(57)【要約】【課題】寿命がきた後においてゴミを増やさないという環境問題に対応し且つ再生時において画像品質の低下その他のトラブルを起こすことのない消耗品ユニット及びそれを用いた画像形成装置を実現する。【解決手段】現像ローラ用の現像バイアス電圧Ｇ（ボルト）、トナー供給ローラ用のトナー供給用バイアス電圧Ｋ、ドクターブレード用のドクターバイアス電圧Ｄとし、通常の印字では印加バイアスの組み合わせが「Ｋ＜Ｄ＜Ｇ」の関係であるとき、現像ユニットに寿命がきて交換メッセージが報知された後、装置本体を動作させて「Ｄ＜Ｇ＜Ｋ」又は「Ｇ＜Ｄ＜Ｋ」となるように印加バイアスを設定し、ドクターブレードにトナーを固着させる。【選択図】      図４
2006201244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される感光体に対向すべく開口部を有する現像ホッパーと、
前記開口部に一部が臨むべく設けられ前記現像ホッパー内に収納される非磁性一成分トナーを表面に保持して該トナーを前記感光体の静電潜像に付与すべく搬送する現像ローラと、
前記開口部よりも前記現像ローラの搬送方向上流側で前記トナーを前記現像ローラ上に薄層状に形成すべく規制するドクターブレードと、
前記現像ホッパー内に配設され前記ドクターブレードよりも前記現像ローラの搬送方向上流側で前記現像ローラに圧接するトナー供給ローラと、
前記開口部よりも前記現像ローラの搬送方向下流側で前記現像ローラに軽圧接し前記現像ホッパー内に前記トナーが戻るのを許容すると同時に前記現像ホッパー内からのトナーの流出を規制する規制シート部材と、
を少なくとも備え、装置本体に着脱自在な画像形成ユニットと、
前記現像ローラに対するトナー担持力を保持させる電界を生じさせるべく、前記トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を前記現像ローラと前記ドクターブレードの間及び前記現像ローラと前記トナー供給ローラとの間に印加するバイアス電圧印加手段と、
前記現像ホッパー内に収納される前記非磁性一成分トナーの残量を検知するトナー残量検知手段と、
該トナー残量検知手段の検知に基いて所定のトナー残量になった際に前記画像形成ユニットの交換を報知する報知手段と、を備える画像形成装置において、
前記所定のトナー残量になった際以降に、前記現像ローラに対するトナー担持力を減衰させて前記ドクターブレードにトナーが固着する方向の電界を生じさせるべく前記バイアス電圧印加手段によるバイアス設定を変更するバイアス電圧変更制御手段と、
該バイアス電圧変更制御手段により設定されたバイアス設定のもとに、所定時間現像プロセスを稼働させる現像プロセス稼働制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像ローラへの印加電圧をＧボルト、前記ドクターブレードへの印加電圧をＤボルト、前記トナー供給ローラへの印加電圧をＫボルトとしたとき、通常の印字において前記バイアス電圧印加手段によるバイアス設定による電位の関係は「Ｋ＜Ｄ＜Ｇ」の関係であり、
前記現像ローラに対するトナー担持力を減衰させてドクターブレードにトナーが固着する方向の電界を生じさせるべく、前記バイアス電圧変更制御手段により変更される前記バイアス電圧印加手段によるバイアス設定による電位の関係は「Ｄ＜Ｇ＜Ｋ」となるように設定される、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像ローラへの印加電圧をＧボルト、前記ドクターブレードへの印加電圧をＤボルト、前記トナー供給ローラへの印加電圧をＫボルトとしたとき、通常の印字において前記バイアス電圧印加手段によるバイアス設定による電位の関係は「Ｋ＜Ｄ＜Ｇ」の関係であり、
前記現像ローラに対するトナー担持力を減衰させてドクターブレードにトナーが固着する方向の電界を生じさせるべく、前記バイアス電圧変更制御手段により変更される前記バイアス電圧印加手段によるバイアス設定による電位の関係は「Ｇ＜Ｄ＜Ｋ」となるように設定される、
ことを特徴とする請求項１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、寿命がきた後においてゴミを増やさないという環境問題に対応し且つ再生時において画像品質の低下等のトラブルを起こすことのない消耗品ユニット及びそれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、トナーを用いて画像を形成する電子写真式の画像形成装置（プリンタあるいは複写機）がある。一般に、この画像形成装置の画像形成部の主要部には、静電潜像を形成する感光体ドラムを中心とする感光体ユニットと、上記の静電潜像をトナーで顕像化（現像）する現像ユニットが着脱自在に配設されている。
【０００３】
