(57)【要約】【課題】現像装置が長時間放置された後であっても、周期的濃度ムラ画像の発生を抑制することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体と、潜像を可視化するトナー担持体と、トナー担持体にトナーを供給するトナー供給部材と、トナー担持体とトナー供給部材とに電圧を印加する電圧印加装置と、潜像を可視化している期間において、トナー担持体に印加される電圧をＶｄ１、トナー供給部材に印加される電圧をＶｓ１とし、潜像の可視化を終えてからトナー供給部材の回転を停止するまでの期間のうち少なくとも一部の期間において、トナー担持体に印加される電圧をＶｄ２、トナー供給部材に印加される電圧をＶｓ２とし、Ａ＝Ｖｓ２−Ｖｄ２，Ｂ＝（Ｖｓ２−Ｖｄ２）−（Ｖｓ１−Ｖｄ１）とすると、ＡおよびＢがトナーの正規帯電極性と同極性となるように、電圧印加装置を制御する制御部とを有する。【選択図】図１
2011013663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像が形成される回転可能な像担持体と、
前記像担持体にトナーを供給して前記潜像を可視化する回転可能なトナー担持体と、
表面に発泡層を有し、前記トナー担持体に接触して配置され、前記トナー担持体に前記トナーを供給する回転可能なトナー供給部材と、
前記トナー担持体と前記トナー供給部材とに電圧を印加する電圧印加装置と、
前記潜像を可視化している期間において、前記電圧印加装置によって前記トナー担持体に印加される電圧をＶｄ１、前記トナー供給部材に印加される電圧をＶｓ１とし、
前記潜像の可視化を終えてから前記トナー供給部材の回転を停止するまでの期間のうち少なくとも一部の期間において、前記電圧印加装置によって前記トナー担持体に印加される電圧をＶｄ２、前記トナー供給部材に印加される電圧をＶｓ２とし、
Ａ＝Ｖｓ２−Ｖｄ２
Ｂ＝（Ｖｓ２−Ｖｄ２）−（Ｖｓ１−Ｖｄ１）
とすると、
前記Ａおよび前記Ｂが前記トナーの正規帯電極性と同極性となるように、前記電圧印加装置を制御する制御部とを有する画像形成装置。
【請求項２】
前記潜像の可視化を終えて前記トナー供給部材の回転を停止した後、前記トナー供給部材の回転を再び開始してから潜像を可視化するまでの期間のうち少なくとも一部の期間において、前記電圧印加装置によって前記トナー担持体に印加される電圧をＶｄ３、前記トナー供給部材に印加される電圧をＶｓ３とすると、Ｖｓ３−Ｖｄ３が前記トナーの正規帯電極性と逆極性となるように、前記制御部が前記電圧印加装置を制御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３】
画像形成装置の使用履歴に関する情報を検知する第１の検知装置を有し、前記制御部は、前記第１の検知装置に検知された前記情報に応じて前記Ａを変更することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１の検知装置は、前記トナー担持体の駆動回転数に関する情報を検知する請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１の検知装置は、前記トナー担持体の駆動時間に関する情報を検知する請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１の検知装置は、前記画像形成を行った記録材の枚数に関する情報を検知する請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項７】
画像形成装置の使用環境に関する情報を検知する第２の検知装置を有し、前記制御部は、前記第２の検知装置に検知された前記情報に応じて前記Ａを変更することを特徴とする請求項１または２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、電子写真複写機、電子写真プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電子写真方式を利用した画像形成装置では、像担持体としての感光体の表面を帯電手段で帯電し、その後感光体の表面に光を照射して感光体の表面上に静電潜像を形成する。この静電潜像を現像装置から供給される現像剤としてのトナーによってトナー像として顕像化する。このトナー像を転写手段で感光体から記録媒体である紙・ＯＨＰシート・布などの記録材に転写する。転写後の感光体に残留する転写残トナーなどの付着物はクリーニング手段によって除去され、感光体に対して再び帯電手段による帯電工程が行われる。そして、トナー像が転写された記録材は、定着手段によってトナー像の定着を受けた後、画像形成物として画像形成装置から出力される。静電潜像をトナー像として可視化するための現像方法には、一般に、一成分現像剤を使用する現像方法と、二成分現像剤を使用する現像方法とがある。一成分現像剤を使用する現像方法として、乾式一成分接触現像法が提案され実用化されている。
【０００３】
乾式一成分接触現像法では、回転する感光体と、回転するトナー担持体としての現像ローラとを、適当な相対周速差で押圧若しくは接触させることで静電潜像を現像している。これにより、従来の現像方法で必要とされていた磁性材料が不要であり、装置の簡略化及び小型化が容易である。又、非磁性トナーを使用することでフルカラー画像形成装置への応用が可能になるなど、多くの利点を有している。斯かる現像方法においては、トナー担持体としては、弾性及び導電性を有する現像ローラを使用する。感光体に押圧若しくは接触させて現像を行うため、特に、感光体が剛体である場合、感光体を傷つけるのを回避するために、現像ローラを弾性体により構成する。又、現像ローラは、現像ローラの表面若しくは表面近傍に導電性層を設けて、現像ローラバイアスを印加して使用することができる。更に、トナーへの電荷付与及び均一なトナー薄層の形成を目的とし、現像ローラにトナー規制部材として現像ブレードを当接させることができる。また、現像容器内の非磁性一成分トナーを現像ローラに供給するための回転可能なトナー供給部材（トナー塗布部材）としての供給ローラが現像ローラに当接配置されている。供給ローラはスポンジローラであり、現像ローラへのトナーの供給、及び現像に供されずに現像ローラ上に残ったトナーの剥ぎ取りを目的している。供給ローラは、現像ブレードよりも現像ローラの回転方向上流側に配置されている。供給ローラによって現像ローラに供給されたトナーは、現像ブレードで所定の層厚に規制された後に、現像ローラと感光体の表面との当接領域（現像位置）に送られる。現像位置においては、現像時に現像ローラに現像ローラバイアス電源から供給される現像ローラバイアスによって形成された電界の力によって、感光体上の静電潜像が形成されている部分に向けてトナーが転移される。現像ローラバイアス電源は、現像ローラに所定の現像ローラバイアスを印加する。また、供給ローラにも供給ローラバイアス電源から現像ローラバイアスよりも高い所定の供給ローラバイアスが印加される。
【０００４】
供給ローラバイアスは、供給ローラに供給電圧を印加するか、または任意に電圧を印加することができる。供給ローラに電圧を印加することによって、現像ローラから供給ローラに向かってトナーを移動させる電圧を発生可能とする。このように、現像ローラバイアス電源と供給ローラバイアス電源を用いて、現像ローラと供給ローラとの間に電圧を形成し、形成された電圧の差により、トナー供給や、回収を行う方法が提案されている（特許文献１）。また、環境条件の変化や、感光ドラムの劣化、或いは現像器停止時間に関わりなく、潜像強度を一定に保って安定した濃度で現像するための制御方法が提案されている（特許文献２）。これは、現像ローラの表面電位を検出するための現像ローラ表面電位センサーと、感光体表面の表面電位センサーを有する。そして、該両センサーからの検出出力に応答して両電位の差が一定になるように、現像ローラバイアスと供給ローラバイアスの電位差が一定になるように制御する方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−１００５６３号公報（第３〜４頁、第１図）
【特許文献２】特開平０６−０９５４８１号公報（第３〜５頁、第１図）
