(57)【要約】【課題】画像形成装置の平均的な生産性を損なうことなく、製造してから長年月を経たトナーを知らずに使用した場合でも、画像不良を発生しないで済む画像形成装置を提供する。【解決手段】トナーボトル７にメモリタグ１３０を付設してトナーの製造日を記録しておく。トナーボトル７がホッパー６に接続されると、通信部１４０がメモリタグ１３０からトナーの製造日を読み取る。制御部１４１は、トナーの製造日からの経過日数に応じた頻度で自動ワイヤ清掃機構３０を作動させて、飛散トナーに起因して低下した帯電装置１１の帯電性能を回復させる。【選択図】図１
2009139550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記表面に画像の静電像を書き込む静電像形成手段と、
前記表面に現像剤を供給して前記静電像を現像する現像手段と、を備えた画像形成装置において、
前記帯電手段における前記現像剤に起因して低下した帯電性能を回復させる回復手段と、
前記現像手段に未使用現像剤を補給する現像剤補給容器に付設された記憶手段から、前記未使用現像剤の製造日からの経過時間に関連する情報を読み取る読み取り手段と、
読み取った前記情報に基づいて、前記経過時間が長いほど前記帯電性能を回復させる頻度が増すように、前記回復手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、最後に前記帯電性能を回復させてから前記現像剤補給容器が交換されるまでの画像形成枚数が多かった場合には、前記現像剤補給容器が交換されてから最初に前記帯電性能を回復させるまでの画像形成枚数を少なくするように、読み取った前記情報に基づいて前記最初に前記帯電性能を回復させるまでの画像形成枚を設定す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】
前記現像剤補給容器は、少なくとも前記現像手段と一体に着脱して交換されることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
像担持体と、
前記像担持体の表面に接触して前記表面を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記表面に画像の静電像を書き込む静電像形成手段と、
前記表面に現像剤を供給して前記静電像を現像する現像手段と、
前記現像手段と前記帯電手段との間に前記表面に接触して前記表面に付着したトナーを帯電させる補助帯電手段と、を備えた画像形成装置において、
前記補助帯電手段における前記現像剤に起因して低下した帯電性能を回復させる回復手段と、
前記現像手段に未使用現像剤を補給する現像剤補給容器に付設された記憶手段から、前記未使用現像剤の製造日からの経過時間に関連する情報を読み取る読み取り手段と、
読み取った前記情報に基づいて、前記経過時間が長いほど前記帯電性能を回復させる頻度が増すように、前記回復手段を制御する制御手段と、を備え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、像担持体の表面を帯電させる帯電装置における帯電性能を回復させる制御を実行可能な画像形成装置、詳しくは使用するトナーの古さに応じて帯電性能を回復させる頻度を変更する制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の帯電装置を用いて一様に帯電させた像担持体の表面に画像の静電像を書き込み、その後、現像装置から現像剤を供給して静電像をトナー像に現像する画像形成装置が実用化されている。現像装置に充填された現像剤中のトナーは、画像形成に伴って消費されるので、一時的に接続されるトナーボトルや交換して装着されるトナーカートリッジから必要に応じて補充される。
【０００３】
帯電装置は、周囲に飛散した現像剤に由来する物質や、像担持体に付着した現像剤に起因して帯電性能が次第に低下するので、定期的に帯電性能を回復させる制御を実行している。ここで言う低下とは、帯電電位の低下と帯電電位の不均一化の進行とを含む。
【０００４】
特許文献１には、コロナ放電器を用いた帯電装置が示され、コロナワイヤに沿ってフェルト片を往復移動させてコロナワイヤの表面に付着した放電生成物を摺擦除去するクリーニング機構を備えている。ここでは、画像形成の開始／終了時にクリーニング機構を作動させている。
【０００５】
特許文献２には、帯電ローラを用いて像担持体を接触帯電させる帯電装置が示され、帯電ローラに印加するＡＣ電圧を低下させることによって、帯電ローラに付着したトナーを像担持体に吐き出させる制御が示される。ここでは、帯電ローラにトナーが付着して帯電性能が低下すると、ＡＣ電圧を高低２段階に交互に切り替える制御によってトナーを像担持体側に戻して帯電性能を回復させている。
【０００６】
特許文献３には、磁気ブラシを用いて電荷注入する帯電装置が示され、磁気ブラシに印加するＡＣ電圧を低下させることによって、帯電ローラに付着したトナーを像担持体に吐き出させる制御が示される。
【０００７】
特許文献４には、プロセスカートリッジの使用開始後、プロセスカートリッジ内でトナーの帯電性能が低下して、トナーが消費し尽くされる以前に、実使用に耐えなくなる場合があることが示される。ここでは、プロセスカートリッジに無線ＩＣタグを取り付けて、画像形成ごとのトナーの品質低下に関する履歴情報を書き込んでおり、起動ごとに無線ＩＣタグから履歴情報を読み込んで、プロセスカートリッジの残り寿命と交換時期とを表示している。
【０００８】
特許文献５には、ロータリー現像装置を備えた１ドラム型のフルカラー画像形成装置が示され、現像剤供給装置に接続されたトナーカートリッジが空になると、新しいトナーカートリッジに交換される。トナーカートリッジの在庫期間が長いと、トナーの帯電性能が次第に低下して、トナー像の濃度過多を引き起すので、ここでは、新しいトナーボトルを接続して製造年月日を入力すると、在庫期間に応じたプロセス条件が現像装置に自動設定される。
【０００９】
【特許文献１】特開平０９−１０６１４５号公報
【特許文献２】特開２００５−３１３２５号公報
【特許文献３】特開２０００−２６７３９７号公報
【特許文献４】特開２００５−１７８０５８号公報
【特許文献５】特開２００６−２５１３８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
製造してから長年月を経た古いトナーを使用すると、帯電装置の帯電ムラに起因する画像不良が発生し易くなることが判明した。
【００１１】
発明者の知見によれば、古いトナーは帯電性能が低下しているため、現像装置から飛散する現像剤（トナーや外添剤）が新品現像剤に比較してかなり多くなる。また、帯電量の不足したトナーや反対極性に帯電したトナーが像担持体に付着する割合が増えるため、回転する像担持体の表面やクリーニング装置で飛散するトナー量も増える傾向にある。
【００１２】
このため、古いトナーを使用すると、帯電装置における現像剤に起因した帯電性能の低下が早まってしまい、従来の新品トナーを前提とした回復制御の頻度では、画像不良になるほど帯電ムラが進行してしまう。
【００１３】
そこで、古いトナーに合わせた高い頻度で帯電性能を回復させる制御を実行することが検討された。しかし、帯電性能が低下するほど古いトナーを使用する機会はごく稀でしかないので、多くの場合には、不必要な高頻度で連続画像形成がたびたび中断される結果となり、画像形成装置の平均的な生産性が低下してしまう。
【００１４】
