JP2003307991A - 画像形成装置及びそれに用いるカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像剤規制部材へのトナーの固着および融着
を防止することで画像の濃度薄及び縦スジを防ぎ、長期
にわたって安定した画像形成を行うことの可能な画像形
成装置及び該画像形成装置に用いるプロセスカートリッ
ジを提供する。 【解決手段】 現像ローラ回転中における現像ローラと
現像ブレードの電位関係が、画像形成時には略同電位
（−３００Ｖ）となり、準備前回転、紙間、準備後回転
などの非画像形成時の少なくとも一部においては所定の
電位差（３００Ｖ）を有するように制御する。このと
き、現像ローラの電位よりも現像ブレードの電位のほう
が現像剤の帯電極性と同極性側に大きいことが好まし
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば複写機ある
いはプリンタなどとされる電子写真方式あるいは静電記
録方式を用いた画像形成装置及び画像形成装置に対して
着脱自在としたプロセスカートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の画像形成装置としては、
たとえば図１８に示す構成のものが知られている。同図
には、従来の画像形成装置の基本構成の一例が概略的に
示されている。

【０００３】この例では、像担持体として感光ドラム１
００が用いられる。感光ドラム１００は例えばアルミニ
ウム製の円筒基体の表面に感光材料層（例えば有機感光
材料層）を形成したものであり、回転駆動される。感光
ドラム１００の周囲には、回転方向上流側から順に、帯
電ローラ１０１、不図示のレーザビーム走査光学系、現
像手段としての現像器１０２、転写ローラ１１１、クリ
ーナ１０９が配置される。

【０００４】帯電ローラ１０１にて感光ドラム１００上
を均一に帯電したのち、レーザビーム走査光により静電
潜像を感光ドラム１００上に形成する。そして、静電潜
像に応じて現像器中のトナー（現像剤）により可視像化
（現像）する。

【０００５】記録媒体すなわち転写材Ｐは、不図示の給
紙口から上記可視像（トナー像）の形成と同期を取って
給紙され、感光ドラム１００と転写ローラ１１１との略
当接部で可視像（トナー像）の転写を受ける。転写材Ｐ
上の画像は定着器１１０で溶融定着される。

【０００６】現像器１０２は、現像剤担持体としての現
像ローラ１０３、現像ローラ１０３に非磁性一成分トナ
ー（負極性）を供給する供給ローラ１０５、供給ローラ
１０５近傍に容器中のトナーを搬送する撹拌部材１０
６、現像ローラ１０３上のトナー量を規制する現像剤規
制部材としての現像ブレード１０４などを有して構成さ
れる。

【０００７】現像ローラ１０３は感光ドラム１００と当
接するため、弾性体で形成される。また、現像ブレード
１０４は金属薄板のバネ弾性を利用して現像ローラ１０
３に軽圧接触される。

【０００８】現像ローラ１０３には、トナーを現像ロー
ラ１０３から感光ドラム１００側へ転移させるために、
現像バイアス電源１０７により所定電位となるように現
像バイアスが印加される。また、現像ブレード１０４に
はトナーの帯電量を安定化させるために、ブレードバイ
アス電源１０８が接続され（特開平０５−０１１５９９
号公報記載）、所定電位となるようにブレードバイアス
が印加される。ブレードバイアス電源１０８は、現像バ
イアス電源１０７と同電位のもの、各々異なる電位を供
給するもの等、各種ある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来例の
画像形成装置においては、固定のＤＣバイアス若しくは
ＡＣバイアスを印加することで、トナーへの帯電性付与
もしくはトナーコート等の安定化を図っていた。

【００１０】しかしながら、従来例の画像形成装置では
トナー飛散や反転トナーの現像ブレードへの固着、現像
ブレードへのトナー融着を防止しつつ、トナーコートを
安定させることは困難であった。

【００１１】例えば、上記従来例にて示した画像形成動
作を行ったところ、以下に示す不具合が見られた。

【００１２】まず、上記従来例にて現像バイアス電源１
０７とブレードバイアス電源１０８を同電位とした場合
には、約１０００枚程の画像形成後において中間調の画
像に縦スジ状の濃度ムラが発生した。これは、現像ブレ
ード１０４を通過した現像ローラ１０３上にも現れてい
た。

【００１３】現像ブレード１０４を観察した結果、現像
ブレード１０４におけるａ部（現像ブレード１０４と現
像ローラ１０３の当接部近傍で、かつ、現像ローラ回転
方向下流側）に、トナーの融着塊が発生していた。トナ
ーの融着塊がある部分はトナーの流れがせき止められる
ため現像ローラ１０３上のトナー量は薄くなり、画像上
で縦スジ状の濃度ムラを発生させていた。

【００１４】この理由を、図１９のトナー融着概略図を
用いて説明する。図１９中、Ｔは負極性を有する非磁性
一成分トナーであり、トナーＴはトナー粒子と補助粒子
としての外添剤から構成される。

【００１５】現像ローラ１０３に担持されるトナーは負
極性であり、通常環境においては、現像ブレード１０４
を通過した現像ローラ１０３上に担持されたトナー層
は、約−２０〜−５０Ｖ程度の電位を持つ（トレック社
製 表面電位計ｍｏｄｅｌ３３４にて測定）。現像ロー
ラ１０３と現像ブレード１０４の当接部では、トナーに
よって現像ブレード１０４の表面が常に摺擦されるた
め、外添剤の付着は発生しにくい。

【００１６】しかし、現像ローラ１０３と現像ブレード
１０４の当接部より下流側（図中、ａ部）においては、
トナー層が現像ブレード表面から徐々に離れていくた
め、電位勾配が発生することとなる。

【００１７】即ち、現像ローラ１０３と現像ブレード１
０４がたとえ同電位であったとしても、現像ローラ１０
３上に担持されている負極性に帯電されたトナー層が電
位を有するため、トナー層の最表面のほうが現像ブレー
ド１０４より負極性に大きくなる。

【００１８】従ってトナー層の最表面のトナーに付着し
ている負極性の外添剤Ｇ１がトナー表面から離脱して現
像ブレード表面ａ部に付着することとなる。現像ブレー
ド表面ａ部に付着する外添剤が画像形成をすすめるうち
に除々に増加していき、付着した外添剤により見かけ現
像ブレード１０４の表面が粗されたようになる。

【００１９】このため、粗れた表面にトナーが捕獲され
トナー層によって摺擦されることで摩擦熱により溶融
し、トナーの融着塊が発生するものと考えられる。

【００２０】従来例の特開平０５−０１１５９９号公報
に示す画像形成装置においては、例えば現像ローラ１０
３には現像バイアス電源１０７から−３００Ｖの電圧が
常時供給され、現像ブレード１０４にはブレードバイア
ス電源１０８から−４００Ｖが供給され、現像ローラ１
０３と現像ブレード１０４間には約１００Ｖの電位差が
生じることとなる。従って、トナー層による電荷を加味
してもトナー層表面から負極性の外添剤Ｇ１がトナー表
面から離脱することはなくなる。

【００２１】しかしながら、特開平０５−０１１５９９
号公報に示されるように電位差を設けた場合、以下に示
す不具合が生じた。

【００２２】例えば、約１５００枚程の画像形成後にお
いてベタ画像の濃度薄及び縦スジが発生した。これは、
現像ブレード１０４を通過した現像ローラ１０３上にも
現れていた。

【００２３】この原因を解明すべく現像ブレード１０４
を観察した結果、現像ブレード１０４におけるｂ部（現
像ブレード１０４と現像ローラ１０３の当接部近傍で、
かつ、現像ローラ回転方向上流側）に、トナーが一面に
付着していた。トナーの付着は溶融してはいないが、エ
アーブラシにてエアーを吹き付けても吹き飛ばない程度
に固着していた。ｂ部のトナーの固着によりトナーの流
れがせき止められるため現像ローラ１０３上のトナー量
は薄くなり、画像上で縦スジ状の濃度ムラを発生させて
いた。

【００２４】以下、図１９を用いてこの現像ローラ１０
３（−３００Ｖ）と現像ブレード１０４（−４００Ｖ）
の電位を変更した場合について具体的に説明する。

【００２５】供給ローラ１０５によって摩擦帯電された
トナーが現像ローラ１０３と現像ブレード１０４との当
接部前（ｂ部近傍）に到達すると、トナー層中に混ざっ
ている反転トナー（正極性に帯電したトナー）が電位差
の影響により現像ブレード１０４表面のｂ部に引きつけ
られることになる。特に、現像ローラ１０３と現像ブレ
ード１０４の電位差を大きくしていく程、反転トナーを
引きつけるため、現像ブレード１０４のｂ部のトナー固
着がひどくなる。

【００２６】トナー固着が増加していくと、現像ローラ
１０３と現像ブレード１０４との当接部前（ｂ部近傍）
に侵入してくるトナー量がせき止められるため、トナー
層の減少となる。その結果、ベタ画像の濃度薄となって
しまった。更に、長手方向で現像ブレード１０４ｂ部に
付着するトナー固着量が異なるため、濃度薄に加えて縦
スジが発生することになる。

【００２７】この現象は、トナーの補助粒子として負極
性の外添剤Ｇ１に加えて正極性の外添剤Ｇ２を混在させ
た場合には、特に顕著に発生することとなる。正極性外
添剤Ｇ２は帯電性の安定化、トナーの流動性の調節等の
ためにトナー粒子及び負極性外添剤に加えて追加される
場合がある。正極性外添剤Ｇ２は上記反転トナーと同様
の動きをすることから、現像ブレード１０４の自由端先
端であるｂ部に付着することとなる。固着した正極性外
添剤Ｇ２は上記同様、濃度薄及び縦スジを発生させるこ
とになる。

【００２８】また、現像ブレード１０４に印加する電圧
についても、使用する環境によってトナー層の表面電位
が変化するため、細かな制御が必要となる。特にトナー
層の表面電位は、低湿環境では高くなり、高湿環境では
低くなる傾向にあるためである。

【００２９】また、特開昭５８−１５３９７２号公報記
載のように、現像ブレード１０４に常時ＡＣバイアスを
印加した場合には、現像ローラ１０３と現像ブレード１
０４の当接部より下流側（図中、ａ部）においてＡＣバ
イアスによるトナークラウドが発生することになる。こ
のトナークラウドの発生はトナーを無用に飛散させるこ
ととなり、機内を汚すことになってしまう。また、ＡＣ
バイアスを現像ブレード１０４に印加した場合には、現
像ローラ１０３と現像ブレード１０４が当接しているこ
とから、ＡＣバイアスによるアタック音が発生してしま
うこととなる。

【００３０】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あって、その目的とするところは、現像剤規制部材への
現像剤の固着および融着を防止することで画像の濃度薄
及び縦スジを防ぎ、長期にわたって安定した画像形成を
行うことの可能な画像形成装置及び該画像形成装置に用
いるカートリッジを提供することにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の画像形成装置は、静電潜像が形成される像担
持体と、該静電潜像を現像剤にて可視像化（顕像化）す
る手段であって、回転可能な現像剤担持体および該現像
剤担持体に担持された現像剤量を規制する現像剤規制部
材を有してなる現像手段と、前記現像剤担持体および前
記現像剤規制部材の各々に電圧を印加する電圧印加手段
と、該電圧印加手段を制御する制御手段と、を備え、該
制御手段は、前記現像剤担持体の回転中における前記現
像剤担持体と前記現像剤規制部材の電位関係が、画像形
成時には略同電位となり、非画像形成時の少なくとも一
部においては所定の電位差を有するように、前記電圧印
加手段を制御することを特徴とする。

【００３２】また、他の発明の画像形成装置は、静電潜
像が形成される像担持体と、該静電潜像を現像剤にて可
視像化する手段であって、回転可能な現像剤担持体およ
び該現像剤担持体に担持された現像剤量を規制する現像
剤規制部材を有してなる現像手段と、前記現像剤担持体
および前記現像剤規制部材の各々に電圧を印加する電圧
印加手段と、該電圧印加手段を制御する制御手段と、を
備え、該制御手段は、前記現像剤担持体の回転中におけ
る前記現像剤担持体と前記現像剤規制部材の電位関係
が、画像形成時には略同電位となり、非画像形成時の少
なくとも一部においては所定の電位差を有して、かつ、
前記現像剤規制部材の電位が前記現像剤担持体の電位よ
りも前記現像剤の帯電極性と同極性側に大きくなるよう
に、前記電圧印加手段を制御することを特徴とする。

【００３３】また、他の発明の画像形成装置は、静電潜
像が形成される像担持体と、該静電潜像を現像剤にて可
視像化する手段であって、回転可能な現像剤担持体およ
び該現像剤担持体に担持された現像剤量を規制する現像
剤規制部材を有してなる現像手段と、前記現像剤担持体
および前記現像剤規制部材の各々に電圧を印加する電圧
印加手段と、該電圧印加手段を制御する制御手段と、を
備え、該制御手段は、前記現像剤担持体の回転中におけ
る前記現像剤担持体と前記現像剤規制部材の電位差が、
画像形成時より、非画像形成時の少なくとも一部におい
て大きくなるように、前記電圧印加手段を制御すること
を特徴とする。

【００３４】上記構成において、少なくとも現像手段
が、画像形成装置本体に対して着脱自在のカートリッジ
として構成されていることが好ましい。

【００３５】また、他の発明の画像形成装置は、静電潜
像が形成される像担持体と、該静電潜像を現像剤にて可
視像化する手段であって、回転可能な現像剤担持体及び
該現像剤担持体に担持された現像剤量を規制する現像剤
規制部材を有してなる現像手段と、該現像剤担持体及び
現像剤規制部材の両者に電圧を印加する単一の電圧印加
手段と、該現像剤規制部材に印加される電圧の遅延制御
を行う遅延制御手段と、を備え、前記現像手段の画像形
成時に、前記電圧印加手段により現像剤担持体と現像剤
規制部材とを略同電位とし、前記現像剤担持体の回転中
であって前記現像手段による画像形成が行われていない
非画像形成時の少なくとも一部にて、前記電圧印加手段
による印加電圧を変化させ、該印加電圧の変化による前
記現像剤規制部材の電圧変動を前記遅延制御手段によっ
て遅延制御し、前記現像剤担持体と現像剤規制部材とに
電位差を生じさせることを特徴とする。

【００３６】この他、本発明の画像形成装置は、静電潜
像が形成される像担持体と、該静電潜像を現像剤にて可
視像化する手段であって、回転可能な現像剤担持体及び
該現像剤担持体に担持された現像剤量を規制する現像剤
規制部材を有してなる現像手段と、該現像剤担持体及び
現像剤規制部材の両者に電圧を印加する単一の電圧印加
手段と、該現像剤規制部材に印加される電圧の遅延制御
を行う遅延制御手段と、を備え、前記現像手段の画像形
成時に、前記電圧印加手段により現像剤担持体と現像剤
規制部材とを略同電位とし、前記現像剤担持体の回転中
であって前記現像手段による画像形成が行われていない
非画像形成時の少なくとも一部にて、前記電圧印加手段
による印加電圧を変化させ、該印加電圧の変化による前
記現像剤規制部材の電圧変動を前記遅延制御手段によっ
て遅延制御し、前記現像剤担持体と比べて現像剤規制部
材のほうが現像剤の帯電極性と同極性側に大きい電位差
を生じさせることを特徴とする。

【００３７】この他、本発明の画像形成装置は、静電潜
像が形成される像担持体と、該静電潜像を現像剤にて可
視像化する手段であって、回転可能な現像剤担持体及び
該現像剤担持体に担持された現像剤量を規制する現像剤
規制部材を有してなる現像手段と、該現像剤担持体及び
現像剤規制部材の両者に電圧を印加する単一の電圧印加
手段と、該現像剤規制部材に印加される電圧の遅延制御
を行う遅延制御手段と、を備え、前記現像剤が、トナー
粒子及び該トナー粒子に外添された複数の補助粒子とを
有してなり、該補助粒子の一つがトナー粒子の帯電極性
と逆の極性を有する粒子であって、前記現像手段の画像
形成時に、前記電圧印加手段により現像剤担持体と現像
剤規制部材とを略同電位とし、前記現像剤担持体の回転
中であって前記現像手段による画像形成が行われていな
い非画像形成時の少なくとも一部にて、前記電圧印加手
段による印加電圧を変化させ、該印加電圧の変化による
前記現像剤規制部材の電圧変動を前記遅延制御手段によ
って遅延制御し、前記現像剤担持体と比べて現像剤規制
部材のほうが現像剤の帯電極性と同極性側に大きい電位
差を生じさせることを特徴とする。

【００３８】この他、本発明の画像形成装置は、静電潜
像が形成される像担持体と、該静電潜像を現像剤にて可
視像化する手段であって、回転可能な現像剤担持体及び
該現像剤担持体に担持された現像剤量を規制する現像剤
規制部材を有してなる現像手段と、該現像剤担持体及び
現像剤規制部材の両者に電圧を印加する単一の電圧印加
手段と、該現像剤規制部材に印加される電圧の遅延制御
を行う遅延制御手段と、を備え、前記現像手段による画
像形成が行われていない非画像形成時の少なくとも一部
にて、前記電圧印加手段による印加電圧を変化させるこ
とを特徴とする。

【００３９】この他、本発明の画像形成装置は、静電潜
像が形成される像担持体と、該静電潜像を現像剤にて可
視像化する手段であって、回転可能な現像剤担持体及び
該現像剤担持体に担持された現像剤量を規制する現像剤
規制部材を有してなる現像手段と、該現像剤担持体及び
現像剤規制部材の両者に電圧を印加する単一の電圧印加
手段と、該現像剤規制部材に印加される電圧の遅延制御
を行う遅延制御手段と、を備え、前記現像手段による画
像形成が行われていない非画像形成時の少なくとも一部
にて、前記電圧印加手段による印加電圧を現像剤の帯電
極性と同極性側に大きくなるように変化させることを特
徴とする。

