(57)【要約】【課題】より安定なトナー層を形成することで画像の画質悪化を防止する。【解決手段】回転する現像剤担持体２０１と、現像剤２０８を所定極性に帯電させて、現像剤を現像剤担持体の表面に吸着させる現像剤帯電部材２０４と、現像剤担持体の表面に吸着した現像剤の厚さを規制する層厚規制部材２０３とを備え、現像剤担持体及び現像剤帯電部材の一方が導電性であり、他方が導電性の芯２０５及び芯を被覆する絶縁膜２０６を有し、現像剤帯電部材は、層厚規制部材よりも現像剤担持体の回転方向の上流に設けられている。【選択図】図１
2013114237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する現像剤担持体と、
現像剤を所定極性に帯電させて、前記現像剤を前記現像剤担持体の表面に吸着させる現像剤帯電部材と、
前記現像剤担持体の表面に吸着した前記現像剤の厚さを規制する層厚規制部材と
を備え、
前記現像剤担持体及び前記現像剤帯電部材の一方が導電性であり、他方が導電性の芯及び該芯を被覆する絶縁膜を有し、
前記現像剤帯電部材は、前記層厚規制部材よりも前記現像剤担持体の回転方向の上流に設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤帯電部材が前記絶縁膜を有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤帯電部材に対する前記現像剤担持体の電位をΔＶとしたとき、
前記所定極性が正の場合に前記ΔＶを正とし、前記所定極性が負の場合に前記ΔＶを負とすることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記絶縁膜と前記現像剤担持体の表面との間の前記現像剤を、前記絶縁膜と前記現像剤担持体の表面との摩擦により帯電させることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤担持体と前記現像剤帯電部材との最近接部における、両者の速度差により生じるずれ応力により、前記現像剤を摩擦することを特徴とする請求項３又は４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤担持体の表面における前記現像剤の電荷量を測定する電荷量評価手段をさらに備え、該電荷量評価手段で測定された電荷量と、予め設定されている前記現像剤の目標電荷量との差を小さくするように、前記ΔＶを調整することを特徴とする請求項３〜５の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤担持体の表面における前記現像剤の厚みを測定する厚み評価手段をさらに備え、該厚み評価手段で測定された現像剤の厚みと、予め設定されている前記現像剤の目標厚みとの差を小さくするように、前記ΔＶを調整することを特徴とする請求項３〜６の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項８】
前記絶縁膜を前記所定極性に帯電する追加帯電手段が、さらに設けられていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項９】
前記層厚規制部材よりも前記現像剤担持体の回転方向の下流に位置する前記現像剤の単位表面積当たりの電荷量の絶対値を現像剤電荷量とするとき、
前記追加帯電手段が、前記絶縁膜を、前記所定極性と同符号で、単位表面積当たりの電荷量の絶対値が前記現像剤電荷量よりも大きくなるように帯電させることを特徴とする請求項８に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記追加帯電手段が前記絶縁膜に非接触の放電電極であり、
前記所定極性が正の場合に、前記放電電極に対する前記現像剤帯電部材の電位を正とし、前記所定極性が負の場合に、前記放電電極に対する前記現像剤帯電部材の電位を負とすることを特徴とする請求項８又は９に記載の現像装置。
【請求項１１】
前記追加帯電手段が前記絶縁膜に接触する接触部材であり、
前記所定極性が正の場合に、前記接触部材に対する前記現像剤帯電部材の電位を正とし、前記所定極性が負の場合に、前記接触部材に対する前記現像剤帯電部材の電位を負とすることを特徴とする請求項８又は９に記載の現像装置。
【請求項１２】
前記現像剤を前記現像剤担持体に供給する追加供給手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項１３】
前記現像剤担持体及び前記現像剤帯電部材が、それぞれローラであることを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項１４】
前記現像剤として、絶縁性の一成分非磁性現像剤を用いることを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４の何れか一項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
回転する現像剤担持体と現像剤帯電部材と層厚規制部材とを備え、前記現像剤担持体及び前記現像剤帯電部材の一方が導電性であり、他方が導電性の芯及び該芯を被覆する絶縁膜を有する現像装置において、現像剤を帯電するに当たり、
該現像剤を所定極性に帯電させて、前記現像剤を前記現像剤担持体の表面に吸着させる現像剤吸着工程と、
前記現像剤吸着工程後に行われる、前記現像剤担持体の表面に吸着した前記現像剤の厚さを規制する厚さ規制工程と
を備えることを特徴とする現像剤の帯電方法。
【請求項１７】
前記現像剤帯電部材が前記絶縁膜を有することを特徴とする請求項１６に記載の現像剤の帯電方法。
【請求項１８】
前記現像剤吸着工程において、
前記所定極性が正の場合に、前記現像剤帯電部材及び前記現像剤担持体の少なくとも一方に電圧を印加し、前記現像剤帯電部材に対する前記現像剤担持体の電位ΔＶを正にし、
前記所定極性が負の場合に、前記現像剤帯電部材及び前記現像剤担持体の少なくとも一方に電圧を印加し、前記現像剤帯電部材に対する前記現像剤担持体の電位ΔＶを負にする
ことを特徴とする請求項１７に記載の現像剤の帯電方法。
【請求項１９】
前記現像剤吸着工程において、前記絶縁膜と前記現像剤担持体の表面との間の前記現像剤を、前記絶縁膜と前記現像剤担持体の表面との摩擦により帯電させることを特徴とする請求項１８に記載の現像剤の帯電方法。
【請求項２０】
前記現像剤吸着工程において、前記現像剤担持体の表面と前記現像剤帯電部材の前記絶縁膜との最近接部における、両者の速度差により生じるずれ応力により、前記現像剤を摩擦することを特徴とする請求項１８又は１９に記載の現像剤の帯電方法。
【請求項２１】
前記現像剤担持体の表面における前記現像剤の電荷量を測定し、該測定された電荷量と、予め設定されている前記現像剤の目標電荷量との差を小さくするように、前記ΔＶを調整することを特徴とする請求項１８〜２０の何れか一項に記載の現像剤の帯電方法。
