(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に担持したトナーを潜像担持体に対向する現像領域に搬送し、該潜像担持体上の潜像を現像するトナー担持体と、トナーと磁性粒子とを含む二成分現像剤を表面に担持し該トナー担持体に対向するトナー供給領域に搬送し、該トナー供給領域に二成分現像剤による磁気ブラシを形成すると共に、該磁気ブラシを該トナー担持体に接触させることで該二成分現像剤中のトナーを該トナー担持体に供給するトナー供給部材と、該トナー担持体に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電源と、該トナー供給部材にトナー供給バイアス電圧を印加するトナー供給バイアス電源とを備えた現像装置において、
該トナー供給部材の表面と該トナー供給バイアス電源との間の電気抵抗を、該トナー供給部材に担持された二成分現像剤による磁気ブラシに接触する該トナー担持体の表面と該現像バイアス電源との間の電気抵抗よりも大きくし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、
上記電気抵抗の大小関係を満足するように、上記トナー供給部材の表面と上記トナー供給バイアス電源の電圧出力端子との間に高抵抗部を設け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、
上記トナー供給部材が、上記トナー供給バイアスが印加される導電性の基体と、該基体の表面に形成された高抵抗材料からなる保護抵抗層とにより構成され、
上記高抵抗部が、該保護抵抗層であることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項２の現像装置において、
上記高抵抗部が、上記トナー供給バイアス電源の電圧出力端子と上記トナー供給部材のトナー供給バイアス印加部との間に接続した高抵抗素子であることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
表面にトナーを担持し潜像担持体に対向する現像領域に搬送するトナー担持体と、トナーと磁性粒子とを含む二成分現像剤を表面に担持し該トナー担持体に対向するトナー供給領域に搬送し、該二成分現像剤中のトナーを該トナー担持体に供給するトナー供給部材と、該トナー担持体に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電源と、該トナー供給部材にトナー供給バイアス電圧を印加するトナー供給バイアス電源とを備えた現像装置において、
該トナー供給部材のトナー供給バイアス印加部と該トナー担持体の現像バイアス印加部との間に、両バイアス印加部間の電位差を一定値以下に保持する定電圧素子を接続したことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を顕像化する現像手段とを備えた画像形成装置において、
該現像手段として、請求項１、２、３、４又は５の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置及び該装置に用いる現像装置に係り、詳しくは、表面にトナーを担持し潜像担持体に対向する現像領域に搬送するトナー担持体と、トナーと磁性粒子とを含む二成分現像剤を表面に担持しトナー担持体に対向するトナー供給領域に搬送し、二成分現像剤中のトナーをトナー担持体に供給するトナー供給部材と、トナー担持体に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電源と、トナー供給部材にトナー供給バイアス電圧を印加するトナー供給バイアス電源とを備えたとを有する現像装置及び該現像装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、潜像担持体上の潜像を現像する方式として、トナーと磁性粒子とを含む二成分現像剤を用いる二成分現像方式と、トナーのみの一成分現像剤を用いる一成分現像方式とが知られている。これらの現像方式のうち後者の一成分現像方式は、トナー担持体表面に均一薄層化状態で担持したトナーを、潜像担持体表面の潜像に接触又は非接触状態で対向させ、潜像にトナーを付着させて顕像を形成するものである。一方、二成分現像方式は、磁石を内蔵した現像剤担持体の表面にトナーと磁性粒子とからなる二成分現像剤をブラシ状に担持して磁気ブラシを形成し、潜像担持体表面の潜像に磁気ブラシ中のトナーのみを付着させて顕像を形成するものである。
