JP5636011B2 - 画像形成ユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、複写機およびファクシミリ等の画像形成装置、並びに、画像形成装置に用いられる画像形成ユニットに関する。

電子写真法を用いた画像形成装置では、感光体ドラムの表面に形成した静電潜像を、現像装置により現像して画像を形成する。

一般に、現像装置は、現像剤（トナー）を担持する現像剤担持体と、現像剤担持体に現像剤を供給する供給部材と、供給部材に現像剤を供給する補助部材とを備えている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−１５２４６号公報（図１参照）

しかしながら、従来の構成では、十分な画像濃度を得ることが難しいという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、十分な画像濃度を得ることができる画像形成ユニットおよび画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る画像形成装置は、画像形成ユニットと制御部とを有する。画像形成ユニットは、現像剤を供給する現像剤担持体と、現像剤担持体に対向して配置され、回転することにより、現像剤担持体からの現像剤の回収と、現像剤担持体への現像剤の供給とを行う供給部材と、供給部材に供給される現像剤が収容された現像剤収容部と、供給部材の回転方向において、現像剤担持体と供給部材との対向部より下流側で、且つ、現像剤収容部から供給部材に現像剤が供給される領域より上流側の範囲に設けられ、供給部材の表面に保持された現像剤を帯電する帯電付与部材とを備える。制御部は、現像剤担持体および供給部材に電圧を印加したのち、所定の時間をおいて、帯電付与部材に電圧を印加する制御を行う。

また、本発明に係る画像形成装置は、画像形成ユニットと制御部とを有する。画像形成ユニットは、現像剤を供給する現像剤担持体と、現像剤担持体に対向して配置され、回転することにより、現像剤担持体からの現像剤の回収と、現像剤担持体への現像剤の供給とを行う供給部材と、供給部材の回転方向において、現像剤担持体と供給部材との対向部より下流側に設けられ、供給部材が回収した現像剤を帯電する帯電付与部材とを備える。制御部は、現像剤担持体および供給部材に電圧を印加したのち、所定の時間をおいて、帯電付与部材に電圧を印加する制御を行う。

本発明によれば、画像濃度の低下を抑制し、これにより画像品質を向上することができる。

本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の構成を示す図である。 第１の実施の形態における画像形成ユニットの構成を示す断面図である。 図２の画像形成ユニットにおける供給ローラとその周囲を拡大して示す図である。 第１の実施の形態における帯電付与部材と供給ローラとを示す斜視図である。 第１の実施の形態における画像形成装置の制御系の要部を示すブロック図である。 第１の実施の形態における画像形成ユニットの動作を示すタイミングチャートである。 画像濃度の測定位置を説明するための図である。 印刷画像の上部濃度および下部濃度の測定結果を示すグラフである。 トナーの帯電量の測定結果を示すグラフである。 比較例１−１の画像形成ユニットの要部を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における画像形成ユニットの構成を示す図である。 第２の実施の形態における供給ローラとのその周辺を拡大して示す図である。 比較例２−１の画像形成ユニットの要部を示す図である。 比較例２−４の画像形成ユニットの要部を示す図である。 図１４の画像形成ユニットの一部を拡大して示す図である。 本発明の第３の実施の形態における画像形成ユニット１２の構成を示す図である。 印刷画像の上部濃度および下部濃度の測定結果を示すグラフである。 印刷画像の濃度差の測定結果を示すグラフである。

第１の実施の形態．
＜画像形成装置の構成＞
図１は、本発明の第１の実施の形態における画像形成装置１０の基本構成を示す図である。画像形成装置１０は、ここでは、カラー電子写真プリンタとして構成されている。

画像形成装置１０は、媒体としての記録紙１８を収容する媒体収容部としての給紙カセット１１と、記録紙１８上にブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンのトナー像（現像剤像）を形成する画像形成部２２と、そのトナー像を記録紙１８に定着する定着部１７とを備えている。

画像形成装置１０は、さらに、給紙カセット１１から画像形成部２２まで記録紙１８を搬送する媒体供給部１３と、定着部１７から装置外部に媒体を排出する媒体排出部１４と、両面印刷のために記録紙１８を反転搬送する反転搬送部１５と、切り替えガイド２０，２１とを備えている。

給紙カセット１１は、記録紙（媒体）１８を積層した状態で収納し、画像形成装置１０の下部に着脱可能に装着されている。

媒体供給部１３は、給紙カセット１１に収納されている記録紙１８を上から順に一枚ずつ繰り出して、矢印Ａで示すように搬送路に送り出すピックアップローラ１９ａおよびフィードローラ１９ｂを有している。

媒体供給部１３は、また、ピックアップローラ１９ａおよびフィードローラ１９ｂにより送り出された記録紙１８を、斜行（スキュー）を矯正しつつ、画像形成部２２に向けて矢印Ｂ方向に搬送する搬送ローラ対１９ｃ，１９ｄおよび搬送ローラ対１９ｅ，１９ｆを有している。なお、図１に示す点線矢印Ａ，Ｂ等は、記録紙１８の搬送方向と搬送路を模式的に示すものである。

画像形成部２２は、記録紙１８の搬送路に沿って一列に配列された４つの画像形成ユニット１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃと、露光装置としての４つのＬＥＤ（発光ダイオード）ヘッド２３と、各画像形成ユニット１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃにより形成されたトナー像を記録紙１８に転写する転写部１６とを備えている。

画像形成ユニット１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃは、それぞれブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）およびシアン（Ｃ）のトナー像（現像剤像）を形成するものであり、画像形成装置１０の本体に対して着脱可能に取り付けられている。画像形成ユニット１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃは、使用するトナー（現像剤）を除き、互いに共通の構成を有している。画像形成ユニット１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃの構成については、後述する。

転写部１６は、記録紙１８を静電吸着して搬送する転写ベルト２７と、この転写ベルト２７が張架されたドライブローラ２８およびテンションローラ２９と、画像形成ユニット１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃの各感光体ドラム１０１（後述）に対向配置された転写部材としての４つの転写ローラ３０とを有している。

ドライブローラ２８は、搬送モータ５０８（図５）により回転駆動され、転写ベルト２７を図中矢印Ｔ，Ｕで示す方向に走行させる。テンションローラ２９は、転写ベルト２７に所定の張力を付与する。

転写ベルト２７は、その表面に記録紙１８を吸着し、ドライブローラ２８の回転により走行して、記録紙１８を画像形成ユニット１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃに沿って搬送する。なお、転写ベルト２７は、ポリアミドイミドまたはポリアミド等により構成され、所定の導電性および機械強度を得るためカーボン等が添加されている。

各転写ローラ３０は、転写ベルト２７を介して各感光体ドラム１０１に圧接されている。各転写ローラ３０には、各感光体ドラム１０１の表面に形成されたトナー像を記録紙１８に転写するための転写電圧が印加されている。

転写部１６は、また、転写ベルト２７上に付着したトナーを掻き取ってクリーニングする転写ベルトクリーニングブレード３４と、転写ベルト２７から掻き取られたトナーを収容する廃棄現像剤タンク３５とを備えている。なお、転写ベルトクリーニングブレード３４は、例えば、ウレタンゴム、エポキシゴム、アクリルゴム、フッ素樹脂ゴム、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）またはポリブタジエンゴム等の弾性体で構成され、本実施の形態ではウレタンゴムで構成されている。

記録紙１８の搬送方向において画像形成部２２の下流側（図中左側）には、定着部１７が設けられている。定着部１７は、加熱ローラ３６、加圧ローラ３７、サーミスタ３８およびヒータ３９を備えている。

加熱ローラ３６は、アルミニウムからなる中空円筒状の芯金の周囲にシリコーンゴムの耐熱弾性層を設け、その表面をＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブで被覆することにより構成されている。加熱ローラ３６の芯金の内側には、例えばハロゲンランプなどのヒータ３９が設けられている。

加圧ローラ３７は、アルミニウムの芯金の周囲にシリコーンゴムの耐熱弾性層を設け、その表面をＰＦＡチューブで被覆することにより構成されている。加圧ローラ３７と加熱ローラ３６との間には、記録紙１８を加圧・加熱するための圧接部が形成される。

