(57)【要約】【課題】  トナーパージを実行する際に感光ドラムの放電劣化を抑制しつつ、帯電ローラのトナー汚れによる画像弊害を抑制する。【解決手段】  回転可能な感光体と、感光体を帯電する帯電部材と、感光体に現像剤を供給する現像剤担持体と、感光体と接触して接触部を形成し感光体を清掃する清掃部材と、帯電電圧印加部と、を有し、画像形成モードと、正規極性に帯電した現像剤を接触部に供給する現像剤供給モードと、を実行するように制御し、現像剤供給モードにおいて、現像剤担持体によって正規極性に帯電した現像剤が供給されて接触部を通過した感光体の領域が帯電部を通過する時に、印加する帯電電圧は、帯電部材と領域との間で放電が生じない大きさの電位差であって、正規極性に帯電した現像剤に帯電部材から感光体に向かう方向の静電気力が作用する向きの電位差が帯電部材と領域との間に形成される電圧である。【選択図】  図５
2020101774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な感光体と、
前記感光体と接触して帯電部を形成し、前記帯電部において前記感光体の表面を帯電する帯電部材と、
前記感光体の前記表面に正規極性に帯電した現像剤を供給する現像剤担持体と、
前記感光体と接触する接触部を形成し、前記接触部において前記感光体の前記表面を清掃する清掃部材と、
前記帯電部材に帯電電圧を印加する電圧印加部と、
前記電圧印加部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、現像剤像を記録材に形成する画像形成モードと、前記正規極性に帯電した現像剤を前記接触部に供給する現像剤供給モードと、を実行するように制御し、
前記現像剤供給モードにおいて、前記現像剤担持体によって前記正規極性に帯電した現像剤が供給されて前記接触部を通過した前記感光体の領域が前記帯電部を通過する時に、前記帯電電圧が所定電圧に設定されていて、
前記所定電圧は、前記帯電部材と前記領域との間で放電が生じない大きさの電位差であって、前記正規極性に帯電した前記現像剤に前記帯電部材から前記感光体に向かう方向の静電気力が作用する向きの電位差が前記帯電部材と前記領域との間に形成される電圧であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電部材によって帯電された前記感光体の前記表面を露光する露光ユニットを有し、
前記制御部は、前記現像剤供給モードにおいて、前記感光体の前記表面を前記露光ユニットによって露光することで前記感光体に現像させた前記正規極性に帯電した現像剤を前記接触部に供給することを特徴とする請求項１の記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記現像剤供給モードにおいて前記感光体の前記表面を露光する露光量が、前記画像形成モードにおいて前記感光体の前記表面を露光する露光量以上となるように、前記露光ユニットを制御することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像剤供給モードにおいて、前記感光体の前記表面に前記正規極性に帯電した現像剤を前記感光体の前記表面に供給する前に前記感光体の前記領域が前記帯電部を通過するときに前記帯電部材に印加する前記帯電電圧は前記所定電圧であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記感光体と接触して転写部を形成し、前記転写部において前記感光体の表面に形成された前記現像剤像を記録材に転写する転写部材と、
前記電圧印加部を第１の電圧印加部とし、前記転写部材に転写電圧を印加する第２の電圧印加部と、を有し、
前記制御部は、前記現像剤供給モードにおいて、前記正規極性に帯電した現像剤が現像される前記感光体の前記領域が前記転写部を通過する時に、前記画像形成モードにおいて印加する転写電圧よりも大きい転写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。
【請求項６】
前記感光体と接触して接触部を形成し、前記接触部において前記現像剤像が転写される中間転写体と、
前記感光体の表面に形成された前記現像剤像を前記中間転写体に転写する転写部材と、
前記電圧印加部を第１の電圧印加部とし、前記転写部材に転写電圧を印加する第２の電圧印加部と、を有し、
前記制御部は、前記現像剤供給モードにおいて、前記正規極性に帯電した現像剤が現像される前記感光体の前記領域が前記接触部を通過する時に、前記画像形成モードにおいて印加する転写電圧よりも大きい転写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。
【請求項７】
前記感光体の回転方向において、前記現像剤担持体により前記感光体の前記表面に前記現像剤を現像する現像部よりも下流側で、且つ前記帯電部よりも上流側の前記感光体の表面を露光する前露光ユニットを有し、
前記制御部は、前記現像剤供給モードにおいて、前記感光体の前記表面を前記前露光ユニットによって露光することで前記感光体に現像させた前記正規極性に帯電した現像剤を前記接触部に供給することを特徴とする請求項１の記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記電圧印加部を第１の電圧印加部とし、前記現像剤担持体に現像電圧を印加する第３の電圧印加部を有する画像形成装置において、
前記第１の電圧印加部と前記第３の電圧印加部と、によって印加される電圧は共通の電源高圧から出力される電圧によって生成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像剤担持体の表面の前記現像剤を規制する規制部材を有し、
前記共通の電源高圧から出力される電圧によって前記規制部材に規制電圧を印加することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記現像剤供給モードにおいて、前記規制部材に印加される前記規制電圧の絶対値よりも大きい前記帯電電圧を前記帯電部材に印加することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記現像剤供給モードにおいて、前記規制部材に印加される前記規制電圧の絶対値よりも小さい前記現像電圧を前記現像剤担持体に印加することを特徴とする請求項９または１０に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やレーザビームプリンタなどの画像形成装置は、帯電手段によって均一に帯電された電子写真感光体（感光ドラム）上に、画像データに対応した光を照射して静電像（潜像）を形成する。そして、この静電像に対して、現像装置から記録材料である現像剤のトナーを供給して、トナー像として顕像化する。このトナー像は、転写装置によって感光ドラムから記録紙などの記録材へ転写する。このトナー像を、定着装置で記録材上に定着することで記録画像が形成される。
