現像装置及びこれを用いた画像形成装置
【課題】現像剤担持体が経時で摩耗しても画像濃度が低下しない現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】表面に規則的に形成された凹凸部を有し、現像剤を担持して回転し感光体２と対向する現像領域まで搬送する現像ローラ２３と、現像ローラ２３上の現像剤を規制し現像領域に搬送する現像剤量を規制するトナー層規制部材２４とを備える現像装置４において、現像装置４の駆動時間に応じて現像ローラ２３の回転速度を変更するよう制御する制御部４０を備える。
【解決手段】表面に規則的に形成された凹凸部を有し、現像剤を担持して回転し感光体２と対向する現像領域まで搬送する現像ローラ２３と、現像ローラ２３上の現像剤を規制し現像領域に搬送する現像剤量を規制するトナー層規制部材２４とを備える現像装置４において、現像装置４の駆動時間に応じて現像ローラ２３の回転速度を変更するよう制御する制御部４０を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置、及びこれを用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体に形成された静電潜像を現像するのに様々な現像装置が使用されている。このような現像装置としては、トナーとキャリアとを含む現像剤を使用した二成分現像方式の現像装置の他に、キャリアを用いずに現像剤としてトナーだけを使用した一成分現像方式の現像装置が知られている。一成分現像装置は、二成分現像装置に比べ装置の構成を簡単にでき小型化が可能である。
【０００３】
一成分現像方式の現像装置には、担持する像担持体に対向して配置される現像剤担持体、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材、さらに現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤規制部材が備えられている。このような現像装置では、現像剤供給部材によって現像剤担持体に供給された現像剤は、現像剤規制部材によって規制され均一な厚みに薄層化されると共に、摩擦帯電によってトナーに電荷が付与され像担持体と対向する現像領域に搬送される。現像剤担持体には現像バイアスが印加され、現像剤担持体に保持される現像剤は静電潜像を担持する像担持体に供給されて現像が行われる。
【０００４】
一般に、上記現像剤担持体としては、表面にゴム等で弾性層を形成したローラや、ステンレス等の金属筒表面をブラスト処理して粗表面化処理されたローラが用いられる（例えば、特許文献１）。また、上記現像剤規制部材としては、ステンレス等の金属材料からなる板バネが用いられる。しかし、このようなローラからなる現像剤担持体に対して現像剤規制部材を当接させた場合には、現像剤担持体と現像剤規制部材との間の押圧力がトナーに直接かかるため、トナーが劣化しやすくなり、現像性の低下が早くから発生しやすくなる。また、劣化したトナーが現像剤規制部材に固着してしまい、画像にノイズが生じたりする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、このような問題を改善するため、現像剤担持体として、規則的に配列された複数の凸部及び該凸部を取り囲む凹部を表面に有したローラを用いることが提案されている。これによれば、現像剤規制部材によるトナーへの圧力が低減され、耐久性に優れることがわかっている。
【０００６】
しかしながら、表面に凹凸部を有する現像剤担持体であっても、駆動時間の積み重ねにより、現像剤担持体と現像剤規制部材との摩擦で現像剤担持体表面の凸部が磨耗してしまう。その結果、現像剤担持体表面の凹部に保持する現像剤量が少なくなることにより現像剤担持体の現像剤供給能力が低下し、画像濃度の低下が発生するという問題があった。
【０００７】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、現像剤担持体が経時で摩耗しても画像濃度が低下しない現像装置及びこれを用いた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】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、表面に規則的に形成された凹凸部を有し、現像剤を担持して回転し潜像を担持する像担持体と対向する現像領域まで搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体上の現像剤を規制し現像領域に搬送する現像剤量を規制する現像剤規制部材とを備え、該像担持体上の潜像を現像する現像装置において、該現像装置の駆動時間に応じて該現像剤担持体の回転速度を変更するよう制御する制御部を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、現像剤担持体が経時で摩耗しても画像濃度が低下しない現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るプリンタの要部構成を示す構成図。
【図２】同プリンタが備える４つのプロセスカートリッジのうちの一つの構成を示す構成図。
【図３】上記プロセスカートリッジが備える現像装置の軸線方向に沿った断面図。
【図４】上記現像装置の現像ローラの形状を説明する平面図であり、（ｂ）は、現像ローラの外周面の形状を示す要部拡大平面図。
【図５】上記現像装置のトナー層規制部材と現像ローラの外周面の形状とを示す要部断面模式図。
【図６】上記現像装置の駆動時間と現像ローラ削れレートとの関係を示す特性図。
【図７】上記現像装置の現像ローラの回転数と画像濃度の関係を示す特性図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を、電子写真方式の画像形成装置であるプリンタ（以下、単にプリンタという）に適用した実施形態について説明する。まず、プリンタの基本的な構成について説明する。図１は、プリンタの要部構成を示す構成図である。図１に示すように、このプリンタ１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の有色トナー像を作像するための４つのプロセスカートリッジ１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを備えている。以下添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色をそれぞれ示す。このプロセスカートリッジ１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれ各色のトナー像を担持し、図中矢印Ａ方向に回転する感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを備えている。これら各感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周囲には、各感光体２表面を一様に帯電する帯電装置３Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋや、各感光体２表面に形成される静電潜像を現像する現像装置４Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、トナー像転写後の各感光体２表面をクリーニングするクリーニング装置５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ等を備えている。上記プロセスカートリッジ１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、これら感光体２の周囲に配設される各種装置３、４、５とを１つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、それぞれの不図示のストッパーを解除することによりプリンタ１００本体に対して着脱可能になっている。
