(57)【要約】【課題】潤滑剤の帯電極性側のΔＶｂ−ｄを設けることができない電源構成の場合においても、現像装置の使用を開始する際に潤滑剤が規制部材に融着することを抑制することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１００は、潤滑剤が塗布された現像剤担持体４１と、規制部材４３と、現像剤担持体４１及び規制部材４３に電圧を印加する共通電源７０と、画像形成時に共通電源７０から絶対値が所定値より大きい電圧が出力されることでΔＶｂ−ｄを現像剤の帯電極性側である第１の電位差に保持する電圧保持部ＺＤ１と、現像剤担持体４１の使用を開始する際に所定の動作を実行させることが可能な制御部５０と、を有し、制御部５０は、上記所定の動作において、共通電源７０から絶対値が上記所定値より小さい電圧を出力してΔＶｂ−ｄを現像剤の帯電極性側で絶対値が上記第１の電位差よりも小さい第２の電位差とした状態を維持することを行わせる構成とする。【選択図】図７
2020134731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持する現像剤担持体であって、現像剤を担持する前に潤滑剤が塗布されており、前記潤滑剤は摺擦されることで現像剤の帯電極性とは逆極性に帯電するものである現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に当接し前記現像剤担持体に担持される現像剤の量を規制する規制部材と、
前記現像剤担持体及び前記規制部材に現像剤の帯電極性と同極性の電圧を印加する共通電源と、
画像形成時に、前記共通電源から絶対値が所定値より大きい電圧が出力されることで、前記規制部材に印加される電圧から前記現像剤担持体に印加される電圧を引いた電位差であるΔＶｂ−ｄを、現像剤の帯電極性側である第１の電位差に保持する電圧保持部と、
前記現像剤担持体の使用を開始する際に所定の動作を実行させることが可能な制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記所定の動作において、前記共通電源から絶対値が前記所定値より小さい電圧を出力して前記ΔＶｂ−ｄを現像剤の帯電極性側で絶対値が前記第１の電位差よりも小さい第２の電位差とした状態を維持することを行わせることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記所定の動作において、前記ΔＶｂ−ｄを前記第２の電位差とした状態を維持した後に、前記共通電源から絶対値が前記所定値より大きい電圧を出力して前記ΔＶｂ−ｄを現像剤の帯電極性側で絶対値が前記第２の電位差よりも大きい電位差にすることを行わせ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３】
前記電圧保持部は、ツェナーダイオードを備え、前記ツェナーダイオードのカソード側で前記現像剤担持体に電圧が印加され、前記ツェナーダイオードのアノード側で前記規制部材に電圧が印加されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像剤担持体に担持された現像剤により現像される静電像が形成される像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段に電圧を印加する帯電電源と、を有し、
前記制御部は、前記所定の動作において、前記帯電電源から前記帯電手段に電圧を印加して、前記第２の電位差が設けられている時に前記現像剤担持体との対向部を通過する前記像担持体の表面の電位を前記現像剤担持体に印加されている電圧よりも現像剤の帯電極性側に高い電位とすることを行わせ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】
前記現像剤担持体に担持された現像剤により現像される静電像が形成される像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、を有し、
前記共通電源は、前記現像剤担持体、前記規制部材及び前記帯電手段に、現像剤の帯電極性と同極性の電圧を印加す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６】
前記像担持体に接触して転写部を形成する転写部材と、前記転写部材に電圧を印加する転写電源と、を有し、
前記制御部は、前記所定の動作において、前記共通電源から前記帯電手段と前記像担持体との間の放電開始電圧よりも絶対値が小さい電圧を出力して前記第２の電位差を設けると共に、前記第２の電位差が設けられている時に前記現像剤担持体との対向部を通過した前記像担持体の表面が前記転写部を通過している時に、前記転写電源から前記転写部材に現像剤の帯電極性と同極性の電圧を印加することを行わせることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像剤担持体と、前記規制部材と、情報を記憶する記憶部と、を備えたカートリッジが前記画像形成装置の装置本体に対して着脱可能であり、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された情報に基づいて、新品の前記カートリッジの使用を開始する際に前記所定の動作を実行させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記カートリッジは、前記現像剤担持体に担持された現像剤により現像される静電像が形成される像担持体を備え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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、あるいはこれらの機能のうち複数の機能を備えた複合機などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式などを用いた画像形成装置には、像担持体上の静電像にトナーを付着させて現像する現像装置が設けられている。この現像装置は、単独で、又は感光体などの他の部材と共に、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能なカートリッジとされることがある。また、新品のカートリッジは、輸送中の衝撃や振動などによりトナー収容室に収容されているトナーがカートリッジ外にこぼれ出さないように、使用が開始されるまでトナー収容室がシール部材によりシールされることがある。そして、このシール部材は、新品のカートリッジの使用が開始される際に、ユーザーなどの操作者により、あるいは画像形成装置に設けられた開封機構により自動的に開封される。その後、新品のカートリッジは、現像ローラに十分な量のトナーが供給されると、現像に使用することが可能となる。このとき、シール部材の開封後に、現像ローラの回転が開始され、現像ローラに十分な量のトナーが供給されるまでには、一定の時間がかかる。現像ローラに十分な量のトナーが供給されていない間は、現像ローラと現像ブレードとの間の摩擦抵抗が大きくなる。この現象に対して何らの対策もとらない場合には、現像ブレードが捲れ上がったり、現像ローラに駆動を伝達する駆動伝達系のギアが破損したりする可能性がある。そこで、この現象に対して、次のような対策が提案されている。
【０００３】
特許文献１では、新品の現像装置の現像ローラの表面に潤滑剤として作用する粉体を塗布しておく方法が提案されている。また、特許文献２では、現像装置の初期使用段階における画像濃度の低下を抑制するために、新品の現像装置の現像ローラの表面に塗布する潤滑剤としてトナーとは逆極性に帯電する潤滑剤を用いることが提案されている。さらに、特許文献３では、トナーとは逆極性に帯電する潤滑剤を用いる構成において、潤滑剤が現像ブレードに融着することを抑制するために、現像装置の使用を開始する際に次のような潤滑剤吐き出しモードを行うことが提案されている。つまり、潤滑剤吐き出しモードでは、現像ブレードに印加される電圧から現像ローラに印加される電圧を引いた電位差が潤滑剤の帯電極性側又は０になるように制御を行う。
【０００４】
なお、ここでは、規制部材（現像ブレード）に印加される電圧から現像剤担持体（現像ローラ）に印加される電圧を引いた電位差を「規制部材−現像ローラ間電位差」ともいう。また、この「規制部材−現像ローラ間電位差」を「ΔＶｂ−ｄ」と表すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２２７２１２号公報
