャージアップを解消する現像装置において、放電量や、放電の起きる回数、機会を抑制して現像剤担持体表面の削れ速度を低減させることで、表面層膜厚の減少を抑え、現像電界の大きさを一定に保ち、使用耐久の高信頼性化が可能となり、また、表面層削れを起因とするリークが発生することによるフレア電界の喪失を抑制することが可能な現像装置を提供することを目的とする。また、本発明は、その現像装置を備え、良好な画像形成を行うことができるプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明では以下の［１］〜［１７］の解決手段を採っている。
［１］：第一の電極と、前記第一の電極に対して絶縁体を介して設けた複数の電極部からなる第二の電極とを有する現像剤担持体を備え、前記第一の電極と前記第二の電極間の電位差が時間的に反転する電圧を印加することで現像剤をクラウド化し、前記現像剤担持体の表面が移動することによって前記現像剤を現像領域へ搬送して潜像担持体に形成された潜像を現像する現像装置において、前記第一の電極と前記第二の電極の少なくとも一方に、パルスｏｎ時間（duty）を減少させた波形の電圧を印加することを特徴とする（請求項１）。
［２］：［１］に記載の現像装置において、前記第一の電極と前記第二の電極の少なくとも一方に、立ち上がり時間を増大させた電圧を印加させたことを特徴とする（請求項２）。
［３］：［１］または［２］に記載の現像装置において、前記第一の電極と前記第二の電極の少なくとも一方に、周波数を減少させた電圧を印加させたことを特徴とする（請求項３）。
［４］：［１］乃至［３］のいずれか１つに記載の現像装置において、前記現像剤坦持体はローラ部材で構成されており、その内部に前記第一の電極として内側電極が設けられ、その内側電極の上に前記絶縁体からなる絶縁層が設けられ、該絶縁層の上に前記第二の電極として複数の電極部を略等間隔に配置した櫛歯状の外側電極が設けられており、該外側電極の外周面側を覆うように保護層としての表層が設けられていることを特徴とする（請求項４）。
［５］：［１］乃至［４］のいずれか１つに記載の現像装置において、前記現像剤坦持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部材を備え、該現像剤供給部材に前記第一の電極または前記第二の電極に印加する電圧と同様の電圧を印加することを特徴とする（請求項５）。
［６］：［１］乃至［５］のいずれか１つに記載の現像装置において、前記現像剤坦持体上の現像剤の層厚を規制する規制部材を備え、該規制部材に前記第一の電極または前記第二の電極に印加する電圧と同様の電圧を印加することを特徴とする（請求項６）。
［７］：［１］乃至［６］のいずれか１つに記載の現像装置において、前記現像剤担持体の外表面を、前記現像剤との摩擦によって該現像剤に対して正規帯電極性の電荷を与える絶縁性材料で形成したことを特徴とする（請求項７）。
［８］：［５］乃至［７］のいずれか１つに記載の現像装置において、前記現像剤供給部材の表面層は、表面に多数の微細孔が分散している多孔質層であることを特徴とする（請求項８）。
［９］：［５］乃至［８］のいずれか１つに記載の現像装置において、前記現像剤供給部材の表面と前記現像剤担持体の外表面との接触部分で速度差が生じるように該現像剤供給部材を表面移動させる駆動手段を有することを特徴とする（請求項９）。
［１０］：［６］乃至［９］のいずれか１つに記載の現像装置において、前記規制部材が、導電性を有することを特徴とする（請求項１０）。
［１１］：［６］乃至［１０］のいずれか１つに記載の現像装置において、前記規制部材に印加する電圧が、前記現像剤担持体の電極群に印加する周期的な電圧の平均電位と等しいことを特徴とする（請求項１１）。
［１２］：［１］乃至［１１］のいずれか１つに記載の現像装置において、前記現像剤は、着色粉体からなるトナーであることを特徴とする（請求項１２）。
［１３］：潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体の潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、前記現像手段として、［１］〜［１２］のいずれか１つに記載の現像装置を備えたことを特徴とする（請求項１３）。
［１４］：［１３］に記載の画像形成装置において、前記潜像担持体に対して前記現像装置を複数備え、該複数の現像装置はそれぞれ色の異なる現像剤で前記潜像担持体上の潜像を順次現像し、前記潜像担持体上で複数回の色重ねを行った後、該潜像坦持体上の画像を最終的に記録材上に転移させて、該記録材上に複数色の画像を形成することを特徴とする（請求項１４）。
［１５］：電子写真プロセスにより画像形成を行う画像形成装置に装備されるプロセスカートリッジであって、潜像を担持する潜像担持体と、帯電手段、クリーニング手段のうちの少なくとも一つと、［１］〜［１２］のいずれか１つに記載の現像装置を一体に保持し、画像形成装置本体に対して着脱可能に設けられたことを特徴とする（請求項１５）。
［１６］：電子写真プロセスにより画像形成を行う画像形成装置であって、請求項１５に記載のプロセスカートリッジを備えていることを特徴とする（請求項１６）。
［１７］：［１６］に記載の画像形成装置において、前記プロセスカートリッジを複数備え、該複数のプロセスカートリッジの潜像坦持体上にそれぞれ色の異なる画像を形成し、該画像を記録材に直接または中間転写体を介して転写することにより複数色の画像形成が可能なことを特徴とする（請求項１７）。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、第一の電極と第二の電極の少なくとも一方に印加する電圧を、フレア機能を維持し、現像剤担持体に与える放電量を低減させるような印加電圧波形とすることで、放電量や、放電の起きる回数、機会を抑制して、現像剤坦持体表面の削れ速度を低減させることができ、表面層膜厚の減少を抑えられるため、現像電界の大きさが一定に保たれ、使用耐久の高信頼性化が可能となる。また、現像剤坦持体の表面層膜厚の減少により電極層がむき出しになることで電極が剥がれることを防ぎ、表面層削れを起因とするリークが発生することによるフレア電界の喪失を抑制することができ、フレア電界を保つことができる。したがって、本発明によれば、フレア電界を保って良好な現像を行うことができ、良好な画像形成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例に係る複写機を示す概略構成図である。
【図２】図１の複写機における感光体と現像装置とを示す概略構成図である。
【図３】現像剤担持体と当接部材間に印加する電圧と、現像剤担持体と当接部材間に流れる電流の関係を説明する図である。
【図４】図３の電流の比例関係からの乖離成分ｉａ−ｉｙと現像剤担持体と当接部材間に印加する電圧との関係を説明する図である。
【図５】図２に示す現像装置のトナー担持ローラの電極配置を説明するためにトナー担持ローラを回転軸に対して直交する方向から見たときの模式図である。
【図６】図５に示すトナー担持ローラを、その回転軸に対して直交する面に沿って切断したときの断面の一部を模式的に表した部分断面図である。
【図７】トナー担持ローラの内側電極及び外側電極にそれぞれ印加する内側電圧と外側電圧の一例を示すグラフである。
【図８】トナー担持ローラの内側電極及び外側電極へ印加する内側電圧と外側電圧の別の例を示すグラフである。
【図９】トナー担持ローラの内側電極及び外側電極へ印加する内側電圧と外側電圧の更に別の例を示すグラフである。
【図１０】トナー担持ローラの内側電極及び外側電極へ印加する内側電圧と外側電圧の電圧印加波形の一実施例を示すグラフである。
【図１１】トナー担持ローラの内側電極及び外側電極へ印加する内側電圧と外側電圧の電圧印加波形の別の実施例を示すグラフである。
【図１２】トナー担持ローラの内側電極及び外側電極へ印加する内側電圧と外側電圧の電圧印加波形の更に別の実施例を示すグラフである。
【図１３】トナー担持ローラの内側電極及び外側電極へ印加する内側電圧と外側電圧の電圧印加波形の更に別の実施例を示すグラフである。
【図１４】トナー担持ローラの内側電極及び外側電極へ印加する内側電圧と外側電圧の電圧印加波形の更に別の実施例を示すグラフである。
【図１５】トナー担持ローラの内側電極及び外側電極へ印加する内側電圧と外側電圧の電圧印加波形の更に別の実施例を示すグラフである。
【図１６】トナー担持ローラの内側電極及び外側電極へ印加する内側電圧と外側電圧の電圧印加波形の更に別の実施例を示すグラフである。
