(57)【要約】【課題】小粒径の現像剤やＷＡＸ樹脂を分散させている現像剤を用いた場合においても、現像スジや現像ブレードの融着を防止することが可能な技術を提供する。【解決手段】  現像ローラ８に当接して設けられ、現像ローラ８上からトナーを剥ぎ取る補助を行うバッファローラ１６と、バッファローラ１６に少なくとも交流電圧を印加する電源１４と、現像ローラ８が一回転する周期と、バッファローラ１６に印加される交流電圧の周期との位相ずれが２０〜８０％となるように電源１４を制御する制御回路１５とを備える。【選択図】  図１
2006178034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に設けられ、像担持体上に形成された静電潜像を現像するために現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制して現像に供する現像剤の量を調整する現像剤規制部材と、
前記現像剤担持体に当接して設けられ、該現像剤担持体上に現像剤を供給するとともに、現像に供することなく戻ってきた現像剤を前記現像剤担持体から剥ぎ取る現像剤供給剥ぎ取り部材と、
を備えた現像装置において、
前記現像剤担持体に当接して設けられ、前記現像剤担持体上から現像剤を剥ぎ取る補助を行う現像剤剥ぎ取り補助部材と、
前記現像剤剥ぎ取り補助部材に少なくとも交流電圧を印加する電圧印加手段と、
前記現像剤担持体が一回転する周期と、前記現像剤剥ぎ取り補助部材に印加される交流電圧の周期との位相ずれが２０〜８０％となるように前記電圧印加手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤担持体表面において、前記現像剤剥ぎ取り補助部材との当接部は、像担持体上の静電潜像が現像剤にて現像される領域から、該現像剤担持体の回転方向下流側であって前記現像剤供給剥ぎ取り部材との当接部までの間に設けられてい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】
前記現像剤剥ぎ取り補助部材の単位面積あたりの最大現像剤量が２ｍｇ／ｃｍ２以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記電圧印加手段により前記現像剤剥ぎ取り補助部材に印加される交流電圧は、矩形波もしくはサイン波であり、電圧のデューティ比は２０〜８０％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤担持体表面において、前記現像剤剥ぎ取り補助部材との当接部は、前記現像剤規制部材により現像剤の層厚が規制される領域から、該現像剤担持体の回転方向下流側であって像担持体上の静電潜像が現像剤にて現像される領域までの間に設けられ、
前記制御手段は、少なくとも非画像形成時の一部で、前記電圧印加手段により前記現像剤剥ぎ取り補助部材に交流電圧を印加させることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項６】
前記非画像形成時とは、画像形成が連続して行われる場合に所定の転写材への画像形成時と次の転写材への画像形成時との間にある時，画像形成前の準備前回転時，または画像形成終了後の準備後回転時のいずれかであることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤剥ぎ取り補助部材を前記現像剤担持体に対して接離可能とする接離手段を備え、
前記制御手段は、画像形成時には、前記接離手段により前記現像剤剥ぎ取り補助部材を前記現像剤担持体から離間させていることを特徴とする請求項５または６に記載の現像装置。
【請求項８】
前記現像剤剥ぎ取り補助部材は回転可能に設けられ、
前記接離手段は、
前記現像剤剥ぎ取り補助部材の回転軸に設けられ、前記現像剤担持体に当接することにより該現像剤剥ぎ取り補助部材を該現像剤担持体から離間させる離間部材と、
前記現像剤担持体が前記現像剤剥ぎ取り補助部材から離間する場合に、該現像剤担持体を該現像剤剥ぎ取り補助部材方向へ付勢する付勢部材と、
を備えることを特徴とする請求項７に記載の現像装置。
【請求項９】
前記離間部材は、略楕円状のカム部材であり、
前記付勢部材は、一端が装置本体に固定され、他端が前記現像剤担持体の回転軸に固定されたバネ部材であることを特徴とする請求項８に記載の現像装置。
【請求項１０】
像担持体と、
前記像担持体に現像作用を行う請求項１〜９のいずれかに記載の現像装置と、
を備え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、シート，転写材（転写紙）等の記録媒体上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタ、あるいは、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関し、特に、これらの装置に備えられる現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を利用した画像形成装置においては、像担持体としての感光体に静電潜像を形成し、これら静電潜像をトナーで現像することによりトナー可視像を形成し、その可視像を転写材上に転写・定着して画像を得ている。
【０００３】
この現像方法としては、一般に、トナーのみからなる一成分現像剤を用いた一成分現像法と、粒子（キャリア）とトナーからなる現像剤をもちいた二成分現像法がある。このうち一成分現像方式は、二成分現像方式に比べ、現像装置の構成が簡易であり、且つ、メンテナンスが容易である為、この現像法に基づく現像装置が多々提案されている。又、磁性トナーを用いない非磁性一成分現像法による現像法が提案され、実用化されている。
【０００４】
しかし、いずれの一成分現像方式を用いた現像装置においても、現像剤担持体上に一成分現像剤であるトナーの薄層を安定して形成することは難しい。
【０００５】
しかるに、画像の解像度、鮮明度等の向上が求められている現在、トナーの薄層形成方法およびその装置に関する開発は必須となっており、また、これらに対するいくつかの対策が提案されている。
【０００６】
例えば、特許文献１では、現像剤担持体の現像ローラにゴムまたは金属性弾性ブレードを当接させ、この弾性ブレードと現像ローラとの当接部の間にトナーを通過させて規制することにより、現像ローラ上にトナーの薄層を形成し、かつ当接部での摩擦によりトナーを帯電させる。
【０００７】
この場合、上記の弾性ブレードにより非磁性トナーを規制するときには、現像ローラ上にトナーを供給するトナー供給部材が別途必要となる。
【０００８】
なぜならば、この種の一成分系の現像剤を用いた一成分現像方式では、トナーとキャリアなどからなる二成分系の現像剤を用いた二成分現像方式に比べて、現像剤担持体は現像剤を担持する能力が低い。
【０００９】
これは、磁性トナーの場合には現像ローラに内包した磁石の磁力により現像ローラ上にトナーを供給することができるが、非磁性トナーの場合には磁力を利用したトナー供給ができないためである。そのため、現像剤担持体上に一成分現像剤であるトナーの薄層を安定して形成することが難しい。
【００１０】
例えば、トナー薄層安定化のために、現像剤収容容器内に収容された、非磁性一成分系現像剤としてのトナーを表面に担持しながら像担持体としての感光体上に搬送する現像剤担持体としての現像ローラと、現像ローラに接触して配置され、現像ローラにトナーを供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラとを備え、トナー供給ローラが、現像ローラとの接触部で摩擦帯電したトナーを、現像ローラ表面に供給するものが知られている。
【００１１】
このような、トナー供給ローラと現像ローラとの間での摩擦帯電によって現像ローラ表面にトナーを供給する方式を採用する一成分現像装置では、現像ローラとトナー供給ローラとの間での摩擦帯電により、現像ローラ表面に、必要量を安定して供給するには、この表面部分がトナー供給ローラの接触部を数回通過する間、現像ローラを回転させる必要がある。
【００１２】
しかし、ベタ黒画像のような多くのトナーを必要とする画像を形成するときに現像ローラによる感光体へのトナー供給が追いつかず、形成される画像の後端部の濃度が低くなることがある。
