現像装置
【課題】現像装置内の現像剤への負荷を軽減した現像装置を提供する。
【解決手段】現像剤担持体３３と離間して現像剤供給除去部材３４を備え、現像剤供給除去部材３４は、導電部材３４Ａと、現像剤供給除去部材の表面に設けられた絶縁部材３４Ｂと、を備え、現像剤供給除去部材３４から現像剤担持体３３へ現像剤を供給する位置において、現像剤担持体３３の移動方向は現像剤供給除去部材３４の移動方向とは逆方向である。現像剤担持体３３と現像剤供給除去部材３４との間で電界を形成する電界形成装置３９、４０を備え、前記電界は、振動電界であって、導電部材３４Ａの直流電位は、現像剤担持体３３の直流電位と同じか、又は、導電部材３４Ａの直流電位は、現像剤担持体３３の直流電位に対して現像剤の正規の帯電極性とは逆側である、振動電界である。
【解決手段】現像剤担持体３３と離間して現像剤供給除去部材３４を備え、現像剤供給除去部材３４は、導電部材３４Ａと、現像剤供給除去部材の表面に設けられた絶縁部材３４Ｂと、を備え、現像剤供給除去部材３４から現像剤担持体３３へ現像剤を供給する位置において、現像剤担持体３３の移動方向は現像剤供給除去部材３４の移動方向とは逆方向である。現像剤担持体３３と現像剤供給除去部材３４との間で電界を形成する電界形成装置３９、４０を備え、前記電界は、振動電界であって、導電部材３４Ａの直流電位は、現像剤担持体３３の直流電位と同じか、又は、導電部材３４Ａの直流電位は、現像剤担持体３３の直流電位に対して現像剤の正規の帯電極性とは逆側である、振動電界である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に形成された静電像を現像剤にて現像して可視像、即ち、トナー像とするための現像装置に関するものである。現像装置は、例えば、複写機、プリンタ、或いは、ファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置などに用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
従来の現像装置には、像担持体上に形成された静電潜像を可視化するために現像剤を搬送する現像剤担持体に、現像剤を供給する現像剤供給部材を有しているものがある。
【０００３】
また、静電潜像を可視化した後に、その履歴として現像剤が現像剤担持体上に残留しているが、従来の現像装置には、この残留現像剤を除去する現像剤除去部材を有しているものがある。
【０００４】
上記現像剤供給部材が、或いは、現像剤除去部材が現像剤担持体と接触している場合、画像形成動作を多数回繰り返すと現像剤への負荷が多くなることで、現像剤の劣化が進んでしまい、画像不良が発生してしまう。
【０００５】
そこで、別の従来技術によれば、現像剤への負荷軽減のために、現像剤供給部材と現像剤除去部材とを現像剤担持体と非接触に配置していることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図６に、斯かる構成の従来の現像装置の一例を示す。図６は、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」という。）１１０と現像装置１１１の断面を示す。
【０００７】
本例にて、現像装置１１１には感光ドラム１１０上の静電潜像を可視化するために磁性一成分トナー１１２を搬送する現像剤担持体としての現像ローラ１１３が設けられている。現像ローラ１１３上の可視化に寄与しなかった残留トナーを除去するために、回転する電極１１４が非接触に配置されており、この電極１１４には直流電圧を重畳した交流電圧が印加されている。そして、電極１１４表面のトナー１１２を除去するために電極１１４には、掻き取り部材１１５が接触している。
【０００８】
更に、現像ローラ１１３にトナー１１２を供給する供給部材１１６が現像ローラ１１３近傍に配置してあり、供給部材１１６の攪拌による効果と、現像ローラ１１３を構成している磁性ゴム層１１３Ａの磁力でトナー１１２の供給を行っている。
【特許文献１】特開昭６３−１０６７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来例では、現像剤の供給と除去を、供給部材１１６と現像剤除去部材（電極）１１４の２部品によって行っているために、現像装置が大型化している。
【００１０】
また、一方では非磁性現像剤を使用した現像装置においては磁力を利用できないために、現像剤担持体への現像剤の供給が不十分である。
【００１１】
また、現像ローラから現像剤の除去が良好に行えないと、前の画像の履歴が残ってしまうことがあった。このような履歴は現像ゴーストと呼ばれる。
【００１２】
本発明の目的は、現像装置内の現像剤への負荷を軽減した現像装置を提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、現像剤担持体へ現像剤を安定して供給することができる現像装置を提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、現像剤担持体から現像剤の除去を良好に行える現像装置を提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、現像剤担持体への現像剤の供給と現像剤担持体からの現像剤の除去を共通の部材で行える現像装置を提供することである。
【００１６】
本発明の他の目的は、小型化することができる現像装置を提供することである。
【００１７】
本発明の更なる目的及び特徴とするところは添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことにより一層明らかになるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的は本発明に係る現像装置にて達成される。要約すれば、本発明は、現像剤を担持し、像担持体に形成された静電像を現像剤で現像する現像剤担持体を有する現像装置において、
前記現像剤担持体へ現像剤を供給すると共に、前記現像剤担持体から現像剤を除去するために、前記現像剤担持体と離間して設けられた現像剤供給除去部材を備え、
前記現像剤供給除去部材は、導電部材と、前記現像剤供給除去部材の表面に設けられた絶縁部材と、を備え、
前記現像剤供給除去部材から前記現像剤担持体へ現像剤を供給する位置において、前記現像剤担持体の移動方向は前記現像剤供給除去部材の移動方向とは逆方向であり、
前記現像剤担持体と前記現像剤供給除去部材との間で電界を形成する電界形成装置を備え、前記電界は、振動電界であって、前記導電部材の直流電位は、前記現像剤担持体の直流電位と同じか、又は、前記導電部材の直流電位は、前記現像剤担持体の直流電位に対して現像剤の正規の帯電極性とは逆側である、振動電界である、
ことを特徴とする現像装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、
（１）現像剤供給除去部材１部品で現像剤担持体上の現像剤の除去と供給を行えるため、現像装置の小型化、回転駆動トルクの低減が可能で、さらには、現像剤への負荷が軽減される。
（２）現像剤の安定供給と現像剤の除去が良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る現像装置を図面に則して更に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００２１】
実施例１
図１は、本発明に係る現像装置を適用した画像形成装置の概略断面図であり、図２は現像装置の概略断面図である。
【００２２】
先ず、本実施例の画像形成装置による画像形成動作について説明する。
【００２３】
本実施例において、画像形成装置２０は、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム２１を備え、感光ドラム２１は、矢印Ａ方向に回転自在に担持されている。感光ドラム２１の周辺には、帯電装置２２、露光装置２３、現像装置２４が配置されている。
【００２４】
先ず、感光ドラム２１は、帯電装置２２によって一様に帯電され、その後、本実施例にて、露光装置２３であるレーザー光学装置からのレーザー光２３Ｌにより露光され、感光ドラム２１の表面に静電潜像が形成される。
【００２５】
この静電潜像を、感光ドラム２１に対向配置された現像装置２４によって現像し、トナー像として可視化する。なお、本実施例で、現像装置２４は、カートリッジとして、画像形成装置本体２０Ａに対し着脱可能とされる。
【００２６】
可視化された感光ドラム２１上のトナー像は、転写装置である転写ローラ２５によって記録媒体である転写材２６に転写される。
【００２７】
転写されずに感光ドラム２１上に残存した転写残トナーは、クリーニング装置２７に設けたクリーニング部材であるクリーニングブレード２７ａにより掻き取られ、廃トナー容器２８に収納される。クリーニングされた感光ドラム２１は、上記動作を繰り返し、画像形成を行う。
【００２８】
一方、トナー像が転写された転写材２６は、定着装置２９によってトナー像が永久定着された後、機外に排紙される。
【００２９】
次に、図２を参照して、現像装置２４について更に説明する。
【００３０】
本実施例にて、現像装置２４は、現像剤として負帯電性の非磁性一成分トナー３２を収容する現像容器３１を備えている。現像装置２４は、現像容器３１内の長手方向（図２の紙面に直交する方向）に延在する開口部に位置した現像剤担持体としての現像ローラ３３であって、感光ドラム２１と対向配置された現像ローラ３３を備える。現像ローラ３３は、感光ドラム２１上の静電潜像を現像剤で現像し、可視化する。本実施例にて、現像ローラ３３は、芯金３３Ａの上に弾性層３３Ｂが形成されている。現像ローラ３３の詳しい構成は後述する。
【００３１】
感光ドラム２１は、アルミシリンダーを基体とし、その周囲に所定厚みの感光層を塗工した剛体である。感光ドラム２１は、画像形成時において、帯電装置２２により帯電電位Ｖｄ＝−５００Ｖに均一帯電されており、画像信号に従いレーザー光２３Ｌで露光された部分がＶｌ＝−１００Ｖになる。現像ローラ３３の芯金３３Ａには電源４０から直流電圧Ｖｄｃ＝−３００Ｖが、現像バイアスとして印加され、静電潜像のＶｌ部は、負帯電性トナーで反転現像される。
【００３２】
弾性を有する現像ローラ３３は、上記開口部にて、図２に示す右略半周を現像容器３１に突入し、左略半周面を現像容器３１から露出して設けられる。この現像容器３１から露出した面は、現像装置２４の左方に位置する感光ドラム２１に所定の侵入量となるように押圧、接触するように設けられる。本実施例においては、感光ドラム２１に対して現像ローラ３３は５０μｍの侵入量で、接触する。なお、侵入量とは、仮に感光ドラム２１を取り外した場合の現像ローラ３３の表面の位置と、感光ドラム２１を設けた場合の現像ローラ３３の表面の位置と、の距離である。
【００３３】
現像ローラ３３は、図２にて、矢印Ｂ方向に回転駆動される。その表面は、トナー３２との摺擦確率を高め、かつ、トナー３２の搬送を良好に行うため、適度な凹凸を有している。
【００３４】
本実施例にて、現像ローラ３３は、芯金３３Ａの上に、弾性層３３Ｂとしてウレタンゴムを基層としアクリル・ウレタン系ゴムを表面にコートした、二層構成の弾性層３３Ｂとされる。また、表面粗さは、Ｒａで０．６〜１．３μｍであり、抵抗は、１０4〜１０7Ωであった。
【００３５】
ここで、抵抗の測定方法を説明する。
【００３６】
現像ローラ３３を、感光ドラム２１と等しい直径のアルミニウムスリーブに、当接荷重５００ｇｆで当接させる。このアルミスリーブを、さらに感光ドラム２１と等しい周速で回転させる。
【００３７】
本実施例において、感光ドラム２１は周速９０ｍｍ／ｓｅｃで回転し、直径は３０ｍｍであり、現像ローラ３３は、感光ドラム２１よりも速い周速１２０ｍｍ／ｓｅｃで回転し、直径は２０ｍｍである。
【００３８】
次に、現像ローラ３３に、本実施例における現像バイアスと等しい−３００Ｖの直流電圧を印加する。その際、アース側に１０ｋΩの抵抗を設け、その両端の電圧を測定することで現像ローラ３３に流れる電流を算出し、現像ローラ３３の抵抗を算出する。
【００３９】
本実施例において、一成分現像剤としての負帯電性の非磁性トナー３２には、高画質化を図るために、小粒径化を達成し、かつ、転写効率を向上させるため、略球形トナーを用いている。具体的にはトナーの形状係数として、ＳＦ−１が１００〜１８０であり、ＳＦ−２が１００〜１４０であるものを用いた。
【００４０】
このＳＦ−１、ＳＦ−２は、日立製作所ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用いて、トナー像を無作為に１００個サンプリングし、それら画像情報を、インターフェースを介してニレコ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入し解析を行い、下式より算出し得られた値を定義している。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）2／ＡＲＥＡ｝×（π／４）×１００
