画像形成装置
【課題】ローラ形状の現像剤規制部材を用いた場合、その現像剤規制部材と現像剤担持体との接触ニップ部における凝集した現像剤によるベタ画像のカスレを抑制するとともに、接触ニップ部の低圧力により生じる地汚れを抑制して、良好な画像を維持することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】体積平均粒径が６μｍ以下の一成分現像剤を用い、現像ローラ３１に当接して現像ローラ表面に現像剤を供給する供給ローラ３３と、現像ローラ３１に担持された現像剤の層厚を規制する回転可能な規制ローラ３２と、規制ローラ３２にＤＣ電圧とＡＣ電圧とを含む規制バイアスを印加する規制バイアス電源３７と備える。
【解決手段】体積平均粒径が６μｍ以下の一成分現像剤を用い、現像ローラ３１に当接して現像ローラ表面に現像剤を供給する供給ローラ３３と、現像ローラ３１に担持された現像剤の層厚を規制する回転可能な規制ローラ３２と、規制ローラ３２にＤＣ電圧とＡＣ電圧とを含む規制バイアスを印加する規制バイアス電源３７と備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸなどの電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置では、まず、帯電ローラによって感光体ドラム上を均一に帯電した後、レーザビーム走査光により静電潜像を感光体ドラム上に形成する。そして、静電潜像に応じて現像装置中のトナーにより可視像化する。感光体ドラム上のトナー画像は、感光体ドラムと転写ローラとが対向する転写ニップ部で記録媒体としての転写紙に転写され、転写紙上のトナー画像は定着装置で溶融定着される。ここで、現像装置は、例えば、現像剤担持体としての現像ローラと、現像ローラに非磁性一成分トナー（負極性）を供給する供給ローラと、供給ローラ近傍に容器中のトナーを搬送する撹拌部材と、現像ローラ上のトナー量を規制する現像剤規制部材としての規制ブレードとを有する。現像ローラは感光体ドラムと当接するため、弾性体で形成される場合が多い。また、規制ブレードは、金属薄板のバネ弾性を利用して圧接触されることが多い。現像時には、トナーを現像ローラから感光体ドラム側へ転移させるために、現像バイアス電源により現像ローラに所定電位が供給される。また、現像装置の規制ブレードには、トナーの帯電量を安定化させるために、ブレードバイアス電源が接続される。ブレードバイアス電源は、現像バイアス電源と同電位のもの、各々異なる電位を供給するもの等、各種存在する（特許文献１参照）。例えば、現像ローラには現像バイアス電源から−３００Ｖの電圧が常時供給され、一方の規制現像ブレードにはブレードバイアス電源から−４００Ｖが供給されることで、現像ローラと規制現像ブレード間に約１００Ｖの電位差を生じさせる場合もある。これによって、トナー帯電量の安定化が図られるとともに、感光体ドラムに対向する現像装置開口部からのトナー漏れが改善される。また、規制ブレードに常時ＡＣバイアスを印加する例もある。
【０００３】
このような画像形成装置において、例えば、現像ローラとして金属又は樹脂にて構成されたいわゆるハードローラを用いる場合には、上記規制ブレードとしてウレタンゴム等の弾性を有するものが用いられる。一方、現像ローラとして少なくとも表面部がゴムのような弾性を有するいわゆるソフトローラを用いる場合には、規制ブレードとして金属ブレード等が用いられる。
【０００４】
しかしながら、いずれの規制ブレードにおいても現像ローラに対して接触押圧させているため、経時で表面が摩耗してしまい、規制ブレードの長寿命化が困難である。また、現像ローラと規制ブレードとの接触部で滞留したトナーが、規制ブレードと回転する現像ローラとの間で発生する摩擦熱により溶融し、接触部にトナー固着を発生させやすい。上記接触部でトナー固着が生ずると、現像ローラ表面に担持したトナーにスジ状の跡が付き、ベタ部を現像したときに白スジが発生してしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、現像剤規制部材として規制ブレードを用いることによって生じる上記問題点を解決するために、規制ブレードに代えて規制ローラを用いる現像装置が提案されている（特許文献２参照）。規制ローラを現像ローラに接触させることにより、規制ブレードを用いる場合と同等の規制力を発揮させて現像ローラ上に所定層厚のトナー層を形成するものである。この規制ローラは回転させることにより、トナー固着が発生する前に規制ローラ表面の同じ部分が現像ローラに接触押圧されないようにすることができ、規制ローラ表面の偏った摩耗を防止することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、現像剤規制部材として規制ローラを用いた場合、規制ローラの曲率を持った表面が現像ローラ表面に近づいて接触する形状のため、接触ニップ前の空間で粉圧が徐々に上昇する。この粉圧の上昇により、トナーの劣化などで流動状態の低下やトナー間付着力の上昇が発生すると、接触ニップ前にトナー凝集が起こりやすく、そのトナー凝集がトナーの通過を妨げることで、濃度の濃い画像に対してはトナー供給が追いつかず、ベタ画像の後半で徐々にかすれる画像が発生するという問題がある。特に、近年の高画質化、環境負荷を低減させるための低温定着等の流れから、小径化、形状の球形化及び低温定着の可能な重合トナーの採用が増えており、トナーは球形化、小径化の流れとなっている。このため、トナーの流動性は増加する傾向にあるが、同時にトナーが高密に存在できるため、しまりやすくなり、トナー凝集が生じやすい傾向になってきている。
【０００７】
また、現像剤規制部材として規制ローラを用いた構成の場合、規制ブレードを用いた構成に比べ、現像ローラとの間のニップ部が広く、両構成で同圧の場合、規制ローラの方が面積あたりの圧力が低くなり、地汚れが発生しやすいという問題もある。
【０００８】
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、ローラ形状の現像剤規制部材を用いた場合、その現像剤規制部材と現像剤担持体との接触ニップ部における凝集した現像剤によるベタ画像のカスレを抑制するとともに、接触ニップ部の低圧力により生じる地汚れを抑制して、良好な画像を維持することができる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】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体と、前記像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、現像剤担持体に担持された現像剤により前記像担持体上の潜像を現像して顕像化する現像装置と、を備えた画像形成装置であって、前記現像剤として体積平均粒径が６μｍ以下の一成分現像剤を用い、前記現像剤担持体に当接して該現像剤担持体表面に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体に担持された前記現像剤の層厚を規制する回転可能なローラ形状の現像剤規制部材と、前記現像剤規制部材にＤＣ電圧とＡＣ電圧とを含む規制バイアスを印加する規制バイアス印加手段と、を更に備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記現像剤担持体へ現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段を更に備え、前記現像剤の帯電極性が負極性であり、前記規制バイアスのＤＣ電圧をＶｄｃ[Ｖ]とし、前記現像バイアスのＤＣ電圧をＶｂ[Ｖ]とした場合に、−２００[Ｖ]≦Ｖｄｃ−Ｖｂ≦−１００[Ｖ]を満たすことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、前記規制バイアスのＡＣ電圧のピーク間電圧をＶｐ−ｐ[Ｖ]とした場合に、２００[Ｖ]≦Ｖｐ−ｐ≦４００［Ｖ］を満たすことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの画像形成装置において、前記規制バイアスのＡＣ電圧の周波数をｆ[Ｈｚ]とした場合に、２００[Ｈｚ]≦ｆ≦１０００[Ｈｚ]を満たすことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの画像形成装置において、前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体との対向部において、該現像剤担持体の表面移動方向と反対方向に表面移動するカウンター回転が可能なことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の画像形成装置において、前記現像剤規制部材は、前記対向部に現像剤固着が生じる前の所定のタイミングで前記カウンター回転を行うように駆動されることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかの画像形成装置において、前記現像剤規制部材を清掃する現像剤規制部材クリーニング手段を更に備えたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれかの画像形成装置において、少なくとも前記像担持体と前記現像装置とが一体に支持されて、当該画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジを備えることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項６の画像形成装置において、前記現像装置に初期に内封された前記現像剤の量が、１００ｇより多いことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項６又は９の画像形成装置において、前記現像装置内の現像剤の量が所定量よりも少量になったときに、現像剤を該現像装置に補給する現像剤補給手段を更に備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項６の画像形成装置において、前記現像剤規制部材は、現像動作時に常時、前記カウンター回転を行うように駆動され、前記現像装置に初期に内封された前記現像剤の量が、１００ｇ以下であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ローラ形状の現像剤規制部材にＡＣ電圧を印加することにより、現像剤担持体と現像剤規制部材との接触ニップ部の近傍であって、現像剤担持体と現像剤規制部材との表面移動方向上流側に存在する荷電された現像剤を振動させ、現像剤の凝集を防ぎ、現像剤の凝集によるベタ画像のカスレを抑制することができる。また、現像剤規制部材にＤＣ電圧を印加することにより、その現像剤規制部材と現像剤担持体との間に現像剤が現像剤担持体側に移動するような電圧差を形成して、地汚れの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】プロセスカートリッジの概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るフルカラー画像形成装置（以下、「画像形成装置」という。）の全体概略図である。画像形成装置１は、４つの作像ユニットが並列配置されて、トナー像が転写される中間転写体としての中間転写ベルト６１を備えている。画像形成装置１は、上方から、置かれた原稿を自動的に搬送する自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）５、原稿を読み取るスキャナ（読取装置）４、トナー画像を形成する画像形成部３、そして、その下に記録紙等の記録部材９を備え、供給する給紙部２が配置されている。
【００１３】
画像形成装置１は、その中央部に画像形成部３が配置されている。画像形成部３では、その内部の略中央に、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色トナーに対応した４つの作像ユニット１０を水平な横方向に並列に並べたタンデム型に配列している。４つの作像ユニット１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋの上方には、帯電した各感光体１１の表面に各色の画像データに基づいて露光をし、潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置１２が備えられている。また、４つの作像ユニット１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋの下方には、ポリイミドやポリアミド等の耐熱性材料からなり、中抵抗に調整された基体からなる無端状ベルトをローラ６５１〜６５３に掛け回して支持し、回転駆動する中間転写ベルト６１を備える転写装置６０を配置している。
【００１４】