【００１３】
例えば、特許文献２の現像装置では、図１３で示すように一成分現像剤として非磁性トナー１０６を収容した現像剤収容容器１０２内に、弾性ブレード１０４よりも現像ローラ１０３の回転方向上流側の位置で現像ローラ１０３に当接するファーブラシ構造の弾性ローラ１１５を設置して、現像ローラ１０３上の表面に消費されずに残存したトナー１０６を弾性ローラ１１５により剥ぎ取ると共に、現像ローラ上に新たなトナー１０６を供給する。
【００１４】
この構成により、現像ローラ１０３上に非磁性トナー１０６の薄層を安定して供給することができるため、感光体１０１上の静電潜像を良好に形成することができ、現像により広面積にわたって高濃度なベタ黒画像を忠実に再現し得ることが可能となった。
【００１５】
ところが、上記したファーブラシ構造の弾性ローラは、金属の芯金上にナイロンやレイヨン等の繊維を植毛した構成であり、長期間にわたる現像器の繰り返し使用による繊維抜けにより弾性ブレードと現像ローラ間に繊維が詰まり、その部分に白スジが発生する。また、繊維の倒れにより弾性ローラの現像ローラへの当接不良が起こり、トナー供給および剥ぎ取り不足からベタ黒画像の再現が不十分になる場合があった。
【００１６】
そこで、弾性ローラを発泡骨格構造で比較的低硬度のポリウレタンフォーム等の連泡性の発泡体で構成することにより、現像ローラに対して過大な圧を加えることなく発泡体表面の適度な凹凸で現像ローラ上へのトナー供給および現像時に消費されずに残存したトナーの剥ぎ取りが可能となった。
【特許文献１】特開昭５４−４３０３８号公報
【特許文献２】特開昭５８−１１６５５９号公報
【特許文献３】特開２０００−１１２２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、このような現像装置では弾性ローラが比較的低密度の発泡体から形成されているため、以下に示すような問題が生じることが懸念される。
【００１８】
昨今の複写装置や画像記録装置に用いられる現像装置では、高画質化を目的として小粒径のトナーが使われ始めている。小粒径トナーはトナーのトリボが高くなったり、発泡体がトナーに当接しづらくなるため、弾性ローラでは掻き取りづらくなっている。
【００１９】
更に、カラー画像形成装置に用いるトナーにおいては、定着器におけるオフセットを防止するためにトナー中に低軟化点物質からなる離型剤（以下、ＷＡＸ樹脂という）を分散させている。ＷＡＸ樹脂を分散させているトナーはＷＡＸ樹脂がわずかであるが表面に出る場合がある。トナー表面にＷＡＸ樹脂が出ると溶融して粘性が部分的に上がるため、トナー間の付着力は上昇する場合がある。このようなトナーにおいては、現像ローラ上から弾性ローラでは掻き取りづらくなる。
【００２０】
弾性ローラによって剥ぎ取られなかったトナーは弾性ブレードによる摺擦を受けるため、よりチャージを受けることになる。その結果、何度も摺擦を受けたトナーは弾性ローラで剥ぎ取ろうとしても剥ぎ取ることができなくなってしまう。
【００２１】
剥ぎ取られないトナーが現像ローラ上に残ると、残ったトナーを核として他のトナーも付着させるようになる。その結果、現像ローラ上にはスジ状のトナーの凹凸部分が発生することとなる。スジ状のトナーコートは像担持体に現像されると、スジ状の濃度差（以下、現像スジという）を発生させることとなる。
【００２２】
スジ状のトナーコートは更に摺擦され続けると、現像ローラや弾性ブレードにトナーの融着を発生させる。
【００２３】
現像ローラ上のトナーの除去ということに関して、特許文献３で提案されている。しかしながら当該方法では、現像剤除去部材にファーブラシを使用しているため、ファーブラシの間にトナーが凝集して詰まってしまい、トナーを掻き取る力が低下する。ブラシ間にトナーが詰まるのを防止するためにトナー掻き取り部材が必要となる。しかし、今度はトナー掻き取り部材からのトナーの掻き取りが必要となり、結果として長期間の使用は困難である。
【００２４】
また、小粒径のトナーに対してファーブラシを使用した場合、ファーブラシのブラシ太さを太くすればトナーを掻き落とすことができるが、単位面積あたりのブラシ本数が減ってしまうため、均一に除去することが困難となってしまう。逆に、ブラシを細くした場合にはブラシ１本での掻き取る力が弱まってしまうため付着力の大きい前述のトナーを除去することは困難である。
【００２５】
このように、小粒径のトナーやＷＡＸ樹脂を分散させているトナーを現像する現像器においては、トナーの付着力が増すため、弾性ローラのみでは長期的に使用するのは困難であり、現像スジや現像ローラ及び弾性ブレードの融着を防止することは困難であった。
【００２６】
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、小粒径の現像剤やＷＡＸ樹脂を分散させている現像剤を用いた場合においても、現像スジや現像ブレードの融着を防止することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
回転可能に設けられ、像担持体上に形成された静電潜像を現像するために現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制して現像に供する現像剤の量を調整する現像剤規制部材と、
前記現像剤担持体に当接して設けられ、該現像剤担持体上に現像剤を供給するとともに、現像に供することなく戻ってきた現像剤を前記現像剤担持体から剥ぎ取る現像剤供給剥ぎ取り部材と、
を備えた現像装置において、
前記現像剤担持体に当接して設けられ、前記現像剤担持体上から現像剤を剥ぎ取る補助を行う現像剤剥ぎ取り補助部材と、
前記現像剤剥ぎ取り補助部材に少なくとも交流電圧を印加する電圧印加手段と、
前記現像剤担持体が一回転する周期と、前記現像剤剥ぎ取り補助部材に印加される交流電圧の周期との位相ずれが２０〜８０％となるように前記電圧印加手段を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００２８】
また、画像形成装置にあっては、
像担持体と、
前記像担持体に現像作用を行う上記記載の現像装置と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、小粒径の現像剤やＷＡＸ樹脂を分散させている現像剤を用いた場合においても、現像スジや現像ブレードの融着を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。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。
【実施例１】
【００３１】
図１は本発明の実施例１に係る画像形成装置の概略断面図である。図２は本実施例に係る現像装置について説明するための概略構成図である。
【００３２】
図１に示すように、一次帯電器２はＸ方向に回転する像担持体（以下、感光ドラム１という）を一様に帯電する。そして、レーザのような発光素子３によって情報信号を露光して静電潜像を形成し、現像装置４でトナーＴにて感光ドラム１上の静電潜像を現像し可視像化する。次に、該可視像を転写帯電器５により転写紙Ｐに転写し、更に定着装置７にて定着して永久画像を得る。転写されずに残ったトナー（以下、転写残トナーと記す）はクリーニング手段６により回収される。
【００３３】
以下、画像形成中の動作について詳細に述べる。
【００３４】
感光ドラム１は、図中矢印Ｘ方向に回転速度Ｖｘで回転する。本実施例においては、Ｖｘを２５ｍｍ／ｓｅｃとした。
【００３５】
一次帯電器２は感光ドラム１に接触して帯電を行う接触帯電ローラであり、感光ドラム１と略等速に回転する。一次帯電器２には、感光ドラム１表面を一様に帯電するように、不図示の帯電バイアス電源が接続されており、画像形成動作中は約−１３００Ｖを一次帯電器に印加して、感光ドラム１表面を約−７００Ｖに一様に帯電する。
【００３６】
次に、レーザもしくはＬＥＤ等の発光素子３にて感光ドラム１表面を露光走査して、情報信号に応じた露光を行い静電潜像を形成する。本実施例においては、負帯電トナーを感光ドラム１上の露光された部分にトナー像を形成する所謂反転現像系について説明するが、これに限るものではない。
【００３７】
