(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される像担持体と、
前記静電潜像を現像剤にて可視像化する装置であって、回転可能な現像剤担持体及び前記現像剤担持体に担持された現像剤量を規制する現像剤規制部材を備えた現像装置と、
前記現像剤担持体及び前記現像剤規制部材の各々に電圧を印加する電圧印加装置と、
前記電圧印加装置を制御する制御装置と、
を有する画像形成装置において、
前記現像剤規制部材の抵抗値は、前記現像剤担持体及び前記現像剤規制部材の電位差が１０Ｖの時に２×１０8Ω以上であって、１００Ｖ以上では１×１０8Ω以下であり、
前記制御装置は、文字画像を形成する場合に、写真画像を形成する場合よりも、前記現像剤規制部材に印加される電圧が現像剤の帯電極性側に大きくなるように、前記電圧印加装置を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
文字画像を形成する場合、前記現像剤担持体に印加する電圧より少なくとも１００Ｖ以上、現像剤の帯電極性の側に大きい電圧を前記現像剤規制部材に印加し、
写真画像を形成する場合、前記現像剤担持体に印加する電圧と略同電位となるように前記現像剤規制部材に電圧を印加するように、前記電圧印加装置を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
静電潜像が形成される像担持体と、
前記静電潜像を現像剤にて可視像化する装置であって、回転可能な現像剤担持体及び前記現像剤担持体に担持された現像剤量を規制する現像剤規制部材を備えた現像装置と、
前記現像剤担持体及び前記現像剤規制部材の各々に電圧を印加する電圧印加装置と、
前記電圧印加装置を制御する制御装置と、
を有する画像形成装置において、
前記制御装置は、
文字画像を形成する場合、前記現像剤担持体に印加する電圧より少なくとも１００Ｖ以上、現像剤の帯電極性の側に大きい電圧を前記現像剤規制部材に印加し、
写真画像を形成する場合、前記現像剤担持体に印加する電圧と略同電位となるように前記現像剤規制部材に電圧を印加するように、前記電圧印加装置を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記現像剤規制部材は、電子導電材料を含む半導電性の樹脂若しくは半導電性のゴムであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像剤の形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１６０であり、形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１４０であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像装置は、画像形成装置本体に対して着脱自在のカートリッジとして構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば複写機、プリンタなどとされる電子写真方式或いは静電記録方式を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の画像形成装置としては、例えば図１３に示す構成のものが知られている。図１３には、従来の画像形成装置の基本構成の一例が概略的に示されている。
【０００３】
この例では、像担持体としてドラム状の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」という。）１００が用いられる。感光ドラム１００は、例えばアルミニウム製の円筒基体の表面に感光材料層（例えば有機感光材料層）を形成したものであり、矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１００の周囲には、回転方向上流側から順に、帯電ローラ１０１、レーザビーム走査光学系Ｅ、現像装置としての現像器１０２、転写ローラ１１１、クリーナ１０９が配置される。
【０００４】
帯電ローラ１０１にて感光ドラム１００上を均一に帯電したのち、レーザビーム走査光学系Ｅによる光像照射により静電潜像を感光ドラム１００上に形成する。そして、静電潜像に応じて現像器１０２中のトナー（現像剤）により可視像化（現像）する。現像剤の帯電極性は、負極性である。現像剤の帯電極性とは、現像を行なう際に、潜像の画像領域に付着する現像の帯電極性であり、反転現像であれば感光ドラムの帯電極性と同じになる。即ち、反転現像で、感光ドラムを負極性に帯電させる場合には、トナーの帯電極性は負極性となる。
【０００５】
記録媒体、即ち、転写材Ｐは、不図示の給紙口から上記可視像（トナー像）の形成と同期を取って給紙され、感光ドラム１００と転写ローラ１１１との略当接部で可視像（トナー像）の転写を受ける。転写材Ｐ上の画像は、定着器１１０で溶融定着される。
【０００６】
現像器１０２は、現像剤担持体としての現像ローラ１０３、現像ローラ１０３に非磁性一成分トナー（負極性）を供給する供給ローラ１０５、供給ローラ１０５近傍に容器中のトナーを搬送する撹拌部材１０６を備えている。更に、現像ローラ１０３上のトナー量を規制する現像剤規制部材としての現像剤規制ブレード１０４を有している。
【０００７】
現像ローラ１０３は、感光ドラム１００と当接するため、弾性体で形成される。また、現像剤規制ブレード１０４は、金属薄板のバネ弾性を利用して、トナーの層厚規制を行う。
【０００８】
現像ローラ１０３には、トナーを現像ローラ１０３から感光ドラム１００側へ転移させるために、現像バイアス電源１０７により所定電位となるように現像バイアスが印加される。また、現像剤規制ブレード１０４には、特許文献１に記載するように、トナーの帯電量を安定化させるために、ブレードバイアス電源１０８が接続され、所定電位となるようにブレードバイアスが印加される。ブレードバイアス電源１０８は、現像バイアス電源１０７と同電位のもの、各々異なる電位を供給するもの等、各種ある。
【０００９】
従来の方式では、上述のように、現像ローラ１０３上のトナーの層厚を一定に保つために、現像ローラ１０３に所定の押圧力で圧接された層厚規制ブレードが用いられている。この現像剤規制ブレード１０４にはトナーより硬い金属製のブレードを用いていたため、この現像剤規制ブレード１０４によってトナーが劣化するという問題があった。
【００１０】
そこで、このような問題点を解決するために、層厚規制ブレードには、少なくともトナーと擦れる箇所に、ゴム又は樹脂等のトナーより柔らかく、導電性を有する部材を用いる方式が提案された（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−１１５９９号公報
【特許文献２】特開平１１−３２７２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来例の構成にて画像形成動作を行ったところ、以下に示す不具合が見られた。
【００１２】
図１４に所望の階調に対する画像濃度を示す。横軸は階調で右に行くほどベタ画像に近くなる。
【００１３】
まず、従来例に示した画像形成装置において、ブレードバイアス電源１０８に、現像バイアス電源１０７より現像剤の帯電極性（例えば、マイナス）側に３００Ｖ大きい（即ち、−３００Ｖ）の電位差を設けて印加した。このときの階調を図１４中破線Ｇに示す。画像濃度は、所望の画像濃度を得られたものの、画像濃度の階調性が低い状態であった。即ち、ハイライト部（所謂、低濃度画像部であり、図１４中（Ａ）部）は、トナーを現像できない現象（以下、「白飛び」という。）が発生する。また、シャドウ部（所謂、中濃度部から高濃度部領域であり、図１４中（Ｂ）部）においては、最大濃度に早く達してしまった状態である。このような階調性は、文字のようにコントラストをはっきりさせたい画像には適するものの、写真画像のように階調性を重視する画像には適さない。
【００１４】
しかし、現像バイアス電源１０７の電圧を下げて現像されるトナー量を抑制した場合には、図１４中実線Ｈで示すように、全体的に濃度は下がるものの、中間調部（図１４中の（Ａ）と（Ｂ）の間）の傾きは変わらない。
【００１５】
更に、ブレードバイアス電源１０８に印加する電圧を下げても現像ローラ１０３に担持されるトナー量を抑制することはある程度可能である。しかしながらこの場合は、現像剤規制ブレード１０４にトナーが固着してしまう、所謂、トナー融着が発生する。
【００１６】
現像剤規制ブレード１０４の導電性を絶縁性のゴムに変更して同様の画像出力を行った場合、階調性は得られるものの、逆に文字の鮮鋭性は低下する。また、現像器として使用初期の出力時に所望の濃度が得られないという現象が生じた。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、所望する画像に対して適切な現像剤量を制御することで文字つぶれ、白飛びといった画像不良を防止し、長期にわたって安定した画像形成を行うことの可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。本発明の代表的な構成は、
静電潜像が形成される像担持体と、
前記静電潜像を現像剤にて可視像化する装置であって、回転可能な現像剤担持体及び前記現像剤担持体に担持された現像剤量を規制する現像剤規制部材を備えた現像装置と、
前記現像剤担持体及び前記現像剤規制部材の各々に電圧を印加する電圧印加装置と、
前記電圧印加装置を制御する制御装置と、
を有する画像形成装置において、
前記現像剤規制部材の抵抗値は、前記現像剤担持体及び前記現像剤規制部材の電位差が１０Ｖの時に２×１０8Ω以上であって、１００Ｖ以上では１×１０8Ω以下であり、
前記制御装置は、文字画像を形成する場合に、写真画像を形成する場合よりも、前記現像剤規制部材に印加される電圧が現像剤の帯電極性側に大きくなるように、前記電圧印加装置を制御することを特徴とする画像形成装置である。また、本発明の別の構成は、
静電潜像が形成される像担持体と、
前記静電潜像を現像剤にて可視像化する装置であって、回転可能な現像剤担持体及び前記現像剤担持体に担持された現像剤量を規制する現像剤規制部材を備えた現像装置と、
前記現像剤担持体及び前記現像剤規制部材の各々に電圧を印加する電圧印加装置と、
前記電圧印加装置を制御する制御装置と、
を有する画像形成装置において、
前記制御装置は、
文字画像を形成する場合、前記現像剤担持体に印加する電圧より少なくとも１００Ｖ以上、現像剤の帯電極性の側に大きい電圧を前記現像剤規制部材に印加し、
写真画像を形成する場合、前記現像剤担持体に印加する電圧と略同電位となるように前記現像剤規制部材に電圧を印加するように、前記電圧印加装置を制御することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、形成される画像に関する画像情報に応じて、最適な画像形成を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２１】
第１の実施形態
図１〜図５を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００２２】
図１に、本発明の第１の実施形態における画像形成装置１００の概略構成を示す。
【００２３】
