JP2024071331A - 現像装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非磁性一成分現像方式を用いる構成において、規制ブレードへのトナー融着を簡易な構成で効果的に抑制可能な現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】現像装置は、現像容器と、現像剤担持体と、規制ブレードと、を有し、静電潜像が形成された像担持体にトナーを供給する。現像容器は、トナーのみからなる非磁性一成分現像剤を収容する。現像剤担持体は、研磨法により製造され、回転軸と、回転軸の外周面に積層されるローラー部と、を備え、ローラー部の外周面にトナーを担持することによりトナー層が形成される。規制ブレードは、ローラー部の外周面に接触してトナー層の層厚を規制する。ローラー部の周方向および軸方向における十点平均粗さを、それぞれＲｚ１、Ｒｚ２とするとき、Ｒｚ１／Ｒｚ２≦１．５であり、ローラー部に対する規制ブレードの接触線圧が１５［Ｎ／ｍ］以上４０［Ｎ／ｍ］以下である。【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特に、非磁性一成分現像方式の現像装置およびそれを備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置において使用される現像装置は、現像剤にトナーとキャリアとを使用した二成分現像方式、キャリアを使用せずにトナーのみを使用した一成分現像方式のものが知られている。

非磁性トナーを用いる非磁性一成分現像方式の現像装置では、現像剤規制部材としての規制ブレードが現像剤担持体である現像ローラーの表面に接触するように配置されている。そしてトナーが現像ローラーの表面に設けられた微細な凹凸によって搬送され、余分なトナーは規制ブレードですり切られることでトナー薄層が形成される。また、規制ブレードの下をトナーが通過する際にトナーが規制ブレードおよび現像ローラーの表面と摩擦して帯電する。そして、感光体と現像ローラーを接触回転させ、現像ローラーの表面のトナーは電界により感光体に現像される。

上述したような非磁性一成分現像方式においては、規制ブレードと回転する現像ローラーとの間で生じる摩擦熱によってトナーが溶融し、溶融したトナーが規制ブレードに固着（融着）するといった問題がある。トナーが規制ブレードに固着すると、固着したトナーを起点にさらにトナーが固着し、数１０μｍ～数１００μｍの大きさに成長した固着トナーによって現像ローラー上のトナー層の形成が阻害される、白筋画像が発生することがある。長時間の使用において高品質な画像を実現するためには、規制ブレードへのトナー固着を抑制することが非常に重要な課題となる。

そこで、ポリエステル等のトナー母粒子の表面に外添剤としてシリカ等の微粒子を添加したトナーが用いられている。外添剤は、トナーの流動性や帯電性を向上させるとともに、比較的軟らかく変形し易いトナー母粒子が規制ブレードの表面に直接触れないようにする役割も有している。これにより、前述したような規制ブレードへのトナー固着を抑制している。しかし、耐久印刷によってトナーが規制ブレードを繰り返し通過すると、外添剤がトナー母粒子の内部に埋没したり、或いはトナー母粒子から脱離したりして、トナー母粒子の表面が露出状態となる（便宜上トナー劣化と呼ぶ）。その結果、規制ブレードへのトナー固着が発生し易くなる。従って、規制ブレードへのトナー固着は現像装置の寿命（耐用期間）の後半に発生し易い。

そこで、規制ブレードへのトナー融着を抑制する方法が提案されており、例えば特許文献１には、規制ブレードの、現像剤担持体に当接する接触部または接触部付近から自由端に向かって延びる面であって現像剤担持体を臨む面が、曲面に形成される現像装置が開示されている。また特許文献２には、現像ローラに対する規制ブレードの対向面のうち、少なくとも規制ニップの現像ローラ回転方向下流側近傍における十点平均粗さＲｚｊｉｓの、トナーＴの体積平均粒径Ｄｖに対する比率が３．５％以下である現像装置が開示されている。さらに特許文献３には、非磁性一成分現像剤を担持搬送する現像剤担持体に層厚規制部材を押圧させ、層厚規制部材の押圧部における非磁性一成分現像剤との接触部の摩擦係数が、現像剤担持体表面と非磁性一成分現像剤との摩擦係数より大きくなるようにした現像装置が開示されている。

特開２００５－３０９０１１号公報 特開２０１７－１１６９２０号公報 特開２０００－１５５４６５号公報

特許文献１～３の方法は、いずれも規制ブレードの形状や表面粗さの工夫のみであり、融着防止効果が限定的であった。また、規制ブレードへの別部材の貼り付けや重合トナーの使用等が必要であり、大幅なコストアップに繋がるという問題があった。近年の省スペース化、省資源化の要望に伴い、現像装置の小型化、長寿命化が求められるため、コストアップを最小限に抑えつつ、さらなるトナー融着対策が必要であった。

本発明は、上記問題点に鑑み、非磁性一成分現像方式を用いる構成において、規制ブレードへのトナー融着を簡易な構成で効果的に抑制可能な現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、現像容器と、現像剤担持体と、規制ブレードと、を有し、静電潜像が形成された像担持体にトナーを供給する現像装置である。現像容器は、トナーのみからなる非磁性一成分現像剤を収容する。現像剤担持体は、回転軸と、回転軸の外周面に積層され、像担持体に所定の押圧力で圧接されるローラー部と、を備え、ローラー部の外周面にトナーを担持することによりトナー層が形成される。規制ブレードは、ローラー部の外周面に接触してローラー部の外周面に形成されるトナー層の層厚を規制する。現像剤担持体は、回転軸を中心として回転させた状態でローラー部に砥石を接触させて研磨する研磨法により製造されたものである。ローラー部の周方向および軸方向における十点平均粗さを、それぞれＲｚ１、Ｒｚ２とするとき、Ｒｚ１／Ｒｚ２≦１．５であり、ローラー部に対する規制ブレードの接触線圧が１５［Ｎ／ｍ］以上４０［Ｎ／ｍ］以下である。

本発明の第１の構成によれば、現像剤担持体のローラー部のＲｚ１／Ｒｚ２を１．５以下、ローラー部に対する規制ブレードの接触線圧を１５［Ｎ／ｍ］以上４０［Ｎ／ｍ］以下とすることで、規制ブレードによるトナー層の規制力も維持しつつ、規制ブレードへのトナー融着を抑制することができる。従って、白筋画像の発生を抑制しつつ、画像安定性も維持することができる。

本発明の現像部３３が搭載される画像形成装置１の概略構成を示す側面断面図 本発明の一実施形態に係る現像部３３を含む画像形成部３０の概略構成を示す側面断面図 感光体ドラム３１と現像部３３の現像ローラー３３１との接触部周辺を上方から見た平面図 現像部３３における現像ローラー３３１と規制ブレード３３４との接触部分周辺の断面拡大図 現像ローラー３３１と供給ローラー３３２の当接部分の断面拡大図 画像形成装置１に用いられる制御経路の一例を示すブロック図 ローラー部３３１ｂの表面形状の測定方法を模式的に示す図 図７の状態でプリズム１０１の観察面１０１ｃを顕微鏡により観察したときの結果を模式的に示す図 現像部３３における規制ブレード３３４の接触線圧とトナー融着発生枚数との関係を示すグラフ 現像部３３における現像ローラー３３１のＲｚ１／Ｒｚ２とトナー融着発生枚数との関係を示すグラフ 現像部３３における現像ローラー３３１の静電容量とトナー搬送量との関係を示すグラフ 現像部３３における現像ローラー３３１の静電容量とトナー融着発生枚数および画像濃度との関係を示すグラフ 静電容量の異なる２つの現像ローラー３３１のＲｚ１／Ｒｚ２とトナー融着発生枚数との関係を示すグラフ

