(57)【要約】【課題】ＡＣ＋ＤＣ印加の接触帯電方式、接触現像方式の画像形成装置において、簡潔な構成で像担持体表面から効率良く残留現像剤を除去出来る様にし、クリーニング不良が発生し難い画像形成装置を安価に提供する。【解決手段】像担持体１に対する現像剤担持体８ａの押付け圧を０．８８Ｎ／ｃｍ以上１．７６Ｎ／ｃｍ以下とし、且つ帯電部材２に印加する電圧のＡＣピーク間電圧を２．０ｋＶｐｐ未満とした事を特徴とする画像形成装置。【選択図】図１
2004117962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体に対し、帯電部材を接触させた状態で該帯電部材に直流成分に交流成分を重畳した電圧を印加することにより、前記像担持体表面の帯電を行う接触帯電手段と、前記像担持体の帯電面に対し静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体表面に形成された静電潜像を、現像剤を担持した現像剤担持体を像担持体に接触させることにより現像を行う接触現像手段と、前記像担持体表面の現像剤像を転写手段により記録材上に転写した後、前記像担持体表面に残留した現像剤を、前記像担持体に当接させた弾性ブレードにより除去するクリーニング手段とを具備する画像形成装置において、
前記像担持体に対する現像剤担持体の押付け圧を０．８８Ｎ／ｃｍ以上１．７６Ｎ／ｃｍ以下とし、且つ帯電部材に印加する電圧のＡＣピーク間電圧を２．０ｋＶｐｐ未満とした事を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
帯電部材に印加するＡＣ電圧を定電流制御する手段を具備し、前記定電流制御手段はＡＣピーク間電圧が帯電電位収束電圧以上２．０ｋＶｐｐ未満の範囲で変化する様に制御を行う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】
複数の現像器を有する現像手段の所望の現像器を順次像担持体と対向する現像位置に移動させて、当該像担持体上に形成された静電潜像を接触現像した後、中間転写体若しくは記録材上に多重転写す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】
少なくとも結着樹脂と着色剤を含有するトナー粒子と、無機微粉体及びハイドロタルサイト類化合物を有する現像剤で、該トナーの画像解析装置で測定した形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１６０であり、且つＳＦ−２の値が１００〜１４０である現像剤を用いて接触現像を行う請求項１乃至３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項５】
画像形成に係わる複数の構成要素と、固有のＡＣ帯電電流目標値を記憶した記憶媒体とを一体化し、画像形成装置本体に着脱自在としたプロセスカートリッジを用いて画像形成を行なう画像形成装置で、少なくとも前記記憶媒体中に格納された固有のＡＣ帯電電流目標値を読み出す手段と、前記ＡＣ帯電電流目標値を参照してＡＣ電流値を変化させるＡＣ電流値変更手段を具備し、ＡＣピーク間電圧が２．０ｋＶｐｐ未満となる様に制御を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項６】
潜像形成手段が露光手段であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項７】
現像剤が球形トナーを含む非磁性一成分現像剤であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【請求項８】
少なくとも接触帯電手段と、記憶媒体とを含む複数の構成要素を一体化し、画像形成装置本体に着脱自在としたプロセスカートリッジで、当該プロセスカートリッジを画像形成装置に装着した際、ＡＣピーク間電圧が放電開始電圧の２倍から２．０ｋＶｐｐ未満となる様、搭載される帯電部材に応じて予め定められた固有のＡＣ帯電電流目標値が、前記記憶媒体中に格納されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式や静電記録方式などによって画像形成を行うプリンター、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置、及びこれらに用いられるプロセスカートリッジに関するものである。
特に、接触現像で像担持体上に形成した静電潜像の可視化を行ない、且つ弾性ブレードを利用して像担持体のクリーニングを行う画像形成装置及びこれらに用いられるプロセスカートリッジに係わるものである。
【０００２】
また、現像器による像担持体上に形成された静電潜像の可視像化工程が、像担持体上の静電潜像と、現像器に具備された現像剤担持体に担持された現像剤層とを接触させながら行なわれる画像形成装置及びこれらに用いられるプロセスカートリッジに係わるものである。
【０００３】
【従来の技術】
図１０に示すのは、像担持体と、前記像担持体上に形成された静電潜像の可視化手段としての接触現像装置、更に弾性ブレードを利用した像担持体のクリーニング装置等を具備し、前記接触現像装置により像担持体上に形成された現像剤像を、記録材上に転写することで画像形成を行うモノカラー画像形成装置の一例である。
【０００４】
１０１は円筒状に形成された像担持体としての感光ドラムである。感光ドラム１０１は、アルミニウム等からなる芯金上に、電荷発生層を形成し、その上層に電荷輸送層を形成した所謂有機感光体である。
【０００５】
接触帯電部材としての帯電ローラ１０２の芯金１０２ａには、画像形成装置本体に備えられた電源（不図示）から芯金に接触させた摺動電極（不図示）を介して交流バイアスと直流バイアスを重畳した振動電圧が印加される。これにより、感光ドラム１０１は矢印Ａ方向に回転しながら、その周面を一様に接触帯電処理されて、所定の電位を得る。
【０００６】
上述の様な接触帯電装置では、コロナ放電方式による帯電装置に比較して、帯電時に発生するオゾンの量が少ないことが知られている。また、接触帯電装置にも交流バイアスと直流バイアスを重畳して印加するＡＣ＋ＤＣ印加方式に対し、直流バイアスのみを印加するＤＣ印加方式とがある。
【０００７】
但し、ＤＣ印加方式の帯電装置の場合には、温度及び湿度等の環境変化により帯電部材の抵抗値が変化すると、それに伴い非帯電部材の帯電電位が変化しやすいという欠点が有った。
【０００８】
一般に、温度が上昇すると帯電部材の抵抗値は小さくなるが、この様なＤＣ印加方式を使用する場合には、常に帯電装置が置かれた環境の温度や湿度を検出し、その検出結果に基づいて帯電部材に印加する電圧や電流を制御することが一般的である（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００９】
次いで、この感光ドラム１０１の帯電処理面に対して、画像形成装置側に搭載されたレーザースキャナ１０４から発せられるレーザー光によって走査露光がなされ、目的の画像情報の静電潜像が形成される。
【００１０】
一方、現像器１０５は、感光ドラム１０１に接触し、矢印Ｂ方向に回転しながら現像を行う現像ローラ１０５ａと、矢印Ｃ方向に回転することにより、現像剤としての非磁性トナーＴ’を前記現像ローラ１０５ａに供給する現像剤供給手段としての供給ローラ１０５ｂと、現像ローラ１０５ａ上のトナーＴ’の塗布量及び帯電量を規制する現像剤規制手段としての現像ブレード１０５ｃと、トナーＴ’を供給ローラ１０５ｂに供給するとともに撹拌を行う撹拌部材１０５ｄ等からなる。