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）2／ＡＲＥＡ｝×（１／４π）×１００
（但し、ＭＸＬＮＧ：絶対最大長、ＡＲＥＡ：トナー投影面積、ＰＥＲＩ：周長）
このトナーの形状係数ＳＦ−１は球形度合を示し、１００から大きくなるにつれて球形から徐々に不定形になる。ＳＦ−２は凹凸度合を示し、１００から大きくなるにつれてトナー表面の凸凹が顕著になる。
【００４１】
トナーの製造方法としては、トナーが上記形状係数の範囲内になれば、任意の方法を採用し得る。例えば、従来の粉砕トナー表面を熱的・機械的ストレスにより塑性球形化処理することも可能である。また懸濁重合法により直接トナーを製造する方法や、単量体には可溶で得られる重合体が不溶な水系有機溶剤を用い、直接トナーを生成する分散重合方法も可能である。又は水溶性極性開始剤存在下で直接重合しトナーを生成するソープフリー重合方法に代表される乳化重合法等を用いることも可能である。
【００４２】
本実施例においては、常圧下での、または、加圧下での懸濁重合方法を用いた。また、モノマーとしてスチレンとｎ−ブチルアクリレート、荷電制御剤としてサリチル酸金属化合物、極性レジンとして飽和ポリエステルを用い、さらに着色剤を加えて、重量平均粒径５〜７μｍの負帯電性トナーを製造した。
【００４３】
トナーの重量平均粒径の測定には、コールターカウンターＴＡＩＩ型或いはコールターマルチライザー（コールター社製）を用いた。電解液は、１級塩化ナトリウムを用いて、１％ＮａＣｌ水溶液を調製した。
【００４４】
この電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、さらに測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を混濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理され、前記測定装置により、１００μｍのアパーチャーを用いて、２μｍ以上のトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布とを算出し、体積分布から重量基準の重量平均粒径Ｄ４を求めた。
【００４５】
その後、流動性付与剤として、疎水性シリカを１．５ｗｔ％外添した。外添量は、当然これに限るものではない。トナー表面を外添剤によって被膜することで、負性帯電性能の向上、かつ、トナー間に微小な間隙を設けることによる、流動性の向上を達成した。
【００４６】
本実施例にて、現像装置２４は、現像ローラ３３の上方に位置して、弾性を有する現像剤規制部材としての現像ブレード３５が配置される。現像ブレード３５は、現像ローラ３３上に担持された現像剤の層の厚さを規制する。現像ブレード３５は、現像容器に固定される支持板金３８に支持されている。現像ブレードの３５の当接方向としては、現像ローラ３３に対する現像ブレード３５の当接部よりもブレード３５の自由端が、現像ローラ３３の回転方向において、上流に位置する、カウンター方向となっている。
【００４７】
現像ブレード３５の支持板金３８への支持方法は、ビス等による締め付け、或いは、溶接等、任意の方法を採用し得る。また、本実施例で現像ブレード３５及び支持板金３８は、現像ローラ３３と同電位であり、よって、感光ドラム３１上の静電潜像が現像される際には、現像バイアスと同じ電圧が印加されることとなる。
【００４８】
現像ブレード３５の材質はＳＵＳであるが、弾性を持つものであれば、りん青銅などの金属、或いは、シリコン、ウレタンなどのゴム材、或いは、ＰＥＴ等の樹脂であっても構わない。また、現像ブレード３５に印加するバイアスは、現像バイアスと同電位でなくても良く、現像ローラ３３上のトナー３２を規制するために好適なバイアスを選択しても良い。
【００４９】
現像ローラ３３の、図２にて右斜め下方には、現像ローラ３３へ現像剤を供給するともに現像ローラ３３から現像剤を除去する現像剤供給除去部材としての絶縁コート電極ローラ３４が配置されている。絶縁コート電極ローラ３４の構成については、後述する。
【００５０】
絶縁コート電極ローラ３４は、現像ローラ３３とは非接触にて配置されており、この電極絶縁コート電極ローラ３４と現像ローラ３３とが対向配置された位置（領域）が、後述する現像剤供給、除去位置（領域）ＴＳを形成する。即ち、電極ローラ３４は、現像剤供給、除去領域ＴＳにおいて、現像ローラ３３と離間して設けられる。現像剤供給、除去領域ＴＳにおける現像ローラ３３と絶縁コート電極ローラ３４との最小ギャップＳの大きさは、後述するように、現像ローラ３３と絶縁コート電極ローラ３４との間に印加する所要電圧により形成される最大電界強度によって決められる。ギャップＳは、１０〜４００μｍとするのが良く、本実施例（実験例１、３、４、９、１０）では、１５０μｍとした。
【００５１】
更に説明すると、絶縁コート電極ローラ３４は、回転可能に支持され、現像ローラ３３の回転方向（Ｂ方向、即ち反時計方向）と同一方向（Ｃ方向、即ち反時計方向）に回転駆動される。即ち、現像剤供給、除去位置ＴＳにおいて、現像ローラ３４の移動方向（トナー搬送方向）は、絶縁コート電極ローラ３４の移動方向（トナー搬送方向）と逆方向とされる。本実施例では、絶縁コート電極ローラ３４は、回転方向Ｃに、周速８０ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転駆動される。
【００５２】
絶縁コート電極ローラ３４には、本実施例（実験例１、１１、１２）では、画像形成装置の本体に設けられた電源３９から＋２．０ｋＶの直流電圧に、４ｋＶｐｐ、周波数４００Ｈｚのサイン波形の交流電圧を重畳したバイアスを印加した。これにより、現像剤供給、除去領域ＴＳにて、現像ローラ３３と絶縁コート電極ローラ３４との間に振動電界が形成される。
【００５３】
絶縁コート電極ローラ３４は、導電部材である導電性材料３４Ａの表面に絶縁部材である絶縁性材料３４Ｂを積層して構成される。本実施例では、絶縁コート電極ローラ３４は、直径１１．５ｍｍのＳＵＳ製芯金３４Ａの表面に厚さ１００μｍのポリカーボネート樹脂３４Ｂを積層したものである。
【００５４】
後で、上記絶縁コート電極ローラ３４の配置と構成と、印加電圧を決定するに至った根拠について説明する。
【００５５】
以上のような構成の現像装置２４において、現像動作時には、図２に示すように、絶縁コート電極ローラ３４が矢印Ｃ方向に回転する。従って、現像容器３１内のトナー３２は、絶縁コート電極ローラ３４に担持されて現像ローラ３３近傍に、即ち、現像剤供給、除去領域ＴＳに運ばれる。
【００５６】
絶縁コート電極ローラ３４上に担持されているトナー３２は、現像ローラ３３と絶縁コート電極ローラ３４とのギャップＳの位置、即ち、現像剤供給、除去領域ＴＳにおいて、電源３９から印加される交流電圧にて発生した振動電界により現像ローラ３３へと搬送（供給）される。その際、トナー３２は、現像ローラ３３により摩擦帯電され、現像ローラ３３上に付着する。
【００５７】
その後、トナー３２は、現像ローラの矢印Ｂ方向の回転に伴い、現像ブレード３５の圧接下に送られ、ここで適正なトリボ（摩擦帯電量）を受けるとともに現像ローラ３３上に薄層形成される。即ち、現像ローラ３３上のトナーは、現像ブレード３５によって厚さが規制されるとともに、適正な帯電量とされる。本実施例においては、現像ブレード３５通過後のトナーは、良好な帯電電荷量として−１００〜−２０μＣ／ｇ、良好なトナーコート量として０．２５〜１．０ｍｇ／ｃｍ2、トナー層厚で７〜２０μｍが得られるように設定した。本実施例において、トナーの正規の帯電極性、即ち通常の現像に用いられるトナーの帯電極性は、負帯電極性である。
【００５８】
現像ローラ３３上に薄層形成されたトナー層は、一様に感光ドラム２１との対向部である現像部ＴＤへ搬送される。この現像部ＴＤにおいて、現像ローラ３３上に薄層形成されたトナー層は、現像ローラ３３と感光ドラム２１の両者間に電源４０により印加された現像バイアスによって、感光ドラム２１上の静電潜像にトナー像として現像される。本実施例において、現像ローラ３３は、感光ドラム２１に接触して設けられ、現像バイアスとしては、交流電圧なしの直流電圧が用いられる。結局、現像ローラ３３と電極ローラ３４との間に形成される振動電界は、電源３９と電源４０とによって形成される。即ち、電源３９と電源４０は、電界形成装置である。
【００５９】
現像部ＴＤにおいて消費されなかった現像ローラ３３上の未現像トナーは、現像ローラ３３の回転Ｂと共に現像ローラ３３の下部より現像容器３１内へと移送、回収される。
【００６０】
この回収された現像ローラ３３上の未現像トナーは、電極ローラ３４と現像ローラ３３とがギャップＳにて対向された現像剤供給、除去領域ＴＳにおいて、電極ローラ３４に印加される振動電圧の作用により現像ローラ３３表面から除去される。この振動電圧において、直流電圧と交流電圧の重畳電圧であり、電極ローラ３４に印加される直流電圧（直流電位）は、現像ローラ３３に印加される直流電圧（直流電位）と同じに設定される。または、振動電圧において、電極ローラ３４に印加される直流電圧（直流電位）は、現像ローラ３３に印加される直流電圧（直流電位）に対して、トナーの正規の帯電極性とは逆側に設定される。即ち、振動電圧の直流電位は、現像バイアスの直流電位に対してトナー３２の正規の帯電極性とは逆極性側、即ち現像バイアス−３００Ｖに対してプラス側である。なお、振動電圧、即ち重畳電圧は、交流電源を用いずに直流電源のみの出力値の切り替えを繰り返すことによって形成しても良いのはもちろんである。
【００６１】
なお、本実施例にて、「現像ローラに印加される直流電位に対して、トナー（現像剤）の正規の帯電極性とは逆極性側の電圧」とは、現像剤の帯電極性と同じ極性で現像ローラに印加される直流電位よりも絶対値が小さい値の電位（同電位を含む）、及び現像剤の帯電極性と逆極性の電位を示す電圧を意味するものとする。
【００６２】
従って、本実施例では、現像バイアス、即ち現像ローラ３３に印加される直流電位が−３００Ｖであるので、電極ローラ３４に印加される電圧は、−３００Ｖから０Ｖまで、及び、０Ｖよりも大きい電圧、に設定されるのが良い。
【００６３】
現像ローラ３３表面から除去されたトナーの大部分は、絶縁コート電極ローラ３４の回転に伴い搬送されて再度現像ローラ３３へ供給され前述の作用を繰り返す。
【００６４】
【表１】
【００６５】
表１の画像評価において、第１には、絶縁コート電極ローラ３４の配置と構成と電源３９による印加電圧を変化させたときのべた黒追従性（Ａ４縦サイズ紙上に印字可能域全域を最大濃度で印字してトナー供給能力を評価）を評価した。また、画像評価において、第２には、現像ゴースト（２０ｍｍ角の最大濃度パッチを印字した後ハーフトーン画像を印字してパッチの印字履歴の有無により、トナー除去能力を評価）を評価した。
【００６６】
表１の画像評価において、◎は、画像として非常に良好レベル、○は、画像として良好レベル、△は、画像として許容レベル、×は、ＮＧレベルである。
【００６７】
表１において、印加電圧構成とは、電極ローラ３４に印加される電圧を示している。実施例である実験例１は、画像評価は非常に良好である。
【００６８】
比較例である実験例２と実施例である実験例３、４、は、実験例１に対して直流電圧が異なっている。即ち、実験例２、３、４は、電極ローラに印加する直流電圧を、現像ローラ３３に印加している現像バイアスと同電位（−３００Ｖ）にして、絶縁コート電極ローラ３４に印加する交流電圧を変化させた。その結果、電極ローラ３４の芯金３４Ａと現像ローラ３３との間の最大電界を実験例３、４のように８．０×１０6Ｖ／ｍ以上にすることで、べた黒追従性と現像ゴーストが良化した。また、実験例４のように最大電界をさらに大きくすると、べた黒追従性はさらに向上するが、現像ゴーストは変化しないことが分かった。実験例２では、絶縁コート電極ローラ３４に印加する交流電圧は０であり、画像評価はＮＧレベルであった。
【００６９】
上記絶縁コート電極ローラ３４と現像ローラ３３との間に振動電界を発生することにより、画像が良化する理由は、次の実験で判明した。
【００７０】
現像装置２４の長手方向端部を透明なアクリル板で構成することでトナー供給部付近の可視化を行った。
【００７１】
その結果、上記振動電界を発生することで、図３に示すように、電極ローラ３４によって搬送されたトナー３２Ａは、その動きＤが現像剤供給、除去領域ＴＳにて、即ち、トナー供給部Ｆに発生した電界により妨げられる。また振動電界により、トナー３２Ａが現像ローラ３３に担時されていく動きＥが観察された。これは、トナー供給部Ｆで一時滞留したトナー３２Ａは、現像ローラ３３と摩擦帯電を起こして、鏡像力により現像ローラ３３上に担持されていると考えられる。