（１．画像形成装置１の全体構成）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の概略構成を示す側面断面図である。なお、図１において右側を画像形成装置１の前側、左側を後側とする。

画像形成装置１（ここではモノクロプリンター）は、略直方体形状の筐体構造を有する本体ハウジング１０、本体ハウジング１０内に収容される給紙部２０、画像形成部３０および定着部４０を含む。本体ハウジング１０の前面側には前カバー１１が、後面側には後カバー１２が各々備えられている。画像形成部３０の各ユニットは、後カバー１２が開放されることで、本体ハウジング１０の後面側から出し入れ可能となる。また、本体ハウジング１０の上面には、画像形成後のシートが排出される排紙部１３が備えられている。尚、以下の説明において、「シート」との用語は、コピー用紙、コート紙、ＯＨＰシート、厚紙、葉書、トレーシングペーパーや画像形成処理を受ける他のシート材料を意味する。

給紙部２０は、画像形成処理が施されるシートを収容する給紙カセット２１を含む。給紙カセット２１は、その一部が本体ハウジング１０の前面から更に前方に突出している。給紙カセット２１のうち、本体ハウジング１０内に収容されている部分の上面は、給紙カセット天板２１Ｕによって覆われている。給紙カセット２１には、シートの束が収容される用紙収容空間、シートの束を給紙のためにリフトアップするリフト板等が備えられている。給紙カセット２１の後端側の上部には用紙繰出部２１Ａが設けられている。この用紙繰出部２１Ａには、給紙カセット２１内のシート束の最上層のシートを１枚ずつ繰り出すための給紙ローラー２１Ｂが配置されている。

画像形成部３０は、給紙部２０から送り出されるシートにトナー像（現像剤像）を形成する画像形成動作を行う。画像形成部３０は、感光体ドラム３１と、感光体ドラム３１の周囲に配置された、帯電部３２、露光部３５、現像部３３および転写ローラー３４を含む。

感光体ドラム３１（像担持体）は、回転軸と、回転軸周りに回転する外周面（ドラム本体）と、を備える。感光体ドラム３１の外周面には、例えば公知の有機（ＯＰＣ）感光体で構成され、外周面に電荷発生層、電荷輸送層等で構成される感光層が形成される。感光層は、後述する帯電部３２により均一に帯電された後、露光部３５により光照射されて帯電を減衰させた静電潜像が形成され、現像部３３により静電潜像を顕在化したトナー像が担持される。

帯電部３２（帯電装置）は、感光体ドラム３１の外周面に対して所定の間隔を置いて配置され、感光体ドラム３１の外周面を非接触の状態で均一に帯電させる。具体的には、帯電部３２は、チャージワイヤー３２１およびグリッド電極３２２（いずれも図２参照）を有する。チャージワイヤー３２１は、感光体ドラム３１の回転軸方向に延びる線状の電極であり、感光体ドラム３１との間でコロナ放電を発生させる。グリッド電極３２２は、感光体ドラム３１の回転軸方向に延びる格子状の電極であり、チャージワイヤー３２１と感光体ドラム３１との間に配設される。帯電部３２は、チャージワイヤー３２１に所定の電流値の電流を流すことでコロナ放電を発生させ、且つ、グリッド電極３２２に所定電圧を印加することで、グリッド電極３２２に対向する感光体ドラム３１の外周面を、所定の表面電位に均一に帯電させる。

露光部３５（露光装置）は、レーザー光源とミラーやレンズ等の光学系機器とを有し、感光体ドラム３１の外周面に、パーソナルコンピューター等の外部装置から与えられる画像データに基づき変調された光を照射する。これにより、露光部３５は、感光体ドラム３１の外周面に、画像データに基づく画像に対応する静電潜像を形成する。

現像部３３（現像装置）は、本体ハウジング１０に着脱可能であり、感光体ドラム３１の外周面に非磁性一成分のトナー（現像剤）を供給することにより、感光体ドラム３１の外周面に形成された静電潜像を現像する。静電潜像を現像するとは、静電潜像を顕在化したトナー像（現像剤像）を形成することを示す。現像部３３の詳細な構成については後述する。

転写ローラー３４は、感光体ドラム３１の外周面に形成されたトナー像をシート上に転写させるためのローラーである。具体的には、転写ローラー３４は、軸周りに回転し、感光体ドラム３１の回転方向における現像ローラー３３１よりも下流側の位置で、感光体ドラム３１の外周面と対向する外周面を有する。転写ローラー３４は、感光体ドラム３１の外周面との間のニップ部を通過するシートに、感光体ドラム３１の外周面に担持されているトナー像を転写する。当該転写の際、転写ローラー３４にはトナーと逆極性の転写電圧が印加される。

定着部４０は、シートに転写されたトナー像を、シート上に定着させる定着処理を行う。定着部４０は、定着ローラー４１と加圧ローラー４２とを有する。定着ローラー４１は、加熱源を内部に備え、シートに転写されたトナーを所定温度で加熱する。加圧ローラー４２は、定着ローラー４１に対して圧接され、定着ローラー４１との間に定着ニップ部を形成する。トナー像が転写されたシートが定着ニップ部に通紙されると、トナー像は、定着ローラー４１による加熱、および加圧ローラー４２による加圧によりシート上に定着される。

本体ハウジング１０内には、シートを搬送するための主搬送路２２Ｆおよび反転搬送路２２Ｂが備えられている。主搬送路２２Ｆは、給紙部２０の用紙繰出部２１Ａから画像形成部３０および定着部４０を経由して、本体ハウジング１０上面の排紙部１３に対向して設けられている排紙口１４まで延びている。反転搬送路２２Ｂは、シートに対して両面印刷を行う場合に、片面印刷されたシートを主搬送路２２Ｆにおける画像形成部３０の上流側に戻すための搬送路である。

主搬送路２２Ｆは、感光体ドラム３１および転写ローラー３４によって形成される転写ニップ部を、下方から上方に向かって通過するように延設される。また、主搬送路２２Ｆの、転写ニップ部よりも上流側には、レジストローラー対２３が配置されている。シートは、レジストローラー対２３にて一旦停止され、スキュー矯正が行われた後、画像転写のための所定のタイミングで転写ニップ部に送り出される。主搬送路２２Ｆおよび反転搬送路２２Ｂの適所には、シートを搬送するための搬送ローラーが複数配置されている。排紙口１４の近傍には排紙ローラー対２４が配置されている。