【図１７】トナー担持ローラの内側電極及び外側電極へ印加する内側電圧と外側電圧の電圧印加波形の更に別の実施例を示すグラフである。
【図１８】トナー担持ローラの内側電極及び外側電極へ印加する内側電圧と外側電圧の電圧印加波形の更に別の実施例を示すグラフである。
【図１９】トナー担持ローラの内側電極及び外側電極への給電構成を、ローラ軸に沿って切断したときの模式図である。
【図２０】図１９に示す給電構成を模式的に示す斜視図である。
【図２１】変形例１における内側電極及び外側電極への給電構成をローラ軸に沿って切断したときの模式図である。
【図２２】変形例１の給電構成をもつトナー担持ローラを、軸方向に対して直交する方向から見たときの模式図である。
【図２３】変形例１の給電構成を模式的に示す斜視図である。
【図２４】変形例２における現像装置を感光体とともに図示した概略構成図である。
【図２５】変形例３における現像装置を感光体とともに図示した概略構成図である。
【図２６】変形例４における現像装置を感光体とともに図示した概略構成図である。
【図２７】変形例４の別の例の現像装置を感光体とともに図示した概略構成図である。
【図２８】本発明の別の実施例を示す画像形成装置の概略構成図である。
【図２９】本発明の更に別の実施例を示す画像形成装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本発明では、現像剤担持体の絶縁性外周面上でトナーをフレア状態にする構成を有する現像装置において、現像剤担持体表面のカウンターチャージを放電により除電する機構を用いても、表層削れによる現像電界の経時的な変化を抑えることができるようにする、印加電圧波形を提案するものである。
現在、現像剤担持体表面に溜まるカウンターチャージは、現像剤担持体／現像剤供給部材間、あるいは現像剤担持体／規制部材間に電位差を与え、放電を起こすことにより除電している。
この結果、現像剤担持体表面層の分子鎖が放電によって断ち切られ、表面層の膜厚が減少してしまう。表面層膜の減少により、現像領域に形成される現像電界の大きさが徐々に変化し、画質が経時変化してしまう。さらには、表面層が無くなる事でむき出しになった電極が周擦されて電極が剥がれ、フレア機能を失うおそれがある。
【００１５】
そこで本発明は、第一の電極と、該第一の電極に対して絶縁体を介して設けた複数の電極部からなる第二の電極とを有する現像剤担持体を備え、第一の電極と第二の電極間の電位差が時間的に反転する電圧を印加することで現像剤をクラウド化し、現像剤担持体の表面が移動することによって現像剤を現像領域へ搬送して潜像担持体に形成された潜像を現像する現像装置に関し、該現像装置は、現像剤担持体の外周面に当接部材を有しており、現像剤担持体と当接部材間に印加する電位差を増大させると、現像剤担持体と当接部材間の容量成分に比例して電流が流れるが（ｉｙ）、現像剤担持体と当接部材間に或る値以上の電位差が与えられると、電圧と電流の比例関係よりも大きな電流値（ｉａ）となる（図３）。
この電流の比例関係からの乖離成分ｉａ−ｉｙ（図４）は、現像剤担持体と当接部材間に、放電開始電圧以上の電圧を印加したことで放電が起き、放電によって生じた、現像剤担持体と当接部材間の電荷分布の不均一を解消するために発生した電流である。この比例関係からの電流の乖離成分を放電電流と呼ぶ。
【００１６】
そこで本発明では、現像剤坦持体の第一の電極と第二の電極の少なくとも一方に印加する入力電圧波形や、当接部材（現像剤供給部材、規制部材等）に印加する入力電圧波形を変更することで、放電電流を小さくし、現像剤担持体の表面層の削れ速度を低減できるため、現像電界の大きさが一定に保たれ、使用耐久の高信頼性化が可能となる。また、現像剤坦持体の表面層膜厚の減少により電極層がむき出しになることで電極が剥がれることを防ぎ、表面層削れを起因とするリークが発生することによるフレア電界の喪失を抑制することができ、フレア電界を保つことができる。
以下、本発明の具体的な実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００１７】
［実施例１］
まず、本発明を、電子写真方式の画像形成装置である複写機について適用した一実施例について説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る複写機を示す概略構成図である。図１において、潜像担持体としてのドラム状の感光体４９は、図中時計回り方向に回転駆動される。操作者がコンタクトガラス９０に図示しない原稿を装置し、図示しないプリントスタートスイッチを押すと、原稿照明光源９１及びミラー９２を具備する第１走査光学系９３と、ミラー９４，９５を具備する第２走査光学系９６とが移動して、原稿画像の読み取りが行われる。走査された原稿画像がレンズ９７の後方に配設された画像読み取り素子９８で画像信号として読み込まれ、読み込まれた画像信号はデジタル化された後に画像処理される。そして、画像処理後の信号でレーザーダイオード（ＬＤ）が駆動され、このレーザーダイオードからのレーザー光がポリゴンミラー９９で反射した後、ミラー８０を介して感光体４９を走査する。この走査に先立って、感光体４９は帯電装置５０によって一様に帯電され、レーザー光による走査により感光体４９の表面に静電潜像が形成される。
【００１８】
感光体４９の表面に形成された静電潜像には現像装置１の現像処理によってトナーが付着し、これによりトナー像が形成される。このトナー像は、感光体４９の回転に伴って、転写チャージャー６０との対向位置である転写位置に搬送される。この転写位置に対しては、感光体４９上のトナー像と同期するように、第１給紙コロ７０ａを具備する第１給紙部７０、又は第２給紙コロ７１ａを具備する第２給紙部７１から記録材である記録紙Ｐが送り込まれる。そして、感光体４９上のトナー像は、転写チャージャー６０のコロナ放電によって記録紙Ｐ上に転写される。
【００１９】
このようにしてトナー像が転写された記録紙Ｐは、分離チャージャー６１のコロナ放電によって感光体４９表面から分離され、その後、搬送ベルト７５によって定着装置７６に向けて搬送される。そして、定着装置７６内において、図示しないハロゲンランプやヒーター等の発熱源を内包する定着ローラ７６ａと、これに向けて押圧される加圧ローラ７６ｂとの当接による定着ニップに挟み込まれる。その後、定着ニップ内での加圧や加熱によってトナー像が表面に定着せしめられた後、機外の排紙トレイ７７に向けて排紙される。
【００２０】
上述の転写位置を通過した感光体４９表面に付着している転写残トナーは、クリーニング装置４５によって感光体４９表面から除去される。このようにしてクリーニング処理が施された感光体４９表面は、除電ランプ４４によって除電されて次の潜像形成に備えられる。
【００２１】
図２は、図１に示す複写機における感光体４９と現像装置１とを示す概略構成図である。ドラム状の感光体４９は、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動される。そして、この感光体４９の図中右側方には、現像剤担持体であるトナー担持ローラ２を有する現像装置１が配設されている。現像装置１は、図中時計回り方向に回転駆動される第１搬送スクリュー１２を収容する第１収容部１３と、図中反時計回りに回転駆動される第２搬送スクリュー１４を収容する第２収容部１５とを有しており、両収容部は仕切壁１６によって仕切られている。そして、これら収容部はそれぞれ、図示しない磁性キャリアとマイナス帯電性のトナーとが混合された混合剤を収容している。
【００２２】
第１搬送スクリュー１２は、その回転駆動によって第１収容部１３内の混合剤を回転撹拌しながら、図中手前側から図中奥側へと搬送する。このとき、搬送途中の混合剤は、第１収容部１３の底部に固定されたトナー濃度センサ１７によってそのトナー濃度が検知される。そして、図中奥側の端部付近まで搬送された混合剤は、仕切壁１６の奥側端部付近に設けられた図示しない第１連通口を経て、第２収容部１５内に進入する。第２収容部１５は、現像剤供給部材としての後述するトナー供給ローラ１８を収容する磁気ブラシ形成部２１に連通しており、第２搬送スクリュー１４とトナー供給ローラ１８とは所定の間隙を介して互いに軸線方向を平行にする姿勢で対向している。第２収容部１５内の第２搬送スクリュー１４は、その回転駆動によって第２収容部１５内の混合剤を回転撹拌しながら、図中奥側から図中手前側へと搬送する。この過程において、第２搬送スクリュー１４によって搬送される混合剤の一部は、トナー供給ローラ１８のトナー供給スリーブ１９上に汲み上げられる。そして、図中反時計回り方向のトナー供給スリーブ１９の回転駆動に伴って、後述するトナー供給位置を通過した後、トナー供給スリーブ１９の表面から離脱して、再び第２収容部１５内に戻される。その後、第２搬送スクリュー１４によって図中手前側の端部付近まで搬送された混合剤は、仕切壁１６の図中手前側端部付近に設けられた図示しない第２連通口を経て第１収容部１３内に戻される。
