(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体に対向して配置され、ローラ部周面上の周方向に所定の間隔で交互に並べられた第１電極群及び第２電極群から成る複数の電極を有するトナー担持体と、該トナー担持体の表面に接触しながら該トナー担持体とカウンター方向に回転してトナーを供給する供給手段と、前記トナー担持体の表面上に担持されたトナーの層厚を規制する規制部材と、前記複数の電極における隣り合う第１電極群の電極と第２電極群の電極との間の電界が時間的に切り替わるように、第１電極群に矩形波電圧を印加するとともに、第２電極群に該第１電極群に印加する矩形波電圧と逆位相である矩形波電圧を印加する電圧供給手段と、を備え、
前記電界により前記トナー担持体の表面に達したトナーを飛翔させてクラウドを形成し、前記潜像担持体上に形成された潜像にトナーを付着させて該潜像を現像する現像装置において、
前記トナー担持体表面の移動方向で該規制部材下流から現像領域上流の間の位置に、前記トナー担持体に対して離間配置された電極として、前記トナー担持体表面へのトナー付着を防止するトナー付着防止部材を設け、該トナー付着防止部材に、前記第１電極群に印加される矩形波電圧の中心値と同等かつ前記第２電極群に印加される矩形波電圧の中心値と同等である直流電圧との差が３０Ｖ〜３００Ｖの直流電圧を印加するトナー付着防止部材用電圧印加手段を有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、
前記トナー付着防止部材用電圧印加手段が印加する電圧は、前記第１電極群に印加される矩形波電圧の中心値と同等かつ前記第２電極群に印加される矩形波電圧の中心値と同等である直流電圧との差が３０Ｖ〜３００Ｖの直流電圧に、ピーク間電圧が１００Ｖ〜１０００Ｖの交流電圧を重畳した電圧であること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、
前記トナー付着防止部材は、ワイヤ状の電極であることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置において、
前記トナー付着防止部材は、円弧状電極であることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１に記載の現像装置において、
前記トナー付着防止部材は、前記トナー担持体と接離可能であることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置において、
前記トナー担持体表面へのトナーの付着量を検知するトナー付着量検知手段を有し、該トナー付着量検知手段の検知結果を用いて前記トナー付着防止部材が動作することを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項６に記載の現像装置において、
前記トナー付着量検知手段は現像領域下流におけるトナー担持体上のトナー付着量を検知するか、もしくは前記潜像担持体上のトナー付着量を検知することを特徴とする現像装置。
【請求項８】
潜像担持体上の潜像にトナーを付着させることにより潜像を現像し、これにより得られたトナー像を最終的に記録材に転移させて画像形成を行う画像形成装置において、
前記潜像担持体上の潜像を現像する手段として、請求項１〜７のいずれか１項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９】
請求項８に記載の画像形成装置において、
前記潜像担持体上に形成されたトナー像を複数互いに重ね合わせて得られる画像を記録材に形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
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、
潜像担持体、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１〜７のいずれか１項に記載の現像装置を一体に保持し、前記画像形成装置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１１】
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１０に記載のプロセスカートリッジを単数または複数備え、単色、多色またはフルカラー画像を形成する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、潜像担持体上の静電潜像をトナーを用いて現像する現像装置と、その現像装置を備えたプロセスカートリッジ、および、前記現像装置または前記プロセスカートリッジを備えた複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
潜像担持体上の静電潜像をトナーを用いて現像する現像装置の従来技術として、例えば特許文献１（特開２００５−０１０３４８公報）には、ドナー構造体からトナーを移動させることにより電荷保持面に対して非接触で静電潜像を現像する現像装置であって、前記ドナー構造体と前記電荷保持面との間の前記ドナー構造体近傍に設けられた電極と、前記電極に第１の交流電圧を印加する第１の印加手段と前記第１の交流電圧に当該第１の交流電圧と略同期した第２の交流電圧を重畳した第３の交流電圧を前記ドナー構造体に印加する第２の印加手段と、を備えた現像装置が記載されている。
【０００３】
また、特許文献２（特開２００４−３３３８４５公報）には、所定の間隔をあけて配列された複数の電極に多層の交流電圧を印加することにより不均等交番電界を形成して現像剤を搬送する現像剤搬送手段を有し、前記現像剤搬送手段にて現像剤を静電潜像が形成された像担持体に向けて搬送することによって前記静電潜像を可視化する現像装置であって、前記現像剤搬送手段は、各電極の表面から現像剤搬送表面までの距離が、現像剤搬送方向に進むに従って段階的に小さくなるように構成されていることを特徴とする現像装置が記載されている。
【０００４】
さらに本出願人により先に出願公開された特許文献３（特開２００４−１９８６７５公報）には、潜像担持体上に粉体を付着させて潜像担持体上の潜像を現像するための現像装置において、前記潜像担持体に対向して配置され、前記粉体を移動させる進行波電界を発生させるための複数の電極を有する搬送部材を備え、前記搬送部材の電極には、前記粉体が前記潜像の画像部に対しては前記潜像担持体側に向かい、非画像部に対しては前記粉体が前記潜像担持体と反対側に向かう方向の電界を形成するｎ相の電位が印加されることを特徴とする現像装置が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０１０３４８公報
【特許文献２】特開２００４−３３３８４５公報
【特許文献３】特開２００４−１９８６７５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、現像剤担持体上の現像剤を潜像担持体に直接接触させないで、現像剤を潜像担持体上に供給して現像を行う構成の現像装置が知られている。その一例として、トナー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という従来技術がある。このトナー担持体は潜像担持体に対向して配置され、その内部には複数の電極が所定のピッチで配置されている。この複数の電極に時間的に変化する電圧を印加し、電極間の電界によってトナー担持体上のトナーを飛翔（以下、フレアと呼ぶ）させてクラウド化させている。
【０００７】
このような構成の現像装置において、トナー担持体の表面においてトナーが電極間の電界から受ける力Ｆ1とトナーとトナー担持体表面の間の付着力Ｆ2の大小関係が重要となってくる。Ｆ1がＦ2より大きい場合は、トナーは電極間の電界に従って正常にフレアすることが可能であるが、Ｆ1がＦ2より小さくなるとトナーはトナー担持体の表面に付着したままとなりフレアすることができず、現像が正常に行われない。
