現像装置
【課題】現像ローラへのトナー供給量を安定させて、安定した現像特性を得ることができ、高品位の画質を得ることができる現像装置を提供する。
【解決手段】トナーを感光体ドラム１１へ供給する現像ローラ６１と、現像ローラ６１に供給されるトナーが所定の帯電量を有するように帯電させるトナー供給ローラ６３と、現像ローラ６１に供給されるトナー量を規制するトナー層規制ブレード８０と、を備えて、感光体ドラム１１に対して非接触でＤＣ電圧により現像を行う現像装置１４において、トナー供給ローラ６３から現像ローラ６１に供給された現像ローラ６１上のトナー帯電量Ｑａに対して、トナー層規制ブレード８０による除電を行った後の現像ローラ６１上のトナー帯電量Ｑｂを、|Ｑａ|＞|Ｑｂ|とすることを特徴とするものとする。
【解決手段】トナーを感光体ドラム１１へ供給する現像ローラ６１と、現像ローラ６１に供給されるトナーが所定の帯電量を有するように帯電させるトナー供給ローラ６３と、現像ローラ６１に供給されるトナー量を規制するトナー層規制ブレード８０と、を備えて、感光体ドラム１１に対して非接触でＤＣ電圧により現像を行う現像装置１４において、トナー供給ローラ６３から現像ローラ６１に供給された現像ローラ６１上のトナー帯電量Ｑａに対して、トナー層規制ブレード８０による除電を行った後の現像ローラ６１上のトナー帯電量Ｑｂを、|Ｑａ|＞|Ｑｂ|とすることを特徴とするものとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置に係り、特に、電子写真方式によりトナーを用いた画像形成において、トナーに所定の帯電量を付与して安定した現像を行うための現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成装置では、感光体の潜像をトナーで可視化する現像装置が搭載されている。
【０００３】
現像装置による現像方式としては、トナーに磁性体を含有しない１成分現像剤を用いる１成分現像方式と、トナーとキャリアを含有する２成分現像剤を用いる２成分現像方式がある。また、感光体にトナーを供給する方式においては、感光体の表面に現像剤が接触する接触現像方式と、現像剤が接触しない非接触現像方式がある。
【０００４】
従来の現像方式のうちの、１成分現像剤を用いて非接触現像方式によりＤＣ電圧のみでトナーを飛翔させ現像する、いわゆる非磁性１成分ＤＣ現像方式による現像装置では、現像の安定化のため、トナー供給ローラから現像ローラに供給されるトナーの帯電量と、現像ローラから感光体に供給されるトナーの帯電量を所定の範囲にコントロールする必要がある。
【０００５】
現像装置において、トナー供給ローラの位置を現像ローラに対して下方の位置に配置すると、トナー供給ローラから現像ローラに所定量のトナーを供給する際に、トナー供給ローラの位置を現像ローラに対して下方の位置からトナーを汲み上げるため、トナーの帯電量が所定値よりも高いとトナー供給が良好に行われる。しかしながら、トナーの帯電量が所定値よりも高いと感光体における現像効率が低下する。
【０００６】
これに対し、トナー供給ローラから現像ローラにトナーを汲み上げる汲み上げ部においてトナーの帯電量を所定値よりも低くすると、トナー供給ローラから現像ローラに供給されるトナーの供給量は減るが、感光体における現像効率は良くなる。
【０００７】
つまり、現像装置において、トナーの供給量と現像効率とはトレードオフの関係にあるため、安定した現像性を確保するのが困難であった。
【０００８】
そこで、従来技術として、非接触現像前のトナーを除電し、トナーの帯電量を調整する現像装置が開示されている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５-２０８６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１のような現像装置においては、ブレードなどのトナー層規制部材でトナーを除電するだけでは、トナー供給ローラから感光体にトナーを供給して現像するまでの間、つまり、トナーの供給から現像に至るまでのトナーの帯電量と付着量の制御ができないため、安定した現像特性を得ることが困難であった。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、現像ローラへのトナー供給量を安定させて、安定した現像特性を得ることができ、高品位の画質を得ることができる現像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するための本発明に係る現像装置は、次の通りである。
本発明は、トナーを被現像部材へ供給する現像ローラと、前記現像ローラに供給されるトナーが所定の帯電量を有するように帯電させるトナー供給ローラと、前記現像ローラに供給されるトナー量を規制するトナー層規制ブレードと、を備えて、前記被現像部材に対して非接触でＤＣ電圧により現像を行う現像装置において、前記トナー供給ローラから前記現像ローラに供給された前記現像ローラ上のトナー帯電量Ｑａに対して、前記トナー層規制ブレードによる除電を行った後の前記現像ローラ上のトナー帯電量Ｑｂを、|Ｑａ|＞|Ｑｂ|とすることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明は、前記トナー帯電量Ｑａを、−１２〜−２５（μＣ／ｇ）とし、前記トナー帯電量Ｑｂを、−４〜−１２（μＣ／ｇ）とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、トナーを被現像部材へ供給する現像ローラと、前記現像ローラに供給されるトナーが所定の帯電量を有するように帯電させるトナー供給ローラと、前記現像ローラに供給されるトナー量を規制するトナー層規制ブレードと、を備えて、前記被現像部材に対して非接触でＤＣ電圧により現像を行う現像装置において、前記トナー供給ローラから前記現像ローラに供給された前記現像ローラ上のトナー帯電量Ｑａに対して、前記トナー層規制ブレードによる除電を行った後の前記現像ローラ上のトナー帯電量Ｑｂを、|Ｑａ|＞|Ｑｂ|とすることで、トナー供給ローラから現像ローラへのトナー供給の際のトナーの帯電量を規定することにより、現像ローラへのトナー供給量を安定させ、かつトナー層規制ブレードで除電を行うことにより、トナーの帯電量を所定のレベルまで引き下げることにより、安定した現像性を得ることができる。
【００１５】
また、本発明によれば、前記トナー帯電量Ｑａを、−１２〜−２５（μＣ／ｇ）とし、前記トナー帯電量Ｑｂを、−４〜−１２（μＣ／ｇ）とすることで、安定した現像性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る現像装置を用いた画像形成装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】前記現像装置の構成を示す断面図である。
【図３】前記現像装置における電位差に応じたトナー帯電量と現像ローラへのトナー付着量との関係を示すグラフである。
【図４】前記現像装置における電位差に応じたトナー帯電量と感光体ドラムへのトナー付着量との関係を示すグラフである。
【図５】前記現像装置におけるトナー帯電量及びトナー付着量についてテストした実施例と従来例の結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図１は発明を実施する形態の一例であって、本発明の実施形態に係る現像装置を用いた画像形成装置の概略構成を示す説明図である。
【００１８】