【請求項２２】
前記現像剤担持体の表面における前記現像剤の厚みを測定し、該測定された現像剤の厚みと、予め設定されている前記現像剤の目標厚みとの差を小さくするように、前記ΔＶを調整することを特徴とする請求項１８〜２１の何れか一項に記載の現像剤の帯電方法。
【請求項２３】
前記絶縁膜を前記所定極性に帯電する追加帯電工程をさらに備えることを特徴とする請求項１６〜２２の何れか一項に記載の現像剤の帯電方法。
【請求項２４】
前記層厚規制部材よりも前記現像剤担持体の回転方向の下流に位置する前記現像剤の単位表面積当たりの電荷量を現像剤電荷量とするとき、
前記追加帯電工程で、前記絶縁膜の単位表面積当たりの電荷量を、現像剤電荷量よりも大きく帯電させることを特徴とする請求項２３に記載の現像剤の帯電方法。
【請求項２５】
前記現像剤を前記現像剤担持体に追加的に供給する追加供給工程をさらに備えることを特徴とする請求項１６〜２４の何れか一項に記載の現像剤の帯電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子写真方式を用いたプリンタ、複写機、ファクシミリ及び複合機等で用いられる現像装置、この現像装置を備える画像形成装置、及び現像装置における現像剤の帯電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、帯電、露光、現像、転写、定着及びクリーニングの各工程を経て画像が形成される。そのうち、現像工程では、感光体ドラムに形成された静電潜像を、現像ローラから供給される現像剤により現像して、トナー像を得る。小型で安価な画像形成装置では、現像剤である非磁性一成分トナーを担持する現像ローラを感光体ドラムに接触させる現像装置が多く用いられる。
【０００３】
現像装置の一つとして、現像ローラの他に、トナー帯電ローラ（以下、単に帯電ローラとも称する。）及び層厚規制部材を備えるものがある（例えば、特許文献１〜３参照）。帯電ローラは現像ローラに接触するように設けられ、帯電ローラの回転により現像ローラにトナーを供給する。一般に、帯電ローラは現像ローラと同じ方向に回転する。これにより、接触部付近で、帯電ローラと現像ローラとは反対方向に移動するので、この接触部付近には強いずれ応力が生じる。その結果、接触部付近で、トナーは機械的に強く摩擦されて帯電する。帯電ローラは、トナーの帯電で主要な役割を果たす。層厚規制部材は、現像ローラにトナー層を介して接触するように設けられ、このトナー層を適切な厚みに調整するとともに、摩擦によりトナーを帯電させる。層厚規制部材は、トナーの帯電で補助的な役割を果たす。放電によりトナーを帯電させるため、また帯電トナーを現像ローラ表面に静電力で吸着させるために、帯電ローラ及び層厚規制部材のそれぞれは、現像ローラに対して所定の電位に保たれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１１９５４６号公報
【特許文献２】特開平９−２７４３８０号公報
【特許文献３】特開昭５７−６８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１〜３では、層厚規制部材が現像ローラの回転方向に関して帯電ローラよりも上流側に配置されている。
【０００６】
この位置関係により、現像ローラ上のトナーは、始めに層厚規制部材で帯電され、次いで帯電ローラで帯電される。層厚規制部材による帯電は補助的なので、現像ローラに対するトナーの吸着力は十分でない。このため、高電圧の印加を伴う帯電ローラでの帯電時に、現像ローラ表面からトナーが失われる場合がある。すなわち、帯電ローラでの帯電時に、トナーが、放電により現像ローラから飛散したり、現像ローラから剥離して帯電ローラへと付着したりする。このように、特許文献１〜３の技術では、現像ローラ上のトナー層の安定性が低く、画像の画質が良好でない場合がある。
【０００７】
発明者等は、鋭意検討の結果、現像ローラの回転方向に関して、層厚規制部材を帯電ローラよりも下流側に設ければ、上述の問題を解決できることに想到した。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みなされたものである。従って、この発明の目的は、現像ローラ表面に、より安定なトナー層を形成することで画像の画質悪化を防止する現像装置、画像形成装置及び現像剤の帯電方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の現像装置は、回転する現像剤担持体と、現像剤帯電部材と、層厚規制部材とを備えている。現像剤帯電部材は、現像剤を所定極性に帯電させて、この現像剤を現像剤担持体の表面に吸着させる。層厚規制部材は、現像剤担持体の表面に吸着した現像剤の厚さを規制する。そして、現像剤担持体及び現像剤帯電部材の一方が導電性であり、他方が導電性の芯及び該芯を被覆する絶縁膜を有している。また、現像剤帯電部材は、層厚規制部材よりも現像剤担持体の回転方向の上流に設けられている。
【００１０】
また、この発明の画像形成装置は、上述の現像装置を備えている。
【００１１】
さらに、この発明の現像剤の帯電方法は、回転する現像剤担持体と現像剤帯電部材と層厚規制部材とを備え、現像剤担持体及び現像剤帯電部材の一方が導電性であり、他方が導電性の芯及び該芯を被覆する絶縁膜を有する現像装置で実施される。  
【００１２】
この帯電方法は、現像剤吸着工程と、厚さ規制工程とを備える。現像剤吸着工程では、現像剤を所定極性に帯電させて現像剤担持体の表面に吸着させる。厚さ規制工程では、現像剤担持体の表面に吸着した現像剤の厚さを規制する。そして、厚さ規制工程が、現像剤吸着工程よりも後に行われる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の現像装置及び画像形成装置では、現像剤帯電部材を層厚規制部材よりも現像剤担持体の回転方向の上流に設けるので、現像剤担持体の表面に、より安定な現像剤の層を形成できる。その結果、現像剤の層からの現像剤の散逸を抑え、画像の画質悪化を防止できる。
【００１４】
また、本発明の現像剤の帯電方法は、現像剤吸着工程後に厚さ規制工程を行うので、上述した現像装置及び画像形成装置と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態の画像形成装置の模式図である。
【図２】第１実施形態の現像装置の模式図である。
【図３】第１実施形態において、現像剤の帯電過程の説明に供する模式図である。
【図４】第２実施形態の現像装置の模式図である。
【図５】第３実施形態の現像装置の模式図である。
【図６】第３実施形態において、現像剤の帯電過程の説明に供する模式図である。
