JP2000066495A - 現像装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像剤担持体上のフィルミングの発生を防止
するとともに、現像剤担持体上における現像に使用され
なかった現像剤を現像剤収納槽にできるだけ戻さずに、
再び現像剤担持体に供給できる現像装置を提供するこ
と。 【解決手段】 現像装置１０４は、感光体ドラム１０２
にトナーＧ１を供給する現像ローラ１１７と、その現像
ローラ１１７上にトナーＧ１を供給する供給ローラ１１
９とを備えている。電源装置１１４は、現像ローラ１１
７及び供給ローラ１１９に電圧を印加する。コントロー
ラ１４０は、現像時には、供給ローラ１１９に担持され
るトナーＧ１が現像ローラ１１７に移動するような現像
用電圧を設定でき、非現像時には、現像ローラ１１７に
担持されるトナーＧ１が供給ローラ１１９に移動するよ
うな回収用電圧を設定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばモノカラー
またはフルカラーの複写機やプリンタ等に用いられる現
像装置及びそれを用いた画像形成装置に関する。さらに
詳細には、現像剤担持体におけるフィルミングの発生を
防止するとともに、現像剤担持体上で現像に使用されな
かった余剰の現像剤が現像剤収納槽になるべく戻らない
ようにした現像装置及びそれを用いた画像形成装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置において
は、全面帯電した感光体ドラムに、光書き込みユニット
の露光により静電潜像を形成した後、現像ローラによる
現像剤の担持量を規制ブレードを用いて一定にした状態
で、感光体ドラム上の静電潜像にその現像剤を付着させ
て顕像化し、記録用紙上に画像を形成する。その現像終
了後には、現像剤担持体上に残留した現像剤を除電して
再利用するべく、回収した現像剤を現像ローラに再度担
持させ、その担持量を規制ブレードを用いて一定にした
状態で、感光体ドラム上の静電潜像に対し回収した現像
剤を再付着させる。その場合、現像剤を荷電させるた
め、現像剤には大きな圧力が掛けられており、かかる圧
力を受ける現像剤は、劣化するとともに高帯電化される
ことによって、現像ローラ上に蓄積されるので、現像ロ
ーラにフィルミング（樹脂薄膜）が発生し、地肌カブリ
等の画像欠陥を引き起こしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そのため、例えば特開
平８−４４１６９号公報に示されるように、現像ローラ
の下方側に下シール材を設け、この下シール材に除電用
電圧を印加して、現像剤担持体上に残留した現像剤を現
像終了後に除電することで、現像剤の鏡像力を無くし
て、現像ローラから現像剤を引き剥がすことができる装
置が提案されている。同装置によれば、劣化した現像剤
も、現像ローラから引き剥がすことができるので、フィ
ルミングの発生を防止することができる。しかしなが
ら、同装置においては、劣化した現像剤は、現像ローラ
から引き剥がされた後現像剤収納槽に回収され、その収
納槽内の未使用の現像剤と混合されるため、現像装置と
して正常に使用できる期間（以下単に耐久期間と称す）
の終了時が近づいた場合、その現像剤収納槽には劣化し
た現像剤の量が増えることになる。このように現像剤収
納槽内で、劣化した現像剤の割合が高い状態になると、
記録用紙上に形成される画像のきめ細かさが悪くなって
ザラザラした画像となり、記録用紙上に形成された画像
が急激に悪くなる傾向があった。

【０００４】本発明は、上記した問題点を解決するため
になされたものであり、現像剤担持体におけるフィルミ
ングの発生を防止するとともに、現像剤担持体上におけ
る現像に使用されなかった現像剤を現像剤収納槽にでき
るだけ戻さずに、再び現像剤担持体に供給することによ
り、現像剤収納槽内の劣化した現像剤の割合をできるだ
け増加させないようにした現像装置及びそれを用いた画
像形成装置を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は、現像剤を用いて現像を行うための現像剤
担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給部
材とを有する現像装置において、前記現像剤担持体と前
記供給部材との間に電圧を印加する電圧印加手段と、前
記現像時には、前記供給部材に担持される現像剤が前記
現像剤担持体に向かって移動する極性の現像用電圧を設
定し、非現像時には、前記現像剤担持体に担持される現
像剤が前記供給部材に向かって移動する極性の回収用電
圧を設定するように、前記電圧印加手段を制御する制御
手段とが設けられている。

【０００６】この発明では、現像時には、現像剤担持体
及び供給部材に現像用電圧を設定して、供給部材に担持
される現像剤を現像剤担持体に移動させる。そして、非
現像時には、現像剤担持体に担持される現像剤が供給部
材に移動するような、回収用電圧を現像剤担持体及び供
給部材に設定することにより、現像剤担持体に担持され
る現像剤が、現像剤担持体から引き剥がされるので、フ
ィルミングの発生を防止できる。次の現像時には、現像
用電圧を現像剤担持体と供給部材との間で設定して、供
給部材に担持される現像剤を、現像剤担持体に移動させ
るので、現像剤担持体より一旦引き剥がされた現像剤に
ついても、供給部材から現像剤担持体に向かって再び移
動させる。それにより、現像剤担持体より剥がされた現
像剤が、現像剤収納槽内に回収されることが少なくなっ
て、現像剤収納槽内では、劣化した現像剤の割合はあま
り増加しない。