サーミスタ３８は、加熱ローラ３６の表面温度検出手段であり、加熱ローラ３６の近傍に非接触で配置される。サーミスタ３８によって検出された温度情報は定着制御部５０９（図５）に送られる。定着制御部５０９は、サーミスタ３８の温度情報に基づいてヒータ３９をオンオフ制御して、加熱ローラ３６の表面温度を所定の温度に維持する。

記録紙１８の搬送方向において定着部１７の下流側（図中左側）には、記録紙１８の搬送路を切り替える切り替えガイド２０が設けられている。切り替えガイド２０は、定着部１７から送り出された記録紙１８を媒体排出部１４または（両面印刷のための）反転搬送部１５に選択的に搬送するものである。

媒体排出部１４は、定着部１７から送り出された記録紙１８を、画像形成装置１０の外部に排出するための排出ローラ対１９ｇ，１９ｈおよび排出ローラ対１９ｉ，１９ｊを有している。また、画像形成装置１０の上部カバーには、媒体排出部１４によって排出された記録紙１８を載置するためのスタッカ部２４が設けられている。

反転搬送部１５は、切り替えガイド２０を経て搬送されてきた記録紙１８を退避路に一旦退避させてから逆向きに引き戻して送り出すための搬送ローラ対１９ｋ，１９ｌ、切り替えガイド２１および搬送ローラ対１９ｘ，１９ｗを有している。反転搬送部１５は、また、搬送ローラ対１９ｘ，１９ｗにより送り出された記録紙１８を媒体供給部１３まで搬送するリターンパスに沿って、搬送ローラ対１９ｍ，１９ｎ、搬送ローラ対１９ｏ，１９ｐ、搬送ローラ対１９ｑ，１９ｒ、搬送ローラ対１９ｓ，１９ｔおよび搬送ローラ対１９ｕ，１９ｖを有している。リターンパスの出口には、上記の搬送ローラ対１９ｃ，１９ｄが配置されており、表裏が反転された記録紙１８を再び画像形成部２２に送り込む。

＜画像形成ユニットの説明＞
次に、画像形成ユニット１２の構成について説明する。画像形成ユニット１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃは、トナーを除いて共通の構成を有しているため、ここでは「画像形成ユニット１２」と総称して説明する。

図２は、画像形成ユニット１２の構成を示す断面図である。図２には、ＬＥＤヘッド２３、転写ローラ３０および転写ベルト２７も併せて示している。

図２に示すように、画像形成ユニット１２は、潜像担持体としての感光体ドラム１０１を有している。感光体ドラム１０１は、図中矢印Ｒで示す方向に回転する。感光体ドラム１０１の周囲には、その回転方向に沿って、帯電部材としての帯電ローラ１０２、現像剤担持体としての現像ローラ１０４、およびクリーニング部材としてのクリーニングブレード１０５が配置されている。

また、現像ローラ１０４の周囲には、供給部材としての供給ローラ１０６と、層規制部材としての現像ブレード１０７とが配置されている。また、供給ローラ１０６の周囲に帯電付与部材２０１（図３参照）が配置されている。現像ローラ１０４、供給ローラ１０６、帯電付与部材２０１、および現像ブレード１０７は、感光体ドラム１０１の表面の静電潜像を現像する現像部１００を構成している。

画像形成ユニット１２は、さらに、トナー１１０を収容する現像剤補給手段（または現像剤収容体）としてのトナーカートリッジ１２０を有している。トナーカートリッジ１２０は、現像部１００に着脱可能に装着されている。また、画像形成ユニット１２は、図１に示した画像形成部２２の所定位置に着脱可能に装着されている。

感光体ドラム１０１としては、例えば、アルミ等の導電性基体ローラ上に、セレン、非晶質シリコンなどの感光層を設けた無機感光体ドラムや、バインダ樹脂中に電荷発生剤や電荷輸送剤を分散させた有機感光層を設けた有機感光体ドラムなどが用いられる。本実施の形態では、導電性基体としてのアルミニウムの金属パイプに、光導電層として電荷発生層および電荷輸送層を順次積層した有機感光体ドラムを用いる。

帯電ローラ１０２は、感光体ドラム１０１の表面に接するように設けられている。帯電ローラ１０２は、例えば、金属シャフトと、金属シャフトの周囲に設けられた半導電性エピクロロヒドリンゴムからなる弾性層とによって構成される。帯電ローラ１０２は、感光体ドラム１０１の回転に追従して従動回転する。

ＬＥＤヘッド２３は、例えばＬＥＤ素子とレンズアレイとを有し、ＬＥＤ素子から出射された光が感光体ドラム１０１の表面に結像する位置に配置されている。

クリーニングブレード１０５は、感光体ドラム１０１の回転軸と平行に配置され、先端部分が感光体ドラム１０１の表面に当接するように、根元部分が剛体の支持基板を介して画像形成ユニット１２のフレームに固定されている。クリーニングブレード１０５が感光体ドラム１０１の表面に当接した状態で、感光体ドラム１０１が矢印Ｒ方向に回転することにより、感光体ドラム１０１の表面の残留トナー１１０が掻き取られる。

クリーニングブレード１０５は、例えば、ウレタンゴム、エポキシゴム、アクリルゴム、フッ素樹脂ゴム、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム等の弾性体で構成され、本実施の形態ではウレタンゴムで構成されている。

現像ローラ１０４は、感光体ドラム１０１の表面に接するように設けられ、感光体ドラム１０１の回転方向とは反対の方向に回転する。現像ローラ１０４は、例えばステンレス等の導電性を有するシャフト（基体）と、このシャフトの周囲に設けられた弾性層とを有する。弾性層は、シリコーンゴム、ウレタンゴム等をカーボン等で電気抵抗を調節するなどした部材（一般に現像ローラに用いられる部材）で構成され、本実施の形態では半導電性ウレタンゴム層で構成されている。

現像ブレード１０７は、例えば屈曲部を有する板状部材であり、現像ローラ１０４の表面に圧接される。現像ブレード１０７は、ステンレス、リン青銅等の金属や、シリコーンゴム等のゴム材等の部材（一般に現像ブレードに用いられる部材）で構成される。また、現像ブレード１０７には、適宜、電圧を印加しても良い。

供給ローラ１０６は、現像ローラ１０４の表面に接するように設けられ、現像ローラ１０４の回転方向と同じ方向に回転する。供給ローラ１０６は、例えばステンレス等の導電性を有するシャフト（基体）と、シャフトの周囲に設けられた弾性層とを有する。弾性層は、半導電性発泡シリコンスポンジ層または半導電性発泡ウレタンスポンジ層など（一般に供給ローラに用いる部材）で構成され、本実施の形態では半導電性発泡シリコンスポンジ層で構成される。耐磨耗性を確保するため、弾性層のアスカーＦ硬度は４０〜７０度（ＪＩＳ Ｚ２２４５）が望ましい。また、画像形成時に電流が流れることを考慮して、弾性層の体積抵抗値は１×１０^５〜１×１０^８（Ω・ｃｍ）が望ましい。なお、体積抵抗値は、弾性層に金属製の円柱を３００ｇｆの力で押し当て、印加電圧を−３００Ｖとして測定したものである。

図３は、画像形成ユニット１２における供給ローラ１０６とその周囲を拡大して示す図である。画像形成ユニット１２は、供給ローラ１０６の表面の所定の領域（ここでは下側の領域）に対向するように、供給ローラ１０６の表面との間に一定の間隔をあけて延在する内壁１２ａを有している。この内壁１２ａの終端部から、さらに、供給ローラ１０６の表面との間隔が広がるように、内壁１２ｂが延在している。

供給ローラ１０６の表面と、現像ブレード１０７と、画像形成ユニット１２の内壁１２ｂとに囲まれた領域は、供給ローラ１０６に供給されるトナーが収容される現像剤収容部としてのトナー収容部１３１を構成している。また、図３に符号αで示す領域は、トナー収容部１３１に収容されたトナーが供給ローラ１０６の表面に供給される領域、すなわち現像剤供給領域としてのトナー供給領域である。

一方、供給ローラ１０６の表面に沿って、供給ローラ１０６と現像ローラ１０４との当接部から、供給ローラ１０６の回転方向（矢印ｅで示す方向）の下流側に延び、トナー供給領域αの手前に終端を有する領域を、回収トナー搬送部１３３と称する。この回収トナー搬送部１３３は、供給ローラ１０６の回転によって、供給ローラ１０６が現像ローラ１０４から回収したトナーを搬送する領域である。