【００２３】
上述したトナー濃度センサ１７は、透磁率センサからなる。このトナー濃度センサ１７による混合剤の透磁率の検知結果は、電圧信号として図示しない制御部に送られる。混合剤の透磁率は、混合剤のＫトナー濃度と相関を示すため、トナー濃度センサ１７はトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。
【００２４】
本複写機の図示しない制御部は、記憶装置内に不揮発性のＲＡＭ（Random Access Memory）を備えており、この中にトナー濃度センサ１７からの出力電圧の目標値であるＶｔｒｅｆを格納している。そして、トナー濃度センサ１７からの出力電圧値と、ＲＡＭ内のＶｔｒｅｆとを比較して、比較結果に応じた時間だけ図示しないトナー補給装置を駆動させる。この駆動により、現像に伴うトナーの消費によってトナー濃度を低下させた混合剤に対し、トナー補給口１３ａから第１収容部１３内に適量のトナーが補給される。このため、第２収容部１５内の混合剤のトナー濃度が所定の範囲内に維持される。
【００２５】
トナー供給ローラ１８は、図中反時計回り方向に回転駆動される非磁性材料からなる筒状のトナー供給スリーブ１９と、これに内包される固定配置されたマグネットローラ２０とを有している。筒状のトナー供給スリーブ１９は、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒形に成型したものである。また、マグネットローラ２０は、図示のように、回転方向に並ぶ複数の磁極（図中真上の位置から反時計回り方向に順にＮ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極）を有している。これら磁極により、トナー供給スリーブ１９の周面上に混合剤が吸着し、磁力線に沿って穂立ちした磁気ブラシが形成される。
【００２６】
トナー供給スリーブ１９の表面によって汲み上げられた混合剤は、トナー供給スリーブ１９の回転に伴って図中反時計回り方向に回転する。そして、トナー供給スリーブ１９の表面に対して所定の間隙を介して対向配置されている規制部材２２との対向位置である担持量規制位置に進入する。このとき、規制部材２２とスリーブ表面との間隙を通過することで、スリーブ表面上における混合剤の担持量が規制される。
【００２７】
トナー供給スリーブ１９の図中左側方では、トナー担持ローラ２がトナー供給スリーブ１９表面と所定の間隙を介して対向しながら、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動されている。トナー供給スリーブ１９の回転に伴って上述の担持量規制位置を通過した混合剤は、トナー担持ローラ２との接触位置であるトナー供給位置に進入する。これにより、混合剤からなる磁気ブラシ先端がトナー担持ローラ２の表面を摺擦する。この摺擦やトナー供給スリーブ１９とトナー担持ローラ２との電位差などの作用を受けて、磁気ブラシ中のトナーがトナー担持ローラ２の表面上に供給される。なお、トナー供給スリーブ１９には、供給バイアス電源２４により、供給バイアスが印加されている。この供給バイアスは、トナー担持ローラ２側にトナーを移動させる電界が形成できるようなものであれば、直流（ＤＣ）電圧でもよいし、かかる直流電圧に交流（ＡＣ）電圧を重畳したものでもよい。
【００２８】
トナー供給位置を通過したトナー供給スリーブ１９上の混合剤は、スリーブの回転に伴って第２収容部１５との対向位置まで搬送される。この対向位置の付近には、マグネットローラ２０に磁極が設けられておらず、混合剤をスリーブ表面に引き付ける磁力が作用していないため、混合剤はスリーブ表面から離脱して第２収容部１５内に戻る。なお、本複写機においては、マグネットローラ２０として、６つの磁極を有するものを用いたが、磁極の個数はこれに限られるものではない。８極、１２極などであってもよい。
【００２９】
現像剤であるトナーが供給されたトナー担持ローラ２は、現像装置１のケーシング１１に設けられた開口から外周面の一部を露出させている。この露出箇所は、感光体４９に対して数十〜数百［μｍ］の間隙を介して対向している。このようにトナー担持ローラ２と感光体４９とが対向している位置が、本複写機における現像位置となっている。
【００３０】
トナー担持ローラ２の表面上に供給されたトナーは、後述する理由により、トナー担持ローラ２の表面上でホッピングしながら、トナー担持ローラ２の回転に伴って、トナー供給位置から現像位置に向けて搬送される。現像領域まで搬送されたトナーは、トナー担持ローラ２と感光体４９上の静電潜像との間の現像電界によって、感光体表面上の静電潜像部分に付着し、これにより現像が行われる。現像に寄与しなかったトナーは、ホッピングしながらトナー担持ローラ２の回転によってさらに搬送され、繰り返し利用される。
【００３１】
次に、本実施例におけるトナー担持ローラ２の具体的構成について説明する。
図５は、本実施例におけるトナー担持ローラ２の電極配置を説明するためにトナー担持ローラ２を回転軸に対して直交する方向から見たときの模式図である。なお、説明の都合上、表層６や絶縁層５は図示していない。
図６は、本実施例におけるトナー担持ローラ２を、その回転軸に対して直交する面に沿って切断したときの断面の一部を模式的に表した部分断面図である。
本実施例のトナー担持ローラ２は、中空状のローラ部材で構成されており、その最内周に位置する最内周電極部材又は内周側電極部材としての内側電極（第一の電極）３ａと、最外周側に位置していて内側電極３ａへ印加される電圧（内側電圧）とは異なる電圧（外側電圧）が印加される最外周電極部材としての複数の略等間隔な電極部からなる櫛歯状の外側電極（第二の電極）４ａとを備えている。また、内側電極３ａと外側電極４ａとの間にはこれらの間を絶縁するための絶縁体からなる絶縁層５が設けられている。また、外側電極４ａの外周面側を覆う保護層としての表層（表面コート層）６も設けられている。すなわち、本実施例のトナー担持ローラ２は、内周側から順に、内側電極（第一の電極）３ａ、絶縁層５、外側電極（第二の電極）４ａ、表層６の４層構造となっている。
【００３２】
内側電極３ａは、トナー担持ローラ２の基体としても機能しており、ステンレススチール（ＳＵＳ）やアルミニウム等の導電性材料を円筒状に成型した金属ローラである。このほか、内側電極３ａの構成としては、ポリアセタール（ＰＯＭ）やポリカーボネート（ＰＣ）等からなる樹脂ローラの表面にアルミニウムや銅などの金属層等からなる導電層を形成したものが挙げられる。この導電層の形成方法としては、金属メッキ、蒸着等により形成する方法や、ローラ表面に金属膜を接着する方法などが考えられる。
【００３３】
内側電極３ａの外周面側は絶縁層５に覆われている。本実施例において、この絶縁層５は、ポリカーボネートやアルキッドメラミン等で形成されている。また、本実施例において、絶縁層５の厚みは、３［μｍ］以上５０［μｍ］以下の範囲内が好ましい。３［μｍ］よりも小さくなると、内側電極３ａと外側電極４ａとの間の絶縁性が十分に保てなくなり、内側電極３ａと外側電極４ａとの間でリークが発生してしまう可能性が高くなる。一方、５０［μｍ］よりも大きくなると、内側電極３ａと外側電極４ａとの間で作られる電界が表層６よりも外側に形成されにくくなり、表層６の外側に強いフレア用電界（外部電界）を形成することが困難となる。本実施例では、メラミン樹脂からなる絶縁層５の厚みを２０［μｍ］としている。絶縁層５はスプレー法やディップ法等によって内側電極３ａ上に均一な膜厚で形成することができる。
【００３４】
絶縁層５の上には複数のストライプ状の電極部を周方向に略等間隔に配置した櫛歯状の外側電極４ａが形成される。本実施例において、この外側電極４ａは、アルミニウム、銅、銀などの金属で形成されている。この櫛歯状の外側電極４ａの形成方法としては、種々の方法が考えられる。例えば、絶縁層５の上にメッキや蒸着によって金属膜を形成し、フォトレジスト・エッチングによって櫛歯状の電極を形成するという方法が挙げられる。また、インクジェット方式やスクリーン印刷によって導電ペーストを絶縁層５の上に付着させて櫛歯状の電極を形成するという方法も考えられる。
【００３５】