非磁性一成分トナーＴを収容する現像装置４は、感光ドラム１と接触し、図中矢印Ｙ方向に回転速度Ｖｙで回転する現像剤担持体としての現像ローラ８を有する。さらに、現像剤規制部材としての現像ブレード１０、矢印Ｚ方向に回転する現像剤供給剥ぎ取り部材としての弾性ローラ９、非磁性一成分トナーＴを撹拌する撹拌部材１１を備えている。ここで感光ドラム１と現像ローラ８の回転速度の関係はＶｙ＞Ｖｘである。現像ローラ８はモータ１２により回転され、Ｖｙは３５ｍｍ／ｓｅｃに設定されている。また、現像ローラ８の外径はφ１６ｍｍである。
【００３８】
現像装置４内に収容された一成分非磁性トナーＴは、撹拌部材１１により攪拌されつつ、弾性ローラ９の近傍に搬送される。
【００３９】
弾性ローラ９の近傍に搬送されたトナーＴを弾性ローラ９の表面の凹凸及び空孔で担持しつつ、弾性ローラ９の回動により現像ローラ８近傍に搬送する。本実施例では、弾性ローラ９を現像ローラ８に対してカウンター回転（回転方向矢印Ｚ）で、速度Ｖｚで回転させた。回転速度としては、Ｖｚは２８ｍｍ／ｓｅｃである。弾性ローラ９に担持され現像ローラ８近傍に搬送されたトナーＴは、弾性ローラ９と現像ローラ８の回転周速差により摩擦帯電され、現像ローラ８に塗布される。
【００４０】
現像ローラ８上に弾性ローラ９により塗布されたトナーＴは、次に、現像ブレード１０によりトナー量の規制、及び摩擦による所定の帯電量まで電荷付与が行われる。現像ブレード１０は、ステンレス製の薄板（厚さ約０．１ｍｍ）の先端部から約２ｍｍの位置を現像ローラ８と反対方向に折り曲げたものであり、該折り曲げ部が現像ローラ８に若干食い込む状態で接触する状態で配設する。
【００４１】
また、現像ローラ８は現像バイアス電源１３が接続されており、一方、感光ドラム１は接地されている。現像バイアス電源１３は負極性のＤＣ電源であり、本実施例においては、−４６０Ｖの電位を印加している。現像ブレード１０により電荷を付与され、現像ローラ８上に担持されたトナーは、上記現像バイアスにより感光ドラム１上に供給されて静電潜像を顕像化する。
【００４２】
不図示の搬送ローラにより搬送された転写紙Ｐが転写部に到達した時、感光ドラム１表面に形成された画像を転写帯電器５により転写紙Ｐに転写する。本実施例においては、ローラタイプの転写帯電器であり、転写帯電器５には不図示の転写バイアス電源が接続されている。転写バイアス電源では、約＋０．５〜５ｋＶの電圧が印加される。
【００４３】
画像が転写された転写紙Ｐは定着装置７にて熱溶融定着される。
【００４４】
感光ドラム１へ現像されずに現像ローラ８上に残ったトナーは現像ローラ８の回転に伴って、現像剤剥ぎ取り補助部材としてのバッファローラ１６との当接部に運ばれる。バッファローラ１６には電圧印加手段としての電源１４が接続され、直流に交流が重畳されたバイアスが印加される。ここで、直流としては現像バイアスと略同電位の−４６０Ｖが印加される。交流としては、周波数が１７ＨｚでＶｐ−ｐが６００Ｖ（ピーク・トゥ・ピーク）のバイアスが印加される。
【００４５】
バッファローラ１６は現像ローラ８と外径が同様のφ１６ｍｍであり、ステンレス製の金属棒で構成される。１５は制御手段としての制御回路であり、モータ１２と電源１４の制御を行う。バッファローラ１６は、現像領域通過後の現像ローラ８上に残ったトナー（以下、「現像残トナー」という）をバッファローラ１６に一旦回収して、再び現像ローラ８上に戻すようにしている。
【００４６】
本実施例では、現像ローラ８が１周する周期とバッファローラ１６に印加する交流電圧の周期の位相ずれを交流電圧の周期の５０％としていることを特徴とする。
【００４７】
位相ずれを５０％とすることで、現像ローラの特定の位置に着目した場合にバッファローラと現像ローラとの間に作用する電界の方向は現像ローラの周回ごとに逆転することになる。
【００４８】
そして、バッファローラに印加される交流電圧は５０％のｄｕｔｙ（デューティ）比をもつ矩形波であるため、現像ローラが２周する間に現像ローラの全ての位置で現像ローラ上のトナーを一旦バッファローラに付勢する方向の電界が作用することになる。
【００４９】
この現像ローラ上のトナーを一旦バッファローラに付勢する方向の電界によって現像ローラ８上で現像スジ等の核となる小粒径のトナー微粉やＷＡＸ樹脂等を現像ローラ８上から剥離し、現像ローラ８上をリフレッシュすることで、現像スジを防止することになる。以下、その詳細を述べる。
【００５０】
（詳細説明）
図２において、図２（ａ）は現像ローラ８上の現像残トナーをバッファローラ１６に一旦回収する動作を説明する図である。図３はバッファローラ１６に印加される交流バイアスと現像ローラ表面との位置関係を示す図である。
【００５１】
現像ローラ８上の現像残トナーは現像ローラ８とバッファローラ１６との当接部に回転とともに搬送される。ここで、現像ローラ８にはＤＣ電圧：−４６０Ｖが印加され、バッファローラ１６にはＤＣ電圧：−４６０Ｖと交流として周波数が１７ＨｚでＶｐ−ｐが６００Ｖ（ピーク・トゥ・ピーク）のバイアスが印加されている。現像ローラ８上のトナーは現像ローラ８とバッファローラ１６間に形成される電界によって移動することとなる。
【００５２】
負極性に帯電しているトナーは、バッファローラ１６に−１６０Ｖ（ＤＣ：−４６０Ｖ＋Ｖｐ−ｐ／２）が印加されている場合にはバッファローラ１６側に付勢され、逆にバッファローラ１６に−７６０Ｖ（ＤＣ：−４６０Ｖ−Ｖｐ−ｐ／２）が印加されている場合には現像ローラ８側に付勢されることとなる。
【００５３】
従って、図２（ａ）に示すようにバッファローラ１６に−１６０Ｖが印加された場合には現像ローラ８上のトナーは矢印に示すようにバッファローラ１６側に転移することとなり、バッファローラ１６に−７６０Ｖが印加された場合には、現像ローラ８上のトナーは現像ローラ８上に残ることとなる。
【００５４】
現像ローラ８は外径がφ１６ｍｍであるため、外周は５０．２６４ｍｍとなる。また、周速３５ｍｍ／ｓｅｃで回転しているため、現像ローラ８が１周するのに要する時間は１．４３６ｓｅｃである。また、バッファローラ１６に印加されている交流バイアスの周波数は１７Ｈｚであるから、交流バイアスの周期は０．０６３８ｓｅｃとなる。
【００５５】
従って、現像ローラ８が１周する周期とバッファローラ１６に印加する交流電圧の周期の位相ずれは、
位相ずれ＝（現像ローラ１周の周期−交流バイアスの周期×ｎ）／交流バイアスの周期×１００（％）
＝（１．４３６−０．０６３８×２２）／０．０６３８×１００（％）
＝５０％
となる。ここで、ｎは現像ローラ１周中に印加可能な交流バイアスの周期の整数を示す。
【００５６】
このため、現像ローラ表面のある位置において、バッファローラ１６によって現像残トナーが剥ぎ取られた次周にはバッファローラ１６からトナーが戻される方向の電界が作用することとなる。
【００５７】
このように、現像ローラ表面は２周するうちに１回はバッファローラ１６による電界の作用により現像スジの核となる微粉トナーが現像ローラ上から除去されることとなる。現像ローラ８上に残った現像残トナーは弾性ローラ９により剥ぎ取られる。
【００５８】
バッファローラ１６に印加された交流バイアスによってバッファローラ１６上に転移したトナーは、図２（ｂ）に示すように、現像ローラ８が矢印Ｙ方向に回転し、それに伴ってバッファローラ１６は矢印Ｗ方向に回転する。回転に伴ってバッファローラ１６上のトナーは両ローラの当接部から離れるときに、形成されている電界の方向に従って移動することとなる。ここで、バッファローラ１６に印加される周波数は１７Ｈｚであるため、バッファローラ１６上のトナーは常に現像ローラ８上に戻ることとなる。
【００５９】
すなわち、バッファローラは外径がφ１６ｍｍであるため、外周は５０．２６４ｍｍとなる。また、周速３５ｍｍ／ｓｅｃで回転しているため、バッファローラ１６が１周するのに要する時間は１．４３６ｓｅｃである。また、バッファローラに印加されているバイアスの周波数は１７Ｈｚであるから、矩形波（図３中：ｔ０）が２５回と半周期分繰り返される。ここで、矩形波の位相ずれが５０％であることから、一旦バッファローラ１６に回収されたトナーは、バッファローラ１６が１回転した後に現像ローラ８上に戻されることになる（図２（ｂ）に示すＡ、図３参照）。
【００６０】