いずれの作像ユニット１０でも同様の構成であるので、この図においては、色の区別に関係ない場合はＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの表示を省略する。各作像ユニット１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋは、感光体１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋを有し、各感光体１１の周りには、感光体１１表面に電荷を与える帯電装置２０、感光体１１表面に形成された潜像を各色トナーで現像してトナー像とする現像装置３０、感光体１１表面に、潤滑剤を塗布する図示しない潤滑剤塗布装置、トナー像転写後の感光体１１表面のクリーニングをするクリーニングブレードを備えるクリーニング装置４０がそれぞれ配置されている。これで、一つの作像ユニット１０を形成している。
【００１５】
なお、上記作像ユニット１０は、プロセスカートリッジとしても機能する。図１に示すように、このプロセスカートリッジ１０は、感光体１１の周囲に、帯電装置２０、現像装置３０、クリーニング装置４０を配置している。プロセスカートリッジ１０は、少なくとも感光体１１とその他のプロセス装置を備えていればよく、ここで例示した構成に限定されるものではない。
【００１６】
感光体１１は、アモロファスシリコーン、セレン等の金属、または、有機感光体であり、ここでは、有機感光体で説明する。有機感光体１１としては、導電性支持体上に、フィラー分散した樹脂層、電荷発生層及び電荷輸送層を有する感光層、その表面にフィラーを分散させた保護層を有する。
【００１７】
感光層は電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む単層構成の感光層でも構わないが、電荷発生層と電荷輸送層で構成される積層型が感度、耐久性において優れている。
【００１８】
電荷発生層は、電荷発生能を有する顔料を必要に応じてバインダー樹脂とともに適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波などを用いて分散し、これを導電性支持体上に塗布し、乾燥することにより形成される。結着樹脂としてはポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンザール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリフェニレンオキシド、ポリイミド、ポリビニルピリジン、セルロース系樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等があげられる。結着樹脂の量は、電荷発生物質１００質量部に対し０〜５００質量部、好ましくは１０〜３００質量部が適当である。
【００１９】
また、電荷輸送層は、電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成できる。電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。結着樹脂としてはポリスチレン、スチレン−アクリルニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアレート、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００２０】
また、保護層が感光層の上に設けられることもある。保護層を設け、耐久性を向上させることによって、本発明の高感度で異常欠陥のない感光体１１を有用に用いることができる。
保護層に使用される材料としてはＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリメチルベンテン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。中でも、ポリカーボネートもしくはポリアリレートが最も良好に使用できる。保護層にはその他、耐摩耗性を向上する目的でポリテトラフルオロエチレンのような弗素樹脂、シリコーン樹脂、及びこれらの樹脂に酸化チタン、酸化錫、チタン酸カリウム、シリカ等の無機フィラー、また有機フィラーを分散したもの等を添加することができる。保護層中のフィラー濃度は使用するフィラー種により、また感光体１１を使用する電子写真プロセス条件によっても異なるが、保護層の最表層側において全固形分に対するフィラーの比で５質量％以上、好ましくは１０質量％以上、５０質量％以下、好ましくは３０質量％以下程度が良好である。
【００２１】
帯電装置２０は、帯電部材として導電性芯金の外側に中抵抗の弾性層を被覆して構成される帯電ローラ２１を備える（図２参照）。帯電ローラ２１は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が印加される。このイオンを放電する帯電ローラ２１は、材質としては弾性樹脂ローラを用いている。また、帯電ローラ２１は電気抵抗の調整のために、カーボンブラック等の無機導電材、イオン導電材を含有することがある。
【００２２】
また、帯電ローラ２１は、感光体１１に対して微小な間隙をもって配設される。この微小な間隙は、例えば、帯電ローラ２１の両端部の非画像形成領域に一定の厚みを有するスペーサ部材を巻き付けるなどして、スペーサ部材の表面を感光体１１表面に当接させることで、設定することができる。また、帯電ローラ２１は、感光体１１に近接させずに、接触させても良い。ローラ形状であり、感光体１１に近接している部分で、放電して、感光体１１を帯電させることができる。また、近接させて非接触にすることで、帯電ローラ２１の転写残トナーによる汚れの発生を抑えることができる。また、帯電ローラ２１には、帯電ローラ２１表面に接触してクリーニングする図示しない帯電クリーナローラが設けられている。
【００２３】
現像装置３０は、感光体１１と対向する位置に配置されている。なお、現像装置３０に関しては、後述する。
【００２４】
クリーニング装置４０は、クリーニングブレード４１が感光体１１と当接・離間する機構を備え、画像形成装置本体の制御部にて、任意に当接・離間させることができる。クリーニングブレード４１をカウンター方式で、感光体１１に当接し、これによって、感光体１１上に残留するトナー、汚れとして付着している記録部材のタルク、カオリン、炭酸カルシウム等の添剤を感光体１１から除去してクリーニングする。除去したトナー等は、廃トナー回収コイル２２で、図示しない廃トナー容器に搬送し、貯留する。
【００２５】
転写装置６０は、トナー像が積層される中間転写ベルト６１、感光体１１上のトナー像を中間転写ベルト６１に転写・積層させる一次転写ローラ６２、積層されたトナー像を記録部材９に転写する二次転写ローラ６３等を備えている。さらに、転写装置６０は、二次転写ローラ６３に対向する部分で、中間転写ベルト６１の内側には、対向部材としての支持ローラ６５３を設けている。
【００２６】
中間転写ベルト６１を挟んで、各感光体１１と対向する位置には、感光体１１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト６１上に一次転写する一次転写ローラ６２がそれぞれ配置されている。一次転写ローラ６２は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が印加される。印加する電圧の極性としては、トナーの電荷の極性とは逆の極性で、感光体１１から中間転写ベルト６１側に引き寄せ移行させることで、一次転写する。また、この一次転写ローラ６２は電気抵抗の調整のために、カーボンブラック等の無機導電材、イオン導電材を含有させ、半導電性にすることが好ましい。一次転写ローラ６２の抵抗値が異なっていても転写効率はほとんど変わらないが、画像面積比が異なると転写効率は大きく異なってくるため、安定して転写効率を維持できない。これは、転写ニップ部においてトナーが介在しない部分に電流が優先的に流れてしまう結果、画像面積比が小さい場合には転写電圧値が低くなって転写に必要な電界が十分得られなくなるためである。特に、一次転写ローラ６２の抵抗値が低い場合には転写部に介在するトナーの抵抗値の影響が大きくなるため、一次転写ローラ６２の抵抗値が低い場合ほど顕著になる。このように定電流制御を採用する場合には一次転写ローラ６２として抵抗値の高いものを使用することが望まれる。
【００２７】
また、中間転写ベルト６１に積層されたトナー像は、二次転写ローラ６３で記録部材９に二次転写される。二次転写ローラ６３には、一次転写ローラ６２と同様に、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が印加される。印加する電圧の極性としては、トナーの電荷の極性とは逆の極性で、中間転写ベルト６１から、搬送されてきた記録部材側に引き寄せ移行させることで、二次転写する。
【００２８】
また、中間転写ベルト６１には、二次転写後の中間転写ベルト６１の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置６４が設けられている。中間転写ベルトクリーニング装置６４は、クリーニングローラ等の回転部材６４２と、この回転部材６４２を中間転写ベルト６１と当接・離間する機構とを備え、画像形成装置１本体の制御部にて、任意に当接・離間させることができる。回転部材６４２を中間転写ベルト６１に当接し、これによって、中間転写ベルト６１上に残留するトナー、汚れとして付着している記録部材９の添剤を中間転写ベルト６１から除去してクリーニングする。除去したトナー等は、図示しない容器に貯留する。
【００２９】
さらに、この画像形成装置１には、中間転写ベルト６１に潤滑剤を塗布する図示しない潤滑剤塗布装置が設けられている。潤滑剤塗布装置は、回転しながら削り取った潤滑剤を中間転写ベルト６１表面に塗布する。なお、同様の機能を有する潤滑剤塗布装置を感光体１１に対して配設してもよい。
【００３０】
本実施形態においては、固形潤滑剤としては、乾燥した固体疎水性潤滑剤を用いることが可能であり、ステアリン酸亜鉛の他にも、ステアリン酸、オレイン酸、パルチミン酸等の脂肪酸基を有する金属化合物なども使用できる。さらに、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、オオバ油、みつろう、ラノリンなどのワックス等も使用できる。
【００３１】
転写装置６０の下方には、記録部材９上のトナー像を記録部材９に半永久的に定着させる定着装置７０が備えられている。定着装置７０は、図示しないが、主に、内部にハロゲンヒータを有する定着ローラと、これに対向し、圧接して配置される加圧ローラとから構成されている。定着装置７０は、フルカラーとモノクロ画像、あるいは片面か両面かにより定着条件を制御したり、用紙の種類に応じて最適な定着条件となるよう、不図示の制御手段により制御される。
【００３２】
画像形成動作は、まず、負荷電極性の感光体１１に対し、露光装置１２のレーザビームにより各感光体１１の表面に形成された色毎の静電潜像が形成される。次に、現像装置３０で、感光体１１の帯電極性と同極性（負極性）の所定の色のトナーで現像され、顕像となる反転現像がおこなわれる。このときに、無端状の中間転写ベルト６１が、複数のローラ６５１〜６５３により支持されて、感光体１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋの下部に設けられて、各感光体１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋの現像工程後の一部が接触するように張架、配置されて、走行している。また、中間転写ベルト６１には、各感光体１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋに形成されたトナー画像を１次転写ローラ６２Ｙ、６２Ｃ、６２Ｍ、６２Ｋで、中間転写ベルト６１上に転写され、トナー画像が重ねられて、未定着の画像が形成される。中間転写ベルト６１の外周部には、クリーニングバックアップローラを兼ねるローラ６５２に対向する位置にベルトクリーニング装置６４が設けられている。このベルトクリーニング装置６４は、中間転写ベルト６１の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去る。さらに、中間転写ベルト６１の外周で、支持ローラ６５３の対向する位置には、二次転写ローラ６３が設けてある。中間転写ベルト６１と２次転写ローラ６３との間に記録部材９を通過させながら、二次転写ローラ６３にバイアスを印加することで中間転写ベルト６１が担持するトナー画像が記録部材９に転写される。二次転写ローラ６３に印加される転写電圧の極性は、トナーの極性と逆のプラス極性である。これらの中間転写ベルト６１に関連する部材は、中間転写ベルト６１とともに転写装置６０として一体的に構成してあり、画像形成装置１に対し着脱が可能となっている。
【００３３】
画像形成装置１の下側には記録部材９を供給可能に収納した給紙カセット８１を備える給紙装置８０が配備されている。この給紙カセット８１から、確実に記録部材９の一枚だけが搬送ローラ８２によりレジストローラ８４に送られる。さらに、二次転写ローラ６３を通過した記録部材９は、搬送方向下流に備えられた定着装置７０まで搬送される。定着後の記録部材９は、排紙ローラ８５により、画像形成装置１の外に設けた排紙トレイ８６に排紙、スタックさせる。
【００３４】
