(57)【要約】【課題】トナーの帯電量が過多になることを防止することにより、感光ドラム上の非露光領域にもトナーが付着してしまうために生じる汚れ印刷の発生を抑えること。【解決手段】感光ドラム１上に形成された静電潜像にトナー７を付着させ、現像する第一の現像ローラ２と、前記第一の現像ローラ２に圧接する第一の現像ブレード３と、前記第一の現像ローラ２に当接し、トナー層を形成する第二の現像ローラ４と、前記第一の現像ローラ２に当接し、前記第一の現像ローラ２上の未現像トナー７を回収する回収ローラ９と、前記第二の現像ローラ４に当接する第二の現像ブレード５と、前記第二の現像ローラ４にトナー７を供給するトナー供給ローラ６とを備える。【選択図】    図1
2010117561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤と、
静電潜像を形成する像担持体と、
前記像担持体上に形成された前記静電潜像に現像剤を付着させ現像する第一の現像剤担持体と、
前記第一の現像剤担持体に圧接する第一の規制部材と、
前記第一の現像剤担持体に当接し、現像剤層を形成する第二の現像剤担持体と、
前記第一の現像剤担持体に当接し、前記第一の現像剤担持体上の未現像現像剤を回収する現像剤回収部材と、
前記第二の現像剤担持体に当接する第二の規制部材と、
前記第二の現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材とを備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置を備え、
更に、前記第一の現像剤担持体、前記第二の現像剤担持体、前記供給部材及び前記現像剤回収部材の各々に電圧を印加する印加手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記印加手段は、前記第一の現像剤担持体を印加する第一の電圧、前記第二の現像剤担持体を印加する第二の電圧、前記供給部材を印加する第三の電圧、前記現像剤回収部材を印加する第四の電圧を印加することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記印加手段が印加する前記第一の電圧、前記第二の電圧、前記第三の電圧、前記第四の電圧の絶対値は、
「第一の電圧の絶対値＜第二の電圧の絶対値＜第三の電圧の絶対値であり、かつ、第四の電圧の極性は第一、第二、第三の電圧とは逆極性」の関係であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記印加手段は、前記現像装置の非印字動作中に、前記第一の現像剤担持体を印加する第一の電圧、前記第二の現像剤担持体を印加する第二の電圧、前記供給部材を印加する第三の電圧、前記現像剤回収部材を印加する第四の電圧を印加し、
各々の電圧の絶対値は
「感光ドラムの光照射部分の表面電位の絶対値＜第一の電圧の絶対値＜第四の電圧の絶対値、かつ、第三の電圧の絶対値＜第二の電圧の絶対値＜第一の電圧の絶対値（第一、第二、第三及び第四の電圧は同極性であり、現像剤の帯電極性と等しい）」
の関係であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
現像剤と、
移動自在に支持され、露光されることにより形成された静電潜像に前記現像剤が付着することで現像剤像を形成する像担持体と、
前記像担持体と対向して接触し、かつ移動自在に支持され、前記像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を付着させる第一の現像剤担持体と、
一端は前記第一の現像剤担持体に圧接し、かつ他端は前記一端が前記第一の現像剤担持体の移動方向において前記第一の現像剤担持体と前記像担持体との接触部より上流側に位置するように固定される第一の規制部材と、
移動自在に支持され、前記第一の現像剤担持体の移動方向において、前記第一の現像剤担持体と前記像担持体との接触部より下流側で前記第一の現像剤担持体に当接し、前記第一の現像剤担持体上の未現像現像剤を回収する現像剤回収部材と、
移動自在に支持され、前記第一の現像剤担持体の移動方向において、前記第一の規制部材の圧接位置より上流側の第一の当接部で前記第一の現像剤担持体と当接し、現像剤層を形成する第二の現像剤担持体と、
一端は前記第二の現像剤担持体に圧接し、かつ他端は前記一端が前記第二の現像剤担持体の移動方向において前記第二の現像剤担持体と前記第一の現像剤担持体との接触部より上流に位置するように固定される第二の規制部材と、
移動自在に支持され、前記第二の現像剤担持体の移動方向において、前記第二の規制部材よりの圧接位置より上流側の第二の当接部で前記第二の現像剤担持体と当接し、前記第二の現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材とを備えることを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真方式を用いたプリンタ、ＦＡＸ、複写機等の画像形成装置における現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を適用したプリンタ等の画像形成装置においては、現像剤であるトナーを静電潜像担持体である感光ドラムへ搬送して現像を行なう現像装置が内蔵されている。当該現像装置は、トナー搬送用のトナー搬送ローラと、トナー搬送ローラによって搬送されたトナーを感光ドラムに送る現像ローラとを備えている。現像ローラは、一方でトナー搬送ローラと接触しているとともに、他方で感光ドラムに接触している。そして、感光ドラムの上に光を照射して静電潜像を形成し、現像ローラ表面のトナーを静電潜像に付着させて可視像としている。