【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、特許文献１や特許文献２のように現像ローラと供給ローラとが接触して配置されている場合に、以下の問題点が生じることがある。即ち、画像形成装置の電源をオフして、現像装置が長時間放置された後に画像出力を行うと、出力された画像上に、濃度ムラのある部分が供給ローラ周長の周期で発生する場合があった（以降、このような画像を周期的濃度ムラ画像と称す）。周期的濃度ムラ画像は、ベタ黒、ハーフトーン画像上に生じる場合があり、周囲の濃度と比較して、濃い箇所と薄い箇所が存在し、画像の紙面一様性が良くない。そのため、モニター画面などのイメージ図と、実際の出力画像に差が生じ、使用者（ユーザ）は画像形成装置が故障していると判断する場合がある。即ち、使用者に混乱を生じさせる場合があった。そこで、周期的濃度ムラ画像について、発生現象を鋭意検討したところ、次の知見を得た。即ち、現像ローラと供給ローラとの当接位置において、供給ローラが現像ローラとの圧力によって局所的に凹み、この凹み部分に対応して、現像ローラ上のトナーコート量が変化する場合があった。
【０００７】
そこで、本発明は、現像装置が長時間放置された後であっても、周期的濃度ムラ画像の発生を抑制する、画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、潜像が形成される回転可能な像担持体と、像担持体にトナーを供給して潜像を可視化する回転可能なトナー担持体と、表面に発泡層を有し、トナー担持体に接触して配置され、トナー担持体にトナーを供給する回転可能なトナー供給部材と、トナー担持体とトナー供給部材とに電圧を印加する電圧印加装置と、潜像を可視化している期間において、電圧印加装置によってトナー担持体に印加される電圧をＶｄ１、トナー供給部材に印加される電圧をＶｓ１とし、潜像の可視化を終えてからトナー供給部材の回転を停止するまでの期間のうち少なくとも一部の期間において、電圧印加装置によってトナー担持体に印加される電圧をＶｄ２、トナー供給部材に印加される電圧をＶｓ２とし、Ａ＝Ｖｓ２−Ｖｄ２，Ｂ＝（Ｖｓ２−Ｖｄ２）−（Ｖｓ１−Ｖｄ１）とすると、ＡおよびＢが前記トナーの正規帯電極性と同極性となるように、電圧印加装置を制御する制御部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように、本発明は、画像形成装置が長時間放置された時にトナー供給部材表面に凹み部が生じても、トナー担持体上のトナーコート量を安定させ、周期的濃度ムラ画像の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）は実施例１に係る画像形成装置を説明する図、（ｂ）は画像形成装置の動作シーケンス図である。
【図２】（ａ）は実施例１に係る画像形成装置の現像ローラバイアスと供給ローラバイアスの印加タイミングを説明する図、（ｂ）は実施例２に係る画像形成装置の現像ローラ回転数計測方法を説明するブロック図である。
【図３】（ａ）は実施例２に係る画像形成装置の、現像ローラ回転数に応じて、現像ローラバイアスと供給ローラバイアスの電圧を決定する方法を説明するフローチャート、（ｂ）は実施例３に係る画像形成装置を説明する図である。
【図４】（ａ）は実施例４に係る画像形成装置を説明する図、（ｂ）は（ａ）の画像形成装置における１つの画像形成ステーション部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に則して詳しく説明する。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、その相対配置などは、特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１２】
［実施例１］
（１）画像形成装置の全体的な概略構成の説明
図１の（ａ）は本実施例における画像形成装置の要部の概略構成図及び制御系統のブロック図である。この画像形成装置１００は、電子写真プロセスを用いたレーザビームプリンタである。制御部（制御手段）５０にコネクタ（インターフェース）５２を介して接続されているホスト装置５３から入力する画像データ（電気的な画像情報）に対応した画像を記録メディア（記録媒体）である記録材Ｐに形成して画像形成物を出力する。制御部５０は例えば、マイクロコンピュータを主制御回路として有する制御回路部であり、ホスト装置５３と各種の電気的情報信号の授受をする。また、画像形成機構部の各種のプロセス機器やセンサー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、所定のイニシャルシーケンス制御、所定の画像形成シーケンス制御を司る。メモリ部に格納された制御プログラムや参照テーブルにしたがって制御を実行する。ホスト装置５３は、ホストコンピュータ、ネットワーク、イメージリーダ、ファクシミリ等である。５３ａはホスト装置５３側の表示装置である。５１は画像形成装置１００側の操作パネル部であり、メイン電源スイッチＳＷ、操作キー群５１ａ、表示器５１ｂ等が配設されている。
【００１３】
画像形成装置１００の装置本体内には潜像が形成される像担持体としてのドラム型の電子写真感光体１（以下、ドラムと記す）が回転可能に配設されている。本実施例においては、ドラム１は光導電性の有機感光体である。ドラム１は駆動モータ（不図示）により所定の周速（プロセススピード）にて矢印Ａの反時計方向に回転駆動される。この回転するドラム１の周面が帯電手段２により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。本実施例において、帯電手段２は接触帯電手段としての帯電ローラを用いている。帯電ローラ２は、芯金と、芯金周りに同心一体に形成された導電性弾性体層と、を有し、ドラム１に対してほぼ並行に配列され、かつ導電性弾性体層の弾性に抗して所定の押圧力で当接している。芯金の両端部は回転可能に軸受け支持されており、帯電ローラ２はドラム１の回転に従動して回転する。本実施例においては、帯電ローラ２の芯金に対して帯電バイアス生成回路４８から所定の帯電バイアスが印加される。これにより、本実施例においては、ドラム１の表面が約−５００Ｖ（暗部電位ＶＤ）に一様に帯電される。このドラム１の一様帯電面が画像露光手段としてのレーザ光学装置（レーザスキャナユニット）３により画像露光されて、ドラム１の面に露光画像情報に対応した静電潜像が形成される。本実施例においては、画像露光は画像情報部に対応して露光するイメージ露光方式である。レーザ光学装置３には、ホスト装置５３から制御部５０に入力して画像処理された画像データ（時系列電気デジタル画素信号）が入力する。レーザ光学装置３は、入力する画像データに対応して変調したレーザビームＬ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、反射鏡等を有する。そして、レーザ光Ｌでドラム１の帯電面を主走査露光する。この主走査露光と、ドラム１の回転による副走査により、回転するドラム１の面に走査露光パターンに対応した静電潜像が形成される。即ち、露光されたドラム面部分の電位が約−１００Ｖ（明部電位ＶＬ）に減衰して、暗部電位ＶＤと明部電位ＶＬとの電位コントラストにより、回転するドラム１の面に走査露光パターンに対応した静電潜像が形成される。
【００１４】
その静電潜像がドラム１に対向して配置された現像装置４によりトナー像として顕像化（現像）される。本実施例において、この現像装置４は、負帯電性の非磁性一成分現像剤（以下、トナーと記す）Ｔを用いた接触型の反転現像装置であり、ドラム面の静電潜像は露光部に対応する部分にトナーが付着することでトナー像として反転現像される。本実施例における現像装置４については次の（２）項で詳述するが、所定の層厚に規制されたトナー層を担持しているトナー担持体としての現像ローラ４ｂが回転駆動される。そして、現像時にこの現像ローラ４ｂの芯金に所定の現像ローラバイアスが印加されることにより静電潜像の現像が行われる。
【００１５】