【０００３】
感光ドラムへの帯電を行う帯電手段には、低オゾン、低電力などの利点を有することから、感光ドラムに当接させた帯電部材に電圧を印加して感光体の帯電を行う接触帯電方式が実用化されている。特に、帯電部材として帯電ローラを用いたローラ帯電方式の装置は、帯電安定性の点から好ましい。
【０００４】
帯電ローラによって帯電された感光ドラムの表面に上記工程を経てトナー像が形成される。画像形成に用いられず感光ドラムに残留したトナーはクリーニング手段によってクリーニングされる。トナーを除去するクリーニング手段としては、高いクリーニング性を有するブレードクリーニング方式が用いられる。しかし、クリーニングブレードと感光ドラム表面の摩擦抵抗が高いとクリーニングブレードが変形し、異音、ブレードめくれ、ブレードの破損が生じるという課題があった。
【０００５】
そこで、クリーニングブレードの感光ドラム面と当接する領域に、トナーを潤滑剤として供給し、感光ドラムとの摩擦抵抗を小さくする。潤滑剤としてのトナーを適宜供給する動作をトナーパージといい、トナーパージを行うことで上記課題の発生を抑制することができる。
【０００６】
しかし、トナーパージを実行する度に、感光ドラムの表面は常に放電する帯電電圧が印加されて帯電されるため、感光ドラムの放電劣化が促進されてしまう。特許文献１には、常に帯電電圧を印加しない状態でトナーパージ動作を行うことで、感光ドラムの放電劣化を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１７−７６０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の方法を用いてトナーパージを行うと、以下のような課題があった。機械的摩耗によるクリーニングブレードのクリーニング性低下や、放電による感光ドラム表面の削れにより、パージされたトナーがクリーニングブレードをすり抜けた場合に、トナーが電気的に帯電ローラに付着することによって画像弊害となる場合があった。この現象は、トナーパージを実行している時には、常に帯電電圧が印加されていないことから、帯電部材と感光ドラムの間に電位差が形成されないからである。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、トナーパージを実行する際に感光ドラムの放電劣化を抑制しつつ、帯電ローラのトナー汚れによる画像弊害を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本出願に係る画像形成装置の発明は、回転可能な感光体と、前記感光体と接触して帯電部を形成し、前記帯電部において前記感光体の表面を帯電する帯電部材と、前記感光体の前記表面に正規極性に帯電した現像剤を供給する現像剤担持体と、前記感光体と接触する接触部を形成し、前記接触部において前記感光体の前記表面を清掃する清掃部材と、前記帯電部材に帯電電圧を印加する電圧印加部と、前記電圧印加部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、現像剤像を記録材に形成する画像形成モードと、前記正規極性に帯電した現像剤を前記接触部に供給する現像剤供給モードと、を実行するように制御し、前記現像剤供給モードにおいて、前記現像剤担持体によって前記正規極性に帯電した現像剤が供給されて前記接触部を通過した前記感光体の領域が前記帯電部を通過する時に、前記帯電電圧が所定電圧に設定されていて、前記所定電圧は、前記帯電部材と前記領域との間で放電が生じない大きさの電位差であって、前記正規極性に帯電した前記現像剤に前記帯電部材から前記感光体に向かう方向の静電気力が作用する向きの電位差が前記帯電部材と前記領域との間に形成される電圧であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、トナーパージを実行する際に感光ドラムの放電劣化を抑制しつつ、帯電ローラのトナー汚れによる画像弊害を抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１における画像形成装置の構成図である。
【図２】実施例１におけるプロセスカートリッジの構成図である。
【図３】実施例１における制御ブロック図である。
【図４】実施例１におけるトナーパージシーケンスの概略図である。
【図５】実施例１における動作時の帯電電圧と現像電圧の関係図である。
【図６】実施例１におけるトナーパージ動作のフローチャート図である。
【図７】実施例２における画像形成装置の構成図である。
【図８】実施例２における高圧電源構成図である。
【図９】実施例２における帯電電圧と現像電圧に印加される電圧の関係図である。
【図１０】実施例２における動作時の帯電電圧と現像電圧の関係図である。
【図１１】実施例２におけるトナーパージ動作のフローチャート図である。
【図１２】変形例１における画像形成装置の構成図である。
【図１３】変形例１における高圧電源構成図である。
【図１４】変形例１における帯電電圧と現像電圧と現像ブレード電圧の関係図である。
【図１５】変形例１における現像電圧と現像ブレード電圧の電位差とトナーの電荷量を示した図である。
【図１６】変形例１における動作時の帯電電圧と現像電圧の関係図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。
【実施例１】
【００１４】
１．画像形成装置
図１および図２を参照して、画像形成装置１００全体の構成について説明する。図１は、本発明の実施例に係る画像形成装置１００の一例であるモノクロレーザープリンタを用いて概略構成を断面的に示したものであり、各構成について簡略的に示している。図２は、本発明の実施例に係るプロセスカートリッジ１０の模式的断面図である。
【００１５】
はじめに、画像形成プロセスと各部材について説明する。図２を用いて、画像形成プロセスに係わる各部材に関して画像形成プロセスの順番に則して説明する。
【００１６】
画像形成が始まると、感光ドラム１１は図２中矢印Ａ方向に１５０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転し、帯電ローラ１２は感光ドラム１１の回転に従動して図２中矢印Ｂ方向に回転する。
【００１７】
感光体としての感光ドラム１１は、ＯＰＣ（有機光半導体）、アモルファスセレン、アモルファスシリコン等の感光材料を、アルミニウムやニッケルなどで形成された外径φ２４ｍｍのシリンダ上のドラム基体上に設けて構成したものである。本実施の形態では、感光材料の厚さは１５μｍとした。
【００１８】
帯電ローラ１２は導電性芯金と導電性ゴム層からなる単層ローラであって、外径φ７．５ｍｍ、体積抵抗１０３〜１０６Ω・ｃｍである。
【００１９】
