(57)【要約】      （修正有）【課題】コストアップを招くことなく、いかなる場合においても逆放電を発生させることのないＡＣ、ＤＣバイアス出力を制御できる構成を備えた現像装置を提供する。【解決手段】電圧供給手段での供給電圧を変更して順次印加し、放電検知手段からの検知結果に基づいて放電を検知する放電検知シーケンスを実施する制御部を備え、制御部は、放電検知シーケンスにおいて、ＡＣ電圧をピーク間電圧値が徐々に大きくなるように順次変更して印加するとともに、ＤＣ電圧を像担持体の表面電位との電位差が小さくなるよう変更して印加し、放電検知手段によって連続して放電を２回検知した場合に、その時の供給電圧を放電電圧と判断する。【選択図】図２６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体に対して所定間隔を以て対向配置した現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に対して、ＡＣ電圧とＤＣ電圧との重畳電圧を印加する電圧供給手段とを有し、前記潜像担持体上の潜像を現像する現像装置において、
前記現像剤担持体と前記潜像担持体との間の放電を検知する放電検知手段と、
前記電圧供給手段での供給電圧を変更して順次印加し、前記放電検知手段からの検知結果に基づいて放電を検知する放電検知シーケンスを実施する制御部とを備え、
前記制御部は、前記放電検知シーケンスにおいて、前記ＡＣ電圧をピーク間電圧値が徐々に大きくなるように順次変更して印加するとともに、前記ＤＣ電圧を前記像担持体の表面電位との電位差が小さくなるよう変更して印加し、前記放電検知手段によって連続して放電を２回検知した場合に、その時の供給電圧を放電電圧と判断することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
潜像担持体に対して所定間隔を以て対向配置した現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に対して、ＡＣ電圧とＤＣ電圧との重畳電圧を印加する電圧供給手段とを有し、前記潜像担持体上の潜像を現像する現像装置において、
前記現像剤担持体と前記潜像担持体との間の放電を検知する放電検知手段と、
前記電圧供給手段での供給電圧を変更して順次印加し、前記放電検知手段からの検知結果に基づいて放電を検知する放電検知シーケンスを実施する制御部とを備え、
前記制御部は、前記放電検知シーケンスにおいて、前記ＡＣ電圧のピーク間電圧値を所定の固定値に設定して印加するとともに、前記ＤＣ電圧を前記像担持体の表面電位との電位差が徐々に小さくなるよう変更して印加し、前記放電検知手段によって連続して放電を２回検知した場合に、その時の供給電圧を放電電圧と判断することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
潜像担持体に対して所定間隔を以て対向配置した現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に対して、ＡＣ電圧とＤＣ電圧との重畳電圧を印加する電圧供給手段とを有し、前記潜像担持体上の潜像を現像する現像装置において、
前記現像剤担持体と前記潜像担持体との間の放電を検知する放電検知手段と、
前記電圧供給手段での供給電圧を変更して順次印加し、前記放電検知手段からの検知結果に基づいて放電を検知する放電検知シーケンスを実施する制御部とを備え、
前記制御部は、前記放電検知シーケンスにおいて、前記ＡＣ電圧のピーク間電圧値を前記電圧供給手段の定格値に設定して印加するとともに、前記ＤＣ電圧を前記像担持体の表面電位との電位差が徐々に小さくなるよう変更して印加し、前記放電検知手段によって連続して放電を２回検知した場合に、その時の供給電圧を放電電圧と判断することを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちの一つに記載の現像装置において、
前記放電検知手段は、連続して放電を２回検知する際に、（Ａ）放電により潜像担持体表面に形成される放電痕の通過時間、（Ｂ）オゾンやイオンの分子が現像剤担持体と潜像担持体との間の間隙から排出される時間のいずれか長い時間経過後に再度、現像剤担持体に供給電圧を印加することを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちの一つに記載の現像装置において、
前記像担持体の表面電位は、画像部電位であることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１〜５のうちの一つに記載の現像装置において、
変更後の前記ＤＣ電圧は、絶対値で前記像担持体の表面電位の画像部電位以上の電圧値であることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１〜６のうちの一つに記載の現像装置において、
前記制御部は、前記放電検知シーケンスにおける初期に、前記ＤＣ電圧を前記像担持体の表面電位との電位差が小さくなるよう変更するとともに、前記放電検知シーケンスにおける終了時に、前記ＤＣ電圧を前記放電検知シーケンス開始時のＤＣ電圧に戻すことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１〜７のうちの一つに記載の現像装置において、
前記制御部は、現像時に前記現像剤担持体に対して印加する現像電圧が前記放電電圧よりも小さくなるように、該現像電圧を前記放電電圧に基づき調整する現像電圧調整を実施するよう構成され、
該現像電圧調整におけるＡＣ電圧の調整結果に基づきＤＣ電圧を調整することを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項８に記載の現像装置において、
前記現像電圧調整の前後でＡＣ電圧に変化がない場合に、ＤＣ電圧を調整しないことを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の現像装置において、
前記制御部は、前記現像電圧調整において前記放電電圧以上の現像電圧を印加しても放電が検知されない場合に、異常と判断することを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の現像装置において、
前記制御部は、前記現像電圧調整において前記放電電圧よりも小さな現像電圧を印加しても放電が検知された場合に、異常と判断することを特徴とする現像装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のうちの一つに記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
第１導電部材に対して所定間隔を以て対向配置した第２導電部材と、該第２導電部材に対して、ＡＣ電圧とＤＣ電圧との重畳電圧を印加する電圧供給手段と、前記第１導電部材と前記第２導電部材との間の放電を検知する放電検知手段と、を有し、
前記電圧供給手段と前記放電検知手段とが接続された制御部によって、前記電圧供給手段での供給電圧を変更して順次印加し、前記放電検知手段からの検知結果に基づいて放電を検知する放電検知シーケンスを実施する放電検知方法であって、
前記放電検知シーケンスにおいて、前記ＡＣ電圧をピーク間電圧値が徐々に大きくなるように順次変更して印加するとともに、前記ＤＣ電圧を前記像担持体の表面電位との電位差が小さくなるよう変更して印加し、前記放電検知手段によって連続して放電を２回検知した場合に、その時の供給電圧を放電電圧と判断することを特徴とする放電検知方法。
【請求項１４】
第１導電部材に対して所定間隔を以て対向配置した第２導電部材と、該第２導電部材に対して、ＡＣ電圧とＤＣ電圧との重畳電圧を印加する電圧供給手段と、前記第１導電部材と前記第２導電部材との間の放電を検知する放電検知手段と、を有し、
前記電圧供給手段と前記放電検知手段とが接続された制御部によって、前記電圧供給手段での供給電圧を変更して順次印加し、前記放電検知手段からの検知結果に基づいて放電を検知する放電検知シーケンスを実施する放電検知方法であって、
前記放電検知シーケンスにおいて、前記ＡＣ電圧のピーク間電圧値を所定の固定値に設定して印加するとともに、前記ＤＣ電圧を前記像担持体の表面電位との電位差が徐々に小さくなるよう変更して印加し、前記放電検知手段によって連続して放電を２回検知した場合に、その時の供給電圧を放電電圧と判断することを特徴とする放電検知方法。
【請求項１５】
第１導電部材に対して所定間隔を以て対向配置した第２導電部材と、該第２導電部材に対して、ＡＣ電圧とＤＣ電圧との重畳電圧を印加する電圧供給手段と、前記第１導電部材と前記第２導電部材との間の放電を検知する放電検知手段と、を有し、
前記電圧供給手段と前記放電検知手段とが接続された制御部によって、前記電圧供給手段での供給電圧を変更して順次印加し、前記放電検知手段からの検知結果に基づいて放電を検知する放電検知シーケンスを実施する放電検知方法であって、
前記放電検知シーケンスにおいて、前記ＡＣ電圧のピーク間電圧値を前記電圧供給手段の定格値に設定して印加するとともに、前記ＤＣ電圧を前記像担持体の表面電位との電位差が徐々に小さくなるよう変更して印加し、前記放電検知手段によって連続して放電を２回検知した場合に、その時の供給電圧を放電電圧と判断することを特徴とする放電検知方法。
【請求項１６】
請求項１３〜１５のうちの一つに記載の放電検知方法において、
前記放電検知手段は、連続して放電を２回検知する際に、（Ａ）放電により潜像担持体表面に形成される放電痕の通過時間、（Ｂ）オゾンやイオンの分子が現像剤担持体と潜像担持体との間の間隙から排出される時間のいずれか長い時間経過後に再度、現像剤担持体に供給電圧を印加することを特徴とする放電検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、さらに詳しくは、現像時に用いられるバイアス制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、複写機やプリンタあるいは印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像が現像装置から供給される現像剤によって可視像処理される。
可視像処理されたトナー像は転写材に転写された後、定着装置による加熱・加圧によってトナーが融解・浸透することで定着されて複写画像とされる。
【０００３】
画像形成装置においては、単一色だけでなく、フルカラーなどの複数色の画像を形成する構成を備える場合がある。
この場合には、複数の作像部において形成された異なる色の画像をベルトなどの中間転写体に対して順次転写（１次転写）したうえで、重畳画像を記録シートなどの記録媒体に対して一括転写（２次転写）する方式を用いることがある。
【０００４】
一方、画像形成に用いられる現像装置には、キャリアとトナーとを含む二成分系現像剤の他に、キャリアを含まない一成分系現像剤を用いる構成が知られており、その一成分系現像剤として、非磁性トナーを用いる構成がある。
非磁性トナーを用いる現像方式の一つに、トナー層を感光体などの静電潜像担持体に直接接触させないで静電潜像により静電潜像担持体にトナーを飛翔させるジャンピング現像法及びプロジェクション現像法等の非接触現像方式がある（例えば、特許文献１）。
【０００５】
上記特許文献１には、トナーを担持する現像剤担持体表面に多数の凹凸を形成してトナーの搬送性を高める一方、ＤＣバイアスにＡＣバイアスを重畳した現像バイアスを用いることが開示されている。これにより、感光体等の潜像担持体に対して非接触な状態で配置されている現像剤担持体からトナーを飛翔させて静電潜像の可視像処理を行うジャンピング現像が行える。
現像バイアスに用いられるＡＣバイアスは、潜像担持体と現像剤担持体との間で振動電界を形成してその電界内でトナーを振動させる。これは、静電潜像に向けたトナーの飛翔による静電潜像の可視像処理および地肌部に飛翔したトナーを現像担持体に向けて回収するために用いられる。
【０００６】
上述した特許文献１に開示されているように、電子写真方式の画像形成装置に用いられる非接触現像方式の非磁性一成分現像装置は、次の処理が実行される。
感光体と現像ローラ間に微小ギャップを設け、ギャップに印加される交流電圧によって、感光体へのトナーの供給と回収が繰り返される過程で、感光体表面の潜像にトナーが付着しその潜像が顕像化される。
印加するＡＣ電圧は、感光体と現像ローラとの間の空隙での放電開始電圧以下の電圧を印加して使用するようになっている。これは、放電を起こしてしまうと感光体上の潜像上に放電痕が重畳し、異常画像となってしまうという理由からである。
【０００７】
しかし、上述した条件下においてＡＣ電圧を印加する際には、現像効率を高めるため、なるべく大きなＡＣ電圧を印加させることが望ましい。しかし、ギャップは突き当てコロ方式で間隔を維持されているものの、コロの磨耗でギャップが狭くなる経時変化が生じる。そのため、ギャップと放電ばらつきと経時磨耗分とを考慮したＡＣ電圧を印加する必要がある。
そこで、ＡＣ電圧を設定する方法としては、徐々にＡＣ電圧を上げ、放電検出回路にて放電開始点を探索し、その放電開始点から放電ばらつきと経時磨耗分とを減じた電圧で使用する方法が知られている（例えば、特許文献２）。
【０００８】
特許文献２には、現像ローラと感光体とのギャップに誤差が生じた場合でも、現像ローラと感光体との間にリーク（放電が）が発生しないように、現像バイアス電圧を簡単かつ適切に調整する技術が開示されている。
この技術においては、ノイズの発生のない良好な画像が安定して得られるようにすることが目的とされ、次の操作が用いられている。
まず、現像ローラと感光体との間に印加させるリーク検知電圧を変化させて、現像ローラと感光体との間にリークを発生させるリーク発生手段を備えている。さらに加えて、現像ローラと感光体との間に流れる電流に基づいてリークが発生したことを判断するリーク検知手段を設けた構成が開示されている。
【０００９】
また、上述した印加電圧にリークが生じるのを判断する方法として、次の構成が提案されている（例えば、特許文献３）。
感光体に付着するトナーの濃度を検知するトナー濃度検知手段、現像ローラと感光体との間の間隙においてリークが発生する際の電圧を検知するリーク発生電圧検知手段を備えた構成である。
この構成において、現像スリーブに対するバイアス値を徐々に変化させてリーク画像が発生するか否かをトナー濃度検知手段によるトナー濃度の変化により検知し、リークが発生した際の印加電圧を検出する方法が採用されている。
【００１０】
一方、非接触現像方式において現像ローラに印加されるＡＣ電圧は、感光体-現像ローラ間空隙の放電開始電圧以下の電圧を印加して使用する（放電を起こしてしまうと感光体上の潜像上に放電痕が重畳し、異常画像となってしまうからである）。しかし、上述したように、現像効率を高めるためになるべく大きなＡＣ電圧を印加させることが望ましい。
感光体と現像ローラとの間のギャップは突き当てコロ方式で間隔を維持されているものの、コロの磨耗でギャップが狭くなる経時変化が生じる。
そのため、ギャップ＋放電ばらつき＋経時磨耗分、を考慮したＡＣ電圧を印加する必要がある。
【００１１】
ＡＣ電圧を設定する方法として、前述した特許文献２に開示されているように、徐々にＡＣ電圧を上げ、放電検出回路にて放電開始点を探索し、その放電開始点から放電ばらつきに経時磨耗分を減じた電圧で使用する方法がある。
また、特許文献３に開示されているように、現像スリーブに対するバイアス値を徐々に変化させてリーク画像が発生するか否かをトナー濃度検知手段によるトナー濃度の変化により検知し、リークが発生した際の印加電圧を検出する方法もある。
さらには、気圧変動など環境変動を考慮したバイアス制御を行う方法などが提案されている（例えば、特許文献４，５）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、従来の放電検出方式では、次の不具合がある。