図２は、本実施形態の画像形成装置１に用いるプロセスカートリッジ１０の構成を示した概略図である。このプロセスカートリッジ１０は、感光体１１の周囲に、帯電装置２０、現像装置３０、クリーニング装置４０を配置している。プロセスカートリッジ１０は、少なくとも感光体１１とその他のプロセス装置を備えていればよい。上部に配置される露光装置１２から照射されたレーザ光Ｌによって、感光体１１上に潜像が形成される。帯電装置２０及びクリーニング装置４０については、上述したので説明を省略する。なお、このほかに、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂、及びステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム等のステアリン酸金属化合物を潤滑剤として感光体１１上に塗布する潤滑剤塗布装置を併せて設けても良い
【００３５】
現像装置３０は、現像剤を収納するトナー収納部３６と、感光体１１に対向し現像剤により感光体１１上の潜像を現像する現像ローラ３１とを有している。また、トナー収納部３６には、現像剤を現像剤担持体である現像ローラ３１に供給する現像剤供給部材である供給ローラ３３と、トナー収容部３６内に設けられた現像剤攪拌部材である攪拌ローラ３４とが設けられている。さらに、現像剤規制部材としての規制ローラ３２と、現像剤規制部材クリーニング手段としてのクリーニングブレード３９と、入り口シール３２１とが設けられている。なお、トナー収納部３６にトナーを補給する現像剤補給手段としてのトナーボトルやトナー搬送機構等を設けて、トナー収納部３６内のトナーが所定量を下回ったときに新たなトナーを補給するように構成してもよい。
【００３６】
上記現像ローラ３１は、直径φ６ｍｍの芯金に直径φ１２ｍｍの導電ウレタンで構成されており、体積抵抗５×１０６Ω・ｃｍ以上のやや高抵抗の弾性体を用いた現像ローラ３１を使用している。上記供給ローラ３３は、直径φ１０ｍｍのカーボンにより導電化された発泡ウレタン材で構成されている。上記規制ローラ３２は、直径φ６ｍｍの芯金に直径φ１２ｍｍのＳＵＳ３０４で構成させており、圧力をかけて現像ローラ３１に接触し、規制バイアス印加手段としての規制バイアス電源３７により、現像ローラ３１からみてマイナスの電圧のＤＣ電圧とＡＣ電圧とを印加している。上記入り口シール３２１は、１×１００Ω・ｃｍ〜１×１０５Ω・ｃｍの体積抵抗の導電性のＰＴＦＥで構成されており、現像ローラ３１に対して同電位となっており、現像ローラ３１上のトナーを除電して現像槽に戻す役割をしている。
【００３７】
画像形成装置１の画像形成速度は２０ｐｐｍであり、感光体ドラム１１の感光体線速は１２０ｍｍ／ｓである。また、現像ローラ３１は、感光体ドラム１１に対して線速比１．４で、現像ニップ部において同方向に表面移動するように回転している。さらに、供給ローラ３３は、現像ローラ３１に対して線速比１．０で、接触ニップ部において互いに反対方向に表面移動するようにカウンター回転している。
【００３８】
なお、本実施形態の現像装置３０では一成分現像剤を用いている。一成分現像剤としては、磁性トナー、非磁性トナーのどちらを用いてもよい。カラー画像を形成する本実施形態の画像形成装置１では、非磁性トナーが好ましい。なお、本実施形態では、負極性に帯電されるトナーを用いているが、正極性に帯電されるトナーを用いてもよい。正極性に帯電されるトナーを用いる場合は、それに応じて、感光体１１の帯電極性、現像ローラ３１に印加する現像バイアスの極性、規制ローラ３２に印加する規制バイアスの極性等が変更設定される。
【００３９】
また、本実施形態では、トナーは体積平均粒径が６μｍで、結着樹脂としてポリエステル樹脂による粉砕トナーを用いている。
【００４０】
上記粉砕トナーは、例えば次の組成のトナー材料で製造した。
ポリエステル樹脂Ａ（軟化点１３１℃、ＡＶ値２５）・・・６８部
ポリエステル樹脂Ｂ（軟化点１１６℃、ＡＶ値１．９）・・・３２部
シアンのマスターバッチ（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５：３を５０部含有）・・・８部
カルナウバワックス・・・８部
【００４１】
上記トナー材料をヘンシェルミキサーで十分混合した後、二軸押出し混練機（ＰＣＭ−３０：株式会社池貝製）の排出部を取り外したものを使用して、溶融混練し、得られた混合物を冷却プレスローラで厚さ２ｍｍに圧延し、冷却ベルトで冷却した後、フェザーミルで粗粉砕した。その後、機械式粉砕機（ＫＴＭ：川崎重工業株式会社製）で平均粒径１０〜１２μｍまで粉砕し、さらに、ジェット粉砕機（ＩＤＳ：日本ニューマチック工業株式会社製）で粗粉分級しながら粉砕した後、微粉分級をロータ型分級機（ティープレックス型分級機タイプ１００ＡＴＰ：ホソカワミクロン株式会社製）を使用して分級を行い、体積平均粒径７．９μｍ、平均円形度０．９１０のトナー母体Ａを得た。このトナー母体Ａ１００部に対して、シリカ（ＲＸ２００）１部を添加し、ヘンシェルミキサーで周速４０ｍ／ｓｅｃ、５分間混合処理して、トナーを作成した。
【００４２】
上記粉砕トナーのほかに、重合法により生成される重合トナーを用いてもよい。
略球形の形状を持つトナーを用いると、粉砕トナーを用いたときよりも駆動トルクがかなり低下することがわかったので、トナーの球形度合いと駆動トルクの相関を測定することを試みた。
トナーの球形度合いを円形度という数値で表す。円形度の定義は、トナーの個々の粒子を平面に投影したときの（投影面積の等しい相当円の周囲長／個々の粒子の周囲長）の値である。円形度が１．０であれば真の円形となる。円形度は次のような方法で測定を行なう。
【００４３】
粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この円形度の値はフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ-１０００（東亜医用電子株式会社製）により平均円形度として計測できる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、分散液濃度を３０００〜１万個／μｌとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。なお、トナーは８〜９μｍの粉砕トナーと、重合法で作られる、円形度０．９８、粒径６μ、ポリエステル表面、スチレンアクリル表面の重合トナーを使用した。
【００４４】
次に、上記画像形成装置１により、現像装置３０の規制ローラ３２への規制バイアスの大きさ等を異ならせて画像形成を行った画像評価実験について説明する。
【００４５】
まず、規制ローラ３２に印加するＡＣ電圧の周波数変更によるトナー供給不良の改善性についての実験を行った。
【００４６】
表１は、規制バイアスについて、印加するＡＣ電圧を固定し、周波数を異ならせた実験条件と判断基準とを示す表であり、表２は、この実験結果を示す表である。
【表１】
【表２】
【００４７】
上記表１に示す実験条件、すなわち、トナー収容部３６にトナーを１００ｇ充填し、規制バイアスのＡＣ電圧（ピーク間電圧Ｖｐ−ｐ）を２００Ｖ固定で、その周波数ｆを異ならせた場合について、ＮＮ環境（常温常湿（２５℃，５０％ＲＨ）環境）で１％チャート、１枚間欠で耐久１０００枚の画像形成を行った後に、ベタ画像を形成して、その画像を評価した。
【００４８】
なお、規制ローラ３２に印加するＤＣ電圧をＶｄｃ[Ｖ]とした場合、
−２００[Ｖ]≦Ｖｄｃ≦−１００[Ｖ]
の範囲内でＶｄｃを設定し、本実験及び以下の各実験を行った。
【００４９】
表２に示す実験結果より、周波数が１００Ｈｚの低周波数ではトナーの振動が足りないため、ベタ画像後端で抜けがうっすら確認された。また、周波数が１１００Ｈｚの高周波数ではトナーの振動に対する応答速度を超えてしまうため、１００Ｈｚのときと同様に、ベタ画像後端で抜けがうっすら確認された。ＡＣ電圧を印加しない場合についても実験を行ったが、ベタ画像でカスレが確認された。一方、周波数が２００Ｈｚ，５００Ｈｚ，１０００Ｈｚでは、ベタ画像全面に濃度変化がなく良好であった。
【００５０】
上記実験結果によれば、規制ローラ３２に印加するＡＣ電圧の周波数が２００Ｈｚ〜１０００Ｈｚの範囲であれば、トナーの凝集緩和に適切であり、トナー供給不足が改善することがわかった。
なお、表１および表２には示されていないが、規制ローラ３２に印加するＡＣ電圧の波形を正弦波から短形波に変化させたところ、正弦波よりも短形波により近い方がトナーの振動がよくトナーの凝集緩和に良好であることもわかった。
【００５１】
次に、規制ローラ３２に印加するＡＣ電圧のピーク間電圧値の変更によるトナー供給不良の改善性についての実験を行った。
【００５２】
表３は、規制ローラ３２に印加する規制バイアスについて、そのＡＣ電圧の周波数を固定し、ピーク間電圧を異ならせた実験条件と判断基準とを示す表であり、表４は、この実験結果を示す表である。
【表３】
【表４】
【００５３】
上記表３に示す実験条件、すなわち、トナー収容部３６にトナーを１００ｇ充填し、規制バイアスのＡＣ電圧の周波数を５００Ｈｚ固定で、ＡＣ電圧のピーク間電圧Ｖｐ−ｐを異ならせた場合について、ＮＮ環境で１％チャート、１枚間欠で耐久１０００枚の画像形成を行った後に、ベタ画像を形成して、その画像を評価した。
【００５４】
表４に示す実験結果より、ＡＣ電圧（ピーク間電圧Ｖｐ−ｐ）が１００Ｖではトナーの振動が足りず、ベタ画像でカスレが確認された。また、ＡＣ電圧（ピーク間電圧Ｖｐ−ｐ）が５００Ｖではトナー薄層が壊れてしまうため、１００Ｖのときと同様に、ベタ画像でカスレが確認された。ＡＣ電圧を印加しない場合についても実験を行ったが、ベタ画像でカスレが確認された。一方、ＡＣ電圧（ピーク間電圧Ｖｐ−ｐ）が２００Ｖ，３００Ｖ，４００Ｖでは、ベタ画像全面に濃度変化がなく良好であった。
【００５５】
上記実験結果によれば、規制ローラ３２に印加するＡＣ電圧（ピーク間電圧Ｖｐ−ｐ）が２００Ｖ〜４００Ｖの範囲であれば、トナーの凝集緩和に適切であり、トナー供給不足が改善することがわかった。
【００５６】
さらに、規制ローラ３２と現像ローラ３１との電圧差による地汚れの改善性についての実験を行った。
【００５７】
表５は、印加するＡＣ電圧の電圧と周波数とを固定し、規制ローラ３２に対する現像ローラの電圧差を異ならせた実験条件と判断基準とを示す表であり、表６は、この実験結果を示す表である。ここで、規制ローラ３２に印加するＤＣ電圧をＶｄｃ［Ｖ］とし、現像ローラ３２に印加する現像バイアスをＶｂ［Ｖ］とした場合、上記規制ローラ３２に対する現像ローラ３２の電圧差は、Ｖｄｃ−Ｖｂで表される。
【表５】
【表６】
【００５８】
上記表５に示す実験条件、すなわち、トナー収容部３６にトナーを１００ｇ充填し、規制バイアスのＡＣ電圧（ピーク間電圧Ｖｐ−ｐ）が２００Ｖで、その周波数が５００Ｈｚで、規制ローラ３２に対する現像ローラの電圧差（Ｖｄｃ−Ｖｂ）を異ならせた場合について、ＮＮ環境で１％チャート、１枚間欠で耐久１０００枚の画像形成を行った後に、ベタ画像を形成して、その画像を評価した。
【００５９】
上記表６に示す実験結果より、規制ローラ３２に対する現像ローラ３１の電圧差（Ｖｄｃ−Ｖｂ）が０Ｖの場合には、感光体ドラム１１上の地汚れトナーが目視で確認された。また、規制ローラ３２に対する現像ローラ３１の電圧差が−３００Ｖの場合にも、感光体ドラム１１上の地汚れトナーが目視で確認できた。一方、規制ローラ３２に対する現像ローラ３１の電圧差（Ｖｄｃ−Ｖｂ）が−１００Ｖと、−２００Ｖとの場合には感光体ドラム１１上の地汚れトナーを目視で確認できなかった。
【００６０】
上記実験結果によれば、規制ローラ３２に対する現像ローラ３１の電圧差（Ｖｄｃ−Ｖｂ）が−１００Ｖ〜−２００Ｖの範囲であれば、地汚れが改善されることがわかった。
【００６１】
上記３つの実験結果から、現像ローラ３１に印加するＤＣ電圧をＶｂ[Ｖ]、規制ローラ３２に印加するＤＣ電圧をＶｄｃ[Ｖ]、ＡＣバイアスのピーク間電圧をＶｐ−ｐ[Ｖ]、ＡＣ電圧の周波数をｆ[Ｈｚ]とした場合、
−２００[Ｖ]≦Ｖｄｃ−Ｖｂ≦−１００[Ｖ]
２００[Ｖ]≦Ｖｐ−ｐ≦４００[Ｖ]
２００[Ｈｚ]≦ｆ≦１０００[Ｈｚ]
と設定することにより、トナーの供給不良や地汚れが抑制され、良好な画像を得ることができる。
【００６２】
なお、上記規制バイアスのＡＣ電圧の最大電圧値をＶｍａｘ[Ｖ]、最小電圧値をＶｍｉｎ[Ｖ]とした場合、
２００[Ｖ]≦Ｖｍａｘ−Ｖｄｃ≦４００[Ｖ]
−４００[Ｖ]≦Ｖｍｉｎ−Ｖｄｃ≦−２００[Ｖ]
と設定してもよい。
【００６３】
なお、上記３つの実験では、規制ローラ３２を現像ローラ３１に対して常時カウンター回転させて実験を行ったが、規制ローラ３２の回転を停止させておき、規制ローラ３２へのトナー固着が発生する前の所定のタイミングで規制ローラ３２を回転させる構成としてもよい。この構成では、トナー固着による白スジ画像を回避できるが、トナー消費が多い画像が印字された場合、トナーの入れ代わりが大きく、ＷＡＸなどの固着発生物質を含む微粉などが多く通過し、トナー固着が発生しやすくなる。このため印字画像に応じて、規制ローラ３２の回転タイミングを制御してもよい。規制ローラ３２の回転方向は、現像ローラ３１との接触ニップ部で表面移動方向が互いに反対方向となるカウンター回転する。この回転方向であればトナーの規制ニップ通過によるトナー噴出しを防止できる。
【００６４】
