(57)【要約】【課題】フィルミングの発生を抑えつつ、連続プリント時における画像濃度不足の発生を抑える。【解決手段】現像ローラ４２の凹部パターンの凹部４２ｂ内に保持しているトナーを感光体２の静電潜像に付着させて静電潜像を現像する構成において、現像ローラ４２の表面における全域のうち、現像位置αを通過した後、ドクタブレード４５に当接する規制位置に進入する前の領域に当接しながら、その領域に付着しているトナーを自らに転移させて回収することが可能な供給ローラ４４と、現像ローラ４２と供給ローラ４４との間に現像ローラ４２側から供給ローラ４４側にトナーを移動させる電界を形成するために供給ローラ４４に印加する回収バイアスを出力する回収バイアス電源１４４とを設けた。【選択図】図２
2013218320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の凹部パターンが形成された自らの表面にトナーを担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の表面にトナーを供給する現像剤供給手段と、
前記現像剤担持体の無端移動する表面における全域のうち、前記現像剤供給手段に対向する供給位置を通過した後、画像形成装置の潜像担持体に対向する現像位置に進入する前の領域に当接することで、前記現像位置に搬送されるトナーの量を規制する規制部材と、
前記現像剤担持体に印加するための現像バイアスを出力する現像バイアス出力手段とを有する現像装置において、
前記現像剤担持体の表面における全域のうち、前記現像位置を通過した後、前記規制部材に当接する規制位置に進入する前の領域に当接しながら、前記領域に付着しているトナーを自らに転移させて回収する回収部材と、
前記現像剤担持体と前記回収部材との間に前記現像剤担持体側から前記回収部材側にトナーを移動させる電界を形成するために前記回収部材に印加する回収バイアスを出力する回収バイアス出力手段とを設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
前記回収部材として、回転駆動される導電性基体の表面に複数の起毛からなるブラシが設けられた回収ブラシローラ、又は回転軸の表面に発泡弾性層が被覆された回収発泡ローラ、を用いたことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２の現像装置において、
前記現像剤供給手段として、回転駆動される導電性基体の表面に複数の起毛からなるブラシが設けられた供給ブラシローラ、又は回転軸の表面に発泡弾性層が被覆された供給発泡ローラ、を用い、
前記現像バイアスとして、ゼロよりもトナーの帯電極性と同極性側にシフトした値を中心値とする交番電圧からなるものを出力するように前記現像バイアス出力手段を構成し、
前記回収バイアスとして、ゼロよりもトナーの帯電極性と同極性側にシフトした値であって、且つ前記現像バイアスの前記中心値よりも前記帯電極性とは逆極性側にシフトした値を中心値とする交番電圧からなるものを出力するように前記回収バイアス出力手段を構成し、
前記回収バイアスを前記供給ブラシローラ又は前記供給発泡ローラに印加して、前記供給ブラシローラを前記回収ブラシローラとして兼用するか、あるいは、前記供給発泡ローラを前記回収発泡ローラとして兼用したことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１の現像装置において、
前記現像剤担持体の周面を外部に部分的に露出させるための開口を有する現像装置筺体に片持ち支持された状態で、自らの自由端側を前記現像剤担持体に当接させることで、前記現像剤担持体と前記開口内壁との隙間を塞ぐシール部材に前記回収バイアスを印加して、前記シール部材を前記回収部材として兼用したことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項４の現像装置において、
前記現像バイアスとして、ゼロよりもトナーの帯電極性と同極性側にシフトした値を中心値とする交番電圧からなるものを出力するように前記現像バイアス出力手段を構成し、
前記回収バイアスとして、ゼロよりもトナーの帯電極性と同極性側にシフトした値であって、且つ前記現像バイアスの前記中心値よりも前記帯電極性とは逆極性側にシフトした値を中心値とする交番電圧からなるものを出力するように前記回収バイアス出力手段を構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項４の現像装置において、
前記シール部材として、前記回収バイアスが印加される導電性材料からなる導電部と、絶縁性材料からなる絶縁部とを有するものを用い、前記導電部及び前記絶縁部のうち、前記絶縁部だけを前記現像剤担持体の周面に当接させたことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項６の現像装置において、
前記導電部の表面を前記絶縁部で被覆するとともに、
前記現像バイアスが印加される前記現像剤担持体と、前記導電部との間に、トナーを常に前記現像剤担持体側から前記導電部側に向けて移動させる方向の電界を形成する値の直流電圧を前記現像バイアスに対して印加したものを前記回収バイアスとして出力するように、前記回収バイアス出力手段を構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項６の現像装置において、
片持ち支持される前記絶縁部の自由端であって、且つ、前記現像剤担持体の周面に当接する領域よりも自由端側の領域に対して前記導電部を固定するとともに、
前記回収バイアスとして、前記現像バイアスが印加される前記現像剤担持体と、前記導電部との間でトナーを往復移動させる交番電界を形成する値の直流電圧からなるものを出力するように、前記回収バイアス出力手段を構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項９】
潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体の表面を一様に帯電せしめる一様帯電手段と、前記潜像担持体の表面に担持された潜像を現像する現像装置と、前記潜像担持体の表面上で現像されたトナー像を転写体に転写する転写手段と、前記転写手段との対向位置を通過した後の前記潜像担持体の表面に付着している転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置に用いられ、前記現像装置と、少なくとも前記潜像担持体、前記一様帯電手段、及び前記クリーニング手段のうちの１つとを共通の保持体で保持した状態で画像形成装置本体に対して一体的に着脱されるプロセスユニットにおいて、
前記現像装置として、請求項１乃至８の何れかの現像装置を用いたことを特徴とするプロセスユニット。
【請求項１０】
潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体の表面を一様に帯電せしめる一様帯電手段と、前記潜像担持体の表面に担持された潜像を現像する現像装置と、前記潜像担持体の表面上で現像されたトナー像を転写体に転写する転写手段と、前記転写手段との対向位置を通過した後の前記潜像担持体の表面に付着している転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置において、
前記現像装置として、請求項１乃至８の何れかの現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤担持体における所定の凹部パターンが形成された無端移動する表面に担持したトナーにより、潜像担持体の表面上の潜像を現像する現像装置に関するものである。また、かかる現像装置を用いるプロセスユニットや画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、現像剤担持体たる現像ローラとして、表面に担持したトナー（いわゆる一成分現像剤）を確実に表面移動に追従させて搬送する狙いで、表面にサンドブラスト処理などの粗面化処理を施したものを用いる現像装置が知られている。しかしながら、この種の現像装置においては、トナーのフィルミングによる画像劣化を引き起こし易いという不具合があった。具体的には、粗面化処理を施した現像ローラを用いる構成では、現像ローラの表面上に形成したトナーの薄層の層厚を一定に維持することで、現像ローラと潜像担持体たる感光体とが対向する現像位置に対する現像剤搬送量の安定化を図っている。そして、そのために、トナーの薄層の層厚を一定に規制するための規制ブレードを、現像位置に進入する直前の現像ローラ表面に圧接させている。かかる構成では、現像ローラと規制ブレードとの間で大きな圧力をかけたトナーを、現像ローラ表面や規制ブレード表面に固着させて固着トナーによる膜を形成してしまうフィルミングと呼ばれる現象を引き起こし易い。フィルミングが発生すると、トナーの層厚や帯電量にバラツキが生じて、地汚れや白抜けなどの画像劣化を引き起こしてしまうのである。
【０００３】
一方、特許文献１や特許文献２などに記載のように、現像ローラとして、表面に所定の凹部パターンが形成されたものを用い、ローラ表面に当接させている規制部材によってローラ表面上で一成分現像剤をすり切る現像装置が知られている。この種の現像装置においては、トナーをローラ表面の凹部に充填し、凹部の上端よりも突出しているトナーを規制部材によってすり切りながら、ローラ表面の非凹部に付着しているトナーを非凹部からすり切る。これにより、凹部の容量とほぼ同じ量のトナーを現像位置に搬送して、現像位置への現像剤搬送量を安定させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような現像装置においては、現像ローラ表面上に担持したトナーのうち、凹部内に存在しているものだけ、規制部材との対向位置を通過させ、且つ、通過の際に大きな圧力をかけることがないので、フィルミングの発生を抑えることができる。
【０００５】
しかしながら、この現像装置においては、連続プリントの際に画像濃度不足を引き起こすおそれがあった。具体的には、現像位置を通過した後の現像ローラの凹部内に残っている残留トナーが回収されないまま、その上に新たなトナーが充填されることがある。それらトナーが規制位置を通過する際に、残留トナーは新たなトナーを押し付けられることで摩擦帯電量を増加させる。これにより、現像ローラとの静電的な付着力を増加させることから、現像位置において感光体上の静電潜像に転移し難くなる。連続プリントにおいては、このようにして静電潜像に転移し難くなる残留トナーが凹部内で経時的に増加していき、やがて画像濃度不足を引き起こしてしまうのである。
【０００６】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次のような現像装置や、これを用いるプロセスユニット及び画像形成装置を提供することである。即ち、フィルミングの発生を抑えつつ、連続プリント時における画像濃度不足の発生を抑えることができる現像装置等である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、所定の凹部パターンが形成された自らの表面にトナーを担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面にトナーを供給する現像剤供給手段と、前記現像剤担持体の無端移動する表面における全域のうち、前記現像剤供給手段に対向する供給位置を通過した後、画像形成装置の潜像担持体に対向する現像位置に進入する前の領域に当接することで、前記現像位置に搬送されるトナーの量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体に印加するための現像バイアスを出力する現像バイアス出力手段とを有する現像装置において、前記現像剤担持体の表面における全域のうち、前記現像位置を通過した後、前記規制部材に当接する規制位置に進入する前の領域に当接しながら、前記領域に付着しているトナーを自らに転移させて回収する回収部材と、前記現像剤担持体と前記回収部材との間に前記現像剤担持体側から前記回収部材側にトナーを移動させる電界を形成するために前記回収部材に印加する回収バイアスを出力する回収バイアス出力手段とを設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、現像剤担持体として、所定の凹部パターンが形成されたものを用いることで、現像剤担持体に担持されたトナーを規制部材との対向位置に通す際のトナーに対する圧力を低減して、フィルミングの発生を抑えることができる。