【００４０】この他、本発明の画像形成装置は、静電潜
像が形成される像担持体と、該静電潜像を現像剤にて可
視像化する手段であって、回転可能な現像剤担持体及び
該現像剤担持体に担持された現像剤量を規制する現像剤
規制部材を有してなる現像手段と、該現像剤担持体及び
現像剤規制部材の両者に電圧を印加する単一の電圧印加
手段と、該現像剤規制部材に印加される電圧の遅延制御
を行う遅延制御手段と、を備え、前記現像手段の画像形
成時に、前記電圧印加手段により現像剤担持体と現像剤
規制部材とを略同電位とし、前記現像剤担持体の回転中
であって前記現像手段による画像形成が行われていない
非画像形成時の少なくとも一部にて、前記電圧印加手段
による印加電圧を画像形成時と比べて現像剤の帯電極性
と同極性側に大きくなるようにインパルス的に変化させ
ることを特徴とする。

【００４１】この他、本発明の画像形成装置は、静電潜
像が形成される像担持体と、該静電潜像を現像剤にて可
視像化する手段であって、回転可能な現像剤担持体及び
該現像剤担持体に担持された現像剤量を規制する現像剤
規制部材を有してなる現像手段と、該現像剤担持体及び
現像剤規制部材の両者に電圧を印加する単一の電圧印加
手段と、該現像剤規制部材に印加される電圧の遅延制御
を行う遅延制御手段と、を備え、前記現像剤が、トナー
粒子及び該トナー粒子に外添された複数の補助粒子とを
有してなり、該補助粒子の一つがトナー粒子の帯電極性
と逆の極性を有する粒子であって、前記現像手段の画像
形成時に、前記電圧印加手段により現像剤担持体と現像
剤規制部材とを略同電位とし、前記現像剤担持体の回転
中であって前記現像手段による画像形成が行われていな
い非画像形成時の少なくとも一部にて、前記電圧印加手
段による印加電圧を画像形成時と比べて現像剤の帯電極
性と同極性側に大きくなるようにインパルス的に変化さ
せることを特徴とする。

【００４２】また、これらの画像形成装置において、前
記画像形成時は、前記現像手段が転写材の画像形成領域
に転写すべき可視像を現像しているときであり、前記非
画像形成時は、該画像形成時以外であって且つ前記現像
剤担持体が回転しているときであることが望ましい。

【００４３】前記現像剤担持体の表面抵抗値は８×１０
^５Ω〜１×１０^１２Ωであり、バルクの抵抗値は３×１
０^５Ω〜５×１０^８Ωであることが望ましい。

【００４４】前記現像剤担持体の表面抵抗値はバルクの
抵抗値よりも１桁以上大きいことが望ましい。

【００４５】また、これらの画像形成装置においては、
前記非画像形成時の一部において現像剤担持体と現像剤
規制部材に６０Ｖ〜５００Ｖの電位差を生じさせること
や、前記トナー粒子の形状係数ＳＦ−１の値が１００〜
１６０であり、形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１４０
であることが望ましい。

【００４６】更に本発明のカートリッジは、これらの画
像形成装置における前記現像手段を有し、該画像形成装
置の本体に対して着脱自在としたことを特徴とする。

【００４７】この他、本発明のカートリッジは、これら
の画像形成装置における前記現像手段及び遅延制御手段
を有し、該画像形成装置の本体に対して着脱自在とした
ことを特徴とする。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
及びプロセスカートリッジの好適な実施形態について図
面に則して更に詳しく説明する。

【００４９】従来例の画像形成装置においては、固定の
ＤＣバイアス若しくはＡＣバイアスを印加することで、
トナーへの帯電性付与もしくはトナーコート等の安定化
を図っていた。しかしながら、従来例の画像形成装置で
はトナー飛散や反転トナーの現像ブレードへの固着、現
像ブレードへのトナー融着を防止しつつ、トナーコート
を安定させることは困難であった。

【００５０】本実施形態においては、現像ローラ（現像
剤担持体）の回転中における現像ローラと現像ブレード
（現像剤規制部材）の電位関係が、画像形成時には略同
電位となり、非画像形成時の少なくとも一部においては
所定の電位差を有するように制御することを特徴として
いる。非画像形成時において、現像ブレードに付着した
外添剤を除去し、現像ブレードをリフレッシュするもの
である。

【００５１】さらに、非画像形成時の少なくとも一部に
おいて現像ローラと現像ブレードに所定の電位差を設け
る際には、現像ブレードの電位が現像ローラの電位より
も現像剤の帯電極性と同極性側に大きくなるように制御
することが好ましい。これは、トナー粒子の帯電極性と
同極性の外添剤を反対極性の外添剤より多量に混入させ
るため、現像ブレードに付着しやすい外添剤はトナー粒
子の帯電極性と同極性の外添剤となるからである。但
し、トナー粒子の帯電極性と逆極性の外添剤が現像ブレ
ードに付着しやすい場合には、トナー粒子の帯電極性と
逆極性に大きい電圧を印加してもよい。

【００５２】ここで、画像形成時とは、現像手段が転写
材の画像形成領域（余白領域を除いた部分）に転写すべ
き可視像を現像している間の時間をいい、非画像形成時
とは、画像形成時以外であって且つ現像ローラが回転し
ている時間、たとえば転写材の余白領域に相当する部分
が現像工程に供されている時間（この間、実際には可視
像は形成されない）、画像形成前の準備前回転時、画像
形成終了後の準備後回転時、複数枚プリント時の転写材
の間（紙間）の時間、電源ＯＮ時の準備前多回転時など
をいう。

【００５３】即ち本実施形態においては、毎プリント時
において、画像形成時に略同電位にして現像ブレード
（図１９中、ａ部）に付着した負極性外添剤を、非画像
形成時に現像ローラ側に転移させ現像ブレードをリフレ
ッシュすることで、現像ブレードへのトナーの固着およ
び融着を防止するものである。

【００５４】このリフレッシュ動作は、非画像形成時、
すなわち転写材の余白領域に相当する部分が現像に供さ
れている時間、画像形成前の準備前回転時、画像形成終
了後の準備後回転時、紙間等にて、例えば現像ローラに
−３００Ｖが印加されている場合には現像ブレードに−
３００Ｖより大きい電圧（例えば、−４００Ｖ〜−９０
０Ｖ等）を短時間印加することで、画像形成時に付着し
た負極性外添剤を現像ローラ側に戻すように作用する。

【００５５】これにより、画像形成時に略同電位にした
ことで現像ブレードに付着した外添剤が堆積することが
ないため、見かけ表面粗さがあれてトナーが現像ブレー
ドに捕獲されることはなくなる。その結果、現像ブレー
ド（図１９中、ａ部）に融着が発生することを防止でき
る。

【００５６】本実施形態において略同電位とは、印加さ
れた現像バイアスに対して±６０Ｖ未満の範囲をいう。
例えば、現像バイアスが−３００Ｖであった場合、−２
４０Ｖ以下となると現像ブレードを通過するトナー量が
減少して十分な画像濃度が得にくくなる。逆に、−３６
０Ｖ以上となると、後述する正極性の外添剤が現像ブレ
ードに付着しやすくなり、現像ブレードの自由端側に付
着した正極性外添剤により現像ブレードと現像ローラの
当接部に侵入するトナーが堰き止められやすくなり、縦
スジ状の濃度ムラを発生させるためである。

【００５７】また、このリフレッシュ動作は非画像形成
時の短時間に行われるため、たとえ現像ブレードの自由
端先端（図１９中、ｂ部）に反転トナーや正極性外添剤
が付着したとしても、画像形成時には現像ローラ側へ戻
るように作用するので、前記同様現像ブレードに外添剤
が堆積することはなく、縦スジや濃度薄等の画像不良を
発生させることはない。

【００５８】特に本実施形態においては、前記非画像形
成時に現像ローラと現像ブレードに電位差を作用させる
場合、現像ローラが回転していることが重要である。停
止した状態で電位差を作用させても再付着する場合があ
るためである。現像ローラが回転していることで現像ロ
ーラ側に戻した正極性外添剤を現像ブレードと現像ロー
ラの当接部で現像ローラの回転方向下流側部（図１９
中、ａ部）から遠ざけることが可能となり、再付着を防
ぐこととなる。

【００５９】前記非画像形成時に現像ローラと現像ブレ
ードに作用させる電位差については、６０Ｖ〜５００Ｖ
であることが望ましい。これは、６０Ｖ以下であると現
像ブレードに付着した負極性外添剤を現像ローラ側に転
移することができず、現像ブレードの融着を防止する効
果が得られないためである。また、５００Ｖ以下として
いるのは、これ以上になると現像ローラと現像ブレード
間で放電が発生しやすくなることと、現像ブレードと現
像ローラ間に流れる電流が大きくなってしまい、高容量
の電源が必要となるからである。

【００６０】また、本実施形態においては、トナーに外
添される補助粒子として、複数の補助粒子を使用するこ
とが可能である。特に、補助粒子の一つにトナーの極性
と逆極性の外添剤（正極性）を用いることで、現像ロー
ラの回転動作と相まって、現像ブレードに付着した負極
性外添剤を擦り落とすことも可能となる。

【００６１】トナー粒子の画像解析装置で測定した形状
係数ＳＦ−１の値が１００〜１６０であり、形状係数Ｓ
Ｆ−２の値が１００〜１４０であることにより、現像ロ
ーラと現像ブレード間の摺擦におけるトルクが下がり、
摩擦熱の発生を抑制することで、トナー融着をさらに防
止することが可能となる。

【００６２】また、少なくとも現像手段を画像形成装置
本体に着脱自在なカートリッジとして構成することが好
ましい。この場合、現像手段のみをカートリッジ化した
現像カートリッジとしてもよいし、現像手段に加えて像
担持体・帯電手段・クリーニング手段などを一体化した
プロセスカートリッジとしてもよい。これにより、トナ
ー補給や寿命を過ぎた現像器の交換等、諸々メンテナン
ス作業に係わる使用者の労力を軽減し、簡単な操作で安
定した出力画像が得られる様になる。

【００６３】（第１の実施形態）本発明の第１の実施形
態について図１〜図４により説明する。

【００６４】まず、図２により本実施形態の画像形成装
置について説明する。本実施形態の画像形成装置は、像
担持体の被露光部にトナーを付着させて可視化する反転
現像系であり、負帯電トナーを担持した現像剤担持体を
像担持体に当接させて現像を行う一成分画像形成装置で
ある。

【００６５】図２において、１は像担持体としての感光
ドラムであり、矢印ｘ方向に回転可能である。感光ドラ
ム１は一次帯電器である帯電ローラ２により、表面が負
極性に一様帯電される。そして、感光ドラム１の回転に
伴って、一様に帯電された表面は露光器３により露光さ
れる。被露光部の電荷が消失することで、感光ドラム１
上に静電潜像が形成される。

【００６６】４は現像器であり、静電潜像の被露光部に
現像剤としてのトナーを転移させ、静電潜像を可視像化
する現像手段である。用いられるトナーは非磁性一成分
トナーを用いる。また、本実施形態は被露光部にトナー
を転移させる所謂反転現像系である。

【００６７】感光ドラム１上に転移したトナーは転写帯
電器としての転写ローラ５により転写材Ｐに転移され
る。転写されずに感光ドラム１上に残ったトナーはクリ
ーニング手段６により感光ドラム１上より除去される。

【００６８】転写材Ｐ上のトナーは定着器７により熱溶
融され転写材Ｐ上に固着し、永久画像となる。

【００６９】現像器４は現像剤担持体としての現像ロー
ラ８、現像ローラ８にトナーを供給する供給ローラ１
２、現像剤規制部材としての現像ブレード９、供給ロー
ラ１２側にトナーを搬送する撹拌部材１３からなる。

【００７０】現像ローラ８は駆動装置としてのモータ１
５により矢印ｙ方向に回転可能である。現像ローラ８は
感光ドラム１表面に当接して現像を行う所謂接触現像で
あることから、現像ローラ８はゴム等の弾性を有するこ
とが望ましい。現像ローラ８には現像バイアス電源１０
から約−３００Ｖの電圧が供給される。感光ドラム１上
の被露光部電位と現像バイアス電源１０から供給される
電位差により現像ローラ８上のトナーが感光ドラム１上
の被露光部に転移する。

【００７１】現像ブレード９は金属薄板からなり、薄板
のバネ弾性を利用して現像ローラ８に接触当接される。
金属薄板の材質は、ステンレス鋼、リン青銅等が使用可
能であるが、本実施形態においては、厚さ０．１ｍｍの
リン青銅薄板を用いた。現像ブレード９と現像ローラ８
の摺擦によりトナーは摩擦帯電されて電荷を付与される
と同時に層厚規制される。現像ブレード９には、ブレー
ドバイアス電源１１から所定電圧が供給される。

【００７２】本実施形態では、現像ブレード９として金
属薄板を用いたが、これにとらわれるものでなく、例え
ば、金属薄板上に導電ゴム等をチップ形状に貼り付けた
り、導電剤をコートしてもよい。

【００７３】以下、本実施形態の特徴である現像ローラ
８及びその他の部材について説明する。

【００７４】（現像ローラ構成）現像ローラ８は、芯金
上に弾性層を有する、所謂弾性現像ローラである。本実
施形態においては、φ８ｍｍのステンレス製の芯金上に
ブダジエンゴム（ＢＲ）にカーボンが分散されたソリッ
ドゴムからなる第１層（基層）を約４ｍｍ形成する。

【００７５】更に、第２層（中間層）として、ニトリル
ゴム（ＮＢＲ）中に約２０μｍ〜６０μｍ程度の球形状
樹脂を分散させた層を約１０μｍ形成する。該球形状樹
脂は現像ローラの表面粗さ調整の役目を担っている。

【００７６】第２層の上に、第３層（表層）を形成す
る。表層はカーボンによって抵抗調整されたウレタンゴ
ムからなり、約１０μｍの層厚を有する。表層の樹脂
は、トナーと摩擦され、トナーを帯電させる目的を有す
るため、トナーを所定極性に帯電させ得る樹脂が好適に
用いられる。

【００７７】（現像ローラの材料）現像ローラの基層及
び中間層材料としては、上記の他に、シリコーンゴム、
ブチルゴム、天然ゴム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ（エチ
レン・プロピレン共重合体）又はこれらの混合されたゴ
ム等、一般的に用いられるゴムが使用可能である。

【００７８】これらのゴムを母体として、カーボン樹脂
粒子、金属粒子、イオン導電剤等を分散させることで所
望する抵抗値が得られる。イオン導電剤としては、過塩
素酸リチウム、４級アンモニウム塩等のイオン導電剤を
バインダー中に分散させることで導電性をだすことがで
きる。

【００７９】表層の樹脂バインダーとしては、負帯電性
トナーを用いた場合には、ウレタン樹脂、シリコーン樹
脂、ポリアミド樹脂等が好適に用いられる。また、正帯
電性トナーを使用するのであれば、フッ素樹脂等が好適
に用いられる。これらの樹脂に前述のカーボン樹脂粒
子、金属粒子、イオン導電剤等を分散させることで所望
する抵抗値が得られる。

【００８０】本実施形態においては３層構成としたが、
これにとらわれるものではない。所望の表面粗さを形成
するのに、中間層に球形状樹脂を用いたが、基層の表面
の粗さ等を利用して２層構成とすることも可能である。

【００８１】（現像ローラ抵抗）現像ローラの抵抗値と
しては、後述する表面抵抗とバルク抵抗を以下の値に適
合させることが好ましい。

【００８２】表面抵抗としては、２×１０^３Ω〜８×１
０^１４Ωまで使用可能である。好ましくは、５×１０^４
Ω〜１×１０^１２Ωの範囲で使用することが望ましい。
２×１０^３Ω以下となると、トナーへの摩擦帯電が難し
くなるからである。８×１０ ^１４Ω以上となると、摩擦
帯電による残留電荷により、前周の画像濃淡ムラ（ゴー
スト）が発生しやすくなるからである。

【００８３】バルクの抵抗としては、２×１０^４Ω〜５
×１０^８Ωであることが望ましい。２×１０^４Ω以下で
あると、弾性層に流れる電流が多くなり、必要な電流容
量が大きくなってしまうためである。また５×１０^８Ω
以上となると、現像時に流れる電流を阻害されやすくな
るからである。

【００８４】（現像ローラ抵抗の測定法） （１）ローラの表面抵抗測定方法 ローラの表面抵抗測定方法を図３を用いて説明する。同
図において、６３は測定対象であるローラであり、ロー
ラ６３はステンレス等からなる導電性芯金６２と、その
外周に形成された弾性層６１と、ローラ表面６０からな
る。ローラ６３が単層である場合は、弾性層６１とロー
ラ表面６０は同種の材料で構成されることとなる。

【００８５】電極６４は後述する電圧を印加する印加電
極６４ａ，６４ｃと、測定電極６４ｂからなる。電極の
それぞれは、５ｍｍ厚であり、中心部が円形状にくり貫
かれている。該円形状にくり貫かれた電極の内面が測定
対象であるローラ６３の外周に当接し、且つ、各電極は
それぞれ５ｍｍの間隔をもって配設される。

【００８６】６５は測定回路であり、電源Ｅin1、抵抗
Ｒo1、電圧計Ｅout1からなる。本測定では、Ｅin1：１
００Ｖ（ＤＣ）で行った。抵抗Ｒo1については、Ｒo1：
１００Ω〜１０ＭΩが使用可能である。抵抗Ｒo1は微弱
電流を測定するためのものであるため、測定対象である
ローラ表面抵抗の２〜４桁下の抵抗値を用いるとよい。
即ち、ローラ表面抵抗が１×１０^８Ω程度の抵抗を持つ
ものであれば、Ｒo1としては１００ｋΩの抵抗でよい。