【０００７】また、この発明の現像装置では、前記制御
手段は、前記現像剤担持体と前記供給部材との間で放電
が生じるときの電位差よりも小さい範囲で現像用電圧及
び回収用電圧を設定するのが望ましい。現像剤担持体と
供給部材との間で放電が生じると、現像剤担持体と供給
部材との間では、実質的な電位差が無くなった状態にな
り、前記現像用電圧及び回収用電圧を設定したことにな
らない。従って、現像剤担持体と供給部材との間の電圧
は、現像剤担持体と供給部材との間で放電が生じないよ
うな電圧にすべきである。

【０００８】また、この発明の現像装置では、前記現像
装置の余命を検出する余命検出手段を設け、前記制御手
段が、この余命検出手段の検出値に基づいて前記電圧印
加手段を制御するのが望ましい。それにより、余命検出
手段が、例えば画像が形成された記録枚数をカウントす
る等によって現像装置の余命を検出し、その検出結果に
基づいて、制御手段が電圧印加手段を制御するので、規
制部材への固着及び現像剤担持体へのフィルミングが生
じない。例えば、現像装置の使用開始時には、現像剤収
納槽には劣化した現像剤の量が少ないので、前記現像用
電圧と回収用電圧との切り換え回数を少なくしたり、切
り換え時間を短くしたりする。一方、前記耐久期間の中
期または終了時が近づいた現像装置を使用する場合、劣
化した現像剤の量が相対的に多いので、現像用電圧と回
収用電圧との切り換え回数を多くしたり、切り換え時間
を長くしたりする。

【０００９】また、この発明の現像装置では、環境条件
を検出する環境検出手段を設け、前記制御手段が、この
環境検出手段の検出結果に基づいて前記電圧印加手段を
制御するのが望ましい。それにより、環境検出手段が、
例えば湿度及び温度等の環境条件を検出し、その環境条
件に基づいて、制御手段が電圧印加手段を制御するの
で、環境変化に対する安定性を増すことができる。例え
ば、現像装置内が高湿及び高温の場合、現像剤が規制部
材に固着しやすいので、現像用電圧と回収用電圧との切
り換え回数を少なくしたり、切り換え時間を短くしたり
する。一方、現像装置内が低湿及び低温の場合、フィル
ミングの発生が相対的に多いので、現像用電圧と回収用
電圧との切り換え回数を多くしたり、切り換え時間を長
くしたりする。

【００１０】また、この発明の現像装置では、前記制御
手段の設定電圧が、前記回収用電圧から前記現像用電圧
に切り換えられた場合に、現像動作の開始を所定時間遅
延させる遅延手段を備えることが望ましい。ここで「所
定時間」とは、回収用電圧から現像用電圧へ切り換えた
場合、回収用電圧に設定時に形成された現像剤層によっ
て「かぶり」等の画像不良が生じるおそれがあるので、
その画像不良が生じるおそれがなくなるのに要する時間
をいう。それにより、回収用電圧から現像用電圧へ切り
換えられた直後の悪影響を受けることなく、現像動作を
行うことができる。

【００１１】また、この発明の現像装置では、前記現像
用電圧には振動成分が含まれ、前記回収用電圧には振動
成分が含まれないことが望ましい。現像用電圧に振動成
分を含むようにするのは、現像時には振動電界を形成し
た方が都合がよいからである。一方、回収用電圧が振動
成分を含まない直流成分のみとするのは、逆帯電した現
像剤による現像を防止するためである。逆帯電した現像
剤は、像担持体との間に振動電界が形成されると、非画
像部に現像され、画像ノイズ（カブリ）の原因となるか
らである。

【００１２】また、この発明の画像形成装置は、上記に
記載したいずれかの現像装置と、画像を担持する像担持
体と、前記像担持体上に画像を形成する作像手段とを有
することを特徴とする。この画像形成装置では、たとえ
ば像担持体上に作像手段によって潜像が形成される。次
いで、この潜像は上述した現像装置により顕像化され
る。そして、像担持体上の画像が記録体に転写されて画
像が形成される。なお、直接に像担持体上に画像を形成
しても良い。上記に記載した現像装置の場合、現像剤担
持体上のフィルミングの発生を防止するとともに、現像
剤担持体上における現像に使用されなかった現像剤を現
像剤収納槽にできるだけ戻さずに、再び現像剤担持体に
供給することにより、現像剤収納槽内の劣化した現像剤
の割合を増加させない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
形態について、図面に基づいて詳細に説明する。本実施
の形態は、電子写真方式の画像形成装置であって、非磁
性一成分トナーの現像剤（以下、単にトナーＧ１と称
す）を使用して画像を形成するものである。図１は、そ
の実施の形態の画像形成装置の要部を示す概略図であ
る。

