現像装置および画像形成装置
【課題】
現像ローラを回転させない状態で所定時間以上放置した後に印刷を行ったとしても、放置横帯の発生を防止することが可能な現像装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】
アクリル樹脂の重量割合をＡ[％]、表面層に対して所定の間隔で配置されたコロナ放電器に６[ｋＶ]の電圧を印加してコロナ放電を発生させてから０．１秒後の表面層の表面電位を残留電位Ｂ[Ｖ]、現像剤層厚規制部材の表面層に対する当接位置から回転方向下流側にかけての表面層上の現像剤重量に対する現像剤電荷量の割合をＧ[−μｑ／ｇ]としたとき、１５＜Ａ≦５０の場合、Ｂ≦１５、３０≦Ｇ≦−０．８×Ｂ＋４４、またはＡ≦１５の場合、Ｂ≦１５、３０≦Ｂ≦５０の何れかの条件を満たす表面層を有する現像剤担持体を備えた現像装置および画像形成装置。
現像ローラを回転させない状態で所定時間以上放置した後に印刷を行ったとしても、放置横帯の発生を防止することが可能な現像装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】
アクリル樹脂の重量割合をＡ[％]、表面層に対して所定の間隔で配置されたコロナ放電器に６[ｋＶ]の電圧を印加してコロナ放電を発生させてから０．１秒後の表面層の表面電位を残留電位Ｂ[Ｖ]、現像剤層厚規制部材の表面層に対する当接位置から回転方向下流側にかけての表面層上の現像剤重量に対する現像剤電荷量の割合をＧ[−μｑ／ｇ]としたとき、１５＜Ａ≦５０の場合、Ｂ≦１５、３０≦Ｇ≦−０．８×Ｂ＋４４、またはＡ≦１５の場合、Ｂ≦１５、３０≦Ｂ≦５０の何れかの条件を満たす表面層を有する現像剤担持体を備えた現像装置および画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、電子写真方式の画像形成装置が備える現像装置は、主に像担持体としての感光体ドラム、感光体ドラムの表面を一様均一に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ、感光体ドラム表面に形成された静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させて現像する現像剤担持体としての現像ローラ、現像ローラにトナーを供給する現像剤供給部材としての供給ローラ、現像ローラ表面上のトナー層厚を規制する現像剤層厚規制部材としての現像ブレード等で構成されている。
【０００３】
上記現像装置において、感光体ドラム表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像する現像ローラの表面層は、アクリル樹脂およびウレタン樹脂の混合物から形成されるのが一般的である。そして、良好な画像品質を得るために、上記構成を有する現像装置においては、アクリル樹脂およびウレタン樹脂の合計重量に対するアクリル樹脂の重量割合、表面層の厚さ、又は現像ローラにトナーを供給する供給ローラのアスカーＦ硬度等の調節が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１７５３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記構成を有する現像装置を備えた画像形成装置では、特定のトナーを使用し、現像ローラを回転させない状態で所定時間以上放置した後で、印刷を開始すると、印刷画像上に現像ローラの回転周期毎の濃度むらが発生する場合がある（以下、該濃度むらを放置横帯と称する）。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、現像ローラを回転させない状態で所定時間以上放置した後に印刷を行ったとしても、放置横帯の発生を防止することが可能な現像装置および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明にかかる現像装置は、弾性層及び該弾性層を覆う表面層を有する現像剤担持体と、前記表面層に対して所定の圧接力をもって当接し、前記表面層上の現像剤の層厚を規制する現像剤層厚規制部材とを備え、前記表面層は、少なくともアクリル樹脂およびポリエーテル系ウレタン樹脂を有する混合物から形成され、前記アクリル樹脂および前記ポリエーテル系ウレタン樹脂の合計重量に対する前記アクリル樹脂の重量割合をＡ[％]、前記表面層に対して所定の間隔で配置されたコロナ放電器に６[ｋＶ]の電圧を印加してコロナ放電を発生させてから０．１秒後の前記表面層の表面電位を残留電位Ｂ[Ｖ]、前記現像剤層厚規制部材の前記表面層に対する当接位置から回転方向下流側にかけての前記表面層上の現像剤重量に対する現像剤電荷量の割合をＧ[−μｑ／ｇ]としたとき、１５＜Ａ≦５０の場合、Ｂ≦１５、３０≦Ｇ≦−０．８×Ｂ＋４４、またはＡ≦１５の場合、Ｂ≦１５、３０≦Ｂ≦５０の何れかの条件を満たすことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかる画像形成装置は、上記記載の現像装置と、前記現像剤担持体と接触し、前記現像剤担持体から供給された前記現像剤により現像剤画像を形成する像担持体とを備えることを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明にかかる画像形成装置は、弾性層及び該弾性層を覆う表面層を有する現像剤担持体と、前記表面層に対して所定の圧接力をもって当接し、前記表面層上の現像剤の層厚を規制する現像剤層厚規制部材と、前記現像剤担持体と接触し、前記現像剤担持体から供給された前記現像剤により現像剤画像を形成する像担持体と、放置環境の湿度を計測する湿度センサと、前記像担持体の回転数を計測する回転数計測部と、放置環境の湿度及び放置前における前記像担持体の回転数から空回転数を設定する空回転数設定部と、放置後２４時間後のタイミングにおいて前記空回転数設定部が算出した前記空回転数に基づき前記像担持体を回転させる制御部とを備え、前記表面層は、少なくともアクリル樹脂およびポリエーテル系ウレタン樹脂を有する混合物から形成され、前記表面層に対して１[ｍｍ]の間隔で配置されたコロナ放電器に６[ｋＶ]の電圧を印加してコロナ放電を発生させてから０．１秒後の前記表面層の表面電位を残留電位Ｂ[Ｖ]、前記現像剤層厚規制部材の前記表面層に対する当接位置から回転方向下流側にかけての前記表面層上の現像剤重量に対する現像剤電荷量の割合をＧ[−μｑ／ｇ]としたとき、Ｂ≦１５、３０≦Ｂ≦５０の条件を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、現像ローラを回転させない状態で所定時間以上放置した後に印刷を行ったとしても、放置横帯の発生を防止することが可能な現像装置および画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】プリンタの概略断面図である。
【図２】プリンタの主な機能構成を説明するためのブロック図である。
【図３】現像ローラの概略断面図である。
【図４】供給ローラの概略断面図である。
【図５】供給ローラの形状を説明する図である。
【図６】現像ブレードの現像ローラに対する当接状態を示す図である。
【図７】現像ローラと供給ローラとの重なりから形成されるＮＩＰ部を説明するための部分拡大図である。
【図８】５％デューティーパターンを説明する図である。
【図９】１００％デューティーパターンを説明する図である。
【図１０】放置横帯を説明する図である。
【図１１】現像装置を説明する図である。
【図１２】誘電緩和測定装置を説明する図である。
【図１３】誘電緩和測定装置を説明する図である。
【図１４】印刷濃度測定箇所を説明する図である。
【図１５】判定結果をまとめたグラフである。
【図１６】電圧印加空回転による放置横帯の改善傾向を説明するグラフである。
【図１７】放置横帯の放置時間依存性を説明するグラフである。
【図１８】放置横帯の放置前ドラムカウント依存性を説明するグラフである。
【図１９】放置横帯の放置環境依存性を説明する図である。
【図２０】プリンタの主な機能構成を説明するためのブロック図である。
【図２１】空回転動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００１３】
[第１の実施形態]
第１の実施形態の説明においては、まず、本発明にかかる現像装置を適用した画像形成装置としてのプリンタについて説明する。
【００１４】
図１は、プリンタ１００の概略断面図である。プリンタ１００は、前述したように、電子写真方式により用紙Ｐ上に画像を形成することが可能な画像形成装置である。このような機能を実現するプリンタ１００には、用紙搬送ローラ２２ａを始点とし、用紙搬送ローラ２２ｂを介して用紙搬送ローラ２２ｃを終点とする略Ｓ字状に形成された用紙搬送経路２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ）に沿って現像装置１０、転写ローラ２４、定着装置２５等が設けられている。
【００１５】
現像装置１０は、用紙搬送経路２３ｂに沿って着脱自在に装着されており、露光装置２１から照射された照射光によって感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像に現像剤としてのトナー１８を付着させて現像し、トナー像を形成する。現像装置１０については後ほど詳細に説明する。
【００１６】
露光装置２１は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子から構成されるＬＥＤヘッドとレンズアレイとを有し、画像データに基づいてＬＥＤ素子から照射される照射光が感光体ドラム１１の表面に結像する位置となるように配設される。
【００１７】
転写ローラ２４は、導電性ゴム等で形成され、感光体ドラム１１に対向して圧接するように配設される。転写ローラ２３は、後述する転写ローラ用電源３５から印加されたバイアス電圧により、感光体ドラム１１の表面で現像されたトナー像を用紙Ｐに転写させる。
【００１８】
定着装置２５は、現像装置１０以降の用紙搬送経路２３下流側に配設されており、ヒートローラと、バックアップローラと、サーミスタとを備える。ヒートローラは、例えば、アルミニウム等からなる中空円筒状の芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡ（テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブを被覆することによって形成されている。そして、その芯金内には、例えば、ハロゲンランプ等の加熱ヒータが設けられている。バックアップローラは、例えば、アルミニウム等からなる芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡチューブを被覆した構成であり、ヒートローラとの間にＮＩＰ部が形成されるように配設されている。サーミスタは、ヒートローラの表面温度検出手段であり、ヒートローラの近傍に非接触で配設される。サーミスタが検出したヒートローラの表面温度の検出結果に基づき、加熱ヒータを制御することで、ヒートローラの表面温度は所定の温度に維持される。トナー像が転写された用紙Ｐが所定の温度に維持されたヒートローラとバックアップローラとから形成されるＮＩＰ部を通過することで、熱及び圧力が付与され、用紙Ｐ上のトナーが溶融し、トナー像は定着される。
【００１９】
なお、図１には示されていないが、プリンタ１００を構成する他の部材として、プリンタ１００は、図２で説明する制御部３０として機能するＣＰＵ（Central Processing Unit）、プリンタ１００の動作を制御する制御プログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵのワーキングエリアとして使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）、画像データや制御コマンド等を受信する各種インタフェース部、インタフェース部を介して入力された印刷データを受け取ると共に、該印刷データを編集処理することによって形成された画像データを記憶する画像データ編集メモリ、プリンタ１００の動作状態を表示するための、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示手段を備える表示部、ユーザからの指示を受付けるための、例えば、タッチパネル等の入力手段を備える操作部、プリンタ１００の動作状態を監視するための、例えば、用紙位置検出センサ、濃度センサ等の各種センサ、画像データ編集メモリに記憶された画像データを露光装置２１に出力し、露光装置２１が備えるＬＥＤヘッドの駆動を制御するヘッド駆動制御部、定着装置２５の温度を制御する温度制御部、用紙Ｐを用紙搬送経路２３に沿って搬送する用紙搬送ローラ２２ａ、２２ｂ、２２ｃを回転させるための駆動モータを制御する用紙搬送モータ制御部、感光体ドラム１１等の各種ローラを回転させるための駆動モータを制御する駆動制御部等を備える。
【００２０】
さらに、プリンタ１００の機能構成について説明する。図２は、プリンタ１００の主な機能構成を説明するためのブロック図である。
【００２１】
プリンタ１００は、制御部３０と、帯電ローラ用電源３２と、現像ローラ用電源３３と、供給ローラ用電源３４と、転写ローラ用電源３５とを備える。
【００２２】