【０００３】
これらの現像方式のうち、一成分現像方式は、磁性粒子を用いないため、二成分現像剤の磁気ブラシが潜像担持体へ当たることで生じる現像ムラなどの画像上の不具合が発生せず、静電潜像に忠実な現像を行うことができる。従って、高画質な画像を得ることができ、高解像度化にも有利である。
しかしながら、一成分現像方式では、弾性体のトナー担持体にトナー供給ローラを摺接させたり、トナー担持体上のトナーを薄層化するためにトナー担持体表面のトナーに対して薄層化ブレードを接触状態で相対移動させたりしている。このため、トナー担持体が磨耗したり、トナー担持体上のトナーにストレスがかかってトナーフィルミングが起こったりしやすく、装置の耐久性の点では良いとは言えなかった。また、現像装置内でトナーのみを攪拌しつづけるため、トナーが劣化しやすく、画像品質の経時的安定性を得にくかった。
【０００４】
そこで、二成分現像方式と一成分現像方式の各長所を組み合わせた現像方式を採用したものとして、二成分現像剤からなる磁気ブラシを表面に形成したトナー供給部材を用い、トナー供給部材上の磁気ブラシによりトナーのみをトナー担持体に供給して担持させる現像装置が提案されている（例えば、特開昭５６−４０８６２号公報、特開昭５９−１７２６６２号公報参照）。
【０００５】
これらの現像装置では、現像装置内で二成分現像剤を攪拌し、トナー供給部材（例えば、磁気ローラ、磁気ブラシ形成体など）上に二成分現像剤を担持して磁気ブラシを形成する。この磁気ブラシ中のトナーは磁性粒子との摩擦により所定極性に帯電される。そして、このトナー供給部材上の磁気ブラシから所定極性に帯電されたトナーのみが、トナー担持体（例えば、現像ローラ、トナー層保持体など）上に移動して担持される。これによって、トナー担持体やトナーへのストレスが一成分現像方式に比して少なくなると共に、現像は一成分現像方式で行うので一成分現像方式と同等の高画質が得られるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記二成分現像方式と一成分現像方式とを組み合わせた現像装置では、現像バイアス電源からトナー担持体に現像バイアス電圧が印加される。この現像バイアス電圧の印加により、潜像担持体とトナー担持体とが対向する現像領域に所定の現像電界が形成される。そして、この現像バイアス電圧の印加とともに、トナー供給部材には、トナー供給バイアス電源からトナー供給バイアス電圧を印加する場合がある。このトナー供給バイアス電圧の印加により、トナー担持体の表面とトナー供給部材の表面とに電位差が発生し、両表面が対向するトナー供給領域に、トナー供給部材上の磁気ブラシ中の帯電トナーをトナー担持体側に移動させるトナー供給用電界が形成される。このトナー供給用電界により、トナー供給部材上の磁気ブラシからトナー担持体表面へのトナー移動を促進させ、トナー供給効率を向上させることができる。
【０００７】
ところが、上記トナー供給バイアス電圧を印加する構成を採用した場合、何らかの原因でトナー担持体表面の電位（絶対値）が異常低下すると、現像剤が存在するトナー供給領域を介してトナー供給部材表面とトナー担持体表面との間の電流経路に過剰電流が流れるおそれがあった。この過剰電流は、特にトナー供給部材が導電性材料で構成されている場合に発生しやすい。上記トナー担持体表面の電位が異常低下する原因としては、例えば、潜像担持体の一部に欠陥が発生し電気抵抗が著しく低下し、その欠陥部分に現像バイアス電圧による電流が集中的に流れることが考えられる。また、現像バイアス電圧の印加回路の一部に接続不良が発生し、トナー担持体表面が所定の電位まで上昇しないことも、上記原因として考えられる。
【０００８】
また、上記トナー供給電界の向きを切り換えるように構成した場合にも、上記トナー担持体表面の電位（絶対値）が異常低下し、過剰電流が流れるおそれがある。例えば、特開平６−６７５４６号公報に開示されているようにトナー担持体とトナー供給部材（現像剤担持体）との間に形成される電界を、間欠的にトナーがトナー担持体からトナー供給部材側へ移行するように切り換える電界切換手段を設けた場合、その電界切換に伴って上記過剰電流が過渡的に流れてしまうおそれがある。
