(57)【要約】【課題】長期間不使用の状態で放置されて現像剤担持体に当接跡が生じても、画像に現れない高品質な画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤を弾性層を有する現像剤担持体１０４ａ上に担持して、現像剤担持体上に当接した規制部材１０４ｂにより現像剤を規制しながら、現像剤を潜像担持体１０１と対向した現像部へ搬送して、前記潜像担持体上の潜像を可視化する画像形成装置において、現像剤担持体の使用履歴を記憶する記憶手段１２０を備え、規制部材は、導電性層とその少なくとも前記潜像担持体に接する面に形成された絶縁層とを有し、制御手段は、記憶手段に記憶された前記使用履歴に応じて、規制部材の導電性層と現像剤担持体との間に印加する振動電界を制御する画像形成装置により前記課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を弾性層を有する現像剤担持体上に担持して、前記現像剤担持体上に当接した規制部材により現像剤を規制しながら、前記現像剤を潜像担持体と対向した現像部へ搬送して、前記潜像担持体上の潜像を可視化する画像形成装置において、
前記現像剤担持体の使用履歴を記憶する記憶手段を備え、
前記規制部材は、導電性層とその少なくとも前記潜像担持体に接する面に形成された絶縁層とを有し、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記使用履歴に応じて、前記規制部材の導電性層と前記現像剤担持体との間に印加する振動電界を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記現像剤担持体と前記規制部材と前記記憶手段とを有するカートリッジが前記画像形成装置に着脱可能であって、
前記記憶手段には、前記カートリッジの製造日が記憶されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記現像剤担持体と前記規制部材と前記記憶手段とを有するカートリッジが前記画像形成装置に着脱可能であって、
前記記憶手段は、前記カートリッジの最終使用日と前記規制部材の加圧解除日とを記憶することを特徴とする現像画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記制御手段による振動電界の制御は、振動電界の有無の制御であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記制御手段による振動電界の制御は、振動電界の大小の制御であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置に関するものであり、特に現像剤規制部材が現像剤担持体に接触して配置される電子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図８は従来の画像形成装置の典型的な一例の概略構成を示す図である。本例の画像形成装置は非磁性１成分接触現像方式利用の複写機またはプリンタである。
図８において、１は像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）であり、矢印ｒ１方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。この感光ドラム１に対して、帯電、画像露光、現像、転写、クリーニングの作像プロセスが適用される。
【０００３】
即ち、回転駆動される感光ドラム１はその表面が一次帯電器２によって所定の極性・電位に一様に帯電処理される。本例では、マイナス帯電される感光ドラムを使用した場合について説明する。
【０００４】
次いでその帯電処理面に画像情報書き込み装置としての画像露光装置（原稿画像の投影露光装置、画像変調されたレーザビームの走査露光装置など）３による画像露光がなされる。これにより露光明部の帯電電位が減衰して感光ドラム１表面に露光画像情報に対応した静電潜像が形成される。
その静電潜像が現像部位ｎ１において現像器４により可転写のトナー像（顕画化像）として可視画像化される。
【０００５】
本従来例において、現像器４は、現像ローラ４ａ、規制ブレード４ｂ、供給ローラ４ｃが一体にカートリッジ化されており、画像形成装置本体に着脱可能に構成されている。
【０００６】
現像ローラ４ａは感光ドラム１の弾性層の弾性に抗して所定の押圧力をもって圧接させて現像部位ｎ（現像ニップ部）を形成させてある。そして、現像ローラ４ａは、規制ブレード４ｂによって担持するトナー量を規制されながら、感光ドラム１の回転に順方向に、感光ドラム１の回転周速度と一定の周速差を保ちながら不図示の駆動装置によって回転駆動される。現像ローラ４ａ表面はトナー搬送性を確保するため一定の表面粗さを有している。
【０００７】
感光ドラム１上に可視化されたトナー像は転写部位ｎ１おいて転写装置により転写材（転写紙）に転写される。
【０００８】
転写材は、転写部位ｎ１を出ると回転感光ドラム１の表面から分離されて定着器１２に搬送され、永久固着像として転写材面に定着処理され、画像形成物（コピー、プリント）として排紙される。
