(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に現像剤像を転写して画像を形成する画像形成装置であって、
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に当接しながら前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段に帯電電圧を印加する電圧印加手段と、
帯電された前記像担持体の表面電位を変化させ、前記像担持体の表面において現像剤を付着させるべき印字部と非印字部とをそれぞれ所定の電位とする静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記静電潜像を現像すべく、前記像担持体の前記静電潜像が形成された表面に一成分トナーである現像剤を押圧する現像剤担持体と、
画像形成装置内の湿度を検知する湿度検知手段と、
を備え、
前記湿度検知手段が検知した値が所定値より小さい場合、前記電圧印加手段が帯電電圧Ｖ１を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部を所定の電位に変化させる第１の画像形成モードを実行し、
前記湿度検知手段が検知した値が所定値以上の場合、前記電圧印加手段が帯電電圧Ｖ２を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部及び前記非印字部をそれぞれ所定の電位に変化させる第２の画像形成モードを実行し、
前記帯電電圧Ｖ１と前記帯電電圧Ｖ２が、｜Ｖ１｜＜｜Ｖ２｜を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
記録材に現像剤像を転写して画像を形成する画像形成装置であって、
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に当接しながら前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段に帯電電圧を印加する電圧印加手段と、
帯電された前記像担持体の表面電位を変化させ、前記像担持体の表面において現像剤を付着させるべき印字部と非印字部とをそれぞれ所定の電位とする静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記静電潜像を現像すべく、前記像担持体の前記静電潜像が形成された表面に一成分トナーである現像剤を押圧する現像剤担持体と、
を備え、
前記像担持体を所定の速度で回転させる通常速のプロセススピードで画像形成を行う場合、前記電圧印加手段が帯電電圧Ｖ１を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部を所定の電位に変化させる第１の画像形成モードを実行し、
前記像担持体を前記所定の速度よりも遅い速度で回転させる低速のプロセススピードで画像形成を行う場合、前記電圧印加手段が帯電電圧Ｖ２を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部及び前記非印字部をそれぞれ所定の電位に変化させる第２の画像形成モードを実行し、
前記帯電電圧Ｖ１と前記帯電電圧Ｖ２が、｜Ｖ１｜＜｜Ｖ２｜を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
記録材に現像剤像を転写して画像を形成する画像形成装置であって、
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に当接しながら前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段に帯電電圧を印加する電圧印加手段と、
帯電された前記像担持体の表面電位を変化させ、前記像担持体の表面において現像剤を付着させるべき印字部と非印字部とをそれぞれ所定の電位とする静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記静電潜像を現像すべく、前記像担持体の前記静電潜像が形成された表面に一成分トナーである現像剤を押圧する現像剤担持体と、
画像形成装置内の湿度を検知する湿度検知手段と、
を備え、
前記像担持体を前記所定の速度よりも遅い速度で回転させる低速のプロセススピードで画像形成を行い、かつ前記湿度検知手段が検知した値が所定値以上である場合、前記電圧印加手段が帯電電圧Ｖ２を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部及び前記非印字部をそれぞれ所定の電位に変化させる第２の画像形成モードを実行し、
前記場合ではない場合、前記電圧印加手段が帯電電圧Ｖ１を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部を所定の電位に変化させる第１の画像形成モードを実行し、
前記帯電電圧Ｖ１と前記帯電電圧Ｖ２が、｜Ｖ１｜＜｜Ｖ２｜を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
記録材に現像剤像を転写して画像を形成する画像形成装置であって、
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に当接しながら前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段に帯電電圧を印加する電圧印加手段と、
帯電された前記像担持体の表面電位を変化させ、前記像担持体の表面において現像剤を付着させるべき印字部と非印字部とをそれぞれ所定の電位とする静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記静電潜像を現像すべく、前記像担持体の前記静電潜像が形成された表面に一成分トナーである現像剤を押圧する現像剤担持体と、
画像形成装置内の湿度を検知する湿度検知手段と、
を備え、
前記湿度検知手段が検知した値が所定値より小さい場合、前記電圧印加手段が帯電電圧として直流電圧を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部を所定の電位に変化させる第１の画像形成モードを実行し、
前記湿度検知手段が検知した値が所定値以上の場合、前記電圧印加手段が帯電電圧として直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部及び前記非印字部をそれぞれ所定の電位に変化させる第２の画像形成モードを実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
記録材に現像剤像を転写して画像を形成する画像形成装置であって、
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に当接しながら前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段に帯電電圧を印加する電圧印加手段と、
帯電された前記像担持体の表面電位を変化させ、前記像担持体の表面において現像剤を付着させるべき印字部と非印字部とをそれぞれ所定の電位とする静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記静電潜像を現像すべく、前記像担持体の前記静電潜像が形成された表面に一成分トナーである現像剤を押圧する現像剤担持体と、
を備え、
前記像担持体を所定の速度で回転させる通常速のプロセススピードで画像形成を行う場合、前記電圧印加手段が帯電電圧として直流電圧を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部を所定の電位に変化させる第１の画像形成モードを実行し、
前記像担持体を前記所定の速度よりも遅い速度で回転させる低速のプロセススピードで画像形成を行う場合、前記電圧印加手段が帯電電圧として直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部及び前記非印字部をそれぞれ所定の電位に変化させる第２の画像形成モードを実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