ここでは、回収トナー搬送部１３３の終端は、供給ローラ１０６の回転中心を挟んで、供給ローラ１０６と現像ローラ１０４との当接部の反対側で、供給ローラ１０６の外周の接線が垂線となる位置にある。但し、当該位置よりもトナー供給領域αが下方に達している場合には（例えば、後述する図１２）、そのトナー供給領域αにかかるまでが回収トナー搬送部１３３となる。

このように構成されているため、供給ローラ１０６は、図中矢印ｅで示す方向に回転することにより、現像ローラ１０４からトナーを回収し、回収トナー搬送部１３３に沿って搬送し、さらにトナー収容部１３１から新たなトナーの供給を受けて、混合されたトナーを現像ローラ１０４に供給する。

この供給ローラ１０６の表面に当接するように、帯電付与部材２０１が設けられている。この帯電付与部材２０１は、供給ローラ１０６が現像ローラ１０４から回収したトナーに帯電を付与するものである。

帯電付与部材２０１は、板状の形状であり、導電性部材あるいは半導電性部材、例えばステンレス、リン青銅等の板バネ等、または導電性を出すためカーボン等を含有するシリコーンゴム、ウレタンゴム等によって構成される。帯電付与部材２０１には、電圧が印加される。

図４は、帯電付与部材２０１と供給ローラ１０６とを示す斜視図である。帯電付与部材２０１は、供給ローラ１０６のローラ部分の長さ（軸方向寸法）と同一の長さＬ１を有し、供給ローラ１０６の表面に沿って所定の幅Ｌ２を有している。帯電付与部材２０１は、その幅方向の一部分（図中、幅Ｌ３の部分）で、供給ローラ１０６に接している。

図２に戻り、トナーカートリッジ１２０は、現像剤としてのトナー１１０を収容する現像剤格納部１２５を有する容器１２１を備えている。現像剤格納部１２５には、その長手方向に延在する撹拌部材としての撹拌バー１２２が回転自在に設けられている。容器１２１の下部には、現像剤格納部１２５内のトナー１１０を上記のトナー収容部１３１に補給するための補給口としてのトナー補給口１２４が形成されている。また、容器１２１の内側には、トナー補給口１２４を開閉するため、矢印Ｑで示す方向にスライド可能なシャッタ１２３が設けられている。ここでは、トナーカートリッジ１２０のトナー補給口１２４およびトナー収容部１３１は、供給ローラ１０６の上方に設けられている。

＜トナー＞
次に、本実施の形態で使用する現像剤としてのトナー１１０について説明する。トナー１１０は、少なくとも結着樹脂を含有するトナー母粒子に無機微粉体や有機微粉体などの外部添加剤（以下、外添剤と称す）が添加されたもので、上記したトナーカートリッジ１２０に収容される。また、トナー１１０は、負帯電性を有している。

結着樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、またはスチレン−ブタジエン系樹脂が好ましい。また、結着樹脂には、離型剤や着色剤等が添加される。

離型剤としては、例えば、パラフィンワックス、カルナバワックス等を用いることができる。離型剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して０．１〜２０重量部、好ましくは０．５〜１２重量部とするのが効果的であり、単独でまたは複数種類を併用して用いることができる。

着色剤としては、例えば、従来のブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー用着色剤として用いられている染料、顔料等を単独でもしくは複数種類を併用して用いることができ、例えば、カーボンブラック、酸化鉄、フタロシアニンブルー、パーマネントブラウンＦＧ、ブリリアントファーストスカーレット、ピグメントグリーンＢ、ローダミンＢベース、ソルベントレッド４９、ソルベントレッド１４６、ピグメントブルー１５：３、ソルベントブルー３５、キナクリドン、カーミン６Ｂ、ジスアゾエロー等を用いることができる。着色剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して２〜２５重量部、好ましくは２〜１５重量部である。

結着樹脂には、さらに、帯電制御剤、導電性調整剤、流動性向上剤またはクリーニング性向上剤等の添加剤を適宜添加してもよい。

帯電制御剤としては、例えば、アゾ系錯体帯電制御剤、サリチル酸系錯体帯電制御剤、カリックスアレン系帯電制御剤、４級アンモニウム塩系帯電制御剤等、公知のものを用いることができる。帯電制御剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して０．０５〜１５重量部、好ましくは０．１〜１０重量部であり、単独でまたは複数種類を併用して用いることができる。

外添剤は、環境安定性、帯電安定性、現像性、流動性、保存性を向上するために添加されるものであり、例えば、シリカ、チタニア、アルミナ等、公知のものを用いることができる。外添剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して０．０１〜１０重量部、好ましくは０．０５〜８重量部であり、単独でまたは複数種類を併用して用いることができる。

本実施の形態で用いるトナーの製造方法は、以下の通りである。すなわち、結着樹脂（ポリエステル樹脂、数平均分子量Ｍｎ＝３７００、ガラス転移温度Ｔｇ＝６２℃、軟化温度Ｔ１／２＝１１５℃）１００重量部と、帯電制御剤としてボントロンＥ８４（オリエント化学工業株式会社製）０．５重量部と、着色剤としてブラックトナーはカーボンブラック、イエロートナーはジスアゾエロー、マゼンタトナーはカーミン６Ｂ、シアントナーはピグメントブルー１５：３それぞれ５．０重量部と、離型剤としてカルナウバワックス（株式会社加藤洋行製、カルナウバワックス１号粉末）４．０重量部とを、ヘンシェルミキサーを用いて混合した後、二軸押出機により溶融混練し、冷却する。

このようにして得られた混合物を、直径２ｍｍのスクリーンを有するカッターミルで粗砕化した後、衝突板式粉砕機「ディスパージョンセパレーター」（日本ニューマチック工業株式会社製）を用いて粉砕し、更に風力分級機を用いて分級を行い、平均粒径６．０μｍのトナー母粒子を得る。

次に、外添工程として、上記のトナー母粒子１ｋｇ（１００重量部）に対して、疎水性シリカＲ９７２（日本アエロジル株式会社製、平均粒径１６ｎｍ）３．０重量部を加え、へンシェルミキサーで３分間攪拌することで、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンのトナーがそれぞれ得られる。

＜画像形成装置の制御系＞
次に、画像形成装置１０の制御系について説明する。図５は、画像形成装置１０の制御系の要部を示すブロック図である。図５において、制御部５００は、図示しないマイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、タイマ等によって構成され、パーソナルコンピュータ等の上位装置から印刷データおよび制御コマンドを受信して、画像形成装置１０の全体のシーケンス制御により画像形成を行う。

帯電付与部材電源制御部５０１は、制御部５００の指示により、帯電付与部材２０１の表面を帯電させるため、帯電付与部材２０１に帯電付与電圧を印加する制御を行う。

帯電ローラ電源制御部５０２は、制御部５００の指示により、感光体ドラム１０１の表面を一様に帯電させるため、帯電ローラ１０２に帯電電圧を印加する制御を行う。

ＬＥＤヘッド制御部５０３は、制御部５００の指示により、感光体ドラム１０１の表面に光を照射して静電潜像を形成するため、印刷データに従ってＬＥＤヘッド２３を発光させる制御を行う。

現像ローラ電源制御部５０４は、制御部５００の指示により、感光体ドラム１０１の表面の静電潜像をトナーにより現像するため、現像ローラ１０４に現像電圧を印加する制御を行う。

供給ローラ電源制御部５０６は、制御部５００の指示により、現像ローラ１０４にトナーを供給するため、供給ローラ１０６に供給電圧を印加する制御を行う。

転写ローラ電源制御部５０５は、制御部５００の指示により、感光体ドラム１０１の表面のトナー像を記録紙１８に転写するため、転写ローラ３０（図１）に転写電圧を印加する制御を行う。

なお、帯電付与部材電源制御部５０１、帯電ローラ電源制御部５０２、ＬＥＤヘッド制御部５０３、現像ローラ電源制御部５０４、供給ローラ電源制御部５０６および転写ローラ電源制御部５０５は、いずれも、画像形成ユニット１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃのそれぞれに設けられており、各色の画像形成ユニット毎に個別に制御を行うが、ここでは、説明の便宜上、それぞれ一つずつのブロックとして説明する。