本発明は、画像形成装置の平均的な生産性を損なうことなく、製造してから長年月を経たトナーを知らずに使用した場合でも、画像不良を発生しないで済む画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記表面に画像の静電像を書き込む静電像形成手段と、前記表面に現像剤を供給して前記静電像を現像する現像手段とを備えたものである。そして、前記帯電手段における前記現像剤に起因して低下した帯電性能を回復させる回復手段と、前記現像手段に未使用現像剤を補給する現像剤補給容器に付設された記憶手段から、前記未使用現像剤の製造日からの経過時間に関連する情報を読み取る読み取り手段と、読み取った前記情報に基づいて、前記経過時間が長いほど前記帯電性能を回復させる頻度が増すように、前記回復手段を制御する制御手段とを備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の画像形成装置によれば、未使用現像剤の製造日からの経過時間に応じた頻度で帯電手段の帯電性能を回復させる制御を実行するので、製造して長年月を経た古い未使用現像剤を使用した場合には高い頻度で帯電性能を回復させて画像不良には至らせない。一方、圧倒的に使用頻度が高い新しい未使用現像剤の場合には、従来どおりの低い頻度で帯電性能を回復させるので、平均的、長期的な観点での生産性は低下しない。
【００１７】
そして、現像剤補給容器に付設された記憶手段のデータを自動的に読み取って自動的に帯電性能を回復させる頻度が設定されるので、操作者が未使用現像剤の製造日等を意識しなくても間違いなく適正な頻度が設定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明のいくつかの実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、補充用現像剤が古いほど帯電装置における帯電性能を回復させる制御の実施頻度が高まる限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１９】
従って、感光ドラムから記録材へトナー像を転写するモノクロ画像形成装置に限らず、現像色が異なる複数の感光ドラムを用いるタンデム型、１個の像担持体で複数色の現像を行う１ドラム型のフルカラー画像形成装置でも実施できる。記録材搬送ベルトを用いて直接転写を行う画像形成装置、中間転写ベルトに担持されたトナー像を記録材へ二次転写する中間転写方式の画像形成装置でも実施できる。
【００２０】
トナーボトルを一時的に接続したり、トナーカートリッジを交換したりして補充用現像剤を補充する画像形成装置のみならず、感光ドラム、帯電装置、現像装置等を一体化したプロセスカートリッジを丸ごと交換する画像形成装置でも実施できる。
【００２１】
本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。
【００２２】
なお、特許文献１〜５に示される画像形成装置、記憶手段に関する一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。説明中、特許請求の範囲で用いた構成名に括弧を付して示した参照記号は、発明の理解を助けるための例示であって、実施形態の部材等に構成を限定する趣旨のものではない。
【００２３】
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【００２４】
図１に示すように、第１実施形態の画像形成装置１００は、感光ドラム１０に形成したトナー像を記録材Ｐへ直接転写するモノクロ高速画像形成装置である。
【００２５】
画像形成装置１００は、感光ドラム１０の周囲に、帯電装置１１、露光装置１２、現像装置１、転写帯電器１３、クリーニング装置１４を配置する。
【００２６】
帯電装置１１は、コロナ放電ワイヤ６０に電源Ｄ３から−２〜−３ｋＶの電圧を印加されて帯電粒子を生成する。そして、グリッド１１ｂに−５００Ｖの電圧を印加されることにより、コロナ放電ワイヤ６０の周囲で発生した負極性の帯電粒子を、回転する感光ドラム１０の表面に照射する。これにより、感光ドラム１０の表面は一様な−５００Ｖの暗部電位ＶＤに帯電される。
【００２７】
静電像形成手段の一例である露光装置１２は、画像データを展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１０の表面の露光領域を明部電位ＶＬに低下させて画像の静電像を形成する。
【００２８】
現像装置１は、現像容器２は、非磁性トナーに磁性キャリアを混合して所定の外添剤を加えた二成分現像剤を充填されている。感光ドラム１０に対向した現像領域が開口しており、この開口部に一部露出するようにして現像スリーブ３ｂが回転可能に配置される。現像スリーブ３ｂは、現像容器２内の二成分現像剤を層状に保持して感光ドラム１０と対向する現像領域に二成分現像剤を供給する。
【００２９】
現像装置１は、攪拌スクリュー２ａ、２ｂによって二成分現像剤を紙面垂直方向に搬送しつつ攪拌してトナーを負極性に、磁性キャリアを正極性にそれぞれ帯電させる。帯電したトナー及び磁性キャリアは、マグネット３ａの周囲で回転する現像スリーブ３ｂに穂立ち状態で担持されて、感光ドラム１０を摺擦して、感光ドラム１０に形成されている静電潜像を現像する。
【００３０】
電源Ｄ４は、負極性の直流電圧Ｖｄｅｖ（−３５０Ｖ）に、周波数８．０ｋＨｚ、ピーク間電圧Ｖｐｐ＝１．８ｋＶの矩形波の交流電圧を重畳した電圧を現像スリーブ３ｂに印加する。交流電圧は、現像スリーブ３ｂと感光ドラム１０との間に交番電界を形成して現像効率を向上させる。直流電圧Ｖｄｅｖは、現像スリーブ３ｂよりも相対的に正極性となった感光ドラム１０の静電像へトナーを移動させて、感光ドラム１０の静電像を反転現像する。
【００３１】
現像スリーブ３ｂは、規制部材２ｃによって均一な層厚に調整された二成分現像剤を担持して回転し、二成分現像剤を現像スリーブ３ｂが感光ドラム１０に対向する現像ニップへ搬送する。現像ニップへ搬送されたトナーは、感光ドラム１０の静電像電位と現像スリーブ３ｂとの電位差によって電気力を受け、現像スリーブ３ｂから感光ドラム１０へ向かって飛翔する。現像スリーブ３ｂに印加された交流電圧によって現像スリーブ３ｂと感光ドラム１０との間を往復しながら、負極性の電荷をもつトナーは、現像スリーブ３ｂにかかる直流電圧Ｖｄｅｖと静電像との電位差に従って移動する。暗部電位ＶＤ領域ではトナーが現像スリーブ４１上に戻り、明部電位ＶＬ領域では静電像の電位に応じた量のトナーが感光ドラム１０に付着してトナー像が形成される。
【００３２】
不図示の記録材給送装置は、感光ドラム１０のトナー像にタイミングを合わせて、感光ドラム１０と転写帯電器１３との間隔に記録材Ｐを給送する。
【００３３】
転写帯電器１３は、コロナ放電ワイヤ６０に２〜３ｋＶの電圧を印加されて正極性の帯電粒子を生成して記録材の裏面に照射し、記録材を正極性に帯電させて、感光ドラム１０に担持されたトナー像を記録材Ｐへ転写させる。
【００３４】
定着装置１５は、感光ドラム１０からトナー像を転写された記録材Ｐを受け入れて、加熱・加圧しつつ挟持搬送することにより、記録材Ｐの表面にトナー像を定着させて永久画像を得る。
【００３５】
クリーニング装置１４は、転写帯電器１３を通過して感光ドラム１０の表面に残留した転写残トナーを清掃する。
【００３６】
＜回復手段＞
図２は帯電装置の斜視図、図３は帯電装置の給電側端部の拡大図である。
【００３７】