制御部３０は、プリンタ１００全体の動作を統括的に制御する。また、制御部３０は、感光体ドラム１１の回転数を計測する回転数計測部としてのドラムカウンタ３１を備える。
【００２３】
帯電ローラ用電源３２は、制御部３０の指示に基づき、帯電ローラ１４に所定の電圧を印加し、感光体ドラム１１の表面を一様均一に帯電させる。
【００２４】
現像ローラ用電源３３は、静電潜像にトナー１８を付着させるために現像剤担持体としての現像ローラ１２に所定の電圧を印加する。
【００２５】
供給ローラ用電源３４は、現像ローラ１２にトナー１８を供給するために現像剤供給部材としての供給ローラ１３に所定の電圧を印加する。
【００２６】
転写ローラ用電源３５は、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写するために転写ローラ２４に所定の電圧を印加する。
【００２７】
次に、現像装置１０について説明する。図１に示すように、現像装置１０は、図中矢印方向に回転可能に支持された像担持体としての感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１に対向して配設され、回転可能に支持された現像剤担持体としての現像ローラ１２と、現像ローラ１２に対向して配設され、回転可能に支持された現像剤供給部材としての供給ローラ１３と、感光体ドラム１１の回転方向上流側に圧接するように配設された帯電ローラ１４と、感光体ドラム１１の表面の所定位置に当接するように配設されたクリーニングブレード１５と、クリーニングブレード１５により掻き落とされた廃トナーが落下する位置に設けられたスペース１６と、供給ローラ１３の上方に形成され所定量のトナー１８を収容するトナーカートリッジ１７と、現像装置１０の筐体内壁に支持され現像ローラ１２の所定位置にそのエッジ部分が当接するように配設された現像剤層厚規制部材としての現像ブレード１９と、現像ローラ１２からのトナー１８の漏洩を防止するためのシール部材２０とを備える。
【００２８】
感光体ドラム１１は導電性支持体と光導電層によって構成され、導電性支持体としてのアルミニウムの金属パイプに光導電層としての電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層した構成の有機感光体であり、露光装置２０から照射された照射光によって画像データに基づく静電潜像を形成する。
【００２９】
現像ローラ１２は、図３の概略断面図に示すように、例えば、芯金であるＳＵＳ等の導電性シャフト１２ａ上に弾性層１２ｂが周設され、さらに弾性層１２ｂ上にトナー１８を帯電させるための表面層１２ｃが周設されている。弾性層１２ｂは、例えば、ポリエーテル系ウレタン樹脂で形成され、抵抗値調整や強度確保のために、電子導電剤であるカーボンブラック（例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等）および炭酸カルシウム、シリカといった絶縁性無機微粒子が添加されている。なお、本実施形態にかかる弾性層１２ｂのアスカーＣ硬度は７８［°］である。この弾性層１２ｂの硬度を示すアスカーＣ硬度は、例えば、アスカーＣ硬度計（高分子計器（株） 製）を用い、ローラ外周の頂点に硬度計の圧子を接触させることで測定可能である。
【００３０】
表面層１２ｃは、アクリル樹脂とウレタン樹脂とを含む混合物で構成されている。表面層１２ｃを構成するアクリル樹脂としては、種々のアクリル酸またはメタクリル酸の誘導体を重合して得られる高分子を主鎖としたものを使用することができ、例えば、メタクリル酸−メタクリル酸メチル重合体を主鎖とするものを用いることができる。また、ウレタン樹脂としては、熱可塑性のポリエーテル系ウレタン樹脂やポリエステル系ウレタン樹脂等を使用することができる。このような表面層１２ｃは、例えば、所定の溶媒にアクリル樹脂とウレタン樹脂とを溶解させた溶液を弾性層１２ｂ上に所望の方法で塗布し、加熱乾燥することで上記溶媒を揮発させ、弾性層１２ｂ上に表面層１２ｃを周設することができる。そして、表面層１２ｃには、半導電性の性質となるように、カーボンブラック等の電子導電剤を添加してもよく、その添加量は、樹脂成分１００重量部に対して０．１〜１０重量部の範囲で添加するのが好ましい。
【００３１】
本実施形態にかかる表面層１２ｃの層厚は２．０［μｍ］とした。このような導電性シャフト１２ａ、弾性層１２ｂ、および表面層１２ｃからなる現像ローラ１２の形状はストレート形状であり、そのローラゴム部の外径φｓは１９．６［ｍｍ］、導電性シャフト１２ａの外径φｓは１２．０［ｍｍ］、ローラゴム部の全長は３４８［ｍｍ］とした。なお、表面層１２ｃの１０点平均表面粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）は、５〜９［μｍ］とすることが好ましい。この１０点平均表面粗さＲｚは、サーフコーダＳＥＦ３５００（（株）小坂研究所 製）によって計測することができる。
【００３２】
供給ローラ１３は、図４の概略断面図に示すように、芯金である導電性シャフト１３ａ上に弾性層１３ｂが周設されている。導電性シャフト１３ａは外径φｓ６．０［ｍｍ］のＳＵＭ材に無電解ニッケルメッキ処理を施したものを使用した。また、弾性層１３ｂは導電性シリコーンゴム発泡体で形成され、外形は、図５に示すように、長手方向端部の外径が中央部の外径よりも小さいクラウン形状である。中央部の外径φｓは１４．８［ｍｍ］、であり、中央部の外径に対する長手方向端部の外径φｓの比率は０．９７５とした（図５中 外径ｙ／外径ｘ≒外径ｚ／外径ｘ＝０．９７５）。また、ローラゴム部の全長は３３６［ｍｍ］である。ところで、上記発泡体の密度は発泡倍率、平均セル径により異なり、特に限定はされないが、例えば、平均セル径は、２００〜５００［μｍ］とすることが好ましい。平均セル径は、重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）等の有機発泡剤等の発泡剤の量や種類、加硫時間や加硫温度をコントロールすることで所望の値を得ることができる。例えば、平均セル径を大きくする場合、発泡剤の量を増やす、加硫時間を長くする、または加硫温度を高くするといった方法により行うことができる。
【００３３】
また、弾性層１３ｂには、カーボンブラック等の電子導電剤が添加され、半導電性が付与されている。そして、弾性層１３ｂのアスカーＦ硬度は４６〜６２［°］である。ここで、アスカーＦ硬度が６３［°］以上である場合、本構成においては、現像ローラ１２と供給ローラ１３との間でのトナー１８における摩擦帯電が大きくなり、汚れの発生の要因となりうる。また、アスカーＦ硬度が４５［°］以下である場合、供給ローラ１３から現像ローラ１２に対して十分な量のトナー１８を供給することができず、カスレの発生の要因となりうる。
【００３４】
このような構成を有する供給ローラ１３は以下の製造方法により製造することができる。まず、有機溶剤等で洗浄し油分を除去した導電性シャフト１３ａと弾性層１３ｂとしての導電性シリコーンゴム発泡体とを押し出し成型機にて一体化し、次いで、赤外線オーブン等にて発泡、硬化させる。その後、約１８０〜２２５［℃］の温度で５〜１０時間程度、２次加硫処理を行い、粗研磨、フィニッシャー研磨等を経て所望の外径を有する供給ローラ１３を得ることができる。
【００３５】
帯電ローラ１４は、感光体ドラム１１の表面に接して設けられ、金属シャフトと半導電性エピクロロヒドリンゴムによって構成されている。帯電ローラ１４は、帯電ローラ用電源３２から印加された所定の電圧により感光体ドラム１１表面を一様均一に帯電させる。
【００３６】
クリーニングブレード１５は、感光体ドラム１１の表面の所定位置に接して設けられ、感光体ドラム１１の表面に残留した転写残トナーを感光体ドラム１１の回転に伴い掻き落とす。
【００３７】
スペース１６はトナーを搬送する搬送部材が収容される空間であり、クリーニングブレード１５により掻き落とされた転写残トナーは、廃トナーとして該搬送部材により図示せぬ回収容器に搬送される。
【００３８】
トナーカートリッジ１７は、画像形成に用いられるトナー１８を収容する箱型部材である。なお、本実施形態において用いることができるトナー１８は、特に限定はされないが、例えば、粒径４〜８［μｍ］の非磁性一成分の負帯電重合トナーを用いることができる。
【００３９】
現像ブレード１９は、現像ローラ１２の表面の所定位置において、カウンタ方向に所定の圧接力で当接するように配設されたステンレス製の現像剤層厚規制部材であり、現像ローラ１２の表面上のトナー１８の層厚を規制する。図６は、本実施形態にかかる現像ブレード１９の現像ローラ１２に対する当接状態を示す図である。図６に示すように、現像ブレード１９は、エッジ部分において現像ローラ１２の表面と当接している。ここで、当接部分の曲率半径をＲ［ｍｍ］とすると、本実施形態においては、曲率半径Ｒを０．１５〜０．３５［ｍｍ］と設定した。
【００４０】
シール部材２０は、例えば、発泡ウレタンを現像ローラ１２の形状に合わせて、厚み約３ｍｍの円弧状に形成し、かつ、現像ローラ１２と周擦する部分に厚み約０．０８ｍｍのフィルム状のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を設けたものである。なお、ＰＴＦＥはフィルム形状の他に繊維状に成型したものを織り合わせたフェルト形状のものを用いることもできる。
【００４１】
図７は、上記構成を有する現像ローラ１２と供給ローラ１３との重なりから形成されるＮＩＰ部を説明するための部分拡大図である。基本的に現像ローラ１２と供給ローラ１３とは逆方向に回転し、両ローラの周速比に応じて現像ローラ１２と供給ローラ１３との間の摩擦力が支配される構造である。本実施形態においては、現像ローラ１２と供給ローラ１３との芯金中心間距離Ｌ１を１６．２５［ｍｍ］に設定している。そして、現像ローラ１２の直径をφｄ［ｍｍ］、供給ローラ１３の直径をφｓ［ｍｍ］とし、両ローラの重なり量Ｎ［ｍｍ］は、
Ｎ＝（φｄ＋φｓ）／２−Ｌ１
の式で求めることができ、本実施形態では、重なり量Ｎは１．１０［ｍｍ］とした。
【００４２】
次に、このような構成を備えたプリンタ１００の印刷動作について説明する。
【００４３】
まず、例えば、パーソナルコンピュータ等の上位装置から図示せぬインターフェースを介して印刷実行命令が入力されると、制御部３０は、図示せぬ駆動制御部を制御して、感光体ドラム１１を図１中矢印方向へ所定の周速度をもって回転させる。
【００４４】
同時に、制御部３は、所定の電圧を帯電ローラ１４に印加するよう帯電ローラ用電源３２に指示を与える。指示を受けた帯電ローラ用電源３２は帯電ローラ１４に所定の電圧を印加し、感光ドラム１１の表面を一様均一に帯電させる。なお、本実施形態においては、帯電ローラ７に−１０５０Ｖの電圧を印加した。
【００４５】
次に、制御部３０は、入力された画像データに基づくイメージデータを図示せぬヘッド駆動制御部に出力する。ヘッド駆動制御部は、入力されたイメージデータに基づく光を照射するよう露光装置２０が備えるＬＥＤヘッドを制御し、感光ドラム１１上に静電潜像を形成させる。
【００４６】
ここで、トナーカートリッジ１７に収容されたトナー１８は、供給ローラ用電源３４によって電圧が印加された供給ローラ１３により現像ローラ１２に供給される。なお、本実施形態においては、供給ローラ１３に−３００Ｖの電圧を印加した。
【００４７】
現像ローラ１２の表面の所定位置に配設された現像ブレード１９は、供給ローラ１３から供給されたトナー１８を均一な層厚に形成する。そして、現像ローラ１２と感光ドラム１１との間において、感光ドラム１１上に形成された静電潜像に対応する電気力線により、トナー１８が静電潜像部分に付着することでトナー画像が現像される。なお、本実施形態においては、現像ローラ１２に−２００Ｖの直流電圧を印加した。
【００４８】
上記トナー画像の形成動作に合わせて、制御部３０は、用紙搬送ローラ２１ａ、２１ｂ、２１ｃを回転させるよう図示せぬ用紙搬送モータ制御部に対して指示を与える。用紙搬送ローラ２１ａ、２１ｂの回転に伴い、用紙Ｐは用紙搬送経路２２ａ、２２ｂを経て現像装置１０に搬送される。
【００４９】
そして、転写ローラ用電源３５により所定の電圧が印加された転写ローラ２３により、用紙Ｐ上にトナー画像が転写される。
【００５０】
その後、用紙Ｐは、定着装置２４に搬送される。そして、ヒートローラから付与される熱によりトナーが溶融され、さらに、ヒートローラとバックアップローラとから形成されるＮＩＰ部において圧接されることにより、トナー画像が用紙Ｐ上に定着する。トナー画像が定着された用紙Ｐは、用紙搬送ローラ２１ｃの回転により用紙搬送経路２２ｃ、２２ｄを経てプリンタ１００外部に排出され、一連の印刷動作が終了する。
【００５１】
なお、トナー剤画像が転写された後の感光ドラム１１上には、若干のトナー１８が残留する場合があるが、この残留トナー１８は、クリーニングブレード１５によって除去され、クリーニングされた感光ドラム１１は繰り返して使用される。
【００５２】
さて、前述したように、現像ローラを回転させない状態で所定時間以上放置した後で、印刷を開始すると印刷画像上に放置横帯が発生する。以下の説明においては、初めに放置横帯発生の再現性について説明するとともに、放置横帯の発生を防止する上で検討した各種パラメータについて説明する。
【００５３】
［放置横帯発生の再現性］