【００１４】画像形成装置本体１０１内のほぼ中央部に
は、図１に示されるように、有機光導電材料（ＯＰＣ）
からなる薄膜層を表面に形成した感光体ドラム１０２
（像担持体）が、矢印Ａ方向に回転自在に設けられてい
る。その感光体ドラム１０２の周囲には、同矢印Ａの回
転方向に沿って、帯電器１０３、現像装置１０４、転写
器１０５、クリーナ１０６が順次配設され、更に、感光
体ドラム１０２の斜め上方側には、作像手段としてのレ
ーザー露光装置１０７が配置されている。また、同装置
本体１０１の底部側には、この画像形成装置のコントロ
ーラ１４０（制御手段）が設けられており、このコント
ローラ１４０は、帯電器１０３、現像装置１０４、転写
器１０５、クリーナ１０６、レーザー露光装置１０７等
を制御することができる。

【００１５】帯電器１０３は、感光体ドラム１０２表面
の薄膜層を、矢印Ａ方向に回転させながら、一様全面帯
電させるものである。また、レーザー露光装置１０７
は、画像情報に基づいたレーザー光１１５を感光体ドラ
ム１０２表面に露光して、静電潜像を感光体ドラム１０
２表面に形成するものである。その画像情報を形成する
ため、画像形成装置本体１０１の上側には、原稿上の画
像を読み取る読取装置ＩＲが設けられており、この読取
装置ＩＲが読み取った画像情報に基づき、コントローラ
１４０は、レーザー露光装置１０７の駆動用のデータを
作成する。この場合、レーザー光１１５を受けた後の感
光体ドラム１０２の表面電位は、静電潜像が形成された
画像部と静電潜像が形成されない非画像部とで大きく異
なり、負帯電性のトナーＧ１がその静電潜像が形成され
た画像部のみに付いて、静電潜像に対応して顕像化され
る。

【００１６】現像装置１０４は、感光体ドラム１０２上
に形成された潜像をトナーＧ１を用いて顕像化するもの
であり、感光体ドラム１０２に隣接する位置には、矢印
Ｃ方向に回転する現像ローラ１１７（現像剤担持体）が
配設されている。また、その現像装置１０４は、トナー
Ｇ１を収納するトナーホッパ１１６を有し、このトナー
ホッパ１１６の上部には、現像ローラ１１７側に向かっ
て延びる規制ブレード１１８（規制部材）が配置されて
いる。そして、トナーホッパ１１６の現像ローラ１１７
側に位置するバッファ室１１６ａには、トナーＧ１の供
給・回収手段としての供給・回収ローラ（以下、単に供
給ローラと称す）１１９が配置されている。また、トナ
ーホッパ１１６の奥部側に位置するトナー貯蔵室１１６
ｂには、トナーＧ１を攪拌するとともにトナーＧ１を供
給ローラ１１９へ供給するため、矢印Ｂ方向に回転する
攪拌羽根１２０を備えている。

【００１７】これらの要素について詳述すると、供給ロ
ーラ１１９は、現像ローラ１１７に接触した状態で矢印
Ｄ方向（矢印Ｃ方向と同方向）に回転しながらトナーＧ
１を現像ローラ１１７に対して供給できるので、規制ブ
レード１１８は、現像ローラ１１７の回転方向（矢印Ｃ
方向）における下流側で現像ローラ１１７で接触し、現
像ローラ１１７上に担持されるトナーＧ１の薄層の厚さ
を一定にする。また、画像形成装置本体１０１の底部側
には、電圧印加手段としての電源装置１１４が設けられ
ている。

【００１８】また、現像ローラ１１７は、感光体ドラム
１０２にトナーＧ１を供給する際には、感光体ドラム１
０２との接触領域（以下「現像領域」という。）で接触
しつつ、矢印Ｃ方向に回転しながらトナーＧ１を感光体
ドラム１０２に付与する。この場合、現像ローラ１１７
は、導電性の材料からなるとともに現像電圧が適宜印加
されるように、電源装置１１４と接続されているので、
現像ローラ１１７に対して現像電圧が印加されると、現
像ローラ１１７上のトナーＧ１は、現像領域において静
電潜像の表面電位に応じて、感光体ドラム１０２へ移動
する。

【００１９】また、画像形成装置本体１０１の下方に
は、記録用紙Ｐを収納する給紙カセット１０８が設置さ
れ、この給紙カセット１０８の上部には、記録用紙Ｐを
給紙する欠部付き送りローラ１０９が配置されている。
また、給紙カセット１０８の上部には、感光体ドラム１
０２に向かう用紙通路１１０ａが形成され、この用紙通
路１１０ａ内を搬送される記録用紙Ｐは、一対の給紙ロ
ーラ１１０ｂによって、感光体ドラム１０２と転写器１
０５との間に挟まれた転写領域１１３に導びかれる。そ
の後、転写領域１１３において、感光体ドラム１０２上
のトナーＧ１の像を記録用紙Ｐに転写させるため、転写
器１０５は、感光体ドラム１上のトナーＧ１の像の移動
に同期して送られた記録用紙Ｐの裏面側から、トナーＧ
１の帯電極性とは逆の正極性の転写電荷を与える。それ
により、感光体ドラム１０２上のトナーＧ１の像が記録
用紙Ｐに転写され、記録用紙Ｐ上には画像が形成され
る。