反転搬送路２２Ｂは、反転ユニット２５の外側面と、本体ハウジング１０の後カバー１２の内面との間に形成されている。尚、反転ユニット２５の内側面には、転写ローラー３４およびレジストローラー対２３の一方のローラーが搭載されている。後カバー１２および反転ユニット２５は、それらの下端に設けられた支点部１２１の軸回りに各々回動可能である。反転搬送路２２Ｂにおいてジャム（紙詰まり）が発生した場合、後カバー１２が開放される。主搬送路２２Ｆでジャムが発生した場合、或いは感光体ドラム３１のユニットや現像部３３が外部に取り出される場合には、後カバー１２に加えて反転ユニット２５も開放される。

（２．画像形成部３０の構成）
図２は、本実施形態の画像形成装置１における画像形成部３０の断面図である。図３は、感光体ドラム３１と現像部３３の現像ローラー３３１との接触部周辺を上方から見た平面図である。図４は、現像部３３における現像ローラー３３１と規制ブレード３３４との接触部分周辺の断面拡大図である。図５は、現像ローラー３３１と供給ローラー３３２の当接部分の断面拡大図である。

図２および図３に示すように、現像部３３は、現像ハウジング３３０（現像容器）と、現像ローラー３３１（現像剤担持体）と、供給ローラー３３２と、攪拌パドル３３３と、規制ブレード３３４と、を備える。

現像ハウジング３３０は、内部にトナーのみからなる非磁性一成分現像剤を収容すると共に、現像ローラー３３１、供給ローラー３３２、規制ブレード３３４等を収容する。現像ハウジング３３０は、攪拌された状態の現像剤（トナー）を収容する攪拌室３３５を備える。攪拌室３３５には攪拌パドル３３３が配置される。攪拌パドル３３３は、攪拌室３３５内のトナーを攪拌する。

現像ローラー３３１は、回転軸３３１ａと、ローラー部３３１ｂを備える。回転軸３３１ａは、現像ハウジング３３０の軸受部（不図示）に回転可能に支持される。ローラー部３３１ｂは、回転軸３３１ａの外周面に積層される円筒状の部材であり、基材ゴム（例えばシリコーンゴム）の表面にウレタン等の凹凸のあるコーティング材によってコート層を積層した構成である。ローラー部３３１ｂは、回転軸３３１ａの回転に伴って回転軸３３１ａと一体的に回転する。ローラー部３３１ｂの表面には、所定厚さのトナー層（現像剤層）が形成される。トナー層は、後述する規制ブレード３３４により層厚が規制（所定厚さに均一に調整）される。トナー層は、規制ブレード３３４とローラー部３３１ｂとの当接（摩擦）により生じる静電気により帯電する。

現像ローラー３３１は、感光体ドラム３１と対向する位置において、感光体ドラム３１の回転方向（図２の時計回り方向）における上流側から下流側に向かう方向（図２の反時計回り方向）に回転する。つまり、現像ローラー３３１は、感光体ドラム３１と対向する位置では、感光体ドラム３１と同方向に回転する。

供給ローラー３３２は、現像ローラー３３１に対向して配置される。供給ローラー３３２は、攪拌室３３５に収容された現像剤を外周面に保持する。また、供給ローラー３３２は、外周面に保持した現像剤を現像ローラー３３１に供給する。

供給ローラー３３２は、現像ローラー３３１と対向する位置において、現像ローラー３３１の回転方向（図２の反時計回り方向）における下流側から上流側に向かう方向（図２の反時計回り方向）に回転する。つまり、供給ローラー３３２は、現像ローラー３３１と対向する位置では、現像ローラー３３１と逆方向に回転する。供給ローラー３３２から現像ローラー３３１にトナーを移動させるために、供給ローラー３３２に所定の供給電圧（直流電圧）が印加される。

現像ローラー３３１は、供給ローラー３３２から現像剤の供給を受けると共に、外周面にトナー層を保持する。そして、現像ローラー３３１は、感光体ドラム３１に現像剤を供給する。現像ローラー３３１および供給ローラー３３２の軸方向（図２の紙面と直交する方向）の長さは、感光体ドラム３１の軸方向長さと略同一である。現像ローラー３３１から感光体ドラム３１にトナーを移動させるために、現像ローラー３３１に所定の現像電圧（直流電圧）が印加される。

画像形成部３０には、現像ハウジング３３０を挟んで感光体ドラム３１と反対側（図２の右下側、図３の下側）に、押圧部材３６１と押圧バネ３６２から成る押圧機構３６が配置されている。押圧機構３６は、現像ハウジング３３０の長手方向の２箇所（感光体ドラム３１の軸方向中央からそれぞれ８５ｍｍの位置）に配置されている。画像形成部３０に現像部３３を装着すると、現像ハウジング３３０に押圧部材３６１が圧接されて感光体ドラム３１に近づく方向（図２の左上方向、図３の上方向）に押圧され、現像ローラー３３１が感光体ドラム３１に所定の押圧力で押圧される。なお、本実施形態では、現像部３３および感光体ドラム３１には現像ローラー３３１と感光体ドラム３１との間の距離を規制する機構、即ち、感光体ドラム３１に対する現像ローラー３３１の押圧力を規制する機構は存在しない。但し、感光体ドラム３１に対する現像ローラー３３１の押圧力を規制する機構を設けてもよい。

規制ブレード３３４は、金属製の薄板状の部材である。規制ブレード３３４は、基端部３３４ａが現像ハウジング３３０に固定され、先端部３３４ｂが自由端となるよう構成される。規制ブレード３３４は、感光体ドラム３１と現像ローラー３３１とが対向する位置よりも現像ローラー３３１の回転方向における上流側の位置で現像ローラー３３１の外周面に接触する。

規制ブレード３３４は撓み変形可能であり、現像ローラー３３１の周方向において規制ブレード３３４と現像ローラー３３１の接触部分（規制ニップ）が存在する。規制ブレード３３４は、所定の規制圧および規制ニップ幅Ｗで現像ローラー３３１（ローラー部３３１ｂ）の外周面に当接する。なお、後述するように規制ブレード３３４に所定の規制電圧（直流電圧）を印加する構成としてもよい。

規制ブレード３３４の材質は、例えばステンレス（ＳＵＳ３０４）であり、本実施形態では自由長を１０ｍｍとしている。規制ブレード３３４の先端部３３４ｂには曲げ加工が施され、湾曲部分３３４ｃが形成される。この湾曲部分３３４ｃが現像ローラー３３１の外周面に当接する。湾曲部分３３４ｃの曲率半径は０．１ｍｍ以上である。

図４に示すように、規制ブレード３３４が一定の規制圧（接触線圧）で現像ローラー３３１に当接するので、現像ローラー３３１の外周面に担持されたトナー層が均一な厚さに調整される。これにより、規制ブレード３３４は、現像ローラー３３１の外周面トナーの量を規制する。また、規制ブレード３３４は、現像ローラー３３１の外周面に担持されたトナーを摩擦することで、トナーを帯電させる。規制ブレード３３４の現像ローラー３３１に対する接触線圧とは、規制ブレード３３４と現像ローラー３３１の外周面との接触位置における規制ブレード３３４の単位長さ当たりの接触圧である。

図５に示すように、現像ローラー３３１と供給ローラー３３２の当接部分（供給ニップＮ）では現像ローラー３３１が供給ローラー３３２に喰い込んだ構成となっている。また、現像ローラー３３１の回転方向に対し供給ニップＮの下流側（図５の右上側）にはトナー溜まりＴが形成されている。