また、本発明では、現像位置を通過した後、規制位置に進入する前の現像剤担持体表面と、これに当接する回収部材との間に、現像剤担持体の凹部内の残留トナーを凹部内から回収部材に向けて静電移動させる電界を形成する。そして、この電界の作用により、残留トナーを凹部内から回収部材の表面に転移させて回収する。このように、規制位置に進入する前の現像剤担持体の凹部内から残留トナーを回収部材で積極的に回収することで、連続プリント時における凹部内での残留トナーの経時的な増加を抑えて、画像濃度不足の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る複写機を示す概略構成図。
【図２】同複写機の感光体及び現像装置を示す概略構成図。
【図３】同現像装置を示す斜視図。
【図４】図３の反対側から同現像装置を示す斜視図。
【図５】同現像装置を示す横断面図。
【図６】同現像装置の長手方向の一端部を示す斜視図。
【図７】現像装置の長手方向の一端部を装置裏側から示す分解斜視図。
【図８】現像ローラを取り外した状態の同現像装置における長手方向の一端部を示す分解斜視図。
【図９】下ケースを取り外した状態の同現像装置における長手方向の他端部を示す分解斜視図。
【図１０】現像ローラを取り外した状態の同現像装置における長手方向の他端部を示す分解斜視図。
【図１１】同現像ローラを示す斜視図。
【図１２】同現像ローラを示す正面図。
【図１３】（ａ）は、同現像ローラの全体を示す全体模式図。（ｂ）は、同現像ローラの表面の一部を拡大して示す拡大模式図。（ｃ）は、同現像ローラを（ｂ）中のＬ１１又はＬ１３の位置で破断した断面図。（ｄ）は、（ｂ）中のＬ１２又はＬ１４の位置で破断した断面図。
【図１４】同現像装置の供給ローラを示す斜視図。
【図１５】同供給ローラを示す正面図。
【図１６】同現像装置のドクタブレードを示す斜視図。
【図１７】同ドクタブレードを示す正面図。
【図１８】同現像装置のパドルを示す斜視図。
【図１９】同パドルを示す正面図。
【図２０】同現像装置のドクタ部の一例を拡大して示す拡大構成図。
【図２１】同ドクタ部の他の例を拡大して示す拡大構成図。
【図２２】第１実施例に係る複写機の感光体及び現像装置を示す概略構成図。
【図２３】第１変形例に係る複写機のプリンタ部の要部を示す要部構成図。
【図２４】同プリンタ部におけるプロセスカートリッジを、現像ローラの軸方向中央部近傍で破断して示す横断面図である。
【図２５】同プロセスカートリッジを、軸方向端部近傍のサイドシールの位置で破断して示す横断面図。
【図２６】同プロセスカートリッジの現像装置のトナー搬送部を示す縦断面図。
【図２７】第２変形例に係る複写機の感光体及び現像装置を示す概略構成図。
【図２８】第３変形例に係る複写機の感光体及び現像装置を示す概略構成図。
【図２９】ドクタブレードにおけるカウンター方向のエッジ当て状態を説明するための拡大構成図。
【図３０】ドクタブレードにおける順方向のエッジ当て状態を説明するための拡大構成図。
【図３１】第２実施例に係る複写機の現像装置を部分的に示す部分拡大構成図。
【図３２】同複写機の現像ローラと入口シールとを示す拡大構成図。
【図３３】同現像ローラに印加される現像バイアスの波形と、入口シールに印加される回収バイアスの波形とを示すグラフ。
【図３４】第３実施例に係る複写機の現像ローラと入口シールとを示す拡大構成図。
【図３５】同複写機の現像ローラに印加される現像バイアスの波形と、入口シールの導電部に印加される回収バイアスの波形とを示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を画像形成装置としての電子写真複写機（以下、複写機５００という）に適用した実施形態について説明する。
図１は、実施形態に係る複写機５００を示す概略構成図である。複写機５００は、複写装置本体（以下、プリンタ部１００という）、給紙テーブル（以下、給紙部２００という）及びプリンタ部１００上に取り付けるスキャナ（以下、スキャナ部３００という）から構成される。
【００１１】
プリンタ部１００は、プロセスユニットとしての４つのプロセスカートリッジ１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、複数の張架ローラに張架されて図１中の矢印Ａ方向に移動する中間転写体としての中間転写ベルト７、露光手段としての露光装置６、定着手段としての定着装置１２等を備えている。
【００１２】
４つのプロセスカートリッジ１における１という符号の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字は、イエロー，マゼンタ，シアン，黒用の仕様であることを示している。４つのプロセスカートリッジ１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、以下、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字を省略して説明する。
【００１３】
プロセスカートリッジ１は、潜像担持体である感光体２、帯電手段である帯電部材３、現像手段である現像装置４、及び、クリーニング手段である感光体クリーニング装置５を一体的に支持してユニット状とした構成となっている。各プロセスカートリッジ１は、それぞれの不図示のストッパーを解除することにより、複写機５００本体に対して着脱可能となっている。
【００１４】
感光体２は、図中の矢印で示されるように、図中の時計周り方向に回転する。帯電部材３は、ローラ状の帯電ローラであり、感光体２の表面に圧接されており、感光体２の回転により従動回転する。作像時には、帯電部材３には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体２の表面を帯電する。実施形態に係るプロセスカートリッジ１は、帯電手段として、感光体２の表面に接触するローラ状の帯電部材３を用いているが、帯電手段としてはこれに限るものではなく、コロナ帯電などの非接触帯電方式を用いてもよい。
【００１５】
露光装置６は、スキャナ部３００で読み込んだ原稿画像の画像情報またはパーソナルコンピュータ等の外部装置から入力される画像情報に基づいて、感光体２の表面に対して露光し、感光体２の表面に静電潜像を形成する。プリンタ部１００が備える露光装置６は、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式を用いているが、露光手段としてはＬＥＤアレイを用いるものなど他の構成でも良い。
感光体クリーニング装置５は、中間転写ベルト７と対向する位置を通過した感光体２の表面上に残留する転写残トナーのクリーニングを行う。
【００１６】
４つのプロセスカートリッジ１は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色ごとのトナー像を感光体２上に形成する。そして、中間転写ベルト７の表面移動方向に並列に配設され、それぞれの感光体２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７に順に重ね合わせるように転写し、中間転写ベルト７上に可視像を形成する。
【００１７】
図１において、各感光体２に対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置には、一次転写手段としての一次転写ローラ８が配置されている。一次転写ローラ８には不図示の高圧電源により一次転写バイアスが印加され、感光体２との間で一次転写電界を形成する。感光体２と一次転写ローラ８との間で一次転写電界が形成されることにより、感光体２の表面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト７の表面に転写される。中間転写ベルト７を張架する複数の張架ローラのうちの一つが不図示の駆動モータによって回転することによって中間転写ベルト７が図中の矢印Ａ方向に表面移動する。表面移動する中間転写ベルト７の表面上に各色のトナー像が順次重ねて転写されることによって、中間転写ベルト７の表面上にフルカラー画像が形成される。
【００１８】
４つのプロセスカートリッジ１が中間転写ベルト７と対向する位置に対して、中間転写ベルト７の表面移動方向下流側には、張架ローラの一つである二次転写対向ローラ９ａに対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置に二次転写ローラ９が配置され、中間転写ベルト７との間で二次転写ニップを形成する。二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に所定の電圧を印加して二次転写電界を形成する。給紙部２００から給紙され、図１中の矢印Ｓ方向に搬送される記録紙Ｐが二次転写ニップを通過する際に、中間転写ベルト７の表面上に形成されたフルカラー画像が、二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に形成された二次転写電界によって記録紙Ｐに転写される。
【００１９】
二次転写ニップに対して記録紙Ｐの搬送方向下流側に、定着装置１２が配置されている。二次転写ニップを通過した記録紙Ｐは定着装置１２に到達し、定着装置１２における加熱及び加圧によって記録紙Ｐ上に転写されたフルカラー画像が定着され、画像が定着された記録紙Ｐは複写機５００から機外へと排出される。
【００２０】
一方、二次転写ニップで記録紙Ｐに転写されず中間転写ベルト７の表面上に残留したトナーは、転写ベルトクリーニング装置１１によって回収される。
【００２１】
図１に示されるように、中間転写ベルト７の上方には、各色トナーを収容するトナーボトル４００（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が複写機５００本体に対して着脱可能に配置されている。各色トナーボトル４００に収容されたトナーは、各色に対応する不図示のトナー補給装置によって、各色の現像装置４に供給される。
【００２２】
図２は、実施形態に係る複写機の現像装置４を示す概略構成図であり、図１におけるの紙面奥側からの眺めを示している。また、図３、図４はそれぞれ、現像装置４を示す斜視図であり、互いに異なる方向からの眺めを示している。これらの図において、現像装置４の外形を形成する現像ケーシング４１は、上ケース４１１、中ケース４１２及び下ケース４１３が組み合わさることで形成される。中ケース４１２はトナー収容部４３を形成し、上ケース４１１にはトナー収容部４３と外部とを連通する現像剤補給部であるトナー補給口５５が形成されている。また、上ケース４１１には、現像ローラ４２と上ケース４１１との隙間をシールする入口シール４７が設けられている。
【００２３】
図５は、現像装置４を図２と同じ方向から示す断面図である。また、図６は、現像装置４の長手方向の一端部を示す斜視図である。これらの図において、中ケース４１２には、現像ローラ４２、供給ローラ４４、ドクタブレード４５、パドル４６、供給スクリュー４８及びトナー残量センサ４９等が設けられている。
【００２４】
現像装置４には、内部と外部とを連通する開口部５６が長手方向（図中Ｙ軸方向）に沿って設けられている。この開口部５６は、現像ローラ４２の周面の一部を現像装置４の外部に露出させて、感光体２に直接対向させるためのものである。感光体２と現像ローラ４２とが微小ギャップを介して対向している位置が、現像位置αである。
【００２５】
図７は、現像装置４の長手方向の一端部（図１中の奥側端部）を示す分解斜視図である。図７に示される現像装置４は、下ケース（４１３）が取り外されている。また、図８は、現像ローラを取り外した状態の現像装置４における長手方向の一端部を示す分解斜視図である。また、図９は、下ケースを取り外した状態の現像装置４における長手方向の他端部（図１中の手前側端部）を示す分解斜視図である。また、図１０は、現像ローラを取り外した状態の現像装置４における長手方向の他端部を示す分解斜視図である。
【００２６】