まず、従来の現像ローラを有する現像装置を適用したプリンタを用い、温度２２［℃］、湿度５０［％］の環境下で、図８に示すような５％デューティーパターン（図９に示すベタ印刷画像を１００％デューティーパターンとする）をドラムカウント数４５０回印刷した。なお、印刷時の現像ローラには−２００［Ｖ］、供給ローラには−３００［Ｖ］、帯電ローラには−１０５０［Ｖ］、及び現像ブレードには−３００［Ｖ］の電圧を印加した。また、使用したプリンタの印刷速度は、一般的な普通紙（坪量６８〜７５［ｇ／ｃｍ２］）で片面印刷３１［ｐｐｍ］である。
【００５４】
印刷終了後、プリンタおよび現像装置をともに、温度２２［℃］、湿度５０［％］の環境下で、４８時間放置した。そして、４８時間後、現像ローラ、供給ローラ、帯電ローラ、及び現像ブレードに対して上記と同電圧をそれぞれ印加し、図９に示す１００％デューティーパターンを印刷すると、図１０に示されるように、現像ローラの回転周期毎に印刷濃度が濃い部分が横帯状となって現れた。
【００５５】
これは、図１１に示すように、現像装置１０’内の現像ローラ１２’上において、現像ブレード１９’に接している位置から供給ローラ１３’を通ってシール部材２０’に接している位置までの範囲を現像室部４０、反対に現像ブレード１９’に接している位置から感光体ドラム１１’を通ってシール部材２０’に接している位置までの範囲を露出部４１と称すると、上記放置横帯は、現像室部４０と露出部４１とにおける帯電性が異なるために発生したものである。
【００５６】
したがって、現像ローラ１２が示す各種パラーメータ特性に基づき、放置横帯およびドラムかぶりを判定することで、放置横帯の発生を防止することが可能な現像装置および画像形成装置を得ることができる。以下に、各種パラメータ特性の測定方法、放置横帯およびドラムかぶりの判定方法について説明する。
【００５７】
［パラメータ特性測定方法］
１．現像ローラの表面電位（残留電位Ｂ［Ｖ］）の測定
図１２は、現像ローラ上の残留電位を測定するために用いた誘電緩和測定装置５０を説明する図である。誘電緩和測定装置５０として、Ｑｕａｌｉｔｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ社製のＤＲＡ−２０００Ｌを用いた。本測定装置によれば、現像ローラ１２表面にコロナ電圧を印加後、電位衰退後の現像ローラ１２表面に介在する電荷から残留電位を算出することができる。このとき、残留電位の値が大きいほど、残留電荷が大きく誘電的性質が強いといえる。
【００５８】
誘電緩和測定装置５０は現像ローラ１２の表面にコロナ電圧を印加するコロナ電圧印加部（コロナ放電器）５２と現像ローラ１２の表面の電荷を収得するプローブ（表面電位計）５３とが図１２に示す配設位置で設けられたキャリア５１を有する。キャリア５１は、現像ローラ１２の長手方向に対して移動自在となるように設けられている。なお、本実施形態においては、プローブ５３と現像ローラ１２の表面との距離は１［ｍｍ］に固定されており、プローブ５３はコロナ電圧印加部５２による６［ｋＶ］のコロナ電圧印加後、０．１秒後の現像ローラ１２の残留電位を測定する。そして、キャリア５１が現像ローラ１２の両端部を往復する毎に現像ローラ１２は任意の回転角度だけ回転し、最終的に３６０度回転するまで該回転動作を繰り返す。
【００５９】
図１３は、誘電緩和測定装置５０の閉鎖型等価回路図である。現像ローラ１２の表面においてコロナ放電により発生した電流は、電流センサによって検知される。キャパシタンス部分は、発生した電流、電圧が経時で減衰することを示しており、両者はコロナ電圧印加後の時間の関数となる。
【００６０】
そして、放置横帯が発生した現像装置１０内の現像ローラ１２について残留電位の測定を行ったところ、現像室部４０は７［Ｖ］、露出部４１は１０［Ｖ］であった。なお、残留電位測定の際には、現像装置１０から現像ローラ１２を取り外し、取り外した現像ローラ１２を感光体ドラムと接触させ、回転させながら所定の電圧を印加することで、電気的にトナー１８を除去している。図１０に示される印刷画像の濃度が濃くなっている箇所は、残留電位が露出部４１よりも低い現像室部４０に相当する印刷箇所であることが確認された。したがって、放置横帯の発生改善の為には、現像室部４０の残留電位と露出部４１の残留電位とのギャップが小さいことが望ましく、放置後の現像室部４０の残留電位Ｖａ［Ｖ］、露出部４１の残留電位Ｖｂ［Ｖ］で表される下記式の比率Ｓｖの値が１に近づくほど、放置横帯の発生改善を図ることができる。
Ｓｖ＝Ｖａ／Ｖｂ
【００６１】
２．トナー層厚規制後の現像ローラ上のトナーの質量Ｍに対する電荷量Ｑの割合Ｇ
本実施形態においては、現像ブレード１９の現像ローラ１２に対する当接位置から該現像ローラ１２の回転方向下流側の表面上、すなわち、現像ブレード１９によるトナー層厚規制後の現像ローラ１２の表面上に介在するトナー１８の質量Ｍに対する電荷量Ｑの割合Ｇ（Ｑ／Ｍ［−μｑ／ｇ］）と称し、現像ローラ１２の帯電性のパラメータとする。測定方法としては、１枚の白紙を印刷後にプリンタ１００から現像装置１０を取り出し、現像ローラ１２の表面上に介在するトナー１８を採取後、採取したトナー１８の電荷量と質量を測定し下記式からＧを算出する。ここで、トナー１８は負帯電性であるため、算出値の符号はマイナスである。
Ｇ＝Ｑ／Ｍ［−μｑ／ｇ］
【００６２】
なお、このときの印刷環境は温度２２［℃］、湿度５０［％］であり、印刷時の現像ローラ１２には−２００［Ｖ］、供給ローラ１３には−３００［Ｖ］、帯電ローラ１４には−１０５０［Ｖ］、及び現像ブレード１９には−３００［Ｖ］の電圧を印加した。トナー１８の電荷測定にはＱ／Ｍメーター（トレックジャパン社製 Ｍｏｄｅｌ２１０ＨＳ）、重量測定には電子分析天秤（ザルトリウス（日本シイベルヘグナー）社製 ＢＰ２１０−Ｄ）をそれぞれ使用した。
【００６３】
［放置横帯判定方法］
次に、放置横帯判定方法について説明する。本実施形態においては、下記式で表される放置横帯の判定基準として印刷画像上での横帯部分の濃度値Ｄａと非横帯部分の濃度値Ｄｂの比率である濃度段差率σを用いた。濃度測定には、キャノンアイテック株式会社製のＸ−Ｒｉｔｅ５００分光濃度計を用いた。
σ＝Ｄａ／Ｄｂ
【００６４】
濃度段差率σを基準として、放置横帯が視覚的に確認できない判定○をσ＜１．０５２、濃度段差が大きく放置横帯が非常に目立つ判定×をσ≧１．０５２とした。測定箇所は、図１４に示した箇所であり、濃度値Ｄａは濃度値Ｄａ１〜濃度値Ｄａ５の平均値、濃度値Ｄｂは濃度値Ｄｂ１〜濃度値Ｄｂ５の平均値から算出した。
【００６５】
［ドラムかぶり判定方法］
ドラムかぶりは、正常に帯電したトナー１８に対して、低い帯電性のトナー１８や逆極性に帯電したトナー１８によって印刷画像の背景部分、すなわち、非印刷部分にトナー１８が付着することで発生する。ドラムかぶり判定方法としては、白紙画像の現像中に現像装置１０を停止し、現像後転写前の感光体ドラム１１の表面上のトナー１８を粘着テープ（住友スリーエム社製 スコッチテープ）に付着させた。そして、該粘着テープを白色の記録用紙に貼り付け、リファレンスとして粘着テープのみを記録用紙に貼り付けた場合との色差△Ｅを分光測色計（コニカミノルタ社製 ＣＭ−２６００ｄ）を用いて測定した。ここで、色差△Ｅが小さいときには、ドラムかぶりにかかるトナー１８が少ないことを示している。本実施形態においては、△Ｅ＜１．５を○、△Ｅ≧１．５を×とした。
【００６６】
前述したように、放置横帯の発生条件として、現像室部４０の残留電位が露出部４１の残留電位に比べて低いことが挙げられる。過去の研究結果から、現像ローラ１２が組み込まれた現像装置１０を用いて印刷を行った後、数日間放置すると、使用開始時等の初期に比べて現像ローラ１２の表面の残留電位が高くなることが明らかとなっている。しかしながら、露出部４１の残留電位変動に比べて現像室内４０の残留電位変動は小さいことから、現像室部４０の残留電位と露出部４１の残留電位とのギャップが生じると考えられる。また、現像ローラ１２の表面層１２ｃに含まれるアクリル樹脂の感応基とトナー１８とが反応することも残留電位変動の要因の一つと考えられている。そこで、本実施形態では、アクリル樹脂の含有量（アクリル樹脂およびポリエーテル系ウレタン樹脂の合計重量に対するアクリル樹脂の重量割合）を調製することで、放置による残留電位変動を抑えることを検討した。また、その際の初期残留電位、初期帯電性（トナー層厚規制後の現像ローラ上のトナーの質量Ｍに対する電荷量Ｑの割合）を現像ローラ１２の特性パラメータとして併せて検討した。
【００６７】
表１は、現像ローラ１２のアクリル樹脂およびポリエーテル系ウレタン樹脂の合計重量に対するアクリル樹脂の重量割合Ａ［％］、初期残留電位Ｂ［Ｖ］、初期帯電性Ｇ［−μｑ／ｇ］の検討条件をまとめた表である。なお、初期残留電位は、カーボンブラック等の導電剤の添加量を変更することで調節可能である。具体的には、導電剤の添加量を増やすことにより誘電性は低下し、残留電位は減少する傾向がある。これに対して、導電剤の添加量を減らすことにより誘電性は向上し、残留電位は増加する傾向がある。また、初期帯電性は、現像ローラ１２の表面層１２ｃの形成時にフッ素を添加することで調製可能であり、フッ素の添加量を多くすることで初期帯電性を増加させることができる。
【００６８】
【表１】
【００６９】
次に、表１に示した検討条件に基づいて調整した現像ローラ１２を用いての判定方法について説明する。まず、それぞれの検討条件に基づいて調整した現像ローラ１２を有する現像装置１０を適用したプリンタ１００を用い、温度２２［℃］、湿度５０［％］の環境下で、５％デューティーパターンをドラムカウント数４５０回印刷した。なお、印刷時の現像ローラ１２には−２００［Ｖ］、供給ローラ１３には−３００［Ｖ］、帯電ローラ１４には−１０５０［Ｖ］、及び現像ブレード１９には−３００［Ｖ］の電圧を印加した。また、使用したプリンタ１００の印刷速度は、一般的な普通紙（坪量６８〜７５［ｇ／ｃｍ２］）で片面印刷３１［ｐｐｍ］である。
【００７０】
印刷終了後、プリンタ１００および現像装置１０をともに、温度２２［℃］、湿度５０［％］の環境下で、４８時間放置した。そして、４８時間後、現像ローラ１２、供給ローラ１３、帯電ローラ１４、及び現像ブレード１９に対して上記と同電圧をそれぞれ印加し、１００％デューティーパターンを印刷した。その後、現像装置１０から現像ローラ１２を取り外し、取り外した現像ローラ１２を感光体ドラムと接触させ、回転させながら所定の電圧を印加することで電気的にトナー１８を除去した。
【００７１】
次に、誘電緩和測定装置５０を用い、トナー１８を除去した現像ローラ１２の表面の残留電位の測定を行い、現像室部４０の残留電位と露出部４１の残留電位との比較を行った。同時に、印刷した１００％デューティーパターンの印刷濃度測定を図１４に示した箇所において行い、放置横帯判定を行った。また、低帯電性の副作用としてドラムかぶりが悪化することが考えられるため、白紙画像の印刷を行い、ドラムカブリ判定を行った。
【００７２】
上記判定結果を表２−１、表２−２および図１５に示す。表２−１、表２−２および図１５においては、放置横帯判定、ドラムかぶり判定の両判定結果が良好である場合は○と判定し、放置横帯判定、ドラムかぶり判定の何れか一方が不良である場合は×と判定した。
【００７３】
【表２−１】
【００７４】
【表２−２】
【００７５】
表２−１、表２−２および図１５に示すように、アクリル樹脂の重量割合Ａが６０［％］以上である場合、放置横帯、ドラムかぶりの判定結果が良好な範囲は存在しないことが明らかとなった。したがって、アクリル樹脂の重合割合Ａの良好範囲は、Ａ≦５０［％］と判断した。
【００７６】
初期帯電性Ｇの数値が大きすぎると、感光体ドラム１１への現像効率が低下することにより印刷濃度の低下が発生する。本実施形態においては、１００％デューティーパターンにおいて、Ｘ−Ｒｉｔｅ５００分光濃度計を用いて測定した印刷濃度値が１．３５以上となる初期帯電性Ｇの良好範囲は、５０［−μｑ／ｇ］以下となるため、アクリル樹脂の重合割合Ａにかかわらず、Ｇ≦５０となる。また、ドラムかぶり判定結果においては、アクリル樹脂の重合割合Ａにかかわらず、Ｇ≧３０となる。したがって、初期帯電性Ｇの良好範囲は、３０≦Ｇ≦５０と判断した。
【００７７】
また、放置横帯判定、ドラムかぶり判定において、良好な判定結果が得られる現像ローラ１２の初期残留電位Ｂは１５［Ｖ］以下である。したがって、アクリル樹脂の重合割合Ａにかかわらず、初期残留電位Ｂの良好範囲は、Ｂ≦１５と判断した。
【００７８】
図１５に示すように、アクリル樹脂の重合割合Ａが１５［％］以下では、初期残留電位Ｂの値にかかわらず、初期帯電性Ｇは３０≦Ｇ≦５０の範囲を満たす。しかしながら、アクリル樹脂の重合割合Ａが１５＜Ａ≦５０の範囲においては、該アクリル樹脂の重合割合Ａの値により初期帯電性Ｇの良好範囲が推移する。このとき、アクリル樹脂の重合割合Ａにかかわらず、放置横帯判定、ドラムかぶり判定の両判定結果が良好となる初期帯電性Ｇは３０≦Ｇ≦−０．８×Ｂ＋４４を満たす範囲となる。
【００７９】
これらのことより、アクリル樹脂の重量割合Ａ［％］、初期残留電位Ｂ［Ｖ］、初期帯電性Ｇ［−μｑ／ｇ］からなる以下の式の何れかを満たすことで、放置横帯、ドラムかぶりの発生を回避することができる。
（１５＜Ａ≦５０） Ｂ≦１５、３０≦Ｇ≦−０．８×Ｂ＋４４
（Ａ≦１５） Ｂ≦１５、３０≦Ｇ≦５０
【００８０】
以上のように、第１の実施形態によれば、アクリル樹脂の重量割合Ａ［％］、初期残留電位Ｂ［Ｖ］、初期帯電性Ｇ［−μｑ／ｇ］からなる
（１５＜Ａ≦５０） Ｂ≦１５、３０≦Ｇ≦−０．８×Ｂ＋４４
（Ａ≦１５） Ｂ≦１５、３０≦Ｇ≦５０