ＡＣ電圧のプラス側電位と感光体の非画像部電位Ｖｄ(例えば、−７００Ｖとした場合)の電位差により現像ローラから感光体局所部分に放電(正放電と称する)が起きる。このため、感光体の局所部分はＶｄ(−７００Ｖ)からＶＬ(−５０Ｖ)へと変化し、電位差は一気に小さくなり、この局所部分への放電は一回で終了となる。
そしてこの放電により感光体と現像ローラ間ギャップに気中放電によるオゾンやイオンが発生する。感光体および現像ローラは回転しているものの、暫くの期間その放電部分に滞留している。
この状態でＡＣ電圧が反転しマイナス側電圧となった場合には、現像ローラのマイナス側電位と、前記の放電によってＶＬ(−５０Ｖ)に変化した局所部分との電位差と滞留しているオゾン、イオンが介入する。この結果、今度は感光体から現像ローラ側に放電(逆放電と称する)する現象が発生するおそれがある。
【００１３】
従来の放電検出回路は、正放電を検出することで最適なＡＣ電圧を得られるが、条件によっては逆放電も発生してしまう。このため、整流回路や半導体に逆電圧が印加され、耐圧を越えると部品破壊に至る場合場があり、これを回避する為に逆耐圧特性の高い部品、すなわちコストの高い部品を選定しなければならないという問題がある。
【００１４】
特許文献２においては、単にリークを検知する回路が用いられているに過ぎず、リーク検知回路の回路構成、部品特性に関する考慮はなされていない。
実際に回路を設計し評価を行うと、逆放電なる現象が現われ、そのメカニズムも判り、発生時の電子回路への影響も次第に判ってきた。
【００１５】
通常の放電では問題とならない整流素子、半導体への順方向印加電圧も、逆放電時には過大な逆電圧がかかってしまうため、場合によっては破壊に至ってしまう事もある。このようなケースをも避けるため、製品化設計の際には何倍かの安全率を見積もって大きな逆耐圧性能を有する部品を選択する必要がある。このように高額部品を採用した場合にはコストアップを招いてしまう結果となる。
【００１６】
一方、特許文献に開示されているように、放電検出は、ギャップ変動あるいは、気圧変動、環境（温湿度）変動に伴うＡＣ電圧の最適化に関してのみ内容であった。確かにギャップ変動あるいは、気圧変動、環境（温湿度）変動が変わると、トナーの挙動が変動し、画像品質への影響が大きく変わる事が判っているので、AC電圧調整は大変有用である。
しかし、ＡＣ電圧の最適化がなされ、ＡＣ電圧が変更更新することによって、ＤＣ電圧が最適な条件から逸脱してしまう場合があるという問題があった。
【００１７】
一方、ＡＣ電圧を徐々に上げる方式は、放電時に生成されるオゾンやイオンが漂うことによる放電開始電圧の低下を考慮したものである。つまり１回目の放電によって現像ローラと感光体との間隙内にオゾンやイオンが漂うと、その分子の影響により放電開始電圧が放電電圧以下となるため、正確に放電開始電圧を探索することが難しくなる。
そこで、新たに１回目よりも高い電圧を印加して放電開始電圧を探索することになるが、最初の放電箇所以外の場所でより強い電界での放電が生じると感光体へのダメージが強まるおそれがでてくる。
【００１８】
本発明の目的は、次の通りである。
不必要にコストアップを招くことなく、逆放電の発生を抑制して感光体へのダメージが大きくなることも併せて防止できる現像装置、画像形成装置および放電検知方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この目的を達成するため、本発明は、潜像担持体に対して所定間隔を以て対向配置した現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対して、ＡＣ電圧とＤＣ電圧との重畳電圧を印加する電圧供給手段とを有し、前記潜像担持体上の潜像を現像する現像装置において、  前記現像剤担持体と前記潜像担持体との間の放電を検知する放電検知手段と、前記電圧供給手段での供給電圧を変更して順次印加し、前記放電検知手段からの検知結果に基づいて放電を検知する放電検知シーケンスを実施する制御部とを備え、前記制御部は、前記放電検知シーケンスにおいて、前記ＡＣ電圧をピーク間電圧値が徐々に大きくなるように順次変更して印加するとともに、前記ＤＣ電圧を前記像担持体の表面電位との電位差が小さくなるよう変更して印加し、前記放電検知手段によって連続して放電を２回検知した場合に、その時の供給電圧を放電電圧と判断することを特徴とする現像装置にある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、放電検知手段による放電状態判別を制御部にて設定しているので、放電時期の割り出しに対応してＡＣバイアスでの逆放電が発生する時期を把握することができる。これにより、逆放電への対応が可能となることにより、放電では問題とならない整流素子、半導体において放電時期に発生する逆放電にも耐えるような高額の電子部品などを用いる必要をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態にかかる現像装置を用いる画像形成装置の全体構成を説明するための模式図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる現像装置の構成を説明するための模式図である。
【図３】図１に示した現像装置の外観を示す斜視図である。
【図４】図２に示した現像装置の内部構造を説明するための模式図である。
【図５】図２に示した現像装置に用いられる下ケースを省略して一方の端部側を示す斜視図である。
【図６】図２に示した現像装置に用いられる現像ローラの斜視図である。
【図７】図６に示した現像ローラの表面形状を説明するための図である。
【図８】図２に示した現像装置に用いられる現像剤の供給ローラを示す斜視図である。
【図９】本発明の実施形態に係る現像装置の現像ローラとドクターブレードとの対向状態を示す模式図である。
【図１０】図１に示した現像装置における感光体との間のギャップ部の拡大図である。
【図１１】画像形成時に用いられる現像バイアスを説明するための波形図である。
【図１２】画像形成時での帯電後の感光体表面電位を説明するための線図である。
【図１３】放電時での一態様を説明するための波形図である。
【図１４】図１３に示した場合と異なる条件下での放電の態様を説明するための波形図である。
【図１５】図２に示した現像装置での現像バイアス制御に用いられる構成を説明するためのブロック図である。
【図１６】図１５に示したブロック図に用いられる電圧供給部と放電検知手段の構成を説明するための回路図である。
【図１７】現像ローラ表面での正極方向での放電時の電圧波形を示す図である。
【図１８】現像ローラ表面での負極方向での放電時の電圧波形を示す図である。
【図１９】図１７，１８に示した波形の詳細図である。
【図２０】従来の放電検知原理に用いられる波形図である。
【図２１】本発明の実施形態にかかる現像装置による放電検知原理に用いられる波形図である。
【図２２】図２１に示した放電検知原理とは別の原理に用いられる波形図である。
【図２３】図２２に示した放電検知原理とはさらに別の原理に用いられる波形図である。
【図２４】図１５，１６において示した電圧供給部での出力電圧と入力信号との関係を説明するための線図である。
【図２５】図２０〜２３において説明した放電検知原理で得られる逆放電マージンと逆放電検知結果とを説明するための表図である。
【図２６】図１５に示した制御部で実行される放電検知の制御手順全般について説明するためのフローチャートである。
【図２７】図２６に示したフローチャートにおける放電検出実行部での手順を説明するためのフローチャートである。
【図２８】図２６に示した処理の一つに用いられる現像バイアス用ＡＣ電圧の波形の一つを示す図である。
【図２９】図２６に示した処理の他の一つに用いられる現像バイアス用ＡＣ電圧の波形の一つを示す図である。
【図３０】図２６に示した処理の別の一つに用いられる現像バイアス用ＡＣ電圧の波形の一つを示す図である。
【図３１】図２６に示した処理のさらに別の一つに用いられる現像バイアス用ＡＣ電圧の波形の一つを示す図である。
【図３２】図２６に示した処理のさらに他の一つに用いられる現像バイアス用ＡＣ電圧の波形の一つを示す図である。
【図３３】図２６に示した制御手順に関する一部変形例を説明するためのフローチャートである。
【図３４】図３３に示した手順で用いられる条件の一つを加えた場合の手順を説明するためのフローチャートである。
【図３５】図３４に示した手順と異なる手順を用いた終了処理を説明するためのフローチャートである。
【図３６】図２６に示した制御手順に関する要部変形例を説明するためのフローチャートである。
【図３７】図３６に示したフローチャートにおける放電検出実行部での手順を説明するためのフローチャートである。
【図３８】バイアス状態を段階的に変更した場合に生じる放電痕の状態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図により本発明を実施するための形態について説明する。
まず、本発明の実施形態にかかる現像装置が用いられる画像形成装置について説明すると次の通りである。
【００２３】
以下、本発明を画像形成装置としての複写機（以下、複写機５００という）に適用した実施形態について説明する。
図１は、複写機５００の概略構成図である。複写機５００は、複写装置本体（以下、プリンタ部１００という）、給紙テーブル（以下、給紙部２００という）及びプリンタ部１００上に取り付けるスキャナ（以下、スキャナ部３００という）から構成される。
【００２４】
プリンタ部１００は、次の構成からなる。
四つのプロセスユニットとしてのプロセスカートリッジ１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、複数の張架ローラに張架されて図２中の矢印Ａ方向に移動する中間転写体としての中間転写ベルト７、露光手段としての露光装置６、定着手段としての定着装置１２等を備えている。
四つのプロセスカートリッジ１の、符号の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字は、イエロー，マゼンタ，シアン，黒用の仕様であることを示している。４つのプロセスカートリッジ１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、以下、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字を省略して説明する。
【００２５】
プロセスカートリッジ１は、潜像担持体である感光体２、帯電手段である帯電部材３、現像手段である現像装置４、及び、クリーニング手段である感光体クリーニング装置５を一体的に支持してユニット状とした構成となっている。各プロセスカートリッジ１は、それぞれの不図示のストッパーを解除することにより、複写機５００本体に対して着脱可能となっている。
【００２６】
感光体２は、図中の矢印で示すように、図中の時計周り方向に回転する。帯電部材３は、ローラ状の帯電ローラであり、感光体２の表面に圧接されて、感光体２の回転により従動回転する。
作像時には、帯電部材３には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体２の表面を帯電する。本実施形態のプロセスカートリッジ１は、帯電手段として、感光体２の表面に接触するローラ状の帯電部材３を用いているが、帯電手段としてはこれに限るものではなく、コロナ帯電などの非接触帯電方式を用いてもよい。
【００２７】
露光装置６は、スキャナ部３００で読み込んだ原稿画像の画像情報またはパーソナルコンピュータ等の外部装置から入力される画像情報に基づいて、感光体２の表面に対して露光し、感光体２の表面に静電潜像を形成する。
プリンタ部１００が備える露光装置６は、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式を用いているが、露光手段としてはＬＥＤアレイを用いるものなど他の構成でも良い。
感光体クリーニング装置５は、中間転写ベルト７と対向する位置を通過した感光体２の表面上に残留する転写残トナーのクリーニングを行う。
【００２８】
四つのプロセスカートリッジ１は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色ごとのトナー像を感光体２上に形成する。
四つのプロセスカートリッジ１は、中間転写ベルト７の表面移動方向に並列に配設され、それぞれの感光体２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７に順に重ね合わせるように転写し、中間転写ベルト７上に可視像を形成する。
【００２９】
図１において、各感光体２に対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置には一次転写手段としての一次転写ローラ８が配置されている。
一次転写ローラ８には不図示の高圧電源により一次転写バイアスが印加され、感光体２との間で一次転写電界を形成する。
【００３０】
感光体２と一次転写ローラ８との間で一次転写電界が形成されることにより、感光体２の表面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト７の表面に転写される。中間転写ベルト７を張架する複数の張架ローラのうちの一つが不図示の駆動モータによって回転することによって中間転写ベルト７が図中の矢印Ａ方向に表面移動する。表面移動する中間転写ベルト７の表面上に各色のトナー像が順次重ねて転写されることによって、中間転写ベルト７の表面上にフルカラー画像が形成される。
【００３１】
四つのプロセスカートリッジ１が中間転写ベルト７と対向する位置に対して、中間転写ベルト７の表面移動方向下流側には、二次転写ニップが形成されている。二次転写ニップは、張架ローラの一つである二次転写対向ローラ９ａに対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置に配置されている二次転写ローラ９により形成されている
二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に所定の電圧を印加して二次転写電界を形成する。
給紙部２００から給紙され、図１中の矢印Ｃ方向に搬送される転写材である転写紙Ｐは、二次転写ニップを通過する際に、該二次転写ニップ部に形成される二次転写電界によりフルカラー画像が一括転写される。
【００３２】
二次転写ニップに対して転写紙Ｐの搬送方向下流側に、定着装置１２が配置されている。二次転写ニップを通過した転写紙Ｐは定着装置１２に到達し、定着装置１２における加熱及び加圧によって転写紙Ｐ上に転写されたフルカラー画像が定着され、画像が定着された転写紙Ｐは複写機５００の装置外に出力される。
一方、二次転写ニップで転写紙Ｐに転写されず中間転写ベルト７の表面上に残留したトナーは、転写ベルトクリーニング装置１１によって回収される。
【００３３】
図１に示すように、中間転写ベルト７の上方には、各色トナーを収容するトナーボトル４００（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が複写機５００本体に対して着脱可能に配置されている。
各色トナーボトル４００に収容されたトナーは、各色に対応する不図示のトナー補給装置によって、各色の現像装置４に供給される。
【００３４】
図２は、本実施形態に係る現像装置４の概略構成を示す模式図であり、図１中の紙面奥側から見た断面図である。
図３は、斜め上方から現像装置４を見た斜視説明図である。
