JP2015028517A - 現像器、画像形成ユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤を十分に帯電させることができ、印字不良が発生するのを防止することができるようにする。
【解決手段】現像剤担持体と、現像剤担持体と当接させて配設され、現像剤を帯電させる規制部材１６とを有する。現像剤担持体の表面粗さをＤＶＲｚとし、現像剤の体積平均粒径をＤｔとし、規制部材１６の表面粗さをＢＬＲｚとしたとき、
〔μｍ〕１．０≦ＤＶＲｚ≦Ｄｔ≦ＢＬＲｚ≦３・Ｄｔ
にされる。現像剤を十分に帯電させることができるので、印字不良が発生するのを防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、現像器、画像形成ユニット及び画像形成装置に関するものである。

従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置、例えば、プリンタは、画像形成ユニット、ＬＥＤヘッド、転写ローラ、定着器、用紙カセット等を備え、前記画像形成ユニットは、感光体ドラム、帯電ローラ、現像器、クリーニングローラ等を備えるようになっている。また、現像器は、ケーシング内に現像ローラ、トナー供給ローラ、現像ブレード等を備える。

前記画像形成ユニットにおいては、帯電ローラによって一様に帯電させられた感光体ドラムの表面がＬＥＤヘッドによって露光されて、静電潜像が形成される。また、現像器において、前記ケーシング内に収容された現像剤としてのトナーは、トナー供給ローラによって現像ローラに供給され、現像ブレードによって現像ローラ上において薄層化される。そして、前記現像ローラ上のトナーは、感光体ドラム上の静電潜像に付着させられ、感光体ドラム上にトナー像が形成される。

前記用紙カセットから繰り出された用紙は、感光体ドラムと転写ローラとの間に形成された転写部に送られ、該転写部において転写ローラによってトナー像が用紙に転写された後、定着器に送られ、該定着器においてトナー像が用紙に定着させられて用紙に画像が形成される。このようにして、用紙に対して印字が行われる。

ところで、前記現像ブレードによって現像ローラ上のトナーを所定の厚さに薄層化するために、現像ローラの表面には所定の表面粗さを有するように表面処理が施され、現像ブレードの表面にはバフ研磨等の研磨処理が施され、表面が鏡面化されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００７−２６４６０６号公報

しかしながら、前記従来のプリンタにおいては、トナーが十分に帯電させられないことがあり、その場合、光沢紙等の特殊な用紙に対して印字を行うと、例えば、印字が行われない領域、すなわち、非印字領域にトナーが付着してかぶりを発生させる等の印字不良が発生してしまう。

本発明は、前記従来のプリンタの問題点を解決して、現像剤を十分に帯電させることができ、印字不良が発生するのを防止することができる現像器、画像形成ユニット及び画像形成装置を提供することを目的とする。

そのために、本発明の現像器においては、像担持体に現像剤を付着させて、像担持体に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体と当接させて配設され、現像剤担持体が担持する現像剤の量を規制するとともに、現像剤を帯電させる規制部材とを有する。

そして、前記現像剤担持体における規制部材と当接する当接面の十点平均粗さで表される表面粗さをＤＶＲｚとし、前記現像剤の体積平均粒径をＤｔとし、前記規制部材における現像剤担持体と当接する当接面の十点平均粗さで表される表面粗さをＢＬＲｚとしたとき、
１．０〔μｍ〕≦ＤＶＲｚ≦Ｄｔ≦ＢＬＲｚ≦３・Ｄｔ
にされる。

本発明によれば、現像器においては、像担持体に現像剤を付着させて、像担持体に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体と当接させて配設され、現像剤担持体が担持する現像剤の量を規制するとともに、現像剤を帯電させる規制部材とを有する。

そして、前記現像剤担持体における規制部材と当接する当接面の十点平均粗さで表される表面粗さをＤＶＲｚとし、前記現像剤の体積平均粒径をＤｔとし、前記規制部材における現像剤担持体と当接する当接面の十点平均粗さで表される表面粗さをＢＬＲｚとしたとき、
１．０〔μｍ〕≦ＤＶＲｚ≦Ｄｔ≦ＢＬＲｚ≦３・Ｄｔ
にされる。

この場合、表面粗さＤＶＲｚ、体積平均粒径Ｄ及び表面粗さをＢＬＲｚが
１．０〔μｍ〕≦ＤＶＲｚ≦Ｄｔ≦ＢＬＲｚ≦３・Ｄｔ
にされるので、現像剤を十分に帯電させることができる。

したがって、特殊な用紙に対して印字を行っても、例えば、非印字領域に現像剤が付着してかぶりを発生させる等の印字不良が発生するのを防止することができる。

本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの概念図である。 本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概念図である。 本発明の第１の実施の形態における現像ローラの断面図である。 本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの回転伝達系を示す概念図である。 本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における接触幅の測定方法を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態における帯電特性を説明するための第１の図である。 本発明の第１の実施の形態における帯電特性を説明するための第２の図である。 本発明の第１の実施の形態における帯電特性を説明するための第３の図である。 本発明の第１の実施の形態における帯電特性を説明するための第４の図である。 本発明の第１の実施の形態における当接条件を説明するための図である。 本発明の第１の実施の形態における当接条件で画像を形成したときの各評価項目の評価結果を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるトナーの帯電量分布を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるかぶりの評価結果を示す第１の図である。 本発明の第１の実施の形態におけるかぶりの評価結果を示す第２の図である。 本発明の第１の実施の形態におけるかぶりの評価結果を示す第３の図である。 本発明の実施例及び従来の技術におけるトナーの帯電量分布を示す図である。 本発明の実施例及び従来の技術におけるかぶりの発生状態を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における接触幅を説明するための図である。 規制部材にＤＬＣコート層がある場合及びＤＬＣコート層がない場合の規制部材の当接面の摩耗量の比較図である。 規制部材にＤＬＣコート層がある場合及びＤＬＣコート層がある場合の駆動モータに加わる負荷の比較図である。 規制部材にＤＬＣコート層がある場合及びＤＬＣコート層がない場合の色差の比較図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としてのプリンタについて説明する。

図２は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概念図である。

図において、４０はプリンタ、Ｒｔは媒体としての用紙Ｐを搬送するための媒体搬送路、１０１は用紙Ｐを収容する媒体収容部としての用紙カセットであり、該用紙カセット１０１の前端に、媒体繰出部材としてのホッピングローラ４５が回転自在に配設される。また、用紙Ｐの搬送方向における下流側、すなわち、媒体搬送路Ｒｔにおけるホッピングローラ４５より下流側に第１の搬送部材としての搬送ローラ対４６が回転自在に配設される。

用紙Ｐは、前記ホッピングローラ４５の回転に伴い媒体搬送路Ｒｔに繰り出され、搬送ローラ対４６の回転に伴い矢印方向に搬送される。

前記媒体搬送路Ｒｔにおける搬送ローラ対４６より下流側に、画像形成部Ｑが配設される。該画像形成部Ｑは、プリンタ４０の本体、すなわち、装置本体に対して着脱自在に配設され、像担持体としての感光体ドラム１３を備えた画像形成ユニット１０３、感光体ドラム１３と対向させて配設され、感光体ドラム１３の表面を露光して潜像としての静電潜像を形成する露光装置としてのＬＥＤヘッド４１、該ＬＥＤヘッド４１と反対側において、感光体ドラム１３と対向させて配設され、感光体ドラム１３上に形成された現像剤像としてのトナー像を用紙Ｐに転写する転写部材としての転写ローラ４２等を備える。そして、前記画像形成ユニット１０３においては、画像形成ユニット１０３の本体、すなわち、画像形成ユニット本体に対して現像器１０が着脱自在に配設され、該現像器１０は、現像剤としてのトナーを前記感光体ドラム１３の表面に付着させ、静電潜像を現像してトナー像を形成する。