【００１１】
前記静電潜像は、引続き行われる感光ドラム１０１の回転により、現像器１０５との対向部に到達する。
【００１２】
現像器１０５は上記動作と連動し、以下の動作を行う。攪拌部材１０５ｄにより攪拌されたトナーＴ’が、矢印Ｂ方向に回転する現像ローラ１０５ａと、矢印Ｃ方向に回転する供給ローラ１０５ｂとの摺擦により、現像ローラ１０５ａ上に供給される。現像ローラ１０５ａ上のトナーＴ’は、現像ブレード１０５ｃにより所望の帯電量が付与される共に、トナー量（トナー層厚）が規制され、現像ローラ１０５ａ上にトナーＴ’層が担持される。
【００１３】
現像ローラ１０５ａ上に担持されたトナーＴ’層が、感光ドラム１０１と対向する部位に到達すると、現像ローラ１０５ａに不図示の電源から直流現像バイアスを印加され、現像ローラ１０５ａから感光体１０１表面に形成された静電潜像に対してトナーＴ’が転移することによって現像される。一方、現像に寄与せず、現像ローラ１０５ａ表面に残留したトナーＴ’は、供給ローラ１０５ｂを介して現像器１０５内に回収される。
【００１４】
尚、剛体の感光ドラム１０１を用い、現像ローラ１０５ａを前記感光ドラム１０１に接触させて現像行う接触現像器では、一般に弾性を有する材質で現像ローラ１０５ａが構成される。
【００１５】
前述の弾性を有する材質としては、ソリッドゴム等が使用される。また、弾性を有する材質を用いて単層で現像ローラ１０５ａを構成する他にも、例えばソリッドゴム上にトナーへの帯電付与性を考慮して樹脂コーティングを施したもの等が一般に用いられる。
【００１６】
更に感光ドラム１０１上のトナーＴ’は、引続いて行われる感光ドラム１０１の回転により、転写帯電器１０６との対向部に到達し、転写帯電器１０６により転写紙Ｐ上に転写される。転写紙Ｐ上のトナーＴ’は定着器１０７により熱溶融され、定着画像として画像形成装置外部へと排出される。
【００１７】
一方、転写時に感光ドラム１０１上に残ったトナーＴ’は、引続いて行われる感光ドラム１０１の回転により、帯電ローラ１０２に到達して再度帯電が行われる前に、支持板金１０８ｂにウレタンゴム１０８ａを取付て構成したクリーニングブレード１０８によって掻き落とされ、廃トナー収容容器１０９内に蓄積される。
【００１８】
上述した画像形成装置には、廃トナー容器１０９が感光ドラム１０１とクリーニングブレード１０８の支持体を兼ねる様に構成し、前記クリーニングブレード１０８の支持板金１０８ｂ部を廃トナー容器１０９に固定する事により、生産性及びリサイクル性を高めた物が多い。
【００１９】
また、前述の通り、感光ドラム１０１に対して特に弾性を有する現像ローラ１０５ａを当接して配置する画像形成装置では、前述当接部における現像ローラ１０５ａの変形を防止するため、前記感光ドラム１０１と現像器１０５間に当接・離間機構を備えた物も多い。
【００２０】
その機構の一例を、図１１中に示す。現像器１０５は加圧ばね１０５ｅによって感光ドラム１０１表面に現像ローラ１０５ａを押付ける様に配置される。現像時以外は、カム１０５ｆが矢印Ｚ方向に作動することで、支点１０５ｇを軸に現像器１０５を破線で示す位置に移動し、感光ドラム１０１と現像ローラ１０５ａの離間を行う。
【００２１】
更に、図１２のように、異なる色のトナーをそれぞれ収納する複数の現像器（現像手段）１１３ｙ、１１３ｍ、１１３ｃ、１１３ｋを備え、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に応じ形成された感光ドラム１１０上の静電潜像を順次接触現像して多色画像を得る、カラー画像形成装置が良く知られている。
【００２２】
図１２の接触現像方式の現像器を複数個備えた、多色画像形成装置は主に、像担持体としての感光ドラム１１０、前記感光ドラム１１０を一様に帯電する帯電手段としての帯電器１１１、画像情報を与えるレーザースキャナ１１２、各色に対応した複数の現像器１１３ｙ、１１３ｍ、１１３ｃ、１１３ｋを支持する回転現像装置１１３、および中間転写体１１４によって構成されている。
【００２３】
図１３に回転式現像装置１１３の拡大図を示す。この回転式現像装置１１３は、４個の現像器１１３ｙ〜１１３ｋの一つを支持体１１５の回転により現像位置に定置する方式である。回転式現像装置１１３は支持体回転軸１１５ａを中心とする同一円周上に、各現像器１１３ｙ〜１１３ｋの現像用開口面を有している。
【００２４】
現像器１１３ｙ〜１１３ｋは，トナーを感光ドラム１１０との接触部に搬送するため、現像剤担持体である現像ローラ１１６ｙ、１１６ｍ、１１６ｃ、１１６ｋをそれぞれ有している。また、現像ローラ１１６ｙ〜１１６ｋの周囲には、回転しながら現像ローラ１１６ｙ〜１１６ｋ上に非磁性一成分トナーを供給する供給ローラ１１７ｙ、１１７ｍ、１１７ｃ、１１７ｋ及び、現像ローラ１１６ｙ〜１１６ｋ上のトナーに所望の帯電量を与えトナー量を規制する規制ブレード１１８ｙ、１１８ｍ、１１８ｃ、１１８ｋが配設され、また現像ローラ１１６ｙ〜１１６ｋへ現像バイアス電圧を印加する現像バイアス電圧電源１１９（図１２）を具備する。
【００２５】
この回転式現像装置１１５は、現像時にのみ現像器１１３ｙ〜１１３ｋを加圧装置１２０で加圧することにより、現像器１１３ｙ〜１１３ｋ内の現像ローラ１１６ｙ〜１１６ｋと感光ドラム１０１を当接させ、回転式現像装置１１５が回転している間や、非現像時には加圧装置１２０の加圧動作を解除することにより、現像器１１３ｙ〜１１３ｋ内の現像ローラ１１６ｙ〜１１６ｋと感光ドラム１１０を離間する構成とされている。
【００２６】
図１２において、感光ドラム１１０は矢印Ｅ方向に回転され、帯電器１１１によって一様に帯電され、その後レーザースキャナ１１２によって感光ドラム１１０上に静電潜像が形成される。
【００２７】
前述の潜像は、現像器１１３ｙ〜１１３ｋ内のカラー現像剤、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色に対応した潜像である。
【００２８】
詳しく述べると、まず１色目、例えばイエロー現像剤に対応する静電潜像を感光ドラム１１０上に形成し、イエロー現像剤の収容された現像器１０３ｙによって可視化した後、中間転写体１１４に転写する。続いて感光ドラム１１０上の残留トナーを、クリーニング装置１２１で清掃した後、２色目、例えばマゼンタ現像剤に対応する静電潜像を感光ドラム１１０上に形成し、マゼンタ現像剤の収容された現像器１０３ｍによって可視化した後、既に１色目のイエロー可視画像が転写された中間転写体１１４上に重ねて転写する。
【００２９】
前述動作を複数回行った後、中間転写体１１４上に複数層に重ねられた現像剤は転写材Ｐに一括転写され、定着装置１２２によって融解固着される。
【００３０】
尚、先に述べた多色画像形成装置では、非画像形成時に回転現像装置１１５内の現像器１１３ｙ〜１１３ｋを、感光ドラム１１０に対向しない位置で停止させ、現像器１１３ｙ〜１１３ｋに対する加圧も解除することで、感光ドラム１１０と現像ローラ１１６ｙ〜１１６ｋは完全に離間される。また、現像ローラ１０４ａ〜１０４ｄは感光ドラム１０１に当接された位置で、加圧動作が行われた後に駆動力が得られる様に構成される。
【００３１】
また、現像剤の補給や感光ドラム交換等のメンテナンスを容易にすることを目的とし、複数の画像プロセスの構成要素（図１０においては、感光ドラム１０１・帯電ローラ１０２・現像器１０５等）を一体化して、画像形成装置本体と着脱可能なプロセスカートリッジとしたものが実用化されている。