外側電極４ａ及び絶縁層５の外周面側は、表層６により覆われている。トナーは、表層６上でホッピングを繰り返す際、この表層６との接触摩擦によって帯電する。トナーに正規帯電極性（本実施例ではマイナス極性）を与えるため、本実施例では、表層６の材料として、シリコーン、ナイロン（登録商標）、ウレタン、アルキッドメラミン、ポリカーボネート等が使用される。一例として、本実施例ではポリカーボネートを採用している。また、表層６は、外側電極４ａを保護する役割も持ち合わせているので、表層６の膜厚としては、３［μｍ］以上４０［μｍ］以下の範囲内が好ましい。３［μｍ］よりも小さいと、経時使用による膜削れ等で外側電極４ａが露出し、トナー担持ローラ２上に担持されたトナーやトナー担持ローラ２に接触するその他の部材を通じてリークしてしまうおそれがある。一方、４０［μｍ］よりも大きいと、内側電極３ａと外側電極４ａとの間で作られる電界が表層６よりも外側に形成されにくくなり、表層６の外側に強いフレア用電界を形成することが困難となる。本実施例では、表層の膜厚は２０［μｍ］としている。表層６は、絶縁層５と同様にスプレー法やディッピング法等によって形成することができる。
【００３６】
本実施例では、内側電極３ａと外側電極４ａとの間で作られる電界、より詳しくは、内側電極３ａの外側電極４ａとは対向していない部分（外側電極４ａの櫛歯間に位置する内側電極３ａの部分）と外側電極４ａの櫛歯部分との間で作られる電界が、表層６の外側に形成されることで、トナー担持ローラ２上のトナーをホッピングさせ、これによりトナーをクラウド化させる。このとき、トナー担持ローラ２上のトナーは、内側電極３ａに絶縁層５を介して対向した表層部分と、これに隣接する外側電極４ａに対向した表層部分との間を、飛翔しながら往復移動するように、ホッピングすることになる。
【００３７】
トナーを安定してクラウド化させるためには、相応する大きさのフレア用電界を形成することが重要となるが、このような大きなフレア用電界を形成するためには内側電極３ａと外側電極４ａとの間に大きな電位差を形成する必要がある。しかし、このような大きな電位差を安定して形成するためには、内側電極３ａと外側電極４ａとの間を安定かつ有効に絶縁し、リークを防止することが重要である。従来のように、フレア用電界を形成するための２種類の電極をそれぞれ櫛歯状に形成して同心円上に配置し、互いの櫛歯部分が相手の櫛歯間に入り込むように構成した場合、その櫛歯状電極の形成品質が悪いと、２種類の電極間の絶縁性が著しく低下し、リークが起きやすい。具体的には、例えば、エッチングで電極形成する場合には除去すべき金属膜の一部が残存していたり、インクジェット法やスクリーン印刷法で電極形成する場合には電極間に導電ペーストが付着してしまったりする事態が起こり得る。このような事態が生じると、２種類の電極間でリークが起きやすくなり、適正なフレア用電界を形成することができなくなる。また、従来構成においては、ローラの樹脂表面上に櫛歯状電極を高い品質で形成したとしても、２種類の櫛歯状電極を形成した後にその外周面側を絶縁材で覆うことにより電極間に絶縁材を充填して電極間の絶縁性を得るため、電極間にはローラの樹脂表面と絶縁材との界面が形成され、この界面を通じたリークが生じやすく、比較的大きな電圧を印加すると電極間の絶縁性が著しく低下する。
【００３８】
本実施例によれば、内側電極３ａの上に絶縁層５を設け、その絶縁層上に櫛歯状の外側電極４ａを形成した構成であるため、これらの電極間にリークの原因となり得るような界面は存在しない。また、トナー担持ローラ２の製造段階において、リークの原因となり得る導電材が電極間に介在する可能性も非常に少なくできる。したがって、本実施例によれば、内側電極３ａと外側電極４ａとの間を安定かつ有効に絶縁することができ、比較的大きな電圧を印加する場合でもリークを効果的に防止することができる。
【００３９】
また、本実施例において、外側電極４ａの電極幅（各櫛歯部分の幅）は、１０［μｍ］以上１２０［μｍ］以下であるのが好ましい。１０［μｍ］よりも小さいと、細すぎて電極が途中で断線してしまうおそれがある。一方、１２０［μｍ］より大きいと、外側電極４ａの被給電部４ｂからの距離が遠い箇所の電圧が低くなり、その箇所でトナーを安定かつ有効にホッピングさせることが困難となる。本実施例の被給電部４ｂは、図５に示すように、トナー担持ローラ２の外周面上における軸方向両端に設けられている。よって、本実施例では、外側電極４ａの電極幅が１２０［μｍ］より大きいと、トナー担持ローラ２の軸方向中央部におけるフレア用電界が軸方向両端部のフレア用電界よりも相対的に低くなり、軸方向中央部に担持されているトナーを安定かつ有効にホッピングさせることが困難となる。
【００４０】
また、本実施例では、外側電極４ａの電極ピッチ（櫛歯部分間の距離）は、電極幅と同じか広いのが好ましい。電極幅よりも小さいと、内側電極３ａからの電気力線の多くが表層６の外側に出る前に外側電極４ａへ収束してしまい、表層６の外側に形成されるフレア用電界が弱くなってしまうからである。一方、電極ピッチが大きいと、電極間中央のフレア用電界が弱くなってしまう。本実施例において、電極ピッチは、電極幅以上であって電極幅の５倍以下の範囲内であるのが好ましい。
本実施例では、電極幅及び電極ピッチをいずれも８０［μｍ］に設定している。
【００４１】
また、本実施例では、外側電極４ａの電極ピッチを、トナー担持ローラ２の周方向にわたって一定となるように設定されている。電極ピッチを一定とすることで、内側電極３ａと外側電極４ａとの間で作られるフレア用電界がトナー担持ローラ２上の周方向にわたってほぼ均一となる。よって、現像位置で周方向に均一なトナーのホッピングを実現することが可能となり、均一な現像が可能となる。
【００４２】
次に、内側電極３ａ及び外側電極４ａに印加する電圧について説明する。
トナー担持ローラ２上の内側電極３ａ及び外側電極４ａには、それぞれパルス電源２５Ａ，２５Ｂから第１電圧である内側電圧及び第２電圧である外側電圧が印加される。パルス電源２５Ａ，２５Ｂが印加する内側電圧及び外側電圧は、矩形波が最も適している。ただし、これに限らず、例えばサイン波や三角波でもよい。また、本実施例では、フレア用電極を形成するための電極が内側電極３ａ及び外側電極４ａの２相構成であり、各電極３ａ，４ａには互いに位相差πをもった電圧がそれぞれ印加される。
【００４３】
図７は、内側電極３ａ及び外側電極４ａにそれぞれ印加する内側電圧と外側電圧の一例を示すグラフである。
本実施例において、各電圧は矩形波であり、内側電極３ａと外側電極４ａにそれぞれ印加される内側電圧と外側電圧は、互いに位相がπだけズレた同じ大きさ（ピーク・トゥ・ピーク電圧Ｖｐｐ）の電圧である。よって、内側電極３ａと外側電極４ａとの間には、常にＶｐｐだけの電位差が生じる。この電位差によって電極間に電界が発生し、この電界のうち表層６の外側に形成されるフレア用電界によって表層６上をトナーがホッピングする。本実施例において、Ｖｐｐは１００［Ｖ］以上２０００［Ｖ］以下の範囲内であるのが好ましい。Ｖｐｐが１００［Ｖ］より小さいと、十分なフレア用電界を表層６上に形成できず、トナーを安定してホッピングさせるのが困難となる。一方、Ｖｐｐが２０００［Ｖ］より大きいと、経時使用により電極間でリークが発生する可能性が高くなる。そこで本実施例では、一例として、Ｖｐｐを５００［Ｖ］に設定している。
また、本実施例において、内側電圧と外側電圧の中心値Ｖ０は、画像部電位（静電潜像部分の電位）と非画像部電位（地肌部分の電位）との間に設定され、現像条件によって適宜変動する。
【００４４】
本実施例において、内側電圧と外側電圧の周波数ｆは、０．１［ｋＨｚ］以上１０［ｋＨｚ］以下であるのが好ましい。０．１［ｋＨｚ］より小さいと、トナーのホッピングが現像速度に追いつかなくなるおそれがある。一方、１０［ｋＨｚ］より大きいと、トナーの移動が電界の切り替わりに追従できなくなり、トナーを安定してホッピングさせるのが困難となる。本実施例では、周波数ｆを５００［Ｈｚ］に設定している。
【００４５】
図８は、内側電極３ａ及び外側電極４ａへ印加する内側電圧と外側電圧の別の例を示すグラフである。
この例では、内側電極３ａについては、図５に示したものと同様の内側電圧が印加されるが、外側電極４ａについては、直流電圧が印加される。この場合、電極間の電位差はＶｐｐ／２となる。よって、この例におけるＶｐｐの好適な範囲は、２００［Ｖ］以上４０００［Ｖ］以下である。この例によれば、内側電極３ａと外側電極４ａとの位相差を考慮する必要がなく、電源コストが安くなる。
【００４６】
図９は、内側電極３ａ及び外側電極４ａへ印加する内側電圧と外側電圧の更に別の例を示すグラフである。
この例では、外側電極４ａについては、図７に示したものと同様の外側電圧が印加されるが、内側電極３ａについては、直流電圧が印加される。この場合も、電極間の電位差はＶｐｐ／２となる。よって、この例におけるＶｐｐの好適な範囲は、２００［Ｖ］以上４０００［Ｖ］以下である。この例でも、内側電極３ａと外側電極４ａとの位相差を考慮する必要がなく、電源コストが安くなる。