【特許文献２】特許４２６１９４１号公報
【特許文献３】特開２０１８−１８０３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、画像形成装置の電源構成によっては、潤滑剤の帯電極性側のΔＶｂ−ｄを設けることができないことがある。具体的には、現像ローラ及び現像ブレードに電圧を印加する電源を共通化した場合などである。このような構成において、現像装置の使用を開始する際に、画像形成時と同等のトナーの帯電極性側のΔＶｂ−ｄを設けてしまうと、現像ブレードへの潤滑剤の融着が発生し、スジ状の画像不良などを引き起こしてしまう可能性がある。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、潤滑剤の帯電極性側のΔＶｂ−ｄを設けることができない電源構成の場合においても、現像装置の使用を開始する際に潤滑剤が規制部材に融着することを抑制することのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、現像剤を担持する現像剤担持体であって、現像剤を担持する前に潤滑剤が塗布されており、前記潤滑剤は摺擦されることで現像剤の帯電極性とは逆極性に帯電するものである現像剤担持体と、前記現像剤担持体に当接し前記現像剤担持体に担持される現像剤の量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体及び前記規制部材に現像剤の帯電極性と同極性の電圧を印加する共通電源と、画像形成時に、前記共通電源から絶対値が所定値より大きい電圧が出力されることで、前記規制部材に印加される電圧から前記現像剤担持体に印加される電圧を引いた電位差であるΔＶｂ−ｄを、現像剤の帯電極性側である第１の電位差に保持する電圧保持部と、前記現像剤担持体の使用を開始する際に所定の動作を実行させることが可能な制御部と、を有し、前記制御部は、前記所定の動作において、前記共通電源から絶対値が前記所定値より小さい電圧を出力して前記ΔＶｂ−ｄを現像剤の帯電極性側で絶対値が前記第１の電位差よりも小さい第２の電位差とした状態を維持することを行わせることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、潤滑剤の帯電極性側のΔＶｂ−ｄを設けることができない電源構成の場合においても、現像装置の使用を開始する際に潤滑剤が規制部材に融着することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の画像形成装置の概略断面図である。
【図２】新品のプロセスカートリッジの概略断面図である。
【図３】画像形成装置の要部の制御態様を示す概略ブロック図である。
【図４】実施例１における電源構成を示す概略回路図である。
【図５】実施例１における電源出力と各バイアスとの関係を示すグラフ図である。
【図６】実施例１の初期設置動作の制御のフローチャート図である。
【図７】実施例１の初期設置動作時のタイミングチャート図である。
【図８】実施例２の画像形成装置の概略断面図である。
【図９】実施例２における電源構成を示す概略回路図である。
【図１０】実施例２における電源出力と各バイアスとの関係を示すグラフ図である。
【図１１】実施例２の初期設置動作のタイミングチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１２】
［実施例１］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いたカートリッジ方式のレーザビームプリンタである。
【００１３】
画像形成装置１００は、像担持体としての回転可能なドラム型（円筒形）の感光体（電子写真感光体）である感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、感光体駆動手段としてのドラム駆動モータ２０（図３）により図中矢印で示す時計回り方向に回転駆動される。感光ドラム１は、アルミニウムなどの導電性材料で形成された基材の上に電荷発生層と電荷輸送層とをこの順番で形成して構成された有機感光体である。
【００１４】
回転する感光ドラム１の表面は、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ２により、所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に一様に帯電処理される。帯電ローラ２は、感光ドラム１の表面に接触して配置されており、感光ドラム１の回転に伴って従動して回転する。帯電工程時に、帯電ローラ２には、帯電電源（高圧電源）８０により、現像時のトナーの帯電極性であるトナーの正規の帯電極性（ここでは、単に「帯電極性」ともいう。）と同極性（本実施例では負極性）の直流電圧である所定の帯電電圧（帯電バイアス）が印加される。これにより、感光ドラム１上に一様に負極性の暗電位が形成される。本実施例では、画像形成時には、帯電ローラ２に、帯電電圧として−１０００Ｖの直流電圧が印加され、感光ドラム１の表面は−５００Ｖの暗電位に一様に帯電処理される。なお、帯電ローラ２に関して画像形成時とは、より詳細には、感光ドラム１の表面を静電像の形成に適するように所定の暗電位に一様に帯電処理する時である。
【００１５】
帯電処理された感光ドラム１の表面は、露光手段としての露光装置（レーザ露光ユニット）３により画像データに応じて露光され、感光ドラム１上に画像データに応じた静電像（静電潜像）が形成される。露光装置３は、画像データに応じて変調したレーザビームを、感光ドラム１の回転軸線方向（主走査方向）に走査しながら照射することを、感光ドラム１の回転に伴い感光ドラム１の周方向（副走査方向）において繰り返し行う。これにより、感光ドラム１上のレーザビームが照射された部分の電荷の少なくとも一部が除去されて明電位が形成される。このようにして、感光ドラム１上に暗電位と明電位とからなる静電像が形成される。本実施例では、画像形成時に、一様に帯電処理された後に露光装置３により露光された箇所の感光ドラム１の明電位は−１００Ｖとなる。
【００１６】
感光ドラム１上に形成された静電像は、現像手段としての現像装置４により現像剤としてのトナーが供給されて現像（可視化）され、感光ドラム１上にトナー像（現像剤像）が形成される。現像工程時に、現像装置４が備える現像ローラ４１には、後述する共通電源（高圧電源）７０により、トナーの帯電極性と同極性の直流電圧である所定の現像電圧（現像バイアス）が印加される。本実施例では、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム１上の露光部（イメージ部）に、感光ドラム１の帯電極性と同極性に帯電したトナーが付着する（反転現像）。現像装置４については後述して更に詳しく説明する。
【００１７】
感光ドラム１と対向して、転写手段としてのローラ型の転写部材である転写ローラ５が配置されている。転写ローラ５は、感光ドラム１に向けて押圧され、感光ドラム１と転写ローラ５との接触部である転写部（転写ニップ）Ｎを形成する。感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写部Ｎにおいて、転写ローラ５の作用により、感光ドラム１と転写ローラ５とに挟持されて搬送されている紙などの記録材（シート、転写材）Ｐ上に転写される。転写工程時に、転写ローラ５には、転写電源（高圧電源）８１により、トナーの帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）の直流電圧である所定の転写電圧（転写バイアス）が印加される（２ｋＶ程度）。記録材Ｐは、記録材収容部としてのカセットなどに収容されており、感光ドラム１上のトナー像とタイミングが合わされて転写部Ｎに搬送される。なお、転写ローラ５に関して画像形成時とは、より詳細には、感光ドラム１上のトナー像を記録材Ｐに転写する時である。
【００１８】
トナー像が転写された記録材Ｐは、定着手段としての定着装置９に送られる。定着装置９は、未定着のトナー像を担持した記録材Ｐに熱及び圧力を加え、トナー像を記録材Ｐに定着（溶融、固着）させる。トナー像が定着された記録材Ｐは、画像形成装置１００の装置本体１１０の外部に排出される。