【０００９】
転写材分離後の感光ドラム１表面はクリーナ１０によって残留トナーや紙粉等の付着汚染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。
【００１０】
ここで、芯金と該芯金周りに形成した中抵抗の弾性層からなる該現像ローラ４ａには、規制ブレード４ｂが一定の加圧力で当接しており、この状態のまま長時間放置された場合、現像ローラ１に規制ブレード４ｂの当接跡が生じてしまう。そして現像ローラ長手方向のスジ状濃度むらとなる画像不良（以下、セット画像という）が現れ、著しく画像品質を低下していた。特に、工場で現像器４が組み立てられてからユーザに使用されるまでの期間は長いため、セット画像の発生する確率は高くなる。
【００１１】
そこで従来、規制ブレード４ｂと現像ローラ４ａの間に振動電界を発生させる（振動電圧を印加する）ことによって、現像ローラ４ａ上のトナー層厚を均一にならすことが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭５８−１５３９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前記提案によれば、弾性層が変形した現像ローラでもセット画像が現れない。しかしながら、振動電界の影響により、非劣化トナーが現像ローラ４ａに選択的に担持されてしまい、現像器寿命に近づいた時には、劣化したトナーが現像容器内に残り、転写不良などに伴う画像不良が発生するという問題があった。
【００１３】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、ドラム削れや画像不良を抑え、長期間不使用の状態で放置されて現像剤担持体に当接跡が生じても、画像に当接跡による影響が現れない高品質な画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次の（１）のとおりに構成する。
【００１５】
（１）現像剤を弾性層を有する現像剤担持体上に担持して、前記現像剤担持体上に当接した規制部材により現像剤を規制しながら、前記現像剤を潜像担持体と対向した現像部へ搬送して、前記潜像担持体上の潜像を可視化する画像形成装置において、
前記現像剤担持体の使用履歴を記憶する記憶手段を備え、
前記規制部材は、導電性層とその少なくとも前記潜像担持体に接する面に形成された絶縁層とを有し、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記使用履歴に応じて、前記規制部材の導電性層と前記現像剤担持体との間に印加する振動電界を制御する画像形成装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、長期間不使用の状態で放置されて現像剤担持体に当接跡が生じても、当接跡の影響が画像に現れない高品質な画像を形成可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００１８】
図２は、実施例１である“画像形成装置”の断面図である。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式の複写機又はレーザービームプリンタである。なお、以下の説明においては、マイナスの帯電特性の感光ドラム１０１、及びマイナスの電荷を帯びるトナーを使用して、反転現像を行う場合について説明する。
【００１９】
図２に示す画像形成装置は、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という）１０１を備えている。感光ドラム１０１は、画像形成装置本体（以下単に「装置本体」という）によって回転自在に支持されており、駆動装置（不図示）によって矢印Ｒ１方向に回転駆動される。感光ドラム１０１の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、次の装置が配置されている。感光ドラム１０１表面を一様に帯電する一次帯電器１０２、帯電後の感光ドラム１０１表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する露光装置１０３。さらに静電潜像を現像する現像装置１０４、感光ドラム１０１上のトナー像を紙等の転写材に転写する転写装置１０９、感光ドラム１０１上の一次転写残トナーを除去するクリーニング装置１１０。
【００２０】
また、現像装置１０４には、組立日や最終使用日を記憶することのできるメモリ１２０が配置されている。前記メモリとしては、不揮発性メモリ、非接触型不揮発性メモリ、電源を備えた揮発性メモリが利用できる。
【００２１】
続いて、前述の各部材等について簡単に補足説明をする。
感光ドラム１０１は、アルミニウムの円筒状の芯金の表面に、例えば、マイナスの帯電極性を有するＯＰＣ（有機光半導体）感光層を設けて構成されている。