【００１２】
上記帯電装置３は、感光体２の表面に圧接し感光体２の回転により従動回転する帯電ローラを備える。作像時には帯電ローラに図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体２表面が一様に帯電せしめられる。帯電装置３としては、感光体２の表面に接触する帯電ローラを用いているが、これに限定されるものではなく、コロナ帯電等の非接触帯電方式を用いてもよい。
【００１３】
また、上記プリンタ１００は、プロセスカートリッジ１Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの上方に、各感光体２の一様に帯電された表面に画像データに応じたレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光装置６を備えている。画像データとは、図示しない外付けのスキャナによる原稿読取で得られた画像情報や、外部のパーソナルコンピュータから送られている画像情報等である。なお、露光装置６としては、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式を用いているが、ＬＥＤを用いる等他の構成であってもよい。
【００１４】
また、上記プリンタ１００は、プロセスカートリッジ１Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの下方に、感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに現像されたトナー画像を転写紙Ｐに転写する中間転写ユニット１０を備えている。この中間転写ユニット１０は、駆動ローラを含む複数の張架ローラにより張架されて図中矢印Ｂ方向に回転駆動する中間転写ベルト７を備えている。中間転写ユニット１０は、感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと所定の電圧が印加される一次転写ローラ８Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋとの間に中間転写ベルト７を挟み込んで一次転写ニップを形成する。また、中間転写ユニット１０は所定の電圧が印加される二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に中間転写ベルト７を挟み込んで二次転写ニップを形成している。さらに、中間転写ユニット７は、中間転写ベルト７上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置１１等も備えている。
【００１５】
また、上記プリンタ１００は、中間転写ユニット１０の下方に、定着装置１２、図示しない給紙カセット、レジストローラ対等を備えている。プリンタ１００の筺体内に出し入れ可能に構成された給紙カセットは、収容する転写紙Ｐの一番上の用紙を一枚づつレジストローラ対に向けて送り出す。レジストローラ対は、給紙カセットにより供給された転写紙Ｐをローラ間に挟み込み中間転写ベルト７上の４色重ね合わせ有色トナー像に同期させ得るタイミングで二次転写ニップに送り出す。定着装置１２は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラと、これに向けて押圧される加圧ローラとの当接による定着ニップに転写紙Ｐを挟み込み、加熱や加圧の作用によりトナー像を定着せしめる。
【００１６】
このような構成のプリンタ１００においては、次のように画像形成が行われる。例えばイエロー用のプロセスカートリッジ１Ｙでは、帯電装置３Ｙにより一様に帯電された感光体２Ｙの表面に、露光装置６で変調及び偏向されたレーザ光が走査されながら照射されて静電潜像が形成される。感光体２Ｙ上の静電潜像は、現像装置４Ｙで現像されてイエロー色のトナー像となる。中間転写ベルト７を挟んで一次転写ローラ８Ｙに対向する一次転写ニップでは、感光体２Ｙ上のトナー像が転写紙Ｐに転写される。トナー像が転写された後の感光体２Ｙの表面は、クリーニング装置５Ｙでクリーニングされ、除電装置により表面が初期化され次の静電潜像の形成に備えられる。
【００１７】
他のプロセスカートリッジ１Ｍ、Ｃ、Ｋについても、上述した画像形成行程が中間転写ベルト７の移動に同期して実行され、感光体２Ｍ、Ｃ、Ｋ上の有色トナー像が一次転写ニップで中間転写ベルト７に順次重ね合わされて一次転写され、４色重ね合わせトナー像が形成される。一方、給紙カセットから給送された転写紙Ｐは、レジストローラ対により所定のタイミングで送出されて二次転写ニップに搬送される。そして、二次転写ニップで４色重ね合わせトナー像が転写紙Ｐに一括転写される。４色重ね合わせトナー像が一括転写された転写紙Ｐは、定着装置１２による加熱・加圧作用により定着処理が施され、機外に排出される。一方、二次転写ニップで転写紙Ｐに転写されず中間転写ベルト７の表面上に残留したトナーは、転写ベルトクリーニング装置１１によって回収される。
【００１８】
次に、上記現像装置４の構成について詳しく説明する。現像装置４Ｃ、Ｙ、Ｍ、Ｋは、画像形成物質として、互いに異なる色のトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。このため、以下、添字Ｃ、Ｙ、Ｍ、Ｋを省略し、現像装置４として説明する。図２は、プロセスカートリッジ及びこれに備えられる現像装置の概略構成を説明する構成図である。図３は、現像装置の構成を示す軸線方向に沿った断面図である。
【００１９】
図２に示すように、現像装置４は、現像剤であるトナーを収容するトナー収容室２１と、トナー収容室２１の下方に設けられたトナー供給室２２とから構成され、トナー収容室２１とトナー供給室２２とを仕切るように仕切り部材３０が設けられている。仕切り部材３０には、図３に示すように、トナー収容室２１内のトナーをトナー供給室２２へ供給する供給口３１と、トナー供給室２２内のトナーをトナー収容室２１に戻す２つの返送口２７とが設けられている。
【００２０】
上記トナー収容室２１内にはトナー収容室２１内のトナーを感光体２の回転軸に平行な方向（図２中の紙面に直交する軸線方向）に搬送するトナー搬送部材２６が設けられている。トナー収容室２１に収容するトナーは、重合法で作成したものを用い、平均粒径が６．５［μｍ］で、円形度が０．９８、安息角３３［°］、外添剤としてチタン酸ストロンチュームを含有しているトナーである。本発明を適用したプリンタ１００に用いるトナーとしては、これに限るものではない。
【００２１】