【００２０】転写領域１１３の下流側には、感光体ドラ
ム１０２から分離された記録用紙Ｐを定着器１１１に導
く用紙ガイド１１０ｃが設けられ、更にその下流側に
は、定着器１１１が設けられており、この定着器１１１
は、転写領域１１３において転写されたトナーＧ１の像
を記録用紙Ｐ上に熱定着させる。そして、定着器１１１
へ送られた記録用紙Ｐは、熱定着後に、排紙スタック１
１２上に排出される。

【００２１】また、クリーナ１０６は、転写後の感光体
ドラム１０２上に残るトナーＧ１を除去するものであ
り、トナーＧ１を除去するためのクリーニングブレード
１０６ａを有している。それにより、このクリーニング
ブレード１０６ａは図中Ａ方向に回転する感光体ドラム
１０２に接触しながら、感光体ドラム１０２上のトナー
Ｇ１を掻き落とすとともに、そこから落ちたトナーＧ１
をクリーナ１０６内に収容する。

【００２２】コントローラ１４０は、周知のＣＰＵ，Ｒ
ＯＭ，ＲＡＭ等を組み合わせてなるマイコンであり、画
像形成装置内の各種デバイスを統括的に制御し、特に電
源装置１１４を制御して、現像ローラ１１７及び供給ロ
ーラ１１９等に対して印加される電圧を変更する。即
ち、コントローラ１４０は、電源装置１１４を制御する
ことにより、現像ローラ１１７及び供給ローラ１１９等
に印加する電圧の大きさ、極性等を変える。すなわち、
コントローラ１４０は、現像ローラ１１７と供給ローラ
１１９との間の電圧を変更でき、現像時には、供給ロー
ラ１１９に担持されるトナーＧ１が現像ローラ１１７に
移動するような現像用電圧を設定し、非現像時には、現
像ローラ１１７に担持されるトナーＧ１が供給ローラ１
１９に移動するような回収用電圧を設定することができ
る。

【００２３】そして、現像用電圧としては、電源装置１
１４は、現像ローラ１１７から感光体ドラム１０２のレ
ーザー光１１５の照射を受けた部分にトナーＧ１が向か
うように電界を発生させるため、電圧差１０００Ｖ〜３
０００Ｖ（好ましくは電圧差１４００Ｖ）、周波数１ｋ
Ｈｚ〜１０ｋＨｚ（好ましくは周波数３ｋＨｚ）、デュ
ーティ１０％〜９０％（好ましくはデューティ３３％）
のオフセット、電圧−１００Ｖ〜−８００Ｖの交流バイ
アスが印加されるのに対し、非現像時のトナー回収用電
圧としては、供給ローラ１１９の電圧値が、現像ローラ
１１９の電圧値に対して、１００Ｖ高くなるように設定
する。尚、この現像用電圧には、振動電界を形成するた
めに振動成分が含まれるが、回収用電圧には、逆帯電し
たトナーＧ１の現像を防止すべく、振動成分を含まない
直流成分のみとする。

【００２４】具体的な設定値としては、現像時及びトナ
ー回収時の双方ともに、感光体ドラム１０２の画像部を
−１００Ｖとし、非画像部を−６５０Ｖとする。また、
現像時では、現像ローラ１１７の電圧値（ＤＣ成分）を
−４５０Ｖとし、供給ローラ１１９の電圧値（ＤＣ成
分）を−５５０Ｖとするのに対し、回収時では現像ロー
ラ１１７の電圧値（ＤＣ成分）を−４５０Ｖとし、供給
ローラ１１９の電圧値（ＤＣ成分）を−３５０Ｖとす
る。また、電源装置１１４は、トナーＧ１が規制ブレー
ド１１８に固着しないように、規制ブレード１１８に対
して負（−）のバイアスを印加する。

【００２５】ところで、この実施の形態の場合、使用さ
れるトナーＧ１は、負帯電性の非磁性一成分トナーＧ１
であって、粒径が数μｍから１０μｍ程度以下のポリエ
ステル系樹脂からなる。そのトナーＧ１は、帯電量及び
大きさにばらつきがあり、トナーＧ１の単位重量当たり
の電荷量（以下帯電量と称す）が大きいほど、現像され
にくい特性を有し、また、その粒径が小さいほど現像さ
れにくい特性を有する。そして、小粒径で帯電量が大き
いトナーＧ１が現像ローラ１１７上に多く存在する場
合、トナーＧ１の鏡像力が大きくなって、現像ローラ１
１７から感光体ドラム１０２側に移動しにくくなった
り、現像ローラ１１７から供給ローラ１１９側へはがれ
難くい状態になる。