図２に示すように、帯電手段の一例である帯電装置１１は、モータ側ブロック１１ａと給電側ブロック１１ｂとの間を結んで、ケース３８の下面に、コロナ放電ワイヤ（６０：図１）を張設している。
【００３８】
自動ワイヤ清掃機構３０は、清掃パッド支持部材３１をコロナ放電ワイヤ（６０：図１）に沿って往復移動させて、帯電手段における現像剤に起因して劣化した帯電性能を回復させる。
【００３９】
図３に示すように、コロナ放電ワイヤ６０は、給電側ブロック１１ｂの片側端部に接続されたスプリング６２を引き伸ばして張力を保っている。
【００４０】
給電端子７０は、画像形成装置（１００：図１）の装置本体に配置された不図示の給電コネクタに接続されており、コロナ放電ワイヤ６０への給電は、給電端子７０、給電ピン６３、スプリング６２を介して行われる。
【００４１】
ワイヤ清掃パッド３４は、清掃パッド支持部材３１の下端に取り付けて、コロナ放電ワイヤ６０を挟むように一対設置されている。ワイヤ清掃パッド３４は、清掃パッド支持部材３１から取り外して交換可能である。
【００４２】
図２に示すように、清掃パッド支持部材３１は、モータ３３に駆動されて回転するスクリュー３２に係合されており、スクリュー３２の回転に伴ってモータ側ブロック１１ａと給電側ブロック１１ｂとの間を往復移動する。スクリュー３２は、モータ３３の回転に応じてギアを介して回転する。モータ３３は、モータ給電電極５２により電力を供給されて、任意の回転方向に回転可能である。
【００４３】
図３に示すように、清掃パッド支持部材３１がコロナ放電ワイヤ６０に沿って移動すると、ワイヤ清掃パッド３４がコロナ放電ワイヤ６０を摺擦して、表面に付着した放電生成物を拭き取る。すなわち、モータ給電電極５２を通じたモータ３３への給電極性によってワイヤ清掃パッド３４をコロナ放電ワイヤ６０に沿って往復させ、コロナ放電ワイヤ６０の清掃を行っている。
【００４４】
＜現像剤補給容器＞
図１に示すように、現像装置１の上方には未使用現像剤の一例であるトナーを収容したホッパー６が備えられている。ホッパー６は、トナー像を形成することで消費されて感光ドラム１０へ持ち出された分のトナーを現像容器２内に補給する。
【００４５】
補給スクリュー６ｂは、画像情報や現像装置１内の二成分現像剤のＴ／Ｄ比（トナー／現像剤重量比）情報に応じて回転／停止を制御され、現像装置１内の現像剤のＴ／Ｄ比を一定範囲に誘導する。
【００４６】
補給スクリュー６ｂへ搬送されたトナーは、補給スクリュー６ｂの回転に伴って、現像装置１内の攪拌スクリュー２ｂに落下する。
【００４７】
トナー残量検知センサ６ｃは、ピエゾ素子と発信回路と検出回路からなり、トナーの残量に対応して変化する固有振動数を電圧の変化として出力する。
【００４８】
制御部１４１は、トナー残量検知センサ６ｃの出力に基づいてホッパー６のトナー残量を判別し、トナー残量が残り少なくなると、アラームを出力して操作パネル１４５を通じてユーザーにトナーの補給を要求する。
【００４９】
ユーザーは、ホッパー６の蓋６ａを開いて、トナーボトル７をホッパー６に装着して、トナーボトル７内のトナーをホッパー６へ移し変える。トナーを移し変えて空になったトナーボトル７は、その場でホッパー６から取り外されて、ホッパー６の蓋６ａが元通りに閉じられる。
【００５０】
制御部１４１は、トナーボトル７がホッパー６に接続された時点で、通信部１４０を通じて、トナーボトル７に設けられたメモリタグ１３０からトナー製造日時情報を読み取る。
【００５１】
制御部１４１は、読み取ったトナー製造日時情報に応じて自動ワイヤ清掃機構３０の作動頻度を設定して、古いトナーが使用される場合には、コロナ放電ワイヤ６０の清掃頻度を高くする。
【００５２】
＜トナーの経時変化＞
図４はトナーの帯電量の経時変化の説明図、図５はトナーの帯電量分布の経時変化の説明図、図６はトナー飛散量の経時変化の説明図である。図７はトナー飛散量と帯電不良が発生するまでの画像形成枚数との関係の説明図、図８は帯電不良を発生させないために必要な清掃頻度の説明図である。
【００５３】
図４に示すように、製造日からの経過日数が増えてトナーが古くなると、トナー帯電量が次第に低下する。製造直後、すなわち経過日数が０日のトナー帯電量が約−３０［μＣ／ｇ］であったのに対し、経過日数が３０００日のトナーのトナー帯電量は約−１５［μＣ／ｇ］となっていた。
【００５４】
図５に示すように、経過日数が０日のトナーに比較して経過日数が３０００日のトナーは、トナー帯電量分布が低い方向へ全体的にシフトしている。経過時間が３０００日のトナーは、トナー帯電量の絶対値が少ないものが増え、逆極性に帯電したものも増えている。
【００５５】
図４は、図１に示す現像装置１にそれぞれのトナーと共通の磁性キャリアとを充填して１２０秒間、現像装置１を運転した状態でトナーを取り出して帯電量を測定している。
【００５６】
図５は、磁性キャリアの新品を用いてそれぞれのトナーと混合して振動を加えることで、トナー自身の帯電能力を比較している。具体的なトナー帯電量分布の測定は、ホソカワミクロン（株）のＥ−ｓｐａｒｔアナライザー（商品名）を用いて、トナーを３０００個をカウントするまで行った。当該トナーを窒素ガスで吹き飛ばして該測定装置の測定部（測定セル）内にサンプリング孔から導入することで行った。
【００５７】
製造後の経過日数によってトナー帯電量が低下する具体的なメカニズムはよく分かっていない。しかし、考えられる原因としては、外添剤やトナー自身の酸化による帯電性能劣化や、トナー内部のオイル成分がトナー表面に析出して外添剤との正常な摩擦帯電を阻害する現象等がある。
【００５８】
図１に示すように、トナー帯電量の絶対値が少ないトナーや逆極性に帯電したトナーは、現像スリーブ３ｂに担持された磁性キャリアや感光ドラム１０に対する電気的な拘束力が下がるので、雰囲気中に飛散しやすい。逆極性に帯電して感光ドラム１０に付着したトナーは、クリーニング装置１４に到達してクリーニングブレードの摺擦によって飛散する量も増える。クリーニングブレードをすり抜けて感光ドラム１０に連れ回る外添剤が増えて、帯電装置１１の周囲で飛散する外添剤の微粒子も増えてしまう。
【００５９】
図６に示すように、製造日からの経過日数が増えてトナーが古くなると、画像形成装置１００における連続画像形成時のトナー飛散量が次第に増加する。
【００６０】
トナー飛散量の測定は、Ｈａｃｈ  Ｕｌｔｒａ  Ａｎａｌｙｔｉｃｓ（登録商標）社製のＭｅｔＯｎｅパーティクルカウンタ３３１５型（登録商標）を用いた。パーティクルカウンタを画像形成装置１００の機体内部の現像ニップ上方空間に設置して、一分間に２８．３リットルの大気吸引中の、５〜１０μｍの粒子数をカウントして測定した。
【００６１】
測定された飛散粒子数は、経過日数が０日の新品トナーでは約１４００００個、１５００日を経たやや古いトナーでは約２３００００個、３０００日を経た古いトナーでは約２８００００個であった。
【００６２】
図７に示すように、画像形成装置１００の機体内部の飛散粒子数が増えると、帯電不良が発生し易くなって帯電不良に起因する画像不良が発生するまでの画像形成枚数が減ってしまう。
【００６３】
画像形成装置１００で、実際に、帯電装置１１の清掃動作を行なわずにＡ４用紙に画像比率５％となる画像形成を連続して行ない、連続画像形成試験を行なって画像を評価した。耐用枚数は、Ａ４全面に反射濃度０．６中心の中間調濃度画像を形成し、帯電不良に由来する回転方向のスジ状画像不良が目視で確認できるか、帯電不良に由来する濃度ムラが±０．０５の範囲を超えたときの枚数とした。定着済み画像は、エックスライト社製の反射濃度測定器Ｘ−Ｒｉｔｅ  ４０４を用いて反射濃度を測定された。