本実施形態に係る現像装置４は、後述する非磁性一成分トナーを用い、現像ローラ４２と感光体２とが非接触で対向配置されている。現像バイアスとしてＡＣ電圧（交流電圧）とＤＣ電圧（直流電圧）とを重畳させた重畳バイアスを印加する、所謂非磁性一成分非接触現像方式の現像装置である。以下に詳述する。
【００３５】
現像装置４の外形を形成する現像ケーシング４１は、上ケース４１１、中ケース４１２及び下ケース４１３が組み合わさることで形成される。中ケース４１２はトナー収容部４３を形成し、上ケース４１１にはトナー収容部４３と外部とを連通する現像剤補給部であるトナー補給口５５が形成されている。また、上ケース４１１には、現像ローラ４２と上ケース４１１との隙間をシールする入口シール４７が設けられている。
【００３６】
図４は、図１と同じ方向から見た現像装置４の断面説明図である。
中ケース４１２には、現像ローラ４２、供給ローラ４４、ドクターブレード４５、パドル４６、供給スクリュ４８及びトナー残量センサ４９等が設けられている。
現像装置４には、内部と外部とを連通する開口部５６が長手方向（図中Ｙ軸方向）に沿って設けられている。開口部５６内にはトナーを内部から外部（感光体と対向する現像領域α）まで担持搬送する円筒状の現像ローラ４２が設けられている。
【００３７】
図５は、下ケース４１３の図示を省略した現像装置４の一方の端部（図２中の奥側端部）近傍の拡大斜視図である。
【００３８】
現像装置４では、供給ローラ４４が図２中の矢印Ｃ方向（図２中の時計回り方向）に回転して表面移動することにより、トナー収容部４３内のトナーＴを現像ローラ４２に対向する領域である供給ニップβに搬送し、現像ローラ４２の表面にトナーを供給する。
現像ローラ４２は、供給されたトナーを表面上に担持して、図２中の矢印Ｂ方向（図２中の時計回り方向）に回転して表面移動することにより、現像ローラ４２上のトナーを所定量に規制するドクターブレード４５との対向部までトナーを搬送する。
ドクターブレード４５との対向部で所定量に規制されたトナーは、現像ローラ４２の回転によって感光体２との対向部である現像領域αに到達する。
また、供給ニップβでは、供給ローラ４４の表面は下方から上方に向かって移動し、現像ローラ４２の表面は上方から下方に向かって移動する。
【００３９】
現像領域αでは、ＡＣ電源およびＤＣ電源を備えた現像バイアス電源１４２から現像ローラ４２に印加された現像バイアスと感光体２表面上の潜像との電位差によって現像電界が形成される。そして、形成される現像電界に応じて、現像ローラ４２の表面上のトナーＴが感光体２の表面に移動し、感光体２の表面上の静電潜像部分にトナーが付着し、現像が行われる。
【００４０】
感光体２は、現像ローラ４２に対して非接触で、図２中の矢印Ｄ方向に回転する。このため、現像領域αにおいて、現像ローラ４２の表面移動方向と感光体２の表面移動方向とは同方向となる。
【００４１】
現像バイアス電源１４２は、次の特性を備えている。
現像領域αに搬送されたトナーによる潜像の現像のため、現像ローラ４２から感光体２へトナーを向かわせるための第一電圧、感光体２から現像ローラ４２へトナーを向かわせるための第二電圧による振動電界を構成する交番電圧が印加されるようになっている。
なお、本実施例ではＡＣ電源およびＤＣ電源を備えた現像バイアス電源１４２としたが、例えばＡＣ電源とＤＣ電源とを別々に設けたり、ＡＣ電源或いはＤＣ電源について、画像形成装置内の他の装置、例えば帯電装置や転写装置など、と共用の電源としても良い。
【００４２】
詳細は後述するが、現像ローラ４２の表面には凸部４２ａの高さや凹部４２ｂの深さが実質的に一定の規則的な凹凸形状を有している。
現像領域αで現像に寄与せず、現像領域αを通過した現像ローラ４２の表面上のトナーＴは、供給ニップβで供給ローラ４４によって回収され、現像ローラ４２表面のリセットがなされる。
【００４３】
現像ローラ４２の表面上に規則的に形成された凹部４２ｂに担持されたトナーＴは回収され難い。
そして、現像領域αを通過したトナーＴが供給ニップβを通過し、現像ローラ４２に担持されたままとなると、トナーＴが現像ローラ４２に固着してトナーフィルミングが発生する。トナーフィルミングが発生すると、現像ローラ４２上のトナーＴの単位重量当たりの帯電量や現像ローラ４２の単位面積当たりのトナー量が不安定になり、現像時の濃度ムラの発生の原因となる。
【００４４】
本実施形態にかかる現像装置４では、現像ローラ４２と供給ローラ４４とが対向する供給ニップβにおいて、現像ローラ４２の表面移動方向と供給ローラ４４の表面移動方向とが逆方向となっている。
これにより、供給ニップβにおける現像ローラ４２の表面と供給ローラ４４の表面との線速差が大きくなり、供給ニップβでの供給ローラ４４による回収性能の向上を図ることができる。
この結果、トナーが現像ローラ４２に担持されたままとなることを抑制し、現像ローラ４２の表面にトナーが固着することを抑制でき、現像剤担持体の表面に現像剤が固着することに起因する現像時の濃度ムラの発生を抑制することができる。
【００４５】
また、図２に示すように、現像装置４では供給ローラ４４をトナー収容部４３の上部に配置し、供給ローラ４４の少なくとも一部がパドル４６の回転を停止した状態のトナー収容部４３内のトナーＴの剤面よりも上方となるようになっている。そして、供給ニップβに対して供給ローラ４４の表面移動方向下流側の領域（以下、供給ニップ下流側領域と呼ぶ。）がトナーＴの剤面よりも上方となっている。
特許文献３において、供給ニップ下流側領域にトナーが充填されていると、供給ニップ下流側領域に充填された状態のトナーが新たなトナーが供給ニップ下流側領域に入ってくることを阻害される。このため、供給ニップβにおける現像ローラ４２からのトナーの回収効率を低下させるおそれがある。
【００４６】
一方、本実施形態に係る現像装置４は、図２に示すように、供給ニップ下流側領域がトナーＴの剤面よりも上方となっている。このため、供給ニップ下流側領域にはトナーが充填されていない。この構成により、供給ニップ下流側領域に存在するトナーによって、供給ニップβにおける現像ローラ４２からのトナーの回収を阻害されることがなく、効率的にトナーの回収を行うことができ、トナーのリセット性を向上できる。
【００４７】
さらに、ドクターブレード４５の現像ローラ４２の表面に対する当接状態としては、図９に示すように、先端当て状態である方が、凸部４２ａの頂面に存在するトナーＴをすり切ることができ、より好ましい。
先端当てとは、ドクターブレード４５をエッジ当ての状態で現像ローラ４２に接触させる。ここで、エッジ当てとは、ドクターブレード４５の対向面４５ｂと先端面４５ａとの間の稜線を形成するエッジ部が現像ローラ４２の表面（凸部表面）に接触する状態である。
ここで稜線を形成するエッジ部において、稜線は丸みを帯びていても良いし、面取りされていても良い。
【００４８】
ドクターブレードの対向面と、先端面とを延長させた面が交差する箇所近傍を示す。
具体的には平板状のドクターブレードの自由端側の先端の現像ローラ側の角部（丸みがあっても、面取りされていても良い）が現像ローラの凸部に接触するようになっていれば良い。
ここで、ブレードを折り曲げてその曲げ部分を接触させる方法もあるが、トナーをすりきる効果については上記の自由端側の先端を接触させるほうが効果が高く望ましい。
【００４９】
次に、現像ローラ４２について説明する。
図６は、現像ローラ４２の斜視説明図である。また、図７は、現像ローラ４２の表面形状の説明図であり、図７（ａ）は、現像ローラ４２全体の概略図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示した現像ローラ４２の表面の一部の拡大図である。
【００５０】
現像ローラ４２は、現像ローラ軸４２１に表面にトナーを担持する現像ローラ円筒部４２０を設けた構成であり、現像ローラ円筒部４２０に対して軸方向外側である軸方向両端部近傍の現像ローラ軸４２１には、スペーサー４２２が設けられている。
現像ローラ４２は、現像ローラ軸４２１を中心に回転可能に設けられており、現像ローラ軸４２１の軸方向が現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）と平行になるように配置されている。
現像ローラ４２の現像ローラ軸４２１の軸方向両端は中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。
【００５１】
現像ローラ４２の表面の一部は開口部５６から現像装置４の外部に露出し、この露出した表面が下方から上方に表面移動してトナーを搬送するように、現像ローラ４２は図１中の矢印Ｂ方向に回転する。
また、現像ローラ４２は、軸方向両端部近傍に設けられたスペーサー４２２が感光体２の表面に接触することにより、現像領域αにおける現像ローラ円筒部４２０の表面と感光体２の表面との距離（現像ギャップ）を一定に保っている。
【００５２】
現像ローラ４２は、アルミ合金、鉄合金等からなる部材である。
現像ローラ４２の現像ローラ円筒部４２０は、図７（ａ）に示すように、その表面の構造の相違に基づき、主として、２つの部分（溝形成部４２０ａ、非溝形成部４２０ｂ）に分けられる。
【００５３】
溝形成部４２０ａは、現像ローラ４２の軸方向において中央部を含む部分であり、トナーを適切に担持させるために凹凸加工がその表面に施されている。
本実施形態においては、凹凸加工として所謂転造加工が用いられている。凸部４２ａは互いに巻き方向の異なる螺旋状の第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２に囲まれて形成されている。
本実施形態の現像ローラ４２では、凸部４２ａの軸方向のピッチ幅Ｗ１は８０［μｍ］であり、凸部４２ａの頂面の軸方向長さＷ２は４０［μｍ］である。さらに、凹部４２ｂから凸部４２ａの頂面までの高さである凹部深さは１０［μｍ］である。ピッチ幅Ｗ１、頂面の軸方向長さＷ２及び凹部深さの値は一例であり、この値に限られるものではない。
【００５４】
現像ローラ４２としては、その表面がトナーを正規帯電させる材料であることが望ましい。フィルミングによって低帯電トナーが生まれた場合においても、ジャンピングしたトナーＴによってたたき出された低帯電トナーが、凸部４２ａや凹部４２ｂのフィルミングがおきていない部分で帯電できる。このため、低帯電トナーを減少させることができ、画像濃度が安定化する。
【００５５】
また、現像ローラ４２としては、その表層材料がドクターブレード４５（ブレード部材４５０）よりも硬い材質であることが望ましい。これにより、現像ローラ４２の表面の凸部４２ａがドクターブレード４５によって削れ難くなる。この結果、凸部４２ａとドクターブレード４５で囲まれる凹部４２ｂの体積が変わりにくくなり、Ｍ／Ａ値（現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量）が安定する。
【００５６】
また、現像ローラ４２の凸部４２ａの高さとして、使用するトナーＴの重量平均粒径よりも大きいことが望ましい。平均的な大きさのトナーＴが凹部４２ｂ内に収まるため、粒径の選択が起こりにくくなり、経時でのＭ／Ａ値（現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量）が安定する。
【００５７】
次に、供給ローラ４４について説明する。
図８は、供給ローラ４４の斜視説明図である。
現像装置４の内部のトナー収容部４３の上方の現像ローラ４２側には、円筒状の供給ローラ４４が設けられている。
供給ローラ４４は、その軸部である供給ローラ軸４４１を中心に円筒状の発泡材が巻きついた構成であり、この円筒状の発泡材が表面にトナーを担持する供給ローラ円筒部４４０となる。
【００５８】
供給ローラ４４は、供給ローラ軸４４１を中心に回転可能に構成され、当該軸は中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。
供給ローラ４４は、供給ローラ円筒部４４０の外周面の一部が、現像ローラ４２の現像ローラ円筒部４２０の外周面と供給ニップβで接触するように配置されている。そして、図１及び図４に示すように、供給ローラ軸４４１は、現像ローラ軸４２１よりも上方に配置されている。
また、上述したように、供給ローラ４４は現像ローラ４２と対向する箇所である供給ニップβで現像ローラ４２の表面移動方向に対して逆方向に表面が移動するように回転する。
さらに、現像装置４は、図１に示すように、供給ニップβの位置が、現像ローラ４２に対するドクターブレード４５の当接位置に対して、上方に位置する配置となっている。
【００５９】
供給ローラ４４は、供給ローラ円筒部４４０に発泡材料が用いられており、現像ローラ４２に接触する表面層は表面に多数の微小孔が分散しているスポンジ層となっている。供給ローラ４４の表面層をスポンジ状にすることで、凹部４２ｂの底まで供給ローラ４４が届きやすくなるため、現像ローラ４２上トナーのリセット性が向上する。
【００６０】
また、供給ローラ４４の現像ローラ４２に対する食い込み量（「現像ローラ４２の半径」＋「供給ローラ４４の半径」−「現像ローラ４２と供給ローラ４４との軸間距離」）は、現像ローラ４２の凸部４２ａの高さよりも大きくなるように設定している。
凸部４２ａの高さよりも供給ローラ４４の食い込み量を大きくすることで、凹部４２ｂにおけるトナーのリセット性を向上できる。
供給ローラ４４の現像ローラ４２に対する食い込み量が凸部４２ａの高さに対して大きすぎると、トナーが凹部４２ｂに押し込まれてしまい、凝集の原因となるため、食い込み量が大きくなりすぎないように設定する必要がある。
【００６１】
供給ローラ４４の供給ローラ円筒部４４０に用いる発泡材料は、１０３〜１０１４［Ω］の電気抵抗値に設定されている。
供給ローラ４４には、供給バイアス電源１４４によって供給バイアスが印加され、供給ニップβで予備帯電されたトナーを現像ローラ４２に押し付ける作用を補助する。供給ローラ４４は図１及び図５中の時計回りの方向に回転し、表面に付着させた現像剤を現像ローラ４２の表面に塗布供給する。
【００６２】
また、供給バイアス電源１４４が供給ローラ４４に印加する電圧としては、現像ローラ４２に印加された交番電圧に対して、トナーの正規帯電極性（本実施形態のトナーＴではマイナス極性）に対して逆極性（プラス極性）の直流電圧を印加する。
このとき、現像ローラ４２に印加する電圧よりも供給ローラ４４に印加する電圧の方がトナーの正規帯電極性に対して逆極性（プラス極性）となる。これにより、現像ローラ４２に対して供給ローラ４４側にトナーＴを引き付ける方向の電界を供給ニップβに形成し、現像ローラ４２上トナーのリセット性を向上することができる。なお、供給バイアス電源１４４を備える構成では、直流電源を別途必要となり、コスト高となるため、現像装置４の仕様に応じて、供給バイアス電源１４４を設けない構成としても良い。
【００６３】
次に、ドクターブレード４５について説明する。
図４に示すように、現像ローラ４２の下方で下ケース４１３の内側となる中ケース４１２には、ドクターブレード４５が設けられている。
【００６４】
ドクターブレード４５は、薄い板状の金属部材であるブレード部材４５０と、ブレード部材４５０の一端が固定されている金属製の台座部４５２とを有する。そして、ブレード部材４５０の他端側が現像ローラ４２に接触するように構成されている。ブレード部材４５０の現像ローラ４２に対する接触状態は、先端が接触する先端当て状態、及び、先端よりも根元側の面部が接触する腹当て状態、の何れでもよい。
しかし、先端当て状態の方が、凸部４２ａの頂面に存在するトナーをすり切ることができ、凹部４２ｂに存在するトナーのみを現像領域αに搬送することで、現像領域αに搬送するトナー量が安定するため、より好ましい。
【００６５】
ドクターブレード４５のブレード部材４５０は台座部４５２に対して複数のリベット４５１によって固定されている。
台座部４５２はブレード部材４５０よりも厚い金属で構成されており、ブレード部材４５０を現像装置４の本体（中ケース４１２の側面部）に固定するための基板として機能している。