これらの図において、現像装置４では、供給ローラ４４が図２中の矢印Ｃ方向（図２中の時計回り方向）に回転して表面移動することにより、トナー収容部４３内のトナーＴを現像ローラ４２に対向する領域である供給ニップβに搬送し、現像ローラ４２の表面にトナーを供給する。現像ローラ４２は、供給されたトナーを表面上に担持して、図２中の矢印Ｂ方向（図２中の時計回り方向）に回転して表面移動することにより、現像ローラ４２上のトナーを所定量に規制するドクタブレード４５との対向部までトナーを搬送する。ドクタブレード４５は現像ローラ４２との対向部で、現像ローラ４２の表面移動方向に対してカウンター方向（ドクタブレード４５の先端がドクタブレード４５の基部よりも現像ローラ４２の回転方向上流側になるように）に当接し、ドクタブレード４５との対向部で所定量に規制されたトナーは、現像ローラ４２の回転に伴って感光体２に対して微小ギャップを介して対向する現像位置αに到達する。
【００２７】
供給ニップβでは、供給ローラ４４の表面は下方から上方に向かって移動し、現像ローラ４２の表面は上方から下方に向かって移動する。なお、供給ローラ４４と現像ローラ４２とは、供給ニップβにおいて互いに接触している。
【００２８】
現像位置αでは、現像バイアス電源１４２から現像ローラ４２に印加された現像バイアスと感光体２表面上の潜像との電位差によって形成される現像電界に応じて、現像ローラ４２の表面上のトナーＴが感光体２の表面に移動し、感光体２の表面上の静電潜像部分にトナーが付着し、現像が行われる。感光体２は、現像ローラ４２に対して非接触で、図２中の矢印Ｄ方向に回転する。このため、現像位置αにおいて、現像ローラ４２の表面移動方向と感光体２の表面移動方向とは同方向となる。
【００２９】
現像バイアス電源１４２は、現像位置αに搬送されたトナーによる潜像の現像のために、現像ローラ４２から感光体２へトナーを向かわせるための第一電圧と、感光体２から現像ローラ４２へトナーを向かわせるための第二電圧とを備えた交番電圧を現像ローラ４２に印加する電圧印加部である。
【００３０】
詳細は後述するが、現像ローラ４２の表面には非凹部としての平面部４２ａの高さや凹部４２ｂの深さが実質的に一定の規則的な凹凸形状を外周面の全周に渡って有している。現像位置αで現像に寄与せず、現像位置αを通過した現像ローラ４２の表面上のトナーＴは、供給ニップβにおける現像ローラ４２の回転方向上流側の部分で供給ローラ４４によって回収され、現像ローラ４２表面のリセットがなされる。つまり、供給ローラ４４は、回収ローラとしての役割も有している。
【００３１】
現像ローラ４２の表面上に規則的に形成された凹部４２ｂに担持されたトナーＴは回収され難い。そして、現像位置αを通過したトナーＴが供給ニップβを通過し、現像ローラ４２に担持されたままとなると、トナーＴが現像ローラ４２に固着してトナーフィルミングが発生する。トナーフィルミングが発生すると、現像ローラ４２上のトナーＴの単位重量当たりの帯電量や現像ローラ４２の単位面積当たりのトナー量が不安定になり、現像時の濃度ムラの発生原因となる。
【００３２】
現像ローラ４２と供給ローラ４４とが対向する供給ニップβでは、現像ローラ４２の表面移動方向と供給ローラ４４の表面移動方向とが逆方向となっている。これにより、供給ニップβにおける現像ローラ４２の表面と供給ローラ４４の表面との線速差が大きくなり、供給ニップβでの供給ローラ４４による回収性能の向上を図ることが出来る。よって、トナーが現像ローラ４２に担持されたままとなることを抑制し、現像ローラ４２の表面にトナーが固着することを抑制でき、現像剤担持体の表面に現像剤が固着することに起因する現像時の濃度ムラの発生を抑制することが出来る。
【００３３】
現像ローラ４２と供給ローラ４４との線速比は、現像ローラ４２の表面移動速度：供給ローラ４４の表面移動速度＝１：０．８５となっているが、線速比としてはこの値に限るものではない。
【００３４】
図２に示されるように、供給ローラ４４は、トナー収容部４３の上部に配設され、その少なくとも一部がパドル４６の回転を停止した状態のトナー収容部４３内のトナーＴの剤面よりも上方に位置している。そして、供給ニップβに対して供給ローラ４４の表面移動方向下流側の領域（以下、供給ニップ下流側領域と呼ぶ。）がトナーＴの剤面よりも上方に位置している。特許文献１の図４に記載の構成のように、供給ニップ下流側領域にトナーが充填されていると、供給ニップ下流側領域に充填された状態のトナーが新たなトナーが供給ニップ下流側領域に入ってくることを阻害し、供給ニップβにおける現像ローラ４２からのトナーの回収効率を低下させるおそれがある。これに対し、実施形態に係る現像装置４は、図２に示されるように、供給ニップ下流側領域がトナーＴの剤面よりも上方に位置しているため、供給ニップ下流側領域にはトナーが充填されておらず、供給ニップ下流側領域に存在するトナーによって、供給ニップβにおける現像ローラ４２からのトナーの回収を阻害されることがない。このため、効率的にトナーの回収を行うことができ、トナーのリセット性を向上させることができる。
【００３５】
次に、現像ローラ４２について説明する。図１１は、現像ローラ４２を示す斜視図である。また、図１２は、現像ローラ４２を示す正面図である。また、図１３は、現像ローラ４２の表面形状を説明するための図である。詳しくは、図１３（ａ）は、現像ローラ４２の全体を示す全体模式図である。また、図１３（ｂ）は、現像ローラ４２の表面の一部を拡大して示す拡大模式図である。また、図１３（ｃ）は、現像ローラ４２を図１３（ｂ）中のＬ１１又はＬ１３の位置で破断した断面図である。また、図１３（ｄ）は、図１３（ｂ）中のＬ１２又はＬ１４の位置で破断した断面図である。
【００３６】
これらの図において、現像ローラ４２は、現像ローラ軸４２１に表面にトナーを担持する現像ローラ円筒部４２０を設けた構成であり、現像ローラ円筒部４２０に対して軸方向外側である軸方向両端部近傍の現像ローラ軸４２１には、スペーサー４２２が設けられている。現像ローラ４２は、現像ローラ軸４２１を中心に回転可能に設けられており、現像ローラ軸４２１の軸方向が現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）と平行になるように配置されている。現像ローラ４２の現像ローラ軸４２１の軸方向両端は中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。現像ローラ４２の表面の一部は開口部５６から現像装置４の外部に露出し、この露出した表面が下方から上方に表面移動してトナーを搬送するように、現像ローラ４２は図２中の矢印Ｂ方向に回転する。
【００３７】
また、現像ローラ４２は、軸方向両端部近傍に設けられたスペーサー４２２が感光体２の表面に接触することにより、現像位置αにおける現像ローラ円筒部４２０の表面と感光体２の表面との距離（現像ギャップ）を一定に保っている。現像ローラ４２の基材は、５０５６アルミニウム合金や６０６３アルミニウム合金等のアルミニウム系やＳＴＫＭ等の鉄系等の金属材料スリーブからなる。この基材の外周面には、表面層が形成されている。現像ローラ４２は、基材である金属材料スリーブの表面に凹凸加工を施し、凹凸加工を施した金属材料スリーブに対して、ニッケル鍍金を施することで、現像ローラ４２の腐食の防止や、トナーの帯電性補助を行う表面層を形成している。
【００３８】
現像ローラ４２の現像ローラ円筒部４２０は、図１３（ａ）に示されるように、その表面の構造の相違に基づき、主として、２つの部分（溝形成部４２０ａ、非溝形成部４２０ｂ）に分けられる。溝形成部４２０ａは、現像ローラ４２の軸方向において中央部を含む部分であり、トナーを適切に担持させるために凹凸加工がその表面に施されている。凹凸加工としては、いわゆる転造加工が採用されており、平面部４２ａは互いに巻き方向の異なる螺旋状の第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２に囲まれて形成されている。巻き方向の異なる螺旋状の溝を形成することで、現像ローラ４２の表面には網目上の凹凸が形成される。転造加工としては、従来公知の加工方法を採用することができる。また、第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２は、それぞれ現像ローラ４２の軸方向に対して所定角度（実施形態では、Ｌ１およびＬ２ともに４５［°］であるが、これに限定されるものではない）で傾斜している。
【００３９】
第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２は、いずれもそれらの傾斜方向に所定の周期幅で周期的に形成されることで、平面部４２ａが軸方向のピッチ幅Ｗ１で形成される。また、第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２は、の各傾斜角および周期幅は、いずれも互いに異ならせることもできる。また、平面部４２ａの頂面４２ｔの軸方向長さＷ２はピッチ幅Ｗ１の１／２以上の大きさとなるように形成する。
【００４０】
現像ローラ４２における平面部４２ａの軸方向のピッチ幅Ｗ１は８０［μｍ］であり、平面部４２ａの頂面４２ｔの軸方向長さＷ２は４０［μｍ］である。また、凹部４２ｂから平面部４２ａの頂面４２ｔまでの高さである凹部深さＷ３は１０［μｍ］である。ピッチ幅Ｗ１、頂面４２ｔの軸方向長さＷ２及び凹部深さＷ３の値は一例であり、この値に限られるものではない。
【００４１】
現像ローラ４２の表面層４２ｆの材料は、トナーを正規帯電させる材料であることことが望ましい。フィルミングによって低帯電トナーが生まれた場合においても、ジャンピングしたトナーＴによってたたき出された低帯電トナーが、平面部４２ａや凹部４２ｂのフィルミングがおきていない部分で帯電できるため、低帯電トナーを減少させることができ、画像濃度が安定化する。実施形態の現像ローラ４２では、ニッケル鍍金を施すことにより、その表面層４２ｆがトナーを正規帯電させる材料となっている。
【００４２】
また、現像ローラ４２の表面層４２ｆの材料は、ドクタブレード４５（ブレード部材４５０）よりも硬いものであることが望ましい。これにより、現像ローラ４２の表面の平面部４２ａがドクタブレード４５によって削れ難くなるため、平面部４２ａとドクタブレード４５で囲まれる凹部４２ｂの体積が変わりにくくなり、Ｍ／Ａ値（現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量）が安定する。
【００４３】
現像ローラ４２の平面部４２ａの高さについては、使用するトナーＴの重量平均粒径よりも大きくすることが望ましい。平均的な大きさのトナーＴが凹部４２ｂ内に収まるため、粒径の選択が起こりにくくなり、経時でのＭ／Ａ値（現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量）が安定する。
【００４４】
次に、供給ローラ４４について説明する。図１４は、供給ローラ４４を示す斜視図である。また、図１５は、供給ローラ４４を示す側面図である。これらの図において、現像装置４の内部では、トナー収容部４３の上方の現像ローラ４２側に、円筒状の供給ローラ４４が設けられている。供給ローラ４４は、その軸部である供給ローラ軸４４１を中心に円筒状の発泡材が巻きついた構成であり、この円筒状の発泡材が表面にトナーを担持する供給ローラ円筒部４４０となる。
【００４５】
供給ローラ４４は、供給ローラ軸４４１を中心に回転可能に構成され、中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。供給ローラ４４は、供給ローラ円筒部４４０の外周面の一部が、現像ローラ４２の現像ローラ円筒部４２０の外周面と供給ニップβで接触するように配置されており、図２及び図５に示されるように、供給ローラ軸４４１は、現像ローラ軸４２１よりも上方に配置されている。
【００４６】
供給ローラ４４は、現像ローラ４２と対向する箇所である供給ニップβで現像ローラ４２の表面移動方向に対して逆方向に表面が移動するように回転する。また、現像装置４は、図２に示されるように、供給ニップβの位置が、現像ローラ４２に対するドクタブレード４５の当接位置に対して、上方に位置する配置となっている。
【００４７】
供給ローラ４４の供給ローラ円筒部４４０は、発泡材料からなる。そして、供給ローラ円筒部４４０において、現像ローラ４２に接触する表面層は、表面に多数の微小孔が分散しているスポンジ層となっている。供給ローラ４４の表面層をスポンジ状にすることで、凹部４２ｂの底まで供給ローラ４４が届きやすくなるため、現像ローラ４２上トナーのリセット性が向上する。