そして、第１の電圧印加部で帯電電圧印加部たる帯電高圧７１によって帯電ローラ１２に、画像形成用である第一帯電電圧Ｖ１として−１０００Ｖの電圧を印加することで、感光ドラム１１の表面は−４６０Ｖに一様に帯電される。帯電ローラ１２にＶｄ＋ＶｔｈからなるＤＣ（直流）電圧が印加されるように帯電高圧７１は構成されており、放電によって感光ドラム１上を帯電電位Ｖｄで一様に帯電する。この時のＶｄを暗部電位といい、上記した−４６０Ｖの表面電位のことである。Ｖｔｈは放電開始電圧であり、印加する帯電電圧が小さいときは、感光ドラム１上の表面電位は放電によっては増加しないが、放電開始電圧Ｖｔｈから放電により表面電位が増加し始める。つまり、本実施例における放電開始電圧Ｖｔｈは−５４０Ｖである。
【００２０】
感光ドラム１１の表面が帯電された後、感光ドラム１１の表面には露光ユニット３からレーザ光９が照射される。レーザ光９が照射された感光ドラム１１の表面は、明部電位であるＶｌとして−１００Ｖの電位が形成されることで静電潜像が形成される。その時の露光量は、０．３μＪ／ｃｍ２とした。図３に示したように、露光ユニット３には、コントローラ２００からインターフェース２０１を介して制御部２０２に入力し、画像処理された画像情報の時系列電気デジタル画素信号が入力する。露光ユニット３は、入力する時系列電気デジタル画素信号に対応して変調したレーザ光９を出力するレーザ出力部、回転多面鏡（ポリゴンミラー）、ｆθレンズ、反射鏡等を有しており、レーザ光９で感光ドラム１１表面を主走査露光する。この主走査露光と、感光ドラム１１の回転による副走査により、画像情報に対応した静電潜像を形成する。
【００２１】
現像装置２０は感光ドラム１１の回転開始後に、感光ドラム１１から離間していた現像剤担持体としての現像ローラ２３が接離手段５０により、感光ドラム１１と現像部において当接するように移動する。接離手段５０は、図３に示した制御部２０２によって動作を制御される。
【００２２】
続いて、現像ローラ２３は図２中矢印Ｃ方向に、現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ２４は図２中矢印Ｄ方向にそれぞれ回転を始める。そして、現像ローラ２３用の第３の電圧印加部で現像電圧印加部たる現像高圧７２から現像ローラ２３に現像電圧として−３００Ｖの固定電圧が印加される。それによって、感光ドラム１１上に形成された静電潜像、すなわち、上記のＶｌ部に対して現像ローラ２３によって現像剤が供給されて現像される。本実施例において、現像高圧７２は固定電圧を出力する電源であるが、出力電圧を可変な構成としても良い。
【００２３】
現像された現像剤像は、転写ローラ４用の第２の電圧印加部で転写電圧印加部たる転写高圧７３によって＋３００Ｖが印加された転写ローラ４との電位差により、感光ドラム１１と転写ローラ４の接触部である転写部において記録媒体としてのシートＳに転写される。転写ローラ４は、導電性芯金と感光ドラム１１への圧接部分が弾性体であるＮＢＲヒドリンゴムを主成分とした半導電性スポンジを用いており、イオン導電材を用いて抵抗調整を行っている。外径φ１２．５ｍｍで、芯金径φ６ｍｍである。また、２３℃／５０％の常温常湿環境下で２ｋＶ印加時の抵抗値は１．０〜３．０×１０８Ω、３２℃／８０％の高温高湿環境で０．５×１０８Ω、１５℃／１０％の低温低湿環境で８．０×１０８Ωとなり、環境による抵抗変化がある。
【００２４】
転写部にて現像剤像が転写されたシートＳは、定着装置５に搬送されて、加熱かつ加圧される。これにより、シートＳ上に現像剤像が定着され、その後、シートＳは画像形成装置１００の外部に排出される。一方、シートＳに転写されずに感光ドラム１１上に残った現像剤は、清掃部材たるクリーニングブレード１４によって掻き取られる。上記プロセスが繰り返されることで、連続的に画像形成が行われる。画像形成終了後は現像ローラ２３を感光ドラム１１から接離手段５０により離間し、後回転動作を行うことで画像形成装置１００内の状態をリセットし、次に画像形成を行う際に迅速に印刷することが出来るよう備える。
【００２５】
制御部２０２は画像形成装置１００の動作を制御する手段であり、各種の電気的情報信号の授受をする。また、各種のプロセス機器やセンサから入力する電気的情報信号の処理、各種のプロセス機器への指令信号の処理を行う。図３は、本実施例における画像形成装置１００の要部の概略制御態様を示すブロック図である。コントローラ２００は、ホスト装置との間で各種の電気的な情報の授受をすると共に、画像形成装置１００の画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って、インターフェース２０１を介して制御部２０２で統括的に制御する。制御部２０２は、様々な演算処理を行う中心的素子であるＣＰＵ１５５、記憶素子であるＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ１５などを有して構成される。ＲＡＭには、センサの検知結果、カウンタのカウント結果、演算結果などが格納され、ＲＯＭには制御プログラム、予め実験などにより得られたデータテーブルなどが格納されている。制御部２０２には、画像形成装置１００における各制御対象、センサ、カウンタなどが接続されている。制御部２０２は、各種の電気的情報信号の授受や、各部の駆動のタイミングなどを制御して、所定の画像形成シーケンスの制御などを行う。例えば、帯電高圧７１、現像高圧７２、露光ユニット３、転写高圧７３、によって印加される電圧や露光量を、制御部２０２によって制御している。そして、この画像形成装置１００は、ホスト装置からコントローラ２００に入力される電気的画像信号に基づいて、シートＳに画像形成を行う。なお、ホスト装置としては、イメージリーダー、パソコン、ファクシミリ、スマートフォン等が挙げられる。
【００２６】
２．現像装置
次に、本発明に係る現像装置２０について、現像プロセスに係わる部分の構成について図２を用いて詳細に説明する。
【００２７】
現像装置２０は、感光ドラム１１との対向位置に開口部を有する現像容器２１を備えており、この現像容器２１には現像剤としてのトナー２２が収納されている。また、現像装置２０は、現像剤担持体としての現像ローラ２３と、現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ２４と、を備えている。現像ローラ２３は、感光ドラム１１上の静電潜像までトナー２２を担持しながら搬送する役割を担っている。トナー供給ローラ２４は、現像ローラ２３の表面を摺擦する発泡層を有しており、現像ローラ２３に現像容器２１内のトナー２２を供給する役割を担っている。なお、トナー供給ローラ２４は現像ローラ２３と導通しており電位を等しくしている。また、現像装置２０は、現像ローラ２３に供給したトナー２２を規制するトナー規制部材たる現像ブレード２５を備えている。現像ブレード２５は、厚さ８０μｍのＳＵＳ板が厚さ１ｍｍの支持板金に支持され一体となっている。現像ブレード２５のＳＵＳ板の先端は、２５〜３５ｇ／ｃｍの圧力で現像ローラ２３と当接しており、当接の方向は、当接部に対して自由端側の先端が現像ローラ２３の回転方向上流側に位置するカウンタ方向となっている。材質、形状、当接圧はこれに限るものではない。また、トナー２２は、非磁性一成分の重合トナーであり、表面に外添剤として粒径３０ｎｍの疎水性Ｓｉを１．５ｗｔ％外添している。外添量や外添する物質はこれに限るものではない。トナー２２表面を外添剤で被膜することで、負帯電性能を向上し、かつトナー２２間に微小な間隙を設けることができ、流動性を向上させている。