規制ローラ３２を常時カウンター回転させておく構成では、回転のオンオフ制御をせずにトナー固着を確実に防ぐことができる。しかし、規制ローラ３２を常時カウンター回転させる場合、現像ローラ３１と規制ローラ３２との間で常にトナーに高いストレスをかけることとなる。このように高いストレスがかかった状態で、トナーが繰返し使用されるため、トナーが劣化して割れてしまい、固着発生原因物質としての微粉を生み出し、固着の発生しやすい状態となり逆効果となってしまう。
【００６５】
そこで、最適な規制ローラ回転条件を得るために次の表７及び８に示すように、規制ローラ回転頻度による固着発生確認実験を行った。
【表７】
【表８】
【００６６】
上記表７に示す実験条件、すなわち、トナー収容部３６にトナーを１００ｇ充填し、規制バイアスのＡＣ電圧が２００Ｖ（ピーク間電圧Ｖｐ−ｐ）及び周波数が５００Ｈｚで、規制ローラ３２に対する現像ローラ３１の電圧差が−２００Ｖで、規制ローラ３２を常時カウンタ回転させた場合について、ＮＮ環境で１％チャート、１枚間欠で耐久１０００枚の画像形成を行った後に、ベタ画像を形成して、その画像を評価した。
また、表８に示す実験条件、すなわち、トナー収容部３６にトナーを２００ｇ充填し、規制バイアスのＡＣ電圧が２００Ｖ（ピーク間電圧Ｖｐ−ｐ）及び周波数が５００Ｈｚで、規制ローラ３２に対する現像ローラ３１の電圧差（Ｖｄｃ−Ｖｂ）が−２００Ｖで、規制ローラ３２を７５枚印字毎に１５°カウンタ回転させた場合について、ＮＮ環境で１％チャート、１枚間欠で耐久１０００枚の画像形成を行った後に、ベタ画像を形成して、その画像を評価した。
【００６７】
上記実験条件による結果、現像装置内のトナーが初期１００ｇ以下であるものについて常時カウンター回転を行った場合、トナーの劣化より先にトナー残量の減少により画像印字が不可能になることが判明した。また、現像装置内のトナーが初期１００ｇより多いもの（表８では２００ｇ）についても、規制ローラ３２を５０〜７５枚（表８では７５枚）の画像印字毎に１５°カウンタ回転させることによりトナーの劣化を抑制しつつ固着発生を抑制できることが判明した。上記実験は体積平均粒径６μｍの重合トナーを使用したが、粒径５μｍの重合トナーや、粒径６μｍの粉砕トナーでも同様の傾向が得られた。
【００６８】
以上、本実施形態によれば、画像形成装置１は、像担持体としての感光体１１と、感光体１１に潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置１２と、現像剤担持体としての現像ローラ３１に担持された現像剤としてのトナーにより感光体１１上の潜像を現像して顕像化する現像装置３０と、を備えている。また、画像形成装置１は、前記トナーとして体積平均粒径が６μｍ以下の一成分現像剤を用い、現像ローラ３１に当接して現像ローラ３０表面に前記トナーを供給する現像剤供給部材としての供給ローラ３３と、現像ローラ３１に担持された前記トナーの層厚を規制する回転可能なローラ形状の現像剤規制部材としての規制ローラ３２と、規制ローラ３２にＤＣ電圧とＡＣ電圧とを含む規制バイアスを印加する規制バイアス印加手段としての規制バイアス電源３７と、を更に備えている。この画像形成装置１では、規制バイアス電源３７により規制ローラ３２にＡＣ電圧を印加することにより、現像ローラ３１と規制ローラ３２との接触ニップ部の近傍であって、現像ローラ３１と規制ローラ３２との表面移動方向上流側に存在する荷電されたトナーを振動させ、トナーの凝集を防ぎ、トナーの凝集によるベタ画像のカスレを抑制することができる。また、規制ローラ３２にＤＣ電圧を印加することにより、その規制ローラ３２と現像ローラ３１との間にトナーが現像ローラ３１側に移動するような電圧差を形成して、地汚れの発生を抑制することができる。
また、本実施形態によれば、現像ローラ３１へ現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段としての現像バイアス電源３８を更に備えており、前記規制バイアスのＤＣ電圧をＶｄｃ[Ｖ]とし、前記現像バイアスのＤＣ電圧をＶｂ[Ｖ]とした場合に、−２００[Ｖ]≦Ｖｄｃ−Ｖｂ≦−１００[Ｖ]を満たす。本実施形態の実験結果によれば、規制ローラ３２に対する現像ローラ３１の電圧差（Ｖｄｃ−Ｖｂ）が０Ｖの場合には、感光体ドラム１１上の地汚れトナーが目視で確認された。また、上記電圧差が−３００Ｖの場合にも、感光体ドラム１１上の地汚れトナーが目視で確認できた。これに対して、規制ローラ３２に対する現像ローラ３１の電圧差（Ｖｄｃ−Ｖｂ）が−１００Ｖ及び−２００Ｖそれぞれの場合には感光体ドラム１１上の地汚れトナーを目視で確認できなかった。よって、規制ローラ３２に対する現像ローラ３１の電圧差（Ｖｄｃ−Ｖｂ）が−１００Ｖ〜−２００Ｖの範囲であれば、地汚れが改善される。
また、本実施形態によれば、規制バイアス電源３７のＡＣ電圧のピーク間電圧をＶｐ−ｐとした場合に、２００[Ｖ]≦Ｖｐ−ｐ≦４００[Ｖ]を満たす。本実施形態の実験結果によれば、ＡＣ電圧が１００Ｖ（ピーク間電圧Ｖｐ−ｐ）ではトナーの振動が足りず、ベタ画像でカスレが確認された。また、ＡＣ電圧が５００Ｖ（ピーク間電圧Ｖｐ−ｐ）ではトナー薄層が壊れてしまうため、ベタ画像でカスレが確認された。一方、ＡＣ電圧が２００Ｖ〜４００Ｖ（ピーク間電圧Ｖｐ−ｐ）であれば、ベタ画像のカスレが確認されなかった。よって、規制ローラ３２に印加されるＡＣ電圧のピーク間電圧Ｖｐ−ｐ[Ｖ]が２００Ｖ〜４００Ｖの範囲であれば、トナーの凝集緩和に適切であり、トナー供給不足が改善する。
また、本実施形態によれば、規制バイアス電源３７のＡＣ電圧の周波数をｆ[Ｈｚ]とした場合に、２００[Ｈｚ]≦ｆ≦１０００[Ｈｚ]を満たす。本実施形態の実験結果によれば、規制ローラ３２に印加するＡＣ電圧の周波数が１００Ｈｚの低周波数ではトナーの振動が足りないため、ベタ画像後端で抜けがうっすら確認された。また、周波数が１１００Ｈｚの高周波数ではトナーの振動に対する応答速度を超えてしまうため、ベタ画像後端で抜けがうっすら確認された。一方、周波数が２００Ｈｚ〜１０００Ｈｚの範囲では、ベタ画像全面に濃度変化がなく良好であった。よって、規制ローラ３２に印加するＡＣ電圧の周波数が２００Ｈｚ〜１０００Ｈｚの範囲であれば、トナーの凝集緩和に適切である。
また、本実施形態によれば、規制ローラ３２は、現像ローラ３１との対向部において、現像ローラ３１の表面移動方向と反対方向に表面移動するカウンター回転が可能である。現像ローラ３１表面に担持したトナーを反対方向に表面移動する規制部材３１で規制してトナー薄層を形成する。このとき、規制ローラ３２表面のトナーを規制する部分が回転移動するので、仮にトナーが固着したとしても、固着したトナーが上記対向部に留まることがない。
また、本実施形態によれば、規制ローラ３２は、前記対向部にトナー固着が生じる前の所定のタイミングでカウンター回転する。規制ローラ３２の回転を停止しておくと上記対向部でトナーが固着するおそれがあるが、トナーの固着が生じる前の所定のタイミングで規制ローラ３２を回転させることにより、トナー固着を防止することができる。また、規制ローラ３２を常時回転させておく場合に比べ、トナーへのストレスを低減でき、トナー寿命を延ばすことが可能になる。
また、本実施形態によれば、規制ローラ３２を清掃する現像剤規制部材クリーニング手段としてのクリーニングブレード３９を更に備えた。これにより、規制ローラ３２表面に付着したトナー等を除去してその性能を維持することができる。
また、本実施形態によれば、少なくとも感光体１１と現像装置３０とが一体に支持されて、画像形成装置本体１に着脱可能なプロセスカートリッジ１０を備える。よって、プロセスカートリッジ１０の交換によって、容易にメンテナンスを行うことができる。
また、本実施形態によれば、現像装置３０に初期に内封されたトナーの量が、１００ｇより多い。規制ローラ３２によるトナーに対するストレスが小さいので、トナーが劣化して割れることを防ぐことができる。
また、本実施形態によれば、現像装置３０内のトナーの量が所定量よりも少量になったときに、トナーを現像装置３０に補給する現像剤補給手段としてのトナーボトルやトナー搬送機構等を更に備えた。よって、トナーボトルやトナー搬送機構等を設けない場合に比べて、画像形成装置１へのトナーの補給頻度を低減させることができる。
また、本実施形態によれば、現像装置３０に初期に内封されたトナーの量が、１００ｇ以下である。規制ローラ３２を常時回転させておくとトナーにストレスがかかり劣化して割れるおそれがあるが、実験により、現像装置３０内のトナー量が１００ｇ以下であれば、劣化して割れる前に画像形成で消費されるので、画像のかすれ等の異常画像を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００６９】
１ 画像形成装置
２ 給紙装置
３ 画像形成部
４ スキャナ部
５ 原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）
９ 記録部材
１０ 作像ユニット（プロセスカートリッジ）
１１ 感光体
１２ 露光装置
２０ 帯電装置
２３ ２次転写ローラ
２４ 搬送ベルト
３０ 現像装置
３１ 現像ローラ
３２ 規制ローラ
３３ 供給ローラ
３４ 攪拌ローラ
３６ トナー収納部
３７ 規制バイアス電源
３８ 現像バイアス電源
３９ クリーニングブレード
４０ （感光体）クリーニング装置
６０ 転写装置
６１ 中間転写ベルト
６２ １次転写ローラ
６３ ２次転写ローラ
６４ ベルトクリーニング装置
７０ 定着装置
８０ 給紙装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７０】
【特許文献１】特開２０１０−２０１６８号公報
【特許文献２】特開２００６−２５９４６９号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸなどの電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置では、まず、帯電ローラによって感光体ドラム上を均一に帯電した後、レーザビーム走査光により静電潜像を感光体ドラム上に形成する。そして、静電潜像に応じて現像装置中のトナーにより可視像化する。感光体ドラム上のトナー画像は、感光体ドラムと転写ローラとが対向する転写ニップ部で記録媒体としての転写紙に転写され、転写紙上のトナー画像は定着装置で溶融定着される。ここで、現像装置は、例えば、現像剤担持体としての現像ローラと、現像ローラに非磁性一成分トナー（負極性）を供給する供給ローラと、供給ローラ近傍に容器中のトナーを搬送する撹拌部材と、現像ローラ上のトナー量を規制する現像剤規制部材としての規制ブレードとを有する。現像ローラは感光体ドラムと当接するため、弾性体で形成される場合が多い。また、規制ブレードは、金属薄板のバネ弾性を利用して圧接触されることが多い。現像時には、トナーを現像ローラから感光体ドラム側へ転移させるために、現像バイアス電源により現像ローラに所定電位が供給される。また、現像装置の規制ブレードには、トナーの帯電量を安定化させるために、ブレードバイアス電源が接続される。ブレードバイアス電源は、現像バイアス電源と同電位のもの、各々異なる電位を供給するもの等、各種存在する（特許文献１参照）。例えば、現像ローラには現像バイアス電源から−３００Ｖの電圧が常時供給され、一方の規制現像ブレードにはブレードバイアス電源から−４００Ｖが供給されることで、現像ローラと規制現像ブレード間に約１００Ｖの電位差を生じさせる場合もある。これによって、トナー帯電量の安定化が図られるとともに、感光体ドラムに対向する現像装置開口部からのトナー漏れが改善される。また、規制ブレードに常時ＡＣバイアスを印加する例もある。
【０００３】
このような画像形成装置において、例えば、現像ローラとして金属又は樹脂にて構成されたいわゆるハードローラを用いる場合には、上記規制ブレードとしてウレタンゴム等の弾性を有するものが用いられる。一方、現像ローラとして少なくとも表面部がゴムのような弾性を有するいわゆるソフトローラを用いる場合には、規制ブレードとして金属ブレード等が用いられる。
【０００４】
しかしながら、いずれの規制ブレードにおいても現像ローラに対して接触押圧させているため、経時で表面が摩耗してしまい、規制ブレードの長寿命化が困難である。また、現像ローラと規制ブレードとの接触部で滞留したトナーが、規制ブレードと回転する現像ローラとの間で発生する摩擦熱により溶融し、接触部にトナー固着を発生させやすい。上記接触部でトナー固着が生ずると、現像ローラ表面に担持したトナーにスジ状の跡が付き、ベタ部を現像したときに白スジが発生してしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、現像剤規制部材として規制ブレードを用いることによって生じる上記問題点を解決するために、規制ブレードに代えて規制ローラを用いる現像装置が提案されている（特許文献２参照）。規制ローラを現像ローラに接触させることにより、規制ブレードを用いる場合と同等の規制力を発揮させて現像ローラ上に所定層厚のトナー層を形成するものである。この規制ローラは回転させることにより、トナー固着が発生する前に規制ローラ表面の同じ部分が現像ローラに接触押圧されないようにすることができ、規制ローラ表面の偏った摩耗を防止することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、現像剤規制部材として規制ローラを用いた場合、規制ローラの曲率を持った表面が現像ローラ表面に近づいて接触する形状のため、接触ニップ前の空間で粉圧が徐々に上昇する。この粉圧の上昇により、トナーの劣化などで流動状態の低下やトナー間付着力の上昇が発生すると、接触ニップ前にトナー凝集が起こりやすく、そのトナー凝集がトナーの通過を妨げることで、濃度の濃い画像に対してはトナー供給が追いつかず、ベタ画像の後半で徐々にかすれる画像が発生するという問題がある。特に、近年の高画質化、環境負荷を低減させるための低温定着等の流れから、小径化、形状の球形化及び低温定着の可能な重合トナーの採用が増えており、トナーは球形化、小径化の流れとなっている。このため、トナーの流動性は増加する傾向にあるが、同時にトナーが高密に存在できるため、しまりやすくなり、トナー凝集が生じやすい傾向になってきている。