の何れかの式を満たすことで、現像ローラを回転させない状態で所定時間以上放置した後に印刷を行ったとしても、放置横帯の発生を防止することが可能な現像装置および画像形成装置を提供することができる。
【００８１】
［第２の実施形態］
第２の実施形態では、第１の実施形態で説明した効果に加え、放置前の感光体ドラムのドラムカウント数、放置時間、放置環境等の諸条件を考慮し、現像ローラを回転させない状態で放置したとしても、所定時間経過後に感光体ドラムの空回転を行うことで、より効果的に放置横帯の発生・悪化を防止することが可能な形態について説明する。なお、第２の実施形態の説明においては、第１の実施形態と同一な箇所についてはその説明を省略し、異なる箇所について説明する。
【００８２】
まず、本実施形態において検討を行った放置横帯に対する感光体ドラムの空回転の効果、並びに放置横帯の発生・悪化要因について説明する。
【００８３】
［電圧印加空回転による放置横帯の改善傾向］
放置横帯が発生した現像装置１０について、そのまま印刷を継続すると、最終的には発生した放置横帯が消失する傾向が見受けられる。図１６は、第１の実施形態において、［放置横帯発生の再現性］を検討した際に使用した現像装置を用い、［放置横帯発生の再現性］の検討にかかる印刷動作後、そのまま白紙を印刷して何枚目で放置横帯が消失するのかを評価したグラフである。なお、印刷時の現像ローラには−２００［Ｖ］、供給ローラには−３００［Ｖ］、帯電ローラには−１０５０［Ｖ］、及び現像ブレードには−３００［Ｖ］の電圧を印加した。また、使用したプリンタの印刷速度は、一般的な普通紙（坪量６８〜７５［ｇ／ｃｍ２］）で片面印刷３１［ｐｐｍ］である。また、印刷した白紙枚数は、感光体ドラムの回転数であるドラムカウント値で表記している。
【００８４】
図１６に示されるように、放置横帯が発生した時点からドラムカウント１００〜１５０程度で、濃度段差率は、放置横帯判定の良好閾値であるσ＝１．０５２を下回ることが明らかとなった。
【００８５】
［放置横帯の放置時間依存性］
次に、放置横帯の放置時間依存性について検討を行った。図１７に示すように、プリンタの放置時間が長くなるにつれ、放置横帯は悪化する傾向があり、放置時間２４時間以上で濃度段差率の良好閾値であるσ＝１．０５２を上回る結果となった。なお、放置前のドラムカウント数を４５０回、湿度を５０［％］とした。したがって、上記条件においては、２４時間以上放置したときに、感光体ドラムの空回転を実施することで放置横帯の悪化は回避されると考えられる。
【００８６】
［放置横帯の放置前ドラムカウント依存性］
次に、放置横帯の放置前ドラムカウント依存性について検討を行った。図１８に示すように、感光体ドラムの放置前ドラムカウントが多いほど放置横帯は悪化する傾向があり、約２４００回以上のドラムカウントで濃度段差率は飽和することが明らかとなった。したがって、同じ２４時間、プリンタを放置した場合でも、放置前のドラムカウントに応じて所定時間経過後に実施する必要空回転数が変動することになる。ここで、必要空回転数は、放置横帯が発生した現像装置１０の濃度段差率と放置横帯判定の良好閾値であるσ＝１．０５２との差分を図１６で示した直線の傾きである０．０００４で除した値となる。本実施形態においては、図１８に示されるように、放置前のドラムカウントを５つの範囲に分け、それぞれの条件で放置後の必要空回転数を設定する形態とした。ここで、ドラムカウントが４５０回以下では放置横帯判定結果は良好であるため、必要空回転数は、最低限の回数２０回に設定する。なお、回数０回と設定しないのは、空回転が行われずに放置され続けることによる放置横帯の発生・悪化を防止するためである。また、ドラムカウントが２４００回以上では、濃度段差率が飽和する傾向となるため、同じ必要空回転数に設定した。
【００８７】
［放置横帯の放置環境依存性］
一般的に放置横帯は放置環境の湿度が高いほど、改善されることが知られている。図１９に示すグラフは、第１の実施形態において、［放置横帯発生の再現性］を検討した際に放置環境の湿度を変更して検討した結果である。ただし、放置前のドラムカウント数を４５０回、放置時間を２４時間とした。図１９に示すように、放置環境の湿度が高いほど放置横帯は改善される傾向にあり、湿度５０［％］以上では、放置横帯判定は良好となっている。
【００８８】
これらのことより、放置時間２４時間後のタイミングで放置前のドラムカウントと放置環境の湿度とに応じた必要空回転数をもって感光体ドラムを空回転させることにより、放置横帯の発生・悪化を回避することが可能になると考えられる。
【００８９】
上記検討結果に基づき、ある程度の回数の印刷動作を行ったプリンタを湿度８０［％］以下の環境で２４時間以上放置する場合に、５つの範囲に分けたドラムカウントに応じて必要空回転数を設定するプリンタについて説明する。
【００９０】
図２０は、本実施形態にかかるプリンタの主な機能構成を説明するためのブロック図である。
【００９１】
本実施形態にかかるプリンタは、第１の実施形態にかかるプリンタ１００の構成に加え、タイムカウンタ３６と、温湿度センサ３７と、駆動制御部３８と、空回転数設定部としての空回転制御部３９とを備える。
【００９２】
タイムカウンタ３６は、所謂タイマであり、印刷動作が終了した時点からの放置経過時間を計測し、空回転制御部３９に出力する。
【００９３】
温湿度センサ３７は放置環境の温度、湿度を計測し、該計測結果を空回転制御部３９に出力する。
【００９４】
駆動制御部３８は、空回転制御部３９が出力した必要空回転数に基づき帯電ローラ用電源３２、現像ローラ用電源３３、供給ローラ用電源３４、転写ローラ用電源３５以外の各部材を統括的に制御する。
【００９５】
空回転制御部３９は、タイムカウンタ３６から入力された放置経過時間と、温湿度センサ３７から入力された計測結果に基づき、放置後２４時間経過後の必要空回転数を設定する。そして、空回転数制御部３９は設定した必要空回転数を駆動制御部３８、帯電ローラ用電源３２、現像ローラ用電源３３、供給ローラ用電源３４、転写ローラ用電源３５に出力する。
【００９６】
なお、空回転制御部３９から出力された必要空回転数に基づき帯電ローラ用電源３２、現像ローラ用電源３３、供給ローラ用電源３４、転写ローラ用電源３５はそれぞれのローラ部材に所定の電圧を印加する。
【００９７】
次に、本実施形態にかかる空回転動作について図２１のフローチャートを用いて説明する。
【００９８】
まず、印刷動作が終了すると、ステップＳ１において、タイマカウンタ３６は、印刷動作が終了した時点からの放置経過時間を計測し、空回転制御部３９に出力する。
【００９９】
最終印字からの経過時間が２４時間経過すると（ステップＳ２ Ｙｅｓ）、空回転制御部３９は、温湿度センサ３７から入力された湿度およびドラムカウンタ３１から入力されたドラムカウンタに基づき、必要空回転数を設定する（ステップＳ３）。
【０１００】
次に、空回転数制御部３９は、設定した必要空回転数を駆動制御部３８、帯電ローラ用電源３２、現像ローラ用電源３３、供給ローラ用電源３４、転写ローラ用電源３５に出力し、感光体ドラム１１の空回転を実行させる（ステップＳ４）。
【０１０１】
感光体ドラム１１の空回転が終了すると（ステップＳ５）、ドラムカウンタ３１は、ドラムカウントを再開し、タイマカウンタ３６は空回転が終了した時点からの放置経過時間の計測を開始する（ステップＳ６）。
【０１０２】
空回転が終了した時点から２４時間を経過すると（ステップＳ７）、空回転数制御部３９は、図中Ａの領域で示したステップＳ３以降の処理を繰り返す。
【０１０３】
一方、ステップＳ２において、最終印字からの経過時間が２４時間経過しておらず（ステップＳ２ Ｎｏ）、印刷動作が開始され（ステップＳ８）、該印刷動作が終了すると（ステップＳ９）、ドラムカウンタ３１は、ドラムカウントを再開し、タイマカウンタ３６は空回転が終了した時点からの放置経過時間の計測を開始する（ステップＳ６）。
【０１０４】
次に、第１の実施形態において、表１で示した現像ローラ１２のアクリル樹脂およびポリエーテル系ウレタン樹脂の合計重量に対するアクリル樹脂の重量割合Ａ［％］、初期残留電位Ｂ［Ｖ］、初期帯電性Ｇ［−μｑ／ｇ］がそれぞれ異なる現像ローラ１２を用い、第１の実施形態と同様に、放置横帯判定、ドラムかぶり判定を行った。なお、本判定では、印刷終了後４８時間放置するため、２回の空回転動作が実行されている。
【０１０５】
表３は、初期残留電位ＢがＢ≦１５、初期帯電性Ｇが３０≦Ｇ≦５０の範囲における放置横帯判定、ドラムかぶり判定の判定結果をまとめあたものである。表３に示されるように、Ｂ≦１５、３０≦Ｇ≦５０の範囲において、アクリル樹脂の重合割合Ａにかかわらず、放置横帯の発生・悪化を回避できる。
【０１０６】
【表３】
【０１０７】
以上のように、第２の実施形態によれば、表面層の初期残留電位Ｂ、初期帯電性ＧがそれぞれＢ≦１５、３０≦Ｇ≦５０の範囲を満たす現像ローラを備え、放置時間２４時間後のタイミングで放置前のドラムカウントと放置環境の湿度とに応じた必要空回転数をもって感光体ドラムを空回転させることにより、より効果的に放置横帯の発生・悪化を防止することができる。
【０１０８】
本発明は上記記述に限定されず、例えば、中間転写方式の画像形成装置にも適用可能である。また、プリンタのみならず、ＭＦＰ、ファックス、または複写機等にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１０ 現像装置
１１ 感光体ドラム
１２ 現像ローラ
１２ａ 導電性シャフト
１２ｂ 弾性層
１２ｃ 表面層
１３ 供給ローラ
１３ａ 導電性シャフト
１３ｂ 弾性層
１４ 帯電ローラ
１５ クリーニングブレード
１６ スペース
１７ トナーカートリッジ
１８ トナー
１９ 現像ブレード
２０ シール部材
２１ 露光装置
２２ 用紙搬送ローラ
２３ 用紙搬送経路
２４ 転写ローラ
２５ 定着装置
３０ 制御部
３１ ドラムカウンタ
３２ 帯電ローラ用電源
３３ 現像ローラ用電源
３４ 供給ローラ用電源
３５ 転写ローラ用電源
３６ タイムカウンタ
３７ 温湿度センサ
３８ 駆動制御部
３９ 空回転制御部
４０ 現像室部
４１ 露出部
５０ 誘電緩和測定装置
５１ キャリア
５２ 電圧印加部
５３ プローブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、電子写真方式の画像形成装置が備える現像装置は、主に像担持体としての感光体ドラム、感光体ドラムの表面を一様均一に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ、感光体ドラム表面に形成された静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させて現像する現像剤担持体としての現像ローラ、現像ローラにトナーを供給する現像剤供給部材としての供給ローラ、現像ローラ表面上のトナー層厚を規制する現像剤層厚規制部材としての現像ブレード等で構成されている。
【０００３】
上記現像装置において、感光体ドラム表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像する現像ローラの表面層は、アクリル樹脂およびウレタン樹脂の混合物から形成されるのが一般的である。そして、良好な画像品質を得るために、上記構成を有する現像装置においては、アクリル樹脂およびウレタン樹脂の合計重量に対するアクリル樹脂の重量割合、表面層の厚さ、又は現像ローラにトナーを供給する供給ローラのアスカーＦ硬度等の調節が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１７５３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記構成を有する現像装置を備えた画像形成装置では、特定のトナーを使用し、現像ローラを回転させない状態で所定時間以上放置した後で、印刷を開始すると、印刷画像上に現像ローラの回転周期毎の濃度むらが発生する場合がある（以下、該濃度むらを放置横帯と称する）。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、現像ローラを回転させない状態で所定時間以上放置した後に印刷を行ったとしても、放置横帯の発生を防止することが可能な現像装置および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明にかかる現像装置は、弾性層及び該弾性層を覆う表面層を有する現像剤担持体と、前記表面層に対して所定の圧接力をもって当接し、前記表面層上の現像剤の層厚を規制する現像剤層厚規制部材とを備え、前記表面層は、少なくともアクリル樹脂およびポリエーテル系ウレタン樹脂を有する混合物から形成され、前記アクリル樹脂および前記ポリエーテル系ウレタン樹脂の合計重量に対する前記アクリル樹脂の重量割合をＡ[％]、前記表面層に対して所定の間隔で配置されたコロナ放電器に６[ｋＶ]の電圧を印加してコロナ放電を発生させてから０．１秒後の前記表面層の表面電位を残留電位Ｂ[Ｖ]、前記現像剤層厚規制部材の前記表面層に対する当接位置から回転方向下流側にかけての前記表面層上の現像剤重量に対する現像剤電荷量の割合をＧ[−μｑ／ｇ]としたとき、１５＜Ａ≦５０の場合、Ｂ≦１５、３０≦Ｇ≦−０．８×Ｂ＋４４、またはＡ≦１５の場合、Ｂ≦１５、３０≦Ｂ≦５０の何れかの条件を満たすことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかる画像形成装置は、上記記載の現像装置と、前記現像剤担持体と接触し、前記現像剤担持体から供給された前記現像剤により現像剤画像を形成する像担持体とを備えることを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明にかかる画像形成装置は、弾性層及び該弾性層を覆う表面層を有する現像剤担持体と、前記表面層に対して所定の圧接力をもって当接し、前記表面層上の現像剤の層厚を規制する現像剤層厚規制部材と、前記現像剤担持体と接触し、前記現像剤担持体から供給された前記現像剤により現像剤画像を形成する像担持体と、放置環境の湿度を計測する湿度センサと、前記像担持体の回転数を計測する回転数計測部と、放置環境の湿度及び放置前における前記像担持体の回転数から空回転数を設定する空回転数設定部と、放置後２４時間後のタイミングにおいて前記空回転数設定部が算出した前記空回転数に基づき前記像担持体を回転させる制御部とを備え、前記表面層は、少なくともアクリル樹脂およびポリエーテル系ウレタン樹脂を有する混合物から形成され、前記表面層に対して１[ｍｍ]の間隔で配置されたコロナ放電器に６[ｋＶ]の電圧を印加してコロナ放電を発生させてから０．１秒後の前記表面層の表面電位を残留電位Ｂ[Ｖ]、前記現像剤層厚規制部材の前記表面層に対する当接位置から回転方向下流側にかけての前記表面層上の現像剤重量に対する現像剤電荷量の割合をＧ[−μｑ／ｇ]としたとき、Ｂ≦１５、３０≦Ｂ≦５０の条件を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、現像ローラを回転させない状態で所定時間以上放置した後に印刷を行ったとしても、放置横帯の発生を防止することが可能な現像装置および画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】プリンタの概略断面図である。
