(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、
該静電潜像を現像剤にて可視像化する手段であって、回転可能な現像剤担持体及び該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有してなる現像手段と、
該現像剤担持体及び現像剤規制部材の両者に電圧を印加する単一の電圧印加手段と、
該現像剤規制部材に印加される電圧の遅延制御を行う遅延制御手段と、を備え、
前記現像手段の画像形成時に、前記電圧印加手段により現像剤担持体と現像剤規制部材とを略同電位とし、
前記現像剤担持体の回転中であって前記現像手段による画像形成が行われていない非画像形成時の少なくとも一部にて、前記電圧印加手段による印加電圧を変化させ、該印加電圧の変化による前記現像剤規制部材の電圧変動を前記遅延制御手段によって遅延制御し、前記現像剤担持体と比べて現像剤規制部材のほうが現像剤の帯電極性と同極性側に大きい電位差を生じさせることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記印加電圧の変化は、前記印加電圧を、画像形成時と比べて現像剤の帯電極性と同極性側に大きくなるようにインパルス的に変化させ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】
前記現像剤が、トナー粒子及び該トナー粒子に外添された複数の補助粒子とを有してなり、該補助粒子の一つがトナー粒子の帯電極性と逆の極性を有する粒子であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像形成時は、前記現像手段が転写材の画像形成領域に転写すべき可視像を現像しているときであり、
前記非画像形成時は、該画像形成時以外であって且つ前記現像剤担持体が回転しているときであることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像剤担持体の表面抵抗値は８×１０５Ω〜１×１０１２Ωであり、バルクの抵抗値は３×１０５Ω〜５×１０８Ωであることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像剤担持体の表面抵抗値はバルクの抵抗値よりも１桁以上大きいことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記非画像形成時の一部において現像剤担持体と現像剤規制部材に６０Ｖ乃至５００Ｖの電位差を生じさせることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像剤はトナー粒子を有し、前記トナー粒子の形状係数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乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば複写機あるいはプリンタなどの電子写真方式あるいは静電記録方式を用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像形成装置としては、たとえば図１８に示す構成のものが知られている。同図には、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、像担持体として感光ドラム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、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、不図示のレーザビーム走査光学系、現像手段としての現像器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中のトナー（現像剤）により可視像化（現像）する。
【０００５】
記録媒体すなわち転写材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、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ブレード１０４などを有して構成される。
【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、現像ブレード１０４は金属薄板のバネ弾性を利用して現像ローラ１０３に軽圧接触される。
【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、現像ブレード１０４には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（特開平０５−０１１５９９号公報記載）、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】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来例の画像形成装置においては、固定のＤＣバイアス若しくはＡＣバイアスを印加することで、トナーへの帯電性付与もしくはトナーコート等の安定化を図っていた。
【００１０】
しかしながら、従来例の画像形成装置ではトナー飛散や反転トナーの現像ブレードへの固着、現像ブレードへのトナー融着を防止しつつ、トナーコートを安定させることは困難であった。
【００１１】
例えば、上記従来例にて示した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】
まず、上記従来例にて現像バイアス電源１０７とブレードバイアス電源１０８を同電位とした場合には、約１０００枚程の画像形成後において中間調の画像に縦スジ状の濃度ムラが発生した。これは、現像ブレード１０４を通過した現像ローラ１０３上にも現れていた。
【００１３】
現像ブレード１０４を観察した結果、現像ブレード１０４におけるａ部（現像ブレード１０４と現像ローラ１０３の当接部近傍で、かつ、現像ローラ回転方向下流側）に、トナーの融着塊が発生していた。トナーの融着塊がある部分はトナーの流れがせき止められるため現像ローラ１０３上のトナー量は薄くなり、画像上で縦スジ状の濃度ムラを発生させていた。
【００１４】
この理由を、図１９のトナー融着概略図を用いて説明する。図１９中、Ｔは負極性を有する非磁性一成分トナーであり、トナーＴはトナー粒子と補助粒子としての外添剤から構成される。
【００１５】
現像ローラ１０３に担持されるトナーは負極性であり、通常環境においては、現像ブレード１０４を通過した現像ローラ１０３上に担持されたトナー層は、約−２０〜−５０Ｖ程度の電位を持つ（トレック社製  表面電位計ｍｏｄｅｌ３３４にて測定）。現像ローラ１０３と現像ブレード１０４の当接部では、トナーによって現像ブレード１０４の表面が常に摺擦されるため、外添剤の付着は発生しにくい。
【００１６】
しかし、現像ローラ１０３と現像ブレード１０４の当接部より下流側（図中、ａ部）においては、トナー層が現像ブレード表面から徐々に離れていくため、電位勾配が発生することとなる。
【００１７】
即ち、現像ローラ１０３と現像ブレード１０４がたとえ同電位であったとしても、現像ローラ１０３上に担持されている負極性に帯電されたトナー層が電位を有するため、トナー層の最表面のほうが現像ブレード１０４より負極性に大きくなる。
【００１８】
従ってトナー層の最表面のトナーに付着している負極性の外添剤Ｇ１がトナー表面から離脱して現像ブレード表面ａ部に付着することとなる。現像ブレード表面ａ部に付着する外添剤が画像形成をすすめるうちに除々に増加していき、付着した外添剤により見かけ現像ブレード１０４の表面が粗されたようになる。
【００１９】
このため、粗れた表面にトナーが捕獲されトナー層によって摺擦されることで摩擦熱により溶融し、トナーの融着塊が発生するものと考えられる。
【００２０】
従来例の特開平０５−０１１５９９号公報に示す画像形成装置においては、例えば現像ローラ１０３には現像バイアス電源１０７から−３００Ｖの電圧が常時供給され、現像ブレード１０４にはブレードバイアス電源１０８から−４００Ｖが供給され、現像ローラ１０３と現像ブレード１０４間には約１００Ｖの電位差が生じることとなる。従って、トナー層による電荷を加味してもトナー層表面から負極性の外添剤Ｇ１がトナー表面から離脱することはなくなる。
【００２１】
しかしながら、特開平０５−０１１５９９号公報に示されるように電位差を設けた場合、以下に示す不具合が生じた。
【００２２】
例えば、約１５００枚程の画像形成後においてベタ画像の濃度薄及び縦スジが発生した。これは、現像ブレード１０４を通過した現像ローラ１０３上にも現れていた。
【００２３】
この原因を解明すべく現像ブレード１０４を観察した結果、現像ブレード１０４におけるｂ部（現像ブレード１０４と現像ローラ１０３の当接部近傍で、かつ、現像ローラ回転方向上流側）に、トナーが一面に付着していた。トナーの付着は溶融してはいないが、エアーブラシにてエアーを吹き付けても吹き飛ばない程度に固着していた。ｂ部のトナーの固着によりトナーの流れがせき止められるため現像ローラ１０３上のトナー量は薄くなり、画像上で縦スジ状の濃度ムラを発生させていた。
【００２４】
以下、図１９を用いてこの現像ローラ１０３（−３００Ｖ）と現像ブレード１０４（−４００Ｖ）の電位を変更した場合について具体的に説明する。
【００２５】
供給ローラ１０５によって摩擦帯電されたトナーが現像ローラ１０３と現像ブレード１０４との当接部前（ｂ部近傍）に到達すると、トナー層中に混ざっている反転トナー（正極性に帯電したトナー）が電位差の影響により現像ブレード１０４表面のｂ部に引きつけられることになる。特に、現像ローラ１０３と現像ブレード１０４の電位差を大きくしていく程、反転トナーを引きつけるため、現像ブレード１０４のｂ部のトナー固着がひどくなる。
【００２６】
トナー固着が増加していくと、現像ローラ１０３と現像ブレード１０４との当接部前（ｂ部近傍）に侵入してくるトナー量がせき止められるため、トナー層の減少となる。その結果、ベタ画像の濃度薄となってしまった。更に、長手方向で現像ブレード１０４ｂ部に付着するトナー固着量が異なるため、濃度薄に加えて縦スジが発生することになる。
【００２７】
この現象は、トナーの補助粒子として負極性の外添剤Ｇ１に加えて正極性の外添剤Ｇ２を混在させた場合には、特に顕著に発生することとなる。正極性外添剤Ｇ２は帯電性の安定化、トナーの流動性の調節等のためにトナー粒子及び負極性外添剤に加えて追加される場合がある。正極性外添剤Ｇ２は上記反転トナーと同様の動きをすることから、現像ブレード１０４の自由端先端であるｂ部に付着することとなる。固着した正極性外添剤Ｇ２は上記同様、濃度薄及び縦スジを発生させることになる。
【００２８】
また、現像ブレード１０４に印加する電圧についても、使用する環境によってトナー層の表面電位が変化するため、細かな制御が必要となる。特にトナー層の表面電位は、低湿環境では高くなり、高湿環境では低くなる傾向にあるためである。
【００２９】
また、特開昭５８−１５３９７２号公報記載のように、現像ブレード１０４に常時ＡＣバイアスを印加した場合には、現像ローラ１０３と現像ブレード１０４の当接部より下流側（図中、ａ部）においてＡＣバイアスによるトナークラウドが発生することになる。このトナークラウドの発生はトナーを無用に飛散させることとなり、機内を汚すことになってしまう。また、ＡＣバイアスを現像ブレード１０４に印加した場合には、現像ローラ１０３と現像ブレード１０４が当接していることから、ＡＣバイアスによるアタック音が発生してしまうこととなる。
【００３０】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、現像剤規制部材への現像剤の固着および融着を防止することで画像の濃度薄及び縦スジを防ぎ、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。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の画像形成装置は、静電潜像が形成される像担持体と、該静電潜像を現像剤にて可視像化する手段であって、回転可能な現像剤担持体及び該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有してなる現像手段と、該現像剤担持体及び現像剤規制部材の両者に電圧を印加する単一の電圧印加手段と、該現像剤規制部材に印加される電圧の遅延制御を行う遅延制御手段と、を備え、前記現像手段の画像形成時に、前記電圧印加手段により現像剤担持体と現像剤規制部材とを略同電位とし、前記現像剤担持体の回転中であって前記現像手段による画像形成が行われていない非画像形成時の少なくとも一部にて、前記電圧印加手段による印加電圧を変化させ、該印加電圧の変化による前記現像剤規制部材の電圧変動を前記遅延制御手段によって遅延制御し、前記現像剤担持体と比べて現像剤規制部材のほうが現像剤の帯電極性と同極性側に大きい電位差を生じさせることを特徴とする。
【００３２】
上記構成において、前記印加電圧の変化は、前記印加電圧を、画像形成時と比べて現像剤の帯電極性と同極性側に大きくなるようにインパルス的に変化させることが好ましい。
【００３３】
上記構成において、前記現像剤が、トナー粒子及び該トナー粒子に外添された複数の補助粒子とを有してなり、該補助粒子の一つがトナー粒子の帯電極性と逆の極性を有する粒子であることが好ましい。
【００４２】
また、これらの画像形成装置において、前記画像形成時は、前記現像手段が転写材の画像形成領域に転写すべき可視像を現像しているときであり、前記非画像形成時は、該画像形成時以外であって且つ前記現像剤担持体が回転しているときであることが望ましい。
【００４３】
前記現像剤担持体の表面抵抗値は８×１０５Ω〜１×１０１２Ωであり、バルクの抵抗値は３×１０５Ω〜５×１０８Ωであることが望ましい。
【００４４】
前記現像剤担持体の表面抵抗値はバルクの抵抗値よりも１桁以上大きいことが望ましい。
【００４５】