また、現像ローラ８についても、同じφ１６ｍｍで周速３５ｍｍ／ｓｅｃで回転していることから、２回転で必ず現像ローラ８の表面は剥離電圧が形成されることになる。すなわち、図２（ｂ）に示すＢの部分は前周回時に現像ローラ８上のトナーが剥ぎ取られた部分であり、図２（ｂ）に示すＡの部分は今周回時に現像ローラ８上のトナーが剥ぎ取られ、また、Ｂの部分にはバッファローラ１６からトナーが戻されることとなる。
【００６１】
このように、２周する間に現像ローラ８上のトナーを一旦全て剥ぎ取ることができるので、トナー微粉が現像ローラ８上の特定の位置に残ることはない。従って、長期回転させても現像ローラが数周するうちにその表面は常にバッファローラ１６によりリフレッシュされることになる。
【００６２】
現像ローラ８上に転移されたトナーは弾性ローラ９により掻き取られることになる。このとき、図２（ｂ）に示すＡの部分は少量の小粒径のトナー微粉等が残ることになる。付着した少量のトナー微粉等は、次周回でバッファローラ１６によりリフレッシュされることになる。
【００６３】
このように、２周回する間に現像ローラ８表面は小粒径のトナー微粉等が除去されるため、小粒径のトナー微粉等が核となって現像スジが発生することがない。その結果、ブレード融着や不良画像が発生することを防止することが可能となる。
【００６４】
以下、本実施例の特徴である弾性ローラ９及び弾性ローラ９に当接する他の部材等について説明する。
【００６５】
（バッファローラ）
バッファローラ１６は現像ローラ８と外径が同様のφ１６ｍｍであり、ステンレス製の金属棒で構成される。
【００６６】
バッファローラ１６の材質はステンレス製以外にもアルミニウム等の金属棒の他にも、樹脂棒の表面に導電性の塗料等をコートしたものが使用可能である。現像ローラ８の一回転における周期とバッファローラ１６に印加される交流バイアスの周期の位相ずれは、２０〜８０％の範囲で可能である。
【００６７】
位相ずれが２０％以下となると現像ローラ１周における剥ぎ取る領域が１／５以下となることになるため、現像ローラ８をリフレッシュするための回転数が多くなりすぎることになる。また、位相ずれが８０％以上となると、現像ローラ表面を剥ぎ取る領域は大きくなるものの、バッファローラ１６から戻すための時間が短くなり、バッファローラ上にトナーが溜まるようになる。バッファローラ上にトナーが溜まりすぎると、電界によって現像ローラ上からトナーを一時回収が難しくなるため好ましくない。バッファローラ上の部分的なトナー量の最大値が単位面積あたりのトナー量で２（ｍｇ／ｃｍ２）以下とすると好ましい。本実施例では、現像ローラ上の単位面積あたりのトナー量を約０．４ｍｇ／ｃｍ２としている。従って、本実施例では５周分のトナーをバッファローラ上に蓄積することは可能である。
【００６８】
（弾性ローラ構成）
弾性ローラ９は外径φ５ｍｍのステンレス製の芯金上に連泡性発泡体からなるウレタンスポンジゴムを５．５ｍｍ形成してφ１６ｍｍの弾性ローラとしている。
【００６９】
ゴム材料としては、その他ＮＢＲゴム（ＮＢＲ：ニトリルゴム）、シリコーンゴム、アクリルゴム、ヒドリンゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム及びこれらの複合混合物等、一般的に用いられるゴムが使用可能である。
【００７０】
弾性ローラ９の回転周速は現像ローラ８の回転周速に対して、３０〜１２０％で回転させるのが好ましい。
【００７１】
弾性ローラ９の回転周速が現像ローラ８の回転周速に対して３０％以下になると、現像ローラ８へのトナー供給が不足するため、ベタ画像出力時に画像の後端が薄くなる。また、１２０％以上になると、トナーが過多に供給されるため、現像ローラ８の周囲でトナーが詰まり、ブロッキングを起こしてしまう。本実施例においては、現像ローラ８の周速が３５ｍｍ／ｓｅｃであり、弾性ローラ９の周速が２８ｍｍ／ｓｅｃであるので、弾性ローラ９の回転周速は現像ローラ８の回転周速に対して約８０％で回転している。
【００７２】
（現像ローラ構成）
現像ローラ８は外周径がφ８ｍｍの円筒状中実金属棒の外周に弾性層を約４ｍｍ積層し、φ１６ｍｍとしたものである。
【００７３】
該弾性層としてはシリコーンゴムを用いた。弾性層に使用するゴムとしては、その他ＮＢＲゴム（ＮＢＲ：ニトリルゴム）、ブチルゴム、天然ゴム、アクリルゴム、ヒドリンゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム及びこれらの複合混合物等、一般的に用いられるゴムが使用可能である。
【００７４】
通常、上記ゴム材料のオイル含浸量を多くすることで、低硬度化が図られる。
【００７５】
現像ローラ８を単層とする場合には、トナーへの帯電付与性の観点から、負帯電性トナーを用いた場合には、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ＮＢＲゴム等が好適に用いられる。
【００７６】
正帯電性トナーを使用するのであれば、フッ素ゴム等が好適に用いられる。また、弾性層外周にトナーへの帯電を考慮してコート層を設ける場合には、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂若しくは、これらを混合した樹脂等が好適に用いられる。
【００７７】
現像ローラ８の表面粗さとしては、使用するトナーの粒径にもよるが、十点平均粗さＲｚで１〜１２μｍが好ましい。使用するトナー粒径が平均体積粒径で６μｍであれば好適には十点平均粗さＲｚで３〜１０μｍが使用可能である。トナー粒径がより小さい場合は十点平均粗さＲｚをやや小さくすると好ましい。
【００７８】
十点平均粗さＲｚが１μｍ以下であると十分なトナー搬送力が得られず濃度不足となり、１２μｍ以上となると転写残トナーに十分な電荷付与が行えず、転写残トナーを十分回収できなかったり、非画像部にトナーが付着する所謂「かぶり」が発生したりすることになる。
【００７９】
十点平均粗さＲｚは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に示されている定義を用い、測定には小坂研究所製の表面粗さ試験器「ＳＥ−３０Ｈ」を使用した。
【００８０】
（現像ブレード）
現像剤規制部材としての現像ブレード１０は、ステンレス製の薄板（厚さ約０．１ｍｍ）の先端部から約２ｍｍの位置を現像ローラと反対方向に折り曲げたものであり、該折り曲げ部が現像ローラ８に若干食い込む状態で接触する。このときの接触圧は、線圧約１０〜４５ｇ／ｃｍが好適である。１０ｇ／ｃｍ以下になると、トナーに対して適切な帯電付与ができず、「かぶり」となって画質を低下させる。４５ｇ／ｃｍ以上になると、圧力等によりトナーに混合されている外添剤がトナー表面から剥離しやすくなり、トナーを劣化させ、トナーの帯電性が低下していくことになる。
【００８１】
実施例においては、ステンレス製の薄板をエッジ当接させて用いたが、金属薄板を面当接させることも可能である。その場合には、エッジ当接に対して線圧を５〜１０ｇ／ｃｍ程度増やすと好ましい。
【００８２】
線圧の測定方法としては、引き抜き板として長さ１００ｍｍ×幅１５ｍｍ×厚さ３０μｍのステンレス薄板と、挟み板として長さ１８０ｍｍ×幅３０ｍｍ×厚さ３０μｍのステンレス薄板を長さを半分にするように折ったものを用意し、挟み板の間に引き抜き板を挿入し、該挟み板を現像ローラ８と現像ブレード１０の間に挿入する。その状態でバネばかり等で引き抜き板を一定速度で引き抜き、そのときのバネばかりの値（単位：ｇ）を読む。バネばかりの値を１．５で除算して、単位をｇ／ｃｍにした場合の線圧が求められる。
【００８３】
（現像ローラとバッファローラの当接圧）
現像ローラ８のバッファローラ１６に対する当接圧としては、上記線圧の測定と同様の測定において、線圧１０〜２００ｇ／ｃｍが好ましい。線圧１０ｇ／ｃｍ以下となると接触状態が不安定となり、線圧２００ｇ／ｃｍ以上となると圧力等によりトナーに混合されている外添剤がトナー表面から剥離しやすくなり、トナーを劣化させてトナーの帯電性が低下していくことになるからである。
【００８４】
（トナー）
結着樹脂、低軟化点物質からなる離型剤（ＷＡＸ樹脂）、着色剤、荷電制御剤等を、ヘンシェルミキサーにより十分予備混合を行った後、二軸式押出機で溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて粒径約１〜２ｍｍ程度に粗粉砕した。
【００８５】