現像ローラー３３１と供給ローラー３３２が供給ニップＮで線接触していると、トナー溜まりＴが形成されずトナー供給性が著しく低下することが知られている。そこで、現像ローラー３３１と供給ローラー３３２が適度な喰い込み量になるように現像ローラー３３１と供給ローラー３３２の軸間距離、直径および硬度を設計する必要がある。現像ローラー３３１は感光体ドラム３１という硬い部材と接触するためアスカーＣ硬度で５０～８０程度に設計する。そのため、現像ローラー３３１が供給ローラー３３２に喰い込んだ構成にするためには、供給ローラー３３２の硬度を現像ローラー３３１より下げる必要がある。

供給ローラー３３２と現像ローラー３３１との間に電位差を発生させることで、トナーが供給ローラー３３２から現像ローラー３３１へ移動する方向の電界エネルギーが発生する。また、トナー粒子間には電位差に関係なくファンデルワールス力が作用する。この電界エネルギーやファンデルワールス力により供給ローラー３３２から現像ローラー３３１へトナーが供給される。ベタ画像の濃度追随性（画像の先端と後端の濃度差がないこと）を向上させるためには、供給ローラー３３２を現像ローラー３３１に押圧する力である圧縮荷重を最適な範囲にすることも重要である。

（３．画像形成装置１の制御経路）
図６は、本実施形態の画像形成装置１に用いられる制御経路の一例を示すブロック図である。なお、画像形成装置１を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置１全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。

メインモーター５０は、制御部９０からの出力信号により給紙ローラー２１Ｂ、感光体ドラム３１、現像部３３内の現像ローラー３３１、供給ローラー３３２、攪拌パドル３３３、定着部４０内の定着ローラー４１等を所定の回転速度で回転駆動する。

電圧制御回路５１は、帯電電圧電源５２、現像電圧電源５３、転写電圧電源５４と接続され、制御部９０からの出力信号によりこれらの各電源を作動させる。電圧制御回路５１からの制御信号によって、帯電電圧電源５２は帯電部３２内のチャージワイヤー３２１に帯電電圧を印加する。現像電圧電源５３は現像部３３内の現像ローラー３３１に現像電圧を印加し、供給ローラー３３２に供給電圧を印加する。現像部３３内の規制ブレード３３４に規制電圧を印加する場合、現像電圧電源は規制ブレード３３４に規制電圧を印加する。転写電圧電源５４は転写ローラー３４に転写電圧を印加する。

画像入力部６０は、画像形成装置１にパソコン等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部６０より入力された画像信号はデジタル信号に変換された後、一時記憶部９４に送出される。

機内温湿度センサー６１は、画像形成装置１内部の温度および湿度、特に現像部３３周辺の温度および湿度を検知するものであり、画像形成部３０の近傍に配置される。

操作部７０には、液晶表示部７１、各種の状態を示すＬＥＤ７２が設けられており、画像形成装置１の状態を示したり、画像形成状況や印刷部数を表示したりするようになっている。画像形成装置１の各種設定はパソコンのプリンタードライバーから行われる。

制御部９０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、読み出し専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）９２、読み書き可能な記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）９３、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部９４、カウンター９５、画像形成装置１内の各装置に制御信号を送信したり操作部７０からの入力信号を受信したりする複数（ここでは２つ）のＩ／Ｆ（インターフェイス）９６を少なくとも備えている。

ＲＯＭ９２には、画像形成装置１の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置１の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。ＲＡＭ９３には、画像形成装置１の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置１の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。

一時記憶部９４は、パソコン等から送信される画像データを受信する画像入力部６０より入力され、デジタル信号に変換された画像信号を一時的に記憶する。カウンター９５は、印刷枚数を累積してカウントする。

また、制御部９０は、画像形成装置１における各部分、装置に対し、ＣＰＵ９１からＩ／Ｆ９６を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号がＩ／Ｆ９６を通じてＣＰＵ９１に送信される。制御部９０が制御する各部分、装置としては、例えば、画像形成部３０、定着部４０、メインモーター５０、電圧制御回路５１、画像入力部６０、操作部７０等が挙げられる。

（４．現像部の現像ローラーの表面粗さ、および規制ブレードの接触線圧の設定）
以下、本実施形態の画像形成装置１の特徴部分である、現像部３３の現像ローラー３３１の表面粗さ、および規制ブレード３３４の接触線圧の設定について説明する。本実施形態では、現像ローラー３３１のローラー部３３１ｂの、周方向の十点平均粗さＲｚ１と軸方向の十点平均粗さＲｚ２の比であるＲｚ１／Ｒｚ２（周軸比率）を、Ｒｚ１／Ｒｚ２≦１．５を満たすように設定している。なお、本明細書でいう十点平均粗さＲｚは、日本工業規格（ＪＩＳＢ０６０１：１９９４）で規定されたものをいう。

現像ローラー３３１の製法は、大別すると研磨法と非研磨法がある。研磨法は、ローラー部３３１ｂを構成する基材ゴム（本実施形態ではシリコーンゴム）の外径を調整するために研磨機によって研磨する。研磨法では回転軸３３１ａを中心として回転する現像ローラー３３１のローラー部３３１ｂに砥石を接触させてローラー部３３１ｂの外周面を研磨する。そのため、ローラー部３３１ｂの周方向に波状の研磨目が形成され、ローラー部３３１ｂの周方向と軸方向で表面粗さが異なる。具体的には、ローラー部３３１ｂの周方向の表面粗さ（十点平均粗さＲｚ１）が大きくなる。

ローラー部３３１ｂの研磨速度を遅くするか、若しくは一度研磨したローラー部３３１ｂを目の細かい研磨機によって再研磨することで、周方向の研磨目を限りなく低減する（０に近づける）ことができる。即ち、Ｒｚ１／Ｒｚ２＝１．０である場合は周方向の研磨目がほぼ０（軸方向と同一）の状態である。また、Ｒｚ１／Ｒｚ２＝１．５である場合は、周方向の研磨目が残存しており、Ｒｚ２に比べてＲｚ１の方が大きい状態である。周方向の研磨目が残っている状態、即ち、周方向の微細な凹凸が大きい状態では、特に凸部と規制ブレード３３４の間にトナーが挟まれ易くなる。その結果、トナーに強い摩擦力が加わり、トナーが劣化しやすくなり、同時に規制ブレード３３４へのトナー融着も発生し易くなっていると考えられる。

要するに、ローラー部３３１ｂの周方向の研磨目を低減するほど、規制ブレード３３４の接触線圧の低減によるトナー融着の抑制効果がさらに向上すると考えられる。一方、ローラー部３３１ｂの研磨目を低減するためには研磨速度を遅くしたり、再研磨を行ったりする必要があり、加工時間が長くなる。そのため、現像ローラー３３１の製造コストと相反する関係（トレードオフ）になる。

後述する試験結果に示すように、Ｒｚ１／Ｒｚ２が１．５以下になるとトナー融着が急激に抑制され、現像部３３の寿命が延長されることが確認できた。前述したように、Ｒｚ１／Ｒｚ２＝１．０は周方向の研磨目が無い状態であるため、研磨法によって製造された現像ローラー３３１でＲｚ１／Ｒｚ２＜１．０である場合は存在しない。トナー融着を効果的に低減するためには、Ｒｚ１／Ｒｚ２≦１．５であることが好ましく、Ｒｚ１／Ｒｚ２＝１．０であることがより好ましい。