【００２８】
ここで、以降の説明においては、電位や印加電圧に関し、負極性側に絶対値が大きい（例えば−４６０Ｖに対して−１０００Ｖ）ことを電位が高いと称し、負極性側に絶対値が小さい（例えば−４６０Ｖに対して−３００Ｖ）ことを電位が低いと称する。これは、本実施例における負帯電性を持つトナー２２を基準として考えるためである。
【００２９】
また、本実施例での電圧は、アース電位（０Ｖ）との電位差として表現される。したがって、現像電圧＝−３００Ｖは、アース電位に対して、現像ローラ２３の芯金に印加された現像電圧によって、−３００Ｖの電位差を有したと解釈される。これは、帯電電圧や転写電圧などに関しても同様である。
【００３０】
３．帯電およびクリーニング装置
次に、本発明に係る帯電およびクリーニング装置について、現像プロセスに係わる部分の構成について図１および図２を用いて説明する。
【００３１】
帯電ローラ１２は、感光ドラム１１と当接するように配置され、感光ドラム１１の回転に対して従動回転する構成である。帯電ローラ１２には、図１に記載の帯電高圧７１により所望の印加電圧が供給される。
【００３２】
クリーニング容器１５には、感光ドラム１１上に残留したトナー２２を除去するためのクリーニングブレード１４を備えている。このクリーニングブレード１４は、厚さ３ｍｍのウレタンゴムが厚さ２ｍｍの支持板金に支持され一体となっている。クリーニングブレード１４のウレタンゴムの先端は、６０〜８０ｇ／ｃｍの圧力で感光ドラム１１と当接しており、当接の方向は、当接部に対して自由端側の先端が感光ドラム１１の回転方向上流側に位置するカウンタ方向となっている。材質、形状、当接圧はこれに限るものではなく適宜設定されるべきである。
【００３３】
画像形成時に感光ドラム１１へ現像されたトナー像は、転写ローラ４と感光ドラム１１の当接部である転写部を通過した際に、被転写部材であるシートＳに転写される。この時、転写しきれなかった残留トナーは、クリーニングブレード１４と感光ドラム１１との当接部である接触部にて掻き取られ、クリーニング容器１５に回収される。このクリーニングブレード１４は、安定したクリーニング能力を発揮するために、接触部に潤滑剤が存在しており、本構成ではトナー２２がその潤滑剤の役割を担っている。この潤滑剤としてのトナー２２は、感光ドラム１１が回転駆動するにつれて徐々に減少していく。通常の画像形成で生じる残留トナーは極微量であるため、潤滑効果が得られなくなる前に、定期的に後述するトナーパージ動作を行い、クリーニングブレード１４の潤滑性を維持する。
【００３４】
４．トナーパージ動作
次に、本発明に係るトナーパージ動作について説明する。
【００３５】
先に述べたように、クリーニングブレード１４の潤滑性を得るために、任意のタイミングにて感光ドラム１１上にトナー２２を供給するトナーパージ動作を行う。本実施例では、２００枚印刷するごとにトナーパージ動作を行う。トナーパージに至るまでの動作を、図４を用いて説明する。図４は印字動作における動作フローの一例を示した図である。
【００３６】
はじめに、ホストコンピュータ（不図示）からプリント出力する画像データが電気信号として、ＣＰＵ１５５に送られてくる。ＣＰＵ１５５のプリント信号の受け取りにより、印字動作を開始するための前回転動作が実行される。前回転動作時に、各高圧から電圧を出力し、現像ローラ２３を感光ドラム１１に当接させることで印字動作が開始される。ＣＰＵ１５５でこの画像データを１走査ラインごとのビデオ信号に変換し、ビデオ信号に応じてレーザ駆動信号を作成する。そして、露光ユニット３の発光／消灯を制御することにより感光ドラム１１の表面をレーザ光９により照射して、現像ローラ２３からトナー２２を供給し、画像形成を行う。連続してプリント信号が送られる場合には、印字動作を続けて実行する。印字動作終了後に後回転動作としてトナーパージを実行し、トナーパージ終了後、プリント信号が送られて来なければ画像形成装置１００は停止状態となる。トナーパージ動作に関しては後で詳細に説明する。
【００３７】
続いて、本実施例における印字動作時とトナーパージ時に印加される電圧に関して、図５を用いて説明する。図５は、トナーパージ動作中の各電源の出力バイアスを表した図である。画像形成中において、帯電高圧７１により第一帯電電圧Ｖ１として−１０００Ｖを帯電ローラ１２に印加し、感光ドラム１１の表面電位を−４６０Ｖに設定し、現像高圧７２により現像電圧として−３００Ｖを現像ローラ２３に印加する。そして、露光ユニット３により感光ドラム１１の任意の位置に露光することで感光ドラム１１上に明部電位Ｖｌとなるように−１００Ｖの感光ドラム１１の表面電位を形成し、現像部にて感光ドラム１１の明部電位部に対して現像する。一方、画像形成を行わない非画像形成中においては、任意の潜像を形成する必要がないため、必ずしも感光ドラム１１を帯電させる必要は無い。感光ドラム１１は放電により劣化するため必要がないときは放電しないことが望ましい。そこで、本実施例におけるトナーパージ動作時には第二帯電電圧Ｖ２として、感光ドラム１１への放電が開始される電圧より低い−４５０Ｖを帯電ローラ１２に印加することを特徴とする。
【００３８】
続いて、本実施例におけるトナーパージ動作を、図６を用いて説明する。図６はトナーパージ動作のフローチャートの一例である。トナーパージ動作は、一連の画像形成プロセスにおいて、感光ドラム１１への画像形成が終わった後に実行を開始する（Ｓ１）。放電以外の方法で感光ドラム１１上の表面電位を安定させるべく、トナーパージ動作開始時に感光ドラム１１の表面を露光して、感光ドラム１１上の電荷を除電し、感光ドラム１１上の表面電位を安定させる。露光ユニット３によって、０．５μＪ／ｃｍ２の光量で感光ドラム１１を１周分露光して、感光ドラム１１表面上の電荷を除去することで、感光ドラム１１上の表面電位を−５０Ｖとする（Ｓ２）。Ｓ２の工程後に、帯電電圧−４５０Ｖ、現像電圧−３００Ｖをそれぞれ帯電ローラ１２、現像ローラ２３に印加する（Ｓ３）。この時の帯電電圧を第二帯電電圧Ｖ２とする。Ｓ３の工程により、第二帯電電圧Ｖ２が印加された帯電ローラ１２との当接部である帯電部を通過した感光ドラム１１の表面が現像部に到達した後に、接離手段５０によって現像装置２０を感光ドラム１１に当接させる（Ｓ４）。Ｓ４の工程時、現像ローラ２３の電位−３００Ｖに対して感光ドラム１１の表面電位−５０Ｖが形成されているため、負極性に帯電しているトナー２２は感光ドラム１１の方に引き寄せられやすい。そのため、トナー２２は感光ドラム１１上へと現像される。現像されたトナー２２は、クリーニングブレード１４と感光ドラム１１との接触位置である接触部へ潤滑剤として供給されて、トナーパージが実行される。この時、トナー２２が転写部を通過させることになるが、転写ローラ４に負極性の電圧を印加させることで転写ローラ４へのトナー２２の付着を抑制することが出来る。その時に印加する転写電圧は、感光ドラム１１の表面電位である−５０Ｖよりも高い電圧である必要がある。もしくは、転写ローラ４と感光ドラム１１を当接離間機構によって離間させてもよい。トナーパージが実行されている状態において、現像ローラ２３の１周分のトナーを現像させ（Ｓ５）た後、接離手段５０によって現像装置２０を感光ドラム１１から離間させる（Ｓ６）。Ｓ６の工程後、帯電バイアスをＯＦＦにして、感光ドラム１１の及び現像ローラ２３の駆動を停止し、現像バイアスをＯＦＦにする（Ｓ７）ことでトナーパージ動作を終了する（Ｓ８）。