【０００９】
上記トナー供給領域を介した電流経路に過剰電流が流れると、トナー担持体表面に磁性粒子が付着したり、トナー供給領域で現像剤が溢れたり、トナー担持体表層が誘電破壊によって破損したりする等、ユーザによるメンテナンスが困難な重度の故障が発生してしまうおそれがあった。このような故障が発生すると、サービスマンによる修理が必要となってしまう。
なお、上記過剰電流が流れたときに過剰電流を検知して上記バイアス電圧の印加を自動的に遮断する自動遮断回路を設けることも考えられるが、電源の構成が複雑になりコストが高くなってしまうという不具合がある。
【００１０】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、過剰電流検知に基づく自動遮断回路を設けることなく、トナー担持体の表面電位の絶対値が異常低下したときのトナー供給領域を介した電流経路における過剰電流を抑制し、重度の故障の発生を防止することができる現像装置及び画像形成装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面に担持したトナーを潜像担持体に対向する現像領域に搬送し、該潜像担持体上の潜像を現像するトナー担持体と、トナーと磁性粒子とを含む二成分現像剤を表面に担持し該トナー担持体に対向するトナー供給領域に搬送し、該トナー供給領域に二成分現像剤による磁気ブラシを形成すると共に、該磁気ブラシを該トナー担持体に接触させることで該二成分現像剤中のトナーを該トナー担持体に供給するトナー供給部材と、該トナー担持体に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電源と、該トナー供給部材にトナー供給バイアス電圧を印加するトナー供給バイアス電源とを備えた現像装置において、該トナー供給部材の表面と該トナー供給バイアス電源との間の電気抵抗を、該トナー供給部材に担持された二成分現像剤による磁気ブラシに接触する該トナー担持体の表面と該現像バイアス電源との間の電気抵抗よりも大きくしたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項１の現像装置においては、上記２箇所の電気抵抗の大小関係により、トナー担持体の表面電位の絶対値が異常低下したときに、トナー供給領域を介してトナー担持体とトナー供給部材との間の電流経路に流れようとする過剰電流を抑制する。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記電気抵抗の大小関係を満足するように、上記トナー供給部材の表面と上記トナー供給バイアス電源の電圧出力端子との間に高抵抗部を設けたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２の現像装置においては、上記電気抵抗の大小関係を満足するように上記高抵抗部を設けることにより、上記トナー担持体及び上記トナー供給部材のそれぞれを構成する材料の選択の幅が広がる。例えば、トナー供給部材を導電性材料を用いて構成し、トナー担持体を導電性材料よりも電気抵抗が大きい材料を用いて構成した場合でも、上記電気抵抗の大小関係を満足させ、上記過剰電流を抑制することが可能となる。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項２の現像装置において、上記トナー供給部材が、上記トナー供給バイアスが印加される導電性基体と、該導電性基体の表面に形成された高抵抗材料からなる保護抵抗層とにより構成され、上記高抵抗部が、該保護抵抗層であることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項３の現像装置においては、トナー担持体の導電性基体の表面に高抵抗材料からなる保護抵抗層を上記高抵抗部として形成することにより、上記電気抵抗の大小関係を満足させ、上記過剰電流を抑制する。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項２の現像装置において、上記高抵抗部が、上記トナー供給バイアス電源の電圧出力端子と上記トナー供給部材のトナー供給バイアス印加部との間に接続した高抵抗素子であることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項４の現像装置においては、トナー供給バイアス電源の電圧出力端子とトナー供給部材のトナー供給バイアス印加部との間に、上記高抵抗部としての抵抗素子を接続することにより、上記電気抵抗の大小関係を満足させ、上記過剰電流を抑制する。