本実施形態は、図１に示すように、トナーを用いて現像を行う現像装置１４を具備する可視像形成ユニット１０を備えた電子写真方式フルカラーの画像形成装置１であって、例えば、ネットワークを介して外部から送信されてくる画像データや画像読取装置（図示せず）によって読み取った画像データに基づいて、記録紙（転写媒体）に対して多色または単色の画像を形成するものである。
【００１９】
本実施形態の可視像形成ユニット１０は、現像装置１４の構成として、本発明に係る現像装置の構成を採用したことを特徴としている。
【００２０】
まず、画像形成装置１の全体構成について説明する。
画像形成装置１は、図１に示すように、可視像形成ユニット１０、供給トレイ２０、記録紙搬送手段３０、定着装置４０、を備えている。
本実施形態では、可視像形成ユニット１０にて現像した像（トナー像）を供給トレイ２０より給紙された記録紙Ｐに転写した後に、定着装置４０により記録紙Ｐに定着させるようになっている。
【００２１】
尚、本実施形態では、トナー像を記録紙Ｐに直接転写するものとするが、中間転写ベルト等の中間転写媒体を用いて、中間転写媒体にトナー像を一時的に転写した後に、トナー像を中間転写媒体から記録紙Ｐに転写するようにしたものであっても良い。
【００２２】
可視像形成ユニット１０には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色に対応して、４つの可視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂが並設されている。つまり、可視像形成ユニット１０は、４つの可視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂからなり、可視像形成ユニット１０Ｙはイエロー（Ｙ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｍはマゼンダ（Ｍ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｃはシアン（Ｃ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｂはブラック（Ｂ）のトナーを用いて画像形成を行う。
【００２３】
具体的な配置としては、供給トレイ２０から定着装置４０へ記録紙Ｐを搬送する搬送路に沿って、記録紙搬送方向（矢印Ａ）上流側より４組の可視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂが順に配設されており、搬送される記録紙Ｐに各色のトナーを多重転写するようになっている。
【００２４】
ここで、可視像形成ユニット１０について可視像形成ユニット１０Ｙを例に挙げて具体的な構成について説明する。
可視像形成ユニット１０Ｙは、その構成として、感光体ドラム（感光体）１１の外周に沿って、帯電装置１２、レーザ光照射手段１３、現像装置１４、転写ローラ１５、クリーニングユニット１６、除電装置１７を備えている。
【００２５】
帯電装置１２は、感光体ドラム１１の表面を所定の電位に均一に帯電させるものであり、本実施形態ではノコ歯とスクリーングリッドからなり、感光体ドラム１１の表面から非接触で近接させてコロナ放電とグリッドバイアス制御によって帯電させる接触帯電方式のスコロトロン帯電装置を用いている。
【００２６】
レーザ光照射手段１３は、帯電装置１２によって帯電された感光体ドラム１１の表面を画像データに応じて露光し、感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成するものである。
【００２７】
現像装置１４は、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像をトナーによって現像して、感光体ドラム１１の表面にトナー像を形成するものである。
【００２８】
転写ローラ１５は、トナーとは逆極性のバイアス電圧を印加されており、感光体ドラム１１に形成されたトナー像を記録紙搬送手段３０によって搬送される記録紙Ｐに転写させるものである。
【００２９】
クリーナユニット１６は、転写ローラ１５による転写処理の後に、感光体ドラム１１の表面に残留したトナーを除去／回収するものである。そして、このような、記録紙Ｐに対するトナー像の転写を、各色の可視像形成ユニット１０において順次行うことで、記録紙Ｐに各色のトナー像を多重転写するようになっている。
【００３０】
記録紙搬送手段３０は、主に、駆動ローラ３１、アイドリングローラ３２、搬送ベルト３３から構成され、各可視像形成ユニット１０によって記録紙Ｐ上にトナー像が転写されるように記録紙Ｐを搬送するものである。
【００３１】
駆動ローラ３１及びアイドリングローラ３２は、無端状の搬送ベルト３３を張架するものであり、駆動ローラ３１が所定の周速度で回転駆動されることで、搬送ベルト３３が回転するようになっている。
【００３２】
搬送ベルト３３は、外側表面が転写ローラ１５により所定の電位に帯電されて、記録紙Ｐを静電吸着しながら搬送するようにされている。
【００３３】
記録紙搬送手段３０によって搬送されて各可視像形成ユニット１０を通過しながらトナー像（未定着トナー像）が転写された記録紙Ｐは、駆動ローラ３１の曲率によって搬送ベルト３３から剥離され、定着装置４０に搬送される。
【００３４】
定着装置４０は、記録紙Ｐに適度な熱と圧力とを与えて、記録紙Ｐ上に転写されたトナーを溶解させて記録紙Ｐに定着させ、記録紙Ｐを排紙トレイ（図示せず）に排出する。定着装置４０の構成は特に限定されるものではなく、例えば、図１に示すように、加熱ローラ４１と加圧ローラ４２とを備え、これら両ローラによって記録紙Ｐを挟持しながら搬送する構成のものを用いることができる。
【００３５】
尚、画像形成装置１に備えられる上記各部材の動作は、図示しない主制御部（制御用集積回路基板またはコンピュータ）によって制御される。
【００３６】
次に、本実施形態に係る特徴的な現像装置１４の構成について図面を参照して詳細に説明する。図２は本実施形態に係る現像装置の構成を示す断面図である。
【００３７】
現像装置１４は、図２に示すように、主に、現像ローラ６１、トナー供給ローラ６３、攪拌ローラ７０，７１，７２及びトナー層規制ブレード８０を備え、且つ、これらの構成要素を配置するとともに、現像剤としてのトナー７４を収容する現像槽７３を備えている。
【００３８】
現像ローラ６１は、肉厚が１ｍｍ、表面粗さがＲａ０．３μｍ、外径がφ１６のアルミニウム製の筒状体と、外径がφ７の中心軸シャフトとで構成され、感光体ドラム１１に対向する位置に配置されている。そして、現像ローラ６１は、感光体ドラム１１に対して現像ギャップ６２をとるように位置決めされている。現像ギャップ６２は、図示しないギャップ保持部材により２００±２０μｍの精度で管理されている。
【００３９】
トナー供給ローラ６３は、ＥＮＤＵＲまたはウレタンゴム製で厚み４．８ｍｍ、アスカＣ硬度２〜１５度のスポンジ層を備えた外径φ１６．６のローラ部材と、外径がφ７のシャフトとで構成されている。
【００４０】
現像ローラ６１及びトナー供給ローラ６３は、それぞれ高圧電源６７，６８に接続されている。トナー供給ローラ６３は、現像ローラ６１とニップ部６４で接触している。
【００４１】
現像ローラ６１とトナー供給ローラ６３とのニップ部６４の食い込み量は、０．５ｍｍで設定されている。また、このニップ部６４の長手方向の幅は、３３０ｍｍで設定されている。
【００４２】
現像ローラ６１の回転方向（矢印Ｃ）とトナー供給ローラ６３の回転方向（矢印Ｄ）は、感光体ドラム１１の回転方向（矢印Ｂ）に対して逆となるように設定されている。
【００４３】