【００７２】
このような現象は、トナー供給部Ｆに交流電圧を印加することによって顕著に起こる現象であり、表１において比較例である実験例５、６のように交流電圧が０で直流電圧のみでは、絶縁コート電極ローラ芯金３４Ａと現像ローラ３３との間の最大電界を８．０×１０6Ｖ／ｍ以上にしても図３に示すようなトナーの動きＥは起きず、画像評価においても改善が見られなかった。即ち、実験例５、６はＮＧレベルである。
【００７３】
表１で比較例である実験例７においては、絶縁コート３４Ｂを施していない電極ローラ３４を用いている。その結果、電極ローラに絶縁コート処理を行っていないため、現像ローラ３３に電流がリークしてしまい、現像ローラ３３上のトナーコート不良が発生した。即ち、ＮＧレベルである。
【００７４】
以上から、より好適な最大電界を得るには、絶縁コート３４Ｂによる耐圧性が必要であることが分かった。
【００７５】
以上から、従来の現像装置においては、現像ローラと電極間のリークを避けるために低電圧構成をとっており、図３で示したトナーの動きは従来の現像装置において発生しないと考えられる。
【００７６】
次に、トナー供給部Ｆに直流電圧を重畳させた交流電圧を印加することで画像の改善を試みた。
【００７７】
実施例である実験例１、３、９、１０と比較例である実験例８は、交流電圧は同じであり、交流電圧に対して重畳させる直流電圧が異なっている。直流電圧は、実験例８、９、１０、１、の順に従って大きくなるように、−２３００Ｖ、２００Ｖ、１７００Ｖ、２０００Ｖとした。この結果、実験例８のように、絶縁コート電極ローラ３４に印加される直流電位が、現像バイアスの直流電位に対してトナー３２の正規の帯電極性と同極性側であると、画像改善はされなかった。即ち、実験例８はＮＧレベルである。
【００７８】
一方で、実験例９、１０、１のように絶縁コート電極ローラ３４に印加される直流電位が、現像バイアスの直流電位に対してトナー３２の正規の帯電極性と逆極性側であると、実験例３と比較して画像が改善されている。
【００７９】
これは、実験例１、９、１０、は、絶縁コート電極ローラ３４に印加される直流電位が現像バイアスの直流電位に対して、トナーの正規の帯電極性と逆極性側であることで、図３のトナー３２Ｂを除去する動きＧが実験例３よりも顕著に行われるためである。従って、現像ゴーストの発生がなく、また絶縁コート電極ローラ３４に回収されたトナーは再度、ある程度帯電されたトナーとしてトナー供給されるためにべた黒追従性も改善されている。
【００８０】
一方、実施例である実験例１１、１２は、実験例１に対して絶縁コート電極ローラ３４に印加される電圧は同じであるが、実験例１に対して絶縁コート電極ローラ３４の芯金３４Ａの直径を変化させた。従って、実験例１、１１、１２は、現像ローラ３３と電極ローラ３４との距離が異なっている。その結果、実験例１１、１２は、印加電圧が実験例１と変わらないにもかかわらず、べた黒追従性、現像ゴーストの画像評価は、それぞれ良好レベル、許容レベルとなり、非常に良好レベルまでには到達しなかった。この結果から、べた黒追従性、現像ゴーストに影響を及ぼしているのは、絶縁コート電極ローラ３４への印加電圧の値自体ではなく、現像ローラ３３と絶縁コート電極ローラ芯金３４Ａとの間の最大電界であることが分かった。
【００８１】
以上から、電極ローラ３４の直流電位が現像ローラの直流電位に対してトナーの正規の帯電極性と逆極性側であり、電極ローラと現像ローラとの最大電界が１．０×１０7Ｖ／ｍ以上であれば、べた黒追従性、現像ゴーストが良化する（実験例１、９、１０、１１）。また、最大電界が１．６×１０7Ｖ／ｍ以上であれば、べた黒追従性、現像ゴーストが最適化する（実験例１、１０）。
【００８２】
また、実験例１０、１のように、電極ローラに印加される振動電圧が、現像ローラに印加される直流電位に対して、常にトナーの正規の帯電極性と逆極性側の電位であると、非常に良好レベルとなり、最適な画像が得られた。即ち、実験例１０、１において、電極ローラに交流電圧が印加されているものの、電極ローラと現像ローラとの間に交番する電界は形成されないような電圧に設定されている。
【００８３】
また、電極ローラ３４と現像ローラ３３が接触すると、現像ローラ３３上にトナー３２が固着してしまうために、絶縁コート電極ローラ３４と現像ローラ３３は、１０μｍ以上離すことが良い。
【００８４】
さらに、絶縁コート電極ローラ３４の回転方向についても実験を行った。
【００８５】
比較例である実験例１３は、実験例１と印加電圧構成は同じで、電極ローラ３４の回転を停止させたものである。結果は、図３のトナー供給位置Ｆに絶縁コート電極ローラ３４によるトナー搬送Ｄがなく、べた黒の追従性が悪い。即ち画像評価はＮＧレベルである。
【００８６】
比較例である実験例１４は、実験例１と印加電圧構成は同じで、図４に示すように、電極ローラと現像ローラの対向部において、絶縁コート電極ローラ３４の回転を現像ローラ３３と逆方向Ｈにしたものである。結果は、図４のように現像ローラ回転に対して、先ず、トナー供給Ｉが行われ、その後トナー供給位置下流で、現像バイアスに対してトナーと逆極性側の振動電圧によりトナー除去Ｊが行われるので、べた黒の追従性が悪い。即ちＮＧレベルである。
【００８７】
次に、本実施例に用いている交流電圧の周波数を検討した。交流電圧の周波数には次の特徴があることがわかった。１つは、周波数が３００Ｈｚ以下だと現像ローラ上に周波数に応じたトナーコートムラが発生し、もう１つは、周波数が３０００Ｈｚ以上だと電界の変化に対してトナーが追従できずに、図３で示したトナーの動きが小さくなり、べた黒追従性が悪化することである。この現象は、現像ローラの周速に応じて変化して、次の関係にするとこの現象が改善することがわかった。
２．５＜ｆ／ｄ＜２５ 式１
ここで、式１中のｄは現像ローラの周速（ｍｍ／ｓｅｃ）、ｆは交流電圧の周波数（Ｈｚ）を表す。ｆ／ｄが２．５以下であると、上述したトナーコートムラが生じやすい。ｆ／ｄが２５以上であると、現像ローラ上へのトナーの供給が不安定となり、画像のべた黒がトナー不足となりやすい。従って、本実施例では、交流電圧の周波数を４００Ｈｚに設定した。
【００８８】
以上から、絶縁コート電極ローラ３４の回転方向は、現像ローラ３３と同一方向であること、即ち、絶縁コート電極ローラ３４と現像ローラ３３とが対向した現像剤供給、除去領域ＴＳにおいて現像ローラ３３とは逆方向であることが最適であることが分かった。
【００８９】
なお、絶縁コート電極ローラ３４の芯金は、本実施例において、ＳＵＳ製のものを使用しているが、導電剤を分散させた樹脂、若しくは、ゴムでも良く、導電性のもので電極として機能すればよい。絶縁コート材料も、絶縁性を有していればよく、かつ所望の最大電界に対して耐圧性があればよい。材料としては、本実施例では、ポリカーボネート樹脂を使用したが、他にもポリエステル、ポリエチレン、ポリイミド、ウレタン、フェノール等の樹脂でも良い。又は、フッ素樹脂などの耐圧性の大きい樹脂、若しくは、シリコンゴム等のゴム材、若しくは、アルマイト等の絶縁性無機化合物でも良い。
【００９０】
また、本実施例では、現像剤供給除去部材３４としてローラ形状の絶縁コート電極ローラ３４を使用したが、導電性無端ベルトの表面を絶縁コート処理したものでも良く、その際は、トナー供給位置付近で最大電界が本実施例に挙げた関係にあればよい。
【００９１】
また、本実施例においては、本発明の現像装置を、画像形成装置本体２０Ａに着脱可能な現像カートリッジに適用した場合について説明したが、画像形成装置本体内に固定され、トナーのみを補給するような構成の現像装置に適用してもよい。また、図１にて、上記現像装置２４と感光ドラム２１、クリーニング装置２７及び帯電装置２２を一体で形成し画像形成装置本体２０Ａに対し着脱可能としたプロセスカートリッジに適用してもよい。
【００９２】
以上から、本実施例によれば、絶縁コートした電極ローラを現像ローラ近傍に間隙を持って配置し、絶縁コート電極ローラと現像ローラを同一方向に回転させる。そして、絶縁コート電極ローラと現像ローラとの間に振動電界を形成することにより、また、特に、交流電圧を電極ローラに印加すると、現像ローラへのトナーの供給と除去が、トナーが磁性、非磁性に限らず、絶縁コート電極ローラ１部品で行える。従って、現像装置の小型化、回転駆動トルクの低減、トナーへの低負荷の効果が得られる。
【００９３】
また、電極ローラに印加される直流電位と現像ローラに印加される直流電位を同じとするとともに、電極ローラ芯金と現像ローラの間の最大電界を８．０×１０6Ｖ／ｍ以上にすると、画像評価を許容レベルとすることができる。
【００９４】
また、電極ローラに印加される直流電位が、現像ローラに印加される直流電位に対してトナーの正規の帯電極性と逆極性側に設定されている。これにより、電極ローラ芯金と現像ローラの間の最大電界を１．０×１０7Ｖ／ｍ以上にすると、べた黒追従性と現像ゴーストが良化して画像評価を良好レベルとすることができる。
【００９５】
更には、電極ローラと現像ローラの間の最大電界を１．６×１０7Ｖ／ｍ以上にすると、べた黒追従性と現像ゴーストが最適化して画像評価を非常に良好レベルとすることができる。
【００９６】
実施例２
本実施例は、実施例１に対して絶縁コート電極ローラに印加される交流電圧仕様が変わったもので、その他の構成は実施例１と同じである。また、本実施例において、電極ローラに印加される直流電位は、現像ローラに印加される直流電位（−３００Ｖ）に対して、トナーの正規の帯電極性と逆側であるように設定される。本実施例（実験例１５、１９、２０）では、図２に示される絶縁コート電極ローラ３４には、画像形成装置の電源３９から＋１．５ｋＶの直流電圧に矩形波の交流電圧３ｋＶｐｐ、周波数４００Ｈｚを重畳したバイアスを印加した。実験例１６、１７、１８の実施例においては、電極ローラに印加される直流電圧、交流電圧のピーク間電圧をそれぞれ変化させた。これにより、実施例１と同様に現像剤供給、除去領域ＴＳにて、現像ローラ３３と絶縁コート電極ローラ３４との間に振動電界が形成され、現像ローラ上に好適なトナーコートが得られている。
【００９７】
【表２】
【００９８】
表２は、本実施例の特徴である交流電圧に矩形波形状の交流電圧を用いたときに、表１と同様に絶縁コート電極ローラ３４の配置と構成と電源３９による印加電圧を変化させたときのべた黒追従性と現像ゴーストを画像評価してまとめたものである。
【００９９】
実験例１５は、画像評価は非常に良好レベルである。実験例１６、１７、１８は実験例１５に対して、矩形波を用いた交流電圧と直流電圧を変化させ、電極ローラ芯金と現像ローラとの間の最大電界と画像評価ランクをまとめたものである。
【０１００】
実験例１９、２０は、実験例１５に対して、電極ローラに印加される直流電圧、交流電圧を変えることなく、電極ローラと現像ローラとのギャップを変えたものである。
【０１０１】
表２に示すように、実験例１５〜２０によれば、上記最大電界を６．０×１０6Ｖ／ｍ以上にすることによって、画像評価を許容レベルにすることができる。また、実験例１５、１７、１８、１９によれば、上記最大電界を８．０×１０6Ｖ／ｍ以上にすることによって、画像評価を良好レベルにすることができる。さらに、実験例１５、１８によれば、上記最大電界を１．０×１０7Ｖ／ｍ以上にすることによって、画像評価を非常に良好レベルにすることができる。
【０１０２】
この結果から、実施例１に比べ、画像評価ランクを良化させるために必要な電極ローラ芯金・現像ローラ間最大電界が小さくなっていることがわかる。つまり、交流電圧の波形をサイン波から矩形波に変えることで、電極ローラ芯金３４Ａと現像ローラ３３の間では、より急激な電界変化がえられるのでトナーの供給と除去が効果的に行われる。結果的に電極ローラに印加される交流電圧と直流電圧を小さくできる。
【０１０３】
なお、本実施例においては、本発明の現像装置を画像形成装置本体２０Ａに着脱可能な現像カートリッジに適用した場合について説明した。しかしながら、画像形成装置本体内に固定され、トナーのみを補給するような構成の現像装置に適用しても良い。また、図１にて、上記現像装置２４と感光ドラム２１、クリーニング装置２７及び帯電装置２２を一体で形成し画像形成装置本体２０Ａに対し着脱可能としたプロセスカートリッジに適用してもよい。
【０１０４】
以上から、本実施例では、実施例１で得られる効果に加えて、交流電圧に矩形波を用いることで、より低電圧でトナーの供給と除去を行える。
【０１０５】
実施例３