記録材に現像剤像を転写して画像を形成する画像形成装置であって、
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に当接しながら前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段に帯電電圧を印加する電圧印加手段と、
帯電された前記像担持体の表面電位を変化させ、前記像担持体の表面において現像剤を付着させるべき印字部と非印字部とをそれぞれ所定の電位とする静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記静電潜像を現像すべく、前記像担持体の前記静電潜像が形成された表面に一成分トナーである現像剤を押圧する現像剤担持体と、
画像形成装置内の湿度を検知する湿度検知手段と、
を備え、
前記像担持体を前記所定の速度よりも遅い速度で回転させる低速のプロセススピードで画像形成を行い、かつ前記湿度検知手段が検知した値が所定値以上である場合、前記電圧印加手段が帯電電圧として直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部及び前記非印字部をそれぞれ所定の電位に変化させる第２の画像形成モードを実行し、
前記場合ではない場合、前記電圧印加手段が帯電電圧として直流電圧を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部を所定の電位に変化させる第１の画像形成モードを実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記湿度検知手段が検知する値は、相対湿度に対応する値であることを特徴とする請求項１、３、４、６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記現像剤担持体は、前記像担持体との接触部が互いに順方向に移動するように回転可能に構成されており、
前記現像剤担持体の表面移動速度は、前記像担持体の表面移動速度より大きいことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像剤である一成分トナーの平均円形度は、０．９７以上であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記像担持体に形成された現像剤像を被転写材に転写する転写手段をさらに備え、
前記像担持体の表面に残留した転写残現像剤を前記現像剤担持体により回収することが可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項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、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いたレーザプリンタ等の画像形成装置において、従来の一成分トナーを用いた現像方式としては、弾性層を有する現像ローラを用いた接触現像方式が提案されている。図１は、弾性層を有する現像ローラを用いた接触現像方式を採用した画像形成装置の構成を示す模式図である。誘電体層をもつ弾性ローラである現像ローラ３で非磁性現像剤を担持し、該現像ローラ３を感光ドラム１表面に接触させることで現像を行う。現像ローラ３への現像剤の供給は、現像ローラ３に接触する供給ローラ５により行う。供給ローラ５は、現像容器Ｔ内から現像剤を搬送し、現像ローラ３に付着させるとともに、現像ローラ３に残った現像剤を一旦除去する機能も担う。現像ローラ３上に付着した現像剤の層規制及び摩擦帯電による電荷付与は、トナー規制部材４ｃを現像ローラ３に当接することにより行う。トナー規制部材４としては、金属薄板を片持ちで支持し、その対向部の腹面を現像ローラ３に当接するブレード形状のものを用いることが提案されている。トナー規制部材４により現像ローラ３上にコートされた現像剤は、現像ローラ３上に印加されたバイアスの電位により、感光ドラム１上に形成された静電潜像を現像する。ここで、現像ローラ３上に形成する現像剤のコート層の帯電量及び層厚の安定化のために現像ローラ３とトナー規制部材４との間に電圧を印加することが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６３１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高湿環境下において、トナーに対する帯電付与性が低下することが知られている。特に、トナー規制部材との摩擦帯電によりトナーへの電荷付与を行う一成分接触現像方式においては、トナーが電荷を得る機会が非常に少ないため、トナーの電荷付与性の低下の影響度が大きい。結果、トナーに対する帯電付与性の低下に起因する課題、たとえば、カブリ量の増加が発生する。カブリとは、本来印字しない白部（非印字部）においてトナーがわずか現像され地汚れのように現れる画像不良のことである。
【０００５】
本発明の目的は、トナーに対する帯電付与性の向上を図ることができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明に係る画像形成装置は、
記録材に現像剤像を転写して画像を形成する画像形成装置であって、
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に当接しながら前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段に帯電電圧を印加する電圧印加手段と、
帯電された前記像担持体の表面電位を変化させ、前記像担持体の表面において現像剤を付着させるべき印字部と非印字部とをそれぞれ所定の電位とする静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記静電潜像を現像すべく、前記像担持体の前記静電潜像が形成された表面に一成分トナーである現像剤を押圧する現像剤担持体と、
画像形成装置内の湿度を検知する湿度検知手段と、
を備え、
前記湿度検知手段が検知した値が所定値より小さい場合、前記電圧印加手段が帯電電圧Ｖ１を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部を所定の電位に変化させる第１の画像形成モードを実行し、
前記湿度検知手段が検知した値が所定値以上の場合、前記電圧印加手段が帯電電圧Ｖ２を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部及び前記非印字部をそれぞれ所定の電位に変化させる第２の画像形成モードを実行し、
前記帯電電圧Ｖ１と前記帯電電圧Ｖ２が、｜Ｖ１｜＜｜Ｖ２｜を満たすことを特徴とする。
また、上記目的を達成するために本発明に係る画像形成装置は、
記録材に現像剤像を転写して画像を形成する画像形成装置であって、
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に当接しながら前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段に帯電電圧を印加する電圧印加手段と、
帯電された前記像担持体の表面電位を変化させ、前記像担持体の表面において現像剤を付着させるべき印字部と非印字部とをそれぞれ所定の電位とする静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記静電潜像を現像すべく、前記像担持体の前記静電潜像が形成された表面に一成分トナーである現像剤を押圧する現像剤担持体と、
を備え、
前記像担持体を所定の速度で回転させる通常速のプロセススピードで画像形成を行う場合、前記電圧印加手段が帯電電圧Ｖ１を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部を所定の電位に変化させる第１の画像形成モードを実行し、
前記像担持体を前記所定の速度よりも遅い速度で回転させる低速のプロセススピードで画像形成を行う場合、前記電圧印加手段が帯電電圧Ｖ２を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部及び前記非印字部をそれぞれ所定の電位に変化させる第２の画像形成モードを実行し、