次いで、エアージェット方式による微粉砕機で微粉砕した。さらに、得られた微粉砕物を多分割分級装置で分級して、その後、粉砕トナー粒子を気相中に分散しながら、衝撃力を主体とする機械的熱的エネルギーを粒子に与えることにより、粒子を球形化した。さらに、分級工程を経て粒度分布をシャープにして、重量平均粒径５．５μｍのトナー樹脂粒子を得た。
【００８６】
本実施例において、非磁性トナーの結着樹脂としては、ポリスチレン、ポリｐ−クロルスチレン、ポリビニルトルエン、スチレン−ｐクロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体等のスチレンおよびその置換体の単独重合体、およびそれらの共重合体；スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ｎ−ブチル共重合体等のスチレンとアクリル酸エステルとの共重合体；スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ｎ−ブチル共重合体等のスチレンとメタクリル酸エステルとの共重合体；スチレンとアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルとの多元共重合体；スチレンーアクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレンーブタジエン共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレンと他のビニル系重合性単量体とのスチレン系共重合体；および、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸、フェノール樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、石油樹脂、塩素化パラフィン等が、単独または混合して使用できる。
【００８７】
トナーには、任意の適当な顔料や染料が着色剤として使用できる。例えば、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、群青、キナクリドン、ベンジジンイエローなど公知の染料である。
【００８８】
上記ＷＡＸ樹脂としては、具体的にはパラフィンワックス，ポリオレフィンワックス，フィッシャートロピッシュワックス，アミドワックス，高級脂肪酸，エステルワックス及びこれらの誘導体又はこれらのグラフト／ブロック化合物等が利用できる。
【００８９】
更に高画質化のため微小な潜像ドットを忠実に現像するために、トナー粒子は、重量平均粒径が１０μｍ以下（好ましくは４μｍ〜８μｍ）であることが好ましい。トナー粒子の粒度分布は種々の方法によって測定できる。本実施例においては、コールターカウンターを用いて行った。
【００９０】
例えば、測定装置としてはコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）を用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイス（日科機製）及びパーソナルコンピューターを接続し、電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調整する。例えば、ＩＳＯＴＯＮ  ＩＩ（コールターサイエンティフィックジャパン社製）が使用できる。
【００９１】
測定法としては、前記電解水溶液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フォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、前記コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型によりアパーチャーとして例えば１００μｍアパーチャーを用い、個数を基準として２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定して、それから本実施例に係る値を求める。
【００９２】
トナー粒子の個数分布における変動係数Ａは下記式から算出される。
【００９３】
変動係数Ａ＝［Ｓ／Ｄ１］×１００
式中、Ｓはトナー粒子の個数分布における標準偏差値を示し、Ｄ１はトナー粒子の個数平均粒径（μｍ）を示す。
【００９４】
さらには、本実施例で使用するトナー粒子としては、トナー粒子表面が外添剤で被覆された物を用い、トナーが所望の帯電量が付与されるようにすることが好ましい。
【００９５】
その意味で、トナー表面の外添剤被覆率が、５〜９９％さらに好ましくは、１０〜９９％であることが好ましい。
【００９６】
トナー表面の外添剤被覆率は、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、トナー像を１００個無作為にサンプリングし、その画像情報はインターフェースを介してニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入する。得られる画像情報は、トナー粒子表面部分と外添剤部分との明度が異なるため、２値化して、外添剤部分の面積ＳＧとトナー粒子部分の面積（外添剤部分の面積も含む）ＳＴに分けてもとめ、下記式により算出する。
【００９７】
外添剤被覆率（％）＝（ＳＧ／ＳＴ）×１００
本実施例に使用される外添剤としては、例えば、金属酸化物（酸化アルミニウム，酸化チタン，チタン酸ストロンチウム，酸化セリウム，酸化マグネシウム，酸化クロム，酸化錫，酸化亜鉛，など）・窒化物（窒化ケイ素など）・炭化物（炭化ケイ素など）金属塩（硫酸カルシウム，硫酸バリウム，炭酸カルシウムなど）・脂肪酸金属塩（ステアリン酸亜鉛，ステアリン酸カルシウムなど）・カーボンブラック・シリカなどのようなものが用いられる。
【００９８】
これら外添剤は、トナー粒子１００重量部に対し、０．０１〜１０重量部が用いられ、好ましくは、０．０５〜５重量部が用いられる。これら外添剤は、単独で用いても、又、複数併用しても良い。それぞれ、疎水化処理を行ったものが、より好ましい。
【００９９】
外添剤の添加量が０．０１重量部未満の場合には、一成分系現像剤の流動性が悪化し、転写及び現像の効率が低下してしまい、画像の濃度ムラや画像部周辺にトナーが飛び散ってしまう、所謂飛び散りが発生する。
【０１００】
一方、外添剤の量が１０重量部を越える場合には、過多な外添剤が感光ドラムや現像ローラに付着してトナーへの帯電性を悪化させたり、画像を乱したりする。
【０１０１】
以上のように構成された本実施例に係る現像装置において、画出し耐久を５００枚行った。その結果、前述の小粒径の粉砕トナーを用いても現像ローラ上に現像スジやブレード融着が発生することがなく、初期から耐久後半に亘り画像情報に忠実で良好な画像を提供することができた。
【０１０２】
以上述べたように、現像ローラ８が１周する周期とバッファローラ１６に印加する交流電圧の周期の位相ずれを交流電圧の周期の５０％とし、現像領域通過後の現像残トナーをバッファローラ１６に一旦回収して、再び現像ローラ８上に戻すようにすることで、現像ローラ８表面を逐次リフレッシュすることができる。
【０１０３】
すなわち、バッファローラ１６に回収された現像ローラ８表面の領域は、次周回にバッファローラ１６からトナーが戻されるようにすることで、現像ローラ８表面が交互にリフレッシュされるため、現像スジ等の核となる小粒径の微粉トナーが現像ローラ８上に蓄積することがなく、現像スジやブレード融着の発生を防止することが可能となる。
【実施例２】
【０１０４】
以下に、本発明の実施例２について説明する。なお、実施例１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１０５】
上述した実施例１ではバッファローラ１６に印加するバイアスとして矩形波を用いていた。これに対して、本実施例では矩形波に変わりサイン波（正弦波）を用いる場合について説明する。
【０１０６】
図４に本実施例に係る画像形成装置の概略断面図を示す。図５はバッファローラ１６に印加される交流バイアスと現像ローラ８表面との位置関係を示す図である。
【０１０７】
図４において１７はバッファローラ１６に交直流電圧を供給する電源であり、交流バイアス（サイン波）を供給する。バッファローラ１６に印加されるバイアスのピーク電圧は８００Ｖ（Ｖｐｐ）である。直流電圧は現像バイアス電源と同電位である。１８は制御回路であって、バッファローラ１６への電源の供給状態を制御する。