また、これらの画像形成装置においては、前記非画像形成時の一部において現像剤担持体と現像剤規制部材に６０Ｖ〜５００Ｖの電位差を生じさせることや、前記トナー粒子の形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１６０であり、形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１４０であることが望ましい。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置の好適な実施形態について図面に則して更に詳しく説明する。
【００４９】
従来例の画像形成装置においては、固定のＤＣバイアス若しくはＡＣバイアスを印加することで、トナーへの帯電性付与もしくはトナーコート等の安定化を図っていた。しかしながら、従来例の画像形成装置ではトナー飛散や反転トナーの現像ブレードへの固着、現像ブレードへのトナー融着を防止しつつ、トナーコートを安定させることは困難であった。
【００５０】
本実施形態においては、現像ローラ（現像剤担持体）の回転中における現像ローラと現像ブレード（現像剤規制部材）の電位関係が、画像形成時には略同電位となり、非画像形成時の少なくとも一部においては所定の電位差を有するように制御することを特徴としている。非画像形成時において、現像ブレードに付着した外添剤を除去し、現像ブレードをリフレッシュするものである。
【００５１】
さらに、非画像形成時の少なくとも一部において現像ローラと現像ブレードに所定の電位差を設ける際には、現像ブレードの電位が現像ローラの電位よりも現像剤の帯電極性と同極性側に大きくなるように制御することが好ましい。これは、トナー粒子の帯電極性と同極性の外添剤を反対極性の外添剤より多量に混入させるため、現像ブレードに付着しやすい外添剤はトナー粒子の帯電極性と同極性の外添剤となるからである。但し、トナー粒子の帯電極性と逆極性の外添剤が現像ブレードに付着しやすい場合には、トナー粒子の帯電極性と逆極性に大きい電圧を印加してもよい。
【００５２】
ここで、画像形成時とは、現像手段が転写材の画像形成領域（余白領域を除いた部分）に転写すべき可視像を現像している間の時間をいい、非画像形成時とは、画像形成時以外であって且つ現像ローラが回転している時間、たとえば転写材の余白領域に相当する部分が現像工程に供されている時間（この間、実際には可視像は形成されない）、画像形成前の準備前回転時、画像形成終了後の準備後回転時、複数枚プリント時の転写材の間（紙間）の時間、電源ＯＮ時の準備前多回転時などをいう。
【００５３】
即ち本実施形態においては、毎プリント時において、画像形成時に略同電位にして現像ブレード（図１９中、ａ部）に付着した負極性外添剤を、非画像形成時に現像ローラ側に転移させ現像ブレードをリフレッシュすることで、現像ブレードへのトナーの固着および融着を防止するものである。
【００５４】
このリフレッシュ動作は、非画像形成時、すなわち転写材の余白領域に相当する部分が現像に供されている時間、画像形成前の準備前回転時、画像形成終了後の準備後回転時、紙間等にて、例えば現像ローラに−３００Ｖが印加されている場合には現像ブレードに−３００Ｖより大きい電圧（例えば、−４００Ｖ〜−９００Ｖ等）を短時間印加することで、画像形成時に付着した負極性外添剤を現像ローラ側に戻すように作用する。
【００５５】
これにより、画像形成時に略同電位にしたことで現像ブレードに付着した外添剤が堆積することがないため、見かけ表面粗さがあれてトナーが現像ブレードに捕獲されることはなくなる。その結果、現像ブレード（図１９中、ａ部）に融着が発生することを防止できる。
【００５６】
本実施形態において略同電位とは、印加された現像バイアスに対して±６０Ｖ未満の範囲をいう。例えば、現像バイアスが−３００Ｖであった場合、−２４０Ｖ以下となると現像ブレードを通過するトナー量が減少して十分な画像濃度が得にくくなる。逆に、−３６０Ｖ以上となると、後述する正極性の外添剤が現像ブレードに付着しやすくなり、現像ブレードの自由端側に付着した正極性外添剤により現像ブレードと現像ローラの当接部に侵入するトナーが堰き止められやすくなり、縦スジ状の濃度ムラを発生させるためである。
【００５７】
また、このリフレッシュ動作は非画像形成時の短時間に行われるため、たとえ現像ブレードの自由端先端（図１９中、ｂ部）に反転トナーや正極性外添剤が付着したとしても、画像形成時には現像ローラ側へ戻るように作用するので、前記同様現像ブレードに外添剤が堆積することはなく、縦スジや濃度薄等の画像不良を発生させることはない。
【００５８】
特に本実施形態においては、前記非画像形成時に現像ローラと現像ブレードに電位差を作用させる場合、現像ローラが回転していることが重要である。停止した状態で電位差を作用させても再付着する場合があるためである。現像ローラが回転していることで現像ローラ側に戻した正極性外添剤を現像ブレードと現像ローラの当接部で現像ローラの回転方向下流側部（図１９中、ａ部）から遠ざけることが可能となり、再付着を防ぐこととなる。
【００５９】
前記非画像形成時に現像ローラと現像ブレードに作用させる電位差については、６０Ｖ〜５００Ｖであることが望ましい。これは、６０Ｖ以下であると現像ブレードに付着した負極性外添剤を現像ローラ側に転移することができず、現像ブレードの融着を防止する効果が得られないためである。また、５００Ｖ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ブレード間で放電が発生しやすくなることと、現像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。
【００６０】
また、本実施形態においては、トナーに外添される補助粒子として、複数の補助粒子を使用することが可能である。特に、補助粒子の一つにトナーの極性と逆極性の外添剤（正極性）を用いることで、現像ローラの回転動作と相まって、現像ブレードに付着した負極性外添剤を擦り落とすことも可能となる。
【００６１】
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、現像ローラと現像ブレード間の摺擦におけるトルクが下がり、摩擦熱の発生を抑制することで、トナー融着をさらに防止することが可能となる。
【００６２】
また、少なくとも現像手段を画像形成装置本体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、現像手段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、現像手段に加えて像担持体・帯電手段・クリーニング手段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。
【００６３】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図１〜図４により説明する。
【００６４】
まず、図２により本実施形態の画像形成装置について説明する。本実施形態の画像形成装置は、像担持体の被露光部に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。
【００６５】
図２において、１は像担持体としての感光ドラムであり、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。
【００６６】
４は現像器であり、静電潜像の被露光部に現像剤としてのトナーを転移させ、静電潜像を可視像化する現像手段である。用いられるトナーは非磁性一成分トナーを用いる。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。
【００６７】
感光ドラム１上に転移したトナーは転写帯電器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手段６により感光ドラム１上より除去される。
【００６８】
転写材Ｐ上のトナーは定着器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。
【００６９】
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、現像剤規制部材としての現像ブレード９、供給ローラ１２側にトナーを搬送する撹拌部材１３からなる。
【００７０】
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。
【００７１】
現像ブレード９は金属薄板からなり、薄板のバネ弾性を利用して現像ローラ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。現像ブレード９と現像ローラ８の摺擦によりトナーは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。現像ブレード９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。
【００７２】
本実施形態では、現像ブレード９として金属薄板を用いたが、これにとらわれるものでなく、例えば、金属薄板上に導電ゴム等をチップ形状に貼り付けたり、導電剤をコートしてもよい。
【００７３】
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。
【００７４】
（現像ローラ構成）
現像ローラ８は、芯金上に弾性層を有する、所謂弾性現像ローラである。本実施形態においては、φ８ｍｍのステンレス製の芯金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）を約４ｍｍ形成する。
【００７５】
更に、第２層（中間層）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形成する。該球形状樹脂は現像ローラの表面粗さ調整の役目を担っている。
【００７６】
第２層の上に、第３層（表層）を形成する。表層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。
【００７７】
（現像ローラの材料）
現像ローラの基層及び中間層材料としては、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。
【００７８】
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。
【００７９】
表層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。
【００８０】
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。
【００８１】
（現像ローラ抵抗）
現像ローラの抵抗値としては、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。
【００８２】
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以下となると、トナーへの摩擦帯電が難しくなるからである。８×１０１４Ω以上となると、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。
【００８３】
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以下であると、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以上となると、現像時に流れる電流を阻害されやすくなるからである。
【００８４】
（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３を用いて説明する。同図において、６３は測定対象であるローラであり、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。
【００８５】
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。
【００８６】
６５は測定回路であり、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。
【００８７】
ローラの表面抵抗値Ｒsは下式により算出される。
【数１】
0004307034.tif 000002
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
（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４を用いて説明する。同図において、６３は測定対象であるローラであり、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。
【００９１】
６６はφ３０のステンレス鋼の円筒部材であり、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。
【００９２】
６７はローラ６３の両端部（導電性芯金６２部）に印加される荷重であり、片側５００ｇ重ずつ、計１ｋｇ重の荷重によりローラ６３が円筒部材６６に押圧される。
【００９３】
６８は測定回路であり、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。
【００９４】
ローラのバルク抵抗値Ｒbは下式により算出される。
【数２】
0004307034.tif 000003
【００９５】
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。
【００９６】
（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３μｍ〜１５μｍ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５μｍ〜１２μｍ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３μｍ以下であると十分なトナー搬送力が得られず濃度不足となり、１５μｍ以上とな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。