トナー収容室２１内に設けられたトナー搬送部材２６は、図３に示すように搬送スクリュ形状２６ａと搬送板形状２６ｂとを組み合わせた回転軸を有した部材である。トナー搬送部材２６は、搬送スクリュ形状２６ａの回転動作によりトナー収容室２１内のトナーをトナー搬送部材２６の回転軸に平行な略水平方向（図３中の矢印Ｄ方向）に搬送できる構成となっている。トナー収容室２１内で搬送板形状２６ｂに到達した現像剤は、自重により又は搬送板形状２６ｂの回転動作を受けて、略鉛直下方に搬送されてトナー供給室２２内に搬送される。
【００２２】
また、上記トナー供給室２２内には、トナー供給室２２内のトナーを感光体２の回転軸に平行な方向（図２中の紙面に直行する軸線方向）に搬送するトナー攪拌部材２８が設けられている。トナー撹拌部材２８は、図３に示すように撹拌スクリュ形状２８ａと撹拌板形状２８ｂとを組み合わせた回転軸を有した部材である。トナー撹拌部材２８は、撹拌スクリュ形状２８ａの回転動作によりトナー供給室２２内のトナーをトナー撹拌部材２８の回転軸に平行な略水平方向（図３中の矢印Ｅ又はＦ方向）に搬送できる構成となっている。詳しくは、トナー撹拌部材２８の撹拌スクリュ形状２８ａは、軸方向について供給口３１を挟んで外側に向かう方向（矢印Ｅ方向）にトナーを搬送するように螺旋状の羽部が設けられている。さらに、トナー撹拌部材２８の撹拌スクリュ形状２８ａは、軸方向について２つの返送口２７よりも外側と内側とは螺旋状の羽部が逆巻きになっている。このため、供給口３１からトナー供給室２２に供給されたトナーは、攪拌板形状２８ｂの回転動作によって攪拌されると同時に、トナー撹拌部材２８の撹拌スクリュ形状２８ａの回転によって軸方向外側（矢印Ｅ方向）に搬送され、返送口２７よりも外側に到達したトナーは羽部が逆巻きの撹拌スクリュ形状２８ａによって返送口２７に向かって（矢印Ｆ方向）搬送される。返送口２７を挟んで軸方向の外側と内側とでは、撹拌スクリュ形状２８ａによるトナーの搬送方向が逆であり、返送口２７に向かうようにトナーに搬送力を付与するため、返送口２７の下方ではトナーが軸方向両側から集められ、山状に押し上げられる。これにより、トナー収容室２１から供給口３１又は返送口２７を通過してトナー供給室２２に供給されたトナーが過剰である場合は、返送口２７で山状に押し上げられたトナーがトナー供給室２２から返送口２７を通ってトナー収容室２１に戻される。また、トナー攪拌部材２８は、トナー供給室２２にあるトナーを攪拌し、さらに下部にある現像ローラ２３、トナー供給ローラ２５へトナーを供給する役割を持つ。
【００２３】
本実施形態に係る現像装置４では、トナー搬送部材２６及びトナー攪拌部材２８の回転軸に平行な方向にトナーを搬送する搬送スクリュ形状２６ａ、攪拌スクリュ形状２８ａを備えた構成であるが、現像剤搬送攪拌部材としてはこれに限ったものでなく、搬送ベルトやコイル状の回転体等の搬送機能を有するものを用いることができる。さらにこれらの搬送機能を有するものと、羽根のような板部材や針金を曲げて構成したパドルのようなもの等のほぐし機能を有するものを組み合わせたものでも良い。また、本実施形態に係る現像装置４では、トナーをトナー搬送部材２６の回転軸に直交し、且つ、略鉛直下方にトナーを搬送する構成となっているが、トナーの搬送方向としては、トナー搬送部材２６の回転軸に直交し、且つ略水平方向に搬送する構成としてもよい。
【００２４】
そして、上記現像装置４では、上記トナー供給室２２の下部に現像剤担持体である現像ローラ２３が設けられている。現像ローラ２３は、感光体２に対して非接触で配置されており、図２中矢印Ｃ方向に回転する。現像ローラ２３と感光体２とが対向する現像領域においては、現像ローラ２３の表面移動方向と感光体２の表面移動方向とが同方向となる。そして、現像ローラ２３には、後述するように制御部４０によって図示しない高圧電源から所定の現像バイアスが印加される。また、トナー供給室２２には、現像ローラ２３の表面にトナーを供給する現像剤供給部材であるトナー供給ローラ２５が現像ローラ２３の表面に当接して設けられている。
【００２５】
トナー供給ローラ２５の表面には空孔(セル)を有した構造の発泡材料が被覆されており、トナー供給室２２内に供給されたトナーを効率よく付着させて取り込むと共に、現像ローラ２３との当接部での圧力集中によるトナーの劣化を防止している。なお、この発泡材料は１０３〜１０１４［Ω］の電気抵抗値に設定される。トナー供給ローラ２５は図２中の矢印で示すように図２中の反時計回りの方向に回転し、表面に付着させたトナーを現像ローラ２３の表面に塗布するように供給する。
【００２６】
さらに、トナー供給室２２には、トナー供給ローラ２５が当接する位置から現像ローラ２３の表面移動方向下流側の現像ローラ２３表面に接触するように、現像剤規制部材であるトナー層規制部材２４が配置されている。トナー層規制部材２４は、その自由端側を現像ローラ２３の表面に１０〜１００［Ｎ／ｍ］の押圧力で当接させたもので、現像ローラ２３上のトナーに対してその押圧力下を通過させることで、トナー層を薄層化すると共に、摩擦帯電によってトナーに電荷を付与する。トナー供給ローラ２５から現像ローラ２３の表面に供給されたトナーは、現像ローラ２３の回転によってトナー層規制部材２４が接触する位置に搬送され、層厚が規制されて感光体２と現像ローラ２３との対向部である現像領域に向かう。トナー層規制部材２４としては、ＳＵＳ３０４ＣＳＰやＳＵＳ３０１ＣＳＰまたはリン青銅等の金属板バネ材料を用いることができる。また、トナー層規制部材２４には、トナーの摩擦帯電を補助する為に、バイアスを印加してもよい。
【００２７】
上記現像装置４において、現像領域で現像に用いられず、現像ローラ２３上に残されたトナーが再びトナー供給室２２内へと戻る箇所には、現像剤除電部材である除電シール２９が現像ローラ２３に当接して設けられ、トナーが現像装置４の外部に漏れ出ないように封止される。
【００２８】
このように構成される現像装置４において、トナー供給位置で現像ローラ２３の表面上に供給されたトナーは、トナー供給位置から現像領域に向けて搬送され、途中にあるトナー層規制部材２４を通過し、現像ローラ２３上にトナー薄層が形成される。形成されたトナー薄層は、更に現像領域まで搬送され、現像ローラ２３と感光体３上の静電潜像との間の現像電界によって、感光体２の表面上の静電潜像部分に付着し、これにより現像が行われる。現像電界には、直流バイアスと、トナーが感光体の方向に向かう電圧と現像ローラに戻ってくる電圧が交互に繰り返されるような交流バイアスとを重畳した現像バイアスを用いる。本実施形態では、交流バイアスとしてｆ＝５００〜１００００Ｈｚ、Ｖｐｐ＝５００〜３０００Ｖ、Ｄｕｔｙ＝５０〜９０％の矩形波を用いた。その後、現像に寄与しなかったトナーは、現像ローラ２３の回転によってさらに搬送され、トナーが再びトナー供給室３３に戻り、繰り返し利用される。
【００２９】