ところで、上記の感光体ユニットは、感光体ドラムが寿命に達すると新しい感光体ユニットと交換され、使い終わった感光体ユニットは、再生できないほど各部が痛んでいる場合は廃棄されるが、製造工場や再生工場に回収された場合は新しい感光体ドラムや、その他の痛んだ部材を新しい部材と交換して再生される。
【０００４】
また、現像ユニットも、内部のトナーがちょうど無くなる頃に現像ローラやその他の組み込み部材が寿命に達するように設計されており、したがって、トナーが無くなると新品の現像ユニットと交換され、この場合も使い終わった現像ユニットは、再生できないほど各部が痛んでいる場合は廃棄されるが、製造工場や再生工場に回収された場合は分解されて使用可能な部材と新しい部材と組み合わせて再生される。
【０００５】
このようなユニットは、通常ユーザ側で交換作業が可能なように構成されており、したがって、トナーを使い終わった現像ユニットなどは、ユーザによって新品の現像ユニットが購入され旧品との交換が行われる。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００４−０８５５９７号公報（［要約］、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上述したように画像形成装置の正規の製造工場に回収されて分解されて使用可能な部材と新しい部材と組み合わせて再生された場合は問題ないが、一般の再生工場に回収された場合は、分解して使用可能な部材と新しい部材と組み合わせることもせずに、単にトナーを充填して、そのまま再販する業者が現れてきた。
【０００７】
一般に、回収されても分解して使用可能な部材と新しい部材と組み合わせることなく単にトナーを充填しただけでは、画像形成装置に回復不可能な個所で用紙詰まりが生じたり、あるいはトナーが未だ有るのに印刷状態が悪く形成された画像の品質が低下している、更にはトナーの飛散、定着ローラの汚れ等の画像形成装置本体への悪影響を与える不具合を生じることが少なくない。
【０００８】
このような不具合が発生すると、ユーザによって画像形成装置のメーカ又は販売店に電話などで補修の要求が出される。そして、この要求に基づいて、画像形成装置のメーカ又は販売店のサービスマン又は営業マンがユーザのもとに出向いていき、先ず不具合の発生状態を検分し、その不具合を修復する。
【０００９】
このとき、トナーが未だ有るのに印刷状態が悪く且つ現像ユニット以外の個所に不具合が見つからないような場合には、現像ユニットのメーカ側の責任であるとみなされ、自発的に又はユーザからの要求によって、現像ユニットを無償交換するなどのサービスが行われることもある。
【００１０】
そして、このような不具合が発生した場合、現像ユニットそのものは純正品であって模造品ではないため、外観からでは再生品であるかどうかはわからない。また、再販品であると分かっても自社工場によるものか一般再生工場によるものかまでは分からない。したがって、再販された消耗品によるものか、又は画像形成装置本体側による不具合かの判断が極めてつけにくくなる。
【００１１】
このように、不具合の原因を明確に特定できないと、不具合発生の責任が曖昧となるばかりでなく、発生した不具合を装置の改良・改善のために役立てることが出来ない。装置の改良・改善ができないと、同様の不具合が将来も発生する虞がある。
【００１２】
そしてこのような場合、結果的には再生した消耗品ユニット（上記の例では現像ユニット）による不具合ではなく画像形成装置本体側に起因する不具合であるとユーザに誤認される場合が多く、これが画像形成装置メーカのイメージダウンにも繋がるという問題を生じている。
【００１３】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、寿命がきた後においてゴミを増やさないという環境問題に対応し且つ再生時において画像品質の低下その他のトラブルを起こすことのない消耗品ユニット及びそれを用いた画像形成装置の実現を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以下に、本発明に係わる画像形成装置の構成を述べる。