なお、Ｒｚ２が大きい場合、Ｒｚ１／Ｒｚ２≦１．５を満たすようにＲｚ１を調整するとＲｚ１もＲｚ２に比例して大きくなる。しかし、Ｒｚ１およびＲｚ２の両方が大きい場合、凹凸の凸部と規制ブレード３３４の間に挟まれるトナー粒子の数が増加するため、トナーに加わる摩擦力が分散され、トナー粒子１個当たりの摩擦力が小さくなる。そのため、Ｒｚ２が大きい場合であってもＲｚ１／Ｒｚ２≦１．５を満たすようにＲｚ１を調整すればトナー融着が悪化するおそれはない。

上記のように、トナー融着の観点からはローラー部３３１ｂのＲｚ２の大きさについては特に制限はないが、Ｒｚ２が小さすぎると、ローラー部３３１ｂによるトナー搬送量（＝紙面上に転写されるトナー量）が少なくなり、画像濃度が薄くなる。一方、Ｒｚ２が大きすぎると、ローラー部３３１ｂによるトナー搬送量が増加しすぎてトナー帯電量が低下し、画像カブリが発生し易くなる。また、紙面上に転写されるトナー量も増加するため、トナー消費量の増大や定着不良の発生などの不具合が生じる。そのため、Ｒｚ２の範囲は２～２０μｍが好ましく、３～１５μｍがより好ましく、４～１０μｍがさらに好ましい。

ローラー部３３１ｂのＲｚ１、Ｒｚ２は、研磨のみで所望の表面粗さに調整してもよいし、研磨後に粒子を含むコート層を積層して調整してもよい。

また、規制ブレード３３４の接触線圧が大きくなるほどトナー劣化が促進されるため、規制ブレード３３４へのトナー固着が発生し易くなる。一方、規制ブレード３３４の接触線圧が小さすぎると現像ローラー３３１の外周面に担持されたトナー層を規制できなくなり、現像ローラー３３１上のトナー量が急激に増大してしまう。本実施形態では、規制ブレード３３４の接触線圧を１５［Ｎ／ｍ］以上４０［Ｎ／ｍ］以下とすることで、トナー劣化を極力抑制しつつ、現像ローラー３３１上のトナー量を一定に維持している。

（５．現像部の現像ローラーの接触面積率の設定）
現像部３３の寿命（トナー融着が発生するまでの累積印刷枚数）をさらに延長（３０００枚を達成）するために、現像ローラー３３１の表面形状（表面粗さ）を新たなパラメーターとして調整を行う。

図７は、ローラー部３３１ｂの表面形状の測定方法（測定機器）を模式的に示す図である。図７に示すように、現像ローラー３３１のローラー部３３１ｂの表面形状を測定するための測定機器は、プリズム１０１（透明部材）と光源１０２を構成要素として含む。

プリズム１０１はガラス製であり、互いに非平行な３つの平面を有する三角柱である。プリズム１０１は、側面視において、二等辺三角形状である。具体的には、プリズム１０１は、側面視において直角二等辺三角形状である。なお、プリズム１０１以外の透明部材をローラー部３３１ｂの表面形状の測定に用いてもよい。

ローラー部３３１ｂの表面形状を測定するとき、プリズム１０１の互いに非平行な３つの平面のいずれか１つが押圧面１０１ａとしてローラー部３３１ｂの外周面に押し当てられる。本実施形態では、プリズム１０１の互いに非平行な３つの平面のうち、側面視において互いに垂直な２面に挟まれた面を押圧面１０１ａとしている。

光源１０２は、プリズム１０１の互いに非平行な３つの平面のうち押圧面１０１ａとは異なる平面である光入射面１０１ｂに白色光を入射する。光源１０２としては、ＬＥＤおよび半導体レーザーなどが用いられてもよい。本実施形態では、プリズム１０１の側面視において互いに垂直な２面のうち一方の面（図７の垂直面）を入射面１０１ｂとしている。また、図７では、光源１０２から出射されてプリズム１０１内を進む光を破線矢印で示す。

ローラー部３３１ｂの表面形状の測定では、プリズム１０１の互いに非平行な３つの平面のうち、押圧面１０１ａおよび光入射面１０１ｂとは異なる平面である観察面１０１ｃから、光入射面１０１ｂに光を入射したときのローラー部３３１ｂの外周面とプリズム１０１の押圧面１０１ａとの接触状態が観察される。本実施形態では、側面視において互いに垂直な２面のうち光入射面１０１ｂとは異なる面（図７の水平面）を観察面１０１ｃとしている。

プリズム１０１は、ローラー部３３１ｂの外周面に規制ブレード３３４が接触した状態を再現するため、押圧面１０１ａがローラー部３３１ｂの外周面に押し当てられる。また、ローラー部３３１ｂは、外周面に微細な凹凸を有する。即ち、現像ローラー３３１は、凹部および凸部を外周面に有する。このため、プリズム１０１の押圧面１０１ａの全領域（１００％の面積）がローラー部３３１の外周面に接触するわけではない。

プリズム１０１の押圧面１０１ａのうち、ローラー部３３１ｂの外周面に接触するのは凸部と対向する領域（以下、凸部領域と称する）であり、凹部と対向する領域（以下、凹部領域と称する）はローラー部３３１ｂの外周面には接触しない。ローラー部３３１ｂの外周面とプリズム１０１の押圧面１０１ａの凹部領域との間には隙間（空隙）が生じる。

これにより、プリズム１０１の押圧面１０１ａでは、凹部領域であるか凸部領域であるかによって光の強弱に差が生じる。プリズム１０１の押圧面１０１ａのうち凹部領域では、光源１０２の白色光が全反射する。一方で、プリズム１０１の押圧面１０１ａのうち凸部領域には隙間が生じない。このため、プリズム１０１の押圧面１０１ａのうち凸部領域では、光源１０２の白色光が乱反射するか、若しくは吸収され、凹部領域よりも光が弱くなる。

図８は、図７の状態でプリズム１０１の観察面１０１ｃを顕微鏡により観察したときの結果を模式的に示す図である。プリズム１０１の観察面１０１ｃを観察することにより、図８に示すように、押圧面１０１ａでの反射光の陰影（暗い領域と明るい領域）を検出できる。凸部領域（プリズム１０１の押圧面１０１ａのうち現像ローラー３３１の外周面２０に実際に接触した領域）は、暗い領域となって出現する。即ち、凸部領域を検出できる。なお、図８では、暗い領域を黒丸で示す。

ローラー部３３１ｂの表面形状の測定では、プリズム１０１の押圧面１０１ａがローラー部３３１ｂの外周面に５０［Ｎ／ｍ］の線圧で押し当てられる。なお、規制ブレード３３４は、現像ローラー３３１の外周面２０に２０Ｎ／ｍ以上６０Ｎ／ｍ以下の線圧で接触する。そこで、ローラー部３３１ｂの外周面に規制ブレード３３４が接触した状態を再現するために、ローラー部３３１ｂの外周面にプリズム１０１の押圧面１０１ａを押し当てるときの線圧が２０［Ｎ／ｍ］以上６０［Ｎ／ｍ］以下に設定される。