【００２６】具体的には、図２は、感光体ドラム１０２
と現像ローラ１１７との間の電圧差と画像濃度との関係
を示すグラフであり、グラフ横軸にその電圧差を示し、
グラフ縦軸に画像濃度を示す。この場合、その電圧差が
大きくなれば、画像濃度が高くなることを示している
が、トナーＧ１の帯電量が大きい程画像濃度が薄く、現
像しにくいことが分かる。また、図３は、現像ローラ１
１７上の５μｍ以下のトナーＧ１の割合と感光体ドラム
１０２上の５μｍ以下のトナーＧ１の割合との関係を示
すグラフであり、グラフ横軸に現像ローラ１１７上の５
μｍ以下のトナーＧ１の割合を、グラフ縦軸に感光体ド
ラム１０２上の５μｍ以下のトナーＧ１の割合を取った
グラフを示す。そして、現像ローラ１１７上に５μｍ以
下の小粒径のトナーＧ１が多く存在する程、感光体ドラ
ム１０２上に５μｍ以下のトナーＧ１の割合が多く存在
して、現像性が悪いのに対し、現像ローラ１１７上に５
μｍ以下の小粒径のトナーＧ１が少なくない程、感光体
ドラム１０２上に５μｍ以下のトナーＧ１の割合が少な
く、現像性が良いことが分かる。

【００２７】また、図４は、現像前後の現像ローラ１１
７上のトナー個数とトナー粒径との関係を示すグラフで
あり、グラフ縦軸に現像ローラ１１７上のトナー個数
を、グラフ横軸にトナー粒径を取ったグラフを示す。こ
の場合、トナーＧ１は１０μｍ程度以下のものが使用さ
れるが、トナー粒径が１０μｍに近いトナーＧ１は、現
像動作により感光体ドラム１０２へ移動して減少するの
に対して、トナー粒径が極めて小さい場合、トナーＧ１
はあたかも選別される如く、現像ローラ１１７上に残留
することが分かる。

【００２８】このように小粒径で帯電量が高いトナーＧ
１は、現像ローラ１１７からはがれずに、現像ローラ１
１７上に多く存在し、次のトナーＧ１が現像ローラ１１
７に供給されると、はがれなかったトナーＧ１が、現像
ローラ１１７上に更に残る可能性が高い。そのためはが
れなかったトナーＧ１が、規制ブレード１１８によって
繰り返し押圧されることになって、トナーＧ１が破壊さ
れたり、トナーＧ１の後処理材が埋没することで流動性
も悪くなってトナーＧ１を劣化させる。かかる劣化した
トナーＧ１は、現像ローラ１１７上に蓄積し、規制ブレ
ード１１８によって繰り返し押圧されることになってト
ナーＧ１の付着力が増し、やがてトナーＧ１が現像ロー
ラ１１７上に融着する現象が生じ、画像劣化の原因にな
る。

【００２９】その場合、仮に、供給ローラ１１９以外の
部材を用いてトナーＧ１を除電することにより、劣化し
たトナーＧ１を現像ローラ１１７から引き剥がすことが
できるが、剥がされたトナーＧ１がトナーホッパ１１６
内に回収され同ホッパ１１６内の未使用のトナーＧ１と
混合される結果、現像装置１０４として正常に使用でき
る期間（耐久期間）の終了時が近づいた場合、トナーホ
ッパ１１６内には、劣化したトナーＧ１の量が増えるこ
とになる。そして、トナーホッパ１１６内のトナーＧ１
について、劣化したものの割合が高い状態になった現像
装置１０４を使用すると、記録用紙Ｐ上に形成される画
像のきめ細かさが悪くなって、ザラザラした画像になっ
たり、トナーＧ１の流動性が落ちて、トナーＧ１の供給
不足が生じることにより、画像の濃度不足が生じたりす
る。

【００３０】そのため、この実施の形態においては、コ
ントローラ１４０が、既述したように、現像ローラ１１
７及び供給ローラ１１９に回収用電圧を設定することに
より、現像ローラ１１７に担持されるトナーＧ１が、小
粒径で帯電量が高いトナーＧ１であっても、現像ローラ
１１７から引き剥がされて、フィルミングの発生を防止
することができる。そして、コントローラ１４０が、そ
の回収用電圧を現像用電圧に変更することにより、供給
ローラ１１９に担持されるトナーＧ１を、現像ローラ１
１７に移動させることができ、現像ローラ１１７より一
旦引き剥がされたトナーＧ１を、再度供給ローラ１１９
から現像ローラ１１７に向かって移動させることができ
るので、現像ローラ１１７より剥がされたトナーＧ１
が、トナーホッパ１１６に回収されることが少なく、ト
ナーホッパ１１６内の劣化したトナーＧ１の割合はあま
り増加しない。尚、劣化したトナーＧ１がトナーホッパ
１１６内に多少含まれていても、形成される画像に大き
な影響を与えない。