前記帯電電圧Ｖ１と前記帯電電圧Ｖ２が、｜Ｖ１｜＜｜Ｖ２｜を満たすことを特徴とす
る。
また、上記目的を達成するために本発明に係る画像形成装置は、
記録材に現像剤像を転写して画像を形成する画像形成装置であって、
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に当接しながら前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段に帯電電圧を印加する電圧印加手段と、
帯電された前記像担持体の表面電位を変化させ、前記像担持体の表面において現像剤を付着させるべき印字部と非印字部とをそれぞれ所定の電位とする静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記静電潜像を現像すべく、前記像担持体の前記静電潜像が形成された表面に一成分トナーである現像剤を押圧する現像剤担持体と、
画像形成装置内の湿度を検知する湿度検知手段と、
を備え、
前記像担持体を前記所定の速度よりも遅い速度で回転させる低速のプロセススピードで画像形成を行い、かつ前記湿度検知手段が検知した値が所定値以上である場合、前記電圧印加手段が帯電電圧Ｖ２を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部及び前記非印字部をそれぞれ所定の電位に変化させる第２の画像形成モードを実行し、
前記場合ではない場合、前記電圧印加手段が帯電電圧Ｖ１を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部を所定の電位に変化させる第１の画像形成モードを実行し、
前記帯電電圧Ｖ１と前記帯電電圧Ｖ２が、｜Ｖ１｜＜｜Ｖ２｜を満たすことを特徴とする。
また、上記目的を達成するために本発明に係る画像形成装置は、
記録材に現像剤像を転写して画像を形成する画像形成装置であって、
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に当接しながら前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段に帯電電圧を印加する電圧印加手段と、
帯電された前記像担持体の表面電位を変化させ、前記像担持体の表面において現像剤を付着させるべき印字部と非印字部とをそれぞれ所定の電位とする静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記静電潜像を現像すべく、前記像担持体の前記静電潜像が形成された表面に一成分トナーである現像剤を押圧する現像剤担持体と、
画像形成装置内の湿度を検知する湿度検知手段と、を備え、
前記湿度検知手段が検知した値が所定値より小さい場合、前記電圧印加手段が帯電電圧として直流電圧を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部を所定の電位に変化させる第１の画像形成モードを実行し、
前記湿度検知手段が検知した値が所定値以上の場合、前記電圧印加手段が帯電電圧として直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部及び前記非印字部をそれぞれ所定の電位に変化させる第２の画像形成モードを実行することを特徴とする。
また、上記目的を達成するために本発明に係る画像形成装置は、
記録材に現像剤像を転写して画像を形成する画像形成装置であって、
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に当接しながら前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段に帯電電圧を印加する電圧印加手段と、
帯電された前記像担持体の表面電位を変化させ、前記像担持体の表面において現像剤を付着させるべき印字部と非印字部とをそれぞれ所定の電位とする静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記静電潜像を現像すべく、前記像担持体の前記静電潜像が形成された表面に一成分トナーである現像剤を押圧する現像剤担持体と、
を備え、
前記像担持体を所定の速度で回転させる通常速のプロセススピードで画像形成を行う場合、前記電圧印加手段が帯電電圧として直流電圧を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部を所定の電位に変化させる第１の画像形成モードを実行し、
前記像担持体を前記所定の速度よりも遅い速度で回転させる低速のプロセススピードで画像形成を行う場合、前記電圧印加手段が帯電電圧として直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部及び前記非印字部をそれぞれ所定の電位に変化させる第２の画像形成モードを実行することを特徴とする。
また、上記目的を達成するために本発明に係る画像形成装置は、
記録材に現像剤像を転写して画像を形成する画像形成装置であって、
回転可能な像担持体と、
前記像担持体に当接しながら前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段に帯電電圧を印加する電圧印加手段と、
帯電された前記像担持体の表面電位を変化させ、前記像担持体の表面において現像剤を付着させるべき印字部と非印字部とをそれぞれ所定の電位とする静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記静電潜像を現像すべく、前記像担持体の前記静電潜像が形成された表面に一成分トナーである現像剤を押圧する現像剤担持体と、
画像形成装置内の湿度を検知する湿度検知手段と、
を備え、
前記像担持体を前記所定の速度よりも遅い速度で回転させる低速のプロセススピードで画像形成を行い、かつ前記湿度検知手段が検知した値が所定値以上である場合、前記電圧印加手段が帯電電圧として直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部及び前記非印字部をそれぞれ所定の電位に変化させる第２の画像形成モードを実行し、
前記場合ではない場合、前記電圧印加手段が帯電電圧として直流電圧を前記帯電手段に印加し、前記潜像形成手段が前記印字部を所定の電位に変化させる第１の画像形成モードを実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上説明したように、本発明によればトナーに対する帯電付与性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１に係るプロセスカートリッジ及び現像装置の概略図
【図２】本発明の実施形態１に係る画像形成装置本体の概略図
【図３】本発明の実施例３に係るプロセスカートリッジ及び現像装置の概略図
【図４】感光ドラム‐現像ローラ当接ニップ通過前後のトナー電荷量変化を示す図
【図５】トナーに対する電荷付与を説明する概略図
【図６】実施例１における制御を説明する概略図
【図７】実施例４における制御を説明する概略図
【図８】実施例５における制御を説明する概略図
【図９】本発明の実施形態２に係るプロセスカートリッジ及び現像装置の概略図
【図１０】本発明の実施形態２に係る画像形成装置本体の概略図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１０】
＜＜実施形態１＞＞
図１及び図２を参照して、本発明の実施形態１に係る画像形成装置について説明する。図１は、本発明の実施形態１に係るプロセスカートリッジ及び現像装置の概略図である。図２は、本発明の実施形態１に係る画像形成装置の概略構成図である。図２に示す画像形成装置Ａは、電子写真プロセスを用いたフルカラーレーザープリンタである。
【００１１】
（画像形成装置Ａの概略構成）
図２に示すように、本実施形態１に係る画像形成装置Ａは、図１に示すプロセスカートリッジＢを、イエロー（ｙ）、マゼンダ（ｍ）、シアン（ｃ）、黒色（ｋ）の各色に対応させて４連に並べている。以下、各構成の符号における添え字ｙ、ｍ、ｃ、ｋは、それらの構成が各色に対応した構成であることを示し、特に区別を要しない場合には、添え字を省略する場合がある。プロセスカートリッジＢは、帯電装置Ｅ、現像装置Ｆ、クリーニング装置Ｃ、及び、感光ドラム１を一体としたものである。各プロセスカートリッジＢで形成されたトナー像（現像剤像）を、転写装置の被転写材としての中間転写ベルト２０上に転写することでフルカラー画像を形成する。プロセスカートリッジＢにおける画像の形成工程については後述する。