トナー層規制ブレード８０は、プレート６５と、プレート６５の先端部に形成されたゴム層６６とで構成され、現像ローラ６１上面のトナー層（トナー供給量）を規制するものである。
【００４４】
プレート６５は、リン青銅またはアルミニウム製で、厚さ０．１ｍｍ、長さ３５ｍｍの板部材で形成され、除電のための高圧電源６９に接続されている。
【００４５】
ゴム層６６は、厚さ１．０ｍｍ、長さ１０ｍｍで幅３３３ｍｍのＪＩＳ-Ａ硬度２０〜７５のウレタンゴムで構成され、さらに、導電性カーボンブラックまたはイオン導電剤が添加されて、抵抗値が１０2〜１０6Ωｃｍに調整されている。
【００４６】
トナー層規制ブレード８０による現像ローラ６１への線圧は、５〜５０ｇ／ｃｍ範囲で調整される。トナー層規制ブレード８０には高圧電源６９からＤＣ電圧に５００〜３ＫＨＺのＡＣ電圧が重畳印加される。
【００４７】
攪拌ローラ７０，７１，７２は、それぞれ厚さ０．１ｍｍのポリエステルフィルムを備え、現像槽７３内のトナー７４を攪拌搬送しながらトナー供給ローラ６３まで搬送するようにされている。
【００４８】
トナー７４は、平均体積粒径Ｄ５０８．８μｍのポリエステルトナーで、外添材であるシリカが３．０ｗｔ％、酸化チタンが０.７５ｗｔ％それぞれ添加されている。
【００４９】
攪拌ローラ７０，７１，７２により攪拌されてトナー供給ローラ６３に搬送されたトナー７４は、ニップ部６４で現像ローラ６１と摺擦されることでトナー帯電量Ｑａが付与される。トナー供給ローラ６３上のトナー７４は、現像ローラ６１とトナー供給ローラ６３に接続された高圧電源６７，６８から印加された電圧の差により現像ローラ６１へ汲み上げられる。そして、現像ローラ６１上にトナー層が形成される。
【００５０】
現像ローラ６１へ汲み上げられたトナー７４は、トナー層規制ブレード８０のゴム層６６を通過する際に、トナー層規制ブレード８０からの圧力でトナー層の厚さが規制され、同時に高圧電源６９から印加されたＤＣ及びＡＣの重畳電圧により現像に適したトナーの帯電量に除電される。
【００５１】
そして、感光体ドラム１１と現像ローラ６１との現像ギャップ６２におけるトナー７４は、トナー帯電量をＱｂとして、感光体ドラム１１と現像ローラ６１との電位差に応じて、感光体ドラム１１の静電潜像を現像してトナー像として可視化する。
【００５２】
この時、トナー供給ローラ６３から現像ローラ６１に供給された現像ローラ６１上のトナー７４のトナー帯電量をＱａとし、トナー層規制ブレード８０による除電を行った後の現像ローラ６１上のトナー７４のトナー帯電量Ｑｂとの関係が、|Ｑａ|＞|Ｑｂ|となるように設定されている。
【００５３】
ここで、本実施形態の現像装置１４によるトナーの帯電量と現像ローラ６１へのトナー付着量及び感光体ドラム１１へのトナー付着量との関係について説明する。
図３は本実施形態の現像装置における電位差に応じたトナー帯電量と現像ローラへのトナー付着量との関係を示すグラフ、図４は前記現像装置における電位差に応じたトナー帯電量と感光体ドラムへのトナー付着量との関係を示すグラフである。
【００５４】
まず、現像装置１４において、電位差に応じたトナー供給ローラ６３から現像ローラ６１に汲み上げ供給されるトナー７４の帯電量と現像ローラ６１上に付着するトナーの付着量との関係について説明する。
【００５５】
本実施形態では、電位差を０Ｖ（Ｖ１）、１００Ｖ（Ｖ２）、１５０Ｖ（Ｖ３）として、それぞれの電位差の時のトナー帯電量に応じた現像ローラ６１へのトナー付着量を測定した。
【００５６】
図３に示すように、トナー付着量は、電位差１００Ｖ（Ｖ２）でほぼ飽和することがわかる。また、トナー帯電量が高い程、現像ローラ６１へのトナー付着量が増加することがわかる。そして、トナー７４の帯電能力は−２５（μＣ／ｇ）付近で限界レベルに達している。
【００５７】
具体的には、電位差が０Ｖ（Ｖ１）の時は、トナー帯電量が−１２（μＣ／ｇ）から２４に変化するにつれて、現像ローラ６１へのトナー付着量は約０．３（ｍｇ／ｃｍ２）から約０．４（ｍｇ／ｃｍ２）に増加している。
【００５８】
また、電位差が１００Ｖ（Ｖ２）、１５０Ｖ（Ｖ３）の時は、ほぼ同じ様に、トナー帯電量が−１２（μＣ／ｇ）から２４に変化するにつれて、現像ローラ６１へのトナー付着量は約０．５５（ｍｇ／ｃｍ２）から約１．１（ｍｇ／ｃｍ２）に増加している。
【００５９】
次に、現像装置１４において、トナー供給ローラ６３と現像ローラ６１の電位差を１００Ｖとして、現像ローラ６１に供給されたトナーに対してトナー層規制ブレード８０によりトナー層を規制して、感光体ドラム１１と現像ローラ６１との間の電位差に対応したトナー帯電量と感光体ドラム１１に実際に現像されるトナー付着量との関係について説明する。
【００６０】
本実施形態では、電位差を６５０Ｖ（Ｖ４）、７５０Ｖ（Ｖ５）、８５０Ｖ（Ｖ６）として、それぞれの電位差の時のトナー帯電量に応じた感光体ドラム１１へのトナー付着量を測定した。
【００６１】
図４に示すように、トナー付着量は、電位差７５０Ｖ（Ｖ５）でほほ飽和レベルに達していることがわかる。また、ベタ部の飽和画像濃度の再現に最低必要な感光体ドラム１１へのトナー付着量０．５（ｍｇ／ｃｍ2）を確保するためには、トナー帯電量を少なくとも−１２（μＣ／ｇ）まで下げる必要がある。尚、トナー帯電量が−４（μＣ／ｇ）以下では、トナー７４の飛翔に必要な電界が作用されなくなるため、感光体ドラム１１へのトナー付着量が急激に低下する。
【００６２】
以上のことから、本実施形態によれば、現像装置１４において、トナー供給ローラ６３から現像ローラ６１上にトナーを供給する際のトナー帯電量Ｑａを−１２〜−２５（μＣ／ｇ）の範囲として、更に、トナー層規制ブレード８０通過後において、黒ベタ部の画像濃度の再現に必要なトナー帯電量Ｑｂを−４〜−１２（μＣ／ｇ）の範囲に制御することで、トナー付着量を安定させることができる。
【００６３】
すなわち、本実施形態によれば、現像ローラ６１上にトナーを供給する際のトナー帯電量Ｑａに対してトナー層規制ブレード８０通過後のトナー帯電量Ｑｂを、|Ｑａ|＞|Ｑｂ|として、トナー供給ローラ６３から現像ローラ６１へのトナー供給の際のトナー帯電量Ｑａを規定することにより、現像ローラ６１へのトナー供給量を安定させることができる。
また、トナー層規制ブレード８０で除電を行うことにより、トナー帯電量Ｑｂを所定のレベル（例えば、−１２（μＣ／ｇ））まで引き下げることにより、最低必要な感光体ドラム１１へのトナー付着量０．５（ｍｇ／ｃｍ2）を確保できる。従って、トナー帯電量Ｑｂを−４〜−１２（μＣ／ｇ）の範囲に制御することで、安定した現像性を得ることができる。
【００６４】
次に、本発明に係る現像装置１４を用いてトナー帯電量及びトナー付着量についてテストした実施例について説明する。
図５は本発明に係る現像装置におけるトナー帯電量及びトナー付着量についてテストした実施例と従来例の結果を示す表である。
【００６５】
（実施例１）
実施例１は、本実施形態の画像形成装置１の構成と同様な実際の画像形成装置（シャープ製フルカラー機ＭＸ２３００）を用いて現像装置１４におけるトナー帯電量及びトナー付着量についてテストしたものである。
【００６６】
実施例１は、図１に示す画像形成装置１の可視像形成ユニット１０におけるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各可視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂの感光体ドラム１１と、現像装置１４を構成する現像ローラ６１、トナー供給ローラ６３及び攪拌ローラ７０，７１，７２の各回転速度を以下の様に設定した。