本実施形態の画像形成装置１００は、像担持体としての電子写真感光体の被露光部に現像剤（トナー）を付着させて可視化する反転現像系であり、負帯電トナーを担持した現像剤担持体を像担持体に当接させて現像を行う一成分画像形成装置である。正帯電性トナーを用いる場合には、各部材に印加される電圧によって形成される電界の方向を逆にすることで適宜使用可能である。
【００２４】
本実施形態にて、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１は、矢印ｘ方向に回転可能である。感光ドラム１は、一次帯電器（帯電装置）である帯電ローラ２により、表面が負極性に一様帯電される。そして、感光ドラム１の回転に伴って、一様に帯電された表面は露光器（露光装置）３により露光される。被露光部の電荷が消失することで、感光ドラム１上に静電潜像が形成される。
【００２５】
感光ドラム１上の静電潜像の被露光部には、現像器（現像装置）４に収容した現像剤Ｔとしてのトナーを転移させ、静電潜像を可視像化する。本実施形態にて、現像剤Ｔとしては、非磁性一成分トナーを用いる。トナーの帯電極性は負極性とされる。また、本実施形態は、被露光部にトナーを転移させる、所謂、反転現像系である。
【００２６】
感光ドラム１上に転移したトナーは、転写帯電器（転写装置）としての転写ローラ５により転写材Ｐに転移される。転写されずに感光ドラム１上に残ったトナーは、クリーニング装置６により感光ドラム１上より除去される。
【００２７】
転写材Ｐ上のトナーは、定着器（定着装置）７により熱溶融され転写材Ｐ上に固着し、永久画像となる。
【００２８】
現像器４は、現像剤担持体としての現像ローラ８、現像ローラ８にトナーを供給する供給ローラ１２、現像ローラ８上の現像剤量（トナー量）を規制する現像剤規制部材としての現像剤規制ブレード９、供給ローラ１２側にトナーを搬送する撹拌部材１３を備える。現像剤規制ブレード９は、支持部材９ａと当接部材９ｂとを有している。
【００２９】
現像ローラ８は、駆動装置としてのモータ１５により矢印ｙ方向に回転可能である。現像ローラ８は、感光ドラム１表面に当接して現像を行う、所謂、接触現像であることから、現像ローラ８は、ゴム等の弾性を有することが望ましい。現像ローラ８には、現像バイアス電源１０から、本実施形態においては約−３００Ｖの電圧が供給される。感光ドラム１上の被露光部電位と現像バイアス電源１０から供給される電位差により現像ローラ８上のトナーが感光ドラム１上の被露光部に転移する。
【００３０】
現像剤規制ブレード９は、支持部材９ａとしての金属薄板と、実際にトナーに当接する当接部材９ｂとしての半導電ゴムとを有しており、薄板のバネ弾性を利用して当接圧力を形成し、当接部材９ｂがトナー及び現像ローラ８に接触当接される。金属薄板の材質は、ステンレス鋼、リン青銅等が使用可能であるが、本実施形態においては、厚さ０．１ｍｍのリン青銅薄板を用いた。トナーＴは、現像剤規制ブレード９及び現像ローラ８との摺擦により摩擦帯電されて電荷を付与されると同時に層厚規制される。現像剤規制ブレード９の支持部材９ａには、ブレードバイアス電源１１から所定電圧が供給される。１１７は電圧印加装置である電源であり、現像バイアス電源１０とブレードバイアス電源１１とを備える。
【００３１】
制御回路（制御装置）１４により、現像ローラ８の回転駆動の制御、並びに、電圧印加装置としての現像バイアス電源１０及びブレードバイアス電源１１の電圧値等の制御などを行う。
【００３２】
ブレードバイアス電源１１は、現像剤規制ブレード９の支持部材９ａを介して当接部材９ｂ表面に電圧を供給する。現像バイアス電源１０は、現像ローラ８に電圧を供給する。これによって、トナーが介在する現像剤規制ブレード９の当接部材９ｂ表面と現像ローラ８表面との間で電界を形成することになる。
【００３３】
先に、図１３を参照して説明した従来例の画像形成装置においては、現像剤規制ブレード１０４としてトナーと接触する部分の材質としては、導電性のゴムや樹脂、又は、ステンレスやリン青銅等の金属が用いられている。
【００３４】
本実施形態においては、現像剤規制ブレード９は、特に、当接部材９ｂの材質として、電子導電材料を有する半導電性のゴム若しくは樹脂を用い、抵抗値を以下の範囲にすることを特徴としている。当該材料を用いた現像剤規制ブレードは、印加される電圧により抵抗値が変化する。
【００３５】
例えば、ブレードバイアスと現像ローラバイアスの電位差が１０Ｖでは現像剤規制ブレード９（即ち、当接部材９ｂ）の抵抗値が２×１０8Ω以上を有する。また、該電位差が１００Ｖ以上、少なくとも１００Ｖ〜４００Ｖの一部の領域では現像剤規制ブレード９（即ち、当接部材９ｂ）の抵抗値が１×１０8Ω以下の抵抗値を有することを特徴とする。即ち、ブレードバイアスと現像ローラバイアスとの電位差を変化させることにより、現像剤規制ブレードの抵抗値は、の抵抗値が２×１０8Ω以上又は１×１０8Ω以下をとり得ることになる。
【００３６】
なお本明細書にて、「ブレードバイアスと現像ローラバイアスの電位差が１０Ｖ」という場合、ブレードバイアスが現像ローラバイアスより現像剤（トナー）の帯電極性側に１０Ｖ大きくされた時の「ブレードバイアスと現像ローラバイアスの電位差」を意味する。
【００３７】
形成される画像に関する画像情報を判断し、ブレードバイアスと現像ローラバイアスの電位差を変化させ、適切なトナー量としている。このようにトナー量を制御することで文字つぶれ、白飛びといった画像不良を防止し、長期にわたって安定した画像形成を行うことが可能となる。
【００３８】
図２に、本実施形態に使用する現像剤規制ブレード９（当接部材９ｂ）の抵抗特性例を示す。ここで、Ｘ軸は現像剤規制ブレード９と現像ローラ８間の電位差を、Ｙ軸には現像剤規制ブレード９（当接部材９ｂ）の抵抗値をとっている。抵抗値の測定方法については後述する。
【００３９】
図３に、ブレードバイアスに対する現像ローラ８に担持される単位面積当たりのトナー量（以下、「Ｍ／Ａ」という。）を示す。ここで、黒丸は、本発明に該当する現像剤規制ブレード９で行った場合である。白四角は、現像剤規制ブレードの抵抗値が高い場合、白△は、表面がリン青銅のままである金属ブレードを用いた場合、×印は、表面が導電ゴムで電位差１０Ｖを印加した場合に所定の抵抗値より低い場合である。
【００４０】
本発明の現像剤規制ブレード９において、現像剤規制ブレード９と現像ローラ８間の電位差が１０Ｖ以下の場合、現像剤規制ブレード９の抵抗値は、５×１０8Ωを示している（図２参照）。当該電位差を持つ現像剤規制ブレードで画像形成を行った場合、現像剤規制ブレードの抵抗値が絶縁時と同様のように振る舞う。即ち、現像剤規制ブレード９を通過した現像ローラ８上にコートされる単位面積当たりの電荷量（以下、「Ｑ／Ｍ」という。）は高くなり、結果として単位面積当たりのトナー量（Ｍ／Ａ）は低くなる。これは、現像剤規制ブレード９の抵抗値が高いため、現像剤規制ブレード９と現像ローラ８間にはトナーが移動可能なほどの電界が形成されない。そのため、現像ローラ８上に担持されるトナーは、現像剤規制ブレード９によりあたかも擦り切られた量のみが担持されることになる。結果として、約１層のトナー層が担持される。従って、現像ローラ８及び現像剤規制ブレード９との接触機会が多くなることで高い帯電量を得ることとなる。更に、表面が絶縁に近くなるため、導体の場合に作用する鏡像力も働きにくく、現像剤規制ブレード付近にトナーが滞留してトナーがブレードに溶融固着してしまうブレード融着は発生しにくい。高いＱ／Ｍを持つトナーであるため、現像時の階調性が高くなる（現像電界の増加に対し、濃度の増加の傾きが小さくなる）。現像時の階調性が高くなる理由としては、Ｑ／Ｍが高いとトナー層が持つ電荷が増加する。そのため、ハイライト画像においては、トナー自身の電荷により現像されやすくなる。また、シャドウ部にかけては、現像ローラ近傍のトナーは静電的な付着力が高くなるため、現像しにくい状態となり、全体的に現像電界の増加に対して濃度の増加は少なく、傾きは小さくなる。
【００４１】
これに対し、現像剤規制ブレード９と現像ローラ８間の電位差が１００Ｖ以上となった場合、現像剤規制ブレード９の抵抗値は、９×１０7Ωを示している（図２参照）。当該電位差を持つ現像剤規制ブレード９で画像形成を行った場合、現像剤規制ブレード９は、導電時と似た振る舞いをする。即ち、現像剤規制ブレード９を通過した現像ローラ上にコートされるＱ／Ｍは低くなり、Ｍ／Ａは逆に増加する。これは、現像ローラ・現像剤規制ブレード間に現像ローラ側に負帯電トナーが付勢される側の電界が形成されることで、トナーは現像ローラ側に押しつけられることとなる。その結果、トナーの移動速度は現像ローラの回転速度に近くなり、現像器中のトナーはより現像剤規制ブレードと現像ローラのＮｉｐ中に侵入しやすくなることでＭ／Ａは増加する。しかし、Ｍ／Ａは増加するが、トナー個々から考えると電界により拘束されるため現像ローラや現像剤規制ブレードに接触する機会は減少することとなる。その結果として、Ｑ／Ｍは低下することとなる。Ｑ／Ｍが低く、Ｍ／Ａが大きいトナー層は、現像時には階調性が低くなる。しかし、逆の観点からみると中間調が再現されない代わりに非常にコントラストに優れた画像が再現可能となる。更に、電位差を広げることでＭ／Ａは大きくなっていく。即ち、文字画像のように、文字周辺の輪郭をシャープにしたいような場合に好適である（図３中、黒丸）。
【００４２】
上記抵抗値の領域からはずれた場合について説明する。
【００４３】
現像剤規制ブレード９と現像ローラ８間の電位差が１０Ｖ以下の場合において、抵抗値が２×１０8Ω低い場合においては、導電ブレードと同様に振る舞う。導電ブレードの場合、現像ローラを回転させると電圧を印加していない（現像ローラと現像剤規制ブレードは同電位）場合においても、現像ローラ・現像剤規制ブレード間に電流が流れる。電流の流れる方向は、現像剤規制ブレードからトナーへ電荷を供給する方向に流れる。これは、現像剤規制ブレードと摩擦帯電したトナーが、現像剤規制ブレードから電荷を受取り、トナーの移動とともに現像ローラとも接触することで電荷が現像ローラに転移してあたかも電流が流れるように作用すると考えられる。電流が流れるということは、鏡像力も働き、ブレード融着を発生させるのではないかと考えられる。この閾値が２×１０8Ωであり、この抵抗値を下回ってくると序々に現像剤規制ブレード・現像ローラ間に電位差を印加しなくても現像ローラの回転により電流が流れるようになる。このとき、Ｍ／Ａは大きくなると同時に、０Ｖのときではブレード融着が発生しやすくなる（図３中、白△、×印）。
【００４４】
逆に現像剤規制ブレードの抵抗が２×１０8Ω以上であれば、観測される電流は１μＡ以下の非常に少ない量となる。なお、抵抗値の上限としては、１×１０12Ω程度が上限である。これ以上高い抵抗値では、電位差を印加しても抵抗値が低くならないからである。
【００４５】
次に、現像ローラ・現像剤規制ブレード間に電位差を１００Ｖ〜４００Ｖ印加しても現像剤規制ブレードの抵抗値１×１０8Ω以下にならない場合においては、上記Ｍ／Ａの増加が見込めず、文字再現に適するトナーコートが得られない（図３中、白四角）。
【００４６】
本発明において、現像剤規制ブレード９の抵抗値として電位差が１０Ｖ時の場合を測定したのは以下の理由による。
【００４７】