図５に、本発明に係る現像装置の他の実施例を示す。本実施例において、現像装置５０は、実施例１で説明した画像形成装置に適用し得るものであり、実施例１で説明した画像形成装置の説明を援用する。本実施例の現像装置５０も又、その全体構成及び機能は、実施例１及び実施例２の現像装置２４と同様であるので、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、再度の説明は省略し、主として、本実施例の特徴部について以下に説明する。
【０１０６】
図５において、本実施例の現像装置５０は、一成分現像剤として非磁性トナー３２を収容した現像容器５１と、現像容器５１内の長手方向に延在する開口部に位置し感光ドラム２１と対向設置された現像剤担持体としての現像スリーブ５２とを備える。現像装置５０は、感光ドラム２１上の静電潜像を現像して可視化する。
【０１０７】
現像スリーブ５２は、上記開口部にて図に示す右略半周面を現像容器５１内に突入し、左略半周面を現像容器５１外に露出して横設されている。この現像容器５１外へ露出した面は、現像装置５０の図中左方に位置する現像部ＴＤにて、感光ドラム２１にわずかな微小間隔を有して対向している。即ち、現像時には現像スリーブ５２に担持されたトナーは感光ドラムに飛翔することによって現像動作が行なわれる。
【０１０８】
現像スリーブ５２は、矢印Ｋ方向に回転駆動され、またその表面は、トナー３２との摺擦確率を高くし、かつ、トナー３２の搬送を良好に行うための適度な凹凸を有している。
【０１０９】
本実施例にて、現像スリーブ５２は、直径１６ｍｍのアルミニウム製スリーブ表面にガラスビーズ（＃６００）による定形ブラスト処理を施し、表面粗さＲｚが約３μｍとしたものを用いる。現像スリーブ５２は、感光ドラム２１との間隙が３００μｍになるように対向し、感光ドラム２１の周速５０ｍｍ／ｓに対して若干早めた周速８０ｍｍ／ｓで回転させた。
【０１１０】
現像スリーブ５２の上方位置には、スリーブ５２に担持されたトナーの層の厚さを規制するために、弾性ブレード５３が接触している。弾性ブレード５３は、ウレタン、シリコン等のゴム材料か、バネ弾性を有するＳＵＳ又はリン青銅の金属薄板を基体とし、現像スリーブ５２への当接面側にゴム材料を接着したもの等からなる。弾性ブレード５３は、ブレード支持板金５４に支持され、自由端側の先端近傍を現像スリーブ５２の外周面に面接触にて当接するように設けられている。現像スリーブ５２に対する弾性ブレード５３の当接方向としては、当接部に対して先端側が現像スリーブ５２の回転方向上流側に位置する、所謂、カウンター方向になっている。
【０１１１】
本実施例の弾性ブレード５３は、厚さ１．０ｍｍの板状のウレタンゴムをブレード支持板金５４に接着した構成になっている。
【０１１２】
トナー３２は、非磁性一成分現像剤であり、前述した実施例１と同じトナーである。
【０１１３】
本実施例において、現像スリーブ５２に印加される現像バイアスは直流電圧−３００Ｖに矩形波の交流電圧Ｖｐｐ２．２ｋＶ、周波数１．８ｋＨｚを重畳した。
【０１１４】
この現像部ＴＤにおいて、現像スリーブ５２上に薄層形成されたトナー層は、図５に示すように、電源６０によって現像スリーブ５２と感光ドラム２１の両者間に直流を重畳した交流電圧によって、感光ドラム２１上の静電潜像にトナー像として現像される。
【０１１５】
現像スリーブ５２の下方には、現像スリーブ５２とのギャップＳが１５０μｍとなるように絶縁コート電極ローラ３４が配置されている。絶縁コート電極ローラ３４は回転可能に支持され、現像スリーブ５２と同一方向Ｌに周速６０ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転駆動する。
【０１１６】
絶縁コート電極ローラ３４には画像形成装置の電源５５から表３に示すような直流電圧を印加している。絶縁コート電極ローラ３４の構成は、直径１１．５ｍｍのＳＵＳ製芯金（導電部材）３４Ａの表面に厚さ１００μｍのウレタン樹脂（絶縁部材）３４Ｂを積層したものである。
【０１１７】
なお、本実施例においても実施例１と実施例２同様の現像スリーブ５２上へのトナー供給方法、及び、現像スリーブ５２上からのトナー除去方法を採用しており、重複する点を省略する。本実施例において、電源５５と電源６０とが、現像スリーブ５２と電極ローラ３４との間に形成される振動電界を形成する電界形成装置である。
【０１１８】
本実施例で、実施例１、実施例２とは異なる絶縁コート電極ローラ３４に対する印加電圧構成について説明する。
【０１１９】
【表３】
【０１２０】
表３は、絶縁コート電極ローラ３４の配置と構成と印加電圧を変化させたときのべた黒追従性と現像ゴーストを画像評価してまとめたものである。
【０１２１】
本実施例である実験例２１、２２、２３、２４において、電極ローラに印加される直流電位は、現像スリーブに印加される直流電位に対して、トナーの正規の帯電極性とは逆極性側となるように設定される。実験例２１、２２、２３、２４において、電極ローラに印加される直流電位はそれぞれ異なっている。なお、電極ローラには交流電圧は印加されていない。しかしながら、現像スリーブには交流電圧が印加されているので、現像スリーブと電極ローラとの間に振動電界が形成される。従って、実験例２１〜２４において、電極ローラの芯金と現像ローラとの間の最大電界もそれぞれ異なっている。
【０１２２】
上述したように、本実施例では、交流電圧を用いた現像方式であるために、既に現像スリーブ５２と絶縁コート電極ローラ３４の間に適度な交流電圧が得られている。従って、電極ローラ３４に交流電圧を印加しなくても、直流電圧を印加するだけで、画像が良化する結果が得られる。ここで、電極ローラ３４に印加される直流電位は、現像スリーブ５２に印加される直流電位に対して、トナーの正規の帯電極性とは逆極性側である。
【０１２３】
本実施例では、現像スリーブ５２に印加される直流電位は−３００Ｖであることから、電極ローラ３４に印加される直流電位は、−３００ＶからＯＶまで、更には、０Ｖ以上である。電極ローラ３４に印加される直流電位は、本実験例２２、２３、２４、２１では、それぞれプラス１００、６００、１１００、１６００Ｖである。
【０１２４】
また、本実施例とは異なり、現像方式で用いている振動電界が小さい場合は、絶縁コート電極ローラに交流電圧を印加して、上記の最大電界を満たすような現像スリーブ５２と絶縁コート電極ローラ３４の間の電界構成にすればよい。
【０１２５】
実験例２１は、画像評価は非常に良好なレベルである。
【０１２６】
結果として、絶縁コート電極ローラ３４と現像スリーブ５２との間の最大電界を１．０×１０7Ｖ／ｍ以上にすることで、べた黒追従性と現像ゴーストが最適になることが分かった。
【０１２７】
表３の結果をまとめると、実験例２１〜２４によれば、上記最大電界を６．０×１０6Ｖ／ｍ以上にすることによって、画像評価を許容レベルにすることができる。また、実験例２１、２３、２４よれば、上記最大電界を８．０×１０6Ｖ／ｍ以上にすることによって、画像評価を良好レベルにすることができる。さらに、実験例２１、２４によれば、上記最大電界を１．０×１０7Ｖ／ｍ以上にすることによって、画像評価を非常に良好レベルにすることができる。
【０１２８】
なお、実施例３（表３）において、画像評価の許容レベル、良好レベル、非常に良好レベルにおけるそれぞれの最大電界の閾値は、実施例２（表２）と同じであった。即ち、現像ローラに交流電圧を印加しても、電極ローラに交流電圧を印加しても、現像ローラと電極ローラとの間の最大電界が同じであれば、画像評価において同様の作用効果が得られる。
【０１２９】
また、本実施例においても実施例１、実施例２と同様に、本発明の現像装置を画像形成装置本体２０Ａに着脱可能な現像装置からなるカートリッジに適用した場合について説明した。しかしながら、画像形成装置本体内に固定され、トナーのみを補給するような構成の現像装置に適用しても良い。また、実施例１と同様に、図１にて、上記現像装置５０と感光ドラム２１、クリーニング装置２７及び帯電装置２２を一体で形成し画像形成装置本体２０Ａに対し着脱可能としたプロセスカートリッジに適用してもよい。
【０１３０】
以上から、本実施例では、実施例１で得られる効果に加えて、現像バイアスで交流電圧を使用しているため、絶縁コート電極ローラに新たに交流電圧を印加する必要がなく、非接触現像方式であるために更にトナーへの負荷低減となる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例を説明する概略構成図である。
【図２】本発明に係る現像装置の一実施例を説明する概略構成図である。
【図３】本発明に従った現像装置内の現像剤の動きを説明する図である。
【図４】実験例における現像装置内の現像剤の動きを説明する図である。
【図５】本発明に係る現像装置の他の実施例を説明する概略構成図である。
【図６】従来例を説明する図である。
【符号の説明】
【０１３２】
２０ 画像形成装置
２０Ａ 画像形成装置本体
２１ 感光ドラム（像担持体）
２２ 帯電装置
２３ 露光装置
２４ 現像装置
２５ 転写ローラ
２７ クリーニング装置
２９ 定着装置
３１ 現像容器
３２ トナー
３３ 現像ローラ（現像剤担持体）
３４ 絶縁コート電極ローラ（現像剤供給除去部材）
３４Ａ 導電部材
３４Ｂ 絶縁部材
３５ 現像ブレード
３９ 電源（電界形成装置）
４０ 現像バイアス電源（電界形成装置）
５０ 現像装置
５１ 現像容器
５２ 現像スリーブ（現像剤担持体）
５３ 弾性ブレード
５５ 電源（電界形成装置）
６０ 現像バイアス電源（電界形成装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に形成された静電像を現像剤にて現像して可視像、即ち、トナー像とするための現像装置に関するものである。現像装置は、例えば、複写機、プリンタ、或いは、ファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置などに用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
従来の現像装置には、像担持体上に形成された静電潜像を可視化するために現像剤を搬送する現像剤担持体に、現像剤を供給する現像剤供給部材を有しているものがある。
【０００３】
また、静電潜像を可視化した後に、その履歴として現像剤が現像剤担持体上に残留しているが、従来の現像装置には、この残留現像剤を除去する現像剤除去部材を有しているものがある。
【０００４】
上記現像剤供給部材が、或いは、現像剤除去部材が現像剤担持体と接触している場合、画像形成動作を多数回繰り返すと現像剤への負荷が多くなることで、現像剤の劣化が進んでしまい、画像不良が発生してしまう。
【０００５】
そこで、別の従来技術によれば、現像剤への負荷軽減のために、現像剤供給部材と現像剤除去部材とを現像剤担持体と非接触に配置していることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図６に、斯かる構成の従来の現像装置の一例を示す。図６は、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」という。）１１０と現像装置１１１の断面を示す。
【０００７】
本例にて、現像装置１１１には感光ドラム１１０上の静電潜像を可視化するために磁性一成分トナー１１２を搬送する現像剤担持体としての現像ローラ１１３が設けられている。現像ローラ１１３上の可視化に寄与しなかった残留トナーを除去するために、回転する電極１１４が非接触に配置されており、この電極１１４には直流電圧を重畳した交流電圧が印加されている。そして、電極１１４表面のトナー１１２を除去するために電極１１４には、掻き取り部材１１５が接触している。
【０００８】
更に、現像ローラ１１３にトナー１１２を供給する供給部材１１６が現像ローラ１１３近傍に配置してあり、供給部材１１６の攪拌による効果と、現像ローラ１１３を構成している磁性ゴム層１１３Ａの磁力でトナー１１２の供給を行っている。
【特許文献１】特開昭６３−１０６７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来例では、現像剤の供給と除去を、供給部材１１６と現像剤除去部材（電極）１１４の２部品によって行っているために、現像装置が大型化している。
【００１０】
また、一方では非磁性現像剤を使用した現像装置においては磁力を利用できないために、現像剤担持体への現像剤の供給が不十分である。
【００１１】
また、現像ローラから現像剤の除去が良好に行えないと、前の画像の履歴が残ってしまうことがあった。このような履歴は現像ゴーストと呼ばれる。
【００１２】
