【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体に形成した静電像を現像剤により可視化して画像を形成する、電子写真方式或いは静電記録方式を利用した複写機、レーザプリンタなどの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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像を形成し、この静電像を現像手段から供給される現像剤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紙、ＯＨＰシート、布などの転写材に転写する。尚、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転写材は、定着装置によってトナー像の定着を受けた後、画像形成装置から出力される。
【０００３】
静電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。
【０００４】
乾式一成分接触現像法では、回転する感光体と、回転する現像剤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。
【０００５】
斯かる現像方法においては、現像剤担持体としては、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、現像バイアスを印加して使用することができる。
【０００６】
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、現像ローラに現像剤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。
【０００７】
ここで、図７を参照して従来の現像器の一例について説明する。
【０００８】
現像ローラ１０１は、シリコンゴムを基層とし表層としてウレタン系樹脂をコートした導電性を有する弾性ローラであり、図中矢印Ａ方向に回転駆動される。
【０００９】
現像ブレード１０２は、弾性を有するＳＵＳ或いはリン青銅の金属薄板であり、その一端部側を長手方向に支持板金１０３に支持され、自由端側の先端近傍を現像ローラ１０１の外周面に面接触するように当接させている。
【００１０】
又、現像容器１０５内の非磁性一成分現像剤（現像剤）Ｔを現像ローラ１０１に供給する供給ローラ１０４が現像ローラ１０１に当接配置されている。供給ローラ１０４は、図中矢印Ｂ方向に回転駆動される。供給ローラ１０４は、スポンジローラであり、現像ローラ１０１への現像剤Ｔの供給、及び現像に供されずに現像ローラ１０１上に残った現像剤Ｔの剥ぎ取りを目的としている。供給ローラ１０４は、現像ブレード１０２よりも現像ローラ１０１の回転方向上流側に配置されている。
【００１１】
供給ローラ１０４によって現像ローラ１０１上に供給された現像剤Ｔは、現像ブレード１０２で所定の層厚に規制された後に、現像ローラ１０１と感光体（図示せず）の表面との当接領域（以下、「現像領域」という。）に送られる。現像領域においては、現像時に現像ローラ１０１に現像バイアス電源１０７から供給される現像バイアスによって形成された電界の力によって、感光体上の静電像が形成されている部分に向けて現像剤Ｔが転移される。
【００１２】
現像ブレード１０２には、現像剤Ｔの帯電量を安定化させるために現像ブレード１０２に電圧を印加する規制部材バイアス電源１０８が接続される。規制部材バイアス電源１０８としては、一般に、現像バイアス電源１０７と同電位のものが用いられる。
【００１３】
又、現像ローラ１０１の下方には、現像容器１０５の下部から外部への現像剤Ｔの吹き出しを防止するための吹き出し防止シート１０６が設けられている。
【００１４】
現像容器１０５内の非磁性一成分現像剤（現像剤）Ｔは、主にトナー粒子から成るが、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を外添している。
【００１５】
上述したように、感光体へ転移された現像剤Ｔは、感光体から紙などの転写材上に転写され、この転写材に定着処理を施すことにより、カブリがなく高い画像濃度を満足する記録画像を得ることができる。
【００１６】
【特許文献１】
特開平５−１１５９９号公報
【特許文献２】
特開昭５８−１５３９７２号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の現像器では、新品の状態から寿命までの間使用するにあたり、特に、ハーフトーン画像に現れる縦スジの問題が発生することがあった。
【００１８】
この問題は、現像剤の消費量の少ない、印字比率の低い画像を主にプリントする場合おいて顕著に発生するように見える。特に、ビジネスユースのプリンタでは、ワンポイントだけ印字されるような、印字比率が極端に低くなる使い方をする場合があり、このような場合に上記問題が多く見受けられる。
【００１９】
斯かる問題について、図７の現像器１１０に即して更に説明すると、現像ブレード１０２を観察した結果、現像ブレード１０２と現像ローラ１０１との当接部近傍で、且つ、当接部より現像ローラ１０１の回転方向下流側に、現像剤Ｔの融着塊が発生していた。そして、現像剤Ｔの融着塊がある部分は現像剤Ｔの流れがせき止められるため、現像ローラ１０１上の現像剤層は薄くなり、ハーフトーン画像上で縦スジ状の濃度ムラを発生させていた。
【００２０】
この理由を、図８の現像剤融着の概略図をも参照して説明する。ここでは、現像剤Ｔは、主に負帯電性のトナー粒子と、補助粒子としての負極性の外添剤とを含むものとする。
【００２１】