【００６６】
台座部４５２の長手方向端部にはピン穴４５４が設けられており、一方は真円形状の主基準穴４５４ａであり、もう一方は主基準穴４５４ａ方向に長径を有する楕円形状の従基準穴４５４ｂである。  
主基準穴４５４ａに不図示のピンが入ることで台座部４５２の現像装置４本体に対する位置が決定し、従基準穴４５４ｂで支えられる。ブレード部材４５０が固定された台座部４５２が、現像装置４本体（中ケース４１２）にドクタ固定ネジ４５５で固定されることによってブレード部材４５０が現像装置４に固定されることになる。
【００６７】
ドクターブレード４５のブレード部材４５０には、ＳＵＳ３０４ＣＳＰやＳＵＳ３０１ＣＳＰ、またはリン青銅等の金属板バネ材料が用いられている。そして、自由端側を現像ローラ４２表面に１０〜１００［Ｎ／ｍ］の押圧力で当接させたもので、その押圧力下を通過したトナーを所定量に規制すると共に摩擦帯電によって電荷を付与する。
さらにブレード部材４５０には、摩擦帯電を補助するために、ドクタバイアス電源１４５からバイアスが印加される。
【００６８】
また、ドクターブレード４５のブレード部材４５０としては、導電性を有するものであることが望ましい。ブレード部材４５０が導電性であることにより、Ｑ／Ｍ値（単位体積当りの帯電量）が大きなトナーＴの帯電量を下げることが出来、トナーＴのＱ／Ｍ値の均一化を図ることができる。これにより、トナーＴの現像ローラ４２に対する張り付きを防ぐことができる。
【００６９】
また、ドクタバイアス電源１４５からブレード部材４５０に印加する電圧としては、現像ローラ４２に印加された交番電圧に対して、±２００［Ｖ］の範囲で直流電圧を印加できる構成である。
この値は、使用環境により直流電圧の値を制御できる構成としても良い。これにより、環境変動によるＭ／Ａ値（現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量）の変動を抑制することができる。
【００７０】
次に、パドル４６について説明する。
現像装置４内には、図４に示されるようにトナーが収容される空間としてトナー収容部４３が設けられており、このトナー収容部４３内にはパドル４６が現像ケーシング４１に対して回転可能に取り付けられている。
【００７１】
パドル４６は、その軸部であるパドル軸と、マイラー等の弾性シート材からなる薄い羽部材としてのパドル羽とを備える。
パドル軸は、向かい合う二つの平面部を有し、この二つの平面部にパドル羽がそれぞれ取り付けられている。二枚のパドル羽は、パドル軸を中心に互いに反対方向に突出するように、パドル軸の平面部に固定されている。
パドル羽の付け根部分には、複数の穴がパドル軸の軸方向に平行になるように並べて設けられており、パドル軸は、その軸方向に平行になるように複数の凸部が並べて設けられている。そして、パドル羽の穴にパドル軸の凸部を挿入して、熱カシメすることによって、パドル軸に対してパドル羽を固定する。
【００７２】
パドル４６は、パドル軸の軸方向が現像装置４の長手方向（図５中Ｙ軸方向）と平行になるように配置されている。パドル軸の軸方向両端は中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。
【００７３】
パドル４６は、パドル軸から伸びるパドル羽の先端がトナー収容部４３の内壁面に接触する程度の長さにパドル羽の突出量が設定されている。図１及び図５に示すように、トナー収容部４３の底面部４３ｂはパドル４６の回転方向に沿った円弧状であり、パドル４６の回転に伴う摺擦動作でパドル羽がトナー収容部４３の底面部４３ｂに引っかからないようになっている。
【００７４】
トナー収容部４３の現像ローラ４２側には底面部４３ｂから垂直に立ち上がる側壁面部４３ｓが形成されており、この側壁面部４３ｓはパドル軸の中心と同等若しくは若干低い程度のところでＸ軸に平行なローラに向かう方向に水平になり、段部５０を形成している。
【００７５】
側壁面部４３ｓとパドル軸との距離は、底面部４３ｂとパドル軸との距離よりも短く設定されている。そのため、底面部４３ｂを摺擦してきたパドル羽は側壁面部４３ｓに突き当たり、より大きくたわむことになる。その後、段部５０にパドル羽の先端部が差し掛かるとパドル羽を押さえるものが無くなり、パドル羽の先端部は開放されることで上方に跳ね上がる。このようなパドル羽の動きによってトナーは上方へと跳ね上げられ攪拌、搬送、供給される。
【００７６】
段部５０は、Ｘ−Ｙ平面に平行な水平面で、現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）に延在するように形成されている。
本実施形態にかかる現像装置４では、段部５０が幅方向の全域に設けられているが、パドル羽が跳ね上がるようになっていれば、現像装置４内の一部分に設けられていても良い。
【００７７】
供給スクリュ４８は、供給スクリュ軸４８１と、この供給スクリュ軸４８１に固定された螺旋状の羽部である供給スクリュ羽部４８０となるスクリュ部材である。
供給スクリュ軸４８１を中心に回転可能に設けられており、供給スクリュ軸４８１の軸方向が現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）と平行になるように配置されている。供給スクリュ軸４８１の軸方向両端は中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。
【００７８】
供給スクリュ４８の軸方向端部は、現像装置４の長手方向端部に形成されたトナー補給口５５の下方に位置している。そして、供給スクリュ４８が回転することによって螺旋状の供給スクリュ羽部４８０がトナー補給口５５から補給されたトナーを長手方向における現像装置４の中央部方向に搬送する。
【００７９】
上ケース４１１の開口部５６を形成する縁部分には、入口シール４７としてマイラー等のシート部材が長手方向に沿って貼着されている。
入口シール４７は略矩形のシートであってその短手の一端が上ケース４１１の縁部分に貼着され、他端は自由端とされている。
【００８０】
入口シール４７の自由端側は現像装置４の内部方向に突出されており、さらに、現像ローラ４２に接触するように設けられている。入口シール４７は、現像ローラ４２の回転方向上流側が上ケース４１１に固定されている。
入口シール４７は、現像ローラ４２の回転方向下流側が自由端とされ、現像ローラ４２に対して、入口シール４７の面部分が接触するように配置している。そして、入口シール４７は、上ケース４１１の現像装置４の内部側は供給ローラ４４の上部形状に沿うように湾曲形状をしている。上ケース４１１の湾曲形状の表面と供給ローラ４４の表面との隙間は、１．０［ｍｍ］である。
【００８１】
図５に示すように、現像装置４の開口部５６の長手方向両端部にあたる中ケース４１２の一部にはサイドシール５９が貼着されている。
サイドシール５９は、現像ローラ４２の軸方向両端近傍に設けられたスペーサー４２２よりも軸方向における内側で、且つ、現像ローラ４２にドクターブレード４５が接触する軸方向の端部が重なる領域に設けられている。このようなサイドシール５９によって現像ケーシング４１における開口部５６の長手方向端部からトナーが漏れ出ることを防止している。
また、中ケース４１２に設けられたトナー残量センサ４９は、トナー収容部４３内のトナーの量を検知するものである。
【００８２】
次に、図２において現像装置４内でのトナーの動きについて説明する。
トナー補給口５５から現像装置４内に補給されたトナーは、供給スクリュ４８によってトナー収容部４３に供給され、パドル４６によって攪拌される。また、パドル４６の跳ね上げによって現像ローラ４２及び供給ローラ４４の方向に跳ね上げ、搬送される。供給ローラ４４に供給されたトナーは、供給ローラ４４が現像ローラ４２と接触する供給ニップβで現像ローラ４２の表面に受け渡される。現像ローラ４２の表面に受け渡されたトナーのうち現像領域αに搬送する所定量を超えた分のトナーは、ドクターブレード４５によって現像ローラ４２の表面から掻き落とされる。
【００８３】
ドクターブレード４５との対向部を通過した現像ローラ４２の表面に残ったトナーは、そのまま現像ローラ４２の回転による表面移動方によって搬送され、感光体２と対向する現像領域αに到達する。
現像に用いられることなく現像領域αを通過したトナーは、入口シール４７が接触する位置を通過し、供給ローラ４４との対向位置である供給ニップβにまで搬送される。
現像ローラ４２によって供給ニップβに到達したトナーは、供給ローラ４４によって現像ローラ４２の表面から掻き取られ、供給ローラ４４によって搬送される。
【００８４】
次に、本実施形態に係る複写機５００に用いる現像剤について説明する。なお、現像剤はトナーのみから成っても良いし、現像性の向上などの目的から外添剤などを加えても良い。
複写機５００で用いるトナーとしては、高速のトナー搬送に対応できるよう流動性の高いトナーを用いている。具体的には、加速凝集度が４０［％］以下のトナーを用いている。この加速凝集度とは、トナーの流動性を示す指数である。
【００８５】
トナーの加速凝集度の測定方法を以下に示す。
＜測定装置＞
・ホソカワミクロン製  パウダテスタ
＜測定方法＞
・測定対象サンプルを恒温槽に放置（３５±２［℃］，２４±１［ｈ］）
・パウダテスタを用いて測定
・目開きの異なる三種の篩を使用（例えば、７５［μｍ］，４４［μｍ］，２２［μｍ］）
・篩ったときのトナー残量から算出、以下の計算により、凝集度を求める。
｛（上段の篩に残ったトナー重量）／（試料採取量）｝×１００
｛（中段の篩に残ったトナー重量）／（試料採取量）｝×１００×３／５
｛（下段の篩に残ったトナー重量）／（試料採取量）｝×１００×１／５
上記三つの計算値の合計をもって加熱凝集度［％］とする。
【００８６】
トナーの加速凝集度は上述のように目開きの異なる三種類のメッシュを目開きの大きい順に積み重ね、最上段に粒子をおき、一定の振動でふるい、各メッシュ上のトナー重量から求める指数である。
【００８７】
また、本実施形態では、平均円形度が０．９０以上のトナー（０．９０〜１．００のトナー）を用いている。
本実施形態では、下記（１）式より得られた値を円形度ａと定義する。この円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合１．００を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。
円形度ａ＝Ｌ０／Ｌ・・・・（１）
（Ｌ０：粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長、Ｌ：粒子の投影像の周囲長）
【００８８】
平均円形度が０．９０〜１．００の範囲では、トナー粒子の表面は滑らかであり、トナー粒子同士、トナー粒子と感光体２との接触面積が小さいために転写性に優れる。
平均円形度が０．９０〜１．００の範囲では、トナー粒子に角がないため、現像装置４内での現像剤（トナー）の攪拌トルクが小さく、攪拌の駆動が安定するために異常画像の発生を防止できる。
また、ドットを形成するトナーの中に、角張ったトナー粒子がいないため、転写で転写媒体に圧接する際に、その圧がドットを形成するトナー全体に均一にかかり、転写中抜けが生じにくい。
さらに、トナー粒子が角張っていないことから、トナー粒子そのものの研磨力が小さく、感光体２や、帯電部材３等の表面を傷つけたり、摩耗させたりすることを防止できる。
【００８９】
次に円形度の測定方法について説明する。円形度は、東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００を用いて測定することができる。
【００９０】
具体的な測定方法としては、次の成分が用いられる。
容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０［ｍｌ］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フォン酸塩を０．１〜０．５［ｍｌ］加え、更に測定試料を０．１〜０．５［ｇ］程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、分散液濃度を３０００〜１００００［個／μｌ］として前記装置によりトナーの形状、粒度を測定する。
【００９１】
６００［ｄｐｉ］以上の微少ドットを再現するためには、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）として３〜８［μｍ］が好ましい。この範囲では、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れる。重量平均粒径（Ｄ４）が３［μｍ］未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。
【００９２】
重量平均粒径（Ｄ４）が８［μｍ］を超えると、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。また、重量平均粒径（Ｄ４）と個数平均粒径（Ｄ１）との比（Ｄ４／Ｄ１）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。
（Ｄ４／Ｄ１）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
【００９３】
次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）があげられる。以下に測定方法について述べる。
【００９４】
まず、電解水溶液１００〜１５０［ｍｌ］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０．１〜５［ｍｌ］加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１［％］ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。更に測定試料を２〜２０［ｍｇ］加える。
試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理が行われる。
前記測定装置により、アパーチャーとして１００［μｍ］アパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの重量、個数を測定して、重量分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）、個数平均粒径（Ｄ１）を求めることができる。
【００９５】
チャンネルとしては、２．００〜２．５２［μｍ］未満；２．５２〜３．１７［μｍ］未満；３．１７〜４．００［μｍ］未満；４．００〜５．０４［μｍ］未満；５．０４〜６．３５［μｍ］未満；６．３５〜８．００［μｍ］未満；８．００〜１０．０８［μｍ］未満；１０．０８〜１２．７０［μｍ］未満；１２．７０〜１６．００［μｍ］未満；１６．００〜２０．２０［μｍ］未満；２０．２０〜２５．４０［μｍ］未満；２５．４０〜３２．００［μｍ］未満；３２．００〜４０．３０［μｍ］未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００［μｍ］以上乃至４０．３０［μｍ］未満の粒子を対象とする。
【００９６】
本実施形態で用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。このトナーは、重合トナーと呼ばれる。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。
【００９７】
＜ポリエステル＞