【００１２】
回転可能な被現像体（像担持体）である感光ドラム１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト２０を挟んで各色の感光ドラム１の対向位置に設けられた１次転写ローラ２２ｙ、２２ｍ、２２ｃ、２２ｋにより、中間転写ベルト２０上に転写される。転写されたトナー像は、中間転写ベルト２０の移動方向下流側に設けられた２次転写ローラ２３により、一括して記録紙（記録材）上に転写される。中間転写ベルト２０上に残留する未転写トナー（転写残現像剤）は、中間転写ベルトクリーナー２１によって回収される。
【００１３】
記録紙Ｐは画像形成装置Ａ下部のカセット２４内に積載されており、印字動作の要求とともに給紙ローラ２５により搬送され、２次転写ローラ２３位置において、中間転写ベルト２０上に形成されたトナー像を転写される。その後、定着ユニット２６により記録紙上のトナー像が記録紙に加熱定着され、記録紙は排紙部２７を経て画像形成装置Ａ外部に排出される。本画像形成装置Ａにおいては、各４色の着脱可能なプロセスカートリッジＢ等を収納する上部のユニットと、転写ユニット、記録紙等を収納する下部ユニットは分離可能になっている。これら上下のユニットを開閉することにより、紙詰まり等におけるジャム処理や、プロセスカートリッジＢの交換などの作業を行う。
【００１４】
（画像形成プロセス）
図１を参照して、プロセスカートリッジＢにおける定常時の画像形成プロセスについて説明する。ここで、本発明における定常時とは、後述する所定の制御を実施しないときのことを意味し、定常時の画像形成モードを第１の画像形成モードとする。図１は、並列に置かれた４つのプロセスカートリッジＢの１つに注目し、その近傍の断面を示したものである。
【００１５】
画像形成プロセスの中心となる感光ドラム１は、本実施形態では、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした有機感光ドラム１を用いている。画像形成プロセスにおいて、感光ドラム１は２４０ｍｍ／ｓｅｃの速度で画像形成装置Ａにより図中矢印ａ方向へ回転駆動される。また、本画像形成装置Ａにおいては、厚い記録紙（厚紙）通紙時に定着のための熱量を確保するため、６０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードの低速モード（６０ｍｍ／ｓｅｃ）を有している。また、本実施形態おいては、２種類のプロセスモードのみの動作であるが、記録紙に応じて、複数のプロセスモードを有してもよく、各プロセスモードに対応した制御を実行可能に構成されていてもよい。
【００１６】
帯電装置である帯電ローラ２は、導電性ゴムのローラ部を感光ドラム１に加圧接触して矢印ｂ方向に従動回転する。ここで、帯電ローラ２の芯金には、帯電工程として、感光ドラム１に対して−１１００Ｖの直流電圧が電源Ｓ１により印加されており、これにより誘起された電荷によって、感光ドラム１の表面電位は、−５５０Ｖとなる一様な暗部電位（Ｖｄ）が形成される。
【００１７】
この一様な表面電荷分布面に対して、潜像形成手段としてのスキャナーユニット１０（１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ）により、画像データに対応したレーザ光が発光され、図１中の矢印Ｌで示すように感光ドラム１の表面を露光する。感光ドラム１において露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は明部電位Ｖｌ＝−１００Ｖ、未露光部位は暗部電位Ｖｄ＝−５５０Ｖの静電潜像が、感光ドラム１上に形成される。
【００１８】
静電潜像は、所定のコート量及び電荷量のトナーコート層が形成された現像ローラ３を備える現像装置Ｆによって現像される。現像ローラ３は、感光ドラム１に接触しながら、感光ドラム１との接触部が感光ドラム１と順方向に移動するように、感光ドラム１とは逆
の回転方向に回転する。本実施形態においては、現像ローラ３に印加されたＤＣバイアス＝−３００Ｖに対して、摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナーが、感光ドラム１に接触する現像部において、その電位差から、明部電位部にのみ飛翔して静電潜像を実像化する。
【００１９】
各プロセスカートリッジＢの感光ドラム１に接触する中間転写ベルト２０は、感光ドラム１に対向した１次転写ローラ２２ｙ、２２ｍ、２２ｃ、２２ｋにより感光ドラム１に加圧される。また、１次転写ローラ２２ｙ、２２ｍ、２２ｃ、２２ｋには直流電圧が印加されており、感光ドラム１との間で電界が形成されている。これにより、感光ドラム１上で実像化されたトナー像は、前述の加圧接触する転写領域において、電界の力を受けて感光ドラム１上から中間転写ベルト２０上に転写される。一方、感光ドラム１上で中間転写ベルト２０に転写されずに残った未転写トナーは、クリーニング装置Ｃに設置されたウレタンゴム製のクリーニングブレード６により、ドラム表面から掻き落とされ、クリーニング装置Ｃ内に収納される。
【００２０】
（現像装置）
図１に示すように、現像装置Ｆは、現像容器Ｔと、現像ローラ３と、供給ローラ５と、トナー規制部材４を備える。現像容器Ｔは、非磁性一成分トナーを収容する。現像ローラ３は、感光ドラム１に対して接触しながら順方向ｃに回転する現像剤担持体である。供給ローラ５は、現像ローラ３に対して接触しながら逆方向ｄに回転する。トナー規制部材４は、供給ローラ５の下流側で現像ローラ３に当接する現像剤規制手段である。
【００２１】
本実施形態において、現像剤である一成分非磁性トナーは、結着樹脂、電荷制御剤を含むように調整され、流動化剤などを外添剤として添加することでネガ極性を有するように作製した。
【００２２】
また、現像ローラ３は、本実施形態においては、外径φ６ｍｍの芯金に導電性の弾性層３ｍｍを形成したφ１２ｍｍの弾性ローラを用いており、弾性層には体積抵抗値１０６Ωｍのシリコーンゴムを用いた。なお、弾性ローラ表層には現像剤への電荷付与機能を持つコート層等を設けるようにしてもよい。本実施形態では、感光ドラム１に安定して弾性接触させるために、弾性層の硬度をＪＩＳ−Ａで４５°、現像ローラ３の表面粗さとしては、使用するトナーの粒径にもよるが、算術平均粗さＲａは０．０５〜３．０μｍとした。本発明における表面粗さＲａの測定は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に基づいて小坂研究所（株）製の表面粗さ試験機ＳＥ−３０を使用した。高画質化のためには、算術平均粗さ０．３〜１．０μｍであることが好ましい。
【００２３】
さらに、供給ローラ５は、本実施形態においては、外径φ５ｍｍの芯金上に発泡骨格構造で比較的低硬度のポリウレタンフォームを５．５ｍｍ形成した外径φ１６ｍｍの弾性スポンジローラを用いた。供給ローラ５は、連泡性の発泡体で構成することにより、過大な圧を加えることなく現像ローラ３と当接し、発泡体表面の適度な凸凹で現像ローラ３上へのトナー供給および現像時に消費されずに残像したトナーの剥ぎ取りを行っている。このセル構造の掻き取り性はウレタンフォームに限定されるものでなく、シリコーンゴムやエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭゴム）等を発泡させたゴム等が使用可能である。
【００２４】
トナー規制部材４は、現像ローラ回転方向ｃに対して、供給ローラ５とローラ３との接触面の下流側に設けられている。トナー規制部材４は、現像ローラ３上のトナーを感光ドラム１上における現像に適した所定のコート量、及び、所定の電荷量に制御することを目的として設けられる。トナー規制部材４は、現像容器に固定された支持板金４１に、リン青銅板やステンレス板などの薄板状弾性部材４２を片持ちで支持し、その対向部の腹面を現像ローラ３に対して当接している。本実施形態においては、厚さ１．２ｍｍの鉄板を支