つまり、現像ローラ１０１に担持される現像剤Ｔは負極性であり、通常環境においては、現像ブレード１０２を通過した現像ローラ１０１上に担持された現像剤層は、約−２０〜−５０Ｖ程度の電位を持つ（トレック社製 表面電位計ｍｏｄｅｌ３３４にて測定）。現像ローラ１０１と現像ブレード１０２との当接部ｃでは、現像剤Ｔによって現像ブレード１０２の表面が常に摺擦されるため、外添剤の付着は発生し難い。しかし、現像ローラ１０１と現像ブレード１０２との当接部近傍で、且つ、当接部より現像ローラ１０１の回転方向下流側（図８中ａ部）においては、現像剤層が現像ブレード１０２の表面から徐々に離れていくため、電位勾配が発生することとなる。即ち、現像ローラ１０１と現像ブレード１０２とがたとえ同電位であったとしても、現像ローラ１０１上に担持されている負極性に帯電された現像剤層が電位を有するため、現像剤層の最表面の方が現像ブレード１０２より負極性に大きくなる。
【００２２】
従って、現像剤層の最表面のトナー粒子に付着している負極性の外添剤Ｇ１がトナー粒子の表面から離脱して現像ブレード１０２の表面のａ部に付着することとなる。そして、現像ブレード１０２の表面のａ部に付着する外添剤Ｇ１が画像形成を進めるうちに除々に増加し、この付着した外添剤Ｇ１により、見かけ上現像ブレード１０２の表面が荒らされたようになる。
【００２３】
このように荒れた現像ブレード１０２の表面に現像剤Ｔが捕獲され、これが現像ローラ１０１上の現像剤層によって摺擦されることで摩擦熱により溶融し、現像剤Ｔの融着塊が発生するものと考えられる。
【００２４】
特許文献１に開示される画像形成装置においては、例えば現像ローラ１０１には現像バイアス電源１０７から−３００Ｖの電圧が常に供給され、又、現像ブレード１０２には規制部材バイアス電源１０８から−４００Ｖが常に供給される。これにより、現像ローラ１０１と現像ブレード１０２との間には約１００Ｖの電位差が生じることとなる。従って、現像剤層による電荷を加味しても現像剤層の表面において、負極性の外添剤Ｇ１がトナー粒子の表面から離脱することはなくなる。
【００２５】
しかしながら、特許文献１に開示される方法により現像ローラ１０１と現像ブレード１０２との間に電位差を設けた場合、約１５００枚程の画像形成後においてベタ画像の濃度薄及び縦スジが発生するといった不具合が発生した。
【００２６】
図８をも参照して説明すると、現像ブレード１０２を観察した結果、現像ブレード１０２における、現像ブレード１０２と現像ローラ１０１の当接部近傍で、且つ、当接部より現像ローラ１０１の回転方向上流側（図８中ｂ部）に現像剤Ｔが一面に付着していた。この現像剤Ｔの付着は溶融してはいないが、エアーブラシにてエアーを吹き付けても吹き飛ばない程度に固着していた。ｂ部の現像剤Ｔの固着により現像剤Ｔの流れがせき止められるため、現像ローラ１０１上の現像剤量は薄くなり、画像上で縦スジ状の濃度ムラを発生させていた。
【００２７】
現像ローラ１０１（−３００Ｖ）と現像ブレード１０２（−４００Ｖ）との間に電位差を設けた場合、供給ローラ１０４によって摩擦帯電された現像剤Ｔが現像ローラ１０１と現像ブレード１０２との当接部前（ｂ部近傍）に到達すると、現像剤層中に混ざっている反転トナー（正極性に帯電したトナー粒子）が電位差の影響により現像ブレード１０２の表面のｂ部に引きつけられることになる。特に、現像ローラ１０１と現像ブレード１０２との間の電位差を大きくしていく程、より反転トナーを引きつけるため、現像ブレード１０２のｂ部の現像剤固着が顕著となる。そして、この現像剤固着が増加していくと、現像ローラ１０１と現像ブレード１０２との当接部前（ｂ部近傍）に侵入してくる現像剤Ｔがせき止められるため、現像剤層の減少となる。その結果、ベタ画像の濃度薄となるものと考えられる。更に、現像ブレード１０２の長手方向において、ｂ部に付着する現像剤固着量が異なるため、濃度薄に加えて縦スジが発生するものと考えられる。
【００２８】
この現象は、現像剤Ｔの補助粒子として負極性の外添剤Ｇ１に加えて正極性の外添剤Ｇ２を混在させた場合には、特に顕著に発生する。正極性の外添剤Ｇ２は帯電性の安定化、現像剤Ｔの流動性の調節などにトナー粒子及び負極性の外添剤Ｇ１に加えて追加される場合がある。正極性の外添剤Ｇ２は上記反転トナーと同様の動きをすることから、現像ブレード１０２の自由端先端であるｂ部に付着することとなる。固着した正極性の外添剤Ｇ２が、上記同様、濃度薄及び縦スジを発生させることになる。
【００２９】
一方、特許文献２に記載されるように、現像ブレードに常時ＡＣバイアスを印加した場合には、現像ローラ１０１と現像ブレード１０２との当接部より下流側（図８中ａ部）においてＡＣバイアスによるトナークラウドが発生することになる。このトナークラウドの発生は現像剤Ｔを無用に飛散させることとなり、機内を汚すことになってしまう。又、ＡＣバイアスを現像ブレード１０２に印加した場合には、現像ローラ１０１と現像ブレード１０２が当接していることから、ＡＣバイアスによるアタック音が発生してしまうこととなる。又、これにより現像剤Ｔが現像ブレード１０２に融着し、現像ローラ１０１上のコートが不均一になることで、縦スジの原因になり、画質劣化の問題が起こる。
【００３０】
ここでは、上述の諸問題が顕著に現れる、弾性を有する現像剤担持体に現像剤規制部材を当接させて層厚を規制する乾式一成分接触現像法に即して説明したが、同様の現象が、現像剤担持体に現像剤規制部材を当接させて現像剤層厚を規制する他の現像方式においても発生すると考えられる。
【００３１】
又、本発明者らは、画像形成装置を使用する環境条件によっても、上述したハーフトーン画像に現れる縦スジの発生は、著しく発生状況が変化することを見出した。
【００３２】
低温・低湿環境（１５℃、１０％ＲＨ程度）環境では、短期間で現像ブレード１０２に融着し、融着の程度も悪い。高温・高湿環境（３０℃、８０％ＲＨ程度）では、現像ブレード１０２に対して融着は発生するものの、発生するに至る期間は低温・低湿環境と比較して長く、また程度としても軽微である。
【００３３】