【００６７】
すなわち、感光体ドラム１１を１４５ｍｍ／ｓ、現像ローラ６１を１４５ｍｍ／ｓ、トナー供給ローラ６３を１１６ｍｍ／ｓとし、また、攪拌ローラ７０，７１，７２の回転数を、攪拌ローラ７０を１５７ｒｐｍ、攪拌ローラ７１を１５７ｒｐｍ、攪拌ローラ７２を３８ｒｐｍとした。
【００６８】
トナー供給ローラ６３は、ＥＮＤＵＲ製でアスカＣ硬度５度のスポンジを用いて構成されている。
【００６９】
高圧電源６７から現像ローラ６１への印加電圧はＤＣ−８００Ｖとし、高圧電源６８からトナー供給ローラ６３への印加電圧はＤＣ−９００Ｖとして、両ローラ間の電圧差を１００Ｖに設定した。
【００７０】
実施例１では、現像ローラ６１上に汲み上げられたトナー７４は、現像ローラ６１とトナー供給ローラ６３との間で摺擦されることによるトナーの帯電と１００Ｖの電位差により、図５に示すように、トナー帯電量Ｑａが−２２（μＣ／ｇ）となり、トナー付着量は０．９５（ｍｇ／ｃｍ2）であった。
【００７１】
トナー層規制ブレード８０のプレート６５は、リン青銅からなり、ウレタンゴムにアルカリ金属塩からなるイオン導電剤を添加して抵抗値が１０3Ωｃｍに調整され、ＪＩＳ-Ａ硬度５０度で構成されている。
【００７２】
トナー層規制ブレード８０による現像ローラ６１への線圧は、１５ｇ／ｃｍとなるように調整され、高圧電源６９によりＤＣ−７５０ＶにＡＣ８００Ｖｐｐ（1ＫＨＺ）を重畳印加されるようになっている。
【００７３】
実施例１では、トナー層規制ブレード８０通過後のトナー７４は、トナー層規制ブレード８０によってトナー層の厚さが規制され、除電されるため、図５に示すように、現像ローラ６１上のトナーのトナー帯電量Ｑｂ１は−１２（μＣ／ｇ）となり、トナー付着量は０．５４（ｍｇ／ｃｍ2）となった。
【００７４】
また、実施例１では、ベタ部の感光体ドラム１１の表面電位を−５０Ｖに設定し、感光体ドラム１１と現像ローラ６１との間の電位差を７５０Ｖに設定した。
これにより、感光体ドラム１１に付着したトナーのトナー帯電量Ｑｂ２は−１２（μＣ／ｇ）となり、トナー付着量は０．５０（ｍｇ／ｃｍ2）となった。
【００７５】
以上のように、実施例１によれば、現像ローラ６１上に汲み上げ後のトナーのトナー帯電量Ｑａが−２２（μＣ／ｇ）となり、トナー層規制ブレード８０通過後の現像ローラ６１上のトナーのトナー帯電量Ｑｂ１が−１２（μＣ／ｇ）となり、感光体ドラム１１上のトナーのトナー帯電量Ｑｂ２が−１２（μＣ／ｇ）となるので、ベタ部の飽和画像濃度の再現に最低必要な感光体ドラム１１へのトナー付着量０．５ｍｇ／ｃｍ2を確保することができる。
【００７６】
尚、従来の方式による比較例１では、ゴム層６６が絶縁性ウレンゴムで電圧印加が無い場合は、図５に示すように、現像ローラ６１に汲み上げられたトナーのトナー帯電量Ｑａは−２２（μＣ／ｇ）、トナー付着量は０．９５（ｍｇ／ｃｍ2）となる。また、トナー層規制ブレード８０通過後の現像ローラ６１上のトナーにおいては、トナー層規制ブレード８０によるトナーへの摩擦帯電が起こるため、トナー帯電量Ｑｂ１は−２４（μＣ／ｇ）、トナー付着量は０．６０（ｍｇ／ｃｍ2）となる。そして、感光体ドラム１１に付着したトナーのトナー帯電量Ｑｂ２は−２４（μＣ／ｇ）となり、−１２（μＣ／ｇ）を超えてしまうため、感光体ドラム１１へのトナー付着量０．５（ｍｇ／ｃｍ2）の確保が出来なかった。
【００７７】
（実施例２）
実施例２は、上述した実施例１と同様な構成の画像形成装置を用いて現像装置１４におけるトナー帯電量及びトナー付着量について以下の条件の下でテストしたものである。
【００７８】
実施例２では、現像ローラ６１に汲み上げられたトナー７４は、現像ローラ６１とトナー供給ローラ６３間の電位差１００Ｖにより、図５に示すように、トナー帯電量Ｑａが−１２（μＣ／ｇ）となり、トナー付着量が０．５４ｍｇ／ｃｍ2であった。
【００７９】
トナー層規制ブレード８０による現像ローラ６１に対する線圧は、５ｇ／ｃｍとなるように調整され、高圧電源６９によりＤＣ−７８０ＶにＡＣ９００Ｖｐｐ（１.５ＫＨＺ）を重畳印加されるようになっている。
【００８０】
実施例２では、トナー層規制ブレード８０通過後のトナー７４は、トナー層規制ブレード８０によってトナー層の厚さが規制され、除電されるため、図５に示すように、現像ローラ６１上のトナー帯電量Ｑｂ１は−４（μＣ／ｇ）となり、トナー付着量は０．５２（ｍｇ／ｃｍ2）となった。
【００８１】
また、実施例２では、感光体ドラム１１と現像ローラ６１との間の電位差を７５０Ｖに設定したことで、トナー帯電量Ｑｂ２が−４（μＣ／ｇ）となり、感光体ドラム１１に付着したトナー付着量が０．５０（ｍｇ／ｃｍ2）となった。
【００８２】
以上のように、実施例２によれば、現像ローラ６１上に汲み上げ後のトナーのトナー帯電量Ｑａが−１２（μＣ／ｇ）となり、トナー層規制ブレード８０通過後の現像ローラ６１上のトナーのトナー帯電量Ｑｂ１が−４（μＣ／ｇ）となり、感光体ドラム１１上のトナーのトナー帯電量Ｑｂ２が−４（μＣ／ｇ）となるので、実施例１と同様にベタ部の飽和画像濃度の再現に最低必要な感光体ドラム１１へのトナー付着量０．５ｍｇ／ｃｍ2を確保することができる。
【００８３】
尚、従来の方式による比較例２では、図５に示すように、現像ローラ６１に汲み上げられたトナーのトナー帯電量Ｑａは−１２（μＣ／ｇ）、トナー付着量は０．５４（ｍｇ／ｃｍ2）となる。また、トナー層規制ブレード８０通過後の現像ローラ６１上のトナーにおいては、実施例１と同様にトナー層規制ブレード８０によるトナーへの摩擦帯電が起こるため、トナー帯電量Ｑｂ１は−１６（μＣ／ｇ）、トナー付着量は０．５２（ｍｇ／ｃｍ2）となる。そして、感光体ドラム１１に付着したトナーのトナー帯電量Ｑｂ２は−１６（μＣ／ｇ）となり、−１２（μＣ／ｇ）を超えてしまうため、実施例１と同様に感光体ドラム１１へのトナーの付着０．５（ｍｇ／ｃｍ2）の確保が出来なかった。
【００８４】
尚、上述した実施形態及び実施例では、本発明に係る画像形成装置の構成を図１に示すような画像形成装置１に適用した例について説明したが、現像ローラに供給されるトナー量を規制するトナー層規制ブレードを備えて、トナー層の厚さを規制するようにした画像形成装置であれば、上述したような構成の画像形成装置や複写機に限定されるものではなく、その他の画像形成装置等に展開が可能である。
【００８５】
以上のように、本発明は、上述した実施形態及び実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８６】
１ 画像形成装置
１０，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂ 視像形成ユニット
１１ 感光体ドラム（被現像部材）
１４ 現像装置
６１ 現像ローラ
６２ 現像ギャップ
６３ トナー供給ローラ
６４ ニップ部
６５ プレート
６６ ゴム層
６７，６８，６９ 高圧電源
７０，７１，７２ 攪拌ローラ
７３ 現像槽
７４ トナー
８０ トナー層規制ブレード
Ｑａ トナー帯電量
Ｑｂ１ トナー帯電量
Ｑｂ２ トナー帯電量
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置に係り、特に、電子写真方式によりトナーを用いた画像形成において、トナーに所定の帯電量を付与して安定した現像を行うための現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成装置では、感光体の潜像をトナーで可視化する現像装置が搭載されている。
【０００３】