持板金として使用し、厚み９０μｍのＳＵＳ板を薄板状弾性部材として支持板金に固定支持している。薄板状弾性部材４２の片持ち支持部から現像ローラ３との当接部までの距離、いわゆる自由長さは１４ｍｍであり、現像ローラ３の薄板状弾性部材４２に対する押し込み量は１．２ｍｍである。
【００２５】
また、本実施形態における現像装置は、トナー容量を含む寿命は、Ａ４用紙印字率５％換算で１万５千枚相当に設定されているものを使用している。
【００２６】
＜＜実施例及び比較例＞＞
まず、実施形態１における本発明の有利な効果を明らかにするため、以下では、実施形態に適用させた本発明の各種実施例および比較例について述べる。
【００２７】
（実施例１）
本発明の実施例１に係る画像形成装置は、図１に示す構成を備えている。本実施例に係る画像形成装置は、画像形成装置内部の湿度を検知するための湿度検知手段としての相対湿度センサー７を有する。湿度センサー７を配置する位置は、可能か限り現像ローラ３近傍であることが好ましい。本実施例においては、現像部下流かつ、転写部上流に配置した。また、本実施例に用いる湿度検知手段としては、湿度に対応する電圧や電流を検知することにより、湿度相当値で代替する仕組みのものであってもよい。
【００２８】
本実施例おいては、湿度センサー７が検知した値が相対湿度７０％ＲＨ以上の場合に、定常である第１の画像形成モードとは異なる第２の画像形成モードが作動するように制御を行う。
【００２９】
（第２の画像形成モード）
図６を参照して、実施例１における第２の画像形成モードについて説明する。図６は、実施例１における制御を説明する図であり、（ａ）は、制御のフローチャート、（ｂ）は、感光ドラムの表面電位の模式図である。第２の画像形成モードでは、まず、帯電ローラの芯金に電源Ｓ１により直流電圧−１４００Ｖ（Ｖ２）を印加する。次に、スキャナーユニット１０により、画像データに対応して発光されるレーザ光により潜像を形成する。レーザ光の露光強度或いは、点灯時間により制御することにより、非画像領域の電位を−５５０Ｖ、ベタ黒画像形成時の電位を−１００Ｖに調整した。
【００３０】
図６（ａ）に示すように、まず、プリント信号が画像形成装置に送られた後、制御をスタートする。ステップｓａ１にて、機内の相対湿度を検知し、ステップｓａ２にて、予めＲＯＭ内に記憶された所定の湿度（本例では、７０％ＲＨ）と対比する。その後、所定値未満のとき、ステップｓａ３の第１の画像形成モードを作動し、所定値以上のとき、ステップｓａ４の第２の画像形成モードを作動し、画像形成を実行し、制御を終了する。
【００３１】
図６（ｂ）に、ステップｓａ３とステップｓａ４の感光ドラム上の電位の模式的な関係を示す。第１の画像形成モードであるステップｓａ３では、帯電ローラ芯金に印加する帯電電圧Ｖ１は、−１１００Ｖで、感光体表面の電位は、非露光により非印字部、露光Ｌ１により印字部の感光体表面の電位を設定する。一方、第２の画像形成モードであるステップｓａ４では、帯電ローラ芯金に印加する電圧は、−１４００Ｖで、露光Ｌ２により非印字部、Ｌ３により印字部の感光体表面の電位を設定する。
【００３２】
すなわち、第１の画像形成モード時と第２の画像形成モード時において、現像時における各電位の関係は、同等の関係となるように設定する。また、第１の画像形成モード時の帯電ローラ芯金に印加される電圧Ｖ１と第２の画像形成モード時の帯電ローラ芯金に印加される帯電電圧Ｖ２の関係は、｜Ｖ１｜＜｜Ｖ２｜を満たすように設定している。本実施
例においては、Ｖ１は−１１００Ｖ、Ｖ２は−１４００Ｖと設定とし、上記関係を有することで、本発明の効果を奏することができる。
【００３３】
具体的には、予め本発明のプロセスカートリッジを準備し、湿度８０％ＲＨ、３０℃時に、カブリ量を測定し、十分カブリ量を抑制する電圧Ｖ２を求め、本実施例に適用した。また、湿度の検知は画像形成前に実行し、相対湿度が所定値以上のときに、第１の画像形成モードから第２の画像形成モードへの切替を行うように設定した。また、連続通紙時は、１００枚おきに実施した。本実施例において相対湿度の所定値を７０％とした理由は、本現像装置での最適値であり、現像装置により相対湿度の所定値を選択することが可能である。また、相対湿度が大きいほど、効果的に本発明の効果を得ることができる。
【００３４】
つぎに、本実施例に用いた現像装置の詳細について述べる。現像ローラ表面移動速度は、感光ドラム表面移動速度の１．５倍に調整されている。本実施例の現像装置で用いた一成分非磁性トナーは、結着樹脂、電荷制御剤等を含む重合法により調整した。トナーの平均円形度は、０．９８であった。
【００３５】
ここで、本発明における平均円形度は、粒子の形状を定量的に表現する簡便な方法として用いたものである。本発明では東亞医用電子製フロー式粒子像分析装置「ＦＰＩＡ−２１００」を用いて測定を行い、３μｍ以上の円相当径の粒子群について測定された各粒子の円形度（Ｃｉ）を下記式（１）によりそれぞれ求めた。さらに、下記式（２）で示すように測定された全粒子の円形度の総和を全粒子数（ｍ）で除した値を平均円形度（Ｃａｖｅ）と定義した。
【００３６】
0005959913.tif 000002
0005959913.tif 000003
【００３７】
本構成および後述する実施例・比較例において、カブリ量を評価した。カブリとは、本来印字しない白部（非印字部）においてトナーがわずか現像され地汚れのように現れる画像不良のことである。カブリ量の評価方法は後述するが、カブリ量が増加する要因は概ね以下のように考えられる。高湿環境下において、トナーに対する電荷付与性が低下する。トナーの電荷付与性が低下すると、帯電量の低いトナーが増加し、現像部の電位差により制御できず、感光ドラムと接触した帯電量の低いトナーが感光ドラム上に転移する。
【００３８】
本出願の発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、以下の条件時にカブリ量が著しく抑制されることを見出した。帯電ローラの芯金に印加するバイアスの絶対値を通常の画像形成時より大きくすると、同時に、レーザー光により、現像部での電位関係を同等（図６（ｂ））にしたとき、カブリ量が抑制された。すなわち、非印字部、印字部ともに、露光Ｌ２，Ｌ３により調整したとき、カブリ量が抑制された。
【００３９】
カブリ量が抑制される理由を調べるために、現像ローラ上のトナーの電荷分布を測定した。具体的には、感光ドラムと現像ローラが当接する位置の上流側（当接ニップ前）と下流側（当接ニップ後）の現像ローラ上トナーについて測定を実施し、比較した。ここで、トナーの電荷量分布の測定は、ホソカワミクロン製Ｅ−ｓｐａｒｔアナライザ（ＥＳＴ３）を用いた。
【００４０】
測定結果を図４に示す。図４は、感光ドラム‐現像ローラ当接ニップ通過前後のトナー電荷量変化を示す図であり、電荷量分布から各粒径［ｕｍ］に対する平均Ｑ／Ｓ［ｆＣ／ｕｍ２］を求め、プロットしたものである。ここで、Ｑはトナーの電荷量（マイナスを正とした）、Ｓはトナーの表面積である。上記当接ニップ前と上記当接ニップ後を比較すると、当接ニップ後に電荷量が増加していることが分かった。特に、粒径の大きい粒子に電荷量の増加が認められた。つまり、現像ローラと感光ドラムが当接する当接部を通過する際に、トナーへの電荷の付与が行われ、特に、大きい粒径の粒子は感光ドラムと接触しやすいため、電荷量が増加したと考えられる。つまり、当接ニップ通過時に、感光ドラムと当接するトナーが優先的に電荷量を増加した結果、電界による制御が可能となり、カブリ量が減少したと考えられる。
【００４１】
次に、現像ローラと感光ドラムが当接する部分において、なぜ、トナーへの電荷付与が行われるかについて考察を行った。第２の画像形成モード作動時、すなわち、高湿度環境下時、帯電ローラ芯金へ印加する直流電圧の絶対値｜Ｖ２｜が通常の第１の画像形成時に比べ、大きい値のとき、効果を有することが分かった。また、低湿度の環境下では、上述のような直流電圧を印加しても電荷付与の効果が小さいことも分かった。
【００４２】
このことから、概ね以下のような現象によりトナーへの電荷付与が行われていると考えられる。概略図を図５に示す。図５は、トナーに対する電荷付与を説明する概略図であり、（ａ）は放電の発生及び放電生成物の形成の様子を示す模式図、（ｂ）は（ａ）において破線で囲んだ部分の拡大図、（ｃ）は感光ドラムの非印字部における電位関係を示す模式図である。
【００４３】