【００３９】
本実施例においては、トナーパージを実行する際に露光した後の感光ドラム１１の表面電位を画像形成時の明部電位Ｖｌ部と異なる設定としたが、これに限らず同じでもよい。つまり、画像形成時とトナーパージ動作時で露光量を変えなくてもよい。
【００４０】
また、本実施例においては、トナーパージ実行時にあらかじめ感光ドラム１１の表面電位を低くするために露光ユニット３によって露光を行ったが、転写電圧を変更してもよい。画像形成時に印加する転写電圧は５００Ｖであり、転写部通過後で帯電部通過前の感光ドラム１１の領域の表面電位（転写後電位とする）は凡そ−２００Ｖとなっている。トナーパージ開始前に転写バイアスを５００Ｖよりプラス側に高くして感光ドラム１１の転写後電位を−５０Ｖより高く−２００Ｖよりも低く設定するように制御部２０２を制御してもよい。さらに、本実施例においては、転写ローラ４によって、直接、記録材Ｓにトナー２２を転写する方式を用いたが、中間転写体を用いる転写方式を用いてもよい。
【００４１】
また、除電部材を、転写部の下流側で帯電部の上流側の感光ドラム１１の領域の表面を除電するように設け、あらかじめ感光ドラム１１の表面電位を低くしてもよい。具体的には、前露光ユニットや除電ローラ、除電ブラシを設けてもよい。
【００４２】
５．帯電ローラ汚れ
しかし、トナーパージ動作を行うと、通常の画像形成時に比べ多量のトナー２２が接触部に供給されるため、感光ドラム１１の劣化状態、及び、使用している環境により、トナー２２や外添剤がクリーニングされずにすり抜けてしまう場合がある。ここで、トナーパージ実行中に帯電ローラ１２に帯電電圧が印加されていない場合、帯電ローラ１２の表面上の電位は０であり、感光ドラム１１の表面電位が−５０Ｖであるため、すり抜けた外添剤やトナー２２が帯電ローラ１２に付着してしまう場合がある。特に、トナーパージされたトナー２２は負極性に帯電しているため、帯電ローラ１２の表面上の電位が０である場合に、感光ドラム１１から帯電ローラ１２に静電的に移動する。帯電ローラ１２へトナー２２や外添剤が付着してしまうと、付着している部分と付着していない部分と、で帯電性能が変化してしまうため、帯電ムラが生じ、スジや帯といった画像弊害となって現れる。そこで、本実施例では、帯電ローラ１２にはトナー２２や外添剤と同極性で高い帯電電圧を印加することで、帯電ローラ１２から感光ドラム１１へと静電的な力を発生させて、トナー２２や外添剤の付着を抑制する。そこで、第二帯電電圧Ｖ２として帯電ローラ１２に−４５０Ｖ印加する。第二帯電電圧Ｖ２を印加することによって、負極性に帯電しているトナー２２および外添剤の付着を電気的に抑制することが出来る。すり抜けたトナー２２は帯電部を通過した後、１周して再度接触部に到達し、クリーニングブレード１４にて回収される。
【００４３】
本実施例においては、２００枚印刷するごとに、トナーパージ動作を行うようにしているが、例えば、感光ドラム１１の回転数がある閾値を超えた場合に行うようにしても、同様に本発明を適用可能である。
【００４４】
本実施例においては、クリーニングブレード１４の潤滑性を維持するために、トナーパージ動作を行っている。しかし、現像ローラ２３上のトナー２２をリフレッシュする目的で行ってもよく、その場合、画像形成前に、現像ローラ２３の少なくとも１周分のトナー２２を感光ドラム１１上へと現像させればよい。その場合には、本実施例に示した構成のように、トナー２２をクリーニングブレード１４に回収させてもよいし、クリーニングブレードが無い構成に適用させて現像容器２１に回収させてもよい。
【００４５】
クリーニングブレードが無い構成であるクリーナーレスシステムに関して説明する。クリーナーレスシステムとは、画像形成時に転写されず、感光ドラム１１に残存したトナーを回収するクリーニング装置を配置しない画像形成システムを指す。このシステムにおいて、パージされたトナー２２の回収方法について説明する。クリーナーレスシステムでは、クリーニングブレード１４が無いので、そのままではトナー２２を回収する場所が無い。そこで、代わりに現像容器２１に回収させる。方法としては、帯電ローラ１２に第一帯電電圧Ｖ１を印加することによって、トナー２２が現像された感光ドラム１１の表面を放電させて感光ドラム１１の表面電位を暗部電位Ｖｄにする。この時、感光ドラム１１上に現像されたトナー２２は正規極性の電荷を帯びているので、そのままの極性を維持したままトナー２２は帯電部を通過する。その後、帯電部を通過した感光ドラム１１の表面が現像部に到達し、現像ローラ２３と感光ドラム１１の電位差によって現像ローラ２３に回収させる。この時の現像ローラ２３に印加する電圧は、画像形成時の現像電圧（本実施例においては−３００Ｖ）に設定しておくことが好ましい。ただし、感光ドラム１１に形成された暗部電位Ｖｄよりも低い現像電圧であれば、トナー２２を現像ローラ２３に回収することが可能となるため、現像電圧の設定値はその条件を満たせばよい。
【００４６】
６．感光ドラムの放電による画像弊害
画像形成装置１００は、画像形成前に、現像装置２０や感光ドラム１１などを画像形成に適した状態となるように準備するために、前処理動作（所謂前回転動作）を行うのが一般的である。また、画像形成後に各所に残ったトナー２２を適切な場所へ移動させ、すぐに良好な画像形成ができる状態にリセットするために、後処理動作（所謂後回転動作）を行うのが一般的である。前回転動作および後回転動作の際は、現像ローラ２３を感光ドラム１１から離間することで、意図しないトナー２２の消費（所謂かぶり）を抑制することができる。
【００４７】