【００３１】続いて、上記の構成を有する画像形成装置
及び現像装置１０４の動作について説明する。最初に、
感光体ドラム１０２が図中Ａ方向に回転すると、その感
光体ドラム１０２表面が帯電器１０３下方を通過する際
に所定の電位に帯電させられる。その後、感光体ドラム
１０２の回転に伴い、感光体ドラム１０２の被帯電部分
が、露光位置（レーザー露光装置１０７に対面する位
置）に達すると、そこで画像情報に従ったレーザ光１１
５の照射を受け、静電潜像が形成される。

【００３２】次に、トナーホッパ１１６内のトナーＧ１
が、攪拌羽根１２０の図中Ｂ方向の回転により攪拌され
るとともに供給ローラ１１９側に押し出される。そし
て、供給ローラ１１９が図中Ｄ方向に回転するととも
に、コントローラ１４０が現像ローラ１１７及び供給ロ
ーラ１１９に現像用電圧を設定することにより、供給ロ
ーラ１１９から現像ローラ１１７へトナーＧ１を供給す
る。現像ローラ１１７の外周面に付着したトナーＧ１
は、矢印Ｃ方向へ所定速度で回転する現像ローラ１１７
に担持されながら、規制ブレード１１８側に搬送され、
その規制ブレード１１８によって薄層状にならされる。

【００３３】次に、現像ローラ１１７上に均一に薄層状
に担持されたトナーＧ１は、感光体ドラム１０２側へ搬
送される。この場合、現像ローラ１１７と感光体ドラム
１０２との間に発生した電界の作用により、現像領域に
おいて、トナーＧ１は静電潜像の表面電位に応じて、現
像ローラ１１７外周面から感光体ドラム１０２へ移動
し、感光体ドラム１０２上に形成された静電潜像に付着
され、静電潜像が顕像化される。これ以後、感光体ドラ
ム１０２はその表面にトナーＧ１による像を担持して回
転する。

【００３４】その後、トナーＧ１による像が転写器１０
５に達すると、感光体ドラム１０２に対して転写器１０
５から転写電界が印加され、これによりトナーＧ１の像
が記録用紙Ｐ側に吸引され転写される。そして、トナー
Ｇ１による像の転写を受けた記録用紙Ｐは、感光体ドラ
ム１０２から分離された後、用紙ガイド１１０ｃに沿っ
て、定着器１１１へ送られ、更に、排紙スタック１１２
に排出される。一方、感光体ドラム１０２上には、転写
器１０５を通過した後も、トナーＧ１の像があったとこ
ろ（現像剤像跡）にトナーＧ１が少し残るが、この残留
トナーＧ１はクリーナ１０６に達すると、そこでブレー
ド１０６ａにより掻き取られて除去される。

【００３５】そして、非現像時に、コントローラ１４０
が現像ローラ１１７及び供給ローラ１１９に回収用電圧
を設定し、現像ローラ１１７から供給ローラ１１９へト
ナーＧ１を移動させることにより、そのトナーＧ１を供
給ローラ１１９に担持させる。その後、コントローラ１
４０が、現像ローラ１１７及び供給ローラ１１９に現像
用電圧を設定することにより、供給ローラ１１９に担持
されたトナーＧ１が現像ローラ１１７に再び移動して現
像ローラ１１７に担持され、現像に使用される。以下上
述した態様が繰り返される。

【００３６】尚、コントローラ１４０が電源装置１１４
を制御して、回収用電圧及び現像用電圧に相互に切り替
える場合にあたって、現像ローラ１１７と供給ローラ１
１９との間の電圧差が大きいと、現像ローラ１１７と供
給ローラ１１９との間で放電（以下リークという）が生
じるおそれがあるので、リークが生じる電圧差よりも小
さい範囲で電圧変更を行うのが望ましい。その理由は、
現像ローラ１１７と供給ローラ１１９との間でリークが
生じた場合、現像ローラ１１７と供給ローラ１１９との
間では、実質的な電位差が無くなった状態になり、現像
用電圧及び回収用電圧を設定したことにならないからで
ある。具体的には、図５は現像ローラ１１７及び供給ロ
ーラ１１９間の電圧差とこれら両ローラ１１７、１１９
間で流れる電流の関係を示しており、その電圧差がおよ
そ４００Ｖを超えたところでリークが生じるので、それ
よりも小さい範囲で電圧変更を行う。

【００３７】また、回収用電圧の設定後、再び現像用電
圧を設定する場合にあたって、コントローラ１４０は現
像動作を所定時間経過後に行う。これは、回収用電圧
（逆バイアスともいう）設定した時、現像ローラ１１７
上には、逆帯電した（プラス状態の）トナーＧ１が増
え、「かぶり」等の画像ノイズが発生するからである。
具体的には、図６（ａ）は逆バイアス印加時の状態を示
し、図６（ｂ）は逆バイアス印加終了後の状態を示して
おり、逆バイアスの印加時に現像ローラ１１７及び供給
ローラ１１９が接触点Ｋ１で接触する。そして、逆バイ
アスの印加が終了した時点では、現像ローラ１１７が矢
印Ｃ方向に距離Ｌ１だけ回転して、現像ローラ１１７及
び供給ローラ１１９が接触点Ｋ２で接触する。