帯電付与部材電圧電源５１１は、上記の帯電付与部材電源制御部５０１に制御され、帯電付与部材２０１に直流電圧（帯電付与電圧）を印加する。帯電ローラ電圧電源５１２は、上記の帯電ローラ電源制御部５０２により制御され、帯電ローラ１０２に直流電圧（帯電電圧）を印加する。

現像ローラ電圧電源５１４は、上記の現像ローラ電源制御部５０４に制御され、現像ローラ１０４に負極性の直流電圧（現像電圧）を印加する。また、現像ローラ正極性電圧電源５１４ａは、上記の現像ローラ電源制御部５０４に制御され、現像ローラ１０４に正極性の直流電圧を印加する。

供給ローラ電圧電源５１６は、上記の供給ローラ電源制御部５０６に制御され、供給ローラ１０６に直流電圧（供給電圧）を印加する。転写ローラ電圧電源５１５は、上記の転写ローラ電源制御部５０５に制御され、転写ローラ３０に直流電圧（転写電圧）を印加する。

ＩＤモータ５０７は、感光体ドラム１０１を回転駆動する。感光体ドラム１０１の回転は、動力伝達系を介して、現像ローラ１０４および供給ローラ１０６に伝達される。また、帯電ローラ１０２および転写ローラ３０は、感光体ドラム１０１に追従して従動回転する。なお、ＩＤモータ５０７は、画像形成ユニット１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃのそれぞれに設けられている。

搬送モータ５０８は、記録紙１８を給紙カセット１１から繰り出して搬送路に沿って搬送するため、上述した媒体供給部１３、媒体排出部１４および反転搬送部１５の各ローラを駆動する。

定着制御部５０９は、定着部（定着器）１７のサーミスタ３８の検出温度に基づいてヒータ３９をオンオフ制御し、定着温度を一定に保つ制御を行う。

＜画像形成装置の動作＞
次に、画像形成装置１０の動作について、図１および図５を参照して説明する。
画像形成装置１０の制御部５００は、パーソナルコンピュータ等の上位装置から印刷データと制御コマンドを受信すると、記録紙１８の搬送を開始する。

図１に示すように、給紙カセット１１に収容された記録紙１８は、ピックアップローラ１９ａおよびフィードローラ１９ｂによって矢印Ａで示す方向に一枚ずつ繰り出される。その後、記録紙１８は、搬送ローラ対１９ｃ，１９ｄおよび搬送ローラ対１９ｅ，１９ｆによって、斜行を矯正されながら矢印Ｂで示す方向に搬送され、画像形成部２２に到達する。

画像形成部２２に到達した記録紙１８は、ドライブローラ２８によって走行する転写ベルト２７に保持され、矢印Ｔで示す方向に搬送される。

転写ベルト２７により保持された記録紙１８は、ブラックの画像形成ユニット１２Ｋの感光体ドラム１０１と転写ローラ３０とのニップ部に到達する。転写ローラ３０には転写ローラ電圧電源５１５によって転写電圧（例えば＋３０００Ｖ）が印加されており、この転写電圧により、感光体ドラム１０１上に形成されたブラックのトナー像が記録紙１８に転写される。

その後、記録紙１８は、転写ベルト２７によって矢印Ｔで示す方向にさらに搬送され、画像形成ユニット１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃを順に通過する。そして、画像形成ユニット１２Ｋの感光体ドラム１０１からブラックのトナー像が記録紙１８に転写されたのと同様にして、画像形成ユニット１２Ｙの感光体ドラム１０１からイエローのトナー像が記録紙１８に転写され、画像形成ユニット１２Ｍの感光体ドラム１０１からマゼンタのトナー像が記録紙１８に転写され、画像形成ユニット１２Ｃの感光体ドラム１０１からシアンのトナー像が記録紙１８に転写される。

各色のトナー像が転写された記録紙１８は、矢印Ｄで示す方向に搬送されて定着部１７に到達する。トナー像が転写された記録紙１８は、矢印Ｅ，Ｆで示す方向にそれぞれ回転する加熱ローラ３６と加圧ローラ３７との圧接部に送り込まれる。加熱ローラ３６は、定着制御部５０９により所定の表面温度に保たれ、その熱により記録紙１８上のトナーが溶融する。さらに、溶融したトナーが加熱ローラ３６と加圧ローラ３７との圧接部で加圧されることにより、トナー像が記録紙１８に定着する。

トナー像が定着した記録紙１８は、媒体排出部１４の排出ローラ対１９ｇ，１９ｈおよび排出ローラ対１９ｉ，１９ｊによって矢印Ｇで示す方向に搬送され、画像形成装置１０の外部に排出され、スタッカ部２４に載置される。

一方、両面印刷の場合には、表面にトナー像が定着した記録紙１８を、図１に示す切り替えガイド２０、搬送ローラ対１９ｋ，１９１および搬送ローラ対１９ｘ，１９ｗによって矢印Ｈで示す方向に搬送して退避路に一旦退避させ、その後、切り替えガイド２１および搬送ローラ対１９ｗ，１９ｘによって矢印Ｉで示す方向に搬送してリターンパスに導く。

そして、搬送ローラ対１９ｍ，１９ｎ、搬送ローラ対１９ｏ，１９ｐ、搬送ローラ対１９ｑ，１９ｒ、搬送ローラ対１９ｓ，１９ｔ、および搬送ローラ対１９ｕ，１９ｖによって、矢印ａ，ｂ，ｃで示すようにリターンパスに沿って記録紙１８を搬送する。これにより、記録紙１８は、媒体供給部１３の搬送ローラ対１９ｃ，１９ｄに到達して、さらに矢印Ｂで示す方向に搬送されて画像形成部２２に送られる。画像形成部２２では、記録紙１８の裏面（既にトナー像が定着した面とは反対の面）にトナー像が形成され、その後、上述したようにトナー像の定着および排出が行われる。

＜画像形成ユニットの動作＞
次に、各画像形成ユニット１２の動作について、図２、図５および図６を参照して説明する。図６は、画像形成ユニット１２の動作を示すタイミングチャートである。

制御部５００は、記録紙１８が搬送ローラ対１９ｃ，１９ｄおよび搬送ローラ対１９ｅ，１９ｆにより矢印Ｂで示す方向に搬送されている間の所定のタイミングｔ１で、印刷準備動作を開始する（ｔ１）。ここでは、制御部５００は、ＩＤモータ５０７を駆動する。これにより、感光体ドラム１０１が矢印Ｒで示す方向に一定の周速度で回転する。これに伴い、帯電ローラ１０２、現像ローラ１０４、供給ローラ１０６および転写ローラ３０が回転する。

次に、現像ローラ電源制御部５０４が、制御部５００の指示により、現像ローラ正極性電圧電源５１４ａから現像ローラ１０４に正極性の電圧（例えば＋２００Ｖ）を印加する（ｔ２）。

続いて、帯電ローラ電源制御部５０２が、制御部５００の指示により、帯電ローラ電圧電源５２２から帯電ローラ１０２に帯電電圧（例えば−１０５０Ｖ）を印加する（ｔ３）。これにより、感光体ドラム１０１の表面が、例えば−５５０Ｖに一様に帯電する。

さらに、制御部５００は、印刷データに基づく画像形成を開始する。まず、現像ローラ電源制御部５０４が、現像ローラ電圧電源５１４から現像ローラ１０４に負極性の現像電圧（例えば−２５０Ｖ）を印加する。また、供給ローラ電源制御部５０６は、供給ローラ電圧電源５１６から供給ローラ１０６に供給電圧（例えば−３５０Ｖ）を印加する。また、ＬＥＤヘッド制御部５０３は、印刷データに基づきＬＥＤヘッド２３を発光させる（ｔ４）。

感光体ドラム１０１の露光部分は電位が−１００Ｖに光減衰し、これにより静電潜像が形成される。感光体ドラム１０１の表面に形成された静電潜像は、供給ローラ１０６から現像ローラ１０４に供給されたトナーによって現像され、記録紙１８に転写される（ｔ４〜ｔ６）。

なお、上述した供給ローラ１０６への電圧印加の開始（ｔ４）から、現像ローラ１０４が１周し、供給ローラ１０６が１周する時間Ｐを経過した後、帯電付与部材電源制御部５０１は、制御部５００の指示により、帯電付与部材電圧電源５２１から帯電付与部材２０１に帯電付与電圧を印加する（ｔ５）。