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。多価アルコール化合物（ＰＯ）としては、２価アルコール（ＤＩＯ）および３価以上の多価アルコール（ＴＯ）が挙げられ、（ＤＩＯ）単独、または（ＤＩＯ）と少量の（ＴＯ）との混合物が好ましい。２価アルコール（ＤＩＯ）としては、アルキレングリコール（エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなど）；アルキレンエーテルグリコール（ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど）；脂環式ジオール（１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡなど）；ビスフェノール類（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳなど）；上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物；上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数２〜１２のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数２〜１２のアルキレングリコールとの併用である。３価以上の多価アルコール（ＴＯ）としては、３〜８価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール（グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど）；３価以上のフェノール類（トリスフェノールＰＡ、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど）；上記３価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
【００９８】
多価カルボン酸（ＰＣ）としては、２価カルボン酸（ＤＩＣ）および３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）が挙げられ、（ＤＩＣ）単独、および（ＤＩＣ）と少量の（ＴＣ）との混合物が好ましい。２価カルボン酸（ＤＩＣ）としては、アルキレンジカルボン酸（コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など）；アルケニレンジカルボン酸（マレイン酸、フマール酸など）；芳香族ジカルボン酸（フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など）などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数４〜２０のアルケニレンジカルボン酸および炭素数８〜２０の芳香族ジカルボン酸である。３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）としては、炭素数９〜２０の芳香族多価カルボン酸（トリメリット酸、ピロメリット酸など）などが挙げられる。なお、多価カルボン酸（ＰＣ）としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル（メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど）を用いて多価アルコール（ＰＯ）と反応させてもよい。
【００９９】
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の比率は、水酸基［ＯＨ］とカルボキシル基［ＣＯＯＨ］の当量比［ＯＨ］／［ＣＯＯＨ］として、通常２／１〜１／１、好ましくは１．５／１〜１／１、さらに好ましくは１．３／１〜１．０２／１である。
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合反応は、次の手順が採用されている。
テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０［℃］に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。
ポリエステルの水酸基価は５以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常１〜３０、好ましくは５〜２０である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が３０を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。
また、重量平均分子量１万〜４０万、好ましくは２万〜２０万である。重量平均分子量が１万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、４０万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。
【０１００】
ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び／又は伸長されて得られるものである。
【０１０１】
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）としては、脂肪族多価イソシアネート（テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，６−ジイソシアナトメチルカプロエートなど）；脂環式ポリイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど）；芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）；芳香脂肪族ジイソシアネート（α，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど）；イソシアネート類；前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの；およびこれら２種以上の併用が挙げられる。
【０１０２】
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）の比率は、イソシアネート基［ＮＣＯ］と、水酸基を有するポリエステルの水酸基［ＯＨ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＯＨ］として、通常５／１〜１／１、好ましくは４／１〜１．２／１、さらに好ましくは２．５／１〜１．５／１である。［ＮＣＯ］／［ＯＨ］が５を超えると低温定着性が悪化する。［ＮＣＯ］のモル比が１未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
【０１０３】
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）構成成分の含有量は、通常０．５〜４０［ｗｔ％］、好ましくは１〜３０［ｗｔ％］、さらに好ましくは２〜２０［ｗｔ％］である。０．５［ｗｔ％］未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、４０［ｗｔ％］を超えると低温定着性が悪化する。
【０１０４】
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の１分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常１個以上、好ましくは、平均１．５〜３個、さらに好ましくは、平均１．８〜２．５個である。１分子当たり１個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
【０１０５】
次に、ポリエステルプレポリマー（Ａ）と反応させるアミン類（Ｂ）としては、２価アミン化合物（Ｂ１）、３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）、アミノアルコール（Ｂ３）、アミノメルカプタン（Ｂ４）、アミノ酸（Ｂ５）、およびＢ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）などが挙げられる。
【０１０６】
２価アミン化合物（Ｂ１）としては、芳香族ジアミン（フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタンなど）；脂環式ジアミン（４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど）；および脂肪族ジアミン（エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど）などが挙げられる。
【０１０７】
３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール（Ｂ３）としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン（Ｂ４）としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。
【０１０８】
アミノ酸（Ｂ５）としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。Ｂ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）としては、前記Ｂ１〜Ｂ５のアミン類とケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類（Ｂ）のうち好ましいものは、Ｂ１およびＢ１と少量のＢ２の混合物である。
【０１０９】
アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中のイソシアネート基［ＮＣＯ］と、アミン類（Ｂ）中のアミノ基［ＮＨｘ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］として、通常１／２〜２／１、好ましくは１．５／１〜１／１．５、さらに好ましくは１．２／１〜１／１．２である。
【０１１０】
［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］が２を超えたり１／２未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常１００／０〜１０／９０であり、好ましくは８０／２０〜２０／８０、さらに好ましくは、６０／４０〜３０／７０である。ウレア結合のモル比が１０［％］未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
【０１１１】
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０［℃］に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで４０〜１４０［℃］にて、これに多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得る。さらにこの（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０［℃］にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。
【０１１２】
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）を反応させる際、及び（Ａ）と（Ｂ）を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤（トルエン、キシレンなど）；ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）；エステル類（酢酸エチルなど）；アミド類（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど）およびエーテル類（テトラヒドロフランなど）などの多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）に対して不活性なものが挙げられる。
【０１１３】
また、ポリエステルプレポリマー（Ａ）とアミン類（Ｂ）との架橋及び／又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど）、およびそれらをブロックしたもの（ケチミン化合物）などが挙げられる。
【０１１４】
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは２万〜１０００万、さらに好ましくは３万〜１００万である。１万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常２０００〜１５０００、好ましくは２０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
【０１１５】
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性および複写機５００に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。なお、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。
【０１１６】
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。
【０１１７】
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常２０／８０〜９５／５、好ましくは７０／３０〜９５／５、さらに好ましくは７５／２５〜９５／５、特に好ましくは８０／２０〜９３／７である。ウレア変性ポリエステルの重量比が５［％］未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
【０１１８】
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダー樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、通常４５〜６５［℃］、好ましくは４５〜６０［℃］である。４５［℃］未満ではトナーの耐熱性が悪化し、６５［℃］を超えると低温定着性が不十分となる。
【０１１９】
また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
【０１２０】
＜着色剤＞
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常１〜１５重量［％］、好ましくは３〜１０重量［％］である。
【０１２１】
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
【０１２２】
＜荷電制御剤＞
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、４級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、４級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、４級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹ  ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、４級アンモニウム塩のコピーチャージ  ＮＥＧ  ＶＰ２０３６、コピーチャージ  ＮＸ  ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、４級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