また、前記媒体搬送路Ｒｔにおける画像形成部Ｑより下流側に、定着装置としての定着器４３が配設される。該定着器４３は第１のローラとしての加熱ローラｒ１及び第２のローラとしての加圧ローラｒ２を備え、前記加熱ローラｒ１に、用紙Ｐ上のトナー像を構成するトナーを加熱し、溶融させるための加熱体としての図示されないヒータ、加熱ローラｒ１の温度を検出する温度検出部としての図示されない温度センサ等が配設される。用紙Ｐに転写されたトナー像は、加熱ローラｒ１によって加熱され、溶融させられ、加圧ローラｒ２によって加圧されて、用紙Ｐに定着させられる。

そして、前記媒体搬送路Ｒｔにおける定着器４３より下流側に第２の搬送部材としての排出ローラ対４７が配設され、トナー像が定着させられた用紙Ｐは排出ローラ対４７によってプリンタ４０の本体、すなわち、装置本体外に矢印方向に排出される。

次に、画像形成ユニット１０３について説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの概念図、図３は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの断面図である。

図において、１０３は画像形成ユニット、１３は矢印方向に回転させられる感光体ドラム、１０は現像器、１４は感光体ドラム１３と当接させて矢印方向に回転自在に配設され、感光体ドラム１３の表面を一様に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ、１９はトナー像を用紙Ｐに転写した後に感光体ドラム１３の表面に残留したトナーを掻き取るクリーニング部材としてのクリーニングブレードである。

前記現像器１０は、トナーＴを収容する現像剤収容部としてのケーシング２２、該ケーシング２２における第１の側壁部ｗｓに形成された開口ｈ１を介して一部を突出させて、かつ、現像器１０を画像形成ユニット本体に取り付けたときに、感光体ドラム１３と当接するように矢印方向に回転自在に配設された現像剤担持体としての現像ローラ１１、該現像ローラ１１と当接させて矢印方向に回転自在に配設され、トナーＴを現像ローラ１１に供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１２、前記現像ローラ１１上のトナーＴを薄層化するための現像剤薄層化ユニット１１０、前記静電潜像の現像が行われた後の現像ローラ１１に残留したトナーＴを回収する第１の現像剤回収部材としてのトナー回収ローラ１５、該トナー回収ローラ１５によって回収されたトナーＴを掻き取る第２の現像剤回収部材としてのトナー回収ブレード１８、前記ケーシング２２内のトナーＴを攪拌する攪拌装置１１１等を備える。なお、本実施の形態においては、現像器１０のケーシング２２内にトナーＴが収容されるようになっているが、現像器本体に対して現像剤収容部としてのトナーカートリッジを着脱自在に配設することができる。

前記現像ローラ１１は、図３に示されるように、導電性を有する金属材料から成る芯金１１ａ、該芯金１１ａ上に形成された弾性層１１ｂ、及び該弾性層１１ｂ上に形成された半導電性樹脂膜１１ｃを備え、該半導電性樹脂膜１１ｃを介して感光体ドラム１３と当接させられる。

前記弾性層１１ｂの材料としては、シリコーンゴム、ウレタンゴム等の一般的なゴム材料が使用され、本実施の形態においてはシリコーンゴムが使用される。また、前記半導電性樹脂膜１１ｃは、トナーＴへの電荷付与性を高くするために、アクリル樹脂にカーボンブラック等を分散することによって形成される。

なお、現像ローラ１１の表面（半導電性樹脂膜１１ｃ）にはテープ式研磨法による表面処理である粗さ処理が施される。前記テープ式研磨法においては、研磨用のテープの粗さを調整することによって現像ローラ１１の表面の粗さ、すなわち、表面粗さが設定される。

また、トナー供給ローラ１２は、導電性を有する金属材料から成る芯金、及び該芯金上に形成された導電性を有する樹脂から成る弾性層を備え、該弾性層を介して現像ローラ１１と当接させられる。

前記弾性層の材料としては、シリコーンゴム、ウレタンゴム等の一般的なゴム材料の発泡体（発泡スポンジ層）が使用され、トナー供給ローラ１２の表面に細孔及びセル目が形成される。なお、前記弾性層が半導電性を有するようにする場合は、前記発泡体にアセチレンブラック、カーボンブラック等が添加される。

なお、前記発泡体から成る弾性層上にゴム層を形成することができる。また、トナー供給ローラ１２による現像ローラ１１へのトナーＴの供給を補助するために、補助のトナー供給ローラを配設することができる。

そして、トナー回収ローラ１５としては、導電性を有する金属材料、例えば、ＳＵＭ（快削鋼材）にニッケルメッキを施したローラが使用され、現像ローラ１１と当接させられる。前記トナー回収ローラ１５を金属材料によって形成することにより、現像ローラ１１を回転させる際の負荷を小さくすることができるだけでなく、トナー回収ローラ１５の表面の平滑度を高くすることによって摩擦係数を小さくすることができるので、トナー回収ローラ１５の表面に付着したトナーＴをトナー回収ブレード１８によって容易に掻き取ることができる。なお、本実施の形態においては、トナー回収ローラ１５に金属材料が使用されるようになっているが、金属材料に代えて、導電性を有し、平滑度が高い他の材料を使用することができる。

前記現像剤薄層化ユニット１１０は、先端（図１における下端）を現像ローラ１１に当接させて配設され、現像ローラ１１に担持されるトナーＴの量を規制して薄層化するとともに、トナーＴを帯電させる規制部材１６、及び該規制部材１６を（図１における上下方向に）移動自在に保持し、所定の押圧力、本実施の形態においては、所定の線圧Ｐａで現像ローラ１１に当接させる保持部材１７を備える。なお、実際は、規制部材１６は、現像ローラ１１に直接当接させられず、現像ローラ１１にトナーＴを介して当接させられる。

前記保持部材１７は、取付部としてのホルダ１７ａ、該ホルダ１７ａに対して（図１における上下方向に）移動自在に配設された押え部材としてのコマ１７ｂ、一端（図１における上端）がコマ１７ｂに、他端（図１における下端）が規制部材１６に取り付けられ、規制部材１６を現像ローラ１１に向けて付勢する付勢部材としてのばね１７ｃ、規制部材１６を介してホルダ１７ａと対向させて配設され、規制部材１６の現像ローラ１１の回転方向への鳴き（スティック−スリップ振動）を規制する挟持部材としての固定コマ１７ｄ、並びに前記ホルダ１７ａ、コマ１７ｂ及び固定コマ１７ｄに係合させられて、前記ホルダ１７ａ及び固定コマ１７ｄに対してコマ１７ｂを位置決めする係合部材としてのポスト１７ｅを備える。前記ホルダ１７ａ及び固定コマ１７ｄに対してコマ１７ｂを上下方向に移動させることによってばね１７ｃの収縮量を調整し、規制部材１６の現像ローラ１１に対する線圧Ｐａを設定することができる。

なお、本実施の形態においては、規制部材１６の現像ローラ１１に対する線圧Ｐａを、１０〔ｇｆ／ｃｍ〕以上、かつ、１５０〔ｇｆ／ｃｍ〕以下になるように設定することができ、現像ローラ１１の回転方向における規制部材１６と現像ローラ１１との接触領域の長さ（直線距離）を表す後述される接触幅Ｌ（図６）を、３００〔μｍ〕以上、かつ、１０００〔μｍ〕以下になるように設定することができる。

また、前記規制部材１６は、板厚が４〔ｍｍ〕、幅が２３０〔ｍｍ〕、高さが１２．２〔ｍｍ〕の導電性を有する金属材料であるステンレス鋼の板状体によって形成される。すなわち、前記規制部材１６における少なくとも現像ローラ１１と当接する当接面は導電性を有する材料で形成される。

なお、トナーＴに対する接触帯電による帯電性を高くし、現像ローラ１１と規制部材１６との間の電界差によって電荷を容易に移動させることができるように、規制部材１６を他の金属材料、例えば、アルミニウム、鋳鉄等によって形成することができる。また、前記当接面の導電性を有する材料として、金属以外の他の材料、例えば、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）によって形成することもできる。なお、規制部材１６における現像ローラ１１との当接面の粗さ、すなわち、表面粗さは、ブラスト法、プラズマ溶射、ＨＶＯＦ等によって調整することができる。