次に、本実施形態における現像ローラ２３の具体的構成について説明する。図４（ａ）は現像ローラの形状を説明する平面図であり、（ｂ）は、現像ローラの外周面の形状を示す要部拡大平面図である。すなわち、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＸ部分を上方からみた拡大平面図である。図４（ｂ）に示すように、現像ローラ２３の外周面上には、複数の凸部とこれら凸部を取り囲む凹部が規則的に配列した網の目状の凹凸パターンが形成されている。図４に示す現像ローラ２３ではこの凹凸パターンとして、その外周面の軸方向所定位置に溝が全周にわたって形成されている。その場合、溝は軸方向に対して所定角（図示例では４５°であるが、これに限定されない）で傾斜した螺旋状に連続して形成され規則性を有する所定数の第１傾斜溝と、これらの第１傾斜溝と傾斜が逆方向に傾斜した螺旋状に連続する所定数の第２傾斜溝とからなる。これらの第１及び第２傾斜溝は、いずれもそれらの傾斜方向に所定の周期幅Ｗに周期的に形成されている。なお、第１及び第２傾斜溝の各傾斜角及び周期幅Ｗは、いずれも互いに異ならせることもできる。また、凸部の幅Ｔは周期幅Ｗの２分の１以上の大きさで形成する。
【００３０】
上記現像ローラ２３は、基材とこの基材の外周面に形成された表面層とからなる。基材は、５０５６アルミ合金や６０６３アルミ合金等のアルミニウム系やＳＴＫＭ等の鉄系等の金属材料スリーブからなる。現像ローラ２３の基材の外周面の凹凸パターンは、転造加工によって形成されている。この基材における加工方法は従来公知の加工方法を採用することができる。したがって、この加工方法の説明は省略する。
【００３１】
図５は、トナー層規制部材と現像ローラの外周面の形状とを示す要部断面模式図である。図５に示すように、現像時には、現像ローラ２３の外周面が矢印Ｃ方向に移動するため、現像ローラ２３の外周面の凸部とトナー層規制部材２４が常に接触・摺擦されることになる。そのため、現像ローラ２３の凸部やトナー層規制部材の自由端が削られることになる。このような構成により、現像ローラ２３表面上やトナー層規制部材２４では、フィルミングや固着が発生しない。実験例では、図５に示すように、初期の溝深さは１０μｍであったが、図中点線で示すように、１２０ｋ枚プリント後には８μｍまで削れていた。しかしながら、経時により現像ローラ２３上のトナー量も約２０％低下してしまい、トナー供給能力が低下してしまう。そのため、固定現像バイアスでは画像濃度は初期１．５だったものが１２０ｋ枚プリント時には１．４まで低下した。
【００３２】
一方、処方の異なるローラ３種で、駆動時間当たりの削れ量である削れレートを調べる実験を行った。図６は、現像装置の駆動時間と現像ローラ削れレートとの関係を示す特性図である。図６に示すように、実験の結果、現像ローラのローラ種によって削れレート（溝深さの変化）が異なるが、いずれも連続と間欠駆動の差は大きくなく、駆動時間でおよその削れ量を見積もることができることがわかった。
【００３３】
そこで、本実施形態に係る現像装置４の制御部４０では、駆動時間の累積時間によりおよその削れ量を算出し、この算出結果に基づいて現像ローラ２３の回転数を段階的に変化させる。これにより、現像ローラ２３の表面が削れても、画像濃度を一定に保つことができる。図７は、現像ローラの回転数と画像濃度ＩＤとの関係を示す特性図である。図７に示すように、現像ローラ２３の回転数を２０％アップすることで、画像濃度ＩＤを１．５にすることができることがわかる。
【００３４】
また、本実施形態に係る現像装置４では、現像ローラ２３の回転数を高くすると、現像ローラ２３の表面に担持されるトナーの動きが悪くなる。そのため、現像装置４の制御部４０では、現像ローラ２３の回転数が高くなるほど、現像バイアスとして印加される交流バイアスの周波数を高くするように制御する。これにより、現像ローラ２３の表面に担持されるトナーが動きやすくなり、トナー供給能力の低下をより確実に抑制することができる。
【００３５】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次のような特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
表面に規則的に形成された凹凸部を有し、現像剤を担持して回転し感光体２等の像担持体と対向する現像領域まで搬送する現像ローラ２３等の現像剤担持体と、現像剤担持体上の現像剤を規制し現像領域に搬送する現像剤量を規制するトナー層規制部材２４等の現像剤規制部材とを備える現像装置４等の現像装置において、現像装置の駆動時間に応じて現像剤担持体の回転速度を変更するよう制御する制御部４０等の制御部を備える。これによれば、現像装置の駆動時間が長くなり現像剤担持体表面の凸部が摩耗したとしても、制御部によって現像剤担持体の回転数を上げることにより、現像剤担持体の現像剤供給能力の低下を抑制することができる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、上記制御部は、現像剤担持体に直流バイアスと交流バイアスとを重畳した現像バイアスを印加し、現像剤担持体の回転速度が高くなるほど、印加する交流バイアスの周波数を高くするよう制御する。これによれば、上述したように、現像剤担持体の回転速度が高くなっても、トナーが動きやすくなり、トナー供給能力の低下をより確実に抑制することができる。
（態様Ｃ）
潜像担持体と、潜像担持体と対向する現像領域に少なくともトナーを含む現像剤を搬送して潜像担持体上の潜像にトナーを付着させて現像する現像装置とを備え、現像装置による現像によって得られるトナー像を潜像担持体上から最終的に記録材上へ転移させることで転写紙Ｐ等の記録材上に画像を形成するプリンタ１００等の画像形成装置において、上記現像装置として、（態様Ａ）又は（態様Ｂ）の現像装置を用いる。これによれば、上記実施形態で説明したように、長期に亘って高品質な画像を得ることが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１ トナーカートリッジ
２ 感光体
３ 帯電装置
４ 現像装置
５ クリーニング装置
６ 露光装置
７ 中間転写ベルト
８ 一次転写ローラ
９ 二次転写ローラ
１０ 中間転写ユニット
１１ クリーニング装置
１２ 定着装置
２１ トナー収容室
２２ トナー供給室
２３ 現像ローラ
２４ トナー層規制部材
２５ トナー供給ローラ
４０ 制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３７】
【特許文献１】特開２０００−２０６７８０号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置、及びこれを用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体に形成された静電潜像を現像するのに様々な現像装置が使用されている。このような現像装置としては、トナーとキャリアとを含む現像剤を使用した二成分現像方式の現像装置の他に、キャリアを用いずに現像剤としてトナーだけを使用した一成分現像方式の現像装置が知られている。一成分現像装置は、二成分現像装置に比べ装置の構成を簡単にでき小型化が可能である。
【０００３】
一成分現像方式の現像装置には、担持する像担持体に対向して配置される現像剤担持体、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材、さらに現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤規制部材が備えられている。このような現像装置では、現像剤供給部材によって現像剤担持体に供給された現像剤は、現像剤規制部材によって規制され均一な厚みに薄層化されると共に、摩擦帯電によってトナーに電荷が付与され像担持体と対向する現像領域に搬送される。現像剤担持体には現像バイアスが印加され、現像剤担持体に保持される現像剤は静電潜像を担持する像担持体に供給されて現像が行われる。
