(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上の静電潜像をトナーで現像して可視像化する現像装置において、
内部に複数の電極を備えたトナー担持体であって、前記複数の電極間の電界が時間的に変化するように前記電極に電圧を供給する電圧供給手段を備えて、トナーを前記電極間の電界により前記トナー担持体表面から引き離し第１のクラウドを形成させる電界発生部材を有し、円筒ローラ状をなして回転される第１のトナー担持体と、
第１のトナー担持体の前記電界発生部材面へトナーを供給するためのトナー供給手段と、
第１のトナー担持体の前記電界発生部材面のトナー層を規制するトナー規制手段と、
現像に使用するトナーを格納するためのトナー格納手段と、
前記トナー格納手段のトナーを攪拌するトナー攪拌手段とを備え、
第１のトナー担持体に近接して、第２のクラウドを形成させる電界発生部材を有し、円筒ローラ状をなして回転される第２のトナー担持体を、前記像担持体上の静電潜像を現像する現像部に設けたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、
第１のトナー担持体での電界の大きさをＥａとし、第２のトナー担持体での電界の大きさをＥｂとしたとき、Ｅａ≦Ｅｂの関係を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の現像装置において、
第１のトナー担持体での電界の周波数をｆａとし、第２のトナー担持体での電界の周波数をｆｂとしたとき、ｆａ≦ｆｂの関係を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか一つに記載の現像装置において、
第１のトナー担持体での電極間隔をＰａとし、第２のトナー担持体での電極間隔をＰｂとしたとき、Ｐａ≧Ｐｂの関係を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか一つに記載の現像装置において、
第１のトナー担持体の外径をＤａとし、第２のトナー担持体の外径をＤｂとしたとき、Ｄａ≧Ｄｂの関係を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
像担持体上の静電潜像をトナーで現像して可視像化した後、前記像担持体上のトナー像を最終的にシート状記録媒体に転写させて画像形成を行う画像形成装置において、
前記像担持体上の静電潜像を現像する手段として、請求項１ないし５の何れか一つに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６記載の画像形成装置において、
前記現像装置を複数備え、前記像担持体上で複数のトナー像を互いに重ね合わせて得られる画像をシート状記録媒体に転写させて多色ないし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。
【請求項８】
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着脱自在に配設されるプロセスカートリッジにおいて、
少なくとも請求項１ないし５の何れか一つに記載の現像装置を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項９】
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おいて、
請求項８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、多色ないし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、現像装置、該現像装置を備えたプロセスカートリッジ、および該現像装置またはプロセスカートリッジを備えた複写機、ファクシミリ、プリンタ、プロッタ等もしくはそれら複数の機能を備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等またはそれら複数の機能を備えた複合機等の画像形成装置に用いられる現像装置には、２成分現像方式や１成分現像方式などがある。２成分現像方式は、高速現像に非常に適しており、現在の中速や高速の画像形成装置の主流方式である。
【０００３】
１成分現像方式は、機構が小型軽量になることから、現在、低速の画像形成装置の主流方式である。この１成分現像方式では、現像ローラ上にトナー薄層を形成するために、ブレードやローラなどのトナー規制部材を現像ローラ上のトナーに当接させ、そのときに現像ローラやトナー規制部材とトナーとの摩擦によってトナーは帯電される。現像ローラ上に薄層に形成された帯電トナー層は、感光体等からなる像担持体と対向する現像部に運ばれてその像担持体上の静電潜像を現像する。ここでの現像方式には大きく分けて接触型と非接触型があり、前者は現像ローラと潜像を担持した像担持体（以下、「潜像担持体」ともいう）とが接触して現像を行うものであり、後者は現像ローラと潜像担持体とが非接触で現像を行うものである。
【０００４】
上記２成分現像方式と１成分現像方式との欠点を補い合うべく、例えば特許文献１（特開平３−１００５７５号公報）記載の現像装置のように、２成分現像方式と１成分現像方式とをハイブリッド化したハイブリッド化方式も幾つか提案されている。
【０００５】
高解像度の微小均一ドットを現像する方法としては、例えば特許文献２（特開平３−１１３４７４号公報）記載の方式がある。この方式は、上記ハイブリッド化方式に対して、現像部に高周波バイアスを印加したワイヤを設置することにより、現像部でのトナークラウド化を行い、高解像度のドット現像性を実現するものである。
【０００６】
特許文献３（特開平３−２１９６７号公報）には、最も効率良く、かつ、安定なトナークラウドを形成するために、回転ローラ上に電界カーテンを形成する方法が提案されている。
【０００７】
また、進行波電界による電界カーテンで現像剤を搬送する現像装置が特許文献６（特開２００３−１５４１９号公報）に記載され、現像ローラの周面上にほぼ１層のキャリアをほぼ均等に吸着する複数の磁極を有する現像装置が特許文献７（特開平９−２６９６６１号公報）に記載されている。特許文献８（特開２００３−８４５６０号公報）には、非磁性トナーを担持する現像剤担持体表面に、絶縁部を介して周期的な導電性電極パターンを設け、該電極に所定のバイアス電位を与えることで現像剤担持体表面近傍に電界勾配を発生せしめ、前記現像剤担持体上に前記非磁性トナーを付着搬送させる現像装置が記載されている。
【０００８】
また、特許文献４（特開２００２−３４１６５６号公報）や特許文献５（特開２００４−２８６８３７号公報）記載のように、トナーの搬送ムラを防止して安定して効率的かつ均一に搬送する現像装置等に係る技術も提案されている。
【０００９】
【特許文献１】特開平３−１００５７５号公報
【特許文献２】特開平３−１１３４７４号公報
【特許文献３】特開平３−２１９６７号公報
【特許文献４】特開２００２−３４１６５６号公報
【特許文献５】特開２００４−２８６８３７号公報
【特許文献６】特開２００３−１５４１９号公報
【特許文献７】特開平９−２６９６６１号公報
【特許文献８】特開２００３−８４５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