現像装置による現像方式としては、トナーに磁性体を含有しない１成分現像剤を用いる１成分現像方式と、トナーとキャリアを含有する２成分現像剤を用いる２成分現像方式がある。また、感光体にトナーを供給する方式においては、感光体の表面に現像剤が接触する接触現像方式と、現像剤が接触しない非接触現像方式がある。
【０００４】
従来の現像方式のうちの、１成分現像剤を用いて非接触現像方式によりＤＣ電圧のみでトナーを飛翔させ現像する、いわゆる非磁性１成分ＤＣ現像方式による現像装置では、現像の安定化のため、トナー供給ローラから現像ローラに供給されるトナーの帯電量と、現像ローラから感光体に供給されるトナーの帯電量を所定の範囲にコントロールする必要がある。
【０００５】
現像装置において、トナー供給ローラの位置を現像ローラに対して下方の位置に配置すると、トナー供給ローラから現像ローラに所定量のトナーを供給する際に、トナー供給ローラの位置を現像ローラに対して下方の位置からトナーを汲み上げるため、トナーの帯電量が所定値よりも高いとトナー供給が良好に行われる。しかしながら、トナーの帯電量が所定値よりも高いと感光体における現像効率が低下する。
【０００６】
これに対し、トナー供給ローラから現像ローラにトナーを汲み上げる汲み上げ部においてトナーの帯電量を所定値よりも低くすると、トナー供給ローラから現像ローラに供給されるトナーの供給量は減るが、感光体における現像効率は良くなる。
【０００７】
つまり、現像装置において、トナーの供給量と現像効率とはトレードオフの関係にあるため、安定した現像性を確保するのが困難であった。
【０００８】
そこで、従来技術として、非接触現像前のトナーを除電し、トナーの帯電量を調整する現像装置が開示されている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５-２０８６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１のような現像装置においては、ブレードなどのトナー層規制部材でトナーを除電するだけでは、トナー供給ローラから感光体にトナーを供給して現像するまでの間、つまり、トナーの供給から現像に至るまでのトナーの帯電量と付着量の制御ができないため、安定した現像特性を得ることが困難であった。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、現像ローラへのトナー供給量を安定させて、安定した現像特性を得ることができ、高品位の画質を得ることができる現像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するための本発明に係る現像装置は、次の通りである。
本発明は、トナーを被現像部材へ供給する現像ローラと、前記現像ローラに供給されるトナーが所定の帯電量を有するように帯電させるトナー供給ローラと、前記現像ローラに供給されるトナー量を規制するトナー層規制ブレードと、を備えて、前記被現像部材に対して非接触でＤＣ電圧により現像を行う現像装置において、前記トナー供給ローラから前記現像ローラに供給された前記現像ローラ上のトナー帯電量Ｑａに対して、前記トナー層規制ブレードによる除電を行った後の前記現像ローラ上のトナー帯電量Ｑｂを、|Ｑａ|＞|Ｑｂ|とすることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明は、前記トナー帯電量Ｑａを、−１２〜−２５（μＣ／ｇ）とし、前記トナー帯電量Ｑｂを、−４〜−１２（μＣ／ｇ）とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、トナーを被現像部材へ供給する現像ローラと、前記現像ローラに供給されるトナーが所定の帯電量を有するように帯電させるトナー供給ローラと、前記現像ローラに供給されるトナー量を規制するトナー層規制ブレードと、を備えて、前記被現像部材に対して非接触でＤＣ電圧により現像を行う現像装置において、前記トナー供給ローラから前記現像ローラに供給された前記現像ローラ上のトナー帯電量Ｑａに対して、前記トナー層規制ブレードによる除電を行った後の前記現像ローラ上のトナー帯電量Ｑｂを、|Ｑａ|＞|Ｑｂ|とすることで、トナー供給ローラから現像ローラへのトナー供給の際のトナーの帯電量を規定することにより、現像ローラへのトナー供給量を安定させ、かつトナー層規制ブレードで除電を行うことにより、トナーの帯電量を所定のレベルまで引き下げることにより、安定した現像性を得ることができる。
【００１５】
また、本発明によれば、前記トナー帯電量Ｑａを、−１２〜−２５（μＣ／ｇ）とし、前記トナー帯電量Ｑｂを、−４〜−１２（μＣ／ｇ）とすることで、安定した現像性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る現像装置を用いた画像形成装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】前記現像装置の構成を示す断面図である。
【図３】前記現像装置における電位差に応じたトナー帯電量と現像ローラへのトナー付着量との関係を示すグラフである。
【図４】前記現像装置における電位差に応じたトナー帯電量と感光体ドラムへのトナー付着量との関係を示すグラフである。
【図５】前記現像装置におけるトナー帯電量及びトナー付着量についてテストした実施例と従来例の結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図１は発明を実施する形態の一例であって、本発明の実施形態に係る現像装置を用いた画像形成装置の概略構成を示す説明図である。
【００１８】
本実施形態は、図１に示すように、トナーを用いて現像を行う現像装置１４を具備する可視像形成ユニット１０を備えた電子写真方式フルカラーの画像形成装置１であって、例えば、ネットワークを介して外部から送信されてくる画像データや画像読取装置（図示せず）によって読み取った画像データに基づいて、記録紙（転写媒体）に対して多色または単色の画像を形成するものである。
【００１９】
本実施形態の可視像形成ユニット１０は、現像装置１４の構成として、本発明に係る現像装置の構成を採用したことを特徴としている。
【００２０】
まず、画像形成装置１の全体構成について説明する。
画像形成装置１は、図１に示すように、可視像形成ユニット１０、供給トレイ２０、記録紙搬送手段３０、定着装置４０、を備えている。
本実施形態では、可視像形成ユニット１０にて現像した像（トナー像）を供給トレイ２０より給紙された記録紙Ｐに転写した後に、定着装置４０により記録紙Ｐに定着させるようになっている。
【００２１】
尚、本実施形態では、トナー像を記録紙Ｐに直接転写するものとするが、中間転写ベルト等の中間転写媒体を用いて、中間転写媒体にトナー像を一時的に転写した後に、トナー像を中間転写媒体から記録紙Ｐに転写するようにしたものであっても良い。
【００２２】
可視像形成ユニット１０には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色に対応して、４つの可視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂが並設されている。つまり、可視像形成ユニット１０は、４つの可視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂからなり、可視像形成ユニット１０Ｙはイエロー（Ｙ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｍはマゼンダ（Ｍ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｃはシアン（Ｃ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｂはブラック（Ｂ）のトナーを用いて画像形成を行う。