【図７】第４実施形態の現像装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。なお、各図において各構成要素の形状、大きさ及び配置関係について、この発明が理解できる程度に概略的に示してある。また、以下、この発明の好適な構成例について説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は、以下の実施形態に何ら限定されない。また、各図において、共通する構成要素には同符号を付し、その説明を省略することもある。
【００１７】
（第１実施形態）
図１〜図３を参照して、第１実施形態の現像装置、画像形成装置及び現像剤の帯電方法について説明する。図１は、第１実施形態の画像形成装置の構造を模式的に示す模式図である。図２は、現像装置の構造を模式的に示す模式図である。図３は、現像剤の帯電過程の説明に供する模式図である。
【００１８】
＜画像形成装置＞
まず、図１を参照して、画像形成装置について説明する。ここでは、画像形成装置としてプリンタ２７を例示する。このプリンタ２７は、現像剤として、正に帯電した絶縁性の非磁性一成分トナーを用いる。
【００１９】
プリンタ２７は、静電潜像担持体として機能し、図示しない駆動機構により回転する感光体ドラム１を備える。ここでは、感光体ドラム１の回転方向を時計回り方向（図１中、矢印Ｉで示す。）として説明する。そして、プリンタ２７は、この感光体ドラム１の周囲に、回転方向に沿って順に、帯電装置４、露光装置１０、現像装置２００、転写ローラ１４、及びクリーニングブレード５を備える。また、プリンタ２７は、被転写媒体１１の搬送方向（図中、矢印Ａで示す。）に関して、感光体ドラム１よりも下流に定着器１５を備える。さらに、プリンタ２７は搬送系１３を備える。
【００２０】
帯電装置４、露光装置１０、現像装置２００、転写ローラ１４、及びクリーニングブレード５のそれぞれは、感光体ドラム１と協働して、画像形成工程における帯電、露光、現像、転写、及びクリーニングの各工程を実施する。
【００２１】
感光体ドラム１には、静電潜像、及びこの静電潜像にトナーが吸着したトナー像が形成される。感光体ドラム１は、導電性支持体と、この導電性支持体を被覆する光導電層とを備えて構成される。導電性支持体としては、例えばアルミニウムの円筒を用いる。また、光導電層としては、電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層した有機系感光体を用いる。
【００２２】
帯電装置４は、静電潜像の形成に先立ち、所定の帯電電圧を印加することで、感光体ドラム１の表面を一様に帯電する。この例では、帯電装置４は、金属製の回転軸とこの回転軸を被覆する弾性層とを備えるローラとして構成される。弾性層としては、例えば、半導電性エピクロロヒドリンゴム層を用いる。帯電装置４は、感光体ドラム１と反対方向（この例では、反時計回り方向）に回転する。この場合、感光体ドラム１と帯電装置４の最近接部では、感光体ドラム１と帯電装置４とは、同じ方向に移動する。
【００２３】
露光装置１０は、感光体ドラム１に静電潜像を形成する。露光装置１０は、例えば、感光体ドラム１に対向して設けられるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）アレイとして構成される。ＬＥＤアレイの個々のＬＥＤを画像データに基づき選択的に発光させると、一様に帯電した感光体ドラム１の表面が、光照射に応じて選択的に導体化して電位が低下する。これにより、感光体ドラム１の表面に、画像データに応じて高電位領域と低電位領域とが分布した静電潜像が形成される。
【００２４】
現像装置２００は、現像剤であるトナーを所定極性（この実施形態では正）に帯電した上で、感光体ドラム１上の静電潜像に付着させ、トナー像を形成する。なお、現像装置２００については後述する。
【００２５】
転写ローラ１４は、感光体ドラム１上のトナー像を、紙等の被転写媒体１１に転写する。転写ローラ１４は、感光体ドラム１に圧接されて、感光体ドラム１と反対方向に回転する。転写ローラ１４には、図示しないケーブルを介して電源２０７から電圧が印加されている。これにより転写ローラ１４は感光体ドラム１に対して所定の電位に保たれている。この電位を利用して、転写ローラ１４はトナー像から被転写媒体１１へとトナー２０８を転写する。
【００２６】
クリーニングブレード５は、転写工程終了後に感光体ドラム１に付着する残留トナーを掻き取り、次の帯電工程に備えて感光体ドラム１の表面を清浄化する。
【００２７】
搬送系１３は、複数の搬送ローラ１３ａ及び搬送経路を規定する搬送ガイド１３ｂを備えている。搬送系１３は、トナー像を担持した感光体ドラム１の回転にタイミングを合わせて、感光体ドラム１と転写ローラ１４との接触部に被転写媒体１１を供給する。さらに、搬送系１３は、画像が形成された被転写媒体１１をプリンタ２７から排出する。
【００２８】
定着器１５は、被転写媒体１１に転写されたトナー像を定着する定着工程を実施する。より詳細には、定着器１５は、被転写媒体１１上に転写されたトナー２０８を、加熱及び加圧により溶融し、被転写媒体１１に定着させ、最終的な画像を形成する。定着器１５は、互いに圧接された加熱ローラ１５ａと定着ローラ１５ｂとを備える。加熱ローラ１５ａは、温度制御可能な熱源を備えたローラである。定着ローラ１５ｂは、加熱ローラ１５ａに従動回転するローラである。加熱ローラ１５ａと定着ローラ１５ｂとは、被転写媒体１１に熱が移動しても温度低下しない熱容量を有する。
【００２９】
この実施形態の非磁性一成分トナーとしては、粒子の直径が約１０μｍの黒色トナーを用いる。非磁性一成分トナーは、帯電したトナー２０８に働く静電力のみで、プリンタ２７の構成要素間を輸送される。つまり、トナーの帯電極性に対して、現像ローラ２０１、感光体ドラム１及び転写ローラ１４の電位を適切に設定することで、トナー２０８を、現像ローラ２０１、感光体ドラム１及び転写ローラ１４の間で順次に輸送する。
【００３０】
非磁性一成分トナーは、トナー粒子の内部に添加される内添剤、及びトナー粒子の外部に付着される外添剤を含んでいる。
【００３１】
内添剤としては、例えば、熱可塑性樹脂、着色剤、荷電制御剤及び離形剤等が用いられる。熱可塑性樹脂は、トナーの主成分であり、加熱により溶融して被転写媒体１１にトナー２０８を定着させる。熱可塑性樹脂としては、例えばスチレンアクリル樹脂やポリエステル樹脂等が用いられる。着色剤は、トナーを着色する成分である。黒色トナーには、カーボンブラックが用いられる。イエロー、シアン、マゼンダ及びブラックのカラートナーには、一般に、耐候性に優れた有機顔料が用いられる。
【００３２】
荷電制御剤は、トナーの帯電性を改善するだけでなく、帯電性の立ち上がりや安定化を制御する。荷電制御剤は、画像形成に用いられるトナーの帯電極性の正負に応じて、正帯電性と負帯電性とに分類される。正帯電性の荷電制御剤としては、ニグロシン系や、４級アンモニウム塩系の化合物が用いられる。負帯電性の荷電制御剤としては、中心金属がクロム、鉄又はアルミニウムのアゾ系金属錯体やサリチル酸系金属錯体が用いられる。離形剤は、定着工程において、定着器１５の加熱ローラ１５ａへのトナーの付着を抑制する。離形剤としては、低分子量のポリエチレンやポリプロピレン等が用いられる。