本発明の目的は、現像装置内の現像剤への負荷を軽減した現像装置を提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、現像剤担持体へ現像剤を安定して供給することができる現像装置を提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、現像剤担持体から現像剤の除去を良好に行える現像装置を提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、現像剤担持体への現像剤の供給と現像剤担持体からの現像剤の除去を共通の部材で行える現像装置を提供することである。
【００１６】
本発明の他の目的は、小型化することができる現像装置を提供することである。
【００１７】
本発明の更なる目的及び特徴とするところは添付図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読むことにより一層明らかになるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的は本発明に係る現像装置にて達成される。要約すれば、本発明は、現像剤を担持し、像担持体に形成された静電像を現像剤で現像する現像剤担持体を有する現像装置において、
前記現像剤担持体へ現像剤を供給すると共に、前記現像剤担持体から現像剤を除去するために、前記現像剤担持体と離間して設けられた現像剤供給除去部材を備え、
前記現像剤供給除去部材は、導電部材と、前記現像剤供給除去部材の表面に設けられた絶縁部材と、を備え、
前記現像剤供給除去部材から前記現像剤担持体へ現像剤を供給する位置において、前記現像剤担持体の移動方向は前記現像剤供給除去部材の移動方向とは逆方向であり、
前記現像剤担持体と前記現像剤供給除去部材との間で電界を形成する電界形成装置を備え、前記電界は、振動電界であって、前記導電部材の直流電位は、前記現像剤担持体の直流電位と同じか、又は、前記導電部材の直流電位は、前記現像剤担持体の直流電位に対して現像剤の正規の帯電極性とは逆側である、振動電界である、
ことを特徴とする現像装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、
（１）現像剤供給除去部材１部品で現像剤担持体上の現像剤の除去と供給を行えるため、現像装置の小型化、回転駆動トルクの低減が可能で、さらには、現像剤への負荷が軽減される。
（２）現像剤の安定供給と現像剤の除去が良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る現像装置を図面に則して更に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００２１】
実施例１
図１は、本発明に係る現像装置を適用した画像形成装置の概略断面図であり、図２は現像装置の概略断面図である。
【００２２】
先ず、本実施例の画像形成装置による画像形成動作について説明する。
【００２３】
本実施例において、画像形成装置２０は、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム２１を備え、感光ドラム２１は、矢印Ａ方向に回転自在に担持されている。感光ドラム２１の周辺には、帯電装置２２、露光装置２３、現像装置２４が配置されている。
【００２４】
先ず、感光ドラム２１は、帯電装置２２によって一様に帯電され、その後、本実施例にて、露光装置２３であるレーザー光学装置からのレーザー光２３Ｌにより露光され、感光ドラム２１の表面に静電潜像が形成される。
【００２５】
この静電潜像を、感光ドラム２１に対向配置された現像装置２４によって現像し、トナー像として可視化する。なお、本実施例で、現像装置２４は、カートリッジとして、画像形成装置本体２０Ａに対し着脱可能とされる。
【００２６】
可視化された感光ドラム２１上のトナー像は、転写装置である転写ローラ２５によって記録媒体である転写材２６に転写される。
【００２７】
転写されずに感光ドラム２１上に残存した転写残トナーは、クリーニング装置２７に設けたクリーニング部材であるクリーニングブレード２７ａにより掻き取られ、廃トナー容器２８に収納される。クリーニングされた感光ドラム２１は、上記動作を繰り返し、画像形成を行う。
【００２８】
一方、トナー像が転写された転写材２６は、定着装置２９によってトナー像が永久定着された後、機外に排紙される。
【００２９】
次に、図２を参照して、現像装置２４について更に説明する。
【００３０】
本実施例にて、現像装置２４は、現像剤として負帯電性の非磁性一成分トナー３２を収容する現像容器３１を備えている。現像装置２４は、現像容器３１内の長手方向（図２の紙面に直交する方向）に延在する開口部に位置した現像剤担持体としての現像ローラ３３であって、感光ドラム２１と対向配置された現像ローラ３３を備える。現像ローラ３３は、感光ドラム２１上の静電潜像を現像剤で現像し、可視化する。本実施例にて、現像ローラ３３は、芯金３３Ａの上に弾性層３３Ｂが形成されている。現像ローラ３３の詳しい構成は後述する。
【００３１】
感光ドラム２１は、アルミシリンダーを基体とし、その周囲に所定厚みの感光層を塗工した剛体である。感光ドラム２１は、画像形成時において、帯電装置２２により帯電電位Ｖｄ＝−５００Ｖに均一帯電されており、画像信号に従いレーザー光２３Ｌで露光された部分がＶｌ＝−１００Ｖになる。現像ローラ３３の芯金３３Ａには電源４０から直流電圧Ｖｄｃ＝−３００Ｖが、現像バイアスとして印加され、静電潜像のＶｌ部は、負帯電性トナーで反転現像される。
【００３２】
弾性を有する現像ローラ３３は、上記開口部にて、図２に示す右略半周を現像容器３１に突入し、左略半周面を現像容器３１から露出して設けられる。この現像容器３１から露出した面は、現像装置２４の左方に位置する感光ドラム２１に所定の侵入量となるように押圧、接触するように設けられる。本実施例においては、感光ドラム２１に対して現像ローラ３３は５０μｍの侵入量で、接触する。なお、侵入量とは、仮に感光ドラム２１を取り外した場合の現像ローラ３３の表面の位置と、感光ドラム２１を設けた場合の現像ローラ３３の表面の位置と、の距離である。
【００３３】
現像ローラ３３は、図２にて、矢印Ｂ方向に回転駆動される。その表面は、トナー３２との摺擦確率を高め、かつ、トナー３２の搬送を良好に行うため、適度な凹凸を有している。
【００３４】
本実施例にて、現像ローラ３３は、芯金３３Ａの上に、弾性層３３Ｂとしてウレタンゴムを基層としアクリル・ウレタン系ゴムを表面にコートした、二層構成の弾性層３３Ｂとされる。また、表面粗さは、Ｒａで０．６〜１．３μｍであり、抵抗は、１０4〜１０7Ωであった。
【００３５】
ここで、抵抗の測定方法を説明する。
【００３６】
現像ローラ３３を、感光ドラム２１と等しい直径のアルミニウムスリーブに、当接荷重５００ｇｆで当接させる。このアルミスリーブを、さらに感光ドラム２１と等しい周速で回転させる。
【００３７】
本実施例において、感光ドラム２１は周速９０ｍｍ／ｓｅｃで回転し、直径は３０ｍｍであり、現像ローラ３３は、感光ドラム２１よりも速い周速１２０ｍｍ／ｓｅｃで回転し、直径は２０ｍｍである。
【００３８】
次に、現像ローラ３３に、本実施例における現像バイアスと等しい−３００Ｖの直流電圧を印加する。その際、アース側に１０ｋΩの抵抗を設け、その両端の電圧を測定することで現像ローラ３３に流れる電流を算出し、現像ローラ３３の抵抗を算出する。
【００３９】
本実施例において、一成分現像剤としての負帯電性の非磁性トナー３２には、高画質化を図るために、小粒径化を達成し、かつ、転写効率を向上させるため、略球形トナーを用いている。具体的にはトナーの形状係数として、ＳＦ−１が１００〜１８０であり、ＳＦ−２が１００〜１４０であるものを用いた。
【００４０】
このＳＦ−１、ＳＦ−２は、日立製作所ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用いて、トナー像を無作為に１００個サンプリングし、それら画像情報を、インターフェースを介してニレコ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入し解析を行い、下式より算出し得られた値を定義している。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）2／ＡＲＥＡ｝×（π／４）×１００
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）2／ＡＲＥＡ｝×（１／４π）×１００
（但し、ＭＸＬＮＧ：絶対最大長、ＡＲＥＡ：トナー投影面積、ＰＥＲＩ：周長）
このトナーの形状係数ＳＦ−１は球形度合を示し、１００から大きくなるにつれて球形から徐々に不定形になる。ＳＦ−２は凹凸度合を示し、１００から大きくなるにつれてトナー表面の凸凹が顕著になる。
【００４１】
トナーの製造方法としては、トナーが上記形状係数の範囲内になれば、任意の方法を採用し得る。例えば、従来の粉砕トナー表面を熱的・機械的ストレスにより塑性球形化処理することも可能である。また懸濁重合法により直接トナーを製造する方法や、単量体には可溶で得られる重合体が不溶な水系有機溶剤を用い、直接トナーを生成する分散重合方法も可能である。又は水溶性極性開始剤存在下で直接重合しトナーを生成するソープフリー重合方法に代表される乳化重合法等を用いることも可能である。
【００４２】
本実施例においては、常圧下での、または、加圧下での懸濁重合方法を用いた。また、モノマーとしてスチレンとｎ−ブチルアクリレート、荷電制御剤としてサリチル酸金属化合物、極性レジンとして飽和ポリエステルを用い、さらに着色剤を加えて、重量平均粒径５〜７μｍの負帯電性トナーを製造した。
【００４３】
トナーの重量平均粒径の測定には、コールターカウンターＴＡＩＩ型或いはコールターマルチライザー（コールター社製）を用いた。電解液は、１級塩化ナトリウムを用いて、１％ＮａＣｌ水溶液を調製した。
【００４４】
この電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、さらに測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を混濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理され、前記測定装置により、１００μｍのアパーチャーを用いて、２μｍ以上のトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布とを算出し、体積分布から重量基準の重量平均粒径Ｄ４を求めた。
【００４５】
その後、流動性付与剤として、疎水性シリカを１．５ｗｔ％外添した。外添量は、当然これに限るものではない。トナー表面を外添剤によって被膜することで、負性帯電性能の向上、かつ、トナー間に微小な間隙を設けることによる、流動性の向上を達成した。
【００４６】
本実施例にて、現像装置２４は、現像ローラ３３の上方に位置して、弾性を有する現像剤規制部材としての現像ブレード３５が配置される。現像ブレード３５は、現像ローラ３３上に担持された現像剤の層の厚さを規制する。現像ブレード３５は、現像容器に固定される支持板金３８に支持されている。現像ブレードの３５の当接方向としては、現像ローラ３３に対する現像ブレード３５の当接部よりもブレード３５の自由端が、現像ローラ３３の回転方向において、上流に位置する、カウンター方向となっている。
【００４７】
現像ブレード３５の支持板金３８への支持方法は、ビス等による締め付け、或いは、溶接等、任意の方法を採用し得る。また、本実施例で現像ブレード３５及び支持板金３８は、現像ローラ３３と同電位であり、よって、感光ドラム３１上の静電潜像が現像される際には、現像バイアスと同じ電圧が印加されることとなる。
【００４８】
現像ブレード３５の材質はＳＵＳであるが、弾性を持つものであれば、りん青銅などの金属、或いは、シリコン、ウレタンなどのゴム材、或いは、ＰＥＴ等の樹脂であっても構わない。また、現像ブレード３５に印加するバイアスは、現像バイアスと同電位でなくても良く、現像ローラ３３上のトナー３２を規制するために好適なバイアスを選択しても良い。
【００４９】
現像ローラ３３の、図２にて右斜め下方には、現像ローラ３３へ現像剤を供給するともに現像ローラ３３から現像剤を除去する現像剤供給除去部材としての絶縁コート電極ローラ３４が配置されている。絶縁コート電極ローラ３４の構成については、後述する。
【００５０】
絶縁コート電極ローラ３４は、現像ローラ３３とは非接触にて配置されており、この電極絶縁コート電極ローラ３４と現像ローラ３３とが対向配置された位置（領域）が、後述する現像剤供給、除去位置（領域）ＴＳを形成する。即ち、電極ローラ３４は、現像剤供給、除去領域ＴＳにおいて、現像ローラ３３と離間して設けられる。現像剤供給、除去領域ＴＳにおける現像ローラ３３と絶縁コート電極ローラ３４との最小ギャップＳの大きさは、後述するように、現像ローラ３３と絶縁コート電極ローラ３４との間に印加する所要電圧により形成される最大電界強度によって決められる。ギャップＳは、１０〜４００μｍとするのが良く、本実施例（実験例１、３、４、９、１０）では、１５０μｍとした。