２成分現像方式では、高画質化に対する要求が益々高まっており、必要とされる画素のドットサイズ自身が現状のキャリア粒子径と同等もしくはそれよりも小さいことが必要であるために、孤立ドットの再現性という意味ではさらにキャリア粒子を小さくする必要がある。しかしながら、キャリア径を小さくしていくと、キャリア粒子の透磁率が低下するために、現像ローラからのキャリア離脱が生じやすくなり、離脱したキャリア粒子が潜像担持体に付着した場合には、キャリア付着そのものによる画像欠陥が生じるだけでなく、それを起点として潜像担持体に傷をつけてしまうなどいろいろな副作用が生じる。
【００１１】
このキャリア離脱を防止するために、材料面からキャリア粒子の透磁率を上げる試みや、現像ローラに内包されるマグネットの磁力を強くする試みが進められているが、低コスト化および高画質化との兼ね合いの中で開発は困難を極めている。また、小型化の煽りを受けて、現像ローラは益々小径化の一途をたどっていることからも、キャリア離脱を完全に抑止できるような強力な磁場構成を有した現像ローラ設計が困難となっている。
【００１２】
そもそも２成分現像方式は、磁気ブラシと呼ばれる２成分現像剤の穂を静電潜像に対して擦り付けるようにしてトナー像を形成するプロセスであるために、どうしても穂の不均一性によって、孤立ドットの現像性にムラが生じやすい。現像ローラと潜像担持体との間に交番電界を形成することで画質の向上は可能であるが、現像剤の穂のムラといった根本的な画像ムラを完全に消滅させることは困難である。
【００１３】
また、潜像担持体上の現像されたトナー像を転写する工程や、転写後に潜像担持体上に残存するトナーをクリーニングする工程において、転写効率やクリーニング効率を向上させるためには、潜像担持体とトナーとの非静電的付着力を極力下げる必要がある。潜像担持体とトナーとの非静電的付着力を下げる方法としては、潜像担持体表面の摩擦係数を下げることが効果的であることが知られているが、この場合、２成分現像剤の穂が滑らかに現像部をすり抜けてしまうために現像効率やドット再現性が非常に悪くなってしまう。
【００１４】
１成分現像方式では、トナー規制部材により薄層化された現像ローラ上のトナー層は、現像ローラ上に十分に圧接されてしまっているために、現像部での電場に対するトナー応答性が非常に悪い。よって、通常は高画質を得るために、現像ローラと潜像担持体との間に強力な交番電場を形成するのが主流であるが、この交番電場の形成をもってしても静電潜像に対して一定量のトナーを安定して供給して現像することは困難であり、高解像度の微小ドットを均一に現像することは難しい。また、この１成分現像方式は、現像ローラへのトナー薄層形成時にトナーに対して非常に大きなストレスをかけてしまうため、現像装置内を循環するトナーの劣化が非常に早い。トナーの劣化に連れて、現像ローラへのトナー薄層形成の工程でもムラなどが生じやすくなり、１成分現像方式は一般には高速や高耐久の画像形成装置としては向かない。
【００１５】
ハイブリッド化方式では、現像装置そのものの大きさや部品点数は増えてしまうものの、幾つかの課題は克服される。しかしながら、現像部においてはやはり１成分現像方式と同様の問題があり、つまり高解像度の微小均一ドットを現像することには難が残る。
また、特許文献２記載の方式は、高安定かつ高画質な現像が実現できるものと考えられるが、現像装置の構成が複雑になる。
【００１６】
特許文献３記載の方法は、小型かつ高画質の現像を得るには非常に優れたものと解釈できるが、本発明者らが鋭意研究した結果、理想的な高画質を得るためには、形成する電界カーテンや現像などの条件を限定しなくてはならないという問題点のあることが分かった。すなわち、適正な条件から外れた条件で作像を行ってしまうと、全く効果が得られないばかりか、返って粗悪な画質を提供してしまうことになる。
【００１７】
ところで、潜像担持体に第１のトナー像が形成され、その上に順次に第２のトナー像、第３のトナー像を形成していくような作像プロセスにおいては、先に潜像担持体上に形成されているトナー像を乱さないような現像方式でなくてはいけない。非接触一成分現像方式や、特許文献２記載のトナークラウド現像方式を用いることで、潜像担持体上に順次に各色トナーを形成していくことは可能であるが、いずれの方式も、潜像担持体と現像ローラとの間には交番電界が形成されてしまうために、潜像担持体上に先に形成されたトナー像からトナーの一部が引き剥がされて現像装置に入り込んでしまう。これによって、潜像担持体上の画像が乱されてしまうばかりでなく、現像装置内のトナーが混色するという問題も生じてしまう。これらは高画質画像を得るには致命的であり、この問題を解決する方法としては潜像担持体と現像ローラとの間には交番電場を形成しない方法で、クラウド現像を実現する必要がある。
【００１８】
このようなクラウド現像を実現できる方法としては、先に挙げた特許文献３記載の方式などが有効と考えられるが、これに関しては先にも述べた通り、適当な条件の元で利用しないと全く効果が無い。
また、特許文献４記載の方式などのように、トナー担持体の機械的な駆動を無くし、３相以上の交互電場によってトナーを静電的に搬送し現像する方法も有効と考えられる。しかしながら、この方法によれば、何かのきっかけで静電搬送できなくなったトナーを起点として、搬送基板上にトナーが堆積してしまい、結果として機能しなくなる問題を抱えてしまう。このような問題を解決すべく、例えば特許文献５記載の方式のように固定搬送基板とその表面を移動するトナー担持体の組合せのような構造も提案されているが、機構が非常に複雑になってしまう。
【００１９】
上述した従来の技術の問題点に対し、後述の本発明に係る実施形態等のように「トナーを電極間の電界によりトナー担持体表面から引き離しクラウドを形成させる」タイプのトナー供給方法を用いた現像装置では、トナー粒子は静電搬送部材の表面を跳びはねるように振動して移動するため、大部分の時間はトナー粒子とトナー担持体表面とは非接触である。したがって、トナー粒子とトナー担持体表面とが静電的に付着する力は弱い。よって、１成分現像方式に比べ、トナーに対してのストレスが少ないため高耐久化が可能である。
【００２０】
しかしながら、クラウドを形成させるタイプの現像装置においてもトナー供給部や規制部でトナー粒子はトナー担持体表面に押さえつけられてしまいクラウド電界によるトナーの振動を阻害される。トナーは、振動を阻害されながら電極間の電界を受けてしまうため僅かながらストレスを生じる。
【００２１】
以上のように、本発明に係る「トナーを電極間の電界によりトナー担持体表面から引き離しクラウドを形成させる」タイプのトナー供給方法を用いた現像装置をさらに高耐久化しようとすると、トナー担持体上のトナー供給部や規制部での電極間の電界によるストレスを低減させる工夫が必要となる。
【００２２】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、トナーを電極間の電界によりトナー担持体表面から引き離しクラウドを形成させるタイプの現像装置であって、トナー担持体表面でクラウドを形成しているトナー粒子に対してトナー供給部や規制部において電極間の電界によるストレスを与えないようにすることが可能な新規な現像装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記新規な現像装置を備えたプロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上述した課題を解決するとともに上述した目的を達成するために、請求項ごとの発明では、以下のような特徴ある解決手段・構成を採っている。