【００６４】
耐用枚数は、新品トナーを使用して飛散粒子数が約１４００００個の時は２０００枚、やや古いトナーを使用して飛散粒子数が約２３００００個の時は１４００枚、古いトナーを使用して飛散粒子数が約２８００００個の時は１０００枚となった。
【００６５】
図７に示すように、耐用枚数と飛散粒子数とは、ほぼ線形の関係を有するので、トナーの古さに応じた耐用枚数ごとに自動ワイヤ清掃機構（３０：図１）を作動させれば、上記のような画像不良を防止できる。
【００６６】
図８に示すように、第１実施形態では、製造日からの経過日数に応じた枚数の画像形成を行うごとに、自動ワイヤ清掃機構（３０：図１）を作動させてコロナ放電ワイヤ（６０：図１）の帯電性能を回復させる。経過日数が０日の新品トナーを使用した場合は２０００枚ごと、１５００日のやや古いトナーを使用した場合は１４００枚ごと、３０００日の古いトナーを使用した場合は１０００枚ごとに自動ワイヤ清掃機構３０を作動させる。
【００６７】
＜制御手段＞
図９は画像形成装置の制御系のブロック図、図１０はメモリタグの読み取り制御のフローチャート、図１１は帯電装置の帯電性能の回復制御のフローチャートである。
【００６８】
図９に示すように、画像形成装置１００には、通信部１４０、制御部１４１、時間管理部１４２、記憶部１４３、算出部１４４が設けられている。
【００６９】
通信部１４０は、トナーボトル７に設けられたメモリタグ１３０と電波により無線で通信して、カートリッジの使用状況に関するデータの入出力を行う。
【００７０】
通信部１４０は、未使用現像剤の製造日からの経過時間に関連する情報としてトナー製造日を読み取る。
【００７１】
時間管理部１４２は、カレンダ機能を備え、現在の年月日や時刻を出力する。
【００７２】
制御部１４１は、演算機能を備えたハードウェアと、その演算動作を規定するソフトウェアによって、画像形成装置１００の各構成部の動作制御を行う。
【００７３】
記憶部１４３は、半導体メモリやハードディスク等によって構成され、画像形成装置１００の各部を制御するプログラムと必要な各種データを記憶する。
【００７４】
記憶部１４３は、帯電装置（１１：図１）の帯電性能の回復制御プログラムとともに、図８に示す製造日からの経過日数に応じた画像形成枚数が帯電装置清掃間隔テーブル１５０として記憶されている。
【００７５】
算出部１４４は、記憶部１４３から読み出された帯電装置清掃間隔テーブル１５０に基づいて帯電装置（１１：図１）の帯電性能の回復タイミングを決定して制御部１４１に出力する。
【００７６】
図１、図９を参照して図１０に示すように、画像形成装置１００は、トナー無し検知によりトナーボトル７からトナーが補給されて、再び本体動作が可能となる。
【００７７】
制御部１４１は、ホッパー６のトナーなしが検知されると（Ｓ１のＹ）、本体動作が停止してトナー交換要の表示をする（Ｓ２）。
【００７８】
制御部１４１は、ホッパー６の蓋６ａが開かれてスイッチ６ｅがＯＦＦすると（Ｓ３のＹ）、通信部１４０を作動させてメモリタグ１３０を１０秒間隔で検知してトナー製造日時情報Ｄａｔｅ（Ｔ）の読み取りデータを更新し続ける（Ｓ４）
【００７９】
ここで、ユーザーが新しいトナーボトル７をホッパー６に装着すると、通信部１４０によって交換後のトナーボトル７のメモリタグ１３０が検出される。
【００８０】
制御部１４１は、ホッパー６の蓋６ａが閉じられると（Ｓ５のＹ）、交換後のトナーボトル７のトナー製造日時情報Ｄａｔｅ（Ｔ）を確定する。そして、時間管理部１４２から読み出した画像形成動作を行う現在日時情報Ｄａｔｅ（Ｎ）との比較により、経過日数ΔＤａｔｅを演算する（Ｓ６）。
【００８１】
制御部１４１は、帯電装置清掃間隔テーブル１５０から経過日数ΔＤａｔｅに対応する清掃間隔係数αを得て、清掃間隔係数αの値を更新する（Ｓ７）。
【００８２】
制御部１４１は、ホッパー６のトナー有無検知を行い（Ｓ８）、トナーがあることが確認されると（Ｓ９のＹ）、トナー交換要の表示を消して、画像形成装置１００の画像形成動作を可能にする（Ｓ１０）。
【００８３】
制御部１４１は、トナー有無検知を行ったときにトナーがあることが確認されない場合（Ｓ９のＮ）は、ステップＳ２に戻る。最初からトナーがある場合（Ｓ１のＹ）、メモリタグの読み取り制御を実行しない。
【００８４】
図１、図９を参照して図１１に示すように、清掃間隔係数αを取得した状態で、清掃要状態到達割合β（％）により帯電装置の清掃動作を行なうかどうか判断して帯電装置１１の清掃動作を行なっている。
【００８５】
制御部１４１は、トナーボトル７が交換されてから最初に帯電性能を回復させるまでの画像形成枚数に、交換前のトナーボトル７の使用期間の最後の画像形成枚数を加味する。
【００８６】
読み取ったトナー製造日時情報Ｄａｔｅ（Ｔ）に基づいて定められた清掃間隔係数αから、最後に帯電性能を回復させてからトナーボトル７を交換するまでの画像形成枚数を差し引いた画像形成枚数で、交換後の最初の帯電性能を回復させる制御を実行する。
【００８７】
制御部１４１は、本体がプリントが可能な状態かどうか確認して（Ｓ１２）、本体をプリント可とする（Ｓ１３）。
【００８８】
ユーザーにより、ｎ枚（もちろん動作ごとに変わる数である）のプリントがなされる（Ｓ１４）と、プリント動作終了後に現在日時情報Ｄａｔｅ（Ｎ）を更新し、先述の手順と同様に清掃間隔係数αを得て、清掃間隔係数αの値を更新する（Ｓ１５）。
【００８９】
清掃要状態到達割合β（％）とは、必要な清掃間隔に対して、前回の清掃動作からどのくらいの割合のプリントが行なわれたかを示す値である。例えば、必要な清掃間隔が２０００枚で、前回の清掃動作から１５００枚のプリントが行なわれていたとすると、β＝１５００／２０００＝７５（％）となる。
【００９０】
清掃要状態到達割合βはプリント動作によって増加していくが、その増加量は、ｎ枚のプリント時に清掃間隔係数αがどのような値であったかで決定する。例えば、清掃間隔係数αが１０００の時に２０枚のプリントが行なわれれば、βはパーセント値で１００×（２０／１０００）＝２％増加する。すなわち、清掃要状態到達割合βを、前のβの値にその増加分１００×（ｎ／α）だけ加算した値に更新する（Ｓ１６）。
【００９１】
制御部１４１は、清掃要状態到達割合βが１００（％）以上かどうかを判定する（Ｓ１７）。清掃要状態到達割合βが１００％未満の場合は（Ｓ１７のＮ）まだ帯電装置１１の清掃動作が必要ではないので、次のプリントを待機する（Ｓ１３）。
【００９２】
しかし、清掃要状態到達割合βが１００（％）以上ということは（Ｓ１７のＹ）、帯電装置１１の清掃動作が必要になったということであるから、自動ワイヤ清掃機構３０を作動させてコロナ放電ワイヤ６０の帯電性能を回復させる。
【００９３】
図２に示すようにモータ３３を駆動して、図３に示すようにワイヤ清掃パッド３４をコロナ放電ワイヤ６０に沿って往復させ、コロナ放電ワイヤ６０に付着した飛散トナーや二成分現像剤由来のその他の物質を除去する（Ｓ１８）。
【００９４】
図１、図９を参照して図１１に示すように、制御部１４１は、帯電装置１１の清掃動作が入ったわけであるから、β（％）の値を０（％）にし（Ｓ１９）、プリント可の状態に復帰させて（Ｓ２０）、次の画像形成を待機する（Ｓ２１）。
【００９５】
第１実施形態では、トナー製造日時情報Ｄａｔｅ（Ｔ）と現在日時情報Ｄａｔｅ（Ｎ）とから算出した経過日数ΔＤａｔｅを用いて、その値から清掃間隔係数αを求め、現在の状態を示す清掃要状態到達割合βを更新していく。このため、その時々で使用しているトナーの経時変化の度合いを見込んで帯電装置１１の清掃動作を行なうことができる。