即ち、絶縁性の現像剤規制ブレード９にて現像ローラ８上に担持されたトナーの表面電位を測定したときに、トナーの表面電位として約−１０Ｖの電位が観測されたことによる。即ち、トナー層表面から支持部材９ａ間には約１０Ｖの電位差が発生することが考えられるためである。更に、導電性のブレード９においては、現像ローラ８の回転に伴って、同電位においても電流が流れてしまうが、現像剤規制ブレード９の測定時に０Ｖを印加しても当然電流が流れないためである。
【００４８】
以上のことから、画像形成中の現像剤規制ブレード９に印加する電圧として、複数のモードを設定する。一つのモードにおいては、即ち、写真画像のように階調性を重視するような画像を所望の場合においては、現像ローラ８と現像剤規制ブレード９に作用させる電位差については、略同電位とする。他方のモードにおいては、即ち、文字画像のようにコントラストを求める場合においては、前記電位差を１００Ｖ以上、望ましくは、１００Ｖ〜４００Ｖである。これは、１００Ｖ未満であると現像ローラ等の抵抗の影響を受けやすいことや、階調性の傾きの効果が充分得られないからである。また、４００Ｖ以下としているのは、これ以上になると現像ローラと現像剤規制ブレード間で放電が発生しやすくなる。更に、現像剤規制ブレードと現像ローラ間に流れる電流が大きくなってしまい、高容量の電源が必要となるからである。電流値として望ましいのは、１〜４０μＡ程度である。
【００４９】
トナー粒子の画像解析装置で測定した形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１６０であり、形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１４０であることにより、転写性が向上し、上記バイアスの効果をより大きくすることが可能である。
【００５０】
また、少なくとも現像装置を画像形成装置本体１００Ａに着脱自在なカートリッジとして構成することが好ましい。この場合、現像装置（現像器４）のみをカートリッジ化した現像カートリッジとしてもよいし、現像装置に加えて像担持体（感光ドラム１）・帯電装置（帯電ローラ２）・クリーニング装置６などを一体化したプロセスカートリッジとしてもよい。これにより、トナー補給や寿命を過ぎた現像器の交換等、諸々メンテナンス作業に係わる使用者の労力を軽減し、簡単な操作で安定した出力画像が得られる様になる。
【００５１】
以下、本実施形態の特徴である現像ローラ８及びその他の部材について説明する。
【００５２】
（現像ローラ構成）
現像ローラ８は、図４（ａ）に示すように、芯金８ａ上に弾性層８ｂを有する、所謂弾性現像ローラである。
【００５３】
本実施形態においては、弾性層８ｂとしては、直径８ｍｍのステンレス製の芯金８ａ上にブダジエンゴム（ＢＲ）にカーボンが分散されたソリッドゴムからなる第１層（基層）８ｂ１を約４ｍｍ（層厚）形成する。
【００５４】
更に、第２層（中間層）８ｂ２として、ニトリルゴム（ＮＢＲ）中に約２０μｍ〜６０μｍ程度の球形状樹脂を分散させた層を約１０μｍ（層厚）形成する。該球形状樹脂は、現像ローラ８の表面粗さ調整の役目を担っている。
【００５５】
第２層８ｂ２の上に、第３層（表層）８ｂ３を形成する。表層８ｂ３はカーボンによって抵抗調整されたウレタンゴムからなり、約１０μｍの層厚を有する。表層８ｂ３の樹脂は、トナーと摩擦され、トナーを帯電させる目的を有するため、トナーを所定極性に帯電させ得る樹脂が好適に用いられる。
【００５６】
（現像ローラの材料）
現像ローラ８の基層８ｂ１及び中間層８ｂ２の材料としては、上記の他に、シリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン共重合体）又はこれらの混合されたゴム等、一般的に用いられるゴムが使用可能である。
【００５７】
これらのゴムを母体として、カーボン樹脂粒子、金属粒子、イオン導電剤等を分散させることで所望する抵抗値が得られる。イオン導電剤としては、過塩素酸リチウム、４級アンモニウム塩等のイオン導電剤をバインダー中に分散させることで導電性をだすことができる。
【００５８】
表層８ｂ３の樹脂バインダーとしては、負帯電性トナーを用いた場合には、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂等が好適に用いられる。また、正帯電性トナーを使用するのであれば、フッ素樹脂等が好適に用いられる。これらの樹脂に前述のカーボン樹脂粒子、金属粒子、イオン導電剤等を分散させることで所望する抵抗値が得られる。
【００５９】
本実施形態においては３層構成としたが、これにとらわれるものではない。所望の表面粗さを形成するのに、中間層に球形状樹脂を用いたが、基層の表面の粗さ等を利用して２層構成とすることも可能である。
【００６０】
（現像ローラ抵抗）
現像ローラ８の抵抗値としては、後述する表面抵抗とバルク抵抗を以下の値に適合させることが好ましい。
【００６１】
表面抵抗としては、２×１０3Ω〜８×１０14Ωまで使用可能である。好ましくは、５×１０4Ω〜１×１０12Ωの範囲で使用することが望ましい。２×１０3Ω未満では、トナーへの摩擦帯電が難しくなるからである。８×１０14Ωを超えると、摩擦帯電による残留電荷により、前周の画像濃淡ムラ（ゴースト）が発生しやすくなるからである。
【００６２】
バルクの抵抗としては、２×１０4Ω〜５×１０8Ωであることが望ましい。２×１０4Ω未満では、弾性層に流れる電流が多くなり、必要な電流容量が大きくなってしまうためである。また５×１０8Ωを超えると、現像時に流れる電流を阻害されやすくなるからである。
【００６３】
（現像ローラ抵抗の測定法）
（１）ローラの表面抵抗測定方法
ローラの表面抵抗測定方法を図５を用いて説明する。図５において、測定対象であるローラ６３は、ステンレス等からなる導電性芯金６２と、その外周に形成された弾性層６１と、ローラ表面６０と、からなる。ローラ６３が単層である場合は、弾性層６１とローラ表面６０は同種の材料で構成されることとなる。
【００６４】
電極６４は、後述する電圧を印加する印加電極６４ａ、６４ｃと、測定電極６４ｂとからなる。電極のそれぞれは、５ｍｍ厚であり、中心部が円形状にくり貫かれている。該円形状にくり貫かれた電極の内面が測定対象であるローラ６３の外周に当接し、且つ、各電極はそれぞれ５ｍｍの間隔をもって配設される。
【００６５】
測定回路６５は、電源Ｅｉｎ１、抵抗Ｒｏ１、電圧計Ｅｏｕｔ１からなる。本測定では、Ｅｉｎ１：１００Ｖ（ＤＣ）で行った。抵抗Ｒｏ１については、Ｒｏ１：１００Ω〜１０ＭΩが使用可能である。抵抗Ｒｏ１は微弱電流を測定するためのものであるため、測定対象であるローラ表面抵抗の２〜４桁下の抵抗値を用いるとよい。即ち、ローラ表面抵抗が１×１０8Ω程度の抵抗を持つものであれば、Ｒｏ１としては１００ｋΩの抵抗でよい。
【００６６】
ローラの表面抵抗値Ｒｓは、下記式（１）により算出される。
Ｒｓ＝２×Ｒｏ１×（Ｅｉｎ１／Ｅｏｕｔ１−１）（Ω）・・・・・・・（１）
【００６７】
表面抵抗の測定が電極６４ａ〜電極６４ｂ間と、電極６４ｃ〜電極６４ｂ間の抵抗の並列となるため、ローラ表面の５ｍｍ間隔における実質的な抵抗値としては、２倍となるため、係数の「２」をかけている。
【００６８】
本実施形態においては、電圧を印加してから１０秒後のＥｏｕｔ１の値を測定して求めた。
【００６９】
（２）ローラのバルク抵抗測定方法
ローラのバルク抵抗測定について図６を用いて説明する。図６において、測定対象であるローラ６３は、ステンレス等からなる導電性芯金６２と、その外周に形成された弾性層６１と、ローラ表面６０とからなる。ローラ６３が単層である場合は、弾性層６１とローラ表面６０は同種の材料で構成されることとなる。
【００７０】
直径３０ｍｍのステンレス鋼の円筒部材６６は、矢印方向に約４８ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転する。このとき、ローラ６３は、円筒部材６６の回転に伴って、従動回転する。ローラの端部には、円筒部材６６への侵入量を５０μｍに規制する（ローラと円筒部材との当接領域を一定にするため）端部コロ６９が嵌合される。端部コロ６９は、ローラ６３の外径よりも１００μｍ外径が小さい円筒形状をしている。
【００７１】
ローラ６３の両端部（導電性芯金６２部）に印加される荷重６７は、片側５００ｇ重ずつ、計１ｋｇ重の荷重とされ、ローラ６３が円筒部材６６に押圧される。
【００７２】
測定回路６８は、電源Ｅｉｎ２、抵抗Ｒｏ２、電圧計Ｅｏｕｔ２からなる。本測定では、Ｅｉｎ２：３００Ｖ（ＤＣ）で行った。抵抗Ｒｏ２については、Ｒｏ２：１００Ω〜１０ＭΩが使用可能である。抵抗Ｒｏ２は、微弱電流を測定するためのものであるため、測定対象であるローラのバルク抵抗の２〜４桁下の抵抗値を用いるとよい。即ち、ローラのバルク抵抗が１×１０6Ω程度の抵抗を持つものであれば、Ｒｏ２としては１ｋΩの抵抗でよい。
【００７３】
ローラのバルク抵抗値Ｒｂは、下記式（２）により算出される。
Ｒｂ＝Ｒｏ２×（Ｅｉｎ２／Ｅｏｕｔ２−１）（Ω）・・・・・・・（２）
【００７４】
本実施形態においては、電圧を印加してから１０秒後のＥｏｕｔ２の値を測定して求めた。
【００７５】
（現像ローラ表面粗さ）
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１μｍ〜１０μｍ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２μｍ〜８μｍ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をやや小さくすることが好ましい。十点平均粗さＲｚが１μｍ未満では十分なトナー搬送力が得られず濃度不足となり、１０μｍを超えるとトナーに十分な帯電が得られず、非画像部にトナーが付着する所謂「かぶり」が発生することになる。
【００７６】
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。
【００７７】
（ゴム硬度）
現像ローラ８のゴム硬度はＡｓｋｅｒ  Ｃゴム硬度計（高分子計器株式会社製）を用いた。ゴム硬度としては、３０度〜７５度（Ａｓｋｅｒ  Ｃ）のものが好適に使用される。７５度（Ａｓｋｅｒ  Ｃ）を超えると、現像ローラ８の摺擦によってトナーが溶融し、ブレード融着やローラ融着を発生させるため好ましくない。また、現像ローラ８と感光ドラム１との当接状態が不安定となりやすいからである。３０度未満では、圧縮永久歪みによる永久変形により、現像ローラとしての使用は困難である。更に好ましくは、３５度〜６０度であり、この範囲の低硬度にすることで、トナーに過度なストレスをかけることなく、摩擦帯電をすることができる。
【００７８】
（現像ローラの製造方法）
本実施形態における現像ローラ８の製造方法の一例を述べる。
【００７９】
芯金８ａ上にまずゴムの接着及び導電性の確保をする接着剤を塗布する。そして芯金の周囲にカーボン樹脂粒子等を分散させたソリッドゴム８ｂ１を巻き付け、金型内に入れる。金型をプレス機により熱及び圧力を加えて加硫させ、加硫後に表面を研磨して、ソリッドの弾性ローラを得る。そして中間層８ｂ２及び表層８ｂ３は、ロールコーター法、スプレー法、ディッピング法などにより行うことができる。イオン導電層の塗工厚さは３μｍ〜５０μｍ程度が好ましい。３μｍ未満では感光ドラム１との摺擦による削れが懸念され、５０μｍを超えると所望の塗工厚さを得るために何度も塗工をしなければならず、生産するのに現実的ではないからである。