本発明の画像形成装置は、静電潜像が形成される感光体に対向すべく開口部を有する現像ホッパーと、上記開口部に一部が臨むべく設けられ上記現像ホッパー内に収納される非磁性一成分トナーを表面に保持して該トナーを上記感光体の静電潜像に付与すべく搬送する現像ローラと、上記開口部よりも上記現像ローラの搬送方向上流側で上記トナーを上記現像ローラ上に薄層状に形成すべく規制するドクターブレードと、上記現像ホッパー内に配設され上記ドクターブレードよりも上記現像ローラの搬送方向上流側で上記現像ローラに圧接するトナー供給ローラと、上記開口部よりも上記現像ローラの搬送方向下流側で上記現像ローラに軽圧接し上記現像ホッパー内に上記トナーが戻るのを許容すると同時に上記現像ホッパー内からのトナーの流出を規制する規制シート部材と、を少なくとも備え、装置本体に着脱自在な画像形成ユニットと、上記現像ローラに対するトナー担持力を保持させる電界を生じさせるべく、上記トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を上記現像ローラと上記ドクターブレードの間及び上記現像ローラと上記トナー供給ローラとの間に印加するバイアス電圧印加手段と、上記現像ホッパー内に収納される上記非磁性一成分トナーの残量を検知するトナー残量検知手段と、該トナー残量検知手段の検知に基いて所定のトナー残量になった際に上記画像形成ユニットの交換を報知する報知手段と、を備える画像形成装置において、上記所定のトナー残量になった際以降に、上記現像ローラに対するトナー担持力を減衰させて上記ドクターブレードにトナーが固着する方向の電界を生じさせるべく上記バイアス電圧印加手段によるバイアス設定を変更するバイアス電圧変更制御手段と、該バイアス電圧変更制御手段により設定されたバイアス設定のもとに、所定時間現像プロセスを稼働させる現像プロセス稼働制御手段と、を備えて構成される。
【００１５】
この画像形成装置において、例えば上記現像ローラへの印加電圧をＧボルト、上記ドクターブレードへの印加電圧をＤボルト、上記トナー供給ローラへの印加電圧をＫボルトとしたとき、通常の印字において上記バイアス電圧印加手段によるバイアス設定による電位の関係は「Ｋ＜Ｄ＜Ｇ」の関係であり、上記現像ローラに対するトナー担持力を減衰させてドクターブレードにトナーが固着する方向の電界を生じさせるべく、上記バイアス電圧変更制御手段により変更される上記バイアス電圧印加手段によるバイアス設定による電位の関係は「Ｄ＜Ｇ＜Ｋ」となるように設定される。
【００１６】
また、この画像形成装置において、例えば上記現像ローラへの印加電圧をＧボルト、上記ドクターブレードへの印加電圧をＤボルト、上記トナー供給ローラへの印加電圧をＫボルトとしたとき、通常の印字において上記バイアス電圧印加手段によるバイアス設定による電位の関係は「Ｋ＜Ｄ＜Ｇ」の関係であり、上記現像ローラに対するトナー担持力を減衰させてドクターブレードにトナーが固着する方向の電界を生じさせるべく、上記バイアス電圧変更制御手段により変更される上記バイアス電圧印加手段によるバイアス設定による電位の関係は「Ｇ＜Ｄ＜Ｋ」となるように設定してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、寿命がきた消耗品ユニットを必ず分解して清掃しないと再生できないようにするので、寿命がきた消耗品ユニットを再生する際はトナーを充填する前に分解して清掃をする必要が生じ、分解と清掃のみでトナーを充填して生じるかも知れぬ不評を買うよりは、どうせ分解して清掃する手数を掛けるのであれば使用可能な部材と新しい部材と組み合わせて組み立て直す方が得策であり、したがって、正規の工場での再生は勿論のこと一般再生工場による再生でも正規に使用できる再生品が再販されることになって再生品による不具合の発生が激減し、これによりユーザからの信用の失墜を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
（実施形態１）
図１は、一実施の形態における画像形成装置の内部構成を模式的に示す側断面図である。同図に示す画像形成装置１は、タンデム型のフルカラーの画像形成装置であり、例えばデスクトップ型のパソコン用ラックに載置可能な程度の大きさの画像形成装置である。
【００１９】
図１に示すように、画像形成装置１は、その本体基部２の前面（図の右方）に、開閉トレー３を備え、下部には用紙カセット４を着脱自在に備えて、この用紙カセット４に多枚数の用紙を載置・収容している。
【００２０】
本体基部２の前方上面の操作部５には、電源スイッチ、上蓋開閉スイッチ、液晶表示装置、複数の入力キー等が配設され、それより後方は、ほぼ全面を覆って上蓋６が配設されている。この上蓋６は、後部が本体基部２の後部上面とともに排紙トレー７を形成して、ヒンジ８を支点にして上下に開閉する。排紙トレー７には、その後部上方の排紙口９から印字（印刷）済みの用紙が排出される。
【００２１】
また、本体基部２の内部は、略中央に、前後に偏平なループ状に形成された搬送ベルト１１が搬送面を水平にして配置されている。搬送ベルト１１は、駆動ローラ１２と従動ローラ１３の間に張設され、駆動ローラ１２に駆動され、図の反時計回り方向に循環移動する。
【００２２】
この搬送ベルト１１の上循環部に当接して、４個の感光体ドラム１４（１４ｍ、１４ｃ、１４ｙ、１４ｋ）が搬送ベルト１１の用紙搬送方向（図の右から左方向）に沿って多段式に並設されている。
【００２３】