従って、本発明の目的は、現像剤の現像剤規制部材への融着を防止し、現像剤担持体上に現像剤を均一に塗布することができ、画像上に縦スジ状の濃淡差などの画像不具合が生じるのを防止することができる画像形成装置を提供することである。
【００３４】
本発明の他の目的は、使用環境条件や使用回数が変化しても、寿命全般を通して常に濃度むらのない高品位の画像を安定して形成することのできる画像形成装置を提供することである。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、像担持体と、現像剤を担持して前記像担持体に供給するための現像剤担持体と、前記現像剤担持体上に現像剤層を形成するための現像剤規制部材と、前記現像剤担持体に電圧を印加する第１の電圧印加手段と、前記現像剤規制部材に電圧を印加する第２の電圧印加手段と、使用環境を検知する環境検知手段と、を有し、前記環境検知手段の検知する環境条件に応じて前記現像剤担持体と前記現像剤規制部材との間の電位差が変更されることを特徴とする画像形成装置である。
【００３６】
本発明の一実施態様によると、前記現像剤担持体と前記現像剤規制部材との間に電位差を持たせる電圧を前記第２の電圧印加手段から前記現像剤規制部材に印加すると共に、前記環境検知手段の検知する環境条件に応じて前記現像剤規制部材に印加する電圧を変更する。
【００３７】
前記電位差は、少なくとも前記現像剤担持体が駆動される装置動作時の所定期間に設けることができ、好ましい一実施態様によると、前記所定期間は、出力画像形成時以外に設ける。一実施態様によれば、前記所定期間は、画像形成動作前準備回転時、画像形成動作終了準備回転時に設ける。又、一実施態様によれば、前記現像剤担持体と前記現像剤規制部材とは、出力画像形成時は同電位とされる。
【００３８】
本発明において、現像剤が備えるトナー粒子の形状係数ＳＦ−１が１００〜１４０、ＳＦ−２が１００〜１２０の範囲であってよい。前記トナー粒子は重合法により作製されたものであってよい。
【００３９】
本発明の一実施態様によると、前記現像剤担持体は前記像担持体に当接して現像剤を供給する。前記現像剤担持体は導電性及び弾性を有する回転体であってよい。又、本発明の一実施態様によると、前記現像剤規制部材は、前記現像剤担持体に当接して前記現像剤担持体上に現像剤層を形成する。前記現像剤規制部材は、自由端を回転体である前記現像剤担持体の回転方向上流側に向けて該現像剤担持体に面接触する板状部材であってよい。
【００４０】
本発明の他の実施態様によると、少なくとも前記現像剤担持体及び前記現像剤規制部材を備える現像手段が装置本体に対して着脱可能とされている。
【００４１】
本発明の他の実施態様によると、画像形成装置は、少なくとも前記現像剤担持体及び前記現像剤規制部材を備える現像手段を複数有する。
【００４２】
本発明の他の実施態様によると、画像形成装置は、前記複数の現像手段を回転軸の周りで回転可能な支持体に着脱可能に有し、選択した現像手段を前記像担持体に対向した位置に移動させて、前記像担持体上に複数色の現像剤を順次に前記複数の現像手段から供給して多色画像を得る。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００４４】
実施例１
図１は、本実施例の画像形成装置の概略構成を示す。本実施例の画像形成装置１００は、外部ホスト機器からの画像情報信号に応じて電子写真方式により転写材に画像を形成して出力するレーザビームプリンタである。画像形成装置１００は、現像剤として非磁性一成分現像剤を用いる現像器を備える。以下のような印字プロセスにより画像が形成される。
【００４５】
先ず、本実施例の画像形成装置の全体構成について説明する。
【００４６】
画像形成装置１００は、パーソナルコンピュータやワークステーションなどのホスト５３とコネクタ５２により電気的に接続されており、このホスト５３からのプリント要求に応じてビデオインターフェイスを介して画像データを受け取る。そして、この画像データに基づいて、以下説明するようにトナー像を形成し、紙、ＯＨＰシート、布などの転写材（記録媒体）Ｐに転写して記録画像を得る。
【００４７】
画像形成装置１００は、像担持体としての光導電性の有機感光体である感光ドラム１を備え、感光ドラム１は、駆動モータ（図示せず）によって図中矢印の方向に回転駆動される。この感光ドラム１の表面は、所定の帯電バイアスが電圧印加手段（図示せず）から印加される帯電器（帯電ローラ）２によって一様に暗部電圧Ｖｄ＝−６００Ｖに帯電される。
【００４８】
次に、画像情報に基づいて、露光手段としてのレーザビームを光源とするレーザスキャナ３により、感光ドラム１の一様帯電面に対して画像露光が行われる。感光ドラム１の画像露光された部分は明部電圧Ｖｌ＝−１５０Ｖとなり、これにより感光ドラム１上に静電像が形成される。
【００４９】
このように形成された静電潜像は、現像器４によって、負帯電性の非磁性一成分現像剤（現像剤）Ｔで反転現像によりトナー像として可視化される。詳しくは後述するが、感光ドラム１と対向配置された現像器４においては、所定の層厚に規制された現像剤Ｔを担持している現像剤担持体としての現像ローラ４１が回転駆動され、現像時にこの現像ローラ４１の芯金に所定の現像バイアスが印加されることにより現像が行われる。
【００５０】
一方、感光ドラム１へのトナー像の形成と同期するように、カセットなどの転写材収容手段（図示せず）から搬送ローラ５などを介して転写材Ｐが、感光ドラム１と転写手段６とが対向する転写部へと搬送されてくる。
【００５１】
感光ドラム１上で可視化されたトナー像は、転写手段６のシリンダー部に対して現像剤Ｔのトナー粒子の帯電極性とは逆極性の電圧（転写バイアス）を印加することにより、転写材Ｐ上に転写する。転写工程後に感光ドラム１に残留する転写残トナーなどの付着物は、クリーニング手段としてのクリーニングブレードを備えるクリーナー８で清掃される。
【００５２】