【００５１】
更に説明すると、絶縁コート電極ローラ３４は、回転可能に支持され、現像ローラ３３の回転方向（Ｂ方向、即ち反時計方向）と同一方向（Ｃ方向、即ち反時計方向）に回転駆動される。即ち、現像剤供給、除去位置ＴＳにおいて、現像ローラ３４の移動方向（トナー搬送方向）は、絶縁コート電極ローラ３４の移動方向（トナー搬送方向）と逆方向とされる。本実施例では、絶縁コート電極ローラ３４は、回転方向Ｃに、周速８０ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転駆動される。
【００５２】
絶縁コート電極ローラ３４には、本実施例（実験例１、１１、１２）では、画像形成装置の本体に設けられた電源３９から＋２．０ｋＶの直流電圧に、４ｋＶｐｐ、周波数４００Ｈｚのサイン波形の交流電圧を重畳したバイアスを印加した。これにより、現像剤供給、除去領域ＴＳにて、現像ローラ３３と絶縁コート電極ローラ３４との間に振動電界が形成される。
【００５３】
絶縁コート電極ローラ３４は、導電部材である導電性材料３４Ａの表面に絶縁部材である絶縁性材料３４Ｂを積層して構成される。本実施例では、絶縁コート電極ローラ３４は、直径１１．５ｍｍのＳＵＳ製芯金３４Ａの表面に厚さ１００μｍのポリカーボネート樹脂３４Ｂを積層したものである。
【００５４】
後で、上記絶縁コート電極ローラ３４の配置と構成と、印加電圧を決定するに至った根拠について説明する。
【００５５】
以上のような構成の現像装置２４において、現像動作時には、図２に示すように、絶縁コート電極ローラ３４が矢印Ｃ方向に回転する。従って、現像容器３１内のトナー３２は、絶縁コート電極ローラ３４に担持されて現像ローラ３３近傍に、即ち、現像剤供給、除去領域ＴＳに運ばれる。
【００５６】
絶縁コート電極ローラ３４上に担持されているトナー３２は、現像ローラ３３と絶縁コート電極ローラ３４とのギャップＳの位置、即ち、現像剤供給、除去領域ＴＳにおいて、電源３９から印加される交流電圧にて発生した振動電界により現像ローラ３３へと搬送（供給）される。その際、トナー３２は、現像ローラ３３により摩擦帯電され、現像ローラ３３上に付着する。
【００５７】
その後、トナー３２は、現像ローラの矢印Ｂ方向の回転に伴い、現像ブレード３５の圧接下に送られ、ここで適正なトリボ（摩擦帯電量）を受けるとともに現像ローラ３３上に薄層形成される。即ち、現像ローラ３３上のトナーは、現像ブレード３５によって厚さが規制されるとともに、適正な帯電量とされる。本実施例においては、現像ブレード３５通過後のトナーは、良好な帯電電荷量として−１００〜−２０μＣ／ｇ、良好なトナーコート量として０．２５〜１．０ｍｇ／ｃｍ2、トナー層厚で７〜２０μｍが得られるように設定した。本実施例において、トナーの正規の帯電極性、即ち通常の現像に用いられるトナーの帯電極性は、負帯電極性である。
【００５８】
現像ローラ３３上に薄層形成されたトナー層は、一様に感光ドラム２１との対向部である現像部ＴＤへ搬送される。この現像部ＴＤにおいて、現像ローラ３３上に薄層形成されたトナー層は、現像ローラ３３と感光ドラム２１の両者間に電源４０により印加された現像バイアスによって、感光ドラム２１上の静電潜像にトナー像として現像される。本実施例において、現像ローラ３３は、感光ドラム２１に接触して設けられ、現像バイアスとしては、交流電圧なしの直流電圧が用いられる。結局、現像ローラ３３と電極ローラ３４との間に形成される振動電界は、電源３９と電源４０とによって形成される。即ち、電源３９と電源４０は、電界形成装置である。
【００５９】
現像部ＴＤにおいて消費されなかった現像ローラ３３上の未現像トナーは、現像ローラ３３の回転Ｂと共に現像ローラ３３の下部より現像容器３１内へと移送、回収される。
【００６０】
この回収された現像ローラ３３上の未現像トナーは、電極ローラ３４と現像ローラ３３とがギャップＳにて対向された現像剤供給、除去領域ＴＳにおいて、電極ローラ３４に印加される振動電圧の作用により現像ローラ３３表面から除去される。この振動電圧において、直流電圧と交流電圧の重畳電圧であり、電極ローラ３４に印加される直流電圧（直流電位）は、現像ローラ３３に印加される直流電圧（直流電位）と同じに設定される。または、振動電圧において、電極ローラ３４に印加される直流電圧（直流電位）は、現像ローラ３３に印加される直流電圧（直流電位）に対して、トナーの正規の帯電極性とは逆側に設定される。即ち、振動電圧の直流電位は、現像バイアスの直流電位に対してトナー３２の正規の帯電極性とは逆極性側、即ち現像バイアス−３００Ｖに対してプラス側である。なお、振動電圧、即ち重畳電圧は、交流電源を用いずに直流電源のみの出力値の切り替えを繰り返すことによって形成しても良いのはもちろんである。
【００６１】
なお、本実施例にて、「現像ローラに印加される直流電位に対して、トナー（現像剤）の正規の帯電極性とは逆極性側の電圧」とは、現像剤の帯電極性と同じ極性で現像ローラに印加される直流電位よりも絶対値が小さい値の電位（同電位を含む）、及び現像剤の帯電極性と逆極性の電位を示す電圧を意味するものとする。
【００６２】
従って、本実施例では、現像バイアス、即ち現像ローラ３３に印加される直流電位が−３００Ｖであるので、電極ローラ３４に印加される電圧は、−３００Ｖから０Ｖまで、及び、０Ｖよりも大きい電圧、に設定されるのが良い。
【００６３】
現像ローラ３３表面から除去されたトナーの大部分は、絶縁コート電極ローラ３４の回転に伴い搬送されて再度現像ローラ３３へ供給され前述の作用を繰り返す。
【００６４】
【表１】
【００６５】
表１の画像評価において、第１には、絶縁コート電極ローラ３４の配置と構成と電源３９による印加電圧を変化させたときのべた黒追従性（Ａ４縦サイズ紙上に印字可能域全域を最大濃度で印字してトナー供給能力を評価）を評価した。また、画像評価において、第２には、現像ゴースト（２０ｍｍ角の最大濃度パッチを印字した後ハーフトーン画像を印字してパッチの印字履歴の有無により、トナー除去能力を評価）を評価した。
【００６６】
表１の画像評価において、◎は、画像として非常に良好レベル、○は、画像として良好レベル、△は、画像として許容レベル、×は、ＮＧレベルである。
【００６７】
表１において、印加電圧構成とは、電極ローラ３４に印加される電圧を示している。実施例である実験例１は、画像評価は非常に良好である。
【００６８】
比較例である実験例２と実施例である実験例３、４、は、実験例１に対して直流電圧が異なっている。即ち、実験例２、３、４は、電極ローラに印加する直流電圧を、現像ローラ３３に印加している現像バイアスと同電位（−３００Ｖ）にして、絶縁コート電極ローラ３４に印加する交流電圧を変化させた。その結果、電極ローラ３４の芯金３４Ａと現像ローラ３３との間の最大電界を実験例３、４のように８．０×１０6Ｖ／ｍ以上にすることで、べた黒追従性と現像ゴーストが良化した。また、実験例４のように最大電界をさらに大きくすると、べた黒追従性はさらに向上するが、現像ゴーストは変化しないことが分かった。実験例２では、絶縁コート電極ローラ３４に印加する交流電圧は０であり、画像評価はＮＧレベルであった。
【００６９】
上記絶縁コート電極ローラ３４と現像ローラ３３との間に振動電界を発生することにより、画像が良化する理由は、次の実験で判明した。
【００７０】
現像装置２４の長手方向端部を透明なアクリル板で構成することでトナー供給部付近の可視化を行った。
【００７１】
その結果、上記振動電界を発生することで、図３に示すように、電極ローラ３４によって搬送されたトナー３２Ａは、その動きＤが現像剤供給、除去領域ＴＳにて、即ち、トナー供給部Ｆに発生した電界により妨げられる。また振動電界により、トナー３２Ａが現像ローラ３３に担時されていく動きＥが観察された。これは、トナー供給部Ｆで一時滞留したトナー３２Ａは、現像ローラ３３と摩擦帯電を起こして、鏡像力により現像ローラ３３上に担持されていると考えられる。
【００７２】
このような現象は、トナー供給部Ｆに交流電圧を印加することによって顕著に起こる現象であり、表１において比較例である実験例５、６のように交流電圧が０で直流電圧のみでは、絶縁コート電極ローラ芯金３４Ａと現像ローラ３３との間の最大電界を８．０×１０6Ｖ／ｍ以上にしても図３に示すようなトナーの動きＥは起きず、画像評価においても改善が見られなかった。即ち、実験例５、６はＮＧレベルである。
【００７３】
表１で比較例である実験例７においては、絶縁コート３４Ｂを施していない電極ローラ３４を用いている。その結果、電極ローラに絶縁コート処理を行っていないため、現像ローラ３３に電流がリークしてしまい、現像ローラ３３上のトナーコート不良が発生した。即ち、ＮＧレベルである。
【００７４】
以上から、より好適な最大電界を得るには、絶縁コート３４Ｂによる耐圧性が必要であることが分かった。
【００７５】
以上から、従来の現像装置においては、現像ローラと電極間のリークを避けるために低電圧構成をとっており、図３で示したトナーの動きは従来の現像装置において発生しないと考えられる。
【００７６】
次に、トナー供給部Ｆに直流電圧を重畳させた交流電圧を印加することで画像の改善を試みた。
【００７７】
実施例である実験例１、３、９、１０と比較例である実験例８は、交流電圧は同じであり、交流電圧に対して重畳させる直流電圧が異なっている。直流電圧は、実験例８、９、１０、１、の順に従って大きくなるように、−２３００Ｖ、２００Ｖ、１７００Ｖ、２０００Ｖとした。この結果、実験例８のように、絶縁コート電極ローラ３４に印加される直流電位が、現像バイアスの直流電位に対してトナー３２の正規の帯電極性と同極性側であると、画像改善はされなかった。即ち、実験例８はＮＧレベルである。
【００７８】
一方で、実験例９、１０、１のように絶縁コート電極ローラ３４に印加される直流電位が、現像バイアスの直流電位に対してトナー３２の正規の帯電極性と逆極性側であると、実験例３と比較して画像が改善されている。
【００７９】
これは、実験例１、９、１０、は、絶縁コート電極ローラ３４に印加される直流電位が現像バイアスの直流電位に対して、トナーの正規の帯電極性と逆極性側であることで、図３のトナー３２Ｂを除去する動きＧが実験例３よりも顕著に行われるためである。従って、現像ゴーストの発生がなく、また絶縁コート電極ローラ３４に回収されたトナーは再度、ある程度帯電されたトナーとしてトナー供給されるためにべた黒追従性も改善されている。
【００８０】
一方、実施例である実験例１１、１２は、実験例１に対して絶縁コート電極ローラ３４に印加される電圧は同じであるが、実験例１に対して絶縁コート電極ローラ３４の芯金３４Ａの直径を変化させた。従って、実験例１、１１、１２は、現像ローラ３３と電極ローラ３４との距離が異なっている。その結果、実験例１１、１２は、印加電圧が実験例１と変わらないにもかかわらず、べた黒追従性、現像ゴーストの画像評価は、それぞれ良好レベル、許容レベルとなり、非常に良好レベルまでには到達しなかった。この結果から、べた黒追従性、現像ゴーストに影響を及ぼしているのは、絶縁コート電極ローラ３４への印加電圧の値自体ではなく、現像ローラ３３と絶縁コート電極ローラ芯金３４Ａとの間の最大電界であることが分かった。
【００８１】
以上から、電極ローラ３４の直流電位が現像ローラの直流電位に対してトナーの正規の帯電極性と逆極性側であり、電極ローラと現像ローラとの最大電界が１．０×１０7Ｖ／ｍ以上であれば、べた黒追従性、現像ゴーストが良化する（実験例１、９、１０、１１）。また、最大電界が１．６×１０7Ｖ／ｍ以上であれば、べた黒追従性、現像ゴーストが最適化する（実験例１、１０）。
【００８２】
また、実験例１０、１のように、電極ローラに印加される振動電圧が、現像ローラに印加される直流電位に対して、常にトナーの正規の帯電極性と逆極性側の電位であると、非常に良好レベルとなり、最適な画像が得られた。即ち、実験例１０、１において、電極ローラに交流電圧が印加されているものの、電極ローラと現像ローラとの間に交番する電界は形成されないような電圧に設定されている。
【００８３】
また、電極ローラ３４と現像ローラ３３が接触すると、現像ローラ３３上にトナー３２が固着してしまうために、絶縁コート電極ローラ３４と現像ローラ３３は、１０μｍ以上離すことが良い。
【００８４】
さらに、絶縁コート電極ローラ３４の回転方向についても実験を行った。
【００８５】
比較例である実験例１３は、実験例１と印加電圧構成は同じで、電極ローラ３４の回転を停止させたものである。結果は、図３のトナー供給位置Ｆに絶縁コート電極ローラ３４によるトナー搬送Ｄがなく、べた黒の追従性が悪い。即ち画像評価はＮＧレベルである。
【００８６】