請求項１記載の発明は、像担持体上の静電潜像をトナーで現像して可視像化する現像装置において、内部に複数の電極を備えたトナー担持体であって、前記複数の電極間の電界が時間的に変化するように前記電極に電圧を供給する電圧供給手段を備えて、トナーを前記電極間の電界により前記トナー担持体表面から引き離し第１のクラウドを形成させる電界発生部材を有し、円筒ローラ状をなして回転される第１のトナー担持体と、第１のトナー担持体の前記電界発生部材面へトナーを供給するためのトナー供給手段と、第１のトナー担持体の前記電界発生部材面のトナー層を規制するトナー規制手段と、現像に使用するトナーを格納するためのトナー格納手段と、前記トナー格納手段のトナーを攪拌するトナー攪拌手段とを備え、第１のトナー担持体に近接して、第２のクラウドを形成させる電界発生部材を有し、円筒ローラ状をなして回転される第２のトナー担持体を、前記像担持体上の静電潜像を現像する現像部に設けたことを特徴とする。
【００２４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の現像装置において、第１のトナー担持体での電界の大きさをＥａとし、第２のトナー担持体での電界の大きさをＥｂとしたとき、Ｅａ≦Ｅｂの関係を満たすことを特徴とする。
【００２５】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の現像装置において、第１のトナー担持体での電界の周波数をｆａとし、第２のトナー担持体での電界の周波数をｆｂとしたとき、ｆａ≦ｆｂの関係を満たすことを特徴とする。
【００２６】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか一つに記載の現像装置において、第１のトナー担持体での電極間隔をＰａとし、第２のトナー担持体での電極間隔をＰｂとしたとき、Ｐａ≧Ｐｂの関係を満たすことを特徴とする。
【００２７】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一つに記載の現像装置において、第１のトナー担持体の外径をＤａとし、第２のトナー担持体の外径をＤｂとしたとき、Ｄａ≧Ｄｂの関係を満たすことを特徴とする。
【００２８】
請求項６記載の発明は、像担持体上の静電潜像をトナーで現像して可視像化した後、前記像担持体上のトナー像を最終的にシート状記録媒体に転写させて画像形成を行う画像形成装置において、前記像担持体上の静電潜像を現像する手段として、請求項１ないし５の何れか一つに記載の現像装置を備えたことを特徴とする。
【００２９】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の画像形成装置において、前記現像装置を複数備え、前記像担持体上で複数のトナー像を互いに重ね合わせて得られる画像をシート状記録媒体に転写させて多色ないしフルカラー画像を形成することを特徴とする。
【００３０】
請求項８記載の発明は、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着脱自在に配設されるプロセスカートリッジにおいて、少なくとも請求項１ないし５の何れか一つに記載の現像装置を備えたことを特徴とする。
【００３１】
請求項９記載の発明は、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おいて、請求項８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、多色ないし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】
【００３２】
本発明によれば、上記課題を解決して新規な現像装置、この現像装置を備えたプロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供することができる。請求項ごとの発明の効果を挙げれば、以下のとおりである。
請求項１記載の発明によれば、上記手段・構成により、第１のトナー担持体には供給、規制、回収機能を持たせ、第２のトナー担持体には現像機能を持たせて機能分離をすることで、それぞれの機能に合わせたパラメータを設定することができ、もって第１および第２のトナー担持体上のトナー供給部や規制部での電極間の電界によるストレスを低減することができて高耐久化が可能である。
【００３３】
請求項２記載の発明によれば、上記手段・構成により、第１のトナー担持体での電極間電界（Ｅａ）を低く設定することでトナー供給部や規制部においての電界によるトナーへのストレスが低減でき、第２のトナー担持体での電極間電界（Ｅｂ）を高く設定してトナーのホッピングを高くすることで現像率を上げることができる。
【００３４】
請求項３記載の発明によれば、上記手段・構成により、第１のトナー担持体での電界の周波数（ｆａ）を低く設定することでトナー供給部や規制部においての電界によるトナーへのストレスが低減でき、第２のトナー担持体での電界の周波数（ｆｂ）を高く設定してトナーのホッピング回数を多くすることで現像率を上げることができる。
【００３５】
請求項４記載の発明によれば、上記手段・構成により、第１のトナー担持体での電極間隔（Ｐａ）を広く設定することでその電極（例えばローラ電極）を製造する工程での歩留まりを低減できるとともに、第２のトナー担持体での電極間隔（Ｐｂ）を狭く設定することで現像が均一になり易いという効果を奏する。
【００３６】
請求項５記載の発明によれば、上記手段・構成により、第１のトナー担持体の外径（Ｄａ：例えばローラ外径）を大きく設定することでトナー供給部や規制部を配置し易くなり、また、周長が長くなるので長寿命になるとともに、第２のトナー担持体の外径（Ｄｂ：例えばローラ外径）を小さく設定することでその製造コストを低減でき、また、像担持体とのニップを小さくできるので現像が均一になり易いという効果を奏する。
【００３７】
請求項６記載の発明によれば、像担持体上の潜像を現像する手段として、請求項１ないし５の何れか一つに記載の現像装置を備えたことにより、請求項１ないし５の何れか一つに記載の現像装置の効果が得られ、安定した良好な画像形成を行うことができる。
また、請求項７記載の発明によれば、請求項６記載の画像形成装置の効果に加え、像担持体上にトナー像を複数互いに重ね合わせて得られる画像をシート状記録媒体に転写させて形成することにより、安定した良好な多色ないしフルカラー画像を形成することができる。
【００３８】
請求項８記載の発明によれば、少なくとも請求項１ないし５の何れか一つに記載の現像装置を備えたことにより、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（本体）に対して着脱自在に配設されているので、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。
【００３９】
請求項９記載の発明によれば、請求項８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、多色ないし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）に対して着脱自在に配設されているので、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】
【００４０】
以下、図を参照して実施例を含む本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という）を説明する。各実施形態等に亘り、同一の機能および形状等を有する構成要素（部材や構成部品）等については、一度説明した後では同一符号を付すことによりその説明を省略する。図および説明の簡明化を図るため、図に表されるべき構成要素であっても、その図において特別に説明する必要がない構成要素は適宜断わりなく省略することがある。