【００４８】
供給ローラ４４の現像ローラ４２に対する食い込み量（「現像ローラ４２の半径」＋「供給ローラ４４の半径」−「現像ローラ４２と供給ローラ４４との軸間距離」）は、現像ローラ４２の平面部４２ａの高さよりも大きくなっている。平面部４２ａの高さよりも供給ローラ４４の食い込み量を大きくすることで、凹部４２ｂにおけるトナーのリセット性を向上できる。なお、供給ローラ４４の現像ローラ４２に対する食い込み量が平面部４２ａの高さに対して大きすぎると、トナーが凹部４２ｂに押し込まれてしまい、凝集の原因となるため、食い込み量が大きくなりすぎないように設定する必要がある。
【００４９】
供給ローラ４４の供給ローラ円筒部４４０に用いる発泡材料は、電気抵抗が１０３〜１０１４［Ω］の範囲に調整されている。供給ローラ４４には、供給バイアス電源１４４によって供給バイアスが印加され、供給ニップβで予備帯電されたトナーを現像ローラ４２に押し付ける作用を補助する。供給ローラ４４は図２及び図５中の時計回りの方向に回転し、表面に付着させた現像剤を現像ローラ４２の表面に塗布供給する。
【００５０】
現像ローラ４２に印加される交番電圧からなる現像バイアスは、その中心値（単位時間あたりの平均値）が、トナーの正規帯電極性と同極性になっている（本例ではマイナス極性）。供給ローラ４４は、表面に存在している複数の空泡の中に保持したトナーを、供給ニップβにおいて、現像ローラ４２に供給する。供給ニップβでは、現像ローラ４２の表面と、供給ローラ４４の方面とが互いにカウンター方向に移動する。供給ニップβにおいて、供給ローラ４４の表面の空泡内から現像ローラ４２の凹部４２ｂに移動したトナーが両ローラの摺擦によってすり切られる。そして、供給ニップβの出口において、凹部４２ｂ内のトナーがそのまま現像ローラ４２の表面移動に追従して現像ローラ４２とともに移動する。なお、供給ローラ４４に対して、供給バイアス電源１４４によって供給バイアスを印加してもよい。
【００５１】
次に、ドクタブレード４５について説明する。図５〜図１０に示されるように、現像ローラ４２の下方で下ケース４１３の内側となる中ケース４１２には、ドクタブレード４５が設けられている。図１６は、ドクタブレード４５を示す斜視図である。また、図１７は、ドクタブレード４５を示す正面図である。これらの図において、ドクタブレード４５は、規制部材を構成する薄い板状の金属部材であるブレード部材４５０と、ブレード部材４５０の一端が固定されている金属製の台座部４５２とを有する。そして、ブレード部材４５０の他端側が現像ローラ４２に接触するように構成されている。ブレード部材４５０の現像ローラ４２に対する接触状態は、先端が接触する先端当て状態（後述するエッジ当て）、及び、先端よりも根元側の面部が接触する腹当て状態、の何れでもよい。しかし、先端当て状態の方が、平面部４２ａの頂面４２ｔに存在するトナーをすり切ることができ、凹部４２ｂに存在するトナーのみを現像位置αに搬送することで、現像位置αに搬送するトナー量が安定するため、より好ましい。
【００５２】
エッジ当てとは、図２９に示されるように、ドクタブレード４５において、現像ローラ４２の対向面と、ブレード先端面との間の稜線を形成している先端エッジを、現像ローラ４２の表面に接触させる状態である。稜線を形成している先端エッジにおいて、稜線は丸みを帯びていても良いし、面取りされていてもよい。ドクタブレード４５における現像ローラ４２との対向面をブレード先端に向けて延長した仮想線と、ブレード先端面を現像ローラ４２に向けて延長した仮想線との交点や、その近傍に一するブレード箇所が、先端エッジである。より詳しくは、平板状のドクタブレード４５の自由端側の先端における現像ローラ４２側の角部（丸みがあってもよいし、面取りされていてもよい）が、現像ローラ４２の非凹部たる平面部（４２ａ）に接触する箇所である。
【００５３】
エッジ当て方向としては、カウンター方向と順方向とのうち、カウンター方向を採用している。カウンター方向は、図２９に示されるように、片持ち支持されているドクタブレード４５における固定端側の固定部分を、ドクタブレード４５における現像ローラ４２との接触部分よりも、現像ローラ４２の回転方向の下流側に位置させるブレードの向きである。この向きでは、回転に伴ってドクタブレード４５との当接位置に進入する直前の現像ローラ４２の表面が、ドクタブレード４５の自由端側の先端エッジに向けて移動し、且つ、ドクタブレード４５の全域のうち、自由端側の先端エッジに対して始めに接触することになる。
【００５４】
一方、順方向は、図３０に示されるように、片持ち支持されているドクタブレード４５における固定端側の固定部分を、ドクタブレード４５における現像ローラ４２との接触部分よりも、現像ローラ４２の回転方向の上流側に位置させるブレードの向きである。この向きでは、回転に伴ってドクタブレード４５との当接位置に進入する直前の現像ローラ４２の表面が、ドクタブレード４５の全域のうち、自由端側の先端エッジよりも固定端側の箇所（ブレードの腹の部分）に始めに接触することになる。
【００５５】
ドクタブレード４５のブレード部材４５０は台座部４５２に対して複数のリベット４５１によって固定されている。台座部４５２はブレード部材４５０よりも厚い金属で構成されており、ブレード部材４５０を現像装置４の本体（中ケース４１２の側面部）に固定するための基板として機能している。台座部４５２の長手方向端部にはピン穴４５４が設けられており、一方は真円形状の主基準穴４５４ａであり、もう一方は主基準穴４５４ａ方向に長径を有する楕円形状の従基準穴４５４ｂである。主基準穴４５４ａに不図示のピンが入ることで台座部４５２の現像装置４本体に対する位置が決定し、従基準穴４５４ｂで支えられる。ブレード部材４５０が固定された台座部４５２が、現像装置４本体（中ケース４１２）にドクタ固定ネジ４５５で固定されることによってブレード部材４５０が現像装置４に固定されることになる。
【００５６】
ドクタブレード４５のブレード部材４５０は、ＳＵＳ３０４ＣＳＰやＳＵＳ３０１ＣＳＰ、またはリン青銅等の金属板バネ材料からなるものである。ブレード部材４５０は、自由端側を、現像ローラ４２表面に対して１０〜１００［Ｎ／ｍ］の押圧力で当接させており、その押圧力下を通過したトナーを所定量に規制すると共に摩擦帯電によって電荷を付与する。なお、ブレード部材４５０には、摩擦帯電を補助するために、ドクタバイアス電源１４５からバイアスを印加してもよい。
【００５７】
また、ドクタブレード４５のブレード部材４５０としては、導電性を有するものを用いることが望ましい。ブレード部材４５０が導電性であることにより、Ｑ／Ｍ値（単位体積当りの帯電量）が大きなトナーＴの帯電量を下げることが出来、トナーＴのＱ／Ｍ値の均一化を図ることができる。これにより、トナーＴの現像ローラ４２に対する張り付きを防ぐことが出来る。
【００５８】
ドクタバイアス電源１４５によってブレード部材４５０に印加する電圧としては、現像ローラ４２に印加された交番電圧の中心値（デューティ５０％である場合には時間平均値）に対して、±２００［Ｖ］の範囲でシフトさせた値の直流電圧を例示することができる。使用環境に応じて、直流電圧の値を制御するようにしてもよい。これにより、環境変動によるＭ／Ａ値（現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量）の変動を抑制することができる。
【００５９】
次に、パドル４６について説明する。現像装置４内には、トナーが収容される空間としてトナー収容部４３が設けられており、このトナー収容部４３内にはパドル４６が現像ケーシング４１に対して回転可能に取り付けられている。図１８は、パドル４６を示す斜視図である。また、図１９は、パドル４６を示す正面図である。これらの図において、パドル４６は、その軸部であるパドル軸４６１と、マイラー等の弾性シート材からなる薄い羽部材としてのパドル羽４６０とを備える。パドル軸４６１は、向かい合う二つの平面部を有し、この二つの平面部にパドル羽４６０がそれぞれ取り付けられている。二枚のパドル羽４６０は、パドル軸４６１を中心に互いに反対方向に突出するように、パドル軸４６１の平面部に固定されている。
【００６０】
パドル羽４６０の付け根部分には、複数の穴がパドル軸４６１の軸方向に平行になるように並べて設けられている。パドル軸４６１の周面には、パドル軸４６１に対してパドル羽４６０を固定するための複数のヘラ部が突設せしめられている。一方、パドル羽４６０には、それらヘラ部を貫通させるための複数の穴が設けられている。ヘラ部がその穴に貫通した状態で熱曲げ処理されることで、パドル軸４６１に対してパドル羽４６０が固定されている。
【００６１】
パドル４６は、パドル軸４６１の軸方向が現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）と平行になるように配置されている。パドル軸４６１の軸方向両端は中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。
【００６２】
パドル４６は、パドル軸４６１から伸びるパドル羽４６０の先端がトナー収容部４３の内壁面に接触する程度の長さになるように、パドル羽４６０の突出量が設定されている。図２及び図５等に示されるように、トナー収容部４３の底面部４３ｂはパドル４６の回転方向に沿った円弧状であり、パドル４６の回転に伴う摺擦動作でパドル羽４６０がトナー収容部４３の底面部４３ｂに引っかからないようになっている。
トナー収容部４３の現像ローラ４２側には底面部４３ｂから垂直に立ち上がる側壁面部４３ｓが形成されており、この側壁面部４３ｓはパドル軸４６１の中心と同等若しくは若干低い程度のところでＸ軸に平行なローラに向かう方向に水平になり、段部５０を形成している。
【００６３】
側壁面部４３ｓとパドル軸４６１との距離は、底面部４３ｂとパドル軸４６１との距離よりも短く設定されている。そのため、底面部４３ｂを摺擦してきたパドル羽４６０は側壁面部４３ｓに突き当たり、より大きくたわむことになる。その後、段部５０にパドル羽４６０の先端部が差し掛かるとパドル羽４６０を押さえるものが無くなり、パドル羽４６０の先端部は開放されることで上方に跳ね上がる。このようなパドル羽４６０の動きによってトナーは上方へと跳ね上げられ攪拌、搬送、供給される。
【００６４】
段部５０は、Ｘ−Ｙ平面に平行な水平面で、現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）に延在するように形成されている。実施形態の現像装置４では、段部５０が幅方向の全域に設けられているが、パドル羽４６０が跳ね上がるようになっていれば、現像装置４内の一部分に設けられていても良い。
【００６５】
供給スクリュー４８は、供給スクリュー軸４８１と、この供給スクリュー軸４８１に固定された螺旋状の羽部である供給スクリュー羽部４８０となるスクリュー部材である。供給スクリュー軸４８１を中心に回転可能に設けられており、供給スクリュー軸４８１の軸方向が現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）と平行になるように配置されている。供給スクリュー軸４８１の軸方向両端は中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。
【００６６】
供給スクリュー４８の軸方向端部は、現像装置４の長手方向端部に形成されたトナー補給口５５の下方に位置している。そして、供給スクリュー４８が回転することによって螺旋状の供給スクリュー羽部４８０がトナー補給口５５から補給されたトナーを長手方向における現像装置４の中央部方向に搬送する。
【００６７】
上ケース４１１の開口部５６を形成する縁部分には、マイラー等のシート部材からなる入口シール４７が長手方向に沿って貼着されている。入口シール４７は略矩形のシートであってその短手の一端が上ケース４１１の縁部分に貼着され、他端は自由端とされている。入口シール４７の自由端側は現像装置４の内部方向に突出されており、さらに、現像ローラ４２に接触するように設けられている。入口シール４７は、現像ローラ４２の回転方向上流側が上ケース４１１に固定されており、現像ローラ４２の回転方向下流側が自由端とされ、現像ローラ４２に対して、入口シール４７の面部分が接触するように配置している。また、上ケース４１１の現像装置４の内部側は供給ローラ４４の上部形状に沿うように湾曲形状をしており、上ケース４１１の湾曲形状の表面と供給ローラ４４の表面との隙間は、１．０［ｍｍ］である。