帯電に印加する電圧が高い場合、図５（ａ）に示すように、放電Ｈが促進され、感光ドラム上に放電生成物ｈが形成される。窒素酸化物のような放電生成物ｈは、高湿環境下で、低抵抗物質であることが知られている。つまり、高湿環境下で、放電が促進された場合、感光ドラム表面に低抵抗な膜が形成される。
【００４４】
図５（ｂ）は、感光ドラムと現像ローラが当接する当接ニップの概略の拡大図を示している。放電性生物の膜ｈが形成された状態で、現像ローラと当接する位置における非印字部の電位の関係（図５（ｃ））から非印字部では、感光ドラム側からトナーへ電荷が付与（注入）していると推察される。ここで、感光ドラム表面の低抵抗化により潜像が乱れることが予測されたが、細線や文字の印字画像に変化は認められなかった。したがって、感光ドラムの低抵抗化は、潜像が変化するほど大きな変化ではないことが分かった。
【００４５】
上述の理由により、感光ドラムと現像ローラが当接する位置において、トナーへ電荷付与を行えるため、効果的にカブリ量を抑制することができる。特に高湿環境下では、トナーの電荷付与性が低下し、カブリ量が増加しやすいが、本制御を行うことで、効果的にカブリを著しく抑制することができる。また、感光ドラムと直接当接したトナーは、カブリの画像不良に寄与しやすいが、本制御においては、感光ドラムと直接当接するトナーに作用して電荷付与が行われやすいため、より効果的にカブリ量を抑制できる。
【００４６】
また、｜Ｖ２｜の大きさは、十分な効果を有するためには、１．２ｋＶ以上、２．２ｋＶ以下であることが好ましい。２．２ｋＶ以上では、リーク等が発生しやすい。また、｜Ｖ２｜の値は、相対湿度の値が大きいほど、大きくすると、効果的にカブリ量を抑制することができる。
【００４７】
以上述べたように、高湿環境下において効果的にカブリ量を抑制するためには、第１の画像形成モード時よりも第２の画像形成モード時に、帯電ローラ芯金に印加する直流電圧の絶対値が大きくなることが好ましい。これにより、放電生成物が感光ドラム表面上に生
成される量を向上することができる。
【００４８】
また、放電生成物の形成による悪影響を極力避けるためにも、トナーへの帯電付与およびカブリ抑制効果を効果的に得られる高湿環境下において、第２の画像形成モードを作動することが好ましい。また、感光ドラム表面近傍で均一な放電を発生し、均一な放電生成物を感光ドラム表面に形成させるためには、接触式の帯電ローラを用いることが好ましい。さらに、接触式の帯電ローラを用いることで、感光ドラム上で形成した放電生成物を均す効果も有すると考えられる。また、感光ドラムと現像ローラの当接部で、トナーへの電荷付与を行うためには、安定当接する必要があり、感光ドラムに現像ローラを押圧することが好ましい。
【００４９】
次に、感光ドラムに対する現像ローラの周速差について述べる。感光ドラムと現像ローラ当接部においてトナーへの効率的な電荷付与を行うためには、トナーが感光体と当接する回数を増加させることがより好ましい。そのためには、感光ドラム表面の移動速度と現像ローラ表面の移動速度に差を有していることが好ましい。また、現像性を考慮すると、感光ドラム表面の移動速度に対する現像ローラ表面の移動速度の周速比は、１１０〜１６０％であることが好ましい。また、第１の画像形成モードから第２の画像形成モードへの切替時に、感光ドラム表面の移動速度に対する現像ローラ表面の移動速度の周速比を大きくすることで、より効果的にカブリ量を抑制することができる。
【００５０】
（実施例２）
本発明の実施例２は、基本的には実施例１に準ずるが以下の点が異なる。本実施例の現像装置で用いた一成分非磁性トナーは、結着樹脂、電荷制御剤等を含む粉砕法により調整した。トナーの平均円形度は、０．９５５であった。
なお、ここで説明しない事項については実施例１と同様であり説明を省略する。
【００５１】
（実施例３）
本発明の実施例３は、基本的には実施例１に準ずるが以下の点が異なる（図３）。図３は、本発明の実施例３に係るプロセスカートリッジ及び現像装置の概略図である。本実施例で用いる画像形成装置においては、感光ドラム上を露光するための露光手段８を有する。具体的は、現像されたトナーを中間転写体へ転写する転写位置の下流で、帯電位置よりも上流に位置するように配置している。本実施例では、クリーニング手段の上流に配置した。また、露光手段は、ＬＥＤを用い、感光ドラム長手方向全域に点灯する。第２の画像形成モードの制御としては、実施例１の制御に加えて、画像形成中に前述のＬＥＤを点灯するように設定した。
【００５２】
本実施例は、非画像部の電位の絶対値を小さくすることで、帯電ローラが放電する領域の直前において、帯電ローラ表面と感光ドラム表面の電位差が十分大きくなるように設定した例である。放電前の帯電ローラ表面と感光ドラム表面の電位差を大きくすることで、放電が確実に行われ、放電生成物を形成することができる。
なお、ここで説明しない事項については実施例１と同様であり説明を省略する。
【００５３】
（比較例１）
本比較例は、基本的には実施例１に準ずるが、湿度検出手段を有しないこと、及び、第２の画像形成モードを有しないことが実施例１と異なり、他の構成は実施例１と同様である。
【００５４】
（実施例４）
本発明の実施例４に係る画像形成装置は、図１に示す構成を備えている。本実施例では、厚紙等通紙時のプロセススピードの低速モードに切替える場合に、定常時のモードであ
る第１の画像形成モードとは異なる第２の画像形成モードが作動するように制御を行う（図７）。図７は、実施例４における制御を説明するフローチャートである。
【００５５】
本実施例の第２の画像形成モードの制御においては、まず、帯電ローラの芯金に電源Ｓ１により直流電圧−１４００Ｖ（Ｖ２）を印加する。次に、スキャナーユニット１０により、画像データに対応して発光されるレーザ光により潜像を形成する。レーザ光の露光強度或いは、点灯時間により制御することにより、非画像領域の電位を−５５０Ｖ、ベタ黒画像形成時の電位を−１００Ｖに調整した。
【００５６】
すなわち、第１の画像形成モード時と第２の画像形成モード時において、現像時における各電位の関係は、同等の関係となるように設定する。また、第１の画像形成モード時の帯電ローラ芯金に印加される電圧Ｖ１と第２の画像形成モード時の帯電ローラ芯金に印加される電圧Ｖ２の関係は、｜Ｖ１｜＜｜Ｖ２｜を満たすように設定している。
【００５７】
本実施例の現像装置で用いた一成分非磁性トナーは、結着樹脂、電荷制御剤等を含む重合法により調整した。トナーの平均円形度は、０．９８であった。なお、ここで説明しない事項については実施例１と同様であり説明を省略する。
【００５８】
（実施例５）
本発明の実施例５に係る画像形成装置は、図１に示す構成を備えており、画像形成装置内部の湿度を検知するための湿度検知手段としての相対湿度センサーを有する。本実施例では、前述の湿度検知手段により相対湿度７０％ＲＨ以上、かつ、厚紙等通紙時のプロセススピードの低速モードに切替える場合に、定常時のモードである第１の画像形成モードとは異なる第２の画像形成モードが作動するように制御を行う（図８）。図８は、実施例５における制御を説明するフローチャートである。
【００５９】
本実施例の第２の画像形成モードの制御においては、まず、帯電ローラの芯金に電源Ｓ１により直流電圧−１４００Ｖ（Ｖ２）を印加する。次に、スキャナーユニット１０により、画像データに対応して発光されるレーザ光により潜像を形成する。レーザ光の露光強度或いは、点灯時間により制御することにより、非画像領域の電位を−５５０Ｖ、ベタ黒画像形成時の電位を−１００Ｖに調整した。
【００６０】
すなわち、第１の画像形成モード時と第２の画像形成モード時において、現像時における各電位の関係は、同等の関係となるように設定する。また、第１の画像形成モード時の帯電ローラ芯金に印加される電圧Ｖ１と第２の画像形成モード時の帯電ローラ芯金に印加される電圧Ｖ２の関係は、｜Ｖ１｜＜｜Ｖ２｜を満たすように設定している。
【００６１】
また、湿度の検知は、プロセススピードの低速モード切替時に行った。
【００６２】
本実施例の現像装置で用いた一成分非磁性トナーは、結着樹脂、電荷制御剤等を含む重合法により調整した。トナーの平均円形度は、０．９８であった。なお、ここで説明しない事項については実施例１と同様であり説明を省略する。
【００６３】
（実施例６）