【特許文献１】
特開平９−７９３８３号公報
【特許文献２】
特開平５−６６６６２号公報
【特許文献３】
特公平３−５２０５８号公報
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で説明した通り、像担持体の接触帯電手段としては、比較的容易に安定した帯電性が得られるＡＣ＋ＤＣ印加方式が多く採用される。
【００３３】
また、像担持体である感光ドラムに対し、現像剤担持体である現像ローラを接触させて現像を行う画像形成装置では、現像中に感光ドラムと現像ローラが離間する事の無い様、感光ドラムに対し現像ローラを高い押付け圧によって当接させる事が多い。
【００３４】
更に、回転式現像装置を備える画像形成装置では、前記回転式現像装置は多数の部品によって複雑に構成される事が多く、像担持体に対する現像剤担持体の当接圧を更に高めに設定して安定性を高める場合が多い。
【００３５】
このため、廃トナー容器１０９が感光ドラム１０１とクリーニングブレード１０８の支持体を兼ねる様に構成されたクリーニング装置では、クリーニングブレードの支持板金１０８ｂや、その支持体である廃トナー容器部が前述の現像ローラ１０５ａの押付け圧によって撓むことにより、前記クリーニングブレード１０８を一定の押圧で感光ドラム１０１に当接させる事が難しくなる。
【００３６】
特に、クリーニングブレード１０８の支持板金１０８ｂ部を廃トナー容器１０９に固定した場合、感光ドラムに対するクリーニングブレード１０８の押付け圧の変動を最小限に留めるため、クリーニングブレード１０８の取付けに高い精度と強度が要求される事となる。
【００３７】
本発明はこの様な問題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上記のような画像形成装置について、
▲１▼．簡潔な構成で像担持体表面から効率良く残留現像剤を除去出来る様にし、クリーニング不良が発生し難い画像形成装置を安価に提供する事である。
【００３８】
▲２▼．環境条件によらず安定して像担持体の帯電を行える様にし、出力画像の安定性が高い画像形成装置を提供することである。
【００３９】
▲３▼．簡潔な構成で像担持体表面から効率良く残留現像剤を除去出来る様にし、クリーニング不良が発生し難い多色画像形成装置を安価に提供する事である。
【００４０】
▲４▼．出力画像の品位を向上し、且つクリーニング不良の発生を防止する事である。
【００４１】
▲５▼．像担持体や帯電部材の交換等、画像形成装置のメンテナンス作業に要する使用者の労力を軽減し、簡潔な操作で長期に亘り安定性の高い出力画像が得られる画像形成装置を提供する事である。
【００４２】
▲６▼．少なくとも接触帯電部材を含む複数の構成要素を一体化し、画像形成装置本体に着脱自在としたプロセスカートリッジで、使用者に複雑な操作を強いる事無く前記プロセスカートリッジに搭載される接触帯電部材に応じた諸設定を行え、クリーニング不良や帯電不良等の画像欠陥の発生を安価に防止出来るプロセスカートリッジを提供する事である。
【００４３】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記の構成を特徴とする画像形成装置及びプロセスカートリッジである。
【００４４】
（１）像担持体と、該像担持体に対し、帯電部材を接触させた状態で該帯電部材に直流成分に交流成分を重畳した電圧を印加することにより、前記像担持体表面の帯電を行う接触帯電手段と、前記像担持体の帯電面に対し静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体表面に形成された静電潜像を、現像剤を担持した現像剤担持体を像担持体に接触させることにより現像を行う接触現像手段と、前記像担持体表面の現像剤像を転写手段により記録材上に転写した後、前記像担持体表面に残留した現像剤を、前記像担持体に当接させた弾性ブレードにより除去するクリーニング手段とを具備する画像形成装置において、
前記像担持体に対する現像剤担持体の押付け圧を０．８８Ｎ／ｃｍ以上１．７６Ｎ／ｃｍ以下（９０ｇ／ｃｍ以上１８０ｇ／ｃｍ以下）とし、且つ帯電部材に印加する電圧のＡＣピーク間電圧を２．０ｋＶｐｐ未満とした事を特徴とする画像形成装置。
【００４５】
上記手段を用いる事で、帯電部材の振動に伴う像担持体表面の変位が抑えられ、前述の通り変位する像担持体表面に追従するために、厳密に管理されていた像担持体に対する弾性ブレード部材の当接圧の製造公差を比較的大きく設定する事が出来る。
【００４６】
また、像担持体に対する接触現像手段の押圧により変動する、像担持体に対する弾性ブレード部材の当接圧の変化量が抑えられ、前記弾性ブレードを支持する支持体を比較的簡素に構成する事が出来るため、球形トナーを含む非磁性一成分現像剤のクリーニングが安定して行え、しかも前述のクリーニング手段を備えた画像形成装置を安価に提供する事が可能となる。
【００４７】
（２）帯電部材に印加するＡＣ電圧を定電流制御する手段を具備し、前記定電流制御手段はＡＣピーク間電圧が帯電電位収束電圧以上２．０ｋＶｐｐ未満の範囲で変化する様に制御を行うことを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。
【００４８】
上記手段を用いることにより、幅広い環境条件下において砂地と呼ばれる画像不良やクリーニング不良を発生させる事無く、安定して品位の高い出力画像を得る事が出来る。
【００４９】
（３）複数の現像器を有する現像手段の所望の現像器を順次像担持体と対向する現像位置に移動させて、当該像担持体上に形成された静電潜像を接触現像した後、中間転写体若しくは記録材上に多重転写することを特徴とする（１）又は（２）に記載の画像形成装置。
【００５０】
上記手段を用いることにより、幅広い環境条件下において砂地と呼ばれる画像不良やクリーニング不良を発生させる事無く、安定して品位の高い多色画像を得る事が出来る。
【００５１】
（４）少なくとも結着樹脂と着色剤を含有するトナー粒子と、無機微粉体及びハイドロタルサイト類化合物を有する現像剤で、該トナーの画像解析装置で測定した形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１６０であり、且つＳＦ−２の値が１００〜１４０である現像剤を用いて接触現像を行う（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００５２】
上記手段を用いれば、現像剤中に具有するハイドロタルサイト類化合物の量を加減する事により、高いすり抜け性を有していた現像剤の流動性を容易にコントロールすることが可能となり、弾性ブレードを用いて像担持体表面から現像剤を除去し易くなる。また、上述の形状係数を有する球形トナーを用いる事で高い現像性と転写性が得られ、出力画像の品位を高める事が出来る。
【００５３】
（５）画像形成に係わる複数の構成要素と、固有のＡＣ帯電電流目標値を記憶した記憶媒体とを一体化し、画像形成装置本体に着脱自在としたプロセスカートリッジを用いて画像形成を行なう画像形成装置で、少なくとも前記記憶媒体中に格納された固有のＡＣ帯電電流目標値を読み出す手段と、前記ＡＣ帯電電流目標値を参照してＡＣ電流値を変化させるＡＣ電流値変更手段を具備し、ＡＣピーク間電圧が２．０ｋＶｐｐ未満となる様に制御を行うことを特徴とする（１）乃至（４）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００５４】