【００３３】
また、トナーに添加される外添剤は、トナーの流動性や帯電性や保存安定性等を改善する。流動性を改善する流動化剤としては、シリカ、チタニア及びアルミナ等の無機微粒子が用いられる。帯電性を改善する荷電制御剤としては、高級脂肪酸金属塩等が用いられる。
【００３４】
＜現像装置＞
次に、主に図２を参照して、この実施形態の画像形成装置が備える現像装置について説明する。
【００３５】
現像装置２００は、現像剤担持体である現像ローラ２０１と、現像剤帯電部材である現像剤帯電ローラ２０４と、層厚規制部材である層厚規制ブレード２０３とを備える。また、この実施形態では、現像装置２００は電源２０７を備える。現像装置２００を構成する現像ローラ２０１、現像剤帯電ローラ２０４及び層厚規制ブレード２０３は、トナー２０８とともにカートリッジ２１１に収容されている。
【００３６】
現像ローラ２０１は、感光体ドラム１の表面に接触しながら、感光体ドラム１の反対方向（この実施形態では、反時計回り方向）に回転する。現像ローラ２０１から感光体ドラム１へとトナーを円滑に供給するために、現像ローラ２０１は感光体ドラム１に対して所定の電位に保たれている。この実施形態では、現像ローラ２０１として導電性の金属ローラを用いている。現像ローラ２０１を導電性とする場合には、導電性樹脂層を表面に備えるローラ等も用いられる。
【００３７】
現像剤帯電ローラ２０４は、トナー２０８を、現像ローラ２０１と協働して所定極性に帯電させた上で、現像ローラ２０１の表面に静電力で吸着させる。現像剤帯電ローラ２０４は、導電性の芯２０５及び芯２０５を被覆する絶縁膜２０６を備える。芯２０５としては、例えば、ステンレス製のパイプが用いられる。
【００３８】
絶縁膜２０６としては、例えば、厚みｄが約２０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ)膜が用いられる。なお、絶縁膜２０６の厚みｄは、１〜１００μｍであることが好ましい。厚みｄが１μｍ以上であれば、絶縁膜２０６の絶縁破壊が抑制される。また、厚みｄが１００μｍ以下であれば、現像剤帯電ローラ２０４に対する現像ローラ２０１の電位ΔＶを実用上許容できる大きさに抑えることができる。
【００３９】
トナー２０８を効果的に帯電させるために、現像剤帯電ローラ２０４に対する現像ローラ２０１の電位は、電源２０７によりΔＶに保たれている。ΔＶは、現像ローラ２０１への印加電圧をＶａとし、現像剤帯電ローラ２０４への印加電圧をＶｂとすると、Ｖａ−Ｖｂで与えられる。この実施形態の場合は、ΔＶは正の値となる。この実施形態では、トナーの帯電極性が正であるので、正のΔＶが印加されている。この実施形態ではΔＶは約＋３００Ｖである。
【００４０】
なお、絶縁膜２０６は、現像剤帯電ローラ２０４ではなく、現像剤担持体である現像ローラ２０１に設けることもできる。ただし、この場合には、トナー２０８の帯電極性と、ΔＶの符号との関係を、この実施形態とは逆にする必要がある。つまり、トナー２０８を正に帯電させる場合にはΔＶを負（Ｖａ＜Ｖｂ）とし、トナー２０８を負に帯電させる場合にはΔＶを正（Ｖａ＞Ｖｂ）とする必要がある。
【００４１】
現像剤帯電ローラ２０４は、現像ローラ２０１の表面に、トナー２０８を介して接触するように設けられている。現像剤帯電ローラ２０４の現像ローラ２０１に対する圧着力は、例えば、約０．２Ｎ／ｃｍ２とする。なお、現像剤帯電ローラ２０４の圧着力は、０．２Ｎ／ｃｍ２には限られず、トナー２０８に付与すべき電荷量、摩擦によりトナー２０８に生じる劣化、及びΔＶの大きさ等を勘案して、適切な値を選択できる。トナー２０８の劣化を抑える観点からは、圧着力を従来技術未満、すなわち１Ｎ／ｃｍ２未満とすることが好ましい。また、圧着力を大きくした場合、トナー２０８はより強く摩擦されるので、トナー２０８に付与される電荷量が増加する。なお、層厚規制ブレード２０３の圧着力も同様である。
【００４２】
圧着力が作用しているものの、現像剤帯電ローラ２０４の絶縁膜２０６の表面と、現像ローラ２０１の表面との間には１〜数層のトナー層が介在している。１個のトナー粒子の直径は３〜２０μｍ程度なので、最近接部における両者の間隔ｔは３〜１００μｍ程度である。この実施形態では、間隔ｔは約２０μｍとする。
【００４３】
効果的なトナー２０８の供給及び帯電のために、現像剤帯電ローラ２０４は、カートリッジ２１１内に溜まるトナー２０８に一部埋没して配置され、さらに、現像ローラ２０１と同じ方向（この例では、反時計回り方向）に回転している。これにより、トナー２０８を、効率良く、上述の最近接部に供給して現像ローラ２０１と絶縁膜２０６との間に介在させ、両者２０１及び２０６の表面で摩擦して所定極性に帯電させる。
【００４４】
層厚規制ブレード２０３は、現像ローラ２０１の表面に吸着したトナー２０８の厚さを規制するとともに、補助的にトナー２０８を帯電させる。層厚規制ブレード２０３は、現像装置２００に固定された導電性の板状部材、例えば、ステンレス薄板である。層厚規制ブレード２０３は、現像ローラ２０１の回転方向に関して、現像剤帯電ローラ２０４よりも下流に設けられている。また、トナー２０８を帯電させるために、層厚規制ブレード２０３に対して現像ローラ２０１は、所定の電位に保たれている。
【００４５】
層厚規制ブレード２０３は、現像ローラ２０１の表面にトナー２０８を介して接触するように設けられている。層厚規制ブレード２０３の現像ローラ２０１に対する圧着力は、例えば、約０．２Ｎ／ｃｍ２とする。層厚規制ブレード２０３を現像ローラ２０１へ所定の圧着力で接触させることにより、層厚規制ブレード２０３は、トナー層を、現像、転写及び定着の各工程に適切な厚みに制御する。この適切な厚みは、トナー粒子の直径の２〜４倍程度の値である。
【００４６】
電源２０７は、上述のように、現像ローラ２０１及び現像剤帯電ローラ２０４にそれぞれＶａ及びＶｂの定電圧を印加する。この実施形態では、Ｖａを約５００Ｖとし、Ｖｂを約２００Ｖとする。その結果、現像剤帯電ローラ２０４に対する現像ローラ２０１の電位は正となる。これにより、現像剤帯電ローラ２０４は、トナー２０８を正に帯電させる。より詳細には、現像剤帯電ローラ２０４は、トナー２０８に約＋２０μＣ／ｇの電荷量を与える。なお、特に断らない限り、トナー２０８の電荷量の単位には、電子写真分野で一般的に用いられるμＣ／ｇを用いる。
【００４７】
ところで、トナー２０８が正負の何れに帯電されるかは、電位ΔＶの符号に依存する。この実施形態のように、現像ローラ２０１ではなく現像剤帯電ローラ２０４が絶縁膜２０６を備える場合、ΔＶが正ならばトナー２０８は正に帯電し、ΔＶが負ならばトナー２０８は負に帯電する。なお、現像剤帯電ローラ２０４がトナー２０８に付与する電荷量の好適値は、正帯電トナーを画像形成に用いる場合には１０〜５０μＣ／ｇである。また、負帯電トナーを画像形成に用いる場合には−５０〜−１０μＣ／ｇである。