【０００３】
現像ローラの表面には、トナーを摩擦帯電させるとともにトナーの層厚を規制する現像ブレードが圧接している。この現像ブレードによる摩擦帯電により、トナーはマイナスに帯電される。一方、前記感光ドラムの表面はまず一様にマイナスに帯電され、次に画像情報に応じてＬＥＤ光又はレーザー光により静電潜像が形成される。この静電潜像の領域にマイナスに帯電したトナーが吸引されることにより、現像が行なわれる。
【０００４】
上記従来の現像装置においては、帯電のばらつきが比較的大きく、即ち、帯電分布が広くなり、トナーが感光ドラムに吸引される際に静電潜像の領域以外の領域にも付着することがあり、いわゆる紙面カブリが発生するという問題があった。
【０００５】
これに対し、特開２００３−８４５５８（特許文献１）によると、現像ユニット内に現像ローラ、トナー搬送ローラ、現像ブレード、トナー帯電ローラ、第二トナー搬送ローラ及び第二現像ブレードを設けることが開示されている。これにより、トナーの摩擦帯電量をほぼ飽和に達するまで十分に行なうことができ、帯電のばらつきが小さくできる。その結果、現像時における紙面カブリの発生を少なくすることができる。
【特許文献１】特開２００３−８４５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１による装置ではトナーの帯電量が過多になり、現像ローラから感光ドラム上へトナーが移動し易くなり、感光ドラム上の非露光領域（静電潜像の領域以外の領域）にもトナーが付着してしまうために汚れ印刷が発生し、また、露光領域である画像領域内での濃度段差などが発生し、画質の低下を引き起こすという問題があった。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、トナーの帯電量が過多になることを防止することにより、感光ドラム上の非露光領域にもトナーが付着してしまうために生じる汚れ印刷の発生を抑えることにある。同時に、露光領域である画像領域内での濃度段差などの発生を抑えることにより、画質の低下を防ぎ、紙面カブリ及び汚れの発生しない良好な画質が得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、特許請求の範囲の請求項１記載の発明は、現像剤と、静電潜像を形成する像担持体と、像担持体上に形成された前記静電潜像に現像剤を付着させ現像する第一の現像剤担持体と、前記第一の現像剤担持体に圧接する第一の規制部材と、前記第一の現像剤担持体に当接し、現像剤層を形成する第二の現像剤担持体と、前記第一の現像剤担持体に当接し、前記第一の現像剤担持体上の未現像現像剤を回収する現像剤回収部材と、前記第二の現像剤担持体に当接する第二の規制部材と、前記第二の現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材とを備えることを特徴とする現像装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、トナーの帯電量が過多になることを防止することができる。そのため、第一の現像ローラから感光ドラム上へトナーが移動し易くなり、感光ドラム上の非露光領域にもトナーが付着してしまうために生じる汚れ印刷の発生を抑え、同時に露光領域である画像領域内での濃度段差などの発生を抑えることにより、画質の低下を防ぐことができる。更に、様々な環境下においても紙面カブリ及び汚れの発生しない良好な画質が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１の実施の形態）
以下、第１の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図２は第１の実施の形態に関する現像ユニットを備えたプリンタの概略図である。同図に示されるように、画像形成装置としてのプリンタ１０の本体、即ち、装置本体の下部には、記録媒体としての用紙Ｐを収容する媒体収容部としての給紙カセット１８が配設される。用紙Ｐの給紙機構は、給紙ローラ１１ａ、１１ｂ及び、前記給紙ローラ１１ａ、１１ｂによって給紙された用紙Ｐを搬送するための一対の搬送ローラ１１ｃ、１１ｄを備える。２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄは、詳細を後述する現像ユニットである。各現像ユニット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄは、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の現像剤としてのトナーを格納し、感光ドラム１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ等を有する。感光ドラム１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄは、光源Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄにより露光され、露光領域に静電潜像が形成された後、前記トナーによって現像が行なわれる。