これらの感光体ドラム１４の周囲には（以下、感光体ドラム１４ｍの周囲の諸装置のみに番号を付与して説明する）、感光体ドラム１４の周面を時計回り方向に取り囲んで、クリーナ１５、帯電器１６、光書込みヘッド１７、現像ユニット１８、現像ローラ１９、転写器２１等の諸装置が配置されている。
【００２４】
上記の転写器２１は、搬送ベルト１１の上循環部の裏面に接し、搬送ベルト１１を介して感光体ドラム１４の下部周面に圧接している。光書込みヘッド１７は、支持部材２２を介して上蓋６の裏面に支持されており、上蓋６の開閉に伴って円弧状の軌跡を描いて上下し、上蓋６の閉成によって降下して、所定の位置に位置決めされる。また、上記４個の感光体ドラム１４ｍ、１４ｃ、１４ｙ、及び１４ｋに対応する４個の現像ユニット１８の匡体内には、マゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックの色トナーが夫々収容されている。
【００２５】
搬送ベルト１１の用紙搬送方向上流側（図の右方）には、待機ローラ対２４及び用紙センサ２５が配設され、その上流は横と下に分岐して、横方向には給紙ローラ２６、捌き部材２７、及び前述の開閉給紙トレー３が配設されている。
【００２６】
また、下方には２枚のガイド板から成る給送路２８が形成され、その上流（下方）端部に搬送ローラ対２９が配設され、その下方に、前述した用紙カセット４の給紙端が位置している。その給紙カセット４の給紙端の上方に、断面が半月形の給紙コロ３１が配設されている。
【００２７】
一方、搬送ベルト１１の用紙搬送方向下流では、その端部に当接して用紙分離爪３２が配設され、その下流に定着部３３が配置される。定着部３３は、断熱性の匡体内部に発熱ローラと圧接ローラとからなる熱定着ローラ対、発熱ローラに圧接する定着部分離爪、オイル塗布ローラ等から構成されている。
【００２８】
この定着部３３の下流には、排紙ローラ対３４が配設され、その下流に、上方から前方へ反転する排紙路３５が形成されている。排紙路３５の終端の前述した排紙口９には排紙ローラ対３６が配設されている。
【００２９】
そして、搬送ベルト１１と用紙カセット４の間には、所定枚数の回路基盤を装着可能な電装部３７が配設されている。この電装部３７の回路基盤には、複数の電子部品からなる制御装置が搭載されている。この制御装置については後述する。
【００３０】
図２は、画像形成装置１本体から取り出した現像ユニット１８をやや詳細に示す模式的拡大断面図である。尚、同図には、参考のため、感光体ドラム１４を破線で共に示している。
【００３１】
同図に示すように、現像ユニット１８は、通常の状態では、下部の現像ホッパー３８には勿論であるが、上部のトナーホッパー３９にも充分な非磁性一成分トナー（以下、単にトナーという）が収容されている。
【００３２】
このトナーとしては、前述したように４個の感光体ドラム１４（１４ｍ、１４ｃ、１４ｙ、１４ｋ）に対応する４個の現像ユニット１８の現像ホッパー３８及びトナーホッパー３９に、マゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックの色トナーが夫々収容されている。
【００３３】
トナーホッパー３９の下部にはトナーが凝固しないようにすると共にトナーに、弱いマイナス電位を帯電させるためにトナーを矢印方向に攪拌するアジテータ４１が配置されている。また、現像ホッパー３８には、感光体ドラム１４に対向する位置に開口部が設けられており、この開口部に現像ローラ１９が回転可能に配置されている。
【００３４】
上記の感光体ドラム１４は、詳しくは後述するが、表面に静電潜像を形成されて図の矢印で示す時計回り方向に回転する。
これに対して、現像ユニット１８の開口部すなわち現像ホッパー３８の開口部に配置される現像ローラ１９は、その表面に、現像ホッパー３８内に収納される非磁性一成分トナーを保持して、このトナーを感光体ドラム１４の静電潜像に付与すべく、図の矢印に示す反時計回り方向に回転して表面のトナーを搬送する。
【００３５】
上記開口部よりも現像ローラ１９のトナー搬送方向上流側にドクターブレード４２が配置される。ドクターブレード４２は、その先端の曲がった角部を現像ローラ１９の表面に所定の圧力で接触させ、現像ローラ１９表面に付着して搬送されるトナーの層厚を規制して、現像ローラ１９上にトナーを所定の薄層状に形成する。
【００３６】
このドクターブレード４２よりも現像ローラ１９のトナー搬送方向上流側にトナー供給ローラ４３が配置されている。トナー供給ローラ４３は、例えば導電性ウレタンスポンジ等からなり、現像ローラ１９に圧接し、現像ローラ１９の回転に逆らうように図の矢印で示す反時計回り方向に回転し、現像ローラ１９にトナーを擦りつけるようにしながら供給する。
【００３７】