一次帯電器１０２は、感光ドラム１０１表面に接触配置された帯電ローラと、これに所望の暗部電位ＶＤに相当するＤＣ電圧に、２×Ｖｔｈ（Ｖｔｈとは、感光ドラムの放電開始電圧）以上のピーク間電圧を重畳した振動電圧を印加する電源とを有する。これにより感光ドラム１０１表面を均一に帯電する。
【００２２】
露光装置１０３は、例えば、画像情報に応じたレーザー光を発光するレーザー発振器、ポリゴンミラー等を有し、帯電後の感光ドラム１０１表面を走査して光照射部分の電荷を除去することにより静電潜像を形成する。
【００２３】
現像器１０４には、摩擦によってマイナスに電荷を帯びるネガトナーが収納されており、感光ドラム１０１表面の静電潜像の電荷が除去された部分に付着される。これにより静電潜像はトナー像として現像される。
【００２４】
現像ローラ１０４ａは、例えば、芯金と該芯金周りに形成した中抵抗の弾性層からなり、トナー搬送性を確保するため一定の表面粗さを有している。そして、感光ドラム１０１に弾性層の弾性に抗して所定の押圧力をもって圧接させて現像部位ｎ１（現像ニップ部）を形成させている。現像ローラ１０４ａは、感光ドラム１０１の回転に順方向に、感光ドラム１０１の回転周速度と一定の周速差を保ちながら不図示の駆動装置によって回転する。
【００２５】
規制ブレード１０４ｂは、導電性の薄板と、現像ローラ１０４ａに接する面に形成された絶縁性の薄層からなり、現像ローラ１０４ａに対して、約３０ｇｆ／ｃｍの線圧で接している。
【００２６】
クリーニング装置１１０は、感光ドラム１０１表面に当接されて感光ドラム１０１表面に付着している一次転写残トナーを掻き落とすクリーニングブレードを備えている。
【００２７】
次に、前述構成の画像形成装置の動作について説明する。
例えば、感光ドラム１０１表面は、一次帯電器１０２によって直流電圧−７００Ｖに、２×Ｖｔｈに相当するピーク間電圧１２００Ｖの交流電圧を重畳した振動電圧が印加され−７００Ｖに均一に帯電される。次いで露光装置１０３によっての画像情報に応じた露光が行われて静電潜像が形成される。露光後の感光ドラム１０１表面は、未露光部分の暗部電位ＶＤが−７００Ｖ、露光部分の明部電位ＶＬ  が−１００Ｖとなる。現像器１０４の現像スリーブ１０４ａには−４００Ｖの現像バイアスが印加される。これによりマイナス帯電のネガトナーは、感光ドラム１０１表面の未露光部分（以下「ＶＤ  部」という）には付着しないのに反し、露光部分（以下「ＶＬ  部」という）には付着されてトナー像として顕像化（現像）される。感光ドラム１０１と転写ローラ１０９とは、同じ周速度でそれぞれ同一方向に回転し、転写ローラ１０９には不図示の高圧電源によって一次転写バイアスＴ１が印加される。これにより、感光ドラム１０１上のトナー像は転写ニップ部ｎ１において感光ドラム１０１と転写ローラ１０９との電位差によって感光ドラム１０１表面から給紙装置１１３から搬送された紙等の転写材に転写される。このとき、転写材に一次転写されないで感光ドラム１０１表面に残った転写残トナーは、クリーニング装置１１０のクリーニングブレード１１０によって除去され、廃トナー容器１１１に収納されている。
転写材は、定着装置１１２によって加熱定着され永久定着画像として画像形成装置外へ排出される。
【００２８】
次に、本実施例の特徴である、規制ブレードのバイアス制御について説明する。
規制ブレードが現像ローラに長期間当接し続けると、当接箇所に弾性層の変形が生じてスジ状のセット画像となって現れる。
【００２９】
セット画像は、図３に示すように、加圧状態での経過日数が少ないと画像に現れることはなく、経過日数が多くなるにつれ徐々に顕著なセット画像となり、ある程度の期間が経過すると飽和するという特徴がある。一方、規制ブレードの圧解除後は、図４に示すように、解除後の経過日数を追うごとに緩和されてゆき、充分な日数が経過すると、画像に現れなくなるという特徴がある。
【００３０】
ここで、規制ブレード１０４ｂと現像ローラ１０４ａの間に振動電界を発生させる（振動電圧を印加する）ことによって、現像ローラ１０４ａ上のトナー層厚が均一にされることが知られており、セット画像を改善することができる。一方、振動電界の影響により、非劣化トナーが現像ローラ４ａに選択的に担持されてしまい、現像器寿命に近づいた時には、劣化したトナーが現像容器内に残り、転写不良などに伴う画像不良が発生するという問題があった。
【００３１】
そこで、メモリ１２０（図１、図２）には、規制ブレード１０４ｂが現像ローラ１０４ａの同一箇所に当接していた期間を判断するための最終使用日ａと、セット箇所が解除されてからの期間を判断するための圧解除日ｂを記憶している。
【００３２】
本実施例においては、現像器１０４に装着されたメモリ１２０には、最終使用日ａ・圧解除日ｂとしてそれぞれ現像装置が最後に駆動された日付・当接箇所が圧解除された日付を記憶しているものとする。なお、工場出荷時には、最終使用日ａとして製造日が記憶されているものとする。本実施例では、現像ローラ１０４ａの駆動開始を検知したと同時にメモリ１２０から情報の読み出しと更新作業を行うものとする。
【００３３】
ここで、図面を参照しながら制御内容の詳細について説明する。