【００１１】
更に、転写ベルト１２は用紙Ｐの搬送部材として、かつ後述する転写部材として機能する。転写ベルト１２はベルト搬送用の駆動部としての図示されないベルトモータによって駆動される。前記転写ベルト１２は、駆動ローラ１４ｂとベルトアイドルローラ１４ａとによって張設される。更に、転写ベルト１２を挟んで各感光ドラム１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄと対向させて配設された転写ローラ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを備える。前記転写ベルト１２と各転写ローラ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄによって、転写ユニットが構成される。前記現像ユニット２０と前記転写ユニットによって、感光ドラム１上に形成されたトナー像が用紙Ｐに転写され、用紙Ｐ上にブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像形成が行なわれる。
【００１２】
Ｅはカラーのトナー像を用紙Ｐに定着する定着器である。そして、定着器Ｅによって定着された用紙Ｐを装置本体外に排出するための一対の搬送ローラ１１ｅ及び一対の排出搬送ローラ１１ｆを備える。１１ｇ〜１１ｍは搬送ローラであり、１５ａ、１５ｂは可動式の記録紙走行ガイドであり、これらは両面印刷ユニットを構成する。両面印刷ユニットを用いることによって表面に画像形成を行なった用紙Ｐを反転させ、裏面に再度画像形成を行なうことができる。なお、１６は転写ベルトクリーニングブレードであり、１７は転写ユニットに付属の廃棄現像剤タンクである。
【００１３】
図１は第１の実施の形態に関する現像ユニット２０の構成図である。１は画像情報に応じて光源ＬからのＬＥＤ光又はレーザー光により露光された結果、露光領域に静電潜像が形成される像担持体としての感光ドラムである。更に、当該感光ドラム１は、静電潜像に現像剤としてのトナー７を付着させてトナー７による現像が行なわれ、感光ドラム１表面に可視像が形成される。感光ドラム１は矢印に示す方向に所定の速度で回転可能（移動自在）に支持される。なお、感光ドラム１は、図示せぬ帯電手段によって一様に帯電させられた後、光源Ｌによって露光され、静電潜像が形成される。
【００１４】
２は前記感光ドラム１に当接し、感光ドラム１に形成された静電潜像にトナー７を付着させて現像する第一の現像剤担持体としての第一の現像ローラである。当該第一の現像ローラ２は感光ドラム１と連れ回りで、矢印に示すように同じ方向に回転可能（移動自在）に支持される。第一の現像ローラ２は所定電圧が印加可能な帯電部材からなる。第一の現像ローラ２は後述する供給口４１より供給されるトナー７から離間するように設けられる。そして、後述する第二の現像ローラ４に対向するように設けられ、第二の現像ローラ４からのトナー７を前記感光ドラム１へ搬送する。
【００１５】
３は前記第一の現像ローラ２のトナー７の層厚を規制する第一の規制部材としての第一の現像ブレードである。当該第一の現像ブレード３は一端が前記第一の現像ローラ２に圧接し、他端は現像ユニット２０を形成するケースの壁２０ａの内側に固定される。前記第一の現像ローラ２の回転方向において、前記第一の現像ローラ２と前記感光ドラム１との接触位置（対向位置）より上流側に前記一端の圧接位置が形成されるように、前記他端が固定される。従って、第一の現像ブレード３は、後述する第二の現像ローラ４と前記第一の現像ローラ２との接触位置(対向位置)から第一の現像ローラ２の回転方向の下流側でかつ、前記第一の現像ローラ２と前記感光ドラム１との接触位置（対向位置）の途中に設けられる。更に、第一の現像ブレード３は所定の極性に帯電される。
【００１６】
９は前記第一の現像ローラ２に当接し、現像に使われなかった未現像トナー７を第一の現像ローラ２から回収する現像剤回収部材としての回収ローラである。当該回収ローラ９は所定の電圧を印加可能な帯電部材からなり、前記第一の現像ローラ２に連れ回りで回転する。回収ローラ９は前記第一の現像ローラ２の回転方向において、前記第一の現像ローラ２と前記感光ドラム１との接触位置（対向位置）より下流側に当接する。
【００１７】
４は前記第一の現像ローラ２に当接し、現像剤層を形成する第二の現像剤担持体としての第二の現像ローラである。当該第二の現像ローラ４は前記第一の現像ローラ２と連れ回りし、矢印に示すように回転可能（移動自在）に支持される。第二の現像ローラ４は、前記第一の現像ローラ２の回転方向において、前記第一の現像ブレード３の圧接位置より上流側の当接位置（第一の当接部）で前記第一の現像ローラ２と当接する。第二の現像ローラ４は、後述するトナー供給ローラ６との当接位置と、次に述べる第二の現像ブレード５の圧接位置との間において、後述する供給口４１より供給されるトナー７に接触するように設けられる。そして、トナー供給ローラ６と供給口４１より供給されるトナー７を搬送する。