【００１９】
請求項５の発明は、表面にトナーを担持し潜像担持体に対向する現像領域に搬送するトナー担持体と、トナーと磁性粒子とを含む二成分現像剤を表面に担持し該トナー担持体に対向するトナー供給領域に搬送し、該二成分現像剤中のトナーを該トナー担持体に供給するトナー供給部材と、該トナー担持体に現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電源と、該トナー供給部材にトナー供給バイアス電圧を印加するトナー供給バイアス電源とを備えた現像装置において、上記トナー供給部材のトナー供給バイアス印加部と上記トナー担持体の現像バイアス印加部との間に、定電圧素子を接続したことを特徴とするものである。
【００２０】
請求項５の現像装置においては、トナー担持体の表面電位の絶対値が異常低下したときに、上記両バイアス印加部間に設けた定電圧素子により、両バイアス印加部間の電位差が一定値以下に保持される。これにより、トナー担持体表面とトナー供給部材表面の電位差の上昇を抑え、トナー供給領域を介してトナー担持体とトナー供給部材との間の電流経路に流れようとする過剰電流を抑制する。
【００２１】
請求項６の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像担持体上の潜像を顕像化する現像手段とを備えた画像形成装置において、該現像手段として、請求項１、２、３、４又は５の現像装置を備えたことを特徴とするものである。
【００２２】
請求項６の画像形成装置においては、現像装置のトナー担持体及びトナー供給部材経由する電流経路における過剰電流を抑制する。これにより、上記電流経路における過剰電流によるトナー担持体の破損等の重度の故障の発生を防止し、安定した画像形成が可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真式レーザプリンタ（以下「プリンタ」という。）に適用した実施形態について説明する。
まず、図２を用いて、本実施形態に係るプリンタの全体の概略構成について説明する。このプリンタは、潜像担持体としてのドラム状の感光体１の周辺に、感光体１の表面を一様帯電する帯電装置２、画像情報に基づいて変調されたレーザー光線等を感光体１に照射する露光装置３、感光体１に形成された静電潜像に対しトナー担持体としての現像ローラ４０２上の帯電トナーを付着させることでトナー像を形成する現像装置４、感光体１上に形成されたトナー像を転写材としての転写紙２０に転写する転写装置５、転写後に感光体１上に残ったトナーを除去するクリーニング装置６等が順に配設されている。ここで、感光体１上に静電潜像を形成する潜像形成手段は、上記帯電装置２及び露光装置３により構成されている。
上記感光体１はアルミ等の素管に感光性を有する無機又は有機感光体を塗布し、感光層を形成したものであり、線速ＶＰ＝２００［ｍｍ／ｓｅｃ］で回転駆動している。なお、本実施形態では負極性に一様帯電する感光体１を使用しているが、必要に応じて正極性に一様帯電する感光体を使用してもよい。
また、本プリンタは、図示しない給紙トレイ等から転写紙を給紙・搬送する図示しない給紙搬送装置と、転写装置５で転写されたトナー像を転写紙２０に定着する図示しない定着装置とを備えている。
【００２４】