そこで現像を正常に行うためにＦ1をＦ2よりも大きくする必要があるが、Ｆ1を大きくするためには電極に印加する電圧値を大きくしたり、電極の表層を覆っている絶縁層の厚さを薄くするなどの方法が考えられる。そして、このような方法でＦ1をＦ2より大きくし、正常にトナーをフレアさせている。
【０００８】
しかし、経時においてトナーがあまり現像に使用させず長期に現像装置内で攪拌され続けると、トナー母体の表層に存在していた外添剤が遊離したり、母体内部に埋没したりして、トナー表層における外添剤の存在率が低下してしまう。そのような状態のトナーがトナー担持体の表面に付着した場合、トナーの母体とトナー担持体表面が直接接触するようになり、接触距離が小さくなり、接触面積も大きくなる。このような場合、トナーとトナー担持体表面の間の非静電的付着力が増加する。また、トナーが帯電していることによってトナー担持体表面から受ける鏡像力もトナーの帯電量が経時で変動しないとしても、増加してしまう。よって、経時で外添剤の存在率が低下して劣化してしまったトナーの場合、トナーとトナー担持体表面の間の付着力Ｆ2が非常に増加してしまい、トナーが電極間の電界から受ける力Ｆ1より大きくなってしまい、トナーはフレアしなくなってしまう。
【０００９】
経時でトナーが劣化しフレアしなくなった場合、電極に印加する電圧値を大きくし、トナーが電極間の電界から受ける力Ｆ1を大きくする方法が考えられる。この場合はＦ1をＦ2より大きくすることが可能であるが、電界から大きな力を受けるためフレアしたトナーがトナー担持体へ戻ってくることができなくなり、トナー飛散が発生してしまう。また、電極間に大きな電位差で電圧を印加してしまうため、電極間でリークが起こる可能性が大きくなる。
【００１０】
経時でＦ1よりＦ2が大きくなった場合、トナー担持体に対向して対向電極を設け、その電極にトナーがトナー担持体から対向電極に向かう方向に電界が生じるように電圧を印加することによって、Ｆ1を大きくすることが可能である。原理的にはトナー担持体の電極に印加する電圧値を大きくすることと同じであるが、対向電極の場合は飛散してしまったトナーは対向電極で回収できるため、問題はない。また、一度フレアしたトナーはその後、トナー担持体表面に付着することはないため、対向電極を設置する位置はトナー担持体上の一部だけでよい。
【００１１】
また、経時で付着してしまったトナーは、物理的に動かすことによってＦ2を小さくすることが可能であり、そうすることによってＦ2をＦ1より小さくすることができる。フレアしたトナーは電極間でホッピングを続けるが、ホッピングしているトナーが付着しているトナーに衝突することによって、付着していたトナーが動かされ、Ｆ2が小さくなり、フレアし始める。このようにしてなだれ式にトナーがフレアしはじめ、最終的にトナー担持体上全体のトナーがフレアするようになる。
【００１２】
前述の特許文献１に記載の従来技術では、現像領域においてドナー構造体と電荷保持面の間に電極を設け、その電極に交流電圧を重畳させた電圧を印加し、ドナー構造体上のトナーをクラウド化させている。このような構成の現像装置において、経時でトナーが劣化しドナー構造体への付着力が増加した場合、トナーをクラウド化させるためには電極に大きな電圧を印加する必要がある。その場合、クラウド化したトナーは今度は電荷保持面側に付着してしまう可能性があり、地汚れが発生してしまい問題である。また、一度電荷保持面に現像されたトナー像を乱してしまう可能性があり、画像劣化も起こってしまう。
【００１３】
特許文献２に記載の従来技術では、現像領域に近づくにつれて現像剤搬送手段の電極上の絶縁層の幅を小さくしていくことによって、現像剤搬送手段の表面の電界を徐々に大きくし、現像領域でトナーが高くクラウドするようにしている。このような構成の現像装置において、経時でトナーが劣化した場合、現像領域に到達する前に現像剤搬送手段の表面に付着してしまい、付着してしまったトナーは現像領域に搬送されることはない。従って多くのトナーが付着してしまった場合は、その後からやってくるトナーにも影響を与えてしまい、問題である。
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、トナー担持体へのトナー付着を防止することによって、確実にトナーをフレアさせることができ、現像領域で正常に現像を行うことができる構成の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た画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とし、さらにはそのプロセスカーリッジを備えた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】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明では以下のような解決手段を採っている。
本発明の第１の手段は、潜像担持体に対向して配置され、ローラ部周面上の周方向に所定の間隔で交互に並べられた第１電極群及び第２電極群から成る複数の電極を有するトナー担持体と、該トナー担持体の表面に接触しながら該トナー担持体とカウンター方向に回転してトナーを供給する供給手段と、前記トナー担持体の表面上に担持されたトナーの層厚を規制する規制部材と、前記複数の電極における隣り合う第１電極群の電極と第２電極群の電極との間の電界が時間的に切り替わるように、第１電極群に矩形波電圧を印加するとともに、第２電極群に該第１電極群に印加する矩形波電圧と逆位相である矩形波電圧を印加する電圧供給手段と、を備え、前記電界により前記トナー担持体の表面に達したトナーを飛翔させてクラウドを形成し、前記潜像担持体上に形成された潜像にトナーを付着させて該潜像を現像する現像装置において、前記トナー担持体表面の移動方向で該規制部材下流から現像領域上流の間の位置に、前記トナー担持体に対して離間配置された電極として、前記トナー担持体表面へのトナー付着を防止するトナー付着防止部材を設け、該トナー付着防止部材に、前記第１電極群に印加される矩形波電圧の中心値と同等かつ前記第２電極群に印加される矩形波電圧の中心値と同等である直流電圧との差が３０Ｖ〜３００Ｖの直流電圧を印加するトナー付着防止部材用電圧印加手段を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の第２の手段は、第１の手段の現像装置において、
前記トナー付着防止部材用電圧印加手段が印加する電圧は、前記第１電極群に印加される矩形波電圧の中心値と同等かつ前記第２電極群に印加される矩形波電圧の中心値と同等である直流電圧との差が３０Ｖ〜３００Ｖの直流電圧に、ピーク間電圧が１００Ｖ〜１０００Ｖの交流電圧を重畳した電圧であること特徴とする。
【００１７】
本発明の第３の手段は、第１または第２の手段の現像装置において、前記トナー付着防止部材は、ワイヤ状の電極であることを特徴とする。
また、本発明の第４の手段は、第１〜第３のいずれか１つの手段の現像装置において、前記トナー付着防止部材は、円弧状電極であることを特徴とする。
【００１８】
本発明の参考手段は、第１の手段の現像装置において、前記トナー付着防止部材は絶縁性の部材であり、前記トナー担持体と接しており、前記トナー担持体表面に付着したトナーを動かすことを特徴とする。
本発明の第５の手段は、第１の手段の現像装置において、前記トナー付着防止部材は、前記トナー担持体と接離可能であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第６の手段は、第１〜第５のいずれか１つの手段の現像装置において、前記トナー担持体表面へのトナーの付着量を検知するトナー付着量検知手段を有し、該トナー付着量検知手段の検知結果を用いて前記トナー付着防止部材が動作することを特徴とする。