【００１８】
５は前記第二の現像ローラ４のトナー７の層厚を規制する第二の規制部材としての第二の現像ブレードである。当該第二の現像ブレード５は一端が前記第二の現像ローラ４に圧接し、他端は現像ユニット２０を形成するケースの壁２０ａの内側に固定される。前記第二の現像ローラ４の回転方向において、前記第二の現像ローラ４と前記第一の現像ローラ２との接触位置(対向位置)より上流側に、かつ、前記第二の現像ローラ４と後述するトナー供給ローラ６との接触位置（対向位置）より下流側に、前記一端の圧接位置が形成されるように、前記他端が固定される。更に、第二の現像ブレード５は所定極性に帯電される。
【００１９】
６は前記第二の現像ローラ４に当接し、供給口４１より供給されるトナー７を前記第二の現像ローラ４側へ供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラである。当該トナー供給ローラ６は、前記第二の現像ローラ４と対向して、矢印に示すように回転可能（移動自在）に支持される。トナー供給ローラ６は、前記第二の現像ローラ４の回転方向において、前記第二の現像ブレード５の圧接位置より上流側の当接位置（第二の当接部）で前記第二の現像ローラ４と当接する。
【００２０】
８−ａ、８−ｂは現像ユニット２０外部へトナー７が漏れるのを防止するシール材である。また、現像ユニット２０上方にはトナー７を現像ユニット２０内に供給する供給口４１を有し、トナー７を収容する現像剤収容部を形成するトナー収容器２２が着脱自在に装着される。
【００２１】
前記第一の現像ローラ２、前記第二の現像ローラ４及び前記回収ローラ９はともに同じ形状及び材料で構成されており、表面にニッケルめっきを施した鋼を芯とし、芯金の周囲にウレタンゴムで形成される弾性層と、弾性層の表面に形成されるイソシアネートによる表面層からなる。
【００２２】
更に前記第一の現像ブレード３と、前記第二の現像ブレード５はともに同じ形状及び材料で構成されており、０．０８ｍｍの厚みのステンレス（ＳＵＳ３０４Ｂ−ＴＡ）板を折り曲げ、Ｒ０．２７５ｍｍで折り曲げたものを、それぞれ圧接している現像ローラの回転方向から見て折り曲げた短辺が上流側に、長辺を下流側になる様に、かつ、同じ線圧（４０〜７０ｇｆ／ｃｍ程度）をもって撓む様に第一の現像ローラ２と第二の現像ローラ４に圧接している。
【００２３】
トナー供給ローラ６はスポンジローラであり、芯金の周囲にセル目の径が３００〜５００μｍの連続気泡からなるシリコーン発泡ゴムを備えている。トナー７は負極性に帯電する非磁性１成分の粉砕トナーであり、その平均粒径は５．５μｍである。また、第一の現像ローラ２、第二の現像ローラ４、トナー供給ローラ６及び回収ローラ９は、図1には示していない電源（詳細は後述する）から印刷作動中はそれぞれ−１５０Ｖ、−２００Ｖ、−３００Ｖ、＋１００Ｖの直流電圧が印加される。
【００２４】
次に、第１の実施の形態に関するプリンタ１０の動作について説明する。図２に示したプリンタ１０において、図示しないプリンタ制御部からの印刷指示がかかると、後述する現像ユニット２０による現像工程が開始される。一方、給紙カセット１８に収容された用紙Ｐは前記給紙ローラ１１ａ、１１ｂ及び一対の搬送ローラ１１ｃ、１１ｄによって、前記転写ベルト１２の手前まで搬送される。現像ユニット２０による現像工程が行なわれると、転写ベルト１２及び転写ローラ１３からなる転写ユニットによって、転写ベルト１２上の用紙Ｐに対して、可視像の転写が行なわれる。その後は、用紙Ｐの可視像は、定着器Ｅによって定着され、用紙Ｐは一対の搬送ローラ１１ｅ及び一対の排出搬送ローラ１１ｆによってプリンタ１０の本体外に排出される。
【００２５】
次に、第１の実施の形態に関する現像ユニット２０の現像工程の動作について説明する。図１において、図示しない駆動手段により、感光ドラム１、第一の現像ローラ２、回収ローラ９、第二の現像ローラ４、トナー供給ローラ６は夫々図示した矢印の方向に回転する。
【００２６】
まず、トナー供給ローラ６には前述の通り−３００Ｖの直流電圧が印加され、第二の現像ローラ４には−２００Ｖの直流電圧が印加される。そこで、トナー７はトナー供給ローラ６によって現像剤搬送部としての第二の現像ローラ４に供給される。第二の現像ローラ４は吸着されたトナー７を搬送する。次に、第二の現像ローラ４上で第二の現像ブレード５との相互作用により層厚が規制され、かつ、負極に摩擦帯電させられて現像剤層としてのトナー層を形成する。第二の現像ブレード５による層規制直後の第二の現像ローラ４上のトナー層のトナー量は０．７０〜０．９０ｍｇ／ｃｍ２、帯電量は−２０〜−３５μＣ／ｇであった。
【００２７】
第一の現像ローラ２には前述の通り−１５０Ｖの直流電圧が印加される。そして、第二の現像ローラ４と第一の現像ローラ２は接触しており、かつ、両者には電位差がある。そのため、トナー層は第二の現像ローラ４上から現像剤搬送部としての第一の現像ローラ２上へ吸着され、搬送される。搬送されたトナー層は第一の現像ローラ２上で、第一の現像ブレード３によって再び層規制され、トナー量を制限され、かつ、摩擦帯電される。第一の現像ブレード３による二回目の層規制直後の、第一の現像ローラ２上のトナー層のトナー量は０．５０〜０．５５ｍｇ／ｃｍ２、帯電量は−３５〜−４５μＣ／ｇであった。