上記構成のプリンタにおいて、矢印ａ方向に回転する感光体１の表面は、帯電装置２で一様帯電された後、画像情報に基づいて変調されたレーザー光線が感光体軸方向にスキャンされて照射される。これにより、感光体１上に静電潜像が形成される。感光体１上に形成された静電潜像は、現像領域Ａ１において、現像装置４により帯電したトナーを付着させることで現像され、トナー像となる。一方、転写紙２０は図示しない給紙搬送装置で給紙・搬送され、レジストローラ７により所定のタイミングで感光体１と転写装置５とが対向する転写部に送出・搬送される。そして転写装置５により、転写紙２０に感光体１上のトナー像とは逆極性の電荷を付与することで、感光体１上に形成されたトナー像が転写紙２０に転写される。次いで、転写紙２０は、感光体１から分離され、図示しない定着装置に送られ、該定着装置でトナー像が定着された転写紙２０が出力される。転写装置５でトナー像が転写された後の感光体１の表面は、クリーニング装置６のクリーニングブレード６０１でクリーニングされ、感光体１上に残ったトナーが除去される。
【００２５】
次に、図１を用いて、現像装置４の構成及び動作について詳しく説明する。
図１に示すように、現像装置４のケーシング４０１の内部には、感光体１側から、トナー担持体としての現像ローラ４０２、トナー供給部材としての供給ローラ４０３、攪拌・搬送部材４０４、４０５が配設されている。この現像装置４において、ケーシング４０１内のトナー１０と磁性粒子１１とを含む二成分現像剤（以下「現像剤」という。）１２は、攪拌・搬送部材４０４、４０５で攪拌され、その一部が、供給ローラ４０３上に担持される。供給ローラ４０３上の現像剤１２は、層厚規制部材としての規制ブレード４０６で層厚が規制された後、トナー供給領域Ａ２で現像ローラ４０２に接触する。このトナー供給領域Ａ２で供給ローラ４０３上の現像剤１２よりトナー１０のみ分離されて現像ローラ４０２に供給される。
【００２６】
上記現像剤１２を構成するトナー１０の体積平均粒径は５〜１０[μｍ]の範囲である。また、磁性粒子１１は金属もしくは樹脂をコアとしてフェライト等の磁性材料を含有し、表層はシリコン樹脂等で被覆されたものである。磁性粒子１１の体積平均粒径は４０〜７０[μｍ]の範囲である。
【００２７】
上記供給ローラ４０３は、複数の磁極を有する磁石部材４０７を内蔵した非磁性の回転可能なスリーブ４０８で構成されている。磁石部材４０７は固定配置され、現像剤１２がスリーブ４０８上の所定箇所を通過するときに磁力が作用するようになっている。この供給ローラ４０３は、図３に示すように導電性基体としてのスリーブ４０８の表面に、高抵抗部としての高抵抗材料からなる保護抵抗層（厚さ１０μｍ）４０９を有している。このスリーブ４０８の直径は通常１０〜３０ｍｍφの範囲内で設定される。本実施形態では１８ｍｍφのアルミパイプを用いた。また、アルミパイプと、トナー供給バイアス電圧ＶＡが印加されるトナー供給バイアス印加部としての回転軸（芯金）は、軸方向両端部の導電性のフランジで連結されている。
【００２８】
上記保護抵抗層４０９を構成する高抵抗材料としては、例えば所定の体積固有抵抗を有するようにカーボンを添加したポリカーボネートやアクリル等の樹脂を用いることができる。この保護抵抗層の体積固有抵抗は、後述の電気抵抗の大小関係を満足するとともに供給ローラ表面に電気的な履歴を残さないようにするために、１０８Ωｃｍ以下に設定するのが好ましい。
【００２９】
供給ローラ４０３に内蔵された磁石部材４０７は、規制ブレード４０６による規制箇所から供給ローラ４０３の回転方向にＮ極（Ｎ１）、Ｓ極（Ｓ１）、Ｎ極（Ｎ２）、Ｓ極（Ｓ２）、Ｓ極（Ｓ３）の５つの磁極を有する。特に本実施形態では、トナー供給領域Ａ２から攪拌・搬送部材４０４に対向する現像剤補給領域に至る部分に、供給ローラ表面移動方向に沿って２つの同じ磁極（Ｓ極）を並設し、両磁極間の供給ローラ表面から攪拌・搬送部材４０４側に離間した位置に仮想磁極（Ｎ極）が存在するのと同様の磁界を形成している。この仮想磁極により、供給ローラ４０２に担持されている現像剤１２を攪拌・搬送部材４０４側に一旦離脱させる。そして、下流側のＳ極（Ｓ３）による磁極により、攪拌・搬送部材４０４で撹拌された所定濃度のトナーを保有した現像剤１２を、供給ローラ表面に担持する。このように現像剤の交換を行うことにより、供給ローラ４０３上に常に所定濃度のトナーを保有した現像剤を担持することができる。したがって、現像ローラ４０２の表面へのトナー供給効率の低下を防止し、現像ローラ４０２上の現像領域Ａ１に搬送されるトナー量を安定化できる。
【００３０】
なお、本実施形態では、現像剤１２中のトナー濃度ＴＣが２〜１０［重量％］、供給ローラ４０３上のトナーの帯電量Ｑ／Ｍが−５〜−２０［μＣ／ｇ］、供給ローラ４０３上の磁気ブラシにおける現像剤量が０．０３〜０．０５［ｍｇ／ｃｍ２］になるように、各種条件を設定している。