【００１９】
一方、転写工程時に記録材Ｐに転写されずに感光ドラム１上に残ったトナー（転写残トナー）は、クリーニング手段としてのクリーニング装置６により感光ドラム１上から除去されて回収される。クリーニング装置６は、感光ドラム１の表面に当接して配置されたクリーニング部材としてのクリーニングブレード６１により、回転する感光ドラム１の表面から転写残トナーを掻き取って、廃トナー容器６２内に収容する。
【００２０】
本実施例では、感光ドラム１と、感光ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電ローラ２、現像装置４及びクリーニング装置６と、は一体的に画像形成装置１００の装置本体１１０に対して着脱可能なプロセスカートリッジ１０を構成する。プロセスカートリッジ（以下、単に「カートリッジ」ともいう。）１０は、例えば現像装置４に収容されたトナーの量が所定量以下になった場合などに新品と交換される。なお、装置本体１１０とは、画像形成装置１００の構成から少なくとも着脱可能な構成を除いた装置構成部分のことである。例えば、カートリッジ１０が装置本体１１０に着脱可能な構成の場合は、画像形成装置１００の構成からカートリッジ１０を除いた装置構成部分を装置本体１１０とする。
【００２１】
２．現像装置
次に、本実施例における現像装置４について更に説明する。現像装置４は、感光ドラム１と対向する位置に開口部を有する現像容器４４を有する。現像容器４４内には、現像剤として非磁性一成分現像剤である重合トナーｔが収容されている。また、現像装置４は、現像剤担持体としての現像ローラ４１と、現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ４２と、を有する。現像ローラ４１及びトナー供給ローラ４２は、それぞれ回転可能に現像容器４４に支持されている。現像ローラ４１は、トナーｔを担持して感光ドラム１と対向する位置（現像位置）まで搬送する。トナー供給ローラ４２は、現像ローラ４１上にトナーｔを供給すると共に、現像に供されなかったトナーｔを現像ローラ４１から剥ぎ取る。現像ローラ４１は、感光ドラム１の表面（外周面）に接触して配置されており、駆動手段としての現像駆動モータ２１（図３）からの駆動力が伝達されて図中矢印で示す反時計回り方向に回転駆動される。トナー供給ローラ４２は、現像ローラ４１の表面（外周面）に接触して配置されており、現像駆動モータ２１からの駆動力が伝達されて図中矢印で示す反時計回り方向に回転駆動される。つまり、現像ローラ４１の回転方向とトナー供給ローラ４２の回転方向とは同一の方向（接触部において互いに逆方向に移動する方向）である。また、現像装置４は、規制部材としての現像ブレード４３を有する。現像ブレード４３は、現像ローラ４１上に担持されるトナーｔの量（層厚）を規制して現像ローラ４１上に所定の層厚のトナーｔの薄層を形成すると共に、現像ローラ４１上のトナーｔを摩擦帯電させる。また、現像装置４は、現像容器４４の内部にトナー搬送部材４５を有する。トナー搬送部材４５は、回転軸を中心に回転可能に現像容器４４に支持されている。トナー搬送部材４５は、現像駆動モータ２１からの駆動力が伝達されて図中時計回り方向に回転駆動される。トナー搬送部材４５の回転により、現像容器４４内でトナーｔが撹拌されると共に、トナー供給ローラ４２に向けてトナーｔが搬送される。
【００２２】
現像ローラ４１は、金属製の芯金（芯材）の周囲に、導電性弾性体層として所定の体積抵抗率を有する導電性弾性ゴム層が設けられて構成されている。トナー供給ローラ４２は、金属製の芯金（芯材）の周囲に、発泡弾性体層として発泡ウレタン層が設けられて構成されている。この発泡ウレタン層の表層では発泡セルが開口しており、トナーｔを保持及び搬送し易くなっている。現像ブレード４３は、可撓性を有するＳＵＳなどの導電性弾性体で構成されている。現像ブレード４３は、現像ローラ４１の回転軸線方向と略平行に配置される長手方向と、該長手方向と直交する短手方向と、にそれぞれ所定の長さを有し、所定の厚さを有する板状部材である。現像ブレード４３は、短手方向の一端部が現像容器４４に固定されており、短手方向の他端部の先端（自由端）の近傍の板面が現像ローラ４１の表面に当接させられている。現像ブレード４３は、自由端側の先端が固定端部よりも現像ローラ４１の回転方向の上流側に位置するように、現像ローラ４１の回転方向に対してカウンター方向にて現像ローラ４１に当接させられている。
【００２３】
トナー供給ローラ４２により現像ローラ４１上に供給されたトナーｔは、現像ブレード４３により現像ローラ４１上で均一なトナーコートを形成する。また、この均一に形成されたトナーコートのトナーｔは、現像ブレード４３により摺擦されて摩擦帯電される。
【００２４】
画像形成時には、共通電源７０により、現像ローラ４１に現像電圧（現像バイアス）として−３５０Ｖの直流電圧が印加されると共に、現像ブレード４３に規制部材電圧（ブレードバイアス）として−５５０Ｖの直流電圧が印加される。なお、現像装置４に関して画像形成時とは、より詳細には、感光ドラム１上の静電像をトナーで現像する時である。つまり、本実施例では、画像形成時には、トナーの帯電極性側（本実施例では負極性側）のΔＶｂ−ｄが設けられる。このように、現像ローラ４１の電位に対する現像ブレード４３の電位を負極性側にしておくことで、負帯電性を有するトナーへの電荷付与性が向上する。これによって、トナーコートが安定化し、帯電量の低いトナーが塊となって落ちてしまうボタ落ちや、白地へのトナー飛散（所謂、かぶり）を抑制することができる。
【００２５】
ここでは、前述のように、現像ブレード（規制部材）４３に印加される電圧から現像ローラ（現像剤担持体）４１に印加される電圧を引いた電位差を「現像ブレード−現像ローラ間電位差（あるいはΔＶｂ−ｄ）」としている。本実施例では、この「現像ブレード−現像ローラ間電位差」が負極性であることは、現像ブレード４３に印加される電圧（現像ブレード４３の電位）の方が現像ローラ４１に印加される電圧（現像ローラ４１の電位）よりもトナーの帯電極性側に高いことを意味する。
【００２６】
なお、本実施例では、現像ローラ４１及び現像ブレード４３に印加する電圧は共通の電源トランス（共通電源７０）から生成される。これにより、画像形成装置１００の低コスト化と小型化を図ることができる。電源の共通化の詳細については後述する。
【００２７】
また、本実施例では、画像形成装置１００は、感光ドラム１と現像ローラ４１との当接又は離間の状態を切り替える機構を有していない。そのため、カートリッジ１０が装置本体１１０に装着された状態では、現像ローラ４１は常に感光ドラム１に接触している。このような構成により、画像形成装置１００の構成の簡素化を図ることができる。
【００２８】
３．新品のカートリッジ
次に、新品のカートリッジ１０（現像装置４）について説明する。図２は、新品のカートリッジ１０の概略断面図である。
【００２９】
現像装置４の現像容器４４は、トナー収容室４４ａと、現像室４４ｂと、を有する。トナー搬送部材４５はトナー収容室４４ａ内に設けられている。現像ローラ４１、トナー供給ローラ４２及び現像ブレード４３は現像室４４ｂに設けられており、現像ローラ４１は現像室４４ｂの感光ドラム１と対向する位置に設けられた開口部から一部が外部に露出するようにして配置されている。カートリッジ１０が使用されている状態では、トナー収容室４４ａと現像室４４ｂとは互いに連通している。新品のカートリッジ１０の出荷状態では、現像容器４４に接着されたシール部材４６によってトナー収容室４４ａと現像室４４ｂとは隔離されており、トナーｔはトナー収容室４４ａ内のみに存在する。カートリッジ１０の使用を開始する際にシール部材４６が除去されることで、トナー収容室４４ａと現像室４４とが一体の空間となり、トナーｔが現像ローラ４１へ到達し、トナーｔによる現像が可能となる。
【００３０】
シール部材４６を設けることで、新品のカートリッジ１０が出荷されてからユーザーに届けられるまでの物流工程において、現像室４４ｂの開口部の隙間からトナーｔが飛散することを抑制することができる。これにより、ユーザーなどの操作者や装置本体１１０がトナーｔで汚れることを抑制することができる。シール部材４６は、カートリッジ１０の使用を開始する前にユーザーなどの操作者によって開封される構成としてもよいし、カートリッジ１０の使用を開始する際に画像形成装置１００に設けられた開封機構によって自動的に開封される構成としてもよい。シール部材４６は、例えば、現像ローラ４１の回転軸線方向に沿って引き抜いて開封する構成とすることができる。そして、開封機構は、例えば、画像形成装置１００の電源ＯＮ後に現像装置４の駆動を開始するタイミングで自動的にシール部材４６を引き抜く構成などとすることができる。本実施例では、カートリッジ１０は、ユーザーなどの操作者がシール部材４６を引き抜いて開封する構成とされている。