【００２３】
具体的な配置としては、供給トレイ２０から定着装置４０へ記録紙Ｐを搬送する搬送路に沿って、記録紙搬送方向（矢印Ａ）上流側より４組の可視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂが順に配設されており、搬送される記録紙Ｐに各色のトナーを多重転写するようになっている。
【００２４】
ここで、可視像形成ユニット１０について可視像形成ユニット１０Ｙを例に挙げて具体的な構成について説明する。
可視像形成ユニット１０Ｙは、その構成として、感光体ドラム（感光体）１１の外周に沿って、帯電装置１２、レーザ光照射手段１３、現像装置１４、転写ローラ１５、クリーニングユニット１６、除電装置１７を備えている。
【００２５】
帯電装置１２は、感光体ドラム１１の表面を所定の電位に均一に帯電させるものであり、本実施形態ではノコ歯とスクリーングリッドからなり、感光体ドラム１１の表面から非接触で近接させてコロナ放電とグリッドバイアス制御によって帯電させる接触帯電方式のスコロトロン帯電装置を用いている。
【００２６】
レーザ光照射手段１３は、帯電装置１２によって帯電された感光体ドラム１１の表面を画像データに応じて露光し、感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成するものである。
【００２７】
現像装置１４は、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像をトナーによって現像して、感光体ドラム１１の表面にトナー像を形成するものである。
【００２８】
転写ローラ１５は、トナーとは逆極性のバイアス電圧を印加されており、感光体ドラム１１に形成されたトナー像を記録紙搬送手段３０によって搬送される記録紙Ｐに転写させるものである。
【００２９】
クリーナユニット１６は、転写ローラ１５による転写処理の後に、感光体ドラム１１の表面に残留したトナーを除去／回収するものである。そして、このような、記録紙Ｐに対するトナー像の転写を、各色の可視像形成ユニット１０において順次行うことで、記録紙Ｐに各色のトナー像を多重転写するようになっている。
【００３０】
記録紙搬送手段３０は、主に、駆動ローラ３１、アイドリングローラ３２、搬送ベルト３３から構成され、各可視像形成ユニット１０によって記録紙Ｐ上にトナー像が転写されるように記録紙Ｐを搬送するものである。
【００３１】
駆動ローラ３１及びアイドリングローラ３２は、無端状の搬送ベルト３３を張架するものであり、駆動ローラ３１が所定の周速度で回転駆動されることで、搬送ベルト３３が回転するようになっている。
【００３２】
搬送ベルト３３は、外側表面が転写ローラ１５により所定の電位に帯電されて、記録紙Ｐを静電吸着しながら搬送するようにされている。
【００３３】
記録紙搬送手段３０によって搬送されて各可視像形成ユニット１０を通過しながらトナー像（未定着トナー像）が転写された記録紙Ｐは、駆動ローラ３１の曲率によって搬送ベルト３３から剥離され、定着装置４０に搬送される。
【００３４】
定着装置４０は、記録紙Ｐに適度な熱と圧力とを与えて、記録紙Ｐ上に転写されたトナーを溶解させて記録紙Ｐに定着させ、記録紙Ｐを排紙トレイ（図示せず）に排出する。定着装置４０の構成は特に限定されるものではなく、例えば、図１に示すように、加熱ローラ４１と加圧ローラ４２とを備え、これら両ローラによって記録紙Ｐを挟持しながら搬送する構成のものを用いることができる。
【００３５】
尚、画像形成装置１に備えられる上記各部材の動作は、図示しない主制御部（制御用集積回路基板またはコンピュータ）によって制御される。
【００３６】
次に、本実施形態に係る特徴的な現像装置１４の構成について図面を参照して詳細に説明する。図２は本実施形態に係る現像装置の構成を示す断面図である。
【００３７】
現像装置１４は、図２に示すように、主に、現像ローラ６１、トナー供給ローラ６３、攪拌ローラ７０，７１，７２及びトナー層規制ブレード８０を備え、且つ、これらの構成要素を配置するとともに、現像剤としてのトナー７４を収容する現像槽７３を備えている。
【００３８】
現像ローラ６１は、肉厚が１ｍｍ、表面粗さがＲａ０．３μｍ、外径がφ１６のアルミニウム製の筒状体と、外径がφ７の中心軸シャフトとで構成され、感光体ドラム１１に対向する位置に配置されている。そして、現像ローラ６１は、感光体ドラム１１に対して現像ギャップ６２をとるように位置決めされている。現像ギャップ６２は、図示しないギャップ保持部材により２００±２０μｍの精度で管理されている。
【００３９】
トナー供給ローラ６３は、ＥＮＤＵＲまたはウレタンゴム製で厚み４．８ｍｍ、アスカＣ硬度２〜１５度のスポンジ層を備えた外径φ１６．６のローラ部材と、外径がφ７のシャフトとで構成されている。
【００４０】
現像ローラ６１及びトナー供給ローラ６３は、それぞれ高圧電源６７，６８に接続されている。トナー供給ローラ６３は、現像ローラ６１とニップ部６４で接触している。
【００４１】
現像ローラ６１とトナー供給ローラ６３とのニップ部６４の食い込み量は、０．５ｍｍで設定されている。また、このニップ部６４の長手方向の幅は、３３０ｍｍで設定されている。
【００４２】
現像ローラ６１の回転方向（矢印Ｃ）とトナー供給ローラ６３の回転方向（矢印Ｄ）は、感光体ドラム１１の回転方向（矢印Ｂ）に対して逆となるように設定されている。
【００４３】
トナー層規制ブレード８０は、プレート６５と、プレート６５の先端部に形成されたゴム層６６とで構成され、現像ローラ６１上面のトナー層（トナー供給量）を規制するものである。
【００４４】
プレート６５は、リン青銅またはアルミニウム製で、厚さ０．１ｍｍ、長さ３５ｍｍの板部材で形成され、除電のための高圧電源６９に接続されている。
【００４５】
ゴム層６６は、厚さ１．０ｍｍ、長さ１０ｍｍで幅３３３ｍｍのＪＩＳ-Ａ硬度２０〜７５のウレタンゴムで構成され、さらに、導電性カーボンブラックまたはイオン導電剤が添加されて、抵抗値が１０2〜１０6Ωｃｍに調整されている。
【００４６】
トナー層規制ブレード８０による現像ローラ６１への線圧は、５〜５０ｇ／ｃｍ範囲で調整される。トナー層規制ブレード８０には高圧電源６９からＤＣ電圧に５００〜３ＫＨＺのＡＣ電圧が重畳印加される。
【００４７】
攪拌ローラ７０，７１，７２は、それぞれ厚さ０．１ｍｍのポリエステルフィルムを備え、現像槽７３内のトナー７４を攪拌搬送しながらトナー供給ローラ６３まで搬送するようにされている。
【００４８】
トナー７４は、平均体積粒径Ｄ５０８．８μｍのポリエステルトナーで、外添材であるシリカが３．０ｗｔ％、酸化チタンが０.７５ｗｔ％それぞれ添加されている。
【００４９】
攪拌ローラ７０，７１，７２により攪拌されてトナー供給ローラ６３に搬送されたトナー７４は、ニップ部６４で現像ローラ６１と摺擦されることでトナー帯電量Ｑａが付与される。トナー供給ローラ６３上のトナー７４は、現像ローラ６１とトナー供給ローラ６３に接続された高圧電源６７，６８から印加された電圧の差により現像ローラ６１へ汲み上げられる。そして、現像ローラ６１上にトナー層が形成される。
【００５０】
現像ローラ６１へ汲み上げられたトナー７４は、トナー層規制ブレード８０のゴム層６６を通過する際に、トナー層規制ブレード８０からの圧力でトナー層の厚さが規制され、同時に高圧電源６９から印加されたＤＣ及びＡＣの重畳電圧により現像に適したトナーの帯電量に除電される。