【００８０】
（現像剤規制ブレード）
現像剤規制ブレード９は、支持部材９ａとしての金属薄板と実際にトナーに当接する当接部材９ｂとを有している。薄板のバネ弾性を利用してトナー及び現像ローラ８に接触当接される。
【００８１】
当接部材９ｂの形態としては、支持部材９ａ上に半導電性ゴムを成型したもの、支持部材９ａ上に導電性ゴムを成型し、その表面に半導電性樹脂をコーティングしたもの、支持部材９ａ上に直接半導電性樹脂をコーティングしたもの等が可能である。本発明においては、所定電位差における抵抗値を満足していることが必要である。
【００８２】
上記実施形態の中でも一番好適なのが、支持部材９ａ上に半導電性ゴムを成型したものである。現像剤規制ブレード９の当接部材９ａとしては、エラストマーに導電性粉を分散してなる。
【００８３】
支持部材９ａ上に導電性ゴムを成型し、その表面に半導電性樹脂をコーティングしたものにおいては、安価な弾性かつ導電性を有するゴムを使用可能であるというメリットがある。更に、表層に塗工する樹脂としての選択の幅も広がる。
【００８４】
更に弾性を有していることでトナーの劣化も抑えられる。
【００８５】
直接、半導電樹脂を支持部材９ａにコーティングしたものは安価ではあるが、膜厚による抵抗変化の影響を受けやすいため、現像器の寿命が短いものに対して好適に使用可能である。
【００８６】
上記、エラストマーに導電性粉を分散してなる当接部材９ｂにおいて、エラストマーとしては、硬化前に流動性を示すものであればよく、それ自体公知の材料の中から適宜選択することができる。例えば、ウレタンゴム、シリコーンゴム、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ）、フッ素ゴムラテックス等の液状ゴム、ポリマーブレンドなどが挙げられる。これらの中でも、液状ゴムが好ましく、適度な極性を有し、導電性粉との適度な相溶性を示す点でウレタンゴムやシリコーンゴムがより好ましく、２液型ウレタンゴムや１液型シリコーンゴムが特に好ましい。
【００８７】
前記導電性粉としては、電子導電性材料であり、即ち、電子導電系といわれる、所謂、印加するバイアスを増加させると抵抗が下がるものが使用される。そのため、イオン導電系といわれる、所謂、印加するバイアスを増加させても抵抗が変化しないものを単独で使用しても所望の抵抗は得られない。従って、本発明においては導電性粉としては、電子導電系のみ、若しくは、電子導電系とイオン導電系の混合したものが使用される。
【００８８】
導電性粉としては、それ自体公知の材料の中から適宜選択することができる。例えば、カーボンブラック、カーボンビーズ、カーボンフィラー、チタン酸カリウム、酸化亜鉛、酸化チタンなどの導電性無機粉末、導電性無機粒子、導電性無機フィラー、金属酸化物などが挙げられる。これらの中でも、硬化条件の制御が容易である等の点で導電性無機粉末が好ましく、硬化前の前記エラストマー中での分散性に優れ、密度、比重等のバランスが良好な点でカーボンブラックが好ましい。二次粒径が数十〜５００μｍであり、ＤＢＰ吸油量が５０〜５００ｇ／ｄｌであるカーボンブラックは、硬化前の前記エラストマー中で適度な相溶化を示し、遠心成形時に拡散する結果、良好な傾斜分散を達成できる点で特に好ましい。本発明において、これらの導電性粉は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００８９】
本発明においては、一実施形態として、支部部材９ａと当接部材９ｂを別々に形成した後、これらを一体化する場合、ウレタン系、シリコーン系、エポキシ系等の公知の導電性接着剤を用いることができる。前記導電性接着材としては、導電性を有し接着剤として機能し得るものであれば特に制限はないが、例えば、導電性のホットメルト接着剤、導電性塗料などが挙げられる。
【００９０】
（現像剤規制ブレードの抵抗測定法）
現像剤規制ブレードの抵抗測定を図７をもとに説明する。現像器４に現像ローラ８と現像剤規制ブレード９が配される。現像ローラ８は、周囲に略０Ωの導電層を塗工するか、若しくは、薄いアルミニウム薄膜フィルム等を巻き付け、表面を接地する。また、現像剤規制ブレード９には測定用電源１８Ａと、電圧が印加されたときに電流をモニタする電流計１８Ｂが接続される。現像剤規制ブレード９の表面の通常トナーが接触する部分は、上記アルミニウム薄膜フィルム等が当接することで現像剤規制ブレード９の電圧に対する抵抗値を測定可能である。
【００９１】
測定用電源１８Ａの電圧を０〜４００Ｖ程度の間で変化させて印加電圧と電流計の数値から現像剤規制ブレード９の抵抗値が測定される。現像剤規制ブレード９の当接部材９ｂの絶縁耐圧が低い場合には、現像ローラ８と同時に測定した後現像ローラ８の抵抗値を差し引いて現像剤規制ブレード９の抵抗値を算出してもよい。
【００９２】
本実施形態における現像剤規制ブレード９（即ち、当接部材９ｂ）の抵抗値としては、現像ローラ８と現像剤規制ブレード９との間の電位差が０Ｖ〜１０Ｖでは現像剤規制ブレードの抵抗値が２×１０8Ω以上を有するのが好ましい。また、該電位差が１００Ｖ〜４００Ｖの領域の少なくとも一部では現像剤規制ブレードの抵抗値が１×１０8Ω以下の抵抗値を有することが好ましい。
【００９３】
現像剤規制ブレード９の抵抗値は、当接部材９ｂに添加する前記導電性粉の種類・比重・量、前記エラストマーの種類・極性、成形条件（例えば遠心成形の場合には回転数やＧ）等を適宜変更することにより、上記の範囲に調整することができる。
【００９４】
さらに詳細に述べると、電位差が０Ｖ〜１０Ｖでは現像剤規制ブレード９の抵抗値が２×１０8Ω以上を有すると、現像剤規制ブレード９にはほぼ電流が流れなくなり、現像剤規制ブレード９と現像ローラ８の間を通過するトナーに対して電界の力が及ばなくなる。また、現像剤規制ブレード９の抵抗値が高いことで、ブレード表面の鏡像力は小さいため、導電ブレードを用いた場合のようにブレード融着は発生しない。
【００９５】
現像剤規制ブレード９がリン青銅薄板のみといった導電ブレードを用いて現像ローラ８に当接した場合には、ブレード融着が発生しやすくなる。
【００９６】
また、該電位差が１００Ｖ〜４００Ｖの領域では現像剤規制ブレードの抵抗値が１×１０8Ω以下の抵抗値を、少なくとも前記領域の一部で有する。これにより、現像剤規制ブレード９と現像ローラ８間に電位差を有する場合には、現像剤規制ブレード９と現像ローラ８間に電界が形成されることになる。現像剤規制ブレード９と現像ローラ８間に電界が形成されると、その間を移動するトナーは摩擦帯電されると同時に現像ローラ側にトナーが付勢される。このとき、トナーが付勢されることで現像剤規制ブレード９にはより多くの電流が流れると同時に、現像ローラ８上にコートされるＭ／Ａは多くなる。
【００９７】
即ち、本発明の現像剤規制ブレード９の作用は、現像ローラ８・現像剤規制ブレード９間の電位差が小さい場合には、抵抗値が高くなる。従って現像ローラ８に担持するトナーを擦り切って規制するように働き、写真画像に適した高Ｑ／Ｍとなる。さらに、その状態では結果としてブレード融着が発生しにくい。該電位差が大きい場合には、抵抗値が低くなり、文字画像に適した高Ｍ／Ａとなる。
【００９８】
本実施形態の現像剤規制ブレード９における当接部材９ｂの厚みとしては、現像剤規制ブレード成型方法、コスト等に応じて適宜決定することができるが、通常、１０μｍ〜５ｍｍであり、３０μｍ〜２ｍｍが好ましい。当接部材９ｂの厚みが、１０μｍ未満であると、抵抗調整が困難になり、抵抗にバラツキが生じ易くなり、５ｍｍを越えると、導電性粉の偏在が大きくなり誘電層が形成され、抵抗損失が大きくなる点で、いずれも実用性能上好ましくない。
【００９９】
本実施形態の当接部材９ｂにおいて、当接部材９ｂの表面であってトナー及び現像ローラと接触する部分の表面は、成形時に型と接していた型側の型面であってもよいが、鏡面であるのが好ましい。具体的には十点平均粗さＲａで０．２μｍ以下が望ましい。この場合、該接触部分の表面に、ゴミや埃等の異物が付着しにくく、トナーへの帯電性を長期安定化できる点で有利である。ブレード中を通過するトナーが止まりにくく、ブレード融着を防止できる。
【０１００】
（現像剤規制ブレードの製造方法）
本実施形態においては、支持部材９ａ及び当接部材９ｂを別々に形成した後、これらを一体化している。例えば、支持部材９ａと当接部材９ｂを一体化する場合には、ウレタン系、シリコーン系、エポキシ系等の公知の導電性接着剤を用いることができる。導電性接着材としては、導電性を有し接着剤として機能し得るものであれば特に制限はないが、例えば、導電性のホットメルト接着剤、導電性塗料などが挙げられる。
【０１０１】
本実施形態の当接部材９ｂの製造方法は、エラストマーと導電性粉とを含有する導電性層形成用液を用いて遠心成形することにより導電性層を形成した。
【０１０２】
導電性層形成用液には、導電性粉とエラストマーとが少なくとも含まれており、更に、硬化剤、溶剤等が必要に応じて含まれている。導電性層形成用液の濃度、粘度等は、目的に応じて適宜調整することができる。
【０１０３】
遠心成形の具体的手法については、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、回転する型の内周面に、導電性層形成用液を付与する（流し込む）方法などが挙げられる。型の形状、大きさ、構造等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、円筒状で内径が５〜１００ｃｍ程度の型等が用いられる。
【０１０４】
遠心成形においては、遠心条件下で導電性層形成用液を固化し、成形することが必要である。即ち、導電性層形成用液に含まれる液状ゴム等の前記エラストマーの硬化反応と、導電性粉の分散とを同時に進行させる必要がある。ここで、エラストマーの硬化反応が導電性粉の分散よりも早すぎると、導電性粉の分散が十分でない。逆に、導電性粉の分散がエラストマーの硬化反応よりも早すぎると、エラストマーと導電性粉とが相分離状態を起こし、いずれの場合にも良好な傾斜材料としての導電性層が得られない。
【０１０５】
エラストマーの硬化反応と導電性粉の分散とを同時に進行させるためには、エラストマーの種類・極性、導電性粉の種類・量・比重、エラストマーと導電性粉との相溶性、遠心の回転数・Ｇ、成形温度等を適宜調整するのが好ましい。本実施形態の製造方法においては、エラストマーとして、２液型ウレタンゴム又は１液型シリコーンゴムを用い、導電性粉として、カーボンブラックを用いるのが特に好ましい。この組合せの場合、両者の相溶性が良好であるため、導電性層を容易に、かつ良好な傾斜材料にすることができ、エラストマーの硬化条件の制御が容易になる等の利点がある。
【０１０６】
遠心の回転数としては、一般に、直径が５００〜１０００ｍｍ程度の場合には４００〜８００ｒｐｍ程度が好ましく、直径が５０〜３００ｍｍ程度の場合には１８００〜２５００ｒｐｍ程度が好ましい。成形温度としては、一般に室温〜１８０℃程度が好ましいが、ウレタン系では１００〜１３０℃程度が好ましく、シリコーン系では室温から１６０℃程度が好ましい。
【０１０７】
現像剤規制ブレードの現像ローラに対する接触圧は、線圧約２０ｇ／ｃｍ〜１００ｇ／ｃｍが好適である。２０ｇ／ｃｍ未満では、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。１００ｇ／ｃｍを超えると、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。