本発明の実施例６に係る画像形成装置は、図１に示す構成を備えており、画像形成装置内部の湿度を検知するための湿度検知手段としての相対湿度センサーを有する。また、帯電ローラの芯金に印加するための電圧印加手段は、直流電圧に交流電圧を重畳可能な電圧電源を有する。本実施例の制御方法としては、前述の湿度検知手段により相対湿度７０％ＲＨ以上のとき、定常時のモードである第１の画像形成モードとは異なる第２の画像形成モードが作動するように制御を行う（図６（ａ））。
【００６４】
本実施例の第２の画像形成モードの制御においては、帯電ローラの芯金に電源Ｓ１により直流電圧−５５０Ｖにピーク・ツウ・ピーク値１．５ｋＶの交流電圧を重畳した電圧（矩形）を印加する。また、交流電圧の周波数は２．２ｋＨｚとし、プロセススピードの低速モード切替時は、６００Ｈｚとした。このとき、非画像領域の電位を−５５０Ｖ、ベタ黒画像形成時の電位を−１００Ｖに調整した。
【００６５】
また、湿度の検知は画像形成前に実行し、相対湿度が所定値以上のときに、第１の画像形成モードから第２の画像形成モードへの切替を行うように設定した。また、連続通紙時は、１００枚おきに実行した。
【００６６】
本実施例の現像装置で用いた一成分非磁性トナーは、結着樹脂、電荷制御剤等を含む重合法により調整した。トナーの平均円形度は、０．９７であった。なお、ここで説明しない事項については実施例１と同様であり説明を省略する。
【００６７】
（実施例７）
本発明の実施例７に係る画像形成装置は、図１に示す構成を備えている。本実施例では、厚紙等通紙時のプロセススピードの低速モードに切替える場合に、定常時のモードである第１の画像形成モードとは異なる第２の画像形成モードが作動するように制御を行う（図７）。
【００６８】
本実施例の第２の画像形成モードの制御においては、帯電ローラの芯金に電源Ｓ１により直流電圧−５５０Ｖにピーク・ツウ・ピーク値１．５ｋＶの交流電圧を重畳した電圧（矩形）を印加する。また、交流電圧の周波数は、６００Ｈｚとした。このとき、非画像領域の電位を−５５０Ｖ、ベタ黒画像形成時の電位を−１００Ｖに調整した。
【００６９】
本実施例の現像装置で用いた一成分非磁性トナーは、結着樹脂、電荷制御剤等を含む重合法により調整した。トナーの平均円形度は、０．９７であった。なお、ここで説明しない事項については実施例１と同様であり説明を省略する。
【００７０】
（実施例８）
本発明の実施例８に係る画像形成装置は、図１に示す構成を備えており、画像形成装置内部の湿度を検知するための湿度検知手段としての相対湿度センサーを有する。本実施例では、前述の湿度検知手段により相対湿度７０％ＲＨ以上、かつ、厚紙等通紙時のプロセススピードの低速モードに切替える場合に、定常時のモードである第１の画像形成モードとは異なる第２の画像形成モードが作動するように制御を行う（図８）。
【００７１】
本実施例の第２の画像形成モードの制御においては、帯電ローラの芯金に電源Ｓ１により直流電圧−５５０Ｖにピーク・ツウ・ピーク値１．５ｋＶの交流電圧を重畳した電圧（矩形）を印加する。また、交流電圧の周波数は、６００Ｈｚとした。このとき、非画像領域の電位を−５５０Ｖ、ベタ黒画像形成時の電位を−１００Ｖに調整した。すなわち、第１の画像形成モード時と第２の画像形成モード時において、現像時における各電位の関係は、同等の関係となるように設定する。
【００７２】
また、湿度検知は、プロセススピードの低速モード切替時に行った。
本実施例の現像装置で用いた一成分非磁性トナーは、結着樹脂、電荷制御剤等を含む重合法により調整した。トナーの平均円形度は、０．９７であった。なお、ここで説明しない事項については実施例１と同様であり説明を省略する。
【００７３】
（各実施例及び比較例の評価方法）
本発明と比較例の差異を調べるための評価について述べる。
【００７４】
（カブリ評価）
カブリとは、本来印字しない白部（未露光部）においてトナーがわずか現像され地汚れのように現れる画像不良のことである。カブリ量の評価方法は以下のように行った。
【００７５】
ベタ白画像、印字中に、画像形成装置を停止する。現像後、かつ、転写前の感光ドラム上のトナーを一旦透明性のテープに転写し、トナーが付着したテープを記録紙などに貼り付ける。また同一の記録紙上に、トナー付着していないテープも同時に貼り付ける。その記録紙に貼り付けられたテープの上から、光学反射率測定機（東京電飾製ＴＣ−６ＤＳ）によりグリーンフィルタによる光学反射率を測定し、トナー付着していないテープの反射率から差し引いてカブリ分の反射率量を求めカブリ量として評価した。カブリ量はテープ上を３点以上測定しその平均値を求めた。
×：カブリ量が２．０以上である。
△：カブリ量が０．５〜２．０％未満である。
○：カブリ量が０．２〜０．５％未満である。
◎：カブリ量が０．２％未満である。
【００７６】
カブリ評価は、試験環境３０℃、８０％ＲＨ、５千枚印字後の直後および２４時間放置後に行った。印字テストは、画像比率５％の横線の記録画像を連続的に通紙して行った。ここで、画像比率５％の横線とは、具体的に、１ドットライン印字後、１９ドットライン非印字を繰り返す画像を用いた。また、カブリ評価は、通常のプロセススピードと厚紙等を通紙する低速のプロセススピードにおいて実施した。以下に実施例１〜８、および比較例１の評価結果を表１に示す。
【００７７】
【表１】
0005959913.tif 000004
【００７８】
（従来技術に対する優位性）
はじめに、従来技術である比較例１と実施例１と比較することにより本発明の優位性について述べる。
【００７９】
比較例１は、第２の画像形成モードを有していない例、すなわち、制御を実行しない例である。カブリ量の評価としては、連続通紙直後のカブリ量は、通常速及び低速のプロセススピードにおいて、共に良好である。しかしながら、連続通紙後、２４時間放置後の、カブリ量評価は、悪化する。特に、低速のプロセススピードにおいて、顕著に悪化する。この理由について述べる。まず、連続通紙直後のカブリ量が良好な理由について述べる。連続通紙中は、画像形成装置機内の温度が上昇する。結果、相対湿度が低下するため、ト
ナーの帯電付与性は良好であり、カブリ量は少ない。一方、２４時間放置後、カブリ量が増加する理由は、以下のように考えられる。放置中に機内の温度が低下し、相対湿度が高くなる。結果、トナーの帯電付与性が低下し、カブリ量が増加する。また、低速のプロセススピード時、より悪化する理由は、十分な理由は明らかではないが、概ね以下のように考えられる。規制ブレード通過後、トナーは電荷を付与されるが、現像ローラと感光ドラムが当接する位置まで到達するまでの時間が長くなるため、電荷量の減衰が生じる。すなわち、低速時においては、カブリ量が少ない通常速の現像器設定からわずかにバランスが崩れ、トナーの電荷付与性が低下し、カブリ量が増加すると考えられる。
【００８０】
一方、本発明の実施例１においては、連続通紙直後や２４時間放置後においても、カブリ量評価結果は、良好である。連続通紙直後は、相対湿度７０％ＲＨ未満であるため、第２の画像形成モードの作動はしないため、比較例１と同等のカブリ量評価結果である。２４時間放置後は、機内温度の低下とともに相対湿度７０％ＲＨ以上に到達するため、第２の画像形成モードが作動する。作動した結果、前述したように、感光ドラム表面上は、放電生成物の生成が促進され、感光ドラムと現像ローラが当接する位置において、トナーへ電荷付与性が向上し、カブリ量を著しく抑制すると考えられる。特に、低速時に増加するカブリ量を著しく抑制している。その理由は、低速時において感光ドラムと現像ローラが当接する当接ニップを通過する時間が長くなるため、より確実にトナーへの電荷付与を行うことができるためと考えられる。以上、述べたように、本実施例においては、高湿度環境下におけるトナーの電荷付与性の低下に伴うカブリ量の低下を所定の相対湿度値以上で、第２の画像形成モードを作動させることで、感光ドラム表面上に放電生成物の生成を促進することができる。これにより、効果的にトナーへの電荷付与を行うことができるため、著しくカブリ量を抑制することができる。
【００８１】
（実施例の比較）
次に、実施例１〜８を比較することによって、本発明の優位性について述べる。
【００８２】
実施例２は、実施例１に対して、トナーの平均円形度を低くした例である。実施例２は、第２の画像形成モードが作動時、実施例１より軽微であるがカブリ量が増加する。