【００２８】
最後に、この第一の現像ローラ２上に吸着され、搬送されたトナー層は、第一の現像ローラ２と感光ドラム１との間に設けた電位差によって、感光ドラム１上の潜像に吸着することで現像される。このとき、感光ドラム１に現像されず、第一の現像ローラ２上に残った未現像トナーは、第一の現像ローラ２と回収ローラ９との間に設けた電位差によって、回収ローラ９上へ搬送されることによって回収される。
【００２９】
ここで、感光ドラム１は、静電潜像に対応する部分は略０Ｖ、静電潜像以外の部分は例えば−５００Ｖから−７００Ｖの間で帯電させられている。なお、供給口４１より供給されるトナー７は、トナー供給ローラ６、トナー供給ローラ6に当接するシール材８−ａ、第二の現像ローラ４、第二の現像ブレード５によって、第一の現像ローラ２側への移動を規制されている。更に、前述のように前記第一の現像ローラ２は供給口４１より供給されるトナー７から離間するように設けられる。従って、第一の現像ローラ２に付着するトナー７は、第二の現像ローラ４によって帯電させられ搬送されるトナー７だけである。
【００３０】
次に、第１の実施の形態及び以下の示す比較例１、比較例２に対して行なった「紙面カブリ」と「汚れ」の評価の結果について説明する。まず、比較例１と比較例２の概略構成を説明する。なお、トナー及びプリンタは第１の実施の形態で説明したものを共通で使用した。
【００３１】
図３は比較例１の現像ユニット２０−１の概略構成を示した側断面図である。現像ユニット２０−１は、感光ドラム１−１と、感光ドラム１−１の周囲に接して設けられ、金属シャフトと半導電性のエピクロロヒドリンゴムによって構成されている帯電ローラ１９−１と、現像ローラ２−１と、現像ブレード３−１と、トナー供給ローラ６−１と、現像ユニット２０−１内のトナー７−１を攪拌する攪拌バー３４−１と、転写後に感光ドラム１−１上に残ったトナー７−１の回収装置としてのウレタンゴムからなるクリーニングブレード２１−１とから構成される。そして、現像ローラ２−１及びトナー供給ローラ６−１には、図示しない電源から印刷動作中はそれぞれ−２００Ｖ、−３００Ｖの直流電圧が印加される。また、現像ユニット２０−１上方にはトナー７−１を現像ユニット２０−１内に供給する供給口を有し、内部にトナー７−１を収容するトナー収容器２２−１が着脱自在に装着される。
【００３２】
図４は比較例２の現像ユニット２０−２の概略構成を示した側断面図である。当該比較例２は前記特許文献１で示した構成に基づいている。比較例２は、現像ローラ２−２、トナー搬送ローラ２３−２、現像ブレード３−２、トナー帯電ローラ２４−２、第二トナー搬送ローラ２５−２及び第二現像ブレード５−２によって構成される。トナー搬送ローラ２３−２及び第二トナー搬送ローラ２５−２は同等の材料構成の導電性ローラであり、ウレタン或いはシリコンゴム、ジエン系ゴム（ＥＰＤＭなど）などに導電性フィラー（導電性カーボン、金属粉など）を分散したものからなる。また、トナー帯電ローラ２４−２は現像ローラ２−２と同等の材料で構成されている。そして、現像ローラ２−２とトナー搬送ローラ２３−２にはそれぞれ−１５０〜−３５０Ｖ、−４００〜−６００Ｖ程度の直流電圧が印加されている。更に、トナー帯電ローラ２４−２と第二トナー搬送ローラ２５−２にはそれぞれ−５００〜−７００Ｖ、−５５０〜−１０００Ｖ程度の直流電圧が印加されている。なお、現像ユニットに関して、図１、図３及び図４に図示していない他の部材及びその構成は、第一の実施の形態、比較例１及び比較例２ともに同じである。
【００３３】
次に評価方法について説明する。図５は紙面カブリの判定評価の方法を示す説明図である。同図において、５２は用紙Ｐ上の印刷可能範囲を示す。５３は印刷可能範囲５２内に印刷する０．１％ｄｕｔｙパターンを示す。５４は印刷可能範囲５２内の観測点を示し、矢印Ｆは用紙Ｐの搬送方向である。印刷環境は２５℃／４０％（以後、ＲＴ環境という）である。装置の印刷速度（＝感光ドラム線度＝通紙速度）は１５０（ｍｍ／ｓｅｃ）に設定した。用紙ＰはＡ４サイズのエクセレントホワイト（沖データ製）を縦方向Ｆに送り（４辺のうち短い２辺が先端と後端）、０．３％ｄｕｔｙ（Ａ４用紙1枚の印刷可能範囲５２に全面ベタ印刷時の面積率１００％印刷のことを１００％ｄｕｔｙと表記）で５０００枚を印刷した。５０００枚の印刷の後に、Ａ４サイズ標準紙に前記０．１％ｄｕｔｙパターン１枚と、用紙Ｐ上の紙面の印刷可能範囲５２中において印刷密度２５％の全面ハーフトーンパターン１枚の印刷を行なった。そして、図６に示すような評価パターン（詳細は後述する）の印刷を行なった。
【００３４】
こうして得られた印刷サンプルにおいて、紙面カブリ、汚れ、及び残像（濃度段差）について確認を行なった。なお、「紙面カブリ」は、トナー帯電量が低く、正規に帯電したトナーとは逆極性の逆帯電トナーが感光ドラム上の潜像において非露光領域に現像し、紙面上の非露光領域に転写され、印刷紙面の画質を損なう現象である。換言すると、正常に帯電したトナーに対して低い帯電量のトナーや逆極性に帯電したトナーにより、画像の背景部（即ち、非画像部）にトナーが付着することをいう。この「紙面カブリ」を引き起こす低い帯電量のトナーや逆極性に帯電したトナーをカブリトナーとする。