そして、プリズム１０１の押圧面１０１ａをローラー部３３１ｂの外周面に５０［Ｎ／ｍ］の線圧で接触させたときのニップ面積に対する実接触面積の比率が求められる。ニップ面積は、ニップ幅とニップ長との積である。ここでのニップ幅は、現像ローラー３３１の周方向におけるローラー部３３１の外周面とプリズム１０１の押圧面１０１ａとの間の接触幅である。ニップ長は、現像ローラー３３１の回転軸方向におけるローラー部３３１ｂの外周面とプリズム１０１の押圧面１０１ａとの間の接触長である。

また、実接触面積は、ローラー部３３１ｂの外周面とプリズム１０１の押圧面１０１ａとが実際に接触した面積である。即ち、実接触面積は、プリズム１０１の押圧面１０１ａのうち凸部領域の面積である。なお、本明細書では、プリズム１０１の押圧面１０１ａをローラー部３３１ｂの外周面に５０［Ｎ／ｍ］の線圧で接触させたときのニップ面積に対する実接触面積の比率を接触面積率とする。

プリズム１０１の観察面１０１ｃを観察することにより、プリズム１０１の押圧面１０１ａのうちローラー部３３１ｂの外周面と実際に接触している領域を検出できる。また、その検出した領域の面積を求めることができる。即ち、プリズム１０１の観察面１０１ｃを観察することにより、後述する接触面積率を求めることができる。具体的には、撮影した画像の輝度情報に閾値を設定して二値化処理し、二値化処理後の画像全体の面積に対する黒色の領域が占める面積比率（＝黒色の領域の面積／二値化処理後の画像面積）を算出することで、接触面積率を数値化できる。

接触面積率が小さくなるほど、現像ローラー３３１と感光体ドラム３１および規制ブレード３３４との隙間が大きくなる。その結果、トナーに加わる物理的ストレスが低減されるため、規制ブレード３３４へのトナー融着を抑制することができる。後述する試験結果に示すように、接触面積率が２０％以下になると規制ブレード３３４へのトナー融着、およびそれに伴う現像ローラー３３１上のトナー薄層における薄層スジの発生が抑制され、現像部３３の寿命が延長される。

一方、接触面積率が５％以下になると、現像ローラー３３１上のトナー薄層の層厚ムラが大きくなり、画像ムラが発生する。そのため、接触面積率の範囲は５％以上２０％以下が好ましい。接触面積率は、ローラー部３３１ｂの表層（コート層）に含まれる粗さ剤（シリコーンやウレタン等の微粒子）の大きさや添加量を調整することにより調整可能である。

（６．現像部の現像ローラーの静電容量の設定）
現像部３３の寿命をさらに延長するために、現像ローラー３３１の静電容量を新たなパラメーターとして調整を行う。

現像ローラー３３１のローラー部３３１ｂの静電容量を調整することでトナー搬送量のコントロールが可能である。具体的には、現像ローラー３３１の静電容量を大きくすることで、現像ローラー３３１とトナーとの間の電気的付着力（鏡像力）が大きくなる。そのため、現像ローラー３３１の表面粗さを極端に大きくしなくても、現像ローラー３３１上に保持できるトナー量を増やすことができる。

後述する試験結果に示すように、ローラー部３３１ｂの静電容量が大きくなるほど、現像ローラー３３１上に保持できるトナー量が増加する。また、規制ブレード３３４へのトナー融着が発生し難くなる。一方、静電容量を大きくしすぎると、現像ローラー３３１とトナーとの間の電気的付着力が大きくなりすぎて、感光体ドラム３１と現像ローラー３３１との間の電界（現像電界）に対してトナーが応答できなくなり、画像濃度が低下してしまう。

ローラー部３３１ｂの静電容量は４．０×１０^－７［Ｆ／ｍ^２］以上、７．０×１０^－７［Ｆ／ｍ^２］以下であることが好ましい。静電容量は、ローラー部３３１ｂの表層（コート層）に添加するカーボンブラック等の導電材の添加量を調整することにより調整可能である。

（７．現像部の設定による画像評価）
以下、本実施形態のように現像部３３における現像ローラー３３１の表面粗さ、および規制ブレード３３４の接触線圧を設定した場合の画像評価結果について説明する。先ず、印刷条件（現像ローラー３３１のＲｚ１／Ｒｚ２、規制ブレード３３４の接触線圧）を変化させて耐久印刷試験を行い、規制ブレード３３４へのトナー融着に対する効果を検証した。試験機として、図１に示したような画像形成装置１（京セラドキュメントソリューションズ社製）を用いた。

現像ローラー３３１は、シャフト径６ｍｍの回転軸３３１ａと、基材層として層厚３．５ｍｍのシリコーンゴム層にウレタンコーティグを施した外径１３ｍｍ、軸方向長さ２３２ｍｍのローラー部３３１ｂとを有し、アスカーＣ硬度が７０°、ローラー抵抗が７．１［ｌｏｇΩ］であるローラーを用いた。アスカーＣ硬度は定圧荷重器（ＣＬ－１５０、高分子計器社製）を用いて測定した。ローラー抵抗は、現像ローラー３３１を金属ローラーに接触させて回転させ、１００Ｖの直流電圧を印加して測定した。

現像ローラー３３１のＲｚ１／Ｒｚ２は、ローラー部３３１ｂの表面粗さを研磨条件により調整してＲｚ１／Ｒｚ２＝１．０または１．５に設定した。規制ブレード３３４は、ステンレス（ＳＵＳ３０４）製の板状部材を用い、板厚および自由長を変更することで接触線圧を１５～５０［Ｎ／ｍ］の間で増減させた。

感光体ドラム３１は、外径２４ｍｍ、感光層膜厚２２μｍの正帯電単層ＯＰＣ感光体ドラム（京セラドキュメントソリューションズ社製）を用いた。

トナーは、粉砕法により製造した中心粒径８．０μｍ、円形度０．９６のポリエステル樹脂製のトナーを用いた。

（規制ブレードの接触線圧とトナー融着との関係）
先ず、規制ブレード３３４の接触線圧とトナー融着との関係について調査した。試験方法としては、テスト画像としてＩＳＯ／ＩＥＣ１９７５２に規定された標準データ（印字率３．９％の文字パターン）をＡ４サイズで出力した。規制ブレード３３４へのトナー融着は、出力されたテスト画像に白筋画像が発生しているか否かを目視により判定した。現像部３３の寿命は、現像部３３内のトナーが空になったとき、若しくは出力されたテスト画像の文字が白筋画像の悪化により途切れたときのいずれか早いほうの累積印刷枚数によって判定し、目標値を１５００枚とした。結果を図９に示す。