【図２】プリンタの主な機能構成を説明するためのブロック図である。
【図３】現像ローラの概略断面図である。
【図４】供給ローラの概略断面図である。
【図５】供給ローラの形状を説明する図である。
【図６】現像ブレードの現像ローラに対する当接状態を示す図である。
【図７】現像ローラと供給ローラとの重なりから形成されるＮＩＰ部を説明するための部分拡大図である。
【図８】５％デューティーパターンを説明する図である。
【図９】１００％デューティーパターンを説明する図である。
【図１０】放置横帯を説明する図である。
【図１１】現像装置を説明する図である。
【図１２】誘電緩和測定装置を説明する図である。
【図１３】誘電緩和測定装置を説明する図である。
【図１４】印刷濃度測定箇所を説明する図である。
【図１５】判定結果をまとめたグラフである。
【図１６】電圧印加空回転による放置横帯の改善傾向を説明するグラフである。
【図１７】放置横帯の放置時間依存性を説明するグラフである。
【図１８】放置横帯の放置前ドラムカウント依存性を説明するグラフである。
【図１９】放置横帯の放置環境依存性を説明する図である。
【図２０】プリンタの主な機能構成を説明するためのブロック図である。
【図２１】空回転動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００１３】
[第１の実施形態]
第１の実施形態の説明においては、まず、本発明にかかる現像装置を適用した画像形成装置としてのプリンタについて説明する。
【００１４】
図１は、プリンタ１００の概略断面図である。プリンタ１００は、前述したように、電子写真方式により用紙Ｐ上に画像を形成することが可能な画像形成装置である。このような機能を実現するプリンタ１００には、用紙搬送ローラ２２ａを始点とし、用紙搬送ローラ２２ｂを介して用紙搬送ローラ２２ｃを終点とする略Ｓ字状に形成された用紙搬送経路２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ）に沿って現像装置１０、転写ローラ２４、定着装置２５等が設けられている。
【００１５】
現像装置１０は、用紙搬送経路２３ｂに沿って着脱自在に装着されており、露光装置２１から照射された照射光によって感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像に現像剤としてのトナー１８を付着させて現像し、トナー像を形成する。現像装置１０については後ほど詳細に説明する。
【００１６】
露光装置２１は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子から構成されるＬＥＤヘッドとレンズアレイとを有し、画像データに基づいてＬＥＤ素子から照射される照射光が感光体ドラム１１の表面に結像する位置となるように配設される。
【００１７】
転写ローラ２４は、導電性ゴム等で形成され、感光体ドラム１１に対向して圧接するように配設される。転写ローラ２３は、後述する転写ローラ用電源３５から印加されたバイアス電圧により、感光体ドラム１１の表面で現像されたトナー像を用紙Ｐに転写させる。
【００１８】
定着装置２５は、現像装置１０以降の用紙搬送経路２３下流側に配設されており、ヒートローラと、バックアップローラと、サーミスタとを備える。ヒートローラは、例えば、アルミニウム等からなる中空円筒状の芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡ（テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブを被覆することによって形成されている。そして、その芯金内には、例えば、ハロゲンランプ等の加熱ヒータが設けられている。バックアップローラは、例えば、アルミニウム等からなる芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡチューブを被覆した構成であり、ヒートローラとの間にＮＩＰ部が形成されるように配設されている。サーミスタは、ヒートローラの表面温度検出手段であり、ヒートローラの近傍に非接触で配設される。サーミスタが検出したヒートローラの表面温度の検出結果に基づき、加熱ヒータを制御することで、ヒートローラの表面温度は所定の温度に維持される。トナー像が転写された用紙Ｐが所定の温度に維持されたヒートローラとバックアップローラとから形成されるＮＩＰ部を通過することで、熱及び圧力が付与され、用紙Ｐ上のトナーが溶融し、トナー像は定着される。
【００１９】
なお、図１には示されていないが、プリンタ１００を構成する他の部材として、プリンタ１００は、図２で説明する制御部３０として機能するＣＰＵ（Central Processing Unit）、プリンタ１００の動作を制御する制御プログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵのワーキングエリアとして使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）、画像データや制御コマンド等を受信する各種インタフェース部、インタフェース部を介して入力された印刷データを受け取ると共に、該印刷データを編集処理することによって形成された画像データを記憶する画像データ編集メモリ、プリンタ１００の動作状態を表示するための、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示手段を備える表示部、ユーザからの指示を受付けるための、例えば、タッチパネル等の入力手段を備える操作部、プリンタ１００の動作状態を監視するための、例えば、用紙位置検出センサ、濃度センサ等の各種センサ、画像データ編集メモリに記憶された画像データを露光装置２１に出力し、露光装置２１が備えるＬＥＤヘッドの駆動を制御するヘッド駆動制御部、定着装置２５の温度を制御する温度制御部、用紙Ｐを用紙搬送経路２３に沿って搬送する用紙搬送ローラ２２ａ、２２ｂ、２２ｃを回転させるための駆動モータを制御する用紙搬送モータ制御部、感光体ドラム１１等の各種ローラを回転させるための駆動モータを制御する駆動制御部等を備える。
【００２０】
さらに、プリンタ１００の機能構成について説明する。図２は、プリンタ１００の主な機能構成を説明するためのブロック図である。
【００２１】
プリンタ１００は、制御部３０と、帯電ローラ用電源３２と、現像ローラ用電源３３と、供給ローラ用電源３４と、転写ローラ用電源３５とを備える。
【００２２】
制御部３０は、プリンタ１００全体の動作を統括的に制御する。また、制御部３０は、感光体ドラム１１の回転数を計測する回転数計測部としてのドラムカウンタ３１を備える。
【００２３】
帯電ローラ用電源３２は、制御部３０の指示に基づき、帯電ローラ１４に所定の電圧を印加し、感光体ドラム１１の表面を一様均一に帯電させる。
【００２４】
現像ローラ用電源３３は、静電潜像にトナー１８を付着させるために現像剤担持体としての現像ローラ１２に所定の電圧を印加する。
【００２５】
供給ローラ用電源３４は、現像ローラ１２にトナー１８を供給するために現像剤供給部材としての供給ローラ１３に所定の電圧を印加する。
【００２６】
転写ローラ用電源３５は、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写するために転写ローラ２４に所定の電圧を印加する。
【００２７】
次に、現像装置１０について説明する。図１に示すように、現像装置１０は、図中矢印方向に回転可能に支持された像担持体としての感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１に対向して配設され、回転可能に支持された現像剤担持体としての現像ローラ１２と、現像ローラ１２に対向して配設され、回転可能に支持された現像剤供給部材としての供給ローラ１３と、感光体ドラム１１の回転方向上流側に圧接するように配設された帯電ローラ１４と、感光体ドラム１１の表面の所定位置に当接するように配設されたクリーニングブレード１５と、クリーニングブレード１５により掻き落とされた廃トナーが落下する位置に設けられたスペース１６と、供給ローラ１３の上方に形成され所定量のトナー１８を収容するトナーカートリッジ１７と、現像装置１０の筐体内壁に支持され現像ローラ１２の所定位置にそのエッジ部分が当接するように配設された現像剤層厚規制部材としての現像ブレード１９と、現像ローラ１２からのトナー１８の漏洩を防止するためのシール部材２０とを備える。
【００２８】
感光体ドラム１１は導電性支持体と光導電層によって構成され、導電性支持体としてのアルミニウムの金属パイプに光導電層としての電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層した構成の有機感光体であり、露光装置２０から照射された照射光によって画像データに基づく静電潜像を形成する。
【００２９】
現像ローラ１２は、図３の概略断面図に示すように、例えば、芯金であるＳＵＳ等の導電性シャフト１２ａ上に弾性層１２ｂが周設され、さらに弾性層１２ｂ上にトナー１８を帯電させるための表面層１２ｃが周設されている。弾性層１２ｂは、例えば、ポリエーテル系ウレタン樹脂で形成され、抵抗値調整や強度確保のために、電子導電剤であるカーボンブラック（例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等）および炭酸カルシウム、シリカといった絶縁性無機微粒子が添加されている。なお、本実施形態にかかる弾性層１２ｂのアスカーＣ硬度は７８［°］である。この弾性層１２ｂの硬度を示すアスカーＣ硬度は、例えば、アスカーＣ硬度計（高分子計器（株） 製）を用い、ローラ外周の頂点に硬度計の圧子を接触させることで測定可能である。
【００３０】
表面層１２ｃは、アクリル樹脂とウレタン樹脂とを含む混合物で構成されている。表面層１２ｃを構成するアクリル樹脂としては、種々のアクリル酸またはメタクリル酸の誘導体を重合して得られる高分子を主鎖としたものを使用することができ、例えば、メタクリル酸−メタクリル酸メチル重合体を主鎖とするものを用いることができる。また、ウレタン樹脂としては、熱可塑性のポリエーテル系ウレタン樹脂やポリエステル系ウレタン樹脂等を使用することができる。このような表面層１２ｃは、例えば、所定の溶媒にアクリル樹脂とウレタン樹脂とを溶解させた溶液を弾性層１２ｂ上に所望の方法で塗布し、加熱乾燥することで上記溶媒を揮発させ、弾性層１２ｂ上に表面層１２ｃを周設することができる。そして、表面層１２ｃには、半導電性の性質となるように、カーボンブラック等の電子導電剤を添加してもよく、その添加量は、樹脂成分１００重量部に対して０．１〜１０重量部の範囲で添加するのが好ましい。
【００３１】
本実施形態にかかる表面層１２ｃの層厚は２．０［μｍ］とした。このような導電性シャフト１２ａ、弾性層１２ｂ、および表面層１２ｃからなる現像ローラ１２の形状はストレート形状であり、そのローラゴム部の外径φｓは１９．６［ｍｍ］、導電性シャフト１２ａの外径φｓは１２．０［ｍｍ］、ローラゴム部の全長は３４８［ｍｍ］とした。なお、表面層１２ｃの１０点平均表面粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）は、５〜９［μｍ］とすることが好ましい。この１０点平均表面粗さＲｚは、サーフコーダＳＥＦ３５００（（株）小坂研究所 製）によって計測することができる。
【００３２】