比較例である実験例１４は、実験例１と印加電圧構成は同じで、図４に示すように、電極ローラと現像ローラの対向部において、絶縁コート電極ローラ３４の回転を現像ローラ３３と逆方向Ｈにしたものである。結果は、図４のように現像ローラ回転に対して、先ず、トナー供給Ｉが行われ、その後トナー供給位置下流で、現像バイアスに対してトナーと逆極性側の振動電圧によりトナー除去Ｊが行われるので、べた黒の追従性が悪い。即ちＮＧレベルである。
【００８７】
次に、本実施例に用いている交流電圧の周波数を検討した。交流電圧の周波数には次の特徴があることがわかった。１つは、周波数が３００Ｈｚ以下だと現像ローラ上に周波数に応じたトナーコートムラが発生し、もう１つは、周波数が３０００Ｈｚ以上だと電界の変化に対してトナーが追従できずに、図３で示したトナーの動きが小さくなり、べた黒追従性が悪化することである。この現象は、現像ローラの周速に応じて変化して、次の関係にするとこの現象が改善することがわかった。
２．５＜ｆ／ｄ＜２５ 式１
ここで、式１中のｄは現像ローラの周速（ｍｍ／ｓｅｃ）、ｆは交流電圧の周波数（Ｈｚ）を表す。ｆ／ｄが２．５以下であると、上述したトナーコートムラが生じやすい。ｆ／ｄが２５以上であると、現像ローラ上へのトナーの供給が不安定となり、画像のべた黒がトナー不足となりやすい。従って、本実施例では、交流電圧の周波数を４００Ｈｚに設定した。
【００８８】
以上から、絶縁コート電極ローラ３４の回転方向は、現像ローラ３３と同一方向であること、即ち、絶縁コート電極ローラ３４と現像ローラ３３とが対向した現像剤供給、除去領域ＴＳにおいて現像ローラ３３とは逆方向であることが最適であることが分かった。
【００８９】
なお、絶縁コート電極ローラ３４の芯金は、本実施例において、ＳＵＳ製のものを使用しているが、導電剤を分散させた樹脂、若しくは、ゴムでも良く、導電性のもので電極として機能すればよい。絶縁コート材料も、絶縁性を有していればよく、かつ所望の最大電界に対して耐圧性があればよい。材料としては、本実施例では、ポリカーボネート樹脂を使用したが、他にもポリエステル、ポリエチレン、ポリイミド、ウレタン、フェノール等の樹脂でも良い。又は、フッ素樹脂などの耐圧性の大きい樹脂、若しくは、シリコンゴム等のゴム材、若しくは、アルマイト等の絶縁性無機化合物でも良い。
【００９０】
また、本実施例では、現像剤供給除去部材３４としてローラ形状の絶縁コート電極ローラ３４を使用したが、導電性無端ベルトの表面を絶縁コート処理したものでも良く、その際は、トナー供給位置付近で最大電界が本実施例に挙げた関係にあればよい。
【００９１】
また、本実施例においては、本発明の現像装置を、画像形成装置本体２０Ａに着脱可能な現像カートリッジに適用した場合について説明したが、画像形成装置本体内に固定され、トナーのみを補給するような構成の現像装置に適用してもよい。また、図１にて、上記現像装置２４と感光ドラム２１、クリーニング装置２７及び帯電装置２２を一体で形成し画像形成装置本体２０Ａに対し着脱可能としたプロセスカートリッジに適用してもよい。
【００９２】
以上から、本実施例によれば、絶縁コートした電極ローラを現像ローラ近傍に間隙を持って配置し、絶縁コート電極ローラと現像ローラを同一方向に回転させる。そして、絶縁コート電極ローラと現像ローラとの間に振動電界を形成することにより、また、特に、交流電圧を電極ローラに印加すると、現像ローラへのトナーの供給と除去が、トナーが磁性、非磁性に限らず、絶縁コート電極ローラ１部品で行える。従って、現像装置の小型化、回転駆動トルクの低減、トナーへの低負荷の効果が得られる。
【００９３】
また、電極ローラに印加される直流電位と現像ローラに印加される直流電位を同じとするとともに、電極ローラ芯金と現像ローラの間の最大電界を８．０×１０6Ｖ／ｍ以上にすると、画像評価を許容レベルとすることができる。
【００９４】
また、電極ローラに印加される直流電位が、現像ローラに印加される直流電位に対してトナーの正規の帯電極性と逆極性側に設定されている。これにより、電極ローラ芯金と現像ローラの間の最大電界を１．０×１０7Ｖ／ｍ以上にすると、べた黒追従性と現像ゴーストが良化して画像評価を良好レベルとすることができる。
【００９５】
更には、電極ローラと現像ローラの間の最大電界を１．６×１０7Ｖ／ｍ以上にすると、べた黒追従性と現像ゴーストが最適化して画像評価を非常に良好レベルとすることができる。
【００９６】
実施例２
本実施例は、実施例１に対して絶縁コート電極ローラに印加される交流電圧仕様が変わったもので、その他の構成は実施例１と同じである。また、本実施例において、電極ローラに印加される直流電位は、現像ローラに印加される直流電位（−３００Ｖ）に対して、トナーの正規の帯電極性と逆側であるように設定される。本実施例（実験例１５、１９、２０）では、図２に示される絶縁コート電極ローラ３４には、画像形成装置の電源３９から＋１．５ｋＶの直流電圧に矩形波の交流電圧３ｋＶｐｐ、周波数４００Ｈｚを重畳したバイアスを印加した。実験例１６、１７、１８の実施例においては、電極ローラに印加される直流電圧、交流電圧のピーク間電圧をそれぞれ変化させた。これにより、実施例１と同様に現像剤供給、除去領域ＴＳにて、現像ローラ３３と絶縁コート電極ローラ３４との間に振動電界が形成され、現像ローラ上に好適なトナーコートが得られている。
【００９７】
【表２】
【００９８】
表２は、本実施例の特徴である交流電圧に矩形波形状の交流電圧を用いたときに、表１と同様に絶縁コート電極ローラ３４の配置と構成と電源３９による印加電圧を変化させたときのべた黒追従性と現像ゴーストを画像評価してまとめたものである。
【００９９】
実験例１５は、画像評価は非常に良好レベルである。実験例１６、１７、１８は実験例１５に対して、矩形波を用いた交流電圧と直流電圧を変化させ、電極ローラ芯金と現像ローラとの間の最大電界と画像評価ランクをまとめたものである。
【０１００】
実験例１９、２０は、実験例１５に対して、電極ローラに印加される直流電圧、交流電圧を変えることなく、電極ローラと現像ローラとのギャップを変えたものである。
【０１０１】
表２に示すように、実験例１５〜２０によれば、上記最大電界を６．０×１０6Ｖ／ｍ以上にすることによって、画像評価を許容レベルにすることができる。また、実験例１５、１７、１８、１９によれば、上記最大電界を８．０×１０6Ｖ／ｍ以上にすることによって、画像評価を良好レベルにすることができる。さらに、実験例１５、１８によれば、上記最大電界を１．０×１０7Ｖ／ｍ以上にすることによって、画像評価を非常に良好レベルにすることができる。
【０１０２】
この結果から、実施例１に比べ、画像評価ランクを良化させるために必要な電極ローラ芯金・現像ローラ間最大電界が小さくなっていることがわかる。つまり、交流電圧の波形をサイン波から矩形波に変えることで、電極ローラ芯金３４Ａと現像ローラ３３の間では、より急激な電界変化がえられるのでトナーの供給と除去が効果的に行われる。結果的に電極ローラに印加される交流電圧と直流電圧を小さくできる。
【０１０３】
なお、本実施例においては、本発明の現像装置を画像形成装置本体２０Ａに着脱可能な現像カートリッジに適用した場合について説明した。しかしながら、画像形成装置本体内に固定され、トナーのみを補給するような構成の現像装置に適用しても良い。また、図１にて、上記現像装置２４と感光ドラム２１、クリーニング装置２７及び帯電装置２２を一体で形成し画像形成装置本体２０Ａに対し着脱可能としたプロセスカートリッジに適用してもよい。
【０１０４】
以上から、本実施例では、実施例１で得られる効果に加えて、交流電圧に矩形波を用いることで、より低電圧でトナーの供給と除去を行える。
【０１０５】
実施例３
図５に、本発明に係る現像装置の他の実施例を示す。本実施例において、現像装置５０は、実施例１で説明した画像形成装置に適用し得るものであり、実施例１で説明した画像形成装置の説明を援用する。本実施例の現像装置５０も又、その全体構成及び機能は、実施例１及び実施例２の現像装置２４と同様であるので、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、再度の説明は省略し、主として、本実施例の特徴部について以下に説明する。
【０１０６】
図５において、本実施例の現像装置５０は、一成分現像剤として非磁性トナー３２を収容した現像容器５１と、現像容器５１内の長手方向に延在する開口部に位置し感光ドラム２１と対向設置された現像剤担持体としての現像スリーブ５２とを備える。現像装置５０は、感光ドラム２１上の静電潜像を現像して可視化する。
【０１０７】
現像スリーブ５２は、上記開口部にて図に示す右略半周面を現像容器５１内に突入し、左略半周面を現像容器５１外に露出して横設されている。この現像容器５１外へ露出した面は、現像装置５０の図中左方に位置する現像部ＴＤにて、感光ドラム２１にわずかな微小間隔を有して対向している。即ち、現像時には現像スリーブ５２に担持されたトナーは感光ドラムに飛翔することによって現像動作が行なわれる。
【０１０８】
現像スリーブ５２は、矢印Ｋ方向に回転駆動され、またその表面は、トナー３２との摺擦確率を高くし、かつ、トナー３２の搬送を良好に行うための適度な凹凸を有している。
【０１０９】
本実施例にて、現像スリーブ５２は、直径１６ｍｍのアルミニウム製スリーブ表面にガラスビーズ（＃６００）による定形ブラスト処理を施し、表面粗さＲｚが約３μｍとしたものを用いる。現像スリーブ５２は、感光ドラム２１との間隙が３００μｍになるように対向し、感光ドラム２１の周速５０ｍｍ／ｓに対して若干早めた周速８０ｍｍ／ｓで回転させた。
【０１１０】
現像スリーブ５２の上方位置には、スリーブ５２に担持されたトナーの層の厚さを規制するために、弾性ブレード５３が接触している。弾性ブレード５３は、ウレタン、シリコン等のゴム材料か、バネ弾性を有するＳＵＳ又はリン青銅の金属薄板を基体とし、現像スリーブ５２への当接面側にゴム材料を接着したもの等からなる。弾性ブレード５３は、ブレード支持板金５４に支持され、自由端側の先端近傍を現像スリーブ５２の外周面に面接触にて当接するように設けられている。現像スリーブ５２に対する弾性ブレード５３の当接方向としては、当接部に対して先端側が現像スリーブ５２の回転方向上流側に位置する、所謂、カウンター方向になっている。
【０１１１】
本実施例の弾性ブレード５３は、厚さ１．０ｍｍの板状のウレタンゴムをブレード支持板金５４に接着した構成になっている。
【０１１２】
トナー３２は、非磁性一成分現像剤であり、前述した実施例１と同じトナーである。
【０１１３】
本実施例において、現像スリーブ５２に印加される現像バイアスは直流電圧−３００Ｖに矩形波の交流電圧Ｖｐｐ２．２ｋＶ、周波数１．８ｋＨｚを重畳した。
【０１１４】
この現像部ＴＤにおいて、現像スリーブ５２上に薄層形成されたトナー層は、図５に示すように、電源６０によって現像スリーブ５２と感光ドラム２１の両者間に直流を重畳した交流電圧によって、感光ドラム２１上の静電潜像にトナー像として現像される。
【０１１５】
現像スリーブ５２の下方には、現像スリーブ５２とのギャップＳが１５０μｍとなるように絶縁コート電極ローラ３４が配置されている。絶縁コート電極ローラ３４は回転可能に支持され、現像スリーブ５２と同一方向Ｌに周速６０ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転駆動する。
【０１１６】
絶縁コート電極ローラ３４には画像形成装置の電源５５から表３に示すような直流電圧を印加している。絶縁コート電極ローラ３４の構成は、直径１１．５ｍｍのＳＵＳ製芯金（導電部材）３４Ａの表面に厚さ１００μｍのウレタン樹脂（絶縁部材）３４Ｂを積層したものである。
【０１１７】
なお、本実施例においても実施例１と実施例２同様の現像スリーブ５２上へのトナー供給方法、及び、現像スリーブ５２上からのトナー除去方法を採用しており、重複する点を省略する。本実施例において、電源５５と電源６０とが、現像スリーブ５２と電極ローラ３４との間に形成される振動電界を形成する電界形成装置である。
【０１１８】
本実施例で、実施例１、実施例２とは異なる絶縁コート電極ローラ３４に対する印加電圧構成について説明する。
【０１１９】
【表３】
【０１２０】
表３は、絶縁コート電極ローラ３４の配置と構成と印加電圧を変化させたときのべた黒追従性と現像ゴーストを画像評価してまとめたものである。
【０１２１】
本実施例である実験例２１、２２、２３、２４において、電極ローラに印加される直流電位は、現像スリーブに印加される直流電位に対して、トナーの正規の帯電極性とは逆極性側となるように設定される。実験例２１、２２、２３、２４において、電極ローラに印加される直流電位はそれぞれ異なっている。なお、電極ローラには交流電圧は印加されていない。しかしながら、現像スリーブには交流電圧が印加されているので、現像スリーブと電極ローラとの間に振動電界が形成される。従って、実験例２１〜２４において、電極ローラの芯金と現像ローラとの間の最大電界もそれぞれ異なっている。