【００４１】
図１は、本発明を適用可能な画像形成装置の一構成例を示す。同図において、符号１０は画像形成装置１０を、符号１０ａは画像形成装置１０の骨組みをなす画像形成装置本体を、符号１１は負帯電の有機感光体（ＯＰＣ）を無端のベルト形状に構成した像担持体を、それぞれ示す。
像担持体１１は、駆動ローラと従動ローラからなる複数のローラ１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに掛け渡されて、図示を省略した回転駆動機構によって図中矢印方向に回転されるようにして備えられている。また、この像担持体１１には、現像に用いるトナーの色（例えばブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ））が異なる複数の現像装置としての現像カートリッジ１３Ｋ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙ、および後述する帯電装置１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ、書込装置１４Ｋ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙが各色ごとに対向して配置されており、像担持体１１の移動にしたがって、帯電、露光（光書込）、現像の電子写真プロセスを行い、順次各色のトナー像を像担持体１１上に重ねていくように構成されている（これを「１パスカラー」という）。
【００４２】
なお、現像カートリッジ１３Ｋ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙ、帯電装置１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ、書込装置１４Ｋ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙからなる各色ごとの作像ユニットは、図示しない制御部による制御によって選択的に駆動できるようになっており、図示しない操作部で選択された情報（例えば白黒、多色、フルカラー等）に応じて、１色の作像ユニット（例えばブラック用の現像カートリッジ１３Ｋ、帯電装置１２Ｋ、書込装置１４Ｋ）のみを駆動すれば像担持体１１上に単色画像（白黒画像）が形成され、２色または３色の複数の作像ユニットを駆動すれば像担持体１１上に多色画像が形成され、全ての作像ユニットを駆動すれば像担持体１１上にフルカラー画像が形成される。
【００４３】
また、図１の画像形成装置１０において、符号１５はシート状記録媒体の一例である記録用紙等の転写材を収納し、画像形成時に転写材を搬送開始させる給紙装置であり、周知の給紙カセット、給紙ローラおよび分離ローラ等のシート給送手段で構成される。符号１６は像担持体１１上に形成された画像を転写材に転写する転写ローラ、符号１７は転写材上に形成された未定着のトナー像を加熱・加圧して固定するための定着装置、符号１８は定着後の転写材を排紙する排紙トレイである。また、符号１９は、トナー像転写後の像担持体表面を清掃して残留トナーや紙粉等を除去するクリーニング装置である。
なお、図１の画像形成装置では、像担持体１１表面の転写残トナー粒子を回収するためのクリーニング装置１９を設けているが、このクリーニング装置１９は設けなくてもよい。クリーニング装置１９を設けない場合、転写残トナー粒子は像担持体１１表面に残留したままとなるが、４つの帯電装置１２によって帯電され、やがて転写材に転写されて像担持体１１上から除去される。転写残トナー粒子が転写材に転写されると多少の画像の乱れが生じるが、わずかの乱れであれば視覚的に認識されない。
【００４４】
図１の画像形成装置１０において、画像形成時には、上記の電子写真プロセスにより像担持体１１上に各色のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像（または単色画像、多色画像）を形成し、この画像形成にタイミングを合わせて給紙装置１５から送られた転写材が像担持体１１と転写ローラ１６との接触部（ニップ部）へと搬送され、当該接触部において像担持体１１上に形成された画像が転写ローラ１６に印加された電圧によって転写材上に転写される。その後、転写材が定着装置１７に到達すると、転写材上のトナー像は加熱ローラ１７ａおよび加圧ローラ１７ｂに挟まれつつ加熱・加圧されることで転写材上に定着され、転写材上に可視像が形成される。そして定着後の転写材は、排紙トレイ１８に排出される。
【００４５】
以上のような構成の画像形成装置１０に用いられる現像カートリッジ１３Ｋ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙは、それぞれブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）のトナー像を現像するための現像カートリッジである。かかる現像カートリッジ１３Ｋ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙは、後述する実施例を示す図１０を借りて説明すると、像担持体１１、後述する現像対向ローラ１１ａＫ，１１ａＭ，１１ａＣ，１１ａＹ、ローラ１１ａ，１１ｂ，１１ｃおよび転写ローラ１６を含んで構成される像担持体ユニット２０がローラ１１ｃを支点として下方に揺動退避することで、画像形成装置本体１０ａの開放された空間から着脱可能となっており、ユーザによる交換が容易に可能となっている。
【００４６】
書込装置１４Ｋ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙは、画像情報に従って帯電後の像担持体１１に光ビームＬＫ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＹを露光し、それぞれブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）色に対応した潜像を書き込むための装置であり、レーザ光源と光偏向器（ポリゴンスキャナ、振動ミラー等）と走査結像光学系を用いた光走査装置や、ＬＥＤアレイとレンズアレイを用いたライン状の書込装置等、種々のものを使用することができる。
【００４７】
次に図２を用いて本例の現像カートリッジ等、像担持体上にトナー像を形成させる手段について説明する。なお、各色の現像カートリッジは同一構造であるので、１つのみを例にとって説明する。
【００４８】
図２において、符号１２（図１の１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ）は、像担持体１１の表面を一様に帯電させるための帯電装置であり、本実施形態ではコロナ帯電を採用している。コロナ帯電のように非接触の帯電手段を用いれば、上流側の現像カートリッジによって形成されたトナー像を乱すことなく像担持体１１を帯電させることができる。
【００４９】
符号１３（図１の１３Ｋ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙ）は、現像カートリッジを兼ねる現像装置であり、粉体であるトナー粒子を搬送、現像、回収する電界を発生するための内部に複数の電極を有するローラ状のトナー担持体１３ａを備えている。トナー担持体１３ａは、画像形成時には、像担持体１１に対して５０〜１０００μｍ、好ましくは１５０〜４００μｍの間隙をあけて非接触に対向している。
【００５０】
ここで、図３を参照してトナー担持体１３ａの構成について詳細に説明する。