【００８７】ローラの表面抵抗値Ｒsは下式により算出
される。

【数１】

【００８８】表面抵抗の測定が電極６４ａ〜電極６４ｂ
間と電極６４ｃ〜電極６４ｂ間の抵抗の並列となるた
め、ローラ表面の５ｍｍ間隔における実質的な抵抗値と
しては、２倍となるため、係数の「２」をかけている。

【００８９】本実施形態においては、電圧を印加してか
ら１０秒後のＥout1の値を測定して求めた。

【００９０】（２）ローラのバルク抵抗測定方法 ローラのバルク抵抗測定について図４を用いて説明す
る。同図において、６３は測定対象であるローラであ
り、ローラ６３はステンレス等からなる導電性芯金６２
と、その外周に形成された弾性層６１と、ローラ表面６
０からなる。ローラ６３が単層である場合は、弾性層６
１とローラ表面６０は同種の材料で構成されることとな
る。

【００９１】６６はφ３０のステンレス鋼の円筒部材で
あり、矢印方向に約４８ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転す
る。このとき、ローラ６３は円筒部材６６の回転に伴っ
て、従動回転する。ローラの端部には、円筒部材６６へ
の侵入量を５０μｍに規制する（ローラと円筒部材との
当接領域を一定にするため）端部コロ６９が嵌合され
る。端部コロ６９は、ローラ６３の外径よりも１００μ
ｍ外径が小さい円筒形状をしている。

【００９２】６７はローラ６３の両端部（導電性芯金６
２部）に印加される荷重であり、片側５００ｇ重ずつ、
計１ｋｇ重の荷重によりローラ６３が円筒部材６６に押
圧される。

【００９３】６８は測定回路であり、電源Ｅin2、抵抗
Ｒo2、電圧計Ｅout2からなる。本測定では、Ｅin2：３
００Ｖ（ＤＣ）で行った。抵抗Ｒo2については、Ｒo2：
１００Ω〜１０ＭΩが使用可能である。抵抗Ｒo2は微弱
電流を測定するためのものであるため、測定対象である
ローラのバルク抵抗の２〜４桁下の抵抗値を用いるとよ
い。即ち、ローラのバルク抵抗が１×１０^６Ω程度の抵
抗を持つものであれば、Ｒo2としては１ｋΩの抵抗でよ
い。

【００９４】ローラのバルク抵抗値Ｒbは下式により算
出される。

【数２】

【００９５】本実施形態においては、電圧を印加してか
ら１０秒後のＥout2の値を測定して求めた。

【００９６】（現像ローラ表面粗さ）現像ローラ８の表
面粗さとしては、使用するトナーの粒径にもよるが、十
点平均粗さＲzで３μｍ〜１５μｍが好ましい。使用す
るトナー粒径が平均体積粒径で６μｍであれば好適には
十点平均粗さＲzで５μｍ〜１２μｍが使用可能であ
る。トナー粒径がより小さい場合は十点平均粗さＲzを
やや小さくすることが好ましい。十点平均粗さＲzが３
μｍ以下であると十分なトナー搬送力が得られず濃度不
足となり、１５μｍ以上となるとトナーに十分な帯電が
得られず、非画像部にトナーが付着する所謂「かぶり」
が発生することになる。

【００９７】十点平均粗さＲzは、ＪＩＳ Ｂ０６０１
に示されている定義を用い、測定には小坂研究所製の表
面粗さ試験器「ＳＥ−３０Ｈ」を使用した。

【００９８】（ゴム硬度）現像ローラのゴム硬度はＡｓ
ｋｅｒ Ｃゴム硬度計（高分子計器株式会社製）を用い
た。ゴム硬度としては、３０度〜６５度（Ａｓｋｅｒ
Ｃ）以下のものが好適に使用される。６５度（Ａｓｋｅ
ｒ Ｃ）以上になると、現像ローラ８の摺擦によってト
ナーが溶融し、ブレード融着やローラ融着を発生させる
ため好ましくない。また、現像ローラ８と感光ドラム１
との当接状態が不安定となりやすいからである。３０度
以下となると、圧縮永久歪みによる永久変形により、現
像ローラとしての使用は困難である。更に好ましくは、
３５度〜５５度であり、この範囲の低硬度にすること
で、トナーに過度なストレスをかけることなく、摩擦帯
電をすることができる。

【００９９】（現像ローラの製造方法）本実施形態にお
ける現像ローラの製造方法の一例を述べる。

【０１００】芯金上にまずゴムの接着及び導電性の確保
をする接着剤を塗布する。そして芯金の周囲にカーボン
樹脂粒子等を分散させたソリッドゴムを巻き付け、金型
内に入れる。金型をプレス機により熱及び圧力を加えて
加硫させ、加硫後に表面を研磨して、ソリッドの弾性ロ
ーラを得る。そして中間層及び表層は、ロールコーター
法、スプレー法、ディッピング法などにより行うことが
できる。イオン導電層の塗工厚さは３μｍ〜５０μｍ程
度が好ましい。３μｍ以下では感光ドラム１との摺擦に
よる削れが懸念され、５０μｍ以上では所望の塗工厚さ
を得るために何度も塗工をしなければならず、生産する
のに現実的ではないからである。

【０１０１】（現像ブレード）現像ブレードの接触圧
は、線圧約１５ｇ／ｃｍ〜４５ｇ／ｃｍが好適である。
１５ｇ／ｃｍ以下になると、トナーに対して適切な帯電
付与ができず、「かぶり」となって画質を低下させる。
４５ｇ／ｃｍ以上になると、圧力等によりトナーに混合
されている外添剤がトナー表面から剥離しやすくなり、
トナーを劣化させ、トナーの帯電性が低下していくこと
になる。

【０１０２】上記、現像ブレードは金属製からなるが、
トナーへの帯電性付与向上のために、金属製の現像ブレ
ード上に樹脂等をコーティングしてもよい。該樹脂とし
ては、トナーの帯電極性が負極性の場合は、ポリアミド
樹脂が好適に用いられ、トナーの帯電極性が正極性の場
合は、フッ素樹脂等が用いられる。

【０１０３】線圧の測定方法としては、引き抜き板とし
て長さ１００ｍｍ×幅１５ｍｍ×厚さ３０μｍのステン
レス薄板と、挟み板として長さ１８０ｍｍ×幅３０ｍｍ
×厚さ３０μｍのステンレス薄板を長さを半分にするよ
うに折ったものを用意し、挟み板の間に引き抜き板を挿
入し、該挟み板を現像ローラ８と現像ブレード９の間に
挿入する。その状態でバネばかり等で引き抜き板を一定
速度で引き抜き、そのときのバネばかりの値（単位：
ｇ）を読む。バネばかりの値を１．５で除算して、単位
をｇ／ｃｍにした場合の線圧が求められる。

【０１０４】（現像ローラと感光ドラムの当接圧）現像
ローラ８の感光ドラム１に対する当接圧としては、上記
線圧の測定と同様の測定において、線圧２０ｇ／ｃｍ〜
１２０ｇ／ｃｍが好ましい。線圧２０ｇ／ｃｍ以下とな
ると接触状態が不安定となり、線圧１２０ｇ／ｃｍ以上
となると圧力等によりトナーに混合されている外添剤が
トナー表面から剥離しやすくなり、トナーを劣化させ、
現像ブレード９によるトナーの帯電性が低下していくこ
とになるからである。

【０１０５】１４は制御回路（制御手段）である。制御
回路１４は、現像ローラ８の回転駆動の制御、並びに電
圧印加手段としての現像バイアス電源１０およびブレー
ドバイアス電源１１の電圧値等の制御などを行う。

【０１０６】図１は本実施形態に係るシーケンスを示す
図である。図１は２枚を連続プリントした場合を示した
ものである。

【０１０７】図１において、感光ドラム回転のグラフと
現像ローラ回転のグラフはそれぞれ、上に凸のときに感
光ドラム１または現像ローラ８が回転駆動されることを
示している。

【０１０８】なお、本実施形態においては、感光ドラム
１と現像ローラ８が常時当接した状態であるため、感光
ドラム１の回転と現像ローラ８の回転が同期して行われ
る。しかし、感光ドラムと現像ローラが常時離間してい
る所謂非接触現像の場合や、接触現像であっても離間可
能な機構を有している場合には、感光ドラム１と現像ロ
ーラ８の回転は非同期で行われる。

【０１０９】図１において、不図示のパーソナルコンピ
ュータ等からプリント出力の要請がされると、感光ドラ
ム１及び現像ローラ８の回転開始にともなって現像バイ
アス電源１０及びブレードバイアス電源１１から約−３
００Ｖの同電位がそれぞれ印加される。現像ローラ８等
の回転開始当初は、まだ画像を描き出す前の準備回転の
時間であり、非画像形成時である。

【０１１０】画像形成時とは、転写材Ｐの余白領域を除
いた部分にトナー像を形成するための各工程の時間をい
う。また、非画像形成時とは、画像形成時を除き、かつ
現像ローラが回転しているときをいう。たとえば、準備
前回転、準備後回転、または、プリントとプリントの間
に相当する所謂「紙間」などが非画像形成時に該当す
る。

【０１１１】準備前回転が開始され、現像バイアス電源
１０及びブレードバイアス電源１１から約−３００Ｖの
電圧が印加された後、ブレードバイアス電源１１には約
−６００Ｖの電圧が一瞬、印加される。−６００Ｖが印
加される時間は、本実施形態においては１００ｍｓｅｃ
とした。

【０１１２】転写材Ｐ上の画像に影響を及ぼさない時間
である非画像形成時に、現像ブレード９に−６００Ｖ
を、現像ローラ８には−３００Ｖを印加する。すなわ
ち、負帯電性の粒子（トナー及び外添剤）にとって現像
ブレード側から現像ローラ側へ転移可能な電位差が供給
されることになる。従って、現像ローラの回転開始直後
に現像ブレード９に付着する（現像ローラと現像ブレー
ド当接部から固定端側：図１９中、ａ部）負極性外添剤
は現像ローラ８側へ転移されることになる。

【０１１３】現像ブレード９に−６００Ｖを、現像ロー
ラ８には−３００Ｖを一瞬印加した後は、現像バイアス
電源１０とブレードバイアス電源１１の電圧はほぼ同電
位の−３００Ｖとなり、１枚目の画像形成領域となり画
像形成が行われる（画像形成時）。

【０１１４】この画像形成時は、現像ローラ８及び現像
ブレード９は略同電位であるため、現像ローラ８の回転
動作により現像ブレード９の当接部から固定端側に、ト
ナー層のもつ電荷によって負極性の外添剤が転移する。
しかしながら、反転トナーや正極性外添剤等が現像ブレ
ード９に付着することはない。

【０１１５】１枚目の画像形成時が終了すると、次の画
像形成との間の所謂「紙間」といわれる領域になる。こ
の紙間において、準備前回転と同様に１００ｍｓｅｃ
間、現像ブレード９に−６００Ｖの電圧が印加される。
この現像ブレード９に印加されたバイアスにより、１枚
目の画像形成中に現像ブレード９の当接部から固定端側
付着した負極性外添剤は現像ローラ８側に転移すること
となる。これは、現像ローラ８が回転している間に行わ
れていることから、再び現像ブレード９側に負極性外添
剤が戻ることはない。

【０１１６】そして、１枚目の画像形成と同様に２枚目
の画像形成が行われる。画像形成時においては、前述同
様に負極性外添剤が現像ブレード９の当接部から自由端
先端に付着堆積していく。

【０１１７】２枚目の画像形成が終了し、次回のプリン
トのための準備後回転になる。

【０１１８】このときも準備前回転及び紙間と同様に１
００ｍｓｅｃ間、現像ブレード９に−６００Ｖの電圧が
印加される。この現像ブレード９に印加されたバイアス
により、１枚目の画像形成中に現像ブレード９の当接部
から固定端側付着した負極性外添剤は現像ローラ８側に
転移することとなる。これは、現像ローラ８が回転して
いる間に行われていることから、再び現像ブレード９側
に負極性外添剤が戻ることはない。

【０１１９】そして準備後回転動作が終了して、現像ロ
ーラ８と感光ドラム１の回転が停止する。

【０１２０】このように、画像形成時に現像ブレード９
の当接部から固定端側付着した負極性外添剤を、非画像
形成時に現像ブレード９と現像ローラ８間に一瞬電位差
をもうけて現像ローラ８側に戻すことで、現像ブレード
９をリフレッシュすることが可能となる。その結果、現
像ブレード当接部から固定端側に付着した負極性外添剤
を堆積させることがないため、現像ブレード９へのトナ
ー融着を防止することが可能となる。

【０１２１】また、現像ブレード９と現像ローラ８間に
一瞬電位差をもうけるタイミングとして、非画像形成時
としているのは、同電位から電位差を付けるようにした
場合に、現像ローラ８上に規制されるトナー担持量が変
化してしまい、画像上では濃度の段差が発生するためで
ある。

【０１２２】さらに、現像ブレード９と現像ローラ８間
に一瞬電位差をもうける時間は毎回行う必要はなく、例
えば画像形成前の準備前回転時に行う、準備後回転時の
み行う等、適宜行うことが可能である。

【０１２３】本実施形態では、現像ブレード９と現像ロ
ーラ８間に一瞬電位差をもうける時間を１００ｍｓｅｃ
としているが、これにこだわるものではない。但し、現
像ブレード９をリフレッシュするためには約５ｍｓｅｃ
以上が必要である。印加時間の上限はないが、印加時間
が長くなるとプリントスピードの低下につながることか
ら、上限は数秒程度で十分である。

【０１２４】また、本実施形態においては１００ｍｓｅ
ｃの１回のみであるが、例えば準備前回転中に複数回の
電位差をもうけることも可能である。

【０１２５】（トナー）本実施形態に係る一成分現像用
トナーは透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いたトナー粒子
の断層面観察において、ワックス成分が結着樹脂と相溶
しない状態で、実質的に球状及び／又は紡錘形で島状に
分散されていることが好ましい。

【０１２６】ワックス成分を上記の如く分散させ、トナ
ー中に内包化させることによりトナーの劣化や画像形成
装置への汚染等を防止することができるので、良好な帯
電性が維持され、ドット再現に優れたトナー画像を長期
にわたって形成することが可能となる。また、加熱時に
はワックス成分が効率よく作用するため、低温定着性と
耐オフセット性を満足なものとする。

【０１２７】トナー粒子の断層面を観察する具体的な方
法としては、常温硬化性のエポキシ樹脂中にトナー粒子
を十分分散させた後、温度４０度の雰囲気中で２日間硬
化させ得られた硬化物を四三酸化ルテニウム、必要によ
り四三酸化オスミウムを併用し染色を施した後、ダイヤ
モンド歯を備えたミクロトームを用い薄片状のサンプル
を切り出し、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いてトナー
粒子の断層形態を観察する。

【０１２８】本実施形態においては、用いるワックス成
分と外殻を構成する樹脂との若干の結晶化度の違いを利
用して材料間のコントラストを付けるため四三酸化ルテ
ニウム染色法を用いることが好ましい。本実施形態で用
いられたトナー粒子は、ワックス成分が外殻樹脂で内包
化されていることが観測された。

【０１２９】本実施形態に係るワックス成分は、示差走
査熱量計により測定されるＤＳＣ曲線において、昇温時
に４０度〜１３０度の領域に最大吸熱ピークを有するも
のが用いられる。上記温度領域に最大吸熱ピークを有す
ることにより低温定着に大きく貢献しつつ、離型性をも
効果的に発現する。

【０１３０】この最大吸熱ピークが４０度未満であると
ワックス成分の自己凝集力が弱くなり、結果として耐高
温オフセット性が悪化すると共に、グロスが高くなりす
ぎる。一方、最大吸熱ピークが１３０度をこえると定着
温度が高くなると共に、定着画像表面を適度に平滑化せ
しめることが困難となるため、特にカラートナーに用い
た場合には混色性低下の点から好ましくない。更に、水
系媒体中で造粒・重合を行い重合方法により直接トナー
を得る場合、最大吸熱ピーク温度が高いと主に造粒中に
ワックス成分が析出する等の問題を生じ好ましくない。

【０１３１】ワックス成分の最大吸熱ピーク温度の測定
は、「ＡＳＴＭ Ｄ ３４１８−８」に準じて行う。測
定には、例えば、パーキンエルマー社製ＤＳＣ−７を用
いる。装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点
を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用
いる。測定サンプルにはアルミニウム製パンを用い、対
照用に空パンをセットし、１回昇温−降温させ前履歴を
とった後、昇温速度１０度／ｍｉｎで測定を行う。

【０１３２】上記ワックス成分としては、具体的にはパ
ラフィンワックス，ポリオレフィンワックス，フィッシ
ャートロピッシュワックス，アミドワックス，高級脂肪
酸，エステルワックス及びこれらの誘導体又はこれらの
グラフト／ブロック化合物等が利用できる。

【０１３３】本実施形態に係るトナーは、画像解析装置
で測定した形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１６０であ
り、形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１４０であること
が好ましく、形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１４０で
あり、形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１２０であれば
更に好ましい。また、上記の条件を満たし、かつ、（Ｓ
Ｆ−２）／（ＳＦ−１）の値を１．０以下とすることに
より、トナーの諸特性のみならず、画像解析装置とのマ
ッチングがきわめて良好なものとなる。

【０１３４】上記形状係数ＳＦ−１，ＳＦ−２は、日立
製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い倍率５００
倍に拡大したトナー像を１００個無作為にサンプリング
し、その画像情報をインターフェースを介してニコレ社
製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入し解析を行い、
下式より算出し得られた値によって定義されるパラメー
タである。