【００９６】
すなわち、必要なときにのみ必要なだけの清掃動作を入れるというしくみによって、多年数経過後のトナーを使用しても、不良画像が発生しにくく、適正な画像を形成でき、かつ新品に近いトナーを用いたときには生産性を落とすことがない。
【００９７】
＜変形例＞
図１２は針状電極を用いたコロナ帯電器の説明図である。
【００９８】
第１実施形態では、帯電装置１１をコロナ帯電器とし、コロナ放電ワイヤ６０をワイヤ清掃パッド３４にて清掃する構成を採用した。
【００９９】
変形例１は、コロナ帯電器のコロナ放電ワイヤ６０を図１２に示す針状（鋸歯状）電極に置き換えており、針状部分の先端部でコロナ放電を発生させる。
【０１００】
このような場合でも、針先部分（刃先部分）を摺擦清掃する清掃パッドを用いて、帯電装置の帯電性能を回復することができ、帯電性能の回復頻度をトナーの古さに応じて設定して第１実施形態と等しい効果を達成できる。
【０１０１】
第１実施形態では、ホッパー６に未使用現像剤を補給する場合にのみトナーボトル７をホッパー６に装着し、補給後は速やかに取り外す構成とした。
【０１０２】
変形例２は、ホッパー６に挿入したまま使用するセットオン式のトナーカートリッジを用いる。未使用現像剤を充填したトナーカートリッジをホッパーに接続したままにして画像形成を行い、ホッパーから取り出された未使用現像剤に相当するだけ随時トナーカートリッジから未使用現像剤をホッパーへ補給する。そして、トナーカートリッジが空になった時点で新しいトナーカートリッジに交換される。
【０１０３】
このような場合でもトナーカートリッジに取り付けられたメモリタグを読み取って、帯電性能の回復頻度をトナーの古さに応じて設定することによって、第１実施形態と等しい効果を達成できる。
【０１０４】
＜第２実施形態＞
図１３は第２実施形態の画像形成装置の構成の説明図、図１４はトナーの帯電量の経時変化の説明図である。図１５はトナー飛散量の経時変化の説明図、図１６はトナー飛散量と帯電不良が発生するまでの画像形成枚数との関係の説明図、図１７は帯電不良を発生させないために必要な清掃頻度の説明図である。
【０１０５】
第２実施形態は、帯電装置と現像装置と転写ローラ以外は第１実施形態と同様に構成されるので、図１３中、第１実施形態と共通する構成には図１と共通の符号を付して重複する説明を省略する。
【０１０６】
図１３に示すように、帯電装置１１Ａは、帯電ローラ１１ｄを用いて感光ドラム１０を帯電させ、現像装置１Ａは、トナーが無くなると、画像形成装置２００から一体に着脱して新品交換される。
【０１０７】
帯電ローラ１１ｄは、金属の軸芯に導電性のゴム層を被覆したものであり、感光ドラム１０の表面に接触して従動回転する。
【０１０８】
電源Ｄ５は、帯電ローラー１１ｄに、直流電圧に交流電圧を重畳させた帯電電圧を印加する。帯電電圧の交流成分によって、感光ドラム１０の表面電位は、帯電電圧の直流電圧にほぼ一致する。
【０１０９】
現像装置１Ａは、露光装置１２によって感光ドラム１０に形成された静電像を現像してトナー像を形成する。現像装置１Ａには、工場でトナー製造日時情報Ｄａｔｅ（Ｔ）が書き込まれたメモリタグ１３０が固定されている。
【０１１０】
転写装置１３Ａは、転写ローラ１３ｄを感光ドラム１０に圧接して、記録材Ｐに対するトナー像の転写部を形成する。
【０１１１】
電源Ｄ１は、転写ローラ１３ｄに転写電圧を出力して、転写ローラ１３ｄと感光ドラム１０とのニップで挟持搬送される記録材Ｐに感光ドラム１０のトナー像を転写する。
【０１１２】
現像装置１Ａは、現像容器２と現像スリーブ３ｂとを備える。現像容器２は、感光ドラム１０に対向した現像領域が開口しており、この開口部に一部露出するようにして現像スリーブ３ｂが回転可能に配置されている。現像容器２には、磁性トナーを主成分とする一成分現像剤が収容されており、画像形成を通じて一成分現像剤を使い切ると、現像装置１Ａの全体を画像形成装置２００から取り外して新品の現像装置１Ａに交換される。
【０１１３】
現像ブレード５は、現像スリーブ３ｂに対して所定の圧で当接しており、現像スリーブ３ｂに担持されて回転する磁性トナーを摩擦帯電させるとともに、層厚を規制して感光ドラム１０と対向する現像領域に磁性トナーを供給する。
【０１１４】
電源Ｄ４は、直流電圧に交流電圧を重畳した現像電圧を現像スリーブ３ｂに印加する。この交流成分によって現像スリーブ３ｂと感光ドラム１０との間に交番電界を形成して現像効率を向上させている。
【０１１５】
交換可能な現像装置１Ａには接触式のメモリタグ１３０が備えられている。メモリタグ１３０は、本体側の通信部１４０と接触して電気的な信号のやり取りを行ない、トナー製造日や各カートリッジの使用状況に関するデータの入出力を行う。
【０１１６】
図９に示すように、通信部１４０は制御部１４１に接続され、制御部１４１は、時間管理部１４２、記憶部１４３、算出部１４４に接続されている。
【０１１７】
図１３に示すように、第２実施形態において、現像容器２内のトナーが経時変化するメカニズムは、第１実施形態で述べたものと同様である。
【０１１８】
一成分現像剤の帯電能力の測定について説明すると、一成分現像剤は、現像スリーブ３ｂ、現像ブレード５との摩擦帯電により帯電するので、一成分現像剤を現像スリーブ３ｂにコートした状態で、帯電量を比較できる。
【０１１９】
製造日からの経過日数が０日の新しい一成分現像剤と経過日数が３０００日の古い一成分現像剤とにおけるトナー帯電量を、第１実施形態で説明した方法で測定した。
【０１２０】
図１４に示すように、新しい一成分現像剤のトナー帯電量が約−２０［μＣ／ｇ］であったのに対し、古い一成分現像剤のトナー帯電量は約−１０［μＣ／ｇ］に低下していた。また、新しい一成分現像剤に比較して古い一成分現像剤では、図５に示すように、トナー帯電量の絶対値が小さいトナーや帯電極性が反転したトナーが増えていた。
【０１２１】
図１５に示すように、古い一成分現像剤は、新しい一成分現像剤に比較して、現像スリーブ３ｂや感光ドラム１０に対するトナーの電気的な拘束力が下がるので、機内の雰囲気中に飛散し易い。ここでは、第１実施形態と同様にして、トナー飛散量の測定を行い、製造後の経過日数に対するトナー飛散量の相関グラフを得た。経過日数が０日の新しいトナーでは飛散粒子数が約２５００００個、経過日数が１５００日の少し古いトナーでは飛散粒子数が約３２００００個、経過日数が３０００日の古いトナーでは飛散粒子数が約４８００００個であった。
【０１２２】
次に、第１実施形態と同様に、経過日数が異なるトナーを用いて、画像形成装置２００で連続画像形成を行って、帯電不良に起因する画像不良の発生を評価した。
【０１２３】
図１６に示すように、その結果、飛散粒子数が約２５００００個の時は５００枚、飛散粒子数が約３２００００個の時は３５０枚、飛散粒子数が約４８００００個の時は２００枚で画像不良が発生し始めることが判明した。
【０１２４】
この実験結果に基いて、図１３に示すように、画像形成装置２００の帯電装置１１Ａにおける一成分現像剤の製造後の経過日数に応じた帯電性能の回復制御の実施頻度を設定した。
【０１２５】
図１７に示すように、製造日からの経過日数が０日の場合は５００枚の画像形成ごと、経過日数が１５００日の場合は３５０枚の画像形成ごと、経過日数が３０００日の場合は２００枚の画像形成ごとに帯電性能の回復制御を行う。この関係は、図９に示すように、帯電装置清掃間隔テーブル１５０として記憶部１４３にデータ保持させた。
【０１２６】