また、現像ホッパー３８の開口部よりも現像ローラ１９のトナー搬送方向下流側には、現像ローラ１９に軽く圧接して規制シート部材４４が配置されている。規制シート部材４４は、現像ローラ１９上に残留したトナーが現像ホッパー３８内に戻るのを許容すると同時に、現像ホッパー３８内からのトナーが外部に流出するのを規制する。
【００３８】
また、現像ホッパー３８内には、トナーの残量を検知するトナー残量検知手段としてのエンコーダ付き攪拌部材４５が配置されている。エンコーダ付き攪拌部材４５は、現像ホッパー３８内のトナー残量が所定量以下になると回転が通常の回転よりも例えばむらになったり速くなったりすることにより、トナー残量が所定量以下になったことを制御装置に通知する。
【００３９】
制御装置は、このエンコーダ付き攪拌部材４５によるトナー残量の検知に基いて所定のトナー残量になった際に、操作部５の警告灯を点滅したり、表示パネルに「トナーなし」を表示するなどして、画像形成ユニット１８の交換をユーザに促す報知をする。
【００４０】
また、上記の現像ローラ１９には、現像用バイアス電源４６から現像ローラ用バイアス電圧が印加され、ドクターブレード４２には、ドクターブレード用バイアス電源４７からドクターブレード用バイアス電圧が印加され、そして、トナー供給ローラ４３には、トナー供給用バイアス電源４８からトナー供給用バイアス電圧が印加される。
【００４１】
これらのバイアス電圧は、詳しくは後述するが、それぞれ電位が異なるマイナス極性のバイアス電圧であり、現像ローラ４４とドクターブレード４２との間、及び現像ローラ４４とトナー供給ローラ４３との間に、現像ローラ１９に対するトナー担持力を保持させる電界を生じさせる。
【００４２】
図３は、上記の画像形成装置１の回路ブロック図である。図３に示すように回路ブロックは、ＣＰＵ（central processing unit)５０を中心にして、このＣＰＵ５０に、それぞれデータバスを介して接続されたインターフェイスコントローラ（Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ）５１、プリンタコントローラ（ＰＲ＿ＣＯＮＴ）５２、プリンタ印字部５３、ＲＯＭ（read only memory）５４、ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programable ROM)５５、操作部５の操作パネル５６、バイアス電源部５７等で構成されている。
【００４３】
ＲＯＭ５４には、システムプログラムが記憶され、ＣＰＵ５０は、このシステムプログラムに従って各部を制御して処理を行う。
すなわち、Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ５１は、例えばパーソナルコンピュータ等のホスト機器から供給される印字データをビットマップデータに変換し、フレームメモリ５８に展開する。フレームメモリ５８は、ブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）ごとに記憶エリアが設定されており、各色のデータが対応するエリアに展開される。
【００４４】
フレームメモリ５８に展開されたデータはＰＲ＿ＣＯＮＴ５２に出力され、ＰＲ＿ＣＯＮＴ５２からプリンタ印字部５３に出力される。
プリンタ印字部５３は、エンジン部であり、ＰＲ＿ＣＯＮＴ５２からの制御の下で、図１に示した感光体ドラム１４〜転写器２１までを含む回転駆動系、帯電、露光等の被駆動部を有する画像形成部、回転駆動される各部からなる搬送機構、発熱駆動及び回転駆動される定着部３３などのプロセス負荷への駆動出力を制御する。
【００４５】
そして、ＰＲ＿ＣＯＮＴ５２から出力されたブラック（Ｋ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の各色のデータは、プリンタ印字部５３からそれぞれ対応する図１に示した光書込みヘッド１７に供給される。
【００４６】
また、バイアス電源部５７には、図２に示した現像用バイアス電源４６、ドクターブレード用バイアス電源４７、トナー供給用バイアス電源４８の他、特には図示しないが搬送ベルト１１、帯電器１６、転写器２１等に印加されるバイアス電源が接続されている。
【００４７】
次に、上記の構成における画像形成装置１の基本動作を説明する。先ず、電源が投入され、使用する用紙の枚数、印字モード、その他の指定がキー入力あるいは接続するホスト機器からの信号として入力されると印字（印刷）を開始する。
【００４８】
先ず、給紙コロ３１が一回転して用紙カセット４に収容されている最上部の用紙一枚を取り出し、搬送ローラ対２９及び給送路２８を介して待機ローラ対２４へ給送する。又は、給紙ローラ２６が捌き部材２７と共同して開閉給紙トレー３に載置された用紙の最上部の一枚を待機ローラ対２４へ給送する。用紙センサ２５は、給送されてくる用紙の先端を検出する。
【００４９】