まず、新品の現像器で画像形成動作を開始する際について説明する。新品の現像器の場合、メモリ１２０には、最終使用日ａとして製造日が記憶されている。
【００３４】
現像ローラ１０４ａが、不図示の駆動装置によって矢印方向に回転する。これと前後して、メモリ１２０に記憶されている最終使用日ａ（製造日）と圧解除日ｂを読み出し、本体制御部１２２の演算部１２２−１は、最終使用日ａを利用して、製造日からの経過日数ｄ（図３）を計算する。
その後、メモリ１２０の最終使用日ａとして使用日当日の日付に更新する。
【００３５】
現像ローラのセットプロフィールは、予め分かっており、例えば、図３に示すようにｄ＜３０ではセット画像が現れないことが分かっているので、振動電界による制御は行わず、規制ブレードには例えば現像バイアスと同じＤＣ電圧が印加される。圧解除日ｂの更新は行わない。
【００３６】
同様に、ｄ≧３０の場合、セット画像が現れることが分かっているので、規制ブレード１０４ｂと現像ローラ１０４ａの間に振動電界が発生するよう（振動電圧を印加するよう）、本体制御部１２２から指示が出される（図５参照）。このとき、圧解除日ｂは使用日当日の日付に更新される。
【００３７】
ここで振動電界を発生させるために、現像ローラ１０４ａの特性によるが、本実施例においては、現像ローラに対して、ピーク間電圧８００Ｖｐｐ・周波数１．５ｋＨｚ・ＤＣ分０Ｖとなるように規制ブレードに振動電圧を印加した（図６参照）。
【００３８】
続いて、プリントジョブが行われる場合について説明する。
ｄ≧３０となって、ブレードバイアス制御が行われた後、メモリ１２０の最終使用日ａと圧解除日ｂには、それぞれ使用日当日の日付が記憶されている。
この状態でジョブを開始すると、ｄ＝０なので、ブレードバイアス制御は行われないことになる。しかし、図４に示すように、圧解除後、約４０日が経過するまではブレードバイアス制御なしではセット画像が現れることが分かっている。
そこで、本体制御部１２２の演算部１２２−１は、圧解除日ｂを利用して、圧解除からの経過日数ｄ’を計算し、ｄ’＜４０の場合、本体制御部１２２はブレードバイアス制御を行うよう指示する。
【００３９】
以上、ブレードバイアス制御について説明してきた、加圧状態での経過日数ｄと圧解除後の経過日数ｄ’の組み合わせごとに、制御するか否かをまとめたものを、図７に示す。
【００４０】
以上説明したように、このブレードバイアス制御によって、規制ブレードが現像ローラを加圧している期間を確認することでセット画像の発生状況を確認しながら、以前のセット箇所の解除後経過日数を確認することで回復状況も得られるようにしたものである。
【００４１】
この制御によって、現像ローラの弾性層の変形による画像不良が生じる状態において、振動電界によって現像ローラ４ａ表面のトナー層を均一化し、画像に表れないようにすることができる。更に、画像不良が生じない状態においては、振動電界によるトナー選択が発生せず、寿命後半でも良好な画像を維持することができる。
なお、規制部材としてはブレードに限らず、トナー層を規制するものならどのような形状でも同様に効果がある。
【００４２】
また、本実施例では、画像セットしてない時には規制ブレードと現像ローラの間に振動電界をかけないように制御しているが、ＡＣ電界を小さくする場合でも同様に効果がある。
【００４３】
更に、本実施例では、モノクロ機について説明したが、フルカラーの画像形成装置においても、各色の現像装置に適用すれば同様に効果がある。
【００４４】
更に、メモリ１２０への情報更新作業は、情報読み出し後であれば、現像ローラ駆動の開始を検知した後、プリントジョブの終了前後までであれば、どのタイミングで行っても良い。また、プリントジョブ毎に日付の更新を行う必要はなく、一度更新作業を行うと、日付が変わるまで日付更新作業は行わないようにすることもできる。
更に、使用履歴として、圧解除後の現像ローラ回転数・駆動時間・バイアス印加時間、更には印刷枚数等を、現像ローラのセット回復の特性に応じて適用することもできる。
更に、本実施例においては、プロセスカートリッジ一体型の例について説明したが、プロセスカートリッジと現像カートリッジ分離型や、トナーを補給する補給型においても同様に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施例１における制御系の構成を示す図
【図２】実施例１の概略構成を示す断面図
【図３】加圧状態での経過日数とセット画像レベルの関係を示す図
【図４】圧解除後の経過日数とセット画像レベルの関係を示す図
【図５】本体制御部の説明図
【図６】現像器の説明図
【図７】使用履歴と制御の関係を示す図
【図８】従来例の概略構成を示す断面図
【符号の説明】
【００４６】
１０１      感光ドラム
１０４ａ    現像ローラ
１０４ｂ    規制ブレード
１２０      メモリ
１２２      本体制御部
【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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