【００４８】
なお、層厚規制ブレード２０３を所定の電位に保つ構成については、図示と説明とを省略する。
【００４９】
＜現像剤の帯電方法＞
次に、主に図２を参照して、この実施形態の現像装置における現像剤の帯電方法を、現像装置の動作とともに説明する。
【００５０】
現像装置２００においてトナー２０８を帯電するに当たり、現像剤吸着工程と厚さ規制工程とがこの順で行われる。
【００５１】
現像剤吸着工程では、まず、現像ローラ２０１と同じ回転方向に回転する現像剤帯電ローラ２０４により、カートリッジ２１１のトナー溜まりから、現像ローラ２０１へと粉体状のトナー２０８が供給される。
【００５２】
より詳細には、トナー２０８は、現像ローラ２０１と現像剤帯電ローラ２０４との間の最近接部付近に供給される。最近接部付近に供給されたトナー２０８は、現像剤帯電ローラ２０４の絶縁膜２０６と現像ローラ２０１との間に介在する。現像ローラ２０１と現像剤帯電ローラ２０４の最近接部における線速度ｖ１及びｖ２は異なっているので、この速度差により、最近接部付近にはずれ応力が生じる。このずれ応力を利用して、最近接部付近において、現像ローラ２０１の表面と絶縁膜２０６の表面とでトナー２０８を摩擦して帯電させる。ところで、現像剤帯電ローラ２０４に対して、現像ローラ２０１は上述の電位ΔＶ（約＋３００Ｖ）に保たれているので、トナー２０８は正に帯電して、約＋２０μＣ／ｇの電荷を得る。その結果、トナー２０８は、静電力により現像ローラ２０１に吸着する。
【００５３】
続いて行われる厚さ規制工程では、層厚規制ブレード２０３により、現像ローラ２０１に吸着したトナー２０８の厚みが適切な値に規制される。すなわち、層厚規制ブレード２０３は、現像ローラ２０１に約０．２Ｎ／ｃｍ２の圧着力で押し付けられており、この圧着力により、現像ローラ２０１上の余分なトナー２０８を削り取る。これにより、現像ローラ２０１上のトナー２０８が、画像形成に適切な厚みに規制される。
【００５４】
このようにして、電荷量と厚みとが適切に調整されたトナー２０８は、現像ローラ２０１の回転に連れて、感光体ドラム１と現像ローラ２０１との当接部に搬送される。当接部において、トナー２０８は、感光体ドラム１から、静電潜像の電位分布に応じた静電引力を受ける。その結果、帯電したトナー２０８は、現像ローラ２０１表面から脱離して、この電位分布に応じて感光体ドラム１に吸着され、静電潜像を現像する。
【００５５】
＜帯電メカニズム＞
次に、主に図３を参照して、この実施形態の現像装置がトナーを帯電するメカニズムについて説明する。図３は、図１の最近接部付近における拡大図であり、現像ローラ２０１及び現像剤帯電ローラ２０４を、個々のトナー２０８及び正電荷とともに示している。
【００５６】
まず、現像ローラ２０１及び現像剤帯電ローラ２０４の最近接部の間隔ｔにおける電界Ｅの大きさを求める。この電界Ｅは下記式（１）で与えられることが知られている。
【００５７】
Ｅ＝（ΔＶ−（εｒ×ｄ）ΔＶ／（εｒ×ｄ＋ｔ））／ｔ・・・（１）
絶縁膜２０６であるＰＥＴの比誘電率εｒは約３．２であるので、式（１）から電界Ｅは、約１１ＭＶ／ｍと求まる。
【００５８】
また、図３に示すように、現像ローラ２０１及び現像剤帯電ローラ２０４の線速度ｖ１及びｖ２が異なっているので、両者の最近接部には、トナー２０８を摩擦するためのずれ応力が生じている。
【００５９】
これらの結果、最近接部付近において、トナー２０８は電界Ｅの中で摩擦帯電される。摩擦帯電によりトナー２０８に生じた電荷は、トナー２０８、絶縁膜２０６及び現像ローラ２０１間で電荷交換を行うことで、電界Ｅを打ち消す方向に移動する。電荷交換は、個々のトナー２０８と絶縁膜２０６表面との摩擦、個々のトナー２０８と現像ローラ２０１表面との摩擦、個々のトナー２０８同士の摩擦、及び、現像ローラ２０１と絶縁膜２０６の間の間隔ｔを介する空気放電により行われる。
【００６０】
つまり、上述の電荷交換により、摩擦で発生した正電荷は、高電位の現像ローラ２０１から低電位の現像剤帯電ローラ２０４へ向かって移動する。しかし、現像剤帯電ローラ２０４の表面は絶縁膜２０６で構成されているため、この正電荷は導電性の芯２０５には到達できず、絶縁膜２０６で塞き止められて、絶縁膜２０６及び最近接部に蓄積する。その結果、蓄積された正電荷が、最近接部付近のトナー２０８に与えられ、トナー２０８が正に帯電する。
【００６１】
以上のように、この帯電メカニズムでは、適切なΔＶの下で、導体である現像ローラ２０１と、現像剤帯電ローラ２０４の絶縁膜２０６とに介在する絶縁性粉体であるトナー２０８を摩擦帯電している。これにより、摩擦により生じた電荷を芯２０５に逃がすことなく、絶縁膜２０６の表面近傍に蓄積させ、トナー２０８の帯電に利用する。つまり、この実施形態の帯電メカニズムは、機械的な摩擦だけでトナーを帯電する従来の場合よりも、発生した電荷の利用効率が高い。
【００６２】
なお、帯電が終了した段階でのトナー２０８の電荷量は、ΔＶに応じて変化する。すなわち、下記表１に示すように、ΔＶの正負に応じて、トナー２０８の電荷量の正負も変化する。また、ΔＶの絶対値の大小に応じて、電荷量の絶対値も増減する。
【００６３】
【表１】
2013114237.tif 000003
【００６４】
以上説明したように、この実施形態の現像装置２００では、現像剤帯電ローラ２０４を、層厚規制ブレード２０３よりも現像ローラ２０１の回転方向の上流に設けている。従来の現像装置の問題である、現像ローラからのトナーの散逸は、層厚規制部材での帯電で現像ローラに弱く吸着したトナーに、帯電ローラが高電圧を印加することに起因する。この実施形態の現像装置２００では、層厚規制部材と帯電ローラの位置を従来と逆転し、現像剤帯電ローラ２０４でトナーを強く帯電した後に、層厚規制ブレード２０３で厚みを調整する。その結果、現像ローラ２０１に対して強い静電引力（鏡像力）で吸着するトナー２０８に対して、厚み調整が行われるので、トナー２０８の現像ローラ２０１からの散逸が抑制される。
【００６５】
また、現像装置２００は、トナー２０８を従来よりも効率的に帯電できるので、トナーが受ける摩擦ストレスを低減し、トナーの劣化を抑制できる。以下、この点について詳述する。
【００６６】
非磁性一成分トナーを用いる従来の現像装置（以下、単に従来装置とも称する。）では、一般に、機械的な摩擦のみでトナーを帯電する。そのため、従来装置で十分な帯電量を得るためには、トナーを強く摩擦する必要があった。強い摩擦に必要なずれ応力を得るために、従来装置では、現像ローラに対して帯電ローラを、１〜２Ｎ／ｃｍ２程度の強い圧着力で圧接していた。帯電ローラと協働してトナーを帯電する層厚規制部材も、１〜２Ｎ／ｃｍ２程度の圧着力で現像ローラに接触していた。その結果、従来装置では、強い摩擦ストレスによりトナーが劣化する問題が生じていた。すなわち、荷電制御剤や流動化剤等の外添剤が摩擦でトナー表面から脱離することで、トナーの帯電特性や流動特性等の変化が引き起こされ、トナーの帯電量がばらついて、カブリ等の画像不良が生じていた。