【００６８】
図７〜図１０に示されるように、現像装置４の開口部５６の長手方向両端部にあたる中ケース４１２の一部にはサイドシール５９が貼着されている。サイドシール５９は、現像ローラ４２の軸方向両端近傍に設けられたスペーサー４２２よりも軸方向における内側で、且つ、現像ローラ４２にドクタブレード４５が接触する軸方向の端部が重なる領域に設けられている。このようなサイドシール５９によって現像ケーシング４１における開口部５６の長手方向端部からトナーが漏れ出ることを防止している。なお、中ケース４１２に設けられたトナー残量センサ４９は、トナー収容部４３内のトナーの量を検知するものである。
【００６９】
次に、現像装置４内でのトナーの動きについて説明する。トナー補給口５５から現像装置４内に補給されたトナーは、供給スクリュー４８によってトナー収容部４３に供給され、パドル４６によって攪拌される。また、パドル４６の跳ね上げによって現像ローラ４２及び供給ローラ４４の方向に跳ね上げ、搬送される。供給ローラ４４に供給されたトナーは、供給ローラ４４が現像ローラ４２と接触する供給ニップβで現像ローラ４２の表面に受け渡される。現像ローラ４２の表面に受け渡されたトナーのうち現像位置αに搬送する所定量を超えた分のトナーは、ドクタブレード４５によって現像ローラ４２の表面から掻き落とされる。
【００７０】
ドクタブレード４５との対向部を通過した現像ローラ４２の表面に残ったトナーは、そのまま現像ローラ４２の回転による表面移動方によって搬送され、感光体２と対向する現像位置αに到達する。現像に用いられることなく現像位置αを通過したトナーは、入口シール４７が接触する位置を通過し、供給ローラ４４との対向位置である供給ニップβにまで搬送される。現像ローラ４２によって供給ニップβに到達したトナーは、供給ローラ４４によって現像ローラ４２の表面から掻き取られ、供給ローラ４４によって搬送される。
【００７１】
トナー収容室１０１に収容されるトナーは、重合法で製造されたものであって、その平均粒径は６．５［μｍ］程度である。また、円形度は０．９８程度であり、安息角は３３［°］程度である。外添剤としてチタン酸ストロンチュームを含有している。本発明に係る現像装置に用いられるトナーは、これに限るものではない。
【００７２】
現像装置４の現像ローラ４２の表面上には、凸部の高さや凹部の深さ（Ｗ３）が一定で規則的な凹部パターンが形成されている。従来の一成分現像装置としては、現像ローラの表面にサウンドブラスト処理等の粗面処理を施して表面に凹凸形状を形成したものがある。現像ローラの表面に粗面化処理を施すことにより、現像ローラのトナー担持性能やトナー搬送性能を向上させていた。しかしながら、粗面化処理によって現像ローラの表面上に形成される微小凹凸は、凸部の高さ、凹部の深さ及び凹凸のパターンが不規則となる。凹凸のパターンや深さが不規則であると、現像ローラ表面上のトナー担持量が安定せず、感光体上の潜像を現像したときに濃度ムラとなることがあった。一方、実施形態の現像装置４では、凹部の深さ（Ｗ３）が一定で、その形成パターンが規則的であるため、現像ローラ４２表面上のトナー担持量が安定し、現像時の濃度ムラの発生を抑制することができる。
【００７３】
図１及び図２０に示されるように、実施形態に係る現像装置では、図中矢印Ｂ方向に回転する現像ローラ４２がドクタ部において上方から下方に移動する。このような場合には、トナーＴに働く自重によってトナーには下方向の力（Ｆｇ）が加わるため、ドクタブレード４５の応力（Ｆｂ）によるトナーに対する圧縮力を減少させることができる。よって、現像ローラ４２の凸部４２ａにおける現像ローラ４２の表面移動方向下流側の部分（図２０中の４２ｃの部分）にトナーが凝集することを抑制できる。これにより、フィルミングの発生を抑制することができ、現像ローラ４２上でのＱ／Ｍ値やＭ／Ａ値の変動を抑制することができる。
【００７４】
また、現像装置４で用いる現像剤であるトナーとして、加速凝集度が４０［％］以下となるトナーを用いることで、現像ローラ４２の凸部４２ａにおける現像ローラ４２の表面移動方向下流側の部分（図２０中の４２ｃの部分）でのトナーの凝集をより緩和することが可能となる。なお、図２０で示すドクタ部では、ドクタブレード４５が現像ローラ４２の表面に対して腹当て状態となっている。ドクタブレード４５の現像ローラ４２の表面に対する当接状態としては、図２１に示されるように、先端当て状態である方が、凸部４２ａの頂面４２ｔに存在するトナーＴをすり切ることができ、より好ましい。
【００７５】
次に、実施形態に係る複写機の特徴的な構成について説明する。
先に示した図２において、現像ローラ４２の周面における全域のうち、現像位置を通過した後、供給ローラ４４との接触位置に進入する前の領域に対しては、回収ブラシローラ５１が当接しながら、図中時計回り方向に回転駆動している。回収ブラシローラ５１は、金属製の軸部材の周面に複数の導電性起毛からなるブラシ部が形成されたものである。
【００７６】
回収ブラシローラ５１のブラシ部の導電性起毛は、回転に伴って自らの先端部を現像ローラ４２の凹部（４２ｂ）内に進入させて、凹部内に残留している残留トナーを凹部内から掻き出す。図示のように、現像ローラ４２と回収ブラシローラ５１との当接部では、両者の表面が互いにカウンター方向に移動するため、順方向に移動する場合よりも、回収ブラシローラ５１の導電性起毛による凹部内からの残留トナーの掻き出し効果を高めることができる。
【００７７】
現像ローラ４２に対しては、現像バイアス電源１４２により、現像バイアスとして、次のような交番電圧が印加されている。即ち、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐ＝１．７［ｋＶ］、プラス側ピーク＝＋８．５［ｋＶ］、マイナス側ピーク＝−８．５［ｋＶ］の矩形波からなる交番電圧に対して、−３００［Ｖ］の直流電圧を重畳した交番電圧である。矩形波の周波数は５００［Ｈｚ］である。また、矩形波のデューティは５０［％］である。よって、この交番電圧の単位時間あたりの平均値は−３００［Ｖ］である。また、この交番電圧の中心値（ピークとピークとの中心）も−３００［Ｖ］である。
【００７８】
一方、回収ブラシローラ５１には、回収バイアス電源５２により、次のような交番電圧が印加されている。即ち、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐ＝１．７［ｋＶ］、プラス側ピーク＝＋８．５［ｋＶ］、マイナス側ピーク＝−８．５［ｋＶ］の矩形波からなる交番電圧に対して、−２００［Ｖ］の直流電圧を重畳した交番電圧である。矩形波の周波数は５００［Ｈｚ］である。また、矩形波のデューティは５０［％］である。よって、この交番電圧の単位時間あたりの平均値は−２００［Ｖ］である。また、この交番電圧の中心値も−２００［Ｖ］である。
【００７９】
トナーの正規帯電極性はマイナスなので、回収バイアスの単位時間たりの平均値（−２００Ｖ）は、現像バイアスの単位時間あたりの平均値（−３００Ｖ）よりもトナーの帯電極性とは逆極性であるプラス側にシフトした値である。このような電位の関係により、現像ローラ４２と回収ブラシローラ５１との当接部には、現像ローラ４２の凹部内に残留しているマイナス帯電性の残留トナーに対して、現像ローラ４２側から回収ブラシローラ５１側に静電移動させる電界が形成される。回収ブラシローラ５１のブラシ部の導電性起毛によって現像ローラ４２の凹部内から掻き出された残留トナーは、その電界によって導電性起毛に静電吸着する。これにより、現像ローラ４２の凹部内から回収ブラシローラ５１のブラシ部に残留トナーを積極的に転移させて回収することで、連続プリント時における凹部内での残留トナーの経時的な増加を抑えて、画像濃度不足の発生を抑えることができる。
【００８０】
回収ブラシローラ５１は、現像ローラ４２に当接していることに加えて、供給ローラ４４にも当接している。現像ローラ４２の凹部内から掻き出されて回収ブラシローラ５１に転移した残留トナーは、回収ブラシローラ５１と供給ローラ４４との当接部に進入する。そして、回収ブラシローラ５１から供給ローラ４４に転移した後、トナー収容部４３内のトナー中に戻される。
【００８１】
なお、回収バイアスとして、直流電圧だけからなるものを出力するように、回収バイアス出力手段たる回収バイアス電源５２を構成してもよい。この場合、直流電圧として、現像バイアスの単位時間あたりの平均値よりもトナーの帯電極性とは逆極性側にシフトさせた値のものを出力させればよい。また、現像バイアスや回収バイアスの条件は、これまで説明してきたものに限定されるものではない。周波数としては、＝５００〜１００００［Ｈｚ］の範囲を例示することができる。また、デューティとしては、５０〜９０［％］の範囲を例示することができる。
【００８２】
回収部材として、回収ブラシローラ５１に代えて、金属製の芯金の表面に導電性発泡弾性層を被覆した回収発泡ローラを用いてもよい。回収発泡ローラは、現像ローラ４２との当接部において、導電性発泡弾性層を弾性変形させながら、現像ローラ４２の凹部に食い込ませる。そして、食い込ませた導電性発泡弾性層により、残留トナーを凹部内から良好に掻き出すことができる。
【００８３】
次に、実施形態に係る複写機に、より特徴的な構成を付加した実施例の複写機について説明する。なお、以下に特筆しない限り、各実施例に係る複写機の構成は、実施形態と同様である。
［第１実施例］
図２２は、第１実施例に係る複写機の感光体及び現像装置を示す概略構成図である。第１実施例に係る複写機においては、現像ローラ４２の凹部内から残留トナーを回収するための専用の回収部材を設けていない。その代わりに、金属製の芯金と、これの周面に被覆された導電性弾性発泡層とを具備する発泡ローラからなる供給ローラ４４を、回収部材たる回収発泡ローラとして兼用している。供給ローラ４４に印加するためのバイアスを出力する電源としては、供給バイアス電源の代わりに、回収バイアス電源５２が設けられている。
【００８４】
現像バイアス電源１４２は、現像バイアスとして、次のような交番電圧を出力する。即ち、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐ＝１．７［ｋＶ］、プラス側ピーク＝＋８．５［ｋＶ］、マイナス側ピーク＝−８．５［ｋＶ］の矩形波からなる交番電圧に対して、−３００［Ｖ］の直流電圧を重畳した交番電圧である。矩形波の周波数は５００［Ｈｚ］である。また、矩形波のデューティは５０［％］である。この交番電圧の単位時間あたりの平均値や中心値は何れも−３００［Ｖ］である。
【００８５】
回収バイアス電源５２は、回収バイアスとして、次のような交番電圧を出力する。即ち、ピークツウピーク電圧Ｖｐｐ＝１．７［ｋＶ］、プラス側ピーク＝＋８．５［ｋＶ］、マイナス側ピーク＝−８．５［ｋＶ］の矩形波からなる交番電圧に対して、−２００［Ｖ］の直流電圧を重畳した交番電圧である。矩形波の周波数は５００［Ｈｚ］である。また、矩形波のデューティは５０［％］である。この交番電圧の単位時間あたりの平均値や中心値は何れも−２００［Ｖ］である。
【００８６】
従来の一成分現像装置においては、供給部材に印加する供給バイアスとして、単位時間ありの平均値が、現像バイアスの単位時間あたりの平均値よりもトナーの帯電極性と同極性側にシフトした値であるものを出力するように構成されていた。このような供給バイアスにより、供給部材と現像ローラとの間にトナーを供給部材側から現像ローラ側に静電移動させる電界を形成して、供給部材から現像ローラへのトナーの転移を助長するためである。
【００８７】
これに対し、第１実施例に係る複写機では、供給部材たる供給ローラ４４に対し、供給バイアスを印加する代わりに、上述した回収バイアスを印加している。そして、この回収バイアスは、供給バイアスとは逆に、供給ローラ４４と現像ローラ４２との間に、マイナス帯電性のトナーを現像ローラ４２側から供給ローラ４４側に静電移動させる電界を形成する。にもかかわらず、供給ローラ４４から現像ローラ４２に対してトナーが供給されるのは、以下に説明する理由からである。
【００８８】