【００９７】
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。
【００９８】
（ゴム硬度）
現像ローラのゴム硬度は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〜６５度（Ａｓｋｅｒ  Ｃ）以下のものが好適に使用される。６５度（Ａｓｋｅｒ  Ｃ）以上になると、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度以下となると、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〜５５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。
【００９９】
（現像ローラの製造方法）
本実施形態における現像ローラの製造方法の一例を述べる。
【０１００】
芯金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。そして中間層及び表層は、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以下では感光ドラム１との摺擦による削れが懸念され、５０μｍ以上では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。
【０１０１】
（現像ブレード）
現像ブレードの接触圧は、線圧約１５ｇ／ｃｍ〜４５ｇ／ｃｍが好適である。１５ｇ／ｃｍ以下になると、トナーに対して適切な帯電付与ができず、「かぶり」となって画質を低下させる。４５ｇ／ｃｍ以上になると、圧力等によりトナーに混合されている外添剤がトナー表面から剥離しやすくなり、トナーを劣化させ、トナーの帯電性が低下していくことになる。
【０１０２】
上記、現像ブレードは金属製からなるが、トナーへの帯電性付与向上のために、金属製の現像ブレード上に樹脂等をコーティングしてもよい。該樹脂としては、トナーの帯電極性が負極性の場合は、ポリアミド樹脂が好適に用いられ、トナーの帯電極性が正極性の場合は、フッ素樹脂等が用いられる。
【０１０３】
線圧の測定方法としては、引き抜き板として長さ１００ｍｍ×幅１５ｍｍ×厚さ３０μｍのステンレス薄板と、挟み板として長さ１８０ｍｍ×幅３０ｍｍ×厚さ３０μｍのステンレス薄板を長さを半分にするように折ったものを用意し、挟み板の間に引き抜き板を挿入し、該挟み板を現像ローラ８と現像ブレード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。
【０１０４】
（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以下となると接触状態が不安定となり、線圧１２０ｇ／ｃｍ以上となると圧力等によりトナーに混合されている外添剤がトナー表面から剥離しやすくなり、トナーを劣化させ、現像ブレード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。
【０１０５】
１４は制御回路（制御手段）である。制御回路１４は、現像ローラ８の回転駆動の制御、並びに電圧印加手段としての現像バイアス電源１０およ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。
【０１０６】
図１は本実施形態に係るシーケンスを示す図である。図１は２枚を連続プリントした場合を示したものである。
【０１０７】
図１において、感光ドラム回転のグラフと現像ローラ回転のグラフはそれぞれ、上に凸のときに感光ドラム１または現像ローラ８が回転駆動されることを示している。
【０１０８】
なお、本実施形態においては、感光ドラム１と現像ローラ８が常時当接した状態であるため、感光ドラム１の回転と現像ローラ８の回転が同期して行われる。しかし、感光ドラムと現像ローラが常時離間している所謂非接触現像の場合や、接触現像であっても離間可能な機構を有している場合には、感光ドラム１と現像ローラ８の回転は非同期で行われる。
【０１０９】
図１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と、感光ドラム１及び現像ローラ８の回転開始にともなって現像バイアス電源１０及びブレードバイアス電源１１から約−３００Ｖの同電位がそれぞれ印加される。現像ローラ８等の回転開始当初は、まだ画像を描き出す前の準備回転の時間であり、非画像形成時である。
【０１１０】
画像形成時とは、転写材Ｐの余白領域を除いた部分にトナー像を形成するための各工程の時間をいう。また、非画像形成時とは、画像形成時を除き、かつ現像ローラが回転しているときをいう。たとえば、準備前回転、準備後回転、または、プリントとプリントの間に相当する所謂「紙間」などが非画像形成時に該当する。
【０１１１】
準備前回転が開始され、現像バイアス電源１０及びブレードバイアス電源１１から約−３００Ｖの電圧が印加された後、ブレードバイアス電源１１には約−６００Ｖの電圧が一瞬、印加される。−６００Ｖが印加される時間は、本実施形態においては１００ｍｓｅｃとした。
【０１１２】
転写材Ｐ上の画像に影響を及ぼさない時間である非画像形成時に、現像ブレード９に−６００Ｖを、現像ローラ８には−３００Ｖを印加する。すなわち、負帯電性の粒子（トナー及び外添剤）にとって現像ブレード側から現像ローラ側へ転移可能な電位差が供給されることになる。従って、現像ローラの回転開始直後に現像ブレード９に付着する（現像ローラと現像ブレード当接部から固定端側：図１９中、ａ部）負極性外添剤は現像ローラ８側へ転移されることになる。
【０１１３】
現像ブレード９に−６００Ｖを、現像ローラ８には−３００Ｖを一瞬印加した後は、現像バイアス電源１０とブレードバイアス電源１１の電圧はほぼ同電位の−３００Ｖとなり、１枚目の画像形成領域となり画像形成が行われる（画像形成時）。
【０１１４】
この画像形成時は、現像ローラ８及び現像ブレード９は略同電位であるため、現像ローラ８の回転動作により現像ブレード９の当接部から固定端側に、トナー層のもつ電荷によって負極性の外添剤が転移する。しかしながら、反転トナーや正極性外添剤等が現像ブレード９に付着することはない。
【０１１５】
１枚目の画像形成時が終了すると、次の画像形成との間の所謂「紙間」といわれる領域になる。この紙間において、準備前回転と同様に１００ｍｓｅｃ間、現像ブレード９に−６００Ｖの電圧が印加される。この現像ブレード９に印加されたバイアスにより、１枚目の画像形成中に現像ブレード９の当接部から固定端側付着した負極性外添剤は現像ローラ８側に転移することとなる。これは、現像ローラ８が回転している間に行われていることから、再び現像ブレード９側に負極性外添剤が戻ることはない。
【０１１６】
そして、１枚目の画像形成と同様に２枚目の画像形成が行われる。画像形成時においては、前述同様に負極性外添剤が現像ブレード９の当接部から自由端先端に付着堆積していく。
【０１１７】
２枚目の画像形成が終了し、次回のプリントのための準備後回転になる。
【０１１８】
このときも準備前回転及び紙間と同様に１００ｍｓｅｃ間、現像ブレード９に−６００Ｖの電圧が印加される。この現像ブレード９に印加されたバイアスにより、１枚目の画像形成中に現像ブレード９の当接部から固定端側付着した負極性外添剤は現像ローラ８側に転移することとなる。これは、現像ローラ８が回転している間に行われていることから、再び現像ブレード９側に負極性外添剤が戻ることはない。
【０１１９】
そして準備後回転動作が終了して、現像ローラ８と感光ドラム１の回転が停止する。
【０１２０】
このように、画像形成時に現像ブレード９の当接部から固定端側付着した負極性外添剤を、非画像形成時に現像ブレード９と現像ローラ８間に一瞬電位差をもうけて現像ローラ８側に戻すことで、現像ブレード９をリフレッシュすることが可能となる。その結果、現像ブレード当接部から固定端側に付着した負極性外添剤を堆積させることがないため、現像ブレード９へのトナー融着を防止することが可能となる。
【０１２１】
また、現像ブレード９と現像ローラ８間に一瞬電位差をもうけるタイミングとして、非画像形成時としているのは、同電位から電位差を付けるようにした場合に、現像ローラ８上に規制されるトナー担持量が変化してしまい、画像上では濃度の段差が発生するためである。
【０１２２】
さらに、現像ブレード９と現像ローラ８間に一瞬電位差をもうける時間は毎回行う必要はなく、例えば画像形成前の準備前回転時に行う、準備後回転時のみ行う等、適宜行うことが可能である。
【０１２３】
本実施形態では、現像ブレード９と現像ローラ８間に一瞬電位差をもうける時間を１００ｍｓｅｃとしているが、これにこだわるものではない。但し、現像ブレード９をリフレッシュするためには約５ｍｓｅｃ以上が必要である。印加時間の上限はないが、印加時間が長くなるとプリントスピードの低下につながることから、上限は数秒程度で十分である。
【０１２４】
また、本実施形態においては１００ｍｓｅｃの１回のみであるが、例えば準備前回転中に複数回の電位差をもうけることも可能である。
【０１２５】
（トナー）
本実施形態に係る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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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度の雰囲気中で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した後、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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
本実施形態に係るワックス成分は、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度〜１３０度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。
【０１３０】
この最大吸熱ピークが４０度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度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。
【０１３１】
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度／ｍｉｎで測定を行う。
【０１３２】
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。
【０１３３】
本実施形態に係るトナーは、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く、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。
【０１３４】
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）に導入し解析を行い、下式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。
【数３】
0004307034.tif 000004
【０１３５】
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。
【０１３６】
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熱劣化を起こしやすい。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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物を用い、トナーが所望の帯電量が付与されるようにすることが好ましい。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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、下記式により算出する。
【数４】
0004307034.tif 000005
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。従来例にあっては、現像ブレード９の自由端先端に正極性外添剤が付着してしまうため、使用することができなかったが、本実施形態においては、正極性外添剤は画像形成動作中に現像ローラ８やトナーとの摺擦により現像ブレード９の自由端先端から剥ぎ取られるため、画像に影響を及ぼすことがない。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
以上述べたように、現像ローラ回転中の現像ローラ８と現像ブレード９の電位関係が、画像形成時には各々が略同電位であり、非画像形成時のすくなくとも一部においては電位差を有すると同時に、該電位差を作用させる各電位は現像ローラ８より現像ブレード９のほうが現像剤の帯電極性と同極性側に大きくすることで、現像ブレード９へのトナー付着・堆積・融着を防ぎ、画像濃度不良及び縦スジを防止することが可能となる。
【０１４９】
（第２の実施形態）
以下、図５〜図７を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。前記第１の実施形態と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。
【０１５０】