【０１０８】
図５において、ｔ１はサイン波の周期を示す。ただし、サイン波の場合は、矩形波と異なり印加されるバイアス値の低い状態が存在する。バイアス値が低い場合には、トナーを現像ローラ８もしくはバッファローラ１６から引き剥がすための電界が少なくなり、トナーの移動が発生しにくくなる。サイン波で振幅のピーク値が４００Ｖの場合、約１５度で１００Ｖ以上となる。つまり、０〜１５度、１６５〜１９５度、３４５〜３６０度はバイアスの絶対値が１００Ｖ以下となるため、トナーが移動しない状態である。そして、１５〜１６５度は現像ローラ８からバッファローラ１６へトナーが転移し、１９５〜３４５度では逆にバッファローラ１６から現像ローラ８へのトナーの転移が発生する。
【０１０９】
本実施例におけるサイン波の周波数は１４．２Ｈｚである。現像ローラ８はφ１６ｍｍで周速は３５ｍｍ／ｓｅｃであるため、現像ローラ８が１周するのに要する時間は１．４３６ｓｅｃである。またバッファローラ１６に印加されている交流バイアスの周波数は１４．２Ｈｚであるから、交流バイアスの周期は０．０７０４ｓｅｃとなる。
【０１１０】
従って、現像ローラ８が１周する周期とバッファローラ１６に印加する交流電圧の周期の位相ずれは、
位相ずれ＝（現像ローラ１周の周期−交流バイアスの周期×ｎ）／交流バイアスの周期×１００（％）
＝（１．４３６−０．０７０４×２０）／０．０７０４×１００（％）
＝４０％
となる。ここで、サイン波における引き剥がしの角度が１５〜１６５度とした場合、引き剥がしの割合は約４２％である。すなわち、現像ローラ８が１周する間にサイン波２０波分と約４０％（約１５０度分）位相がずれることになる。
【０１１１】
現像ローラ８上において、現像ローラ８が１周するごとに約４２％ずつ位相がずれていくので、少なくとも現像ローラ８が３周すると現像ローラ８の全ての表面の微粉トナーが１回は現像ローラ８上から除去されることとなる。現像ローラ８上に残った現像残トナーは弾性ローラ９により剥ぎ取られる。
【０１１２】
バッファローラ１６に印加された交流バイアスによってバッファローラ１６上に転移したトナーは、図２（ｂ）に示すように、現像ローラ８が矢印Ｙ方向に回転し、それに伴ってバッファローラ１６は矢印Ｗ方向に回転する。回転に伴ってバッファローラ１６上のトナーは両ローラの当接部から離れるときに、形成されている電界の方向に従って移動することとなる。ここで、バッファローラ１６に印加される周波数は１４．２Ｈｚであるため、バッファローラ１６上のトナーは常に現像ローラ８上に戻ることとなる。
【０１１３】
バッファローラ１６は外径がφ１６ｍｍであるため、外周は５０．２６４ｍｍとなる。また、周速３５ｍｍ／ｓｅｃで回転しているため、バッファローラ１６が１周するのに要する時間は１．４３６ｓｅｃである。また、バッファローラに印加されているバイアスの周波数は１４．２Ｈｚであるから、サイン波が２０回繰り返され、位相が約１５０度ずれる。ここで、位相のずれが１５０度であることから、一旦バッファローラ１６に回収されたトナーは、バッファローラ１６が数回転する間に現像ローラ８上に戻されることになる。
【０１１４】
このように、３周する間に現像ローラ８上のトナーを一旦全て剥ぎ取ることができるので、トナー微粉が現像ローラ８上の特定の位置に残ることはない。従って、長期回転させても現像ローラ８が数周するうちにその表面は常にバッファローラ１６によりリフレッシュされることになる。
【０１１５】
現像ローラ８上に転移されたトナーは弾性ローラ９により掻き取られることになる。このとき、一部の部分は小粒径のトナー微粉等が残ることになる。しかし、数周回のうちにバッファローラ１６によりリフレッシュされることになる。
【０１１６】
このように、数周回する間に現像ローラ８表面は小粒径のトナー微粉等が除去されるため小粒径のトナー微粉等が核となって現像スジが発生することがない。その結果、ブレード融着や不良画像が発生することを防止することが可能となる。
【０１１７】
以上のように構成された本実施例に係る現像装置において画出し耐久を５００枚行った。その結果、小粒径の粉砕トナーを用いても現像ローラ上に現像スジやブレード融着が発生することがなく、初期から耐久後半に亘り画像情報に忠実で良好な画像を提供することができた。
【実施例３】
【０１１８】
以下に、本発明の実施例３について説明する。なお、上述した実施例１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１１９】
上述した実施例１では現像ローラ８及びバッファローラ１６の外径を同じ大きさで形成していた。本実施例では、バッファローラ２１の外径が現像ローラ８の外径より小さく、更にバッファローラ２１に印加される交流バイアスのｄｕｔｙ比が５０％ではない場合について説明する。
【０１２０】
図６に本実施例に係る画像形成装置の概略断面図を示す。図７はバッファローラ２１に印加される交流バイアスと現像ローラ８表面との位置関係を示す図である。本実施例においては、バッファローラ２１の外径はφ９．２ｍｍである。
【０１２１】
図６において１９はバッファローラ２１に交直流電圧を供給する電源であり、交流バイアス（矩形）のｄｕｔｙ比は３３％である（正極性成分：負極性成分＝１：２）。直流電圧は現像バイアス電源と同電位である。２０は制御回路であって、バッファローラ２１への電源の供給状態を制御する。
【０１２２】
従って、正極性成分が３３％であることから、現像ローラ１周で現像ローラ８からバッファローラ２１にトナーが転移する面積は、現像ローラ表面の約１／３となる。このとき、正極性成分の電圧は−１６０Ｖ（ＤＣ：−４６０Ｖ＋４００Ｖ）であり、負極性成分の電圧は−７２６Ｖ（ＤＣ：−４６０Ｖ−２６７Ｖ）である。
【０１２３】
図７において、ｔ２は矩形波の周期を示す。本実施例における矩形波の周波数は７．１９５Ｈｚである。現像ローラ８はφ１６ｍｍで周速は３５ｍｍ／ｓｅｃであるため、現像ローラ８が１周するのに要する時間は１．４３６ｓｅｃである。また、バッファローラ２１に印加されている交流バイアスの周波数は７．１９５Ｈｚであるから、交流バイアスの周期は０．１３９ｓｅｃとなる。従って、現像ローラ８が１周する周期とバッファローラ１６に印加する交流電圧の周期の位相ずれは、
位相ずれ＝（現像ローラ１周の周期−交流バイアスの周期×ｎ）／交流バイアスの周期×１００（％）
＝（１．４３６−０．１３９×１０）／０．１３９×１００（％）
＝３３％
となる。
【０１２４】
現像ローラ８が１周する間に矩形波１０波分と約３３％位相がずれることになる。現像ローラ８上において、現像ローラ８が１周するごとに約３３％ずつ位相がずれていくので、少なくとも現像ローラ８が３周すると現像ローラ８の全ての表面の微粉トナーが１回は現像ローラ８上から除去されることとなる。現像ローラ８上に残った現像残トナーは弾性ローラ９により剥ぎ取られる。
【０１２５】
バッファローラ１６に印加された交流バイアスによってバッファローラ１６上に転移したトナーは、図２（ｂ）に示すように、現像ローラ８が矢印Ｙ方向に回転し、それに伴ってバッファローラ１６は矢印Ｗ方向に回転する。回転に伴ってバッファローラ１６上のトナーは両ローラの当接部から離れるときに、形成されている電界の方向に従って移動することとなる。
【０１２６】
バッファローラ２１は外径がφ９．２ｍｍであるため、外周は３０．８０８ｍｍとなる。また、周速３５ｍｍ／ｓｅｃで回転しているため、バッファローラ２１が１周するのに要する時間は０．８８ｓｅｃである。また、バッファローラ２１に印加されているバイアスの周波数は７．１９５Ｈｚであるから、矩形波が６回繰り返され、位相が約３３％ずれる。ここで、位相のずれが３３％であることから、一旦バッファローラ２１に回収されたトナーは、バッファローラ２１が１回転する間に現像ローラ８上に戻されることになる。
【０１２７】
このように、３周する間に現像ローラ８上のトナーを一旦全て剥ぎ取ることができるので、トナー微粉が現像ローラ８上の特定の位置に残ることはない。従って、長期回転させても現像ローラ８が数周するうちにその表面は常にバッファローラ２１によりリフレッシュされることになる。
【０１２８】