そして、前記攪拌装置１１１は、前記ケーシング２２内において回転自在に配設された複数の、本実施の形態においては、４個の攪拌部材２３〜２６を備える。各攪拌部材２３〜２６は、クランク形状の金属バーによって形成され、偏心バー部分が、図に示される破線に沿って矢印方向に回転させられる。攪拌部材２３は、ケーシング２２の底壁部ｗｂの近傍においてトナー回収ローラ１５及びトナー回収ブレード１８に隣接させて、攪拌部材２４は、ケーシング２２の底壁部ｗｂの近傍において攪拌部材２３に隣接させて、攪拌部材２５は、攪拌部材２４より上方においてトナー供給ローラ１２に隣接させて配設され、トナー回収ローラ１５及びトナー回収ブレード１８によって回収されたトナーＴをトナー供給ローラ１２に供給する。また、攪拌部材２６は、攪拌部材２４より上方において第２の側壁部ｗｒに隣接させて配設され、ケーシング２２内において上方から送られたトナーＴをトナー供給ローラ１２に供給する。

本実施の形態において使用したトナーＴは、粉砕法で製造され、バインダとしてポリエステル樹脂を用いた非磁性一成分の、負の極性に帯電させられるトナー、すなわち、負帯電性トナーである。前記トナーＴの体積平均粒径は６．０〔μｍ〕であり、円形度は０．９２であり、ブローオフ帯電量は−３６〔μＣ／ｇ〕である。

なお、体積平均粒径の測定にはコールター社製コールターマルチサイザーIIを、円形度の測定にはシスメックス社製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−３０００を、ブローオフ帯電量の測定には京セラ社製粉体帯電量測定装置ＴＹＰＥ ＴＢ−２０３を使用した。そして、トナー０．５〔ｇ〕とパウダーテック社製フェライトキャリア（Ｆ−６０）９．５〔ｇ〕とを混合し、３０〔分〕間攪拌した後、ブロー圧を７．０〔ｋＰａ〕とし、吸引圧を−４．５〔ｋＰａ〕として飽和帯電量を測定した。

ところで、前記感光体ドラム１３、現像ローラ１１、トナー供給ローラ１２及びトナー回収ローラ１５は、画像形成用の駆動部としての後述される駆動モータ３６（図５）からの回転を、回転伝達系を介して受けることによって回転させられる。

次に、前記画像形成ユニット１０３の回転伝達系について説明する。

図４は本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの回転伝達系を示す概念図である。

図において、ｇ１は駆動モータ３６（図５）を駆動することによって矢印方向に回転させられる駆動ギヤ、３１は前記感光体ドラム１３の一端に取り付けられた像担持体用のギヤとしての感光体ドラムギヤ、３２は前記現像ローラ１１の一端に取り付けられた現像剤担持体用のギヤとしての現像ローラギヤ、３５は前記トナー供給ローラ１２の一端に取り付けられた現像剤供給部材用のギヤとしてのトナー供給ローラギヤ、３８は前記トナー回収ローラ１５の一端に取り付けられた現像剤回収部材用のギヤとしてのトナー回収ローラギヤである。

前記駆動ギヤｇ１と感光体ドラムギヤ３１とが噛合させられ、感光体ドラムギヤ３１と現像ローラギヤ３２とが噛合させられ、感光体ドラムギヤ３１及び現像ローラギヤ３２はそれぞれ矢印方向に回転させられる。また、現像ローラギヤ３２とトナー供給ローラギヤ３５とがアイドルギヤｇ２、ｇ３を介して噛合させられ、現像ローラギヤ３２とトナー回収ローラギヤ３８とがアイドルギヤｇ４、ｇ５を介して噛合させられ、トナー供給ローラギヤ３５、トナー回収ローラギヤ３８、及びアイドルギヤｇ２〜ｇ５はそれぞれ矢印方向に回転させられる。

したがって、駆動モータ３６の回転は、駆動ギヤｇ１及び感光体ドラムギヤ３１を介して感光体ドラム１３に伝達され、現像ローラギヤ３２を介して現像ローラ１１に伝達され、さらに、アイドルギヤｇ２、ｇ３及びトナー供給ローラギヤ３５を介してトナー供給ローラ１２に伝達され、アイドルギヤｇ４、ｇ５及びトナー回収ローラギヤ３８を介してトナー回収ローラ１５に伝達される。

なお、駆動モータ３６の回転は、前記攪拌部材２３〜２６（図１）にも伝達されるようになっていて、所定のギヤ、本実施の形態においては、トナー供給ローラギヤ３５と、攪拌部材２３〜２６の一端に取り付けられた攪拌用のギヤとしての図示されない攪拌部材ギヤとがギヤ列を介して連結される。

本実施の形態において、現像ローラ１１は、感光体ドラム１３に対して連れ回り方向（逆方向）に周速比１．２１で回転させられる。そのために、本実施の形態においては、１〔分〕間当たりの印刷枚数を表す用紙Ｐの搬送速度が４５〔ｐｐｍ〕にされ、現像ローラ１１の周速が３２４．０〔ｍｍ／ｓｅｃ〕に、感光体ドラム１３の周速が２６７．７５〔ｍｍ／ｓｅｃ〕にされる。

なお、用紙Ｐの搬送速度を３６〔ｐｐｍ〕として、現像ローラ１１の周速を２５９．２〔ｍｍ／ｓｅｃ〕に、感光体ドラム１３の周速を２１４．２〔ｍｍ／ｓｅｃ〕にしたり、用紙Ｐの搬送速度を５５〔ｐｐｍ〕として、現像ローラ１１の周速を３９８．０〔ｍｍ／ｓｅｃ〕に、感光体ドラム１３の周速を３２７．２５〔ｍｍ／ｓｅｃ〕にしたりすることができる。

また、トナー供給ローラ１２は現像ローラ１１に対して連れ回り方向（逆方向）に周速比１．０９で、トナー回収ローラ１５は現像ローラ１１に対して連れ回り方向（逆方向）に周速比０．９８で回転させられる。この場合、トナー供給ローラ１２及びトナー回収ローラ１５が現像ローラ１１とほぼ等速度で回転させられるので、トナー供給ローラ１２と現像ローラ１１との当接部、及びトナー回収ローラ１５と現像ローラ１１との当接部においてトナーＴに加わる力を小さくすることができる。本実施の形態において、ほぼ等速度とは、前記各当接部における二つのローラの移動速度の差が±１０〔％〕以内であることをいう。ただし、前記周速比は前記値に限られない。

なお、前記帯電ローラ１４は、駆動ローラ３６の回転を受けることなく、感光体ドラム１３の表面との摩擦によって連れ回りで回転させられる。

次に、前記プリンタ４０の制御装置について説明する。

図５は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。

図において、５０は、演算装置としてのＣＰＵ（マイクロプロセッサ）、第１の記憶部としてのＲＯＭ、第２の記憶部としてのＲＡＭ、入出力ポート、計時部材としてのタイマ等を備えた第１の制御部としての印刷制御部であり、該印刷制御部５０は、上位装置としての図示されないホストコンピュータから第２の制御部としてのインタフェース制御部５１を介して印刷データ及び制御コマンドを受信してプリンタ４０（図２）の全体のシーケンスを制御して印刷動作を行う。

また、５２はホストコンピュータからインタフェース制御部５１を介して受信された印刷データを一時的に記録する受信メモリ、５３は該受信メモリ５２に記録された印刷データを受けるとともに、該印刷データを編集処理することによって形成された画像データを記録する画像データ編集メモリである。

そして、５４は前記プリンタ４０の状態を表示するための表示部としてのＬＥＤ、及び操作者が前記プリンタ４０に各種の指示を行うためのスイッチ等を備えた操作部、５５はプリンタ４０の動作状態を監視するための各種のセンサ、例えば、用紙位置検出センサ、温湿度センサ、印字濃度センサ、トナー残量検知センサ等から成るセンサ群である。