一方、所定の制御タイミングにて記録材給送部（不図示）から記録材Ｐが一枚分離給送されてレジストローラ対５に至り、その時点では回転を停止している該ローラ対５のニップ部に先端部が受け止められて斜行矯正を受ける。そして、その記録材Ｐが、所定の制御タイミングで回転駆動されたレジストローラ対５により再給送されて、ガイド部材６でガイドされて、ドラム１と転写手段としての回転する転写ローラ７との当接部である転写ニップ部Ｎに導入される。転写ローラ７は、芯金と、この芯金周りに同心一体に形成した導電性弾性体層と、を有し、ドラム１に対してほぼ並行に配列され、かつ導電性弾性体層の弾性に抗して所定の押圧力で当接されていて、ドラム１との間で転写ニップ部Ｎを形成している。記録材Ｐはこの転写ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。その間、転写ローラ７には転写バイアス生成回路（不図示）から、トナーＴの正規帯電極性（静電潜像の現像に用いられるトナーにおいて、その大部分が有している帯電極性）とは反対極性で所定電位の転写バイアスが印加される。本実施例では正極性で所定電位の転写バイアスが印加される。転写ローラ７にトナーと逆極性の転写バイアスが印加されることで、転写ニップ部Ｎにおいて、記録材Ｐの背面側（ドラム側とは反対側の面）にトナーと逆極性の電荷が付与される。これにより、ドラム１側のトナー像が記録材Ｐの表面に静電転写される。転写ニップ部Ｎを出た記録材Ｐはドラム１の面から分離され、搬送装置９により定着手段である定着装置１０に導入され、記録材Ｐ上の未定着のトナー像の定着処理を受ける。本実施例における定着装置１０は熱ローラタイプの装置であり、表面が所定の定着温度に加熱温調される加熱ローラ１０ａと、これにほぼ並行に配列して圧接させて定着ニップ部を形成させた加圧ローラ１０ｂを有している。加熱ローラ１０ａと加圧ローラ１０ｂは矢印の方向に所定の速度で回転駆動され、定着ニップ部にて記録材Ｐを挟持搬送しながら記録材上の未定着のトナー像を加熱・加圧して固着画像として定着させる。そして、定着装置１０を出たトナー像定着済みの記録材が画像形成物として排出部（不図示）に排出される。また、記録材分離後のドラム１の表面はクリーニング手段としてのクリーニング装置８によりドラム面に付着している転写残トナー等の残留異物の除去を受けて清掃され、繰り返して画像形成に供される。本実施例において、クリーニング装置８は、クリーニング部材としてブレード８ａを用い、これを回転するドラム１に対してカウンター配設で、所定の侵入量をもって当接させたブレードクリーニング装置である。転写残トナー等のドラム１上の汚染物は、ドラム１の回転過程で、カウンター配設のブレード８ａのブレード先端エッジ部とドラム１との当接位置にてドラム１上から掻き取られ、廃トナー容器８ｂ内に回収される。
【００１６】
（２）現像装置
本実施例における現像装置４は乾式一成分接触現像方式の反転現像装置である。現像容器（トナー収納部：ホッパー）４ａにはトナーＴ（負帯電性の非磁性一成分現像剤）が充填されている。現像容器４ａのドラム１に面する部分に設けられた開口部にはトナー担持体としての現像ローラ４ｂが回転自在に配設されている。また、現像容器４ａの内側に、現像ローラ４ｂにトナーＴを供給するためのトナー供給部材（トナー塗布部材）としてのトナー供給ローラ（以下、供給ローラと記す）４ｃが現像ローラ４ｂに対してほぼ並行に配列されてかつ当接されて回転自在に配設されている。また、現像ローラ４ｂの長手に沿ってトナー層厚規制部材としての現像ブレード４ｄが配設されている。現像ブレード４ｄはその短手方向の一端部を支持板金４ｅに支持され、自由端側の先端近傍を現像ローラ４ｂの外周面に面接触するように当接させて配設されている。また、現像ローラ４ｂの下方には、現像ローラ４ｂと現像容器開口部との隙間から現像容器４ａの外部へのトナーの吹き出しを防止するための吹き出し防止シート４ｆがその基部を現像容器４ａに固定して配設されている。また、現像容器４ａの内部にはトナー送り部材（トナー攪拌搬送部材）４ｇが回転自在に配設されている。
【００１７】
本実施例においては、一成分現像剤としての負帯電性の非磁性トナーＴは、主に、トナー粒子と、補助粒子としての負極性の外添剤とを含有するものを用いた。外添剤は、通常、トナー粒子の帯電性及び転写性の向上を目的として、適当な量の疎水性シリカが用いられる。現像ローラ４ｂは、直径１８ｍｍとし、直径８ｍｍでステンレス製の軸の周面に、厚さ５ｍｍからなる、ウレタン、シリコーンなどのゴム層を基層として形成している。更に、アクリル、ウレタン系ゴムを表面にコートした、導電性を有する弾性ローラである。より具体的には、現像ローラ４ｂは、ローラ硬度（アスカーＣ）が５０度で、体積抵抗が１０４Ω・ｃｍ〜１０１２Ω・ｃｍである。現像ローラ４ｂは、この構成に限定されるものではなく、非磁性一成分接触現像法のためには、適当な弾性及び導電性を有するものを適宜選択して用いることができる。また、供給ローラ４ｄは、直径６ｍｍのステンレスの芯金の周面に、発泡層としてのウレタンスポンジ層を形成した、直径１２ｍｍのウレタンスポンジローラである。表面のウレタンスポンジ層は、体積抵抗が１０４Ω・ｃｍ〜１０１２Ω・ｃｍ程度の発泡ゴム層である。本実施例においては、現像ローラ４ａの芯金と、供給ローラ４ｃの芯金との間の距離は、６．５ｍｍに設定した。これにより、現像ローラ４ｂの表面に対して、供給ローラ４ｄのウレタンスポンジ層を１．５ｍｍ侵入させている。現像ブレード４ｄは、弾性を有するＳＵＳ・リン青銅等の金属薄板や、ウレタンゴム等できた弾性ブレードである。
【００１８】
また、本実施例においては、現像装置４は、画像形成装置１００の装置本体に対して所定の要領にて着脱可能（着脱自在）な画像形成ユニットとされている。現像装置４は装置本体に対して所定に装着されている状態において、現像ローラ４ｂがドラム１に対してほぼ並行でかつ所定の当接圧にて当接している。現像ローラ４ｂとドラム１の表面との当接領域が現像位置（現像領域）ａである。ここで、画像形成ユニットは、少なくとも、像担持体に形成された潜像をトナーによって顕像化するための現像装置を有し、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能なものである。本実施例においては、現像装置である現像装置４を画像形成ユニットである現像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にしている。装置本体に対して着脱可能な画像形成ユニットは、使用者自身によって装置本体に対する着脱を行うことができる。そのため、装置本体のメンテナンスを容易に行うことができる。現像カートリッジとしての現像装置４は装置本体に対して所定に装着されている状態において現像装置に具備させた記憶装置（メモリ部材：半導体メモリ、読み書き可能なＲＡＭ）８０の情報伝達部８１が装置本体側の情報伝達部８２と対向した状態になる。これにより、記憶装置８０と制御部５０との間で通信手段である情報伝達部８１・８２を介して電気的な情報の授受が可能となっている。記憶装置８０は、画像形成装置の使用履歴に関する情報を記憶する。制御部５０のデータ書き込み・読み出し機能部は記憶装置８０に対して情報伝達部８１・８２を介して情報の読み書きをする。上記において、情報伝達部８１・８２と制御部５０のデータ書き込み・読み出し機能部が記憶装置８０の情報を読み書きする情報読み書き手段である。
【００１９】
また、現像装置４は装置本体に対して所定に装着されている状態において装置本体側の駆動手段（不図示）から現像ローラ４ｂ・供給ローラ４ｃ・トナー送り部材４ｇを駆動するための駆動力が伝達可能となる。また、現像ローラ４ｂと供給ローラ４ｃに対して装置本体側の現像ローラバイアス生成回路４７と供給ローラバイアス生成回路４９から、それぞれ、所定の現像ローラバイアスと供給ローラバイアスが印加可能となる。上記の現像ローラバイアス生成回路４７と供給ローラバイアス生成回路４９が、現像ローラ４ｂと供給ローラ４ｃとに電圧を印加する電圧印加装置である。現像ローラ４ｂはドラム１の回転方向とは逆方向の時計方向（現像位置ａにおいてはドラム回転方向に順方向）に所定の速度で回転駆動される。本実施例においては、充分な画像濃度を達成することができるように、現像ローラ４ｂはドラム１の周速度に相当するプロセススピードに対して約１７０％の周速度で回転するようにした。供給ローラ４ｃも現像ローラ４ｂと同方向（現像ローラ４ｂとの当接部においては現像ローラ回転方向と逆方向）に所定の速度で回転駆動される。トナー送り部材４ｇも矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。供給ローラ４ｃは現像ローラ４ｂと同一方向に回転してトナーＴを現像ローラ４ｂとの当接部において現像ローラ４ｂに供給すると共に、現像位置ａから戻った現像ローラ表面上の未現像トナーの剥ぎ取りを行う。トナー送り部材４ｇは回転駆動されることで現像容器４ａ内のトナーＴを攪拌すると共に、トナーＴを現像ローラ４ｂと供給ローラ４ｃを配設している現像室の方へ送って供給する。供給ローラ４ｃにより現像ローラ４ｂに供給されたトナーＴは引き続く現像ローラ４ｂの回転により現像ローラ４ｂと現像ブレード４ｄとの当接ニップ部に搬送されて当接ニップ部を通過する。これにより、現像ローラ上に担持されているトナーは層厚の規制を受けて薄いトナー層に整層されると共に、所定の極性（本実施例では負極性）に摩擦帯電され、引き続く現像ローラ４ｂにより現像位置ａに搬送される。画像形成動作時においては、現像ローラ４ｂに対して、使用するトナー粒子の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）である−３００Ｖの直流電圧（現像時の現像ローラバイアス）が回路４７から印加される。これにより、ドラム１に形成されている静電潜像が接触一成分反転現像されてトナー像として可視化される。