上記手段を用いれば、プロセスカートリッジの交換という簡単な操作のみで、像担持体や帯電部材等の消耗部材の交換が容易に行える様になるため、諸々のメンテナンス作業に係わる使用者の労力を軽減出来、且つ長期に亘り安定した出力画像を得られる様になる。また、前述交換作業により帯電部材の特性が変化しても、記憶媒体内に記憶された固有のＡＣ帯電電流目標値に応じてＡＣピーク間電圧が２．０ｋＶｐｐ未満となる様にコントロールされるため、クリーニング不良の発生を防止出来る。
【００５５】
（６）潜像形成手段が露光手段であることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００５６】
（７）現像剤が球形トナーを含む非磁性一成分現像剤であることを特徴とする（１）乃至（６）のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【００５７】
（８）少なくとも接触帯電手段と、記憶媒体とを含む複数の構成要素を一体化し、画像形成装置本体に着脱自在としたプロセスカートリッジで、当該プロセスカートリッジを画像形成装置に装着した際、ＡＣピーク間電圧が放電開始電圧の２倍から２．０ｋＶｐｐ未満となる様、搭載される帯電部材に応じて予め定められた固有のＡＣ帯電電流目標値が、前記記憶媒体中に格納されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【００５８】
上記手段を用いれば、プロセスカートリッジに搭載された記憶媒体の情報を、プロセスカートリッジに組み込まれる帯電部材に対して印加するＡＣ帯電電流値の決定に利用出来、画像形成装置本体に複雑な検知手段を設ける事無く、前記帯電部材に対し最適な帯電電流を印加して画像形成を行える。
【００５９】
よって、当該プロセスカートリッジを装着して画像形成を行う様々な画像形成装置本体において、帯電不良やクリーニング不良等の画像欠陥の発生を防止する事が出来る。
【００６０】
【発明の実施の形態】
〈実施例１〉
図１に示すのは、本発明の第１の実施例である画像形成装置の模式図である。
【００６１】
本実施例の画像形成装置では、像担持体である感光ドラム１に対し接触帯電手段である帯電ローラ２を接触させ、前記帯電ローラ２に直流成分に交流成分を重畳した電圧を印加することにより、前記感光ドラム１表面の帯電を行う。
【００６２】
また、本画像形成装置が画像形成を行う過程で前記像担持体表面に形成された静電潜像を、球形トナーを含む非磁性一成分現像剤を用いた接触現像手段によって現像する。
【００６３】
尚、前記感光ドラム１表面に残留した現像剤を除去するため、金属性の支持板金３ａとウレタンゴム部３ｂで構成されるクリーニングブレード３と、前記クリーニングブレード３の両端を支持し、且つ前記クリーニングブレード３により感光ドラム１表面から回収された現像剤の収容部を兼ねた廃現像剤容器４から成るクリーニング装置５が備えられる。
【００６４】
更に、本画像形成装置では、前記像担持体に対する現像剤担持体の押付け圧を０．８８Ｎ／ｃｍ以上１．７６Ｎ／ｃｍ以下（９０ｇ／ｃｍ以上１８０ｇ／ｃｍ以下）とし、且つ帯電部材に印加する電圧のＡＣピーク間電圧を２．０ｋＶｐｐ未満とした事を特徴とする。
【００６５】
以下に、図１の画像形成装置で行われる、画像形成動作の詳細について説明する。
【００６６】
図１において、感光ドラム１はアルミニウム等からなる芯金１ａ上に、電荷発生層１ｂを形成し、その上層に電荷輸送層１ｃを形成した所謂有機感光体である。
帯電ローラ２の芯金２ａには、画像形成装置本体に備えられた電源部６から芯金２ａに接触させた摺動電極（不図示）を介して、ＡＣバイアスとＤＣバイアスを重畳した振動電圧が印加される。これにより、感光ドラム１は図１中矢印Ａ方向に回転しながら、その周面を一様に接触帯電処理されて、所定の電位（重畳して印加されるＤＣバイアス値に倣う）を得る。
【００６７】
電源部６から印加される振動電圧において、ＡＣバイアスの電流値は常に一定となる様に定電流制御手段により定電流制御が行われる。即ち、帯電ローラ２の抵抗等の諸条件の変遷により、電源部６の負荷が変化した場合、前記帯電ローラ２に印加されるバイアスにおいて、ＡＣ電流値は一定に保たれたままＡＣピーク間電圧のみが変化する事になる。
【００６８】
そこで、本画像形成装置を代表的な環境に設置した際、帯電ローラ２に印加される前記ＡＣバイアスの電流値とＡＣピーク間電圧の相関をグラフにし、図２に示した。
【００６９】
図２のグラフからは、各部材の抵抗値が上昇しがちな低温低湿環境下でＡＣピーク間電圧が大きくなり、その逆に各部材の抵抗値が下降しがちな高温高湿環境下でＡＣピーク間電圧が小さくなることが分かる。
【００７０】
更に、本実施例の画像形成装置においてＡＣピーク間電圧を変化させ、感光ドラム１表面の帯電電位の推移を調べた結果を図３のグラフに示した。
【００７１】
図３のグラフから、ＡＣピーク間電圧を増加させていくと、あるピーク間電圧値から感光ドラム１表面の電位が重畳して印加しているＤＣバイアス値に倣って一定となり、そのピーク間電圧値が約１．４ｋＶｐｐであることが分かる。
【００７２】
即ち、ピーク間電圧値が約１．４ｋＶｐｐを超えると帯電ローラ２より安定した放電が繰り返し行われ、感光ドラム１の表面電位が所定の値（同時に重畳されるＤＣバイアスの値に倣う）　に帯電される。尚、帯電ローラ２より安定した放電が繰り返し行われ、感光ドラム１の表面電位が安定するピーク間電圧値１．４ｋＶｐｐを、本実施例における帯電電位収束電圧と定義する。
【００７３】
また、感光ドラム１からの現像剤Ｔ’のクリーニング性を鑑み、帯電ローラ２への印加バイアスの設定を慎重に行う必要が有るが、その詳細は後述することにする。
【００７４】
次いで、この感光ドラム１の帯電処理面に対して、画像形成装置側に搭載されたレーザースキャナ７から発せられるレーザー光によって走査露光がなされ、目的の画像情報の静電潜像が形成される。
【００７５】
一方、現像器８は、感光ドラム１に接触し、図１中矢印Ｂ方向に回転しながら現像を行う現像ローラ８ａと、図１中矢印Ｃ方向に回転することにより、現像剤としての非磁性現像剤Ｔ’を前記現像ローラ８ａに供給する現像剤供給手段としての供給ローラ８ｂと、現像ローラ８ａ上の現像剤Ｔ’の塗布量及び帯電量を規制する現像剤規制手段としての現像ブレード８ｃと、現像剤Ｔ’を供給ローラ８ｂに供給するとともに撹拌を行う撹拌部材８ｄ等からなる。
【００７６】
攪拌部材８ｄにより攪拌された現像剤Ｔ’が、図１中矢印Ｂ方向に回転する現像ローラ１０８ａと、図１中矢印Ｃ方向に回転する供給ローラ８ｂとの摺擦により、現像ローラ８ａ上に供給される。
【００７７】
現像ローラ８ａ上の現像剤Ｔ’は、現像ブレード８ｃにより所望の帯電量が付与される共に、現像剤量（現像剤層厚）が規制され、現像ローラ８ａ上に現像剤Ｔ’層が担持される。
【００７８】
本実施例の画像形成装置において、非画像形成時に現像ローラ８ａは、従来例の説明に用いた図１１の当接・離間機構により感光ドラム１と離間される。
【００７９】
また、引続き行われる感光ドラム１の回転により、前記静電潜像が現像器８との対向部に到達すると、現像ローラ８ａに不図示の電源から直流現像バイアスが印加される。
【００８０】