【００３５】
紙面カブリの判定は０．１％ｄｕｔｙパターン印刷紙面上の非露光領域の内、図５に示した紙面上の丸で囲んだ９箇所の観測点５４において、キーエンス製デジタルマイクロスコープＶＨＸ−１００を用いて５００倍の倍率で拡大観察による。拡大観察することにより、０．５ｍｍ×０．５ｍｍの視野におけるカブリトナーのトナー点数を数えた。そして、９箇所の平均トナー点数を算出した。平均トナー点数が３０以内であれば、実際の印刷紙面上判らず良好な画像であるので、判定は「◎」とした。平均トナー点数が３０より大きく６０以下であれば、実際の紙面では判らないが、カラー印刷を複数の現像ユニットで行なったときに付着したトナーが重なることで若干色がついて見えるため、判定は「○」とした。平均トナー点数が６０より多いと、紙面上に紙面カブリが見えるため、判定は「×」とした。
【００３６】
一方、「汚れ」とは、現像ローラ上のトナー層厚が部分的に増大し、感光ドラム上の静電潜像の有無に関係なくトナーが現像し、縦帯状に画像上にトナーが転写し、トナーが縦帯模様に印刷される状態を意味する。換言すると、正常に帯電したトナーに対して帯電量が高いトナー（いわゆる過剰帯電トナー）により画像の背景部（即ち、非画像部）にトナーが付着することをいう。この「汚れ」を引き起こす過剰帯電トナーを汚れトナーとする。
【００３７】
本評価の場合、印刷密度２５％の全面ハーフトーンパターンを目視で確認し、汚れが無い場合の判定を「◎」とし、汚れが発生した場合の判定を「×」とした。
【００３８】
最後に、「残像（濃度段差）」とは、現像ローラ上において、先頭部で消費されて新たに供給された部分のトナー層電位と、消費されなかった部分のトナー層に電位差がある為に、次の画像領域の印字上で濃度に段差が生じる現象で、その差が大きければ大きい程目立ってしまう。また、現像ローラ上のトナー層の電位に依存する現象である為、この残像は現像ローラの円周ピッチで現れる。
【００３９】
図６は残像の判定評価の方法を示す説明図である。同図（１）は評価パターンを示す説明図であり、同図（２）は後述する残像の一部を抜き出した説明図である。まず、図６（１）に示す様な評価パターンを単色で印刷する。評価パターンは図６のように、Ａ４用紙Ｐ（縦方向）の搬送方向Ｆに対して先頭部に太ベタ文字５６からなる複数の文字「Ａ」、それ以降から後端部までの画像領域がベタ画像５７（１００％濃度）になっている。各々の太ベタ文字５６の文字「Ａ」の残像５８が、第一の現像ローラ２の１周期後の印刷部に発生する。そこで、文字「Ａ」から第一の現像ローラ２の１周期後の印字部分（図６（２）のア）の画像濃度と、そこから水平に右に２０ｍｍ離間した部分（図６（２）のイ）の画像濃度との差をＸ−Ｒｉｔｅ５２８で測定する。複数回測定し、その平均を算出した。この平均値が０．２０未満の場合は判定「◎」、０．２０以上の場合は判定「×」とした。
【００４０】
以上の３種類の評価を１０℃／２０％（以後ＬＬ環境という）及び２８℃／８０％（以後、ＨＨ環境という）の２環境でも行なった。なお、今回記した評価結果はシアンのトナーを用いた場合の結果であるが、ブラック、イエロー、マゼンタにおいても同様の傾向が見られた。紙面カブリ及び汚れ評価結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
2010117561.tif 000003
第１の実施の形態の現像ユニット２０では、全ての環境下において紙面カブリ、汚れ及び残像による印字不良は見られなかった。これは、第二の現像ブレード５によって規制及び帯電させたトナー層のみを、再び第一の現像ブレード３によって規制及び帯電することによって、トナーを十分に帯電でき、かつ、現像に必要な量以上のトナーを規制できたためである。また、回収ローラ９が未現像トナーを回収することによって第一の現像ローラ２上のトナー量が過多にならず、かつ第二の現像ローラ４から移送されてきた新しいトナーと未現像トナーが混合することを防ぎ、トナー層の帯電状態を安定化させていたことも、良好な画質を得られた理由である。
【００４２】
これに対し、比較例１の現像ユニット２０−１では、トナーが帯電しにくくなる環境になるに従って、つまり、ＬＬ環境からＲＴ環境、更にＨＨ環境になるに従って、紙面カブリが悪化する傾向が見られた。また、トナーが帯電しやすくなるＬＬ環境では帯電過多による汚れ及び残像の発生が見られた。そして、比較例２の現像ユニット２０−２では、紙面カブリは良好であったが、特にＬＬ環境では帯電過多による汚れ及び残像の発生が見られた。
【００４３】
前記第一の実施の形態の説明において、前記第一の現像ローラ２及び前記第二の現像ローラ４の両方に対して、直流電流を印加することを説明したが、前記第一の現像ローラ２及び前記第二の現像ローラ４の少なくとも一方に対し、所定の電圧が印加するものでもよい。
【００４４】