そして、トナー像が転写された転写材Ｐは定着装置７に搬送され、ここで熱、圧力などによって未定着トナー像が転写材Ｐに定着されて永久像を得る。
【００５３】
本実施例では、プロセススピード（感光ドラム１の周速度）は、１３３ｍｍ／ｓｅｃとし、Ａ４サイズの転写材Ｐを毎分１６枚出力できる構成とした。
【００５４】
又、本実施例の画像形成装置１００には、画像形成装置１００の内部の環境条件を検知する環境検知手段として、温湿度センサー５１が設けられている。この温湿度センサー５１により機内の温湿度が計測される。温湿度センサー５１は、制御部５０と電気的に接続されている。
【００５５】
又、温湿度センサー５１によって検知された温湿度に関する環境条件情報は、画像形成装置本体１００のコネクタ５２によって電気的に接続された、画像形成装置本体１００の制御部５０とホスト５３との間でやり取りが可能となっていてもよい。
【００５６】
次に、現像器４について更に詳しく説明する。
【００５７】
本実施例における現像器４は、図２に示すように、現像容器（現像器本体）４５の現像剤容器４５ａ内に負帯電性の非磁性一成分現像剤（現像剤）Ｔを収容している。現像剤容器４５ａ内には現像剤搬送部材４９が設けられており、現像容器４５の感光ドラム１側に位置する現像室４５ｂには、現像剤担持体としての現像ローラ４１、現像剤担持体への現像剤供給手段としての供給ローラ４４、現像剤規制部材としての現像ブレード４２、現像ブレード４２の支持部材たる支持板金４３などが設けられている。
【００５８】
現像剤搬送部材４９は現像室４５ｂ側に現像剤Ｔを搬送し、現像室４５内に回転自在に設置された現像剤薄層形成手段の１つである供給ローラ４４へ現像剤Ｔを搬送する。そして、供給ローラ４４が現像ローラ４１に当接し、又現像ローラ４１に対して相対速度を有するように回転し（本実施例では、現像ローラ４１と供給ローラ４４との当接部において、現像ローラ４１の図中矢印Ａ方向の回転に対して逆方向である図中矢印Ｂ方向に回転させる）、現像剤容器４５ａから現像室４５ｂに搬送された現像剤Ｔを現像ローラ４１上に塗布するようになっている。このように現像ローラ４１上に塗布された現像剤Ｔは、もう一つの現像剤薄層形成手段である現像ブレード４２により所定の層厚に規制される。こうして現像剤層が形成された現像ローラ４１は、対向する感光ドラム１に対して、所定の相対周速度差で押厚若しくは接触され、感光ドラム１上に形成された静電像に現像剤Ｔを供給してトナー像として可視化する。
【００５９】
より具体的には、現像ローラ４１は、本実施例では、直径１６ｍｍとし、ステンレスの軸の周面に、厚さ５ｍｍ、ローラ硬度（アスカーＣ）が５０度で、体積抵抗が１０６Ω・ｃｍのウレタン、シリコーンなどのゴム層を設けて形成される。現像ローラ４１はこの構成に限定されるものではなく、乾式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。
【００６０】
現像時、現像ローラ４１に対して、使用するトナー粒子の極性と同極性（本実施例では負極性）である−４００Ｖの直流電圧（現像時の現像バイアス）を印加して、接触の一成分反転現像を行い、感光ドラム１上の静電像をトナー像として可視化する。現像バイアスは、制御部５０の制御により第１の電圧印加手段としての現像バイアス電源４７から印加される。又、十分な画像濃度を達成することができるように、感光ドラム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、現像ローラ４１の回転数を毎分１３０回転とした。
【００６１】
現像ローラ４１上に現像剤Ｔを良好に塗布するためには、供給ローラ４４としては、スポンジ状形状加工や、ローレット加工又はブラシ状加工を施したものを用いるのが好ましい。本実施例では、供給ローラ４４は、ステンレスにて作製した導電性芯金の外側に、発泡ゴムを用いて厚さ５ｍｍ、体積抵抗が１０６Ω・ｃｍの発泡ゴム層を形成して構成される。発泡ゴムとしてはウレタン、シリコーンなどを好適に用い得る。
【００６２】
現像時、供給ローラ４４に対して、使用するトナー粒子の極性と同極性（本実施形では負極性）である−４００Ｖの直流電圧（現像時の供給ローラバイアス）を印加する。本実施例では、この供給ローラバイアスは、制御部５０の制御により現像バイアス電源４７から印加され、現像バイアスと同電位とされる。
【００６３】
現像ブレード４２は、厚さ０．１ｍｍの板状のステンレス鋼から成る帯状の弾性板であり、その先端（自由端）を現像ローラ４１の回転方向上流に向けて面接触にて配置される、所謂、カウンタタイプの現像剤規制部材である。現像ブレード４２の材料としてはこれに限定されるものではなく、適当な導電性を有する材料を適宜選択して用いることができる。これにより、現像ローラ４１上に形成する現像剤層（現像剤層）の高さ及び量を規制する。
【００６４】
現像時、現像ブレード４２に対して、使用するトナー粒子の極性と同極性（本実施形では負極性）の直流電圧（現像時の規制部材バイアス）を印加する。規制部材バイアスは、制御部５０の制御により第２の電圧印加手段としての規制部材バイアス電源４８から印加される。この現像ブレード４４によって、現像ローラ４１上には１層若しくは２層程度の薄層の現像剤層が形成される。規制部材バイアスについては後述して更に説明する。
【００６５】
又、本実施例では、現像剤容器４５ａの上面及び下面に光学的に透過可能な窓（図示せず）を設置し、一方の窓の外側に配設される発光素子から発せられた光が、現像剤容器４５ａ内を通る光路にて他方の窓を通過し、その外側に配設される受光素子に入る構成とした。これにより、現像剤容器４５ａ内の現像剤Ｔの有無による光の透過／非透過を検知することに基づいて、光学式の現像剤残量検知を行う。
【００６６】
ここで、本実施例にて用いた現像剤Ｔについて説明する。本実施例では、負帯電性の非磁性一成分現像剤（現像剤）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。