待機ローラ対２４は回転を一時停止して用紙の進行を制止し搬送タイミングを待機する。駆動ローラ１２が反時計回り方向に回転して、搬送ベルト１１の循環移動を開始させる。各感光体ドラム１４が時計回り方向に回転駆動され、更にその周囲の諸装置が印字タイミングに合わせて順次駆動される。
【００５０】
帯電器１６が感光体ドラム１４周面に圧接・従動しながら、不図示の帯電用電源から供給される例えば「−１１００Ｖ」のマイナス高電圧を感光体ドラム１４に印加する。この高マイナス電荷の付与により、感光体ドラム１４の絶縁性被膜からなる周表面が一様に例えば「−６５０Ｖ」のマイナス高電位に帯電して初期化される。
【００５１】
光書込みヘッド１７は所定の距離を保って感光体ドラム１４に対向して配置されており、感光体ドラム１４周面に画像信号（印字情報）に応じた露光を行って、その露光部の電位を例えば略「−５０Ｖ」の電位に減衰させる。これにより、上記初期化帯電により「−６５０Ｖ」をほぼ維持したマイナス高電位部と、露光による「−５０Ｖ」のマイナス低電位部とからなる静電潜像が感光体ドラム１４の周表面上に形成される。
【００５２】
現像ローラ１９は、現像ユニット１８の匡体の下部開口部に回転自在に支持されて感光体ドラム１４に圧接し、摩擦による弱いマイナス電位に帯電しているトナーを感光体ドラム１４との対向部に回転搬送する。この現像ローラ１９は、図２に示した現像用バイアス電源４６から例えば「−３００Ｖ」のマイナス中間電位の現像バイアスを印加される。
【００５３】
これにより、現像ローラ１９は、上記「−５０Ｖ」の静電潜像の低電位部との間に「−２５０Ｖ」の電位差を形成する。即ち静電潜像の低電位部は現像ローラ１９に対して相対的にプラス極性の電位を形成する。
【００５４】
この電位差による電界により、弱マイナス極性に帯電しているトナーが感光体ドラム１４の静電潜像のプラス極性の低電位部に転移して（反転現像の場合）トナー像を形成（顕像化、現像）する。
【００５５】
この現像された用紙搬送方向最上流の感光体ドラム１４ｍ周面上のマゼンタのトナー像の先端が、搬送ベルト１１との対向部に回転搬送されてくるタイミングで、その対向部に用紙の印字開始位置が一致するように、待機ローラ対２４が回転を開始して用紙を搬送ベルト１１へ向けて給送する。用紙は、搬送ベルト１１により感光体ドラム１４ｍと転写器２１により形成されている最初の転写部へ搬送される。
【００５６】
転写器２１は、不図示の転写バイアス電源から出力される転写電流を搬送ベルト１１を介して用紙に印加して感光体ドラム１４ｍ上のマゼンタのトナー像を用紙に転写する。続いて、感光体ドラム１４ｃと転写器２１による用紙搬送方向上流から２番目の転写部がシアンのトナー像を転写し、更に感光体ドラム１４ｙと転写器２１による３番目の転写部がイエローのトナー像を転写し、そして、感光体ドラム１４ｋと転写器２１による最下流の転写部がブラックのトナー像を転写する。
【００５７】
４色のトナー像を重ねて転写された用紙は、用紙分離爪３２により搬送ベルト１１から分離されて定着部３３に搬入される。定着部３３は、発熱ローラと圧接ローラにより用紙を押圧挟持し、用紙に熱と圧力とを加えてトナー像を紙面に定着させながら後方へ排出する。定着部３３から排出された用紙は、排紙ローラ対３４により挟持されて搬送を引き継がれ、排紙路３５に沿って上方に案内され、終端で更に装置前方に反転して、排紙口９からトナー像を下向きにして排紙トレー７上に排出される。
【００５８】
このように印字が繰り返されることによりトナーが消費され、やがて現像ホッパー３８内のトナーが少なくなったことが検出され、操作パネル５６に「トナーなし」が表示されること等によりユーザに対し現像ユニット１８の交換が促される。
【００５９】
尚、この時点では現像ホッパー３８内には、トナーは未だ幾分残っていて、印字率にもよるが多少使用することが可能である。これは現像ユニット１８の寿命が尽きて「トナーなし」となるまでの印字品質を確保するための若干のマージンとして設計されている。
【００６０】
本例では、この「トナーなし」時のトナーのマージン量を活用し、寿命が尽きた現像ユニット１８において、寿命が尽きた後にゴミを増やさないという環境問題に対応し且つ再生時において画像品質の低下その他のトラブルを起こすことのない消耗品ユニットとなるように、再生する際にはトナーを充填する前に必ず分解して清掃をしなければならないように強制する構造を現像ユニット１８内に構築する。
【００６１】
図４は、そのような分解と清掃を強制する現像ユニット１８内の構造を模式的に説明する図である。同図は、現像ローラ１９とドクターブレード４２の接触部の拡大図である。
本例では、ドクターブレード４２は、０．１ｍｍ厚のステンレス製で先端４２−１は曲げＲＯ．２、曲げ角度６５度としている。また、現像ローラ１９は、径１９ｍｍの導電性ウレタンで、製品硬度７０度を用いている。ドクターブレード４２と現像ローラ１９との接触角度は約２５度で、接触圧力は１６００ｇ・ｆである。