【０１０８】
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する。そして、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と現像剤規制ブレード９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。
【０１０９】
（現像ローラと感光ドラムの当接圧）
現像ローラ８の感光ドラム１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２０ｇ／ｃｍ〜１２０ｇ／ｃｍが好ましい。線圧２０ｇ／ｃｍ未満では接触状態が不安定となる。また、線圧１２０ｇ／ｃｍを超え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、現像剤規制ブレード９によるトナーの帯電性が低下していくことになるからである。
【０１１０】
図８は、本実施形態に係るシーケンスを示す図である。
【０１１１】
図８において、不図示のパーソナルコンピュータ等からプリント出力の要請がされる（ステップ１：以下「Ｓ１」と示す。）。そして、印字要求が確認されると、要求された画像が写真のように階調を重視する画像なのかそれとも文字等のように濃度を重視する画像なのかを、像域分離（Ｓ２）等により判定する（Ｓ３）。この場合の像域分離方法、即ち、文字と画像（グラフ、写真、描画等）を区別する方法は、当業者には周知であり、任意の方法が使用可能である。また、像域分離等によらずパーソナルコンピュータのプリント要求画面等に記載することでユーザーに要求を入力させ、それを判定してもよい。また、パーソナルコンピュータから出力される場合は、フォントが埋め込まれるため、フォント等によっても分離は可能である。
【０１１２】
上記判定の結果、写真画像のような階調を重視する画像が要求された場合には、第１のモードとなる。即ち、ブレードバイアス電源には現像バイアス電源と略同電位のバイアス（−３００Ｖ）が印加される（Ｓ４）。その結果、ブレードの抵抗値が高いことでＱ／Ｍは高くなり、Ｍ／Ａは小さくなる。そして現像された結果、階調性の高い画像が得られる（Ｓ６）。ここで、図８の（Ｓ４）中、Ｖｂはブレードバイアス電源の出力値を示し、Ｖｄｃは現像バイアス電源の出力値を示す。従って、（Ｓ４）では、ブレードバイアス電源の出力値としては現像バイアス電源の出力値と同値である。
【０１１３】
像域分離の結果、文字画像と判定された場合には、第２のモードにより、ブレードバイアス電源には現像バイアスＶｄｃより−１００Ｖ以上小さいバイアス（−４００Ｖ以下）Ｖｂ（Ｖｂ＜Ｖｄｃ−１００）が印加される（Ｓ５）。その結果、現像剤規制ブレード９からトナーのコートに必要な電流が流れることが可能となる。現像剤規制ブレード９中を電荷が移動できることで、現像剤規制ブレード９から摩擦帯電により電荷を受けたトナーが現像ローラ８側へ転移しやすくなり、現像ローラ上のＭ／Ａは大きくなる。多くのトナーで文字等を現像することで、非常にコントラストのあるくっきりとした文字再現が可能となる（Ｓ６）。
【０１１４】
そして、追加の印字要求を確認（Ｓ７）した後、画像形成を終了する。
【０１１５】
本実施形態においては、例としてブレードバイアスを印加するときに、現像バイアスより−１００Ｖ以上小さいバイアスとしたが、これはブレードの抵抗値として１×１０8Ω以下になるような電圧を印加する。望ましくは、ブレードバイアス電源には、−４００〜−７００Ｖが印加される。即ち、ブレードバイアス電源には、現像バイアス（−３００Ｖ）より現像剤の帯電極性側に１００Ｖ〜４００Ｖ大きい、即ち、本実施形態では−４００〜−７００Ｖが印加される。
【０１１６】
上記に示すように、ブレードバイアスを作用させる時間としては、少なくとも１枚の画像形成中は同じであることを要する。ここで画像形成中とは、転写紙Ｐ１枚に画像を形成する時間内をいう。転写紙Ｐの１枚の中で上記ブレードバイアスを切り替える（ステップ４とステップ５を切り替える）ことはない。これはブレードバイアスを上記転写紙１枚内で切り替えると階調性の不連続が発生するためである。しかし、転写紙Ｐを連続で出力する場合に、１枚目と２枚目を異なるブレードバイアスで行うことは、図８で示すように可能である。
【０１１７】
（供給ローラ）
供給ローラ１２は、図４（ｂ）に示すように、導電性芯金１２ａの外周に連泡性発泡体（以下、「発泡層」という。）１２ｂを備えている。
【０１１８】
供給ローラ１２の発泡層１２ｂは、現像ローラ８へのトナーの供給及び現像に寄与しなかったトナーを剥ぎ取る２つの役目を担う。
【０１１９】
現像ローラ８上のトナーの剥取は、発泡セルの縁の部分が摺擦することでメカニカルに剥ぎ取られる。
【０１２０】
そして、最表層がソリッドゴムや単泡性スポンジゴムではトナーを担持する量が少なくなりがちなため現像に必要なトナー量を現像ローラ８に担持しにくい。しかし、連泡性ならばセル中にトナーを含むことができるため、現像ローラ８に必要なトナーを供給することが可能である。
【０１２１】
発泡層１２ｂの厚みとしては、１〜６ｍｍが使用可能である。発泡層１２ｂの厚さが１ｍｍ未満では、トナーの搬送量が減少してしまうため、所望のトナーを搬送しづらくなる。また６ｍｍを超えると、外径形状が必要以上に大きくなるからである。
【０１２２】
本実施形態においては、供給ローラ１２は、外径５ｍｍのステンレス製の芯金１２ａ上に連泡性発泡体からなるウレタンスポンジゴム（セル径２００〜３５０μｍ）１２ｂを層厚さ５．５ｍｍで形成した。
【０１２３】
発泡層１２ｂの材料としては、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。
【０１２４】
発泡層１２ｂの抵抗調整として適宜、公知のイオン導電剤、無機微粒子若しくはカーボンブラック等を分散可能である。
【０１２５】
また、供給ローラ１２には現像ローラ８へのトナー供給を補助するために、バイアスを印加してもよい。現像ローラ８側に負帯電トナーを付勢するバイアスを印加することで、現像剤規制ブレード前に現像ローラに担持されるトナー量を増加させることが可能となる。さらにバイアスにより現像ローラ上でのトナー密度が上がりやすく均一なトナー濃度を得やすくなる。
【０１２６】
（トナー）
本実施形態にて一成分現像用トナーは、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いたトナー粒子の断層面観察において、ワックス成分が結着樹脂と相溶しない状態で、実質的に球状及び／又は紡錘形で島状に分散されていることが好ましい。
【０１２７】
ワックス成分を上記の如く分散させ、トナー中に内包化させることによりトナーの劣化や画像形成装置への汚染等を防止することができるので、良好な帯電性が維持され、ドット再現に優れたトナー画像を長期にわたって形成することが可能となる。また、加熱時にはワックス成分が効率よく作用するため、低温定着性と耐オフセット性を満足なものとする。
【０１２８】
トナー粒子の断層面を観察する具体的な方法としては、常温硬化性のエポキシ樹脂中にトナー粒子を十分分散させた後、温度４０℃の雰囲気中で２日間硬化させ得られた硬化物を四三酸化ルテニウム、必要により四三酸化オスミウムを併用し染色を施す。その後、ダイヤモンド歯を備えたミクロトームを用い薄片状のサンプルを切り出し、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いてトナー粒子の断層形態を観察する。
【０１２９】
本実施形態においては、用いるワックス成分と外殻を構成する樹脂との若干の結晶化度の違いを利用して材料間のコントラストを付けるため四三酸化ルテニウム染色法を用いることが好ましい。本実施形態で用いられたトナー粒子は、ワックス成分が外殻樹脂で内包化されていることが観測された。
【０１３０】
本実施形態にてワックス成分は、示差走査熱量計により測定されるＤＳＣ曲線において、昇温時に４０℃〜１３０℃の領域に最大吸熱ピークを有するものが用いられる。上記温度領域に最大吸熱ピークを有することにより低温定着に大きく貢献しつつ、離型性をも効果的に発現する。
【０１３１】
この最大吸熱ピークが４０℃未満であるとワックス成分の自己凝集力が弱くなり、結果として耐高温オフセット性が悪化すると共に、グロスが高くなりすぎる。一方、最大吸熱ピークが１３０℃をこえると定着温度が高くなると共に、定着画像表面を適度に平滑化せしめることが困難となるため、特にカラートナーに用いた場合には混色性低下の点から好ましくない。更に、水系媒体中で造粒・重合を行い重合方法により直接トナーを得る場合、最大吸熱ピーク温度が高いと主に造粒中にワックス成分が析出する等の問題を生じ好ましくない。
【０１３２】
ワックス成分の最大吸熱ピーク温度の測定は、「ＡＳＴＭ  Ｄ  ３４１８−８」に準じて行う。測定には、例えば、パーキンエルマー社製ＤＳＣ−７を用いる。装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。測定サンプルにはアルミニウム製パンを用い、対照用に空パンをセットし、１回昇温−降温させ前履歴をとった後、昇温速度１０℃／ｍｉｎで測定を行う。
【０１３３】
上記ワックス成分としては、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。
【０１３４】
本実施形態にてトナーは、画像解析装置で測定した形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１６０であり、形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１４０であることが好ましい。形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１４０であり、形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１２０であれば更に好ましい。また、上記の条件を満たし、かつ、（ＳＦ−２）／（ＳＦ−１）の値を１．０以下とすることにより、トナーの諸特性のみならず、画像解析装置とのマッチングがきわめて良好なものとなる。
【０１３５】
上記形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２は、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い倍率５００倍に拡大したトナー像を１００個無作為にサンプリングする。そして、その画像情報をインターフェースを介してニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入し解析を行い、下記式（３）、（４）より算出し得られた値によって定義されるパラメータである。
【０１３６】
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）2／ＡＲＥＡ｝×（π／４）×１００・・・・・（３）
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）2／ＡＲＥＡ｝×（１／４π）×１００・・・・・（４）