【００６７】
現像剤Ｔの負帯電性の非磁性トナー粒子としては、これに限定されるものではないが、本実施例では、小粒径化を達成し、且つ、転写効率を向上させるため、球形トナーを用いた。ここでは、特に、球形重合トナーを用いた。このトナーは、重合法のモノマーに着色剤及び荷電制御剤を添加したモノマー組成物を、水系の媒体中で混ぜ合わせ重合させるといった製造方法により製造することができる。この製造方法は、球形状のトナーを作製するのに好適であり、下記のように略球形状のトナー粒子を得ることができる。尚、球形トナーの製造方法は、この手法に限定されるものではない。球形状のトナーが作製できれば、例えば、乳化重合法などで作製してもよく、又、他の添加物が入っていても構わない。
【００６８】
上記製造方法により得られる球形重合トナーの形状係数は、ＳＦ−１が１００〜１４０、ＳＦ−２が１００〜１２０である。ここでは、日立制作所ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、トナー粒子を１００個無作為にサンプリングし、その画像情報を、インターフェイスを介してニコレ社画像解析装置（Ｌｕｓｅｘ３）に導入して解析を行い、以下の式により算出された値を形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２と定義する。
【００６９】
ＳＦ−１＝（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ×（π／４）×１００
ＳＦ−２＝ＰＥＲＩ／ＡＲＥＡ×１／（４π）×１００
（ＡＲＥＡ：トナー投影面積、ＭＸＬＮＧ：絶対最大長、ＰＥＲＩ：周長）
【００７０】
形状係数ＳＦ−１は球形度合いを示し、より大きいと球形から徐々に不定形となる。形状係数ＳＦ−２は凹凸度合いを示し、より大きいと表面積の凹凸が顕著になる。従来の粉砕トナーの形状係数は、ＳＦ−１が１８０〜２００、ＳＦ−２が１８０〜２００である。これに対し、本実施例で用いた球形重合トナーの形状係数は、上述のようにＳＦ−１が１００〜１４０、ＳＦ−２が１００〜１２０であり、従来の粉砕トナーに比べて球形重合トナーはほとんど形状が真円に近い。真円に近い球形重合トナーは、粉砕トナーに対し形状変化する要因が少ないため形状変化が少ないことを示す。
【００７１】
より詳細には、本実施例では、常圧下若しくは加圧下での混濁重合方法を用い、又、モノマーとしてスチレンとｎ−ブチルアクリレート、荷電制御剤としてサリチル酸金属化合物、極性レジンとして飽和ポリエステル、更に着色剤を加えて、重量平均粒径が約７μｍであり、重量平均粒径４μｍ以下のトナー粒子が数％以下の負帯電性トナー粒子を得た。斯かる方法によれば、比較的容易に形状係数ＳＦ−１を１００〜１４０に、ＳＦ−２を１００〜１２０にコントロールすることができ、粒度分布がシャープな４〜８μｍの粒径を得ることができる。
【００７２】
そして、本実施例では、現像剤Ｔとしては、トナー粒子表面が外添剤で覆われているものを用い、トナー粒子に所望の帯電量が付与されるようにする。トナー粒子の表面を外添剤によって覆うことで、負帯電性能を向上させ、且つ、トナー粒子間に微小な間隔を設けることによる流動性の向上を達成している。負極性の外添剤としては、疎水性シリカを用いた。
【００７３】
尚、本明細書にてトナー粒子の重量平均粒径は、次の測定装置及び方法により求めたものである。測定装置としてコールターカウンターＴＡＩＩ型或いはコールターマルチライザー（コールター社製）を用いた。測定方法は次のようなものである。電解液として１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製し、この電解水溶液１００ｍｌ〜１５０ｍｌ中に、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１ｍｌ〜５ｍｌ加え、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を混濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理し、上記測定装置により、１００μｍのアパーチャーを用いて、２μｍ以上のトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布とを算出し、体積分布から重量基準の重量平均粒径を求めた。
【００７４】
次に、本実施例における現像ブレード４２のリフレッシュ動作について説明する。
【００７５】
本実施例では、本発明に従い、現像ローラ４１と現像ブレード４２との間に電位差を設ける期間を有するようにする。より詳細には、本実施例では、回転中の現像ローラ４１と現像ブレード４２との間の電位関係を、「画像形成時」には各々が同電位であり、画像形成動作時の一部である「所定期間」において所定の電位差を有するように制御する。
【００７６】
ここで、画像形成動作の一部である「所定期間」とは、例えば、「画像形成前の準備回転（以下、「前回転」という。）」、「画像形成終了後の準備回転（以下、「後回転」という。）」などの、画像形成装置１００の動作（特に、現像ローラ４１の回転）中であるが、転写材Ｐに転写して出力する画像（出力画像）の形成動作（特に、出力画像の現像動作）を行っていない期間をいうものとする。一方、「画像形成時」とは、転写材Ｐに転写して出力する画像の形成動作（特に、出力画像の現像動作）を行っている期間をいうものとする。
【００７７】
これにより、上記所定期間において、現像ブレード４２に付着した現像剤Ｔ（外添剤）を除去し、現像ブレード４２をリフレッシュする。
【００７８】