【００２０】
現像カートリッジとしての現像装置４は、画像形成に使用されるにつれて、現像容器４ａに収容されているトナーＴが消費される。そこで、例えば、トナー残量を検知する手段（不図示）を具備させて、制御部５０において、検知残量値を、予め設定した現像装置寿命予告や寿命警告のための閾値と比較させる。そして、検知残量値が閾値よりも少ない残量値となったら、画像形成装置１００の操作パネル部５１の表示器５１ｂ、或いはホスト装置５３の表示装置５３ａ、若しくはその両方に現像装置４についての寿命予告あるいは寿命警告を表示させる。これにより使用者に、交換用の現像装置４の準備を促す、あるいは現像装置４の交換を促して、出力画像の品質を維持するようにしている。ここで、現像装置４は、現像カートリッジ化しないで、現像容器４ａ内にトナーを適時に補給することができる作り付けタイプにされていてもよい。
【００２１】
（３）画像形成装置の動作シーケンス
上記画像形成装置１００の動作シーケンスを図１の（ｂ）に基づいて説明する。
【００２２】
Ａ．前多回転工程：画像形成装置１００の始動動作期間（起動動作期間、ウォーミング期間）である。制御部５０は、画像形成装置１００のメイン電源スイッチＳＷ−オンにより駆動モータを駆動させてドラム１を回転させる。また、給紙機構部、記録材搬送機構部、現像装置４、転写ローラ７、定着装置１０などの所定のプロセス機器の準備動作を実行させる。
【００２３】
Ｂ．前回転工程：画像形成開始信号Ｓが入力したときに画像形成前動作を実行させる期間であり、諸プロセス機器の画像形成準備動作が行われる。主として、レーザ光学装置３の立上げ、転写バイアスの決定、定着装置１０の温度調整などが行われる。この前回転工程は前多回転工程中に画像形成開始信号Ｓが入力したときには前多回転工程に引き続いて実行される。画像形成開始信号Ｓの入力がないときには、前多回転工程の終了後に駆動モータの駆動が一旦停止されてドラム１の回転が停止され、画像形成装置１００は画像形成開始信号Ｓが入力されるまで待機（スタンバイ）の状態に入る。画像形成開始信号Ｓが入力すると、前回転工程が実行される。
【００２４】
Ｃ．画像形成工程：所定の前回転工程が終了すると、引き続いて画像形成工程（プリントジョブ）が開始される。画像形成工程では、所定タイミングで記録材Ｐの給紙、帯電ローラ２によるドラム表面の一様な帯電、ドラム１上に静電潜像を形成する為の画像露光Ｌ、トナー現像等が行われる。すなわち、ドラム１に対する画像形成プロセスが実行され、ドラム１面に形成されたトナー像の記録材Ｐへの転写、定着装置によるトナー像の定着処理がなされて画像形成物がプリントアウトされる。連続画像形成モード（マルチプリント動作）の場合は、上記の画像形成動作が所定の設定画像形成枚数分繰り返して実行される。
【００２５】
Ｄ．紙間工程：連続画像形成モードにおいて、先行の記録材Ｐの後端部が転写ニップ部Ｎを通過した後、次の記録材Ｐの先端部が転写ニップ部Ｎに到達するまでの間の、転写ニップ部Ｎにおける記録材Ｐの非通紙状態期間である。
【００２６】
Ｅ．後回転工程：所定１枚（モノプリント）又は連続複数枚（マルチプリント）の最後の画像形成工程が終了した後もしばらくの間駆動モータの駆動を継続させてドラム１を回転させ、所定の後動作を実行させる期間である。
【００２７】
Ｆ．待機工程：後回転工程後に駆動モータの駆動が停止されてドラム１の回転が停止され、画像形成装置は次の画像形成開始信号Ｓが入力するまで待機の状態に入る。
【００２８】
（４）供給ローラからのトナーの吐き出し制御
制御部５０は、後回転工程において、潜像の可視化を終えてから供給ローラの回転を停止するまでの期間のうち少なくとも一部の期間に、回路４９により供給ローラ４ｃに印加する供給ローラバイアスをトナー吐き出しバイアスに制御する。
【００２９】
すなわち、潜像を可視化している期間における現像ローラに印加される電圧をＶｄ１、供給ローラに印加される電圧をＶｓ１とする。また、潜像の可視化を終えてから供給ローラの回転を停止するまでの期間のうち少なくとも一部の期間における現像ローラの電位をＶｄ２、供給ローラの電位をＶｓ２とする。そして、
Ａ＝Ｖｓ２−Ｖｄ２
Ｂ＝（Ｖｓ２−Ｖｄ２）−（Ｖｓ１−Ｖｄ１）
とすると、ＡおよびＢがトナーの正規帯電極性と同極性となるようにＶｄ１、Ｖｓ１、Ｖｄ２、Ｖｓ２を制御する。すなわち、トナーが負の正規帯電極性を有する場合は、ＡおよびＢが負の値を持つように各電圧を制御する。このように、Ａがトナーの正規帯電極性と同極性となるように各電圧を制御することで、トナーを供給ローラから現像ローラに移動させる電界が生じる。またＢがトナーの正規帯電極性と同極性となるように各電圧を制御することで、その電界強度が潜像を可視化している時よりも大きくなる。これにより、潜像の可視化を終えてから供給ローラの回転を停止するまでの間に、供給ローラの発泡層に含まれるトナーを吐き出して減らすことが可能となる。なお、本段落で用いた「潜像の可視化」とは、モノプリント又はマルチプリントにおける後回転に移行する前の最後のプリントの潜像の可視化を意味するものであって、マルチプリントにおける途中のプリントの潜像の可視化を意味するものではない。
【００３０】
次に、画像形成に付随する一連の制御について、上記のトナー吐き出しバイアスの具体値等を含めて、図２（ａ）を用いて説明する。まず、制御部５０は、待機状態においてホスト装置５３から画像形成動作開始の指示信号（画像形成開始信号）Ｓを受けると、ドラム１の駆動モータを動作させてドラム１の回転を開始させて（Ｔ１時点）、前回転工程を実行する。そして、所定の前回転工程が終了したら帯電ローラ２によるドラム１の帯電動作を開始して（Ｔ２時点）、画像形成工程を実行する。このとき、現像ローラ４ｂへの現像ローラバイアスと供給ローラ４ｃへの供給ローラバイアスはＯＦＦになっている。制御部５０は、Ｔ２時点から所定の時間が経過した時点（Ｔ３時点）において現像ローラ４ｂへの現像ローラバイアスの印加を開始する。ここで、現像ローラ４ｂに対して現像ローラバイアスを印加するタイミングは、ドラム１が帯電位置ｔから現像位置ａまでの角度を回転するのに要する時間である。すなわち、帯電の開始時に帯電位置ｔに位置していたドラム１上の所定点が現像位置ａに到達した時点に、現像ローラ４ｂに対する現像ローラバイアスの印加を開始する。また、これと同時に、制御部５０は、供給ローラ４ｃに対する供給ローラバイアスをＯＮにする。本実施例においては、現像ローラ４ｂに対する現像ローラバイアス（電位）が−３００Ｖ、供給ローラ４ｃに対する供給ローラバイアス（電位）も−３００Ｖと、同電位とした。供給ローラ４ｃにより現像ローラ４ｂに供給塗布され、更に現像ブレード４ｄにより薄層に整層されると共に負極性に摩擦帯電されたトナーは、現像ローラ４ｂの回転にともなって現像容器４ａの外側に出て現像位置ａに搬送され、ドラム１に接触する。現像位置ａにおいては、ドラム１の電位が帯電電位（本実施例では暗部電位ＶＤ−５００Ｖ）となっており、ドラム１側が現像ローラバイアス−３００Ｖよりも高電位である。このため、現像ローラ４ｂによって搬送されてドラム１に接触したトナーはドラム１には付着しない。その後、制御部５０は、レーザ光学装置３に画像データを与え、レーザ光学装置３に露光動作を開始させる（Ｔ４時点）。露光動作によりドラム１上に静電潜像が形成される。本実施例においては、ドラム１の露光部分の電位（明部電位ＶＬ）が−１００Ｖに減衰して、暗部電位ＶＤ−５００Ｖとの静電コントラストによって露光パターンに対応した静電潜像がドラム１上に形成される。従って、ドラム１が回転して露光処理がなされた部分が現像位置に到達すると、露光部分（−１００Ｖ）では現像ローラ４２側（−３００Ｖ）が高電位であるために露光部分にのみトナーが付着し、現像が行われる。
【００３１】