実施形態や第１実施例に係る複写機では、現像ローラ４２の凹部として、粗面化処理による微小凹凸よりもかなり大きな段差を形成する深さの大きなものを形成している。そして、現像ローラ４２表面の非凹部にはトナーを殆ど担持させず（すり切り）、凹部内に充填したトナーを現像に寄与させている。供給ローラ４４は、導電性発泡層の空泡内に、比較的多くの量のトナーを保持している。そして、現像ローラ４２との当接部である供給ニップβにおいて、その多量のトナーを現像ローラ４２の凹部に供給する。供給ニップβでは、トナーを現像ローラ４２側から供給ローラ４４側に静電移動させる電界が形成されているものの、この電界によって凹部内のトナーの殆どが供給ローラの空泡内に逆戻りすることはない。もともと供給ローラ４４の空泡内に保持されていたトナー量が比較的多く、且つ、現像ローラの凹部内にもある程度の残留トナーが残っているため、凹部から空泡に戻るトナーの量はそれほど多くないのである。そして、殆どのトナーは、現像ローラ４２の凹部内に充填された状態で、供給ニップβの出口において、現像ローラ４２の表面とは逆方向に移動する供給ローラ４４の表面によってすり切られる。このため、上述のような電界を形成していても、トナーを供給ローラ４４から現像ローラ４２に供給することができる。
【００８９】
また、現像ローラ４２と供給ローラ４４との間には、交番電界が形成されるため、現像ローラ４２の凹部と供給ローラの空泡との間では、トナーが全体的に両者間を往復移動する。この際、供給ニップβに進入する前に現像ローラ４２の凹部内に残留していた残留トナーが、供給ローラ４４の空泡に存在していた新しいトナーと混ざり合う。このとき、帯電量が多いトナーが優先的に、上述した電界によって現像ローラ４２の凹部から供給ローラ４４の空泡に転移する。このため、供給ニップβでは、現像ローラ４２の凹部内の残留トナーが供給トナー４４の空泡内に良好に回収される。
【００９０】
本発明者らが、上述したバイアスの条件で実際に実験を行ったところ、供給ローラ４４から現像ローラ４２に対して必要量のトナーを良好に供給しつつ、現像ローラ４２の凹部内の残留トナーを供給ローラ４４に良好に回収して、連続プリント時における画像濃度不足の発生を有効に抑えることができた。
【００９１】
［第２実施例］
図３１は、第２実施例に係る複写機の現像装置を部分的に示す部分拡大構成図である。第２実施例に係る複写機では、現像ローラ４２の凹部内から残留トナーを回収するための専用の回収部材を設けていない。その代わりに、入口シール４７を、回収部材として兼用している。入口シール４７には、回収バイアス電源５２によって回収バイアスが印加されている。
【００９２】
図３２は、現像ローラ４２と入口シール４７とを示す拡大構成図である。片持ち支持された状態で自由端側を現像ローラ４２の周面に当接させている入口シール４７は、導電性材料からなるシート状の導電部４７ｂの表面に、絶縁性材料からなるシート状の絶縁部４７ａが被覆された２層構造のものである。図示のように、絶縁部４７ａだけを現像ローラ４２の周面に当接させている。導電部４７ｂとしては、例えば厚み５０［μｍ］程度のアルミシートを例示することができる。また、絶縁部としては、例えば厚み０．１［ｍｍ］のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）シートを例示することができる。それら２つのシートを貼り合わせることで、図示のような入口シール４７を構成することができる。シート状の導電部４７ｂに絶縁性シートを貼り合わせるのではなく、導電部４７ｂの表面に、ウレタンやフッ素などの絶縁性材料からなる被膜をコーティングしてもよい。
【００９３】
図３１において、現像バイアス電源１４２から出力される現像バイアスは、現像ローラ４２に印加される他、配線の図示を省略しているが、回収バイアス電源５２にも入力される。図３３は、現像ローラ４２に印加される現像バイアスの波形と、入口シール４７に印加される回収バイアスの波形とを示すグラフである。現像バイアスとしては、０［Ｖ］を中心にしてプラス側、マイナス側にそれぞれ８００［Ｖ］ずつ振れるピークツウピーク電圧が１６００［Ｖ］である矩形状の交番電圧に対し、−３００［Ｖ］の直流電圧を重畳したものが現像ローラ４２に印加される。かかる現像バイアスは、図示のように、プラス側のピークが５００［Ｖ］になり、且つマイナス側のピークが−１１００［Ｖ］になる。
【００９４】
回収バイアス電源５２は、このような現像バイアスに対し、＋２００［Ｖ］の直流電圧を重畳したものを、回収バイアスとして出力する。かかる回収バイアスは、図示のように、ピークツウピーク電圧が現像バイアスと同じ１６００［Ｖ］であるが、プラス側のピークが７００［Ｖ］になり、且つマイナス側のピークが−９００［Ｖ］になる。そして、その周期や位相は、現像バイアスに完全に同期していることから、常に現像バイアスよりもプラス側に２００［Ｖ］シフトした値になる。
【００９５】
図３２において、このような回収バイアスが印加される入口シール４７と、現像ローラ４２との間には、常に、マイナス帯電性のトナーを現像ローラ４２側から入口シール側４７に静電移動させる電界が形成される。この電界は、入口シール４７と現像ローラ４２との当接部にも形成されることから、当接部において、入口シール４７によってトナーを現像ローラ４２表面に押し付ける力が、前述の電界による静電気力によって弱められる。これにより、当接部におけるトナーの現像ローラ４２の表面への固着を抑えることができる。
【００９６】
［第３実施例］
第３実施例に係る複写機は、以下に説明する点の他が、第２実施例に係る複写機と同様の構成になっている。
図３４は、第３実施例に係る複写機の現像ローラ４２と入口シール４７とを示す拡大構成図である。この入口シール４７は、導電部４７ｂと絶縁部４７ａとのうち、絶縁部４７ａだけがケーシングによって直接的に片持ち支持されている。ケーシングに片持ち支持される絶縁部４７ａの自由端側は、図示のように、現像ローラ４２の周面に当接している。絶縁部４７ａの自由端側の端部のうち、現像ローラ４２に当接している領域よりも更に自由端側にずれていて、現像ローラ４２に当接していない領域の裏面に、導電部４７ｂが固定されている。導電部４７ｂは、前記領域に片持ち支持されるように固定されている。このようにして支持される導電部４７ｂに回収バイアスが印加されると、現像ローラ４２の表面と導電部４７ｂとの間に回収電界が形成されるが、この回収電界は、絶縁部４７ａと現像ローラ４２との当接部には及ばない。
【００９７】
図３５は、第３実施例に係る複写機の現像ローラ４２に印加される現像バイアスの波形と、入口シール４７の導電部４７ｂに印加される回収バイアスの波形とを示すグラフである。現像バイアスとしては、０［Ｖ］を中心にしてプラス側、マイナス側にそれぞれ８００［Ｖ］ずつ振れるピークツウピーク電圧が１６００［Ｖ］である矩形状の交番電圧に対し、−３００［Ｖ］の直流電圧を重畳したものが現像ローラ４２に印加される。かかる現像バイアスは、図示のように、プラス側のピークが５００［Ｖ］になり、且つマイナス側のピークが−１１００［Ｖ］になる。一方、回収バイアスとしては、図示のように、−３００［Ｖ］の直流電圧からなるものが導電部４７ｂに印加される。これにより、導電部４７ｂと現像ローラ４２の表面との間には、トナーを両者間で往復移動させる交番電界が形成される。この交番電界により、現像ローラ４２の表面の凹部内のトナー粒子が、凹部内と導電部４７ｂとの間で往復移動する際に、凹部内に留まっているトナー粒子に衝突することで、それまで凹部内に留まっていたトナー粒子の往復移動を促進する。これにより、凹部内からのトナーの回収効率を向上させることができる。
【００９８】
前述の交番電界は、トナー粒子に対して導電部４７ｂ側から現像ローラ４２側に向かう力を定期的に付与するが、絶縁部４７ａと現像ローラ４２との間にはかかる交番電界が形成されない。このため、当接部で回収電界によってトナー粒子に対して導電部４７ｂ側から現像ローラ４２側に向かう静電気力を定期的に付与してしまうことによるローラ表面へのトナー固着の発生を回避することができる。
【００９９】
なお、現像ローラ４２の表面の凹部内からのトナー回収効率が比較的低い場合には、回収バイアスの値をよりプラス側（トナーの帯電極性とは反対側）にシフトさせればよい。例えば、図３５の例では、現像バイアスの単位時間あたりの平均電位は−３００［Ｖ］である。回収バイアスをこの−３００［Ｖ］よりもプラス側にシフトした値、例えば−２００［Ｖ］にすれば、交番電界でトナー粒子を往復移動させながら、相対的には現像ローラ４２の表面側から導電部４７ｂ側に移動させることができる。これにより、回収効率を高めることができる。
【０１００】
入口シール４７には、回収バイアス電源５２が接続されており、回収バイアス電源５２からは交番電圧からなる回収バイアスが出力される。この回収バイアスは、実施形態に係る複写機の回収バイアスと同様のものである。また、現像ローラ４２に印加される現像バイアスも、実施形態に係る複写機の現像バイアスと同様のものである。よって、現像ローラ４２と入口シール４７との当接部やその付近では、マイナス帯電性のトナーを現像ローラ４２側から入口シール４７側に静電移動させる電界が形成される。前記当接部では、現像ローラ４２の凹部内に残留している残留トナーが、前述の電界に引かれて入口シール４７の表面に転移する。そして、現像ローラ４２との摺擦力により、現像ローラ４２と入口シール４７との当接部から当接部
【０１０１】
次に、実施形態に係る複写機の一部の構成を他の構成に置き換えた変形例に係る複写機について説明する。なお、以下に特筆しない限り、各変形例に係る複写機の構成は、実施形態と同様である。
【０１０２】
［第１変形例］
図２３は、第１変形例に係る複写機のプリンタ部６００の要部を示す要部構成図である。プリンタ部６００は、４つのプロセスユニットとしてのプロセスカートリッジ１、複数の張架ローラに張架されながら図中反時計回り方向に無端移動せしめられる中間転写体としての中間転写ベルト７、露光手段としての露光装置６、定着手段としての定着装置１２等を備えている。
【０１０３】
４つのプロセスカートリッジ１はそれぞれ、潜像担持体としてのドラム状の感光体２と、帯電手段としての帯電部材３と、現像剤としてのトナーＴを用いて感光体２上の潜像を現像する現像装置４と、感光体クリーニング装置５とを一体的に支持してユニット状とした構成になっている。プロセスカートリッジ１は、図示しないストッパーを解除することにより、プリンタ部６００本体に対して着脱可能となっている。
【０１０４】
感光体２は、図中矢印で示されるように、図中の時計周り方向に回転する。帯電部材３は、ローラ状の帯電ローラであり、感光体２の表面に圧接されており、感光体２の回転により従動回転する。作像時には、帯電部材３には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体２の表面を帯電する。変形例のプロセスカートリッジ１は、帯電手段として、感光体２の表面に接触するローラ状の帯電部材３を用いているが、帯電手段としてはこれに限るものではなく、コロナ帯電などの非接触帯電方式を用いてもよい。
【０１０５】
露光装置６は、感光体２の表面に対して画像情報に基づいて露光し、感光体２の表面に静電潜像を形成する。プリンタ６００部の露光装置６は、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式のものであるが、露光手段としてはＬＥＤアレイを用いるものなど他の構成でも良い。
【０１０６】
感光体クリーニング装置５は、中間転写ベルト７と対向する位置を通過した感光体２の表面上に残留する転写残トナーのクリーニングを行う。
【０１０７】
４つのプロセスカートリッジ１は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色ごとのトナー像を感光体２上に形成する。また、中間転写ベルト７の表面移動方向に並列に配設され、それぞれの感光体２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７に順に重ね合わせるように転写し、中間転写ベルト７上に可視像を形成する。
【０１０８】
４つの感光体２に対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置には一次転写手段としての一次転写ローラ８が配置されており、一次転写ローラ８には不図示の高圧電源により一次転写バイアスが印加され、感光体２との間で一次転写電界を形成する。感光体２と一次転写ローラ８との間で一次転写電界が形成されることにより、感光体２の表面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト７の表面に転写される。中間転写ベルト７を張架する複数の張架ローラのうちの一つが不図示の駆動モータによって回転することによって中間転写ベルト７が図中の矢印Ａ方向に表面移動する。表面移動する中間転写ベルト７の表面上に各色のトナー像が順次重ねて転写されることによって、中間転写ベルト７の表面上にフルカラー画像が形成される。