現像ローラ８上に転移されたトナーは弾性ローラ９により掻き取られることになる。このとき、一部の部分は小粒径のトナー微粉等が残ることになる。しかし、１周回のうちにバッファローラ２１によりリフレッシュされることになる。このように、数周回する間に現像ローラ８表面は小粒径のトナー微粉等が除去されるため小粒径のトナー微粉等が核となって現像スジが発生することがない。その結果、ブレード融着や不良画像が発生することを防止することが可能となる。
【０１２９】
このように構成された本実施例に係る現像装置において、画出し耐久を５００枚行った。その結果、小粒径の粉砕トナーを用いても現像ローラ上に現像スジやブレード融着が発生することがなく、初期から耐久後半に亘り画像情報に忠実で良好な画像を提供することができた。
【実施例４】
【０１３０】
以下に、本発明の実施例４について説明する。図８は、本発明の実施例４に係る画像形成装置の概略断面図である。なお、上述した実施例１と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１３１】
本実施例においては、上述した実施例１に対して、バッファローラ１６が配置される位置が異なるもので、本実施例のバッファローラ１６は、現像ブレード１０から感光ドラム１上で静電潜像を可視像化する領域までの間にあって、弾性ローラ９の回転方向下流側に配置され、現像ローラ８と当接していることを特徴とする。
【０１３２】
なお、現像ローラ８上に弾性ローラ９により塗布されたトナーＴは、現像ブレード１０を通過した後、バッファローラ１６との当接部に到着するが、このとき、本実施例では、バッファローラ１６については、約−６６０Ｖの電圧が印加されている。従って、負極性に帯電されたトナーは、バッファローラ１６に回収されることなく、通過する。
【０１３３】
以下に、本実施例の特徴について説明する。
【０１３４】
本実施例は、上述した実施例１同様、現像ローラ８が１周する周期とバッファローラ１６に印加する交流電圧の周期の位相ずれを交流電圧の周期の５０％としていることを特徴とする。
【０１３５】
位相ずれを５０％とすることで、現像ローラ８の特定の位置に着目した場合にバッファローラ１６と現像ローラ８との間に作用する電界の方向は現像ローラ８の周回ごとに逆転することになる。
【０１３６】
そして、バッファローラ１６に印加される交流電圧は５０％のｄｕｔｙ比をもつ矩形波であるため、現像ローラ８が２周する間に現像ローラ８の全ての位置で現像ローラ８上のトナーを一旦バッファローラに付勢する方向の電界が作用することになる。この現像ローラ８上のトナーを一旦バッファローラ１６に付勢する方向の電界によって現像ローラ８上で現像スジ等の核となる小粒径のトナー微粉やＷＡＸ樹脂等を現像ローラ８上から剥離し、現像ローラ８上をリフレッシュすることで、現像スジを防止することになる。
【０１３７】
さらに、本実施例では、上記の現像ローラ８をリフレッシュするためのバッファローラ１６へのバイアス印加を非画像形成時に行うことを特徴とする。
【０１３８】
ここで、非画像形成時とは、画像形成時以外であって、且つ、現像ローラ８が回転している時間、転写紙の余白領域に相当する部分が現像工程に供されている時間（この間、実際には可視像は形成されない）、複数枚プリント時の転写時の間（以下、「紙間」という）の時間をいう。
【０１３９】
画像形成時とは、現像手段が転写紙の画像形成領域（余白領域を除いた部分）に転写すべき可視像を現像している間の時間をいう。
【０１４０】
図９に本実施例の現像ローラ８のリフレッシュ動作を導入した画像形成装置の動作に関するフローチャートを示す。
【０１４１】
図９のフローチャートにおいて、不図示のＰＣ等からプリント信号が入ると（Ｓ１１）、紙が給紙され（Ｓ１２）、プリント動作が実行される（Ｓ１３）。このとき、バッファローラ１６に印加されるバイアスは、画像形成中のバイアスである−６６０Ｖが印加される。従って、現像ローラ８上のトナーは、バッファローラ１６に転移することはない。
【０１４２】
通常、プリント信号が入力されてから上記の各動作が終了すると（Ｓ１４）、プリント動作はすべて終了する（Ｓ１５）。
【０１４３】
複数枚を連続プリントする場合には、プリント動作が実行された後（Ｓ１３）、プリント動作は終了せず（Ｓ１４）、紙間中にリフレッシュ動作が入る（Ｓ１６）。ここで、リフレッシュ動作は、現像ローラ１回転の周期に対して、バッファローラ１６の印加交流電圧の位相ズレが５０％のものがバッファローラ１６に印加される（Ｓ１６）。
【０１４４】
このとき、バッファローラ１６には、直流電圧が現像バイアスと同電位であり、重畳された交流電圧は、Ｖｐｐで６００Ｖのバイアスが印加される。交流の周波数等は、現像ローラが２周することで現像ローラ上の微粉は除去され、リフレッシュされる。
【０１４５】
その後、紙が給紙され（Ｓ１２）、プリント動作が実行される（Ｓ１３）という一連の動作を指定枚数まで繰り返す。
【０１４６】
このように構成された本実施例に係る現像装置において、画出し耐久を５００枚行った。その結果、小粒径の粉砕トナーを用いても現像ローラ上に現像スジやブレード融着が発生することがなく、初期から耐久後半に亘り画像情報に忠実で良好な画像を提供することができた。
【０１４７】
以上述べたように、現像ローラ８が１周する周期とバッファローラ１６に印加する交流電圧の周期の位相ずれを交流電圧の周期の５０％とし、現像領域通過後の現像残トナーをバッファローラ１６に一旦回収して、再び現像ローラ８上に戻すようにすることで、現像ローラ表面を逐次リフレッシュするように構成される。
【０１４８】
すなわち、バッファローラ１６に回収された現像ローラ表面の領域は、次周回にバッファローラ１６からトナーが戻されるようにすることで、現像ローラ表面が交互にリフレッシュされるため、現像スジ等の核となる小粒径の微粉トナーが現像ローラ上に蓄積することがなく、現像スジやブレード融着の発生を防止することが可能となる。
【０１４９】
なお、本実施例の、バッファローラ１６に対するバイアス制御において、画像形成時には、バッファローラ１６への印加電位は、現像ローラ８へ印加される現像バイアス−４６０Ｖよりも大きい直流バイアス−６６０Ｖとしている。これにより、画像形成時にバッファローラ１６から現像ローラ８へトナーが移動して画像濃度が不均一となるのを防いでいる。また、この画像形成時のバッファローラ１６へのバイアス印加には、画像形成不良の原因となる反転トナーをバッファローラ１６側へ回収する効果もある。
【実施例５】
【０１５０】
以下に、本発明の実施例５について説明する。なお、上述した実施例４と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１５１】
上述した実施例４では、現像領域通過後の現像残トナーをバッファローラ１６に一旦回収して、再び現像ローラ８上に戻すようにすることで、現像ローラ表面を逐次リフレッシュする動作を非画像形成時（紙間）にバイアスを印加することで行っていた。複数枚を連続プリントする場合には、紙間が複数回あるので、この間にリフレッシュすれば、画像に影響のない状態まで現像ローラ８をリフレッシュすることができる。しかし、少数枚をプリントする場合には、非画像形成時（紙間）の時間的な余裕がないため、本実施例では、以下に示すような動作を行うものである。
【０１５２】
すなわち、本実施例では、非画像形成時として、画像形成前の準備前回転（以下、「前回転」という）時や、画像形成終了後の準備後回転（以下、「後回転」という）時に、現像ローラ表面を逐次リフレッシュする動作をするためのバイアスを印加することを特徴とする。
【０１５３】
図１０に本実施例において現像ローラ８のリフレッシュ動作を導入した画像形成装置の動作に関するフローチャートを示す。
【０１５４】
図１０のフローチャートにおいて、不図示のＰＣ等からプリント信号が入ると（Ｓ２１）、現像装置は、まず、リフレッシュ動作に入る。ここで、リフレッシュ動作１は前記実施例と同様に、現像ローラ１回転の周期に対して、バッファローラ１６の印加交流電圧の位相ズレが５０％のものがバッファローラ１６に印加される（Ｓ２２）。
【０１５５】
このとき、バッファローラ１６には、直流電圧が現像バイアスと同電位であり、重畳された交流電圧は、Ｖｐｐで６００Ｖのバイアスが印加される。交流の周波数等は、前記実施例と同様であり、現像ローラが２周することで現像ローラ上の微粉は除去され、リフレッシュされる。