制御部５０は、モノプリント又はマルチプリントの最後のプリントの露光動作が終了したら、次の制御を行う。すなわち、ドラム１上の露光処理終了点が現像位置ａに到達した時点、すなわち潜像の可視化を終えた時点（Ｔ５時点）から、供給ローラ４ｃに対するバイアスをトナー吐き出しバイアスＶＴに切り替える。そして、トナー吐き出しバイアスＴＶを供給ローラの回転を停止するまでの期間のうち少なくとも一部の所定の期間Ｂ（Ｔ５時点からＴ６時点まで：像担持体に形成された潜像を可視化する必要が無い所定期間）印加する。トナー吐き出しバイアスＶＴは、現像ローラ４ｂとの電位差により供給ローラ４ｃから現像ローラ４ｂに向かってトナーを静電的に移動させる電界を生じさせるバイアスである。本実施例においては、供給ローラ４ｃに対する供給ローラバイアスを現像ローラ４ｂに対する現像ローラバイアスと同電位の−３００Ｖから、それよりも高電位の−５００Ｖ（トナー吐き出しバイアスＶＴ）に切り替えている。即ち、供給ローラ４ｃの電位は現像ローラ４ｂの電位と比較してマイナス側になり、現像ローラ４ｂ側が低電位となる。即ち、現像ローラ４ｂと供給ローラ４ｃとの間に、供給ローラ４ｃから現像ローラ４ｂに向かって負帯電性のトナーを移動させる電位差−２００Ｖが生じる。制御部５０は、供給ローラ４ｃに対してトナー吐き出しバイアスＶＴを印加する所定の期間Ｂが終了した時点（Ｔ６時点）において、現像ローラ４ｂに対する現像ローラバイアスの印加と供給ローラ４ｃに対する供給ローラバイアスの印加をＯＦＦする。そして、制御部５０は、所定の時間Ｂが終了した時点（Ｔ６時点）から更に所定の時間が経過した時点（Ｔ７時点）において、帯電ローラ２に対する帯電バイアスの印加もＯＦＦする。制御部５０は所定の後回転工程を実行したらドラム１の駆動を停止して（Ｔ８時点）、待機状態に入り、次の画像形成開始信号Ｓの入力待ちをする。本実施例では、ドラム１の駆動停止と同時に供給ローラも停止する構成とした。ここで、周期的濃度ムラ画像の発生は、供給ローラが停止している状態で、供給ローラのスポンジ表面が凹んだ状態のまま放置されると、凹み部分でトナーの目詰まりが発生する。そして、画像形成時に凹み部分からの現像ローラへのトナー供給が少なくなることが原因と考えられる。そこで、上記のように、後回転時に、供給ローラ４ｃに対するトナー吐き出しバイアスＶＴを印加することにより、供給ローラ４ｃ表面に付着しているトナーを供給ローラ４から現像ローラ４ｂに向かって吐き出させる。供給ローラ４ｃから現像ローラ４ｂに向かって吐き出されたトナーは、供給ローラ４ｃの回転とともに移動するが、その移動の際に徐々に供給ローラ４ｃから離れ、現像容器４ａ内のトナーＴに拡散する。このように、供給ローラ４ｃからのトナー吐き出しを行うことで、供給ローラ４ｃの表面トナーを除去することができる。これにより、装置が長期間放置されても、供給ローラ４ｃのスポンジ表面にトナーの目詰まりが起こることが抑制されるので、供給ローラ４ｃから現像ローラ４ｂへのトナー供給が不安定になることを防止できる。なお、供給ローラ４ｃにトナー吐き出しバイアスＶＴを印加する所定の期間、即ちＴ５時点からＴ６時点までの期間Ｂとしては、供給ローラ４ｃが一周分以上回転する時間が望ましい。トナー吐き出しバイアスＶＴの設定値としては、その他弊害（現像ローラ４ｂへのリークなど）の発生しない範囲で設定することが望ましい。
【００３２】
（５）トナー吐き出し制御の検証
次に、本実施例の画像形成装置において、図２の（ａ）のように、トナー吐き出し制御を行った場合と、トナー吐き出し制御を行わない場合（比較例）場合の周期的濃度ムラ画像の発生レベルを評価した。評価条件としては、画像形成動作を一度行ってから、画像形成装置を２４時間放置して、再度画像形成動作を行い、出力画像上（ベタ黒）に濃度ムラが発生するかを確認した。評価確認結果を以下の表１に示す。表１において、供給ローラ−現像ローラ間の電圧［Ｖ］は、供給ローラ４ｃから現像ローラ４ｂに向かってトナーを移動させる電界を生じさせるために設定した供給ローラ４ｃと現像ローラ４ｂとの間の電位差［Ｖ］である。後述する表２、表４、表６〜表９の場合も同様である。
【００３３】
【表１】
2011013663.tif 000003
【００３４】
周期的濃度ムラ画像の発生レベル：○＝良好、△＝許容レベル、×＝不良レベル、である。即ち、上記の印字状態により、周期的濃度ムラ画像の評価を行った結果、周期的濃度ムラ画像が良好なものは「○」、若干の濃度ムラが確認されるものは「○△」として評価を行った。また、良くは無いが許容されるレベルであると思われるものは「△」とし、不良なものは、「×」として評価を行った。表１から、電位差０Ｖの設定では周期的濃度ムラ画像の発生を抑制することはできないが、電位差を大きく設定すると周期的濃度ムラ画像の発生を抑制することができる。供給ローラ４ｃと現像ローラ４ｂとの間の電位差を−２５０Ｖ〜−３５０Ｖに設定すると、新品状態から、トナーが消費されて無くなるまでの間において、周期的濃度ムラ画像の発生を抑制することが判明した。
【００３５】
次回、画像形成動作が再開されたときは、前述と同様な動作により、現像が行われる。露光動作していない間の現像を行わない期間（像担持体に形成された潜像を可視化する必要が無い所定の期間）において、供給ローラ４ｃの電圧を次のように制御する。即ち、供給ローラ４ｃから現像ローラ４ｂに向けてトナーを移動させる方向の電界を生じさせるトナー吐き出し電圧にする。これによって、供給ローラ４ｃの表面に付着したトナーを供給ローラ４ｃから吐き出させる。その結果、供給ローラ４ｃの表面にトナーが蓄積、滞留し続けるのが防止されて、供給ローラ４ｃの表面にトナーの目詰まりさせること無く、現像ローラ４ｂに対するトナーの供給が常に良好に行われる。これらのことにより、出力画像に周期的濃度ムラ画像の発生を抑制し、出力画像の画質の低下することを防止できる。
【００３６】
本発明は、上記実施例に限定されるものではない。例えば、上記実施例では、所定の期間Ｂにおいて、供給ローラ４ｃに対する印加バイアスを現像ローラ４ｂよりもマイナス側の電圧に切り換えて、供給ローラ４ｃから現像ローラ４ｂに向けてトナーを移動させる方向の電界を生じさせている。しかし、現像ローラ４ｂに印加するバイアスを供給ローラ４ｃよりもプラス側に切り換えて、供給ローラ４ｃと現像ローラ４ｂの間に、供給ローラ４ｃから現像ローラ４ｂに向かってトナーを移動させる電界を生じさせても良い。また上記実施例では、トナーの吐き出し動作を所定のシーケンスプログラムにより自動的に行っているが、使用者が操作パネル５１やホスト装置５３から指示を行い、その指示信号に基づいて必要時に実行することができるようにしてもよい。また、上記実施例では、後回転時に供給ローラ４ｃから現像ローラ４ｂに向かってトナーを移動させることで、供給ローラの発泡層に含まれるトナー量が減少する。そのため、次の画像形成動作時において、現像ローラ４ｂへのトナー供給量が不足し、画像濃度の低下が発生する場合がある。このような場合には、次の画像形成動作の前に、供給ローラ４ｃにトナーを含ませる動作を実行することが好ましい。すなわち、潜像の可視化を終えて供給ローラの回転を停止した後、供給ローラの回転を再び開始してから潜像を可視化するまでの期間のうち少なくとも一部の期間における現像ローラの電位をＶｄ３、供給ローラの電位をＶｓ３とする。そして、Ｖｓ３−Ｖｄ３がトナーの正規帯電極性と逆極性となるように、制御部によってＶｄ３、Ｖｓ３を制御すれば良い。例えばＶｄ３を−３００Ｖ、Ｖｓ３を−１００Ｖとするのが良い。このように電位を制御することで供給ローラにトナーが引き付けられるような電界が発生するため、供給ローラにトナーを含ませることが可能となる。また、上記のようにＶｄ３とＶｓ３を制御する代わりに、前回転工程における供給ローラ４ｃの回転時間を、前述の吐き出しバイアスが大きいほど長くしてもよい。このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。
【００３７】
［実施例２］
次に、本発明の実施例２について図１の（ａ）、図２の（ｂ）、図３の（ａ）を参照して説明する。実施例１と共通な箇所については同一の符号を付し説明を省略する。本実施例は、画像形成装置の使用履歴に関する情報を検知する第１の検知手段として、現像ローラの駆動回転数に関する情報を検知する回転数計測装置１１０が設けられる。また、画像形成装置の使用環境に関する情報を検知する第２の検知装置として、環境検知装置１２０が設けられる。そして、環境検知装置１２０の検知する環境条件に応じて、供給ローラ４ｃから現像ローラ４ｂに向かってトナーを移動させる電界強度を変える。また、回転数計測装置１１０によって計測された現像ローラ４ｂの駆動回転数に関する情報を記憶装置８０に記憶し、記憶された回転数に応じて、供給ローラ４ｃから現像ローラ４ｂに向かってトナーを移動させる電界強度を変える。本実施例では、制御部５０は、現像カートリッジとしての現像装置４についての新品検知手段３０を有している。また、現像装置４に具備されている記憶装置８０には、新品検知情報４０が格納される。制御部５０は、現像カートリッジとしての新品の現像装置４が装着されて使用された場合には、その直後に、検知した新品情報を記憶装置８０に記憶させておく。即ち、現像装置４に備え付けられた記憶装置８０には、現像装置４の新品検知情報４０（現像装置４が新品であるか否かを識別する情報）が格納されている。制御部５０は新品検知手段（新品検知機能部）３０により、装置本体に装着されている現像装置４が新品であるか否かを、記憶装置８０の新品検知情報４０を読み出すことで認識する。例えば、新品の現像装置は、現像装置４が、新品であるという情報を予め記憶装置８０に入力しておく。こうすることで、新品の現像装置が画像形成装置に装着されたときに、現像装置が新品であると判断することができる。また、画像形成動作を行ったら記憶装置８０の新品検知情報を削除し、現像装置が新品ではなくなることを判断させる。