しかし、前回転動作や後回転動作において画像形成時と同様の帯電電圧を印加した場合、感光ドラム１１へ連続的に放電を行うため、感光ドラム１１の表層の摩耗や放電生成物の付着による劣化が進んでしまう。感光ドラム１１の表面に放電生成物が付着すると、空気中の水分と反応して画像流れが発生する可能性がある。また、感光ドラム１１表面の摩擦係数が上昇し、感光ドラム１１と当接する部材、特にクリーニングブレード１４のビビリ振動によって異音が発生する場合もある。クリーニングブレード１４の異音が発生し、そこからさらに摩擦係数が上昇するとクリーニングブレード１４が感光ドラム１１との安定な当接状態を維持することが出来ず、クリーニングブレード１４が捲れあがってしまう現象が生じる。
【００４８】
感光ドラム１１の放電量は、帯電電圧と感光ドラム１１の転写後電位の電位差により決定される。感光ドラム１１の転写後電位は、正極性の転写電圧を受けたことで帯電後の暗部電位Ｖｄに対して減衰される。転写後電位は、帯電後の暗部電位Ｖｄの値によらずそれほど大きく変わらないため、放電量はほぼ帯電電圧に依存する。したがって、帯電電圧を高くするほど放電の影響が大きくなるということである。
【００４９】
７．トナーパージにおける効果
次に、トナーパージを実行するにあたり、帯電電圧を変更した際の効果確認を行った。各帯電電圧値に設定した際の感光ドラム１１への放電劣化と帯電ローラ１２の汚れの抑制効果を表１に示す。
【００５０】
比較例１として、トナーパージ実行時に印加する帯電電圧を０Ｖとした場合、比較例２として、トナーパージ実行時に印加する帯電電圧を画像形成時と同じ−１０００Ｖとした場合に関して、同様に効果を確認した。効果確認は、画像形成装置１００を用いて、２枚間欠動作によって、印字率１％の画像を５００００枚印字したときの、感光ドラム１１への放電の影響と帯電ローラ１２の汚れのレベルを確認することによって行った。通常のトナーパージは２００枚ごとに行うのに対して、本検討では２０枚ごとに行うことで、より厳しい状態で評価を行った。いずれの帯電電圧においても、トナーパージは円滑に行うことが出来た。しかし、表１に示したように、感光ドラム１１の放電の影響と帯電ローラ１２の汚れの発生状況に差があった。
【００５１】
【表１】
2020101774.tif 000003
【００５２】
表１に示したレベルは、○：放電無し、帯電ローラクリーニング後の帯電ローラ汚れの発生無し、×：放電あり、帯電ローラクリーニング後の帯電ローラ汚れ発生あり、とした。
【００５３】
比較例１では、感光ドラム１１への放電は行われず感光ドラム１１の放電劣化を抑制することが出来る。しかし、帯電電圧が０Ｖであるため、クリーニングブレード１４に回収しきれなかったトナー２２が帯電ローラ１２に電気的に付着してしまい、画像弊害が発生してしまった。これは、感光ドラム１１の表面電位に対して、帯電ローラ１２に印加された電圧が低いことにより、正規極性に帯電したトナー２２が帯電部に発生している電界によって、帯電ローラ１２側に引き寄せられるためである。
【００５４】
一方、比較例２のように、帯電電圧を画像形成時の第一帯電電圧Ｖ１＝−１０００Ｖとすると、帯電部に形成される電界の影響により、帯電ローラ１２にトナー２２は電気的に付着しないため、帯電ローラ１２の汚れの発生は抑制される。しかし、画像形成時と同様に感光ドラム１１への放電が行われるため、感光ドラム１１の放電劣化が進んでしまう。
【００５５】
そこで、本実施例のように、帯電電圧を第二帯電電圧Ｖ２＝−４５０Ｖにすると、感光ドラム１１への放電は行われず感光ドラム１１の放電劣化を抑制することが出来る上に、帯電ローラ１２にトナー２２が付着することを抑制することができる。
【００５６】
なお、本実施例において第二帯電電圧Ｖ２を−４５０Ｖとしたが、第二帯電電圧Ｖ２はこれに限らず、第一帯電電圧である−１０００Ｖよりも低く、かつ、露光により形成される明部電位Ｖｌよりも高い値であればよい。つまり、本実施例の構成においては、−５０Ｖより−１０００Ｖより低ければ第二帯電電圧Ｖ２として選択可能である。しかし、第二帯電電圧Ｖ２を放電開始電圧よりも高くすると、上記のように感光ドラム１１との放電が少なからず発生してしまうので、感光ドラム１１の放電劣化を促進させてしまう。したがって、第二帯電電圧Ｖ２は、露光により形成される明部電位Ｖｌよりも高く放電開始前電圧よりも低い電圧であればさらによい。さらに、感光ドラム１１と帯電ローラ１２との電位差が大きい方が帯電ローラ１２へのトナー２２及び外添剤の付着を抑制することが出来るため、印加する第二帯電電圧Ｖ２は放電開始電圧に近い電圧のように放電はしない範囲で高い電圧が望ましい。つまり、帯電部での電位差を極力大きくし、放電が起こらないようにする設定であればよい。例えば、本実施例の放電開始電圧である−５４０Ｖになるべく近い帯電電圧を第二帯電電圧Ｖ２としてもよい。
【００５７】
まとめると、本実施例の画像形成装置１００は、以下の構成を有する。回転可能な感光ドラム１１と、感光ドラム１１の表面を帯電する帯電ローラ１２と、を有して、感光ドラム１１の表面電位を形成する。その際に、帯電電圧を印加する帯電高圧７１によって、帯電ローラ１２に帯電電圧を印加することで感光ドラム１１を放電させる。そして、現像ローラ２３にトナー２２を担持させて感光ドラム１１の表面にトナー２２を供給してトナー像を現像する。制御部２０２が、帯電高圧７１を制御し、トナー像を記録材Ｓに形成する画像形成モードと、トナー２２を感光ドラム１１に供給する現像剤供給モードであるトナーパージモードと、を実行するように制御する。現像剤供給モードにおいて、以下、第１と第２の条件を満たした所定電圧を帯電ローラ１２に印加することを特徴とする。第１に、帯電ローラ１２と、正規極性のトナー２２が供給されてクリーニングブレード１４を通過した感光ドラム１１の領域と、の間で放電が生じない大きさの電位差を形成する帯電電圧を帯電ローラ１２に印加する。第２に、正規極性に帯電したトナー２２に帯電ローラ１２から感光ドラム１１に向かう方向の静電気力が作用する向きの電位差を形成する帯電電圧を帯電ローラ１２に印加する。第１と第２の条件を同時に満たす所定電圧となる帯電電圧を帯電ローラ１２に印加された帯電部を、感光ドラム１１の領域が通過するように現像剤供給モードを実行する。
【００５８】
つまり、制御部２０２は、現像剤供給モードにおいて、帯電ローラ１２と感光ドラム１１の間で放電が発生しない帯電電圧であって、トナー２２を感光ドラム１１に供給する時の現像部における感光ドラム１１の表面電位よりも絶対値が大きい帯電電圧を印加する。
【００５９】
画像形成モードにおいては、露光ユニット３によって感光ドラム１１の表面にトナー像を形成するために第１の露光量で露光している。一方、現像剤供給モードにおいては、感光ドラム１１の表面を第１の露光量以上の第２の露光量で露光することでトナーパージを行ってもよい。その際には、制御部２０２は、現像剤供給モードにおいて、帯電ローラ１２と感光ドラム１１の間で放電が発生しない帯電電圧であって第２の露光量で露光して形成された感光ドラム１１の表面電位よりも絶対値が大きい帯電電圧を帯電ローラ１２に印加する。そして、感光ドラム１１の表面電位よりも絶対値が大きい現像電圧を現像ローラ２３に印加するように制御する。
【００６０】