この電位差を作用させる現像ローラ４１、現像ブレード４２の各電位は、現像ローラ４１よりも現像ブレード４２の方が、現像剤Ｔのトナー粒子の帯電極性と同極性側に大きいことが好ましい。これは、トナー粒子の帯電極性と同極性の外添剤を、反対極性の外添剤より多量に混入させるため、現像ブレード４２に付着し易い外添剤は、トナー粒子の帯電極性と同極性の外添剤となるからである。但し、トナー粒子とは逆の帯電極性の外添剤が現像ブレード４２に付着し易い場合には、現像ローラ４１の電位を現像ブレード４２の電位よりもトナー粒子の帯電極性と逆極性に大きくしてもよい。
【００７９】
本実施例では、このリフレッシュ動作は、上記所定期間として、前回転、後回転時に行う。例えば、この所定期間中に、現像ローラ４１に−３００Ｖの直流電圧（リフレッシュ動作時の現像バイアス）が印加されている場合には、現像ブレード４２に−４００Ｖの直流電圧（リフレッシュ動作時の規制部材バイアス）を所定時間印加する。これにより、画像形成時に現像ブレード４２に付着した負極性の外添剤を現像ローラ４１側に戻すように作用する。
【００８０】
このようにリフレッシュ動作を設けることで、画像形成時に同電位にしたことで現像ブレード４２（特に、現像ローラ４１と現像ブレード４２との当接部近傍で、且つ、当接部よりも現像ローラ４１の回転方向下流側（図８中ａ部に相当）に付着した外添剤が堆積することがないため、見かけ上現像ブレード４２の表面粗さが荒らされて、現像剤Ｔが現像ブレード４２に捕獲されることはなくなる。その結果、現像ブレード４２に現像剤Ｔ（トナー粒子）の融着が発生することを防止することができる。つまり、現像ブレード４２や現像ローラ４１に現像剤Ｔが融着し、現像ローラ４１上の現像剤Ｔのコートが不均一になることで、ハーフトーン画像上の縦スジやカブリが発生することを防止し、画像劣化の問題のない高品位な画像の出力が可能となる。
【００８１】
又、上記所定期間中に短時間、現像ブレード４２と現像ローラ４１との間に電位差を設け、画像形成時には同電位とするので、前述したように現像ローラ４１と現像ブレード４２との間電位差によって、現像ローラ４１と現像ブレード４２との当接部近傍で、且つ、当接部よりも現像ローラ４１の回転方向上流側（図８中ｂ部に相当）に現像剤（反転トナー、正極性の外添剤）が付着し、ベタ画像の濃度薄及び縦スジが発生するといった問題も発生することはない。
【００８２】
特に、現像ローラ４１と現像ブレード４２との間に電位差を作用させる場合、現像ローラ４１が回転していることが重要である。現像ローラ４１が停止した状態で現像ローラ４１と現像ブレード４２との間に電位差を作用させても、現像ブレード４２に外添剤が再付着する場合があるためである。現像ローラ４１が回転していることで、現像ローラ４１側に戻した負極性の外添剤を、現像ブレード４２と現像ローラ４１との当接部近傍で、且つ、現像ローラ４１の回転方向下流側において、現像ブレード４２から遠ざけることが可能になり、再付着を防止することになる。
【００８３】
更に、前述のように本発明者らは、画像形成装置を使用する環境条件によっても、ハーフトーン画像に現れる縦スジなどの画像不具合の発生は著しく発生状況が変化することを見出した。斯かる新規な知見に基づいて、本実施例では、上記所定期間中に現像ブレード４２と現像ローラ４１との間に作用させる電位差を、環境条件に応じて最適なものに変更する。
【００８４】
これにより、環境条件に応じて、効果的に最適な現像ローラ４１と現像ブレード４２との間の電位差を作用させ、より大きな電位差が必要な場合にはそれを提供し、又例えば必要以上の電位差により、上述のような反転トナーや正極性の外添剤の付着などによる問題が発生することもない。
【００８５】
低温・低湿環境において、現像剤Ｔの帯電量が最も大きくなるので、金属薄板で構成される現像ブレード４２からの鏡映力は、低温・低湿環境下で最も大きくなり、これにより現像剤Ｔの融着も低温・低湿環境でもっとも悪くなる。そのため、高温・高湿環境に比べ低温・低湿環境においては、現像ローラ４１と現像ブレード４２との間に作用させる電位差は大きくすることが好ましい。
【００８６】
但し、現像ローラ４１と現像ブレード４２との間に作用させる電位差は、６００Ｖ以下であることが望ましい。これより大きくなると、現像ローラ４１と現像ブレード４２との間で放電が発生し易くなること、現像ブレード４２と現像ローラ４１との間に流れる電流が大きくなることから、高容量の電源が必要になるからである。より好ましくは５００Ｖ以下とする。
【００８７】
又、本発明者らの検討によると、１５℃、１０％ＲＨ程度の低温・低湿環境においても効果的に画像不具合を防止するためには、この電位差は、２５０Ｖ以上であることが好ましい。これより小さいと、本発明の効果は低くなる。より好ましくは３００Ｖ以上とする。
【００８８】
次に、図３のフローチャートを参照して、リフレッシュ動作時の規制部材バイアスの制御を説明する。
【００８９】
電源が投入されると（ステップＳ１０１）、画像形成装置１００に設置されている温湿度センサー５１により機内の温湿度（環境条件情報）を検知する（ステップＳ１０２）。
【００９０】
この温湿度センサー５１により検知された環境条件に関する情報は、画像形成装置１００内にある制御部５０に送られる（ステップＳ１０３）。制御部５０は、検知された環境条件情報に応じて、下記表１に示すような、予め環境条件毎に設定されたリフレッシュ動作時の規制部材バイアスを決定する（ステップＳ１０４）。その後、上述のようにホスト５３からのプリント要求に応じて画像形成装置１００の動作が開始する。
【００９１】
本実施例では、環境条件として、温湿度センサー５１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・低湿環境に区分し、それぞれ予め設定されるリフレッシュ動作時の規制部材バイアスと関係付けた。又、常温・常湿環境は、温度が１８℃〜２５℃、湿度が３０％〜６０％ＲＨの範囲とし、高温・高湿環境は、温度が２５℃以上、湿度が６０％ＲＨ以上の範囲とし、低温・低湿環境は、温度が１８℃以下、湿度が３０％ＲＨ以下の範囲として区分けした。この環境条件毎のリフレッシュ時の規制部材バイアスは、制御部５０が備える記憶部に予め記憶させる。制御部５０は、この情報によりリフレッシュ動作時の規制部材バイアスを決定し、規制バイアス印加電源４８による印加電圧を変更する変更手段の機能を有する。