図９に示すように、現像ローラー３３１のＲｚ１／Ｒｚ２を１．０とした場合（図の●のデータ系列）、Ｒｚ１／Ｒｚ２を１．５とした場合（図の＊のデータ系列）のいずれにおいても、規制ブレード３３４の接触線圧が低下するにつれて、トナー融着発生枚数（トナー融着が発生するまでの累積印刷枚数）が増加した。これは、規制ブレード３３４の接触線圧が低下すると規制部においてトナーに加わる摩擦力が低減されるためであると考えられる。一方、接触線圧が１５［Ｎ／ｍ］よりも小さくなると現像ローラー３３１の外周面に担持されたトナー層を規制できなくなり、画像安定性が維持できない（図７のハッチング領域）。以上より、接触線圧が１５［Ｎ／ｍ］以上４０［Ｎ／ｍ］以下の場合に、トナー融着を抑制しつつ画像安定性も維持できることが確認された。

また、Ｒｚ１／Ｒｚ２が１．０の場合と１．５の場合とを比較すると、１．０の方がトナー融着発生枚数が増加した。即ち、Ｒｚ１／Ｒｚ２を小さくすると、トナー融着発生枚数の延長効果がさらに向上することが確認された。

（現像ローラー３３１のＲｚ１／Ｒｚ２とトナー融着との関係）
次に、現像ローラー３３１のＲｚ１／Ｒｚ２とトナー融着との関係について調査した。試験方法としては、規制ブレード３３４の接触線圧を２０［Ｎ／ｍ］に固定し、現像ローラー３３１のＲｚ２を４．７μｍとして、Ｒｚ１／Ｒｚ２を１．０～２．２５の範囲で変化させて規制ブレード３３４へのトナー融着発生枚数を調査した。トナー融着の発生は、上記と同様のテスト画像を出力し、白筋画像が発生しているか否かにより判定した。結果を図１０に示す。

図１０に示すように、現像ローラー３３１のＲｚ１／Ｒｚ２が１．５よりも小さくなると、トナー融着発生枚数が急激に増加した。即ち、Ｒｚ１／Ｒｚ２を１．５以下、より好ましくは１．０にすると、トナー融着発生枚数の延長効果がさらに向上することが確認された。

（現像ローラーの接触面積率とトナー融着との関係）
次に、現像ローラー３３１の接触面積率とトナー融着との関係について調査した。試験方法としては、規制ブレード３３４の接触線圧を１５～５０［Ｎ／ｍ］の範囲で変化させ、現像ローラー３３１のＲｚ１／Ｒｚ２を１．０～２．０の範囲で変化させ、接触面積率を５～３０％の範囲で変化させて耐久試験を実施（テスト画像を３０００枚連続して印刷）し、初期および目標寿命（３０００枚印刷後）における画像および現像ローラー３３１上のトナー薄層を目視で確認した。

評価基準は、３０００枚印刷後における現像ローラー３３１上のトナー薄層が均一であり、画像も正常で、薄層スジの発生が無い場合を○、現像ローラー３３１上のトナー薄層に軽微な薄層スジ若しくは層厚ムラが認められるが、画像には現れず実使用上問題のない場合を△、現像ローラー３３１上および画像上に異常が確認でき、画像品質がＮＧである場合を×、現像ローラー３３１上のトナー薄層に層厚ムラ、画像上に濃度ムラが発生し、画像品質がＮＧである場合を＊とした。結果を表１～表５に示す。

表５に示すように、現像ローラー３３１の接触面積率が３０％である場合、規制ブレード３３４の接触線圧と現像ローラー３３１のＲｚ１／Ｒｚ２をどのように調整しても目標寿命である３０００枚に到達する前に現像ローラー３３１上のトナー薄層に薄層スジが発生した。これに対し、表１～表４に示すように、現像ローラー３３１の接触面積率が２０％以下である場合、規制ブレード３３４の接触線圧を１５～５０［Ｎ／ｍ］の範囲で調整し、現像ローラー３３１のＲｚ１／Ｒｚ２を１．０～２．０の範囲で調整することで、３０００枚到達後におけるトナー薄層の薄層スジおよび層厚ムラが実用上問題のない範囲とすることができた。なお、接触面積率が５％である場合、規制ブレード３３４の接触線圧が１５［Ｎ／ｍ］では現像ローラー３３１上のトナー薄層に層厚ムラ、画像上に濃度ムラが発生した。

以上の結果より、現像ローラー３３１の接触面積率を従来の３０％程度から２０％以下とすることで、トナー薄層の薄層スジおよび層厚ムラを抑制できることが確認された。また、接触面積率を下げるにつれて、目標寿命（３０００枚）を達成するための規制ブレード３３４の接触線圧および現像ローラー３３１のＲｚ１／Ｒｚ２の調整範囲が広がるが、接触面積率が５％以下になると、現像ローラー３３１上のトナー薄層に層厚ムラが生じ、画像ムラが発生することが確認された。

（現像ローラーの静電容量とトナー融着との関係）
次に、現像ローラー３３１の静電容量とトナー融着との関係について調査した。試験方法としては、Ｒｚ１／Ｒｚ２を１．５に固定し、静電容量を６水準に変化させた現像ローラー３３１を作製した。静電容量は、ローラー部３３１ｂの表層への導電材（カーボンブラック）の添加量を変更することで調整した。作製した現像ローラー３３１の静電容量を表６に示す。

規制ブレード３３４の接触線圧を２０［Ｎ／ｍ］に固定して耐久試験を実施（テスト画像を１０００枚連続して印刷）し、現像ローラー３３１上のトナー搬送量、規制ブレード３３４へのトナー融着発生枚数、および耐久試験終了時の画像濃度（反射濃度）を測定した。トナー融着の発生は、テスト画像を出力し、白筋画像が発生しているか否かにより判定した。結果を図１１および図１２に示す。

図１１に示すように、導電材を添加した場合（図１１の●のデータ系列）は、導電材を添加しない場合（図１１の▲のデータ系列）に比べてトナー搬送量が多く、さらに現像ローラー３３１の静電容量が大きくなるほどトナー搬送量が増加することがわかる。

また、図１２に示すように、トナー融着発生枚数（図１１の実線で表示）は静電容量が大きくなるほど増加し（発生が遅くなり）、現像部３３の寿命延長効果が確認できた。一方、画像濃度（図１１の破線で表示）は静電容量が大きくなるほど低下した。これは、静電容量を大きくし過ぎると、現像ローラー３３１とトナーとの間の電気的付着力が大きくなり過ぎて、トナーが現像電界に対して応答できなくなり、画像濃度が低下してしまうためであると考えられる。図１２に示す結果より、静電容量が４．０×１０^－７［Ｆ／ｍ^２］以上、７．０×１０^－７［Ｆ／ｍ^２］以下の範囲であれば、トナー融着に対する現像ローラー３３１の寿命延長効果と画像濃度の維持とを両立できることがわかる。

（現像ローラーの静電容量およびＲｚ１／Ｒｚ２とトナー融着との関係）
規制ブレード３３４の接触線圧を２０［Ｎ／ｍ］に固定し、静電容量を２水準に変化させた現像ローラー３３１（表６のＮｏ．１、Ｎｏ．４）を用いて、Ｒｚ１／Ｒｚ２を変化させながら耐久試験を実施（テスト画像を１０００枚連続して印刷）し、規制ブレード３３４へのトナー融着発生枚数を確認した。結果を図１３に示す。