【０１０９】
４つのプロセスカートリッジ１が中間転写ベルト７と対向する位置に対して、中間転写ベルト７の表面移動方向下流側には、張架ローラの一つである二次転写対向ローラ９ａに対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置に二次転写ローラ９が配置され、中間転写ベルト７との間で二次転写ニップを形成する。二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に所定の電圧を印加して二次転写電界を形成することにより、図２３中の矢印Ｂ方向に搬送される転写材である記録紙Ｐが二次転写ニップを通過する際に、中間転写ベルト７の表面上に形成されたフルカラー画像が記録紙Ｐに転写される。
【０１１０】
二次転写ニップに対して記録紙Ｐの搬送方向下流側に、定着装置１２が配置されている。二次転写ニップを通過した記録紙Ｐは定着装置１２に到達し、定着装置１２における加熱及び加圧によって記録紙Ｐ上に転写されたフルカラー画像が定着され、画像が定着された記録紙Ｐはプリンタ部６００の機外に出力される。
【０１１１】
一方、二次転写ニップで記録紙Ｐに転写されず中間転写ベルト７の表面上に残留したトナーＴは、転写ベルトクリーニング装置１１によって回収される。
【０１１２】
次に、図２４、図２５、図２６を用いて、プロセスカートリッジ１について説明する。図２４は、４つのプロセスカートリッジ１のうち、１つを、現像ローラ４２の軸方向中央部近傍で破断して示す横断面図である。また、図２５は、４つのプロセスカートリッジ１のうち、１つを、軸方向端部近傍のサイドシール５９の位置で破断して示す横断面図である。また、図２６は、プロセスカートリッジの現像装置のトナー搬送部を示す縦断面図である。
【０１１３】
現像装置４は、一成分現像剤であるトナーＴを収容するトナー収容室１０１と、トナー収容室１０１の下方に設けられたトナー供給室１０２とを具備しており、トナー収容室１０１とトナー供給室１０２とを仕切るように仕切り部材１１０が設けられている。仕切り部材１１０には、図２６に示されるように、それら供給室を互いに連通させる複数の開口部が設けられている。この仕切り部材１１０の複数の開口部として、トナー収容室１０１内のトナーＴをトナー供給室１０２へ供給する供給口１１１と、トナー供給室１０２内のトナーＴをトナー収容室１０１に戻す返送口１０７とが設けられている。
【０１１４】
トナー供給室１０２の下部には、現像剤担持体である現像ローラ４２が設けられている。また、トナー供給室１０２には、現像ローラ４２の表面にトナーＴを供給する現像剤供給部材である供給ローラ４４が現像ローラ４２の表面に当接するように設けられている。さらに、トナー供給室１０２には、供給ローラ４４によって現像ローラ４２の表面上に供給され、感光体２と現像ローラ４２との対向部に向かうトナーＴの量（層厚）を規制する規制部材としてのドクタブレード４５が現像ローラ４２の表面に当接している。
【０１１５】
現像ローラ４２は、感光体２に対して非接触で配置されており、図示しない高圧電源から所定のバイアスが印加される。
【０１１６】
トナー収容室１０１内にはトナー収容室１０１内のトナーＴを感光体２の回転軸に平行な方向（図２４中の紙面に直交する方向）に搬送するトナー搬送部材１０６が設けられている。
【０１１７】
トナー収容室１０１に収容するトナーＴは、重合法で製造されたものである。このトナーＴは、例えば、平均粒径が６．５［μｍ］で、円形度が０．９８、安息角３３［°］、外添剤としてチタン酸ストロンチュームを含有しているトナーＴである。なお、トナーＴは、これに限られるものではない。
【０１１８】
トナー収容室１０１内に設けられたトナー搬送部材１０６は、図２６に示されるように搬送スクリュー形状部１０６ａと搬送板形状部１０６ｂとを組み合わせた回転軸を有した部材である。トナー搬送部材１０６は、搬送スクリュー形状部１０６ａの回転動作によりトナー収容室１０１内のトナーＴをトナー搬送部材１０６の回転軸に平行な略水平方向（図２６中の矢印Ｈ方向）に搬送できる構成となっている。現像装置４では、トナー搬送部材１０６の回転軸に平行な方向にトナーＴを搬送する搬送スクリュー形状部１０６ａを備えた構成であるが、現像剤搬送部材としてはこれに限ったものでなく、搬送ベルトやコイル状の回転体等の搬送機能を有するものを用いることができる。さらにこれらの搬送機能を有するものと、羽根のような板部材や針金を曲げて構成したパドルのようなもの等のほぐし機能を有するものを組み合わせたものでも良い。
【０１１９】
現像装置４は、トナー収容室１０１から供給ローラ４４に向けて、トナーＴをトナー搬送部材１０６の回転軸に直交し、且つ、略鉛直下方にトナーＴを搬送する構成になっている。トナーＴの搬送方向としては、トナー搬送部材１０６の回転軸に直交し、且つ、略水平方向に搬送する構成としてもよい。
【０１２０】
仕切り部材１１０の鉛直下方のトナー供給室１０２内にはトナー撹拌部材１０８が配置されている。トナー撹拌部材１０８は、図示のように撹拌スクリュー形状部１０８ａと撹拌板形状部１０８ｂとを組み合わせた回転軸を有した部材である。トナー撹拌部材１０８は、撹拌スクリュー形状部１０８ａの回転動作によりトナー供給室１０２内のトナーＴをトナー撹拌部材１０８の回転軸に平行な略水平方向（図２６中の矢印ＩまたはＪ方向）に搬送できる構成となっている。
【０１２１】
トナー撹拌部材１０８の撹拌スクリュー形状部１０８ａは、軸方向について供給口１１１を挟んで外側に向かう方向（図２６中の矢印Ｉ方向）にトナーＴを搬送するように螺旋状の羽部が設けられている。また、トナー撹拌部材１０８の撹拌スクリュー形状部１０８ａは、軸方向について二つの返送口１０７よりも外側と内側とは螺旋状の羽部が逆巻きになっている。このため、供給口１１１からトナー供給室１０２に供給されたトナーＴはトナー撹拌部材１０８の撹拌スクリュー形状部１０８ａの回転によって軸方向外側（矢印Ｉ方向）に搬送され、返送口１０７よりも外側に到達したトナーＴは羽部が逆巻きの撹拌スクリュー形状部１０８ａによって返送口１０７に向かって（矢印Ｊ方向に）搬送される。返送口１０７を挟んで軸方向の外側と内側とでは、撹拌スクリュー形状部１０８ａによるトナーＴの搬送方向が逆であり、返送口１０７に向かうようにトナーＴに搬送力を付与するため、返送口１０７の下方ではトナーＴが軸方向両側から集められ、山状に押し上げられる。これにより、トナー収容室１０１から供給口１１１または返送口１０７を通過してトナー供給室１０２に供給されたトナーＴが過剰である場合は、返送口１０７で山状に押し上げられたトナーＴがトナー供給室１０２から返送口１０７を通ってトナー収容室１０１に戻される。また、トナー撹拌部材１０８は、トナー供給室１０２にあるトナーＴを攪拌し、さらに下部にある供給ローラ４４や現像ローラ４２にトナーＴを供給する役割を持つ。
【０１２２】
供給ローラ４４の表面には空孔（セル）を有した構造の発泡材料が被覆されており、トナー供給室１０２内に供給されたトナーＴを効率よく付着させて取り込むと共に、現像ローラ４２との当接部での圧力集中によるトナーＴの劣化を防止している。なお、この発泡材料は１０３〜１０１４［Ω］の電気抵抗値に設定される。供給ローラ４４には、供給バイアスが印加され、現像ローラ４２との当接部ある供給ニップβで予備帯電されたトナーＴを現像ローラ４２に押し付ける作用を補助する。供給ローラ４４は図３７中の矢印で示されるように図３７中の反時計回りの方向に回転し、表面に付着させたトナーＴを現像ローラ４２の表面に塗布するように供給する。
【０１２３】
供給ニップβに対して現像ローラ４２の表面移動方向下流側の現像ローラ４２の表面に接触するように、規制部材であるドクタブレード４５が配置されている。供給ローラ４４から現像ローラ４２の表面に供給されたトナーＴは、現像ローラ４２の回転によってドクタブレード４５が接触する位置に搬送される。
【０１２４】
ドクタブレード４５としては、ＳＵＳ３０４ＣＳＰやＳＵＳ３０１ＣＳＰまたはリン青銅等の金属板バネ材料を用いることができ、その自由端側を現像ローラ４２の表面に１０〜１００［Ｎ／ｍ］の押圧力で当接させたもので、現像ローラ４２上のトナーＴに対してその押圧力下を通過させることで、トナー層を薄層化すると共に、摩擦帯電によってトナーＴに電荷を付与する。また、ドクタブレード４５には、トナーＴの摩擦帯電を補助するために、図示しないバイアス電源によりバイアスが印加される。
【０１２５】
感光体２は現像ローラ４２と非接触であり、図２４中の時計回りの方向に回転している。このため、現像ローラ４２と感光体２とが対向する現像位置αにおいては、現像ローラ４２の表面移動方向と感光体２の表面移動方向とが同方向となる。
【０１２６】
現像ローラ４２上の薄層化されたトナー層は、現像ローラ４２の回転に伴って現像位置αに搬送され、現像ローラ４２に印加されたバイアスと感光体２上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて、感光体２の表面に移動して感光体２の表面上の静電潜像が現像される。
【０１２７】
現像位置αで現像に用いられず、現像ローラ４２上に残されたトナーＴが再びトナー供給室１０２内へと戻る箇所には、入口シール４７が配設されている。この入口シール４７は、現像ローラ４２の周面を外部に向けて部分的に露出させるための開口を有する現像装置筺体に片持ち支持された状態で、自らの自由端側を現像ローラ４２に当接させることで、現像ローラ４２と開口内壁との隙間を塞いでいる。樹脂材料にカーボンブラックなどの導電性材料が分散せしめられた導電性樹脂からなり、非常に薄厚に成型されていることで、柔軟に撓むことができる。その撓み易さ故に、現像ローラ４２の表面との当接部において、現像ローラ４２の表面に対して大きな圧力を付与しない。
【０１２８】
現像ローラ４２の周面における全域のうち、現像位置αを通過した後、供給ローラ４４との接触位置に進入する前の領域に対しては、回収ブラシローラ５１が当接しながら、図中時計回り方向に回転駆動している。回収ブラシローラ５１は、金属製の軸部材の周面に複数の導電性起毛からなるブラシ部が形成されたものである。
【０１２９】
回収ブラシローラ５１のブラシ部の導電性起毛は、回転に伴って自らの先端部を現像ローラ４２の凹部内に進入させて、凹部内に残留している残留トナーを凹部内から掻き出す。図示のように、現像ローラ４２と回収ブラシローラ５１との当接部では、両者の表面が互いにカウンター方向に移動するため、順方向に移動する場合よりも、回収ブラシローラ５１の導電性起毛による凹部内からの残留トナーの掻き出し効果を高めることができる。
【０１３０】
現像ローラ４２に印加するための現像バイアスを出力する現像バイアス電源１４２は、現像バイアスとして、実施形態に係る複写機の現像バイアスと同様の交番電圧からなるものを出力する。また、回収ブラシローラ５１に印加するための回収バイアスを出力する回収バイアス電源５２は、回収バイアスとして、実施形態に係る複写機の回収バイアスと同様の交番電圧からなるものを出力する。よって、現像ローラ４２と回収ブラシローラ５１との当接部では、トナーを現像ローラ４２側から回収ブラシローラ５１側に静電移動させる回収電界が形成される。
【０１３１】
現像ローラ４２と回収ブラシローラ５１との当接部において、現像ローラ４２の凹部内に残留している残留トナーは、回収ブラシローラ５１の導電性起毛によって凹部ないから掻き出された後、回収電界によって回収ブラシローラ５１のブラシ内に転移して回収される。
【０１３２】
［第２変形例］
第２変形例に係る複写機は、以下に特筆する点の他が、第１変形例に係る複写機と同様の構成になっている。
図２７は、第２変形例に係る複写機の感光体及び現像装置を示す概略構成図である。第２変形例に係る複写機においては、現像ローラ４２の凹部内から残留トナーを回収するための専用の回収部材を設けていない。その代わりに、金属製の芯金と、これの周面に被覆された導電性弾性発泡層とを具備する発泡ローラからなる供給ローラ４４を、回収部材たる回収発泡ローラとして兼用している。供給ローラ４４に印加するためのバイアスを出力する電源としては、供給バイアス電源の代わりに、回収バイアス電源５２が設けられている。