【００５１】
そして、感光体ドラム１１と現像ローラ６１との現像ギャップ６２におけるトナー７４は、トナー帯電量をＱｂとして、感光体ドラム１１と現像ローラ６１との電位差に応じて、感光体ドラム１１の静電潜像を現像してトナー像として可視化する。
【００５２】
この時、トナー供給ローラ６３から現像ローラ６１に供給された現像ローラ６１上のトナー７４のトナー帯電量をＱａとし、トナー層規制ブレード８０による除電を行った後の現像ローラ６１上のトナー７４のトナー帯電量Ｑｂとの関係が、|Ｑａ|＞|Ｑｂ|となるように設定されている。
【００５３】
ここで、本実施形態の現像装置１４によるトナーの帯電量と現像ローラ６１へのトナー付着量及び感光体ドラム１１へのトナー付着量との関係について説明する。
図３は本実施形態の現像装置における電位差に応じたトナー帯電量と現像ローラへのトナー付着量との関係を示すグラフ、図４は前記現像装置における電位差に応じたトナー帯電量と感光体ドラムへのトナー付着量との関係を示すグラフである。
【００５４】
まず、現像装置１４において、電位差に応じたトナー供給ローラ６３から現像ローラ６１に汲み上げ供給されるトナー７４の帯電量と現像ローラ６１上に付着するトナーの付着量との関係について説明する。
【００５５】
本実施形態では、電位差を０Ｖ（Ｖ１）、１００Ｖ（Ｖ２）、１５０Ｖ（Ｖ３）として、それぞれの電位差の時のトナー帯電量に応じた現像ローラ６１へのトナー付着量を測定した。
【００５６】
図３に示すように、トナー付着量は、電位差１００Ｖ（Ｖ２）でほぼ飽和することがわかる。また、トナー帯電量が高い程、現像ローラ６１へのトナー付着量が増加することがわかる。そして、トナー７４の帯電能力は−２５（μＣ／ｇ）付近で限界レベルに達している。
【００５７】
具体的には、電位差が０Ｖ（Ｖ１）の時は、トナー帯電量が−１２（μＣ／ｇ）から２４に変化するにつれて、現像ローラ６１へのトナー付着量は約０．３（ｍｇ／ｃｍ２）から約０．４（ｍｇ／ｃｍ２）に増加している。
【００５８】
また、電位差が１００Ｖ（Ｖ２）、１５０Ｖ（Ｖ３）の時は、ほぼ同じ様に、トナー帯電量が−１２（μＣ／ｇ）から２４に変化するにつれて、現像ローラ６１へのトナー付着量は約０．５５（ｍｇ／ｃｍ２）から約１．１（ｍｇ／ｃｍ２）に増加している。
【００５９】
次に、現像装置１４において、トナー供給ローラ６３と現像ローラ６１の電位差を１００Ｖとして、現像ローラ６１に供給されたトナーに対してトナー層規制ブレード８０によりトナー層を規制して、感光体ドラム１１と現像ローラ６１との間の電位差に対応したトナー帯電量と感光体ドラム１１に実際に現像されるトナー付着量との関係について説明する。
【００６０】
本実施形態では、電位差を６５０Ｖ（Ｖ４）、７５０Ｖ（Ｖ５）、８５０Ｖ（Ｖ６）として、それぞれの電位差の時のトナー帯電量に応じた感光体ドラム１１へのトナー付着量を測定した。
【００６１】
図４に示すように、トナー付着量は、電位差７５０Ｖ（Ｖ５）でほほ飽和レベルに達していることがわかる。また、ベタ部の飽和画像濃度の再現に最低必要な感光体ドラム１１へのトナー付着量０．５（ｍｇ／ｃｍ2）を確保するためには、トナー帯電量を少なくとも−１２（μＣ／ｇ）まで下げる必要がある。尚、トナー帯電量が−４（μＣ／ｇ）以下では、トナー７４の飛翔に必要な電界が作用されなくなるため、感光体ドラム１１へのトナー付着量が急激に低下する。
【００６２】
以上のことから、本実施形態によれば、現像装置１４において、トナー供給ローラ６３から現像ローラ６１上にトナーを供給する際のトナー帯電量Ｑａを−１２〜−２５（μＣ／ｇ）の範囲として、更に、トナー層規制ブレード８０通過後において、黒ベタ部の画像濃度の再現に必要なトナー帯電量Ｑｂを−４〜−１２（μＣ／ｇ）の範囲に制御することで、トナー付着量を安定させることができる。
【００６３】
すなわち、本実施形態によれば、現像ローラ６１上にトナーを供給する際のトナー帯電量Ｑａに対してトナー層規制ブレード８０通過後のトナー帯電量Ｑｂを、|Ｑａ|＞|Ｑｂ|として、トナー供給ローラ６３から現像ローラ６１へのトナー供給の際のトナー帯電量Ｑａを規定することにより、現像ローラ６１へのトナー供給量を安定させることができる。
また、トナー層規制ブレード８０で除電を行うことにより、トナー帯電量Ｑｂを所定のレベル（例えば、−１２（μＣ／ｇ））まで引き下げることにより、最低必要な感光体ドラム１１へのトナー付着量０．５（ｍｇ／ｃｍ2）を確保できる。従って、トナー帯電量Ｑｂを−４〜−１２（μＣ／ｇ）の範囲に制御することで、安定した現像性を得ることができる。
【００６４】
次に、本発明に係る現像装置１４を用いてトナー帯電量及びトナー付着量についてテストした実施例について説明する。
図５は本発明に係る現像装置におけるトナー帯電量及びトナー付着量についてテストした実施例と従来例の結果を示す表である。
【００６５】
（実施例１）
実施例１は、本実施形態の画像形成装置１の構成と同様な実際の画像形成装置（シャープ製フルカラー機ＭＸ２３００）を用いて現像装置１４におけるトナー帯電量及びトナー付着量についてテストしたものである。
【００６６】
実施例１は、図１に示す画像形成装置１の可視像形成ユニット１０におけるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各可視像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂの感光体ドラム１１と、現像装置１４を構成する現像ローラ６１、トナー供給ローラ６３及び攪拌ローラ７０，７１，７２の各回転速度を以下の様に設定した。
【００６７】
すなわち、感光体ドラム１１を１４５ｍｍ／ｓ、現像ローラ６１を１４５ｍｍ／ｓ、トナー供給ローラ６３を１１６ｍｍ／ｓとし、また、攪拌ローラ７０，７１，７２の回転数を、攪拌ローラ７０を１５７ｒｐｍ、攪拌ローラ７１を１５７ｒｐｍ、攪拌ローラ７２を３８ｒｐｍとした。
【００６８】
トナー供給ローラ６３は、ＥＮＤＵＲ製でアスカＣ硬度５度のスポンジを用いて構成されている。
【００６９】
高圧電源６７から現像ローラ６１への印加電圧はＤＣ−８００Ｖとし、高圧電源６８からトナー供給ローラ６３への印加電圧はＤＣ−９００Ｖとして、両ローラ間の電圧差を１００Ｖに設定した。
【００７０】
実施例１では、現像ローラ６１上に汲み上げられたトナー７４は、現像ローラ６１とトナー供給ローラ６３との間で摺擦されることによるトナーの帯電と１００Ｖの電位差により、図５に示すように、トナー帯電量Ｑａが−２２（μＣ／ｇ）となり、トナー付着量は０．９５（ｍｇ／ｃｍ2）であった。
【００７１】
トナー層規制ブレード８０のプレート６５は、リン青銅からなり、ウレタンゴムにアルカリ金属塩からなるイオン導電剤を添加して抵抗値が１０3Ωｃｍに調整され、ＪＩＳ-Ａ硬度５０度で構成されている。
【００７２】
トナー層規制ブレード８０による現像ローラ６１への線圧は、１５ｇ／ｃｍとなるように調整され、高圧電源６９によりＤＣ−７５０ＶにＡＣ８００Ｖｐｐ（1ＫＨＺ）を重畳印加されるようになっている。
【００７３】
実施例１では、トナー層規制ブレード８０通過後のトナー７４は、トナー層規制ブレード８０によってトナー層の厚さが規制され、除電されるため、図５に示すように、現像ローラ６１上のトナーのトナー帯電量Ｑｂ１は−１２（μＣ／ｇ）となり、トナー付着量は０．５４（ｍｇ／ｃｍ2）となった。
【００７４】
また、実施例１では、ベタ部の感光体ドラム１１の表面電位を−５０Ｖに設定し、感光体ドラム１１と現像ローラ６１との間の電位差を７５０Ｖに設定した。