続いて、前述の当接・離間機構により現像ローラ８ａが感光ドラム１に当接され、現像剤Ｔ’が現像ローラ８ａから前記静電潜像に対して転移することによって現像が行なわれる。
【００８１】
尚、現像に寄与せず、現像ローラ８ａ表面に残留した現像剤Ｔ’は、供給ローラ８ｂを介して現像器８内に回収される。
【００８２】
ここで、感光ドラム１に対する現像ローラ８ａの押付け圧と、現像中に感光ドラム１と現像ローラ８ａが離間する事によって発生する「画像抜け」、及び感光ドラム１からの現像剤Ｔ’のクリーニング性との間には強い相関が見られたが、その詳細は後述する。
【００８３】
また、現像ローラ８ａの押付け圧は、図１６に示す様な測定器を用いて測定を行い、以下の通りに定義されたものである。
【００８４】
図１６において、３１は感光ドラム１と同一の外径を有し、感光ドラム１の回転軸方向に幅１ｃｍの円柱形状を採るダミードラムである。前述のダミードラム３１は、回転軸３１ａを中心に自在に回転出来る様、支持部材３２に取付けられている。前記支持部材３２は荷重センサ３３に連結され、前記荷重センサ３３の出力値はアンプ３４で増幅する事により電圧計３５で読取る事が出来る。
【００８５】
実際に現像ローラ８ａの押付け圧を測定するには、感光ドラム１に代え、画像形成装置本体に前記ダミードラム３１を装着した上で、感光ドラム１表面に対して現像ローラ８ａを押圧しながら、画像形成時と同様に互いの部材を回転駆動させ、電圧計３５の値を読取る。この際、予め求めておいた単位電圧当りの荷重を、前記電圧計３５の読取り値に対応させる事で、現像ローラ８ａの押付け圧が算出される。
【００８６】
また、現像ローラ８ａの押付け圧のコントロールは、（図１中に不図示）の加圧ばねの反発力の強さを増減する事により行なう。
【００８７】
一方、感光ドラム１上の現像剤Ｔ’像は、引続いて行われる感光ドラム１の回転により、転写ローラ９との対向部に到達し、転写ローラ９により転写紙Ｐ上に転写される。転写紙Ｐ上の現像剤Ｔ’は定着器１０により熱溶融され、定着画像として画像形成装置外部へと排出される。
【００８８】
一方、転写時に感光ドラム１上に残った現像剤Ｔ’は、引続いて行われる感光ドラム１の回転により、帯電ローラ２に到達して再度帯電が行われる前に、支持板金３ａにウレタンゴム３ｂを取付て構成したクリーニングブレード３によって掻き落とされ、廃現像剤収容容器４内に蓄積される。
【００８９】
尚、図４に示す様に本実施例の画像形成装置では、廃現像剤容器４が感光ドラム１とクリーニングブレード３の支持体を兼ねる様に構成され、前記クリーニングブレード３は支持板金３ａ部を廃現像剤容器４に直接ビス締めされる事で前記廃現像剤容器４に固定されている。
【００９０】
上記廃現像剤容器４に感光ドラム１を組付ける事によって、クリーニングブレード３は感光ドラム１に対して線圧約０．５８８〜０．８８Ｎ／ｃｍ（約６０〜９０ｇ／ｃｍ）の圧力で当接される。
【００９１】
上述した通り、感光ドラム１からの現像剤Ｔ’のクリーニング性を鑑み、帯電ローラ２への印加バイアスの設定を慎重に行う必要が有る。
【００９２】
また、感光ドラム１に対する現像ローラ８ａの押付け圧と、現像中に感光ドラム１と現像ローラ８ａが離間する事によって発生する「画像抜け」、及び感光ドラム１からの現像剤Ｔ’のクリーニング性との間には強い相関が見られる。
【００９３】
そこで、本実施例の画像形成装置における、帯電ローラ２への印加バイアス、及び感光ドラム１に対する現像ローラ８ａの押付け圧（表１中でＤ加圧力と記す）を決定するため、低温低湿環境下（１０℃／１０％）及び高温高湿環境下（３０℃／８５％）で、それぞれの条件を振って問題点の抽出を行った。
【００９４】
その結果を、以下の表１及び表２に示す。尚、表中の記号は、それぞれ以下の画像欠陥を示す。
【００９５】
○・・・画像欠陥無し（ＯＫ）
砂・・・砂地（帯電不良）
抜・・・画像白抜け（現像ローラの押付け圧不足）
Ｃ・・・クリーニング不良
また、以上の記号に対し△が付けられた個所は、各々の画像欠陥が実使用上問題とされない水準であると判断したものである。
【００９６】
【表１】
2004117962.tif 000003
【００９７】
【表２】
2004117962.tif 000004
【００９８】
表１に示した低温低湿環境下での比較結果では、帯電部材に印加するＡＣピーク間電圧値が１．４ｋＶｐｐ未満（即ち、放電開始電圧未満）になると、出力画像上に砂地と呼ばれる画像欠陥が発生する。この画像欠陥は特にハーフトーン画像上でザラつきとして視認されるものである。
【００９９】
一方、帯電部材に印加するＡＣピーク間電圧値が２．０ｋＶｐｐを超える場合には、感光ドラム上の現像剤を回収出来ずに出力画像上に縦筋を生じる、クリーニング不良が発生する。
【０１００】
また、感光ドラム１に対する現像ローラ８ａの押付け圧を、１ｃｍ幅当たり１．７６Ｎ（１８０ｇ）を超える様に設定した際にも、前述したクリーニング不良が発生している。
【０１０１】
更に、感光ドラム１に対する現像ローラ８ａの押付け圧を１ｃｍ幅当たり０．８８Ｎ（９０ｇ）未満とした際に、現像中に感光ドラム１と現像ローラ８ａが離間する事によって現像が行われない箇所が生じる、「画像白抜け」と呼ばれる画像欠陥が発生する。
【０１０２】
ところが、上述の傾向は表２に示す通り、高温高湿環境下で少し異なっている。
【０１０３】
高温高湿環境下では低温低湿環境下と比較し、諸条件に対する「画像白抜け」や「砂地」の発生傾向に大きな変化は見られないが、帯電ローラ２に印加するＡＣピーク間電圧がより大きく、また感光ドラム１に対する現像ローラ８ａの押付け圧がより高くなった場合にもクリーニング不良が発生し辛くなっている事が分かる。
【０１０４】
また、一般的な環境下（２４℃／６０％程度）における各々の画像欠陥の発生傾向は、上述した高温高湿環境下及び低温低湿環境下の中間的な傾向を示す事が分かった。
【０１０５】
従って、より幅広い環境下で効果的に画像欠陥の発生を抑止する事を考慮するならば、低温低湿環境において諸問題が発生していない条件（表１中太枠内）で画像形成装置を構成すれば良い。
【０１０６】
よって本画像形成装置では、前記像担持体に対する現像剤担持体の押付け圧を０．８８Ｎ／ｃｍ以上１．７６Ｎ／ｃｍ以下（９０ｇ／ｃｍ以上１８０ｇ／ｃｍ以下）の範疇に入る様１．１７Ｎ／ｃｍ（１２０ｇ／ｃｍ）に設定した。
【０１０７】
また本画像形成装置では、帯電ローラ２に印加する電圧のＡＣピーク間電圧が帯電電位収束電圧以上２．０ｋＶｐｐ未満となる様設定を行う。但し、本実施例の画像形成装置では帯電ＡＣバイアスについて定電流制御方式を採るため、図２に示すグラフに示されたＡＣピーク間電圧とＡＣ電流値の関係から、前記帯電ＡＣ電流の制御ターゲット値を約１０００μＡに決定した。
【０１０８】
以上述べた通り、本実施例の画像形成装置では、簡潔な構成で像担持体表面から効率良く残留現像剤を除去出来る様にし、クリーニング不良や砂地等の画像欠陥が発生し難い画像形成装置を安価に提供する事が出来る様になった。
【０１０９】
〈実施例２〉
図５に示すのは、本発明の第２の実施例であるフルカラー画像形成装置の模式図である。
【０１１０】
このフルカラー画像形成装置は、主に像担持体としての感光ドラム１１と、感光ドラム１１を一様に帯電する帯電手段としての帯電ローラ１２と、画像情報の露光を行うレーザースキャナ１３と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）に対応した４色の現像器１４ｙ、１４ｍ、１４ｃ、１４ｋを支持する回転式現像装置１４を備えている。