【０１２３】
荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、０．２〜５重量部の範囲がよい。１０重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラ４２との静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
【０１２４】
＜離型剤＞
離型剤としては、融点が５０〜１２０［℃］の低融点のワックスが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着装置１２の定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−ｎ−ステアリルメタクリレート、ポリ−ｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
【０１２５】
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダー樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。
【０１２６】
＜外添剤＞
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、５×１０−３〜２［μｍ］であることが好ましく、特に５×１０−３〜０．５［μｍ］であることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００［ｍ２／ｇ］であることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの０．０１〜５［ｗｔ％］であることが好ましく、特に０．０１〜２．０［ｗｔ％］であることが好ましい。
【０１２７】
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が５×１０−２［μｍ］以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上する。これにより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置４内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。
【０１２８】
酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。
【０１２９】
しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が０．３〜１．５［ｗｔ％］の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
【０１３０】
次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。
【０１３１】
＜トナーの製造方法＞
（１）着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。有機溶媒は、沸点が１００［℃］未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは２種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー１００重量部に対し、通常０〜３００重量部、好ましくは０〜１００重量部、さらに好ましくは２５〜７０重量部である。
【０１３２】
（２）トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール（メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブなど）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）などの有機溶媒を含むものであってもよい。
【０１３３】
トナー材料液１００重量部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。５０重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。２００００重量部を超えると経済的でない。
【０１３４】
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの４級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ（アミノエチル）グリシン、ジ（オクチルアミノエチル）グリシンやＮ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
【０１３５】
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数２〜１０のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、３−［ω−フルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［ω−フルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）−Ｎ−エチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル（Ｃ１１〜Ｃ２０）カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）及びその金属塩、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１６）エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
【０１３６】
商品名としては、サーフロンＳ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８、ＦＣ−１２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−１０１、ＤＳ−１０２（ダイキン工業社製）、メガファックＦ−１１０、Ｆ−１２０、Ｆ−１１３、Ｆ−１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１０２、１０３、１０４、１０５、１１２、１２３Ａ、１２３Ｂ、３０６Ａ、５０１、２０１、２０４、（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−１００、Ｆ１５０（ネオス社製）などが挙げられる。
【０１３７】
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族１級、２級もしくは２級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６−Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンＳ−１２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−２０２（ダイキンエ業杜製）、メガファックＦ−１５０、Ｆ−８２４（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１３２（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−３００（ネオス社製）などが挙げられる。
【０１３８】
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が１０〜９０［％］の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子１［μｍ］、及び３［μｍ］、ポリスチレン微粒子０．５［μｍ］及び２［μｍ］、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１［μｍ］、商品名では、ＰＢ−２００Ｈ（花王社製）、ＳＧＰ（総研社製）、テクノポリマーＳＢ（積水化成品工業社製）、ＳＧＰ−３Ｇ（総研社製）、ミクロパール（積水ファインケミカル社製）等がある。
【０１３９】
また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
【０１４０】
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する（メタ）アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−３−クロロ２−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
【０１４１】
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を２〜２０［μｍ］にするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常１０００〜３００００［ｒｐｍ］、好ましくは５０００〜２００００［ｒｐｍ］である。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常０．１〜５［分］である。分散時の温度としては、通常、０〜１５０［℃］（加圧下）、好ましくは４０〜９８［℃］である。
【０１４２】
（３）乳化液の作製と同時に、アミン類（Ｂ）を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）との反応を行わせる。この反応は、分子鎖の架橋及び／又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー（Ａ）の有するイソシアネート基構造とアミン類（Ｂ）との反応性により選択されるが、通常１０分〜４０時間、好ましくは２〜２４時間である。反応温度は、通常、０〜１５０［℃］、好ましくは４０〜９８［℃］である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
【０１４３】
（４）反応終了後、乳化分散体（反応物）から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
【０１４４】
（５）上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。
【０１４５】
以上のような構成を対象として、本実施形態の特徴を以下に説明する。
本実施形態に係る現像装置では、図１にあるように、第２導電部材に相当する感光体２と第１導電部材に相当する現像ローラ４２とが対向する現像領域αにおいて感光体２と現像ローラ４２との間にギャップが設けられて非接触現像方式が実行される。
本実施形態では、非接触一成分現像剤を用いた際の現像バイアスにＡＣ、ＤＣの各電圧を重畳して印加する際に、ＡＣ電圧での正負出力での放電に着目している。特に、正放電時に発生するオゾンやイオンの存在により正出力から負出力に切り換えられた際に上記物質の介在により感光体側から現像ローラ側への逆放電が生じるのを防止する点に特徴がある。
【０１４６】
図１０は、上述した現像領域αの拡大図である。
同図において、感光体２上には画像部およびこれ以外の非画像部が存在し、レーザ照射により形成される画像部の表面電位は、次の通りである。
レーザ照射が行われない非画像部が相当する地肌部での電位（Ｖｄ）である−７００Ｖから−５０Ｖ（以下、この電位を符号ＶＬで示す）に変化している。
現像ローラ４２からはＡＣバイアス電圧およびＤＣバイアス電圧を用いた重畳バイアス電圧による現像バイアスを受けて負極性のトナーが画像部に向け飛翔される。
図１１は、現像領域αにおいて印加される現像バイアスを示しており、また、図１２は書き込み後の感光体２の表面電位を示している。
【０１４７】
ところで、現像バイアスに用いられるＡＣバイアス電圧のプラス側電位と感光体２側でマイナス側をなす非画像部電位との差により現像ローラ側から感光体局所部分に放電、いわゆる逆放電が発生することがある。
図１３および図１４は、ＡＣ電圧がプラス出力の場合およびマイナス出力の場合での放電が生じた際の電圧変化を示す波形図である。
【０１４８】
図１３において、ＡＣ電圧のうちでプラス出力の場合を説明すると、現像ローラ表面電位（Ｖａｃ）が＋６００Ｖ，感光体表面電位（地肌電位；Ｖｄ）が−７００Ｖ、電位差が１３００Ｖ、ギャップ寸法（Ｇ）が１５０μｍである時には次の結果となる。
パッシェンの法則より、ギャップでの絶縁破壊電圧、いわゆる放電電圧は、Ｖｂ＝３１２＋６．２×ｇ（ギャップ寸法）に基づき、１２４２Ｖの電圧となる。このとき、図１３中、符号（ａ）で示す部分で放電すると、一瞬、現像ローラ表面電位（Ｖａｃ（−））が落ち込むことになる。しかし、電源内でのフィードバック回路が働くことで図１３中、符号（ｂ）で示すように元に戻る。
このとき、曲率の大きい導体付近では電界の集中により著しく不平等な電界分布となり、局所的にできる高電界での値が空気の絶縁破壊電圧よりも高くなることがある。これにより、電極周辺に限定された放電が発生し、コロナ放電によるオゾンやイオンの発生を起こすことがある。
一方、感光体表面では、放電により電荷注入が行われ、レーザ照射と同じ効果が現れる。この結果、急速に画像部での電位（ＶＬ）に向かい図１３中、符号（ｃ）で示すように画像部電位（ＶＬ）となる。一発目の放電により図１３中、符号（ａ），（ｂ），（ｃ）が起こり、感光体表面電位が（ＶＬ）に推移して以降は、電位差が急速に小さくなることが理由となって放電は起こりづらい。
【０１４９】
一方、図１４において、ＡＣ電圧のうちでマイナス出力の時に画像部電位（ＶＬ）から現像ローラ表面電位（Ｖａｃ）に放電する場合には、次の現象がみられる。
図１３において放電が生じると、ＡＣ電圧がマイナスに変化した際には、現像ローラ表面電位（Ｖａｃ（マイナス））と画像部電位（ＶＬ）との間で電位差１１５０Ｖが印加されることになる。
【０１５０】
イオンが残存していると、約１００μｓ後の現像ローラ表面電位（Ｖａｃ）に切り替わった場合でもイオンが残ったままとなる。このような現象があると、パッシェンの法則による放電開始電圧よりも１〜２割低い電圧で放電を開始することが実験などで知られている。従って、図１４の場合においても、電位差１１５０Ｖであっても、図１４中、符号（ｄ）で示すように放電が起こることになる。
【０１５１】
図１５は、上述した特徴を発揮させるための制御に係る構成を示すブロック図であり、同図には、一つの色を対象とする作像部に備えられている現像装置の現像ローラ４２が対象として示されている。
現像ローラ４２には、現像バイアス電圧を順次印加する電圧供給手段１００１としてのＡＣ電源、ＤＣ電源が接続され、現像バイアス印加部には放電検知手段としての放電電流検知回路１００２が接続されている。これら電圧供給手段および放電電流検知回路１００２は、制御部１０００によって印加電圧値や検知タイミングを制御されるようになっている。
【０１５２】
制御部では、放電電流検知回路からの信号に基づき放電の検知結果に基づき放電検知のための判断が行われるようになっている。
図１６は、上述した電圧供給手段および放電電流検知回路の構成を説明するための回路図であり、同図において、高圧トランスで生成されたＡＣ電圧は、保護抵抗ＲＬを通り、符号「Ａ点」を通り、出力端子を経由して現像ローラ４２に印加される。
電流は、トランスから流出した電流ｉＯが符号「Ａ点」で分岐し、現像ローラ４２にはｉＬ、検出コンデンサＣＯ側へはｉｃが流れる。