【００６７】
この問題を解決するために、特許文献１及び２には、帯電ローラとは別の補助帯電ローラにより、現像ローラ上のトナーを補助的に帯電する技術が開示されている。特許文献１及び２では、現像ローラを基準として、補助帯電ローラにトナーの帯電極性と同極性の電圧を印加した上で、補助帯電ローラからの放電を利用して、トナーを補助的に帯電する。
【００６８】
しかし、現像ローラの回転とともに移動するトナーに対して、固定された補助帯電ローラが断続的な放電を行うので、トナーの帯電量に１〜１０ｍｍ周期の濃淡が生じる。この帯電量の濃淡は、画像に周期的な縞模様を発生させることがある。また、放電により生じる電荷の殆どは、トナー粒子の間を通過して導電性の現像ローラに流れるため、特許文献１及び２の補助帯電ローラでは、トナーを効果的に帯電できない。
【００６９】
特許文献３は、上述の問題を解決するために、絶縁性被覆を有する帯電ローラを用い、現像ローラを基準として、帯電ローラにトナーの帯電極性と同符号の電圧を印加する。しかし、特許文献３のようにトナーの帯電極性と同符号の電圧を帯電ローラに印加すると、トナーが所望とは逆の極性に帯電されることが、発明者等の評価で明らかとなった。このように、所望の帯電極性とは逆の極性に帯電されたトナーは、現像ローラに吸着しないので、得られる画像の濃度が極端に薄くなってしまう。
【００７０】
以上のように、特許文献１〜３の技術は、結局、トナーの帯電に強い摩擦を用いざるを得ず、トナーの劣化を招いていた。
【００７１】
これに対し、この実施形態の現像装置２００は、摩擦帯電で生じた電荷の利用効率が高いので、トナー２０８を効果的に帯電することができる。その結果、従来よりも、現像剤帯電ローラ２０４及び層厚規制ブレード２０３の現像ローラ２０１に対する圧着力を小さくすることができる。具体的には、この実施形態では、両部材２０４及び２０３の現像ローラ２０１に対する圧着力を従来の１／５〜１／１０に抑えることができる。その結果、摩擦ストレスに起因するトナーの劣化を抑えることができる。
【００７２】
＜変形例＞
次に、現像装置２００の変形例について説明する。
【００７３】
この実施形態では、画像形成装置がプリンタ２７である場合について説明した。しかし、画像形成装置は、絶縁性の非磁性一成分トナーを用いて、電子写真方式で画像を形成するものであれば、プリンタには限定されない。例えば、複写機、ファクシミリ又は複合機でもよい。
【００７４】
この実施形態では、現像装置２００が、ΔＶを供給する電源２０７を備える場合について説明した。しかし、現像ローラ２０１及び現像剤帯電ローラ２０４間に適切なΔＶが印加されれば、現像装置２００が電源２０７を備える必要は無い。例えば、現像装置２００の外部の電源からΔＶを供給してもよい。
【００７５】
この実施形態では、現像剤担持体が現像ローラ２０１である場合について説明した。しかし、現像剤担持体は、静電力によりトナー２０８を表面に担持して、感光体ドラム１との当接部に供給できるものであれば、ローラには限定されない。例えば、無端ベルトでもよい。
【００７６】
この実施形態では、層厚規制部材として、導電性の薄板である層厚規制ブレード２０３を用いる場合について説明した。しかし、層厚規制部材２０３は、現像剤担持体上のトナー層の厚みを適切に規制できるものであれば、層厚規制ブレード２０３には限定されない。例えば、ローラでもよい。
【００７７】
現像装置２００は、現像ローラ２０１の表面でのトナー２０８の電荷量を測定する電荷量評価手段と、この手段の測定結果（以下、測定電荷量とも称する。）に基づきΔＶを制御する制御手段とを備えていてもよい。
【００７８】
表１に示したように、現像装置２００は、ΔＶを変化させることでトナー２０８の電荷量を調整することができる。よって、現像ローラ２０１の表面のトナー２０８の電荷量により、ΔＶをフィードバック制御すれば、トナー２０８の電荷量の変動を抑制することができる。フィードバック制御の一態様としては、例えば、トナー２０８の目標電荷量を予め設定しておき、この目標電荷量と測定電荷量との差を小さくするようにΔＶを制御することが考えられる。この目標電荷量と、トナーの帯電に影響する変数（例えば、温度や湿度）とを対応付けたテーブルを作成し、この変数の測定値に応じてテーブルから目標電荷量を選択すれば、環境によらずトナーを適切に帯電できる。なお、電荷量評価手段としては、表面電位計を用いることができる。
【００７９】
現像装置２００は、現像ローラ２０１の表面でのトナー２０８の厚みを測定する厚み評価手段と、この手段の測定結果（以下、測定厚とも称する。）に基づきΔＶを制御する制御手段とを備えていてもよい。トナー２０８の厚みは、トナー２０８の電荷量を反映し、画像の画質に大きな影響を与える。よって、トナー２０８の厚みによりΔＶを制御すれば画質の変動を抑制することができる。フィードバック制御の一態様としては、例えば、トナー２０８の目標厚を予め設定しておき、この目標厚と測定厚との差を小さくするようにΔＶを制御することが考えられる。上述のように、この目標厚とトナーの帯電に影響する変数とを対応付けたテーブルを作成しておけば、環境によらずトナーを適切に帯電できる。なお、厚み評価手段としては、光学式膜厚測定装置を用いることができる。
【００８０】
この実施形態では、絶縁膜２０６としてＰＥＴ膜を用いた場合について説明した。しかし、絶縁膜２０６の構成材料は、絶縁性樹脂には限定されず、１０−６Ｓ／ｍ以下の電気伝導率を持つ膜状に成形可能な任意の材料を選択できる。例えば、ＳｉＯ２、ガラス及びマイカ等の無機系の絶縁材料を用いてもよい。
【００８１】
（第２実施形態）
図４を参照して、第２実施形態の現像装置について説明する。図４は、第２実施形態の現像装置の構造を模式的に描いた模式図である。
【００８２】
＜構造＞
この実施形態の現像装置２２０は、追加供給ローラ２０２を備える点、及び現像剤帯電ローラ２０４の回転方向が逆転している点以外は、第１実施形態の現像装置２００と略同様に構成されている。つまり、現像剤帯電ローラ２０４がトナー２０８の供給及び帯電を兼務する現像装置２００とは異なり、現像装置２２０では、この供給及び帯電を追加供給ローラ２０２及び現像剤帯電ローラ２０４で分担している。
【００８３】
追加供給手段である追加供給ローラ２０２は、主に、現像ローラ２０１にトナー２０８を供給する。また、追加供給ローラ２０２は、供給したトナー２０８が現像ローラ２０１から剥離しない程度に、トナー２０８を補助的に帯電する。
【００８４】
追加供給ローラ２０２は、現像ローラ２０１の回転方向に関し、現像剤帯電ローラ２０４よりも上流に設けられている。効果的なトナー２０８の供給及び帯電のために、追加供給ローラ２０２は、カートリッジ２１１内に溜まるトナー２０８に埋没して配置され、さらに、現像ローラ２０１と同じ方向（ここでは、反時計回り方向）に回転する。