また、本発明の第７の手段は、第６の手段の現像装置において、前記トナー付着量検知手段は現像領域下流におけるトナー担持体上のトナー付着量を検知するか、もしくは前記潜像担持体上のトナー付着量を検知することを特徴とする。
【００２０】
本発明の第８の手段は、潜像担持体上の潜像にトナーを付着させることにより潜像を現像し、これにより得られたトナー像を最終的に記録材に転移させて画像形成を行う画像形成装置において、前記潜像担持体上の潜像を現像する手段として、第１〜第７のいずれか１つの手段に記載の現像装置を備えたことを特徴とする。
また、本発明の第９の手段は、第８の手段に記載の画像形成装置において、前記潜像担持体上に形成されたトナー像を複数互いに重ね合わせて得られる画像を記録材に形成することを特徴とする。
【００２１】
本発明の第１０の手段は、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、潜像担持体、帯電手段、クリーニング手段のうちの少なくとも一つと、第１〜第７のいずれか１つの手段に記載の現像装置を一体に保持し、前記画像形成装置に対して着脱可能に設けられたことを特徴とする。
また、本発明の第１１の手段は、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、第１０の手段に記載のプロセスカートリッジを単数または複数備え、単色、多色またはフルカラー画像を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明においては、トナー担持体の現像領域上流側にトナー担持体へのトナー付着を防止するトナー付着防止部材を設けている。そして、トナー付着防止部材として、トナー担持体と対向して対向電極を設け、その電極にトナーがトナー担持体から対向電極に向かう方向に電界が生じるように電圧を印加することによって、付着したトナーをトナー担持体から引き剥がし、フレアさせている。また、本発明の参考例として、トナー付着防止部材として絶縁性のブラシ状の部材やシート状の部材をトナー担持体上に付着しているトナーに直接接触させることによって、付着しているトナーを動かし、付着力を小さくしてトナーをフレアさせている。
【００２３】
より具体的には、第１の手段の現像装置では、潜像担持体とトナー担持体とが対向する現像領域の上流に、トナー担持体表面へのトナー付着を防止するトナー付着防止部材を設けた構成としたので、トナー担持体へのトナー付着を防止することができ、それにより、確実にトナーをフレアさせることができ、現像領域で正常に現像を行うことができる。また、第１の手段の追加手段として、第１の手段の構成及び効果に加え、前記トナー付着防止部材は電極であり、該電極に電圧を印加する電圧印加手段を有する構成としたので、トナー担持体に対して非接触の電極を用いることによって、トナーの帯電量等に影響を与えることなくトナー付着を防止することが可能である。さらに、第１の手段の追加手段として、第１の手段の追加手段の構成及び効果に加え、前記電圧印加手段が印加する電圧は直流電圧であるので、電極に直流電圧を印加することによって、トナー付着を防止するとともに、飛散トナーを回収することが可能である。
【００２４】
さらに第２の手段の現像装置では、第１の手段の構成及び効果に加え、前記電圧印加手段が印加する電圧は直流電圧に交流電圧を重畳した電圧であるので、電極に直流電圧に交流電圧を重畳させた電圧を印加することによって、振動電界がトナーに作用し、効率的にトナー付着を防止することができる。
【００２５】
第３の手段の現像装置では、第１または第２の手段の構成及び効果に加えて、前記トナー付着防止部材は、ワイヤ状の電極であるので、ワイヤ電極にすることで、小型の現像装置でスペースの狭い場所でも設置が容易である。
また、第４の手段の現像装置では、第１〜第３のいずれか１つの手段の構成及び効果に加えて、前記トナー付着防止部材は、円弧状電極であるので、円弧状電極にすることで、広い範囲で付着トナーをトナー担持体表面から剥ぎ取ることが可能となる。
【００２６】
また、第５の手段の現像装置では、第１の手段の構成及び効果に加え、前記トナー付着防止部材は、前記トナー担持体と接離可能であるので、トナー付着防止部材をトナー担持体に対して接離可能にすることによって、トナー付着が起こっていないときにはトナーと接触させないことでトナーの帯電量等に影響を与えることがなくなる。
【００２７】
第６の手段の現像装置では、第１〜第５のいずれか１つの手段の構成及び効果に加えて、前記トナー担持体表面へのトナーの付着量を検知するトナー付着量検知手段を有し、該トナー付着量検知手段の検知結果を用いて前記トナー付着防止部材が動作する構成としたので、トナー付着量検知手段の検知結果を用いることで、トナー担持体表面へのトナー付着が発生した場合にのみトナー付着防止部材を動作させればよくなる。
また、第７の手段の現像装置では、第６の手段の構成及び効果に加えて、前記トナー付着量検知手段は現像領域下流におけるトナー担持体上のトナー付着量を検知するか、もしくは潜像担持体上のトナー付着量を検知する構成としたので、現像領域下流側のトナー担持体上のトナー付着量、または潜像担持体上のトナー付着量を検知することで、正確にトナー担持体表面へのトナー付着量を検知することができる。
【００２８】
第８の手段の画像形成装置では、潜像担持体上の潜像を現像する手段として、第１〜第７のいずれか１つの手段の現像装置を備えたことにより、第１〜第７のいずれか１つの手段の効果が得られ、トナー付着による異常画像を防ぐことができ、安定した良好な画像形成を行うことができる。
また、第９の手段の画像形成装置では、第８の手段の効果に加え、前記潜像担持体上に形成されたトナー像を複数互いに重ね合わせて得られる画像を記録材に形成することにより、安定した良好な多色またはカラー画像を形成することができる。
【００２９】
第１０の手段のプロセスカートリッジでは、潜像担持体、帯電手段、クリーニング手段のうちの少なくとも一つと、第１〜第７のいずれか１つの手段の現像装置を一体に保持したことにより、トナー付着による異常画像を防ぐことができ、安定した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を提供することができる。また、このプロセスカートリッジは、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になり、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。
【００３０】
第１１の手段の画像形成装置では、第１０の手段のプロセスカートリッジを単数または複数備え、単色、多色またはフルカラー画像を形成することにより、安定した良好な単色、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、プロセスカートリッジは、画像形成装置本体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になり、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。また、画像形成装置の保守や管理も容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態及び実施例を、図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
［実施形態１］