【００３１】
上記現像ローラ４０２は、供給ローラ４０３内の磁極Ｎ２に隣接するトナー供給領域Ａ２で供給ローラ４上の磁気ブラシと接触するようにして対向するとともに、現像領域Ａ１で感光体１に対向するように配設されている。この現像ローラ４０２の直径は通常１０〜２５ｍｍφの範囲内で設定される。本実施形態では１６ｍｍφの弾性ローラを用いた。現像バイアス電圧ＶＢが印加される現像バイアス印加部としての回転軸（芯金）４１７上に形成される表面弾性層の材料としては、カーボンや酸化チタンを添加して所定の体積固有抵抗に調整したシリコーンゴムや樹脂などを用いることができる。また、この現像ローラ４０２の感光体１表面に対する食い込み量は、０．１〜０．３[ｍｍ]に設定し、トナー供給領域における現像ローラ４０２の表面と供給ローラ４０３の表面との間の間隙ＧＳは０．３５〜０．４５[ｍｍ]に設定している。
【００３２】
また、上記規制ブレード４０６は、供給ローラ４０３との対向部で供給ローラ４上に形成された現像剤１２の量を規制するように磁気ブラシと接触し、所定量の現像剤がトナー供給領域Ａ２に搬送されるようにするとともに、現像剤１２中のトナー１０と磁性粒子１１との摩擦帯電を促進させている。本実施形態では、規制ブレード４０６の先端と供給ローラ４０３の表面との間隙ＧＤは０．５〜０．６ｍｍに設定している。
【００３３】
また、現像ローラ４０２及び供給ローラ４０３はそれぞれ、図示しない回転駆動装置により図中矢印ｂ方向及びｃ方向に回転駆動されている。本実施形態では、感光体１の線速ＶＰ＝２００[ｍｍ／ｓ]に対し、現像ローラ４０２を線速ＶＤ＝２５０[ｍｍ／ｓ]、供給ローラ４０３を線速ＶＳ＝６５０[ｍｍ／ｓ]で回転駆動している。
【００３４】
また、現像ローラ４０２の軸部には、現像領域Ａ１に現像電界を形成するための現像バイアス電圧Ｖｂを印加する現像バイアス電源４１２が接続されている。また、供給ローラ４０３のスリーブ４０８には、トナー供給領域Ａ２にトナー供給用電界を形成するためのトナー供給バイアス電圧Ｖsupを印加するトナー供給バイアス電源４１３が接続されている。
【００３５】
なお、本実施形態のプリンタにおける画像形成条件は、感光体帯電電位（画像地肌部帯電電位）Ｖ０が−４５０〜５００[Ｖ]であり、露光後電位（トナー顕像化部電位）ＶＬが−５０〜−１００[Ｖ]である。そして、供給ローラ４０３に印加するトナー供給バイアス電圧ＶＡが−３５０[Ｖ]であり、現像ローラ４０２に印加する現像バイアス電圧ＶＢが−２５０[Ｖ]である。そして、現像ポテンシャル（ＶＬ−ＶＢ）を＋１５０〜２００[Ｖ]に、トナー供給ポテンシャル（ＶＢ−ＶＡ）を＋１００[Ｖ]に設定している。
【００３６】
また、本実施形態では、前述のように供給ローラ４０３の表面に所定の体積固有抵抗を有する保護抵抗層４０９を形成することにより、供給ローラ４０３の表面とトナー供給バイアス電源４１３との間の電気抵抗を、現像ローラ４０２の表面と現像バイアス電源４１２との間の電気抵抗よりも大きくしている。この電気抵抗の大小関係を設定するために、図４に示す方法により、バイアス電圧が印加される供給ローラ４０３の回転軸（芯金）４１０とローラ周面との間の単位面積あたりの電気抵抗［Ω／ｃｍ２］を測定した。図４において、測定電源４１４の直流電圧（例えば＋２００Ｖ）は、供給ローラ４０３の回転軸４１０とローラ周面に装着された抵抗測定電極４１５（軸方向の幅＝２５．４［ｍｍ］）との間に印加され、回転軸４１０、フランジ部４１１、スリーブ４０８、保護抵抗層４０９及び抵抗測定電極４１５を介して流れる電流を電流計４１６で測定する。この測定結果に基づいて、供給ローラ４０３の回転軸（芯金）４１０とローラ周面との間の単位面積あたりの電気抵抗［Ω／ｃｍ２］を求める。現像ローラ４０２についても同様に測定する。なお、現像ローラ４０２の測定単位面積当たりの抵抗は、画像後端部のかすれ等の異常画像の発生を防止するために１０６［Ω／ｃｍ２］以下が好ましい。
【００３７】
上記構成の現像装置４において、ケーシング４０１内に収容された現像剤１２は、トナー１０と磁性粒子１１が混合されたものであり、攪拌・搬送部材４０４，４０５や供給ローラ４０３のスリーブ４０８の回転力、磁石部材４０７の磁力によって攪拌され、そのときに、トナー１０に磁性粒子１１との摩擦帯電により電荷が付与される。