【００９２】
尚、燐青銅、組成の違うＳＵＳなどの他の金属など、現像ブレード４２の材質によっても、現像剤Ｔの融着、ハーフトーン画像上の縦スジなどの上記問題の発生の有無や発生するまでの時間、環境条件などが異なることがある。従って、リフレッシュ動作時の規制部材バイアスは、現像ブレード４２の材質
（構成）によって最適化を行えば良い。当業者は、本明細書の開示から、日常的な手順によって容易に、個々の対象に最適な規制部材バイアス設定値を求めることができる。
【００９３】
又、リフレッシュ動作時の規制部材バイアスは、温湿度センサー５１により検知した情報に基づいて、予め環境条件と関係付けて設定したものから決定するものであれば良い。温度、湿度の環境区分は、必ずしも上記の方法に限定されるものではなく、画像不具合（ここでは、ハーフトーン画像上での縦スジを基準としている。）の発生しない範囲において、適宜、温度、湿度区分を設定すれば構わない。
【００９４】
【表１】
【００９５】
以下、図４をも参照して、リフレッシュ動作時の規制部材バイアスの印加方法について更に詳細に説明する。図４は、本実施例の画像形成装置における印字シーケンスを示すタイミングチャートである。同図は、感光ドラム１、帯電器２、現像ローラ４１に関しては、動作（回転）を開始した時をＯＮとして、動作（回転）停止時をＯＦＦとして示しており、帯電バイアス、現像バイアス、規制部材バイアスに関して縦軸に負方向の電圧を、横軸に経過時間をとっている。
【００９６】
このタイミングチャートによれば、時点Ｔ０において感光ドラム１を回転させるために駆動モータがオンされるのと同時に、帯電器２、現像ローラ４１がオンされる。
【００９７】
時間Ｔ１以降、時間Ｔ２の間に、帯電器２に、感光ドラム１の表面を暗部電位Ｖｄ＝−６００Ｖに帯電させるように帯電バイアスが印加される。
【００９８】
ここでは、時点Ｔ０から時間Ｔ２までの間が画像形成動作の一部の所定期間としての前回転時であるとする。この間に定着器７の温度調整やレーザスキャナ３の立ち上げを行う（ステップＳ１０５）。
【００９９】
そして、本実施例においては、この前回転時の時間Ｔ２の間に、制御部５０は、温湿度センサー５１により検知された環境条件情報に応じて決定したリフレッシュ動作時の規制部材バイアスを、パルス電圧として規制部材バイアス電源（高圧電源）４８により現像ブレード４２に印加させる（ステップＳ１０６）。
【０１００】
本実施例では、リフレッシュ動作時の規制部材バイアスは、周期０．５ｓｅｃの間のパルス電圧として印加した。しかし、本発明はこのバイアス印加方法に限定されるものでなく、現像器４の耐久を通じてハーフトーン画像上で縦スジの発生しない範囲において、周期の長さを変更したり、複数回パルス電圧を印加したりしても構わない。
【０１０１】
一様に帯電された感光ドラム１の表面が現像領域に達するまでの時間Ｔ３の後、時間Ｔ４の間に画像形成時（現像時）の現像バイアスの印加が開始され、立ち上げられる。
【０１０２】
前回転終了後、時間Ｔ４にて現像時の現像バイアスが立ち上がり、印字可能状態になった後、時間Ｔ１０の間に画像信号に応じて感光ドラム１の表面が露光され、上述のように、静電像の形成、トナー像の形成を経て、出力画像の形成が行われる（ステップＳ１０７）。
【０１０３】
出力画像の形成終了後、時間Ｔ５の間に現像時の現像バイアスの印加を止める。
【０１０４】
その後、時間Ｔ６の間に帯電バイアスの印加を停止する。ここでは、時間Ｔ６の間が、画像形成動作の一部の所定期間としての後回転時であるとする。この間に画像形成動作終了の準備を行う。（ステップＳ１０８）。
【０１０５】
そして、本実施例においては、この後回転時の時間Ｔ６の間に、前回転時と同様に、制御部５０は、温湿度センサー５１により検知された環境条件情報に応じて決定したリフレッシュ動作時の規制部材バイアスを、パルス電圧として規制部材バイアス電源４８により現像ブレード４２に印加させる（ステップＳ１０９）。
【０１０６】
後回転時においても、リフレッシュ動作時の規制部材バイアスは、周期０．５ｓｅｃの間のパルス電圧として印加した。しかし、本発明はこのバイアス印加方法に限定されるものでなく、現像器４の耐久を通じてハーフトーン画像上で縦スジの発生しない範囲において、周期の長さを変更したり、複数回パルス電圧を印加したりしても構わない。
【０１０７】
図４に示すように、前回転時に環境に応じたリフレッシュ動作時の規制部材バイアスをパルス電圧として印加した後、後回転時に再び環境に応じたリフレッシュ動作時の規制部材バイアスをパルス電圧として印加するまで、現像ブレード４２には、現像時の規制部材バイアスを印加している。これにより、画像形成時には、現像ブレード４２の電位は、現像時の現像バイアスが印加されている現像ローラ４１の電位と同電位とされる。前回転時におけるリフレッシュ動作時の規制部材バイアスの印加前、後回転時におけるリフレッシュ動作時の規制部材バイアスの印加後は、規制部材バイアスの印加は停止されている。
【０１０８】
現像バイアス、帯電バイアスの印加停止後に、時間Ｔ８の経過後、感光ドラム１の回転を停止させるべく駆動モータがオフされるのと同時に、帯電器２、現像ローラ４１がオフされ、画像形成動作が終了する。
【０１０９】