【００３１】
シール部材４６によってトナーｔの飛散を抑制した一方で、未使用状態のカートリッジ１０では現像ローラ４１上にトナーｔが存在しないため、現像ブレード４３と現像ローラ４１との接触部での摩擦力が大きくなる。その結果、初期に現像ローラ４１を駆動させるためには多大なトルクが必要となる。この状態で無理に駆動を掛けると、駆動を伝達するギア（図示せず）が破損する可能性がある他、現像ローラ４１と現像ブレード４３との摩擦により現像ブレード４３が現像ローラ４１の回転方向に捲れ上がる可能性がある。本実施例では、これらの問題を抑制するために、新品のカートリッジ１０の現像ローラ４１の表面には、予め粉体の潤滑剤が塗布される。現像ローラ４１の表面に潤滑剤を塗布することで、現像ローラ４１と現像ブレード４３との間に発生する摩擦力を下げることができる。
【００３２】
４．潤滑剤
次に、本実施例において用いられる潤滑剤について説明する。潤滑剤には、現像ローラ４１の駆動トルクの低減の他にも、現像ローラ４１や現像ブレード４３などのいずれの部材とも反応性を示さないことや、現像ローラ４１への付着力が高すぎないことなどが求められる。また、潤滑剤は、現像ローラ４１とトナー供給ローラ４２との間、現像ローラ４１と感光ドラム１との間に介在し、互いに悪影響を与えない役割も担っている。また、潤滑剤は、現像装置４の使用初期段階におけるトナーの帯電性を向上するために、現像ブレード４３と現像ローラ４１との間で摺擦された際にトナーの帯電極性とは逆極性（本実施例では正極性）に帯電する帯電特性を有することが望まれる。
【００３３】
本実施例では、上述の観点から、潤滑剤としてポリウレタン樹脂の真球状架橋微粒子であるダイミックビーズＵＣＮ−５０７０Ｄクリヤー（大日精化工業社製）を用いた。本実施例では、潤滑剤の粒径は質量平均粒子径が７μｍであり、潤滑剤の電荷量は＋２０〜５０μＣ／ｍｇに調整されており、新品のカートリッジ１０の現像ローラ４１の表面に３０ｍｇ程度の潤滑剤が塗布される。電荷量は、現像ローラ４１上において現像ブレード４３による摺擦によって電荷が飽和するまで付与された状態で測定した。また、電荷量は、ファラデーケージ内に粉体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、吸引した粉体の重量と電荷量とを測定することで算出した。なお、潤滑剤の材料、形状、電荷量、塗布量は、本実施例のものに限定されるものではなく、各種構成に応じて適切に選定されるべきものである。
【００３４】
５．制御態様
図３は、本実施例の画像形成装置１００の要部の制御態様を示す概略ブロック図である。制御手段としての制御部５０は、演算制御処理を行う中心的素子である演算制御手段としてのＣＰＵ５１、記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ（記憶媒体）５２などを有して構成される。ＲＯＭには、制御プログラム、予め求められたデータテーブルなどが格納されており、書き換え可能なメモリであるＲＡＭには、制御部５０に入力された情報、検知された情報、演算結果などが格納される。ＣＰＵ５１とＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ５２とは互いにデータの転送や読込みが可能となっている。
【００３５】
制御部５０には、前述の画像形成を行う機構部であるエンジンの各部が接続されている。例えば、制御部５０には、ドラム駆動モータ２０、現像駆動モータ２１、共通電源７０、帯電電源８０、転写電源８１などが接続されている。また、本実施例では、カートリッジ１０には、不揮発性メモリで構成された記憶部としてのカートリッジメモリ１１が取り付けられている。カートリッジメモリ１１には、カートリッジ１０の識別情報、カートリッジ１０の製造時の情報、現像装置４の使用履歴情報としてのトナー残量や現像ローラ４１の回転回数（あるいは回転時間）の情報などが記憶される。制御部５０は、カートリッジメモリ１１と通信することで、カートリッジ１１に対する情報の読み書き込みを行うことができる。カートリッジメモリ１１は、装置本体１１０の電源がＯＦＦされた場合にも、書き込まれている情報を保持することができる。本実施例との関係では、制御部５０は、カートリッジ１０が使用されると、現像装置４内のトナー残量や現像ローラ４１の回転回数（あるいは回転時間）などのカートリッジ１０の使用履歴情報を逐次更新してカートリッジメモリ１１に記憶させる。また、制御部５０は、カートリッジメモリ１１に記憶されている情報を読み込んで、カートリッジ１０の使用履歴情報（カートリッジ１０が使用開始済みであることを示す情報）が記憶されていない場合に、カートリッジ１０が新品であると判断することができる。なお、新品であることを示す情報が記憶されていること、あるいは使用開始済みであることを示す特別の情報が記憶されていないことに基づいて、カートリッジ１０が新品であるか否かを判断するようにしてもよい。
【００３６】
制御部５０には、画像形成信号が入力される。画像形成信号は、画像形成装置１００の操作部や画像形成装置１００に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部機器からの制御指令と、画像形成装置１００に接続された画像読取り装置や上記外部機器からの画像データと、を含む。制御部５０は、上記画像形成信号に従って、画像形成装置１００の各部を統括的に制御して、ジョブを実行させる他、後述する初期設置動作を実行させることができる。なお、ジョブとは、一の開始指示により開始される、単数又は複数の記録材Ｐに画像を形成して出力する一連の動作である。
【００３７】
６．現像電圧、規制部材電圧の生成
次に、本実施例における現像電圧（現像バイアス）、規制部材電圧（ブレードバイアス）の生成について説明する。図４は、本実施例における現像ローラ４１及び現像ブレード４３に電圧を印加する電源構成を示す回路図である。前述のように、本実施例では、現像ローラ４１及び現像ブレード４３には、１つの共通電源７０から電圧が印加される。このように電源を共通化することで、画像形成装置１００の低コスト化と小サイズ化を図ることができる。
【００３８】
共通電源７０は、現像ブレード４３に接続されるブレードバイアス出力部（ブレードバイアス出力接点）７１、及び現像ローラ４１に接続される現像バイアス出力部（現像バイアス出力接点）７２に、電圧を出力する。共通電源７０には、ブレードバイアス出力部７１が接続されており、共通電源７０とブレードバイアス出力部７１との間に電圧保持部としての定電圧素子であるツェナーダイオードＺＤ１が接続されている。
【００３９】
また、共通電源７０側から見てツェナーダイオードＺＤ１の下流側に抵抗Ｒが接続されて、接地されている。この抵抗Ｒは、共通電源７０から、ツェナーダイオードＺＤ１に流れる電流値の大きさを制限する役割を担う。ツェナーダイオードＺＤ１は、負極性の電圧を出力する共通電源７０に対して逆バイアスがかかるように接続されており、アノード側にブレードバイアス接点部７１、カソード側に現像バイアス出力部７２が接続されている。
【００４０】
本実施例では、ツェナーダイオードＺＤ１は、ツェナー電圧が２００Ｖであり、ツェナー電圧以上の逆バイアスが印加され且つツェナーダイオードの電流−電圧特性に従う電流が電源から供給されるという所定の条件下で２００Ｖの電圧降下を維持できる。このような電源構成とすることで、現像バイアスを共通電源７０の出力電圧により可変に設定しながら、ΔＶｂ−ｄを一定に保つことができる。本実施例では、画像形成時には、共通電源７０から−５５０Ｖの電圧が印加されることで、−５５０Ｖのブレードバイアスが出力される。また、画像形成時には、そのブレードバイアスに対しツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧により２００Ｖ分が加算された−３５０Ｖの現像バイアスが出力される。つまり、画像形成時のΔＶｂ−ｄは−２００Ｖである。
【００４１】