図５は本実施形態に係る画像形成装置の概略図である。この画像形成装置は、カラー画像形成装置であり、概略、像担持体である感光ドラム１、帯電手段としての帯電ローラ２、画像情報を与える露光器３、感光ドラム１上の静電潜像を可視像化する現像器２２、および中間転写体２４によって構成されている。
【０１５１】
現像器２２は回転支持体としてのロータリ２２ｘとイエロー現像カートリッジ２２ａ、マゼンタ現像カートリッジ２２ｂ、シアン現像カートリッジ２２ｃ、ブラック現像カートリッジ２２ｄからなる。
【０１５２】
本実施形態にて画像形成装置は、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Ｂｋ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し、それらを中間転写体２４上に重ね合わせて紙などの転写材（記録媒体）に一括転写してフルカラー画像を得る。本実施形態の画像形成装置は、ロータリ２２ｘ内に複数の現像手段、即ち、現像カートリッジ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを搭載して構成される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。
【０１５３】
図５において、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を備える。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、接触帯電手段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。
【０１５４】
このように形成された静電潜像は、現像器２２のロータリ２２ｘ内に装着された現像手段（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２２ａ、第２色目のトナーとしてマゼンタ（Ｍ）トナーが内包された第２の現像カートリッジ２２ｂ、第３色目のトナーとしてシアン（Ｃ）トナーが内包された第３の現像カートリッジ２２ｃ、第４色目のトナーとしてブラック（Ｂｋ）トナーが内包された第４の現像カートリッジ２２ｄを搭載して一体化した構成となっており、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。
【０１５５】
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（２２ａ，２２ｂ，２２ｃまたは２２ｄ）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がモータ２３により回転駆動され、この現像ローラ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、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各現像カートリッジ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ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。
【０１５６】
先ず、前記第１の静電潜像は、第１色目のトナーとしてＹトナーが内包された第１の現像カートリッジ２２ａ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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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つつ、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の回転方向に対して逆方向（図５の矢印ｓの方向）に回転駆動される（接触部位では感光ドラム１表面と中間転写体２４表面は同方向に移動する）。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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、クリーニング手段６によって除去され、次の潜像形成に備える。
【０１６１】
引き続き同様な工程を繰り返し、その都度、Ｍトナーにより現像された第２色目のトナー像、Ｃトナーにより現像された第３色目のトナー像、Ｂｋ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、積層されることによりカラートナー像が形成される。
【０１６２】
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１８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。前記転写ベルト１８は、転写ローラ１７が内包される。前記転写ローラ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）が印加されることにより、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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
図７は、本実施形態の現像手段であるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋのトナーをそれぞれ収納した現像カートリッジ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを示す構成図であり、この現像カートリッジ２２ａ〜２２ｄは、図５に示した画像形成装置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、図５中では、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。
【０１６５】
図５に示すロータリ方式のカラープリンタにおいては、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り、図中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である２２ａ，２２ｂ，２２ｄを交換する際には、ロータリ２２ｘを回転させて取り出したいカートリッジを着脱位置（図中２２ｃの位置）に回転させる必要がある。
【０１６６】
以下、説明を簡略化するためＹトナーの現像カートリッジ２２ａの場合を説明するが、他色の現像カートリッジ２２ｂ，２２ｃ，２２ｄについても同様である。
【０１６７】
図７に示す本実施形態の現像カートリッジ２２ａ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手段である。
【０１６８】
この現像カートリッジ２２ａ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８ａ、図中ｆ方向に回転することによって現像ローラ８ａにトナーを供給するトナー供給手段としての供給ローラ１２ａ、現像ローラ８ａ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ブレード９ａ、トナーを供給ローラ１２ａに供給すると共に撹拌する撹拌部材１３ａ等を備えている。
【０１６９】
図６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と、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２２ａ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。
【０１７０】
１色目（イエロー）の現像カートリッジ２２ａが感光ドラム１の対向位置にくると、現像ローラ８ａが準備前回転を始める。それと同時に、制御部（制御手段）２１の制御にしたがって電圧印加手段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８ａに約−３００Ｖの電圧が印加され、ブレードバイアス電源２０からは現像ブレード９ａに−６００Ｖをピークとした鋸波状の電圧が印加される。ブレードバイアス電源２０から印加される鋸波状の電圧は２波印加され、その周期は１波あたり９０ｍｓｅｃ印加される。
【０１７１】
転写材Ｐ上の画像に影響を及ぼさない時間である非画像形成時に、現像ブレード９ａに−６００Ｖをピークとした鋸波状の電圧を、現像ローラ８ａには−３００Ｖの電圧を印加する。すなわち、負帯電性の粒子（トナー及び外添剤）にとって現像ブレード９ａ側から現像ローラ８ａ側へ転移可能な電位差が供給されることになる。従って、現像ローラ８ａの回転開始直後に現像ブレード９ａに付着する負極性外添剤は現像ローラ８ａ側へ転移されることになる。
【０１７２】
現像ブレード９ａに−６００Ｖ（鋸波）を、現像ローラ８ａには−３００Ｖを一瞬印加された後は、現像バイアス電源１９とブレードバイアス電源２０の電圧はほぼ同電位の−３００Ｖとなり、１色目の画像形成領域に対して画像形成が行われる（画像形成時）。
【０１７３】
この画像形成時においては、現像ローラ８ａ及び現像ブレード９ａは略同電位であるため、現像ローラ８ａの回転動作により現像ブレード９ａの当接部から固定端側に、トナー層のもつ電荷によって負極性の外添剤が転移する。しかしながら、反転トナーや正極性外添剤等が現像ブレード９ａに付着することはない。
【０１７４】
１色目の画像形成時が終了すると、現像カートリッジ２２ａの準備後回転となり、このときにブレードバイアス電源２０からは−６００Ｖをピークとした鋸波状の電圧が１波印加される。この動作により、画像形成中にイエロー現像カートリッジ２２ａの現像ブレード９ａに付着した負極性外添剤を現像ローラ８ａ側に転移させ、現像ブレード９ａをリフレッシュ可能である。
【０１７５】
現像ローラ８ａの回転はオフされ、次の色（マゼンタ）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。
【０１７６】
ロータリ２２ｘの公転が終了し、２色目（マゼンタ）の現像カートリッジ２２ｂが感光ドラム１の対向位置にて停止する。
【０１７７】
そして、１色目（イエロー）と同様に、現像ローラ８ｂ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。このとき、現像バイアス電源１９からは約−３００Ｖの電圧が印加され、ブレードバイアス電源２０からは−６００Ｖをピークとした鋸波状の電圧が印加される。ブレードバイアス電源２０から印加される鋸波状の電圧は２波印加され、周期は１波あたり９０ｍｓｅｃ印加される。そして、１色目の画像形成と同様に２色目の画像形成が行われる。画像形成時においては、前述同様に負極性外添剤が現像ブレード９ｂの当接部から自由端先端に付着堆積していく。上記動作を４色目まで行う。
【０１７８】
このように、各色の準備前回転時に前回の画像形成時に現像ブレード上に付着した負極性外添剤を現像ローラ側に転移させることで、現像ブレードへの外添剤の堆積を防止し、安定した画像形成装置を提供できる。
【０１７９】
４色目まで画像形成が終了すると、４色目の準備後回転となり、前記同様ブレードバイアス電源２０からは−６００Ｖをピークとした鋸波状の電圧が１波印加される。その後、現像ローラ８ｄ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。
【０１８０】
画像形成が終了し、ロータリ２２ｘの公転が終了すると、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。
【０１８１】
以上述べたように、フルカラー画像形成装置においても、現像ローラ回転中の現像ローラ８（８ａ〜８ｄ）と現像ブレード９（９ａ〜９ｄ）の電位関係が、画像形成時には各々が略同電位であり、非画像形成時のすくなくとも一部においては電位差を有すると同時に、該電位差を作用させる各電位は現像ローラ８より現像ブレード９のほうが現像剤の帯電極性と同極性側に大きくすることで、現像ブレード９へのトナー付着・堆積・融着を防ぎ、画像濃度不良及び縦スジを防止することが可能となる。
【０１８２】
併せて、画像形成要素の内、比較的消耗の激しい、トナーを含む現像手段を、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとすることで、諸々のメンテナンス作業に係わる使用者の労力軽減を図ることが可能となった。
【０１８３】
（第３の実施形態）
つぎに、本発明の第３の実施形態について図８及び図９により説明する。前記第１の実施形態と同様の構成については、同一番号を付して説明を省略する。
【０１８４】
前記実施形態においては、現像ローラと現像ブレードに電位差を設けるタイミングとして、非画像形成時である、準備前回転、準備後回転、紙間等について説明した。
【０１８５】
本実施形態においては、「紙間」の代わりにプリント枚数をカウントし、所定プリント枚数において回復シーケンスを用いることで、現像ブレードをリフレッシュするものである。
【０１８６】
図８において、２５は積算カウンタであり、制御回路１４により制御される。積算カウンタ２５は印字枚数のカウントを行い、所定枚数に達したところで制御回路１４にその旨を伝達する。
【０１８７】
図９は本実施形態に係る回復シーケンスである。
【０１８８】
図９において、ステップＳ１にて印字要求待ちをしている。印字要求がされると感光ドラム１及び現像ローラ８が回転を開始する。同時に準備前回転が始まり、現像ブレード９に−６００Ｖを、現像ローラ８には−３００Ｖが印加され、現像ブレード９がリフレッシュされる（ステップＳ２）。すなわち、負帯電性の粒子（トナー及び外添剤）にとって現像ブレード９側から現像ローラ８側へ転移可能な電位差が供給されることになる。従って、現像ローラ８の回転開始直後に現像ブレード９に付着する（現像ローラと現像ブレード当接部から固定端側：図１９中、ａ部）負極性外添剤は現像ローラ８側へ転移されることになる。