図３は、トナー担持体１３ａにおける電界発生部材の像担持体１１側表面を拡大した部分断面を示している。トナー担持体１３ａの電界発生部材は、支持基材１０１上に複数の電極１０２−１ａ，１０２―１ｂ，１０２−２ａ，１０２−２ｂ・・・１０２−ｎａ，１０２−ｎｂをトナー移動方向に沿って所要の間隔で配置し、この上に、搬送面を形成する絶縁性の搬送面形成部材となり、また電極１０２の表面を覆う保護膜となる、無機または有機の絶縁性材料で形成した表面保護層１０３を積層したものである。
【００５１】
本例における支持基材１０１としては、ガラス基材、樹脂基材あるいはセラミックス基材等の絶縁性材料からなる基材、あるいは、ステンレススチール（ＳＵＳ）などの導電性材料からなる基板にＳｉＯ２等の絶縁膜を成膜したもの、ポリイミドフィルムなどのフレキシブルに変形可能な材料からなる基材などを用いることができる。
【００５２】
電極１０２は、支持基材１０１上にＡｌ、Ｎｉ−Ｃｒ等の導電性材料を厚さ０．１〜１０μｍ、好ましくは厚さ０．５〜２．０μｍで成膜し、これを、フォトリソグラフ技術等を用いて所要の電極形状にパターン化して形成している。これら、複数の電極１０２の幅Ｒは粉体（トナー粒子）の平均粒径の１倍以上２０倍以下としている。
【００５３】
表面保護層１０３としては、例えばＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＴｉＯ４、ＳｉＯＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｔａ２Ｏ５などを厚さ０．５〜１０μｍ、好ましくは厚さ０．５〜３μｍで成膜して形成している。
【００５４】
図４は第１のトナー担持体１３ａの外観であり、２相の電極（ａ相の電極１ａ，２ａ・・・、ｂ相の電極１ｂ，２ｂ・・・）を有し、ａ相の電極軸Ａとｂ相の電極軸Ｂを回転軸として回転することができる。また、それぞれの電極軸には、図示されない電極ブラシなどによってバイアス電位を印加することができる。
【００５５】
図５（ａ）は、トナー担持体１３ａの断面構成例を示したものであり、同図に示すように、支持基材１０１の円筒に軸穴を設け、導電性の金属製の電極軸Ａと電極軸Ｂとを圧入する。
また、図５（ｂ）は、トナー担持体１３ａを軸に平行な方向から見たものであり、同図において、ａ相の電極は左側の電極軸Ａから、ｂ相の電極は右側の電極軸Ｂ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。トナー担持体１３ａの端部は、ベタ電極となっており、ここから電極ブラシなどを介して配線し、電圧供給手段（図３に示す電源１００）からａ相とｂ相の電圧を供給している。
【００５６】
図３の構成では電極は２相であり、奇数番目の電極をａ相、偶数番目の電極をｂ相とする。図６にａ相とｂ相に印加する電圧を示す。電圧は矩形波であり、Ｖｐｐは２００Ｖ〜１０００Ｖ、周波数ｆは０．１〜５ｋＨｚであり、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。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。図６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、これに限らず、サイン波でも三角波でもよい。
【００５７】
また、図２の現像装置１３は、トナー担持体１３ａへトナー粒子を供給するためのトナー供給ローラ１３ｈが配置されており、トナー担持体１３ａとトナー供給ローラ１３ｈは、図示しない回転駆動機構によって回転されるようになっている。トナー供給ローラ１３ｈの外周部（図において黒太リング状部分）は、ゴムやブラシで形成されている。
【００５８】
トナーの搬送方向における現像領域の上流側部分には、トナー薄層を形成するためにトナー層を規制するトナー規制部材１３ｃが設置されている。この規制部材１３ｃは、ブレードやローラなどでトナーに当接させ、そのときにトナー担持体１３ａやトナー規制部材１３ｃとトナーとの摩擦によってトナーは帯電される。さらにトナー供給ローラ１３ｈの像担持体１１とは反対側領域には、現像に使用するトナーを格納するための現像ケーシング１３ｅ内のトナーを攪拌しながらトナー供給ローラ１３ｈへ汲み上げるためのパドル１３ｄが設置されている。
【００５９】
現像装置１３の現像ケーシング１３ｅ内のトナー格納部には、図示しないトナー粒子が格納されている。以下、本例におけるトナーの態様を説明する。
本例のトナー粒子は、バインダー樹脂としてスチレン系またはアクリル系の重合性単量体を重合開始剤と共に水中に分散させた状態でラジカル重合させたものや、あるいはポリエステル系樹脂を水中に分散させ重付加反応により高分子化させたものを用い、これに着色剤、帯電制御剤などを加えて造粒することにより得られた、重量平均粒径約５μｍの非磁性トナー粒子である。
【００６０】
次に像担持体上にトナー像を形成させる動作について説明する。
まず、帯電装置１２によって像担持体１１表面が一様に帯電させられる。すでに像担持体１１上にトナー像が形成されている場合でも、トナー像を含め像担持体１１の表面が一様帯電させられる。次いで、図示しない書込装置（図１の１４Ｋ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙ）から画像情報に応じた光ビームＬが照射される。光ビームＬは帯電装置１２と現像カートリッジ１３の間を通過するため、すでに一様帯電させられた像担持体１１に対して光ビームＬが照射されることとなり、負帯電性の感光体である像担持体１１の表面では画像部に対応する領域が除電されて潜像が形成される。
【００６１】
現像カートリッジ１３は像担持体１１上に形成された静電潜像の画像部にトナー粒子を付着させ、静電潜像をトナー像として可視化する。以上の帯電、光ビーム照射、現像の工程が前述のように各現像カートリッジ（図１の１３Ｋ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙ）との対向部において繰り返され、像担持体１１上に４色のトナー像が重ねられたフルカラー画像が形成される。
【００６２】
図１の画像形成装置１０において、通常の画像形成動作においては、給紙装置１５の給紙カセットから給紙ローラ等で供給される記録用紙等の転写材は、図示しない搬送ローラや搬送ベルトで装置上方に向けて搬送され、像担持体１１と転写ローラ１６が当接する転写部に送られる。そして、転写材は転写ローラ１６と像担持体１１の間に挟まれた状態で移動し、移動中に像担持体１１からトナー像が転写させられる。転写材が転写部を通過し、図示しない搬送ローラや搬送ベルトで搬送されて定着装置１７に到達すると、転写材上のトナー像は加熱ローラ１７ａおよび加圧ローラ１７ｂに挟まれつつ加熱されることで転写材上に定着させられ、転写材上に可視像が形成される。
【００６３】
また、各色のトナー像の色ずれやトナー濃度の調整を行なうモードにおいては、現像カートリッジ１３Ｋ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙ、帯電装置１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ、書込装置１４Ｋ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙからなる各色ごとの作像ユニットにより、像担持体１１上に所定パターンの各色ごとのトナー像が形成され、図示しない光学センサ（Ｐセンサ）によってかかるトナーパターンが検出され、その検出結果に基づいて各色の書込装置の書込タイミングや、現像バイアスの変更などが行われ、最適なカラー画像を得ることができる状態に調整される。また、像担持体１１上のトナーパターンは、転写ローラ１６に印加されたバイアスによって帯電極性を整えられた後、各色ごとの現像対向ローラ１１ａＫ，１１ａＭ，１１ａＣ，１１ａＹに印加された電圧によって各色の現像カートリッジ１３Ｋ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙに回収される。