【数３】

【０１３５】トナーの形状係数ＳＦ−１はトナー粒子の
丸さの度合を示し、球形から徐々に不定形となる。ＳＦ
−２はトナー粒子の凹凸度合を示し、トナー表面の凹凸
が顕著となる。

【０１３６】前述の形状係数ＳＦ−１が１６０を越える
場合には、転がり抵抗が低くなるためトルクが増大す
る。また、摩擦が大きくなるため、摩擦熱が大きくなり
熱劣化を起こしやすい。

【０１３７】トナー像の転写効率を高めるためには、ト
ナー粒子の形状係数ＳＦ−２は、１００〜１４０であ
り、（ＳＦ−２）／（ＳＦ−１）の値が１．０以下であ
るのがよい。トナー粒子の形状係数ＳＦ−２が１４０よ
り大きく、（ＳＦ−２）／（ＳＦ−１）の値が１．０を
超える場合、トナー粒子の表面がなめらかではなく、多
数の凹凸をトナー粒子が有しており、感光ドラム１から
転写材Ｐ等への転写効率が低下する傾向にある。

【０１３８】特に、形状係数ＳＦ−１が１６０以下、形
状係数ＳＦ−２が１４０とすることで、現像ブレード９
と現像ローラ８に電位差を設けた場合に、トナーが現像
ブレード９から離間しやすくなり、ブレード融着防止に
は有効である。

【０１３９】さらには、本実施形態で使用するトナー粒
子としては、トナー粒子表面が外添剤で被覆された物を
用い、トナーが所望の帯電量が付与されるようにするこ
とが好ましい。

【０１４０】その意味で、トナー表面の外添剤被覆率
が、５％〜９９％さらに好ましくは、１０％〜９９％で
あることが好ましい。

【０１４１】トナー表面の外添剤被覆率は、日立製作所
製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用いトナー像を１００
個無作為にサンプリングし、その画像情報をインターフ
ェースを介してニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ
３）に導入して計測する。得られる画像情報は、トナー
粒子表面部分と外添剤部分との明度が異なるため、２値
化して、外添剤部分の面積ＳＧとトナー粒子部分の面積
（外添剤部分の面積も含む）ＳＴに分けてもとめ、下記
式により算出する。

【数４】

【０１４２】本実施形態に使用される外添剤としては、
トナーに添加した時の耐久性の点から、トナー粒子の重
量平均径の１／１０以下の粒径であることが好ましい。
この添加剤の粒径とは、電子顕微鏡におけるトナー粒子
の表面観察により求めたその平均粒径を意味する。外添
剤としては、たとえば、以下のようなものが用いられ
る。

【０１４３】金属酸化物（酸化アルミニウム，酸化チタ
ン，チタン酸ストロンチウム，酸化セリウム，酸化マグ
ネシウム，酸化クロム，酸化錫，酸化亜鉛など）・窒化
物（窒化ケイ素など）・炭化物（炭化ケイ素など）・金
属塩（硫酸カルシウム，硫酸バリウム，炭酸カルシウム
など）・脂肪酸金属塩（ステアリン酸亜鉛，ステアリン
酸カルシウムなど）・カーボンブラック・シリカなど。

【０１４４】本実施形態においては、トナー粒子中（１
００重量部）に補助粒子を外添した。外添した補助粒子
は負極性外添剤としてシリカを１重量部、正極性外添剤
として酸化チタン０．１重量部を加えた。特に、正極性
外添剤を加えた場合には、トナーの流動性の調節、安定
したトナーへの帯電性付与が可能である。従来例にあっ
ては、現像ブレード９の自由端先端に正極性外添剤が付
着してしまうため、使用することができなかったが、本
実施形態においては、正極性外添剤は画像形成動作中に
現像ローラ８やトナーとの摺擦により現像ブレード９の
自由端先端から剥ぎ取られるため、画像に影響を及ぼす
ことがない。

【０１４５】これら外添剤は、トナー粒子１００重量部
に対し、０．０１重量部〜１０重量部が用いられ、好ま
しくは、０．０５重量部〜５重量部が用いられる。これ
ら外添剤は、単独で用いても、又、複数併用しても良
い。それぞれ、疎水化処理を行ったものが、より好まし
い。

【０１４６】外添剤の添加量が０．０１重量部未満の場
合には、一成分系現像剤の流動性が悪化し、転写及び現
像の効率が低下してしまい、画像の濃度ムラや画像部周
辺にトナーが飛び散ってしまう、所謂飛び散りが発生す
る。

【０１４７】一方、外添剤の量が１０重量部を越える場
合には、過多な外添剤が感光ドラム１や現像ローラ８に
付着してトナーへの帯電性を悪化させたり、画像を乱し
たりする。

【０１４８】以上述べたように、現像ローラ回転中の現
像ローラ８と現像ブレード９の電位関係が、画像形成時
には各々が略同電位であり、非画像形成時のすくなくと
も一部においては電位差を有すると同時に、該電位差を
作用させる各電位は現像ローラ８より現像ブレード９の
ほうが現像剤の帯電極性と同極性側に大きくすること
で、現像ブレード９へのトナー付着・堆積・融着を防
ぎ、画像濃度不良及び縦スジを防止することが可能とな
る。

【０１４９】（第２の実施形態）以下、図５〜図７を参
照して本発明の第２の実施形態について説明する。前記
第１の実施形態と同一部位については同一の番号を付し
て説明を省略する。

【０１５０】図５は本実施形態に係る画像形成装置の概
略図である。この画像形成装置は、カラー画像形成装置
であり、概略、像担持体である感光ドラム１、帯電手段
としての帯電ローラ２、画像情報を与える露光器３、感
光ドラム１上の静電潜像を可視像化する現像器２２、お
よび中間転写体２４によって構成されている。

【０１５１】現像器２２は回転支持体としてのロータリ
２２ｘとイエロー現像カートリッジ２２ａ、マゼンタ現
像カートリッジ２２ｂ、シアン現像カートリッジ２２
ｃ、ブラック現像カートリッジ２２ｄからなる。

【０１５２】本実施形態にて画像形成装置は、電子写真
方式のカラープリンタとされ、不図示のパーソナルコン
ピュータやワークステーション等からの画像データを基
にイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋの
４色に分解し、分解された画像データにより順次各色の
トナー像を形成し、それらを中間転写体２４上に重ね合
わせて紙などの転写材（記録媒体）に一括転写してフル
カラー画像を得る。本実施形態の画像形成装置は、ロー
タリ２２ｘ内に複数の現像手段、即ち、現像カートリッ
ジ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを搭載して構成され
る現像装置を採用した、所謂、ロータリ方式のカラープ
リンタとされる。

【０１５３】図５において、画像形成装置は、像担持体
としての光導電性の有機感光ドラム１を備える。画像形
成動作に入ると、感光ドラム１は矢印ｑの方向に回転駆
動される。この感光ドラム１表面は、接触帯電手段とし
ての帯電ローラ２の芯金にバイアスを印加することによ
って、所定の暗部電位に一様に帯電される。次に、第１
色目のイエロー（Ｙ）の画像データに応じて、露光器３
によりＯＮ／ＯＦＦ制御されたレーザビームにより走査
露光が施され、明部電位として第１の静電潜像が形成さ
れる。

【０１５４】このように形成された静電潜像は、現像器
２２のロータリ２２ｘ内に装着された現像手段（現像カ
ートリッジ）により現像し、可視化される。このロータ
リ２２ｘは、第１色目のトナーとしてイエロー（Ｙ）ト
ナーが内包された第１の現像カートリッジ２２ａ、第２
色目のトナーとしてマゼンタ（Ｍ）トナーが内包された
第２の現像カートリッジ２２ｂ、第３色目のトナーとし
てシアン（Ｃ）トナーが内包された第３の現像カートリ
ッジ２２ｃ、第４色目のトナーとしてブラック（Ｂｋ）
トナーが内包された第４の現像カートリッジ２２ｄを搭
載して一体化した構成となっており、それぞれの色の画
像形成時に感光ドラム対向位置に（矢印ｒの方向に）回
転移動される。

【０１５５】感光ドラム１と対向した現像位置に位置さ
れた現像カートリッジ（２２ａ，２２ｂ，２２ｃまたは
２２ｄ）は、所定の層厚に規制されたトナーを担持して
いる現像剤担持体としての現像ローラがモータ２３によ
り回転駆動され、この現像ローラの芯金に所定のバイア
スが印加されることにより現像を行う。また、Ｙ，Ｍ，
Ｃ，Ｂｋの各現像カートリッジ２２ａ，２２ｂ，２２
ｃ，２２ｄは、それぞれ一つのカートリッジ（現像カー
トリッジ）として、その消耗度合いにより個々に交換可
能となっている。

【０１５６】先ず、前記第１の静電潜像は、第１色目の
トナーとしてＹトナーが内包された第１の現像カートリ
ッジ２２ａにより現像、可視化される。現像方法として
は、接触／非接触を問わず用いることができるが、本実
施形態ではイメージ露光と反転現像とを組み合わせた非
磁性一成分トナーによる接触現像法を用いている。

【０１５７】この可視化された第１色目のトナー像は、
第２の像担持体としての中間転写体２４とのニップ部で
ある第１の転写部位において、シリンダー上に導電弾性
層と離型性を有する表層とから形成された中間転写体２
４の表面に静電転写（１次転写）される。

【０１５８】中間転写体２４は、通紙可能な最大転写材
の長さよりも長い周長を有し、感光ドラム１に対して所
定の押圧力をもって圧接されつつ、感光ドラム１の周速
度と略等速の周速度をもって感光ドラム１の回転方向に
対して逆方向（図５の矢印ｓの方向）に回転駆動される
（接触部位では感光ドラム１表面と中間転写体２４表面
は同方向に移動する）。

【０１５９】そして、前記のように感光ドラム１表面に
形成されたトナー像は、中間転写体２４のシリンダー部
に対してトナーの帯電極性とは逆極性の電圧（１次転写
バイアス）が印加されることにより、中間転写体２４表
面に静電転写（１次転写）される。

【０１６０】尚、１次転写が終了した感光ドラム１表面
に残留するトナーは、クリーニング手段６によって除去
され、次の潜像形成に備える。

【０１６１】引き続き同様な工程を繰り返し、その都
度、Ｍトナーにより現像された第２色目のトナー像、Ｃ
トナーにより現像された第３色目のトナー像、Ｂｋトナ
ーにより現像された第４色目のトナー像が順次中間転写
体２４表面に転写、積層されることによりカラートナー
像が形成される。

【０１６２】その後、中間転写体２４表面に対して離間
状態にあった転写ベルト１８が所定の押圧力をもって中
間転写体２４表面に圧接、駆動回転される。前記転写ベ
ルト１８は、転写ローラ１７が内包される。前記転写ロ
ーラ１７に対しては、トナーの帯電極性とは逆極性の電
圧（２次転写バイアス）が印加されることにより、所定
のタイミングで搬送されてくる転写材Ｐ表面に、中間転
写体２４表面に積層されているカラートナー像が一括転
写（２次転写）され、この転写材Ｐは定着器７へと搬送
される。転写材Ｐは、トナー像が定着器７にて永久画像
として定着された後機外へと排出され、所望のカラープ
リント画像が得られる。

【０１６３】また、２次転写が終了した中間転写体２４
表面に残存するトナーは、所定のタイミングで中間転写
体２４表面に対して当接状態となる中間転写体クリーニ
ング装置１６により除去される。

【０１６４】図７は、本実施形態の現像手段であるＹ，
Ｍ，Ｃ，Ｂｋのトナーをそれぞれ収納した現像カートリ
ッジ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを示す構成図であ
り、この現像カートリッジ２２ａ〜２２ｄは、図５に示
した画像形成装置であるロータリ方式のカラープリンタ
に対し、不図示の現像カートリッジ交換用カバーを開閉
することで着脱可能な構成とされ、図５中では、取り出
し位置にあるシアン現像カートリッジ２２ｃを上方の矢
印Ｄ方向に取り出すことができる。

【０１６５】図５に示すロータリ方式のカラープリンタ
においては、取り出し位置にて現像カートリッジの着脱
を行う必要があり、図中シアン現像カートリッジ２２ｃ
以外のイエロー，マゼンタ，ブラック現像カートリッジ
である２２ａ，２２ｂ，２２ｄを交換する際には、ロー
タリ２２ｘを回転させて取り出したいカートリッジを着
脱位置（図中２２ｃの位置）に回転させる必要がある。

【０１６６】以下、説明を簡略化するためＹトナーの現
像カートリッジ２２ａの場合を説明するが、他色の現像
カートリッジ２２ｂ，２２ｃ，２２ｄについても同様で
ある。

【０１６７】図７に示す本実施形態の現像カートリッジ
２２ａは、現像剤として非磁性一成分のＹトナーを収容
させてある反転現像手段である。

【０１６８】この現像カートリッジ２２ａは、図中矢印
ｅ方向に回転させられながら感光ドラム１に接触して現
像を行う現像ローラ８ａ、図中ｆ方向に回転することに
よって現像ローラ８ａにトナーを供給するトナー供給手
段としての供給ローラ１２ａ、現像ローラ８ａ上のトナ
ー塗布量及び帯電量を規制する現像剤規制部材としての
現像ブレード９ａ、トナーを供給ローラ１２ａに供給す
ると共に撹拌する撹拌部材１３ａ等を備えている。

【０１６９】図６において、不図示のパーソナルコンピ
ュータ等からプリント出力の要請がされると、感光ドラ
ム１が回転するとともに、１色目の現像カートリッジ２
２ａを感光ドラム１の対向位置にもってくるようにロー
タリ２２ｘが公転を開始する。

【０１７０】１色目（イエロー）の現像カートリッジ２
２ａが感光ドラム１の対向位置にくると、現像ローラ８
ａが準備前回転を始める。それと同時に、制御部（制御
手段）２１の制御にしたがって電圧印加手段としての現
像バイアス電源１９とブレードバイアス電源２０から電
圧が供給される。このとき、現像バイアス電源１９から
は現像ローラ８ａに約−３００Ｖの電圧が印加され、ブ
レードバイアス電源２０からは現像ブレード９ａに−６
００Ｖをピークとした鋸波状の電圧が印加される。ブレ
ードバイアス電源２０から印加される鋸波状の電圧は２
波印加され、その周期は１波あたり９０ｍｓｅｃ印加さ
れる。

【０１７１】転写材Ｐ上の画像に影響を及ぼさない時間
である非画像形成時に、現像ブレード９ａに−６００Ｖ
をピークとした鋸波状の電圧を、現像ローラ８ａには−
３００Ｖの電圧を印加する。すなわち、負帯電性の粒子
（トナー及び外添剤）にとって現像ブレード９ａ側から
現像ローラ８ａ側へ転移可能な電位差が供給されること
になる。従って、現像ローラ８ａの回転開始直後に現像
ブレード９ａに付着する負極性外添剤は現像ローラ８ａ
側へ転移されることになる。

【０１７２】現像ブレード９ａに−６００Ｖ（鋸波）
を、現像ローラ８ａには−３００Ｖを一瞬印加された後
は、現像バイアス電源１９とブレードバイアス電源２０
の電圧はほぼ同電位の−３００Ｖとなり、１色目の画像
形成領域に対して画像形成が行われる（画像形成時）。

【０１７３】この画像形成時においては、現像ローラ８
ａ及び現像ブレード９ａは略同電位であるため、現像ロ
ーラ８ａの回転動作により現像ブレード９ａの当接部か
ら固定端側に、トナー層のもつ電荷によって負極性の外
添剤が転移する。しかしながら、反転トナーや正極性外
添剤等が現像ブレード９ａに付着することはない。

【０１７４】１色目の画像形成時が終了すると、現像カ
ートリッジ２２ａの準備後回転となり、このときにブレ
ードバイアス電源２０からは−６００Ｖをピークとした
鋸波状の電圧が１波印加される。この動作により、画像
形成中にイエロー現像カートリッジ２２ａの現像ブレー
ド９ａに付着した負極性外添剤を現像ローラ８ａ側に転
移させ、現像ブレード９ａをリフレッシュ可能である。

【０１７５】現像ローラ８ａの回転はオフされ、次の色
（マゼンタ）画像形成との間にロータリ２２ｘが公転を
行う。このロータリ２２ｘの公転時においては、現像バ
イアス電源１９及びブレードバイアス電源２０からの電
圧供給はオフされる。

【０１７６】ロータリ２２ｘの公転が終了し、２色目
（マゼンタ）の現像カートリッジ２２ｂが感光ドラム１
の対向位置にて停止する。

【０１７７】そして、１色目（イエロー）と同様に、現
像ローラ８ｂが準備前回転を始める。それと同時に、現
像バイアス電源１９とブレードバイアス電源２０から電
圧が供給される。このとき、現像バイアス電源１９から
は約−３００Ｖの電圧が印加され、ブレードバイアス電
源２０からは−６００Ｖをピークとした鋸波状の電圧が
印加される。ブレードバイアス電源２０から印加される
鋸波状の電圧は２波印加され、周期は１波あたり９０ｍ
ｓｅｃ印加される。そして、１色目の画像形成と同様に
２色目の画像形成が行われる。画像形成時においては、
前述同様に負極性外添剤が現像ブレード９ｂの当接部か
ら自由端先端に付着堆積していく。上記動作を４色目ま
で行う。

【０１７８】このように、各色の準備前回転時に前回の
画像形成時に現像ブレード上に付着した負極性外添剤を
現像ローラ側に転移させることで、現像ブレードへの外
添剤の堆積を防止し、安定した画像形成装置を提供でき
る。

【０１７９】４色目まで画像形成が終了すると、４色目
の準備後回転となり、前記同様ブレードバイアス電源２
０からは−６００Ｖをピークとした鋸波状の電圧が１波
印加される。その後、現像ローラ８ｄの回転はオフさ
れ、ロータリ２２ｘが公転を行う。このロータリ２２ｘ
の公転前に、現像バイアス電源１９及びブレードバイア
ス電源２０からの電圧供給はオフされる。