本発明の現像装置に用いられるトナー担持体の電極構成例を図１に示す。図１の構成ではトナー担持体２１の電極の電極幅は４０μｍ、電極間距離は４０μｍである。また、トナー担持体２１の電極は２相であり、奇数番目の電極１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａ・・・をａ相、偶数番目の電極１ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂ・・・をｂ相とする。図２、図３にトナー担持体のａ相とｂ相の電極に印加する電圧の例を示す。
【００３３】
図２において、電圧は矩形波であり、ａ相とｂ相の電圧は位相がπだけずれて印加されている。この位相差によって、ａ相とｂ相間には常にＶppだけの電位差が生じている。この電位差によって電極間に電界が発生し、この電界に応じてトナーが電極間をホッピングする。Ｖppは１００Ｖ〜１０００Ｖである。Ｖppが１００Ｖより小さくなると、電極間の電界が小さくなってしまい、トナーがホッピングしなくなってしまう。また、Ｖppが１０００Ｖより大きくなると、経時で電極間でリークが発生する可能性がある。リークが発生すると、それ以降は電極間に電界が発生しなくなり、トナーがホッピングしなくなってしまう。
【００３４】
上記印加電圧の矩形波の周波数ｆは０．１ｋＨｚから１０ｋＨzである。０．１ｋＨzより小さくするとトナーのホッピングが現像速度に追いつかなくなってしまう。また、１０ｋＨzより大きくすると、トナーが電圧の切り替わりに追従できなくなってしまう。電圧の中心値Ｖ0は画像部電位と非画像部電位の間で現像条件によって変動させている。図２では印加する電圧は矩形波であるが、矩形波の場合、電圧の切り替わりが瞬時に起き、トナーのホッピングには適しているが、サイン波でも三角波でもよい。
【００３５】
図３は、電圧印加方法の別の例である。ａ相は図２と同様の矩形波が印加されているが、ｂ相には直流電圧が印加されている。この場合、電極間の電位差はＶpp／２となる。よって、図３の場合は印加するＶppの範囲は２００Ｖ〜２０００Ｖとなる。図３の印加方法ではａ相とｂ相の位相差は考える必要はなく、電源コストが安くなる。
【００３６】
図４にトナー担持体２１の軸に平行な方向から見た図を示す。図４において、ａ相の電極はトナー担持体２１の左側から、ｂ相の電極はトナー担持体２１の右側から出ており、ａ相とｂ相で櫛歯状の電極構成になっている。また、トナー担持体２１の両端部は外部から電圧を供給できるようにしている。一例としては、トナー担持体２１の両端部に、電源に接続されたブラシ状の電極を摺接させ、電圧を供給する方法等がある。
【００３７】
トナー担持体２１の作成方法としては、軸となるステンレスなどの金属ローラに樹脂をコーティング、または樹脂ローラに金属ローラを圧入し、その樹脂ローラの表面に櫛歯状に電極を作成する。さらに、電極の作成後、表面を絶縁層でコーティングすることでトナー担持体ができあがる。
【００３８】
図５は本発明の第１の実施形態を示す現像装置の概略構成図であり、図５における現像装置２０は、磁性キャリアと非磁性トナーから成る二成分現像剤を用いた例である。図５の現像剤収容部は２室２４ａ，２４ｂに分けられており、現像装置内の両端部の現像剤通路（図示せず）によってつながっている。現像剤収容部２４ａ，２４ｂには二成分現像剤が収容されており、各室にある攪拌搬送スクリュ２５ａ，２５ｂによって攪拌されながら現像剤収容部内を搬送されている。現像装置２０にはトナー補給口２６が配置されており、トナー収容部（図示せず）からトナー補給口を通って、現像剤収容部２４ａにトナーが補給される。現像剤収容部（２４ａまたは２４ｂ）には現像剤の透磁率を検知するトナー濃度センサ（図示せず）が設置されており、現像剤の濃度を検知している。現像剤収容部（２４ａまたは２４ｂ）のトナー濃度が減少すると、トナー補給口２６から現像剤収容部にトナーが補給される。
【００３９】
攪拌搬送スクリュ２５ｂと対向する位置には、トナー供給部材（現像剤担持体）２２が配置されている。トナー供給部材２２の内部には固定された磁石が配置されおり、トナー供給部材２２の回転と磁力によって、現像剤収容部内の現像剤はトナー供給部材表面に汲み上げられる。現像剤の汲み上げ位置よりトナー供給部材２２の回転方向上流において、トナー供給部材２２と対向する位置に現像剤層規制部材２３が設けられている。汲み上げ位置で汲み上げられた現像剤は現像剤層規制部材２３によって一定量の現像剤層厚に規制される。現像剤層規制部材２３を通った現像剤はトナー供給部材２２の回転にともなって、前述の電極構成のトナー担持体２１と対向する位置まで搬送される。
【００４０】
トナー供給部材２２には、第一電圧印加手段２７によって供給バイアスが印加されている。この供給バイアスは、直流電圧でも交流電圧でもよい。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。トナー担持体２１と対向する位置においては、第一、第二電圧印加手段２７，２８によってトナー担持体２１とトナー供給部材２２との間に電界が生じている。その電界からの静電気力を受け、トナーはキャリアから解離し、トナー担持体２１の表面に移動する。トナー担持体２１には、第二電圧印加手段２８によって電極に電圧が印加されている。第二電圧印加手段２８が印加する電圧は、図２（または図３）に示したような矩形波が最も適しているが、サイン波でも三角波でもよい。
【００４１】
本実施形態では前述したように電極はａ相とｂ相の２相とし、各隣り合う電極に位相差πをもった電圧を印加し、電極間に電界を生じさせている。トナー担持体２１の表面に達したトナーは、この電極間の電界によってホッピングしながら電極間を往復運動する。本実施例ではトナーの搬送はトナー担持体２１の回転によって行っている。トナーはホッピングしながら電極間を往復運動しながら、トナー担持体２１の回転によって現像領域まで搬送される。現像領域まで搬送されたトナーは、トナー担持体２１と潜像担持体１０上の画像部との間の現像電界によって、潜像担持体１０上に現像される。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体２１の回転によってさらに搬送され、回収手段（図示せず）によってトナー担持体表面から回収される。回収されたトナーは再び現像剤収容部２４ａ，２４ｂに戻され、現像装置内を循環する。
【００４２】
［実施形態２］
次に図６は本発明の第２の実施形態を示す現像装置の概略構成図であり、非磁性トナーから成る一成分現像剤を用いた現像装置３０の一例を示している。トナーは現像剤収容部３４に収容されており、トナー補給ローラ３５ａ，３５ｂによって攪拌されている。そして、トナー補給ローラ３５ｂによってトナーはトナー供給部材３２と摩擦帯電を行い、静電気力によってトナー供給部材３２上に汲み上げられる。トナー供給部材３２上のトナーは現像剤層規制部材３３によって薄層とされ、トナー供給部材３２の回転にともなって、前述の電極構成のトナー担持体３１と対向する位置に搬送される。
【００４３】
トナー供給部材３２には、第一電圧印加手段３７によって供給バイアスが印加されている。この供給バイアスは、直流電圧でも交流電圧でもよい。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。トナー担持体３２と対向する位置においては、第一、第二電圧印加手段３７，３８によってトナー担持体３１とトナー供給部材３２との間に電界が生じている。その電界からの静電気力を受け、トナーはトナー供給部材３２から解離し、トナー担持体３１の表面に移動する。トナー担持体３１には、第二電圧印加手段３８によって電極に電圧が印加されている。第二電圧印加手段３８が印加する電圧は、図２（または図３）に示したような矩形波が最も適しているが、サイン波でも三角波でもよい。
【００４４】