その後、制御部５００は、ＬＥＤヘッド２３の発光制御、および、現像ローラ１０４、供給ローラ１０６および帯電付与部材２０１への電圧印加を終了する（ｔ６）。

後続する記録紙１８がある場合には、制御部５００は、紙間に対応する時間（ｔ６〜ｔ７）をおいて、次のページの画像形成を開始する（ｔ７〜ｔ９）。

当該次のページのトナー像が記録紙１８に転写された後、制御部５００は、ＬＥＤヘッド２３の発光制御、および、現像ローラ１０４、供給ローラ１０６および帯電付与部材２０１への電圧印加を終了する（ｔ９）。

後続する記録紙１８がない場合には、制御部５００は、帯電ローラ電圧電源５１２から帯電ローラ１０２への電圧印加を終了する（ｔ１０）。

なお、上述した帯電付与部材２０１の電圧印加のタイミング（ｔ５）は、現像ローラ１０４および供給ローラ１０６への電圧印加の開始（ｔ４）よりも後としたが、これは、現像ローラ１０４および供給ローラ１０６への電圧印加と同時に帯電付与部材２０１に電圧を印加すると、現像ローラ１０４からトナーを回収する前の供給ローラ１０６の表面に保持されたトナーの過剰帯電を生じる可能性があるためである。そこで、現像ローラ１０４および供給ローラ１０６への電圧印加から、現像ローラ１０４が１周し、供給ローラ１０６が１周する時間Ｐが経過した後に、帯電付与部材２０１への電圧印加を行うことが好ましい。

また、上記ｔ２〜ｔ４の期間に、現像ローラ１０４に正極性の電圧を印加したのは、以下の理由による。すなわち、帯電ローラ１０２により帯電された感光体ドラム１０１の表面の帯電部分が現像ローラ１０４とのニップ部に到達するまでの間は、通常、感光体ドラム１０１の表面電位が０Ｖに近いため、現像ローラ１０４上のトナーが感光体ドラム１０１に付着する（無駄に消費される）可能性がある。また、現像ローラ１０４と供給ローラ１０６との間で摩擦帯電されたトナーが、現像ローラ１０４と感光体ドラム１０１とのニップ部に到達したときに、感光体ドラム１０１に付着する可能性もある。

そこで、上記のようにｔ２〜ｔ４の期間に現像ローラ１０４に正極性の電圧を印加し、負帯電トナーを現像ローラ１０４側に引き付けることで、感光体ドラム１０１への付着を抑制している。なお、現像ローラ１０４への正極性の電圧印加は、ｔ１の時点から開始してもよい。

＜画像形成ユニットにおけるトナーの流れ＞
次に、画像形成ユニット１２におけるトナー収容部１３１から感光体ドラム１０１までのトナーの流れについて、図２および図３を参照して説明する。

トナーカートリッジ１２０のシャッタ１２３（図２）は、トナーカートリッジ１２０を現像部１００に装着した後に、図示しないレバーの操作により矢印Ｑ方向にスライドすることにより、トナー補給口１２４を開口させる。これにより、トナーカートリッジ１２０の容器１２１内のトナー１１０が、トナー補給口１２４から矢印Ｖ方向に落下し、現像部１００の上部に形成されたトナー受入口１３０を介して現像部１００のトナー収容部１３１に供給される。

供給ローラ電圧電源５１６によって直流電圧（例えば−３５０Ｖ）が印加された供給ローラ１０６は、矢印ｅで示す方向に回転することにより、トナー収容部１３１に供給されたトナー１１０を搬送して現像ローラ１０４に供給する。

現像ローラ１０４は、感光体ドラム１０１に密着して配置され、現像ローラ電圧電源５１４によって直流電圧（例えば−２５０Ｖ）が印加されている。現像ローラ１０４は、供給ローラ１０６により搬送されたトナー１１０を吸着し、矢印ｆで示す方向に回転することにより当該トナー１１０を搬送する。

現像ローラ１０４による回転搬送の過程で、供給ローラ１０６より下流側において現像ローラ１０４に圧接された現像ブレード１０７が、現像ローラ１０４に付着したトナー１１０を均一な厚さにならし、これにより現像ローラ１０４の表面にトナー層が形成される。現像ローラ１０４の表面のトナー層を構成するトナー（正規帯電しているトナー）は、現像ローラ１０４と供給ローラ１０６との摺動や、現像ブレード１０７による圧接等による摩擦により帯電される（例えば−６０Ｖ程度）。

感光体ドラム１０１と現像ローラ１０４との電位差のため、現像ローラ１０４と感光体ドラム１０１との間には、感光体ドラム１０１の表面の静電潜像に伴う電気力線が発生する。そのため、現像ローラ１０４の表面に担持された帯電したトナー１１０は、静電気力により感光体ドラム１０１の表面の静電潜像部分に付着する。すなわち、感光体ドラム１０１の表面の静電潜像が、トナー１１０によって反転現像される。

また、静電潜像の現像に使用されずに現像ローラ１０４の表面に残った残存トナー１１０は、現像ローラ１０４の回転と共に供給ローラ１０６との接触部に送られ、供給ローラ１０６によって回収される。

図３に示すように、供給ローラ１０６の表面において、現像ローラ１０４と供給ローラ１０６との接触部よりも、供給ローラ１０６の回転方向（矢印ｅ方向）の下流側にあるトナーは、供給ローラ１０６と帯電付与部材２０１とに圧接されている。

この領域にあるトナーは、直流電圧が印加された帯電付与部材２０１により帯電し、さらに供給ローラ１０６の回転による供給ローラ１０６の表面の移動に伴い、供給ローラ１０６の表面上のトナーは回転方向の下流側に送られる。そして、トナー収容部１３１から新たに供給されたトナーと共に現像ローラ１０４に送られ、再び、静電潜像の現像に使用される。

図２に戻り、感光体ドラム１０１の表面には、トナー像の転写後に、転写されなかった若干のトナー１１０が残留する場合がある。この残留したトナー１１０は、クリーニングブレード１０５によって除去される。クリーニングされた感光体ドラム１０１は、繰り返し使用される。

また、連続印刷中に、転写ベルト２７の記録紙１８が保持されていない部分（紙間）に、感光体ドラム１０１から一部の帯電不良のトナー１１０が転写される場合がある。このトナー１１０は、転写ベルト２７が図１に示す矢印Ｔ，Ｕで示す方向に走行する際に、転写ベルトクリーニングブレード３４によって掻き取られ、廃棄現像剤タンク３５に溜められる。

＜印刷試験＞
次に、帯電付与部材２０１の作用効果を確認するための印刷試験について説明する。試験条件は以下の通りである。

試験用装置として、帯電付与部材２０１を備えたシアンの画像形成ユニット１２Ｃを画像形成装置１０に組み込んで、シアンの単色画像を印刷した。環境は、室温環境（温度２５℃、湿度５０％）とした。

印刷速度、すなわち感光体ドラム１０１の周速度（＝通紙速度）は、２７４ｍｍ／ｓとした。また、感光体ドラム１０１（外径３０ｍｍ）、帯電ローラ１０２（外径１１ｍｍ）、現像ローラ１０４（外径１６ｍｍ）および供給ローラ１０６（外径１６ｍｍ）の外周速度比は、
感光体ドラム：帯電ローラ：現像ローラ：供給ローラ
＝１：１：１．３：（１．３×０．７）
とした。回転方向は、図２に示す矢印方向とした。

帯電ローラ１０２、現像ローラ１０４、供給ローラ１０６および転写ローラ３０の各金属シャフトに印加した直流電圧Ｖｃｈ，Ｖｄｂ，Ｖｓｂ，Ｖｔｒは、それぞれＶｃｈ＝−１０５０Ｖ、Ｖｄｂ＝−２５０Ｖ、Ｖｓｂ＝−３５０Ｖ、およびＶｔｒ＝＋３０００Ｖとした。