【００３８】
本実施例の画像形成装置１００には、画像形成装置内部に環境条件を検知する環境検知装置１２０として、例えば温湿度センサーが設けられ、この温湿度センサー１２０により機内の温湿度が計測される。その計測結果が制御部５０に入力する。また、画像形成装置１００は現像ローラ回転数計測装置１１０を有している。現像ローラ回転数は、画像形成動作を行った印字枚数とほぼ比例関係になるため、本実施例における現像ローラ回転数計測装置１１０は、画像形成動作を行った印字枚数をカウントすることにより現像ローラ回転数を検知する。記憶装置８０はその回転数を積算回転数（累積の回転数）として記憶する。制御部５０は、この現像ローラ回転数計測装置１１０によって、画像形成動作、及び、詳しくは、後述する供給ローラと現像ローラ間の電圧の大きさを決定する。本実施例においては、印字枚数を検知することで、現像装置の使用履歴に関する情報を表す現像ローラ回転数を検知したが、現像ローラ駆動時間等を用いて検知してもよく、エンコーダにより現像ローラ回転数を直接検知しても構わない。
【００３９】
ところで、新品の現像装置４によって画像形成動作を印字枚数１０００枚行う度に、２４時間放置し、再度画像形成動作を行う実験を、印字枚数６０００枚まで行った。実験では、上記２４時間放置後の、再度画像形成動作を行った際の周期的濃度ムラ画像の度合いを確認した。表２に実験結果を示す。実験環境条件としては、温湿度センサー１２０で検知する温度、湿度の区域を常温／常湿環境、高温／高湿環境、低温／低湿環境の３パターンで行った。本実施例では、常温／常湿環境は、温度が１８℃〜２５℃、湿度が３０％〜６０％の範囲として区分わけした。高温／高湿環境は、温度が２５℃よりも高い温度、湿度が６０％よりも高い湿度の範囲として区分わけした。低温／低湿環境は、温度が１８℃よりも低い温度、湿度が３０％よりも低い湿度の範囲と区分わけした。
【００４０】
【表２】
2011013663.tif 000004
【００４１】
周期的濃度ムラ画像の発生レベル：○＝良好、○△＝軽微に濃度ムラが確認できるレベル、△＝許容レベル、×＝不良レベルである。そこで、この問題を解決するために、以下に述べる実験を繰り返し、その実験結果に対する評価を行った。低温／低湿環境において、所定の現像ローラ駆動回転数で、供給ローラ４ｃと現像ローラ４ｂに印加するバイアスの電圧値を制御することで、供給ローラ４ｃから現像ローラ４ｂに向かってトナーを移動させる電界の強度を変化させる。このようにして、周期的濃度ムラ画像のサンプルを作成した場合の印字結果（目視評価）を表３に示す。
【００４２】
【表３】
2011013663.tif 000005
【００４３】
周期的濃度ムラ画像の発生レベル：○＝良好、○△＝軽微に濃度ムラが確認できるレベル、△＝許容レベル、×＝不良レベル、である。実験では、印字率１％の印字パターンによって、用紙２枚の間欠印字動作を実施して、周期的濃度ムラ画像の画像サンプルを作成し、評価した。表３の上段の欄に示す「供給ローラ−現像ローラ間の電圧［Ｖ］」は、供給ローラの電位から現像ローラの電位を引いたものである。本実施例ではこの値がマイナス方向に大きいほど、供給ローラ４ｃから現像ローラ４ｂに向かってトナーを移動させる電界の強度が大きくなる。この電位差を、−１００Ｖから−６００Ｖまで、１００Ｖずつ値を変化させて評価を行った。さらに、上記のように、変化させた電界の強度に対して、用紙２枚の間欠印字動作で、初期設置時から、６０００枚まで、１０００枚分の印字動作を行った後に、周期的濃度ムラ画像の評価を行った。そして、上記の印字状態により、周期的濃度ムラ画像の評価を行った結果、周期的濃度ムラ画像が発生せず良好なものは「○」、若干の濃度ムラが確認されるものは「○△」として評価を行った。また、良くは無いが許容されるレベルであると思われるものは「△」とし、不良なものは「×」として評価を行った。表３に示すように、印字枚数が増えるほど周期的濃度ムラ画像の発生レベルが低下しているのがわかる。これは、印字枚数が増えるほど、現像ローラの回転に伴ってトナーが摺擦されてトナーが劣化し、トナーの帯電性が低下するので、バイアスを印加してもトナーが吐き出されにくくなるためと考えられる。したがって、表４に示すように、印字枚数に応じて、供給ローラと現像ローラの電位差を変えることで、寿命初期から６０００枚まで、周期的濃度ムラ画像の発生を抑制することができる。また、表４には低温／低湿環境の場合でも周期的濃度ムラ画像が発生しないような制御を示したが、表２に示したように、高温／高湿環境の方が低温／低湿環境よりも周期的濃度ムラ画像が発生しにくいため、表４−１のように、環境に応じて電位差を制御してもよい。表４−１のように、低温／低湿環境よりも高温／高湿の方が電位差を小さくすることで、必要以上の電圧をかけることなく効率的に周期的濃度ムラ画像の発生を抑制することができる。なお、必要以上の電圧を印加しても、周期的濃度ムラ画像の発生を抑制する効果は得られるが、強い電圧を印加する時間が長くなると、装置の耐久末期において現像ローラ上にトナーが融着する弊害が発生することがある。したがって、表４−１のように環境や印字枚数に応じて電位差を変更することで、そのような弊害を発生することなく周期的濃度ムラ画像の発生を抑制することができる。本実施例では、温度と湿度の両方に基づいて電位差を決定したが、温度と湿度のうち少なくとも一方に基づいて電位差を決定することで周期的濃度ムラ画像の発生を抑制できる。温度だけに基づいて電位差を変更する場合は温度が低いほど電位差を大きくし、湿度だけに基づいて電位差を変更する場合は湿度が低いほど電位差を大きくすればよい。温度や湿度によって周期的濃度ムラ画像の発生し易さが変わるのは、温度や湿度によってトナーの流動性が変わる（温度や湿度が低いほどトナーの流動性が低下する）ことに起因��ると考えられる。
【００４４】
【表４】
2011013663.tif 000006
【００４５】
本実施例の特徴である供給ローラバイアスと現像ローラバイアスの電圧決定フローについて図３の（ａ）を用いて説明する。画像形成装置１００の本体電源がＯＮ、即ち、メイン電源スイッチＳＷがＯＮされたら（ステップＳ３００）、制御部５０は、直ちに、装置本体に装着されている現像装置４が新品であるか否かの検知を開始する（Ｓ３０１）。新品検知手段３０により、記憶装置８０内に新品検知情報４０があるか否かの判断を行う（Ｓ３０２）。新品検知を行った結果、新品検知情報４０があれば、記憶装置８０内の新品検知情報を消去し、これと同時に、現像ローラ回転数の測定中信号を記憶装置８０に書き込む（Ｓ３０３）。次に、環境検知装置（温湿センサー）１２０により、画像形成装置内の温湿度を検知する（Ｓ３０４）。現像ローラ回転数計測装置１１０により、現像ローラ回転数計測を開始する（Ｓ３０５）。現像ローラ回転数の値が、所定の値になったことを制御部５０が検知すると、制御部５０は、現像ローラ回転数測定値を読み込み、記憶装置８０に現像ローラ駆動回転数情報を書き込む（Ｓ３０８）。同時に、制御部５０は、表４、表４−１に示したように、現像ローラ回転数（印字枚数）と環境条件に応じて、供給ローラ−現像ローラ間の電位差を決定する（Ｓ３０９）。その後、画像形成動作を開始する（Ｓ３１０）。制御部５０は、Ｓ３１０で開始した画像形成動作が終了したら、現像ローラと供給ローラの電位差を、後回転時における一部の期間においてＳ３０９で決定した電位差に制御することでトナー吐き出し動作を実行する。本実施例によれば、画像形成装置の置かれている環境条件が変化しても、現像装置の寿命を通して、周期的濃度ムラ画像の発生を抑制することができ、安定した画像を出力することができる。
【００４６】
［実施例３］
図３の（ｂ）は本実施例３における画像形成装置１００の要部の概略構成図及び制御系統のブロック図である。本実施例３の画像形成装置は、実施例１や２の画像形成装置において、ドラム１、帯電ローラ２、現像装置４、クリーニング装置８の４つの機器をカートリッジ枠体９１に組み付けてプロセスカートリッジ９０にしている。即ち、上記の機器１・２・４・８を一括して画像形成装置１００の装置本体に対して着脱可能なカートリッジ９０にしている。ここで、プロセスカートリッジとは、潜像が形成される像担持体と、プロセス手段としての、例えば、帯電手段、現像装置、クリーニング手段等の少なくとも１つとを一体的にカートリッジ化して画像形成装置の装置本体に着脱可能とするものである。また、像担持体と現像装置とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置の装置本体に着脱可能とするものである。