以上のように、現像ユニット内の感光ドラム上に形成された静電潜像にトナーを付着させ、現像する第一の現像ローラと、その第一の現像ローラに圧接し、トナーの層厚を規制し、かつ、所定極性に帯電させる第一の現像ブレードと、第一の現像ローラに当接し、第一の現像ローラ上の未現像トナーを回収する回収ローラと、第一の現像ローラに当接し、トナー層を形成する第二の現像ローラと、その第二の現像ローラに圧接し、トナーの層厚を規制し、かつ、所定極性に帯電させる第二の現像ブレードと、その第二の現像ローラにトナーを供給するトナー供給ローラを備えることにより、第一の現像ローラ２と感光ドラム１への必要以上のトナーの供給を防止し、その結果、トナーの帯電量が過多になることを防止することができる。そのため、第一の現像ローラ２から感光ドラム１上へ必要以上のトナーの移動が無くなり、感光ドラム１上の非露光領域にもトナーが付着してしまうために生じる汚れ印刷の発生を抑え、同時に、露光領域である画像領域内での濃度段差などの発生を抑え、画質の低下を防ぐことができる。様々な環境下においても紙面カブリ、汚れ及び残像の発生しない、良質な画像を得ることができる。
【００４５】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、現像ユニット２０の非印字動作中に、感光ドラム１上に残留する外添剤を回収する回収モードを設けるものである。前記プリンタ１０の概略構成及び現像ユニット２０の構成は前記第１の実施の形態と同じなので、ここでは説明を省略する。図７は、図２に示すプリンタ１０を制御する第２の実施の形態に関わる制御部のブロック図である。図１と対応させながら図７の構成を説明する。
【００４６】
第一の現像ローラ２、第二の現像ローラ４、トナー供給ローラ６及び回収ローラ９はそれぞれ、第一の電圧印加部２６、第二の電圧印加部２７、第三の電圧印加部２８及び第四の電圧印加部２９と接続している。そして、第一の電圧印加部２６は第一の現像ローラ２に第一の電圧を供給する。これと同様に、第二の電圧印加部２７は第二の現像ローラ４に第二の電圧を供給する。第三の電圧印加部２８はトナー供給ローラ６に第三の電圧を供給する。そして、第四の電圧印加部２９は回収ローラ９に第四の電圧を供給する。
【００４７】
第一の電圧印加部２６、第二の電圧印加部２７、第三の電圧印加部２８及び第四の電圧印加部２９は電圧切替部３０と接続しており、電圧切替部３０は更に電圧制御部３１と接続している。電圧制御部３１は主制御部３２と接続し、主制御部３２では他のブロック全ての制御を行なう。また、主制御部３２には、通常の印字動作中のプリンタ１０の動作を制御する印刷制御部３３と、第２の実施の形態の特徴である現像ユニット２０の非印字動作中におけるプリンタ１０の動作を制御する回収制御部３４を備える。
【００４８】
次に第２の実施の形態についての動作を説明する。通常の印字動作中において、前記印刷制御部３３の制御によるプリンタ１０の印字動作は前記第１の実施の形態と同じであるので、ここでは説明を省略する。現像ユニット２０の印字動作において、負極性に帯電するトナー７に対して、正極性となるメラミンを外添し、印刷を行なうと、トナー７からメラミンが脱離し、感光ドラム１上に付着する。第２の実施の形態では、この感光ドラム１上に付着したメラミンを、現像ユニット２０の非印字動作中に回収するための回収モードを有する。前記回収モードは、現像ユニット２０の印字動作中以外に設けられ、例えば、１０００枚印刷毎の画像形成終了後に設定してもよい。また、前記回収モードは印刷ジョブ毎に設けてもよく、或いは、１ページ印刷毎に設けてもよい。
【００４９】
第２の実施の形態に関する前記回収モードは、現像ユニット２０の非印字動作中に光源Ｌから感光ドラム１へ光照射を行いつつ、「感光ドラム１の光照射部分の表面電位の絶対値＜第一の電圧の絶対値＜第四の電圧の絶対値、かつ、第三の電圧の絶対値＜第二の電圧の絶対値＜第一の電圧の絶対値（第一、第二、第三及び第四の電圧は同極性であり、トナーの帯電極性と等しい）」の関係を持つ第一、第二、第三及び第四の電圧をそれぞれ第一の現像ローラ２、第二の現像ローラ４、トナー供給ローラ６及び回収ローラ９に印加する。即ち、現像ユニット２０の非印字動作中におけるプリンタ１０の動作は、光源Ｌから感光ドラム１へ光照射を行いつつ、第一の電圧印加部２６、第二の電圧印加部２７、第三の電圧印加部２８及び第四の電圧印加部２９により、前記の関係を持つ第一、第二、第三及び第四の電圧を前記各ローラに印加し、かつ、図示しない各駆動手段により前記各ローラを回転することにより行なわれる。例えば印加電圧として、感光ドラム１の光照射部分の表面電位が−５０Ｖ、第一の電圧が−３００Ｖ、第二の電圧が−２００Ｖ、第三の電圧が−１００Ｖ、第四の電圧が−４００Ｖである。従って、上記の関係は「感光ドラム１の光照射部分の表面電位の絶対値（５０Ｖ）＜第一の電圧の絶対値（３００Ｖ）＜第四の電圧の絶対値（４００Ｖ）、かつ、第三の電圧の絶対値（１００Ｖ）＜第二の電圧の絶対値（２００Ｖ）＜第一の電圧の絶対値（３００Ｖ）」である。
【００５０】
これにより、前記回収制御部３４の制御により設けられた電位差によって、現像工程においてトナー７から脱離し、感光ドラム１上に付着している外添剤（トナーとは逆極性に帯電している）は、第一の現像ローラ２を経由して回収ローラ９に搬送される。また、回収ローラ９上に存在するトナー７が、前記第一の現像ローラ２へ移動したとしても、第二の現像ローラ４、トナー供給ローラ６へと移動するので、回収ローラ９上のトナー７が感光ドラム１へ移動することを防ぐことができる。
【００５１】
また、非印字動作中の前記電位差設定の場合、トナー７は、供給ローラ６から第二の現像ローラ４へ移送されることはなく、更に第一の現像ローラ２、感光ドラム１にも移送することはないため、トナーを無駄に消費してしまうことはない。