【００４７】
以上は、通常の電圧印加波形の例であるが、次に、本発明に係る内側電極３ａ及び外側電極４ａに印加する電圧印加波形の実施例について説明する。
【００４８】
［実施例１−１］
図１０は内側電極３ａ及び外側電極４ａへ印加する内側電圧と外側電圧の電圧印加波形の実施例を示すグラフである。
この実施例では、内側電極３ａまたは外側電極４ａにパルスｏｎ時間を５０％に低減した電圧を入力している。この場合、現像剤担持体／当接部材（例えばトナー供給ローラ１８または後述する規制部材）間に電位差が掛かる時間が半分になるため、放電回数が減り、放電電流が減少する。放電電流を低減することで、表面層膜厚の減少を抑え、現像電界の大きさを一定に保ち、使用耐久の高信頼性化が可能となる。また、表層削れを起因とするリークが発生することによるフレア電界の喪失を抑制することができる。なお、図１０では、パルスｏｎ時間を５０％に低減した電圧波形の例を示したが、本発明では２０％〜５０％の間に設定している。
【００４９】
本実施例において、Ｖｐｐは１００［Ｖ］以上２０００［Ｖ］以下の範囲内であるのが好ましい。Ｖｐｐが１００［Ｖ］より小さいと、十分なフレア用電界を表層６上に形成できず、トナーを安定してホッピングさせるのが困難となる。一方、Ｖｐｐが２０００［Ｖ］より大きいと、経時使用により電極間でリークが発生する可能性が高くなる。本実施例では、Ｖｐｐを５００［Ｖ］に設定している。
【００５０】
［実施例１−２］
図１１は、内側電極３ａ及び外側電極４ａへ印加する内側電圧と外側電圧の別の実施例を示すグラフである。
この例では、内側電極３ａについては、図１０に示したものと同様の内側電圧が印加されるが、外側電極４ａについては、直流電圧が印加される。この場合、電極間の電位差はＶｐｐ／２となる。よって、この例におけるＶｐｐの好適な範囲は、２００［Ｖ］以上４０００［Ｖ］以下である。この例によれば、内側電極３ａと外側電極４ａとの位相差を考慮する必要がなく、電源コストが安くなる。
【００５１】
［実施例１−３］
図１２は、内側電極３ａ及び外側電極４ａへ印加する内側電圧と外側電圧の更に別の実施例を示すグラフである。
この例では、外側電極４ａについては、図１０に示したものと同様の外側電圧が印加されるが、内側電極３ａについては、直流電圧が印加される。この場合も、電極間の電位差はＶｐｐ／２となる。よって、この例におけるＶｐｐの好適な範囲は、２００［Ｖ］以上４０００［Ｖ］以下である。この例でも、内側電極３ａと外側電極４ａとの位相差を考慮する必要がなく、電源コストが安くなる。
【００５２】
［実施例１−４］
図１３は、内側電極３ａ及び外側電極４ａへ印加する内側電圧と外側電圧の更に別の実施例を示すグラフである。
この例では、内側電極４ａについては、図１０の中間電位と最大電位の電圧が印加され、外側電極３ａについては、図１０の中間電位と最小電位が印加される。この場合、電極間の電位差はＶｐｐ／２となる。よって、この例におけるＶｐｐの好適な範囲は、２００［Ｖ］以上４０００［Ｖ］以下である。この例では、一つの電極に３種類の電位を用意する必要が無いため、電源コストが安くなる。
【００５３】
［実施例１−５］
図１４は、内側電極３ａ及び外側電極４ａへ印加する内側電圧と外側電圧の更に別の実施を示すグラフである。
この例では、外側電極４ａについては、図１０の中間電位と最大電位の電圧が印加され、内側電極３ａについては、図１０の中間電位と最小電位が印加される。この場合、電極間の電位差はＶｐｐ／２となる。よって、この例におけるＶｐｐの好適な範囲は、２００［Ｖ］以上４０００［Ｖ］以下である。この例では、一つの電極に３種類の電位を用意する必要が無いため、電源コストが安くなる。
【００５４】
［実施例１−６］
図１５は内側電極３ａまたは外側電極４ａへ印加する内側電圧と外側電圧の更に別の実施例を示すグラフである。
この例では、内側電極３ａまたは外側電極４ａに立ち上がり時間を増大させた（すなわち立ち上がり時間が遅い）電圧を入力している。この場合、現像剤担持体／当接部材間に放電電位以上の電位差が掛かる時間が少なくなるため、放電回数が減り、放電電流が減少する。放電電流を低減することで、表面層膜厚の減少を抑え、現像電界の大きさを一定に保ち、使用耐久の高信頼性化が可能となる。また、表層削れ起因のリークが発生することによるフレア電界の喪失を抑制することができる。
また、図８、図９と同様に、内部電極３ａまたは外部電極４ａのどちらか片方に直流電圧を印加し、電源コストを安くすることも可能である。
【００５５】
［実施例１−７］
図１６は内側電極３ａまたは外側電極４ａへ印加する内側電圧と外側電圧の更に別の実施例を示すグラフである。
この例は、実施例１−１の図１０に示したパルスｏｎ時間を低減した電圧波形と、実施例１−６の図１５に示した立ち上がり時間が遅い電圧波形とを組み合わせたものであり、このように組み合わせることで、更なる放電電流の低減が可能である。
【００５６】
［実施例１−８］
図１７は内側電極３ａまたは外側電極４ａへ印加する内側電圧と外側電圧の更に別の実施例を示すグラフである。
この例では、内側電極３ａまたは外側電極４ａに周波数を低減（小さく）した電圧を入力している。周波数が減少すると、電圧波形の周期が長くなり、現像剤担持体のコンデンサ容量に比例する電流成分が小さくなり、放電電流が減少する。放電電流を低減することで、表面層膜厚の減少を抑え、現像電界の大きさを一定に保ち、使用耐久の高信頼性化が可能となる。また、表層削れ起因のリークが発生することによるフレア電界の喪失を抑制することができる。
また、図８、図９と同様に、内部電極３ａまたは外部電極４ａどちらか片方に直流電圧を印加し、電源コストを安くすることも可能である。
【００５７】
［実施例１−９］
図１８は内側電極３ａまたは外側電極４ａへ印加する内側電圧と外側電圧の更に別の実施例を示すグラフである。
この例は、実施例１−１の図１０に示したパルスｏｎ時間を低減した電圧波形と、実施例１−６の図１５に示した立ち上がり時間が遅い電圧波形と、実施例１−８の周波数を小さくした場合の電圧波形を組み合わせたものであり、このように組み合わせることで、更なる放電電流の低減が可能である。
【００５８】
以上の実施例では、トナー担持ローラ２の内側電極（第一の電極）３ａと外側電極（第二の電極）４ａに印加される電圧印加波形の例で説明したが、上記の実施例１−１〜１−９のような電圧印加波形のバイアス電圧を、トナー供給ローラ１８や、トナー層規制部材に適宜印加して、放電を更に低減することも可能である。
【００５９】
［実施例２］
次に、本発明の現像装置１における給電構成の具体的な実施例について説明する。
図１９は、本実施例における内側電極３ａ及び外側電極４ａへの給電構成を、ローラ軸に沿って切断したときの模式図である。また、図２０は、図１９に示す給電構成を模式的に示す斜視図である。
本実施例における内側電極３ａ及び外側電極４ａへの給電構成において、内側電極３ａは、トナー担持ローラ２のローラ軸と一体化されており、そのローラ軸端面が被給電部３ｂとなる。ローラ軸端面で構成される被給電部３ｂには、パルス電源２５Ａに接続された第１給電部材としての給電ブラシ７が当接している。一方、トナー担持ローラ２の外周面両端部分には表層６が設けられておらず、トナー担持ローラ２の外周面における外側電極４ａの両端部分は露出しており、この露出面が被給電部４ｂとなる。その露出面で構成される被給電部４ｂには、パルス電源２５Ｂに接続された第２給電部材としての給電コロ８が当接している。この給電コロ８は、回転自在に支持されており、トナー担持ローラ２の回転に伴い、被給電部４ｂに当接したまま連れ回り回転する。
【００６０】
なお、本実施例では、外側電極４ａに外側電圧を印加するための第２給電部材である給電コロ８が２つ設けられているが、１つであっても３つ以上であってもよい。外側電極４ａに外側電圧を印加するための第２給電部材が複数あれば、一部の第２給電部材で接触不良による給電不良が生じても、他の第２給電部材により給電を行うことができるので、安定した給電を行うことが可能となる。
【００６１】