したがって、上記のように、トナーパージを実行する際に、帯電ローラ１２に印加する第二帯電電圧Ｖ２を適切に制御することによって、帯電ローラ１２へのトナー２２の付着を抑制しつつ、感光ドラム１１の劣化を抑制することが出来る。
【００６１】
なお、本実施例においては、トナーパージ実行中に印加する帯電電圧を常に第二帯電電圧Ｖ２に設定したが、タイミングに応じて適宜変更してもよい。具体的には、実際に感光ドラム１１の表面にトナーをパージした領域が帯電部に到達したタイミングのみ第二帯電電圧Ｖ２に設定してもよい。それは、トナーパージを行った感光ドラム１１の領域がクリーニングブレード１４に到達した際に、パージトナーがすり抜ける可能性が高いからである。言い換えると、トナーパージを行った領域のトナー２２が、その領域の上で接触部をすり抜けて帯電ローラ１２に到達することが最も多いと考えられるということである。しかし、接触部に供給されたトナー２２は一度クリーニングされて、感光ドラム１１の回転に応じてすり抜ける可能性もあるため、本実施例では、トナーパージ実行中は常に第二帯電電圧Ｖ２を印加している。
【実施例２】
【００６２】
本実施例における画像形成装置２００については、実施例１の画像形成装置１００と異なる点のみ述べ、同一部材には同一符号を付し、同様の部分は説明を省略する。
【００６３】
図７は、本発明の実施例に係る画像形成装置２００の概略構成を断面的に示したものであり、各構成について簡略的に示している。
【００６４】
１．高圧電源構成
画像形成装置２００は図７に示す共通高圧電源７４を有している。共通高圧７４の具体的な態様を図８に示す。図８に示した共通高圧７４は、帯電高圧７４ａに、抵抗Ｒ１、ツェナーダイオードＺＤ１が接続されている。帯電高圧７４ａは帯電ローラ１２と接続され、現像高圧７４ｂは現像ローラ２３と接続されている。帯電高圧７４ａ、現像高圧７４ｂの２つの電源を共通とすることで、小サイズ化、低コスト化を行っている。
【００６５】
図９を用いて、共通電源７４の電圧出力特性について説明する。図９には、共通高圧７４において、帯電電圧を変化させた時の現像電圧の変化を示した。本実施例における共通高圧７４において、ツェナーダイオードＺＤ１は、帯電電圧が−９９０Ｖよりも高い時に所望の電圧をクランプすることが出来、現像電圧は−３００Ｖを保つことができる。帯電電圧が−２２０Ｖから−９９０Ｖの範囲では、ツェナーダイオードＺＤ１へ流れる電流が減少し、現像電圧が低くなる。帯電電圧が−２２０Ｖより低い範囲では、現像電圧は印加されず０Ｖとなる。
【００６６】
２．トナーパージ動作
実施例１と同様に、クリーニングブレード１４の潤滑性を得るために、任意のタイミングにて感光ドラム１１上にトナー２２を供給するトナーパージ動作を行う。図１０に、本実施例における印字動作と後回転動作時に実行されるトナーパージ動作時の電位の関係を示した。図１０に示したように、画像形成時には、第一帯電電圧Ｖ１として−１０００Ｖが印加されるため、感光ドラム１１の暗部電位Ｖｄは−４６０Ｖとなり、共通高圧７４から分圧される現像電圧は−３００Ｖとなる。
【００６７】
続いて、本実施例におけるトナーパージ動作を、図１１を用いて説明する。図１１はトナーパージ動作のフローチャートの一例である。トナーパージ動作は、一連の画像形成プロセスにおいて、感光ドラム１１への画像形成が終わった後に実行を開始する（Ｓ１１）。放電以外の方法で感光ドラム１１上の表面電位を安定させるべく、トナーパージ動作開始時に感光ドラム１１の表面を露光して、感光ドラム１１上の電荷を除電し、感光ドラム１１上の表面電位を安定させる。露光ユニット３によって、０．５μＪ／ｃｍ２の光量で感光ドラム１１を１周分露光して、感光ドラム１１表面上の電荷を除去することで、感光ドラム１１上の表面電位を−５０Ｖとする（Ｓ１２）。Ｓ１２の工程後、この感光ドラム１１表面上へトナー２２を現像するために、少なくとも感光ドラム１１の表面電位より大きい現像電圧が現像ローラ２３に印加される必要がある。しかし、本実施例のように、帯電高圧７４ａと現像高圧７４ｃが共通電源高圧７４から構成されている場合、現像ローラ２３に電圧を印加するためには帯電電圧を印加しなければならない。そこで、帯電電圧が感光ドラム１１への放電が開始される電圧より低く、かつ、現像電圧が感光ドラムの表面電位である−５０Ｖより高くなるように電圧を設定しなければならない。本実施例では、図９の結果から、第二帯電電圧Ｖ２として−４５０Ｖを帯電ローラ１２に印加する（Ｓ１３）。その時、前述の共通高圧電源７４により、現像電圧は帯電電圧に連動した電圧が出力され−９０Ｖが印加される。そして、Ｓ１３の工程により、第二帯電電圧Ｖ２が印加された帯電ローラ１２との当接部である帯電部を通過した感光ドラム１１の表面が現像部に到達した後に、接離手段５０によって現像装置２０を感光ドラム１１に当接させる（Ｓ１４）。Ｓ１４の工程時、現像ローラ２３の電位−９０Ｖに対して感光ドラム１１の表面電位−５０Ｖが形成されているため、負極性に帯電しているトナー２２は感光ドラム１１の方に電気的に引き寄せられやすい。そのため、トナー２２は感光ドラム１１上へと現像される。現像されたトナー２２は、クリーニングブレード１４と感光ドラム１１との接触位置である接触部へ潤滑剤として供給されることでトナーパージが実行される。トナーパージが実行されている状態において、現像ローラ２３の１周分のトナーを現像させ（Ｓ１５）た後、接離手段５０によって現像装置２０を感光ドラム１１から離間させる（Ｓ１６）。Ｓ１６の工程後、感光ドラム１１の及び現像ローラ２３の駆動を停止し、共通高圧７４の出力をＯＦＦにする（Ｓ１７）ことで帯電電圧と現像電圧をＯＦＦとし、トナーパージ動作を終了する（Ｓ１８）。
【００６８】
以上、説明した様に、帯電電圧と現像電圧を共通高圧電源から供給し、帯電電圧を放電開始前電圧より低い電圧に設定した場合でも、帯電電圧を適宜設定することにより、帯電ローラ１２へのトナー付着を抑制しつつ、感光ドラム１１の劣化を抑制することが出来る。
【００６９】
［変形例１］
図１２は本発明の変形例に係る画像形成装置３００の概略構成を断面的に示したものであり、各構成について簡略的に示している。
【００７０】
１．高圧電源構成
画像形成装置３００は図１２に示す共通高圧電源７５を有している。共通高圧７５の具体的な態様を図１３に示す。共通高圧７５は、帯電高圧７５ａに、抵抗Ｒ２、ツェナーダイオードＺＤ２、ツェナーダイオードＺＤ３が接続されている。帯電高圧７５ａは帯電ローラ１２と接続され、現像剤規制電圧たる現像ブレード高圧７５ｂは現像ブレード２５と接続され、現像高圧７５ｃは現像ローラ２３と接続されている。帯電高圧７５ａ、現像ブレード高圧７５ｂ、現像高圧７５ｃの３つの電源を共通とすることで、実施例２に記載した共通電源７４よりも更なる小サイズ化、低コスト化を行っている。
【００７１】