ＡＲＥＡ：トナー投影面積、  ＭＸＬＮＧ：絶対最大長、ＰＥＲＩ：周長
【０１３７】
トナーの形状係数ＳＦ−１は、トナー粒子の丸さの度合を示し、球形から徐々に不定形となる。ＳＦ−２は、トナー粒子の凹凸度合を示し、トナー表面の凹凸が顕著となる。
【０１３８】
前述の形状係数ＳＦ−１が１６０を越える場合には、転がり抵抗が低くなるためトルクが増大する。また、摩擦が大きくなるため、摩擦熱が大きくなりトナー劣化を起こしやすい。
【０１３９】
転がり抵抗の点においては、現像剤規制ブレード中を効率よく移動していくためには、形状係数ＳＦ−１としては小さいことが望ましい。
【０１４０】
トナー像の転写効率を高めるためには、トナー粒子の形状係数ＳＦ−２は、１００〜１４０であり、（ＳＦ−２）／（ＳＦ−１）の値が１．０以下であるのがよい。トナー粒子の形状係数ＳＦ−２が１４０より大きく、（ＳＦ−２）／（ＳＦ−１）の値が１．０を超える場合、トナー粒子の表面がなめらかではなく、多数の凹凸をトナー粒子が有しており、感光ドラム１から転写材Ｐ等への転写効率が低下する傾向にある。
【０１４１】
特に、形状係数ＳＦ−１が１６０以下、形状係数ＳＦ−２が１４０とすることで、現像剤規制ブレード９と現像ローラ８に電位差を設けた場合に、トナーが現像剤規制ブレード９から離間しやすくなり、ブレード融着防止には有効である。
【０１４２】
トナーの重量平均粒径は、種々の方法によって測定できるが、本実施形態においては、コールターカウンターのマルチサイザーを用いて行った。即ち、測定装置としてはコールターカウンターのマルチサイザー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ＣＸ−１パーソナルコンピュータ（キヤノン製）を接続する。そして、電解液は特級または１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。測定方法としては、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ホン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、更に、この中に測定試料を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分間分散処理を行い、前記コールターカウンターのマルチサイザーＩＩ型により、アパーチャーとして、トナー粒径を測定するときは、１００μｍアパーチャーを用いて測定する。トナーの体積及び個数を測定して、体積分布と個数分布とを算出した。それから、体積分布から求めた重量基準の重量平均粒径を求める。本実施形態では、重量平均粒径として７μｍのトナーで、重量平均粒径が４μｍ以下のトナーの割合は５％未満のものを使用した。
【０１４３】
さらには、本実施形態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ものを用い、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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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、その画像情報をインターフェースを介してニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入して計測する。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（５）により算出する。
【０１４６】
外添剤被覆率（％）＝（ＳＧ／ＳＴ）×１００・・・・・・・・（５）
【０１４７】
本実施形態に使用される外添剤としては、トナーに添加した時の耐久性の点から、トナー粒子の重量平均径の１／１０以下の粒径であることが好ましい。この添加剤の粒径とは、電子顕微鏡におけるトナー粒子の表面観察により求めたその平均粒径を意味する。外添剤としては、たとえば、以下のようなものが用いられる。
【０１４８】
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。
【０１４９】
本実施形態においては、トナー粒子中（１００重量部）に補助粒子を外添した。外添した補助粒子は負極性外添剤としてシリカを１重量部、正極性外添剤として酸化チタン０．１重量部を加えた。特に、正極性外添剤を加えた場合には、トナーの流動性の調節、安定したトナーへの帯電性付与が可能である。
【０１５０】
これら外添剤は、トナー粒子１００重量部に対し、０．０１重量部〜１０重量部が用いられ、好ましくは、０．０５重量部〜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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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１や現像ローラ８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。
【０１５３】
トナーのＱ／Ｍ及びＭ／Ａの測定は、トレック社製吸引式小型帯電量測定装置Ｍｏｄｅｌ  ２１０ＨＳ−２Ａにより現像ローラ上のトナーを吸引することにより帯電量Ｑを測定する。そして、吸引ノズルの重さについて吸引前後の差分をとることで吸引された重量Ｍを測定可能である。更に、吸引された部分の面積を測定することで、面積Ａが測定され、Ｑ／Ｍ、Ｍ／Ａを算出可能である。
【０１５４】
以上述べたように、本実施形態においては、現像剤規制ブレード９における当接部材９ｂの材質として半導電性のゴム若しくは樹脂を用い、抵抗値を以下の範囲にすることが好ましい。即ち、少なくともブレードバイアスと現像ローラバイアスの電位差が１０Ｖでは現像剤規制ブレードの抵抗値が２×１０8Ω以上を有することが好ましい。また、該電位差が１００Ｖ〜４００Ｖの領域では現像剤規制ブレードの抵抗値が１×１０8Ω以下の抵抗値を前記領域の少なくとも一部で有することが好ましい。
【０１５５】
更に所望の画像を判断し、ブレードバイアスと現像ローラバイアスの電位差を変化させ、適切なトナー量を制御することで文字つぶれ、白飛びといった画像不良を防止し、長期にわたって安定した画像形成を行うことが可能となる。
【０１５６】
（実施例１、２、３）
本発明における上記実施形態に用いた現像剤規制ブレード９を用い、以下の評価を行った。評価結果を表１に示す。
【０１５７】
評価としては、現像器の初期状態から直後のものと、５％印字（紙の画像形成可能領域中のうち５％の面積領域にトナーが付着している状態）で出力し、５０００枚時点で再度サンプルを出力した。
【０１５８】
評価項目としては、画像階調性、文字再現性、かぶり、現像スジ、測定としてはＱ／Ｍ、Ｍ／Ａについて行った。
【０１５９】
（１）画像階調性及び文字再現性については、官能評価で行った。
画像階調性  ○：階調が十分ある  △：階調が不十分
文字再現性  ○：再現が十分ある  △：再現が不十分
【０１６０】
（２）カブリ測定
カブリの測定は、画像表面の濃度を東京電色社製の反射濃度計ＴＣ−６ＤＳで測定した。同じロットの紙の反射濃度（％）からベタ白画像の反射濃度（％）を差し引くことで画像形成によるカブリが求められる。尚、以下の評価基準に基づいて評価を行った。
○：画出し耐久を通じてカブリがすべて１．５％未満。
×：画出し耐久で１．５％以上がある。
本評価基準として、１．５％を区切りとしたのは、カブリが１．５％を越えるとカブリトナーによる用紙の変色が目立つようになるからである。
【０１６１】
（３）現像スジ
現像スジが発生するとベタ画像中に縦スジが発生する。
○：縦スジなし          ×：縦スジ発生
【０１６２】
実施例１〜３については、本発明における所望の抵抗値を有するものである。その結果、画像サンプルにより現像ローラ・現像剤規制ブレード間の電位差を切り替えることで、所望の画像を最適な状態でプリント可能である。実施例３については、一部の抵抗値が所望の部分をはずれているが、制御により例えば１００Ｖをはずして制御することで所望の画像を得ることが可能である。従って、写真画、文字画の両方とも対応が可能となる。
【０１６３】
表１中において、現像ローラ・現像剤規制ブレード間電位差とは、現像バイアス電源−ブレードバイアス電源の出力差であり、ブレードバイアス電源側がより負極性（即ち、現像剤の帯電極性側）に大きい値を有する。また、該電位差０Ｖにおいて、現像剤規制ブレードの測定は１０Ｖの電位差を用いて行った。
【０１６４】
しかし、比較例１では前記電位差に対する抵抗値が高すぎるため写真画には適するが文字画には適さない状態であった。比較例２は逆に抵抗が低いため制御しても写真画には適さない状態であった。
【０１６５】
比較例３においては、リン青銅のみの現像剤規制ブレードを用い、前記電位差は０Ｖとした。その結果、ブレード融着が発生し、融着によりトナーの帯電が阻害されてかぶりが悪化した。
【０１６６】
【表１】
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【０１６７】
第２の実施形態
本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態における画像形成装置は、図１を参照して説明した前記第１の実施形態における画像形成装置と同様とされ、同一部位については同一の番号を付して説明を省略する。ただ、本実施形態の画像形成装置には、プリントされた印字枚数を計数する計数装置３０が設けられている（図１参照）。
【０１６８】
前記第１の実施形態においては、トナーは重量平均粒径として７μｍのトナーで、重量平均粒径が４μｍ以下のトナーの割合は５％未満のものを使用していた。しかし、コストを考えるとトナーの分級（粒径の選別）を減らし、多くのトナーを使用できることが望ましい。しかし、従来トナーの粒径分布が広い、特に小粒径のトナーが多く含まれる場合には、耐久初期に小粒径トナーのほうが現像ローラに担持されやすい傾向になるため、画像濃度の低下が発生しやすい。特に現像剤規制ブレードの抵抗値として高い抵抗を有する現像剤規制ブレードを用いた場合においては、画像濃度を満足することが困難である。
【０１６９】
本発明の第２の実施形態においては、トナーは重量平均粒径として６．５μｍのトナーで、重量平均粒径が４μｍ以下のトナーの割合は３５％のものを使用した。
【０１７０】
次に、図９を参照して、本実施形態の動作を説明する。
【０１７１】
図９において、不図示のパーソナルコンピュータ等からプリント出力の要請がされる（Ｓ１１）。そして、印字要求が確認されると、制御装置１４は、計数装置３０からの信号に基づき今まで出力された枚数を確認する（Ｓ１２）。ステップ１２（Ｓ１２）のＮは、これまでプリントされた紙の枚数をカウントする計数装置３０のカウント値である。１枚プリントするごとにカウントを１ずつ増分する。プリント枚数がある一定の枚数に到達するまで、強制的にブレードバイアスを多く印加することでＭ／Ａをより多くするものである。本実施形態としては、所望の枚数として５００枚に設定した。設定枚数は、現像器の大きさやプリント速度等により好適に変更することが望ましい。枚数の目安としては、現像ローラに担持されるトナーの平均粒径が現像器中のトナーの平均粒径と同じ程度になるくらいである。