【０１３３】
現像ローラ４２に印加するための現像バイアスを出力する現像バイアス電源１４２は、現像バイアスとして、実施例に係る複写機の現像バイアスと同様の交番電圧からなるものを出力する。また、回収ブラシローラ５１に印加するための回収バイアスを出力する回収バイアス電源５２は、回収バイアスとして、実施例に係る複写機の回収バイアスと同様の交番電圧からなるものを出力する。
【０１３４】
本発明者らは、それらのバイアスの条件で実際に実験を行ったところ、実施例に係る複写機と同様に、供給ローラ４４から現像ローラ４２に対して必要量のトナーを良好に供給しつつ、現像ローラ４２の凹部内の残留トナーを供給ローラ４４に良好に回収して、連続プリント時における画像濃度不足の発生を有効に抑えることができた。
【０１３５】
［第３変形例］
第３変形例に係る複写機は、以下に特筆する点の他が、第１変形例に係る複写機と同様の構成になっている。
図２８は、第３変形例に係る複写機の感光体及び現像装置を示す概略構成図である。第３変形例に係る複写機においては、現像ローラ４２の凹部内から残留トナーを回収するための専用の回収部材を設けていない。その代わりに、入口シール４７を、回収部材として兼用している。
【０１３６】
入口シール４７には、回収バイアス電源５２が接続されており、回収バイアス電源５２からは交番電圧からなる回収バイアスが出力される。この回収バイアスは、実施形態に係る複写機の回収バイアスと同様のものである。また、現像ローラ４２に印加される現像バイアスも、実施形態に係る複写機の現像バイアスと同様のものである。よって、現像ローラ４２と入口シール４７との当接部やその付近では、マイナス帯電性のトナーを現像ローラ４２側から入口シール４７側に静電移動させる電界が形成される。前記当接部では、現像ローラ４２の凹部内に残留している残留トナーが、前述の電界に引かれて入口シール４７の表面に転移する。そして、現像ローラ４２との摺擦力により、現像ローラ４２と入口シール４７との当接部から当接部出口側に移動して、トナー供給室１０２内のトナーに取り込まれる。
【０１３７】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
〔態様Ａ〕
態様Ａは、トナーを主成分とし且つ磁性キャリアを含まない現像剤を、所定の凹部（例えば凹部４２ｂ）パターンが形成された自らの表面に担持する現像剤担持体（例えば現像ローラ４２）と、前記現像剤担持体の表面に現像剤を供給する現像剤供給手段（例えば供給ローラ４４）と、前記現像剤担持体の無端移動する表面における全域のうち、前記現像剤供給手段に対向する供給位置を通過した後、画像形成装置の潜像担持体に対向する現像位置に進入する前の領域に当接することで、前記現像位置に搬送される現像剤の量を規制する規制部材（例えばドクタブレード４５）と、前記現像剤担持体に印加するための現像バイアスを出力する現像バイアス出力手段（例えば現像バイアス電源１４２）とを有し、前記現像位置にて、前記現像剤担持体の前記凹部パターンの凹部内に保持している現像剤を前記潜像担持体の表面の潜像に付着させて潜像を現像する現像装置において、前記現像剤担持体の表面における全域のうち、前記現像位置を通過した後、前記規制部材に当接する規制位置に進入する前の領域に当接しながら、前記領域に付着している現像剤を自らに転移させて回収する回収部材（例えば回収ブラシローラ５１）と、前記現像剤担持体と前記回収部材との間に現像剤を相対的に前記現像剤担持体側から前記回収部材側に移動させる電界を形成するために前記回収部材に印加する回収バイアス出力手段（例えば回収バイアス電源５２）とを設けたことを特徴とするものである。
【０１３８】
［態様Ｂ］
態様Ｂは、態様Ａにおいて、前記回収部材として、回転駆動される導電性基体の表面に複数の起毛からなるブラシが設けられた回収ブラシローラ（例えば回収ブラシローラ５１）、又は回転軸の表面に発泡弾性層が被覆された回収発泡ローラ、を用いたことを特徴とするものである。かかる構成では、回収ブラシローラの起毛、又は回収発泡ローラの発泡弾性層を、現像剤担持体との当接部で柔軟に変形させながら現像剤担持体の凹部内に進入させる。そして、凹部内に残留している現像剤を、起毛又は発泡弾性層によって良好に凹部内から掻き出すことで、回収部材として、他の構成のものを用いる場合に比べて、凹部内からのトナーを良好に回収することができる。
【０１３９】
［態様Ｃ］
態様Ｃは、態様Ｂにおいて、前記現像剤供給手段として、回転駆動される導電性基体の表面に複数の起毛からなるブラシが設けられた供給ブラシローラ、又は回転軸の表面に発泡弾性層が被覆された供給発泡ローラ（例えば供給ローラ４４）、を用い、前記現像バイアスとして、ゼロよりもトナーの帯電極性と同極性側にシフトした値を中心値とする交番電圧からなるものを出力するように前記現像バイアス出力手段を構成し、前記回収バイアスとして、ゼロよりもトナーの帯電極性と同極性側にシフトした値であって、且つ前記現像バイアスの前記中心値よりも前記帯電極性とは逆極性側にシフトした値を中心値とする交番電圧からなるものを出力するように前記回収バイアス出力手段を構成し、前記回収バイアスを前記供給ブラシローラ又は前記供給発泡ローラに印加して、前記供給ブラシローラを前記回収ブラシローラとして兼用するか、あるいは、前記供給発泡ローラを前記回収発泡ローラとして兼用したことを特徴とするものである。かかる構成では、現像剤担持体から残留トナーを回収するための専用の回収部材を設けることなく、供給ブラシローラ又は供給発泡ローラにより、現像剤担持体から残留トナーを良好に回収しつつ、現像剤担持体に対して新たなトナーを良好に供給することができる。
【０１４０】
［態様Ｄ］
態様Ｄは、態様Ａにおいて、前記現像剤担持体の周面を外部に部分的に露出させるための開口を有する現像装置筺体に片持ち支持された状態で、自らの自由端側を前記現像剤担持体に当接させることで、前記現像剤担持体と前記開口内壁との隙間を塞ぐシール部材（例えば入口シール４７）に前記回収バイアスを印加して、前記シール部材を前記回収部材として兼用したことを特徴とするものである。かかる構成では、現像剤担持体から残留トナーを回収するための専用の回収部材を設けることなく、シール部材により、現像剤担持体から残留トナーを良好に回収しつつ、現像剤担持体に対して新たなトナーを良好に供給することができる。
【０１４１】
［態様Ｅ］
態様Ｅは、態様Ｄにおいて、前記現像バイアスとして、ゼロよりもトナーの帯電極性と同極性側にシフトした値を中心値とする交番電圧からなるものを出力するように前記現像バイアス出力手段を構成し、前記回収バイアスとして、ゼロよりもトナーの帯電極性と同極性側にシフトした値であって、且つ前記現像バイアスの前記中心値よりも前記帯電極性とは逆極性側にシフトした値を中心値とする交番電圧からなるものを出力するように前記回収バイアス出力手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、現像剤担持体の表面上のトナーを静電気力によってシール部材に転移させて回収することができる。
【０１４２】
［態様Ｆ］
態様Ｆは、態様Ｄにおいて、前記シール部材として、前記回収バイアスが印加される導電性材料からなる導電部と、絶縁性材料からなる絶縁部とを有するものを用い、前記導電部及び前記絶縁部のうち、前記絶縁部だけを前記現像剤担持体の周面に当接させたことを特徴とするものである。かかる構成では、入口シールの導電部を現像剤担持体に当接させてしまうことによる入口シールと現像剤担持体との間における電流のリークの発生を回避することができる。
【０１４３】
［態様Ｇ］
態様Ｇは、態様Ｆにおいて、前記導電部の表面を前記絶縁部で被覆するとともに、前記現像バイアスが印加される前記現像剤担持体と、前記導電部との間に、トナーを常に前記現像剤担持体側から前記導電部側に向けて移動させる方向の電界を形成する値の直流電圧を前記現像バイアスに対して印加したものを前記回収バイアスとして出力するように、前記回収バイアス出力手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、シール部材と現像剤担持体との当接部でシール部材によってトナーを現像剤担持体表面に押し付ける力を、シール部材の導電部と現像剤担持体との間に形成される電界による静電気力によって弱める。これにより、当接部における現像剤担持体表面へのトナー固着の発生を抑えることができる。
【０１４４】
［態様Ｈ］
態様Ｈは、態様Ｆにおいて、片持ち支持される前記絶縁部の自由端であって、且つ、前記現像剤担持体の周面に当接する領域よりも自由端側の領域に対して前記導電部を固定するとともに、前記回収バイアスとして、前記現像バイアスが印加される前記現像剤担持体と、前記導電部との間でトナーを往復移動させる交番電界を形成する値の直流電圧からなるものを出力するように、前記回収バイアス出力手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、導電部と現像剤担持体との間でトナーを往復移動させることで、現像剤担持体の表面の凹部内からのトナー粒子の離脱を促進して、トナーの回収効率を高めることができる。更には、当接部で回収電界によってトナー粒子に対して導電部側から現像剤担持体側に向かう静電気力を定期的に付与してしまうことによる現像剤担持体表面へのトナー固着の発生を回避することができる。
【符号の説明】
【０１４５】
１：プロセスカートリッジ（プロセスユニット）
２：感光体（潜像担持体）
３：帯電部材（一様帯電手段）
４：現像装置
５：感光体クリーニング装置（クリーニング手段）
４２：現像ローラ（現像剤担持体）
４４：供給ローラ（現像剤供給手段、供給ブラシローラ）
４５：ドクタブレード（規制部材）
４７：入口シール（シール部材）
５１：回収ブラシローラ（回収部材）
５２：回収バイアス電源（回収バイアス出力手段）
１４２：現像バイアス電源（現像バイアス出力手段）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１４６】
【特許文献１】特開２００７−１７８９０１号公報
【特許文献２】特開２００７−１２１９５１号公報
【図１】
2013218320.tif 000003
【図２】
2013218320.tif 000004
【図３】
2013218320.tif 000005
【図４】
2013218320.tif 000006
【図５】
2013218320.tif 000007
【図６】
2013218320.tif 000008
【図７】
2013218320.tif 000009
【図８】
2013218320.tif 000010
【図９】
2013218320.tif 000011
【図１０】
2013218320.tif 000012
【図１１】
2013218320.tif 000013
【図１２】
2013218320.tif 000014
【図１３】
2013218320.tif 000015
【図１４】
2013218320.tif 000016
【図１５】
2013218320.tif 000017
【図１６】
2013218320.tif 000018
【図１７】
2013218320.tif 000019
【図１８】
2013218320.tif 000020
【図１９】
2013218320.tif 000021
【図２０】
2013218320.tif 000022
【図２１】
2013218320.tif 000023
【図２２】
2013218320.tif 000024
【図２３】
2013218320.tif 000025
【図２４】
2013218320.tif 000026
【図２５】
2013218320.tif 000027
【図２６】
2013218320.tif 000028
【図２７】
2013218320.tif 000029
【図２８】
2013218320.tif 000030
【図２９】
2013218320.tif 000031
【図３０】
2013218320.tif 000032
【図３１】
2013218320.tif 000033
【図３２】
2013218320.tif 000034
【図３３】
2013218320.tif 000035
【図３４】
2013218320.tif 000036
【図３５】
2013218320.tif 000037