【０００７】
また、現像剤規制部材として規制ローラを用いた構成の場合、規制ブレードを用いた構成に比べ、現像ローラとの間のニップ部が広く、両構成で同圧の場合、規制ローラの方が面積あたりの圧力が低くなり、地汚れが発生しやすいという問題もある。
【０００８】
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、ローラ形状の現像剤規制部材を用いた場合、その現像剤規制部材と現像剤担持体との接触ニップ部における凝集した現像剤によるベタ画像のカスレを抑制するとともに、接触ニップ部の低圧力により生じる地汚れを抑制して、良好な画像を維持することができる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】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、像担持体と、前記像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、現像剤担持体に担持された現像剤により前記像担持体上の潜像を現像して顕像化する現像装置と、を備えた画像形成装置であって、前記現像剤として体積平均粒径が６μｍ以下の一成分現像剤を用い、前記現像剤担持体に当接して該現像剤担持体表面に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体に担持された前記現像剤の層厚を規制する回転可能なローラ形状の現像剤規制部材と、前記現像剤規制部材にＤＣ電圧とＡＣ電圧とを含む規制バイアスを印加する規制バイアス印加手段と、を更に備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記現像剤担持体へ現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段を更に備え、前記現像剤の帯電極性が負極性であり、前記規制バイアスのＤＣ電圧をＶｄｃ[Ｖ]とし、前記現像バイアスのＤＣ電圧をＶｂ[Ｖ]とした場合に、−２００[Ｖ]≦Ｖｄｃ−Ｖｂ≦−１００[Ｖ]を満たすことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、前記規制バイアスのＡＣ電圧のピーク間電圧をＶｐ−ｐ[Ｖ]とした場合に、２００[Ｖ]≦Ｖｐ−ｐ≦４００［Ｖ］を満たすことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの画像形成装置において、前記規制バイアスのＡＣ電圧の周波数をｆ[Ｈｚ]とした場合に、２００[Ｈｚ]≦ｆ≦１０００[Ｈｚ]を満たすことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの画像形成装置において、前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体との対向部において、該現像剤担持体の表面移動方向と反対方向に表面移動するカウンター回転が可能なことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の画像形成装置において、前記現像剤規制部材は、前記対向部に現像剤固着が生じる前の所定のタイミングで前記カウンター回転を行うように駆動されることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかの画像形成装置において、前記現像剤規制部材を清掃する現像剤規制部材クリーニング手段を更に備えたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれかの画像形成装置において、少なくとも前記像担持体と前記現像装置とが一体に支持されて、当該画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジを備えることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項６の画像形成装置において、前記現像装置に初期に内封された前記現像剤の量が、１００ｇより多いことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項６又は９の画像形成装置において、前記現像装置内の現像剤の量が所定量よりも少量になったときに、現像剤を該現像装置に補給する現像剤補給手段を更に備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項６の画像形成装置において、前記現像剤規制部材は、現像動作時に常時、前記カウンター回転を行うように駆動され、前記現像装置に初期に内封された前記現像剤の量が、１００ｇ以下であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ローラ形状の現像剤規制部材にＡＣ電圧を印加することにより、現像剤担持体と現像剤規制部材との接触ニップ部の近傍であって、現像剤担持体と現像剤規制部材との表面移動方向上流側に存在する荷電された現像剤を振動させ、現像剤の凝集を防ぎ、現像剤の凝集によるベタ画像のカスレを抑制することができる。また、現像剤規制部材にＤＣ電圧を印加することにより、その現像剤規制部材と現像剤担持体との間に現像剤が現像剤担持体側に移動するような電圧差を形成して、地汚れの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】プロセスカートリッジの概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るフルカラー画像形成装置（以下、「画像形成装置」という。）の全体概略図である。画像形成装置１は、４つの作像ユニットが並列配置されて、トナー像が転写される中間転写体としての中間転写ベルト６１を備えている。画像形成装置１は、上方から、置かれた原稿を自動的に搬送する自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）５、原稿を読み取るスキャナ（読取装置）４、トナー画像を形成する画像形成部３、そして、その下に記録紙等の記録部材９を備え、供給する給紙部２が配置されている。
【００１３】
画像形成装置１は、その中央部に画像形成部３が配置されている。画像形成部３では、その内部の略中央に、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色トナーに対応した４つの作像ユニット１０を水平な横方向に並列に並べたタンデム型に配列している。４つの作像ユニット１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋの上方には、帯電した各感光体１１の表面に各色の画像データに基づいて露光をし、潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置１２が備えられている。また、４つの作像ユニット１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋの下方には、ポリイミドやポリアミド等の耐熱性材料からなり、中抵抗に調整された基体からなる無端状ベルトをローラ６５１〜６５３に掛け回して支持し、回転駆動する中間転写ベルト６１を備える転写装置６０を配置している。
【００１４】
いずれの作像ユニット１０でも同様の構成であるので、この図においては、色の区別に関係ない場合はＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの表示を省略する。各作像ユニット１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋは、感光体１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋを有し、各感光体１１の周りには、感光体１１表面に電荷を与える帯電装置２０、感光体１１表面に形成された潜像を各色トナーで現像してトナー像とする現像装置３０、感光体１１表面に、潤滑剤を塗布する図示しない潤滑剤塗布装置、トナー像転写後の感光体１１表面のクリーニングをするクリーニングブレードを備えるクリーニング装置４０がそれぞれ配置されている。これで、一つの作像ユニット１０を形成している。
【００１５】
なお、上記作像ユニット１０は、プロセスカートリッジとしても機能する。図１に示すように、このプロセスカートリッジ１０は、感光体１１の周囲に、帯電装置２０、現像装置３０、クリーニング装置４０を配置している。プロセスカートリッジ１０は、少なくとも感光体１１とその他のプロセス装置を備えていればよく、ここで例示した構成に限定されるものではない。
【００１６】
感光体１１は、アモロファスシリコーン、セレン等の金属、または、有機感光体であり、ここでは、有機感光体で説明する。有機感光体１１としては、導電性支持体上に、フィラー分散した樹脂層、電荷発生層及び電荷輸送層を有する感光層、その表面にフィラーを分散させた保護層を有する。
【００１７】
感光層は電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む単層構成の感光層でも構わないが、電荷発生層と電荷輸送層で構成される積層型が感度、耐久性において優れている。
【００１８】
電荷発生層は、電荷発生能を有する顔料を必要に応じてバインダー樹脂とともに適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波などを用いて分散し、これを導電性支持体上に塗布し、乾燥することにより形成される。結着樹脂としてはポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンザール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリフェニレンオキシド、ポリイミド、ポリビニルピリジン、セルロース系樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等があげられる。結着樹脂の量は、電荷発生物質１００質量部に対し０〜５００質量部、好ましくは１０〜３００質量部が適当である。
【００１９】
また、電荷輸送層は、電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成できる。電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。結着樹脂としてはポリスチレン、スチレン−アクリルニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアレート、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００２０】
また、保護層が感光層の上に設けられることもある。保護層を設け、耐久性を向上させることによって、本発明の高感度で異常欠陥のない感光体１１を有用に用いることができる。
保護層に使用される材料としてはＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリメチルベンテン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。中でも、ポリカーボネートもしくはポリアリレートが最も良好に使用できる。保護層にはその他、耐摩耗性を向上する目的でポリテトラフルオロエチレンのような弗素樹脂、シリコーン樹脂、及びこれらの樹脂に酸化チタン、酸化錫、チタン酸カリウム、シリカ等の無機フィラー、また有機フィラーを分散したもの等を添加することができる。保護層中のフィラー濃度は使用するフィラー種により、また感光体１１を使用する電子写真プロセス条件によっても異なるが、保護層の最表層側において全固形分に対するフィラーの比で５質量％以上、好ましくは１０質量％以上、５０質量％以下、好ましくは３０質量％以下程度が良好である。
【００２１】
帯電装置２０は、帯電部材として導電性芯金の外側に中抵抗の弾性層を被覆して構成される帯電ローラ２１を備える（図２参照）。帯電ローラ２１は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が印加される。このイオンを放電する帯電ローラ２１は、材質としては弾性樹脂ローラを用いている。また、帯電ローラ２１は電気抵抗の調整のために、カーボンブラック等の無機導電材、イオン導電材を含有することがある。