前記印刷制御部５０には、帯電ローラ１４に所定の電圧を印加し、感光体ドラム１３の表面を帯電させるための帯電ローラ用電源５６、現像ローラ１１に所定の電圧（直流のバイアス電圧）を印加し、静電潜像にトナーＴを付着させるための現像ローラ用電源５７、トナー供給ローラ１２に所定の電圧（直流のバイアス電圧）を印加し、現像ローラ１１にトナーＴを供給するためのトナー供給ローラ用電源５８、規制部材１６に所定の電圧（直流のバイアス電圧）を印加する規制部材用電源５９、トナー回収ローラ１５に所定の電圧、本実施の形態においては、トナーＴの帯電極性と逆の極性（正の極性）の回収用の電圧を印加するトナー回収ローラ用電源６０、前記転写ローラ４２に所定の電圧を印加し、感光体ドラム１３に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写するための転写ローラ用電源６１等の各電源が接続される。

前記現像ローラ１１に印加される電圧をＤＢとし、規制部材１６に印加される電圧をＢＢとしたとき、電圧ＤＢの絶対値｜ＤＢ｜及び電圧ＢＢの絶対値｜ＢＢ｜は、
｜ＤＢ｜≦｜ＢＢ｜
にされる。

また、前記トナー供給ローラ１２に印加される電圧をＳＢとし、規制部材１６に印加される電圧をＢＢとしたとき、電圧ＳＢの絶対値｜ＳＢ｜及び電圧ＢＢの絶対値｜ＢＢ｜は、
｜ＳＢ｜≦｜ＢＢ｜
にされる。

なお、前記帯電ローラ用電源５６、現像ローラ用電源５７、トナー供給ローラ用電源５８、規制部材用電源５９、トナー回収ローラ用電源６０及び転写ローラ用電源６１は、印刷制御部５０の指示によって帯電ローラ１４、現像ローラ１１、トナー供給ローラ１２、規制部材１６、トナー回収ローラ１５及び転写ローラ４２に所定の電圧を印加し、それに伴って、帯電ローラ１４、現像ローラ１１、トナー供給ローラ１２、規制部材１６、トナー回収ローラ１５及び転写ローラ４２に所定の電流を供給する。このときの電圧値又は電流値は、印刷制御部５０の指示によって変更することができる。

また、前記印刷制御部５０には、前記画像データ編集メモリ５３に記録された画像データをＬＥＤヘッド４１に送り、該ＬＥＤヘッド４１を駆動する第３の制御部としてのヘッド駆動制御部６４、定着器４３のヒータに所定の電流を供給し、用紙Ｐに転写されたトナー像を定着させる第４の制御部としての定着制御部６５、媒体搬送用の駆動部としての用紙搬送モータ６７を駆動するための第５の制御部としての搬送モータ制御部６６、前記駆動モータ３６を駆動するための第６の制御部としての駆動制御部６８等の制御部が接続される。

前記定着制御部６５は、前記温度センサのセンサ出力を読み込み、センサ出力に基づいてヒータを通電させ、加熱ローラｒ１の温度を一定にする。また、搬送モータ制御部６６は、印刷制御部５０の指示を受けて用紙搬送モータ６７を駆動し、ホッピングローラ４５、搬送ローラ対４６及び排出ローラ対４７を回転させ、所定のタイミングで用紙Ｐを搬送したり、停止させたりする。

次に接触幅Ｌの測定方法について説明する。

図６は本発明の第１の実施の形態における接触幅の測定方法を説明するための図である。

図において、１１は矢印方向に回転させられる現像ローラ、１６は規制部材、Ｔはトナー、１１ｄは現像ローラ１１の表面粗さによる凹凸部、１６ａは規制部材１６の表面粗さによる凹凸部である。

ところで、前述されたように、接触幅Ｌは現像ローラ１１の回転方向における規制部材１６と現像ローラ１１との接触領域の長さを表す。そして、規制部材１６と現像ローラ１１との接触領域は、現像ローラ１１上に担持されたトナーＴが、規制部材１６の表面の近傍に到達した後、規制部材１６から接触圧力を受ける領域である。したがって、規制部材１６をプリンタ４０から取り外して、規制部材１６における現像ローラ１１と対向する面のトナーＴとの接触痕を測定することによって接触幅Ｌを測定することができる。なお、構造解析によって接触幅Ｌを計算することもできる。

次に、画像形成時におけるプリンタ４０の動作について説明する。

まず、前記印刷制御部５０（図５）は、ホストコンピュータから印刷データ及び制御コマンドとしての印刷命令を受信すると、駆動制御部６８を介して駆動モータ３６を駆動し、感光体ドラム１３を図１の矢印方向に一定の周速度で回転させる。前記感光体ドラム１３の回転は、現像ローラ１１、トナー供給ローラ１２及びトナー回収ローラ１５に伝達され、現像ローラ１１、トナー供給ローラ１２及びトナー回収ローラ１５がそれぞれ矢印方向に回転させられるとともに、攪拌部材２３〜２６が前記各ギヤ列を介してそれぞれ回転を受け、矢印方向に回転させられる。

また、前記印刷制御部５０は、帯電ローラ用電源５６によって帯電ローラ１４に所定の電圧を印加し、感光体ドラム１３の表面を一様に帯電させる。

次に、前記印刷制御部５０は、ヘッド駆動制御部６４を介してＬＥＤヘッド４１を駆動し、画像データに対応した光で感光体ドラム１３を露光し、感光体ドラム１３の表面に静電潜像を形成する。さらに、前記印刷制御部５０は、現像ローラ用電源５７によって現像ローラ１１に所定の電圧を印加し、静電潜像を現像し、感光体ドラム１３の表面にトナー像を形成する。

また、前記印刷制御部５０は、搬送モータ制御部６６を介して用紙搬送モータ６７を駆動する。それにより、用紙Ｐはホッピングローラ４５（図２）によって用紙カセット１０１から繰り出され、搬送ローラ対４６によって搬送され、画像形成部Ｑに送られる。このとき、前記印刷制御部５０は、転写ローラ用電源６１によって転写ローラ４２に所定の電圧を印加し、トナー像を用紙Ｐに転写する。

その後、トナー像が転写された用紙Ｐは定着器４３に送られる。続いて、印刷制御部５０は、定着制御部６５を介して定着器４３の前記ヒータに所定の電流を供給し、トナー像を用紙Ｐに定着させる。

そして、トナー像が定着させられた用紙Ｐは排出ローラ対４７によって装置本体外に排出される。

なお、トナー像が用紙Ｐに転写された後に感光体ドラム１３の表面にわずかな量のトナーＴが残留することがあるが、残留したトナーＴはクリーニングブレード１９によって掻き取られ除去される。このようにして、感光体ドラム１３は繰り返し使用される。

次に、画像形成時の現像器１０の動作について説明する。

まず、駆動モータ３６の回転を受けて感光体ドラム１３が図１の矢印方向に回転させられると、現像ローラ１１、トナー供給ローラ１２及びトナー回収ローラ１５がそれぞれ矢印方向に回転させられる。このとき、トナー供給ローラ１２は表面の細孔及びセル目にトナーＴを保持しながら回転させられ、トナーＴは供給ローラ１２と現像ローラ１１との当接部に到達する。

この場合、トナー供給ローラ１２にはトナー供給ローラ用電源５８によって電圧−３９０〔Ｖ〕が印加され、現像ローラ１１には現像ローラ用電源５７によって電圧−２００〔Ｖ〕が印加されるので、トナー供給ローラ１２が保持するトナーＴは、トナー供給ローラ１２と現像ローラ１１との間の電界差によって現像ローラ１１の表面に移動させられる。これにより、トナーＴは現像ローラ１１に供給される。

前記規制部材１６には、規制部材用電源５９によって電圧−４４０〔Ｖ〕が印加され、現像ローラ１１と規制部材１６との接触領域において、現像ローラ１１上のトナーＴは、規制部材１６の表面粗さによる凹凸部１６ａに接触させられ、接触摩擦によって帯電させられ、さらに、規制部材１６と現像ローラ１１との間の電界差による電荷移動によって帯電させられるとともに、薄層化される。