【０１８０】画像形成が終了し、ロータリ２２ｘの公転
が終了すると、中間転写体２４や感光ドラム１等が次回
のプリントのための本体後回転になり、本体後回転が終
了すると感光ドラム１は停止する。

【０１８１】以上述べたように、フルカラー画像形成装
置においても、現像ローラ回転中の現像ローラ８（８ａ
〜８ｄ）と現像ブレード９（９ａ〜９ｄ）の電位関係
が、画像形成時には各々が略同電位であり、非画像形成
時のすくなくとも一部においては電位差を有すると同時
に、該電位差を作用させる各電位は現像ローラ８より現
像ブレード９のほうが現像剤の帯電極性と同極性側に大
きくすることで、現像ブレード９へのトナー付着・堆積
・融着を防ぎ、画像濃度不良及び縦スジを防止すること
が可能となる。

【０１８２】併せて、画像形成要素の内、比較的消耗の
激しい、トナーを含む現像手段を、画像形成装置本体に
着脱可能なプロセスカートリッジとすることで、諸々の
メンテナンス作業に係わる使用者の労力軽減を図ること
が可能となった。

【０１８３】（第３の実施形態）つぎに、本発明の第３
の実施形態について図８及び図９により説明する。前記
第１の実施形態と同様の構成については、同一番号を付
して説明を省略する。

【０１８４】前記実施形態においては、現像ローラと現
像ブレードに電位差を設けるタイミングとして、非画像
形成時である、準備前回転、準備後回転、紙間等につい
て説明した。

【０１８５】本実施形態においては、「紙間」の代わり
にプリント枚数をカウントし、所定プリント枚数におい
て回復シーケンスを用いることで、現像ブレードをリフ
レッシュするものである。

【０１８６】図８において、２５は積算カウンタであ
り、制御回路１４により制御される。積算カウンタ２５
は印字枚数のカウントを行い、所定枚数に達したところ
で制御回路１４にその旨を伝達する。

【０１８７】図９は本実施形態に係る回復シーケンスで
ある。

【０１８８】図９において、ステップＳ１にて印字要求
待ちをしている。印字要求がされると感光ドラム１及び
現像ローラ８が回転を開始する。同時に準備前回転が始
まり、現像ブレード９に−６００Ｖを、現像ローラ８に
は−３００Ｖが印加され、現像ブレード９がリフレッシ
ュされる（ステップＳ２）。すなわち、負帯電性の粒子
（トナー及び外添剤）にとって現像ブレード９側から現
像ローラ８側へ転移可能な電位差が供給されることにな
る。従って、現像ローラ８の回転開始直後に現像ブレー
ド９に付着する（現像ローラと現像ブレード当接部から
固定端側：図１９中、ａ部）負極性外添剤は現像ローラ
８側へ転移されることになる。

【０１８９】現像ブレード９に−６００Ｖを、現像ロー
ラ８には−３００Ｖを一瞬印加した後は、現像バイアス
電源１０とブレードバイアス電源１１の電圧はほぼ同電
位の−３００Ｖとなり、１枚目の画像形成領域となり画
像形成が行われる（ステップＳ３）。

【０１９０】この画像形成時は、現像ローラ８及び現像
ブレード９は略同電位であるため、現像ローラ８の回転
動作により現像ブレード９の当接部から固定端側に、ト
ナー層のもつ電荷によって負極性の外添剤が転移する。
しかしながら、反転トナーや正極性外添剤等が現像ブレ
ード９に付着することはない。

【０１９１】１枚目の画像形成中に積算カウンタが「＋
１」加算される（ステップＳ４）。そして、積算カウン
タが１０枚に到達したかどうか確認する（ステップＳ
５）。

【０１９２】積算カウンタが１０枚に達した場合には、
現像ブレード９に−６００Ｖを、現像ローラ８には−３
００Ｖを印加して現像ブレード９のリフレッシュを行う
（ステップＳ６）。本実施形態において、ステップＳ６
のリフレッシュ時間は、３ｓｅｃ間とした。

【０１９３】前記リフレッシュ動作（ステップＳ６）が
終了するか若しくはステップＳ５で積算カウンタが１０
枚以下の場合には、次のプリントの要求を行う（ステッ
プＳ７）。この場合は、紙間において現像ブレード９の
リフレッシュを行うことなく、画像形成を継続する。

【０１９４】追加のプリント要求がない場合には、準備
後回転動作に入り、現像ブレード９に−６００Ｖを、現
像ローラ８には−３００Ｖを印加して現像ブレード９の
リフレッシュを行う（ステップＳ８）。

【０１９５】現像ブレード９の負極性外添剤を現像ロー
ラ８側に転移させた後に、現像ローラ８の回転駆動及び
現像バイアス電源１０、ブレードバイアス電源１１の印
加、感光ドラム１の駆動が停止される（ステップＳ
９）。

【０１９６】現像ブレード９と現像ローラ８間に一瞬電
位差をもうけるタイミングは１０枚印字毎に限定される
ものではない。連続プリントであれば所定枚数ごとに行
う等、適宜行うことが可能である。ただし、連続プリン
ト時には負極性外添剤が堆積していくため、トナー融着
防止の観点から少なくとも１００枚に１回程度は現像ブ
レード９のリフレッシュが必要である。

【０１９７】このように、連続プリント時において、所
定枚数カウント後の非画像形成時に現像ブレード９と現
像ローラ８間に一瞬電位差をもうけて負極性外添剤を現
像ローラ８に戻すことで、現像ブレード９をリフレッシ
ュすることが可能となる。その結果、現像ブレード当接
部から固定端側に付着した負極性外添剤を堆積させるこ
とがないため、現像ブレード９へのトナー融着を防止す
ることが可能となる。

【０１９８】（第４の実施形態）以下、本発明に係る画
像形成装置及びプロセスカートリッジの他の好適な実施
形態について詳しく説明する。

【０１９９】本実施形態の画像形成装置は、前記実施形
態と同様に現像ローラ（現像剤担持体）と現像ブレード
（現像剤規制部材）の電位関係を、画像形成時には各々
略同電位とし、少なくとも非画像形成時の一部において
所定の電位差を有するように制御することを特徴として
いる。このように該画像形成装置では、非画像形成時に
おいて、現像ローラと現像ブレードとの間に電位差を発
生させ、現像ブレードに付着した外添剤を除去し、現像
ブレードをリフレッシュすること（リフレッシュ動作）
により、画像薄や縦スジの発生を防止するものである。

【０２００】更に本実施形態の画像形成装置は、該現像
ローラと現像ブレードへのバイアスを単一の電圧印加手
段により印加し、画像形成時に該現像ローラと現像ブレ
ードとを略同電位とし、非画像形成時に印加電圧を変化
させて該現像ローラと現像ブレードの電位を変動させる
際、遅延制御手段により現像ブレードの電位変動を現像
ローラの電位変動に対して遅延させるように制御（遅延
制御）することで、該現像ローラと現像ブレード間に電
位差を発生させることを特徴としている。

【０２０１】即ち、電源回路では比較的高価なトランス
及びトランスに付随する回路系を安価な遅延回路に置き
換えることが可能となるため、電源回路の値段を低く抑
えることが可能となる。

【０２０２】このように該画像形成装置では、単一の電
圧印加手段で現像ローラ・現像ブレード間に電位差を生
じさせることができるので、簡易な構成で画像薄や縦ス
ジの発生を防止できる。

【０２０３】従って前記実施形態と比べて別電源を必要
とすることないため、安価に本発明を実施することが可
能となる。

【０２０４】また、現像ローラ・現像ブレード間に電位
差を生じさせてリフレッシュ動作を行なう際、現像ロー
ラの電位より現像ブレードの電位のほうが現像剤の帯電
極性と同極性側に大きくすることは前記実施形態と同様
である。

【０２０５】更に、電圧印加手段の印加電圧を画像形成
時よりトナーの帯電極性側に大きくなるように所定時間
変化させることにより、前記電位差を大きくし、現像ブ
レードのリフレッシュの効果を増大させることができ
る。

【０２０６】即ち本実施形態においては、プリント毎の
画像形成時に現像ローラ・現像ブレード間の電位関係を
略同電位にして現像ブレード（図１９中、ａ部）に付着
した負極性外添剤を、非画像形成時に現像ローラ側に転
移させ現像ブレードをリフレッシュすることで、現像ブ
レードへのトナーの固着および融着を防止するものであ
る。

【０２０７】このリフレッシュ動作は、非画像形成時、
即ち転写材上の余白領域に相当する部分が現像に供され
ている時間、画像形成前の準備前回転時、画像形成終了
後の準備後回転時、紙間等にて、例えば現像ローラに−
３００Ｖが印加されている場合には現像ブレードに−３
００Ｖより大きい電圧（例えば、−４００Ｖ〜−９００
Ｖ等）を短時間印加する（インパルス的に変化させる）
ことで、画像形成時に付着した負極性外添剤を現像ロー
ラ側に戻すように作用する。

【０２０８】ここで、インパルス的に変化させるとは、
画像形成時よりも現像剤の帯電極性と同方向に大きく１
５ｍｓｅｃ〜２０ｍｓｅｃ程度の短時間だけ電圧を印加
することをいう。なお、該電圧を２０ｍｓｅｃ以上印加
しても良いが、この印加時間が長くなりすぎると紙間や
前回転等を長く取らなければならず、スループットの低
下につながるので、２０ｍｓｅｃ以下とするのが望まし
い。また、該印加時間を１５ｍｓｅｃ以下としても良い
が、電源の応答性の遅れから、１５ｍｓｅｃより短くし
すぎると目的の電圧を得るのが難しくなってくるので、
１５ｍｓｅｃ以上とするのが望ましい。

【０２０９】これにより、現像ブレードに付着した外添
剤が堆積することがないため、見かけ表面粗さがあれて
トナーが現像ブレードに捕獲されることはなくなる。そ
の結果、現像ブレード（図１９中、ａ部）に融着が発生
することを防止できる。

【０２１０】また、このリフレッシュ動作は非画像形成
時の短時間に行われるため、たとえ現像ブレードの自由
端先端（図１９中、ｂ部）に反転トナーや正極性外添剤
が付着したとしても、画像形成時には現像ローラ側へ戻
るように作用するので、前記同様現像ブレードに外添剤
が堆積することはなく、縦スジや濃度薄等の画像不良を
発生させることはない。

【０２１１】特に本実施形態においては、前記非画像形
成時に現像ローラと現像ブレードに電位差を作用させる
場合、現像ローラが回転していることが重要である。停
止した状態で電位差を作用させても再付着する場合があ
るためである。現像ローラが回転していることで現像ロ
ーラ側に戻した正極性外添剤を現像ブレードと現像ロー
ラの当接部で現像ローラの回転方向下流側部（図１９
中、ａ部）から遠ざけることが可能となり、再付着を防
ぐこととなる。

【０２１２】前記非画像形成時に現像ローラと現像ブレ
ードに作用させる電位差については、６０Ｖ以上であれ
ば良く、望ましくは６０Ｖ以上７００Ｖ以下、更に好ま
しくは６０Ｖ以上５００Ｖ以下であると良い。これは、
６０Ｖ以下であると現像ブレードに付着した負極性外添
剤を現像ローラ側に転移することができず、現像ブレー
ドの融着を防止する効果が得られなくなってくるためで
ある。

【０２１３】また、電位差が大きければ効果も大きくな
るため、上限は定めないが、現像ローラと現像ブレード
間でのリーク（絶縁破壊）の許容限界が実質的な上限と
なる。しかし、単一の電圧印加手段であり、蓄積される
電荷も大きくないため、７００Ｖの電位差が発生しても
リークすることがなかった。なお、電位差としては、７
００Ｖあれば充分、本発明の目的の達成は可能である。
更に好ましくは５００Ｖ以下としたのは、５００Ｖ以上
になると現像ローラと現像ブレード間において放電が開
始され易いためである。

【０２１４】また、本実施形態においては、トナーに外
添される補助粒子として、複数の補助粒子を使用するこ
とが可能である。特に、補助粒子の一つにトナーの極性
と逆極性の外添剤（トナーが負極性であれば正極性）を
用いることで、現像ローラの回転動作と相まって、現像
ブレードに付着した負極性外添剤を擦り落とすことも可
能となる。

【０２１５】また、少なくとも現像手段を画像形成装置
本体に着脱自在なカートリッジ（プロセスカートリッ
ジ）として構成することが好ましい。この場合、現像手
段のみをカートリッジ化した現像カートリッジとしても
よいし、現像手段に加えて像担持体・帯電手段・クリー
ニング手段などを一体化したプロセスカートリッジとし
ても良い。これにより、トナー補給や寿命を過ぎた現像
器の交換等、諸々メンテナンス作業に係わる使用者の労
力を軽減し、簡単な操作で安定した出力画像が得られる
様にしている。

【０２１６】本発明の第４の実施形態について図１０と
図１１により説明する。

【０２１７】まず、図１１により本実施形態の画像形成
装置について説明する。本実施形態の画像形成装置は、
像担持体の被露光部にトナーを付着させて可視化する反
転現像系であり、負帯電トナーを担持した現像剤担持体
を像担持体に当接させて現像を行う一成分画像形成装置
である。

【０２１８】図１１において、３１は像担持体としての
感光ドラムであり、矢印ｘ方向に回転可能である。感光
ドラム３１は一次帯電器である帯電ローラ３２により、
表面が負極性に一様帯電される。そして、感光ドラム３
１の回転に伴って、一様に帯電された表面はレーザー等
の露光器３３により露光される。被露光部は帯電された
電荷が消失することで、静電潜像が形成される。

【０２１９】３４は現像器である。現像器３４は、静電
潜像の被露光部に現像剤としてのトナーを転移させ、静
電潜像を可視像化する所謂反転現像系の現像手段であ
る。該トナーとしては非磁性一成分トナーを用いてい
る。また、現像器３４は、画像形成装置本体Ｈに対して
着脱自在とし、その消耗度合いにより交換が可能となっ
ている。

【０２２０】感光ドラム３１上に転移したトナーは、転
写帯電器としての転写ローラ３５により、転写材Ｐ上に
転写される。そして転写されずに感光ドラム３１上に残
ったトナーはクリーニング手段３６により感光ドラム３
１上より除去される。

【０２２１】転写材Ｐ上のトナーは定着器３７により熱
溶融され転写材Ｐ上に固着し、永久画像となる。

【０２２２】現像器３４は現像剤担持体としての現像ロ
ーラ３８、現像ローラ３８にトナーを供給する供給ロー
ラ４２、現像剤規制部材としての現像ブレード３９、供
給ローラ４２側にトナーを搬送する撹拌部材４３からな
る。

【０２２３】現像ローラ３８は駆動装置としてのモータ
４５により矢印ｙ方向に回転可能である。現像ローラ３
８は感光ドラム３１表面に当接して現像を行う所謂接触
現像であることから、現像ローラ３８はゴム等の弾性部
材で構成されローラ表面に弾性を有することが望まし
い。

【０２２４】該現像ローラ３８には現像バイアス接点４
０から約−３００Ｖの電圧が供給され、これにより感光
ドラム３１上の被露光部電位と現像ローラ３８との間に
電位差が生じ、この電位差によって現像ローラ３８上の
トナーが感光ドラム３１上の被露光部に転移する。

【０２２５】現像ブレード３９は金属薄板からなり、薄
板のバネ弾性を利用して現像ローラ３８に接触当接され
る。金属薄板の材質は、ステンレス鋼、リン青銅等が使
用可能であるが、本実施形態においては、厚さ０．１ｍ
ｍのリン青銅薄板を用いた。この現像ブレード３９と現
像ローラ３８の摺擦により、トナーが摩擦帯電されて電
荷を付与されると同時に層厚規制される。現像ブレード
３９には、ブレードバイアス接点４１から所定電圧が供
給される。

【０２２６】４４は制御回路（制御手段）である。制御
回路４４は、現像ローラ３８の回転駆動の制御、並びに
現像バイアス接点４０及びブレードバイアス接点４１へ
供給する電圧値等の制御を行う。

【０２２７】４６は電圧印加手段としての高圧電源であ
る。高圧電源４６は、現像バイアス接点４０、ブレード
バイアス接点４１を介して現像ローラ３８及び現像ブレ
ード３９へ電圧供給を行う。

【０２２８】４７は、該高圧電源４６内に配された遅延
制御手段である。遅延制御手段４７は、現像バイアス接
点４０から分岐され、ブレードバイアス接点４１へ供給
される電圧の遅延制御を行っている。

【０２２９】この遅延制御手段４７はダイオードＤ１、
抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１からなり、本実施形態におい
ては、Ｒ１：１００ＭΩ、Ｃ１：２２００ｐＦとした。

【０２３０】本実施形態においては、現像ローラ３８の
抵抗として、表面抵抗：６．８×１０^１０Ω、バルクの
抵抗：２．８×１０^６Ωのものを用いた。

【０２３１】図１０は本実施形態に係るシーケンスを示
す図である。図１０は２枚を連続プリントした場合を示
したものである。

【０２３２】図１０において、感光ドラム回転と現像ロ
ーラ回転は、駆動状態を示す太線がＯＮのとき（上に凸
のとき）に回転駆動される。本実施形態においては、感
光ドラム３１と現像ローラ３８が常時当接された状態で
あるため、感光ドラム３１の回転と現像ローラ３８の回
転が同期して行われる。しかし、感光ドラム３１と現像
ローラ３８が常時離間している所謂非接触現像や、接触
現像であっても離間可能な機構を有している場合には、
感光ドラム３１と現像ローラ３８の回転は非同期で行わ
れる。