【００６４】
像担持体１１と対向する転写ローラ１６は、少なくとも芯金と芯金を被覆する導電性弾性層とを有し、導電性弾性層はポリウレタンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン（ＥＰＤＭ）等の弾性材料に、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化スズ等の導電性付与剤を配合分散して電気抵抗値（体積抵抗率）を１０6〜１０10Ω・ｃｍの中抵抗に調整した弾性体からなる転写ローラである。
【００６５】
以上、本発明が適用される画像形成装置の一例について説明したが、図２〜図６に示したような構成の現像装置１３、すなわち、トナーを電極間の電界によりトナー担持体１３ａ表面から引き離しクラウドを形成させるタイプのトナー供給方法を用いた現像装置１３では、トナー粒子は静電搬送部材の表面を跳びはねるように振動して移動することにより、大部分の時間はトナー粒子とトナー担持体１３ａ表面とは非接触であるので、トナー粒子とトナー担持体表面とが静電的に付着する力は弱い。それ故に、１成分現像方式に比べ、トナーに対してのストレスが少ないため高耐久化が可能である。
【００６６】
しかしながら、発明が解決しようとする課題の欄でも説明したように、クラウドを形成させる図２等に示す現像装置においてもトナー供給部（トナー供給ローラ１３ｈ）や規制部（トナー規制部材１３ｃ）で、トナー粒子はトナー担持体１３ａ表面に押さえつけられてしまいクラウド電界によるトナーの振動を阻害される。トナーは、振動を阻害されながら電極間の電界を受けてしまうため僅かながらストレスを生じることとなる。
【００６７】
そこで、本発明に係る「トナーを電極間の電界によりトナー担持体表面から引き離しクラウドを形成させる」タイプのトナー供給方法を用いた現像装置をさらに高耐久化する際に、トナー担持体上のトナー供給部や規制部での電極間の電界によるストレスを低減させることが可能となる、本発明の具体的な実施例を説明する。
【実施例１】
【００６８】
図７を参照して、実施例１を説明する。
図７に示す現像装置１３は、図２に示した現像装置１３と比較して、トナーの供給、規制、回収、現像機能を併せ持つトナー担持体１３ａに代えて、トナーの供給、規制、回収機能のみを持つ第１のトナー担持体１３Ａを用いる点、および現像機能のみを持つ第２のトナー担持体１３Ｂを新設した点が主に相違する。
図７に示した現像装置１３の第２のトナー担持体１３Ｂは、上記現像機能のみを持つ以外は図２に示したトナー担持体１３ａおよび図３〜図６に示した電界発生部材の構成と同様の構成を有しており、上述の機能以外の構成は図２に示したトナー担持体１３ａと実質的に同一である。
【００６９】
図７に示す現像装置１３は、内部に複数の電極を備えたトナー担持体であって、複数の電極間の電界が時間的に変化するように該電極に電圧を供給する電圧供給手段（図示せず）を備えて、トナーを電極間の電界によりトナー担持体表面から引き離し第１のクラウドを形成させる電界発生部材を有する第１のトナー担持体１３Ａと、第１のトナー担持体１３Ａの電界発生部材面へトナーを供給するためのトナー供給手段としてのトナー供給ローラ１３ｈと、第１のトナー担持体１３Ａの電界発生部材面のトナー層を規制するトナー規制手段としてのトナー規制部材１３ｃと、現像に使用するトナーを格納するためのトナー格納手段としてのトナー格納部１３ｇと、トナー格納部１３ｇのトナーを攪拌するトナー攪拌手段・トナー攪拌部材としてのパドル１３ｄとを備え、第１のトナー担持体１３Ａに近接して、内部に複数の電極を備えたトナー担持体であって、複数の電極間の電界が時間的に変化するように該電極に電圧を供給する電圧供給手段（図示せず）を備えて、トナーを電極間の電界によりトナー担持体表面から引き離し第２のクラウドを形成させる電界発生部材を有する第２のトナー担持体１３Ｂを、像担持体１１の静電潜像を現像する現像部に設けた構成としたものである。
【００７０】
より具体的には、現像装置１３の現像ケーシング１３ｅ内には、内部に複数の電極を備えた第１のトナー担持体１３Ａが設置され、この第１のトナー担持体１３Ａの左方には、第１のトナー担持体１３Ａへトナー粒子を供給するためのトナー供給ローラ１３ｈが配置されている。第１のトナー担持体１３Ａとトナー供給ローラ１３ｈは、図示しない回転駆動機構によって回転されるようになっている。
また、第１のトナー担持体１３Ａのトナー搬送方向におけるトナー供給ローラ１３ｈの下流側部分には、トナー薄層を形成するためにトナー層を規制するトナー規制部材１３ｃが設置されている。このトナー規制部材１３ｃは、ブレードやローラなどでトナーに当接させ、トナーを一定量に規制する。
【００７１】
第１のトナー担持体１３Ａの電界発生部材の構成については、図２に示したトナー担持体１３ａおよび図３〜図６に示した電界発生部材の構成と同様であるため、その説明を省略する。
【００７２】
図７に示す現像装置１３では、上記の構成に加えて、第１のトナー担持体１３Ａのトナー搬送方向におけるトナー規制部材１３ｃの下流側部分には、第１のトナー担持体１３Ａに近接して、像担持体１１の静電潜像を現像する現像部（現像領域）に第２のトナー担持体１３Ｂが設置されている。
第１のトナー担持体１３Ａと第２のトナー担持体１３Ｂとは、非接触で５０〜５００μｍ程度の隙間を形成していて、第２のトナー担持体１３Ｂに対する部材の当接は一切無い。
第２のトナー担持体１３Ｂは、第１のトナー担持体１３Ａと同様に、電界を発生するための複数の電極（電界発生部材）を有している。第２のトナー担持体１３Ｂは、後述の実施例で説明する以外は第１のトナー担持体１３Ａと同様の材質で形成されている。
【００７３】
さらに図７に示す現像装置１３では、現像ケーシング１３ｅ内のトナー供給ローラ１３ｈの像担持体１１とは反対側の領域には、現像に使用するトナーを格納するためのトナー格納部１３ｇと、トナー格納部１３ｇのトナーを攪拌しながらトナー供給ローラ１３ｈへ汲み上げるためのトナー攪拌部材であるパドル１３ｄが設置されている。
【００７４】
図７の第１のトナー担持体１３Ａは、図示しない回転駆動装置によって時計方向に回転する。また、第２のトナー担持体１３Ｂは、図示しない回転駆動装置によって像担持体１１の走行方向に回転するのが望ましいが、像担持体１１の走行方向とは逆方向でもかまわない。
【００７５】
トナー供給ローラ１３ｈ（供給部）により第１のトナー担持体１３Ａに供給されたトナーは、トナー規制部材１３ｃにより薄層化され摩擦帯電された後、第１のトナー担持体１３Ａの表面に形成された電極間の電界により第１のクラウドを形成し、第２のトナー担持体１３Ｂとの近接部に運ばれる。
【００７６】
第１のトナー担持体１３Ａと第２のトナー担持体１３Ｂとの近接部では、第１のトナー担持体１３Ａの電界と第２のトナー担持体１３Ｂの電界とが重なっていて第１のトナー担持体１３Ａの電界でホッピングしているトナーは、第２のトナー担持体１３Ｂの電界に捕まり第２のトナー担持体１３Ｂへと移行する。第２のトナー担持体１３Ｂに移行されたトナーは、像担持体１１との対向部である現像領域に運ばれ、像担持体１１上の静電潜像が現像される。