本実施形態では前述したように電極はａ相とｂ相の２相とし、各隣り合う電極に位相差πをもった電圧を印加し、電極間に電界を生じさせている。トナー担持体３１の表面に達したトナーは、この電極間の電界によってホッピングしながら電極間を往復運動する。本実施例ではトナーの搬送はトナー担持体３１の回転によって行っている。トナーはホッピングしながら電極間を往復運動しながら、トナー担持体３１の回転によって現像領域まで搬送される。現像領域まで搬送されたトナーは、トナー担持体３１と潜像担持体１０上の画像部との間の現像電界によって、潜像担持体１０上に現像される。現像に寄与しなかったトナーはトナー担持体の回転によってさらに搬送され、回収手段（図示せず）によってトナー担持体表面から回収される。回収されたトナーは再び現像剤収容部３４に戻され、現像装置内を循環する。
【００４５】
［実施形態３］
次に図７は本発明の第３の実施形態を示す現像装置の概略構成図であり、トナー搬送方向に関して現像領域下流側にトナー回収手段を備えている構成の現像装置４０の例である。なお、図７において、符号４１はトナー担持体、４２はトナー供給部材（または現像剤担持体）、４３は現像剤層規制部材であり、これらは図５または図６の現像装置と同様の構成部材であり、動作も同様である。また、符号４５ａ，４５ｂは攪拌搬送部材である。
【００４６】
トナー回収手段としては種々の方法が考えられる。図７は、回収板４６と振動子４７によるトナー回収を示した図である。トナー担持体４１と回収板４６の間に電圧印加手段４８で直流電圧を印加し、トナーにトナー担持体４１から回収板４６に向かう方向に力が作用するように電界を発生させる。現像領域で現像に寄与しなかったトナーは回収板４６とトナー担持体４１が対向しあう回収領域において、トナー担持体４１上から回収板４６へ移動する。回収板上にトナーがある程度の量がたまると、振動子４７によって回収板４６を振動させ、回収板上のトナーを振るい落とし、再び現像剤収容部４４に戻す。
【００４７】
［実施形態４］
次に図８は本発明の第４の実施形態を示す現像装置の概略構成図であり、トナー搬送方向に関して現像領域下流側にトナー回収手段を備えている構成の現像装置の別の例である。図８に示す現像装置４０では、トナー回収手段として回収ローラ４９を用いてトナーを回収している。トナー担持体４１と回収ローラ４９の間に電圧印加手段４８で直流電圧を印加し、トナーにトナー担持体４１から回収ローラ４９に向かう方向に力が作用するように電界を発生させる。現像領域で現像に寄与しなかったトナーは回収ローラ４９とトナー担持体４１が対向しあう回収領域において、トナー担持体４１上から回収ローラ４９へ移動する。回収ローラ４９に付着したトナーは、ブレード５０によって掻き落とされ、再び現像剤収容部４４に戻される。
【００４８】
［実施形態５］
次に図９は本発明の第５の実施形態を示す現像装置の概略構成図であり、トナー搬送方向に関して現像領域下流側にトナー回収手段を備えている構成の現像装置のさらに別の例である。図９に示す現像装置４０では、トナー回収手段としてブラシローラ５１を用いてトナーを回収している。トナー担持体４１とブラシローラ５１の間に電圧印加手段４８で直流電圧を印加し、トナーにトナー担持体４１からブラシローラ５１に向かう方向に力が作用するように電界を発生させる。現像領域で現像に寄与しなかったトナーはブラシローラ５１とトナー担持体４１が対向しあう回収領域において、トナー担持体４１上からブラシローラ５１へ移動する。ブラシローラ５１に付着したトナーは、フリッカバー５２によって掻き落とされ、再び現像剤収容部４４に戻される。
【００４９】
［実施形態６］
次に図１０は本発明の第６の実施形態を示す現像装置の概略構成図であり、トナー搬送方向に関して現像領域下流側にトナー回収手段を備えている構成の現像装置のさらに別の例である。図１０に示す現像装置４０では、トナー回収手段として吸引ノズル５３を用いてトナーを回収している。具体的には、吸引ノズル５３とトナー担持体４１を対向させ、吸引ポンプ５５によって吸引ノズル５３から空気を吸引する。吸引ノズル５３のトナー搬送方向下流側にはシール５４が付けてあり、このシール５４はトナー担持体４１の表面と接触している。現像領域で現像に寄与しなかったトナーは、回収領域において空気の流れに乗って吸引ノズル５３を通って回収される。空気の流れに乗らず、進行波電界によって搬送されているトナーもシール５４と衝突し、そのまま下流に搬送されていくことはない。吸引ノズル５３によって回収されたトナーは、ダクト５６を通って再び現像剤収容部４４に戻される。
【００５０】
［実施形態７］
次に図１１は本発明の第７の実施形態を示す現像装置の概略構成図である。この現像装置６０は、現像剤として一成分非磁性トナーを用い、トナー供給部材であるトナー補給ローラ６２から直接トナー担持体６１へトナーを供給する構成である。なお、トナー担持体６１の構成は実施形態１と同様である。
【００５１】
図１１に示す現像装置６０では、トナー補給ローラ６２としてスポンジローラを用い、スポンジローラ６２をトナー担持体６１へ当接させてトナーを帯電させながらトナー担持体上へ供給する。図１１ではトナー供給部材であるトナー補給ローラ６２はトナー担持体６１とトレーリング方向に回転しているが、カウンター方向でもよい。スポンジローラ６２には第一電圧印加手段６４によって供給バイアスが印加されており、この電圧によってトナー担持体６１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。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。トナー担持体６１には、第二電圧印加手段６５によって電極に電圧が印加されている。第二電圧印加手段６５が印加する電圧は、図２に示したような矩形波が最も適しているが、サイン波でも三角波でもよい。
【００５２】
本実施形態では前述したように電極はａ相とｂ相の２相とし、各隣り合う電極に位相差πをもった電圧を印加し、電極間に電界を生じさせている。トナー担持体６１へ供給されたトナーは、この電極間の電界によってホッピングしながら電極間を往復運動する。本実施形態ではトナーの搬送はトナー担持体６１の回転によって行っている。トナー補給ローラ６２からトナー担持体６１へ供給されたトナーはトナー層規制部材６３によって、さらに帯電され、トナー量は規制される。
【００５３】
トナー層規制部材６３によって帯電され規制されたトナーは、さらにホッピングしながらトナー担持体６１の回転によって、現像領域まで搬送される。現像領域まで搬送されたトナーは、トナー担持体６１と潜像担持体１０上の画像部との間の現像電界によって、潜像担持体１０上に現像される。現像に寄与しなかったトナーはトナー担持体６１の回転によってさらに搬送され、トナー供給部材であるトナー補給ローラ６２まで達する。トナー補給ローラ６２は現像に使われずに戻ってきたトナーをトナー担持体６１上から掃き取り、現像剤収容部６６にトナーを戻す。
【実施例１】
【００５４】
次に、以上に述べた実施形態１〜７の構成の現像装置（２０，３０，４０，６０）に共通の実施例について説明する。
【００５５】
実施形態１〜７で説明した構成の現像装置（２０，３０，４０，６０）において、現像領域とは、潜像担持体１０とトナー担持体（２１，３１，４１，６１）が対向する領域において、潜像担持体１０は停止させた状態で画像部電位がトナー担持体（２１，３１，４１，６１）と対向するようにし、トナー担持体（２１，３１，４１，６１）の回転によってトナーを搬送し、潜像担持体１０にトナーが現像された領域を現像領域と定義する。以下、現像領域を現像ニップと定義する。
【００５６】
また、各実施形態で供給領域とは、トナー担持体（２１，３１，４１，６１）の回転を停止させ各電極にパルス電圧を印加しない状態で、トナー供給部材（２２，３２，４２，６２）に電圧を印加し、トナーがトナー担持体上に供給された領域のことを供給領域と定義する。
さらに各実施形態で規制領域とは、トナー担持体上にトナーがない状態で、トナー担持体と現像剤層規制部材（またはトナー層規制部材）（２３，３３，４３，６３）とが接触する領域のことを規制領域と定義する。
【００５７】
以下、実施形態７で説明した図１１の構成の現像装置６０を例に挙げて本実施例を説明する。