【００６２】
トナー供給ローラ４３から現像ローラ１９へ供給されたトナーはドクターブレード４２との接触部へ搬送され、通常は、搬送されてドクターブレード４２を通過したトナーは均一に薄層化されて、感光体ドラム１４と現像ローラ１９とが対向する現像部へと搬送される。
【００６３】
しかし、トナー供給ローラ４３及びドクターブレード４２に印加されるバイアス電圧によっては、トナーは、ドクターブレード４２の図４に示すＡ部に堆積し更には固着してトナー固着部５９を形成するようになる。
【００６４】
このように固着すると、後から搬送されてきたトナーはトナー固着部５９で堰き止められて、ドクターブレード４２を通過することが出来なくなり、現像ローラ１９上にはトナーがない状態になる。また、この後、バイアス電圧を元に戻しても物理的に固着したトナーは元には復帰することはない。
【００６５】
したがって、このように、寿命が尽きた現像ユニット１８のドクターブレード４２と現像ローラ１９の間にトナー固着部５９の構造を構築することにより、現像ユニット１８にトナーを充填して再生するに際しては、必ず事前に現像ユニット１８を分解して、トナー固着部５９の清掃をしなければならない。
【００６６】
このように、寿命が尽きた現像ユニットを必ず分解して清掃しないと再生できないようにすることにより、寿命が尽きた現像ユニットを再生する際はトナーを充填する前に分解して清掃をする必要が生じるので、どうせ分解して清掃する手数を掛けるのであれば使用可能な部材と新しい部材と組み合わせるて組み立て直す方が得策であるので、正規の工場での再生は勿論のこと一般再生工場による再生でも正規に使用できる再生品が再販されることになって再生品による不具合の発生が激減し、これによりユーザからの信用の失墜を防止することができる。
【００６７】
ところで、このように寿命が尽きた現像ユニット１８のドクターブレード４２と現像ローラ１９の間にトナー固着部５９の構造を構築するについては、次に述べるような実験とその実験結果に対する観察と評価が繰り返されている。
【００６８】
図５は、そのような実験と、その実験結果に対する観察と評価の結果を示す図表である。同図に示す図表６０は、左から右へ、実験番号を示す実験番号欄６１、現像用バイアス電源４６から現像ローラ１９に印加する現像バイアス電圧の電圧値Ｇボルトを示す現像バイアス欄６２、トナー供給用バイアス電源４８からトナー供給ローラ４３に印加するトナー供給用バイアス電圧の電圧値Ｋボルトを示す供給バイアス欄６３、ドクターブレード用バイアス電源４７からドクターブレード４２に印加されるドクターブレード用バイアス電圧の電圧値Ｄボルトを示すドクターバイアス欄６４、及び現像ローラ１９上に形成されるトナー層の状態とドクターブレード４２と現像ローラ１９間にトナー固着部５９が形成される状態の評価を示すトナー層状態欄６５から成る。尚、トナーは、通常、摩擦帯電により弱いマイナス電位に帯電している。
【００６９】
現像ホッパー３８内のトナーが少なくなったことが検出され、操作パネル５６に「トナーなし」が表示された状態において、実験１のように、現像バイアス電圧Ｇが「−３００Ｖ」、トナー供給用バイアス電圧Ｋが「−５５０Ｖ」、ドクターブレード用バイアス電圧Ｄが「−３５０Ｖ」という通常の印字時の印加バイアスの組み合わせ状態「Ｋ＜Ｄ＜Ｇ」の関係であると、現像ローラ１９上に形成されるトナー層の状態は良好である。
【００７０】
これを実験２のように、上記のバイアス電圧Ｇ、Ｋ、Ｄの関係を「−３００Ｖ」、「−４５０Ｖ」、「−３５０Ｖ」というように、ドクターブレード用バイアス電圧を変えずに、トナー供給用バイアス電圧を、トナー供給ローラ４３にトナーを引き付ける方向の電界になる電圧に変化させると、現像ローラ１９上に形成されるトナー層の状態が薄くなることが判明した。
【００７１】
また、実験３のように、上記のバイアス電圧Ｇ、Ｋ、Ｄの関係を「−３００Ｖ」、「−５５０Ｖ」、「−３５０Ｖ」というように、トナー供給用バイアス電圧を変えずに、ドクターブレード用バイアス電圧を、ドクターブレード４２にトナーを引き付ける方向の電界になる電圧に変化させると、この場合も現像ローラ１９上に形成されるトナー層の状態が薄くなることが判明した。
【００７２】
そして、実験４のように、現像バイアス電圧Ｇとドクターブレード用バイアス電圧Ｄを変えずに、トナー供給用バイアス電圧Ｋを、トナー供給ローラ４３にトナーを極端に引き付ける方向の電界になる電圧に変化させて、電位の関係が「Ｄ＜Ｇ＜Ｋ」となるように設定すると、現像ローラ１９上に供給されるトナーの量が極端に少なくなり、トナーがドクターブレード４２の図４に示すＡ部に堆積しトナー固着部５９を形成する現象が発生し始めた。
【００７３】