【０２３３】図１０において、不図示のパーソナルコン
ピュータ等からプリント出力の要請がされると、感光ド
ラム３１及び現像ローラ３８の回転開始にともなって現
像バイアス接点４０及びブレードバイアス接点４１から
現像ローラ３８と現像ブレード３９にそれぞれ約−３０
０Ｖの電圧が印加されると同時に、ブレードバイアス接
点４１には約−３００Ｖの電圧が印加される。即ち、現
像バイアス接点４０及びブレードバイアス接点４１に供
給される電圧について、立ち上がりはほぼ同時のタイミ
ングで立ち上がる。なお、現像ローラ３８等の回転開始
当初は、まだ画像を描き出す前の準備回転の時間であ
り、非画像形成時であるが、リフレッシュ動作の必要が
ないので、電位差を生じさせる必要もない。

【０２３４】この現像バイアス接点４０とブレードバイ
アス接点４１の電圧が略同電位の−３００Ｖの状態で、
１枚目の画像形成領域となり画像形成が行われる（画像
形成時）。

【０２３５】この画像形成時は、現像ローラ３８及び現
像ブレード３９が略同電位であるため、現像ローラ３８
の回転動作により現像ブレード３９の当接部から固定端
側に、トナー層のもつ電荷によって負極性の外添剤が転
移する。しかしながら、反転トナーや正極性外添剤等が
現像ブレードに付着することはない。

【０２３６】１枚目の画像形成時が終了すると、次の画
像形成との間の所謂「紙間」といわれる領域になる。こ
の紙間において、現像バイアスの印加がＯＦＦされる。
現像バイアス接点４０及びブレードバイアス接点４１に
供給される電圧が立ち下がるときには、現像バイアス接
点４０に供給される電圧はすぐに立ち下がるが、ブレー
ドバイアス接点４１については、遅延制御手段４７の抵
抗Ｒ１とコンデンサＣ１により時定数をもって立ち下が
ることになる。

【０２３７】このように現像ローラ３８に印加される電
圧はすぐ立ち下がり、現像ブレード３９に印加される電
圧は除々に降下するため、現像ローラ３８と現像ブレー
ド３９間には、電位差が発生することとなる。従って、
現像ローラ３８と現像ブレード３９間には、最大３００
Ｖの電位差が生じることになる。そして、最大３００Ｖ
の電位差は時間経過に従って小さくなっていく。

【０２３８】そして、この電位差は現像ブレード３９の
当接部から固定端側に付着した負極性の外添剤を、現像
ローラ３８側に転移させるように作用する。その結果、
現像ブレード３９表面に付着する負極性外添剤をリフレ
ッシュすることになる。現像ローラ３８が回転している
間に行われていることから、再び現像ブレード３９側に
負極性外添剤が戻ることはない。

【０２３９】本実施形態において、遅延制御手段４７の
電圧降下の速度は、主にコンデンサＣ１に蓄積される電
荷によって決められる。しかし、現像ローラが回転して
現像ブレードやトナーと摺擦することで、現像ブレード
からは負電荷が供給される。従って実際の遅延制御手段
４７による電圧降下は抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１の時定
数より短いものとなる。

【０２４０】本実施形態では、約９００ｍｓｅｃの時間
で現像ローラ３８と現像ブレード３９の電位差がほぼ０
となっていた。なお、本実施形態において紙間は、１ｓ
ｅｃとしているので、この紙間中に上記遅延制御による
電位差を現像ローラ３８と現像ブレード３９の間に与
え、充分にリフレッシュ動作を行うことが可能である。

【０２４１】そして、１枚目の画像形成と同様に２枚目
の画像形成が行われる。画像形成時においては、前述同
様に負極性外添剤が現像ブレードの当接部から自由端先
端に付着堆積していく。

【０２４２】そして２枚目の画像形成が終了し、次回の
プリントのための準備後回転になる時に、前述と同様に
高圧電源４６からの電圧の印加をＯＦＦとする。

【０２４３】このときも紙間と同様に約９００ｍｓｅｃ
間、現像ブレード３９に印加される電圧の遅延制御が行
われ、現像ローラ３８と現像ブレード３９間に電圧差が
発生する。

【０２４４】この現像ローラ３８と現像ブレード３９間
の電圧差より、２枚目の画像形成中に現像ブレード３９
の当接部から固定端側に付着した負極性外添剤が現像ロ
ーラ３８側に転移することとなる。これは、現像ローラ
３８が回転している間に行われていることから、再び現
像ブレード３９側に負極性外添剤が戻ることはない。

【０２４５】そして準備後回転動作が終了して、現像ロ
ーラ３８と感光ドラム３１の回転が停止する。

【０２４６】このように、本実施形態では、画像形成時
に現像ブレード３９の当接部から固定端側に付着した負
極性外添剤を、非画像形成時に現像ブレードと現像ロー
ラ間に所定の電位差（遅延制御により漸減する電位差）
を生じさせて負極性外添剤を現像ローラに戻すことで、
現像ブレードをリフレッシュすることが可能となる。そ
の結果、現像ブレード当接部から固定端側に付着した負
極性外添剤を堆積させることがないため、現像ブレード
へのトナー融着を防止することが可能となる。

【０２４７】なお、現像ブレードと現像ローラ間に所定
の電位差を生じさせるタイミングとして、非画像形成時
としているのは、画像形成時に該両部材間に電位差を生
じさせると、現像ローラ３８上に規制されるトナー担持
量が変化してしまい、画像上で濃度の段差が発生するた
めである。

【０２４８】本実施形態では、現像ブレード３９と現像
ローラ３８間に所定の電位差をもうける時間を９００ｍ
ｓｅｃとしているが、これにこだわるものではない。印
加時間の上限はないが、印加時間が長くなるとプリント
スピードの低下につながることから、上限は数秒程度で
十分である。また、印加時間を短くするのであれば、よ
り大きい電位差を設けることが望ましい。

【０２４９】なお、本実施形態では、画像形成要素の
内、比較的消耗の激しい、トナーを含む現像手段を、画
像形成装置本体Ｈに着脱可能なカートリッジとすること
で、諸々のメンテナンス作業に係わる使用者の労力軽減
を図った。

【０２５０】また、該カートリッジは、現像手段に限ら
ず、図１２に点線で示したように、一次帯電器である帯
電ローラ３２や、クリーニング手段３６を備えた所謂プ
ロセスカートリッジＰＣであっても良い。

【０２５１】更に、本実施形態においては、電圧の遅延
制御手段を画像形成装置の高圧電源４６内に設けたがこ
れにこだわるものでなく、現像ブレードの電位を制御で
きれば（具体的には電圧を印加する回路内にあれば）、
高圧電源と別体で構成しても良く、例えばカートリッジ
内に持つことも可能である。

【０２５２】以上述べたように、本実施形態では、現像
ローラと現像ブレードの両者に電圧を印加する単一の電
圧印加手段を有し、該電圧印化手段により画像形成時に
現像ローラと現像ブレードに電圧を印化して両部材を同
電位とし、その後、画像形成を終了する際（非画像形成
時の一部）、遅延制御手段によって現像ローラよりも現
像ブレードの方の電位を現像剤の帯電極性と同極性側に
大きくすることにより、現像ブレードのリフレッシュが
行え、目的が達成される。

【０２５３】即ち、非画像形成時の電圧印加手段のＯＦ
Ｆ時に現像ローラの電圧降下と現像ブレードの電圧降下
に差を設け、両者間に電位差を発生させることで、現像
ブレードに付着した負極性外添剤を現像ローラに戻すこ
とになる。その結果、現像ブレードに付着した外添剤に
起因するトナーの融着を防止し、画像濃度不良及び縦ス
ジを防ぐことが可能となる。

【０２５４】（第５の実施形態）以下、本発明の第５の
実施形態について説明する。前記実施形態と同一部位に
ついては同一の番号を付して説明を省略する。

【０２５５】前記実施形態においては、紙間や準備後回
転の時間に約１ｓｅｃという充分な余裕があったことか
ら現像ブレードと現像ローラ間の電位差が低い場合でも
現像ブレードのリフレッシュが可能であった。

【０２５６】本実施形態においては、紙間や準備後回転
の時間が短い場合においても充分に現像ブレードのリフ
レッシュを可能とするものである。

【０２５７】即ち、画像形成領域が終了して非画像形成
時になった場合、高圧電源４６の電圧を一瞬上昇させた
後、電圧の遅延制御をすることで、現像ブレードと現像
ローラ間に作用する電位差を大きくするようにしたもの
である。その結果、作用する電位差の時間が短くても現
像ブレードを充分リフレッシュするようにしたものであ
る。

【０２５８】図１３は本実施形態に係るシーケンスを示
す図である。

【０２５９】図１３おいて、不図示のパーソナルコンピ
ュータ等からプリント出力の要請がされると、感光ドラ
ム３１及び現像ローラ３８の回転開始にともなって現像
バイアス接点４０及びブレードバイアス接点４１から約
−３００Ｖの同電位がそれぞれ印加される。即ち、現像
バイアス接点４０及びブレードバイアス接点４１に供給
される電圧について、立ち上がりはほぼ同時のタイミン
グとなる。

【０２６０】現像バイアス接点４０とブレードバイアス
接点４１の電圧はほぼ同電位の−３００Ｖであり、１枚
目の画像形成領域となり画像形成が行われる（画像形成
時）。

【０２６１】この画像形成時は、現像ローラ３８及び現
像ブレード３９は略同電位であるため、現像ローラ３８
の回転動作により現像ブレード３９の当接部から固定端
側に、トナー層のもつ電荷によって負極性の外添剤が転
移する。しかしながら、反転トナーや正極性外添剤等が
現像ブレードに付着することはない。

【０２６２】１枚目の画像形成時が終了すると、次の画
像形成との間の所謂「紙間」といわれる領域になる。

【０２６３】この紙間に入ると高圧電源４６を−６００
Ｖまで上昇させる。その結果、現像バイアス接点４０及
びブレードバイアス接点４１は−６００Ｖまで立ち上が
る。このとき、感光ドラム３１の表面電位は−７００Ｖ
以上であることが好ましい。現像バイアスを上昇させた
場合に、余白部等にトナーが現像される「かぶり」を防
止するためである。

【０２６４】高圧電源４６の立ち上がり速度を実測した
結果は、約１５ｍｓｅｃであった。

【０２６５】１５ｍｓｅｃ経過して高圧電源４６の電圧
が立ち上がった後、高圧電源４６の出力をＯＦＦする。
高圧電源４６がＯＦＦされることで、現像バイアス接点
４０の出力電圧は短時間の間に低下する。

【０２６６】しかし、ブレードバイアス接点４１の出力
は遅延制御手段４７のコンデンサＣ１の蓄積電荷が放電
されるため、緩やかな傾斜をもって低下することとな
る。

【０２６７】従って、現像ローラ３８と現像ブレード３
９間には、最大６００Ｖの電位差が生じることになる。
そして、最大６００Ｖの電位差は時間経過に従って小さ
くなっていく。

【０２６８】そして、この電位差は現像ブレード３９の
当接部から固定端側に付着した負極性の外添剤を、現像
ローラ３８側に転移させるように作用する。その結果、
現像ブレード３９表面に付着する負極性外添剤をリフレ
ッシュすることになる。また、このリフレッシュ動作を
現像ローラ３８が回転している間に行っていることか
ら、再び現像ブレード３９側に負極性外添剤が戻ること
はない。

【０２６９】なお、本実施形態では、紙間の時間を５０
０ｍｓｅｃとしたが、ブレードバイアス接点４１の出力
は約４００ｍｓｅｃの時間で−３００Ｖ以下となってい
た。ブレードバイアス接点４１の出力が−３００Ｖ以下
となれば、次の画像形成（２枚目）に影響を及ぼすこと
はない。

【０２７０】そして、１枚目の画像形成と同様に２枚目
の画像形成が行われる。画像形成時においては、前述同
様に負極性外添剤が現像ブレード３９の当接部から自由
端先端に付着堆積していく。

【０２７１】２枚目の画像形成が終了し、次回のプリン
トのための準備後回転になると、このときも紙間と同様
に約４００ｍｓｅｃをかけてブレードバイアス接点４１
の出力が−３００Ｖ以下となるが、次の画像形成がない
ため、時定数をもってコンデンサＣ１の電荷が放出され
ていくことになる。準備後回転においても紙間と同様
に、現像ローラ３８と現像ブレード３９間の電圧差よ
り、２枚目の画像形成中に現像ブレード３９の当接部か
ら固定端側付着した負極性外添剤は現像ローラ３８側に
転移することとなる。またこの負極性外添剤の転移が、
現像ローラ３８が回転している間に行われていることか
ら、再び現像ブレード３９側に負極性外添剤が戻ること
はない。

【０２７２】そして準備後回転動作が終了して、現像ロ
ーラ３８と感光ドラム３１の回転が停止する。

【０２７３】このように、画像形成時に現像ブレード３
９の当接部から固定端側付着した負極性外添剤を、非画
像形成時に現像ブレード３９と現像ローラ３８の間に一
瞬電位差をもうけて負極性外添剤を現像ローラ３８に戻
すことで、現像ブレード３９をリフレッシュすることが
可能となる。特に、本実施形態によれば、非画像形成時
に高圧電源４６の出力を一瞬上昇させ、現像ブレード３
９と現像ローラ３８の電位を高くしたのち、遅延制御手
段４７により電圧降下に差を持たせて大きな電位差を得
ることで、非画像形成時間が短い場合においても現像ブ
レード３９のリフレッシュが可能となる。その結果、現
像ブレード当接部から固定端側に付着した負極性外添剤
を堆積させることがないため、現像ブレード３９へのト
ナー融着を防止することが可能となる。

【０２７４】（第６の実施形態）図１４は本発明の第６
の実施形態に係る画像形成装置の概略図である。本実施
形態の画像形成装置は、カラー画像形成装置であり、主
に、画像形成装置本体Ｈ内に、像担持体である感光ドラ
ム３１、帯電手段としての帯電ローラ３２、画像情報を
与える露光器３３、感光ドラム３１上の静電潜像を顕像
化する現像器５２、および中間転写体５４を備えて概略
構成されている。

【０２７５】現像器５２は回転支持体としてのロータリ
５２ｘとイエロー現像器５２ａ、マゼンタ現像器５２
ｂ、シアン現像器５２ｃ、ブラック現像器５２ｄからな
る。

【０２７６】本実施形態にて画像形成装置は、電子写真
方式のカラープリンタとされ、不図示のパーソナルコン
ピュータやワークステーション等からの画像データを基
にイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋの
４色に分解し、分解された画像データにより順次各色の
トナー像を形成し、それらを中間転写体上に重ね合わせ
て紙などの転写材（記録媒体）に一括転写してフルカラ
ー画像を得る。本実施形態でカラープリンタは、ロータ
リ内に複数の現像手段、即ち、現像器を搭載して構成さ
れる現像装置を採用した、所謂、ロータリ方式のカラー
プリンタとされる。

【０２７７】図１４において、カラープリンタは、像担
持体としての光導電性の有機感光ドラム３１を備え、感
光ドラム３１は、矢印ｑの方向に回転駆動される。この
感光ドラム３１表面は、接触帯電手段としての帯電ロー
ラ３２の芯金にバイアスを印加することによって、所定
の暗部電位に一様に帯電される。次に、第１色目のイエ
ロー（Ｙ）の画像データに応じて、露光器３３によりＯ
Ｎ／ＯＦＦ制御されたレーザビームにより走査露光が施
され、明部電位として第１の静電潜像が形成される。

【０２７８】このように形成された静電潜像は、現像器
５２のロータリ５２ｘ内に装着された現像手段（現像
器）により現像し、可視化される。このロータリ５２ｘ
は、第１色目のトナーとしてイエロー（Ｙ）トナーが内
包された第１の現像器５２ａ、第２色目のトナーとして
マゼンタ（Ｍ）トナーが内包された第２の現像器５２
ｂ、第３色目のトナーとしてシアン（Ｃ）トナーが内包
された第３の現像器５２ｃ、第４色目のトナーとしてブ
ラック（Ｂｋ）トナーが内包された第４の現像器５２ｄ
を搭載して一体化した構成となっており、それぞれの色
の画像形成時に感光ドラム対向位置に（矢印ｒの方向
に）回転移動される。感光ドラム３１と対向した現像位
置に位置された現像器は、所定の層厚に規制されたトナ
ーを担持している現像剤担持体としての現像ローラがモ
ータ５３により回転駆動され、この現像ローラの芯金に
所定のバイアスが印加されることにより現像を行う。ま
た、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各現像器５２ａ，５２ｂ，５２
ｃ，５２ｄは、それぞれ一つのカートリッジ（現像カー
トリッジ）とし、画像形成装置本体Ｈに対して着脱自在
とし、その消耗度合いにより個々に交換可能となってい
る。以下、第１〜第４の現像器５２ａ〜５２ｄを、第１
〜第４の現像カートリッジ５２ａ〜５２ｄと称する。

【０２７９】先ず、前記第１の静電潜像は、第１色目の
トナーとしてＹトナーが内包された第１の現像カートリ
ッジ５２ａにより現像、可視化される。現像方法として
は、接触／非接触を問わず用いることができるが、本実
施形態ではイメージ露光と反転現像とを組み合わせた非
磁性一成分トナーによる接触現像法を用いている。

【０２８０】この可視化された第１色目のトナー像は、
第２の像担持体としての中間転写体５４とのニップ部で
ある第１の転写部位において、シリンダー上に導電弾性
層と離型性を有する表層とから形成された中間転写体５
４の表面に静電転写（１次転写）される。