続いて、現像ローラ１１上の薄層化されたトナーＴは、感光体ドラム１３上に形成された静電潜像に付着させられ、静電潜像を現像する。

一方、静電潜像の現像に使用されることなく、現像ローラ１１の表面に残留したトナーＴは、現像ローラ１１の回転に伴って、現像ローラ１１とトナー回収ローラ１５とのニップ部であるトナーの回収部に到達する。前記トナー回収ローラ１５は、トナー回収ローラ用電源６０によってトナーＴの帯電極性と逆の極性の回収用の電圧が印加されるように抵抗を介してアース接続され、現像ローラ１１の表面に残留したトナーＴはトナー回収ローラ１５に移動し、更にトナー回収ブレード１８によってトナー回収ローラ１５から掻き取られ、再びケーシング２２内のトナーＴと混合され、利用される。

ところで、前述されたように、現像ローラ１１と規制部材１６との接触領域において、トナーＴは、規制部材１６の表面粗さによる凹凸部１６ａに接触しながら、規制部材１６との接触摩擦によって帯電させられ、規制部材１６と現像ローラ１１との間の電界差による電荷移動によって更に帯電させられる。したがって、トナーＴを十分に帯電させるために現像ローラ１１と規制部材１６とを当接させる条件、すなわち、当接条件が重要である。

そこで、本実施の形態においては、現像ローラ１１と規制部材１６との当接条件を設定することによって、トナーＴを十分に帯電させ、光沢紙等の特殊な用紙に対して印字を行う場合においても、例えば、非印字領域にトナーＴが付着してかぶりを発生させる等の印字不良が発生するのを防止するようにしている。

この場合、現像ローラ１１と規制部材１６との当接条件を設定するための指標として、トナーＴの体積平均粒径Ｄｔ、現像ローラ１１の表面粗さＤＶＲｚ、規制部材１６の表面粗さＢＬＲｚ、及び現像ローラ１１と規制部材１６との接触領域の接触幅Ｌを使用した。なお、前記現像ローラ１１の表面粗さＤＶＲｚ及び規制部材１６の表面粗さＢＬＲｚは、十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４規格）で表される。

次に、前記各指標とトナーＴの帯電特性との関係について説明する。

図７は本発明の第１の実施の形態における帯電特性を説明するための第１の図、図８は本発明の第１の実施の形態における帯電特性を説明するための第２の図、図９は本発明の第１の実施の形態における帯電特性を説明するための第３の図、図１０は本発明の第１の実施の形態における帯電特性を説明するための第４の図である。
〔現像ローラ１１の表面粗さＤＶＲｚ〕
前述されたように、本実施の形態においては、現像ローラ１１の表面粗さＤＶＲｚは十点平均粗さＲｚで表される。十点平均粗さＲｚは、現像ローラ１１の凹凸部１１ｄにおける凸部頂点と凹部頂点との距離の平均値である。

したがって、現像ローラ１１の表面粗さＤＶＲｚが大きいほど、現像ローラ１１の凹凸部１１ｄにおける凹部又は凹部の稜線部（傾斜部）に保持されるトナーＴの量が多くなり、現像ローラ１１によって担持され、搬送されるトナーＴの量が多くなる。また、現像ローラ１１の表面粗さＤＶＲｚが小さいほど、現像ローラ１１の凹凸部１１ｄにおける凹部又は凹部の稜線部に保持されるトナーＴの量が少なくなり、現像ローラ１１によって担持され、搬送されるトナーＴの量が少なくなる。

そして、図７に示されるように、現像ローラ１１の表面粗さＤＶＲｚがトナーＴの体積平均粒径Ｄｔよりも大きい場合には、トナーＴを、規制部材１６との接触摩擦によって帯電させるのが困難になる。

ここで、現像ローラ１１の凹凸部１１ｄにおける凹部頂点を１１ｃとし、凸部頂点を１１ｅとし、規制部材１６の凹凸部１６ａにおける凹部頂点を１６ｃとし、凸部頂点を１６ｅとするとともに、現像ローラ１１の凹凸部１１ｄにおける凹部頂点１１ｃと凸部頂点１１ｅとの間をａ部とし、現像ローラ１１の凹凸部１１ｄにおける凸部頂点１１ｅと規制部材１６の凹凸部１６ａにおける凸部頂点１６ｅとの間をｂ部とし、規制部材１６の凹凸部１６ａにおける凹部頂点１６ｃと凸部頂点１６ｅとの間をｃ部とする。

そして、現像ローラ１１の表面粗さＤＶＲｚがトナーＴの体積平均粒径Ｄｔより大きい場合、ａ部においては、トナーＴが現像ローラ１１の表面との摩擦抵抗を受けて入れ替わることが困難であり、規制部材１６と接触する機会が少なく、トナーＴを十分に帯電させることができない。また、ｂ部においては、トナーＴ同士の接触によって正の極性に帯電させられるトナーＴ、すなわち、逆帯電トナーが発生してしまう。そして、ｃ部においては、トナーＴがトナー層の表層部分に存在するので、規制部材１６と接触する機会が多くなり、帯電させられる。

このように、現像ローラ１１の表面粗さＤＶＲｚがトナーＴの体積平均粒径Ｄｔよりも大きい場合、トナーＴはａ部及びｂ部において帯電させられず、ｃ部においてだけ帯電させられるので、トナーＴを十分に帯電させることができない。したがって、十分に帯電させることができないトナーＴ、すなわち、帯電不良トナーが多くなる。

また、図８に示されるように、現像ローラ１１の表面粗さＤＶＲｚがトナーＴの体積平均粒径Ｄｔより小さい場合、規制部材１６と接触する機会があるトナーＴが多くなり、帯電不良トナーが少なくなるが、現像ローラ１１によって担持されるトナーＴの量が少なくなり、現像ローラ１１によるトナーＴの搬送性が低下するので、画像濃度が低くなったり、画像にかすれ等が発生したりして、画像品位が低下してしまう。

本実施の形態においては、現像ローラ１１と規制部材１６との接触領域を通過した後の現像ローラ１１上のトナーＴの量が０．４〔ｍｇ／ｃｍ³ 〕以上、かつ、０．７〔ｍｇ／ｃｍ³ 〕以下になるように、現像ローラ用電源５７（図５）、トナー供給ローラ用電源５８及びトナー回収ローラ用電源６０によって電界差が設定される。

前記現像ローラ１１上のトナーＴの量が０．４〔ｍｇ／ｃｍ³ 〕より少ない場合、画像濃度が低くなったり、画像にかすれ等が発生したりして、画像品位が低下してしまう。また、トナーＴの量が０．７〔ｍｇ／ｃｍ³ 〕より多い場合は、帯電不良トナーが多くても、トナー層の表面電位が高くなり、非印字領域にトナーＴが付着し、かぶりを発生させてしまう。
〔規制部材１６の表面粗さＢＬＲｚ〕
図９に示されるように、規制部材１６の表面粗さＢＬＲｚがトナーＴの体積平均粒径Ｄｔより小さい場合、現像ローラ１１の表面の近傍のトナーＴが規制部材１６の凹凸部１６ａにおける凹部又は凹部の稜線部と接触する機会が少なくなり、帯電させられない。したがって、帯電不良トナーが多くなる。

また、図１０に示されるように、規制部材１６の表面粗さＢＬＲｚがトナーＴの体積平均粒径Ｄｔより大きい場合、例えば、図７のｃ部のように、トナー層の表層部分に存在するトナーＴが、規制部材１６と接触する機会が多くなり、トナーＴは帯電させられる。したがって、帯電不良トナーが少なくなる。

なお、現像ローラ１１上のトナーＴの量が０．７〔ｍｇ／ｃｍ³ 〕であってもトナー層の高さを表す層数は、多くても、三つのトナーＴを重ねることによって形成される３層程度であるので、規制部材１６の表面粗さＢＬＲｚの最大値ＢＬＲｚｍａｘは、
ＢＬＲｚｍａｘ＝３・Ｄｔ
とすれば十分である。
〔接触幅Ｌ〕
接触幅Ｌ（図６）が大きいほど、トナーＴは、規制部材１６に接触する機会が多くなり、帯電させられるので、帯電不良トナーが少なくなる。また、接触幅Ｌが小さいほど、トナーＴは、規制部材１６に接触する機会が少なくなり、帯電させられないので、帯電不良トナーが多くなるだけでなく、現像ローラ１１と規制部材１６との間を通過するトナーＴの量が多くなる。