【０１２２】
上述したように、本実施例では、交流電圧を用いた現像方式であるために、既に現像スリーブ５２と絶縁コート電極ローラ３４の間に適度な交流電圧が得られている。従って、電極ローラ３４に交流電圧を印加しなくても、直流電圧を印加するだけで、画像が良化する結果が得られる。ここで、電極ローラ３４に印加される直流電位は、現像スリーブ５２に印加される直流電位に対して、トナーの正規の帯電極性とは逆極性側である。
【０１２３】
本実施例では、現像スリーブ５２に印加される直流電位は−３００Ｖであることから、電極ローラ３４に印加される直流電位は、−３００ＶからＯＶまで、更には、０Ｖ以上である。電極ローラ３４に印加される直流電位は、本実験例２２、２３、２４、２１では、それぞれプラス１００、６００、１１００、１６００Ｖである。
【０１２４】
また、本実施例とは異なり、現像方式で用いている振動電界が小さい場合は、絶縁コート電極ローラに交流電圧を印加して、上記の最大電界を満たすような現像スリーブ５２と絶縁コート電極ローラ３４の間の電界構成にすればよい。
【０１２５】
実験例２１は、画像評価は非常に良好なレベルである。
【０１２６】
結果として、絶縁コート電極ローラ３４と現像スリーブ５２との間の最大電界を１．０×１０7Ｖ／ｍ以上にすることで、べた黒追従性と現像ゴーストが最適になることが分かった。
【０１２７】
表３の結果をまとめると、実験例２１〜２４によれば、上記最大電界を６．０×１０6Ｖ／ｍ以上にすることによって、画像評価を許容レベルにすることができる。また、実験例２１、２３、２４よれば、上記最大電界を８．０×１０6Ｖ／ｍ以上にすることによって、画像評価を良好レベルにすることができる。さらに、実験例２１、２４によれば、上記最大電界を１．０×１０7Ｖ／ｍ以上にすることによって、画像評価を非常に良好レベルにすることができる。
【０１２８】
なお、実施例３（表３）において、画像評価の許容レベル、良好レベル、非常に良好レベルにおけるそれぞれの最大電界の閾値は、実施例２（表２）と同じであった。即ち、現像ローラに交流電圧を印加しても、電極ローラに交流電圧を印加しても、現像ローラと電極ローラとの間の最大電界が同じであれば、画像評価において同様の作用効果が得られる。
【０１２９】
また、本実施例においても実施例１、実施例２と同様に、本発明の現像装置を画像形成装置本体２０Ａに着脱可能な現像装置からなるカートリッジに適用した場合について説明した。しかしながら、画像形成装置本体内に固定され、トナーのみを補給するような構成の現像装置に適用しても良い。また、実施例１と同様に、図１にて、上記現像装置５０と感光ドラム２１、クリーニング装置２７及び帯電装置２２を一体で形成し画像形成装置本体２０Ａに対し着脱可能としたプロセスカートリッジに適用してもよい。
【０１３０】
以上から、本実施例では、実施例１で得られる効果に加えて、現像バイアスで交流電圧を使用しているため、絶縁コート電極ローラに新たに交流電圧を印加する必要がなく、非接触現像方式であるために更にトナーへの負荷低減となる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例を説明する概略構成図である。
【図２】本発明に係る現像装置の一実施例を説明する概略構成図である。
【図３】本発明に従った現像装置内の現像剤の動きを説明する図である。
【図４】実験例における現像装置内の現像剤の動きを説明する図である。
【図５】本発明に係る現像装置の他の実施例を説明する概略構成図である。
【図６】従来例を説明する図である。
【符号の説明】
【０１３２】
２０ 画像形成装置
２０Ａ 画像形成装置本体
２１ 感光ドラム（像担持体）
２２ 帯電装置
２３ 露光装置
２４ 現像装置
２５ 転写ローラ
２７ クリーニング装置
２９ 定着装置
３１ 現像容器
３２ トナー
３３ 現像ローラ（現像剤担持体）
３４ 絶縁コート電極ローラ（現像剤供給除去部材）
３４Ａ 導電部材
３４Ｂ 絶縁部材
３５ 現像ブレード
３９ 電源（電界形成装置）
４０ 現像バイアス電源（電界形成装置）
５０ 現像装置
５１ 現像容器
５２ 現像スリーブ（現像剤担持体）
５３ 弾性ブレード
５５ 電源（電界形成装置）
６０ 現像バイアス電源（電界形成装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持し、像担持体に形成された静電像を現像剤で現像する現像剤担持体を有する現像装置において、
前記現像剤担持体へ現像剤を供給すると共に、前記現像剤担持体から現像剤を除去するために、前記現像剤担持体と離間して設けられた現像剤供給除去部材を備え、
前記現像剤供給除去部材は、導電部材と、前記現像剤供給除去部材の表面に設けられた絶縁部材と、を備え、
前記現像剤供給除去部材から前記現像剤担持体へ現像剤を供給する位置において、前記現像剤担持体の移動方向は前記現像剤供給除去部材の移動方向とは逆方向であり、
前記現像剤担持体と前記現像剤供給除去部材との間で電界を形成する電界形成装置を備え、前記電界は、振動電界であって、前記導電部材の直流電位は、前記現像剤担持体の直流電位と同じか、又は、前記導電部材の直流電位は、前記現像剤担持体の直流電位に対して現像剤の正規の帯電極性とは逆側である、振動電界である、
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤担持体に印加される電圧は、交流電圧なしの直流電圧であ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】
前記導電部材の直流電位は、前記現像剤担持体の直流電位と同じであり、前記導電部材に印加される電圧は、サイン波形の交流電圧を備え、前記現像剤担持体と前記導電部材との間に形成される最大電界は、８．０×１０6Ｖ／ｍ以上であ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】
前記導電部材の直流電位は、前記現像剤担持体の直流電位に対して現像剤の正規の帯電極性とは逆側であり、前記導電部材に印加される電圧は、サイン波形の交流電圧を備え、前記現像剤担持体と前記導電部材との間に形成される最大電界は、１．０×１０7Ｖ／ｍ以上であることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項５】
前記最大電界は、１．６×１０7Ｖ／ｍ以上であることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記導電部材の直流電位は、前記現像剤担持体の直流電位に対して現像剤の正規の帯電極性とは逆側であり、前記導電部材に印加される電圧は、矩形波の交流電圧を備え、前記現像剤担持体と前記導電部材との間に形成される最大電界は、６．０×１０6Ｖ／ｍ以上であることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項７】
前記最大電界は、８．０×１０6Ｖ／ｍ以上であることを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
前記最大電界は、１．０×１０7Ｖ／ｍ以上であることを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項９】
前記現像剤担持体に印加される電圧は、交流電圧と直流電圧との重畳電圧であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記導電部材の直流電位は、前記現像剤担持体の直流電位に対して現像剤の正規の帯電極性とは逆側であり、前記交流電圧は、矩形波形であり、前記現像剤担持体と前記導電部材との間に形成される最大電界は、１．０×１０7Ｖ／ｍ以上であることを特徴とする請求項９に記載の現像装置。
【請求項１１】
前記現像剤担持体の周速をｄ（ｍｍ／ｓｅｃ）、前記振動電界の周波数をｆ（Ｈｚ）とすると、２．５＜ｆ／ｄ＜２５を満たすことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかの項に記載の現像装置。
【請求項１】
現像剤を担持し、像担持体に形成された静電像を現像剤で現像する現像剤担持体を有する現像装置において、
前記現像剤担持体へ現像剤を供給すると共に、前記現像剤担持体から現像剤を除去するために、前記現像剤担持体と離間して設けられた現像剤供給除去部材を備え、
前記現像剤供給除去部材は、導電部材と、前記現像剤供給除去部材の表面に設けられた絶縁部材と、を備え、
前記現像剤供給除去部材から前記現像剤担持体へ現像剤を供給する位置において、前記現像剤担持体の移動方向は前記現像剤供給除去部材の移動方向とは逆方向であり、
前記現像剤担持体と前記現像剤供給除去部材との間で電界を形成する電界形成装置を備え、前記電界は、振動電界であって、前記導電部材の直流電位は、前記現像剤担持体の直流電位と同じか、又は、前記導電部材の直流電位は、前記現像剤担持体の直流電位に対して現像剤の正規の帯電極性とは逆側である、振動電界である、
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤担持体に印加される電圧は、交流電圧なしの直流電圧であ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】
前記導電部材の直流電位は、前記現像剤担持体の直流電位と同じであり、前記導電部材に印加される電圧は、サイン波形の交流電圧を備え、前記現像剤担持体と前記導電部材との間に形成される最大電界は、８．０×１０6Ｖ／ｍ以上であ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】
前記導電部材の直流電位は、前記現像剤担持体の直流電位に対して現像剤の正規の帯電極性とは逆側であり、前記導電部材に印加される電圧は、サイン波形の交流電圧を備え、前記現像剤担持体と前記導電部材との間に形成される最大電界は、１．０×１０7Ｖ／ｍ以上であることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項５】
前記最大電界は、１．６×１０7Ｖ／ｍ以上であることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記導電部材の直流電位は、前記現像剤担持体の直流電位に対して現像剤の正規の帯電極性とは逆側であり、前記導電部材に印加される電圧は、矩形波の交流電圧を備え、前記現像剤担持体と前記導電部材との間に形成される最大電界は、６．０×１０6Ｖ／ｍ以上であることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項７】
前記最大電界は、８．０×１０6Ｖ／ｍ以上であることを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
前記最大電界は、１．０×１０7Ｖ／ｍ以上であることを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項９】
前記現像剤担持体に印加される電圧は、交流電圧と直流電圧との重畳電圧であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記導電部材の直流電位は、前記現像剤担持体の直流電位に対して現像剤の正規の帯電極性とは逆側であり、前記交流電圧は、矩形波形であり、前記現像剤担持体と前記導電部材との間に形成される最大電界は、１．０×１０7Ｖ／ｍ以上であることを特徴とする請求項９に記載の現像装置。
【請求項１１】
前記現像剤担持体の周速をｄ（ｍｍ／ｓｅｃ）、前記振動電界の周波数をｆ（Ｈｚ）とすると、２．５＜ｆ／ｄ＜２５を満たすことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかの項に記載の現像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−９４１２（Ｐ２００８−９４１２Ａ）
【公開日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４２５８６（Ｐ２００７−１４２５８６）
【出願日】平成１９年５月２９日（２００７．５．２９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２９日（２００７．５．２９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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