第２のトナー担持体１３Ｂで現像に寄与しなかったトナー粒子は、再び、第１のトナー担持体１３Ａと第２のトナー担持体１３Ｂとの近接部に運ばれて第１のトナー担持体１３Ａの電界に捕まり、第１のトナー担持体１３Ａに戻り、供給部であるトナー供給ローラ１３ｈまで運ばれる。
【００７７】
したがって、実施例１によれば、第２のトナー担持体１３Ｂ上のトナーを薄層化ブレードなどの接触部材で摩擦帯電する必要がなく、第１のトナー担持体１３Ａには供給、規制、回収機能を持たせ、第２のトナー担持体１３Ｂには現像機能を持たせて機能分離をすることで、それぞれの機能に合わせたパラメータを設定することができ、もって第１および第２のトナー担持体１３Ａ，１３Ｂ上のトナー供給部や規制部での電極間の電界によるストレスを低減することができて高耐久化が可能となる。
【実施例２】
【００７８】
図８を参照して、実施例２を説明する。実施例２は、実施例１の構成に加えて、下記構成を付加したものである。
図7の第１のトナー担持体１３Ａと第２のトナー担持体１３Ｂの電極構成は、共に２相であり、奇数番目の電極をa相、偶数番目の電極をb相とする。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、この電界の大きさに応じてトナーが電極間をホッピングする。
【００７９】
図８にa相とb相に印加する電圧を示す。本実施例では、電圧は矩形波であり、第１のトナー担持体１３Ａでの電位差をＶｐｐａとし、第２のトナー担持体１３Ｂでの電位差をＶｐｐｂとしたとき、Ｖｐｐａ≦Ｖｐｐｂの関係を満たすことを特徴としている。
換言すれば、第１のトナー担持体１３Ａでの電界の大きさをＥａとし、第２のトナー担持体１３Ｂでの電界の大きさをＥｂとしたとき、Ｅａ≦Ｅｂの関係を満たすものである。
【００８０】
電位差Ｖｐｐは、２００〜１０００Ｖの範囲で設定している。例えば、本実施例では、第１のトナー担持体１３Ａの電位差Ｖｐｐａ＝２００Ｖ、第２のトナー担持体１３Ｂの電位差Ｖｐｐｂ＝４００Ｖである。周波数ｆは０．１〜５ｋＨｚであり、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８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、これに限らず、サイン波でも三角波でもよい。
【００８１】
したがって、実施例２によれば、第１のトナー担持体１３Ａでの電極間電界Ｅａとしての電位差Ｖｐｐａを低く設定することでトナー供給部や規制部においての電界によるトナーへのストレスが低減でき、第２のトナー担持体１３Ｂでの電極間電界Ｅｂとしての電位差Ｖｐｐｂを高く設定してトナーのホッピングを高くすることで現像率を上げることができる。
【実施例３】
【００８２】
図８を参照して、実施例３を説明する。実施例３は、実施例１または２の構成に加えて、下記構成を付加したものである。
図８にa相とb相に印加する電圧を示す。本実施例で印加する電圧は矩形波であり、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、これに限らず、サイン波でも三角波でもよい。
本実施例では、第１のトナー担持体１３Ａでの周波数をｆａとし、第２のトナー担持体１３Ｂでの周波数をｆｂとしたとき、ｆａ≦ｆｂの関係を満たすことを特徴としている。
【００８３】
周波数ｆは０．１〜５ｋＨｚの範囲で設定している。例えば、本実施例では、第１のトナー担持体１３Ａの周波数ｆａ＝０．５ｋＨｚ、第２のトナー担持体１３Ｂの周波数ｆｂ＝２ｋＨｚである。電位差Ｖｐｐは、２００〜１０００Ｖの範囲であり、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。
【００８４】
したがって、実施例３によれば、第１のトナー担持体１３Ａでの電界の周波数ｆａを低く設定することでトナー供給部や規制部においての電界によるトナーへのストレスが低減でき、第２のトナー担持体１３Ｂでの電界の周波数ｆｂを高く設定してトナーのホッピング回数を多くすることで現像率を上げることができる。
【実施例４】
【００８５】
図９を参照して、実施例４を説明する。実施例４は、実施例１〜３の何れか一つの構成に加えて、下記構成を付加したものである。
図９（ａ）、（ｂ）に第１および第２のトナー担持体１３Ａ，１３Ｂの軸に平行な方向から見た図を示す。図９（ａ）示すように、第１のトナー担持体１３Ａでのa相の電極１０２−１ａ，１０２−２ａ，・・・１０２−ｎａは左側から、b相の電極１０２−１ｂ，１０２−２ｂ，・・・１０２−ｎｂは右側から出ており、a相とb相で櫛歯状の電極構成になっている。第１のトナー担持体１３Ａの端部は、ベタ電極となっており、ここから配線し、電圧を供給している。
同様に、図９（ｂ）に示すように、第２のトナー担持体１３Ｂでのa相の電極１０２−１ａ，１０２−２ａ，・・・１０２−ｎａは左側から、b相の電極１０２−１ｂ，１０２−２ｂ，・・・１０２−ｎｂは右側から出ており、a相とb相で櫛歯状の電極構成になっている。第２のトナー担持体１３Ｂの端部は、ベタ電極となっており、ここから配線し、電圧を供給している。
【００８６】
本実施例では、図９（ａ）、（ｂ）において、第１のトナー担持体１３Ａでの電極間隔をＰａとし、第２のトナー担持体１３Ｂでの電極間隔をＰｂとしたとき、Ｐａ≧Ｐｂの関係を満たすことを特徴としている。
【００８７】
したがって、実施例４によれば、第１のトナー担持体１３Ａでの電極間隔Ｐａを広く設定することでローラ電極を製造する工程での歩留まりを低減できるとともに、第２のトナー担持体１３Ｂでの電極間隔Ｐｂを狭く設定することで現像が均一になり易いという効果を奏する。
【実施例５】
【００８８】
図７を参照して、実施例５を説明する。実施例５は、実施例１〜４の何れか一つの構成に加えて、下記構成を付加したものである。
図７の現像装置１３の第１のトナー担持体１３Ａと第２のトナー担持体１３Ｂは、電界を発生するため複数の電極を有するローラ形状である。
本実施例では、第１のトナー担持体１３Ａのローラ外径をＤａとし、第２のトナー担持体１３Ｂのローラ外径をＤｂとしたとき、Ｄａ≧Ｄｂの関係を満たすことを特徴としている。
【００８９】
したがって、実施例５によれば、第１のトナー担持体１３Ａのローラ外径Ｄａを大きく設定することでトナー供給部や規制部を配置し易くなり、また、周長が長くなるので長寿命になるとともに、第２のトナー担持体１３Ｂのローラ外径Ｄｂを小さく設定することでその製造コストを低減でき、また、像担持体１１とのニップを小さくできるので現像が均一になり易いという効果を奏する。
【実施例６】
【００９０】
次に、画像形成装置の実施例を説明する。
本実施例の画像形成装置の基本的な構成、動作は、実施例１〜５で詳述した現像装置に係る構成、動作を除き、図１に示した画像形成装置１０と同様であり、前述した通りである。本実施例の画像形成装置は、各色の現像装置（現像カートリッジ）１３Ｋ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙとして、図７に示した構成の現像装置１３を備えたものであり、この現像装置の具体的な構成は実施例１ないし実施例５で説明した通りである。
本実施例では、実施例１〜５で説明した構成の現像装置を備えたことにより、安定した良好な画像形成を行うことができる。また、図１に示すように、各色の現像装置（現像カートリッジ）１３Ｋ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙに図７に示した構成の現像装置１３を備えたことにより、安定した良好なフルカラー画像形成を行うことができる。
【実施例７】
【００９１】
図１０を参照して、実施例７を説明する。