７．共通電源の出力電圧とブレードバイアス及び現像バイアスとの関係
図５は、図４に示す本実施例の電源構成において共通電源７０の出力電圧を変化させた際の、ブレードバイアス及び現像バイアスの変化を示すグラフ図である。ブレードバイアスは共通電源７０の出力電圧と同等である。
【００４２】
図５に示すような共通電源７０の出力電圧とブレードバイアス及び現像バイアスとの関係になる（共通電源７０の出力電圧に対する現像バイアスの傾きが変化する）のは、ツェナーダイオードＺＤ１の素子の特性のためである。つまり、ツェナーダイオードは、ツェナー電圧を上回る電圧（逆バイアス）が印加された場合に、ツェナーダイオードにかかる電圧をツェナー電圧と等しくするように電流を流す性質を有する。しかし、この定電圧動作をする状態（降伏状態）を維持するためにはツェナーダイオードに一定以上の電流を供給する必要がある。仮に、ツェナー電圧以上の電圧がツェナーダイオードに印加されていたとしても、電源から供給される電流が少なすぎると、降伏領域での動作を維持できず、抵抗素子のように振る舞うことになる。そして、この抵抗素子の特性は、逆バイアスが印加される場合で且つ降伏領域で動作しない場合でも、ツェナーダイオードＺＤ１にリーク電流が流れることに起因する。
【００４３】
図４に示す本実施例の電源構成においては、ツェナーダイオードＺＤ１は、共通電源７０の出力電圧が絶対値で比較して−２５０Ｖ以下の負極性の電圧になると、ツェナー電流を確保できなくなり、降伏領域での動作を維持できなくなる。そして、このツェナーダイオードＺＤ１は、入力される電圧が絶対値で比較して更に小さくなるに従って、ツェナーダイオードＺＤ１と抵抗Ｒとの分圧に従う電圧値が、現像バイアス出力部７２から出力される。即ち、図５の場合では、入力電圧が絶対値で比較して−２５０Ｖよりも小さくなると、ΔＶｂ−ｄの絶対値も小さくなっていく。尚、上記の降伏電圧が維持できなくなる電圧値は抵抗Ｒの抵抗値、ツェナーダイオードの特性（漏れ電流値やツェナー電圧値等の組み合わせ）で変わってくる。図４の場合は、一例として−２５０Ｖとなっているが、これに限定されない。
【００４４】
８．初期設置動作
次に、本実施例における新品のカートリッジ１０の使用を開始する際の所定の動作（ここでは、「初期設置動作」ともいう。）について説明する。
【００４５】
本実施例の画像形成装置１００の制御部５０は、カートリッジ１０が新品であると判断した場合、その新品のカートリッジ１０を使用して画像形成を行うことができる状態になるように、初期設置動作を画像形成装置１００に実行させる。初期設置動作の最終目的は、トナー収容室４４ａに収容されていたトナーを現像室４４ｂに送り込み、トナー供給ローラ４２にトナーを含ませ現像ローラ４１上に均一なトナーコートを形成することである。
【００４６】
図６は、本実施例における初期設置動作の制御のフローチャート図である。また、図７は、本実施例における初期設置動作のタイミングチャート図である。図６におけるＳ１、Ｓ２などは、それぞれステップ番号を示し、図７におけるＳ１、Ｓ２などは、図６における対応するステップ番号の処理のタイミングを示す。
【００４７】
まず、制御部５０は、画像形成装置１００の電源がＯＮされた場合、あるいはカートリッジ１０の着脱のための装置本体１１０のドアが閉められたことを検出した場合に（Ｓ１）、カートリッジ１０が新品であるか否かの判断を行う（Ｓ２）。制御部５０は、例えば、ドアクローズに連動し押圧されるメカセンサの移動を検出することで、装置本体１１０のドアが閉められたことを検出する。また、制御部５０は、前述のように、カートリッジメモリ１１に書き込まれた情報に基づいてカートリッジ１０が新品であるか否かを判断することができる。制御部５０は、Ｓ２においてカートリッジ１０が新品ではないと判断した場合は、初期設置動作は行わずに、画像形成装置１００を画像形成に備えるレディ状態にするための動作に移行する（Ｓ７）。一方、制御部５０は、Ｓ２においてカートリッジ１０が新品であると判断した場合は、以下に説明する初期設置動作に移行する。
【００４８】
制御部５０は、ドラム駆動モータ２０、現像駆動モータ２１を制御し、感光ドラム１及び現像ローラ４１の駆動をＯＮとする。また、それと共に、制御部５０は、共通電源７０、帯電電源８０、転写電源８１を制御する。この電源制御により、各電源は、帯電ローラ２、現像ローラ４１、現像ブレード４３及び転写ローラ５に、それぞれ初期設置動作の第１の期間における第１のバイアス設定でバイアスを印加する（Ｓ３）。初期設置動作の第１の期間では、帯電ローラ２には−７００Ｖ、現像ローラ４１には−２０Ｖ、現像ブレード４３には−１００Ｖ、転写ローラ５には＋３００Ｖのバイアスが印加される。
【００４９】
ここで、初期設置動作の第１の期間における第１のバイアス設定について説明する。まず、第１のバイアス設定におけるブレードバイアス及び現像バイアスの設定は、新品のカートリッジ１０の現像ローラ４１の表面に塗布されている潤滑剤が現像ブレード４３に融着することを抑制するための設定である。ここでは一例として、現像ブレード４３に−１００Ｖ、現像ローラ４１に−２０Ｖのバイアスを印加することで、初期設置動作の第１の期間におけるΔＶｂ−ｄは−８０Ｖとなる。これにより、初期設置動作の第１の期間におけるΔＶｂ−ｄ（第２の電位差）は、画像形成時のΔＶｂ−ｄ（第１の電位差）である−２００Ｖよりも絶対値が小さくなる。つまり、初期設置動作の第１の期間では、共通電源７０から出力する電圧の絶対値が小さく、抵抗Ｒにより制限される電流値が小さくなり、ツェナーダイオードＺＤ１に降伏状態を維持する為の電流を供給できない。結果、ツェナーダイオードＺＤ１は降伏状態を維持できず、ツェナーダイオードが抵抗素子として振る舞い、抵抗Ｒとの分圧により、ΔＶｂ−ｄの絶対値がツェナー電圧よりも小さい値となる。このように、初期設置動作の第１の期間では、ΔＶｂ−ｄを、画像形成時と同極性で画像形成時よりも絶対値が小さい電位差とする。これにより、初期設置動作の第１の期間では、正極性の潤滑剤が現像ローラ４１から現像ブレード４３に向かう方向へ受ける静電気力を画像形成時よりも小さくすることができる。その結果、初期設置動作時に画像形成時のΔＶｂ−ｄに比べ、潤滑剤が現像ブレード４３に融着することを抑制することができる。
【００５０】
また、第１のバイアス設定における帯電バイアスの設定は、新品のカートリッジ１０の現像ローラ４１の表面に塗布されている潤滑剤を現像ローラ４１から感光ドラム１に転移させて減少させるための設定である。帯電ローラ２に−７００Ｖのバイアスを印加することで、感光ドラム１の表面電位は約−２００Ｖになる。この感光ドラム１の表面電位（−２００Ｖ）と現像ローラ４１の電位（−２０Ｖ）との関係により、現像ローラ４１の表面に塗布されていた正極性の潤滑剤は現像ローラ４１から感光ドラム１に向かう方向への静電気力を受けて感光ドラム１の表面に転移する。なお、本実施例では、帯電ローラ２に負極性の直流電圧を印加した場合の帯電ローラ２と感光ドラム１との間の放電開始電圧は約−５００Ｖである。
【００５１】
また、第１のバイアス設定における転写バイアスの設定は、感光ドラム１に転移した潤滑剤をクリーニング装置６へと送り込むための設定である。転写ローラ５に＋３００Ｖのバイアスを印加することで、感光ドラム１（−２００Ｖ）と転写ローラ５（＋３００Ｖ）との電位関係により、正極性の潤滑剤は転写ローラ５から感光ドラム１に向かう方向への静電気力を受けて感光ドラム１上に留まる。
【００５２】
このように、新品のカートリッジ１０の現像ローラ４１の表面には正極性の潤滑剤が塗布されている。初期設置動作の第１の期間に新品のカートリッジ１０の駆動が開始されると、トナー搬送部材４５によりトナーが現像ローラ４１に供給され始める。このとき、上述のような第１のバイアス設定により、正極性の潤滑剤が現像ブレード４３に融着することが抑制される。また、このとき、上述のような第１のバイアス設定により、正極性の潤滑剤が感光ドラム１に静電的に転移する。これにより、現像ローラ４１上の潤滑剤は減少する。一方、トナー搬送部材４５により現像ローラ４１へトナーが供給されるため大幅なトルクの上昇などは発生しない。感光ドラム１に転移した潤滑剤は、感光ドラム１の回転に伴い感光ドラム１と転写ローラ５との接触部である転写部Ｎに到達するが、上述のような第１のバイアス設定により、正極性の潤滑剤は感光ドラム１上に留まり転写部Ｎを通過する。転写部Ｎを通過した潤滑剤は、クリーニング装置６のクリーニングブレード６１と感光ドラム１との接触部に到達し、クリーニングブレード６１により感光ドラム１上から掻き取られる。