【０１８９】
現像ブレード９に−６００Ｖを、現像ローラ８には−３００Ｖを一瞬印加した後は、現像バイアス電源１０とブレードバイアス電源１１の電圧はほぼ同電位の−３００Ｖとなり、１枚目の画像形成領域となり画像形成が行われる（ステップＳ３）。
【０１９０】
この画像形成時は、現像ローラ８及び現像ブレード９は略同電位であるため、現像ローラ８の回転動作により現像ブレード９の当接部から固定端側に、トナー層のもつ電荷によって負極性の外添剤が転移する。しかしながら、反転トナーや正極性外添剤等が現像ブレード９に付着することはない。
【０１９１】
１枚目の画像形成中に積算カウンタが「＋１」加算される（ステップＳ４）。そして、積算カウンタが１０枚に到達したかどうか確認する（ステップＳ５）。
【０１９２】
積算カウンタが１０枚に達した場合には、現像ブレード９に−６００Ｖを、現像ローラ８には−３００Ｖを印加して現像ブレード９のリフレッシュを行う（ステップＳ６）。本実施形態において、ステップＳ６のリフレッシュ時間は、３ｓｅｃ間とした。
【０１９３】
前記リフレッシュ動作（ステップＳ６）が終了するか若しくはステップＳ５で積算カウンタが１０枚以下の場合には、次のプリントの要求を行う（ステップＳ７）。この場合は、紙間において現像ブレード９のリフレッシュを行うことなく、画像形成を継続する。
【０１９４】
追加のプリント要求がない場合には、準備後回転動作に入り、現像ブレード９に−６００Ｖを、現像ローラ８には−３００Ｖを印加して現像ブレード９のリフレッシュを行う（ステップＳ８）。
【０１９５】
現像ブレード９の負極性外添剤を現像ローラ８側に転移させた後に、現像ローラ８の回転駆動及び現像バイアス電源１０、ブレードバイアス電源１１の印加、感光ドラム１の駆動が停止される（ステップＳ９）。
【０１９６】
現像ブレード９と現像ローラ８間に一瞬電位差をもうけるタイミングは１０枚印字毎に限定されるものではない。連続プリントであれば所定枚数ごとに行う等、適宜行うことが可能である。ただし、連続プリント時には負極性外添剤が堆積していくため、トナー融着防止の観点から少なくとも１００枚に１回程度は現像ブレード９のリフレッシュが必要である。
【０１９７】
このように、連続プリント時において、所定枚数カウント後の非画像形成時に現像ブレード９と現像ローラ８間に一瞬電位差をもうけて負極性外添剤を現像ローラ８に戻すことで、現像ブレード９をリフレッシュすることが可能となる。その結果、現像ブレード当接部から固定端側に付着した負極性外添剤を堆積させることがないため、現像ブレード９へのトナー融着を防止することが可能となる。
【０１９８】
（第４の実施形態）
以下、本発明に係る画像形成装置及びプロセスカートリッジの他の好適な実施形態について詳しく説明する。
【０１９９】
本実施形態の画像形成装置は、前記実施形態と同様に現像ローラ（現像剤担持体）と現像ブレード（現像剤規制部材）の電位関係を、画像形成時には各々略同電位とし、少なくとも非画像形成時の一部において所定の電位差を有するように制御することを特徴としている。このように該画像形成装置では、非画像形成時において、現像ローラと現像ブレードとの間に電位差を発生させ、現像ブレードに付着した外添剤を除去し、現像ブレードをリフレッシュすること（リフレッシュ動作）により、画像薄や縦スジの発生を防止するものである。
【０２００】
更に本実施形態の画像形成装置は、該現像ローラと現像ブレードへのバイアスを単一の電圧印加手段により印加し、画像形成時に該現像ローラと現像ブレードとを略同電位とし、非画像形成時に印加電圧を変化させて該現像ローラと現像ブレードの電位を変動させる際、遅延制御手段により現像ブレードの電位変動を現像ローラの電位変動に対して遅延させるように制御（遅延制御）することで、該現像ローラと現像ブレード間に電位差を発生させることを特徴としている。
【０２０１】
即ち、電源回路では比較的高価なトランス及びトランスに付随する回路系を安価な遅延回路に置き換えることが可能となるため、電源回路の値段を低く抑えることが可能となる。
【０２０２】
このように該画像形成装置では、単一の電圧印加手段で現像ローラ・現像ブレード間に電位差を生じさせることができるので、簡易な構成で画像薄や縦スジの発生を防止できる。
【０２０３】
従って前記実施形態と比べて別電源を必要とすることないため、安価に本発明を実施することが可能となる。
【０２０４】
また、現像ローラ・現像ブレード間に電位差を生じさせてリフレッシュ動作を行なう際、現像ローラの電位より現像ブレードの電位のほうが現像剤の帯電極性と同極性側に大きくすることは前記実施形態と同様である。
【０２０５】
更に、電圧印加手段の印加電圧を画像形成時よりトナーの帯電極性側に大きくなるように所定時間変化させることにより、前記電位差を大きくし、現像ブレードのリフレッシュの効果を増大させることができる。
【０２０６】
即ち本実施形態においては、プリント毎の画像形成時に現像ローラ・現像ブレード間の電位関係を略同電位にして現像ブレード（図１９中、ａ部）に付着した負極性外添剤を、非画像形成時に現像ローラ側に転移させ現像ブレードをリフレッシュすることで、現像ブレードへのトナーの固着および融着を防止するものである。
【０２０７】
このリフレッシュ動作は、非画像形成時、即ち転写材上の余白領域に相当する部分が現像に供されている時間、画像形成前の準備前回転時、画像形成終了後の準備後回転時、紙間等にて、例えば現像ローラに−３００Ｖが印加されている場合には現像ブレードに−３００Ｖより大きい電圧（例えば、−４００Ｖ〜−９００Ｖ等）を短時間印加する（インパルス的に変化させる）ことで、画像形成時に付着した負極性外添剤を現像ローラ側に戻すように作用する。
【０２０８】
ここで、インパルス的に変化させるとは、画像形成時よりも現像剤の帯電極性と同方向に大きく１５ｍｓｅｃ〜２０ｍｓｅｃ程度の短時間だけ電圧を印加することをいう。なお、該電圧を２０ｍｓｅｃ以上印加しても良いが、この印加時間が長くなりすぎると紙間や前回転等を長く取らなければならず、スループットの低下につながるので、２０ｍｓｅｃ以下とするのが望ましい。また、該印加時間を１５ｍｓｅｃ以下としても良いが、電源の応答性の遅れから、１５ｍｓｅｃより短くしすぎると目的の電圧を得るのが難しくなってくるので、１５ｍｓｅｃ以上とするのが望ましい。
【０２０９】
これにより、現像ブレードに付着した外添剤が堆積することがないため、見かけ表面粗さがあれてトナーが現像ブレードに捕獲されることはなくなる。その結果、現像ブレード（図１９中、ａ部）に融着が発生することを防止できる。
【０２１０】
また、このリフレッシュ動作は非画像形成時の短時間に行われるため、たとえ現像ブレードの自由端先端（図１９中、ｂ部）に反転トナーや正極性外添剤が付着したとしても、画像形成時には現像ローラ側へ戻るように作用するので、前記同様現像ブレードに外添剤が堆積することはなく、縦スジや濃度薄等の画像不良を発生させることはない。
【０２１１】
特に本実施形態においては、前記非画像形成時に現像ローラと現像ブレードに電位差を作用させる場合、現像ローラが回転していることが重要である。停止した状態で電位差を作用させても再付着する場合があるためである。現像ローラが回転していることで現像ローラ側に戻した正極性外添剤を現像ブレードと現像ローラの当接部で現像ローラの回転方向下流側部（図１９中、ａ部）から遠ざけることが可能となり、再付着を防ぐこととなる。
【０２１２】
前記非画像形成時に現像ローラと現像ブレードに作用させる電位差については、６０Ｖ以上であれば良く、望ましくは６０Ｖ以上７００Ｖ以下、更に好ましくは６０Ｖ以上５００Ｖ以下であると良い。これは、６０Ｖ以下であると現像ブレードに付着した負極性外添剤を現像ローラ側に転移することができず、現像ブレードの融着を防止する効果が得られなくなってくるためである。
【０２１３】
また、電位差が大きければ効果も大きくなるため、上限は定めないが、現像ローラと現像ブレード間でのリーク（絶縁破壊）の許容限界が実質的な上限となる。しかし、単一の電圧印加手段であり、蓄積される電荷も大きくないため、７００Ｖの電位差が発生してもリークすることがなかった。なお、電位差としては、７００Ｖあれば充分、本発明の目的の達成は可能である。更に好ましくは５００Ｖ以下としたのは、５００Ｖ以上になると現像ローラと現像ブレード間において放電が開始され易いためである。
【０２１４】
また、本実施形態においては、トナーに外添される補助粒子として、複数の補助粒子を使用することが可能である。特に、補助粒子の一つにトナーの極性と逆極性の外添剤（トナーが負極性であれば正極性）を用いることで、現像ローラの回転動作と相まって、現像ブレードに付着した負極性外添剤を擦り落とすことも可能となる。
【０２１５】
また、少なくとも現像手段を画像形成装置本体に着脱自在なカートリッジ（プロセスカートリッジ）として構成することが好ましい。この場合、現像手段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、現像手段に加えて像担持体・帯電手段・クリーニング手段などを一体化したプロセスカートリッジとしても良い。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している。
【０２１６】
本発明の第４の実施形態について図１０と図１１により説明する。
【０２１７】
まず、図１１により本実施形態の画像形成装置について説明する。本実施形態の画像形成装置は、像担持体の被露光部に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。
【０２１８】
図１１において、３１は像担持体としての感光ドラムであり、矢印ｘ方向に回転可能である。感光ドラム３１は一次帯電器である帯電ローラ３２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３１の回転に伴って、一様に帯電された表面はレーザー等の露光器３３により露光される。被露光部は帯電された電荷が消失することで、静電潜像が形成される。
【０２１９】
３４は現像器である。現像器３４は、静電潜像の被露光部に現像剤としてのトナーを転移させ、静電潜像を可視像化する所謂反転現像系の現像手段である。該トナーとしては非磁性一成分トナーを用いている。また、現像器３４は、画像形成装置本体Ｈに対して着脱自在とし、その消耗度合いにより交換が可能となっている。
【０２２０】
感光ドラム３１上に転移したトナーは、転写帯電器としての転写ローラ３５により、転写材Ｐ上に転写される。そして転写されずに感光ドラム３１上に残ったトナーはクリーニング手段３６により感光ドラム３１上より除去される。
【０２２１】
転写材Ｐ上のトナーは定着器３７により熱溶融され転写材Ｐ上に固着し、永久画像となる。
【０２２２】
現像器３４は現像剤担持体としての現像ローラ３８、現像ローラ３８にトナーを供給する供給ローラ４２、現像剤規制部材としての現像ブレード３９、供給ローラ４２側にトナーを搬送する撹拌部材４３からなる。
【０２２３】
現像ローラ３８は駆動装置としてのモータ４５により矢印ｙ方向に回転可能である。現像ローラ３８は感光ドラム３１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３８はゴム等の弾性部材で構成されローラ表面に弾性を有することが望ましい。
【０２２４】
該現像ローラ３８には現像バイアス接点４０から約−３００Ｖの電圧が供給され、これにより感光ドラム３１上の被露光部電位と現像ローラ３８との間に電位差が生じ、この電位差によって現像ローラ３８上のトナーが感光ドラム３１上の被露光部に転移する。
【０２２５】
現像ブレード３９は金属薄板からなり、薄板のバネ弾性を利用して現像ローラ３８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。この現像ブレード３９と現像ローラ３８の摺擦により、トナーが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。現像ブレード３９には、ブレードバイアス接点４１から所定電圧が供給される。
【０２２６】
４４は制御回路（制御手段）である。制御回路４４は、現像ローラ３８の回転駆動の制御、並びに現像バイアス接点４０及びブレードバイアス接点４１へ供給する電圧値等の制御を行う。
【０２２７】
４６は電圧印加手段としての高圧電源である。高圧電源４６は、現像バイアス接点４０、ブレードバイアス接点４１を介して現像ローラ３８及び現像ブレード３９へ電圧供給を行う。
【０２２８】
４７は、該高圧電源４６内に配された遅延制御手段である。遅延制御手段４７は、現像バイアス接点４０から分岐され、ブレードバイアス接点４１へ供給される電圧の遅延制御を行っている。
【０２２９】
この遅延制御手段４７はダイオードＤ１、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１からなり、本実施形態においては、Ｒ１：１００ＭΩ、Ｃ１：２２００ｐＦとした。
【０２３０】
本実施形態においては、現像ローラ３８の抵抗として、表面抵抗：６．８×１０１０Ω、バルクの抵抗：２．８×１０６Ωのものを用いた。
【０２３１】
図１０は本実施形態に係るシーケンスを示す図である。図１０は２枚を連続プリントした場合を示したものである。
【０２３２】
図１０において、感光ドラム回転と現像ローラ回転は、駆動状態を示す太線がＯＮのとき（上に凸のとき）に回転駆動される。本実施形態においては、感光ドラム３１と現像ローラ３８が常時当接された状態であるため、感光ドラム３１の回転と現像ローラ３８の回転が同期して行われる。しかし、感光ドラム３１と現像ローラ３８が常時離間している所謂非接触現像や、接触現像であっても離間可能な機構を有している場合には、感光ドラム３１と現像ローラ３８の回転は非同期で行われる。
【０２３３】