この理由は以下のように考えられる。トナーへの電荷付与は、感光ドラムと現像ローラが当接する当接ニップ間で、トナーが転がりやすくなることにより、より効果的に行われる。実施例２においては、平均円形度が低下したため、当接ニップ内での動きが実施例１よりも低下していると考えられる。結果、トナーへの電荷付与性が低下し、軽微であるが、カブリ量が増加したと考えられる。
したがって、本発明においては、トナーへの電荷付与性を効果的に行うためには、トナーの平均円形度が高いことが好ましく、より好ましくは、０．９７以上の平均円形度であることがより好ましい。
【００８３】
実施例３は、実施例１に対して、帯電前に感光ドラム上の残電位を確実に低下させるために、転写後かつ帯電前にＬＥＤにより露光を行う例である。実施例３は、実施例１に比べて、著しくカブリ量が抑制されている。この理由は、帯電ローラによる放電前の感光ドラム表面の電位と帯電ローラ表面の電位の差が十分大きいためと考えられる。放電は、電位差が大きいほど、放電が加速され、放電生成物量が促進される。実施例３においては、帯電前に確実に感光ドラム表面の電位を低下させることで、放電直前の電位差を十分大きくし、放電生成物の形成を促進した結果、カブリ量を著しく抑制していると考えられる。
【００８４】
実施例４は、低速のプロセススピード切替時に、第２の画像形成モードを作動し、実施例５は、低速のプロセススピード切換時、かつ、高湿度時に、第２の画像形成モードを作動する例である。どちらも、高湿度環境下、かつ、低プロセススピードにトナーの電荷付与性が低下し、カブリ量の増加を著しく抑制する。特に、実施例５においては、カブリ量
が著しく増加したときのみに作動するため、放電生成物の過剰な生成等が少ないため、放電生成物起因の問題が生じにくく、感光ドラムの長寿命化に繋がる。
【００８５】
実施例６〜８は、第２の画像形成モード作動に、帯電ローラ芯金に直流電圧に交流電圧を重畳した例である。第２の画像形成モード作動時、カブリ量の抑制効果が著しく大きい。その理由は、交流電圧を印加時、直流電圧印加時に比べ、放電量が多く、また、放電生成物の生成が多いことが知られている。そのため、第２の画像形成モード作動時は、トナーへの電荷付与性が高くなり、著しくカブリ量を抑制していると考えられる。
また、実施例７、８は、低速のプロセススピードのときのみ第２の画像形成モードを作動するため、実施例６ほど、大きな周波数の交流電源を必要としないため、低コストな構成で、効果的にカブリ量を著しく抑制することができる。
また、実施例８においては、低速のプロセススピードの切替時、かつ、高湿度環境下時のトナーの電荷量が低下し、カブリ量が著しく増加するときのみ、第２の画像形成モードを作動するため、効果的にカブリを抑制する。また、交流電圧印加時は、特に、放電生成物が過剰に生成されやすく、放電生成物起因の問題が生じやすい。実施例８においては、カブリ量が著しく増加するときのみに、必要最低限の放電生成物量を促進するため、放電生成物起因の問題を抑制することができる。
以上、述べたように、本発明においては、簡易な構成のみで、高湿環境下におけるトナーの帯電付与性の低下起因のカブリ量増加を、効果的に、著しく抑制することができる。
【００８６】
＜＜実施形態２＞＞
図１０は、本発明の実施形態２の画像記録装置を示す概略構成図である。本実施形態の画像記録装置は、転写式電子写真プロセス利用、トナーリサイクルプロセス（クリーナレスシステム）のレーザプリンタである。前述の実施形態１の画像記録装置と同様の点については再度の説明を省略し、異なる点について述べる。
【００８７】
本実施形態において最も異なる点は、ドラムクリーナー６を廃し、転写残トナーをリサイクルするところにある。転写残トナーが帯電などのほかのプロセスに悪影響を及ぼさないように循環させ、トナーを現像器に回収する。具体的には、実施形態１に対し以下の構成を変更した。図９に、実施形態２におけるプロセスカートリッジ及び現像装置に関わる画像形成装置の概略図を示す。
【００８８】
帯電について、帯電ローラ２は実施形態１と同様のものを用いているが、本実施形態では帯電ローラ２には、帯電ローラのトナー汚れを防止する目的から帯電ローラ当接部材２０を備える。帯電ローラ２がその帯電極性と逆極性（プラス極性）のトナーで汚れた場合であっても、トナーの電荷をプラスからマイナスへと帯電し、帯電ローラから速やかに吐き出し現像器にて現像同時クリーニングにより回収することが可能となる。当接部材２０は、１００μｍのポリイミドのフィルムを使用し、線圧１０（Ｎ／ｍ）以下で帯電ローラ２に当接した。ポリイミドはトナーに対し負電荷を与える摩擦帯電特性を有していることから使用した。
【００８９】
（実施例９）
本発明の実施例９に係る画像形成装置は、図９に示す構成を備えており、画像形成装置内部の湿度を検知するための湿度検知手段としての相対湿度センサー７を有する。湿度センサーを配置する位置は、可能な限り現像ローラ近傍であることが好ましい。本実施例においては、現像部下流かつ、転写部上流に配置した。つぎに、本実施例おいては、前述の相対湿度センサー７により相対湿度７０％ＲＨ以上で、定常である第１の画像形成モードとは異なる第２の画像形成モードが作動するように制御を行う。
【００９０】
本実施例の第２の画像形成モードの制御においては、まず、帯電ローラの芯金に電源Ｓ
１により直流電圧−１４００Ｖ（Ｖ２）を印加する。次に、スキャナーユニット１０により、画像データに対応して発光されるレーザ光により潜像を形成する。レーザ光の露光強度或いは、点灯時間により制御することにより、非画像領域の電位を−５５０Ｖ、ベタ黒画像形成時の電位を−１００Ｖに調整した。
【００９１】
上述の制御は、図６（ａ）のフローチャートと同様である。まず、プリント信号が画像形成装置に送られた後、制御をスタートする。ステップｓａ１にて、機内の相対湿度を検知し、ステップｓａ２にて、予めＲＯＭ内に記憶された所定の湿度（本例では、７０％ＲＨ）と対比する。その後、所定値未満のとき、ステップｓａ３の第１の画像形成モードを作動し、所定値以上のとき、ステップｓａ４の第２の画像形成モードを作動し、画像形成を実行し、制御を終了する。
【００９２】
ステップｓａ３とｓａ４の感光ドラム上の電位の模式的な関係も、図６（ｂ）に示すものと同様である。第１の画像形成モードであるステップｓａ３では、帯電ローラ芯金に印加する電圧Ｖ１は、−１１００Ｖで、感光体表面の電位は、非露光により非印字部、露光Ｌ１により印字部の感光体表面の電位を設定する。一方、第２の画像形成モードであるステップｓａ４では、帯電ローラ芯金に印加する電圧は、−１４００Ｖで、露光Ｌ２により非印字部、Ｌ３により印字部の感光体表面の電位を設定する。
【００９３】
すなわち、第１の画像形成モード時と第２の画像形成モード時において、現像時における各電位の関係は、同等の関係となるように設定する。また、第１の画像形成モード時の帯電ローラ芯金に印加される電圧Ｖ１と第２の画像形成モード時の帯電ローラ芯金に印加される電圧Ｖ２の関係は、｜Ｖ１｜＜｜Ｖ２｜を満たすように設定している。本実施例においては、Ｖ１は−１１００Ｖ、Ｖ２は−１４００Ｖと設定とし、上記関係を有することで、本発明の効果を奏することができる。
【００９４】
次に、本実施例に用いた現像装置の詳細について述べる。現像ローラ表面移動速度は、感光ドラム表面移動速度の１．５倍に調整されている。本実施例の現像装置で用いた一成分非磁性トナーは、結着樹脂、電荷制御剤等を含む重合法により調整した。トナーの平均円形度は、０．９８であった。
【００９５】
本実施例のカブリ量評価を行った。結果は、著しく良好であった。前述の実施形態１はクリーニングブレードを有しているため、感光ドラム上に形成された放電生成物が、徐々に、除去されると推測される。一方、本実施形態２は、クリーニングブレードを有していないため、より効率的な放電生成物の形成を容易に行うことが出来る。結果、著しいカブリ量の抑制を行うことが出来たと考えられる。
【符号の説明】
【００９６】
１…感光ドラム、２…帯電ローラ、３…現像ローラ、７…湿度センサー、Ａ…画像形成装置本体、Ｂ…プロセスカートリッジ、Ｆ…現像装置、Ｓ１…電圧印加手段
【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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