【００５３】
制御部５０は、上述の初期設置動作の第１の期間を、現像ローラ４１上から潤滑剤が十分に減少するまで継続させる（Ｓ４：Ｓ３からＳ５までの期間）。つまり、現像ローラ４１上から潤滑剤が十分に減少するまで、制御部５０は各電源を制御し、上述の第１のバイアス設定でバイアスを印加しながら感光ドラム１及び現像ローラ４１を回転駆動する状態を維持する。ここで、現像ローラ４１上から潤滑剤が十分に減少するとは、引き続き行われる初期設置動作の第２の期間において画像形成時のΔＶｂ−ｄにした際に潤滑剤がブレードに融着しない量まで減少することを意味する。本実施例では、初期設置動作の第１の期間は３秒間継続する。本実施例の構成では、第１のバイアス設定で現像ローラ４１を３秒間回転させることで潤滑剤はほぼ全て現像ローラ４１から感光ドラム１に転移し、現像ローラ４１上の潤滑剤は十分に減少する。また、現像ローラ４１上の潤滑剤が十分に減少するのとほぼ同時にトナーが現像ローラ４１上に塗布され始める。
【００５４】
制御部５０は、初期設置動作の第１の期間を３秒間継続させた後、各電源を制御し、帯電ローラ２、現像ローラ４１及び現像ブレード４３に印加するバイアスを初期設置動作の第２の期間における第２のバイアス設定に切り替える（Ｓ５）。これにより、初期設置動作の第２の期間が開始する。本実施例では、初期設置動作の第２の期間では、帯電ローラ２には画像形成時と同じ−１０００Ｖ、現像ローラ４１には画像形成時と同じ−３５０Ｖ、現像ブレード４３には画像形成時と同じ−５５０Ｖのバイアスが印加される。また、転写バイアスは、少なくとも初期設置動作の第１の期間において感光ドラム１に転移した潤滑剤が転写部Ｎを通過し終える時まで第１のバイアス設定と同じ＋３００Ｖとされる。該潤滑剤が転写部Ｎを通過し終えた時以降は、転写バイアスはＯＦＦとしてもよいし、第１のバイアス設定と同じバイアスのまま維持してもよい。現像ブレード４３に−５５０Ｖ、現像ローラ４１に−３５０Ｖのバイアスを印加することで、初期設置動作の第２の期間におけるΔＶｂ−ｄは−２００Ｖとなり、画像形成時のΔＶｂ−ｄと同じになる。本実施例では、初期設置動作の第２の期間における共通電源７０の出力電圧は−５５０Ｖである。共通電源７０の出力電圧を−５５０Ｖとすることで、現像バイアスは−３５０Ｖ、ブレードバイアスは−５５０Ｖとなり、ΔＶｂ−ｄは−２００Ｖとなる。つまり、初期設置動作の第２の期間では、共通電源７０から、ツェナーダイオードＺＤ１の降伏状態を維持してΔＶｂ−ｄの絶対値をツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧とする電圧を出力する。また、帯電ローラ２に−１０００Ｖのバイアスを印加することで、感光ドラム１の表面電位は−５００Ｖになる。この感光ドラム１（−５００Ｖ）と現像ローラ４１（−３５０Ｖ）との電位関係により、現像ローラ４１上の負極性のトナーは感光ドラム１から現像ローラ４１に向かう方向への静電気力を受けて、感光ドラム１には転移せずに現像ローラ４１上に留まる。
【００５５】
制御部５０は、上述の初期設置動作の第２の期間を、現像ローラ４１の回転軸線方向における全域（感光ドラム１上の画像形成領域に対応する領域の全域）において現像ローラ４１の表面に十分にトナーが塗布されるまで継続させる（Ｓ６）。つまり、現像ローラ４１上にトナーが十分に塗布されるまで、上述の第２のバイアス設定でバイアスを印加しながら感光ドラム１及び現像ローラ４１を回転駆動する状態を維持する。ここで、現像ローラ４１上にトナーが十分に塗布されるとは、後続の画像形成時に所望の品質で静電像の現像を行うことができるように塗布することを意味する。なお、この現像ローラ４１上に十分にトナーが塗布されることは、トナー供給ローラ４２の回転軸線方向の全域（感光ドラム１上の画像形成領域に対応する領域の全域）に十分にトナーが保持されることと言い換えることができる。本実施例では、初期設置動作の第２の期間は２０秒間継続する。
【００５６】
制御部５０は、初期設置動作の第２の期間を２０秒間継続させた後、引き続き画像形成装置１００を画像形成に備えるレディ状態にするための動作（所謂、前多回転動作）に移行する（Ｓ７）。この前多回転動作では、例えば画像濃度調整や露光装置３の調整などが行われるが、斯かる動作自体は本発明においては任意であるのでこれ以上の説明は省略する。そして、初期設置動作を終えると、画像形成装置は、外部機器からの画像形成信号を待機する。
【００５７】
新品のカートリッジ１０の使用を開始する際には、以上のプロセス（初期設置動作）を経て、カートリッジ１０は画像形成が可能な状態になる。なお、本実施例では初期設置動作の第１の期間を３秒間、第２の期間を２０秒間としたが、この時間は予め実験などにより求められたものであり、使用環境やその他条件により適宜調整することができる。
【００５８】
なお、画像形成装置１００は、画像形成時に現像ローラ４１を感光ドラム１の表面に接触させることができるように、感光ドラム１と現像ローラ４１との当接又は離間の状態を切り替える機構を有していてもよい。この場合は、初期設置動作の第１の期間において、感光ドラム１の表面の帯電処理された領域が現像位置に到達するタイミングに合わせて、現像ローラ４１を感光ドラム１に当接させて、現像ローラ４１の駆動及び現像バイアスの印加を開始してもよい。
【００５９】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、現像剤担持体４１及び規制部材４３に現像剤の帯電極性と同極性の電圧を印加する共通電源７０を有する。また、画像形成装置１００は、画像形成時に共通電源７０から絶対値が所定値より大きい電圧が出力されることでΔＶｂ−ｄを現像剤の帯電極性側である第１の電位差に保持する電圧保持部ＺＤ１を有する。また、画像形成装置１００は、現像剤担持体４１の使用を開始する際に所定の動作（初期設置動作）を実行させることが可能な制御部５０を有する。そして、制御部５０は、上記所定の動作において、共通電源７０から絶対値が上記所定値より小さい電圧を出力してΔＶｂ−ｄを現像剤の帯電極性側で絶対値が第１の電位差よりも小さい第２の電位差とした状態を所定時間（第１の期間）にわたり維持することを行わせる。また、本実施例では、制御部５０は、上記所定の動作において、ΔＶｂ−ｄを第２の電位差とした状態を所定時間にわたり維持した後に、共通電源７０から絶対値が所定値より大きい電圧を出力してΔＶｂ−ｄを現像剤の帯電極性側で絶対値が第２の電位差よりも大きい電位差にすることを行わせる。本実施例では、電圧保持部ＺＤ１は、ツェナーダイオードを備え、ツェナーダイオードのカソード側で現像剤担持体４１に電圧が印加され、ツェナーダイオードのアノード側で規制部材４３に電圧が印加される。また、本実施例では、制御部５０は、上記所定の動作において、帯電電源８０から帯電手段２に電圧を印加して、第２の電位差が設けられている時に現像剤担持体４１との対向部を通過する像担持体１の表面の電位を現像剤担持体４１に印加されている電圧よりも現像剤の帯電極性側に高い電位とすることを行わせる。本実施例では、制御部５０は、カートリッジ１０が備えた記憶部１１に記憶された情報に基づいて、新品のカートリッジ１０の使用を開始する際に上記所定の動作を実行させる。
【００６０】
以上説明したように、本実施例によれば、潤滑剤の帯電極性側のΔＶｂ−ｄを設けることができない電源構成の場合においても、現像装置４の使用を開始する際に潤滑剤が現像ブレード４３に融着することを抑制することができる。
【００６１】
［実施例２］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１の画像形成装置のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において、実施例１の画像形成装置のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、実施例１と同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
【００６２】
１．画像形成装置の構成