実施例７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として、カートリッジ内に少なくとも実施例１〜５の何れか一つの現像装置１３を備え、画像形成装置に対して着脱可能に配設したものである。
【００９２】
ここで、本実施例において「プロセスカートリッジ」とは、少なくとも現像装置１３を含んで一体に構成され、画像形成装置本体１０ａから着脱可能とされたカートリッジである。すなわち、図７に示したような現像カートリッジ１３もプロセスカートリッジの一種としてみなすことができ、図１０の構成例では、図７に示すような構成の現像カートリッジ１３を、それぞれブラック、マゼンタ、シアン、イエローのトナー像を形成するためのプロセスカートリッジ１３Ｋ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙとしたものである。このプロセスカートリッジ１３Ｋ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙは、図１０に示すように像担持体ユニット２０がローラ１１ｃを支点として下方に揺動退避することで、画像形成装置本体１０ａの開放された空間から着脱自在となっており、ユーザによる交換が容易に可能となっている。
プロセスカートリッジ１３Ｋ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙを、画像形成装置本体１０ａに対して着脱可能とする着脱手段は、例えば画像形成装置本体１０ａ側に配設され凹部を備えたレール部材等の着脱案内部材と、プロセスカートリッジ１３Ｋ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙ側に配設され上記着脱案内部材の凹部と係合可能な凸部を備えた被着脱部材とから構成される周知の構成をなす。
【００９３】
なお、上記の説明では、現像カートリッジ１３をプロセスカートリッジの一種としてみなしたが、図７に示した現像装置１３と帯電装置１２（図７には図示せず、図２参照）を一体化してプロセスカートリッジとしてもよい。
【００９４】
また、図１や図１０の例では、ベルト状の感光体を像担持体１１として、この像担持体上に複数色のトナー像を重ねて形成する構成としているが、この構成に代えて、符号１１の部材を中間転写ベルトとし、この中間転写ベルトと各現像カートリッジ１３Ｋ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙとの間にドラム状の感光体を配置し、各感光体上に各色のトナー像を形成した後、中間転写ベルトに重ねて転写する構成とすることもできる（図示せず）。そして、このような構成の場合には、各現像カートリッジと感光体および帯電装置（また、必要に応じてクリーニング部材）を一体に構成してプロセスカートリッジとすることもできる。
すなわち、この構成では、図７に示す構成の現像カートリッジ１３と感光体（図示せず）および帯電装置１２（図７には図示せず、図２参照）を一体に構成してプロセスカートリッジとし、このプロセスカートリッジを中間転写ベルトに沿って４つ並設し、画像形成時には、書込装置１４Ｋ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙから各プロセスカートリッジの感光体に対して、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの画像情報に応じた書込光をそれぞれ照射し、各プロセスカートリッジはこの書込光に応じた潜像を現像装置１３のトナーで現像してトナー像を各感光体上に形成し、中間転写ベルトに重ね合わせて転写する。そして、中間転写ベルトに転写されたトナー像は転写ローラ１６で転写材に転写し、定着装置１７で転写材上のトナー像を定着する。
【００９５】
以上、本発明の画像形成装置の構成例を説明したが、本発明を適用できる画像形成装置は、本発明の現像カートリッジや、それを備えたプロセスカートリッジを着脱可能である限り特に制限はなく、上記のような無端状の感光体ベルトを用いた直接転写方式のカラー画像形成装置や、無端状の中間転写ベルトを用いた中間転写方式のカラー画像形成装置の構成の他、転写ドラム、中間転写ドラムなどを用いたカラ−画像形成装置、転写材搬送ベルトを用いた直接転写方式のカラー画像形成装置、あるいはモノクロ画像形成装置などにも適用可能であることはいうまでもない。
なお、本発明の実施形態および実施例では、静電搬送を行う電界発生部材をトナー担持体に適用したが、電界発生部材で静電搬送される物はトナーに限らず、粉体全般に適用ないし応用することができる。
【００９６】
本発明を特定の実施形態や実施例等について説明したが、本発明が開示する技術的範囲は、上述した実施形態や実施例等に例示されているものに限定されるものではなく、それらを適宜組み合わせて構成してもよく、本発明の範囲内において、その必要性および用途等に応じて種々の実施形態や変形例あるいは実施例を構成し得ることは当業者ならば明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明を適用可能な画像形成装置の一構成例を示す概略的な構成図である。
【図２】図１の画像形成装置に用いられる現像装置・現像カートリッジの一例を示す概略的な構成図である。
【図３】トナー担持体および第１のトナー担持体における電界発生部材の表面を拡大した部分断面図である。
【図４】トナー担持体および第１のトナー担持体の外観を示す斜視図である。
【図５】（ａ）はトナー担持体および第１のトナー担持体の断面構成例を示した図であり、（ｂ）はトナー担持体および第１のトナー担持体を軸に平行な方向から見た図である。
【図６】トナー担持体および第１のトナー担持体のａ相とｂ相に印加する電圧の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施例１を示す現像装置（現像カートリッジ）の概略的な構成図である。
【図８】（ａ）は第１のトナー担持体のａ相とｂ相に印加する電圧の一例を、（ｂ）は第２のトナー担持体のａ相とｂ相に印加する電圧の一例を示す図である。
【図９】（ａ）は第１のトナー担持体を軸に平行な方向から見た図であり、（ｂ）は第２のトナー担持体を軸に平行な方向から見た図である。
【図１０】本発明が適用された画像形成装置の一構成例を示す概略的な構成図である。
【符号の説明】
【００９８】
１０  画像形成装置
１０ａ  画像形成装置本体
１１  像担持体
１２（１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ）  帯電装置
１３（１３Ｋ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｙ）  現像装置・現像カートリッジ（プロセスカートリッジ）
１３Ａ  第１のトナー担持体
１３Ｂ  第２のトナー担持体
１３ｃ  トナー規制部材（トナー規制手段）
１３ｄ  パドル（トナー攪拌手段・トナー攪拌部材）
１３ｅ  現像ケーシング
１３ｇ  トナー格納部（トナー格納手段）
１３ｈ  トナー供給ローラ（トナー供給手段）
１４（１４Ｋ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙ）  書込装置
１５  給紙装置
１６  転写ローラ
１７  定着装置
１８  排紙トレイ
【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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