検出コンデンサＣＯ側と検出抵抗ＲＯ側との中間点、つまり符号「Ｂ点」は、放電を検出する検出端として用いられ、ダイオードＤ、ツェナーダイオードＺＤへと結線されている。
現像ローラ４２と感光体２との間の負荷容量ＣＬは、概ね１５０ＰＦ、検出コンデンサＣＯは１５ＰＦ、検出抵抗ＲＯは３ＫΩに設定されている。
【０１５３】
放電しない定常状態では、電流値ｉＬ，ｉｃは、概ね、容量比（ＣＬ：Ｃ０）において１０：１程度であることから、２０ｍＡ：２ｍＡ程度であり、符号「Ｂ点」は、６Ｖ程度発生するＡＣ電圧は、プラス、マイナスがある関係で、符号「Ｂ点」では±６Ｖとなる。
＋６Ｖの場合には、符号「Ｄ点」に逆電圧がかかるため、ツェナーダイオードＺＤ以降の回路は全く動作しない状態となる。
【０１５４】
一方、符号「Ｂ点」が−６Ｖである場合には、符号「Ｄ点」に順電圧がかかる。またツェナーダイオードＺＤのカソードＫとアノードとの間には６Ｖ印加される。このとき、ツェナーダイオードＺＤが１５Ｖ品を使用しているためにツェナー領域に達しないために電流が殆ど流れず、検出回路は動作しない。
ここで、ＡＣ電圧を上昇させて、現像ローラ表面電位（Ｖａｃ（＋））の場合（図１３中、符号（ａ）で示す位置）、一気に大電流ｉＬが、図１６に示した矢印方向に数１００ｍＡ以上流れる。
このとき検出電流ｉＣは、電流ｉＬに引かれることで図１６に示した矢印とは反対側に流れる。
【０１５５】
このような電流の流れが生じると、符号「Ｂ点」では、数１００ｍＡの１／１０である数１０ｍＡが流れることになるため、１０ｍＡ×３ＫΩ＝３０Ｖの電圧が発生する。
このときの電流ｉｃの向きは、符号「Ｂ」点から符号「Ａ点」に向かう方向であるため、ＧＮＤから３ＫΩを通過し、符号「Ｂ点」を通り、符号「Ｃ点」を通り、−３０Ｖの負の電圧となる。
符号「Ｂ点」に−３０Ｖが発生すると、ツェナーダイオードＺＤに１５Ｖ以上かかることになるので、ツェナー領域に達し、一気に大きな電流が流れ導通することになる。
【０１５６】
このときの電流通過は、５Ｖ電源→Ｒ２（図１６中、符号「Ｃ点」）→抵抗Ｒ１→ツェナーダイオードＺＤ→ダイオードＤ→「Ｂ点」の流れとなる。これにより、トランジスタＴｒのベース電位（図１６中、符号「Ｃ点」）がＶＢＥを超えることとなり、０Ｎ動作を行い、タイマー回路が働き放電したことを検知することになる。
【０１５７】
一方、現像ローラ表面電位（Ｖａｃ）の時（図１４における符号（ｄ）で示す状態）の放電では、電流ｉＬの向きが、図１６に示す矢印とは反対向きに数１００ｍＡ流れ、電流ｉｃは、図１６に示す矢印の向きと同じで数１０ｍＡ流れる。
この状態では、前述した説明にあるように、符号「Ｂ点」での現象と同じとなるが、符号「Ｂ点」で発生する電圧が＋３０Ｖの正の電圧となる。符号「Ｂ点」で＋３０Ｖが発生すると、ダイオードＤに全電圧がかかり、カソードＫとアノードＡとの間に逆電圧がかかることになる。
【０１５８】
図１７，１８は、実際の現像ローラ表面電位がＶａｃ（＋）、Ｖａｃ（−）のそれぞれの時に放電した瞬間の波形をそれぞれ示しており、図１９は、図１７，１８の内容、特に、図１６に示した電流、各符号での状態を模式的に示した図である。
【０１５９】
本実施形態は、上述したように、感光体側から現像ローラ側への逆放電が生じるのを防止することを実現するために、マイナス出力を逆放電しないところまで小さくするよう、ＡＣバイアス電圧、ＤＣバイアス電圧を制御することを特徴としている。
そこで、上述した制御を実行する原理について説明すると次の通りである。
図２０は、従来の放電検知原理を説明するための波形図である。
【０１６０】
同図において、画像形成時には、図２０(ａ)で示すように、例えば、現像ローラ表面電位(Ｖａｃ）が１６００Ｖ、現像バイアス（Ｖｂ）が−３００Ｖに設定されたとして説明する。
定期的、あるいは部品交換などの作業により現像ローラ４２と感光体２との間の間隙（ギャップ）が変化する要因が生じた場合、そのギャップに最適なＶｐｐを得るため、放電検知のシーケンス処理が働くようになっている。
【０１６１】
放電検知のスタート時には、図２０（ｂ）に示すように、１４００Ｖの低い電圧からスタートし、現像ローラ４２および感光体２の１周の時間以上印加し続ける。
このとき、ＤＣバイアス電圧（Ｖｂ）は、制御を簡素にするため、それまで設定していた値が使われている。
もし、放電検知が行われない場合には１ステップ上昇させて例えば、図２０（ｃ）に示すように、現像ローラ表面電位（Ｖａｃ）＝１５００Ｖ、ＤＣバイアス電圧（Ｖｂ）を変更しないで同様に放電検知を継続する。
図２０（ｄ）に示すように、１８００Ｖになった時点で放電が生じ、放電検知回路が作動することになる。このとき、前述したように、逆放電が起こることが多い。
放電検知処理は、１８００Ｖで放電することを検知した時点で終了する。
【０１６２】
１８００Ｖから１５０〜２００Ｖセットバックした値を画像形成時でのＶｐｐに設定する。
セットバックの値は、絶対に放電をしない安全な値をセットバックとすればよいので、１５０〜２００Ｖの限りではない。もっと大きな値とすることも可能であるが、あまり大きすぎると現像効率が悪化することになるので、最適な値を実験等により求めることが望ましい。
以上のように、従来実行された放電検知では、放電と逆放電の双方が発生する電圧の関係により放電検知が行われている。特に、逆放電に関しては、あまり着目されていないのが現状であり、逆耐圧の高い部品を使うことからその部品コストが高くなっている。
【０１６３】
一方、図２１は、本実施形態で用いる放電検知原理のうちで第１番目を説明するための波形図である。
同図に示す放電検知原理では、ＡＣ電圧を変更しながら放電検知シーケンス処理を実行する。具体的には、放電検知シーケンス初期段階でＤＣバイアス電圧（Ｖｂ）を、Ｖｂ（−３００Ｖ）＜Ｖｂ’≦ＶＬ（−５０Ｖ）で示される範囲のＶｂ’までシフトし、シーケンス終了段階でＶｂ’からＶｂに戻すようになっている。
【０１６４】
図２１では、現像ローラ表面電位（Ｖａｃ）を現像ローラ表面電圧（Ｖａｃ）のプラス出力を漸増し、マイナス出力は単一出力とすることにより、両方の出力を変更する場合に比べて回路構成を複雑化させないようにしている。
つまり、制御部は、放電検知シーケンスにおいて、ＡＣ電圧をピーク間電圧値が徐々に大きくなるように順次変更して印加するとともに、変更後のＤＣ電圧の絶対値を感光体の画像部表面電位との電位差が小さくなるよう変更して印加する。
そして、上述したＤＣバイアス電圧（Ｖｂ）を、Ｖｂ（−３００Ｖ）＜Ｖｂ’≦ＶＬ（−５０Ｖ）で示される範囲のＶｂ’までシフトし、シーケンス終了段階でＶｂ’からＶｂに戻すようになっている。つまり、ＤＣ電圧を放電検知シーケンス開始時のＤＣ電圧に戻す処理を実施する。
【０１６５】
このような原理において波形図で表示した各位置（ａ）〜（ｄ）でのプラス側出力による放電開始時での逆放電電位差は表図に示すとおりである。
この原理においては、ＡＣ電圧が反転してマイナス側出力となった場合に、現像ローラのマイナス側電位とプラス側出力による放電時に変化した感光体の局所部分との電位差が図２０の場合と違って小さく抑えられる。これにより、プラス側出力時に生じたオゾンやイオンの介在による感光体から現像ローラへの逆放電が抑えられることになる。
なお、制御部は、放電検知シーケンスにおいて、放電検知手段によって連続して放電を２回検知した場合に、その時の供給電圧を放電電圧と判断する。
【０１６６】
図２２は、図２１の変形例に相当する第２番目の放電検知原理であり、この場合には、現像バイアス電圧（Ｖａｃ）を所定値に固定する。そして、上述したＤＣバイアス電圧（Ｖｂ）を、Ｖｂ（−３００Ｖ）＜Ｖｂ’≦ＶＬ（−５０Ｖ）で示される範囲に漸減させながらシフトし、シーケンス終了段階でＶｂ’からＶｂに戻すようになっている。
つまり、制御部は、放電検知シーケンスにおいて、ＡＣ電圧のピーク間電圧値を所定の固定値に設定して印加するとともに、ＤＣ電圧を感光体の画像部表面電位との電位差が徐々に小さくなるよう変更して印加する。
【０１６７】
この放電検知原理では、図２１に示した場合と同様に、現像バイアス（（＋）Ｖａｃ）−感光体表面電位（Ｖｄ）の値が１３００Ｖになるとプラス出力側での放電が発生する。  しかし、マイナス出力に転じた場合には図２１の場合と比べて現像バイアス（Ｖａｃ）と画像部電位（ＶＬ）との差は大きくなるものの、電位差の設定により現像バイアスのマイナス側出力時に感光体側から現像ローラ側への逆放電は生じていない。
この第２番目の放電検知原理においても、第１番目の放電検知原理と同様にＤＣ電圧を放電検知シーケンス開始時のＤＣ電圧に戻す処理を実施する。そして、制御部は、放電検知シーケンスにおいて、放電検知手段によって連続して放電を２回検知した場合に、その時の供給電圧を放電電圧と判断する。
【０１６８】
図２３は、さらに別の放電検知原理に相当する第３番目の放電検知原理であり、この場合には、図２２に示した場合と同様に現像バイアス電圧（Ｖａｃ）を所定値に固定するが、その所定値として、高圧電源で設定されている定格値を用いている。
つまり制御部は、放電検知シーケンスにおいて、ＡＣ電圧のピーク間電圧値を電圧供給手段としての高圧電源の定格値に設定して印加するとともに、ＤＣ電圧を感光体の画像部表面電位との電位差が徐々に小さくなるよう変更して印加する。
そして、ＤＣバイアス電圧（Ｖｂ）は、Ｖｂ（−３００Ｖ）＜Ｖｂ’≦ＶＬ（−５０Ｖ）で示される範囲に漸減させながらシフトし、シーケンス終了段階でＶｂ’からＶｂに戻すようになっている。
【０１６９】
この第３番目の放電検知原理においても、第１番目、第２番目の放電検知原理と同様にＤＣ電圧を放電検知シーケンス開始時のＤＣ電圧に戻す処理を実施する。そして、制御部は、放電検知シーケンスにおいて、放電検知手段によって連続して放電を２回検知した場合に、その時の供給電圧を放電電圧と判断する。
【０１７０】
図２４は、上述した高圧電源での交流電圧のピークトゥピーク電圧（Ｖｐｐ）を用いる定格値出力と入力信号との関係を示す線図である。
一般に、高圧電源の仕様書には、「定格負荷」あるいは「定格出力」という項目が表記されている。
これは最も使用頻度の高い負荷状態あるいは、よく使う出力電圧を定めたものである。
一般に、製造工程においては、８５％ＰＷＭを入力し、そのとき１７００Ｖになるようにボリューム調整することが行われる。その後、ＰＷＭを３５％、１００％と入力し、それぞれの出力値が５％範囲内かを検査する。
従って、定格で最も精度が高く、定格から離れるとそれに比例して誤差が拡大することになる。ちなみに、ＰＷＭ値５％以下は、出力が０Ｖを示す。
【０１７１】
以上のような放電検知原理においては、上述した現像ローラ表面に対するバイアス電圧の設定による正放電発生後、感光体表面電位がＶＤからＶＬに変化する。その後、現像バイアスのマイナス側出力（Ｖａｃ（−））と上記ＶＬとの電位差が小さく、放電限界（例えば１３００Ｖ）よりも充分にマージンを有することが望ましい。
このことは、現像バイアス電圧がマイナス側出力に転じた際に、正放電時に生じたオゾンやイオンにより放電電圧が小さくなることが判っていることから、電位差が１１５０Ｖであっても逆放電することが本発明者の実験により確認されている。
【０１７２】
図２５は、図１４，図２１〜図２３に示した逆放電電位、つまり、上述した逆放電マージンの設定と逆放電発生の判定結果を示している。
同図において、「×」は逆放電が発生することを、「◎」は逆放電が確実に起こらないことを、「○」は殆ど逆放電が起こらないことを、そして「△」は逆放電が起こりうることをそれぞれ示している。
【０１７３】
次に、図１４に示した制御部で実行される制御手順を、図２６，２７に示すフローチャートにより説明すると次の通りである。
図２６は、放電検出全体を対象とした手順を示している。
同図において、ステップＳ１では、入力された調整要件を判断する。この場合の調整要件は、現像ユニットや感光体の交換、環境変動、現像ローラや感光体の走行距離が情報として入力され、これら情報から現像ユニットあるいは感光体の交換時期に相当しているかどうかが判断される。
【０１７４】
ステップＳ１において現像ユニットあるいは感光体の交換時期であると判断した場合には、ステップＳ２において放電検知処理が現像初期回転時間の間待機される。現像初期回転時には、新規現像装置の現像ローラに対するトナーの充填時間等が含まれる。
ステップＳ１においてステップＳ２に移行する条件にないと判断した場合には、ステップＳ３において現像バイアスのマイナス側出力（Ｖｂ）を（Ｖｂ’）にシフトする。なお図２６においては、ステップＳ３の内容として、現像バイアスをシフトすることを「現像バイアス＋オフセットに変更」と表現している。
この状態でステップＳ４に移行して現像ユニットの交換が行われたかどうかが判断される。
【０１７５】
ステップＳ４において現像ユニットの交換に該当しないと判断した場合には、ＡＣ電圧履歴があるので、ステップＳ５において印刷時のＡＣ電圧を設定する。また、現像ユニットの交換に該当していると判断した場合には、ＡＣ電圧履歴がないので、ステップＳ６において、スタートＡＣ電圧を設定する。
ステップ５，６において設定された現像用ＡＣ電圧をステップＳ７において更新し、このときの条件で放電検出が実行される（ステップＳ８）。放電検出の処理内容は図２７を用いて後で説明する。
【０１７６】
ステップＳ８で開始された検出結果がステップＳ９において判断され、放電の検出が行われなかった場合には、ステップＳ１０において「連続カウンター」の値をクリアする。
この後、ステップＳ１１においてＡＣ電圧を１ステップ（１ステップが何ボルトかは初期条件で決められ、その値としては概ね４０〜５０Ｖ）シフトする。
ステップＳ１１において設定された現像用ＡＣバイアス電圧が上限であるかどうかがステップＳ１２において判断され、上限にない場合にはステップＳ７に移行し、ステップＳ９において放電が検知された場合にはステップＳ１５に移行する。
ステップＳ１２において現像用ＡＣバイアス電圧が上限に達していると判断した場合には、放電検知しない検知回数が２回目に達したかどうかが判断される。
ステップＳ１３において放電検知していない検知回数が２回目に達していない場合には、ステップＳ７に移行する。
【０１７７】
ステップＳ７に移行した後、ステップＳ９において放電検出時に相当する場合には、ステップＳ１５において最初からの放電であるかどうかが判断されル。この判断において、初回からの放電でない場合にはステップＳ１６により、「連続放電カウンター」が１であるかどうかを判定する。カウンター値が１でなければステップＳ１７に移行してカウントアップされてステップＳ１１に移行する。ステップＳ１７の処理においては、放電検出したにもかかわらず、その確からしさを確認するため、ステップＳ１１に移行させる。
これにより、さらに１ステップ分、ＡＣ電圧をシフトして再チェックを実施し、そこでも放電を検出して、都合、連続２回検出した際に検出終了とする。なお、連続２回目という条件から外れた場合にはリセットされる。
【０１７８】
なお、上述のステップＳ１１において、１ステップ分ＡＣ電圧をシフトしているのは外乱の影響（例えば、１回目の放電によって現像ギャップに発生したオゾンなどによる影響など）を極力排除するために確度を高める思想である。
この場合、１回目の放電から時間間隔を空けて再チェックを実施するなどの他の方法によって、上述の外乱の影響を低減できれば、次の処理を実行することも可能である。
つまり、１回目の放電検出後の再チェックにおいて１ステップ分ＡＣ電圧をシフトせずに、例えば放電が生じたＡＣ電圧と同じＡＣ電圧を、再チェックにおいても印加するよう構成しても良い。
【０１７９】
一方、ステップＳ１５においてシフト前に相当する最初からの放電であることを判断した場合には、ステップＳ１９に移行してその電圧の判断が行われる。この処理において、スタート時での放電時の電圧でないと判断した場合には、ステップＳ２９において現像バイアス用ＡＣ電圧を検出スタート時の電圧に設定し、ステップＳ７に移行する。