【０１１１】
また、本実施例のフルカラー画像形成装置では、感光ドラム１１上に順次形成される可視像を、駆動ローラ１５ａ、従動ローラ１５ｂ及び二次転写対向ローラ１５ｃの３本のローラ間に、ベルト部材を張架してなる中間転写体ベルト１５表面に重ねて転写した後、記録紙Ｐ上に一括転写することによってフルカラー画像が形成される。
【０１１２】
更に、本実施例のフルカラー画像形成装置では上述の画像形成動作に伴い、転写後に感光ドラム１１上に残留する現像剤や異物を除去するため、金属性の支持板金１６ａとウレタンゴム部１６ｂで構成されるクリーニングブレード１６と、前記クリーニングブレード１６の両端を支持し、且つ前記クリーニングブレード１６により感光ドラム１１表面から回収された現像剤の収容部を兼ねた廃現像剤容器１７から成るクリーニング装置１８が具備される。
【０１１３】
尚、上述のクリーニング装置１８は、本発明における第１の実施例の画像形成装置で用いたものを利用してある。
【０１１４】
また、現像剤として形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１６０であり、且つＳＦ−２の値が１００〜１４０である球形トナー粒子と、無機微粉体及びハイドロタルサイト類化合物を混合した物を用い、各色の現像剤に含有されるハイドロタルサイト類化合物の総量を、各々現像剤１００重量部に対して０．１重量部としたことを特徴とする。
【０１１５】
図５において、感光ドラム１１は矢印Ｄ方向に回転されており、帯電ローラ１２に印加されるＡＣバイアスとＤＣバイアスを重畳した振動電圧よって、その周面が所定の電位に帯電される。
【０１１６】
本実施例の画像形成装置では、帯電ローラ１２に印加する電圧のＡＣピーク間電圧を、本発明の第１の実施例の画像形成装置で見出した値、即ち帯電電位収束電圧以上２．０ｋＶｐｐ未満の範疇に入る様に設定を行った。この際、特にクリーニング不良が発生し易い低温低湿環境下でのＡＣピーク間電圧値を考慮し、定電流制御を行う際のターゲット電流値を約１０００μＡに決定した（図２に示すグラフを参照）。
【０１１７】
その後、レーザースキャナ１３により各々の色（現像器１４ｙ〜１４ｋ内に充填される各色の現像剤、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ））に対応した静電潜像が、順次感光ドラム１１表面に形成される。
【０１１８】
まず１色目、例えばイエロー現像剤に対応する静電潜像が感光ドラム１１上に形成されると、回転式現像装置１４に収容されたイエロー現像器１４ｙが感光ドラム１１に対向され、現像ローラ１４ａに担持されたイエロー現像剤によって接触現像が行われる。
【０１１９】
先述した通り、本実施例の画像形成装置では各々の色の現像剤として、形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１６０、ＳＦ−２の値が１００〜１４０であり、結着剤と着色剤を含有する球形トナー粒子に、無機微粉体であるシリカを現像剤１００重量部に対して０．１重量部、更に現像剤１００重量部に対して０．１重量部のハイドロタルサイト類化合物を混合したものを用いる。
【０１２０】
尚、回転現像装置１４内の現像器１４ｙ〜１４ｋを、感光ドラム１１に対向しない位置で停止させ、現像器１４ｙ〜１４ｋに対する加圧を解除することで、何れの現像器の現像ローラ１４ａも感光ドラム１１より完全に離間される。また、現像器１４ｙ〜１４ｋの現像ローラ１４ａは現像位置において、加圧動作が行われた後に駆動力が得られる様に構成される。
【０１２１】
更に、現像器１４ｙ〜１４ｋの前記加圧・離間動作は、従来例で説明に用いた図１３の加圧装置によって行なわれる。
【０１２２】
一方、感光ドラム１１に対する現像ローラ１４ａの押付け圧のコントロールは、前記加圧装置におけるカム部のカムプロフィール（図１３中に不図示）を変更し、現像器１４ｙ〜１４ｋの動作ストロークを増減する事により行なう。
【０１２３】
また、本実施例の画像形成装置では感光ドラム１１に対する現像ローラ１４ａの押付け圧を、本発明の第１の実施例の画像形成装置で見出した値、即ち０．８８Ｎ／ｃｍ以上１．７６Ｎ／ｃｍ以下（９０ｇ／ｃｍ以上１８０ｇ／ｃｍ以下）の範疇に入る様に１．１７Ｎ／ｃｍ（１２０ｇ／ｃｍ）に設定した。
【０１２４】
続いて、感光ドラム１１上に形成されたイエローの現像剤像は、一次転写部１９において中間転写ベルト１５上に一次転写される。
【０１２５】
また、感光ドラム１１上の残留トナーは、弾性ブレードを利用したクリーニング装置１７で清掃される。
【０１２６】
その後、２色目のマゼンタ現像剤に対応する静電潜像が感光ドラム１１上に形成され、マゼンタ現像剤が収容されたマゼンタ現像器１４ｍにより、マゼンタの現像剤像が形成される。前述のマゼンタ現像剤像は、一次転写部１９において、既に１色目のイエローの現像剤像が転写されている中間転写ベルト１５上に重ねて転写される。更に、１色目のイエロー画像を形成する際と同じく、一次転写後に感光ドラム１１上に残留した現像剤は、クリーニング装置１８で清掃される。
【０１２７】
これらの動作を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）に対応する４回行い、中間転写ベルト１５上に４層に重ねられた現像剤像は、二次転写部２０において記録紙Ｐに一括転写され、その後定着装置２２によって融解固着される。
【０１２８】
また、前述二次転写部２０における一括転写の後、中間転写ベルト１５上に残留する現像剤は、所定のタイミングで中間転写ベルト１５に当接・離間する様に構成された中間転写ベルト用帯電ローラ２１により、中間転写ベルト１５上の画像形成域とは逆極性のバイアス（感光ドラム１１の帯電極性に対しても逆極性）を印加されて、前記中間転写ベルト１５から感光ドラム１１に吐出される。前述の通り、感光ドラム１１上に吐出された現像剤は、次画像の形成が行なわれるまでにクリーニング装置１８によって除去される。
【０１２９】
帯電の際のＡＣピーク間電圧と、感光ドラム１１に対する現像ローラ１４ａの押付け圧を上述した通りに設定する事で、本発明における第１の実施例の画像形成装置と同様に画像欠陥が発生し難くなる。
【０１３０】
一方、各色の現像剤に対するハイドロタルサイト類化合物の混合量を、現像剤１００重量部に対し０．１重量部（本実施例における設定値）、０．２重量部の２水準準備し、ハイドロタルサイト類化合物を含まない現像剤を用いた本発明の第１の画像形成装置との比較を行うため、低温低湿環境下における耐久評価を行った。
【０１３１】
その結果を、以下の表３及び表４に示す。尚、表中の記号は、それぞれ以下の画像欠陥を示す。
【０１３２】
○・・・画像欠陥無し（ＯＫ）
砂・・・砂地（帯電不良）
抜・・・画像白抜け（現像ローラの押付け圧不足）
Ｃ・・・クリーニング不良
また、以上の記号に対し△が付けられた個所は、各々の画像欠陥が実使用上問題とされない水準であると判断したものである。
【０１３３】
【表３】
2004117962.tif 000005
【０１３４】
【表４】
2004117962.tif 000006
【０１３５】
表３に示す通り、本実施例の画像形成装置では、同様のクリーニング装置を用いる本実施例の第１の実施例の画像形成装置に対して、帯電ＡＣピーク間電圧値をより高く、また感光ドラムに対する現像ローラの当接圧をより高くした際までクリーニング不良が発生し辛くなっている事が分かる。