図８は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面図である。本実施例では、帯電ローラ２、現像ローラ４１及び現像ブレード４３に印加する電圧は共通の電源トランスから生成される。つまり、本実施例では、帯電ローラ２、現像ローラ４１及び現像ブレード４３には、１つの共通電源７３から電圧が印加される。このように帯電ローラ２に電圧を印加する電源も共通化することで、実施例１と比較して画像形成装置１００の更なる低コスト化と小サイズ化を図ることができる。
【００６３】
２．帯電電圧、現像電圧、規制部材電圧の生成
本実施例における帯電電圧（帯電バイアス）、現像電圧（現像バイアス）、規制部材電圧（ブレードバイアス）の生成について説明する。図９は、本実施例における帯電ローラ２、現像ローラ４１及び現像ブレード４３に電圧を印加する電源構成を示す回路図である。
【００６４】
共通電源７３は、帯電バイアス出力部（帯電バイアス出力接点）７４、ブレードバイアス出力部（ブレードバイアス出力接点）７５、及び現像バイアス出力部（現像バイアス出力接点）７６に、電圧を出力する。帯電バイアス出力部７４は帯電ローラ２に接続され、ブレードバイアス出力部７５は現像ブレード４３に接続され、現像バイアス出力部７６は現像ローラ４１に接続される。共通電源７３には、帯電バイアス出力部７４が接続されており、共通電源７３と帯電バイアス出力部７４との間に抵抗Ｒ２が接続されている。実施例１と同様に、抵抗Ｒ２は、共通電源７３から、下記のツェナーダイオードＺＤ２、ＺＤ３に流れる電流値の大きさを制限する役割を担う。また、共通電源７０側から見て抵抗Ｒ２の下流側に定電圧素子である第１のツェナーダイオードＺＤ２が接続され、その下流側に定電圧素子である第２のツェナーダイオードＺＤ３が接続されて、接地されている。そして、共通電源７３側から見て抵抗Ｒ２の下流側かつ第１のツェナーダイオードＺＤ２の上流側にブレードバイアス出力部７５が接続されている。また、共通電源７３側から見て第１のツェナーダイオードＺＤ２の下流側かつ第２のツェナーダイオードＺＤ３の上流側に現像バイアス出力部７６が接続されている。第１、第２のツェナーダイオードＺＤ２、ＺＤ３は、負極性の電圧を出力する共通電源７３に対して逆バイアスがかかるように接続されている。そして、第１のツェナーダイオードＺＤ２のアノード側にブレードバイアス接点部７３が接続され、第１のツェナーダイオードＺＤ２のカソード側かつ第２のツェナーダイオードＺＤ３のカソード側に現像バイアス出力部７６が接続されている。
【００６５】
本実施例では、第１のツェナーダイオードＺＤ２は、ツェナー電圧が２００Ｖであり、第２のツェナーダイオードＺＤ３は、ツェナー電圧が３５０Ｖである。本実施例では、画像形成時には、共通電源７３から−１０００Ｖの電圧が印加されることで−１０００Ｖの帯電バイアスが出力される。
【００６６】
図９の回路では、共通電源７３による−１０００Ｖの電圧印加と、抵抗Ｒ２との組み合わせによる、供給電流の制限下では、ツェナー電圧以上の逆電圧が各ツェナーダイオードに印加されている限り、各ツェナーダイオードは降伏領域で動作する。そしてこの場合、第２のツェナーダイオードＺＤ３によりツェナー電圧分（３５０Ｖ）が保持されて−３５０Ｖの現像バイアスが出力される。また、同時に、第１のツェナーダイオードＺＤ２により更にツェナー電圧分（２００Ｖ）が保持されるため、第２のツェナーダイオードＺＤ３のツェナー電圧分（３５０Ｖ）と合わせて−５５０Ｖのブレードバイアスが出力される。
【００６７】
３．共通電源の出力電圧とブレードバイアス及び現像バイアスとの関係
図１０は、図９に示す本実施例の電源構成において共通電源７３の出力を変化させた際の、ブレードバイアス及び現像バイアスの変化を示すグラフ図である。帯電バイアスは共通電源７３の出力電圧と同等であるため図示していない。
【００６８】
共通電源７３の出力電圧が−１０００Ｖの際は上述した通りである。また共通電源７３の出力電圧を絶対値で比較して画像形成時の−１０００Ｖから低下させても、ある出力電圧までは現像バイアス及びブレードバイアスは一定に保たれる。即ち、各ツェナーダイオードＺＤが夫々の降伏領域で動作するに十分な電流が供給されており、夫々のツェナーダイオードＺＤが降伏領域で動作している。
【００６９】
しかし、共通電源７３の出力電圧が絶対値で比較してある値以下（図１０中では−８００Ｖ以下）の負極性の電圧になると、現像バイアス及びブレードバイアスの絶対値が低下し始める。これは共通電源７３から供給される電流が小さくなり、第２のツェナーダイオードＺＤ３が降伏領域での動作を維持できなくなり、抵抗素子として振る舞うためである。一方、ツェナーダイオードＺＤ２は依然として降伏領域で動作しており、ブレードバイアス出力部７５と現像バイアス出力部７６との間の電位差は２００Ｖに保たれている。言い換えると、共通電源７３の出力電圧が絶対値で比較して約−３００Ｖよりも大きい負極性の電圧の場合は、ブレードバイアスは、現像バイアスに対し２００Ｖ分だけ絶対値が大きい負極性の電圧に維持される。
【００７０】
なお、共通電源７３の出力電圧を絶対値で比較して−８００Ｖ以下の負極性の電圧にした場合にもツェナー電圧を確保するためには、抵抗Ｒ２の抵抗値を小さくし、回路に流れる電流を大きくすればよい。しかし、その場合には画像形成時の共通電源７３の出力電圧時における必要電流が多くなり、電源のコストアップになる。このような観点から、本実施例では適正な抵抗値の抵抗Ｒ２を用いており、上述のように共通電源７３の出力電圧を絶対値で比較して−８００Ｖ以下の負極性の電圧にした場合にツェナー電圧が確保できなくなる構成となっている。また、ツェナーダイオードＺＤ３がどの共通電源７３の出力電圧で抵抗素子として振る舞うかは、ツェナーダイオードＺＤ３の特性（漏れ電流値やツェナー電圧値等の組み合わせ）で変わってくる。−８００Ｖに限定されるものではない。
【００７１】
一方、共通電源７３の出力電圧が絶対値で比較して約−３００Ｖ以下の電圧になると、第１のツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧を確保するための電流も確保できなくなる。これにより、ツェナーダイオードＺＤ２及びＺＤ３の双方が抵抗素子として動作し、抵抗値の比に従い、ブレードバイアス出力部７５と現像バイアス出力部７６の出力値が決まる。そのため、共通電源７３の出力電圧に対する現像バイアスの傾きが変化し（傾きが小さくなる）、ΔＶｂ−ｄは−２００Ｖよりも絶対値が小さくなる。
【００７２】
４．初期設置動作
次に、本実施例における新品のカートリッジ１０の使用を開始する際の所定の動作である初期設置動作について説明する。
【００７３】
実施例１と同様、本実施例の画像形成装置１００の制御部５０は、カートリッジ１０が新品であると判断した場合、その新品のカートリッジ１０を使用して画像形成を行うことができる状態になるように、初期設置動作を画像形成装置１００に実行させる。
【００７４】
本実施例における初期設置動作の制御のフローは、実施例１で説明した図６のものと同様である。図１１は、本実施例における初期設置動作のタイミングチャート図である。図１１におけるＳ１、Ｓ２などは、図６における対応するステップ番号の処理のタイミグを示す。ここでは、特に、初期設置動作における実施例１と異なる点について、図６、図１１を参照して説明する。
【００７５】
実施例１では、帯電バイアスを印加する独立した電源が設けられていたため、帯電バイアスが自由に選ぶことができた。そのため、現像ローラ４１上の正極性の潤滑剤を、感光ドラム１に静電的に転移させることで減少させることができた。これに対し、本実施例では、帯電バイアスも現像バイアス及びブレードバイアスに連動しているため、帯電バイアスを自由に選ぶことができない。そのため、本実施例では、現像ローラ４１上の潤滑剤は、感光ドラム１に静電的に転移させて減少させるのではなく、トナー供給ローラ４２により剥ぎ取って減少させる。しかし、潤滑剤が、現像ローラ４１とトナー供給ローラ４２との間、現像ローラ４１と感光ドラム１との間に介在する点や、現像ローラ４１と現像ブレード４３との間に発生する摩擦力を低下させる点については、実施例１と同様の効果が得られる。
【００７６】
本実施例では、初期設置動作の第１の期間（Ｓ４：Ｓ３からＳ５までの期間）における第１のバイアス設定では、帯電バイアスは−１００Ｖ、現像バイアスは−２０Ｖ、ブレードバイアスは−８０Ｖ、転写バイアスは−３００Ｖとされる。
【００７７】