供給ローラ１３は、図４の概略断面図に示すように、芯金である導電性シャフト１３ａ上に弾性層１３ｂが周設されている。導電性シャフト１３ａは外径φｓ６．０［ｍｍ］のＳＵＭ材に無電解ニッケルメッキ処理を施したものを使用した。また、弾性層１３ｂは導電性シリコーンゴム発泡体で形成され、外形は、図５に示すように、長手方向端部の外径が中央部の外径よりも小さいクラウン形状である。中央部の外径φｓは１４．８［ｍｍ］、であり、中央部の外径に対する長手方向端部の外径φｓの比率は０．９７５とした（図５中 外径ｙ／外径ｘ≒外径ｚ／外径ｘ＝０．９７５）。また、ローラゴム部の全長は３３６［ｍｍ］である。ところで、上記発泡体の密度は発泡倍率、平均セル径により異なり、特に限定はされないが、例えば、平均セル径は、２００〜５００［μｍ］とすることが好ましい。平均セル径は、重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）等の有機発泡剤等の発泡剤の量や種類、加硫時間や加硫温度をコントロールすることで所望の値を得ることができる。例えば、平均セル径を大きくする場合、発泡剤の量を増やす、加硫時間を長くする、または加硫温度を高くするといった方法により行うことができる。
【００３３】
また、弾性層１３ｂには、カーボンブラック等の電子導電剤が添加され、半導電性が付与されている。そして、弾性層１３ｂのアスカーＦ硬度は４６〜６２［°］である。ここで、アスカーＦ硬度が６３［°］以上である場合、本構成においては、現像ローラ１２と供給ローラ１３との間でのトナー１８における摩擦帯電が大きくなり、汚れの発生の要因となりうる。また、アスカーＦ硬度が４５［°］以下である場合、供給ローラ１３から現像ローラ１２に対して十分な量のトナー１８を供給することができず、カスレの発生の要因となりうる。
【００３４】
このような構成を有する供給ローラ１３は以下の製造方法により製造することができる。まず、有機溶剤等で洗浄し油分を除去した導電性シャフト１３ａと弾性層１３ｂとしての導電性シリコーンゴム発泡体とを押し出し成型機にて一体化し、次いで、赤外線オーブン等にて発泡、硬化させる。その後、約１８０〜２２５［℃］の温度で５〜１０時間程度、２次加硫処理を行い、粗研磨、フィニッシャー研磨等を経て所望の外径を有する供給ローラ１３を得ることができる。
【００３５】
帯電ローラ１４は、感光体ドラム１１の表面に接して設けられ、金属シャフトと半導電性エピクロロヒドリンゴムによって構成されている。帯電ローラ１４は、帯電ローラ用電源３２から印加された所定の電圧により感光体ドラム１１表面を一様均一に帯電させる。
【００３６】
クリーニングブレード１５は、感光体ドラム１１の表面の所定位置に接して設けられ、感光体ドラム１１の表面に残留した転写残トナーを感光体ドラム１１の回転に伴い掻き落とす。
【００３７】
スペース１６はトナーを搬送する搬送部材が収容される空間であり、クリーニングブレード１５により掻き落とされた転写残トナーは、廃トナーとして該搬送部材により図示せぬ回収容器に搬送される。
【００３８】
トナーカートリッジ１７は、画像形成に用いられるトナー１８を収容する箱型部材である。なお、本実施形態において用いることができるトナー１８は、特に限定はされないが、例えば、粒径４〜８［μｍ］の非磁性一成分の負帯電重合トナーを用いることができる。
【００３９】
現像ブレード１９は、現像ローラ１２の表面の所定位置において、カウンタ方向に所定の圧接力で当接するように配設されたステンレス製の現像剤層厚規制部材であり、現像ローラ１２の表面上のトナー１８の層厚を規制する。図６は、本実施形態にかかる現像ブレード１９の現像ローラ１２に対する当接状態を示す図である。図６に示すように、現像ブレード１９は、エッジ部分において現像ローラ１２の表面と当接している。ここで、当接部分の曲率半径をＲ［ｍｍ］とすると、本実施形態においては、曲率半径Ｒを０．１５〜０．３５［ｍｍ］と設定した。
【００４０】
シール部材２０は、例えば、発泡ウレタンを現像ローラ１２の形状に合わせて、厚み約３ｍｍの円弧状に形成し、かつ、現像ローラ１２と周擦する部分に厚み約０．０８ｍｍのフィルム状のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を設けたものである。なお、ＰＴＦＥはフィルム形状の他に繊維状に成型したものを織り合わせたフェルト形状のものを用いることもできる。
【００４１】
図７は、上記構成を有する現像ローラ１２と供給ローラ１３との重なりから形成されるＮＩＰ部を説明するための部分拡大図である。基本的に現像ローラ１２と供給ローラ１３とは逆方向に回転し、両ローラの周速比に応じて現像ローラ１２と供給ローラ１３との間の摩擦力が支配される構造である。本実施形態においては、現像ローラ１２と供給ローラ１３との芯金中心間距離Ｌ１を１６．２５［ｍｍ］に設定している。そして、現像ローラ１２の直径をφｄ［ｍｍ］、供給ローラ１３の直径をφｓ［ｍｍ］とし、両ローラの重なり量Ｎ［ｍｍ］は、
Ｎ＝（φｄ＋φｓ）／２−Ｌ１
の式で求めることができ、本実施形態では、重なり量Ｎは１．１０［ｍｍ］とした。
【００４２】
次に、このような構成を備えたプリンタ１００の印刷動作について説明する。
【００４３】
まず、例えば、パーソナルコンピュータ等の上位装置から図示せぬインターフェースを介して印刷実行命令が入力されると、制御部３０は、図示せぬ駆動制御部を制御して、感光体ドラム１１を図１中矢印方向へ所定の周速度をもって回転させる。
【００４４】
同時に、制御部３は、所定の電圧を帯電ローラ１４に印加するよう帯電ローラ用電源３２に指示を与える。指示を受けた帯電ローラ用電源３２は帯電ローラ１４に所定の電圧を印加し、感光ドラム１１の表面を一様均一に帯電させる。なお、本実施形態においては、帯電ローラ７に−１０５０Ｖの電圧を印加した。
【００４５】
次に、制御部３０は、入力された画像データに基づくイメージデータを図示せぬヘッド駆動制御部に出力する。ヘッド駆動制御部は、入力されたイメージデータに基づく光を照射するよう露光装置２０が備えるＬＥＤヘッドを制御し、感光ドラム１１上に静電潜像を形成させる。
【００４６】
ここで、トナーカートリッジ１７に収容されたトナー１８は、供給ローラ用電源３４によって電圧が印加された供給ローラ１３により現像ローラ１２に供給される。なお、本実施形態においては、供給ローラ１３に−３００Ｖの電圧を印加した。
【００４７】
現像ローラ１２の表面の所定位置に配設された現像ブレード１９は、供給ローラ１３から供給されたトナー１８を均一な層厚に形成する。そして、現像ローラ１２と感光ドラム１１との間において、感光ドラム１１上に形成された静電潜像に対応する電気力線により、トナー１８が静電潜像部分に付着することでトナー画像が現像される。なお、本実施形態においては、現像ローラ１２に−２００Ｖの直流電圧を印加した。
【００４８】
上記トナー画像の形成動作に合わせて、制御部３０は、用紙搬送ローラ２１ａ、２１ｂ、２１ｃを回転させるよう図示せぬ用紙搬送モータ制御部に対して指示を与える。用紙搬送ローラ２１ａ、２１ｂの回転に伴い、用紙Ｐは用紙搬送経路２２ａ、２２ｂを経て現像装置１０に搬送される。
【００４９】
そして、転写ローラ用電源３５により所定の電圧が印加された転写ローラ２３により、用紙Ｐ上にトナー画像が転写される。
【００５０】
その後、用紙Ｐは、定着装置２４に搬送される。そして、ヒートローラから付与される熱によりトナーが溶融され、さらに、ヒートローラとバックアップローラとから形成されるＮＩＰ部において圧接されることにより、トナー画像が用紙Ｐ上に定着する。トナー画像が定着された用紙Ｐは、用紙搬送ローラ２１ｃの回転により用紙搬送経路２２ｃ、２２ｄを経てプリンタ１００外部に排出され、一連の印刷動作が終了する。
【００５１】
なお、トナー剤画像が転写された後の感光ドラム１１上には、若干のトナー１８が残留する場合があるが、この残留トナー１８は、クリーニングブレード１５によって除去され、クリーニングされた感光ドラム１１は繰り返して使用される。
【００５２】
さて、前述したように、現像ローラを回転させない状態で所定時間以上放置した後で、印刷を開始すると印刷画像上に放置横帯が発生する。以下の説明においては、初めに放置横帯発生の再現性について説明するとともに、放置横帯の発生を防止する上で検討した各種パラメータについて説明する。
【００５３】
［放置横帯発生の再現性］
まず、従来の現像ローラを有する現像装置を適用したプリンタを用い、温度２２［℃］、湿度５０［％］の環境下で、図８に示すような５％デューティーパターン（図９に示すベタ印刷画像を１００％デューティーパターンとする）をドラムカウント数４５０回印刷した。なお、印刷時の現像ローラには−２００［Ｖ］、供給ローラには−３００［Ｖ］、帯電ローラには−１０５０［Ｖ］、及び現像ブレードには−３００［Ｖ］の電圧を印加した。また、使用したプリンタの印刷速度は、一般的な普通紙（坪量６８〜７５［ｇ／ｃｍ２］）で片面印刷３１［ｐｐｍ］である。
【００５４】
印刷終了後、プリンタおよび現像装置をともに、温度２２［℃］、湿度５０［％］の環境下で、４８時間放置した。そして、４８時間後、現像ローラ、供給ローラ、帯電ローラ、及び現像ブレードに対して上記と同電圧をそれぞれ印加し、図９に示す１００％デューティーパターンを印刷すると、図１０に示されるように、現像ローラの回転周期毎に印刷濃度が濃い部分が横帯状となって現れた。
【００５５】
これは、図１１に示すように、現像装置１０’内の現像ローラ１２’上において、現像ブレード１９’に接している位置から供給ローラ１３’を通ってシール部材２０’に接している位置までの範囲を現像室部４０、反対に現像ブレード１９’に接している位置から感光体ドラム１１’を通ってシール部材２０’に接している位置までの範囲を露出部４１と称すると、上記放置横帯は、現像室部４０と露出部４１とにおける帯電性が異なるために発生したものである。
【００５６】
したがって、現像ローラ１２が示す各種パラーメータ特性に基づき、放置横帯およびドラムかぶりを判定することで、放置横帯の発生を防止することが可能な現像装置および画像形成装置を得ることができる。以下に、各種パラメータ特性の測定方法、放置横帯およびドラムかぶりの判定方法について説明する。
【００５７】
［パラメータ特性測定方法］
１．現像ローラの表面電位（残留電位Ｂ［Ｖ］）の測定
図１２は、現像ローラ上の残留電位を測定するために用いた誘電緩和測定装置５０を説明する図である。誘電緩和測定装置５０として、Ｑｕａｌｉｔｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ社製のＤＲＡ−２０００Ｌを用いた。本測定装置によれば、現像ローラ１２表面にコロナ電圧を印加後、電位衰退後の現像ローラ１２表面に介在する電荷から残留電位を算出することができる。このとき、残留電位の値が大きいほど、残留電荷が大きく誘電的性質が強いといえる。
【００５８】
誘電緩和測定装置５０は現像ローラ１２の表面にコロナ電圧を印加するコロナ電圧印加部（コロナ放電器）５２と現像ローラ１２の表面の電荷を収得するプローブ（表面電位計）５３とが図１２に示す配設位置で設けられたキャリア５１を有する。キャリア５１は、現像ローラ１２の長手方向に対して移動自在となるように設けられている。なお、本実施形態においては、プローブ５３と現像ローラ１２の表面との距離は１［ｍｍ］に固定されており、プローブ５３はコロナ電圧印加部５２による６［ｋＶ］のコロナ電圧印加後、０．１秒後の現像ローラ１２の残留電位を測定する。そして、キャリア５１が現像ローラ１２の両端部を往復する毎に現像ローラ１２は任意の回転角度だけ回転し、最終的に３６０度回転するまで該回転動作を繰り返す。
【００５９】
図１３は、誘電緩和測定装置５０の閉鎖型等価回路図である。現像ローラ１２の表面においてコロナ放電により発生した電流は、電流センサによって検知される。キャパシタンス部分は、発生した電流、電圧が経時で減衰することを示しており、両者はコロナ電圧印加後の時間の関数となる。
【００６０】
そして、放置横帯が発生した現像装置１０内の現像ローラ１２について残留電位の測定を行ったところ、現像室部４０は７［Ｖ］、露出部４１は１０［Ｖ］であった。なお、残留電位測定の際には、現像装置１０から現像ローラ１２を取り外し、取り外した現像ローラ１２を感光体ドラムと接触させ、回転させながら所定の電圧を印加することで、電気的にトナー１８を除去している。図１０に示される印刷画像の濃度が濃くなっている箇所は、残留電位が露出部４１よりも低い現像室部４０に相当する印刷箇所であることが確認された。したがって、放置横帯の発生改善の為には、現像室部４０の残留電位と露出部４１の残留電位とのギャップが小さいことが望ましく、放置後の現像室部４０の残留電位Ｖａ［Ｖ］、露出部４１の残留電位Ｖｂ［Ｖ］で表される下記式の比率Ｓｖの値が１に近づくほど、放置横帯の発生改善を図ることができる。
Ｓｖ＝Ｖａ／Ｖｂ
【００６１】
２．トナー層厚規制後の現像ローラ上のトナーの質量Ｍに対する電荷量Ｑの割合Ｇ
本実施形態においては、現像ブレード１９の現像ローラ１２に対する当接位置から該現像ローラ１２の回転方向下流側の表面上、すなわち、現像ブレード１９によるトナー層厚規制後の現像ローラ１２の表面上に介在するトナー１８の質量Ｍに対する電荷量Ｑの割合Ｇ（Ｑ／Ｍ［−μｑ／ｇ］）と称し、現像ローラ１２の帯電性のパラメータとする。測定方法としては、１枚の白紙を印刷後にプリンタ１００から現像装置１０を取り出し、現像ローラ１２の表面上に介在するトナー１８を採取後、採取したトナー１８の電荷量と質量を測定し下記式からＧを算出する。ここで、トナー１８は負帯電性であるため、算出値の符号はマイナスである。