また、本実施例のように、トナー担持ローラ２の外周面に外側電極４ａの一部分を露出させ、その露出部分を被給電部４ｂとして、これに第２給電部材を当接させて給電する方式を採用する場合、その被給電部４ｂは、トナー担持ローラ２上における現像幅（感光体上において静電潜像が形成され得る領域と対向し得る領域幅）よりも軸方向外側に位置することが望まれる。なぜなら、被給電部４ｂが現像幅内に位置すると、トナー担持ローラ２と被給電部４ｂとの間で押しつぶされたトナーが現像に寄与することになり、その部分で現像不良が発生するからである。より好ましくは、被給電部４ｂは、トナー担持ローラ２上におけるトナー供給幅（トナー供給スリーブ１９からトナーが供給される領域幅）よりも軸方向外側に位置することが望まれる。なぜなら、被給電部４ｂがトナー供給幅内に位置すると、トナー担持ローラ２と被給電部４ｂとの間に多量のトナーが介在し、給電不良が起きやすくなるからである。本実施例では、被給電部４ｂがトナー担持ローラ２上におけるトナー供給幅よりも軸方向外側に位置するように構成している。更に、本実施例では、トナー供給幅内のトナーが被給電部４ｂに付着しないように、ローラ両端部に位置する各被給電部４ｂの軸方向中央側に図示しないトナーシールが設けられている。
【００６２】
なお、本実施例では、第２給電部材として、被給電部４ｂに連れ回り回転する給電コロ８を用いているが、これに限らず、例えば、導電性ブラシや導電性板バネなどを用いてもよい。なお、導電性ブラシや、導電性板バネなどのように被給電部４ｂに対して摺動する第２給電部材を用いる場合、被給電部４ｂとの接点部分の摩耗を抑制するために導電性グリスなど充填するとよい。
また、本実施例では、内側電極３ａの被給電部がローラ軸端面である場合について説明したが、これに限らず、例えばローラ軸の周面やローラ本体部の端面を被給電部としてもよい。
【００６３】
〔変形例１〕
次に、内側電極３ａ及び外側電極４ａへの給電構成の変形例（以下、本変形例を「変形例１」という。）について説明する。
図２１は、本変形例１における内側電極３ａ及び外側電極４ａへの給電構成を、ローラ軸に沿って切断したときの模式図である。また、図２２は、本変形例１の給電構成をもつトナー担持ローラを、軸方向に対して直交する方向から見たときの模式図である。さらに図２３は、本変形例１の給電構成を模式的に示す斜視図である。
【００６４】
本変形例１において、内側電極３ａに対する給電構成は、上記実施例２と同様に、ローラ軸端面がその被給電部３ｂとなるように構成されており、その被給電部３ｂに給電ブラシ７が当接している。一方、外側電極４ａに対する給電構成は、外側電極４ａをローラ軸周面上まで引き出し、その引き出した部分を被給電部４ｂとしている。そして、絶縁層５も同様にローラ軸周面上まで引き出すことにより、ローラ軸周面上においても内側電極３ａと外側電極４ａとの絶縁を確保している。ローラ軸周面上の被給電部４ｂには、パルス電源２５Ｂに接続された第２給電部材としての給電ブラシ８’が当接する。
【００６５】
本変形例１に例示した給電構成以外にも、例えば、トナー担持ローラ２の各ローラ軸を互いに電気的に分割し、内側電極３ａ及び外側電極４ａをそれぞれいずれかの軸に導通させ、各ローラ軸を通じて内側電極３ａ及び外側電極４ａそれぞれに電圧を印加する構成が考えられる。
【００６６】
〔変形例２〕
次に、トナー担持ローラ２にトナーを供給する構成の変形例（以下、本変形例を「変形例２」という。）について説明する。
図２４は、本変形例２における現像装置を感光体とともに図示した概略構成図である。
本変形例２では、磁性キャリアを用いないでトナー担持ローラ２にトナーを供給する。具体的には、本変形例２に係る現像装置１は、図中時計回り方向に回転駆動される第１搬送スクリュー１２を収容する第１収容部１３と、図中反時計回りに回転駆動される第２搬送スクリュー１４を収容する第２収容部１５とを有しており、両収容部は仕切壁１６によって仕切られている。そして、これら収容部には、それぞれ、図示しないマイナス帯電性のトナーが現像剤として収容されている。第１搬送スクリュー１２及び第２搬送スクリュー１４の回転駆動により、トナーは第１収容部１３及び第２収容部１５を循環搬送される。この搬送時に、トナーは第１搬送スクリュー１２及び第２搬送スクリュー１４から摺擦を受けることで摩擦帯電する。このようにして摩擦帯電した第２収容部１５内のトナーは、供給バイアス電源２４により供給バイアスが印加されたトナー供給ローラ１８’上に、静電的に吸着する。なお、この供給バイアスは、直流電圧でも交流電圧でもよいし、また、直流電圧に交流電圧を重畳させたバイアスでもよい。トナー供給ローラ１８’上に吸着したトナーは、規制部材２２により担持量が規制された後、供給位置へと搬送される。そして、供給位置へ搬送されたトナーは、トナー供給ローラ１８’とトナー担持ローラ２との電位差の作用を受けて、トナー担持ローラ２の表面上に供給される。その後は、前述した実施例１と同様なので説明を省略する。
【００６７】
〔変形例３〕
次に、トナー担持ローラ２にトナーを供給する構成の他の変形例（以下、本変形例を「変形例３」という。）について説明する。
図２５は、本変形例３における現像装置を感光体とともに図示した概略構成図である。
本変形例３では、上記変形例２と同様に磁性キャリアを用いないでトナー担持ローラ２にトナーを供給するが、さらに、表面層が、表面に多数の微細孔が分散している多孔質層であるトナー供給部材を用いて、トナーを直接的にトナー担持ローラ２へ供給する構成とした。
具体的には、本変形例３では、トナー収容部１５’内にトナー供給部材としてスポンジローラ１８’を設け、スポンジローラ１８’の表面をトナー担持ローラ２の表面に当接させている。これにより、トナー収容部１５’内でスポンジローラ１８’の表面に付着したトナーは、トナー担持ローラ２の表面との当接部で摺擦を受けて摩擦帯電し、これにより静電的にトナー担持ローラ２上へ供給される。本変形例３では、スポンジローラ１８’をトナー担持ローラ２に対してカウンター方向に回転駆動しているが、トレーリング方向でもよい。
【００６８】
本変形例３の場合、スポンジローラ１８’に接続された供給バイアス電源２４’により印加される供給バイアスによって、トナー担持ローラ２へ供給するトナーの量を制御することができる。この供給バイアスは、直流電圧でも交流電圧でもよいし、また直流電圧に交流電圧を重畳させたバイアスでもよい。また、上記の実施例１−１〜１−９のような電圧印加波形のバイアス電圧を適宜印加してもよい。
【００６９】
また、図２５に示す構成例では、スポンジローラ１８’によりトナー担持ローラ２上へ供給されたトナーは、トナー層規制部材（ドクタブレード等）２２により層厚を規制されるとともに、トナー担持ローラ２の表面との当接部で摺擦を受けて摩擦帯電を更に促進されるが、この際、規制部材２２にも電源２６により適宜バイアスを印加することにより、当接部での放電を低減することができる。このときのバイアスは、直流電圧でも交流電圧でもよいし、また直流電圧に交流電圧を重畳させたバイアスでもよい。また、上記の実施例１−１〜１−９のような電圧印加波形のバイアス電圧を適宜印加してもよい。
【００７０】
〔変形例４〕
次に、現像に寄与しなかったトナーをトナー担持ローラ２から回収する回収手段としての回収機構３０を設けた現像装置の変形例（以下、本変形例を「変形例４」という。）について説明する。
図２６は、本変形例４における現像装置を感光体４９とともに図示した概略構成図である。
本変形例４における現像装置の基本構成は、上記の実施例１と同様であるが、回収機構３０が設けられている点と、トナー担持ローラ２及びトナー供給ローラ１８の下方に位置するケーシング１１の内壁が第２搬送スクリュー１４を収容する第２収容部１５に向けて下傾斜している点とが、主に相違する構成である。以下、この相違する構成についてのみ説明する。
【００７１】
本変形例４において、回収機構３０は、トナー担持ローラ２の外周面に対向するように配置される回収板３１と、回収板３１に接触するように配置された振動子３２と、回収板３１に所定の電圧を印加するための回収電源３３とから構成されている。トナー担持ローラ２と回収板３１との間には、マイナス極性に帯電したトナーをトナー担持ローラ２から回収板３１に向けて静電的に移動させる向きの電界が形成される。これにより、現像領域で現像に寄与しなかったトナーは、回収板３１とトナー担持ローラ２とが対向しあう回収領域において、トナー担持ローラ２上から回収板３１側へ移動する。回収板３１に付着したトナーは、振動子３２によって回収板３１を振動させることにより、回収板３１上から振るい落とされる。振るい落とされたトナーは、ケーシング１１の内壁面上を移動して第２収容部１５内に戻され、再び第１収容部１３及び第２収容部１５を循環搬送される。
【００７２】
図２７は、回収機構３０の他の例を示すための概略構成図である。