制御部５０が電源を制御し、現像ブレード４３に−８０Ｖ、現像ローラ４１に−２０Ｖのバイアスを印加することで、初期設置動作の第１の期間におけるΔＶｂ−ｄは−６０Ｖとなる。これにより、初期設置動作の第１の期間におけるΔＶｂ−ｄ（第２の電位差）は、画像形成時のΔＶｂ−ｄ（第１の電位差）である−２００Ｖよりも絶対値が小さくなる。この第１のバイアス設定におけるブレードバイアス及び現像バイアスの設定は、図１０を参照して説明した図９に示す本実施例の電源構成における共通電源７３の出力電圧とブレードバイアス及び現像バイアスとの関係を利用して実現している。つまり、初期設置動作の第１の期間では、共通電源７３から、第１のツェナーダイオードＺＤ２の降伏状態を維持できずにΔＶｂ−ｄの絶対値が第１のツェナーダイオードＺＤ２のツェナー電圧よりも小さい値となる領域の電圧を出力する。このように、初期設置動作の第１の期間では、ΔＶｂ−ｄを、画像形成時と同極性で画像形成時よりも絶対値が小さい電位差とすることで、潤滑剤が現像ブレード４３に融着することを抑制することができる。
【００７８】
また、帯電ローラ２に−１００Ｖを印加しても、感光ドラム１の表面電位はほぼ０Ｖである。つまり、本実施例では、帯電ローラ２に負極性の直流電圧を印加した場合の帯電ローラ２と感光ドラム１との間の放電開始電圧は約−５００Ｖである。したがって、該放電開始電圧よりも絶対値が小さい負極性の帯電バイアス（−１００Ｖ）を帯電ローラ２に印加しても、感光ドラム１の表面はほとんど帯電されない。そのため、感光ドラム１の表面電位（０Ｖ）と現像ローラ４１の電位（−２０Ｖ）との関係により、現像ローラ４１の表面に塗布されている正極性の潤滑剤は感光ドラム１から現像ローラ４１に向かう方向の静電気力を受けて感光ドラム１には転移しない。本実施例では、現像ローラ４１上の潤滑剤は、現像ローラ４１と共に回転駆動されているトナー供給ローラ４２により現像ローラ４１上から掻き取られる。一方、トナー搬送部材４５により現像ローラ４１にトナーが供給され始めるが、上記感光ドラム１の表面電位と現像スリーブ４１の電位との関係により、負極性のトナーは感光ドラム１に転移する。感光ドラム１に転移したトナーは感光ドラム１と転写ローラ５との接触部である転写部Ｎに到達するが、転写ローラ５にはトナーの帯電極性と同極性（画像形成時とは逆極性）の−３００Ｖのバイアスが印加されている。そのため、このトナーは転写ローラ５には転移せずに感光ドラム１上に留まる。感光ドラム１上に留まったトナーは、クリーニング装置６のクリーニングブレード６１と感光ドラム１との接触部に到達し、クリーニングブレード６１により感光ドラム１上から掻き取られる。
【００７９】
本実施例では、上述の初期設置動作の第１の期間は３秒間継続される（Ｓ４）。これは、実施例１と同様に、現像ローラ４１上の潤滑剤が十分に少なくなり、かつ、トナーがある程度現像ローラ４１上に供給され始めるのにかかる時間である。
【００８０】
初期設置動作の第１の期間が３秒間継続された後、帯電バイアス、現像バイアス、ブレードバイアスが初期設置動作の第２の期間における第２のバイアス設定に切り替えられて、初期設置動作の第２の期間が開始される（Ｓ５）。この第２のバイアス設定は、画像形成時と同等であり、帯電バイアスは−１０００Ｖ、現像バイアスは−３５０Ｖ、ブレードバイアスは−５５０Ｖとされる。なお、転写バイアスは、少なくとも初期設置動作の第１の期間において感光ドラム１に転移したトナーが転写部Ｎを通過し終える時まで第１のバイアス設定と同じ−３００Ｖとされる。該トナーが転写部Ｎを通過し終えた時以降は、転写バイアスはＯＦＦとしてもよいし、第１のバイアス設定と同じバイアスのまま維持してもよいし、画像形成時と同じ設定のバイアスとしてもよい。この第２のバイアス設定に切り替えるのは、現像ローラ４１上のトナーの消費を抑えるためである。つまり、正極性の潤滑剤が現像ローラ４１に塗布されている状態では、第１のバイアス設定によりΔＶｂ−ｄの絶対値を小さくし、現像ブレード４３に潤滑剤が融着することを抑制する。しかし、第１のバイアス設定では、負極性のトナーが感光ドラム１へ転移してしまう。そのため、現像ローラ４１上の潤滑剤の量が少なくなり、現像ブレード４３への潤滑剤の融着がし難い状態になった後には、画像形成時と同等の第２のバイアス設定とすることによりトナーの消費を抑える。本実施例では、上述の初期設置動作の第２の期間は２０秒間継続される（Ｓ６）。これにより、現像ローラ４１上及びトナー供給ローラ４２へのトナーの供給が十分に行われる。その後、画像形成装置１００を画像形成に備えるレディ状態にするための動作（所謂、前多回転動作）に移行する（Ｓ７）。
【００８１】
なお、画像形成装置１００は、画像形成時に現像ローラ４１を感光ドラム１の表面に接触させることができるように、感光ドラム１と現像ローラ４１との当接又は離間の状態を切り替える機構を有していてもよい。この場合は、初期設置動作の第１の期間において、感光ドラム１にトナーが転移しないように、現像ローラ４１を感光ドラム１から離間させた状態で回転駆動してもよい。この場合は、初期設置動作の第１の期間において、転写ローラ５にトナーの帯電極性と同極性のバイアスを印加しなくてもよい。
【００８２】
このように、本実施例では、共通電源７３は、現像剤担持体４１、規制部材４３及び帯電手段２に、現像剤の帯電極性と同極性の電圧を印加する。そして、本実施例では、制御部５０は、所定の動作（初期設置動作）において、共通電源７３から帯電手段と像担持体１との間の放電開始電圧よりも絶対値が小さい電圧を出力して第２の電位差を設ける。なお、第２の電位差は、画像形成時の第１の電位差よりも絶対値が小さいΔＶｂ−ｄである。また、制御部５０は、それと共に、第２の電位差が設けられている時に現像剤担持体４１との対向部を通過した像担持体１の表面が転写部Ｎを通過している時に、転写電源８１から転写部材５に現像剤の帯電極性と同極性の電圧を印加することを行わせる。
【００８３】
以上説明したように、本実施例によれば、実施例１と同様の効果が得られると共に、帯電ローラ２用の電源も現像ローラ４１及び現像ブレード４３用の電源と共通化することで、画像形成装置１００の更なる小サイズ化と低コスト化を図ることができる。
【００８４】
［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
【００８５】
上述の実施例では、現像装置はプロセスカートリッジとして画像形成装置の装置本体に対して着脱可能とされていたが、現像装置が単独で画像形成装置の装置本体に対して着脱可能とされていてもよい。
【００８６】
また、上述の実施例では、現像剤は正規の帯電極性が負極性の非磁性一成分現像剤（トナー）であったが、現像剤としては正規の帯電極性が正極性のトナーや磁性トナーを用いることもできる。また、現像剤はトナー（非磁性トナー粒子）とキャリア（磁性キャリア粒子）とを備えた二成分現像剤であってもよい。当業者は、本発明の開示に基づいて画像形成装置を上記各現像剤に応じて適宜構成することができる。
【００８７】
また、現像装置は、現像装置自体が現像剤を収容する枠体を有する構成の他、現像装置とは別個の現像剤を収容する現像剤容器が現像装置に対して着脱可能とされた構成であってもよい。この場合、現像装置は、現像剤担持体を支持する枠体の現像剤を収容できる空間に現像剤容器から現像剤を補給できる構成になる。
【００８８】
また、上述の実施例では、画像形成装置は感光体や現像装置を備えた画像形成部を１つだけ有するモノクロ画像形成装置であったが、本発明は複数の画像形成部を有するカラー画像形成装置にも適用できるものである。この場合、各画像形成部の現像装置に関して上述の実施例と同様の初期設置動作を行うことで、各現像装置に関して上述の実施例と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００８９】
１          感光ドラム
２          帯電ローラ
３          露光装置
５          転写ローラ
６          クリーニング装置
１０        プロセスカートリッジ
４１        現像ローラ
４３        現像ブレード
５０        制御部
７０        共通電源
ＺＤ１      ツェナーダイオード
【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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