【０００４】
一般に、上記現像剤担持体としては、表面にゴム等で弾性層を形成したローラや、ステンレス等の金属筒表面をブラスト処理して粗表面化処理されたローラが用いられる（例えば、特許文献１）。また、上記現像剤規制部材としては、ステンレス等の金属材料からなる板バネが用いられる。しかし、このようなローラからなる現像剤担持体に対して現像剤規制部材を当接させた場合には、現像剤担持体と現像剤規制部材との間の押圧力がトナーに直接かかるため、トナーが劣化しやすくなり、現像性の低下が早くから発生しやすくなる。また、劣化したトナーが現像剤規制部材に固着してしまい、画像にノイズが生じたりする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、このような問題を改善するため、現像剤担持体として、規則的に配列された複数の凸部及び該凸部を取り囲む凹部を表面に有したローラを用いることが提案されている。これによれば、現像剤規制部材によるトナーへの圧力が低減され、耐久性に優れることがわかっている。
【０００６】
しかしながら、表面に凹凸部を有する現像剤担持体であっても、駆動時間の積み重ねにより、現像剤担持体と現像剤規制部材との摩擦で現像剤担持体表面の凸部が磨耗してしまう。その結果、現像剤担持体表面の凹部に保持する現像剤量が少なくなることにより現像剤担持体の現像剤供給能力が低下し、画像濃度の低下が発生するという問題があった。
【０００７】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、現像剤担持体が経時で摩耗しても画像濃度が低下しない現像装置及びこれを用いた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】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、表面に規則的に形成された凹凸部を有し、現像剤を担持して回転し潜像を担持する像担持体と対向する現像領域まで搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体上の現像剤を規制し現像領域に搬送する現像剤量を規制する現像剤規制部材とを備え、該像担持体上の潜像を現像する現像装置において、該現像装置の駆動時間に応じて該現像剤担持体の回転速度を変更するよう制御する制御部を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、現像剤担持体が経時で摩耗しても画像濃度が低下しない現像装置及びこれを用いた画像形成装置を提供できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るプリンタの要部構成を示す構成図。
【図２】同プリンタが備える４つのプロセスカートリッジのうちの一つの構成を示す構成図。
【図３】上記プロセスカートリッジが備える現像装置の軸線方向に沿った断面図。
【図４】上記現像装置の現像ローラの形状を説明する平面図であり、（ｂ）は、現像ローラの外周面の形状を示す要部拡大平面図。
【図５】上記現像装置のトナー層規制部材と現像ローラの外周面の形状とを示す要部断面模式図。
【図６】上記現像装置の駆動時間と現像ローラ削れレートとの関係を示す特性図。
【図７】上記現像装置の現像ローラの回転数と画像濃度の関係を示す特性図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を、電子写真方式の画像形成装置であるプリンタ（以下、単にプリンタという）に適用した実施形態について説明する。まず、プリンタの基本的な構成について説明する。図１は、プリンタの要部構成を示す構成図である。図１に示すように、このプリンタ１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の有色トナー像を作像するための４つのプロセスカートリッジ１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを備えている。以下添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色をそれぞれ示す。このプロセスカートリッジ１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれ各色のトナー像を担持し、図中矢印Ａ方向に回転する感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを備えている。これら各感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周囲には、各感光体２表面を一様に帯電する帯電装置３Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋや、各感光体２表面に形成される静電潜像を現像する現像装置４Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、トナー像転写後の各感光体２表面をクリーニングするクリーニング装置５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ等を備えている。上記プロセスカートリッジ１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、これら感光体２の周囲に配設される各種装置３、４、５とを１つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、それぞれの不図示のストッパーを解除することによりプリンタ１００本体に対して着脱可能になっている。
【００１２】
上記帯電装置３は、感光体２の表面に圧接し感光体２の回転により従動回転する帯電ローラを備える。作像時には帯電ローラに図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体２表面が一様に帯電せしめられる。帯電装置３としては、感光体２の表面に接触する帯電ローラを用いているが、これに限定されるものではなく、コロナ帯電等の非接触帯電方式を用いてもよい。
【００１３】
また、上記プリンタ１００は、プロセスカートリッジ１Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの上方に、各感光体２の一様に帯電された表面に画像データに応じたレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光装置６を備えている。画像データとは、図示しない外付けのスキャナによる原稿読取で得られた画像情報や、外部のパーソナルコンピュータから送られている画像情報等である。なお、露光装置６としては、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式を用いているが、ＬＥＤを用いる等他の構成であってもよい。
【００１４】