このように、トナーＴの体積平均粒径Ｄｔ、現像ローラ１１の表面粗さＤＶＲｚ、規制部材１６の表面粗さＢＬＲｚ、及び現像ローラ１１と規制部材１６との接触領域の接触幅Ｌの各指標が適正でないと、トナーＴを十分に帯電させることができず、かぶりを発生させてしまう。

そこで、本実施の形態においては、トナーＴを十分に帯電させることができ、かぶりを発生させるのを防止することができるように、現像ローラ１１と規制部材１６とを当接させる当接条件を設定するための各指標を異ならせ、各当接条件で画像を形成した。

図１１は本発明の第１の実施の形態における当接条件を説明するための図、図１２は本発明の第１の実施の形態における当接条件で画像を形成したときの各評価項目の評価結果を示す図、図１３は本発明の第１の実施の形態におけるトナーの帯電量分布を示す図、図１４は本発明の第１の実施の形態におけるかぶりの評価結果を示す第１の図、図１５は本発明の第１の実施の形態におけるかぶりの評価結果を示す第２の図、図１６は本発明の第１の実施の形態におけるかぶりの評価結果を示す第３の図である。なお、図１３において、横軸に帯電量を、縦軸に各帯電量のトナーＴの割合を、図１４において、横軸に規制部材１６の表面粗さＢＬＲｚを、縦軸に色差ΔＥを、図１５において、横軸に現像ローラ１１の表面粗さＤＶＲｚを、縦軸に色差ΔＥを、図１６において、横軸に接触幅Ｌを、縦軸に色差ΔＥを採ってある。

この場合、各当接条件１〜９において、現像ローラ１１（図３）の表面粗さＤＶＲｚはテープ研磨法による表面処理を行う際のテープの粗さを調整することによって、規制部材１６の表面粗さＢＬＲｚはブラスト法によるブラスト時の粒子径及びブラスト時間を調整することによって、現像ローラ１１と規制部材１６との接触幅Ｌ（図６）はコマ１７ｂの高さを調整することによってそれぞれ設定した。

また、前記現像ローラ１１の表面粗さＤＶＲｚ及び規制部材１６の表面粗さＢＬＲｚは、ＪＩＳ Ｂ６０１−１９９４規格に基づいて小坂研究所製サーフコーダＳＥＦ３５００を使用して十点平均粗さＲｚで測定した。

なお、前述された特許文献１に記載された現像器を従来の技術とした。
（当接条件１）表面粗さＤＶＲｚ＝１．０〔μｍ〕、表面粗さＢＬＲｚ＝１２．０〔μｍ〕、接触幅Ｌ＝８００〔μｍ〕
（当接条件２）表面粗さＤＶＲｚ＝１．０〔μｍ〕、表面粗さＢＬＲｚ＝６．０〔μｍ〕、接触幅Ｌ＝８００〔μｍ〕
（当接条件３）表面粗さＤＶＲｚ＝１．０〔μｍ〕、表面粗さＢＬＲｚ＝０．５〔μｍ〕、接触幅Ｌ＝８００〔μｍ〕
（当接条件４）表面粗さＤＶＲｚ＝０．４〔μｍ〕、表面粗さＢＬＲｚ＝１２．０〔μｍ〕、接触幅Ｌ＝８００〔μｍ〕
（当接条件５）表面粗さＤＶＲｚ＝６．０〔μｍ〕、表面粗さＢＬＲｚ＝１２．０〔μｍ〕、接触幅Ｌ＝８００〔μｍ〕
（当接条件６）表面粗さＤＶＲｚ＝８．０〔μｍ〕、表面粗さＢＬＲｚ＝１２．０〔μｍ〕、接触幅Ｌ＝８００〔μｍ〕
（当接条件７）表面粗さＤＶＲｚ＝１．０〔μｍ〕、表面粗さＢＬＲｚ＝１２．０〔μｍ〕、接触幅Ｌ＝３００〔μｍ〕
（当接条件８）表面粗さＤＶＲｚ＝１．０〔μｍ〕、表面粗さＢＬＲｚ＝１２．０〔μｍ〕、接触幅Ｌ＝５００〔μｍ〕
（当接条件９）表面粗さＤＶＲｚ＝１．０〔μｍ〕、表面粗さＢＬＲｚ＝１２．０〔μｍ〕、接触幅Ｌ＝１０００〔μｍ〕
（従来の技術）表面粗さＤＶＲｚ＝５．０〔μｍ〕、表面粗さＢＬＲｚ＝０．５〔μｍ〕、接触幅Ｌ＝１００〔μｍ〕
なお、トナーＴの体積平均粒径Ｄｔは、６．０〔μｍ〕とした。

当接条件１〜３においては、表面粗さＤＶＲｚ及び接触幅Ｌを一定にし、表面粗さＢＬＲｚを異ならせることによって表面粗さＢＬＲｚの好ましい範囲、すなわち、良好範囲を判定し、当接条件１及び４〜６においては、表面粗さＢＬＲｚ及び接触幅Ｌを一定にし、表面粗さＤＶＲｚを異ならせることよって表面粗さＤＶＲｚの良好範囲を判定し、当接条件１及び７〜９においては、表面粗さＤＶＲｚ及び表面粗さＢＬＲｚを一定にし、接触幅Ｌを異ならせることによって接触幅Ｌの良好範囲を判定した。

図１２に示されるように、表面粗さＤＶＲｚ、表面粗さＢＬＲｚ及び接触幅Ｌの各良好範囲を判定するための評価項目は、トナーＴの帯電性の良否、かぶりの発生の有無、色差ΔＥ、トナー層の層形成性の良否及び総合判定とした。

トナーＴの帯電性の良否を評価するために、現像ローラ１１上のトナー層におけるトナーＴの帯電量の分布をホソカワミクロン社製Ｅ−Ｓｐａｒｔアナライザーを用いて測定し、当接条件１〜９及び従来の技術のトナー層の帯電量を比較し、帯電量の多いものから順にトナーＴの帯電性の良否の評価結果を○△×とした。トナーＴを十分に帯電させることができ、逆帯電トナーの発生が少なく、帯電不良トナーの割合が低い場合、トナーＴの帯電性の良否の評価結果を○とし、トナーＴをある程度帯電させることができ、逆帯電トナーの発生が比較的少なく、帯電不良トナーの割合が比較的低い場合、トナーＴの帯電性の良否の評価結果を△とし、トナーＴを十分に帯電させることができず、逆帯電トナーの発生が多く、帯電不良トナーの割合が高い場合、トナーＴの帯電性の良否の評価結果を×とした。

また、かぶりの発生の有無を評価するために、印字を行ったときの感光体ドラム１３に付着したトナーＴを住友３Ｍ製メンディングテープで採取し、分光測色計ＣＭＤ−２６００Ｄで色差ΔＥを測定した。色差ΔＥが、
ΔＥ≦０．３
である場合、光沢紙等の特殊な用紙に対して印字を行ったときに感光体ドラム１３に付着したトナーＴが目立たず、かぶりが発生しなかった場合に、かぶりの発生の有無の評価結果を○とし、色差ΔＥが、
０．３＜ΔＥ≦０．５
である場合、光沢紙等の特殊な用紙に対して印字を行ったときに感光体ドラム１３に付着したトナーＴがわずかに分かり、わずかにかぶりが発生した場合に、かぶりの発生の有無の評価結果を△とし、色差ΔＥが、
０．５＜ΔＥ
である場合、光沢紙等の特殊な用紙に対して印字を行ったときに感光体ドラム１３に付着したトナーＴが目立ち、かぶりが発生した場合に、かぶりの発生の有無の評価結果を×とした。