【００３８】そのため、距離Ｌ１に亘る接触点Ｋ１及び
Ｋ２の間の接触部には、回収用電圧設定時の逆帯電した
（プラス状態の）トナーＧ１が付着し、そのトナーＧ１
を用いて現像を行うと、「かぶり」等の画像ノイズが発
生するおそれがある。それにより、現像ローラ１１７と
感光体ドラム１０２とのニップ点Ｒを上側接触点Ｋ２が
通過した後（所定時間後）に現像動作を開始すれば、正
規のバイアスを印加した後のトナーＧ１に基づいて現像
が行われるので、「かぶり」等の画像ノイズが発生する
ことはない。従って、回収用電圧から現像用電圧へ切り
換えた場合、回収用電圧の設定中に形成されたトナーＧ
１を現像を使用しないように、所定時間（距離Ｌ１に対
応する）経過後に、現像を行うのが望ましい。尚、現像
用電圧として交流電源を利用する場合は、ニップ点Ｒを
上側接触点Ｋ２が通過するまでは、交流電圧を印加せず
に直流電圧のみを印加する態様を採用しても良い。

【００３９】以上、詳細に説明したように本実施の形態
に係る発明によれば、現像を行う現像ローラ１１７と、
その現像ローラ１１７上にトナーＧ１を供給する供給ロ
ーラ１１９とを備えている現像装置１０４において、電
源装置１１４は、現像ローラ１１７と供給ローラ１１９
とに電圧を印加し、コントローラ１４０は、現像時に
は、供給ローラ１１９に担持されるトナーＧ１が現像ロ
ーラ１１７に移動するような現像用電圧を設定し、非現
像時には、現像ローラ１１７に担持されるトナーＧ１が
供給ローラ１１９に移動するような回収用電圧を設定で
きるので、現像ローラ１１７に担持されるトナーＧ１
が、現像ローラ１１７から引き剥がされて、フィルミン
グの発生を防止し、次の現像時には、現像用電圧の設定
により、現像ローラ１１７から一旦引き剥がされたトナ
ーＧ１を、供給ローラ１１９から現像ローラ１１７に向
かって再び移動させるので、劣化したトナーＧ１が、ト
ナーホッパ１１６に回収されることが少なくなる。従っ
て、トナーホッパ１１６内において、劣化したトナーＧ
１の割合はあまり増加しないので、現像装置１０４の耐
久期間の終了時が近づいた場合であっても、記録用紙Ｐ
上に形成される画像には劣化がみられない。

【００４０】次に、第２の実施の形態について説明す
る。この実施の形態の場合、コントローラ１４０が、画
像が形成された記録用紙Ｐの枚数をカウントして、現像
装置１０４の余命を検出する余命検出手段としての役割
を果たしている点で第１の実施の形態と異なり、その他
は同一であるので、異なっている点のみ説明する。すな
わち、コントローラ１４０が、画像が形成された記録用
紙Ｐの枚数をカウントすることにより、そのカウント値
が、予め設定した現像装置１０４が正常に記録できる記
録枚数に近づいたか否かを判断できるので、これらカウ
ント値等に基づいて、コントローラ１４０が電源装置１
１４を制御する。

【００４１】例えば、現像装置１０４の使用開始時に
は、トナーホッパ１１６内には劣化したトナーＧ１の量
が少ないので、コントローラ１４０は、現像用電圧と回
収用電圧との切り換え回数を少なくし、また、切り換え
時間を短くし、更に、電圧差も小さくする。一方、現像
装置１０４の余命の末期が近づいたものを使用する場
合、トナーホッパ１１６内には劣化したトナーＧ１の量
が相対的に多いので、コントローラ１４０は、現像用電
圧と回収用電圧との切り換え回数を多くし、また、切り
換え時間も長くし、更に、電圧差も大きくするのが良
い。このように現像装置１０４の余命によって、コント
ローラ１４０が、前記切り換え回数等を制御することに
より、規制ブレード１１８への固着及び現像ローラ１１
７のフィルミングの両方が生じない。もっとも、画像形
成装置本体１０１内に、現像装置１０４の余命を検出す
る余命検出手段を設けて良い。

【００４２】次に、第３の実施の形態について説明す
る。この実施の形態の場合、現像装置１０４内の環境条
件を検出するため、例えば湿度及び温度等を検出する湿
度計及び温度計（環境検出手段）を設けている点で第１
の実施の形態と異なり、その他は同一であるので、異な
っている点のみ説明する。すなわち、現像装置１０４内
の湿度及び温度等を検出結果に基づいて、コントローラ
１４０が、電源装置１１４を制御する。例えば、現像装
置１０４内が高湿及び高温の場合、トナーＧ１が規制ブ
レード１１８に固着しやすいので、コントローラ１４０
は、現像用電圧と回収用電圧との切り換え回数を少なく
し、また、切り換え時間を短くし、更に、電圧差も小さ
くする。