また、上記プリンタ１００は、プロセスカートリッジ１Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの下方に、感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに現像されたトナー画像を転写紙Ｐに転写する中間転写ユニット１０を備えている。この中間転写ユニット１０は、駆動ローラを含む複数の張架ローラにより張架されて図中矢印Ｂ方向に回転駆動する中間転写ベルト７を備えている。中間転写ユニット１０は、感光体２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと所定の電圧が印加される一次転写ローラ８Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋとの間に中間転写ベルト７を挟み込んで一次転写ニップを形成する。また、中間転写ユニット１０は所定の電圧が印加される二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に中間転写ベルト７を挟み込んで二次転写ニップを形成している。さらに、中間転写ユニット７は、中間転写ベルト７上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置１１等も備えている。
【００１５】
また、上記プリンタ１００は、中間転写ユニット１０の下方に、定着装置１２、図示しない給紙カセット、レジストローラ対等を備えている。プリンタ１００の筺体内に出し入れ可能に構成された給紙カセットは、収容する転写紙Ｐの一番上の用紙を一枚づつレジストローラ対に向けて送り出す。レジストローラ対は、給紙カセットにより供給された転写紙Ｐをローラ間に挟み込み中間転写ベルト７上の４色重ね合わせ有色トナー像に同期させ得るタイミングで二次転写ニップに送り出す。定着装置１２は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラと、これに向けて押圧される加圧ローラとの当接による定着ニップに転写紙Ｐを挟み込み、加熱や加圧の作用によりトナー像を定着せしめる。
【００１６】
このような構成のプリンタ１００においては、次のように画像形成が行われる。例えばイエロー用のプロセスカートリッジ１Ｙでは、帯電装置３Ｙにより一様に帯電された感光体２Ｙの表面に、露光装置６で変調及び偏向されたレーザ光が走査されながら照射されて静電潜像が形成される。感光体２Ｙ上の静電潜像は、現像装置４Ｙで現像されてイエロー色のトナー像となる。中間転写ベルト７を挟んで一次転写ローラ８Ｙに対向する一次転写ニップでは、感光体２Ｙ上のトナー像が転写紙Ｐに転写される。トナー像が転写された後の感光体２Ｙの表面は、クリーニング装置５Ｙでクリーニングされ、除電装置により表面が初期化され次の静電潜像の形成に備えられる。
【００１７】
他のプロセスカートリッジ１Ｍ、Ｃ、Ｋについても、上述した画像形成行程が中間転写ベルト７の移動に同期して実行され、感光体２Ｍ、Ｃ、Ｋ上の有色トナー像が一次転写ニップで中間転写ベルト７に順次重ね合わされて一次転写され、４色重ね合わせトナー像が形成される。一方、給紙カセットから給送された転写紙Ｐは、レジストローラ対により所定のタイミングで送出されて二次転写ニップに搬送される。そして、二次転写ニップで４色重ね合わせトナー像が転写紙Ｐに一括転写される。４色重ね合わせトナー像が一括転写された転写紙Ｐは、定着装置１２による加熱・加圧作用により定着処理が施され、機外に排出される。一方、二次転写ニップで転写紙Ｐに転写されず中間転写ベルト７の表面上に残留したトナーは、転写ベルトクリーニング装置１１によって回収される。
【００１８】
次に、上記現像装置４の構成について詳しく説明する。現像装置４Ｃ、Ｙ、Ｍ、Ｋは、画像形成物質として、互いに異なる色のトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。このため、以下、添字Ｃ、Ｙ、Ｍ、Ｋを省略し、現像装置４として説明する。図２は、プロセスカートリッジ及びこれに備えられる現像装置の概略構成を説明する構成図である。図３は、現像装置の構成を示す軸線方向に沿った断面図である。
【００１９】
図２に示すように、現像装置４は、現像剤であるトナーを収容するトナー収容室２１と、トナー収容室２１の下方に設けられたトナー供給室２２とから構成され、トナー収容室２１とトナー供給室２２とを仕切るように仕切り部材３０が設けられている。仕切り部材３０には、図３に示すように、トナー収容室２１内のトナーをトナー供給室２２へ供給する供給口３１と、トナー供給室２２内のトナーをトナー収容室２１に戻す２つの返送口２７とが設けられている。
【００２０】
上記トナー収容室２１内にはトナー収容室２１内のトナーを感光体２の回転軸に平行な方向（図２中の紙面に直交する軸線方向）に搬送するトナー搬送部材２６が設けられている。トナー収容室２１に収容するトナーは、重合法で作成したものを用い、平均粒径が６．５［μｍ］で、円形度が０．９８、安息角３３［°］、外添剤としてチタン酸ストロンチュームを含有しているトナーである。本発明を適用したプリンタ１００に用いるトナーとしては、これに限るものではない。
【００２１】
トナー収容室２１内に設けられたトナー搬送部材２６は、図３に示すように搬送スクリュ形状２６ａと搬送板形状２６ｂとを組み合わせた回転軸を有した部材である。トナー搬送部材２６は、搬送スクリュ形状２６ａの回転動作によりトナー収容室２１内のトナーをトナー搬送部材２６の回転軸に平行な略水平方向（図３中の矢印Ｄ方向）に搬送できる構成となっている。トナー収容室２１内で搬送板形状２６ｂに到達した現像剤は、自重により又は搬送板形状２６ｂの回転動作を受けて、略鉛直下方に搬送されてトナー供給室２２内に搬送される。
【００２２】
また、上記トナー供給室２２内には、トナー供給室２２内のトナーを感光体２の回転軸に平行な方向（図２中の紙面に直行する軸線方向）に搬送するトナー攪拌部材２８が設けられている。トナー撹拌部材２８は、図３に示すように撹拌スクリュ形状２８ａと撹拌板形状２８ｂとを組み合わせた回転軸を有した部材である。トナー撹拌部材２８は、撹拌スクリュ形状２８ａの回転動作によりトナー供給室２２内のトナーをトナー撹拌部材２８の回転軸に平行な略水平方向（図３中の矢印Ｅ又はＦ方向）に搬送できる構成となっている。詳しくは、トナー撹拌部材２８の撹拌スクリュ形状２８ａは、軸方向について供給口３１を挟んで外側に向かう方向（矢印Ｅ方向）にトナーを搬送するように螺旋状の羽部が設けられている。さらに、トナー撹拌部材２８の撹拌スクリュ形状２８ａは、軸方向について２つの返送口２７よりも外側と内側とは螺旋状の羽部が逆巻きになっている。このため、供給口３１からトナー供給室２２に供給されたトナーは、攪拌板形状２８ｂの回転動作によって攪拌されると同時に、トナー撹拌部材２８の撹拌スクリュ形状２８ａの回転によって軸方向外側（矢印Ｅ方向）に搬送され、返送口２７よりも外側に到達したトナーは羽部が逆巻きの撹拌スクリュ形状２８ａによって返送口２７に向かって（矢印Ｆ方向）搬送される。返送口２７を挟んで軸方向の外側と内側とでは、撹拌スクリュ形状２８ａによるトナーの搬送方向が逆であり、返送口２７に向かうようにトナーに搬送力を付与するため、返送口２７の下方ではトナーが軸方向両側から集められ、山状に押し上げられる。これにより、トナー収容室２１から供給口３１又は返送口２７を通過してトナー供給室２２に供給されたトナーが過剰である場合は、返送口２７で山状に押し上げられたトナーがトナー供給室２２から返送口２７を通ってトナー収容室２１に戻される。また、トナー攪拌部材２８は、トナー供給室２２にあるトナーを攪拌し、さらに下部にある現像ローラ２３、トナー供給ローラ２５へトナーを供給する役割を持つ。