【００２２】
また、帯電ローラ２１は、感光体１１に対して微小な間隙をもって配設される。この微小な間隙は、例えば、帯電ローラ２１の両端部の非画像形成領域に一定の厚みを有するスペーサ部材を巻き付けるなどして、スペーサ部材の表面を感光体１１表面に当接させることで、設定することができる。また、帯電ローラ２１は、感光体１１に近接させずに、接触させても良い。ローラ形状であり、感光体１１に近接している部分で、放電して、感光体１１を帯電させることができる。また、近接させて非接触にすることで、帯電ローラ２１の転写残トナーによる汚れの発生を抑えることができる。また、帯電ローラ２１には、帯電ローラ２１表面に接触してクリーニングする図示しない帯電クリーナローラが設けられている。
【００２３】
現像装置３０は、感光体１１と対向する位置に配置されている。なお、現像装置３０に関しては、後述する。
【００２４】
クリーニング装置４０は、クリーニングブレード４１が感光体１１と当接・離間する機構を備え、画像形成装置本体の制御部にて、任意に当接・離間させることができる。クリーニングブレード４１をカウンター方式で、感光体１１に当接し、これによって、感光体１１上に残留するトナー、汚れとして付着している記録部材のタルク、カオリン、炭酸カルシウム等の添剤を感光体１１から除去してクリーニングする。除去したトナー等は、廃トナー回収コイル２２で、図示しない廃トナー容器に搬送し、貯留する。
【００２５】
転写装置６０は、トナー像が積層される中間転写ベルト６１、感光体１１上のトナー像を中間転写ベルト６１に転写・積層させる一次転写ローラ６２、積層されたトナー像を記録部材９に転写する二次転写ローラ６３等を備えている。さらに、転写装置６０は、二次転写ローラ６３に対向する部分で、中間転写ベルト６１の内側には、対向部材としての支持ローラ６５３を設けている。
【００２６】
中間転写ベルト６１を挟んで、各感光体１１と対向する位置には、感光体１１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト６１上に一次転写する一次転写ローラ６２がそれぞれ配置されている。一次転写ローラ６２は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が印加される。印加する電圧の極性としては、トナーの電荷の極性とは逆の極性で、感光体１１から中間転写ベルト６１側に引き寄せ移行させることで、一次転写する。また、この一次転写ローラ６２は電気抵抗の調整のために、カーボンブラック等の無機導電材、イオン導電材を含有させ、半導電性にすることが好ましい。一次転写ローラ６２の抵抗値が異なっていても転写効率はほとんど変わらないが、画像面積比が異なると転写効率は大きく異なってくるため、安定して転写効率を維持できない。これは、転写ニップ部においてトナーが介在しない部分に電流が優先的に流れてしまう結果、画像面積比が小さい場合には転写電圧値が低くなって転写に必要な電界が十分得られなくなるためである。特に、一次転写ローラ６２の抵抗値が低い場合には転写部に介在するトナーの抵抗値の影響が大きくなるため、一次転写ローラ６２の抵抗値が低い場合ほど顕著になる。このように定電流制御を採用する場合には一次転写ローラ６２として抵抗値の高いものを使用することが望まれる。
【００２７】
また、中間転写ベルト６１に積層されたトナー像は、二次転写ローラ６３で記録部材９に二次転写される。二次転写ローラ６３には、一次転写ローラ６２と同様に、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が印加される。印加する電圧の極性としては、トナーの電荷の極性とは逆の極性で、中間転写ベルト６１から、搬送されてきた記録部材側に引き寄せ移行させることで、二次転写する。
【００２８】
また、中間転写ベルト６１には、二次転写後の中間転写ベルト６１の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置６４が設けられている。中間転写ベルトクリーニング装置６４は、クリーニングローラ等の回転部材６４２と、この回転部材６４２を中間転写ベルト６１と当接・離間する機構とを備え、画像形成装置１本体の制御部にて、任意に当接・離間させることができる。回転部材６４２を中間転写ベルト６１に当接し、これによって、中間転写ベルト６１上に残留するトナー、汚れとして付着している記録部材９の添剤を中間転写ベルト６１から除去してクリーニングする。除去したトナー等は、図示しない容器に貯留する。
【００２９】
さらに、この画像形成装置１には、中間転写ベルト６１に潤滑剤を塗布する図示しない潤滑剤塗布装置が設けられている。潤滑剤塗布装置は、回転しながら削り取った潤滑剤を中間転写ベルト６１表面に塗布する。なお、同様の機能を有する潤滑剤塗布装置を感光体１１に対して配設してもよい。
【００３０】
本実施形態においては、固形潤滑剤としては、乾燥した固体疎水性潤滑剤を用いることが可能であり、ステアリン酸亜鉛の他にも、ステアリン酸、オレイン酸、パルチミン酸等の脂肪酸基を有する金属化合物なども使用できる。さらに、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、オオバ油、みつろう、ラノリンなどのワックス等も使用できる。
【００３１】
転写装置６０の下方には、記録部材９上のトナー像を記録部材９に半永久的に定着させる定着装置７０が備えられている。定着装置７０は、図示しないが、主に、内部にハロゲンヒータを有する定着ローラと、これに対向し、圧接して配置される加圧ローラとから構成されている。定着装置７０は、フルカラーとモノクロ画像、あるいは片面か両面かにより定着条件を制御したり、用紙の種類に応じて最適な定着条件となるよう、不図示の制御手段により制御される。
【００３２】
画像形成動作は、まず、負荷電極性の感光体１１に対し、露光装置１２のレーザビームにより各感光体１１の表面に形成された色毎の静電潜像が形成される。次に、現像装置３０で、感光体１１の帯電極性と同極性（負極性）の所定の色のトナーで現像され、顕像となる反転現像がおこなわれる。このときに、無端状の中間転写ベルト６１が、複数のローラ６５１〜６５３により支持されて、感光体１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋの下部に設けられて、各感光体１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋの現像工程後の一部が接触するように張架、配置されて、走行している。また、中間転写ベルト６１には、各感光体１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋに形成されたトナー画像を１次転写ローラ６２Ｙ、６２Ｃ、６２Ｍ、６２Ｋで、中間転写ベルト６１上に転写され、トナー画像が重ねられて、未定着の画像が形成される。中間転写ベルト６１の外周部には、クリーニングバックアップローラを兼ねるローラ６５２に対向する位置にベルトクリーニング装置６４が設けられている。このベルトクリーニング装置６４は、中間転写ベルト６１の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去る。さらに、中間転写ベルト６１の外周で、支持ローラ６５３の対向する位置には、二次転写ローラ６３が設けてある。中間転写ベルト６１と２次転写ローラ６３との間に記録部材９を通過させながら、二次転写ローラ６３にバイアスを印加することで中間転写ベルト６１が担持するトナー画像が記録部材９に転写される。二次転写ローラ６３に印加される転写電圧の極性は、トナーの極性と逆のプラス極性である。これらの中間転写ベルト６１に関連する部材は、中間転写ベルト６１とともに転写装置６０として一体的に構成してあり、画像形成装置１に対し着脱が可能となっている。
【００３３】
画像形成装置１の下側には記録部材９を供給可能に収納した給紙カセット８１を備える給紙装置８０が配備されている。この給紙カセット８１から、確実に記録部材９の一枚だけが搬送ローラ８２によりレジストローラ８４に送られる。さらに、二次転写ローラ６３を通過した記録部材９は、搬送方向下流に備えられた定着装置７０まで搬送される。定着後の記録部材９は、排紙ローラ８５により、画像形成装置１の外に設けた排紙トレイ８６に排紙、スタックさせる。
【００３４】
図２は、本実施形態の画像形成装置１に用いるプロセスカートリッジ１０の構成を示した概略図である。このプロセスカートリッジ１０は、感光体１１の周囲に、帯電装置２０、現像装置３０、クリーニング装置４０を配置している。プロセスカートリッジ１０は、少なくとも感光体１１とその他のプロセス装置を備えていればよい。上部に配置される露光装置１２から照射されたレーザ光Ｌによって、感光体１１上に潜像が形成される。帯電装置２０及びクリーニング装置４０については、上述したので説明を省略する。なお、このほかに、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂、及びステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム等のステアリン酸金属化合物を潤滑剤として感光体１１上に塗布する潤滑剤塗布装置を併せて設けても良い
【００３５】
現像装置３０は、現像剤を収納するトナー収納部３６と、感光体１１に対向し現像剤により感光体１１上の潜像を現像する現像ローラ３１とを有している。また、トナー収納部３６には、現像剤を現像剤担持体である現像ローラ３１に供給する現像剤供給部材である供給ローラ３３と、トナー収容部３６内に設けられた現像剤攪拌部材である攪拌ローラ３４とが設けられている。さらに、現像剤規制部材としての規制ローラ３２と、現像剤規制部材クリーニング手段としてのクリーニングブレード３９と、入り口シール３２１とが設けられている。なお、トナー収納部３６にトナーを補給する現像剤補給手段としてのトナーボトルやトナー搬送機構等を設けて、トナー収納部３６内のトナーが所定量を下回ったときに新たなトナーを補給するように構成してもよい。
【００３６】
上記現像ローラ３１は、直径φ６ｍｍの芯金に直径φ１２ｍｍの導電ウレタンで構成されており、体積抵抗５×１０６Ω・ｃｍ以上のやや高抵抗の弾性体を用いた現像ローラ３１を使用している。上記供給ローラ３３は、直径φ１０ｍｍのカーボンにより導電化された発泡ウレタン材で構成されている。上記規制ローラ３２は、直径φ６ｍｍの芯金に直径φ１２ｍｍのＳＵＳ３０４で構成させており、圧力をかけて現像ローラ３１に接触し、規制バイアス印加手段としての規制バイアス電源３７により、現像ローラ３１からみてマイナスの電圧のＤＣ電圧とＡＣ電圧とを印加している。上記入り口シール３２１は、１×１００Ω・ｃｍ〜１×１０５Ω・ｃｍの体積抵抗の導電性のＰＴＦＥで構成されており、現像ローラ３１に対して同電位となっており、現像ローラ３１上のトナーを除電して現像槽に戻す役割をしている。
【００３７】
画像形成装置１の画像形成速度は２０ｐｐｍであり、感光体ドラム１１の感光体線速は１２０ｍｍ／ｓである。また、現像ローラ３１は、感光体ドラム１１に対して線速比１．４で、現像ニップ部において同方向に表面移動するように回転している。さらに、供給ローラ３３は、現像ローラ３１に対して線速比１．０で、接触ニップ部において互いに反対方向に表面移動するようにカウンター回転している。
【００３８】
なお、本実施形態の現像装置３０では一成分現像剤を用いている。一成分現像剤としては、磁性トナー、非磁性トナーのどちらを用いてもよい。カラー画像を形成する本実施形態の画像形成装置１では、非磁性トナーが好ましい。なお、本実施形態では、負極性に帯電されるトナーを用いているが、正極性に帯電されるトナーを用いてもよい。正極性に帯電されるトナーを用いる場合は、それに応じて、感光体１１の帯電極性、現像ローラ３１に印加する現像バイアスの極性、規制ローラ３２に印加する規制バイアスの極性等が変更設定される。
【００３９】
また、本実施形態では、トナーは体積平均粒径が６μｍで、結着樹脂としてポリエステル樹脂による粉砕トナーを用いている。
【００４０】
上記粉砕トナーは、例えば次の組成のトナー材料で製造した。
ポリエステル樹脂Ａ（軟化点１３１℃、ＡＶ値２５）・・・６８部
ポリエステル樹脂Ｂ（軟化点１１６℃、ＡＶ値１．９）・・・３２部
シアンのマスターバッチ（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５：３を５０部含有）・・・８部
カルナウバワックス・・・８部
【００４１】
上記トナー材料をヘンシェルミキサーで十分混合した後、二軸押出し混練機（ＰＣＭ−３０：株式会社池貝製）の排出部を取り外したものを使用して、溶融混練し、得られた混合物を冷却プレスローラで厚さ２ｍｍに圧延し、冷却ベルトで冷却した後、フェザーミルで粗粉砕した。その後、機械式粉砕機（ＫＴＭ：川崎重工業株式会社製）で平均粒径１０〜１２μｍまで粉砕し、さらに、ジェット粉砕機（ＩＤＳ：日本ニューマチック工業株式会社製）で粗粉分級しながら粉砕した後、微粉分級をロータ型分級機（ティープレックス型分級機タイプ１００ＡＴＰ：ホソカワミクロン株式会社製）を使用して分級を行い、体積平均粒径７．９μｍ、平均円形度０．９１０のトナー母体Ａを得た。このトナー母体Ａ１００部に対して、シリカ（ＲＸ２００）１部を添加し、ヘンシェルミキサーで周速４０ｍ／ｓｅｃ、５分間混合処理して、トナーを作成した。