帯電装置清掃間隔テーブル１５０に基づく清掃動作のフローは第１実施形態とほぼ同様なので、ここでは省略する。
【０１２７】
しかし、第２実施形態では、図１３に示すように、帯電装置１１Ａの帯電性能の回復方法が第１実施形態とは大きく異なる。特許文献２に示されるように、第２実施形態では、帯電ローラ１１ｄと感光ドラム１０との間に意図的な電位差を形成して帯電ローラ１ｄに付着したトナーを感光ドラム１０へ転写する。これにより、トナーが付着して低下した帯電ローラ１１ｄの帯電性能を回復させる。
【０１２８】
図１３に示すように、帯電ローラ１１ｄには、清掃補助シート１１ｅが接触している。清掃補助シート１１ｅはポリイミドのシートであり、帯電ローラ１１ｄに付着したトナーを摩擦帯電して負極性に帯電させる。帯電したトナーは帯電ローラ１１ｄと感光ドラム１０とのニップを通過する際に帯電電圧の交流成分によって幾分か除電される。これを繰り返すことで、帯電ローラ１１ｄには、弱い負極性に帯電した状態でトナーが電気的に付着して徐々に蓄積する。そして、帯電ローラ１１ｄの表面のトナー付着量が増え続けると帯電ムラや帯電不良を発生して、画像に影響を及ぼしてしまう。
【０１２９】
そこで、帯電ローラ１１ｄの帯電性能を回復させる際には、回復手段の一例である電源Ｄ５を制御して帯電電圧の交流成分のピークトゥピーク電圧を低下させる。これにより、帯電ローラ１１ｄの直流電圧がそのまま感光ドラム１０に移らないようになって、帯電ローラ１１ｄの表面電位に比較して感光ドラム１０の表面電位が相対的に正電位となる。
【０１３０】
具体的な値の例を述べると、通常の画像形成時に帯電電圧の直流成分が−５００Ｖ、交流成分がピークトゥピーク電圧で１．５ｋＶ、感光ドラム１０の表面電位が−５００Ｖである。これに対して、交流成分をピークトゥピーク電圧で１．２ｋＶにすると、帯電電圧の直流成分が−５００Ｖであるのに対し、感光ドラム１０の表面電位が−４００Ｖとなる。これにより、帯電ローラ１１ｄの表面と感光ドラム１０の表面との間に１００Ｖの電位差が生じ、この電位差によって帯電ローラ１１ｄ上に蓄積して画像不良を起こす恐れのある飛散トナーを、感光ドラム１０に戻すことができる。
【０１３１】
そして、露光装置１２によって最大量の露光をして感光ドラム１０の表面電位を−１００Ｖ程度とする。また、現像装置１Ａでは、現像スリーブ３ｂに印加する現像電圧の交流成分を停止して直流成分を−１００Ｖ程度とする。また、転写ローラ１１ｄに印加する転写電圧の直流成分も−１００Ｖ程度とする。これらによって、帯電ローラ１１ｄから戻されたトナーが現像領域、転写領域を通過してクリーニング装置１４に到達して感光ドラム１０から除去される。
【０１３２】
第２実施形態の画像形成装置２００では、現像装置の形式や帯電装置の帯電性能の回復方法が異なるものの、第１実施形態と同様に、製造日からの経過日数に応じた必要最小限の頻度で帯電性能の回復制御を実行する。現像装置１Ａに固定されたメモリタグ１３０からトナー製造日時情報Ｄａｔｅ（Ｔ）を読み取って、現在日時情報Ｄａｔｅ（Ｎ）との比較により経過日数ΔＤａｔｅを演算する。そして、経過日数ΔＤａｔｅに応じた頻度で帯電ローラ１１ｄの帯電性能を回復させる。
【０１３３】
これにより、うっかり多年数を経過した古いトナーを使用した場合でも帯電不良に起因する不良画像が発生しにくく、適正な画像を形成でき、かつ新しいトナーを用いたときには生産性を落とすことがない。
【０１３４】
＜第３実施形態＞
図１８は第３実施形態の画像形成装置の構成の説明図、図１９はメモリタグの読み取り制御のフローチャートである。
【０１３５】
第３実施形態は、第２実施形態における現像装置１Ａが感光ドラム１０と一体に画像形成装置３００に対して着脱交換される以外は、第２実施形態と同様に構成されて、同様に制御される。従って、図１８中、第２実施形態と共通する構成には図１３と共通の符号を付して重複する説明を省略する。また、図１１に示す帯電装置の帯電性能の回復制御についても同様に実行されるので重複する説明を省略する。
【０１３６】
第３実施形態では、感光ドラム１０、帯電装置１１Ａ、現像装置１Ａ、クリーニング装置１４は、画像形成装置３００に対して着脱して一体として交換可能なプロセスカートリッジＣに組み立てられている。プロセスカートリッジＣには、工場でトナー製造日時情報Ｄａｔｅ（Ｔ）が書き込まれたメモリタグ１３０が固定されている。
【０１３７】
第３実施形態では、プロセスカートリッジＣを交換すると、帯電ローラ１１ｄが新品に交換されるので、帯電ローラ１１ｄにおける清掃要状態到達割合β（％）が０（％）にリセットされる。
【０１３８】
図１８、図９を参照して図１９に示すように、制御部１４１は、トナー無し検知によりプロセスカートリッジＣの交換を要求する。そして、プロセスカートリッジＣの交換後に画像形成を再開すると、清掃要状態到達割合β（％）を求めて帯電装置１１Ａの清掃動作を行なうかどうかを判断し、清掃要状態到達割合β（％）が１００％に達すると清掃動作を行なう。
【０１３９】
制御部１４１は、現像容器２のトナーなしが検知されるとフローをスタートさせる（Ｓ１０１）。本体動作が停止してプロセスカートリッジＣの交換要の表示をする（Ｓ１０２）とともに、通信部１４０を作動させてメモリタグ１３０の検知待ち状態となる（Ｓ１０３）。
【０１４０】
ここで、ユーザーが新しいプロセスカートリッジＣを画像形成装置３００に装着すると、通信部１４０によってメモリタグ１３０が検出される（Ｓ１０４のＹ）。メモリタグが検出されない場合（Ｓ１０４のＮ）、メモリタグ１３０の検知待ちに戻る。
【０１４１】
メモリタグ１３０が検出されると（Ｓ１０４のＹ）、メモリタグ１３０に記録されたトナー製造日時情報Ｄａｔｅ（Ｔ）が制御部１４１に読み込まれる（Ｓ１０５）。
【０１４２】
制御部１４１は、トナー製造日時情報Ｄａｔｅ（Ｔ）を、時間管理部１４２から読み出した画像形成動作を行う現在日時情報Ｄａｔｅ（Ｎ）とを比較して、製造日からの経過日数ΔＤａｔｅを演算する（Ｓ１０６）。
【０１４３】
制御部１４１は、帯電装置清掃間隔テーブル１５０から経過日数ΔＤａｔｅに対応する清掃間隔係数αを得、αの値を更新する（Ｓ１０７）。
【０１４４】
制御部１４１は、ここで、プロセスカートリッジＣは交換されていて、一次帯電ローラー１１は新品の状態であるから、清掃要状態到達割合β（％）の値を０（％）にする（Ｓ１０８）。
【０１４５】
その後、制御部１４１は、プロセスカートリッジＣ交換要の表示を消して、本体のプリント動作を可能にする（Ｓ１０９）。
【０１４６】
図１８、図９を参照して図１１に示すように、本体のプリント動作が可能になって（Ｓ１３）、ユーザーにより、ｎ枚のプリントがなされる（Ｓ１４）。
【０１４７】
制御部１４１は、そのプリント動作終了後に現在日時情報Ｄａｔｅ（Ｎ）を更新して、帯電装置清掃間隔テーブル１５０から経過日数ΔＤａｔｅに対応する清掃間隔係数αを得て、αの値を更新する（Ｓ１５）。
【０１４８】
制御部１４１は、プリント枚数ｎと清掃間隔係数αとを用いて、清掃要状態到達割合βを、前のβの値にその増加分１００×（ｎ／α）だけ加算した値に更新する（Ｓ１６）。
【０１４９】
制御部１４１は、清掃要状態到達割合βが１００（％）未満なら（Ｓ１７のＮ）画像形成を継続する（Ｓ１３）。
【０１５０】
制御部１４１は、清掃要状態到達割合βが１００（％）以上なら（Ｓ１７のＹ）、帯電装置１１Ａの帯電性能を回復させる時期と判断して、帯電ローラ１１ｄに付着したトナーを清掃除去する（Ｓ１８）。
【０１５１】