【０１３６】
また表４に示す通り、各色の現像剤に含有されるハイドロタルサイト類化合物の量を０．２重量部とした場合には前述の傾向が更に顕著になり、クリーニング性とハイドロタルサイト類化合物の量に密接な関係が有る事が分かる。
【０１３７】
これは、高いすり抜け性を有していた球形トナーを主とする現像剤の流動性が、ハイドロタルサイト類化合物の量を増加させる事により低下し、弾性ブレードを用いて感光ドラム表面から現像剤を除去し易くなるためと見られる。
【０１３８】
但し、前記ハイドロタルサイト類化合物の添加量を極端に増加させた場合、感光ドラム表面への現像剤成分の融着や、低温低湿環境下での現像剤のチャージアップ等の問題が発生し易くなる事も分かっている。
【０１３９】
本実施例の画像形成装置では充分なクリーニング性が余裕を持って得られる様に、帯電の際のＡＣピーク間電圧と、感光ドラム１１に対する現像ローラ１４ａの押付け圧を上述した通りに設定し、ハイドロタルサイト類化合物の添加量を適宜最小限にコントロールする事で、球形トナーを用いた場合に得られる高い現像性と転写性を損なう事無く、出力画像の品位を高める事が出来た。
【０１４０】
〈実施例３〉
図６に示すのは、本発明の第３の実施例である画像形成装置の模式図である。
【０１４１】
本実施例の画像形成装置では、本発明の第１の実施例である画像形成装置（図１）において、画像形成を行う画像形成プロセスの構成要素の内、像担持体である感光ドラム１と、該感光ドラム１表面を帯電する帯電手段の一部である帯電ローラ２と、現像剤Ｔ’を収容する現像剤現像器８と、クリーニングブレード３及び廃現像剤容器４からなるクリーニング装置５を一体化し、画像形成装置本体と着脱可能なプロセスカートリッジ２３として構成したものである。その他の構成は図１の画像形成装置と同様であるから再度の説明を省略する。
【０１４２】
本画像形成装置では、前記像担持体１に対する現像剤担持体８ａの押付け圧を１．１７Ｎ／ｃｍ（１２０ｇ／ｃｍ）とし、且つ帯電ローラ２に印加する電圧のＡＣピーク間電圧が帯電電位収束電圧以上２．０ｋＶｐｐ未満となる様制御が行われる。
【０１４３】
上記構成を採る事で、帯電部材の振動に伴う像担持体表面の変位が抑えられ、前述の通り変位する像担持体表面に追従するために、厳密に管理されていた像担持体１に対する弾性ブレード部材３の当接圧の製造公差を比較的大きく設定する事が出来た。また、像担持体１に対する接触現像手段８ａの押圧により変動する、像担持体１に対する弾性ブレード部材３の当接圧の変化量が抑えられる
従って、簡潔な構成で像担持体表面から効率良く残留現像剤を除去出来る様にし、クリーニング不良や砂地等の画像欠陥が発生し難い画像形成装置を安価に提供する事が出来る様になった。
【０１４４】
更に、プロセスカートリッジ２３を交換するという簡単な操作を行うだけで、現像剤Ｔ’の補給に加え、感光ドラム１や帯電ローラ２等の消耗部材の交換が行える様になるため、諸々のメンテナンス作業に係わる使用者の労力を軽減出来、安定した出力画像を容易に得られる様になった。
【０１４５】
〈実施例４〉
図７に示すのは、本発明の第４の実施例であるフルカラー画像形成装置の模式図である。
【０１４６】
本実施例の画像形成装置では、本発明の第２の実施例である画像形成装置（図５）において、中間転写ベルト１５を従動ローラ１５ｂと、駆動ローラ１５ａ及び二次転写対向ローラ１５ｃを一体化し、それぞれの機能を併せ持つ駆動ローラ１５ｄの２軸で懸架したことを特徴とする。
【０１４７】
また、画像形成を行う画像形成プロセスの構成要素の内、像担持体である感光ドラム１と、該感光ドラム１表面を帯電する帯電手段の一部である帯電ローラ２と、クリーニングブレード１６及び廃現像剤容器１７で構成されたクリーニング装置１８、更には中間転写ベルト１５をも一体化し、フルカラー画像形成装置本体と着脱可能なプロセスカートリッジ２４として構成したものである。
【０１４８】
更に、本実施例の画像形成装置には、固有のＡＣ帯電電流目標値を記憶した記憶媒体２５が備えられ、前記記憶媒体２５中に格納された固有のＡＣ帯電電流目標値を読み出すＡＣ帯電電流目標値読出し手段２６と、前記ＡＣ帯電電流目標値を参照してＡＣ電流値を変化させるＡＣ電流値切換え手段手段３０とを備え、ＡＣピーク間電圧が２．０ｋＶｐｐ未満となる様に帯電電流値のコントロールを行う事を特徴とする。上記において記憶媒体２５はプロセスカートリッジ２４側に具備させてある。
【０１４９】
上述した固有のＡＣ帯電電流目標値とは、プロセスカートリッジ２４が画像形成装置本体に装着され画像形成が行われる際、帯電ローラ１２に印加されるＡＣピーク間電圧が帯電電位収束電圧以上２．０ｋＶｐｐ未満となる様、前記プロセスカートリッジ２４に搭載される帯電ローラ１２に応じて個別に設定した制御ターゲット値である。
前記ＡＣ帯電電流目標値はより正確な値を設定するため、プロセスカートリッジ２４の製造工程において帯電バイアス印加を行い、上述条件を満たすＡＣ帯電電流としてフィードバックされる値を記憶媒体２５内に記憶させる事が好適である。
【０１５０】
その他の構成は図５の画像形成装置と同様であるから再度の説明を省略する。
【０１５１】
図８に、プロセスカートリッジ２４に搭載された記憶媒体２５と、画像形成装置本体に設けられた各手段との接続を説明するブロック図を、また図９に本実施例のフルカラー画像形成装置で行われるＡＣ帯電電流値のコントロール動作を説明するフローチャートを示した。
【０１５２】
本実施例のフルカラー画像形成装置本体にプロセスカートリッジ２４が装着される（Ｓ１）と、コネクタ２７を介し記憶媒体２５とＡＣ帯電電流目標値読出し手段２６とが接続される。この際、プロセスカートリッジ２４の有無検知手段２８によりプロセスカートリッジ２４が装着された事が検出され、制御部２８にその信号が与えられる（Ｓ２）。
【０１５３】
続いて、制御部２８がプロセスカートリッジ２４の装着を認知すると、ＡＣ帯電電流目標値読出し手段２６を用い、記憶媒体２５内のＡＣ帯電電流目標値の読出しを行う。（Ｓ３）
更に制御部２８は、前述の通り読出された記憶媒体２５内のＡＣ帯電電流目標値を参照して、ＡＣ帯電電流値切換え手段３０が選択するＡＣ帯電電流目標値を変更し（Ｓ４）、画像形成動作準備が完了する。（Ｓ５）
上述した動作により画像形成準備を完了した画像形成装置では、画像形成の度にＡＣ帯電電流値切換え手段が選択したＡＣ帯電電流目標値に準じて、帯電バイアスがコントロールされるため、簡潔な構成で感光ドラム１１表面から効率良く残留現像剤を除去可能となり、クリーニング不良や砂地等の画像欠陥が発生し難い画像形成装置、及び前記画像形成装置に使用するプロセスカートリッジ２４を安価に提供する事が出来る様になった。
【０１５４】
更に、プロセスカートリッジを交換するという簡単な操作を行うだけで、現像剤Ｔ’補給に加え、感光ドラム１や中間転写ベルト１５等の消耗部材の交換が行える様になるため、諸々のメンテナンス作業に係わる使用者の労力を軽減出来、安定した出力画像を容易に得られる様になった。
【０１５５】
〈その他〉
１）情報書き込み手段としての露光手段３は、実施例のレーザビームスキャナに限られず、ＬＥＤアレイ、蛍光灯等の光源と液晶シャッターとの組み合わせ等の他のデジタル露光装置であってもよいし、原稿画像を結像投影するアナログ露光装置であってもよい。
【０１５６】
２）像担持体１は、静電記録誘電体であってもよい。この場合は該誘電体面を所定の極性・電位に一様に帯電した後、除電針アレイ・電子銃等の除電手段（情報書き込み手段）で選択的に除電して画像情報の静電潜像を書き込み形成する。