【０２８１】中間転写体５４は、通紙可能な最大転写材
の長さよりも長い周長を有し、感光ドラム３１に対して
所定の押圧力をもって圧接されつつ、感光ドラム３１の
周速度と略等速の周速度をもって感光ドラム３１の回転
方向に対して逆方向（各々図１４の矢印ｓの方向で、接
触部位では同方向）に回転駆動される。そして、前記の
ように感光ドラム３１表面に形成されたトナー像は、中
間転写体５４のシリンダー部に対してトナーの帯電極性
とは逆極性の電圧（１次転写バイアス）が印加されるこ
とにより、中間転写体５４表面に静電転写（１次転写）
される。

【０２８２】尚、１次転写が終了した感光ドラム３１表
面に残留するトナーは、クリーニング手段３６によって
除去され、次の潜像形成に備える。

【０２８３】引き続き同様な工程を繰り返し、その都
度、Ｍトナーにより現像された第２色目のトナー像、Ｃ
トナーにより現像された第３色目のトナー像、Ｂｋトナ
ーにより現像された第４色目のトナー像が順次中間転写
体５４表面に転写、積層されることによりカラートナー
像が形成される。

【０２８４】その後、中間転写体５４表面に対して離間
状態にあった転写ベルト４８が所定の押圧力をもって中
間転写体５４表面に圧接、駆動回転される。前記転写ベ
ルト４８は、転写ローラ５７が内包される。前記転写ロ
ーラ５７に対しては、トナーの帯電極性とは逆極性の電
圧（２次転写バイアス）が印加されることにより、所定
のタイミングで搬送されてくる転写材Ｐ表面に、中間転
写体５４表面に積層されているカラートナー像が一括転
写（２次転写）され、この転写材Ｐは定着器３７へと搬
送される。転写材Ｐは、トナー像が定着器３７にて永久
画像として定着された後機外へと排出され、所望のカラ
ープリント画像が得られる。

【０２８５】また、２次転写が終了した中間転写体５４
表面に残存するトナーは、所定のタイミングで中間転写
体５４表面に対して当接状態となる中間転写体クリーニ
ング装置５６により除去される。

【０２８６】図１５は、本実施形態の現像手段である
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋのトナーをそれぞれ収納した現像カー
トリッジ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄを示す構成図
であり、この現像カートリッジ５２ａ〜５２ｄは、図１
４に示した画像形成装置であるロータリ方式のカラープ
リンタに対し、不図示の現像カートリッジ交換用カバー
を開閉することで着脱可能な構成とされ、図１４中で
は、取り出し位置にあるシアン現像カートリッジ５２ｃ
を上方の矢印Ｄ方向に取り出すことができる。

【０２８７】図１４に示すロータリ方式のカラープリン
タにおいては、取り出し位置にて現像カートリッジの着
脱を行う必要があり、図中シアン現像カートリッジ５２
ｃ以外のイエロー，マゼンタ，ブラック現像カートリッ
ジである５２ａ，５２ｂ，５２ｄを交換する際には、ロ
ータリ５２ｘを回転させて取り出したいカートリッジを
着脱位置（図中５２ｃの位置）に回転させる必要があ
る。

【０２８８】以下、説明を簡略化するためＹトナーの現
像カートリッジ５２ａの場合を説明するが、他色の現像
カートリッジ５２ｂ，５２ｃ，５２ｄについても同様で
ある。

【０２８９】図１５に示す本実施形態の現像カートリッ
ジ５２ａは、現像剤として非磁性一成分のＹトナーを収
容させてある反転現像手段である。

【０２９０】この現像カートリッジ５２ａは、図中矢印
ｅ方向に回転させられながら感光ドラム３１に接触して
現像を行う現像ローラ３８ａ、図中ｆ方向に回転するこ
とによって現像ローラ３８ａにトナーを供給するトナー
供給手段としての供給ローラ４２ａ、現像ローラ３８ａ
上のトナー塗布量及び帯電量を規制する現像剤規制部材
としての現像ブレード３９ａ、トナーを供給ローラ４２
ａに供給すると共に撹拌する撹拌部材４３ａ等を備えて
いる。

【０２９１】図１６に本実施形態のシーケンス図を示
す。本実施形態では、準備前回転の時に、高圧電源５８
の出力をオーバーシュートさせて現像ローラ３８ａ及び
現像ブレード３９ａの電圧を瞬間的に高くし、その後す
ぐに所定の現像バイアス（−３００Ｖ）に制御する。こ
のとき、現像ブレード３９ａの電圧に対して遅延制御を
行い、現像ローラ３８ａと現像ブレード３９ａの間に電
位差を生じさせるものである。

【０２９２】本実施形態においては、遅延制御手段５９
の抵抗Ｒ２：１００ＭΩ、コンデンサＣ２：４７００ｐ
Ｆとした。

【０２９３】また、準備前回転での電位差を生じさせる
時間は、オーバーシュートを維持させる時間で調節する
ことが可能である。本実施形態においては、電位差の時
間が２２０ｍｓｅｃであった。

【０２９４】準備前回転での電位差を生じさせる時間
は、後述する準備後回転の時間より短くなる。これは、
現像バイアス立ち上げ時にはコンデンサＣ２は蓄電され
ていない状態だからである。

【０２９５】図１６において、不図示のパーソナルコン
ピュータ等からプリント出力の要請がされると、感光ド
ラム３１が回転し、１色目の現像器５２ａを感光ドラム
３１の対向にもってくるように公転を開始する。１色目
（イエロー）の現像器５２ａが感光ドラム３１の対向位
置にくると、現像ローラ３８ａが準備前回転を始める。
それと同時に、現像バイアス接点４９とブレードバイア
ス接点５０に電圧（−７５０Ｖ）が供給される。

【０２９６】その後、すぐに高圧電源５８の出力を所定
の現像バイアス電圧（−３００Ｖ）まで降下させる。現
像バイアス接点４９の電圧はすぐに−３００Ｖまで降下
するが、ブレードバイアス接点５０の電圧は遅延制御手
段５９による遅延制御、即ちコンデンサＣ２の蓄積電荷
があるため、除々に降下する。これにより、負帯電性の
粒子（トナー及び外添剤）にとって、現像ブレード側か
ら現像ローラ側へ転移可能な電位差が生じることにな
る。

【０２９７】従って、現像ローラが回転開始直後に現像
ブレード３９ａに付着する負極性外添剤は現像ローラ３
８ａ側へ転移される（リフレッシュ動作が行われる）こ
とになる。

【０２９８】コンデンサＣ２からの放電が終了すると現
像バイアス接点４９及びブレードバイアス接点５０の出
力値は同値（−３００Ｖ）となり、１色目の画像形成領
域となり画像形成が行われる（画像形成時）。

【０２９９】この画像形成時は、現像ローラ３８ａ及び
現像ブレード３９ａは略同電位であるため、現像ローラ
３８ａの回転動作により現像ブレード３９ａの当接部か
ら固定端側に、トナー層のもつ電荷によって負極性の外
添剤が転移する。しかしながら、反転トナーや正極性外
添剤等が現像ブレード３９ａに付着することはない。

【０３００】１色目の画像形成時が終了すると、現像器
５２ａの準備後回転となり、このときに第５の実施形態
と同様に高圧電源５８の出力値を−６００Ｖまで上昇さ
せ、すぐに出力をＯＦＦする。その結果、現像バイアス
接点４９の出力値はすぐに立ち下がるが、ブレードバイ
アス接点５０の出力値は、コンデンサＣ２に充分に充電
されているため、時間をかけて降下する。その結果、現
像ローラ３８ａと現像ブレード３９ａの間に電位差が生
じることとなる。この動作により、画像形成中にイエロ
ー現像器の現像ブレード３９ａに付着した負極性外添剤
を現像ローラ側に転移させ、現像ブレードをリフレッシ
ュ可能である。

【０３０１】次に現像ローラ３８ａの回転はオフされ、
次の色（マゼンタ）による画像形成までの間にロータリ
５２ｘが公転を行う。このロータリ５２ｘの公転時にお
いては、現像バイアス接点４９及びブレードバイアス接
点５０からの電圧供給はオフされる。

【０３０２】ロータリ５２ｘの公転が終了し、２色目
（マゼンタ）の現像器５２ｂが感光ドラム３１の対向位
置にて停止する。

【０３０３】そして、１色目（イエロー）と同様に、現
像ローラ３８ｂが準備前回転を始める。それと同時に、
現像バイアス接点４９とブレードバイアス接点５０から
オーバーシュートされた電圧が供給される。そして、１
色目の画像形成と同様に２色目の画像形成が行われる。
画像形成時においては、前述と同様に負極性外添剤が現
像ブレード３９ｂの当接部から自由端先端に付着堆積し
ていく。その後、現像ブレード３９ｂのリフレッシュを
行い、これらの動作を４色目まで行う。

【０３０４】このように、各色の準備前回転時に前回の
画像形成時に現像ブレード上に付着した負極性外添剤を
現像ローラ側に転移させることで、現像ブレードへの外
添剤の堆積を防止し、安定した画像形成装置を提供でき
る。

【０３０５】４色目まで画像形成が終了すると、４色目
の準備後回転となり、前記同様電位差を持ったバイアス
が印加される。その後、現像ローラの回転はオフされ、
ロータリ５２ｘが公転を行う。このロータリの公転によ
り、現像バイアス接点４９及びブレードバイアス接点５
０から離間するため電圧供給はオフされる。コンデンサ
Ｃ２にある電荷は抵抗Ｒ２を通じて除電される。

【０３０６】画像形成が終了し、ロータリの公転が終了
すると、中間転写体５４や感光ドラム３１等が次回のプ
リントのための本体後回転になり、本体後回転が終了す
ると感光ドラム３１は停止する。

【０３０７】本実施形態においては、準備前回転時の作
用させるバイアスをオーバーシュートさせて作り出して
いたが、これにこだわるものでなく、あらかじめ所定の
電圧出力より高い電圧を設定することで、同様の効果を
得ることは可能である。

【０３０８】また、本実施形態では、画像形成要素の
内、比較的消耗の激しい、トナーを含む現像手段を、画
像形成装置本体Ｈに着脱可能なカートリッジとすること
で、諸々のメンテナンス作業に係わる使用者の労力軽減
を図った。

【０３０９】更に、本実施形態においては、電圧の遅延
制御手段を画像形成装置の高圧電源５８内に設けたがこ
れにこだわるものでなく、現像ブレードの電位を制御で
きれば（具体的には電圧を印加する回路内にあれば）、
高圧電源と別体で構成しても良く、例えばカートリッジ
内に持つことも可能である。

【０３１０】以上述べたように、フルカラー画像形成装
置においても、現像ローラと現像ブレードの両者に電圧
を印加する単一の電圧印加手段を有し、回転中の現像ロ
ーラと現像ブレードの電位関係を、画像形成時は略同電
位とし、非画像形成時の一部においては電位差を有する
と同時に、該電位差を作用させる各電位は現像ローラよ
り現像ブレードのほうが現像剤の帯電極性と同極性側に
大きくすることにより、前述の実施形態と同様に現像ブ
レードのリフレッシュを行え、目的を達成できる。

【０３１１】即ち、非画像形成時の電圧印加手段のＯＮ
時に印加電圧をオーバーシュートさせたのち、降圧させ
る際に、現像ローラの電圧降下と現像ブレードの電圧降
下に差を設け、両者間に電位差を発生させる。この電位
差は現像ブレードに付着した負極性外添剤を現像ローラ
に戻すことになる。その結果、現像ブレードに付着した
外添剤に起因するトナーの融着を防止し、画像濃度不良
及び縦スジを防ぐことが可能となる。

【０３１２】（画像評価実験）次に、上記第１〜第６の
各実施形態の画像形成装置と、比較例として用意した画
像形成装置について、画像評価実験を行った結果を示
す。

【０３１３】比較例の画像形成装置としては以下のもの
を用意した。

【０３１４】・比較例１：第１の実施形態の画像形成装
置において、画像形成時および非画像形成時を通して現
像ローラ８と現像ブレード９に同電位（−３００Ｖ）の
バイアスを印加したもの。すなわち、現像ローラ８と現
像ブレード９との間に電位差が無い例である。

【０３１５】・比較例２：第１の実施形態の画像形成装
置において、画像形成時および非画像形成時を通して現
像ローラ８には−３００Ｖの電位のバイアスを、現像ブ
レード９には−４００Ｖの電位のバイアスを印加したも
の。すなわち、画像形成時にも現像ローラ８と現像ブレ
ード９との間に電位差がある例である。

【０３１６】上記各実施形態の画像形成装置および比較
例の画像形成装置について、通常環境で約２０００枚、
所定印字率のパターンを出力した場合に、画像濃度薄及
び縦スジの発生を評価した。評価は５００枚ごとにベタ
画像と中間調画像を出力して行った。

【０３１７】評価は画像不良がない場合を○、濃度薄及
び縦スジがそれぞれ発生した場合を×とした。

【０３１８】その結果を表１に示す。この結果、本発明
に係る各実施形態の画像形成装置においては、現像ブレ
ードへのトナー融着が生じることなく、長期にわたって
安定した画像形成を行うことが可能であることがわかっ
た。

【表１】

【０３１９】なお、本実施形態においては、画像形成装
置の構成例としてモノクロ複写機及びフルカラー複写機
が挙げられているが、これに限定する趣旨ではなく、プ
リンタ、ファクシミリ、モノクロ複写機等、電子写真方
式や静電記録方式によって現像剤像を形成する現像手段
を備えたものに広く適用できる。

【０３２０】（第７の実施形態）以下、図１７を参照し
て本発明の第７の実施形態について説明する。前記第１
の実施形態と同一部位については同一の番号を付して説
明を省略する。図１７は現像ローラの未コート状態を説
明する図であって、同図（ａ）は現像ローラと現像ブレ
ードを示し、同図（ｂ）は（ａ）のＪ−Ｊ′断面図であ
る。

【０３２１】前述までの実施形態においては、現像ロー
ラと現像ブレード間はトナー層が介在する。トナーは通
常、絶縁性のため現像ローラと現像ブレード間は非常に
大きな抵抗を有する状態であった。

【０３２２】しかし、図１７（ｂ）に示すように、例え
ば耐久終了時等において、トナーが消費され正常にトナ
ーが現像ローラ上に担持されなくなったり、現像ローラ
と現像ブレード間に異物（紙粉等）が混入してトナー層
がなくなると以下の問題が発生する。即ち、現像ローラ
と現像ブレード間のトナー層がなくなると現像ブレード
９が現像ローラ８と直に当接する（図１７（ｂ）中のＫ
部）ようになる。

【０３２３】特に、電流容量が少なく、現像ローラ８の
表層抵抗が低い場合には、現像ローラ表面が現像ブレー
ド９に印加された電圧に倣ってしまうことになる。その
結果、現像ローラと現像ブレード間に所望の電位差を印
加することができず、画像上に縦スジを発生させること
となった。

【０３２４】本実施形態においては、上記問題を踏ま
え、現像ローラと現像ブレードが直接触れた場合におい
ても、現像ローラと現像ブレード間に電位差を生じさ
せ、縦スジ等の画像不良を防止することとした。

【０３２５】鋭意検討の結果、第１の実施形態において
は、二電源によって充分な電流容量を確保できていた。
しかし、第４の実施形態等においては、遅延制御手段４
７中のコンデンサＣ１に蓄積された電荷が現像ローラ３
８を通じて放電される過程で、現像ローラ３８と現像ブ
レード３９間に電位差を発生させていた。

【０３２６】しかし、コンデンサＣ１からの放電電荷を
使用しているため、現像ローラの表面抵抗やバルクの抵
抗を低くしてしまうと、電荷が長手方向の表面に逃げて
しまい所望の電位差が得られにくくなる。また、時定数
が遅延制御手段４７の抵抗Ｒ１に依存されず、急激に時
定数が短くなってしまうこととなる。

【０３２７】そこで、本実施形態においては、現像ロー
ラの抵抗を選択することで、現像ローラと現像ブレード
が直接ふれても所望の電位差を得られるようにした。

【０３２８】前述のように、流すことができる電荷量に
依存することとなるため、使用できる現像ローラの抵抗
値の範囲は二電源を使用する場合と一電源の場合では、
異なってくる。一電源の場合のほうがより狭い範囲とな
る。これは二電源を使用する場合は電源容量に余裕があ
るかぎり、現像ブレードを経由して現像ローラに流す電
流を大きくすることが可能であるが、一電源の場合には
コンデンサＣ１からの放電電荷に頼るため、コンデンサ
に蓄積できる電荷量に依存するからである。

【０３２９】従って、現像ローラの抵抗値としては、後
述する表面抵抗とバルク抵抗を以下の値に適合させるこ
とが好ましい。

【０３３０】表面抵抗としては、８×１０^５Ω以上が使
用可能である。好ましくは、７×１０^６Ω以上の範囲で
使用することが望ましい。８×１０^５Ω以下の場合、現
像ブレードが現像ローラと直に触れるようになると、現
像ローラと現像ブレードの間に所望の電位差を形成する
のが難しくなるからである。

【０３３１】バルクの抵抗としては、３×１０^５Ω以上
であることが望ましい。３×１０^５Ω以下であると、所
望の時定数を得にくくなるからである。更に好ましくは
１×１０^６Ω以上であることが好ましい。

【０３３２】更に好ましくは、表面抵抗の抵抗値をバル
クの抵抗値より１桁（１オーダー）以上大きくするほう
が好ましい。これは表層の抵抗値を大きくしたほうが、
より現像ローラと現像ブレード間の電位差を得やすくな
るからである。

【０３３３】このように、前記実施形態よりも現像ロー
ラの抵抗値としては狭くなるが、現像ローラの製造条件
としては困難なものではなく、充分な抵抗値範囲を確保
できる。