【００５２】
そして、印字動作中においては、前記印刷制御部３３からカラー印刷指示が出されると、電圧制御部３１は電圧切替部３０に対し、「第一の電圧の絶対値＜第二の電圧の絶対値＜第三の電圧の絶対値、かつ、第四の電圧の極性は第一、第二、第三の電圧とは逆極性」という関係を持つ第一、第二、第三及び第四の電圧をそれぞれ第一の現像ローラ２、第二の現像ローラ４、トナー供給ローラ６および回収ローラ９に印加するように制御する。
【００５３】
上述した第２の実施の形態の構成を備えた現像ユニット２０と、前記第１の実施の形態の現像ユニット２０（比較例３とする）を用いて以下の評価を行なった。なお、特記していない条件は前記第１の実施の形態の評価条件と同等である。
【００５４】
まず、ＲＴ環境において装置の印刷速度を１５０（ｍｍ／ｓｅｃ）に設定し、用紙PとしてＡ４サイズのエクセレントホワイトを縦方向に送り、印刷密度２５％の全面ハーフトーンパターンを５０００枚印刷した。５０００枚の印刷の後に、Ａ４サイズ標準紙に全面ベタ（１００％ｄｕｔｙ）パターン１枚を印刷した。得られた印刷サンプルにおいて、感光ドラム１に外添剤が堆積することによって画像上に白抜けが発生する印字不良（以下、ＯＰＣフィルミングという）の有無を評価した。本評価の場合、印刷サンプルを目視で確認し、白抜けがない場合の判定を「◎」、白抜けが発生したものの印字面積の１０％未満の場合の判定を「○」、印字面積の１０％以上、５０％未満で白抜けが発生した場合の判定を「△」とし、印字面積の５０％以上で白抜けが発生した場合の判定を「×」とした。
【００５５】
以上の評価をＨＨ、ＬＬ環境の２環境でも行なった。なお、今回記した評価結果はシアンのトナーを用いた場合の結果であるが、ブラック、イエロー、マゼンタにおいても同様の傾向が見られた。ＯＰＣフィルミングの評価結果を表２に示す。
【００５６】
【表２】
2010117561.tif 000004
評価の結果、第２の実施の形態の構成を備えた現像ユニット２０では、全環境下において概ね良好な結果が得られた。一方、比較例３の現像ユニット２０ではＬＬ及びＲＴ環境にて、ＯＰＣフィルミングによる印字不良が確認された。これは第２の実施の形態の構成によって、これまで前記クリーニングブレード２１−１（図３）だけでは回収できずに感光ドラム１上に堆積していた外添剤（トナーとは逆極性に帯電している）を回収できたためである。
【００５７】
なお、前記第１の実施の形態で行なった０．３％ｄｕｔｙパターンを５０００枚印刷する評価において、比較例３の現像ユニット２０を用いた場合、全ての環境において良好なＯＰＣフィルミング結果（◎か○）となった。これは、第１の実施の形態で用いた印刷パターンの方が、第２の実施の形態の印刷パターンよりもトナー７と感光ドラム１が接触する機会が少なく、それと同様に、外添剤も感光ドラム１に触れる機会が少なかったためである。
【００５８】
以上のように、現像ユニット２０の非印字動作中に光源Ｌから感光ドラム１へ光照射を行いつつ、「感光ドラムの光照射部分の表面電位の絶対値＜第一の電圧の絶対値＜第四の電圧の絶対値、かつ、第三の電圧の絶対値＜第二の電圧の絶対値＜第一の電圧の絶対値（第一、第二、第三及び第四の電圧は同極性であり、トナーの帯電極性と等しい）」の関係を持つ第一、第二、第三及び第四の電圧をそれぞれ第一の現像ローラ２、第二の現像ローラ４、トナー供給ローラ６及び回収ローラ９に印加することによって、新たな部材を追加することなく感光ドラム１上の外添剤を効果的に除去することが可能となり、その結果、ＯＰＣフィルミングが発生しやすい印刷条件においても、ＯＰＣフィルミングのない良好な画質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１の実施の形態に関する現像ユニットの構成図である。
【図２】第１の実施の形態に関する現像ユニットを備えたプリンタの概略図である。
【図３】比較例１の現像ユニットの概略構成を示した側断面図である。
【図４】比較例２の現像ユニットの概略構成を示した側断面図である。
【図５】紙面カブリの判定評価の方法を示す説明図である。
【図６】残像の判定評価の方法を示す説明図である。
【図７】第２の実施の形態に関わる制御部のブロック図である。
【符号の説明】
【００６０】
Ｐ      用紙
１      感光ドラム
２      第一の現像ローラ
３      第一の現像ブレード
４      第二の現像ローラ
５      第二の現像ブレード
６      トナー供給ローラ
７      トナー
９      回収ローラ
１０    プリンタ
２０    現像ユニット
２６    第一の電圧印加部
２７    第二の電圧印加部
２８    第三の電圧印加部
２９    第四の電圧印加部
【図１】
2010117561.tif 000005
【図２】
2010117561.tif 000006
【図３】
2010117561.tif 000007
【図４】
2010117561.tif 000008
【図５】
2010117561.tif 000009
【図６】
2010117561.tif 000010
【図７】
2010117561.tif 000011