【０１５７】
３）像担持体１はドラム型に限られず、回動ベルト（エンドレスベルト）、回動ベルト状の支持体に取り付け保持させた有端のシート状のもの等であってもよい。
【０１５８】
４）静電潜像のトナー現像方式・手段は任意である。反転現像方式でも正規現像方式でもよい。
【０１５９】
５）帯電手段２や現像装置４に印加するバイアスのＡＣ成分（交流電圧）の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能である。交流バイアスは、例えば直流電源を周期的にＯＮ，ＯＦＦすることによって形成された矩形波の電圧を含む。
【０１６０】
６）像担持体としては、たとえば、基体の表面に形成した電荷発生層と、この電荷発生層の表面に形成した電荷輸送層とを基本構成体とするものを用いることができる。具体的には、ＯＰＣ感光体上にＳｎＯ２等の導電性粒子を分散させた表層（電荷注入層）をコーティングしたＯＣＬ感光体、α−Ｓｉ（アモルファスシリコン、非晶質シリコン）の表層を有する感光体などを用いることができる。
【０１６１】
７）球形トナーは実質的に球形状のトナーであり、形状的に転がりやすく、摩擦帯電性がよく、現像性、転写効率等がよい。本発明ではトナーの球形度を表す形状係数として、ＳＦ−１及びＳＦ−２を用いた。
【０１６２】
ＳＦ−１はトナーの丸さ度合いを表すものであり、完全な球形で１００となり、値が大きくなるに連れて球形から不定形になる。
【０１６３】
ＳＦ−２はトナーの凹凸度合いを表すものであり、完全な球形で１００となり、この値が大きくなるに連れてトナー表面の凹凸が顕著になる。
【０１６４】
本発明に適するＳＦ−１及びＳＦ−２の値は、
ＳＦ−１値＝１００〜１６０
ＳＦ−２値＝１００〜１４０
であり、より好ましくは、
ＳＦ−１値＝１００〜１４０
ＳＦ−２値＝１００〜１２０
である。
【０１６５】
ＳＦ−１及びＳＦ−２の値は、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用いて、倍率５００倍に拡大したトナー像を無作為に１００個サンプリングし、その画像情報をインターフェイスを介してニコレ社製画像解析装置（ＬＵＺＥＸ３）に導入して解析を行い、下式より算出した値である（図１４、図１５参照）
ＳＦ−１値＝
｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（Π／４）×１００
ＳＦ−２値＝
｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１／４Π）×１００
ＡＲＥＡ：トナー投影面積
ＭＸＬＮＧ：絶対最大長
ＰＥＲＩ：周長
また、トナーへの均一な電荷付与を行い、より高い転写効率を得るために、個数分布における変動係数（Ａ）が３５％以下であることが好ましい。変動係数（Ａ）は下式で表される。
【０１６６】
変動係数（Ａ）＝（Ｓ／Ｄ１）×１００
Ｓ：トナーの個数分布における標準偏差値
Ｄ１：トナー粒子の個数平均粒径（ΜＭ）
また、高画質化を目的として微小ドットを忠実に現像するためには、トナー粒径は重量平均粒径で１０ΜＭ以下が好ましく、より好ましくは重量平均粒径４〜８ΜＭである。個数分布の測定は、コールターカウンターＴＡＩＩ型（コールター社製）を用いた。
【０１６７】
また上述のような球形トナーの製法はさまざま有り、たとえば乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法などの重合反応を利用したものがよく利用される。また、重合法以外にも、粉砕トナーを溶剤により溶解させながら球形化する方法もあり、特に球形トナーを得る製法は限定するものではない。
【０１６８】
本実施例では、モノマーやワックスや荷電制御剤や開始剤などを含む原材料を分散剤を含む分散媒（通常は水）中に懸濁化させ、重合反応によってトナーを生成する懸濁重合法を用いた。
【０１６９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、
▲１▼．簡潔な構成で像担持体表面から効率良く残留現像剤を除去出来る様にし、クリーニング不良が発生し難い画像形成装置を安価に提供する事ができる。
【０１７０】
▲２▼．環境条件によらず安定して像担持体の帯電を行える様にし、出力画像の安定性が高い画像形成装置を提供することができる。
【０１７１】
▲３▼．簡潔な構成で像担持体表面から効率良く残留現像剤を除去出来る様にし、クリーニング不良が発生し難い多色画像形成装置を安価に提供する事ができる。
【０１７２】
▲４▼．出力画像の品位を向上し、且つクリーニング不良の発生を防止する事ができる。
【０１７３】
▲５▼．像担持体や帯電部材の交換等、画像形成装置のメンテナンス作業に要する使用者の労力を軽減し、簡潔な操作で長期に亘り安定性の高い出力画像が得られる画像形成装置を提供する事ができる。
【０１７４】
▲６▼．少なくとも接触帯電部材を含む複数の構成要素を一体化し、画像形成装置本体に着脱自在としたプロセスカートリッジで、使用者に複雑な操作を強いる事無く前記プロセスカートリッジに搭載される接触帯電部材に応じた諸設定を行え、クリーニング不良や帯電不良等の画像欠陥の発生を安価に防止出来るプロセスカートリッジを提供する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例である、画像形成装置の模式図である。
【図２】環境条件により変化する、ＡＣピーク間電圧とＡＣ電流値の相関を示すグラフである。
【図３】帯電ＡＣピーク間電圧と、帯電電位収束電圧の関係を示すグラフである。
【図４】本発明の第１の実施例である画像形成装置の、クリーニング装置を説明する模式図である。
【図５】本発明の第２の実施例である、画像形成装置の模式図である。
【図６】本発明の第３の実施例である、画像形成装置の模式図である。
【図７】本発明の第４の実施例であるフルカラー画像形成装置の模式図である。
【図８】本発明の第４の実施例であるフルカラー画像形成装置で行われる、ＡＣ帯電電流値変更に係わる各手段の関係を説明するブロック図である。
【図９】本発明の第４の実施例であるフルカラー画像形成装置で行われる、ＡＣ帯電電流目標値の変更手順を説明するフローチャートである。
【図１０】従来の画像形成装置を説明する模式図である。
【図１１】従来の画像形成装置における、現像ローラの接離機構の一例を説明する模式図
である。
【図１２】回転式現像装置備えた、従来の多色画像形成装置を説明する模式図である。
【図１３】回転式現像装置の拡大図である。
【図１４】トナー形状係数ＳＦ−１の説明図
【図１５】トナー形状係数ＳＦ−２の説明図
【図１６】現像ローラの押し圧測定方法の説明図
【符号の説明】
感光ドラム、２．帯電ローラ、３．クリーニングブレード、４．廃現像剤容器、５．クリーニング装置、６．弾性ブレード（現像ブレード）、１７．クリーニングブレード、１８．クリーニング装置、２３．プロセスカートリッジ、２４．プロセスカートリッジ、２５．記憶媒体、２６．ＡＣ帯電電流目標値読出し手段、２７．コネクタ、２８．制御部、２９．プロセスカートリッジの有無検知手段、３０．ＡＣ帯電電流値切換え手段
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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