一方、供給ローラ４０３上に担持された現像剤１２は規制ブレード４０６によって層厚が規制され、現像剤１２の一定量がトナー供給バイアス電圧ＶＡで形成された電界等により、ブラシ状に担持されて搬送され、残りはケーシング４０１内に戻される。
【００３８】
上記トナー供給領域Ａ２では、磁気ブラシ中のトナーが分離されて現像ローラ４０２に転移し、薄層状のトナー１０が担持される。そして、現像ローラ４０２上に担持された薄層状のトナー１０は、該ローラ４０２の回転により現像領域Ａ１に搬送される。そして、上記現像バイアス電圧ＶＢで形成された現像電界により、感光体１上の静電潜像に選択的に付着し、該静電潜像が現像される。
【００３９】
また、本実施形態では、供給ローラ４０３の表面とトナー供給バイアス電源４１３との間の電気抵抗を、現像ローラ４０２の表面と現像バイアス電源４１２との間の電気抵抗よりも大きくしているので、感光体の一部に欠陥が発生したりすることによって現像ローラ４０２の表面電位の絶対値が異常低下したときに、トナー供給領域Ａ２を介した現像ローラ表面と供給ローラ表面とを結ぶ電流経路に流れようとする過剰電流が抑制される。
【００４０】
以上、本実施形態によれば、過剰電流検知に基づく自動遮断回路を設けることなく、現像ローラ４０２の表面電位の絶対値が異常低下したときのトナー供給領域Ａ２を介した現像ローラ表面と供給ローラ表面との間の電流経路における過剰電流を抑制し、ユーザメンテナンスで対処できないような重度の故障の発生を防止することができる。また、上記過剰電流を抑制することにより、感光体１の静電潜像に対する現像を安定して行い、常に良好な画像をプリントすることができる。
【００４１】
なお、上記実施形態では、高抵抗部として、供給ローラ４０３の表面に高抵抗材料からなる保護抵抗層４０９を有しているが、この保護抵抗層を設ける代わりに、図５の等価回路に示すように供給ローラ４０３の回転軸とトナー供給バイアス電源４１３との間に高抵抗素子としての保護抵抗４２０を接続してもよい。保護抵抗４２０の抵抗値としては、１〜１０ＭΩの範囲が好適である。この保護抵抗４２０を接続することによっても、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。ここで、表１は、図５の等価回路における各回路素子等の記号の内容を示している。現像ローラ４０２の回転軸と周面との間の電気抵抗ＲＤは、上記図４の方法で求めた単位面積あたりの抵抗に、現像ローラ４０２上のトナーと感光体１との接触面積を乗じた値である。また、供給ローラ４０３の回転軸と周面との間の電気抵抗ＲＳは、上記図４の方法で求めた単位面積あたりの抵抗に、供給ローラ４０３上の現像剤と現像ローラ４０２との接触面積を乗じた値である。
なお、供給ローラ４０３の表面に保護抵抗層４０９を有する構成と上記保護抵抗４２０を接続する構成の両方は、同時に採用してもかまわない。
【００４２】
【表１】
0003890187.tif 000002
【００４３】
また、上記実施形態では、供給ローラ４０３の表面とトナー供給バイアス電源４１３との間の電気抵抗を、現像ローラ４０２の表面と現像バイアス電源４１２との間の電気抵抗よりも大きくするように高抵抗部を設けているが、その代わりに又はそれに加えて、現像ローラ４０２のバイアス印加部と供給ローラ４０３のバイアス印加部との間に、定電圧素子を接続してもよい。
図６は、上記保護抵抗４２０とともに、２個のツェナーダイオードを組み合わせた双方向性の定電圧素子４２１を接続したときの等価回路を示す。この構成の場合は、現像ローラ４０２の表面電位の絶対値が異常低下したときに、上記定電圧素子４２１により、現像ローラ４０２のバイアス印加部と供給ローラ４０３のバイアス印加部との間の電位差が一定値以下に保持される。これにより、現像ローラ表面と供給ローラ表面の電位差の上昇を抑え、トナー供給領域Ａ２を介して現像ローラ４０２と供給ローラ４０３との間の電流経路に流れようとする過剰電流を抑制する。したがって、上記実施形態と同様に、ユーザメンテナンスで対処できないような重度の故障の発生を防止することができる。
なお、上記定電圧素子４２１で保持する電位差は、所定のトナー供給電界を形成するためのトナー供給ポテンシャル（上記実施形態では１００［Ｖ］）と同じ値に設定するのが好ましい。