【００４３】一方、現像装置１０４内が低湿及び低温の
場合、フィルミングの発生が相対的に多いので、コント
ローラ１４０は、現像用電圧と回収用電圧との切り換え
回数を多くし、また、切り換え時間を長くし、更に、電
圧差も大きくする。このように現像装置１０４内の環境
条件によって、コントローラ１４０が、前記切り換え回
数等を制御することにより、この現像装置１０４は環境
変化等に対して安定性が増すことになる。もっとも、画
像形成装置本体１０１内に、湿度及び温度等を検出する
湿度計及び温度計（環境検出手段）を設けて良い。

【００４４】なお、本発明は上記した実施の形態に限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種
々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例
えば、この画像形成装置をフルカラーの複写機やファク
シミリ装置等に適用してもよいことはいうまでもない。
例えば、現像ローラ１１７と供給ローラ１１９との間の
電圧差を大きくすると、現像ローラ１１７上のトナーＧ
１の担持量が増えるので、トナー検出手段（図示せず）
が現像装置１０４内のトナーＧ１の量を検出して、その
検出結果に基づいて、コントローラ１４０が、トナーＧ
１が多く残存している場合にはその電圧差を小さくする
のに対し、トナーＧ１がわずかに残存している場合には
その電圧差を大きくする制御を行うことにより、画像の
濃度を安定させることができる。

【００４５】

【発明の効果】以上、説明した通り本発明の現像装置に
よれば、現像剤担持体上のフィルミングの発生を防止す
るとともに、現像剤収納槽内の劣化した現像剤の割合が
あまり増加しない。また、本発明の画像形成装置によれ
ば、本発明の現像装置を利用することから、地肌カブリ
や画像追従不良等の画像欠陥を引き起こすことなく、ま
た、耐久期間の終了時が近づいた現像装置を使用する場
合であっても、記録用紙上に形成される画像が急激に悪
くならずに、常に良好な画像が形成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す概
略図である。

【図２】感光体ドラム及び現像ローラ間の電圧差と画像
濃度との関係のグラフを示す図である。

【図３】感光体ドラム上の５μｍ以下のトナーの割合と
現像ローラ上の５μｍ以下のトナーの割合との関係のグ
ラフを示す図である。

【図４】現像前後の現像ローラ上のトナー粒径とトナー
個数との関係のグラフを示す図である。

【図５】現像ローラ及び供給ローラ間の電圧差と、これ
ら両ローラ間に流れる電流の関係のグラフを示す図であ
る。

【図６】図１の画像形成装置の一部を拡大して示す概略
図であって、図６（ａ）は逆バイアス印加時の状態を示
し、図６（ｂ）は逆バイアス印加終了後の状態を示す。

【符号の説明】

Ｇ１ トナー Ｐ 記録用紙 １０１ 画像形成装置本体 １０２ 感光体ドラム １０３ 帯電器 １０４ 現像装置 １０７ レーザー露光装置 １１４ 電源装置 １１６ トナーホッパ １１７ 現像ローラ １１８ 規制ブレード １１９ 供給ローラ １２０ 攪拌羽根 １４０ コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H073 AA01 BA01 BA13 BA22 BA33 BA45 CA01 2H077 AC04 AD06 AD13 AD35 CA19 DA01 DA18 DA20 DA57 EA15

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤を用いて現像を行うための現像剤
   担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給部
   材とを有する現像装置において、 前記現像剤担持体と前記供給部材との間に電圧を印加す
   る電圧印加手段と、 現像時には、前記供給部材に担持される現像剤が前記現
   像剤担持体に向かって移動する極性の現像用電圧を設定
   し、非現像時には、前記現像剤担持体に担持される現像
   剤が前記供給部材に向かって移動する極性の回収用電圧
   を設定するように、前記電圧印加手段を制御する制御手
   段とを設けたことを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載する現像装置において、 前記制御手段は、前記現像剤担持体と前記供給部材との
   間で放電が生じるときの電位差よりも小さい範囲で現像
   用電圧及び回収用電圧を設定することを特徴とする現像
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載する現像
   装置において、 前記現像装置の余命を検出する余命検出手段を設け、 前記制御手段は、この余命検出手段の検出値に基づいて
   前記電圧印加手段を制御することを特徴とする現像装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３までのいずれか１
   つに記載する現像装置において、 環境条件を検出する環境検出手段を設け、 前記制御手段は、この環境検出手段の検出値に基づいて
   前記電圧印加手段を制御することを特徴とする現像装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４までのいずれか１
   つに記載する現像装置において、 前記制御手段の設定電圧が、前記回収用電圧から前記現
   像用電圧に切り換えられた場合に、現像動作の開始を所
   定時間遅延させる遅延手段を備えることを特徴とする現
   像装置。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５までのいずれか１
   つに記載する現像装置において、 前記現像用電圧には振動成分が含まれ、 前記回収用電圧には振動成分が含まれないことを特徴と
   する現像装置。
7. 【請求項７】 請求項１から請求項６までのいずれか１
   つに記載する現像装置と、 画像を担持する像担持体と、 前記像担持体上に画像を形成する作像手段とを有するこ
   とを特徴とする画像形成装置。