Ｇ＝Ｑ／Ｍ［−μｑ／ｇ］
【００６２】
なお、このときの印刷環境は温度２２［℃］、湿度５０［％］であり、印刷時の現像ローラ１２には−２００［Ｖ］、供給ローラ１３には−３００［Ｖ］、帯電ローラ１４には−１０５０［Ｖ］、及び現像ブレード１９には−３００［Ｖ］の電圧を印加した。トナー１８の電荷測定にはＱ／Ｍメーター（トレックジャパン社製 Ｍｏｄｅｌ２１０ＨＳ）、重量測定には電子分析天秤（ザルトリウス（日本シイベルヘグナー）社製 ＢＰ２１０−Ｄ）をそれぞれ使用した。
【００６３】
［放置横帯判定方法］
次に、放置横帯判定方法について説明する。本実施形態においては、下記式で表される放置横帯の判定基準として印刷画像上での横帯部分の濃度値Ｄａと非横帯部分の濃度値Ｄｂの比率である濃度段差率σを用いた。濃度測定には、キャノンアイテック株式会社製のＸ−Ｒｉｔｅ５００分光濃度計を用いた。
σ＝Ｄａ／Ｄｂ
【００６４】
濃度段差率σを基準として、放置横帯が視覚的に確認できない判定○をσ＜１．０５２、濃度段差が大きく放置横帯が非常に目立つ判定×をσ≧１．０５２とした。測定箇所は、図１４に示した箇所であり、濃度値Ｄａは濃度値Ｄａ１〜濃度値Ｄａ５の平均値、濃度値Ｄｂは濃度値Ｄｂ１〜濃度値Ｄｂ５の平均値から算出した。
【００６５】
［ドラムかぶり判定方法］
ドラムかぶりは、正常に帯電したトナー１８に対して、低い帯電性のトナー１８や逆極性に帯電したトナー１８によって印刷画像の背景部分、すなわち、非印刷部分にトナー１８が付着することで発生する。ドラムかぶり判定方法としては、白紙画像の現像中に現像装置１０を停止し、現像後転写前の感光体ドラム１１の表面上のトナー１８を粘着テープ（住友スリーエム社製 スコッチテープ）に付着させた。そして、該粘着テープを白色の記録用紙に貼り付け、リファレンスとして粘着テープのみを記録用紙に貼り付けた場合との色差△Ｅを分光測色計（コニカミノルタ社製 ＣＭ−２６００ｄ）を用いて測定した。ここで、色差△Ｅが小さいときには、ドラムかぶりにかかるトナー１８が少ないことを示している。本実施形態においては、△Ｅ＜１．５を○、△Ｅ≧１．５を×とした。
【００６６】
前述したように、放置横帯の発生条件として、現像室部４０の残留電位が露出部４１の残留電位に比べて低いことが挙げられる。過去の研究結果から、現像ローラ１２が組み込まれた現像装置１０を用いて印刷を行った後、数日間放置すると、使用開始時等の初期に比べて現像ローラ１２の表面の残留電位が高くなることが明らかとなっている。しかしながら、露出部４１の残留電位変動に比べて現像室内４０の残留電位変動は小さいことから、現像室部４０の残留電位と露出部４１の残留電位とのギャップが生じると考えられる。また、現像ローラ１２の表面層１２ｃに含まれるアクリル樹脂の感応基とトナー１８とが反応することも残留電位変動の要因の一つと考えられている。そこで、本実施形態では、アクリル樹脂の含有量（アクリル樹脂およびポリエーテル系ウレタン樹脂の合計重量に対するアクリル樹脂の重量割合）を調製することで、放置による残留電位変動を抑えることを検討した。また、その際の初期残留電位、初期帯電性（トナー層厚規制後の現像ローラ上のトナーの質量Ｍに対する電荷量Ｑの割合）を現像ローラ１２の特性パラメータとして併せて検討した。
【００６７】
表１は、現像ローラ１２のアクリル樹脂およびポリエーテル系ウレタン樹脂の合計重量に対するアクリル樹脂の重量割合Ａ［％］、初期残留電位Ｂ［Ｖ］、初期帯電性Ｇ［−μｑ／ｇ］の検討条件をまとめた表である。なお、初期残留電位は、カーボンブラック等の導電剤の添加量を変更することで調節可能である。具体的には、導電剤の添加量を増やすことにより誘電性は低下し、残留電位は減少する傾向がある。これに対して、導電剤の添加量を減らすことにより誘電性は向上し、残留電位は増加する傾向がある。また、初期帯電性は、現像ローラ１２の表面層１２ｃの形成時にフッ素を添加することで調製可能であり、フッ素の添加量を多くすることで初期帯電性を増加させることができる。
【００６８】
【表１】
【００６９】
次に、表１に示した検討条件に基づいて調整した現像ローラ１２を用いての判定方法について説明する。まず、それぞれの検討条件に基づいて調整した現像ローラ１２を有する現像装置１０を適用したプリンタ１００を用い、温度２２［℃］、湿度５０［％］の環境下で、５％デューティーパターンをドラムカウント数４５０回印刷した。なお、印刷時の現像ローラ１２には−２００［Ｖ］、供給ローラ１３には−３００［Ｖ］、帯電ローラ１４には−１０５０［Ｖ］、及び現像ブレード１９には−３００［Ｖ］の電圧を印加した。また、使用したプリンタ１００の印刷速度は、一般的な普通紙（坪量６８〜７５［ｇ／ｃｍ２］）で片面印刷３１［ｐｐｍ］である。
【００７０】
印刷終了後、プリンタ１００および現像装置１０をともに、温度２２［℃］、湿度５０［％］の環境下で、４８時間放置した。そして、４８時間後、現像ローラ１２、供給ローラ１３、帯電ローラ１４、及び現像ブレード１９に対して上記と同電圧をそれぞれ印加し、１００％デューティーパターンを印刷した。その後、現像装置１０から現像ローラ１２を取り外し、取り外した現像ローラ１２を感光体ドラムと接触させ、回転させながら所定の電圧を印加することで電気的にトナー１８を除去した。
【００７１】
次に、誘電緩和測定装置５０を用い、トナー１８を除去した現像ローラ１２の表面の残留電位の測定を行い、現像室部４０の残留電位と露出部４１の残留電位との比較を行った。同時に、印刷した１００％デューティーパターンの印刷濃度測定を図１４に示した箇所において行い、放置横帯判定を行った。また、低帯電性の副作用としてドラムかぶりが悪化することが考えられるため、白紙画像の印刷を行い、ドラムカブリ判定を行った。
【００７２】
上記判定結果を表２−１、表２−２および図１５に示す。表２−１、表２−２および図１５においては、放置横帯判定、ドラムかぶり判定の両判定結果が良好である場合は○と判定し、放置横帯判定、ドラムかぶり判定の何れか一方が不良である場合は×と判定した。
【００７３】
【表２−１】
【００７４】
【表２−２】
【００７５】
表２−１、表２−２および図１５に示すように、アクリル樹脂の重量割合Ａが６０［％］以上である場合、放置横帯、ドラムかぶりの判定結果が良好な範囲は存在しないことが明らかとなった。したがって、アクリル樹脂の重合割合Ａの良好範囲は、Ａ≦５０［％］と判断した。
【００７６】
初期帯電性Ｇの数値が大きすぎると、感光体ドラム１１への現像効率が低下することにより印刷濃度の低下が発生する。本実施形態においては、１００％デューティーパターンにおいて、Ｘ−Ｒｉｔｅ５００分光濃度計を用いて測定した印刷濃度値が１．３５以上となる初期帯電性Ｇの良好範囲は、５０［−μｑ／ｇ］以下となるため、アクリル樹脂の重合割合Ａにかかわらず、Ｇ≦５０となる。また、ドラムかぶり判定結果においては、アクリル樹脂の重合割合Ａにかかわらず、Ｇ≧３０となる。したがって、初期帯電性Ｇの良好範囲は、３０≦Ｇ≦５０と判断した。
【００７７】
また、放置横帯判定、ドラムかぶり判定において、良好な判定結果が得られる現像ローラ１２の初期残留電位Ｂは１５［Ｖ］以下である。したがって、アクリル樹脂の重合割合Ａにかかわらず、初期残留電位Ｂの良好範囲は、Ｂ≦１５と判断した。
【００７８】
図１５に示すように、アクリル樹脂の重合割合Ａが１５［％］以下では、初期残留電位Ｂの値にかかわらず、初期帯電性Ｇは３０≦Ｇ≦５０の範囲を満たす。しかしながら、アクリル樹脂の重合割合Ａが１５＜Ａ≦５０の範囲においては、該アクリル樹脂の重合割合Ａの値により初期帯電性Ｇの良好範囲が推移する。このとき、アクリル樹脂の重合割合Ａにかかわらず、放置横帯判定、ドラムかぶり判定の両判定結果が良好となる初期帯電性Ｇは３０≦Ｇ≦−０．８×Ｂ＋４４を満たす範囲となる。
【００７９】
これらのことより、アクリル樹脂の重量割合Ａ［％］、初期残留電位Ｂ［Ｖ］、初期帯電性Ｇ［−μｑ／ｇ］からなる以下の式の何れかを満たすことで、放置横帯、ドラムかぶりの発生を回避することができる。
（１５＜Ａ≦５０） Ｂ≦１５、３０≦Ｇ≦−０．８×Ｂ＋４４
（Ａ≦１５） Ｂ≦１５、３０≦Ｇ≦５０
【００８０】
以上のように、第１の実施形態によれば、アクリル樹脂の重量割合Ａ［％］、初期残留電位Ｂ［Ｖ］、初期帯電性Ｇ［−μｑ／ｇ］からなる
（１５＜Ａ≦５０） Ｂ≦１５、３０≦Ｇ≦−０．８×Ｂ＋４４
（Ａ≦１５） Ｂ≦１５、３０≦Ｇ≦５０
の何れかの式を満たすことで、現像ローラを回転させない状態で所定時間以上放置した後に印刷を行ったとしても、放置横帯の発生を防止することが可能な現像装置および画像形成装置を提供することができる。
【００８１】
［第２の実施形態］
第２の実施形態では、第１の実施形態で説明した効果に加え、放置前の感光体ドラムのドラムカウント数、放置時間、放置環境等の諸条件を考慮し、現像ローラを回転させない状態で放置したとしても、所定時間経過後に感光体ドラムの空回転を行うことで、より効果的に放置横帯の発生・悪化を防止することが可能な形態について説明する。なお、第２の実施形態の説明においては、第１の実施形態と同一な箇所についてはその説明を省略し、異なる箇所について説明する。
【００８２】
まず、本実施形態において検討を行った放置横帯に対する感光体ドラムの空回転の効果、並びに放置横帯の発生・悪化要因について説明する。
【００８３】
［電圧印加空回転による放置横帯の改善傾向］
放置横帯が発生した現像装置１０について、そのまま印刷を継続すると、最終的には発生した放置横帯が消失する傾向が見受けられる。図１６は、第１の実施形態において、［放置横帯発生の再現性］を検討した際に使用した現像装置を用い、［放置横帯発生の再現性］の検討にかかる印刷動作後、そのまま白紙を印刷して何枚目で放置横帯が消失するのかを評価したグラフである。なお、印刷時の現像ローラには−２００［Ｖ］、供給ローラには−３００［Ｖ］、帯電ローラには−１０５０［Ｖ］、及び現像ブレードには−３００［Ｖ］の電圧を印加した。また、使用したプリンタの印刷速度は、一般的な普通紙（坪量６８〜７５［ｇ／ｃｍ２］）で片面印刷３１［ｐｐｍ］である。また、印刷した白紙枚数は、感光体ドラムの回転数であるドラムカウント値で表記している。
【００８４】
図１６に示されるように、放置横帯が発生した時点からドラムカウント１００〜１５０程度で、濃度段差率は、放置横帯判定の良好閾値であるσ＝１．０５２を下回ることが明らかとなった。
【００８５】
［放置横帯の放置時間依存性］
次に、放置横帯の放置時間依存性について検討を行った。図１７に示すように、プリンタの放置時間が長くなるにつれ、放置横帯は悪化する傾向があり、放置時間２４時間以上で濃度段差率の良好閾値であるσ＝１．０５２を上回る結果となった。なお、放置前のドラムカウント数を４５０回、湿度を５０［％］とした。したがって、上記条件においては、２４時間以上放置したときに、感光体ドラムの空回転を実施することで放置横帯の悪化は回避されると考えられる。
【００８６】
［放置横帯の放置前ドラムカウント依存性］
次に、放置横帯の放置前ドラムカウント依存性について検討を行った。図１８に示すように、感光体ドラムの放置前ドラムカウントが多いほど放置横帯は悪化する傾向があり、約２４００回以上のドラムカウントで濃度段差率は飽和することが明らかとなった。したがって、同じ２４時間、プリンタを放置した場合でも、放置前のドラムカウントに応じて所定時間経過後に実施する必要空回転数が変動することになる。ここで、必要空回転数は、放置横帯が発生した現像装置１０の濃度段差率と放置横帯判定の良好閾値であるσ＝１．０５２との差分を図１６で示した直線の傾きである０．０００４で除した値となる。本実施形態においては、図１８に示されるように、放置前のドラムカウントを５つの範囲に分け、それぞれの条件で放置後の必要空回転数を設定する形態とした。ここで、ドラムカウントが４５０回以下では放置横帯判定結果は良好であるため、必要空回転数は、最低限の回数２０回に設定する。なお、回数０回と設定しないのは、空回転が行われずに放置され続けることによる放置横帯の発生・悪化を防止するためである。また、ドラムカウントが２４００回以上では、濃度段差率が飽和する傾向となるため、同じ必要空回転数に設定した。
【００８７】
［放置横帯の放置環境依存性］
一般的に放置横帯は放置環境の湿度が高いほど、改善されることが知られている。図１９に示すグラフは、第１の実施形態において、［放置横帯発生の再現性］を検討した際に放置環境の湿度を変更して検討した結果である。ただし、放置前のドラムカウント数を４５０回、放置時間を２４時間とした。図１９に示すように、放置環境の湿度が高いほど放置横帯は改善される傾向にあり、湿度５０［％］以上では、放置横帯判定は良好となっている。
【００８８】
これらのことより、放置時間２４時間後のタイミングで放置前のドラムカウントと放置環境の湿度とに応じた必要空回転数をもって感光体ドラムを空回転させることにより、放置横帯の発生・悪化を回避することが可能になると考えられる。
【００８９】
上記検討結果に基づき、ある程度の回数の印刷動作を行ったプリンタを湿度８０［％］以下の環境で２４時間以上放置する場合に、５つの範囲に分けたドラムカウントに応じて必要空回転数を設定するプリンタについて説明する。
【００９０】
図２０は、本実施形態にかかるプリンタの主な機能構成を説明するためのブロック図である。
【００９１】
本実施形態にかかるプリンタは、第１の実施形態にかかるプリンタ１００の構成に加え、タイムカウンタ３６と、温湿度センサ３７と、駆動制御部３８と、空回転数設定部としての空回転制御部３９とを備える。