図１４を用いて、共通電源７５の電圧出力特性について説明する。図１４には、共通高圧７５において、帯電電圧を変化させた時の現像ブレード電圧と現像電圧の変化を示した。本変形例における共通高圧７５において、ツェナーダイオードＺＤ２とツェナーダイオードＺＤ３は、帯電電圧が−９９０Ｖよりも高い時に所望の電圧をクランプすることが出来、現像ブレード電圧は−５００Ｖ、現像電圧は−３００Ｖを保つことができる。これは、現像ブレード２５と現像ローラ２３の間には、高抵抗であるトナー２２が介在するため電流はほとんど流れず、ツェナーダイオードＺＤ２が所望のツェナー電圧を保てていることが寄与している。帯電電圧が−２２０Ｖから−９９０Ｖの範囲では、ツェナーダイオードＺＤ３へ流れる電流が減少し、現像電圧が低くなる。この時、現像ブレード電圧も同様に低くなるが、ツェナーダイオードＺＤ２の電圧は保たれるため、現像ブレード電圧は現像電圧に対して２００Ｖ高い状態を保つことができる。そして、帯電電圧が−２２０Ｖの時、現像電圧は凡そ０Ｖとなり、現像ブレード電圧は−２００Ｖとなる。
【００７２】
２．現像剤ボタ落ち
図２に示すように、現像容器２１は、弾性を有するトナー封止部材たるシール部材２６が現像ローラ２３と当接することでトナー２２を内部に封止している。そのため、薄層化されたトナー２２の摩擦電荷が不十分である場合、現像ローラ２３との鏡映力よりもシール部材２６との摩擦力が勝り、トナー２２を掻き落とすことでトナー２２が現像ローラ２３から落下する。この現象をボタ落ちという。したがって、現像ローラ２３と現像ブレード２５の摺擦による摩擦電荷によってボタ落ちのレベルが異なるということである。ボタ落ちが発生すると、感光ドラム１１や記録材Ｓにトナー２２が落下し、画像弊害が発生する。
【００７３】
ここで、本変形例における現像電圧と現像ブレード電圧の電位差Δとトナー２２に付与される負帯電付与能の関係性を図１５に示す。横軸に現像電圧と現像ブレード電圧の電位差Δをとり、縦軸にトナー２２の負帯電付与能を示す値である、トナー２２の電荷量を示している。
【００７４】
トナー２２の電荷量の測定は、画像形成装置３００の画像形成動作を途中で強制終了し、現像ローラ２３表面にコートされたトナー２２のうち、現像ブレード２５を通過後かつ感光ドラム１１に現像する前のトナー２２を測定する。電荷量の測定器は、ファラデーケージ内にトナー２２を堰き止めるフィルター付きの吸引器を設置した機器を用い、吸引したトナーの重量と電荷量を測定することで算出した。このトナー２２の電荷量測定を、ツェナーダイオードＺＤ３のツェナー電圧を変化させながら測定した。
【００７５】
図１５より、現像電圧と現像ブレード電圧に電位差Δを僅かでも設けることで、トナー２２の帯電量が増加していることが分かる。これは、現像ローラ２３と現像ブレード２５の間に電界が形成されることで、現像ブレード２５とトナー２２が接触した際に、トナー２２へ負電荷が移動することによる。また、現像電圧と現像ブレード電圧の電位差Δに対するトナー２２の帯電量の増加は、電位差が１００Ｖを越えたあたりで傾きが落ち、所定値に向けて飽和していく。
【００７６】
表２に、現像ローラ２３上のトナー２２の帯電量とボタ落ちの関係を示す。ボタ落ちは、図１５に示した結果を測定した時と同様に、ツェナーダイオードＺＤ３のツェナー電圧を変化させることでトナー２２の帯電量を変化させ、ボタ落ちの度合いを評価した。
【００７７】
【表２】
2020101774.tif 000004
【００７８】
表２に示したレベルは、○：記録材Ｓ上にトナー２２の汚れの発生無し、×：記録材Ｓ上にトナー２２汚れが発生、とした。
【００７９】
上記検討結果より、本変形例の構成においては、トナー２２の帯電量が２０μＣ／ｇ以上あれば、トナー２２と現像ローラ２３との鏡映力が十分に確保でき、ボタ落ちが発生しないことが分かった。したがって、図１５と表２の結果から、現像ブレード電圧と現像電圧の電位差Δは、５０Ｖ以上とすることでトナー２２の帯電量が２０μＣ／ｇとなるためにボタ落ちを好適に抑制することが出来る。
【００８０】
３．トナーパージ動作
実施例１、２と同様に、クリーニングブレード１４の潤滑性を得るために、任意のタイミングにて感光ドラム１１上にトナー２２を供給するトナーパージ動作を行う。図１６に、本変形例における印字動作と後回転動作時に実行されるトナーパージ動作時の電位の関係を示した。図１６に示したように、画像形成時には、第一帯電電圧Ｖ１として−１０００Ｖ印加されるため、共通高圧７５から分圧される現像ブレード電圧は−５００Ｖ、現像電圧は−３００Ｖとなる。したがって、現像電圧に対する現像ブレード電圧の電位差Δを２００Ｖとしている。この時、現像ブレード電圧は現像電圧に対して２００Ｖ高いため、現像ブレード２５からトナー２２への負帯電付与性が得られる。これは、現像ローラ２３上のトナー２２がボタ落ちしないために、現像ローラ２３に対して現像ブレード２５が負極性側に電位差を形成するためである。
【００８１】
本変形例におけるトナーパージ動作は、実施例２で説明した図１１に示したフローチャートと同様である。しかし、本変形例のように、帯電高圧７５ａと現像高圧７５ｃと現像ブレード高圧７５ｂが共通電源高圧７５から構成されている場合、現像ローラ２３と現像ブレード２５に電圧を印加し、かつ、電位差Δを設けるためには帯電電圧を印加しなければならない。
【００８２】
そのための条件としては、以下の三点が挙げられる。一点目が、帯電電圧が感光ドラム１１への放電が開始される電圧より低いということである。これは、帯電部での放電を抑制するためである。二点目が、−５０Ｖよりも高い現像電圧が印加されることである。これは、感光ドラム１１の表面電位より高い現像電圧が印加されないと、感光ドラム１１の表面上に正規極性のトナー２２をパージする事が出来ないからである。三点目が、現像電圧と現像ブレード電圧の電位差Δを５０Ｖより高くすることである。これは、上述したように、現像容器２１に設けられたシール部材２６からのボタ落ちを抑制するためである。
【００８３】
そこで、本変形例では第二帯電電圧Ｖ２として−４５０Ｖを帯電ローラ１２に印加する。そのとき、前述の共通高圧電源７５により、現像ブレード電圧および現像電圧は、帯電電圧に連動した電圧が出力され、現像ブレード電圧は−２９０Ｖ、現像電圧は−９０Ｖが印加される。それによって、トナーパージ動作時におけるボタ落ちの発生を抑制することが出来る。
【００８４】
このように、帯電電圧と現像ブレード電圧と現像電圧を共通高圧電源７５から供給する場合において、帯電電圧を調整し、現像ローラ２３と現像ブレード２５の電位差Δを適宜設定する必要がある。すると、帯電ローラ１２へのトナー付着を抑制しつつ、感光ドラム１１の劣化を抑制することが出来る。
【符号の説明】
【００８５】
３  露光ユニット
１１  感光ドラム
１２  帯電ローラ
１４  クリーニングブレード
２１  現像容器
２２  トナー
２３  現像ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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