図１０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と、感光ドラム３１及び現像ローラ３８の回転開始にともなって現像バイアス接点４０及びブレードバイアス接点４１から現像ローラ３８と現像ブレード３９にそれぞれ約−３００Ｖの電圧が印加されると同時に、ブレードバイアス接点４１には約−３００Ｖの電圧が印加される。即ち、現像バイアス接点４０及びブレードバイアス接点４１に供給される電圧について、立ち上がりはほぼ同時のタイミングで立ち上がる。なお、現像ローラ３８等の回転開始当初は、まだ画像を描き出す前の準備回転の時間であり、非画像形成時であるが、リフレッシュ動作の必要がないので、電位差を生じさせる必要もない。
【０２３４】
この現像バイアス接点４０とブレードバイアス接点４１の電圧が略同電位の−３００Ｖの状態で、１枚目の画像形成領域となり画像形成が行われる（画像形成時）。
【０２３５】
この画像形成時は、現像ローラ３８及び現像ブレード３９が略同電位であるため、現像ローラ３８の回転動作により現像ブレード３９の当接部から固定端側に、トナー層のもつ電荷によって負極性の外添剤が転移する。しかしながら、反転トナーや正極性外添剤等が現像ブレードに付着することはない。
【０２３６】
１枚目の画像形成時が終了すると、次の画像形成との間の所謂「紙間」といわれる領域になる。この紙間において、現像バイアスの印加がＯＦＦされる。現像バイアス接点４０及びブレードバイアス接点４１に供給される電圧が立ち下がるときには、現像バイアス接点４０に供給される電圧はすぐに立ち下がるが、ブレードバイアス接点４１については、遅延制御手段４７の抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１により時定数をもって立ち下がることになる。
【０２３７】
このように現像ローラ３８に印加される電圧はすぐ立ち下がり、現像ブレード３９に印加される電圧は除々に降下するため、現像ローラ３８と現像ブレード３９間には、電位差が発生することとなる。従って、現像ローラ３８と現像ブレード３９間には、最大３００Ｖの電位差が生じることになる。そして、最大３００Ｖの電位差は時間経過に従って小さくなっていく。
【０２３８】
そして、この電位差は現像ブレード３９の当接部から固定端側に付着した負極性の外添剤を、現像ローラ３８側に転移させるように作用する。その結果、現像ブレード３９表面に付着する負極性外添剤をリフレッシュすることになる。現像ローラ３８が回転している間に行われていることから、再び現像ブレード３９側に負極性外添剤が戻ることはない。
【０２３９】
本実施形態において、遅延制御手段４７の電圧降下の速度は、主にコンデンサＣ１に蓄積される電荷によって決められる。しかし、現像ローラが回転して現像ブレードやトナーと摺擦することで、現像ブレードからは負電荷が供給される。従って実際の遅延制御手段４７による電圧降下は抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の時定数より短いものとなる。
【０２４０】
本実施形態では、約９００ｍｓｅｃの時間で現像ローラ３８と現像ブレード３９の電位差がほぼ０となっていた。なお、本実施形態において紙間は、１ｓｅｃとしているので、この紙間中に上記遅延制御による電位差を現像ローラ３８と現像ブレード３９の間に与え、充分にリフレッシュ動作を行うことが可能である。
【０２４１】
そして、１枚目の画像形成と同様に２枚目の画像形成が行われる。画像形成時においては、前述同様に負極性外添剤が現像ブレードの当接部から自由端先端に付着堆積していく。
【０２４２】
そして２枚目の画像形成が終了し、次回のプリントのための準備後回転になる時に、前述と同様に高圧電源４６からの電圧の印加をＯＦＦとする。
【０２４３】
このときも紙間と同様に約９００ｍｓｅｃ間、現像ブレード３９に印加される電圧の遅延制御が行われ、現像ローラ３８と現像ブレード３９間に電圧差が発生する。
【０２４４】
この現像ローラ３８と現像ブレード３９間の電圧差より、２枚目の画像形成中に現像ブレード３９の当接部から固定端側に付着した負極性外添剤が現像ローラ３８側に転移することとなる。これは、現像ローラ３８が回転している間に行われていることから、再び現像ブレード３９側に負極性外添剤が戻ることはない。
【０２４５】
そして準備後回転動作が終了して、現像ローラ３８と感光ドラム３１の回転が停止する。
【０２４６】
このように、本実施形態では、画像形成時に現像ブレード３９の当接部から固定端側に付着した負極性外添剤を、非画像形成時に現像ブレードと現像ローラ間に所定の電位差（遅延制御により漸減する電位差）を生じさせて負極性外添剤を現像ローラに戻すことで、現像ブレードをリフレッシュすることが可能となる。その結果、現像ブレード当接部から固定端側に付着した負極性外添剤を堆積させることがないため、現像ブレードへのトナー融着を防止することが可能となる。
【０２４７】
なお、現像ブレードと現像ローラ間に所定の電位差を生じさせるタイミングとして、非画像形成時としているのは、画像形成時に該両部材間に電位差を生じさせると、現像ローラ３８上に規制されるトナー担持量が変化してしまい、画像上で濃度の段差が発生するためである。
【０２４８】
本実施形態では、現像ブレード３９と現像ローラ３８間に所定の電位差をもうける時間を９００ｍｓｅｃとしているが、これにこだわるものではない。印加時間の上限はないが、印加時間が長くなるとプリントスピードの低下につながることから、上限は数秒程度で十分である。また、印加時間を短くするのであれば、より大きい電位差を設けることが望ましい。
【０２４９】
なお、本実施形態では、画像形成要素の内、比較的消耗の激しい、トナーを含む現像手段を、画像形成装置本体Ｈに着脱可能なカートリッジとすることで、諸々のメンテナンス作業に係わる使用者の労力軽減を図った。
【０２５０】
また、該カートリッジは、現像手段に限らず、図１２に点線で示したように、一次帯電器である帯電ローラ３２や、クリーニング手段３６を備えた所謂プロセスカートリッジＰＣであっても良い。
【０２５１】
更に、本実施形態においては、電圧の遅延制御手段を画像形成装置の高圧電源４６内に設けたがこれにこだわるものでなく、現像ブレードの電位を制御できれば（具体的には電圧を印加する回路内にあれば）、高圧電源と別体で構成しても良く、例えばカートリッジ内に持つことも可能である。
【０２５２】
以上述べたように、本実施形態では、現像ローラと現像ブレードの両者に電圧を印加する単一の電圧印加手段を有し、該電圧印化手段により画像形成時に現像ローラと現像ブレードに電圧を印化して両部材を同電位とし、その後、画像形成を終了する際（非画像形成時の一部）、遅延制御手段によって現像ローラよりも現像ブレードの方の電位を現像剤の帯電極性と同極性側に大きくすることにより、現像ブレードのリフレッシュが行え、目的が達成される。
【０２５３】
即ち、非画像形成時の電圧印加手段のＯＦＦ時に現像ローラの電圧降下と現像ブレードの電圧降下に差を設け、両者間に電位差を発生させることで、現像ブレードに付着した負極性外添剤を現像ローラに戻すことになる。その結果、現像ブレードに付着した外添剤に起因するトナーの融着を防止し、画像濃度不良及び縦スジを防ぐことが可能となる。
【０２５４】
（第５の実施形態）
以下、本発明の第５の実施形態について説明する。前記実施形態と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。
【０２５５】
前記実施形態においては、紙間や準備後回転の時間に約１ｓｅｃという充分な余裕があったことから現像ブレードと現像ローラ間の電位差が低い場合でも現像ブレードのリフレッシュが可能であった。
【０２５６】
本実施形態においては、紙間や準備後回転の時間が短い場合においても充分に現像ブレードのリフレッシュを可能とするものである。
【０２５７】
即ち、画像形成領域が終了して非画像形成時になった場合、高圧電源４６の電圧を一瞬上昇させた後、電圧の遅延制御をすることで、現像ブレードと現像ローラ間に作用する電位差を大きくするようにしたものである。その結果、作用する電位差の時間が短くても現像ブレードを充分リフレッシュするようにしたものである。
【０２５８】
図１３は本実施形態に係るシーケンスを示す図である。
【０２５９】
図１３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と、感光ドラム３１及び現像ローラ３８の回転開始にともなって現像バイアス接点４０及びブレードバイアス接点４１から約−３００Ｖの同電位がそれぞれ印加される。即ち、現像バイアス接点４０及びブレードバイアス接点４１に供給される電圧について、立ち上がりはほぼ同時のタイミングとなる。
【０２６０】
現像バイアス接点４０とブレードバイアス接点４１の電圧はほぼ同電位の−３００Ｖであり、１枚目の画像形成領域となり画像形成が行われる（画像形成時）。
【０２６１】
この画像形成時は、現像ローラ３８及び現像ブレード３９は略同電位であるため、現像ローラ３８の回転動作により現像ブレード３９の当接部から固定端側に、トナー層のもつ電荷によって負極性の外添剤が転移する。しかしながら、反転トナーや正極性外添剤等が現像ブレードに付着することはない。
【０２６２】
１枚目の画像形成時が終了すると、次の画像形成との間の所謂「紙間」といわれる領域になる。
【０２６３】
この紙間に入ると高圧電源４６を−６００Ｖまで上昇させる。その結果、現像バイアス接点４０及びブレードバイアス接点４１は−６００Ｖまで立ち上がる。このとき、感光ドラム３１の表面電位は−７００Ｖ以上であることが好ましい。現像バイアスを上昇させた場合に、余白部等にトナーが現像される「かぶり」を防止するためである。
【０２６４】
高圧電源４６の立ち上がり速度を実測した結果は、約１５ｍｓｅｃであった。
【０２６５】
１５ｍｓｅｃ経過して高圧電源４６の電圧が立ち上がった後、高圧電源４６の出力をＯＦＦする。高圧電源４６がＯＦＦされることで、現像バイアス接点４０の出力電圧は短時間の間に低下する。
【０２６６】
しかし、ブレードバイアス接点４１の出力は遅延制御手段４７のコンデンサＣ１の蓄積電荷が放電されるため、緩やかな傾斜をもって低下することとなる。
【０２６７】
従って、現像ローラ３８と現像ブレード３９間には、最大６００Ｖの電位差が生じることになる。そして、最大６００Ｖの電位差は時間経過に従って小さくなっていく。
【０２６８】
そして、この電位差は現像ブレード３９の当接部から固定端側に付着した負極性の外添剤を、現像ローラ３８側に転移させるように作用する。その結果、現像ブレード３９表面に付着する負極性外添剤をリフレッシュすることになる。また、このリフレッシュ動作を現像ローラ３８が回転している間に行っていることから、再び現像ブレード３９側に負極性外添剤が戻ることはない。
【０２６９】
なお、本実施形態では、紙間の時間を５００ｍｓｅｃとしたが、ブレードバイアス接点４１の出力は約４００ｍｓｅｃの時間で−３００Ｖ以下となっていた。ブレードバイアス接点４１の出力が−３００Ｖ以下となれば、次の画像形成（２枚目）に影響を及ぼすことはない。
【０２７０】
そして、１枚目の画像形成と同様に２枚目の画像形成が行われる。画像形成時においては、前述同様に負極性外添剤が現像ブレード３９の当接部から自由端先端に付着堆積していく。
【０２７１】
２枚目の画像形成が終了し、次回のプリントのための準備後回転になると、このときも紙間と同様に約４００ｍｓｅｃをかけてブレードバイアス接点４１の出力が−３００Ｖ以下となるが、次の画像形成がないため、時定数をもってコンデンサＣ１の電荷が放出されていくことになる。準備後回転においても紙間と同様に、現像ローラ３８と現像ブレード３９間の電圧差より、２枚目の画像形成中に現像ブレード３９の当接部から固定端側付着した負極性外添剤は現像ローラ３８側に転移することとなる。またこの負極性外添剤の転移が、現像ローラ３８が回転している間に行われていることから、再び現像ブレード３９側に負極性外添剤が戻ることはない。
【０２７２】
そして準備後回転動作が終了して、現像ローラ３８と感光ドラム３１の回転が停止する。
【０２７３】
このように、画像形成時に現像ブレード３９の当接部から固定端側付着した負極性外添剤を、非画像形成時に現像ブレード３９と現像ローラ３８の間に一瞬電位差をもうけて負極性外添剤を現像ローラ３８に戻すことで、現像ブレード３９をリフレッシュすることが可能となる。特に、本実施形態によれば、非画像形成時に高圧電源４６の出力を一瞬上昇させ、現像ブレード３９と現像ローラ３８の電位を高くしたのち、遅延制御手段４７により電圧降下に差を持たせて大きな電位差を得ることで、非画像形成時間が短い場合においても現像ブレード３９のリフレッシュが可能となる。その結果、現像ブレード当接部から固定端側に付着した負極性外添剤を堆積させることがないため、現像ブレード３９へのトナー融着を防止することが可能となる。
【０２７４】
（第６の実施形態）
図１４は本発明の第６の実施形態に係る画像形成装置の概略図である。本実施形態の画像形成装置は、カラー画像形成装置であり、主に、画像形成装置本体Ｈ内に、像担持体である感光ドラム３１、帯電手段としての帯電ローラ３２、画像情報を与える露光器３３、感光ドラム３１上の静電潜像を顕像化する現像器５２、および中間転写体５４を備えて概略構成されている。
【０２７５】
現像器５２は回転支持体としてのロータリ５２ｘとイエロー現像器５２ａ、マゼンタ現像器５２ｂ、シアン現像器５２ｃ、ブラック現像器５２ｄからなる。
【０２７６】
本実施形態にて画像形成装置は、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Ｂｋ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し、それらを中間転写体上に重ね合わせて紙などの転写材（記録媒体）に一括転写してフルカラー画像を得る。本実施形態でカラープリンタは、ロータリ内に複数の現像手段、即ち、現像器を搭載して構成される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。
【０２７７】