【００９２】
タイムカウンタ３６は、所謂タイマであり、印刷動作が終了した時点からの放置経過時間を計測し、空回転制御部３９に出力する。
【００９３】
温湿度センサ３７は放置環境の温度、湿度を計測し、該計測結果を空回転制御部３９に出力する。
【００９４】
駆動制御部３８は、空回転制御部３９が出力した必要空回転数に基づき帯電ローラ用電源３２、現像ローラ用電源３３、供給ローラ用電源３４、転写ローラ用電源３５以外の各部材を統括的に制御する。
【００９５】
空回転制御部３９は、タイムカウンタ３６から入力された放置経過時間と、温湿度センサ３７から入力された計測結果に基づき、放置後２４時間経過後の必要空回転数を設定する。そして、空回転数制御部３９は設定した必要空回転数を駆動制御部３８、帯電ローラ用電源３２、現像ローラ用電源３３、供給ローラ用電源３４、転写ローラ用電源３５に出力する。
【００９６】
なお、空回転制御部３９から出力された必要空回転数に基づき帯電ローラ用電源３２、現像ローラ用電源３３、供給ローラ用電源３４、転写ローラ用電源３５はそれぞれのローラ部材に所定の電圧を印加する。
【００９７】
次に、本実施形態にかかる空回転動作について図２１のフローチャートを用いて説明する。
【００９８】
まず、印刷動作が終了すると、ステップＳ１において、タイマカウンタ３６は、印刷動作が終了した時点からの放置経過時間を計測し、空回転制御部３９に出力する。
【００９９】
最終印字からの経過時間が２４時間経過すると（ステップＳ２ Ｙｅｓ）、空回転制御部３９は、温湿度センサ３７から入力された湿度およびドラムカウンタ３１から入力されたドラムカウンタに基づき、必要空回転数を設定する（ステップＳ３）。
【０１００】
次に、空回転数制御部３９は、設定した必要空回転数を駆動制御部３８、帯電ローラ用電源３２、現像ローラ用電源３３、供給ローラ用電源３４、転写ローラ用電源３５に出力し、感光体ドラム１１の空回転を実行させる（ステップＳ４）。
【０１０１】
感光体ドラム１１の空回転が終了すると（ステップＳ５）、ドラムカウンタ３１は、ドラムカウントを再開し、タイマカウンタ３６は空回転が終了した時点からの放置経過時間の計測を開始する（ステップＳ６）。
【０１０２】
空回転が終了した時点から２４時間を経過すると（ステップＳ７）、空回転数制御部３９は、図中Ａの領域で示したステップＳ３以降の処理を繰り返す。
【０１０３】
一方、ステップＳ２において、最終印字からの経過時間が２４時間経過しておらず（ステップＳ２ Ｎｏ）、印刷動作が開始され（ステップＳ８）、該印刷動作が終了すると（ステップＳ９）、ドラムカウンタ３１は、ドラムカウントを再開し、タイマカウンタ３６は空回転が終了した時点からの放置経過時間の計測を開始する（ステップＳ６）。
【０１０４】
次に、第１の実施形態において、表１で示した現像ローラ１２のアクリル樹脂およびポリエーテル系ウレタン樹脂の合計重量に対するアクリル樹脂の重量割合Ａ［％］、初期残留電位Ｂ［Ｖ］、初期帯電性Ｇ［−μｑ／ｇ］がそれぞれ異なる現像ローラ１２を用い、第１の実施形態と同様に、放置横帯判定、ドラムかぶり判定を行った。なお、本判定では、印刷終了後４８時間放置するため、２回の空回転動作が実行されている。
【０１０５】
表３は、初期残留電位ＢがＢ≦１５、初期帯電性Ｇが３０≦Ｇ≦５０の範囲における放置横帯判定、ドラムかぶり判定の判定結果をまとめあたものである。表３に示されるように、Ｂ≦１５、３０≦Ｇ≦５０の範囲において、アクリル樹脂の重合割合Ａにかかわらず、放置横帯の発生・悪化を回避できる。
【０１０６】
【表３】
【０１０７】
以上のように、第２の実施形態によれば、表面層の初期残留電位Ｂ、初期帯電性ＧがそれぞれＢ≦１５、３０≦Ｇ≦５０の範囲を満たす現像ローラを備え、放置時間２４時間後のタイミングで放置前のドラムカウントと放置環境の湿度とに応じた必要空回転数をもって感光体ドラムを空回転させることにより、より効果的に放置横帯の発生・悪化を防止することができる。
【０１０８】
本発明は上記記述に限定されず、例えば、中間転写方式の画像形成装置にも適用可能である。また、プリンタのみならず、ＭＦＰ、ファックス、または複写機等にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１０ 現像装置
１１ 感光体ドラム
１２ 現像ローラ
１２ａ 導電性シャフト
１２ｂ 弾性層
１２ｃ 表面層
１３ 供給ローラ
１３ａ 導電性シャフト
１３ｂ 弾性層
１４ 帯電ローラ
１５ クリーニングブレード
１６ スペース
１７ トナーカートリッジ
１８ トナー
１９ 現像ブレード
２０ シール部材
２１ 露光装置
２２ 用紙搬送ローラ
２３ 用紙搬送経路
２４ 転写ローラ
２５ 定着装置
３０ 制御部
３１ ドラムカウンタ
３２ 帯電ローラ用電源
３３ 現像ローラ用電源
３４ 供給ローラ用電源
３５ 転写ローラ用電源
３６ タイムカウンタ
３７ 温湿度センサ
３８ 駆動制御部
３９ 空回転制御部
４０ 現像室部
４１ 露出部
５０ 誘電緩和測定装置
５１ キャリア
５２ 電圧印加部
５３ プローブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性層及び該弾性層を覆う表面層を有する現像剤担持体と、
前記表面層に対して所定の圧接力をもって当接し、前記表面層上の現像剤の層厚を規制する現像剤層厚規制部材とを備え、
前記表面層は、
少なくともアクリル樹脂およびポリエーテル系ウレタン樹脂を有する混合物から形成され、前記アクリル樹脂および前記ポリエーテル系ウレタン樹脂の合計重量に対する前記アクリル樹脂の重量割合をＡ[％]、前記表面層に対して所定の間隔で配置されたコロナ放電器に６[ｋＶ]の電圧を印加してコロナ放電を発生させてから０．１秒後の前記表面層の表面電位を残留電位Ｂ[Ｖ]、前記現像剤層厚規制部材の前記表面層に対する当接位置から回転方向下流側にかけての前記表面層上の現像剤重量に対する現像剤電荷量の割合をＧ[−μｑ／ｇ]としたとき、
１５＜Ａ≦５０の場合、Ｂ≦１５、３０≦Ｇ≦−０．８×Ｂ＋４４、または
Ａ≦１５の場合、Ｂ≦１５、３０≦Ｂ≦５０
の何れかの条件を満たすこと
を特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記表面層の１０点平均表面粗さＲｚは５μｍ以上９μｍ以下であると共に、前記弾性層のアスカーＣ硬度は７８°であること
を特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤担持体に対して前記現像剤を供給する現像剤供給部材を備え、
該現像剤供給部材は、
アスカーＦ硬度が４７°以上６２°以下の硬度を示す弾性層を有すること
を特徴とする請求項１又は請求項２記載の現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項記載の現像装置と、
前記現像剤担持体と接触し、前記現像剤担持体から供給された前記現像剤により現像剤画像を形成する像担持体とを備えること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
弾性層及び該弾性層を覆う表面層を有する現像剤担持体と、
前記表面層に対して所定の圧接力をもって当接し、前記表面層上の現像剤の層厚を規制する現像剤層厚規制部材と、
前記現像剤担持体と接触し、前記現像剤担持体から供給された前記現像剤により現像剤画像を形成する像担持体と、
放置環境の湿度を計測する湿度センサと、
前記像担持体の回転数を計測する回転数計測部と、
放置環境の湿度及び放置前における前記像担持体の回転数から空回転数を設定する空回転数設定部と、
放置後２４時間後のタイミングにおいて前記空回転数設定部が設定した前記空回転数に基づき前記像担持体を回転させる制御部とを備え、
前記表面層は、
少なくともアクリル樹脂およびポリエーテル系ウレタン樹脂を有する混合物から形成され、前記表面層に対して所定の間隔で配置されたコロナ放電器に６[ｋＶ]の電圧を印加してコロナ放電を発生させてから０．１秒後の前記表面層の表面電位を残留電位Ｂ[Ｖ]、前記現像剤層厚規制部材の前記表面層に対する当接位置から回転方向下流側にかけての前記表面層上の現像剤重量に対する現像剤電荷量の割合をＧ[−μｑ／ｇ]としたとき、
Ｂ≦１５、３０≦Ｂ≦５０
の条件を満たすこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記表面層の１０点平均表面粗さＲｚは５μｍ以上９μｍ以下であると共に、前記弾性層のアスカーＣ硬度は７８°であること
を特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像剤担持体に対して前記現像剤を供給する現像剤供給部材を備え、
該現像剤供給部材は、
アスカーＦ硬度が４７°以上６２°以下の硬度を示す弾性層を有すること
を特徴とする請求項５又は請求項６記載の画像形成装置。
【請求項１】
弾性層及び該弾性層を覆う表面層を有する現像剤担持体と、
前記表面層に対して所定の圧接力をもって当接し、前記表面層上の現像剤の層厚を規制する現像剤層厚規制部材とを備え、
前記表面層は、
少なくともアクリル樹脂およびポリエーテル系ウレタン樹脂を有する混合物から形成され、前記アクリル樹脂および前記ポリエーテル系ウレタン樹脂の合計重量に対する前記アクリル樹脂の重量割合をＡ[％]、前記表面層に対して所定の間隔で配置されたコロナ放電器に６[ｋＶ]の電圧を印加してコロナ放電を発生させてから０．１秒後の前記表面層の表面電位を残留電位Ｂ[Ｖ]、前記現像剤層厚規制部材の前記表面層に対する当接位置から回転方向下流側にかけての前記表面層上の現像剤重量に対する現像剤電荷量の割合をＧ[−μｑ／ｇ]としたとき、
１５＜Ａ≦５０の場合、Ｂ≦１５、３０≦Ｇ≦−０．８×Ｂ＋４４、または
Ａ≦１５の場合、Ｂ≦１５、３０≦Ｂ≦５０
の何れかの条件を満たすこと
を特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記表面層の１０点平均表面粗さＲｚは５μｍ以上９μｍ以下であると共に、前記弾性層のアスカーＣ硬度は７８°であること
を特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤担持体に対して前記現像剤を供給する現像剤供給部材を備え、
該現像剤供給部材は、
アスカーＦ硬度が４７°以上６２°以下の硬度を示す弾性層を有すること
を特徴とする請求項１又は請求項２記載の現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項記載の現像装置と、
前記現像剤担持体と接触し、前記現像剤担持体から供給された前記現像剤により現像剤画像を形成する像担持体とを備えること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
弾性層及び該弾性層を覆う表面層を有する現像剤担持体と、
前記表面層に対して所定の圧接力をもって当接し、前記表面層上の現像剤の層厚を規制する現像剤層厚規制部材と、
前記現像剤担持体と接触し、前記現像剤担持体から供給された前記現像剤により現像剤画像を形成する像担持体と、
放置環境の湿度を計測する湿度センサと、
前記像担持体の回転数を計測する回転数計測部と、
放置環境の湿度及び放置前における前記像担持体の回転数から空回転数を設定する空回転数設定部と、
放置後２４時間後のタイミングにおいて前記空回転数設定部が設定した前記空回転数に基づき前記像担持体を回転させる制御部とを備え、
前記表面層は、
少なくともアクリル樹脂およびポリエーテル系ウレタン樹脂を有する混合物から形成され、前記表面層に対して所定の間隔で配置されたコロナ放電器に６[ｋＶ]の電圧を印加してコロナ放電を発生させてから０．１秒後の前記表面層の表面電位を残留電位Ｂ[Ｖ]、前記現像剤層厚規制部材の前記表面層に対する当接位置から回転方向下流側にかけての前記表面層上の現像剤重量に対する現像剤電荷量の割合をＧ[−μｑ／ｇ]としたとき、
Ｂ≦１５、３０≦Ｂ≦５０
の条件を満たすこと
を特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記表面層の１０点平均表面粗さＲｚは５μｍ以上９μｍ以下であると共に、前記弾性層のアスカーＣ硬度は７８°であること
を特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像剤担持体に対して前記現像剤を供給する現像剤供給部材を備え、
該現像剤供給部材は、
アスカーＦ硬度が４７°以上６２°以下の硬度を示す弾性層を有すること
を特徴とする請求項５又は請求項６記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−１４０８９（Ｐ２０１２−１４０８９Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５２６５７（Ｐ２０１０−１５２６５７）
【出願日】平成２２年７月５日（２０１０．７．５）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月５日（２０１０．７．５）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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