【０１７２】
所定枚数より少ない場合には、ブレードバイアス電源には現像バイアス（本実施形態では−３００Ｖ）より−１００Ｖ以上小さいバイアス（即ち、−４００Ｖ以下）が印加される（Ｓ１７）。その結果、現像剤規制ブレード９からトナーのコートに必要な電流が流れることが可能となる。現像剤規制ブレード中を電荷が移動できることで、ブレードから摩擦帯電により電荷を受けたトナーが現像ローラ側へ転移しやすくなり、現像ローラ８上のＭ／Ａは大きくなる。供給ローラ１２により現像ローラ上に小粒径のトナーが多く担持された場合でも、現像剤規制ブレード９に電圧を印加することで画像濃度を満足する画像出力が可能となる（Ｓ１８）。
【０１７３】
所定枚数に到達した場合には、現像ローラ８上に担持されるトナーは、ほぼ中心粒径に近づくため、前記実施形態と同様像域分離を行う。要求された画像が写真のように階調を重視する画像なのかそれとも文字等のように濃度を重視する画像なのかを、像域分離（Ｓ１４）等により判定する（Ｓ１５）。この場合の像域分離の方法は、上記の公知の方法が使用可能である。また、像域分離等によらずパーソナルコンピュータのプリント要求画面等に記載することでユーザーの要求を入力させ、それを判定してもよい。
【０１７４】
上記判定の結果、写真画像のような階調を重視する画像が要求された場合には、ブレードバイアス電源には現像バイアス電源と略同電位のバイアス（−３００Ｖ）が印加される（Ｓ１６）。その結果、ブレードの抵抗値が高いことでＱ／Ｍは高くなり、Ｍ／Ａは小さくなる。そして現像された結果、階調性の高い画像が得られる（Ｓ１８）。
【０１７５】
像域分離の結果、文字画像と判定された場合には、ブレードバイアス電源には現像バイアスより−１００Ｖ以上小さいバイアス（−４００Ｖ以下）が印加される（Ｓ１７）。その結果、現像剤規制ブレード９からトナーのコートに必要な電流が流れることが可能となる。現像剤規制ブレード中を電荷が移動できることで、ブレードから摩擦帯電により電荷を受けたトナーが現像ローラ側へ転移しやすくなり、現像ローラ上のＭ／Ａは大きくなる。多くのトナーで文字等を現像することで、非常にコントラストのあるくっきりとした文字再現が可能となる（Ｓ１８）。
【０１７６】
そして、追加の印字要求を確認（Ｓ１９）した後、画像形成を終了する（Ｓ２０）。
【０１７７】
以上述べたように、前記第１の実施形態に加え所定枚数まで現像剤規制ブレードバイアスを強制的に印加することで、小粒径トナーが多く混じったトナーにおいても所望の画像濃度を満足する出力が可能となる。このように、計数装置の結果に応じて、制御動作を切り替えることを行なってもよい。
【０１７８】
第３の実施形態
図１０を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。図１０は、本実施形態に係る画像形成装置の概略図である。
【０１７９】
本実施形態にて、画像形成装置１００は、カラー画像形成装置であり、像担持体である一つのドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１を備えている。感光ドラム１の回りには、帯電装置としての帯電ローラ２、画像情報を与える露光器（露光装置）３、感光ドラム１上の静電潜像を可視像化する現像装置２２、及び、中間転写体２４によって構成されている。
【０１８０】
現像装置２２は、回転現像装置とされ、回転支持体としてのロータリ２２ｘを備えている。このロータリ２２ｘには、複数の、本実施形態では、４つの現像器（現像装置）、即ち、イエロー現像カートリッジ２２Ｙ、マゼンタ現像カートリッジ２２Ｍ、シアン現像カートリッジ２２Ｃ、ブラック現像カートリッジ２２Ｋが搭載されている。
【０１８１】
本実施形態にてカラー画像形成装置は、電子写真方式のカラープリンタとされ、不図示のパーソナルコンピュータやワークステーション等から画像データが入力される。そして、この画像データを基にイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの４色に分解し、分解された画像データにより順次各色のトナー像を形成する。次いで、各色のトナー像を中間転写体２４上に重ね合わせてカラー画像とし、このカラー画像を紙などの転写材（記録媒体）Ｐに一括転写してフルカラー画像を得る。
【０１８２】
本実施形態の画像形成装置は、上述のように、ロータリ２２ｘ内に複数の現像器（現像装置）、即ち、現像カートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを搭載して構成される回転現像装置を採用した、所謂、ロータリ方式のカラープリンタとされる。
【０１８３】
本実施形態にて、画像形成装置は、像担持体としての光導電性の有機感光ドラム１を備えており、画像形成動作に入ると、感光ドラム１は、矢印ｑの方向に回転駆動される。この感光ドラム１表面は、接触帯電装置としての帯電ローラ２の芯金にバイアスを印加することによって、所定の暗部電位に一様に帯電される。次に、第１色目のイエロー（Ｙ）の画像データに応じて、露光器３によりＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビームにより走査露光が施され、明部電位として第１の静電潜像が形成される。
【０１８４】
このように形成された静電潜像は、現像装置２２のロータリ２２ｘ内に装着された現像装置（現像カートリッジ）により現像し、可視化される。このロータリ２２ｘは、第１の現像カートリッジ２２Ｙ、第２の現像カートリッジ２２Ｍ、第３の現像カートリッジ２２Ｃ、及び、第４の現像カートリッジ２２Ｋを搭載して一体化した構成となっている。そして、それぞれの色の画像形成時に感光ドラム対向位置に（矢印ｒの方向に）回転移動される。
【０１８５】
また、第１の現像カートリッジ２２Ｙには、第１色目のトナーとしてイエロー（Ｙ）トナーが内包され、第２のカートリッジ２２Ｍには、第２色目のトナーとしてマゼンタ（Ｍ）トナーが内包されている。更に、第３の現像カートリッジＣには第３色目のトナーとしてシアン（Ｃ）トナーが内包され、第４の現像カートリッジ２２Ｋには、第４色目のトナーとしてブラック（Ｋ）トナーが内包されている。
【０１８６】
感光ドラム１と対向した現像位置に位置された現像カートリッジ（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）は、所定の層厚に規制されたトナーを担持している現像剤担持体としての現像ローラ８（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）がモータ２３により回転駆動される。そして、この現像ローラ８の芯金に所定のバイアスが印加されることにより現像を行う。また、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの各現像カートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋは、それぞれ一つのカートリッジ（現像カートリッジ）として、その消耗度合いにより個々に交換可能となっている。
【０１８７】
先ず、前記第１の静電潜像は、第１色目のトナーとしてイエロー（Ｙ）トナーが内包された第１の現像カートリッジ２２Ｙにより現像、可視化される。現像方法としては、接触／非接触を問わず用いることができるが、本実施形態ではイメージ露光と反転現像とを組み合わせた非磁性一成分トナーによる接触現像法を用いている。
【０１８８】
この可視化された第１色目のトナー像は、第２の像担持体としての中間転写体２４とのニップ部である第１の転写部位Ｎ１において、シリンダー上に導電弾性層と離型性を有する表層とから形成された中間転写体２４の表面に静電転写（１次転写）される。
【０１８９】
中間転写体２４は、通紙可能な最大転写材の長さよりも長い周長を有し、感光ドラム１に対して所定の押圧力をもって圧接されている。そして、感光ドラム１の周速度と略等速の周速度をもって感光ドラム１の回転方向（ｑ方向）に対して逆方向（矢印ｕの方向）に回転駆動される（接触部位Ｎ１では感光ドラム１表面と中間転写体２４表面は同方向に移動する）。
【０１９０】
そして、前記のように感光ドラム１表面に形成されたトナー像は、中間転写体２４のシリンダー部に対してトナーの帯電極性とは逆極性の電圧（１次転写バイアス）が印加されることにより、中間転写体２４表面に静電転写（１次転写）される。
【０１９１】
尚、１次転写が終了した感光ドラム１表面に残留するトナーは、クリーニング装置６によって除去され、次の潜像形成に備える。
【０１９２】
引き続き同様な工程を繰り返す。即ち、マゼンタ（Ｍ）トナーにより現像された第２色目のトナー像、シアン（Ｃ）トナーにより現像された第３色目のトナー像、ブラック（Ｋ）トナーにより現像された第４色目のトナー像が順次中間転写体２４表面に転写、積層される。そしてこれによりカラートナー像が形成される。
【０１９３】
その後、中間転写体２４表面に対して離間状態にあった転写ベルト２５が所定の押圧力をもって中間転写体２４表面に圧接、駆動回転される。転写ベルト２５は、転写ローラ１７が内包される。第２の転写部位Ｎ２にて、転写ローラ１７に対しては、トナーの帯電極性とは逆極性の電圧（２次転写バイアス）が印加される。これにより、所定のタイミングで搬送されてくる転写材Ｐ表面に、中間転写体２４表面に積層されているカラートナー像が一括転写（２次転写）され、この転写材Ｐは定着器７へと搬送される。転写材Ｐは、トナー像が定着器７にて永久画像として定着された後機外へと排出され、所望のカラープリント画像が得られる。
【０１９４】
また、２次転写が終了した中間転写体２４表面に残存するトナーは、所定のタイミングで中間転写体２４表面に対して当接状態となる中間転写体クリーニング装置１６により除去される。
【０１９５】
図１１は、本実施形態の現像装置であるイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫのトナーをそれぞれ収納した現像カートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを示す構成図である。
【０１９６】
この現像カートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋは、図１０に示した画像形成装置１００であるロータリ方式のカラープリンタに対し、不図示の現像カートリッジ交換用カバーを開閉することで着脱可能な構成とされる。そして、図１０においては、取り出し位置にあるシアン現像カートリッジ２２Ｃを上方の矢印Ｄ方向に取り出すことができる。
【０１９７】
図１０に示すロータリ方式のカラープリンタ１００においては、取り出し位置にて現像カートリッジの着脱を行う必要がある。従って、図１０にて、シアン現像カートリッジ２２Ｃ以外のイエロー、マゼンタ、ブラック現像カートリッジ２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｋを交換する際には、ロータリ２２ｘを回転させる。そして、取り出したいカートリッジを着脱位置（図１０にて、現像カートリッジ２２Ｃの位置）に回転させる必要がある。