印刷試験時の感光体ドラム１０１の表面電位を測定したところ、露光部および被露光部の電位ＶＡ１，ＶＡ２は、それぞれ、ＶＡ１＝−５０Ｖ、ＶＡ２＝−５５０Ｖであった。

帯電付与部材２０１は、リン青銅製の板バネで構成した。帯電付与部材２０１の寸法は、図４に示すように、長さＬ１＝２１０ｍｍ、幅Ｌ２＝１０ｍｍとした。また、帯電付与部材２０１と供給ローラとの接触領域は、長さＬ１＝２１０ｍｍ、幅Ｌ３＝６ｍｍの略長方形状とし、その面積は、Ｌ１×Ｌ３＝２１０ｍｍ×６ｍｍ＝１２６０ｍｍ^２とした。

画像形成ユニット１２において図３に矢印Ｉで示す位置に、表面電位計（ＴＲＥＫ社の“ＭＯＤＥＬ３４４”）のプローブ（ＴＲＥＫ社の“ＭＯＤＥＬ５５５Ｐ−４”）をセットし、供給ローラ１０６、供給ローラ１０６の表面のトナー層、および帯電付与部材２０１の表面電位を測定できるようにした。

そして、まず、帯電付与部材２０１に電圧を印加しないように、帯電付与部材電圧電源５１１との間の配線を外し、電気的にオープンな状態にした。この状態で、画像形成装置１０により、Ａ４サイズ標準紙（ＯＫＩエクセレントホワイト紙：坪量＝８０ｇ／ｍ^２）を縦方向送り（４辺のうち短い２辺が通紙方向の先端と後端となる）して、ＬＥＤヘッド２３を発光させずに一枚の白紙画像を印刷した。このとき、印刷中の表面電位計の測定値ＶＢは、ＶＢ＝−４００Ｖであった。供給ローラ１０６に印加している直流電圧Ｖｓｂ＝−３５０Ｖであるので、供給ローラ１０６の表面のトナー層の電圧Ｖｔｎ＝−５０Ｖであると考えられる。

次に、帯電付与部材２０１を帯電付与部材電圧電源５１１に接続し、帯電付与部材２０１にＶｆ＝−８００Ｖを印加しながら、紙間（連続印刷において、先行する記録紙の後端から後続の記録紙の先端までの距離）を６０ｍｍに設定し、図７に示すように、面積率１００％（紙面の４辺の縁の各５ｍｍの非印刷領域を除く印刷領域の全面に印刷する場合を面積率１００％とする）で連続通紙印刷を５００枚行なった。５００枚印刷直後に、図３に矢印Ｏで示す位置において、吸引式小型帯電測定装置（ＴＲＥＫ社製“ＭＯＤＥＬ２１０ＨＳ−３”）によってトナー層からトナーを吸引して電荷を測定し、その電荷測定時に吸引されたトナーの重量を電子天秤（Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ社製“ＣＰ２２５Ｄ”）によって測定し、得られた電荷を、得られた重量で除算することによって、トナーの帯電量（μＣ／ｇ）を算出した。

同様にして、Ｖｆを、−８００Ｖ，−７００Ｖ，−６００Ｖ，−５００Ｖ，−４００Ｖ，−３００Ｖ，０Ｖ，＋１００Ｖの順に変化させて、繰り返し試験を行った。それぞれのＶｆにおいて得られた５００枚目の印刷画像について、図７に示す位置で画像濃度（上部濃度Ｄｃ１および下部濃度Ｄｃ２）を測定した。図７に示すように、上部濃度Ｄｃ１は、記録紙の送り方向の前端の中央部で測定し、下部濃度Ｄｃ２は、記録紙の送り方向の後端の中央部で測定した。画像濃度は、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製の濃度計“Ｘ−Ｒｉｔｅ５２８（ステータスＩ）”を用い、濃度を測定する印刷画像の下に、未使用ＯＫＩエクセレントホワイト紙１０枚を重ねて下敷きにして、印刷画像の濃度を測定した。

画像濃度の評価基準は、以下の通りである。
◎：画像濃度Ｄｃが１．３０以上であり、印刷画像として充分な濃度である。
○：画像濃度Ｄｃが、１．２０≦Ｄｏ＜１．３０の範囲であり、印刷画像としては若干薄く、色再現性が弱い印象を与える。
Ｘ：画像濃度Ｄｃが１．２０未満であり、印刷画像として濃度が低く不合格である。

表１に、上部濃度Ｄｃ１および下部濃度Ｄｃ２の測定結果を示す。図８には、表１の測定結果をグラフにして示す。

表２には、トナーの帯電量（μＣ／ｇ）の測定結果を示す。図９には、表２の測定結果をグラフにして示す。

表１および図８の結果から、Ｖｆ＝−８００Ｖでは、印刷紙の非印刷領域（余白）にもトナーが付着しており、汚れが見られた。これは、印刷中にトナーの過剰帯電が生じ、感光体ドラム１０１の帯電電位よりも、現像ローラ１０４に担持されたトナー層の電位が高くなったことにより、感光体ドラム１０１の非露光部にもトナーが付着したためと考えられる。

また、Ｖｆ＝−３００Ｖ〜＋１００Ｖの範囲では、画像濃度が低く、カスレが見られた。これは、トナーの帯電が低いため、現像ローラ１０４へのトナーの供給量が不足したためと考えられる。

これに対し、Ｖｆ＝−７００Ｖ〜−４００Ｖの範囲では、十分な画像濃度が得られ、また、カスレや汚れも見られなかった。すなわち、良好な印刷画像を得ることができた。

このＶｆ＝−７００Ｖ〜−４００Ｖという範囲は、トナーと同極性（−）で、絶対値が、供給ローラ１０６への印加電圧（Ｖｓｂ＝−３５０Ｖ）とトナー層電位（−５０Ｖ）とを合わせた値（−４００Ｖ）以上である範囲ということができる。

より詳細には、Ｖｆ＝−７００Ｖ〜−４００Ｖという範囲は、トナーと同極性で、絶対値が、供給ローラ１０６への印加電圧（Ｖｓｂ＝−３５０Ｖ）とトナー層電位（−５０Ｖ）とを合わせた値（−４００Ｖ）以上であり、なお且つ供給ローラ１０６への印加電圧の２倍（−７００Ｖ）以下である範囲ということができる。

以上のことから、供給ローラ１０６の表面に帯電付与部材２０１を当接させて、トナーと同極性で、絶対値が、供給ローラ１０６への印加電圧とトナー層電位とを合わせた値以上（より好ましくは、供給ローラ１０６への印加電圧の２倍以下）の直流電圧Ｖｆを印加することにより、連続印刷後も濃度低下が少なく、カスレや汚れのない良好な印刷画像を得ることができることが分かる。

比較例１−１．
図１０は、比較例１−１の画像形成ユニットの要部を示す模式図である。比較例１−１の画像形成ユニットでは、帯電付与部材２０１が、供給ローラ１０６の上部、すなわち供給ローラ１０６に新しいトナーが付与される領域であるトナー収容部１３１（トナー供給領域α）内に配置している。他の構成は、第１の実施の形態の画像形成ユニット１２（図２，３）と同様である。

比較例１−１の画像形成ユニットを画像形成装置に組み込んで、上述した印刷試験を行ったところ、Ｖｆ＝−４００Ｖ〜−８００Ｖの範囲で汚れが発生した。これは、トナー収容部１３１から供給ローラ１０６に補給されたトナーが帯電付与部材２０１によって帯電されたことにより、トナーの過剰帯電が生じたためと考えられる。また、Ｖｆ＝＋１００Ｖ〜−４００Ｖの範囲では画像濃度が薄く、印刷画像として不合格であった。

比較例１−２．
第１の実施の形態の画像形成ユニット（図２，３）から帯電付与部材２０１を取り外し、上述した印刷試験条件で、図７に示すパターンを５００枚印刷した。供給ローラ１０６の電圧Ｖｓｂは、上記の通り−３５０Ｖとした。その結果、得られた画像濃度は、Ｄｃ１＝１．２０、Ｄｃ２＝１．０５であり、画像濃度が低く、印刷画像として不合格であった。

比較例１−３．
第１の実施の形態の画像形成ユニット（図２，３）から帯電付与部材２０１を取り外し、供給ローラ１０６の電圧ＶｓｂをＶｓｂ＝−５００Ｖとして、図７に示すパターンを５００枚印刷した。その結果、得られた画像濃度は、Ｄｃ１＝１．４０、Ｄｃ２＝１．３５であり、画像汚れが発生し、印刷画像としては不合格であった。