【００４７】
カートリッジ９０は、現像装置４を保持する現像枠体（現像ユニット）と、ドラム１と帯電ローラ２とクリーニング装置８を取り付けたクリーニング枠体（ドラムユニット）を一体に結合することによってカートリッジ化されている。カートリッジ９０は、使用者によって、画像形成装置の装置本体に設けたカートリッジ装着手段１０１に対して所定の要領にて取り外し可能に装着される。従って、サービスマンによらず使用者が自身で装置のメンテナンス、消耗品を交換することができる。プロセスカートリッジ９０は装置本体に対して所定に装着された状態において、装置本体側の駆動手段（不図示）からドラム１・現像ローラ４ｂ・供給ローラ４ｃ・トナー送り部材４ｇを駆動するための駆動力が伝達可能となる。また、装置本体側の帯電バイアス生成回路４８から帯電ローラ２に対して、本体体側電気接点４８ｂとカートリッジ側電気接点４８ａを介して帯電バイアスが印加可能となる。また、装置本体側の現像ローラバイアス生成回路４７から現像ローラ４ｂに対して、本体側電気接点４７ｂとカートリッジ側電気接点４７ａを介して現像ローラバイアスが印加可能となる。また、装置本体側の供給ローラバイアス生成回路４９から供給ローラ４ｃに対して、本体側電気接点４９ｂとカートリッジ側電気接点４９ａを介して供給ローラバイアスが印加可能となる。また、プロセスカートリッジ９０は装置本体に対して所定に装着されている状態においてプロセスカートリッジ９０に具備させた記憶装置８０の情報伝達部８１が装置本体側の情報伝達部８２と対向した状態になる。これにより、記憶装置８０と制御部５０との間で通信手段である情報伝達部８１・８２を介して電気的な情報の授受が可能となっている。記憶装置８０は、画像形成装置やプロセスカートリッジ９０の使用状態に関する情報を記憶する。制御部５０のデータ書き込み・読み出し機能部は記憶装置８０に対して情報伝達部８１・８２を介して情報の読み書きをする。
【００４８】
このようなプロセスカートリッジ着脱方式の画像形成装置についても、実施例１や２の画像形成装置と同様のトナー吐き出し制御構成を適用して同様の効果を得ることができる。本実施例によれば、実施例１や２の画像形成装置と同様に、所定の画像形成動作、所定の現像ローラの回転数により、正確かつ確実に現像ローラ駆動回転数の情報が記憶装置８０に書き込まれ、周期的濃度ムラ画像の発生を抑制すすることができる。カートリッジ９０を抜き差しした前後であっても、安定した出力画像を出力することができる。上記の構成を取ることにより、ユーザビリティは飛躍的に向上し、又メーカの負担をも低減することができる。
【００４９】
［実施例４］
図４の（ａ）は本実施例４の画像形成装置１００の要部の概略図である。本実施例４における画像形成装置は転写方式電子写真プロセスを用いた、インライン方式（タンデム方式）のフルカラーレーザビームプリンタである。図１の（ａ）や図３の（ｂ）の画像形成装置１００と共通する構成部材・部分には同じ符号を付して再度の説明を省略する。Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋはそれぞれフルカラー画像の色分解成分色に対応するイエロー（Ｙ）・マゼンタ（Ｍ）・シアン（Ｃ）・ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成する第１〜第４の４つの独立した画像形成ステーション（作像ステーション）である。この第１〜第４の画像形成ステーションは装置本体内に下から上に順に縦一列に並行配置されている。図４の（ｂ）は１つの画像形成ステーション部分の拡大図である。各画像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｋは、それぞれ、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（ドラム）１、帯電ローラ２、レーザ光学装置３、現像装置４、クリーニング装置８等の電子写真プロセス機器を有している。第１の画像形成ステーションＹの現像装置４にはトナーとしてＹ色のトナーが収納されている。第２の画像形成ステーションＭの現像装置４にはトナーとしてＭ色のトナーが収納されている。第３の画像形成ステーションＣの現像装置４にはトナーとしてＣ色のトナーが収納されている。第４の画像形成ステーションの現像装置４にはトナーとして色のトナーが収納されている。
【００５０】
１１は各画像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｋのドラム１に形成されたトナー像を記録材Ｐに転写させる静電転写ユニットである。この静電転写ユニット１１には、すべてのドラム１に対向し、かつ接するように循環移動するエンドレスの静電ベルト１２が駆動ローラ１３と従動ローラ１４の間に掛け渡されて縦方向に支持されて配設されている。そして、ベルト１２の内側には各画像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｋのドラム１にそれぞれ対応する転写ローラ７がベルト１２を挟んでドラム１に対して弾性的に押圧付勢されて並設されている。転写ローラ７には高圧印加可能のスポンジ状ウレタンゴム製ローラを用いている。ベルト１２の下端部側には、ベルト１２に当接させて静電吸着ローラ１５が配設されている。ベルト１２の上方部には定着装置１０が配設されている。画像形成シーケンスの所定の制御タイミングに合わせて各画像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｋが順次に駆動され、各ドラム１が矢印Ａの時計回り方向に回転駆動される。また、静電転写ユニット１１のベルト１２が駆動ローラ１３により反時計方向に各ドラム１の回転周速度に対応した周速度で回転駆動される。
【００５１】
ベルト１２もドラム１の回転方向に順方向にドラム１と同じ周速度をもって回転駆動される。ベルト１２は、ＰＥＴ樹脂にカーボンブラックを分散して１×１０１０Ωｃｍに抵抗調整された厚み１３０μｍの単層樹脂ベルトであり、背面側に接着されたリブ（不図示）によってベルトの蛇行や、寄りを規制する構成となっている。各ドラム１はその回転過程で帯電ローラ２により所定の極性（本実施例では負極性）及び電位に均一に帯電処理される。その帯電処理面に対してレーザ光学装置３より出力される画像データに応じて変調されたレーザ光Ｌによる像露光がなされて、各ドラム１に静電潜像が形成される。その静電潜像が現像装置４によってトナー像として現像（本実施例では負極性トナーを用いた反転現像）される。これによって、各画像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｋのドラム１の面にそれぞれ電子写真プロセスによりフルカラー画像の色分解成分色像である、Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、色の各色のトナー像が所定のシーケンス制御タイミングにて形成される。
【００５２】
一方、所定の制御タイミングにおいて、給送部（不図示）から記録材Ｐが１枚宛て給送される。その記録材Ｐの先端がその時点では回転停止状態にあるレジストローラ対５のニップ部に突き当って受け止められて一旦停止する。そして、ベルト１２の回転とドラム１に形成されるトナー像との同期をとって、レジストローラ対５が回転駆動される。これによって記録材Ｐが転写入口ガイド１６に案内されて静電吸着ローラ１５とベルト１２の間へ給送される。記録材Ｐは静電吸着ローラ１５とベルト１２とによって挟み込まれてベルト１２の外周に圧接する。かつベルト１２と静電吸着ローラ１５との間に電圧が印加される。これにより、誘電体である記録材Ｐとベルト１２の誘電体層に電荷を誘起させる。そして記録材Ｐがベルト１２の外周に静電吸着する。これにより、記録材Ｐはベルト１２に安定して吸着され、ベルト１２の移動によって最下流の転写部まで搬送される。その搬送過程で第１〜第４の各画像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｋの各転写部にて各画像形成ステーションのドラム１の面にそれぞれ形成されるＹ色、Ｍ色、Ｃ色、色の各トナー像の重畳転写を順次に受ける。これにより記録材Ｐの面に未定着のフルカラートナー像が合成形成される。４色のトナー像の重畳転写を受けた記録材Ｐは、ベルト駆動ローラ１３の曲率によりベルト１２から曲率分離して定着装置１０に搬入され、複数色のトナー像が記録材Ｐの表面に加熱定着され、カラー画像形成物として排出部（不図示）に排出される。第１〜第４の各画像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｋにおいて、記録材Ｐへのトナー像転写後のドラム１はクリーニング装置８によって転写残トナー等の残存付着物が掻き取られてクリーニングされ、つぎの画像形成に備える。