これにより、感光体ドラム１１に付着したトナーのトナー帯電量Ｑｂ２は−１２（μＣ／ｇ）となり、トナー付着量は０．５０（ｍｇ／ｃｍ2）となった。
【００７５】
以上のように、実施例１によれば、現像ローラ６１上に汲み上げ後のトナーのトナー帯電量Ｑａが−２２（μＣ／ｇ）となり、トナー層規制ブレード８０通過後の現像ローラ６１上のトナーのトナー帯電量Ｑｂ１が−１２（μＣ／ｇ）となり、感光体ドラム１１上のトナーのトナー帯電量Ｑｂ２が−１２（μＣ／ｇ）となるので、ベタ部の飽和画像濃度の再現に最低必要な感光体ドラム１１へのトナー付着量０．５ｍｇ／ｃｍ2を確保することができる。
【００７６】
尚、従来の方式による比較例１では、ゴム層６６が絶縁性ウレンゴムで電圧印加が無い場合は、図５に示すように、現像ローラ６１に汲み上げられたトナーのトナー帯電量Ｑａは−２２（μＣ／ｇ）、トナー付着量は０．９５（ｍｇ／ｃｍ2）となる。また、トナー層規制ブレード８０通過後の現像ローラ６１上のトナーにおいては、トナー層規制ブレード８０によるトナーへの摩擦帯電が起こるため、トナー帯電量Ｑｂ１は−２４（μＣ／ｇ）、トナー付着量は０．６０（ｍｇ／ｃｍ2）となる。そして、感光体ドラム１１に付着したトナーのトナー帯電量Ｑｂ２は−２４（μＣ／ｇ）となり、−１２（μＣ／ｇ）を超えてしまうため、感光体ドラム１１へのトナー付着量０．５（ｍｇ／ｃｍ2）の確保が出来なかった。
【００７７】
（実施例２）
実施例２は、上述した実施例１と同様な構成の画像形成装置を用いて現像装置１４におけるトナー帯電量及びトナー付着量について以下の条件の下でテストしたものである。
【００７８】
実施例２では、現像ローラ６１に汲み上げられたトナー７４は、現像ローラ６１とトナー供給ローラ６３間の電位差１００Ｖにより、図５に示すように、トナー帯電量Ｑａが−１２（μＣ／ｇ）となり、トナー付着量が０．５４ｍｇ／ｃｍ2であった。
【００７９】
トナー層規制ブレード８０による現像ローラ６１に対する線圧は、５ｇ／ｃｍとなるように調整され、高圧電源６９によりＤＣ−７８０ＶにＡＣ９００Ｖｐｐ（１.５ＫＨＺ）を重畳印加されるようになっている。
【００８０】
実施例２では、トナー層規制ブレード８０通過後のトナー７４は、トナー層規制ブレード８０によってトナー層の厚さが規制され、除電されるため、図５に示すように、現像ローラ６１上のトナー帯電量Ｑｂ１は−４（μＣ／ｇ）となり、トナー付着量は０．５２（ｍｇ／ｃｍ2）となった。
【００８１】
また、実施例２では、感光体ドラム１１と現像ローラ６１との間の電位差を７５０Ｖに設定したことで、トナー帯電量Ｑｂ２が−４（μＣ／ｇ）となり、感光体ドラム１１に付着したトナー付着量が０．５０（ｍｇ／ｃｍ2）となった。
【００８２】
以上のように、実施例２によれば、現像ローラ６１上に汲み上げ後のトナーのトナー帯電量Ｑａが−１２（μＣ／ｇ）となり、トナー層規制ブレード８０通過後の現像ローラ６１上のトナーのトナー帯電量Ｑｂ１が−４（μＣ／ｇ）となり、感光体ドラム１１上のトナーのトナー帯電量Ｑｂ２が−４（μＣ／ｇ）となるので、実施例１と同様にベタ部の飽和画像濃度の再現に最低必要な感光体ドラム１１へのトナー付着量０．５ｍｇ／ｃｍ2を確保することができる。
【００８３】
尚、従来の方式による比較例２では、図５に示すように、現像ローラ６１に汲み上げられたトナーのトナー帯電量Ｑａは−１２（μＣ／ｇ）、トナー付着量は０．５４（ｍｇ／ｃｍ2）となる。また、トナー層規制ブレード８０通過後の現像ローラ６１上のトナーにおいては、実施例１と同様にトナー層規制ブレード８０によるトナーへの摩擦帯電が起こるため、トナー帯電量Ｑｂ１は−１６（μＣ／ｇ）、トナー付着量は０．５２（ｍｇ／ｃｍ2）となる。そして、感光体ドラム１１に付着したトナーのトナー帯電量Ｑｂ２は−１６（μＣ／ｇ）となり、−１２（μＣ／ｇ）を超えてしまうため、実施例１と同様に感光体ドラム１１へのトナーの付着０．５（ｍｇ／ｃｍ2）の確保が出来なかった。
【００８４】
尚、上述した実施形態及び実施例では、本発明に係る画像形成装置の構成を図１に示すような画像形成装置１に適用した例について説明したが、現像ローラに供給されるトナー量を規制するトナー層規制ブレードを備えて、トナー層の厚さを規制するようにした画像形成装置であれば、上述したような構成の画像形成装置や複写機に限定されるものではなく、その他の画像形成装置等に展開が可能である。
【００８５】
以上のように、本発明は、上述した実施形態及び実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８６】
１ 画像形成装置
１０，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂ 視像形成ユニット
１１ 感光体ドラム（被現像部材）
１４ 現像装置
６１ 現像ローラ
６２ 現像ギャップ
６３ トナー供給ローラ
６４ ニップ部
６５ プレート
６６ ゴム層
６７，６８，６９ 高圧電源
７０，７１，７２ 攪拌ローラ
７３ 現像槽
７４ トナー
８０ トナー層規制ブレード
Ｑａ トナー帯電量
Ｑｂ１ トナー帯電量
Ｑｂ２ トナー帯電量
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを被現像部材へ供給する現像ローラと、前記現像ローラに供給されるトナーが所定の帯電量を有するように帯電させるトナー供給ローラと、前記現像ローラに供給されるトナー量を規制するトナー層規制ブレードと、を備えて、前記被現像部材に対して非接触でＤＣ電圧により現像を行う現像装置において、
前記トナー供給ローラから前記現像ローラに供給された前記現像ローラ上のトナー帯電量Ｑａに対して、前記トナー層規制ブレードによる除電を行った後の前記現像ローラ上のトナー帯電量Ｑｂを、|Ｑａ|＞|Ｑｂ|とすることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記トナー帯電量Ｑａを、−１２〜−２５（μＣ／ｇ）とし、
前記トナー帯電量Ｑｂを、−４〜−１２（μＣ／ｇ）とすることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項１】
トナーを被現像部材へ供給する現像ローラと、前記現像ローラに供給されるトナーが所定の帯電量を有するように帯電させるトナー供給ローラと、前記現像ローラに供給されるトナー量を規制するトナー層規制ブレードと、を備えて、前記被現像部材に対して非接触でＤＣ電圧により現像を行う現像装置において、
前記トナー供給ローラから前記現像ローラに供給された前記現像ローラ上のトナー帯電量Ｑａに対して、前記トナー層規制ブレードによる除電を行った後の前記現像ローラ上のトナー帯電量Ｑｂを、|Ｑａ|＞|Ｑｂ|とすることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記トナー帯電量Ｑａを、−１２〜−２５（μＣ／ｇ）とし、
前記トナー帯電量Ｑｂを、−４〜−１２（μＣ／ｇ）とすることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−９５３９４（Ｐ２０１１−９５３９４Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４７７２６（Ｐ２００９−２４７７２６）
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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