このように、比較例１−１〜１−３の画像形成ユニットを用いた印刷試験では、第１の実施の形態の画像ユニットを用いた印刷試験よりも、画像濃度が低い、あるいは汚れが発生するという結果が得られた。

このことから、帯電付与部材２０１を、図３に示したように、供給ローラ１０６と現像ローラ１０４との対向部よりも下流側で、且つトナー収容部１３１よりも上流側で、供給ローラ１０６の表面に対向させることにより、良好な画像濃度が得られることが分かる。

これは、供給ローラ１０６が現像ローラ１０４から回収したトナーを帯電付与部材２０１によって帯電させることで、回収トナーの帯電不足を抑制し、同時に、トナー収容部１３１から供給ローラ１０６に新たに供給されるトナーの過剰帯電を抑制することができるため、現像ローラ１０４へのトナーの供給不足や供給過剰を防止することができるためである。

なお、ここでは、第１の実施の形態および各比較例に関する印刷試験として、シアンの画像形成ユニットを用いて行った印刷試験について説明したが、ブラック、イエローおよびマゼンタの画像形成ユニットを用いた場合にも、同様の試験結果が得られた。

＜効果＞
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、帯電付与部材２０１を、供給ローラ１０６の回転方向において供給ローラ１０６と現像ローラ１０４との対向部よりも下流側で、且つトナー収容部１３１よりも上流側で供給ローラ１０６の表面に対向させることにより、供給ローラ１０６が現像ローラ１０４から回収したトナーの帯電不足を抑制すると共に、トナー収容部１３１から供給ローラ１０６に新たに供給されるトナーの過剰帯電を抑制することができる。そのため、適切に帯電されたトナーを現像ローラ１０４に供給することができ、良好な画像濃度を得ることができる。

また、帯電付与部材２０１に印加する電圧Ｖｆを、トナーと同極性で、絶対値が、供給ローラ１０６への印加電圧とトナー層電位とを合わせた値以上の直流電圧Ｖｆとすることにより、連続印刷後も濃度低下が少なく、カスレや汚れの無い良好な画像を得ることができる。

第２の実施の形態．
＜画像形成ユニットの構成＞
図１１は、本発明の第２の実施の形態における画像形成ユニット１２の構成を示す図である。第２の実施の形態における画像形成ユニット１２では、トナーカートリッジ１２０のトナー補給口１２４が、供給ローラ１０６の上方ではなく、横方向に配置されている。

図１２は、図１１の画像形成ユニット１２における供給ローラ１０６とその周囲を拡大して示す図である。第２の実施の形態では、供給ローラ１０６に新しくトナーが供給される領域であるトナー収容部１３１は、第１の実施の形態（図３）と比較して、供給ローラ１０６の回転方向の上流側（図中下方）に広がっている。そのため、回収トナー搬送部１３３は、第１の実施の形態（図３）と比較して、終端（供給ローラ１０６と現像ローラ１０４との対向部とは反対側の端部）が、供給ローラ１０６の回転方向の上流側にシフトしている。他の構成は、第１の実施の形態の画像形成ユニット１２と同様である。

＜印刷試験＞
第２の実施の形態における画像形成ユニット１２を画像形成装置に組み込んで、第１の実施の形態で説明した印刷試験を行った。その結果、第１の実施の形態で説明した試験結果と同様の結果が得られた。

すなわち、この第２の実施の形態においても、帯電付与部材２０１を、供給ローラ１０６と現像ローラ１０４との対向部よりも下流側で、且つトナー収容部１３１よりも上流側において供給ローラ１０６の表面に対向させると共に、帯電付与部材２０１に、トナーと同極性で、絶対値が、供給ローラ１０６の印加電圧とトナー層電位とを合わせた値以上の直流電圧Ｖｆを印加することにより、連続印刷後も濃度低下が少なく、カスレや汚れの無い良好な画像が得られる。

比較例２−１．
図１３は、比較例２−１の画像形成ユニットの要部を示す図である。比較例２−１の画像形成ユニットでは、帯電付与部材２０１が、供給ローラ１０６の上部、すなわちトナー収容部１３１（トナー供給領域α）内に配置している。他の構成は、第２の実施の形態の画像形成ユニット１２（図１１，１２）と同様である。

比較例２−１の画像形成ユニットを画像形成装置に組み込んで、上述した印刷試験を行ったところ、Ｖｆ＝−４００Ｖ〜−８００Ｖの範囲で汚れが発生した。また、Ｖｆ＝＋１００Ｖ〜−３００Ｖの範囲では画像濃度が薄く、印刷画像として不合格であった。

比較例２−２．
第２の実施の形態の画像形成ユニット（図１１，１２）から帯電付与部材２０１を取り外し、上述した印刷試験条件で、図７に示すパターンを５００枚印刷した。供給ローラ１０６の電圧Ｖｓｂは、上記の通り−３５０Ｖとした。その結果、第１の実施の形態で説明した比較例１−２と同様、画像濃度が低く、印刷画像として不合格であった。

比較例２−３．
第２の実施の形態の画像形成ユニット（図１１，１２）から帯電付与部材２０１を取り外し、供給ローラ１０６の電圧ＶｓｂをＶｓｂ＝−５００Ｖとして、図７に示すパターンを５００枚印刷した。その結果、第１の実施の形態で説明した比較例１−３と同様、画像汚れが発生し、印刷画像としては不合格であった。

比較例２−４．
図１４は、比較例２−４の画像形成ユニットの要部を示す図である。比較例２−４の画像形成ユニットでは、帯電付与部材２０１が、供給ローラ１０６の側方、すなわちトナー収容部１３１（トナー供給領域α）内に配置している。ここでは、図１５に拡大して示すように、帯電付与部材２０１が、供給ローラ１０６の回転軸を挟んで現像ローラ１０４と供給ローラ１０６との当接部とは反対側に、供給ローラ１０６の外周の接線が垂線となる位置に設けられている。他の構成は、第２の実施の形態の画像形成ユニット１２（図１１，１２）と同様である。

比較例２−４の画像形成ユニットを画像形成装置に組み込んで、上述した印刷試験を行ったところ、Ｖｆ＝−４００Ｖ〜−８００Ｖの範囲で汚れが発生した。また、Ｖｆ＝＋１００Ｖ〜−３００Ｖの範囲では画像濃度が薄く、印刷画像として不合格であった。

比較例２−１および２−４では、トナー収容部１３１内に帯電付与部材２０１を配置したが、トナー収容部１３１は、供給ローラ１０６により現像ローラ１０４から回収されたトナーと新しく供給されたトナーが混ざり合う領域であり、そこに帯電付与部材２０１を配置すると、混合比率が安定しない等、好ましくない影響が現れる。トナーを安定して帯電させるためには、帯電付与部材２０１を、トナー収容部１３１内ではなく、回収トナー搬送部１３３に配置することが必要である。

＜効果＞
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様、帯電付与部材２０１を、供給ローラ１０６と現像ローラ１０４との対向部よりも下流側で、且つトナー収容部１３１よりも上流側で供給ローラ１０６の表面に対向させることにより、良好な画像濃度を得ることができる。また、帯電付与部材２０１に、トナーと同極性で、絶対値が、供給ローラ１０６への印加電圧とトナー層電位とを合わせた値以上の直流電圧Ｖｆを印加することにより、連続印刷後も濃度低下が少なく、カスレや汚れの無い良好な画像を得ることができる。

第３の実施の形態．
＜画像形成ユニットの構成＞
図１６は、第３の実施の形態における画像形成ユニット１２の構成を示す図である。第３の実施の形態における画像形成ユニット１２では、帯電付与部材２０１が屈曲形状を有しており、その曲げ部Ｒで供給ローラ１０６に当接している。

第３の実施の形態における帯電付与部材２０１は、供給ローラ１０６と現像ローラ１０４との当接部の略下方に配置され、供給ローラ１０６の軸方向に直交する断面形状が略Ｌ字状になるように屈曲されている。帯電付与部材２０１の屈曲された部分の外側の曲面部（曲げ部Ｒ）が、供給ローラ１０６に当接している。他の構成は、第１の実施の形態の画像形成ユニット１２と同様である。