【００４２】
上記粉砕トナーのほかに、重合法により生成される重合トナーを用いてもよい。
略球形の形状を持つトナーを用いると、粉砕トナーを用いたときよりも駆動トルクがかなり低下することがわかったので、トナーの球形度合いと駆動トルクの相関を測定することを試みた。
トナーの球形度合いを円形度という数値で表す。円形度の定義は、トナーの個々の粒子を平面に投影したときの（投影面積の等しい相当円の周囲長／個々の粒子の周囲長）の値である。円形度が１．０であれば真の円形となる。円形度は次のような方法で測定を行なう。
【００４３】
粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この円形度の値はフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ-１０００（東亜医用電子株式会社製）により平均円形度として計測できる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、分散液濃度を３０００〜１万個／μｌとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。なお、トナーは８〜９μｍの粉砕トナーと、重合法で作られる、円形度０．９８、粒径６μ、ポリエステル表面、スチレンアクリル表面の重合トナーを使用した。
【００４４】
次に、上記画像形成装置１により、現像装置３０の規制ローラ３２への規制バイアスの大きさ等を異ならせて画像形成を行った画像評価実験について説明する。
【００４５】
まず、規制ローラ３２に印加するＡＣ電圧の周波数変更によるトナー供給不良の改善性についての実験を行った。
【００４６】
表１は、規制バイアスについて、印加するＡＣ電圧を固定し、周波数を異ならせた実験条件と判断基準とを示す表であり、表２は、この実験結果を示す表である。
【表１】
【表２】
【００４７】
上記表１に示す実験条件、すなわち、トナー収容部３６にトナーを１００ｇ充填し、規制バイアスのＡＣ電圧（ピーク間電圧Ｖｐ−ｐ）を２００Ｖ固定で、その周波数ｆを異ならせた場合について、ＮＮ環境（常温常湿（２５℃，５０％ＲＨ）環境）で１％チャート、１枚間欠で耐久１０００枚の画像形成を行った後に、ベタ画像を形成して、その画像を評価した。
【００４８】
なお、規制ローラ３２に印加するＤＣ電圧をＶｄｃ[Ｖ]とした場合、
−２００[Ｖ]≦Ｖｄｃ≦−１００[Ｖ]
の範囲内でＶｄｃを設定し、本実験及び以下の各実験を行った。
【００４９】
表２に示す実験結果より、周波数が１００Ｈｚの低周波数ではトナーの振動が足りないため、ベタ画像後端で抜けがうっすら確認された。また、周波数が１１００Ｈｚの高周波数ではトナーの振動に対する応答速度を超えてしまうため、１００Ｈｚのときと同様に、ベタ画像後端で抜けがうっすら確認された。ＡＣ電圧を印加しない場合についても実験を行ったが、ベタ画像でカスレが確認された。一方、周波数が２００Ｈｚ，５００Ｈｚ，１０００Ｈｚでは、ベタ画像全面に濃度変化がなく良好であった。
【００５０】
上記実験結果によれば、規制ローラ３２に印加するＡＣ電圧の周波数が２００Ｈｚ〜１０００Ｈｚの範囲であれば、トナーの凝集緩和に適切であり、トナー供給不足が改善することがわかった。
なお、表１および表２には示されていないが、規制ローラ３２に印加するＡＣ電圧の波形を正弦波から短形波に変化させたところ、正弦波よりも短形波により近い方がトナーの振動がよくトナーの凝集緩和に良好であることもわかった。
【００５１】
次に、規制ローラ３２に印加するＡＣ電圧のピーク間電圧値の変更によるトナー供給不良の改善性についての実験を行った。
【００５２】
表３は、規制ローラ３２に印加する規制バイアスについて、そのＡＣ電圧の周波数を固定し、ピーク間電圧を異ならせた実験条件と判断基準とを示す表であり、表４は、この実験結果を示す表である。
【表３】
【表４】
【００５３】
上記表３に示す実験条件、すなわち、トナー収容部３６にトナーを１００ｇ充填し、規制バイアスのＡＣ電圧の周波数を５００Ｈｚ固定で、ＡＣ電圧のピーク間電圧Ｖｐ−ｐを異ならせた場合について、ＮＮ環境で１％チャート、１枚間欠で耐久１０００枚の画像形成を行った後に、ベタ画像を形成して、その画像を評価した。
【００５４】
表４に示す実験結果より、ＡＣ電圧（ピーク間電圧Ｖｐ−ｐ）が１００Ｖではトナーの振動が足りず、ベタ画像でカスレが確認された。また、ＡＣ電圧（ピーク間電圧Ｖｐ−ｐ）が５００Ｖではトナー薄層が壊れてしまうため、１００Ｖのときと同様に、ベタ画像でカスレが確認された。ＡＣ電圧を印加しない場合についても実験を行ったが、ベタ画像でカスレが確認された。一方、ＡＣ電圧（ピーク間電圧Ｖｐ−ｐ）が２００Ｖ，３００Ｖ，４００Ｖでは、ベタ画像全面に濃度変化がなく良好であった。
【００５５】
上記実験結果によれば、規制ローラ３２に印加するＡＣ電圧（ピーク間電圧Ｖｐ−ｐ）が２００Ｖ〜４００Ｖの範囲であれば、トナーの凝集緩和に適切であり、トナー供給不足が改善することがわかった。
【００５６】
さらに、規制ローラ３２と現像ローラ３１との電圧差による地汚れの改善性についての実験を行った。
【００５７】
表５は、印加するＡＣ電圧の電圧と周波数とを固定し、規制ローラ３２に対する現像ローラの電圧差を異ならせた実験条件と判断基準とを示す表であり、表６は、この実験結果を示す表である。ここで、規制ローラ３２に印加するＤＣ電圧をＶｄｃ［Ｖ］とし、現像ローラ３２に印加する現像バイアスをＶｂ［Ｖ］とした場合、上記規制ローラ３２に対する現像ローラ３２の電圧差は、Ｖｄｃ−Ｖｂで表される。
【表５】
【表６】
【００５８】
上記表５に示す実験条件、すなわち、トナー収容部３６にトナーを１００ｇ充填し、規制バイアスのＡＣ電圧（ピーク間電圧Ｖｐ−ｐ）が２００Ｖで、その周波数が５００Ｈｚで、規制ローラ３２に対する現像ローラの電圧差（Ｖｄｃ−Ｖｂ）を異ならせた場合について、ＮＮ環境で１％チャート、１枚間欠で耐久１０００枚の画像形成を行った後に、ベタ画像を形成して、その画像を評価した。
【００５９】
上記表６に示す実験結果より、規制ローラ３２に対する現像ローラ３１の電圧差（Ｖｄｃ−Ｖｂ）が０Ｖの場合には、感光体ドラム１１上の地汚れトナーが目視で確認された。また、規制ローラ３２に対する現像ローラ３１の電圧差が−３００Ｖの場合にも、感光体ドラム１１上の地汚れトナーが目視で確認できた。一方、規制ローラ３２に対する現像ローラ３１の電圧差（Ｖｄｃ−Ｖｂ）が−１００Ｖと、−２００Ｖとの場合には感光体ドラム１１上の地汚れトナーを目視で確認できなかった。
【００６０】
上記実験結果によれば、規制ローラ３２に対する現像ローラ３１の電圧差（Ｖｄｃ−Ｖｂ）が−１００Ｖ〜−２００Ｖの範囲であれば、地汚れが改善されることがわかった。
【００６１】
上記３つの実験結果から、現像ローラ３１に印加するＤＣ電圧をＶｂ[Ｖ]、規制ローラ３２に印加するＤＣ電圧をＶｄｃ[Ｖ]、ＡＣバイアスのピーク間電圧をＶｐ−ｐ[Ｖ]、ＡＣ電圧の周波数をｆ[Ｈｚ]とした場合、
−２００[Ｖ]≦Ｖｄｃ−Ｖｂ≦−１００[Ｖ]
２００[Ｖ]≦Ｖｐ−ｐ≦４００[Ｖ]
２００[Ｈｚ]≦ｆ≦１０００[Ｈｚ]
と設定することにより、トナーの供給不良や地汚れが抑制され、良好な画像を得ることができる。
【００６２】
なお、上記規制バイアスのＡＣ電圧の最大電圧値をＶｍａｘ[Ｖ]、最小電圧値をＶｍｉｎ[Ｖ]とした場合、
２００[Ｖ]≦Ｖｍａｘ−Ｖｄｃ≦４００[Ｖ]
−４００[Ｖ]≦Ｖｍｉｎ−Ｖｄｃ≦−２００[Ｖ]
と設定してもよい。
【００６３】
なお、上記３つの実験では、規制ローラ３２を現像ローラ３１に対して常時カウンター回転させて実験を行ったが、規制ローラ３２の回転を停止させておき、規制ローラ３２へのトナー固着が発生する前の所定のタイミングで規制ローラ３２を回転させる構成としてもよい。この構成では、トナー固着による白スジ画像を回避できるが、トナー消費が多い画像が印字された場合、トナーの入れ代わりが大きく、ＷＡＸなどの固着発生物質を含む微粉などが多く通過し、トナー固着が発生しやすくなる。このため印字画像に応じて、規制ローラ３２の回転タイミングを制御してもよい。規制ローラ３２の回転方向は、現像ローラ３１との接触ニップ部で表面移動方向が互いに反対方向となるカウンター回転する。この回転方向であればトナーの規制ニップ通過によるトナー噴出しを防止できる。
【００６４】
規制ローラ３２を常時カウンター回転させておく構成では、回転のオンオフ制御をせずにトナー固着を確実に防ぐことができる。しかし、規制ローラ３２を常時カウンター回転させる場合、現像ローラ３１と規制ローラ３２との間で常にトナーに高いストレスをかけることとなる。このように高いストレスがかかった状態で、トナーが繰返し使用されるため、トナーが劣化して割れてしまい、固着発生原因物質としての微粉を生み出し、固着の発生しやすい状態となり逆効果となってしまう。
【００６５】
そこで、最適な規制ローラ回転条件を得るために次の表７及び８に示すように、規制ローラ回転頻度による固着発生確認実験を行った。
【表７】
【表８】
【００６６】
上記表７に示す実験条件、すなわち、トナー収容部３６にトナーを１００ｇ充填し、規制バイアスのＡＣ電圧が２００Ｖ（ピーク間電圧Ｖｐ−ｐ）及び周波数が５００Ｈｚで、規制ローラ３２に対する現像ローラ３１の電圧差が−２００Ｖで、規制ローラ３２を常時カウンタ回転させた場合について、ＮＮ環境で１％チャート、１枚間欠で耐久１０００枚の画像形成を行った後に、ベタ画像を形成して、その画像を評価した。
また、表８に示す実験条件、すなわち、トナー収容部３６にトナーを２００ｇ充填し、規制バイアスのＡＣ電圧が２００Ｖ（ピーク間電圧Ｖｐ−ｐ）及び周波数が５００Ｈｚで、規制ローラ３２に対する現像ローラ３１の電圧差（Ｖｄｃ−Ｖｂ）が−２００Ｖで、規制ローラ３２を７５枚印字毎に１５°カウンタ回転させた場合について、ＮＮ環境で１％チャート、１枚間欠で耐久１０００枚の画像形成を行った後に、ベタ画像を形成して、その画像を評価した。
【００６７】
上記実験条件による結果、現像装置内のトナーが初期１００ｇ以下であるものについて常時カウンター回転を行った場合、トナーの劣化より先にトナー残量の減少により画像印字が不可能になることが判明した。また、現像装置内のトナーが初期１００ｇより多いもの（表８では２００ｇ）についても、規制ローラ３２を５０〜７５枚（表８では７５枚）の画像印字毎に１５°カウンタ回転させることによりトナーの劣化を抑制しつつ固着発生を抑制できることが判明した。上記実験は体積平均粒径６μｍの重合トナーを使用したが、粒径５μｍの重合トナーや、粒径６μｍの粉砕トナーでも同様の傾向が得られた。
【００６８】
以上、本実施形態によれば、画像形成装置１は、像担持体としての感光体１１と、感光体１１に潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置１２と、現像剤担持体としての現像ローラ３１に担持された現像剤としてのトナーにより感光体１１上の潜像を現像して顕像化する現像装置３０と、を備えている。また、画像形成装置１は、前記トナーとして体積平均粒径が６μｍ以下の一成分現像剤を用い、現像ローラ３１に当接して現像ローラ３０表面に前記トナーを供給する現像剤供給部材としての供給ローラ３３と、現像ローラ３１に担持された前記トナーの層厚を規制する回転可能なローラ形状の現像剤規制部材としての規制ローラ３２と、規制ローラ３２にＤＣ電圧とＡＣ電圧とを含む規制バイアスを印加する規制バイアス印加手段としての規制バイアス電源３７と、を更に備えている。この画像形成装置１では、規制バイアス電源３７により規制ローラ３２にＡＣ電圧を印加することにより、現像ローラ３１と規制ローラ３２との接触ニップ部の近傍であって、現像ローラ３１と規制ローラ３２との表面移動方向上流側に存在する荷電されたトナーを振動させ、トナーの凝集を防ぎ、トナーの凝集によるベタ画像のカスレを抑制することができる。また、規制ローラ３２にＤＣ電圧を印加することにより、その規制ローラ３２と現像ローラ３１との間にトナーが現像ローラ３１側に移動するような電圧差を形成して、地汚れの発生を抑制することができる。
また、本実施形態によれば、現像ローラ３１へ現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段としての現像バイアス電源３８を更に備えており、前記規制バイアスのＤＣ電圧をＶｄｃ[Ｖ]とし、前記現像バイアスのＤＣ電圧をＶｂ[Ｖ]とした場合に、−２００[Ｖ]≦Ｖｄｃ−Ｖｂ≦−１００[Ｖ]を満たす。本実施形態の実験結果によれば、規制ローラ３２に対する現像ローラ３１の電圧差（Ｖｄｃ−Ｖｂ）が０Ｖの場合には、感光体ドラム１１上の地汚れトナーが目視で確認された。また、上記電圧差が−３００Ｖの場合にも、感光体ドラム１１上の地汚れトナーが目視で確認できた。これに対して、規制ローラ３２に対する現像ローラ３１の電圧差（Ｖｄｃ−Ｖｂ）が−１００Ｖ及び−２００Ｖそれぞれの場合には感光体ドラム１１上の地汚れトナーを目視で確認できなかった。よって、規制ローラ３２に対する現像ローラ３１の電圧差（Ｖｄｃ−Ｖｂ）が−１００Ｖ〜−２００Ｖの範囲であれば、地汚れが改善される。