実施形態７の現像装置６０の構成では、トナー担持体６１の表面でトナーには、電極間の電界から受ける力Ｆ1とトナー担持体６１の表面と接触しているときに受ける付着力Ｆ2が作用している。トナー担持体６１の電極幅や電極間距離や電極上の絶縁層の厚みが同じであれば、トナー担持体６１の全周において電極間の電界はほぼ同じであるため、Ｆ1も同じである。トナーが供給領域や規制領域を通過するときに、トナーは摩擦を受け、トナーが帯電される。帯電したトナーはトナー担持体６１の表面から鏡像力を受ける。また、規制領域を通過する際、トナーはトナー層規制部材６３から規制圧を受け、トナー担持体表面に押し付けられる。押し付けられることによってトナーとトナー担持体間の非静電的付着力は増加する。よって、トナーが規制領域を通過した後はトナーとトナー担持体間の付着力Ｆ2（上述の鏡像力や非静電的付着力などの和）が最も大きくなっている。Ｆ1がＦ2よりも大きい場合は、トナーはトナー担持体６１の表面上に形成されている電界（以下、フレア電界と呼ぶ）によってフレアすることができる。Ｆ1がＦ2より小さい場合は、トナーはトナー担持体表面に付着したままとなり、フレアすることができない。よって、トナー担持体６１の電極に印加する電圧を調整したり、トナーの帯電量を調整したり、トナーに添加する外添剤を調整したりして、Ｆ1をＦ2より大きくし、トナーが正常にフレアするようにしている。
【００５８】
上記の現像装置６０において、現像時にトナーがあまり使用されず現像装置内で循環し続けると、経時でトナー劣化が発生する。初期においてはトナーの母体は外添剤によって覆われており、トナー母体とトナー担持体６１とが直接接触することはない。経時においては現像装置内でトナーが循環し続けると、トナーの外添剤が母体から遊離または母体へ埋没し、トナー母体表面において外添剤の存在率が低下する。そのような劣化トナーの場合、トナー母体とトナー担持体表面が直接接触するようになる。トナー母体とトナー担持体表面が直接接触すると、トナーとトナー担持体表面との間の非静電的付着力や鏡像力が増加し、Ｆ2が増加する。経時でＦ2がＦ1より大きくなると、トナーはフレアできなくなり、現像時にトナーが現像されなくなってしまう。
【００５９】
そこで本発明では、トナー担持体６１の回転方向に対して現像領域の上流側にトナーがトナー担持体表面に付着することを防止するトナー付着防止部材を設ける（第１の手段）。トナー付着防止部材はトナー担持体に対して一定の距離を隔てて設けられた対向電極であり、電極に電圧を印加する電圧印加手段を設けている（第１の手段の追加手段）。そして、トナー担持体上に付着しているトナーが対向電極の方に向かう方向に電界が発生するような電圧を対向電極に印加することによって、トナー担持体表面において部分的にＦ1を大きくすることが可能となり、Ｆ1がＦ2より大きくなり、トナーはフレアし始める。フレアしたトナーはまたトナー担持体表面と接触するが、電圧の切り替わりによってすぐにフレアするため、付着し続けることはない。また、Ｆ１よりＦ2の方が大きいトナーが発生しても、周囲でホッピングしているトナーとの衝突によって、またそのトナーは動き出し、フレアすることができる。
【００６０】
次に本発明の現像装置に設けられるトナー付着防止部材の具体的な実施例を以下に示す。なお、以下の実施例では、現像装置の構成は実施形態７で説明した図１１の構成の現像装置６０と同様とし、現像剤として一成分非磁性トナーを用い、トナー供給部材であるトナー補給ローラ６２から直接トナー担持体６１へトナーを供給する構成としているが、これに限定されるものではなく、実施形態１〜６で説明した構成の現像装置にも同様にトナー付着防止部材を設けることができる。
【００６１】
図１２は本発明の一実施例を示す現像装置の概略要部構成図であり、図１１の構成の現像装置６０にトナー付着防止部材を設けた構成の一例を示している。図１２におけるトナー付着防止部材７０Ａはトナー担持体６１の軸方向と平行に張られたワイヤ状の電極である（第３の手段）。小型の現像装置の場合、規制領域と現像領域の間にはあまりスペースがないが、このワイヤ状の電極では小型の現像装置でも容易に設置することが可能である。
【００６２】
図１３は本発明の別の実施例を示す現像装置の概略要部構成図であり、図１１の構成の現像装置６０にトナー付着防止部材を設けた構成の別の例を示している。図１３の例では、トナー付着防止部材７０Ｂとして、規制領域から現像領域までのトナー担持体表面を覆う円弧状の電極を用いている（第４の手段）。このように、規制領域から現像領域までの長い領域で円弧状の電極７０Ｂを用いてトナー担持体表面を覆うことによって、効率的にトナー付着を防止することが可能となる。
【００６３】
トナー付着防止部材７０Ｂとトナー担持体６１のＧａｐは３０μｍから１ｍｍである。印加する電圧は直流電圧（第１の手段の追加手段）でも、直流電圧に交流電圧を重畳させた電圧（第２の手段）でもどちらでもよい。直流電圧の場合、図２、図３のＶ0との電位差が３０Ｖ〜３００Ｖとなるような電圧値を印加している。直流電圧を用いるとトナー担持体６１から飛散していくトナーを電極によって回収することが可能である。また、交流電圧の場合、直流電圧成分は図２、図３のＶ0と同じとし、Ｖppは１００Ｖ〜１０００Ｖであり、トナー担持体６１の電極に印加する電圧のＶppと同じか、小さくしている。交流電圧の周波数は１ｋＨz〜１０ｋＨzであり、トナー担持体６１の電極に印加する電圧の周波数よりは大きく設定している。交流電圧を用いた場合には、振動電界によってトナーをトナー担持体６１から引き剥がすことができるため、効率よくトナー付着を防止することができる。
【００６４】
その他のトナー付着防止部材の例としては、絶縁性の部材を用いてトナー担持体６１と直接接触させ、トナー担持体表面に付着したトナーを動かすことによって付着を防止させる構成がある（本発明の参考手段）。経時で劣化したトナーはトナー担持体との間の付着力Ｆ2が増加しフレアできずに付着したままとなってしまうが、その付着したトナーを物理的に動かすことによって、付着力Ｆ2を小さくしトナーをフレアさせることができる。
【００６５】
ここで、図１４、図１５は、トナー付着防止部材として絶縁性の部材を用いた参考例であり、図１４は、トナー付着防止部材として絶縁性のブラシ状の部材７０Ｃを設けた例である。また、図１５は、トナー付着防止部材として絶縁性のシート状の部材７０Ｄを設けた例である。
【００６６】
このような絶縁性のトナー付着防止部材７０Ｃ，７０Ｄの場合、トナーと直接接触するためトナーの帯電量等に影響を与えてしまう。よって、トナーがトナー担持体表面に付着しておらず正常にフレアしている間は、トナー付着防止部材７０Ｃ，７０Ｄはトナー担持体６１と接触していない方が望ましい。そのため、トナー付着防止部材７０Ｃ，７０Ｄはトナー担持体６１と接離可能とし（第５の手段）、トナーが正常にフレアしている間はトナー付着防止部材７０Ｃ，７０Ｄはトナー担持体６１と離れているように構成している。
【００６７】
以上のように、本実施例においては、トナー担持体６１の現像領域上流側にトナー担持体へのトナー付着を防止するトナー付着防止部材を設けている。そして、トナー付着防止部材として、トナー担持体６１と対向して対向電極（７０Ａまたは７０Ｂ）を設け、その電極（７０Ａまたは７０Ｂ）にトナーがトナー担持体６１から対向電極に向かう方向に電界が生じるように電圧印加手段で電圧を印加することによって、付着したトナーをトナー担持体６１から引き剥がし、フレアさせている。また、トナー付着防止部材として絶縁性のブラシ状の部材７０Ｃやシート状の部材７０Ｄをトナー担持体上に付着しているトナーに直接接触させることによって、付着しているトナーを動かし、付着力を小さくしてトナーをフレアさせている。従って本発明によれば、トナー担持体６１へのトナー付着を防止することができ、それにより、確実にトナーをフレアさせることができ、現像領域で正常に現像を行うことができる。