＜印刷試験＞
第３の実施の形態における画像形成ユニット１２（図１６）を画像形成装置に組み込んで、帯電付与部材２０１に印加する直流電圧Ｖｆを、−８００Ｖ，−７００Ｖ，−６００Ｖ，−５００Ｖ，−４００Ｖ，−３００Ｖ，０Ｖ，＋１００Ｖの順に変化させて、第１の実施の形態で説明した印刷試験を行った。

表３に、上部濃度Ｄｃ１および下部濃度Ｄｃ２の測定結果を示す。図１７には、表３の測定結果をグラフにして示す。

表３および図１７から、Ｖｆ＝−７００Ｖ〜−５００Ｖの範囲では、十分な画像濃度が得られ、また、カスレや汚れも見られなかった。これに対し、Ｖｆ＝−８００Ｖでは、印刷紙の余白にもトナーが付着して汚れが発生した。また、Ｖｆ＝−３００Ｖ〜＋１００Ｖの範囲では、画像濃度が低く、カスレが見られた。

このことから、この第３の実施の形態においても、帯電付与部材２０１を、供給ローラ１０６と現像ローラ１０４との対向部よりも下流側で、且つトナー収容部１３１よりも上流側において供給ローラ１０６の表面に対向させると共に、帯電付与部材２０１に、トナーと同極性で、絶対値が、供給ローラ１０６の印加電圧とトナー層電位とを合わせた値以上である直流電圧Ｖｆを印加することにより、連続印刷後も濃度低下が少なく、カスレや汚れの無い良好な画像が得られることが分かる。

表４には、表３の結果から上部濃度Ｄｃ１と下部濃度Ｄｃ２との濃度差（Ｄｃ１−Ｄｃ２）を求めた結果を示す。この表４には、第１の実施の形態における濃度差（Ｄｃ１−Ｄｃ２）を併せて示す。また、図１８には、表４の結果をグラフにして示す。

画像形成ユニット１２が動作を開始してから、現像動作（現像ローラ１０４から感光体ドラム１０１上の被露光部へのトナーの移動）までの間は、トナーが消費されずに空回し状態となって帯電されるため、上部濃度Ｄｃ１は高くなりやすく、これに対し、下部濃度Ｄｃ２は空回し状態がないために上部濃度Ｄｃ１に比べて低くなりやすい。すなわち、濃度差が生じやすい。濃度差が小さいほど画像品質は良好であり、特に、０．０５以下が良好である。

表４および図１７の結果から、帯電付与部材２０１の曲げ部Ｒを供給ローラ１０６に当接させている第３の実施の形態の方が、第１の実施の形態よりも上部濃度Ｄｃ１が小さく、結果的に濃度差（Ｄｃ１−Ｄｃ２）が小さくなっている。

これは、帯電付与部材２０１の曲げ部Ｒを供給ローラ１０６に当接させることにより、押し圧力が集中しやすく、供給ローラ１０６の回収トナー量を規制する効果が向上するためと考えられる。

また、帯電付与部材２０１を、供給ローラ１０６の軸方向と平行な軸方向を有する円柱状の導電部材で構成し、その外周面（曲面部）を供給ローラ１０６に当接させることによっても、帯電付与部材２０１の曲げ部Ｒを供給ローラ１０６に当接させた場合と同様の効果が得られた。円柱状の導電部材は、回転させてもよい。

＜効果＞
以上説明したように、本発明の第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態で説明した効果に加えて、帯電付与部材２０１の曲げ部Ｒ等の曲面部を供給ローラ１０６に当接させることにより、濃度差の小さい良好な画像品質を得ることができる。

上記の各実施の形態では、電子写真方式のプリンタについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、電子写真方式のファクシミリ、複写機、ＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ−Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）にも適用することができる。

１０ 画像形成装置、 １１ 給紙力カセット、 １２，１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ 画像形成ユニット、 １３ 媒体供給部、 １４ 媒体排出部、 １６ 転写部、 １７ 定着部、 １８ 記録紙（媒体）、 ２２ 画像形成部、 ２３ ＬＥＤヘッド（露光装置）、 ２７ 転写ベルト、 ３０ 転写ローラ（転写部材）、 １００ 現像部、 １０１ 感光体ドラム（潜像担持体）、 １０２ 帯電ローラ（帯電部材）、 １０４ 現像ローラ（現像剤担持体）、 １０６ 供給ローラ（供給部材）、 １０７ 現像ブレード（層規制部材）、 １２０ トナーカートリッジ（現像剤補給手段）、 １２４ トナー補給口（補給口）、 １３１ トナー収容部（現像剤収容部）、 １３３ 回収トナー搬送部（回収現像剤搬送部）、 ２０１ 帯電付与部材、 ５００ 制御部。

Claims (14)

1. 画像形成ユニットと制御部とを有する画像形成装置であって、
   前記画像形成ユニットは、
   現像剤を供給する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に対向して配置され、回転することにより、前記現像剤担持体からの現像剤の回収と、前記現像剤担持体への現像剤の供給とを行う供給部材と、
   前記供給部材に供給される現像剤が収容された現像剤収容部と、
   前記供給部材の回転方向において、前記現像剤担持体と前記供給部材との対向部より下流側で、且つ、前記現像剤収容部から前記供給部材に現像剤が供給される領域より上流側の範囲に設けられ、前記供給部材の表面に保持された現像剤を帯電する帯電付与部材と
   を備え、
   前記制御部は、前記現像剤担持体および前記供給部材に電圧を印加したのち、所定の時間をおいて、前記帯電付与部材に電圧を印加する制御を行う
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記帯電付与部材に、現像剤の帯電極性と同極性で、絶対値が、前記供給部材に印加する電圧と、前記供給部材に保持された現像剤の層の電位とを合わせた値以上に大きい直流電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記帯電付与部材に印加する直流電圧は、前記供給部材に印加する電圧の２倍以下であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記帯電付与部材は、前記供給部材に接するように設けられていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記帯電付与部材は、板バネで構成されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記帯電付与部材は、曲面部を有しており、前記曲面部が前記供給部材に接していることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記現像剤収容部は、前記供給部材の上方で、且つ、前記供給部材の回転方向において、前記現像剤担持体と前記供給部材との対向部よりも上流側に配置されていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記供給部材の回転方向において、前記現像剤担持体と前記供給部材との対向部よりも下流側に、前記現像剤担持体から前記供給部材が回収した現像剤が搬送される搬送路である回収現像剤搬送部が形成され、
   前記帯電付与部材は、前記回収現像剤搬送部に配置されていること
   を特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記収容部に現像剤を補給する現像剤補給手段をさらに備え、
   前記現像剤補給手段から前記収容部に現像剤が補給される補給口が、前記収容部の上方に配置されていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか１に記載の画像形成装置。
10. 前記収容部に現像剤を補給する現像剤補給手段をさらに備え、
    前記現像剤補給手段から前記収容部に現像剤が補給される補給口が、前記収容部に対して横方向に配置されていることを特徴とする請求項１から８までのいずれか１に記載の画像形成装置。
11. 画像形成ユニットと制御部とを有する画像形成装置であって、
    前記画像形成ユニットは、
    現像剤を供給する現像剤担持体と、
    前記現像剤担持体に対向して配置され、回転することにより、前記現像剤担持体からの現像剤の回収と、前記現像剤担持体への現像剤の供給とを行う供給部材と、
    前記供給部材の回転方向において、前記現像剤担持体と前記供給部材との対向部より下流側に設けられ、前記供給部材が回収した現像剤を帯電する帯電付与部材と
    を備え、
    前記制御部は、前記現像剤担持体および前記供給部材に電圧を印加したのち、所定の時間をおいて、前記帯電付与部材に電圧を印加する制御を行う
    ことを特徴とする画像形成装置。
12. 前記帯電付与部材に、現像剤の帯電極性と同極性で、絶対値が、前記供給部材に印加する電圧と、前記供給部材に保持された現像剤の層の電位とを合わせた値以上に大きい直流電圧を印加することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記帯電付与部材に印加する直流電圧は、前記供給部材に印加する電圧の２倍以下であることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記供給部材の回転方向において、前記現像剤担持体と前記供給部材との対向部よりも下流側に、前記現像剤担持体から前記供給部材が回収した現像剤が搬送される搬送路である回収現像剤搬送部が形成され、
    前記帯電付与部材は、前記回収現像剤搬送部に配置されていること
    を特徴とする請求項１２または１３に記載の画像形成装置。

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