【００４４】
なお、上記実施形態では、感光体上に形成したトナー像を転写紙に直接転写する場合について説明したが、本発明は、感光体上のトナー像を一旦中間転写体に転写し、その後、該中間転写体上のトナー像を転写紙に転写する画像形成装置及びそれに用いる現像装置にも適用できるものである。
例えば、一つの感光体上に各色ごとのトナー像を順次形成し、該感光体上の各色トナー像を一次転写装置で中間転写体としての中間転写ベルトに重ね合わせて転写し、該中間転写ベルト上の重ねトナー像を２次転写装置で転写紙に一括転写するカラー画像形成装置及び該装置に用いる現像装置にも適用することができる。
また例えば、中間転写体としての中間転写ベルトの直線状の移動経路部分に沿って感光体を含む画像形成ユニットを複数組並べて配置し、各画像形成ユニットの感光体上に互いに異なる色のトナー像を形成し、各感光体上のトナー像を一次転写装置で該中間転写ベルト上に重ね合わせて転写し、該中間転写ベルト上の重ねトナー像を２次転写装置で転写紙に一括転写するタンデム型のカラー画像形成装置及び該装置に用いる現像装置にも適用することができる。
【００４５】
また、上記実施形態では、プリンタ及びそれに用いる現像装置の場合について説明したが、本発明は、複写機やＦＡＸなど他の画像形成装置及びそれに用いる現像装置にも適用できるものである。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１乃至６の発明によれば、過剰電流検知に基づく自動遮断回路を設けることなく、トナー担持体の表面電位の絶対値が異常低下したときのトナー供給領域を介してトナー担持体とトナー供給部材との間の電流経路における過剰電流を抑制し、重度の故障の発生を防止することができるという効果がある。
【００４７】
特に、請求項２の発明によれば、上記高抵抗部を設けることにより、上記過剰電流を抑制しつつ、上記トナー担持体及び上記トナー供給部材のそれぞれを構成する材料の選択の幅が広がるという効果がある。
【００４８】
特に、請求項３の発明によれば、トナー担持体の導電性基体の表面に高抵抗材料からなる保護抵抗層を形成するという簡易な構成で、上記過剰電流を抑制することができるという効果がある。
【００４９】
特に、請求項４の発明によれば、トナー供給バイアス電源の電圧出力端子とトナー供給部材のトナー供給バイアス印加部との間に、高抵抗素子を接続するという簡易な構成で、上記過剰電流を抑制することができるという効果がある。
【００５０】
特に、請求項６の発明によれば、上記電流経路における過剰電流による重度の故障の発生を防止し、安定した画像形成が可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る現像装置の概略構成図。
【図２】同現像装置を備えたプリンタの概略構成図。
【図３】同現像装置に用いた供給ローラの断面図。
【図４】供給ローラ及び現像ローラの電気抵抗の測定方法の説明図。
【図５】他の実施形態に係る現像装置における現像ローラ周辺の等価回路。
【図６】更に他の実施形態に係る現像装置における現像ローラ周辺の等価回路。
【符号の説明】
１      感光体
２      帯電装置
３      露光装置
４      現像装置
５      転写装置
６      クリーニング装置
１０    トナー
１１    磁性粒子
１２    現像剤
２０    転写紙
４０２  現像ローラ
４０３  供給ローラ
４０６  規制ブレード
４０７  磁石部材
４０８  スリーブ
４０９  保護抵抗層
４１２  現像バイアス電源
４１３  トナー供給バイアス電源
４２０  保護抵抗
４２１  定電圧素子
Ａ１    現像領域
Ａ２    トナー供給領域
【図１】
0003890187.tif 000003
【図２】
0003890187.tif 000004
【図３】
0003890187.tif 000005
【図４】
0003890187.tif 000006
【図５】
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【図６】
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