【００２３】
本実施形態に係る現像装置４では、トナー搬送部材２６及びトナー攪拌部材２８の回転軸に平行な方向にトナーを搬送する搬送スクリュ形状２６ａ、攪拌スクリュ形状２８ａを備えた構成であるが、現像剤搬送攪拌部材としてはこれに限ったものでなく、搬送ベルトやコイル状の回転体等の搬送機能を有するものを用いることができる。さらにこれらの搬送機能を有するものと、羽根のような板部材や針金を曲げて構成したパドルのようなもの等のほぐし機能を有するものを組み合わせたものでも良い。また、本実施形態に係る現像装置４では、トナーをトナー搬送部材２６の回転軸に直交し、且つ、略鉛直下方にトナーを搬送する構成となっているが、トナーの搬送方向としては、トナー搬送部材２６の回転軸に直交し、且つ略水平方向に搬送する構成としてもよい。
【００２４】
そして、上記現像装置４では、上記トナー供給室２２の下部に現像剤担持体である現像ローラ２３が設けられている。現像ローラ２３は、感光体２に対して非接触で配置されており、図２中矢印Ｃ方向に回転する。現像ローラ２３と感光体２とが対向する現像領域においては、現像ローラ２３の表面移動方向と感光体２の表面移動方向とが同方向となる。そして、現像ローラ２３には、後述するように制御部４０によって図示しない高圧電源から所定の現像バイアスが印加される。また、トナー供給室２２には、現像ローラ２３の表面にトナーを供給する現像剤供給部材であるトナー供給ローラ２５が現像ローラ２３の表面に当接して設けられている。
【００２５】
トナー供給ローラ２５の表面には空孔(セル)を有した構造の発泡材料が被覆されており、トナー供給室２２内に供給されたトナーを効率よく付着させて取り込むと共に、現像ローラ２３との当接部での圧力集中によるトナーの劣化を防止している。なお、この発泡材料は１０３〜１０１４［Ω］の電気抵抗値に設定される。トナー供給ローラ２５は図２中の矢印で示すように図２中の反時計回りの方向に回転し、表面に付着させたトナーを現像ローラ２３の表面に塗布するように供給する。
【００２６】
さらに、トナー供給室２２には、トナー供給ローラ２５が当接する位置から現像ローラ２３の表面移動方向下流側の現像ローラ２３表面に接触するように、現像剤規制部材であるトナー層規制部材２４が配置されている。トナー層規制部材２４は、その自由端側を現像ローラ２３の表面に１０〜１００［Ｎ／ｍ］の押圧力で当接させたもので、現像ローラ２３上のトナーに対してその押圧力下を通過させることで、トナー層を薄層化すると共に、摩擦帯電によってトナーに電荷を付与する。トナー供給ローラ２５から現像ローラ２３の表面に供給されたトナーは、現像ローラ２３の回転によってトナー層規制部材２４が接触する位置に搬送され、層厚が規制されて感光体２と現像ローラ２３との対向部である現像領域に向かう。トナー層規制部材２４としては、ＳＵＳ３０４ＣＳＰやＳＵＳ３０１ＣＳＰまたはリン青銅等の金属板バネ材料を用いることができる。また、トナー層規制部材２４には、トナーの摩擦帯電を補助する為に、バイアスを印加してもよい。
【００２７】
上記現像装置４において、現像領域で現像に用いられず、現像ローラ２３上に残されたトナーが再びトナー供給室２２内へと戻る箇所には、現像剤除電部材である除電シール２９が現像ローラ２３に当接して設けられ、トナーが現像装置４の外部に漏れ出ないように封止される。
【００２８】
このように構成される現像装置４において、トナー供給位置で現像ローラ２３の表面上に供給されたトナーは、トナー供給位置から現像領域に向けて搬送され、途中にあるトナー層規制部材２４を通過し、現像ローラ２３上にトナー薄層が形成される。形成されたトナー薄層は、更に現像領域まで搬送され、現像ローラ２３と感光体３上の静電潜像との間の現像電界によって、感光体２の表面上の静電潜像部分に付着し、これにより現像が行われる。現像電界には、直流バイアスと、トナーが感光体の方向に向かう電圧と現像ローラに戻ってくる電圧が交互に繰り返されるような交流バイアスとを重畳した現像バイアスを用いる。本実施形態では、交流バイアスとしてｆ＝５００〜１００００Ｈｚ、Ｖｐｐ＝５００〜３０００Ｖ、Ｄｕｔｙ＝５０〜９０％の矩形波を用いた。その後、現像に寄与しなかったトナーは、現像ローラ２３の回転によってさらに搬送され、トナーが再びトナー供給室３３に戻り、繰り返し利用される。
【００２９】
次に、本実施形態における現像ローラ２３の具体的構成について説明する。図４（ａ）は現像ローラの形状を説明する平面図であり、（ｂ）は、現像ローラの外周面の形状を示す要部拡大平面図である。すなわち、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＸ部分を上方からみた拡大平面図である。図４（ｂ）に示すように、現像ローラ２３の外周面上には、複数の凸部とこれら凸部を取り囲む凹部が規則的に配列した網の目状の凹凸パターンが形成されている。図４に示す現像ローラ２３ではこの凹凸パターンとして、その外周面の軸方向所定位置に溝が全周にわたって形成されている。その場合、溝は軸方向に対して所定角（図示例では４５°であるが、これに限定されない）で傾斜した螺旋状に連続して形成され規則性を有する所定数の第１傾斜溝と、これらの第１傾斜溝と傾斜が逆方向に傾斜した螺旋状に連続する所定数の第２傾斜溝とからなる。これらの第１及び第２傾斜溝は、いずれもそれらの傾斜方向に所定の周期幅Ｗに周期的に形成されている。なお、第１及び第２傾斜溝の各傾斜角及び周期幅Ｗは、いずれも互いに異ならせることもできる。また、凸部の幅Ｔは周期幅Ｗの２分の１以上の大きさで形成する。
【００３０】
上記現像ローラ２３は、基材とこの基材の外周面に形成された表面層とからなる。基材は、５０５６アルミ合金や６０６３アルミ合金等のアルミニウム系やＳＴＫＭ等の鉄系等の金属材料スリーブからなる。現像ローラ２３の基材の外周面の凹凸パターンは、転造加工によって形成されている。この基材における加工方法は従来公知の加工方法を採用することができる。したがって、この加工方法の説明は省略する。
【００３１】
図５は、トナー層規制部材と現像ローラの外周面の形状とを示す要部断面模式図である。図５に示すように、現像時には、現像ローラ２３の外周面が矢印Ｃ方向に移動するため、現像ローラ２３の外周面の凸部とトナー層規制部材２４が常に接触・摺擦されることになる。そのため、現像ローラ２３の凸部やトナー層規制部材の自由端が削られることになる。このような構成により、現像ローラ２３表面上やトナー層規制部材２４では、フィルミングや固着が発生しない。実験例では、図５に示すように、初期の溝深さは１０μｍであったが、図中点線で示すように、１２０ｋ枚プリント後には８μｍまで削れていた。しかしながら、経時により現像ローラ２３上のトナー量も約２０％低下してしまい、トナー供給能力が低下してしまう。そのため、固定現像バイアスでは画像濃度は初期１．５だったものが１２０ｋ枚プリント時には１．４まで低下した。
【００３２】
一方、処方の異なるローラ３種で、駆動時間当たりの削れ量である削れレートを調べる実験を行った。図６は、現像装置の駆動時間と現像ローラ削れレートとの関係を示す特性図である。図６に示すように、実験の結果、現像ローラのローラ種によって削れレート（溝深さの変化）が異なるが、いずれも連続と間欠駆動の差は大きくなく、駆動時間でおよその削れ量を見積もることができることがわかった。