図１４において、カラープリンタは、像担持体としての光導電性の有機感光ドラム３１を備え、感光ドラム３１は、矢印ｑの方向に回転駆動される。この感光ドラム３１表面は、接触帯電手段としての帯電ローラ３２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３３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。
【０２７８】
このように形成された静電潜像は、現像器５２のロータリ５２ｘ内に装着された現像手段（現像器）により現像し、可視化される。このロータリ５２ｘ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の現像器５２ａ、第２色目のトナーとしてマゼンタ（Ｍ）トナーが内包された第２の現像器５２ｂ、第３色目のトナーとしてシアン（Ｃ）トナーが内包された第３の現像器５２ｃ、第４色目のトナーとしてブラック（Ｂｋ）トナーが内包された第４の現像器５２ｄを搭載して一体化した構成となっており、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。感光ドラム３１と対向した現像位置に位置された現像器は、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がモータ５３により回転駆動され、この現像ローラ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、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各現像器５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄは、それぞれ一つのカートリッジ（現像カートリッジ）とし、画像形成装置本体Ｈに対して着脱自在とし、その消耗度合いにより個々に交換可能となっている。以下、第１〜第４の現像器５２ａ〜５２ｄを、第１〜第４の現像カートリッジ５２ａ〜５２ｄと称する。
【０２７９】
先ず、前記第１の静電潜像は、第１色目のトナーとしてＹトナーが内包された第１の現像カートリッジ５２ａ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。
【０２８０】
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５４とのニップ部である第１の転写部位において、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５４の表面に静電転写（１次転写）される。
【０２８１】
中間転写体５４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３１に対して所定の押圧力をもって圧接されつつ、感光ドラム３１の周速度と略等速の周速度をもって感光ドラム３１の回転方向に対して逆方向（各々図１４の矢印ｓの方向で、接触部位では同方向）に回転駆動される。そして、前記のように感光ドラム３１表面に形成されたトナー像は、中間転写体５４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５４表面に静電転写（１次転写）される。
【０２８２】
尚、１次転写が終了した感光ドラム３１表面に残留するトナーは、クリーニング手段３６によって除去され、次の潜像形成に備える。
【０２８３】
引き続き同様な工程を繰り返し、その都度、Ｍトナーにより現像された第２色目のトナー像、Ｃトナーにより現像された第３色目のトナー像、Ｂｋ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５４表面に転写、積層されることによりカラートナー像が形成される。
【０２８４】
その後、中間転写体５４表面に対して離間状態にあった転写ベルト４８が所定の押圧力をもって中間転写体５４表面に圧接、駆動回転される。前記転写ベルト４８は、転写ローラ５７が内包される。前記転写ローラ５７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）が印加されることにより、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５４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３７へと搬送される。転写材Ｐは、トナー像が定着器３７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。
【０２８５】
また、２次転写が終了した中間転写体５４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５４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５６により除去される。
【０２８６】
図１５は、本実施形態の現像手段であるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋのトナーをそれぞれ収納した現像カートリッジ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄを示す構成図であり、この現像カートリッジ５２ａ〜５２ｄは、図１４に示した画像形成装置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、図１４中では、取り出し位置にあるシアン現像カートリッジ５２ｃを上方の矢印Ｄ方向に取り出すことができる。
【０２８７】
図１４に示すロータリ方式のカラープリンタにおいては、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り、図中シアン現像カートリッジ５２ｃ以外のイエロー，マゼンタ，ブラック現像カートリッジである５２ａ，５２ｂ，５２ｄを交換する際には、ロータリ５２ｘを回転させて取り出したいカートリッジを着脱位置（図中５２ｃの位置）に回転させる必要がある。
【０２８８】
以下、説明を簡略化するためＹトナーの現像カートリッジ５２ａの場合を説明するが、他色の現像カートリッジ５２ｂ，５２ｃ，５２ｄについても同様である。
【０２８９】
図１５に示す本実施形態の現像カートリッジ５２ａ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手段である。
【０２９０】
この現像カートリッジ５２ａは、図中矢印ｅ方向に回転させられながら感光ドラム３１に接触して現像を行う現像ローラ３８ａ、図中ｆ方向に回転することによって現像ローラ３８ａにトナーを供給するトナー供給手段としての供給ローラ４２ａ、現像ローラ３８ａ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ブレード３９ａ、トナーを供給ローラ４２ａに供給すると共に撹拌する撹拌部材４３ａ等を備えている。
【０２９１】
図１６に本実施形態のシーケンス図を示す。本実施形態では、準備前回転の時に、高圧電源５８の出力をオーバーシュートさせて現像ローラ３８ａ及び現像ブレード３９ａの電圧を瞬間的に高くし、その後すぐに所定の現像バイアス（−３００Ｖ）に制御する。このとき、現像ブレード３９ａの電圧に対して遅延制御を行い、現像ローラ３８ａと現像ブレード３９ａの間に電位差を生じさせるものである。
【０２９２】
本実施形態においては、遅延制御手段５９の抵抗Ｒ２：１００ＭΩ、コンデンサＣ２：４７００ｐＦとした。
【０２９３】
また、準備前回転での電位差を生じさせる時間は、オーバーシュートを維持させる時間で調節することが可能である。本実施形態においては、電位差の時間が２２０ｍｓｅｃであった。
【０２９４】
準備前回転での電位差を生じさせる時間は、後述する準備後回転の時間より短くなる。これは、現像バイアス立ち上げ時にはコンデンサＣ２は蓄電されていない状態だからである。
【０２９５】
図１６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と、感光ドラム３１が回転し、１色目の現像器５２ａを感光ドラム３１の対向にもってくるように公転を開始する。１色目（イエロー）の現像器５２ａが感光ドラム３１の対向位置にくると、現像ローラ３８ａが準備前回転を始める。それと同時に、現像バイアス接点４９とブレードバイアス接点５０に電圧（−７５０Ｖ）が供給される。
【０２９６】
その後、すぐに高圧電源５８の出力を所定の現像バイアス電圧（−３００Ｖ）まで降下させる。現像バイアス接点４９の電圧はすぐに−３００Ｖまで降下するが、ブレードバイアス接点５０の電圧は遅延制御手段５９による遅延制御、即ちコンデンサＣ２の蓄積電荷があるため、除々に降下する。これにより、負帯電性の粒子（トナー及び外添剤）にとって、現像ブレード側から現像ローラ側へ転移可能な電位差が生じることになる。
【０２９７】
従って、現像ローラが回転開始直後に現像ブレード３９ａに付着する負極性外添剤は現像ローラ３８ａ側へ転移される（リフレッシュ動作が行われる）ことになる。
【０２９８】
コンデンサＣ２からの放電が終了すると現像バイアス接点４９及びブレードバイアス接点５０の出力値は同値（−３００Ｖ）となり、１色目の画像形成領域となり画像形成が行われる（画像形成時）。
【０２９９】
この画像形成時は、現像ローラ３８ａ及び現像ブレード３９ａは略同電位であるため、現像ローラ３８ａの回転動作により現像ブレード３９ａの当接部から固定端側に、トナー層のもつ電荷によって負極性の外添剤が転移する。しかしながら、反転トナーや正極性外添剤等が現像ブレード３９ａに付着することはない。
【０３００】
１色目の画像形成時が終了すると、現像器５２ａの準備後回転となり、このときに第５の実施形態と同様に高圧電源５８の出力値を−６００Ｖまで上昇させ、すぐに出力をＯＦＦする。その結果、現像バイアス接点４９の出力値はすぐに立ち下がるが、ブレードバイアス接点５０の出力値は、コンデンサＣ２に充分に充電されているため、時間をかけて降下する。その結果、現像ローラ３８ａと現像ブレード３９ａの間に電位差が生じることとなる。この動作により、画像形成中にイエロー現像器の現像ブレード３９ａに付着した負極性外添剤を現像ローラ側に転移させ、現像ブレードをリフレッシュ可能である。
【０３０１】
次に現像ローラ３８ａの回転はオフされ、次の色（マゼンタ）による画像形成までの間にロータリ５２ｘが公転を行う。このロータリ５２ｘの公転時においては、現像バイアス接点４９及びブレードバイアス接点５０からの電圧供給はオフされる。
【０３０２】
ロータリ５２ｘの公転が終了し、２色目（マゼンタ）の現像器５２ｂが感光ドラム３１の対向位置にて停止する。
【０３０３】
そして、１色目（イエロー）と同様に、現像ローラ３８ｂが準備前回転を始める。それと同時に、現像バイアス接点４９とブレードバイアス接点５０からオーバーシュートされた電圧が供給される。そして、１色目の画像形成と同様に２色目の画像形成が行われる。画像形成時においては、前述と同様に負極性外添剤が現像ブレード３９ｂの当接部から自由端先端に付着堆積していく。その後、現像ブレード３９ｂのリフレッシュを行い、これらの動作を４色目まで行う。
【０３０４】
このように、各色の準備前回転時に前回の画像形成時に現像ブレード上に付着した負極性外添剤を現像ローラ側に転移させることで、現像ブレードへの外添剤の堆積を防止し、安定した画像形成装置を提供できる。
【０３０５】
４色目まで画像形成が終了すると、４色目の準備後回転となり、前記同様電位差を持ったバイアスが印加される。その後、現像ローラの回転はオフされ、ロータリ５２ｘが公転を行う。このロータリの公転により、現像バイアス接点４９及びブレードバイアス接点５０から離間するため電圧供給はオフされる。コンデンサＣ２にある電荷は抵抗Ｒ２を通じて除電される。
【０３０６】
画像形成が終了し、ロータリの公転が終了すると、中間転写体５４や感光ドラム３１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３１は停止する。
【０３０７】
本実施形態においては、準備前回転時の作用させるバイアスをオーバーシュートさせて作り出していたが、これにこだわるものでなく、あらかじめ所定の電圧出力より高い電圧を設定することで、同様の効果を得ることは可能である。
【０３０８】
また、本実施形態では、画像形成要素の内、比較的消耗の激しい、トナーを含む現像手段を、画像形成装置本体Ｈに着脱可能なカートリッジとすることで、諸々のメンテナンス作業に係わる使用者の労力軽減を図った。
【０３０９】
更に、本実施形態においては、電圧の遅延制御手段を画像形成装置の高圧電源５８内に設けたがこれにこだわるものでなく、現像ブレードの電位を制御できれば（具体的には電圧を印加する回路内にあれば）、高圧電源と別体で構成しても良く、例えばカートリッジ内に持つことも可能である。
【０３１０】
以上述べたように、フルカラー画像形成装置においても、現像ローラと現像ブレードの両者に電圧を印加する単一の電圧印加手段を有し、回転中の現像ローラと現像ブレードの電位関係を、画像形成時は略同電位とし、非画像形成時の一部においては電位差を有すると同時に、該電位差を作用させる各電位は現像ローラより現像ブレードのほうが現像剤の帯電極性と同極性側に大きくすることにより、前述の実施形態と同様に現像ブレードのリフレッシュを行え、目的を達成できる。
【０３１１】
即ち、非画像形成時の電圧印加手段のＯＮ時に印加電圧をオーバーシュートさせたのち、降圧させる際に、現像ローラの電圧降下と現像ブレードの電圧降下に差を設け、両者間に電位差を発生させる。この電位差は現像ブレードに付着した負極性外添剤を現像ローラに戻すことになる。その結果、現像ブレードに付着した外添剤に起因するトナーの融着を防止し、画像濃度不良及び縦スジを防ぐことが可能となる。
【０３１２】
（画像評価実験）
次に、上記第１〜第６の各実施形態の画像形成装置と、比較例として用意した画像形成装置について、画像評価実験を行った結果を示す。
【０３１３】
比較例の画像形成装置としては以下のものを用意した。
【０３１４】