また、本実施形態によれば、規制バイアス電源３７のＡＣ電圧のピーク間電圧をＶｐ−ｐとした場合に、２００[Ｖ]≦Ｖｐ−ｐ≦４００[Ｖ]を満たす。本実施形態の実験結果によれば、ＡＣ電圧が１００Ｖ（ピーク間電圧Ｖｐ−ｐ）ではトナーの振動が足りず、ベタ画像でカスレが確認された。また、ＡＣ電圧が５００Ｖ（ピーク間電圧Ｖｐ−ｐ）ではトナー薄層が壊れてしまうため、ベタ画像でカスレが確認された。一方、ＡＣ電圧が２００Ｖ〜４００Ｖ（ピーク間電圧Ｖｐ−ｐ）であれば、ベタ画像のカスレが確認されなかった。よって、規制ローラ３２に印加されるＡＣ電圧のピーク間電圧Ｖｐ−ｐ[Ｖ]が２００Ｖ〜４００Ｖの範囲であれば、トナーの凝集緩和に適切であり、トナー供給不足が改善する。
また、本実施形態によれば、規制バイアス電源３７のＡＣ電圧の周波数をｆ[Ｈｚ]とした場合に、２００[Ｈｚ]≦ｆ≦１０００[Ｈｚ]を満たす。本実施形態の実験結果によれば、規制ローラ３２に印加するＡＣ電圧の周波数が１００Ｈｚの低周波数ではトナーの振動が足りないため、ベタ画像後端で抜けがうっすら確認された。また、周波数が１１００Ｈｚの高周波数ではトナーの振動に対する応答速度を超えてしまうため、ベタ画像後端で抜けがうっすら確認された。一方、周波数が２００Ｈｚ〜１０００Ｈｚの範囲では、ベタ画像全面に濃度変化がなく良好であった。よって、規制ローラ３２に印加するＡＣ電圧の周波数が２００Ｈｚ〜１０００Ｈｚの範囲であれば、トナーの凝集緩和に適切である。
また、本実施形態によれば、規制ローラ３２は、現像ローラ３１との対向部において、現像ローラ３１の表面移動方向と反対方向に表面移動するカウンター回転が可能である。現像ローラ３１表面に担持したトナーを反対方向に表面移動する規制部材３１で規制してトナー薄層を形成する。このとき、規制ローラ３２表面のトナーを規制する部分が回転移動するので、仮にトナーが固着したとしても、固着したトナーが上記対向部に留まることがない。
また、本実施形態によれば、規制ローラ３２は、前記対向部にトナー固着が生じる前の所定のタイミングでカウンター回転する。規制ローラ３２の回転を停止しておくと上記対向部でトナーが固着するおそれがあるが、トナーの固着が生じる前の所定のタイミングで規制ローラ３２を回転させることにより、トナー固着を防止することができる。また、規制ローラ３２を常時回転させておく場合に比べ、トナーへのストレスを低減でき、トナー寿命を延ばすことが可能になる。
また、本実施形態によれば、規制ローラ３２を清掃する現像剤規制部材クリーニング手段としてのクリーニングブレード３９を更に備えた。これにより、規制ローラ３２表面に付着したトナー等を除去してその性能を維持することができる。
また、本実施形態によれば、少なくとも感光体１１と現像装置３０とが一体に支持されて、画像形成装置本体１に着脱可能なプロセスカートリッジ１０を備える。よって、プロセスカートリッジ１０の交換によって、容易にメンテナンスを行うことができる。
また、本実施形態によれば、現像装置３０に初期に内封されたトナーの量が、１００ｇより多い。規制ローラ３２によるトナーに対するストレスが小さいので、トナーが劣化して割れることを防ぐことができる。
また、本実施形態によれば、現像装置３０内のトナーの量が所定量よりも少量になったときに、トナーを現像装置３０に補給する現像剤補給手段としてのトナーボトルやトナー搬送機構等を更に備えた。よって、トナーボトルやトナー搬送機構等を設けない場合に比べて、画像形成装置１へのトナーの補給頻度を低減させることができる。
また、本実施形態によれば、現像装置３０に初期に内封されたトナーの量が、１００ｇ以下である。規制ローラ３２を常時回転させておくとトナーにストレスがかかり劣化して割れるおそれがあるが、実験により、現像装置３０内のトナー量が１００ｇ以下であれば、劣化して割れる前に画像形成で消費されるので、画像のかすれ等の異常画像を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００６９】
１ 画像形成装置
２ 給紙装置
３ 画像形成部
４ スキャナ部
５ 原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）
９ 記録部材
１０ 作像ユニット（プロセスカートリッジ）
１１ 感光体
１２ 露光装置
２０ 帯電装置
２３ ２次転写ローラ
２４ 搬送ベルト
３０ 現像装置
３１ 現像ローラ
３２ 規制ローラ
３３ 供給ローラ
３４ 攪拌ローラ
３６ トナー収納部
３７ 規制バイアス電源
３８ 現像バイアス電源
３９ クリーニングブレード
４０ （感光体）クリーニング装置
６０ 転写装置
６１ 中間転写ベルト
６２ １次転写ローラ
６３ ２次転写ローラ
６４ ベルトクリーニング装置
７０ 定着装置
８０ 給紙装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７０】
【特許文献１】特開２０１０−２０１６８号公報
【特許文献２】特開２００６−２５９４６９号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、
現像剤担持体に担持された現像剤により前記像担持体上の潜像を現像して顕像化する現像装置と、を備えた画像形成装置であって、
前記現像剤として体積平均粒径が６μｍ以下の一成分現像剤を用い、
前記現像剤担持体に当接して該現像剤担持体表面に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記現像剤担持体に担持された前記現像剤の層厚を規制する回転可能なローラ形状の現像剤規制部材と、
前記現像剤規制部材にＤＣ電圧とＡＣ電圧とを含む規制バイアスを印加する規制バイアス印加手段と、を更に備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
前記現像剤担持体へ現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段を更に備え、
前記現像剤の帯電極性が負極性であり、
前記規制バイアスのＤＣ電圧をＶｄｃ[Ｖ]とし、
前記現像バイアスのＤＣ電圧をＶｂ[Ｖ]とした場合に、
−２００[Ｖ]≦Ｖｄｃ−Ｖｂ≦−１００[Ｖ]
満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置において、
前記規制バイアスのＡＣ電圧のピーク間電圧をＶｐ−ｐ[Ｖ]とした場合に、
２００[Ｖ]≦Ｖｐ−ｐ≦４００[Ｖ]
を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかの画像形成装置において、
前記規制バイアスのＡＣ電圧の周波数をｆ[Ｈｚ]とした場合に、
２００[Ｈｚ]≦ｆ≦１０００[Ｈｚ]
を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかの画像形成装置において、
前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体との対向部において、該現像剤担持体の表面移動方向と反対方向に表面移動するカウンター回転が可能なことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５の画像形成装置において、
前記現像剤規制部材は、前記対向部に現像剤固着が生じる前の所定のタイミングで前記カウンター回転を行うように駆動されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかの画像形成装置において、
前記現像剤規制部材を清掃する現像剤規制部材クリーニング手段を更に備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかの画像形成装置において、
少なくとも前記像担持体と前記現像装置とが一体に支持されて、当該画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項６の画像形成装置において、
前記現像装置に初期に内封された前記現像剤の量が、１００ｇより多いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項６又は９の画像形成装置において、
前記現像装置内の現像剤の量が所定量よりも少量になったときに、現像剤を該現像装置に補給する現像剤補給手段を更に備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項６の画像形成装置において、
前記現像剤規制部材は、現像動作時に常時、前記カウンター回転を行うように駆動され、
前記現像装置に初期に内封された前記現像剤の量が、１００ｇ以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、
現像剤担持体に担持された現像剤により前記像担持体上の潜像を現像して顕像化する現像装置と、を備えた画像形成装置であって、
前記現像剤として体積平均粒径が６μｍ以下の一成分現像剤を用い、
前記現像剤担持体に当接して該現像剤担持体表面に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記現像剤担持体に担持された前記現像剤の層厚を規制する回転可能なローラ形状の現像剤規制部材と、
前記現像剤規制部材にＤＣ電圧とＡＣ電圧とを含む規制バイアスを印加する規制バイアス印加手段と、を更に備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
前記現像剤担持体へ現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段を更に備え、
前記現像剤の帯電極性が負極性であり、
前記規制バイアスのＤＣ電圧をＶｄｃ[Ｖ]とし、
前記現像バイアスのＤＣ電圧をＶｂ[Ｖ]とした場合に、
−２００[Ｖ]≦Ｖｄｃ−Ｖｂ≦−１００[Ｖ]
満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置において、
前記規制バイアスのＡＣ電圧のピーク間電圧をＶｐ−ｐ[Ｖ]とした場合に、
２００[Ｖ]≦Ｖｐ−ｐ≦４００[Ｖ]
を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかの画像形成装置において、
前記規制バイアスのＡＣ電圧の周波数をｆ[Ｈｚ]とした場合に、
２００[Ｈｚ]≦ｆ≦１０００[Ｈｚ]
を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかの画像形成装置において、
前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体との対向部において、該現像剤担持体の表面移動方向と反対方向に表面移動するカウンター回転が可能なことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５の画像形成装置において、
前記現像剤規制部材は、前記対向部に現像剤固着が生じる前の所定のタイミングで前記カウンター回転を行うように駆動されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかの画像形成装置において、
前記現像剤規制部材を清掃する現像剤規制部材クリーニング手段を更に備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかの画像形成装置において、
少なくとも前記像担持体と前記現像装置とが一体に支持されて、当該画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項６の画像形成装置において、
前記現像装置に初期に内封された前記現像剤の量が、１００ｇより多いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項６又は９の画像形成装置において、
前記現像装置内の現像剤の量が所定量よりも少量になったときに、現像剤を該現像装置に補給する現像剤補給手段を更に備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項６の画像形成装置において、
前記現像剤規制部材は、現像動作時に常時、前記カウンター回転を行うように駆動され、
前記現像装置に初期に内封された前記現像剤の量が、１００ｇ以下であることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１９４２０５（Ｐ２０１２−１９４２０５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５５９３９（Ｐ２０１１−５５９３９）
【出願日】平成２３年３月１４日（２０１１．３．１４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１４日（２０１１．３．１４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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