【００５３】
各画像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｋにおいて、ドラム１、帯電ローラ２、現像装置４、クリーニング装置８の４つの機器をカートリッジ枠体９１に組み付けて一括して画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジ９０にしている。各画像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｋのドラム１は直径３０ｍｍの負帯電ＯＰＣ感光体であり、本実施例における画像形成装置のプロセススピードは５０ｍｍ／ｓｅｃである。各画像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｋの帯電装置は、それぞれ、実抵抗１×１０６Ωの帯電ローラ２をドラム１に総圧９．８Ｎで従動当接させて帯電を行うＤＣ接触帯電方式である。帯電ローラ２は、それぞれ、帯電バイアス生成回路４８により−１０５０ＶのＤＣ電圧が印加されて、ドラム１の表面は一様に暗部電位ＶＤ−５００Ｖに帯電される。そのドラム１のレーザ露光された部分は明部電圧ＶＬ−１００Ｖとなり、これによりドラム１上に静電潜像が形成される。レーザ露光の書き出しは、主走査方向（記録材の進行と直交方向）では走査ライン毎にＢＤと呼ばれるポリゴンスキャナー内の位置信号から、副走査方向（記録材の進行方向）は記録材搬送路内のスイッチを起点とするＴＯＰ信号から、所定の時間遅延させて行う。これにより、各画像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｋでは常に記録材上の同じ位置に露光を行える構成となっている。
【００５４】
各画像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｋの現像装置４は、図１の（ａ）や図３の（ｂ）の画像形成装置の現像装置４と同様に、負帯電性の非磁性一成分トナーを用いた接触型の反転現像装置である。即ち、トナーは磁性体を含まない非磁性一成分現像剤、所謂ノンマグトナーであり、一成分接触現像方式によって現像される。現像ローラ４ｂはドラム１に対して順方向に１７０％の周速で回転し、制御部５０の信号によって可変可能の電圧が現像ローラバイアス生成回路４７から印加されて現像が行われる。本実施例の画像形成装置は、現像装置として、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色の現像装置を備え、各色毎のトナー像を形成するインライン方式のカラー画像形成装置である。そして、使用状態に関する情報として、個々の現像装置４の現像ローラ４ｂの回転数に関する情報を記憶し、記憶された回転数に応じて、供給ローラ４ｃから現像ローラ４ｂに向かってトナーを移動させる電圧の大きさを変える構成について説明を行う。
【００５５】
カラー画像形成装置１００は、使用する環境の変化、プリント枚数などの諸条件によって画像濃度が変動すると、本来の正しい色調が得られなくなってしまう。上述の画像形成装置において、露光動作終了時点にから、現像ローラバイアスと、供給ローラバイアスとの間に、電圧差を設置しなかった場合（比較例）において、各ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｋにおいて、周期的濃度ムラ画像の比較評価を行った。前述した実験装置により、画像形成動作を一度行ってから、２４時間放置させて、再度画像形成動作を行い、出力画像上（ベタ黒）に濃度ムラが発生するかを確認した。以下、評価結果を表５に示す。
【００５６】
【表５】
2011013663.tif 000007
【００５７】
周期的濃度ムラ画像の発生レベル：○＝良好、○△＝軽微に濃度ムラが確認できるレベル、△＝許容レベル、×＝不良レベル、である。上記の実験結果から、各色の現像装置によって、周期的濃度ムラ画像の発生レベルに差が生じることがわかった。これは、Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の各トナーによって、トナーの帯電量が異なり、Ｙ色、Ｍ色、Ｃ色、Ｋ色の各トナーによって、供給ローラ４ｃから現像ローラ４ｂへの供給される量がことなることが判明した。特に、トリボの高いＣ色トナー、Ｋ色トナーは、供給ローラ表面にとどまるトナーが多くなりやすいことが確認された。上記の実験結果を、表６（Ｙ色トナー）、表７（Ｍ色トナー）、表８（Ｃ色トナー）、表９（Ｋ色トナー）に示す。
【００５８】
【表６】
2011013663.tif 000008
【００５９】
【表７】
2011013663.tif 000009
【００６０】
【表８】
2011013663.tif 000010
【００６１】
【表９】
2011013663.tif 000011
【００６２】
そこで、本実施例では、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の現像装置４に対して、供給ローラ４ｃと現像ローラ４ｂとの間に印加する電圧を、それぞれ設定した。こうすることで、各色の現像装置４について、それぞれ、最適な供給ローラ４ｃと現像ローラ４ｂとの電圧を設定する。これにより、周期的濃度ムラ画像の発生を抑制し、カラー画像形成装置を用いて、使用する環境の変化、プリント枚数などの諸条件が、変わったとしても、本来の正しい色調が得られるようになる。本発明の構成を、上述したカラー画像形成装置１００に適用し、周期的濃度ムラ画像が発生しやすい、低温・低湿環境（１５℃／１０％）において、本実施例と比較例とを比較評価した結果を以下の表１０に示す。尚、画像形成動作は、現像装置の寿命である５０００枚まで、２枚印字毎に起動、停止を繰り返す画像形成動作を行った場合に、周期的濃度ムラ画像の発生レベルを比較した。
【００６３】
【表１０】
2011013663.tif 000012
【００６４】
周期的濃度ムラ画像の発生レベル：○＝良好、○△＝軽微に濃度ムラが確認できるレベル、＝△：許容レベル、×＝不良レベル、である。上記の実験結果により、現像ローラ４ｂと供給ローラ４ｃとの間に、最適な電圧を設けることで、周期的濃度ムラ画像の発生を抑制することを確認した。こうすることで、各色の現像装置においても、周期的濃度ムラ画像の発生がなく、安定した出力画像が得られるようになり、良好な色バランスの多色画像を得ることができた。上記の構成を取ることにより、環境条件と耐久枚数条件においても、画像出力を安定することができ、良好な色バランスの多色画像を得ることができ、一層安定した濃度の出力画像を得ることができ、良好な色バランスの多色画像を得ることができる。
【００６５】
実施例においては、プロセスカートリッジ９０は、像担持体１と、これに作用するプロセス手段としての帯電手段２・現像装置４・クリーニング手段８とを一体的にカートリッジ化したプロセスカートリッジであるが、これに限られるものではない。即ち、プロセスカートリッジ９０は、少なくとも、像担持体１に形成された潜像をトナーＴによって顕像化するための現像装置４を含むものであればよい。像担持体１はトナーＴで現像される潜像が形成される部材である。実施例のように、電子写真プロセスにおける電子写真感光体の他、静電記録プロセスにおける静電記録誘電体、磁気記録プロセスにおける磁気記録磁性体等が挙げられる。また、現像装置４は、実施例のように、トナー担持体４ｂを像担持体１に接触させた接触式の現像装置に限られない。現像装置４は、ジャンピング現像方式のように、トナー担持体４ｂを像担持体１に対して所定の僅少な隙間を存して非接触に近接して対向配設した構成のものであっても良い。
【符号の説明】
【００６６】
１：感光ドラム、２：帯電ローラ、３：レーザスキャナー、４：現像装置、８：クリーニング装置、１０：定着装置、４７：現像ローラバイアス生成回路、４８：帯電バイアス生成回路、４９：供給バイアス生成回路、５０：制御部、８０：記憶装置、１００：画像形成装置
【図１】
2011013663.tif 000013
【図２】
2011013663.tif 000014
【図３】
2011013663.tif 000015
【図４】
2011013663.tif 000016