図１３に示すように、静電容量が３．２×１０^－７［Ｆ／ｍ^２］である現像ローラー３３１（図１３の実線）では、Ｒｚ１／Ｒｚ２が１．０であるときのトナー融着発生枚数が２２００枚であり、Ｒｚ１／Ｒｚ２が１．５であるときのトナー融着発生枚数が１９００枚であった。一方、静電容量が５．７×１０^－７［Ｆ／ｍ^２］である現像ローラー３３１（図１３の破線）では、Ｒｚ１／Ｒｚ２が１．０であるときのトナー融着発生枚数が２７００枚であり、Ｒｚ１／Ｒｚ２が１．５であるときのトナー融着発生枚数が２４００枚であった。この結果より、Ｒｚ１／Ｒｚ２の低減と、静電容量の増大の組み合わせにより、トナー融着に対する現像部３３の寿命延長効果をさらに高めることができることが確認された。

（８．その他の構成）
本実施形態では粉砕法により製造されたトナー（粉砕トナー）、重合法により製造されたトナー（重合トナー）の両方を使用することができる。重合トナーは円形度が高い真球形状のため付着力が低く、現像性が良いため使用可能領域が広い。本発明は、重合トナーに比べて低コストであるが、使用可能領域が狭い粉砕トナーを用いる非磁性一成分現像方式において特に有効である。

また、本実施形態では中心粒径が６．０～８．０μｍのトナーで良好な結果が得られることを確認している。中心粒径の範囲の選択理由は、中心粒径が６．０μｍより小さくなるとトナーの製造コストアップにつながり、８．０μｍより大きいとトナー消費量が増えて定着性が悪化し、好ましくないためである。

また、本実施形態では円形度が０．９３～０．９７のトナーで良好な結果が得られることを確認している。円形度が０．９３以下の場合は画像品質が低下する傾向にある。円形度が０．９７以上である場合は製造コストが大幅にアップするため、それぞれ好ましくない。

また、本実施形態では９０℃における溶融粘度が１００，０００Ｐａ・ｓ以下のトナーで良好な結果が得られることを確認している。９０℃における溶融粘度が１００，０００Ｐａ・ｓを超える場合はトナーの定着性が悪くなるため、省エネルギーの観点から好ましくない。

感光体ドラム３１と現像ローラー３３１の線速差は、１．１～１．６倍（感光体ドラム３１よりも現像ローラー３３１の方が速い）の範囲にて同様の結果を得られていることを確認している。線速差が１．１倍よりも小さくなると、白紙部にトナーが付着する画像カブリが発生し易くなるため好ましくない。線速差が１．６倍よりも大きくなると、現像部３３の駆動トルクや振動、トナーに加わる物理的ストレスが増加するため、現像部３３の寿命の観点から好ましくない。

また、感光体ドラム３１の表面電位Ｖ０は５００～８００Ｖ、露光後電位ＶＬは７０～２００Ｖの範囲で同様の結果が得られることを確認している。

その他、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、画像形成装置１の例として、モノクロプリンターについて説明したが、例えば、タンデム方式やロータリー式のカラープリンターにも適用できる。また、複写機、ファクシミリ或いはこれらの機能を備えた複合機等の画像形成装置にも適用できる。ただし、感光体ドラム３１と、非磁性一成分現像方式の現像部３３を備える必要はある。また、上記実施形態では、現像部３３の現像ハウジング３３０の内部に非磁性トナーを貯留する構成について説明したが、現像ハウジング３３０とは別に非磁性トナーを収容するトナーコンテナ、トナーカートリッジを有していてもよい。

また、上記実施形態における感光体ドラム３１は、支持体として円筒状の素管を利用したが、他の形状の支持体を利用しても良い。他の形状としては、板状、無端ベルト状であってもよい。また、上記実施形態における感光体ドラム３１は、感光層としてアモルファスシリコンを利用したが、例えば、支持体からの電荷の注入を阻止する電荷注入阻止層を有してもよい。

本発明は、非磁性トナーを用いた非磁性一成分現像方式の現像装置に利用可能である。本発明の利用により、非磁性一成分現像方式を用いる構成において、規制ブレードへのトナー融着を簡易な構成で効果的に抑制可能な現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することができる。

１ 画像形成装置
３０ 画像形成部
３１ 感光体ドラム（像担持体）
３２ 帯電部（帯電装置）
３３ 現像部（現像装置）
３３０ 現像ハウジング（現像容器）
３３１ 現像ローラー（現像剤担持体）
３３１ａ 回転軸
３３１ｂ ローラー部
３３２ 供給ローラー
３３４ 規制ブレード
３５ 露光部（露光装置）
５３ 現像電圧電源
６１ 機内温湿度センサー
９０ 制御部

Claims (7)

1. トナーのみからなる非磁性一成分現像剤を収容する現像容器と、
   回転軸と、前記回転軸の外周面に積層され、像担持体に所定の押圧力で圧接されるローラー部と、を備え、前記ローラー部の外周面に前記トナーを担持することによりトナー層が形成される現像剤担持体と、
   前記ローラー部の外周面に接触して前記ローラー部の外周面に形成される前記トナー層の層厚を規制する規制ブレードと、
   を有し、静電潜像が形成された前記像担持体に前記トナーを供給する現像装置において、
   前記現像剤担持体は、前記回転軸を中心として回転させた状態で前記ローラー部に砥石を接触させて研磨する研磨法により製造されたものであり、
   前記ローラー部の周方向および軸方向における十点平均粗さを、それぞれＲｚ１、Ｒｚ２とするとき、Ｒｚ１／Ｒｚ２≦１．５であり、
   前記ローラー部に対する前記規制ブレードの接触線圧が１５［Ｎ／ｍ］以上４０［Ｎ／ｍ］以下であることを特徴とする現像装置。
2. ３［μｍ］≦Ｒｚ２≦１５［μｍ］を満たすことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記現像剤担持体は、前記ローラー部の外周面に押圧部材の平面を５０［Ｎ／ｍ］の線圧で接触させたときの、前記外周面と前記平面との間のニップ面積に対する前記外周面と前記平面とが実際に接触した面積の比率である接触面積率が、５％以上２０％以下となる凹凸を前記外周面に有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
4. 前記押圧部材は、側面視において直角二等辺三角形状のプリズムであり、
   前記プリズムの互いに垂直な２面に挟まれた面を前記外周面に５０［Ｎ／ｍ］の線圧で接触させ、前記互いに垂直な２面のうち一方の面に光を入射したときの前記外周面と前記平面との接触状態を、前記互いに垂直な２面のうち他方の面から観察して求められた前記接触面積率が５％以上２０％以下である前記現像剤担持体を備えることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
5. 前記現像剤担持体は、前記ローラー部の静電容量が４．０×１０^－７［Ｆ／ｍ^２］以上７．０×１０^－７［Ｆ／ｍ^２］以下であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
6. 前記トナーは、粉砕法により製造されたものであることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
7. 表面に感光層が形成される像担持体と、
   前記像担持体を所定の表面電位に帯電させる帯電装置と、
   前記帯電装置により帯電された前記像担持体の表面を露光して帯電を減衰させた静電潜像を形成する露光装置と、
   前記静電潜像が形成された前記像担持体に前記トナーを供給する請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の現像装置と、
   を備える画像形成装置。

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