制御部１４１は、帯電ローラ１１ｄに印加する帯電電圧の交流成分のピークトゥピーク電圧を画像形成時よりも下げ、第２実施形態で説明したように、帯電ローラー１１ｄに付着したトナーを感光ドラム１０に戻してクリーニング装置１４に回収させる。が清掃される（Ｓ１８）。
【０１５２】
ここで、帯電装置１１Ａの清掃動作が入ったわけであるから清掃要状態到達割合β（％）の値を０（％）にリセットし（Ｓ１９）、プリント可の状態で次の画像形成を待機する（Ｓ２０）。
【０１５３】
＜第４実施形態＞
図２０は第４実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【０１５４】
図２０に示すように、帯電装置１１Ｂは、直流電圧に交流電圧を印加した帯電電圧を磁気ブラシ帯電器に印加して感光ドラム１０を帯電させる。このような帯電装置１１Ｂでも、第２実施形態と同様に、磁気ブラシ帯電器に印加する交流電圧のピークトゥピーク電圧を下げることで、帯電装置１１Ｂに捕集されていたトナーを感光ドラム１０へ戻して帯電性能を回復できる。
【０１５５】
第４実施形態は、画像形成装置４００の本体内に挿入したまま使用するセットオン式のトナーカートリッジ７Ｂから現像装置１Ｂへ未使用現像剤を間欠的に供給する。このため、トナーカートリッジ７Ｂに付設された無線式のメモリタグ１３０から、いつでもトナー製造日や各カートリッジの使用状況に関するデータの入出力を行える。
【０１５６】
第４実施形態は、クリーナーレス方式の画像形成装置であって、転写装置１３Ｂを通過して感光ドラム１０に残る転写残トナーは、帯電装置１１Ｂの磁気ブラシ帯電器が回収する。このため、第１実施形態〜第３実施形態で設けられていたクリーニング装置（１４：図１）を備えていない。
【０１５７】
転写装置１３Ｂは、転写ブレードに転写電圧を印加して、感光ドラム１０のトナー像を記録材Ｐへ転写する。
【０１５８】
それ以外の構成は、第１実施形態とほぼ同様に構成されて制御されているので、図２０中、第１実施形態と共通する構成には、図１と共通の符号を付して、重複する説明を省略する。
【０１５９】
帯電装置１１Ｂは、固定配置されたマグネット１１ｆの周囲で回転する非磁性金属素管内の帯電スリーブ１１ｇに、体積抵抗が１０４Ω・ｃｍ程度の磁性粒子１１ｈを保持している。マグネット１１ｆの磁力によって帯電スリーブ１１ｇの表面に磁性粒子１１ｈを穂立ちさせて形成した帯電磁気ブラシは、帯電スリーブ１１ｇの回転に伴って、感光ドラム１０の表面を摺擦する。
【０１６０】
電源Ｄ５は、直流成分に交流成分を重畳した帯電電圧を帯電スリーブ１１ｇに印加する。直流成分は−５００Ｖ、交流成分は、波形が矩形波であって周波数は２ｋＨｚ、ピークトゥピーク電圧は６００Ｖである。
【０１６１】
感光ドラム１０の表層の樹脂中には、帯電磁気ブラシによる注入電荷を受け取るために、金属酸化物である酸化スズが分散されているので、感光ドラム１０の表面を速やかに帯電できる。
【０１６２】
補助帯電手段の一例である補助帯電ブラシ２８は、転写後に感光ドラム１０上に残った転写残トナーを正極性に帯電させる。電源Ｄ７によって＋５００Ｖの直流バイアスを印加された補助帯電ブラシ２８は、転写残トナーを一時的に捕集し、少しずつ正極性に帯電させて感光ドラム１０へ戻す。
【０１６３】
補助帯電ブラシ２８に捕集された転写残トナーは、感光ドラム１０の回転に従って少しずつ補助帯電ブラシ２８を離脱して、帯電装置１１Ｂの帯電磁気ブラシに静電気的に捕集される。
【０１６４】
帯電磁気ブラシに捕集されたトナーは、帯電磁気ブラシを構成する磁性粒子１１ｈに混合されて摩擦帯電を受けることによって、元通りの負極性の帯電量に戻されて感光ドラム１０に再び付着する。正規の極性に帯電したトナーは、感光ドラム１０によって現像装置１Ｂへ搬送されて、現像スリーブ３ｂと感光ドラム１０との対向面で往復移動してトナー像の現像に関与する。
【０１６５】
現像装置１Ｂは、第１実施形態と同様に二成分現像剤を現像容器２内に充填され、二成分現像剤を攪拌スクリュー２ａ、２ｂで攪拌して帯電させる。帯電した二成分現像剤は、回転する現像スリーブ３ｂに担持されて感光ドラム１０との対向面に搬送され、帯電装置１１Ｂで再帯電された転写残トナーと混然一体となって、感光ドラム１０の静電像をトナー像に現像する。感光ドラム１０上の非画像部に付着した転写残トナーは、現像スリーブ３ｂに担持された二成分現像剤の帯電磁気ブラシによって、感光ドラム１０から除去される。
【０１６６】
帯電装置１１Ｂは、常時クリーニング機能を発揮して帯電磁気ブラシに捕集したトナーを感光ドラム１０に戻しているが、帯電磁気ブラシに捕集されたトナーが過剰になると、帯電ムラや帯電不良を発生して画像品質を損なわせる場合がある。帯電装置１１Ｂのトナー汚れの原因としては、通常の転写残トナーの他に、空中を浮遊する飛散トナーや現像装置１Ｂで感光ドラム１０に付着する白地かぶりトナーがある。
【０１６７】
そして、第１実施形態で説明したように、トナーの製造日からの経過日数が多い古いトナーでは、帯電量が不足して、転写残トナーも、空中を浮遊する飛散トナーも、感光ドラム１０に付着する白地かぶりトナーも増えてしまう。このため、帯電装置１１Ｂの帯電性能が早期に損なわれてしまう。つまり、トナーの経時変化によって帯電装置１１Ｂの汚れ量が増加するという点では第１実施形態と同様である。
【０１６８】
従って、第１実施形態と同様に、メモリタグ１３０からトナー製造日時情報Ｄａｔｅ（Ｔ）を読み取って、現在日時情報Ｄａｔｅ（Ｎ）との比較により経過日数ΔＤａｔｅを演算する。そして、経過日数ΔＤａｔｅに応じた頻度で帯電装置１１Ｂの帯電性能を回復させる。
【０１６９】
これにより、うっかり多年数を経過した古いトナーを使用した場合でも帯電不良に起因する不良画像が発生しにくく、適正な画像を形成でき、かつ新しいトナーを用いたときには生産性を落とすことがない。
【０１７０】
帯電装置１１Ｂの清掃については、補助帯電ブラシ２８の清掃と、帯電スリーブ１１ａに形成された帯電磁気ブラシの清掃とを実施する。
【０１７１】
補助帯電ブラシ２８に関しては、感光ドラム１０を回転させた状態で、回復手段の一例である電源Ｄ７から印加する直流電圧をＯｆｆ／Ｏｎすれば、その際に生じる電位差が、捕集過剰となった補助帯電ブラシ２８のトナーを感光ドラム１０へ吐き出させる。
【０１７２】
帯電磁気ブラシに関しては、回復手段の一例である電源Ｄ７を制御して、第２実施形態と同様に、交流電圧のピークトゥピーク電圧を下げれば、帯電磁気ブラシと感光ドラム１０との間に電位差が形成されて、過剰となったトナーが感光ドラム１０へ吐き出される。
【０１７３】
感光ドラム１０に吐き出されたトナーは、現像器１Ｂによって回収される。
【０１７４】
以上のようにして、帯電磁気ブラシを用いる帯電装置１１Ｂを採用したクリーナーレス方式の画像形成装置４００においても、本発明の目的が達成できる。
【０１７５】
＜第５実施形態＞
図２１は第５実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【０１７６】
第５実施形態の画像形成装置５００は、帯電装置１１Ｃの構成が異なる以外は第４実施形態と同様に構成されて同様に制御される。従って、図２１中、第４実施形態と共通する構成には図２０と共通の符号を付して重複する説明を省略する。
【０１７７】
図２１に示すように、第５実施形態は、第４実施形態と概略同様のクリーナーレス方式の画像形成装置である。第５実施形態の特徴部分は、帯電装置１１Ｃに帯電ローラ１１ｄと補助帯電ブラシ２６、２８を用いた帯電ローラ・クリーナーレス方式を採用したことである。
【０１７８】