【０１５６】
次に、前回転動作が終了し、紙が給紙され（Ｓ２３）、プリント動作が実行される（Ｓ２４）。このとき、バッファローラ１６に印加されるバイアスは、画像形成中のバイアスである−６６０Ｖが印加される。従って、現像ローラ上のトナーは、バッファローラ１６に転移することはない。
【０１５７】
プリント動作が終了すると（Ｓ２５）、後回転中にリフレッシュ動作２が実行される（Ｓ２６）。リフレッシュ動作２では、時間的な余裕があることから、リフレッシュ動作を２度行うこととした。すなわち、現像ローラを４回転させるうち、現像ローラ表面のトナーを２度ずつ剥ぎ取るようにした。２回繰り返すことで、時間はかかるが、現像ローラ上をよりきれいにすることが可能である。そして、画像形成動作が全て終了する（Ｓ２７）。
【０１５８】
また、１枚間欠（１枚プリントして、停止を繰り返す）で複数枚をプリントする場合には、プリント動作が実行された後（Ｓ２４）、プリント動作は終了せず（Ｓ２５）、紙間中にリフレッシュ動作３に入る（Ｓ２８）。ここで、リフレッシュ動作３は前記実施例１と同様に、現像ローラ１回転の周期に対して、バッファローラ１６の印加交流電圧の位相ズレが５０％のものがバッファローラ１６に印加される。
【０１５９】
このとき、バッファローラ１６には、リフレッシュ動作２と同様に、直流電圧が現像バイアスと同電位であり、重畳された交流電圧は、Ｖｐｐで６００Ｖのバイアスが印加される。交流の周波数等は、前記実施例１と同様であり、現像ローラが２周することで現像ローラ上の微粉は除去され、リフレッシュされる。
【０１６０】
そして、前回転動作が終了後、紙が給紙され（Ｓ２３）、プリント動作が実行される（Ｓ２４）という一連の動作を指定枚数まで繰り返す。
【０１６１】
このように構成された本実施例に係る現像装置で、１枚間欠で５００枚のプリントを行った。その結果、実施例４と同じく、小粒径の粉砕トナーを用いても現像ローラ上に現像スジやブレード融着が発生することがなく、初期から耐久後半に亘り画像情報に忠実で良好な画像を提供することができた。
【実施例６】
【０１６２】
以下に、本発明の実施例６について説明する。なお、上述した実施例４と同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【０１６３】
上述した実施例４，５では、現像領域通過後の現像残トナーをバッファローラ１６に一旦回収して、再び現像ローラ８上に戻すようにすることにより現像ローラ表面を逐次リフレッシュすることについて、特に、バイアス印加のタイミングについて示した。
【０１６４】
本実施例における現像装置の現像ローラ８とバッファローラ１６に関する概略構成図を図１１に示した。
【０１６５】
本実施例では、図１１に示すように、現像器に一端を固定したバネ部材（付勢部材，接離手段）としての加圧バネ２２のもう一端に固定されたバッファローラ１６と、Ｒ方向に回転するカム部材（離間部材，接離手段）としての楕円カム２３と回転軸を共にする現像ローラ８を用いて画像形成装置を構成することで、非画像形成時（前回転、後回転および紙間）には現像ローラ８とバッファローラ１６を当接する（図１１（ａ）参照）が、画像形成時には現像ローラ８からバッファローラ１６を離間する（図１１（ｂ）参照）ように制御回路１５により制御することを特徴とする。
【０１６６】
上記のように、画像形成時に現像ローラ８からバッファローラ１６を離間することにより、現像ローラ８とバッファローラ１６とが常時当接している場合に起こるトナー劣化などを防いでいる。
【０１６７】
ここで、現像ローラ８をリフレッシュするためのバッファローラ１６に対するバイアス印加について説明する。
【０１６８】
リフレッシュ動作のタイミングについては、上述した実施例４，５と同様であり、リフレッシュ動作が、複数枚を印字する場合には紙間で行ない、（間欠で複数枚）少数枚を印字する場合には、前回転時および後回転時で行う。
【０１６９】
図１２（ａ）に複数枚を連続プリントした場合のフローチャートを示し、図１２（ｂ）に少数枚（間欠で複数枚）をプリントした場合のフローチャートを示した。
【０１７０】
また、非画像形成時（紙間または前回転かつ後回転）に行われるリフレッシュ動作におけるバッファローラ１６と現像ローラ８に印加される電圧は、上述した実施例４，５と同様であり、現像ローラ１回転の周期に対して、バッファローラ１６の印加交流電圧の位相ズレが５０％のものがバッファローラ１６に印加される（図１２（ａ）のＳ３９、または図１２（ｂ）のＳ４２，Ｓ４８，Ｓ５１）。
【０１７１】
このとき、バッファローラ１６には、直流電圧が現像バイアスと同電位であり、重畳された交流電圧は、Ｖｐｐで６００Ｖのバイアスが印加される。交流の周波数等は、現像ローラが２周することで現像ローラ上の微粉は除去され、リフレッシュされる。
【０１７２】
さらに、画像形成時におけるバッファローラ１６と現像ローラ８に印加される電圧についても実施例４，５と同様であり、バッファローラ１６に印加されるバイアスは、画像形成中のバイアスである−６６０Ｖが印加される。従って、現像ローラ上のトナーは、バッファローラ１６に転移することはない。
【０１７３】
このように構成された本実施例に係る現像装置で、画だし耐久を５００枚行った。さらに、１枚間欠で５００枚のプリントを行った。これらの結果、実施例４および実施例５と同じく、小粒径の粉砕トナーを用いても現像ローラ上に現像スジやブレード融着が発生することがなく、初期から耐久後半に亘り画像情報に忠実で良好な画像を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【０１７４】
【図１】本発明の実施例１に係る画像形成装置の概略断面図である。
【図２】本発明の実施例１に係る現像装置について説明するための概略構成図である。
【図３】本発明の実施例１のバッファローラに印加される交流バイアスと現像ローラ表面との位置関係を示す図である。
【図４】本発明の実施例２に係る画像形成装置の概略断面図である。
【図５】本発明の実施例２のバッファローラに印加される交流バイアスと現像ローラ表面との位置関係を示す図である。
【図６】本発明の実施例３に係る画像形成装置の概略断面図である。
【図７】本発明の実施例３のバッファローラに印加される交流バイアスと現像ローラ表面との位置関係を示す図である。
【図８】本発明の実施例４に係る画像形成装置の概略断面図である。
【図９】本発明の実施例４の現像ローラのリフレッシュ動作を導入した画像形成装置の動作に関するフローチャートを示す図である。
【図１０】本発明の実施例５の現像ローラのリフレッシュ動作を導入した画像形成装置の動作に関するフローチャートを示す図である。
【図１１】本発明の実施例６のバッファローラと現像ローラの概略構成図である。
【図１２】本発明の実施例６の現像ローラのリフレッシュ動作を導入した画像形成装置の動作に関するフローチャートを示す図である。
【図１３】従来例を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１７５】
１  感光ドラム
２  一次帯電器
３  発光素子
４  現像装置
５  転写帯電器
６  クリーニング手段
７  定着装置
８，１８，  現像ローラ
９  弾性ローラ
１０  現像ブレード
１１  撹拌部材
１２  モータ
１３  現像バイアス電源
１４，１７，１９  電源
１５，１８，２０  制御回路
１６，２１  バッファローラ
２２  加圧バネ
２３  楕円カム
【図１】
2006178034.tif 000003
【図２】
2006178034.tif 000004
【図３】
2006178034.tif 000005
【図４】
2006178034.tif 000006
【図５】
2006178034.tif 000007
【図６】
2006178034.tif 000008
【図７】
2006178034.tif 000009
【図８】
2006178034.tif 000010
【図９】
2006178034.tif 000011
【図１０】
2006178034.tif 000012
【図１１】
2006178034.tif 000013
【図１２】
2006178034.tif 000014
【図１３】
2006178034.tif 000015