図２７に示すように、回収機構３０として、回収ローラ３４を利用した構成も採用できる。具体的には、この回収機構３０は、トナー担持ローラ２の外周面に対向するように配置される回収ローラ３４と、回収ローラ３４に接触するように配置されたクリーニングブレード３５と、回収ローラ３４に所定の電圧を印加するための回収電源３３とから構成されている。トナー担持ローラ２と回収ローラ３４との間には、マイナス極性に帯電したトナーをトナー担持ローラ２から回収ローラ３４に向けて静電的に移動させる向きの電界が形成される。これにより、現像領域で現像に寄与しなかったトナーは、回収ローラ３４とトナー担持ローラ２とが対向しあう回収領域において、トナー担持ローラ２上から回収ローラ３４側へ移動する。回収ローラ３４に付着したトナーは、クリーニングブレード３５によって掻き落とされる。掻き落とされたトナーは、ケーシング１１の内壁面上を移動して第２収容部１５内に戻され、再び第１収容部１３及び第２収容部１５を循環搬送される。
【００７３】
［実施例３］
次に本発明に係る画像形成装置の別の実施例について説明する。
図２８は本発明の別の実施例を示す画像形成装置の概略構成図である。この実施例では、画像形成装置は、現像装置を複数用いて構成され、潜像担持体である無端ベルト状の感光体２上に各色のトナー像を重ねて形成する画像形成装置の例である。
すなわち、この画像形成装置は、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック（以下、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｋと記す）のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成することができるカラープリンタの例であり、ベルトユニット１０１、４つの現像装置１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋ、レジストローラ対１２０、転写ローラ１２１、定着装置１２２、図示しない給紙カセット、給紙装置、給紙路などを備えている。
【００７４】
複数の現像装置１Ｋ，１Ｙ，１Ｃ，１Ｍは同一の構成であり、現像ケース内に、現像剤担持体であるトナー坦持ローラ２、トナー供給ローラ１８、トナー層規制部材２２等を備えている。なお、図２８では現像装置１Ｋ，１Ｙ，１Ｃ，１Ｍを簡略化して図示しているが、その構成や動作は、実施例１、実施例２や、変形例１〜４で説明した現像装置１の何れかと同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００７５】
この実施例では、ベルトユニット１０１は、潜像担持体たる無端ベルト状の感光体１０２を、水平方向よりも鉛直方向にスペースをとる縦長の姿勢で張架しながら図中時計回り方向に無端移動せしめる。より詳しくは、感光体１０２を、駆動ローラ１０３、テンションローラ１０４、転写上流ローラ１０５、転写バックアップローラ１０６、及び４つの現像対向ローラ１０７Ｍ，１０７Ｃ，１０７Ｙ，１０７Ｋによって裏面側から支えながら張架している。そして、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動せしめられる駆動ローラ１０３の回転によって感光体１０２を無端移動せしめる。この感光体１０２における図中左側の張架面（以下、左側張架面という）は、ほぼ鉛直方向に延在する姿勢になっている。
【００７６】
感光体１０２の左側張架面の図中左側方には、マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）用の現像装置１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋが鉛直方向に並ぶように配設されており、それぞれ感光体１０２の左側張架面に対向している。
４つの現像装置１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋのうち、鉛直方向の最も下側に位置するＭ用の現像装置１Ｍの更に下方には、Ｍ用の帯電装置１０８Ｍが感光体１０２の左側張架面に対向するように配設されている。また、Ｍ用の現像装置１Ｍと、Ｃ用の現像装置１Ｃとの間には、Ｃ用の帯電装置１０８Ｃが感光体１０２の左側張架面に対向するように配設されている。また、Ｃ用の現像装置１Ｃと、Ｙ用の現像装置１Ｙとの間には、Ｙ用の帯電装置１０８Ｙが感光体１０２の左側張架面に対向するように配設されている。更に、Ｙ用の現像装置１Ｙと、Ｋ用の現像装置１Ｋとの間には、Ｋ用の帯電装置１０８Ｋが感光体１０２の左側張架面に対向するように配設されている。
【００７７】
鉛直方向に並ぶ４つの現像装置１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの図中左側方には、図示しない光書込装置が配設されている。この光書込装置は、外部の図示しないパーソナルコンピュータやスキャナから送られてくる画像情報に基づいて、図示しない４つの半導体レーザを駆動してＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋ用の４つの書込光Ｌｍ，Ｌｃ，Ｌｙ，Ｌｋを出射する。そして、これらを図示しないポリゴンミラーによって偏向せしめながら、図示しない反射ミラーで反射させたり光学レンズに通したりすることで感光体１０２に対する光走査を行う。なお、かかる構成のものに代えて、ＬＥＤアレイ等によって光走査を行うものを用いてもよい。また、光走査は暗中にて行われる。
【００７８】
感光体１０２は、自らを張架している複数の張架ローラのうち、最も下方に位置する転写バックアップローラ１０６と、最も上方に位置する駆動ローラ１０３との間では、鉛直方向下方から上方に向けてほぼ真っ直ぐに移動する。そして、駆動ローラ１０３に対する掛け回し箇所を通過すると、今度は相対的に鉛直方向上方から下方に向けて移動する。駆動ローラ３に対する掛け回し箇所を通過して鉛直方向下方から上方に向けて移動するようになったベルト箇所は、Ｍ用の帯電装置１０８Ｍとの対向位置を通過する際に、例えば負極性に一様帯電される。そして、Ｍ用の書込光Ｌｍによる光走査によってＭ用の静電潜像を担持した後、Ｍ用の現像装置１Ｍとの対向位置を通過する。この際、感光体１０２に書き込まれたＭ用の静電潜像がＭ用の現像装置１Ｍによって現像されてＭトナー像になる。その後、感光体２は図示しない除電器により除電されて次の色の画像形成に備える。
【００７９】
次いでＭトナー像が形成された感光体１０２は、鉛直方向下方から上方に向けての移動に伴って、Ｃ用の帯電装置１０８Ｃによって再び一様帯電せしめられた後、Ｃ用の書込光Ｌｃによる光走査によってＣ用の静電潜像を担持する。このＣ用の静電潜像は、Ｃ用の現像装置１Ｃによって現像されてＣトナー像となる。このとき、Ｃトナー像の全領域又は一部領域は、既に感光体１０２上に形成されているＭトナー像の上に重ね合わせた状態で現像される。そして、その重ね合わせ箇所は、Ｍ及びＣによる２次色となる。その後、感光体１０２は図示しない除電器により除電されて次の色の画像形成に備える。
【００８０】
さらにＣトナー像が形成された感光体１０２は、鉛直方向下方から上方に向けての移動に伴って、Ｙ用の帯電装置１０８Ｙによって再び一様帯電せしめられた後、Ｙ用の書込光Ｌｙによる光走査によってＹ用の静電潜像を担持する。このＹ用の静電潜像は、Ｙ用の現像装置１Ｙによって現像されてＹトナー像となる。このとき、Ｙトナー像の全領域又は一部領域は、既に感光体１０２上に形成されているＭトナー像やＣトナー像の上に重ね合わせた状態で現像される。そして、その重ね合わせ箇所は、Ｍ及びＹによる２次色、Ｃ及びＹによる２次色、あるいはＭ，Ｃ及びＹによる３次色となる。その後、感光体１０２は図示しない除電器により除電されて次の色の画像形成に備える。
【００８１】
最後にＹトナー像が形成された感光体２０２は、鉛直方向下方から上方に向けての移動に伴って、Ｋ用の帯電装置１０８Ｋによって再び一様帯電せしめられた後、Ｋ用の書込光Ｌｋによる光走査によってＫ用の静電潜像を担持する。このＫ用の静電潜像は、Ｋ用の現像装置１Ｋによって現像されてＫトナー像となる。このようなＭ，Ｃ，Ｙ，Ｋトナー像の重ね合わせ現像により、感光体１０２のおもて面（ループ外面）には、４色重ね合わせトナー像が形成され、フルカラー画像が形成される。
【００８２】
感光体１０２における転写バックアップローラ１０６に対する掛け回し箇所には、転写ローラ１２１が表面側から当接して転写ニップを形成している。転写バックアップローラ１０６は接地されているのに対し、導電性の転写ローラ１２１には図示しないバイアス印加手段によって転写バイアスが印加されている。これにより、転写ニップを間に挟んでいる転写バックアップローラ１０６と転写ローラ１２１との間には、感光体１０２上のトナー像を転写バックアップローラ１０６側から転写ローラ１２１側に静電移動させる転写電界が形成されている。
【００８３】