【００３３】
そこで、本実施形態に係る現像装置４の制御部４０では、駆動時間の累積時間によりおよその削れ量を算出し、この算出結果に基づいて現像ローラ２３の回転数を段階的に変化させる。これにより、現像ローラ２３の表面が削れても、画像濃度を一定に保つことができる。図７は、現像ローラの回転数と画像濃度ＩＤとの関係を示す特性図である。図７に示すように、現像ローラ２３の回転数を２０％アップすることで、画像濃度ＩＤを１．５にすることができることがわかる。
【００３４】
また、本実施形態に係る現像装置４では、現像ローラ２３の回転数を高くすると、現像ローラ２３の表面に担持されるトナーの動きが悪くなる。そのため、現像装置４の制御部４０では、現像ローラ２３の回転数が高くなるほど、現像バイアスとして印加される交流バイアスの周波数を高くするように制御する。これにより、現像ローラ２３の表面に担持されるトナーが動きやすくなり、トナー供給能力の低下をより確実に抑制することができる。
【００３５】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次のような特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
表面に規則的に形成された凹凸部を有し、現像剤を担持して回転し感光体２等の像担持体と対向する現像領域まで搬送する現像ローラ２３等の現像剤担持体と、現像剤担持体上の現像剤を規制し現像領域に搬送する現像剤量を規制するトナー層規制部材２４等の現像剤規制部材とを備える現像装置４等の現像装置において、現像装置の駆動時間に応じて現像剤担持体の回転速度を変更するよう制御する制御部４０等の制御部を備える。これによれば、現像装置の駆動時間が長くなり現像剤担持体表面の凸部が摩耗したとしても、制御部によって現像剤担持体の回転数を上げることにより、現像剤担持体の現像剤供給能力の低下を抑制することができる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、上記制御部は、現像剤担持体に直流バイアスと交流バイアスとを重畳した現像バイアスを印加し、現像剤担持体の回転速度が高くなるほど、印加する交流バイアスの周波数を高くするよう制御する。これによれば、上述したように、現像剤担持体の回転速度が高くなっても、トナーが動きやすくなり、トナー供給能力の低下をより確実に抑制することができる。
（態様Ｃ）
潜像担持体と、潜像担持体と対向する現像領域に少なくともトナーを含む現像剤を搬送して潜像担持体上の潜像にトナーを付着させて現像する現像装置とを備え、現像装置による現像によって得られるトナー像を潜像担持体上から最終的に記録材上へ転移させることで転写紙Ｐ等の記録材上に画像を形成するプリンタ１００等の画像形成装置において、上記現像装置として、（態様Ａ）又は（態様Ｂ）の現像装置を用いる。これによれば、上記実施形態で説明したように、長期に亘って高品質な画像を得ることが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１ トナーカートリッジ
２ 感光体
３ 帯電装置
４ 現像装置
５ クリーニング装置
６ 露光装置
７ 中間転写ベルト
８ 一次転写ローラ
９ 二次転写ローラ
１０ 中間転写ユニット
１１ クリーニング装置
１２ 定着装置
２１ トナー収容室
２２ トナー供給室
２３ 現像ローラ
２４ トナー層規制部材
２５ トナー供給ローラ
４０ 制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３７】
【特許文献１】特開２０００−２０６７８０号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に規則的に形成された凹凸部を有し、現像剤を担持して回転し潜像を担持する像担持体と対向する現像領域まで搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体上の現像剤を規制し現像領域に搬送する現像剤量を規制する現像剤規制部材とを備え、該像担持体上の潜像を現像する現像装置において、
該現像装置の駆動時間に応じて該現像剤担持体の回転速度を変更するよう制御する制御部を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
上記制御部は、上記現像剤担持体に直流バイアスと交流バイアスとを重畳した現像バイアスを印加し、該現像剤担持体の回転速度が高くなるほど、印加する交流バイアスの周波数を高くするよう制御することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
潜像担持体と、該潜像担持体と対向する現像領域に少なくともトナーを含む現像剤を搬送して該潜像担持体上の潜像にトナーを付着させて現像する現像装置とを備え、該現像装置による現像によって得られるトナー像を該潜像担持体上から最終的に記録材上へ転移させることで該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記現像装置として、請求項１又は２の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
表面に規則的に形成された凹凸部を有し、現像剤を担持して回転し潜像を担持する像担持体と対向する現像領域まで搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体上の現像剤を規制し現像領域に搬送する現像剤量を規制する現像剤規制部材とを備え、該像担持体上の潜像を現像する現像装置において、
該現像装置の駆動時間に応じて該現像剤担持体の回転速度を変更するよう制御する制御部を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
上記制御部は、上記現像剤担持体に直流バイアスと交流バイアスとを重畳した現像バイアスを印加し、該現像剤担持体の回転速度が高くなるほど、印加する交流バイアスの周波数を高くするよう制御することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
潜像担持体と、該潜像担持体と対向する現像領域に少なくともトナーを含む現像剤を搬送して該潜像担持体上の潜像にトナーを付着させて現像する現像装置とを備え、該現像装置による現像によって得られるトナー像を該潜像担持体上から最終的に記録材上へ転移させることで該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記現像装置として、請求項１又は２の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−６４８８７（Ｐ２０１３−６４８８７Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０３７７２（Ｐ２０１１−２０３７７２）
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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