・比較例１：第１の実施形態の画像形成装置において、画像形成時および非画像形成時を通して現像ローラ８と現像ブレード９に同電位（−３００Ｖ）のバイアスを印加したもの。すなわち、現像ローラ８と現像ブレード９との間に電位差が無い例である。
【０３１５】
・比較例２：第１の実施形態の画像形成装置において、画像形成時および非画像形成時を通して現像ローラ８には−３００Ｖの電位のバイアスを、現像ブレード９には−４００Ｖの電位のバイアスを印加したもの。すなわち、画像形成時にも現像ローラ８と現像ブレード９との間に電位差がある例である。
【０３１６】
上記各実施形態の画像形成装置および比較例の画像形成装置について、通常環境で約２０００枚、所定印字率のパターンを出力した場合に、画像濃度薄及び縦スジの発生を評価した。評価は５００枚ごとにベタ画像と中間調画像を出力して行った。
【０３１７】
評価は画像不良がない場合を○、濃度薄及び縦スジがそれぞれ発生した場合を×とした。
【０３１８】
その結果を表１に示す。この結果、本発明に係る各実施形態の画像形成装置においては、現像ブレードへのトナー融着が生じることなく、長期にわたって安定した画像形成を行うことが可能であることがわかった。
【表１】
0004307034.tif 000006
【０３１９】
なお、本実施形態においては、画像形成装置の構成例としてモノクロ複写機及びフルカラー複写機が挙げられているが、これに限定する趣旨ではなく、プリンタ、ファクシミリ、モノクロ複写機等、電子写真方式や静電記録方式によって現像剤像を形成する現像手段を備えたものに広く適用できる。
【０３２０】
（第７の実施形態）
以下、図１７を参照して本発明の第７の実施形態について説明する。前記第１の実施形態と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。図１７は現像ローラの未コート状態を説明する図であって、同図（ａ）は現像ローラと現像ブレードを示し、同図（ｂ）は（ａ）のＪ−Ｊ′断面図である。
【０３２１】
前述までの実施形態においては、現像ローラと現像ブレード間はトナー層が介在する。トナーは通常、絶縁性のため現像ローラと現像ブレード間は非常に大きな抵抗を有する状態であった。
【０３２２】
しかし、図１７（ｂ）に示すように、例えば耐久終了時等において、トナーが消費され正常にトナーが現像ローラ上に担持されなくなったり、現像ローラと現像ブレード間に異物（紙粉等）が混入してトナー層がなくなると以下の問題が発生する。即ち、現像ローラと現像ブレード間のトナー層がなくなると現像ブレード９が現像ローラ８と直に当接する（図１７（ｂ）中のＫ部）ようになる。
【０３２３】
特に、電流容量が少なく、現像ローラ８の表層抵抗が低い場合には、現像ローラ表面が現像ブレード９に印加された電圧に倣ってしまうことになる。その結果、現像ローラと現像ブレード間に所望の電位差を印加することができず、画像上に縦スジを発生させることとなった。
【０３２４】
本実施形態においては、上記問題を踏まえ、現像ローラと現像ブレードが直接触れた場合においても、現像ローラと現像ブレード間に電位差を生じさせ、縦スジ等の画像不良を防止することとした。
【０３２５】
鋭意検討の結果、第１の実施形態においては、二電源によって充分な電流容量を確保できていた。しかし、第４の実施形態等においては、遅延制御手段４７中のコンデンサＣ１に蓄積された電荷が現像ローラ３８を通じて放電される過程で、現像ローラ３８と現像ブレード３９間に電位差を発生させていた。
【０３２６】
しかし、コンデンサＣ１からの放電電荷を使用しているため、現像ローラの表面抵抗やバルクの抵抗を低くしてしまうと、電荷が長手方向の表面に逃げてしまい所望の電位差が得られにくくなる。また、時定数が遅延制御手段４７の抵抗Ｒ１に依存されず、急激に時定数が短くなってしまうこととなる。
【０３２７】
そこで、本実施形態においては、現像ローラの抵抗を選択することで、現像ローラと現像ブレードが直接ふれても所望の電位差を得られるようにした。
【０３２８】
前述のように、流すことができる電荷量に依存することとなるため、使用できる現像ローラの抵抗値の範囲は二電源を使用する場合と一電源の場合では、異なってくる。一電源の場合のほうがより狭い範囲となる。これは二電源を使用する場合は電源容量に余裕があるかぎり、現像ブレードを経由して現像ローラに流す電流を大きくすることが可能であるが、一電源の場合にはコンデンサＣ１からの放電電荷に頼るため、コンデンサに蓄積できる電荷量に依存するからである。
【０３２９】
従って、現像ローラの抵抗値としては、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。
【０３３０】
表面抵抗としては、８×１０５Ω以上が使用可能である。好ましくは、７×１０６Ω以上の範囲で使用することが望ましい。８×１０５Ω以下の場合、現像ブレードが現像ローラと直に触れるようになると、現像ローラと現像ブレードの間に所望の電位差を形成するのが難しくなるからである。
【０３３１】
バルクの抵抗としては、３×１０５Ω以上であることが望ましい。３×１０５Ω以下であると、所望の時定数を得にくくなるからである。更に好ましくは１×１０６Ω以上であることが好ましい。
【０３３２】
更に好ましくは、表面抵抗の抵抗値をバルクの抵抗値より１桁（１オーダー）以上大きくするほうが好ましい。これは表層の抵抗値を大きくしたほうが、より現像ローラと現像ブレード間の電位差を得やすくなるからである。
【０３３３】
このように、前記実施形態よりも現像ローラの抵抗値としては狭くなるが、現像ローラの製造条件としては困難なものではなく、充分な抵抗値範囲を確保できる。
【０３３４】
（画像評価）
本実施形態においては、現像ローラの抵抗として、表面抵抗：３×１０６Ω、バルクの抵抗：８×１０５Ωのものを用いた。
【０３３５】
比較例においては、現像ローラの抵抗として、表面抵抗：１．２×１０５Ω、バルクの抵抗：９×１０４Ωのものを用いた。
【０３３６】
上記現像ローラを第６の実施形態に適用し、作為的に現像ローラ上にトナーの未コート部を作って現像ブレードが現像ローラに直に当接するようにした。そして、その状態で通常環境で約２０００枚、所定印字率のパターンを出力した場合に、縦スジの発生を評価した。評価は５００枚ごとにベタ画像と中間調画像を出力して行った。
【０３３７】
（検討結果）
その結果、比較例においては、１０００枚で縦スジが発生したが、本実施形態の現像ローラでは縦スジの発生は認められなかった。
【０３３８】
本実施形態では、一電源の場合についてのみ説明したが、これにとらわれるものでなく、二電源の場合についても、上記現像ローラの抵抗値範囲にすることで、電源の容量を減らすことは可能である。
【０３３９】
このように、現像ローラの抵抗値を調整することで、現像ローラ上に未コート部分が発生し、現像ブレードと現像ローラが直に当接しても縦スジの発生を防止できるようになった。
【０３４０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、現像剤規制部材への現像剤の固着および融着を防止することができる。これにより、画像の濃度薄や縦スジなどの画像不良の発生を防ぎ、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】
【図１】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２】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３】ローラの表面抵抗測定方法の説明図である。
【図４】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５】本発明の第２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６】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７】本発明の第２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８】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９】本発明の第３の実施形態に係る動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第４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１１】本発明の第４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１２】本発明の第４の実施形態に係る画像形成装置の変形例を示す概略構成図である。
【図１３】本発明の第５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１４】本発明の第６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１５】本発明の第６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１６】本発明の第６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１７】現像ローラの未コート状態を説明する図である。
【図１８】従来の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図１９】従来の現像器における現像ブレードへのトナー融着を説明するための図である
【符号の説明】
１  感光ドラム（像担持体）
２  帯電ローラ
３  露光器（露光手段）
４  現像器（現像手段）
５  転写ローラ
６  クリーニング手段
７  定着器
８，８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ  現像ローラ（現像剤担持体）
９，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ  現像ブレード（現像剤規制部材）
１０  現像バイアス電源（電圧印加手段）
１１  ブレードバイアス電源（電圧印加手段）
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ  供給ローラ
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ  撹拌部材
１４  制御回路（制御手段）
１５  モータ
１６  中間転写体クリーニング装置
１７  転写ローラ
１８  転写ベルト
１９  現像バイアス電源（電圧印加手段）
２０  ブレードバイアス電源（電圧印加手段）
２１  制御部（制御手段）
２２  現像器
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ  現像カートリッジ（現像手段）
２２ｘ  ロータリ
２３  モータ
２４  中間転写体
２５  積算カウンタ
３１  感光ドラム（像担持体）
３２  帯電ローラ
３３  露光器（露光手段）
３４  現像器（現像手段）
３５  転写ローラ
３６  クリーニング手段
３７  定着器
３８，３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ  現像ローラ（現像剤担持体）
３９，３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ  現像ブレード（現像剤規制部材）
４０  現像バイアス接点
４１  ブレードバイアス接点
４２，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ  供給ローラ
４３，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ  撹拌部材
４４  制御回路
４５  モータ
４６  高圧電源（電圧印加手段）
４７  遅延制御手段
４８  転写ベルト
４９  現像バイアス接点
５０  ブレードバイアス接点
５１  制御部
５２  現像器
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ  現像カートリッジ（現像手段）
５２ｘ  ロータリ
５３  モータ
５４  中間転写体
５６  中間転写体クリーニング装置
５７  転写ローラ
５８  高圧電源（電圧印加手段）
５９  遅延制御手段
６０  ローラ表面
６１  弾性層
６２  導電性芯金
６３  ローラ
６４  電極
６４ａ，６４ｃ  印加電極
６４ｂ  測定電極
６５  測定回路
６６  円筒部材
６７  荷重
６８  測定回路
６９  端部コロ
Ｃ１  コンデンサ
Ｃ２  コンデンサ
Ｄ１  ダイオード
Ｒ１  抵抗
Ｒ２  抵抗
ＰＣ  プロセスカートリッジ
Ｐ  転写材
Ｔ  トナー（現像剤）
【図１】
0004307034.tif 000007
【図２】
0004307034.tif 000008
【図３】
0004307034.tif 000009
【図４】
0004307034.tif 000010
【図５】
0004307034.tif 000011
【図６】
0004307034.tif 000012
【図７】
0004307034.tif 000013
【図８】
0004307034.tif 000014
【図９】
0004307034.tif 000015
【図１０】
0004307034.tif 000016
【図１１】
0004307034.tif 000017
【図１２】
0004307034.tif 000018
【図１３】
0004307034.tif 000019
【図１４】
0004307034.tif 000020
【図１５】
0004307034.tif 000021
【図１６】
0004307034.tif 000022
【図１７】
0004307034.tif 000023
【図１８】
0004307034.tif 000024
【図１９】
0004307034.tif 000025