【０３３４】（画像評価）本実施形態においては、現像
ローラの抵抗として、表面抵抗：３×１０^６Ω、バルク
の抵抗：８×１０^５Ωのものを用いた。

【０３３５】比較例においては、現像ローラの抵抗とし
て、表面抵抗：１．２×１０^５Ω、バルクの抵抗：９×
１０^４Ωのものを用いた。

【０３３６】上記現像ローラを第６の実施形態に適用
し、作為的に現像ローラ上にトナーの未コート部を作っ
て現像ブレードが現像ローラに直に当接するようにし
た。そして、その状態で通常環境で約２０００枚、所定
印字率のパターンを出力した場合に、縦スジの発生を評
価した。評価は５００枚ごとにベタ画像と中間調画像を
出力して行った。

【０３３７】（検討結果）その結果、比較例において
は、１０００枚で縦スジが発生したが、本実施形態の現
像ローラでは縦スジの発生は認められなかった。

【０３３８】本実施形態では、一電源の場合についての
み説明したが、これにとらわれるものでなく、二電源の
場合についても、上記現像ローラの抵抗値範囲にするこ
とで、電源の容量を減らすことは可能である。

【０３３９】このように、現像ローラの抵抗値を調整す
ることで、現像ローラ上に未コート部分が発生し、現像
ブレードと現像ローラが直に当接しても縦スジの発生を
防止できるようになった。

【０３４０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、現
像剤規制部材への現像剤の固着および融着を防止するこ
とができる。これにより、画像の濃度薄や縦スジなどの
画像不良の発生を防ぎ、長期にわたって安定した画像形
成を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るシーケンスを説
明するための図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置を
示す概略構成図である。

【図３】ローラの表面抵抗測定方法の説明図である。

【図４】ローラのバルクの抵抗を測定する方法の説明図
である。

【図５】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置を
示す概略構成図である。

【図６】本発明の第２の実施形態に係るシーケンスを説
明するための図である。

【図７】本発明の第２の実施形態に係る現像カートリッ
ジの概略構成図である。

【図８】本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置を
示す概略構成図である。

【図９】本発明の第３の実施形態に係る動作を示すフロ
ーチャートである。

【図１０】本発明の第４の実施形態に係るシーケンスを
説明するための図である。

【図１１】本発明の第４の実施形態に係る画像形成装置
を示す概略構成図である。

【図１２】本発明の第４の実施形態に係る画像形成装置
の変形例を示す概略構成図である。

【図１３】本発明の第５の実施形態に係るシーケンスを
説明するための図である。

【図１４】本発明の第６の実施形態に係る画像形成装置
を示す概略構成図である。

【図１５】本発明の第６の実施形態に係る現像カートリ
ッジの概略構成図である。

【図１６】本発明の第６の実施形態に係るシーケンスを
説明するための図である。

【図１７】現像ローラの未コート状態を説明する図であ
る。

【図１８】従来の画像形成装置を示す概略構成図であ
る。

【図１９】従来の現像器における現像ブレードへのトナ
ー融着を説明するための図である

【符号の説明】

１ 感光ドラム（像担持体） ２ 帯電ローラ ３ 露光器（露光手段） ４ 現像器（現像手段） ５ 転写ローラ ６ クリーニング手段 ７ 定着器 ８，８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ 現像ローラ（現像剤担持
体） ９，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ 現像ブレード（現像剤規
制部材） １０ 現像バイアス電源（電圧印加手段） １１ ブレードバイアス電源（電圧印加手段） １２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 供給ローラ １３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 撹拌部材 １４ 制御回路（制御手段） １５ モータ １６ 中間転写体クリーニング装置 １７ 転写ローラ １８ 転写ベルト １９ 現像バイアス電源（電圧印加手段） ２０ ブレードバイアス電源（電圧印加手段） ２１ 制御部（制御手段） ２２ 現像器 ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ 現像カートリッジ
（現像手段） ２２ｘ ロータリ ２３ モータ ２４ 中間転写体 ２５ 積算カウンタ ３１ 感光ドラム（像担持体） ３２ 帯電ローラ ３３ 露光器（露光手段） ３４ 現像器（現像手段） ３５ 転写ローラ ３６ クリーニング手段 ３７ 定着器 ３８，３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ 現像ローラ
（現像剤担持体） ３９，３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ 現像ブレード
（現像剤規制部材） ４０ 現像バイアス接点 ４１ ブレードバイアス接点 ４２，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ 供給ローラ ４３，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ 撹拌部材 ４４ 制御回路 ４５ モータ ４６ 高圧電源（電圧印加手段） ４７ 遅延制御手段 ４８ 転写ベルト ４９ 現像バイアス接点 ５０ ブレードバイアス接点 ５１ 制御部 ５２ 現像器 ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ 現像カートリッジ
（現像手段） ５２ｘ ロータリ ５３ モータ ５４ 中間転写体 ５６ 中間転写体クリーニング装置 ５７ 転写ローラ ５８ 高圧電源（電圧印加手段） ５９ 遅延制御手段 ６０ ローラ表面 ６１ 弾性層 ６２ 導電性芯金 ６３ ローラ ６４ 電極 ６４ａ，６４ｃ 印加電極 ６４ｂ 測定電極 ６５ 測定回路 ６６ 円筒部材 ６７ 荷重 ６８ 測定回路 ６９ 端部コロ Ｃ１ コンデンサ Ｃ２ コンデンサ Ｄ１ ダイオード Ｒ１ 抵抗 Ｒ２ 抵抗 ＰＣ プロセスカートリッジ Ｐ 転写材 Ｔ トナー（現像剤）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 15/06 １０１ Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０１Ｄ 15/08 ５０１ ５０４Ａ ５０４ 21/00 ３７２ (72)発明者 鶴谷 聡 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H005 AA08 CB07 CB13 EA10 2H027 DA03 DA04 DA32 DA34 DE05 DE07 DE09 EA05 EA15 EA18 EA20 EC20 ED02 ED08 ED09 EE01 EE04 EE07 EF09 EF13 2H073 AA02 BA02 BA07 BA09 BA12 BA13 BA21 BA41 BA45 CA02 2H077 AD02 AD06 AD13 AD17 AD35 AD37 BA09 DB08 DB14 EA11 FA21 FA25

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静電潜像が形成される像担持体と、 該静電潜像を現像剤にて可視像化する手段であって、回
   転可能な現像剤担持体および該現像剤担持体に担持され
   た現像剤量を規制する現像剤規制部材を有してなる現像
   手段と、 前記現像剤担持体および前記現像剤規制部材の各々に電
   圧を印加する電圧印加手段と、 該電圧印加手段を制御する制御手段と、を備え、 該制御手段は、 前記現像剤担持体の回転中における前記現像剤担持体と
   前記現像剤規制部材の電位関係が、 画像形成時には略同電位となり、 非画像形成時の少なくとも一部においては所定の電位差
   を有するように、 前記電圧印加手段を制御することを特徴とする画像形成
   装置。
2. 【請求項２】静電潜像が形成される像担持体と、 該静電潜像を現像剤にて可視像化する手段であって、回
   転可能な現像剤担持体および該現像剤担持体に担持され
   た現像剤量を規制する現像剤規制部材を有してなる現像
   手段と、 前記現像剤担持体および前記現像剤規制部材の各々に電
   圧を印加する電圧印加手段と、 該電圧印加手段を制御する制御手段と、を備え、 該制御手段は、 前記現像剤担持体の回転中における前記現像剤担持体と
   前記現像剤規制部材の電位関係が、 画像形成時には略同電位となり、 非画像形成時の少なくとも一部においては所定の電位差
   を有して、かつ、前記現像剤規制部材の電位が前記現像
   剤担持体の電位よりも前記現像剤の帯電極性と同極性側
   に大きくなるように、 前記電圧印加手段を制御することを特徴とする画像形成
   装置。
3. 【請求項３】静電潜像が形成される像担持体と、 該静電潜像を現像剤にて可視像化する手段であって、回
   転可能な現像剤担持体および該現像剤担持体に担持され
   た現像剤量を規制する現像剤規制部材を有してなる現像
   手段と、 前記現像剤担持体および前記現像剤規制部材の各々に電
   圧を印加する電圧印加手段と、 該電圧印加手段を制御する制御手段と、を備え、 該制御手段は、 前記現像剤担持体の回転中における前記現像剤担持体と
   前記現像剤規制部材の電位差が、 画像形成時より、 非画像形成時の少なくとも一部において大きくなるよう
   に、 前記電圧印加手段を制御することを特徴とする画像形成
   装置。
4. 【請求項４】前記所定の電位差は、６０Ｖ〜５００Ｖで
   あることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形
   成装置。
5. 【請求項５】前記画像形成時は、前記現像手段が転写材
   の画像形成領域に転写すべき可視像を現像しているとき
   であり、 前記非画像形成時は、前記画像形成時以外であって且つ
   前記現像剤担持体が回転しているときであることを特徴
   とする請求項１，２，３または４に記載の画像形成装
   置。
6. 【請求項６】前記現像剤は、トナー粒子と、該トナー粒
   子の帯電極性と逆の極性を有し該トナー粒子に外添され
   る補助粒子と、を有することを特徴とする請求項１〜５
   のうちいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】前記トナー粒子の形状係数ＳＦ−１の値が
   １００〜１６０であり、形状係数ＳＦ−２の値が１００
   〜１４０であることを特徴とする請求項６に記載の画像
   形成装置。
8. 【請求項８】前記現像手段は、画像形成装置本体に対し
   て着脱自在のカートリッジとして構成されていることを
   特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の画
   像形成装置。
9. 【請求項９】静電潜像が形成される像担持体と、 該静電潜像を現像剤にて可視像化する手段であって、回
   転可能な現像剤担持体及び該現像剤担持体に担持された
   現像剤量を規制する現像剤規制部材を有してなる現像手
   段と、 該現像剤担持体及び現像剤規制部材の両者に電圧を印加
   する単一の電圧印加手段と、 該現像剤規制部材に印加される電圧の遅延制御を行う遅
   延制御手段と、を備え、 前記現像手段の画像形成時に、前記電圧印加手段により
   現像剤担持体と現像剤規制部材とを略同電位とし、 前記現像剤担持体の回転中であって前記現像手段による
   画像形成が行われていない非画像形成時の少なくとも一
   部にて、前記電圧印加手段による印加電圧を変化させ、
   該印加電圧の変化による前記現像剤規制部材の電圧変動
   を前記遅延制御手段によって遅延制御し、前記現像剤担
   持体と現像剤規制部材とに電位差を生じさせることを特
   徴とする画像形成装置。
10. 【請求項１０】静電潜像が形成される像担持体と、 該静電潜像を現像剤にて可視像化する手段であって、回
    転可能な現像剤担持体及び該現像剤担持体に担持された
    現像剤量を規制する現像剤規制部材を有してなる現像手
    段と、 該現像剤担持体及び現像剤規制部材の両者に電圧を印加
    する単一の電圧印加手段と、 該現像剤規制部材に印加される電圧の遅延制御を行う遅
    延制御手段と、を備え、 前記現像手段の画像形成時に、前記電圧印加手段により
    現像剤担持体と現像剤規制部材とを略同電位とし、 前記現像剤担持体の回転中であって前記現像手段による
    画像形成が行われていない非画像形成時の少なくとも一
    部にて、前記電圧印加手段による印加電圧を変化させ、
    該印加電圧の変化による前記現像剤規制部材の電圧変動
    を前記遅延制御手段によって遅延制御し、前記現像剤担
    持体と比べて現像剤規制部材のほうが現像剤の帯電極性
    と同極性側に大きい電位差を生じさせることを特徴とす
    る画像形成装置。
11. 【請求項１１】静電潜像が形成される像担持体と、 該静電潜像を現像剤にて可視像化する手段であって、回
    転可能な現像剤担持体及び該現像剤担持体に担持された
    現像剤量を規制する現像剤規制部材を有してなる現像手
    段と、 該現像剤担持体及び現像剤規制部材の両者に電圧を印加
    する単一の電圧印加手段と、 該現像剤規制部材に印加される電圧の遅延制御を行う遅
    延制御手段と、を備え、 前記現像剤が、トナー粒子及び該トナー粒子に外添され
    た複数の補助粒子とを有してなり、該補助粒子の一つが
    トナー粒子の帯電極性と逆の極性を有する粒子であっ
    て、 前記現像手段の画像形成時に、前記電圧印加手段により
    現像剤担持体と現像剤規制部材とを略同電位とし、前記
    現像剤担持体の回転中であって前記現像手段による画像
    形成が行われていない非画像形成時の少なくとも一部に
    て、前記電圧印加手段による印加電圧を変化させ、該印
    加電圧の変化による前記現像剤規制部材の電圧変動を前
    記遅延制御手段によって遅延制御し、前記現像剤担持体
    と比べて現像剤規制部材のほうが現像剤の帯電極性と同
    極性側に大きい電位差を生じさせることを特徴とする画
    像形成装置。
12. 【請求項１２】静電潜像が形成される像担持体と、 該静電潜像を現像剤にて可視像化する手段であって、回
    転可能な現像剤担持体及び該現像剤担持体に担持された
    現像剤量を規制する現像剤規制部材を有してなる現像手
    段と、 該現像剤担持体及び現像剤規制部材の両者に電圧を印加
    する単一の電圧印加手段と、 該現像剤規制部材に印加される電圧の遅延制御を行う遅
    延制御手段と、を備え、 前記現像手段による画像形成が行われていない非画像形
    成時の少なくとも一部にて、前記電圧印加手段による印
    加電圧を変化させることを特徴とする画像形成装置。
13. 【請求項１３】静電潜像が形成される像担持体と、 該静電潜像を現像剤にて可視像化する手段であって、回
    転可能な現像剤担持体及び該現像剤担持体に担持された
    現像剤量を規制する現像剤規制部材を有してなる現像手
    段と、 該現像剤担持体及び現像剤規制部材の両者に電圧を印加
    する単一の電圧印加手段と、 該現像剤規制部材に印加される電圧の遅延制御を行う遅
    延制御手段と、を備え、 前記現像手段による画像形成が行われていない非画像形
    成時の少なくとも一部にて、前記電圧印加手段による印
    加電圧を現像剤の帯電極性と同極性側に大きくなるよう
    に変化させることを特徴とする画像形成装置。
14. 【請求項１４】静電潜像が形成される像担持体と、 該静電潜像を現像剤にて可視像化する手段であって、回
    転可能な現像剤担持体及び該現像剤担持体に担持された
    現像剤量を規制する現像剤規制部材を有してなる現像手
    段と、 該現像剤担持体及び現像剤規制部材の両者に電圧を印加
    する単一の電圧印加手段と、 該現像剤規制部材に印加される電圧の遅延制御を行う遅
    延制御手段と、を備え、 前記現像手段の画像形成時に、前記電圧印加手段により
    現像剤担持体と現像剤規制部材とを略同電位とし、 前記現像剤担持体の回転中であって前記現像手段による
    画像形成が行われていない非画像形成時の少なくとも一
    部にて、前記電圧印加手段による印加電圧を画像形成時
    と比べて現像剤の帯電極性と同極性側に大きくなるよう
    にインパルス的に変化させることを特徴とする画像形成
    装置。
15. 【請求項１５】静電潜像が形成される像担持体と、 該静電潜像を現像剤にて可視像化する手段であって、回
    転可能な現像剤担持体及び該現像剤担持体に担持された
    現像剤量を規制する現像剤規制部材を有してなる現像手
    段と、 該現像剤担持体及び現像剤規制部材の両者に電圧を印加
    する単一の電圧印加手段と、 該現像剤規制部材に印加される電圧の遅延制御を行う遅
    延制御手段と、を備え、 前記現像剤が、トナー粒子及び該トナー粒子に外添され
    た複数の補助粒子とを有してなり、該補助粒子の一つが
    トナー粒子の帯電極性と逆の極性を有する粒子であっ
    て、 前記現像手段の画像形成時に、前記電圧印加手段により
    現像剤担持体と現像剤規制部材とを略同電位とし、 前記現像剤担持体の回転中であって前記現像手段による
    画像形成が行われていない非画像形成時の少なくとも一
    部にて、前記電圧印加手段による印加電圧を画像形成時
    と比べて現像剤の帯電極性と同極性側に大きくなるよう
    にインパルス的に変化させることを特徴とする画像形成
    装置。
16. 【請求項１６】前記画像形成時は、前記現像手段が転写
    材の画像形成領域に転写すべき可視像を現像していると
    きであり、 前記非画像形成時は、該画像形成時以外であって且つ前
    記現像剤担持体が回転しているときであることを特徴と
    する請求項９〜１５のうちいずれか１項に記載の画像形
    成装置。
17. 【請求項１７】前記現像剤担持体の表面抵抗値は８×１
    ０^５Ω〜１×１０^１２Ωであり、バルクの抵抗値は３×
    １０^５Ω〜５×１０^８Ωであることを特徴とする請求項
    ９〜１６のうちいずれか１項に記載の画像形成装置。
18. 【請求項１８】前記現像剤担持体の表面抵抗値はバルク
    の抵抗値よりも１桁以上大きいことを特徴とする請求項
    １７に記載の画像形成装置。
19. 【請求項１９】前記非画像形成時の一部において現像剤
    担持体と現像剤規制部材に６０Ｖ乃至５００Ｖの電位差
    を生じさせることを特徴とする請求項９〜１８のうちい
    ずれか１項に記載の画像形成装置。
20. 【請求項２０】前記トナー粒子の形状係数ＳＦ−１の値
    が１００〜１６０であり、形状係数ＳＦ−２の値が１０
    ０〜１４０であることを特徴とする請求項１１または１
    ９に記載の画像形成装置。
21. 【請求項２１】前記請求項９〜２０のうちいずれか１項
    に記載の画像形成装置における前記現像手段を有し、該
    画像形成装置の本体に対して着脱自在としたことを特徴
    とするカートリッジ。
22. 【請求項２２】前記請求項９〜２０のうちいずれか１項
    に記載の画像形成装置における前記現像手段及び前記遅
    延制御手段を有し、該画像形成装置の本体に対して着脱
    自在としたことを特徴とするカートリッジ。