一方、所定のタイミングで図示しない給紙カセットから図示しない給紙装置により給紙路に送り出された記録材（例えば記録紙）Ｐは、転写ニップの図中右側方に配設されたレジストローラ対１２０のローラ間に挟み込まれる。レジストローラ対１２０は、記録紙Ｐの先端部を挟み込むとすぐに回転駆動を一時停止する。そして、記録紙Ｐを感光体１０２上の４色重ね合わせトナー像と同期させ得るタイミングで回転駆動を再開して、記録紙Ｐを転写ニップに送り出す。
【００８４】
転写ニップで記録紙Ｐに密着せしめられた４色重ね合わせトナー像は、ニップ圧や転写電界の作用によって感光体１０２から記録紙Ｐに一括転写され、記録紙Ｐの白色と相まってフルカラー画像となる。
【００８５】
このようにしてフルカラー画像が形成された記録紙Ｐは、転写ニップから定着装置１２２に送り込まれる。定着装置１２２は、例えばハロゲンランプやヒーター等の発熱源を内包する定着ローラ１２２ａと、これに圧接せしめられている加圧ローラ１２２ｂとの当接によって定着ニップを形成しており、送り込まれてきた記録紙Ｐをこの定着ニップ内に挟み込む。そして、定着ローラ１２２ａによる加熱やニップ圧の作用によってフルカラー画像を記録紙Ｐに定着する。
【００８６】
定着装置１２２内でフルカラー画像の定着処理が施された記録紙Ｐは、図示しない排紙ローラ対を経由した後、機外へと排出される。なお、転写ニップを通過した後の感光体１０２の表面に付着している転写残トナー等は、クリーニング手段としてのクリーニング装置１０９により除去される。
【００８７】
以上に述べた実施例では、同一の感光体１０２上に４色分の書き込みを行うので、通常の４連タンデム方式と比較すると、原理的に位置ズレがほとんど発生せず、感光体上で色重ねができて位置ズレのない高画質のフルカラー画像を得ることができる。また、前述の実施例１等の現像装置１を用いた色重ねシステムは、トナー担持ローラ２と感光体１０２が非接触で、かつ現像領域で交番電界がかかっていないため、次の色の現像工程が、感光体上に一度形成されたトナー像に対しては機械的にも電界的にも影響を与えないので、スキャベンジや混色などの問題が無く、高画質な作像プロセスを長期的に渡り安定して行うことができる。
【００８８】
［実施例４］
次に本発明に係る画像形成装置のさらに別の実施例について説明する。
図２９はプロセスカートリッジ１４０を複数備え、単色、多色またはフルカラー画像を形成するカラー画像形成装置の構成例を示す概略構成図である。
このカラー画像形成装置は、画像形成部（プリンタ部）１００と画像読取部（スキャナ部）１３０と原稿自動給紙装置（ＡＤＦ）１３１を備え、デジタル複写機、プリンタ、ファクシミリ等の機能を有する複合機の構成例であり、画像形成部（プリンタ部）１００では、画像読取部（スキャナ部）１３０で読取った原稿の画像情報や、装置外部のパーソナルコンピュータ等からＬＡＮを通じて入力された画像情報、あるいは、通信回線を介して外部から送信されて来た画像情報等に応じて画像形成を行なう。
【００８９】
プロセスカートリッジ１４０（Ｙ〜Ｋ）は、潜像担持体であるドラム状の感光体４９と帯電装置５０と本発明の現像装置１とクリーニング装置４５をカートリッジ内に一体に保持している。
このプロセスカートリッジ１４０を画像形成部として、図示しない光書込装置、転写装置、定着装置、給紙装置等を設ければ、単色の画像形成装置を構成することができる。
また、このプロセスカートリッジ１４０は、画像形成装置に対して着脱可能に設けられているので、容易に交換やリサイクルが可能であり、画像形成装置のメンテンナンス性の向上や、省資源化に寄与することができる。
【００９０】
画像形成部（プリンタ部）１００の略中央部には、駆動ローラ１５２と従動ローラ１５４と二次転写対向ローラ１５３とに張架された中間転写ベルト１５１と、一次転写ローラ１５５Ｙ，１５５Ｍ，１５５Ｃ，１５５Ｋと、二次転写ローラ１５６を有する転写装置１５０が配設されている。この転写装置１５０の中間転写ベルト１５１の上面側には、同じ構成の４つのプロセスカートリッジ１４０Ｙ，１４０Ｍ，１４０Ｃ，１４０Ｋが並設されている。プロセスカートリッジ１４０Ｙは、帯電装置５０による帯電、光書込装置１４５からの光ビームの露光、現像装置１による現像の電子写真プロセスにより感光体上にイエロー色のトナー像を形成し、プロセスカートリッジ１４０Ｍは同様の電子写真プロセスにより感光体上にマゼンタ色のトナー像を形成し、プロセスカートリッジ１４０Ｃは同様の電子写真プロセスにより感光体上にシアン色のトナー像を形成し、プロセスカートリッジ１４０Ｋは同様の電子写真プロセスにより感光体上にブラック色のトナー像を形成する。この各プロセスカートリッジ１４０Ｙ，１４０Ｍ，１４０Ｃ，１４０Ｋの感光体４９に形成された各色のトナー像は、一次転写ローラ１５５Ｙ，１５５Ｍ，１５５Ｃ，１５５Ｋに所定の転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト１５１上に順次重ね合わせて転写される。
【００９１】
転写装置１５０の下方には、記録材である記録紙Ｐを収納した多段の給紙カセット１６０Ａ，１６０Ｂが装着されており、上記の各プロセスカートリッジ１４０Ｙ，１４０Ｍ，１４０Ｃ，１４０Ｋでの画像形成動作にタイミングを合せて、給紙カセット１６０Ａ，１６０Ｂのいずれか一方（あるいは、装置側面に設けた手差し給紙トレイ１６０Ｃ）から記録紙Ｐが給紙ローラ１６１と分離ローラ１６２により１枚づつ給紙され、複数の搬送ローラ１６３を経てレジストローラ１６４へ搬送される。そして、中間転写ベルト１５１に転写された４色重ね画像が二次転写ローラ１５６の位置に来るタイミングに合せて、レジストローラ１６４で二次転写部に記録材Ｐが送り出され、二次転写ローラ１５６で中間転写ベルト１５１上の重ね画像が記録紙Ｐに一括して転写される。画像が転写された記録紙Ｐは、搬送ベルト１６５等を経て定着装置１２２に搬送され、定着装置１２２により加熱・加圧されてトナー像が記録紙Ｐに定着される。定着後の記録紙Ｐは複数の排紙ローラ１６６を経て排紙トレイ１６７（あるいは外部の排紙装置、後処理装置等）に排紙される。また、トナー像転写後の各プロセスカートリッジ１４０Ｙ，１４０Ｍ，１４０Ｃ，１４０Ｋの感光体４９は、クリーニング装置４５により残留トナーを清掃される。また、トナー像転写後の中間転写ベルト１５１の表面も、ベルトクリーニング装置１５７により残留トナーを清掃される。
【００９２】
上記の構成のカラー画像形成装置では、各プロセスカートリッジ１４０Ｙ，１４０Ｍ，１４０Ｃ，１４０Ｋを選択的に駆動させることにより、単色、多色またはフルカラー画像を形成することができる。また、各プロセスカートリッジ１４０Ｙ，１４０Ｍ，１４０Ｃ，１４０Ｋは、画像形成装置に対して着脱可能に設けられているので、容易に交換やリサイクルが可能であり、画像形成装置のメンテンナンス性の向上や、省資源化に寄与することができ、カラー画像形成装置の保守、管理が容易である。
【００９３】
なお、図２９では、中間転写ベルト１５１に沿って４つのプロセスカートリッジ１４０Ｙ，１４０Ｍ，１４０Ｃ，１４０Ｋを並設した、中間転写方式のタンデム型カラー画像形成装置の構成例を示したが、中間転写ベルト１５１に代えて、記録紙Ｐを搬送する転写ベルトを用い、各プロセスカートリッジの感光体から記録紙に直接トナー像を転写する構成とすれば、直接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置を構成することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１：現像装置
２：トナー坦持ローラ（現像剤坦持体）
３ａ：内側電極（第一の電極）
３ｂ：被給電部
４ａ：外側電極（第二の電極）
４ｂ：被給電部
５：絶縁層
６：表層（表面コート層）
７：給電ブラシ
８：給電コロ
８’：給電ブラシ
１１：ケーシング
１８：トナー供給ローラ（現像剤供給部材）
１８’：スポンジローラ（現像剤供給部材）
１９：トナー供給スリーブ
２０：マグネットローラ
２２：トナー層規制部材
３０：回収機構
３１：回収板
３２：振動子
３４：回収ローラ
３５：クリーニングブレード
４５：クリーニング装置
４９：感光体（潜像坦持体）
５０：帯電装置（帯電手段）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９５】
【特許文献１】特開２００７−１３３３８８号公報
【特許文献２】特開２００８−１１６５９９号公報
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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