そして、トナー層の層形成性の良否を評価するために、現像ローラ１１と規制部材１６との間から漏れ出す（通過する）トナーＴの有無を調べた。現像ローラ１１と規制部材１６との間から漏れ出すトナーＴがない場合、現像ローラ１１上のトナーＴを薄層化することができ、トナー層を形成することができるので、トナー層の層形成性の良否の評価結果を○とし、現像ローラ１１と規制部材１６との間から漏れ出すトナーがある場合、現像ローラ１１上のトナーＴを薄層化することができず、トナー層を形成することができないので、トナー層の層形成性の良否の評価結果を×とした。
〔当接条件１〜３における各評価項目の評価結果〕
図１２〜１４に示されるように、当接条件１及び２のように、規制部材１６の表面粗さＢＬＲｚがトナーＴの体積平均粒径Ｄｔ以上である場合、トナーＴを十分に帯電させることができ、逆帯電トナーの発生が少なく、帯電不良トナーの割合が低いので、トナーＴの帯電性が良い。また、色差ΔＥが０．３以下であり、かぶりが発生しない。

そして、現像ローラ１１と規制部材１６との間から漏れ出すトナーＴがなく、トナー層の層形成性が良い。

これに対して、当接条件３のように、規制部材１６の表面粗さＢＬＲｚがトナーＴの体積平均粒径Ｄｔより小さい場合、トナーＴを十分に帯電させることができず、逆帯電トナーの発生が多く、帯電不良トナーの割合が高いので、トナーＴの帯電性が悪い。また、色差ΔＥが０．３より大きく、かぶりが発生する。

そして、現像ローラ１１と規制部材１６との間から漏れ出すトナーＴがあり、トナー層の層形成性が悪い。

このことから、トナーＴの帯電性の良否とかぶりの発生の有無との相関を確認することができるので、以降の説明においては、トナーＴの帯電性の良否をかぶりの発生の有無に基づいて判断する。
〔当接条件１及び４〜６における各評価項目の評価結果〕
図１２及び１５に示されるように、当接条件１及び４〜５のように、現像ローラ１１の表面粗さＤＶＲｚが６．０〔μｍ〕以下である場合、色差ΔＥが０．３以下になり、かぶりが発生せず、トナーＴの帯電性が良いが、当接条件４のように、現像ローラ１１の表面粗さＤＶＲｚが１．０〔μｍ〕より小さい場合、現像ローラ１１の凹凸部１１ｄにおける凹部又は凹部の稜線部に保持されるトナーＴが少なくなり、トナーＴの搬送性が低下して、トナー層を十分に形成することができず、トナー層の層形成性が悪い。また、当接条件６のように、現像ローラ１１の表面粗さＤＶＲｚが６．０〔μｍ〕より大きい場合、かぶりが発生し、トナーＴの帯電性が悪い。

したがって、現像ローラ１１の表面粗さＤＶＲｚを１．０〔μｍ〕以上、かつ、６．０〔μｍ〕以下にするのが好ましい。
〔当接条件１及び７〜９における各評価項目の評価結果〕
図１２及び１６に示されるように、当接条件１、８及び９のように、現像ローラ１１と規制部材１６との接触幅Ｌが５００〔μｍ〕以上である場合、色差ΔＥが０．３以下になり、かぶりが発生せず、トナーＴの帯電性が良いが、接触幅Ｌが５００〔μｍ〕より狭い場合、色差ΔＥが０．３より大きくなり、かぶりが発生し、トナーＴの帯電性が悪い。しかも、十分なトナー層を形成することができず、トナー層の層形成性が悪い。

ところで、接触幅Ｌを広くする方法としては、現像ローラ１１のゴム硬度を低く（軟らかく）したり、コマ１７ｃの位置を調整し、規制部材１６の現像ローラ１１に対する押圧力を大きくしたりする方法があるが、現像ローラ１１のゴム硬度を低くする場合、現像ローラ１１を長期間にわたり放置した後の永久歪みが影響して、画像を形成したときに画像品位が低下することがあり、規制部材１６の現像ローラ１１に対する押圧力を大きくする場合、現像器１０に加わる負荷トルクが大きくなったり、トナーＴに加わる力が大きくなってトナーＴを損傷させたり、現像ローラ１１の表面の摩耗量が多くなったりして、現像器１０の耐久性が低くなってしまう。

そこで、本実施の形態においては、接触幅Ｌが１０００〔μｍ〕以下にされる。

次に、現像ローラ１１と規制部材１６とを当接条件１で当接させた現像器１０を実施例とし、前記特許文献１に記載された現像器を代表とする現像器を従来の技術として、実施例と従来の技術とでトナーＴの帯電性の良否及びかぶりの発生の有無を比較した。

図１７は本発明の実施例及び従来の技術におけるトナーの帯電量分布を示す図、図１８は本発明の実施例及び従来の技術におけるかぶりの発生状態を示す図である。なお、図１７において、横軸に帯電量を、縦軸に各帯電量のトナーＴの割合を採ってある。

図に示されるように、実施例においては、逆帯電トナーのような帯電不良トナーの割合を低くし、従来の技術の１／１０にすることができる。したがって、光沢紙等の特殊な用紙に対して印字を行っても、印字不良が発生するのを防止することができ、画像品位を向上させることができる。

このようなことから、本実施の形態においては、現像ローラ１１（図３）の表面粗さＤＶＲｚ、規制部材１６の表面粗さＢＬＲｚ及びトナーＴの平均体積粒径Ｄｔが
１．０〔μｍ〕≦ＤＶＲｚ≦Ｄｔ≦ＢＬＲｚ≦３・Ｄｔ
にされ、規制部材１６と現像ローラ１１との接触幅Ｌが、
５００〔μｍ〕≦Ｌ≦１０００〔μｍ〕
にされる。

本実施の形態においては、印刷動作を高速化するために、また、駆動モータ３６（図５）に加わる負荷を小さくするために、現像ローラ１１及びトナー供給ローラ１２が互いに逆方向に回転させられ、トナー供給ローラ１２が現像ローラ１１に対して連れ回り方向に回転させられるので、現像ローラ１１とトナー供給ローラ１２との当接部におけるトナーＴの摩擦による帯電量が小さく、トナーＴは十分に帯電させられないが、現像ローラ１１と規制部材１６との当接部におけるトナーＴの帯電量が大きくされ、トナーＴが十分に帯電させられるので、光沢紙等の特殊な用紙に対して印字を行ってもかぶりが発生することはない。

なお、本実施の形態においては、トナーＴの平均体積粒径Ｄｔを６．０〔μｍ〕としているが、平均体積粒径Ｄｔが変化しても、前記現像ローラ１１の表面粗さＤＶＲｚ、規制部材１６の表面粗さＢＬＲｚ、及びトナーＴの平均体積粒径Ｄｔの関係を表す前記式が成立すれば、光沢紙等の特殊な用紙に対して印字を行ってもかぶりが発生することはない。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

図１９は本発明の第２の実施の形態における接触幅を説明するための図である。

図において、１１は現像剤担持体としての現像ローラ、１６は規制部材、Ｔは現像剤としてのトナー、１１ｄは現像ローラ１１の表面粗さによる凹凸部、１６ａは規制部材１６の表面粗さによる凹凸部、Ｌは接触幅である。

また、前記規制部材１６は、基材Ｂｄ、及び該基材Ｂｄの表面であり、現像ローラ１１と当接する当接面に、導電性を有する材料、本実施の形態においては、ＤＬＣによる成膜処理によって形成された炭素膜としてのＤＬＣコート層７０を備える。

前記ＤＬＣによる成膜処理においては、比較的低温の環境下で均一なＤＬＣコート層７０を形成することができ、基材Ｂｄの表面に粗さ処理が施されていても、基材Ｂｄの表面の表面粗さを有効に再現することができ、良好な被覆面を形成することができる。