【００６８】
ところで、トナー担持体表面にトナー付着が発生していなくて正常にトナーがフレアしている場合は、上記のトナー付着防止部材（７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ）を動作させる必要がない。よって本発明では、トナー付着量検知手段を設け、トナー付着量検知手段の検知結果を用いてトナー付着防止部材（７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ）を動作させるように構成している（第６の手段）。
【００６９】
トナー担持体表面へのトナー付着が発生していない時に１００％ベタ画像を現像した場合、トナー担持体上のトナーはすべて現像に使用され、トナー担持体６１の回転方向に対して現像領域下流側でのトナーはなくなる。また、潜像担持体上では、潜像担持体１０の回転方向に対して現像領域下流側では所望の付着量のトナーが付着している。トナー担持体表面へのトナー付着が発生している時に１００％ベタ画像を現像した場合、付着していない正常にフレアしているトナーは現像に使用されるが、トナー担持体表面に付着しているトナーは現像に使用されず、トナー担持体表面に付着したままである。よって、トナー担持体６１の回転方向に対して現像領域下流側でもトナー担持体上にトナーは存在することになる。
【００７０】
また、潜像担持体上では、潜像担持体１０の回転方向に対して現像領域下流側では付着しているトナー量は少なくなってしまう。よって、トナー付着量検知手段７１は、例えば図１６に示すように、現像領域下流側のトナー担持体６１上のトナー付着量を検知する位置に設けるか、または図１７に示すように、現像領域下流側の潜像担持体１０上のトナー付着量を検知する位置に設けている（第７の手段）。そして、このような位置に設けたトナー付着量検知手段７１で、トナー担持体６１上のトナー付着量または潜像担持体１０上のトナー付着量を検知することによって、正確にトナー担持体表面に付着しているトナー量を検知することができる。
【００７１】
ここで、トナー付着量検知手段７１としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子と、フォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子からなる反射型の光学センサで検知を行っている。この光学センサとしては、正反射光検知と散乱光検知のどちらでもよいと考えられるが、通常は、カラートナーの場合は散乱光、ブラックトナーの場合は正反射光を検知している。
【００７２】
このトナー付着量検知手段７１による検知結果より、トナー付着量がある一定値を超えると、前述のトナー付着防止部材が動作（トナー付着防止部材が図１２、図１３の例のような電極（７０Ａまたは７０Ｂ）の場合は電圧印加、また、図１４、図１５の例のような絶縁性の部材（７０Ｃまたは７０Ｄ）の場合は接離動作）し、トナー担持体６１の表面へのトナー付着を防止している。
【００７３】
以上のように、図１６または図１７に示す実施例では、トナー担持体表面へのトナーの付着量を検知するトナー付着量検知手段７１を有し、該トナー付着量検知手段７１の検知結果を用いてトナー付着防止部材が動作する構成としたので、トナー付着量検知手段の検知結果を用いることで、トナー担持体表面へのトナー付着が発生した場合にのみトナー付着防止部材を動作させればよくなる。
また、トナー付着量検知手段７１は現像領域下流におけるトナー担持体６１上のトナー付着量を検知するか、もしくは潜像担持体１０上のトナー付着量を検知する構成としたので、現像領域下流側のトナー担持体上のトナー付着量、または潜像担持体上のトナー付着量を検知することで、正確にトナー担持体表面へのトナー付着量を検知することができ、トナー付着防止部材の動作を確実に制御することができる。なお、トナー付着量検知手段７１の検知結果に基いたトナー付着防止部材の動作の制御は、画像形成装置本体に具備された制御部で実行される。
【実施例２】
【００７４】
次に上記の実施例１で説明した現像装置を備えた画像形成装置の実施例を説明する。
図１８は、実施例１で説明した現像装置を用いた画像形成装置の構成例を示す概略構成図であり、デジタル複写機（またはデジタル複合機）の一例を示している。この画像形成装置は、画像形成部（プリンタ部）１００と画像読取部（スキャナ部）１１０で構成されており、画像形成部（プリンタ部）１００では、画像読取部（スキャナ部）１１０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。
【００７５】
画像形成部（プリンタ部）１００の略中央部には潜像担持体であるドラム状の感光体１０が配設されており、その周囲には、感光体１０を帯電する帯電手段である帯電装置（例えば帯電ローラ、帯電チャージャ、帯電ブラシ等）１１と、帯電された感光体に画像情報に応じて光を照射し静電潜像を形成する光書込装置（例えばレーザ走査方式の光書込装置、あるいはＬＥＤアレイと結像素子アレイからなるライン状の光書込装置等）１２と、感光体上の潜像をトナーで現像して顕像化する現像装置２０（図示の例では図５に示した現像装置に実施例１のトナー付着防止部材７０Ａやトナー付着量検知手段７１等を付加したもの）と、感光体上に形成されたトナー像を記録材Ｐに転移させる転写装置（例えば転写ローラ、転写チャージャ、転写ブラシ等）１３と、転写後の感光体上の残留トナーを清掃するクリーニング装置（例えばクリーニングブレード、クリーニングブラシ、クリーニングローラ等）１４と、感光体上の残留電荷を除去する除電装置（例えば除電ランプ、除電チャージャ、除電ブラシ等）１５などが配設されている。また、現像装置２０の上部にはトナー収容部２９が設けられており、トナー収容部２９からトナー補給口を通って現像剤収容部にトナーが補給されるようになっている。
【００７６】
画像形成が開始されると電子写真プロセスによる画像形成動作が実行され、感光体１０が図中の矢印で示すように時計回りに回転し、感光体表面が帯電装置１１により均一に帯電される。そして光書込装置１２により、帯電された感光体１０に画像情報に応じた光が照射され静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置２０のトナー担持体２１に担持されたトナーにより現像され、トナー像として顕像化される。
【００７７】
画像形成部１００の下部には、記録紙等の記録材Ｐを収納した給紙カセット１６が装着されており、上記の画像形成動作にタイミングを合せて給紙カセット１６内の記録材Ｐが給紙ローラ１７ａと分離ローラ１７ｂにより１枚づつ給紙され、複数の搬送ローラ１７ｃを経てレジストローラ１７ｄへ搬送される。そして、感光体上のトナー像が転写位置に来るタイミングに合せてレジストローラ１７ｄで転写位置に記録材Ｐが送り出され、転写装置１３により感光体上のトナー像が記録材Ｐに転写される。トナー像が転写された記録材Ｐは、搬送ベルト１７ｅを経て定着装置１８に搬送され、定着装置１８により加熱・加圧されてトナー像が記録材Ｐに定着される。定着後の記録材Ｐは複数の排紙ローラ１９ａ〜１９ｅを経て排紙トレイ１２０に排紙される。また、トナー像転写後の感光体１０は、クリーニング装置１４により残留トナーを清掃され、除電装置１５により残留電荷を除電される。
【００７８】
本実施例の画像形成装置では、感光体１０上の潜像を現像する手段として、実施例１で説明したような構成の現像装置を備えたことにより、トナー担持体へのトナー付着を防止することができ、それにより、確実にトナーをフレアさせることができ、現像領域で正常に現像を行うことができるので、トナー付着による異常画像を防ぐことができ、安定した良好な画像形成を行うことができる。
【実施例３】
【００７９】
次に実施例１で説明した現像装置を備えたプロセスカートリッジの実施例を説明する。