【０１８０】
ステップＳ１６において、「連続放電カウンター」の値が「１」であるかどうかを判断し、「１」である場合には、ステップＳ２０において、検出し終えたＡＣ電圧より所定ステップデクリメントしたＡＣ電圧に設定し、ステップＳ２１に移行する。ステップＳ２１では、検出終了時での湿度データ、走行距離データを更新し、ステップＳ２２に移行する。なお、ステップＳ２０において設定されるステップとしては、通常、７〜９ステップが選択される。
【０１８１】
ステップＳ２２において、ＤＣバイアスをステップＳ３で設定したシフト状態の値（Ｖｂ’）から（Ｖｂ）に戻して正常終了する（ステップＳ２３）。
ステップＳ１３において上限電圧値を設定した場合でも放電検知のための最適電圧値が得られない場合には、ステップＳ２４に移行する。
ステップＳ２４において現像バイアス用ＡＣ電圧を第一設定値に設定した上で、異常終了第１ＦＬＡＧをＯＮして終了する。また、ステップＳ１８において加減電圧値を設定した場合でも放電検知のために最適電圧値が得られない場合には、ステップＳ２６に移行する。ステップＳ２８においては現像バイアス用ＡＣ電圧を第二設定値に設定され、異常終了第２ＦＬＡＧがＯＮされて終了する。
【０１８２】
図２７は、図２６におけるステップＳ８で示した放電検出実行の手順を説明するためのフローチャートである。
同図において、放電検知が実行されると、ステップＳ３１において、タイマー１，タイマー２と表示したタイマーをスタートさせる。この場合のタイマー１は、感光体または現像ローラが１周に要する時間において長い方、に等しい値が相当し、タイマー２は、突発ノイズ排除のためのタイマー値（数ｍｓ以上数１０ｍｓ以下）が相当している。
ステップＳ３２では、図２６におけるステップＳ７において設定された現像バイアス用ＡＣ電圧値を高圧電源から出力し、ステップＳ３３に移行する。
【０１８３】
ステップＳ３３では、放電検出有りの信号がタイマー２以上の幅を有して得られたかどうかを判断し、得られた場合には正規信号と判断してステップＳ３５に移行する。
ステップＳ３３において設定された条件にない場合には、ステップＳ３４に移行する。
ステップＳ３４において、放電検出がないままタイマー１をオーバーフローしたかどうかを判断し、オーバーしていない場合にはステップＳ３３に戻り、オーバーした場合にはステップＳ３６に移行する。
ステップＳ３６では、タイマー１，２を停止し、ステップＳ３７において現像バイアス用ＡＣ電圧をオフして放電検知処理を終了し、図３７に示すルーチンに戻る。
【０１８４】
図２８〜３２は、図２６に示した処理において用いられる現像バイアス用ＡＣ電圧の波形を示す図である。
図２８は、現像ユニット交換後の最初のＡＣ調整電圧１の波形図である。
同図においては、１回目１６００Ｖの設定において検出し、さらに１ステップ上昇方向にシフトして１６４０Ｖで検出され、放電が連続して２回検出されると検出を終了する。
１５６０Ｖを未放電限界電圧と定め、ここより所定ステップ戻った時点（この場合には５ステップ）に相当する１３６０Ｖを画像形成バイアス用Ｃ電圧をする。
つまり、制御部は、現像時に現像ローラに対して印加する現像電圧が未放電限界電圧（放電電圧）よりも小さくなるように、現像電圧を放電電圧に基づき調整する現像電圧調整を実施する。現像電圧調整では、ＡＣ電圧とＤＣ電圧との重畳電圧を現像電圧として用いる現像装置であれば、ＡＣ電圧及びＤＣ電圧を調整して、現像電圧を設定する。
５ステップバックは、この検出動作以降の日常的稼働によって生じる変動要因を加味したマージン確保分とされ、５という数値そのものは使用機器によって最適な値を採用される。
【０１８５】
図２９は、ユニット交換以外でのＡＣ電圧調整時を示しており、同図は、図２８に示したＡＣ電圧が１３６０Ｖ終了の履歴を使用しているので、１３６０Ｖから検出を開始し、正常に終了した場合を示している。
【０１８６】
図３０は、ユニット交換以外でのＡＣ電圧調整時の他の形式を示しており、同図では、図２９に示したＡＣ電圧が１４００Ｖ終了の履歴を持っているので、１４００Ｖから開始した場合に、検出値が大幅に下がっている状態を示している。
【０１８７】
図３１は、感光体と現像ローラとの間の間隔、いわゆる、ギャップが異常に広くなり、最大電圧でも放電を検出できない場合を示している。同図に示す場合には、二度検出を繰り返して第一設定電圧に設定し、異常終了第１のＦＬＡＧをＯＮして終了する場合が該当している。
【０１８８】
図３２は、図３１に示した場合とは逆に、上記ギャップが異常に狭くなり、あるいは異物がギャップ内に入り込むことで短絡状態を招いた場合を示している。この場合には、スタート電圧で二度繰り返し、第二設定電圧に設定し、異常終了第２のＦＬＡＧをＯＮして終了する場合が該当している。
【０１８９】
以上、本発明によれば、放電検知シーケンスの初期段階で、ＤＣバイアス電圧Ｖｂを、 Ｖｂ<Ｖｂ’<ＶＬで示される範囲のＶｂ’までシフトし、シーケンスの終了段階で、Ｖｂ’からＶｂに戻すようにしている。これにより、リーク検知の時のみ、電圧プラスＡＣバイアス出力の値はそのままにし、マイナス出力を逆放電しないところまで小さくするよう、ＡＣバイアス電圧、ＤＣバイアス電圧を制御すれば良いことになる。この結果、逆放電に耐えるような特別な電子部品を用いる必要をなくしてコストダウンを図ることができる。
【０１９０】
次に、上記実施形態の要部変形例について説明する。
まず、上記実施形態の制御部においては、放電検知シーケンスにおける初期に、ＤＣ電圧を感光体の画像部表面電位との電位差が小さくなるよう変更し、かつ、放電検知シーケンスにおける終了時に、ＤＣ電圧を放電検知シーケンス開始時のＤＣ電圧に戻していた。
【０１９１】
これに対し要部変形例においては、現像電圧調整におけるＡＣ電圧の調整結果に基づきＤＣ電圧を調整する点で相違している。
つまり、現像バイアス用ＡＣ電圧を調整するのに引き続いてＤＣ電圧調整を行う際に、次の（１）〜（３）に挙げる条件が用いられる。
（１）ＡＣ電圧調整後のＡＣ電圧に変化がない場合。
（２）ＡＣ電圧調整時、最大の電圧（現像電圧が未放電限界電圧となるＡＣ電圧）印加を行っても放電が検知されなかった場合。
（３）ＡＣ電圧調整時に最小の電圧（現像電圧が未放電限界電圧未満となるＡＣ電圧で、現像電圧のＡＣ電圧として設定されているＡＣ電圧）印加を行っても放電が検知された場合。
要部の変形例では、上記（１）〜（３）に挙げた条件のいずれかに該当した際、つまり、現像電圧調整の前後でＡＣ電圧に変化がない場合にＤＣ電圧調整を行わないことを特徴としている。
【０１９２】
つまり、上述した実施形態において説明したように、ＤＣバイアス電圧（Ｖｂ）を、Ｖｂ（−３００Ｖ）＜Ｖｂ’≦ＶＬ（−５０Ｖ）で示される範囲のＶｂ’までシフトする。これに伴い、シーケンス終了段階でＶｂ’からＶｂに戻す（放電検知シーケンスにおける初期に、ＤＣ電圧を感光体の画像部表面電位との電位差が小さくなるよう変更する。この処理に合わせて、放電検知シーケンスにおける終了時に、ＤＣ電圧を放電検知シーケンス開始時のＤＣ電圧に戻）という処理を行う際にＤＣ電圧調整を行うようにしている。
以上のように、上記（１）〜（３）の条件のいずれかに該当した場合に、このＤＣ電圧調整が行われないようになっている。
【０１９３】
図３３〜３５は、上述した条件が適用される際の処理手順を示すフローチャートである。
図３３では、図２６に示した処理手順におけるステップＳ２１の次に、ステップＳ４０においてＤＣ電圧調整処理が実行されるようになっている。
ステップＳ４０で実行されるＤＣ電圧調整においては、図３４に示すように、ステップＳ４１において現像バイアス用ＡＣ電圧に変化があったかどうかの判断結果に基づき、ＡＣ電圧に変化があった場合にはＡＣ電圧の変化に基づきＤＣ電圧調整が実行される。ＡＣ電圧に変化がない場合にはＤＣ電圧調整を行わないようになっている。
また、図３５では、ＤＣ電圧調整に際して、最大のＡＣ電圧印加を行っても放電を検知できない場合あるいは最小のＡＣ電圧印加を行っても放電を検知した場合のいずれをも対象として、異常な状態での放電検知が行われたとしてＤＣ電圧調整は行われない。
【０１９４】
なお、以上説明した放電検知制御は、例示した以外の非接触現像装置、及びそれを備える画像形成装置にも適用可能である。そして、微小空隙を隔てて二つの導電部材間に高圧電圧を印加する装置における、二つの導電部材間の放電検知に用いることも可能である。
【０１９５】
次に、逆放電の発生を抑制する際に感光体へのダメージが大きくなるのを防止できる例について説明する。
この例は、図２６に示した制御手順に基づき、図２８乃至図３０に示したような１ステップアップ方式により２回の放電確認による放電検知を実行する場合が対象となっている。
つまり、１回目の放電時に発生するオゾンやイオンが漂う場合の影響を考慮して１発目よりも２発目の方がより強い電界での放電を生じさせる方式である。このように、１回目よりも強い電圧を用いて強い電界を生じさせると、感光体へのダメージが大きくなるおそれが生じてくる。
【０１９６】
図３８は、上述したバイアスを用いて現像を行った場合を示す図であり、（Ａ）は放電時の波形図、（Ｂ）は放電痕をそれぞれ示している。
図３８（Ａ）に示すように、現像ローラ表面電位Ｖａｃ（＋）に対して、放電しない場合には感光体表面電位はＶＬのままであるので、トナーの付着はない。しかし、放電した（１）で示す箇所では、図１３において説明した場合と同様に、感光体表面電位がＶＬ→ＶＤに変化する。これにより、トナーが付着して放電痕が視認できるようになる。
【０１９７】
一度、Ｖａｃ（＋）で放電した（１）の位置では、感光体表面電位がＶＬに変化しているので、２回目の現像ローラ表面電位Ｖａｃ（＋）であってもこの場所では放電しない。
これに対し、（１）とは異なる位置（２）の位置では、放電が発生する。このように、放電を生じる箇所、換言すれば、放電痕が異なる位置に散在する現象が発生する。
図３８に示す動作時には、特に回数制限を設けないで、また、Ｖａｃのピークツーピーク電圧も変えないで同じ電圧を掛けたままの状態を条件としている。このように、ローラ軸方向（長手方向）にほぼ同じ位置で放電が散発する現象が見受けられることになる。これにより、感光体でのダメージを受ける箇所が多くなるおそれがある。
【０１９８】
そこで、図１５に示した制御部では、図２６に示した制御手順の一部を変更して対応するようになっている。
つまり、２回目の放電開始電圧の設定条件として、（Ａ）感光体表面電位ＶＬでの放電痕領域が通過する時間、（Ｂ）オゾンやイオンの分子が現像ローラと感光体との間の間隙から排出される時間のいずれか長い時間経過後に再度上記Ｖａｃ（＋）を印加する。
このような条件により、例えば、感光体あるいは現像ローラ一周分経過後に同一Ｖａｃにてあるいは、＋１ステップアップでの放電開始電圧の印加を行う場合に比べて短時間での新たなあるいは再度の放電開始電圧による印加判別が行える。
【０１９９】
図３６は、この処理手順を説明するためのフォローチャートである。図３６において、図２６に示した処理と同じ内容は同符号により示してある。
図３６において、最初の放電であるかどうかの判別結果が得られると（ＳＴ１７）、再度の放電開始電圧印加前に、タイマー３が起動される（ＳＴ１００）。この場合のタイマー３とは、タイマー１，２を用いた上記条件判別のための機能を意味しており、実際にはタイマー１，２が用いられている。
【０２００】
タイマー３では、放電痕の高さをｈ、感光体の線速をｖとしたときの放電痕の通過時間ｔが、ｔ＝ｈ／ｖ（ｓ）で求められるが、ｈの寸法は環境条件によって変化する要件である。このため、タイマー３での通過時間の検知範囲として、２ｔ〜１０ｔの範囲に設定することが望ましい。
この時間は、長すぎると間隙の最小部分が検知領域から外れてしまうおそれがあり、短すぎると最初に生じた放電痕の影響を受けるおそれがあるので、個々の機械で最適値を用いることが望ましい。
【０２０１】
一方、ステップ８における放電検出実行処理は、図３６に示す手順が用いられる。
図３６は、図２７に示した手順における放電検出完了条件を変更したものである。
つまり、図３６においては、放電検出完了条件として、上述した（Ａ）の条件に基づき、ｎステップ目に２回連続して放電検出されること、そして、（Ｂ）の条件に基づき、放電検出信号が一定値以上継続していることを条件としている。なお、図３５における放電検出実行処理（ステップＳ８）では、Ｖａｃを１ステップ上げる処理が省かれているので、再度放電開始電圧を印加する際には、先回と同じＶａｃが用いられる。
【０２０２】
以上のような構成においては、２回連続して放電開始電圧が検出された場合以外での放電開始電圧印加を抑制できるので、放電を生じた箇所以外での放電が起こった場合に感光体へのダメージが大きくなることを防ぐことができる。しかも、放電痕の通過時間を判別条件に用いることにより、現像ローラを１回転させる場合のような時間の無駄を省いて放電検出確度を高めることができる。
【符号の説明】
【０２０３】
２  感光体
４２  現像ローラ
５００  複写機
１０００  制御部
１００１  電圧供給源
１００２  放電検知回路
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２０４】
【特許文献１】特開２００６−３０１４７９号公報
【特許文献２】特許第３８１５３５６号公報
【特許文献３】特許第４１９４８５３号公報
【特許文献４】特開２０１０−５４７４０号公報
【特許文献５】特開２０１０−５４７４１号公報
【図１】
2013225097.tif 000003
【図２】
2013225097.tif 000004
【図３】
2013225097.tif 000005
【図４】
2013225097.tif 000006
【図５】
2013225097.tif 000007
【図６】
2013225097.tif 000008
【図７】
2013225097.tif 000009
【図８】
2013225097.tif 000010
【図９】
2013225097.tif 000011
【図１０】
2013225097.tif 000012
【図１１】
2013225097.tif 000013
【図１２】
2013225097.tif 000014
【図１３】
2013225097.tif 000015
【図１４】
2013225097.tif 000016
【図１５】
2013225097.tif 000017
【図１６】
2013225097.tif 000018
【図１７】
2013225097.tif 000019
【図１８】
2013225097.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
2013225097.tif 000022
【図２１】
2013225097.tif 000023
【図２２】
2013225097.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2013225097.tif 000027
【図２６】
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【図２７】
2013225097.tif 000029
【図２８】
2013225097.tif 000030
【図２９】
2013225097.tif 000031
【図３０】
2013225097.tif 000032
【図３１】
2013225097.tif 000033
【図３２】
2013225097.tif 000034
【図３３】
2013225097.tif 000035
【図３４】
2013225097.tif 000036
【図３５】
2013225097.tif 000037
【図３６】
2013225097.tif 000038
【図３７】
2013225097.tif 000039
【図３８】
2013225097.tif 000040