本実施の形態においては、規制部材１６の基材Ｂｄとしてステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）が使用され、該ステンレス鋼の表面に、前記第１の実施の形態と同様の粗さ処理を施した後、シリコン（Ｓｉ）イオン及びカーボン（Ｃ）イオンをプラズマ照射してステンレス鋼の表層に炭化珪素（ＳｉＣ）から成るミキシング層を形成し、更にカーボンプラズマによって層厚が３〔μｍ〕のＤＬＣコート層７０を形成した。なお、ＤＬＣコート層７０の層厚は、現像装置としての現像器１０（図１）の使用条件に応じて、例えば、プラズマ照射の時間及び温度を調整することによって、３０〔μｍ〕程度まで変更することができる。

この場合、規制部材１６の当接面にＤＬＣコート層７０が形成されるので、ＤＬＣコート層７０のビッカース硬度をステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）のビッカース硬度の約１９０に対して、６倍以上の１２００にすることができ、規制部材１６の耐摩耗性を極めて高くすることができる。したがって、現像器１０の耐久性を高くすることができる。

さらに、ＤＬＣコート層７０の表面の摩擦係数は０．２以下であるので、画像形成用の駆動部としての駆動モータ３６（図５）に加わる負荷を小さくすることができるだけでなく、規制部材１６の当接面が摩耗するのを抑制することができる。

図２０は規制部材にＤＬＣコート層がある場合及びＤＬＣコート層がない場合の規制部材の当接面の摩耗量の比較図である。

この場合、規制部材にＤＬＣコート層７０（図１９）がある場合及びＤＬＣコート層７０がない場合に、印字動作を連続して行ったときの規制部材１６の当接面の摩耗量を測定した。

そのために、評価環境温度を２３〔℃〕とし、評価環境湿度を４５〔％〕として、Ａ４判の用紙Ｐに対して０．５〔％〕の印字デューティで１〔枚〕を印刷するごとに印字動作を停止させ、再び印字動作を開始することによって、４０００〔枚〕の印刷を行った。そして、５００〔枚〕又は１０００〔枚〕の印刷が行われるごとに規制部材１６の当接面の摩耗量を測定した。

なお、摩耗量の測定は、規制部材１６を取り外して、接触式粗さ測定器を用いて規制部材１６の当接面の基準面からの平均高さを測定し、印字枚数が０〔枚〕のときの平均高さとの差分を算出して摩耗量とした。

図から分かるように、ＤＬＣコート層７０がある場合の規制部材１６の当接部の摩耗量は、ＤＬＣコート層７０がない場合の規制部材１６の当接部の摩耗量の半分以下になった。

したがって、規制部材１６にＤＬＣコート層７０がある場合、規制部材１６の当接面の摩耗量を抑制することができ、規制部材１６の耐摩耗性を極めて高くすることができるので、現像器１０の耐久性を高くすることができる。

図２１は規制部材にＤＬＣコート層がある場合及びＤＬＣコート層がある場合の駆動モータに加わる負荷の比較図である。

この場合、規制部材１６にＤＬＣコート層７０（図１９）がある場合及びＤＬＣコート層７０がない場合の、駆動モータ３６（図５）を駆動したときの軸トルクを測定した。規制部材１６にＤＬＣコート層７０がある場合の軸トルクは、ＤＬＣコート層７０がない場合より約２１〔％〕小さくなった。

したがって、規制部材１６にＤＬＣコート層７０がある場合、駆動モータ３６に加わる負荷を小さくすることができる。

図２２は規制部材にＤＬＣコート層がある場合及びＤＬＣコート層がない場合の色差の比較図である。

この場合、規制部材にＤＬＣコート層７０がある場合及びＤＬＣコート層７０がない場合に、印字動作を連続して行ったときの色差ΔＥを測定した。

そのために、評価環境温度を２３〔℃〕とし、評価環境湿度を４５〔％〕として、Ａ４判の用紙Ｐに対して０．５〔％〕の印字デューティで１〔枚〕を印刷するごとに印字動作を停止させ、再び印字動作を開始することによって、５０００〔枚〕の印刷を行った。そして、５００〔枚〕又は１０００〔枚〕の印刷が行われるごとに色差ΔＥを測定した。

ＤＬＣコート層７０がある場合の色差ΔＥは、ＤＬＣコート層７０がない場合の色差ΔＥとほぼ同じであった。

したがって、規制部材１６にＤＬＣコート層７０がある場合、ＤＬＣコート層７０がない場合と同様にトナーＴの帯電性を維持することができる。

このように、本実施の形態においては、トナーＴを十分に帯電させることができるので、光沢紙等の特殊な用紙に対して印字を行ってもかぶりを発生させることはない。したがって、印字不良が発生するのを防止することができるだけでなく、現像器１０の耐久性を高くすることができる。

前記各実施の形態においては、プリンタ４０に一つの現像器１０が配設されるようになっているが、プリンタ４０に複数の現像器を配設し、カラーの画像を形成することができる。

また、前記各実施の形態においては、プリンタ４０について説明しているが、本発明を複写機、ファクシミリ、複合機等に適用することができる。

なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

１０ 現像器
１１ 現像ローラ
１３ 感光体ドラム
１６ 規制部材
Ｔ トナー

Claims (12)

1. （ａ）像担持体に現像剤を付着させて、像担持体に形成された潜像を現像する現像剤担持体と、
   （ｂ）該現像剤担持体と当接させて配設され、現像剤担持体が担持する現像剤の量を規制するとともに、現像剤を帯電させる規制部材とを有するとともに、
   （ｃ）前記現像剤担持体における規制部材と当接する当接面の十点平均粗さで表される表面粗さをＤＶＲｚとし、前記現像剤の体積平均粒径をＤｔとし、前記規制部材における現像剤担持体と当接する当接面の十点平均粗さで表される表面粗さをＢＬＲｚとしたとき、
   １．０〔μｍ〕≦ＤＶＲｚ≦Ｄｔ≦ＢＬＲｚ≦３・Ｄｔ
   にされることを特徴とする現像器。
2. （ａ）前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材を有するとともに、
   （ｂ）前記現像剤担持体及び現像剤供給部材は互いに逆方向に回転させられる請求項１に記載の現像器。
3. 前記現像剤担持体の回転方向における規制部材と現像剤担持体との接触領域の長さを接触幅Ｌとしたとき、接触幅Ｌは、
   ５００〔μｍ〕≦Ｌ≦１０００〔μｍ〕
   にされる請求項１又は２に記載の現像器。
4. 前記規制部材の現像剤担持体に対する線圧Ｐａは、
   １０〔ｇｆ／ｃｍ〕≦Ｐａ≦１５０〔ｇｆ／ｃｍ〕
   にされる請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像器。
5. （ａ）前記現像剤担持体に電圧ＤＢを印加するための電源と、
   （ｂ）前記規制部材に電圧ＢＢを印加するための電源とを有するとともに、
   （ｃ）前記電圧ＤＢ、ＢＢの絶対値｜ＤＢ｜、｜ＢＢ｜は、
   ｜ＤＢ｜≦｜ＢＢ｜
   にされる請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像器。
6. （ａ）前記現像剤供給部材に電圧ＳＢを印加するための電源と、
   （ｂ）前記規制部材に電圧ＢＢを印加するための電源とを有するとともに、
   （ｃ）前記電圧ＳＢ、ＢＢの絶対値｜ＳＢ｜、｜ＢＢ｜は、
   ｜ＳＢ｜≦｜ＢＢ｜
   にされる請求項２に記載の現像器。
7. 前記規制部材における、少なくとも現像剤担持体と当接する当接面は、金属材料で形成される請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像器。
8. 前記規制部材における、少なくとも現像剤担持体と当接する当接面は、炭素膜で形成される請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像器。
9. 前記規制部材を現像剤担持体に向けて付勢する付勢部材を有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の現像器。
10. 前記現像剤担持体と当接させて配設され、前記潜像の現像が行われた後の現像剤担持体に残留した現像剤を回収する現像剤回収部材を有する請求項１〜９のいずれか１項に記載の現像器。
11. 前記請求項１〜１０のいずれか１項に記載の現像器が搭載された画像形成ユニット。
12. 前記請求項１１に記載の画像形成ユニットが搭載された画像形成装置。

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