上記の実施例２で述べたような画像形成装置においては、感光体、帯電装置、クリーニング装置のうちの少なくとも一つと、現像装置とを一体にしたプロセスカートリッジを用いることができる。
図１９はプロセスカートリッジの一例を示す概略断面図であり、このプロセスカートリッジ８０は、感光体１０と帯電装置１１と現像装置６０（図示の例では図１１に示す現像装置に実施例１のトナー付着防止部材７０Ａやトナー付着量検知手段７１等を付加したもの）とクリーニング装置１４をカートリッジ８１内に一体に保持している。そして、このプロセスカートリッジ８０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。
【実施例４】
【００８０】
次に実施例３で説明したプロセスカートリッジを備えた画像形成装置の実施例を説明する。
図２０は、図１９に示したプロセスカートリッジ８０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２００では、記録材Ｐを搬送する転写ベルト９０に沿って４つのプロセスカートリッジ８０Ｙ，８０Ｍ，８０Ｃ，８０Ｋを並設したものであり、プロセスカートリッジ８０Ｙは実施例９と同様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８０Ｍは実施例９と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８０Ｃは実施例９と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８０Ｋは実施例９と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。
【００８１】
転写ベルト９０の下方には、記録紙等の記録材Ｐを収納した多段の給紙カセット１６Ａ，１６Ｂが装着されており、上記の各プロセスカートリッジ８０Ｙ，８０Ｍ，８０Ｃ，８０Ｋでの画像形成動作にタイミングを合せて給紙カセット１６Ａ，１６Ｂのいずれか一方から記録材Ｐが給紙ローラ１７ａと分離ローラ１７ｂにより１枚づつ給紙され、複数の搬送ローラ１７ｃを経てレジストローラ１７ｄへ搬送される。そして、各プロセスカートリッジ８０Ｙ，８０Ｍ，８０Ｃ，８０Ｋの感光体上のトナー像が転写位置に来るタイミングに合せてレジストローラ１７ｄで転写ベルト９０に記録材Ｐが送り出され、転写ベルト９０で記録材が各プロセスカートリッジ８０Ｙ，８０Ｍ，８０Ｃ，８０Ｋの転写位置に順次搬送され、各転写装置１３により感光体上の各色のトナー像が記録材Ｐに順次重ね合わせて転写される。トナー像が転写された記録材Ｐは、搬送ベルト１７ｅを経て定着装置１８に搬送され、定着装置１８により加熱・加圧されてトナー像が記録材Ｐに定着される。定着後の記録材Ｐは複数の排紙ローラ１９ａ〜１９ｅを経て排紙トレイ２１０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８０Ｙ，８０Ｍ，８０Ｃ，８０Ｋの感光体１０は、クリーニング装置１４により残留トナーを清掃される。
【００８２】
上記の構成のカラー画像形成装置２００では、各プロセスカートリッジ８０Ｙ，８０Ｍ，８０Ｃ，８０Ｋを選択的に駆動されることにより、安定した良好な単色、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８０Ｙ，８０Ｍ，８０Ｃ，８０Ｋ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２００の保守、管理が容易である。
【００８３】
なお、図２０では、記録材Ｐを搬送する転写ベルト９０に沿って４つのプロセスカートリッジ８０Ｙ，８０Ｍ，８０Ｃ，８０Ｋを並設した、直接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、転写ベルト９０に代えて中間転写ベルトを用い、中間転写ベルトから記録材に二次転写する二次転写部を設ければ、中間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。
また、図２０は、プリンタ部の構成のみを示しているが、図１８と同様に、プリンタ部の上部に画像読取部（スキャナ部）を設置すれば、プリンタやデジタル複写機として機能する複合機を構成することができる。また、通信回線と接続することにより、ファクシミリとしても利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の現像装置に用いられるトナー担持体の電極構成例を示す要部断面図である。
【図２】図１に示すトナー担持体のａ相とｂ相の電極に印加する電圧の例を示す図である。
【図３】図１に示すトナー担持体のａ相とｂ相の電極に印加する電圧の別の例を示す図である。
【図４】図１に示すトナー担持体を軸に平行な方向から見た図である。
【図５】本発明の第１の実施形態を示す現像装置の概略構成図である。
【図６】本発明の第２の実施形態を示す現像装置の概略構成図である。
【図７】本発明の第３の実施形態を示す現像装置の概略構成図である。
【図８】本発明の第４の実施形態を示す現像装置の概略構成図である。
【図９】本発明の第５の実施形態を示す現像装置の概略構成図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態を示す現像装置の概略構成図である。
【図１１】本発明の第７の実施形態を示す現像装置の概略構成図である。
【図１２】本発明の一実施例を示す現像装置の概略要部構成図である。
【図１３】本発明の別の実施例を示す現像装置の概略要部構成図である。
【図１４】本発明の参考例を示す現像装置の概略要部構成図である。
【図１５】本発明の別の参考例を示す現像装置の概略要部構成図である。
【図１６】本発明の別の実施例を示す現像装置の概略要部構成図である。
【図１７】本発明の別の実施例を示す現像装置の概略要部構成図である。
【図１８】本発明の現像装置を用いた画像形成装置の構成例を示す概略構成図である。
【図１９】本発明の現像装置を用いたプロセスカートリッジの一例を示す概略断面図である。
【図２０】図１９に示すプロセスカートリッジを複数備えたカラー画像形成装置の構成例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００８５】
１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａ：ａ相の電極
１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂ：ｂ相の電極
１０：感光体（潜像担持体）
１１：帯電装置
１２：光書込装置
１３：転写装置
１４：クリーニング装置
１５：除電装置
１６，１６Ａ，１６Ｂ：給紙カセット
１８：定着装置
２０，３０，４０，６０：現像装置
２１，３１，４１，６１：トナー担持体
２２，３２，４２，６２：トナー供給部材
２３，３３，４３，６３：現像剤層規制部材（またはトナー層規制部材）
２４ａ，２４ｂ，３４，４４，６６：現像剤収容部
２５ａ，２５ｂ：攪拌搬送スクリュ
２７，３７，６４：第一電圧印加手段
２８，３８，６５：第二電圧印加手段
３５ａ，３５ｂ：トナー補給ローラ
４５ａ，４５ｂ：攪拌搬送部材
７０Ａ，７０Ｂ：トナー付着防止部材（電極）
７０Ｃ，７０Ｄ：トナー付着防止部材（絶縁性部材）
７１：トナー付着量検知手段
８０，８０Ｙ，８０Ｍ，８０Ｃ，８０Ｋ：プロセスカートリッジ
９０：転写ベルト
１００：画像形成部（プリンタ部）
１１０：画像読取部（スキャナ部）
１２０，２１０：排紙トレイ
２００：カラー画像形成装置
Ｐ：記録材
【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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