【０１９８】
以下、説明を簡略化するためイエロー（Ｙ）トナーの現像カートリッジ２２Ｙの場合を説明するが、他色の現像カートリッジ２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋについても同様である。また、図１２は本実施形態を示すフローチャートである。
【０１９９】
図１１に示す本実施形態の現像カートリッジ２２Ｙは、現像剤として非磁性一成分のＹトナーを収容させてある反転現像装置である。
【０２００】
この現像カートリッジ２２Ｙは、図中矢印ｅ方向に回転させられながら感光ドラム１に接触して現像を行う現像ローラ８Ｙ、図中ｆ方向に回転することによって現像ローラ８Ｙにトナーを供給するトナー供給装置としての供給ローラ１２Ｙを有する。更に、現像ローラ８Ｙ上のトナー塗布量及び帯電量を規制する現像剤規制部材としての現像剤規制ブレード３２Ｙ、トナーを供給ローラ１２Ｙに供給すると共に撹拌する撹拌部材１３Ｙを備えている。
【０２０１】
図１２を参照して説明する。不図示のパーソナルコンピュータ等からプリント出力の要請がされると（Ｓ２１）、要求された画像が写真のように階調を重視する画像なのかそれとも文字等のように濃度を重視する画像なのかを、像域分離（Ｓ２２）等により判定する（Ｓ２３）。この場合の像域分離の方法は、上記した公知の方法が使用可能である。また、像域分離等によらずパーソナルコンピュータのプリント要求画面等に記載することでユーザーに要求を入力させ、それを判定してもよい。
【０２０２】
上記判定の結果、フルカラーの写真画像のような階調を重視する画像が要求された場合には、第１のモードにより、全てのブレードバイアス電源には現像バイアス電源と略同電位のバイアス（例えば、−３００Ｖ）が印加される（Ｓ２４）。これにより、フルカラーで階調性を重視した画像を出力可能である。ここで、図１２の（Ｓ２４）中、Ｖｂはブレードバイアス電源の出力値を示し、Ｖｄｃは各色の現像バイアス電源の出力値を示す。図１２のＶｂ、Ｖｄｃにて、カッコ内のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、現像器の各色を示す。
【０２０３】
写真画像のみでない場合（Ｓ２３にてＮＯの場合）、逆に文字のみか否かを判定する（Ｓ２５）。ここで文字のみと判定された場合には、全てのブレードバイアス電源には現像バイアスより−１００Ｖ以上小さいバイアス（−４００Ｖ以下）が印加される（Ｓ２６）。
【０２０４】
その結果、現像剤規制ブレード９からトナーのコートに必要な電流が流れることが可能となる。現像剤規制ブレード９中を電荷が移動できることで、ブレード９から摩擦帯電により電荷を受けたトナーが現像ローラ側へ転移しやすくなり、現像ローラ８上のＭ／Ａは大きくなる。色文字についても多くのトナーで文字等を現像することで、非常にコントラストのあるくっきりとした文字再現が可能となる（Ｓ２８）。
【０２０５】
文字及び写真の混在と判断された場合（Ｓ２５）には、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣについては階調性を重視したバイアスを、ブラックＫについては文字再現を重視したバイアスを印加する。即ち、有彩色であるイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣのブレードバイアス電源には現像バイアス電源と略同電位のバイアス（−３００Ｖ）が印加される。即ち、Ｖｂ（Ｙ）、（Ｍ）、（Ｃ）＝Ｖｄｃ（Ｙ）、（Ｍ）、（Ｃ）である。ブラックＫのブレードバイアス電源には現像バイアスより−１００Ｖ以上小さいバイアス（−４００Ｖ以下）が印加される。即ち、Ｖｂ（Ｋ）＜Ｖｄｃ（Ｋ）−１００、である。つまり、画像と文字の混在画像においては、写真等の階調性とブラック文字品位が求められる。そこで、混在画像中のうち、写真調と判断された部分及び色文字はイエローＹ・マゼンタＭ・シアンＣで色再現を行い、文字部分はブラックＫで行うものである。
【０２０６】
ブレードバイアスが決められた後、画像形成（Ｓ２８）を行う動作に入る。
【０２０７】
図１０において、感光ドラム１が回転するとともに、１色目の現像カートリッジ２２Ｙを感光ドラム１の対向位置にもってくるようにロータリ２２ｘが公転を開始する。
【０２０８】
１色目（イエローＹ）の現像カートリッジ２２Ｙが感光ドラム１の対向位置にくると、現像ローラ８Ｙが準備前回転を始める。それと同時に、制御部（制御装置）２１の制御に従って電圧印加装置としての現像バイアス電源１９とブレードバイアス電源２０から電圧が供給される。このとき、現像バイアス電源１９からは現像ローラ８Ｙに、本実施形態では約−３００Ｖの電圧が印加され、ブレードバイアス電源２０からは前述の判定の結果のバイアスが印加される。
【０２０９】
１色目の画像形成時が終了すると、現像ローラ８Ｙの回転はオフされ、次の色（マゼンタＭ）画像形成との間にロータリ２２ｘが公転を行う。このロータリ２２ｘの公転時においては、現像バイアス電源１９及びブレードバイアス電源２０からの電圧供給はオフされる。
【０２１０】
ロータリ２２ｘの公転が終了し、２色目（マゼンタＭ）の現像カートリッジ２２Ｍが感光ドラム１の対向位置にて停止する。
【０２１１】
そして、１色目（イエロー）と同様に、現像ローラ８Ｍが準備前回転を始める。それと同時に、現像バイアス電源１９とブレードバイアス電源２０から電圧が供給される。
【０２１２】
上記動作を、３色目（シアンＣ）、４色目（ブラックＫ）まで行う。
【０２１３】
このように、各色ごとにブレードバイアスを決定することで所望の画像を出力可能な画像形成装置を提供できる。
【０２１４】
４色目まで画像形成が終了すると、現像ローラ８Ｋの回転はオフされ、ロータリ２２ｘが公転を行う。このロータリ２２ｘの公転前に、現像バイアス電源１９及びブレードバイアス電源２０からの電圧供給はオフされる。
【０２１５】
そして、追加の印字要求を確認（Ｓ２９）した後、画像形成を終了する（Ｓ３０）。
【０２１６】
画像形成の終了動作は、ロータリ２２ｘの公転が終了し、中間転写体２４や感光ドラム１等が次回のプリントのための本体後回転になり、本体後回転が終了すると感光ドラム１は停止する。
【０２１７】
以上述べたように、本実施形態においては、現像剤規制ブレード９における当接部材９ｂの材質として半導電性のゴム若しくは樹脂を用い、抵抗値を以下の範囲にすることが好ましいい。即ち、少なくともブレードバイアスと現像ローラバイアスの電位差が１０Ｖでは現像剤規制ブレードの抵抗値が２×１０8Ω以上を有すうることが好ましい。また、該電位差が１００Ｖ〜４００Ｖの領域では現像剤規制ブレードの抵抗値が１×１０8Ω以下の抵抗値を前記領域の少なくとも一部で有することが好ましい。
【０２１８】
更にカラー画像を含む所望の画像を判断し、ブレードバイアスと現像ローラバイアスの電位差を各色毎に変化させ、適切なトナー量を制御することで文字つぶれ、白飛びといった画像不良を防止し、長期にわたって安定した画像形成を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０２１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る現像剤規制ブレードの抵抗値を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るトナーコート量を示す図である。
【図４】現像ローラと供給ローラの概略構成断面図である。
【図５】ローラの表面抵抗測定方法の説明図である。
【図６】ローラのバルクの抵抗を測定する方法の説明図である。
【図７】現像剤規制ブレードの抵抗を測定する方法の説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るシーケンスを説明するための図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るシーケンスを説明するための図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る現像カートリッジの概略構成図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係るシーケンスを説明するための図である。
【図１３】従来の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図１４】階調性と画像濃度の関係を説明する図である。
【符号の説明】
【０２２０】
１            感光ドラム（像担持体）
２            帯電ローラ（帯電装置）
３            露光器（露光装置）
４            現像器（現像装置）
５            転写ローラ（転写装置）
６            クリーニング装置
７            定着器（定着装置）
８、８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ      現像ローラ（現像剤担持体）
９            現像剤規制ブレード（現像剤規制部材）
９ａ          現像剤規制ブレード支持部材
９ｂ          現像剤規制ブレード当接部材
１０          現像バイアス電源（電圧印加装置）
１１          ブレードバイアス電源（電圧印加装置）
１２、１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ      供給ローラ
１３、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ      撹拌部材
１４          制御回路（制御装置）
１５          モータ
１６          中間転写体クリーニング装置
１７          転写ローラ
１９          現像バイアス電源（電圧印加装置）
２０          ブレードバイアス電源（電圧印加装置）
２１          制御部（制御装置）
２２          現像器
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ      現像カートリッジ（現像装置）
２２ｘ        ロータリ
２３          モータ
２４          中間転写体
２５          転写ベルト
３０（３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ）      現像剤規制ブレード支持部材
３１（３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ）      現像剤規制ブレード当接部材
３２（３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ）      現像剤規制ブレード（現像剤規制部材）
１１７        電源
Ｐ            転写材
Ｔ            トナー（現像剤）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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