【００８５】
また、トナー２０８を摩擦帯電するために、追加供給ローラ２０２は、現像ローラ２０１の表面に、トナー２０８を介して接触している。追加供給ローラ２０２の現像ローラ２０１に対する圧着力は、例えば、約０．１Ｎ／ｃｍ２とする。これらの条件下での摩擦帯電で、追加供給ローラ２０２はトナー２０８に対して約５μＣ／ｇの電荷量を付与する。また、帯電したトナー２０８を現像ローラ２０１に静電的に付着させるために、現像ローラ２０１に対して追加供給ローラ２０２は所定の電位に保たれている。なお、追加供給ローラ２０２を所定の電位に保つ構成については、図示と説明とを省略する。
【００８６】
現像剤帯電ローラ２０４は、剥離しない程度の力（約５μＣ／ｇ）で現像ローラ２０１に吸着されたトナー２０８を、画像形成に適切な電荷量（約２０μＣ／ｇ）に帯電する。現像装置２２０では、現像剤帯電ローラ２０４が第１実施形態とは逆の方向に回転する。つまり、現像装置２２０では、現像剤帯電ローラ２０４が現像ローラ２０１とは反対方向に回転する。これは、現像剤帯電ローラ２０４がトナー２０８を供給する必要が無くなったからである。上述の＜帯電メカニズム＞に記載のように、現像剤帯電ローラ２０４はトナー２０８の帯電効率が高いので、トナー２０８を適切に帯電させるだけならば、現像剤帯電ローラ２０４を、現像ローラ２０１と同方向に回転させる必要は無い。そこで、トナー２０８が受ける摩擦ストレス低減のために、現像剤帯電ローラ２０４の回転方向を変更することができる。
【００８７】
また、現像装置２２０では、現像剤帯電ローラ２０４の現像ローラ２０１に対する圧着力が０．１Ｎ／ｃｍ２に変更されている。この変更も摩擦ストレス低減のためである。また、トナー２０８の摩擦帯電のためのずれ応力を得るために、現像剤帯電ローラ２０４は、現像ローラ２０１とは異なる線速度で回転する。この実施形態では、現像剤帯電ローラ２０４の線速度ｖ２と現像ローラ２０１の線速度ｖ１との比率を、ｖ１：ｖ２＝１：０．６としている。
【００８８】
＜現像剤の帯電方法＞
この実施形態の現像剤の帯電方法は、上述の現像剤吸着工程の前に、現像剤事前供給工程が実施される点が第１実施形態と異なっている。以下、主にこの相違点について説明する。
【００８９】
現像剤事前供給工程は、現像ローラ２０１と追加供給ローラ２０２とが協働で実施する。現像剤事前供給工程では、まず、現像ローラ２０１と同じ方向に回転する追加供給ローラ２０２により、カートリッジ２１１のトナー溜まりから、現像ローラ２０１へとトナー２０８が供給される。より詳細には、トナー２０８は、現像ローラ２０１と追加供給ローラ２０２との当接部付近に供給される。
【００９０】
当接部付近に供給されたトナー２０８は、追加供給ローラ２０２と現像ローラ２０１との間に介在する。現像ローラ２０１と追加供給ローラ２０２の当接部における線速度ｖ１及びｖ３は異なっているので、この速度差により、当接部付近にはずれ応力が生じる。このずれ応力を利用して、当接部付近において、追加供給ローラ２０２の表面と現像ローラ２０１の表面とでトナー２０８を摩擦して帯電する。ところで、追加供給ローラ２０２に対して現像ローラ２０１は所定の電位に保たれているので、トナー２０８は正に帯電して、約＋５μＣ／ｇの電荷を得る。その結果、トナー２０８は、剥離しない程度の静電力で現像ローラ２０１に吸着する。
【００９１】
次に、この実施形態の現像装置２２０の効果を説明する。現像装置２２０では、現像剤帯電ローラ２０４を、層厚規制ブレード２０３よりも現像ローラ２０１の回転方向の上流に設けている。よって、第１実施形態と同様に、トナー２０８の現像ローラ２０１からの散逸が抑制される。
【００９２】
現像装置２２０へ追加された追加供給ローラ２０２は、トナー２０８に新たな摩擦ストレスを与える。しかし、追加供給ローラ２０２の圧着力は約０．１Ｎ／ｃｍ２であり、このローラ２０２と同機能の従来装置のローラの１／１０〜１／２０に抑えられている。よって、トナー２０８に新たに加えられる摩擦ストレスは最小限に止まる。
【００９３】
また、トナー２０８の供給を主に担当する追加供給ローラ２０２を設けたので、現像剤帯電ローラ２０４の圧着力や回転方向等のトナー摩擦条件を緩和でき、現像剤帯電ローラ２０４由来の摩擦ストレスが低減する。その結果、現像装置２２０は、トナーへの摩擦ストレスを低減し、トナーの劣化を抑制できる。
【００９４】
なお、現像装置２２０は、第１実施形態の同様の変形が可能である。
【００９５】
（第３実施形態）
図５及び６を参照して、第３実施形態の現像装置について説明する。図５は、第３実施形態の現像装置の構造を模式的に描いた模式図である。図６は、現像剤の帯電過程の説明に供する模式図である。
【００９６】
＜構造＞
この実施形態の現像装置２４０は、追加帯電手段である放電電極２０９を備える点、及びトナー２０８の帯電極性が負である点以外は、第１実施形態の現像装置２００と略同様に構成されている。現像装置２４０に追加された放電電極２０９は、最近接部でのトナー２０８の摩擦帯電に先立ち、現像剤帯電ローラ２０４上のトナー２０８を帯電する（以下、追加帯電とも称する。）。
【００９７】
トナー２０８を負に帯電させて画像を形成することに伴い、現像装置２４０では、現像剤帯電ローラ２０４に対する現像ローラ２０１の電位ΔＶの符号を、トナー２０８の帯電極性と等しい負に変更している。具体的には、電源２１０は現像ローラ２０１に−２５０Ｖの電圧Ｖａを印加する。また、電源２１０は現像剤帯電ローラ２０４に０Ｖの電圧Ｖｂを印加する。つまり、現像剤帯電ローラ２０４は接地されている。
【００９８】
放電電極２０９は、コロナ放電により、この電極２０９に対向する領域で、絶縁膜２０６をトナー２０８の帯電極性と同極性に帯電させる（この実施形態では負）。そして、帯電した絶縁膜２０６からトナー２０８への電荷移動を利用して、絶縁膜２０６上のトナー２０８を追加帯電させる。
【００９９】
放電電極２０９は、現像剤帯電ローラ２０４の回転軸方向に沿って等間隔に並ぶ金属製の針状電極を備える。放電電極２０９は、現像剤帯電ローラ２０４の回転方向に関し、現像剤帯電ローラ２０４と現像ローラ２０１との最近接部よりも上流に設けられている。なお、現像装置２４０では、絶縁膜２０６として、厚みｄが約１０μｍのポリテトラフルオロエチレン膜を用いている。
【０１００】
放電電極２０９は絶縁膜２０６に非接触に設けられている。つまり、絶縁膜２０６の表面と放電電極２０９の先端との間には放電可能な間隔が設けられている。この間隔は例えば約５ｍｍとする。円滑な放電を行うために、放電電極２０９は、カートリッジ２１１中のトナー２０８に埋没していない。つまり、放電電極２０９の先端と、カートリッジ２１１中のトナー２０８溜まりの表面とは離間している。
【０１０１】