補助帯電手段の一例である補助帯電ブラシ２８は、電源Ｄ７から＋５００Ｖの直流電圧が印加されて、現像白地かぶりトナーや転写残トナーを捕集して、帯電極性を正極性に揃える。
【０１７９】
正極性に帯電して補助帯電ブラシ２８を通過したトナーは、電源Ｄ８から−７００Ｖの直流電圧を印加された補助帯電ブラシ２６に静電気的に補足され、負極性に帯電されて少しずつ感光ドラム１０へ戻される。
【０１８０】
正規の負極性に帯電されたトナーは、帯電ローラ１１ｄと感光ドラム１０との接触部分で帯電電圧の交流成分によって幾分か除電されるが、概ね帯電状態を保って現像装置１Ｂへ搬送されて回収又は再使用される。
【０１８１】
第２実施例と同様に、帯電ローラ１１ｄには、ポリイミドのシートである清掃補助シート１１ｅが摺擦回転している。帯電ローラ１１ｄに付着したトナーは、清掃補助シート１１ｅによって摩擦帯電されて再び負極性に帯電される。
【０１８２】
そして、第１実施形態で説明したように、トナーの製造日からの経過日数が多い古いトナーでは、帯電量が不足して、転写残トナーも、空中を浮遊する飛散トナーも、感光ドラム１０に付着する白地かぶりトナーも増えてしまう。このため、帯電装置１１Ｂの帯電性能が早期に損なわれてしまう。つまり、トナーの経時変化によって帯電装置１１Ｂの汚れ量が増加するという点では第１実施形態と同様である。
【０１８３】
従って、第１実施形態と同様に、メモリタグ１３０からトナー製造日時情報Ｄａｔｅ（Ｔ）を読み取って、現在日時情報Ｄａｔｅ（Ｎ）との比較により経過日数ΔＤａｔｅを演算する。そして、経過日数ΔＤａｔｅに応じた頻度で帯電装置１１Ｂの帯電性能を回復させる。
【０１８４】
これにより、うっかり多年数を経過した古いトナーを使用した場合でも帯電不良に起因する不良画像が発生しにくく、適正な画像を形成でき、かつ新しいトナーを用いたときには生産性を落とすことがない。
【０１８５】
補助帯電ブラシ２６、２８にトナーが過剰に蓄積して清掃が必要となった場合は、回復手段の一例である電源Ｄ７、Ｄ８を制御して、第４実施形態と同様に、感光ドラム１０を回転させた状態で補助帯電ブラシ２６、２７に印加した直流電圧をＯｆｆ／Ｏｎする。これにより、その際に生じる電位差によって捕集過剰となったトナーが感光ドラム１０に吐き出される。
【０１８６】
帯電ローラ１１ｄの清掃に関しては、回復手段の一例である電源Ｄ５を制御して、第２実施形態と同様に、帯電ローラ１１ｄに印加した交流電圧のピークトゥピーク電圧を低下させる。
【０１８７】
このようにして感光ドラム１０に吐き出されたトナーは、現像装置１Ｂによって回収される。
【０１８８】
＜変形例＞
以上のようにして、経時日数情報に基づく経過日数が多いほど、種々の帯電装置における清掃動作の頻度を多くするよう制御することができる。
【０１８９】
製造直後のトナーを使用したときは、機内のトナー飛散が少ないため、帯電装置の清掃を入れる間隔は長くても画像不良は発生しにくく、また清掃の間隔が長いことで生産性の低下も最小限で済む。
【０１９０】
しかし、多年数経過後の古いトナーを使用した場合は、機内のトナー飛散が多いため、帯電装置の清掃を入れる間隔を短くし、画像不良の発生を抑制する。
【０１９１】
すなわち、必要なときにのみ必要なだけの清掃動作を入れるというしくみによって、多年数経過後のトナーを使用しても、不良画像が発生することなく適正な画像を形成でき、新品に近いトナーを用いたときには生産性を落とすことがない。
【０１９２】
帯電装置の清掃動作は、トナー、磁性キャリア、外添剤、ないしはこれらの材料に由来する物質によって帯電装置に生じた汚れを清掃する動作である。
【０１９３】
現像剤補給容器は、現像スリーブを備えた現像カートリッジ、あるいは感光ドラム等を備えたプロセスカートリッジであってもよい。
【０１９４】
帯電装置としては種々の形式のものを用いて適正な清掃方法を選択すればよい。清掃頻度をメモリタグから読み取ったトナーの古さに応じて設定すればよい。
【０１９５】
帯電ワイヤを備えたコロナ帯電器、鋸刃状の導電性部材を感光ドラムに近接させる針状電極、または導電性の帯電ローラ、または導電性かつ磁性をそなえた微粒子を磁界で起立させた帯電磁気ブラシを帯電装置に利用できる。
【０１９６】
転写装置は、記録材や中間転写ベルトに転写されることなく感光ドラムに残留した転写残トナーを正規極性に帯電させる現像同時クリーニング方式の帯電装置であってもよい。感光ドラム上の転写位置よりも下流側で帯電位置よりも上流側の位置に、帯電装置の一部を成す補助帯電装置を備えた画像形成装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１９７】
【図１】第１実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】帯電装置の斜視図である。
【図３】帯電装置の給電側端部の拡大図である。
【図４】トナーの帯電量の経時変化の説明図である。
【図５】トナーの帯電量分布の経時変化の説明図である。
【図６】トナー飛散量の経時変化の説明図である。
【図７】トナー飛散量と帯電不良が発生するまでの画像形成枚数との関係の説明図である。
【図８】帯電不良を発生させないために必要な清掃頻度の説明図である。
【図９】画像形成装置の制御系のブロック図である。
【図１０】メモリタグの読み取り制御のフローチャートである。
【図１１】帯電装置の帯電性能の回復制御のフローチャートである。
【図１２】針状電極を用いたコロナ帯電器の説明図である。
【図１３】第２実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【図１４】トナーの帯電量の経時変化の説明図である。
【図１５】トナー飛散量の経時変化の説明図である。
【図１６】トナー飛散量と帯電不良が発生するまでの画像形成枚数との関係の説明図である。
【図１７】帯電不良を発生させないために必要な清掃頻度の説明図である。
【図１８】第３実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【図１９】メモリタグの読み取り制御のフローチャートである。
【図２０】第４実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【図２１】第５実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。
【符号の説明】
【０１９８】
１、１Ａ、１Ｂ  現像手段（現像装置）
２  現像容器
６  ホッパー
７、７Ｂ  現像剤補給容器（トナーボトル、トナーカートリッジ）
１０  像担持体（感光ドラム）
１１  帯電手段（帯電装置）
１２  静電像形成手段（露光装置）
１３  転写装置（転写帯電器）
１４  クリーニング装置
１５  定着装置
２６、２８  補助帯電手段（補助帯電ブラシ）
３０、Ｄ５、Ｄ７、Ｄ８  回復手段（自動ワイヤ清掃機構）
３１  清掃パッド支持部材
３２  スクリュー
３３  モータ
３４  ワイヤ清掃パッド
６０  コロナ放電ワイヤ
１３０  記憶手段（メモリタグ）
１４０  読み取り手段（通信部）
１４１  制御部
１４２  時間管理部
１４３  記憶部
１４４  算出部
１５０  帯電装置清掃間隔テーブル
Ｐ  記録材
Ｃ  プロセスカートリッジ
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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