これは、現像ローラ１９上に供給されるトナーの量が極端に少なくなると、トナーとドクターブレード４２との接触圧力が、１個当たりのトナーに対して非常に高くなり、トナーが変形あるいはつぶれて、トナー同士が集積するようになり、この集積が成長してドクターブレード４２に固着するようになると考えられる。
【００７４】
また、実験５のように、ドクターブレード用バイアス電圧を変えずに、現像バイアス電圧を通常よりもマイナス方向に高くし、トナー供給用バイアス電圧も通常よりもマイナス方向に高くして、トナー供給ローラ４３にトナーを極端に引き付ける方向の電界になる電圧に変化させて、電位の関係が「Ｇ＜Ｄ＜Ｋ」となるように設定しても、上記と同様に現像ローラ１９上に供給されるトナーの量が極端に少なくなり、トナーがドクターブレード４２の図４に示すＡ部に堆積しトナー固着部５９を形成する現象が発生し始めた。
【００７５】
したがって、現像ユニットに寿命がきて、現像ユニット交換のメッセージが報知された後、画像形成装置１を動作させるとともに、上記の実験４又は実験５のように、ドクターブレード又はトナー供給ローラにトナーを引き付ける方向の電界になるバイアス電圧を、現像ローラとの間に印加することで、ドクターブレード４２の図４に示すＡ部にトナー固着部５９を形成することができる。
【００７６】
これにより、寿命がきた消耗品ユニットを再生する際はトナーを充填する前に分解して清掃をする必要が生じ、分解と清掃のみでトナーを充填しても画像が形成されないという不具合で不評を買うよりは、どうせ分解して清掃する手数を掛けるのであれば使用可能な部材と新しい部材と組み合わせるて組み立て直す方が得策であり、したがって、一般再生工場による再生でも正規に使用できる再生品が再販されることになって再生品による不具合の発生が激減し、これによりユーザからの信用の失墜を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】一実施の形態における画像形成装置の内部構成を模式的に示す側断面図である。
【図２】画像形成装置本体から取り出した現像ユニットをやや詳細に示す模式的拡大断面図である。
【図３】画像形成装置の回路ブロック図である。
【図４】分解と清掃を強制する現像ユニット内の構造を模式的に説明する図である。
【図５】ドクターブレードと現像ローラ間にトナー固着部の構造を構築するための実験結果に対する観察と評価の結果を示す図表である。
【符号の説明】
【００７８】
１      画像形成装置
２      本体基部
３      開閉トレー
４      用紙カセット
５      操作部
６      上蓋
７      排紙トレー
８      ヒンジ
９      排紙口
１１    搬送ベルト
１２    駆動ローラ
１３    従動ローラ
１４（１４ｍ、１４ｃ、１４ｙ、１４ｋ）  感光体ドラム
１５    クリーナ
１６    帯電器
１７    光書込みヘッド
１８    現像ユニット
１９    現像ローラ
２１    転写器
２２    支持部材
２４    待機ローラ対
２５    用紙センサ
２６    給紙ローラ
２７    捌き部材
２８    給送路
２９    搬送ローラ対
３１    給紙コロ
３２    用紙分離爪
３３    定着部
３４    排紙ローラ対
３５    排紙路
３６    排紙ローラ対
３７    電装部
３８    現像ホッパー
３９    トナーホッパー
４１    アジテータ
４２    ドクターブレード
４２−１  先端
４３    トナー供給ローラ
４４    規制シート部材
４５    エンコーダ付き攪拌部材
４６    現像用バイアス電源
４７    ドクターブレード用バイアス電源
４８    トナー供給用バイアス電源
５０    ＣＰＵ（central processing unit)
５１    インターフェイスコントローラ（Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ）
５２    プリンタコントローラ（ＰＲ＿ＣＯＮＴ）
５３    プリンタ印字部
５４    ＲＯＭ（read only memory）
５５    ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programable ROM)
５６    操作パネル
５７    バイアス電源部
５８    フレームメモリ
５９    トナー固着部
６０    実験結果に対する観察と評価の図表
６１    実験番号欄
６２    現像バイアス欄
６３    供給バイアス欄
６４    ドクターバイアス欄
６５    トナー層状態欄
【図１】
2006201244.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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