絶縁膜２０６をトナー２０８の帯電極性と同符号に帯電させるために、放電電極２０９に対して現像剤帯電ローラ２０４は、所定の電位に保たれている。すなわち、電源２１０から、電圧Ｖｂと所定の大小関係を持つ電圧Ｖｃ（以下、放電電圧とも称する。）が印加されている。すなわち、トナー２０８の帯電極性が正の場合にＶｃ＞Ｖｂであり、トナー２０８の帯電極性が負の場合にＶｃ＜Ｖｂである。具体的には、この実施形態では、放電電圧Ｖｃを−６０００Ｖとする。また、コロナ放電を発生させるために、放電電圧Ｖｃは、電源２１０に設けられた昇圧回路及びパルス発生回路を介して放電電極２０９に印加されている。
【０１０２】
トナー２０８の効果的な追加帯電のためには、絶縁膜２０６にトナー２０８よりも多くの電荷を与えればよい。このようにすれば、放電電極２０９で帯電された絶縁膜２０６から、トナー２０８へと電荷が容易に移動する。ところで、電荷は絶縁膜２０６及びトナー２０８の表面に分布する点を考慮すると、追加帯電に関しては、電荷量を単位表面積当たりの電荷の量である電荷面密度で評価するのがよい。これらより、トナー２０８を効果的に追加帯電するためには、絶縁膜２０６の電荷面密度をトナー２０８よりも大きくすることが好ましい。ところで、層厚規制ブレード２０３よりも現像ローラ２０１の回転方向の下流のトナー２０８は、画像形成に好適な電荷量に帯電されている。この好適な電荷量を面密度換算したものを現像剤電荷量とすると、絶縁膜２０６を、所定極性と同符号で、かつ現像剤電荷量よりも大きな電荷面密度に帯電させるのがよい。このように構成すると、現像剤帯電ローラ２０４がトナー２０８に付与すべき電荷量が減少するので、トナー２０８への摩擦ストレスを低減できる。
【０１０３】
＜現像剤の帯電方法＞
次に、図５及び６を参照して、この実施形態の現像装置における現像剤の帯電方法を、現像装置の動作とともに説明する。
【０１０４】
この実施形態の現像剤の帯電方法は、上述の現像剤吸着工程の前に、追加帯電工程が実施される点が第１実施形態と異なっている。以下、主にこの相違点について説明する。
【０１０５】
追加帯電工程は、放電電極２０９と現像剤帯電ローラ２０４とが協働で実施する。追加帯電工程では、まず、電源２１０から印加された放電電圧Ｖｃにより放電電極２０９がコロナ放電することで、負電荷（電子）が絶縁膜２０６に供給される。ポリテトラフルオロエチレン膜の電気伝導性は非常に小さいので、負電荷は導電性の芯２０５に移動することができず、絶縁膜２０６の表面に蓄積する。ところで、放電電極２０９に対向する絶縁膜２０６の表面領域には、現像ローラ２０１への供給を待つトナー２０８が、未帯電状態で付着している。その結果、この領域において、コロナ放電による帯電で電荷面密度が相対的に高くなった絶縁膜２０６から、電荷面密度が相対的に低いトナー２０８へと負電荷が移動する。つまり、追加帯電工程により、トナー２０８が負に帯電される。
【０１０６】
続いて行われる現像剤吸着工程及び厚さ規制工程は、トナー２０８の電荷が負である点を除いて第１実施形態と同様である。
【０１０７】
次に、この実施形態の現像装置２４０の効果を説明する。現像装置２４０では、現像剤帯電ローラ２０４を、層厚規制ブレード２０３よりも現像ローラ２０１の回転方向の上流に設けている。よって、第１実施形態と同様に、トナー２０８の現像ローラ２０１からの散逸が抑制される。
【０１０８】
また、現像装置２４０へ追加された放電電極２０９は、現像ローラ２０１に供給される前のトナー２０８を絶縁膜２０６上で予備的に帯電（追加帯電）する。その結果、現像剤帯電ローラ２０４が摩擦帯電によりトナー２０８に与えるべき電荷量を、第１実施形態よりも小さくできる。よって、現像剤帯電ローラ２０４のトナー摩擦条件を緩和でき、現像剤帯電ローラ２０４由来の摩擦ストレスを低減できるので、第１実施形態よりもさらに、トナー２０８の劣化を抑えることができる。
【０１０９】
＜変形例＞
現像装置２４０は、第１実施形態と同様の変形が可能である。さらに、現像装置２４０は、以下の変形が可能である。
【０１１０】
この実施形態では、追加帯電手段を放電電極２０９とした場合について説明した。しかし、追加帯電手段は放電電極２０９には限定されず、絶縁膜２０６に接触するブレードやローラ等の接触部材でもよい。追加帯電手段を接触部材とする場合にも、正帯電トナーの場合には接触部材に対する現像剤帯電ローラ２０４の電位を正とし、負帯電トナーの場合には接触部材に対する現像剤帯電ローラ２０４の電位を負とする必要がある。
【０１１１】
また、この実施形態では、絶縁膜２０６の帯電にコロナ放電を利用した。しかし、絶縁膜２０６を所定極性に帯電できれば放電形式に限定はない。絶縁膜２０６の帯電に、例えばグロー放電やアーク放電等を用いてもよい。
【０１１２】
また、この実施形態では、コロナ放電のために針状電極を用いたが、電極形状に特に限定は無く、例えば、鋸歯状の電極等を用いてもよい。
【０１１３】
（第４実施形態）
図７を参照して、第４実施形態の現像装置について説明する。図７は、第４実施形態の現像装置の構造を模式的に描いた模式図である。
【０１１４】
＜構造＞
この実施形態の現像装置２６０は、追加供給ローラ２０２を備える点、及び現像剤帯電ローラ２０４の回転方向が逆転している点以外は、第３実施形態の現像装置２４０と略同様に構成されている。つまり、現像装置２６０は、第１実施形態の現像装置２００に、追加供給ローラ２０２と放電電極２０９とを追加したものに相当する。
【０１１５】
＜現像剤の帯電方法＞
この実施形態の現像剤の帯電方法は、現像剤吸着工程の前に、第３実施形態で説明した追加帯電工程と、第２実施形態で説明した現像剤事前供給工程とが実施される点が第１実施形態と異なっている。追加帯電工程及び現像剤事前供給工程は、現像剤吸着工程に先立ち並列的に実施される。
【０１１６】
追加供給ローラ２０２を備える現像装置２６０は、第２実施形態の現像装置２２０と同様の効果を有する。また、現像装置２６０は、第２実施形態の現像装置２２０に放電電極２０９を追加した構成であるので、放電電極２０９がトナー２０８を追加帯電することで、第２実施形態よりもトナー２０８の劣化を抑制できる。
【０１１７】
なお、現像装置２６０は、第１及び第３実施形態の現像装置２００及び２４０と同様の変形が可能である。
【符号の説明】
【０１１８】
１  感光体ドラム
４  帯電装置
５  クリーニングブレード
１０  露光装置
１１  被転写媒体
１３  搬送系
１３ａ  搬送ローラ
１３ｂ  搬送ガイド
１４  転写ローラ
１５  定着器
１５ａ  加熱ローラ
１５ｂ  定着ローラ
２７  プリンタ
２００，２２０，２４０，２６０  現像装置
２０１  現像ローラ
２０２  追加供給ローラ
２０３  層厚規制ブレード
２０４  現像剤帯電ローラ
２０５  芯
２０６  絶縁膜
２０７，２１０  電源
２０８  トナー
２０９  放電電極
２１１  カートリッジ
【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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