以上説明した本実施例に従うリフレッシュ動作時の規制部材バイアスを印加して画像形成動作を行った場合（本発明方式）と、常に現像ローラ４１と現像バイアス４２とを同電位として画像形成動作を行った場合（従来方式）において耐久試験を行い、ハーフトーン画像上の縦スジの発生について比較した。この耐久試験の結果を下記表２に示す。試験は低温・低湿環境（１５℃、１０％ＲＨ）、高温・高湿環境（３０℃、８０％ＲＨ）にてそれぞれ行った。又、従来方式の画像形成装置は、本実施例に従ったリフレッシュ動作時の規制部材バイアスを印加しない以外は本発明方式と同じ装置構成であった。
【０１１０】
【表２】
【０１１１】
表２の結果に示すように、従来方式では、低温・低湿環境において耐久枚数２０００枚で縦スジが発生し、その後、そのレベルは悪化した。高温・高湿環境においては、耐久後半６０００枚以降に縦スジが軽微に発生し始めた。
【０１１２】
これに対して、本発明方式によれば、８０００枚の耐久試験を行っても画像スジを発生することなく、現像ブレード４１上を観察してみてもトナー粒子や外添加剤（疎水性シリカ）の融着は観測されなかった。
【０１１３】
尚、本実施例の画像形成装置１００について、評価画像をベタ黒画像として耐久試験を行い、ベタ画像の濃度薄、縦スジの発生について評価したが、いずれの環境条件においても、耐久寿命を通して濃度薄、縦スジなどの画像不具合は発生しなかった。
【０１１４】
又、現像剤Ｔに正極性の外添剤を含有させた場合についても、上記同様に、耐久試験によりハーフトーン画像上の縦スジ、ベタ黒画像の濃度薄、縦スジなどの画像不具合について評価したが、いずれの環境においても、耐久寿命を通してハーフトーン画像、ベタ黒画像上に画像不具合は発生しなかった。
【０１１５】
以上、本実施例によれば、現像ブレード４２に、環境条件に応じた適正な規制部材バイアス電圧を印加して、現像剤Ｔが現像ブレード４２に融着することをなくし、現像ローラ４１上の現像剤Ｔを均一に塗布することができる。これにより、ハーフトーン画像、ベタ黒画像などの画像において、スジ状に濃淡差のある画像を生じることを防止することができる。結果として、使用環境条件や使用回数が変化しても、寿命全般を通して常に濃度むらのない高品位の画像を安定して形成することが可能になった。
【０１１６】
実施例２
次に、本発明に係る他の実施例について説明する。
【０１１７】
本実施例では、本発明を電子写真方式の多色画像形成装置に適用する。図５は、本実施例の画像形成装置２００の概略構成を示す。画像形成装置２００は、パーソナルコンピュータなどの外部ホスト機器からの画像情報信号に応じて、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成し、これらを重ねあせてフルカラートナー像を形成し、紙、ＯＨＰシート、布などの転写材に転写することでフルカラー画像を出力するフルカラーレーザビームプリンタである。
【０１１８】
以下、画像形成装置２００の全体構成及び動作について説明する。図５中、実施例１の画像形成装置１００と同様の構成、機能を有する要素には同一の符号を付している。
【０１１９】
画像形成装置２００は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（感光ドラム）１を有する。感光ドラム１は、駆動手段（図示せず）によって図示矢印方向に駆動され、その表面が帯電手段たる帯電器（帯電ローラ）２により所定の電位に均一に帯電される。次に、イエローの画像模様に従った信号が入力されたレーザスキャナ３により、レーザ光が感光ドラム１に照射され、感光ドラム１上に静電像が形成される。
【０１２０】
更に、感光ドラム１が矢印方向に回転すると、感光体１に形成された静電像は、回転現像装置４０との対向部に至る。回転現像装置４０は、回転支持軸４０Ｂの周りを回転可能な支持体４０Ａに、複数の現像器（本実施例では、イエロー現像器４ａ、マゼンタ現像器４ｂ、シアン現像器４ｃ、ブラック現像器４ｄ）を有する。そして、支持体４０Ａを回転させて、選択した現像器を感光ドラム１に対向する位置に移動させることができる。これにより、先ず、イエロー現像剤が収容されたイエロー現像器４ａが感光ドラム１に対向するように支持体４０Ａが回転され、感光ドラム１に形成された上記静電像は、イエロー現像器４ａによって可視化される。
【０１２１】
ついで、感光ドラム１上に形成されたトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト６６上に転写される。中間転写ベルト６６は、三本の支持ローラ６１、６２、６３に張りをもって架け渡されており、駆動源（図示せず）に連結された支持ローラ６２が回転することで、図中矢印の方向に移動する。又、中間転写ベルト６６の内側の感光ドラム１との対向部（一次転写部）には、一次転写手段として一次転写ローラ６４が設置されており、高圧電源（図示せず）から所定のバイアスが印加され、感光ドラム１上のトナー像は中間転写ベルト６６上に転写される。
【０１２２】
以上の工程をマゼンタ、シアン、ブラックの順により行うことで、中間転写ベルト上に４色のトナー像が重ね合わせて形成される。
【０１２３】
一方、中間転写ベルト６６の移動と同期をとって、転写材給紙装置（図示せず）から搬送手段５を介して、中間転写ベルト６６と二次転写手段たる二次転写ローラ６５との対向部（二次転写部）に転写材Ｐが搬送されてくる。そして、二次転写ローラ６５に所定のバイアスが印加されることにより、中間転写ベルト６６上の４色のトナー像は、転写材Ｐ上に一括して転写される。
【０１２４】
トナー像が転写された転写材Ｐに対して、定着装置７によって加熱、加圧処理が行われることで、トナー像が転写材Ｐに溶融固着され、カラー画像が得られる。
【０１２５】
又、一次転写工程後に感光ドラム１上に残留した転写残トナーなどの付着物は、クリーニング手段たるクリーニングブレードを備える感光ドラムクリーナ８により清掃される。一方、二次転写工程後に中間転写ベルト６６上に残留した転写残トナーなどの付着物は、二次転写工程終了後に中間転写ベルト６６に接触するように離接可能に設けられた、クリーニング手段たるベルトクリーナ８１によって清掃される。
【０１２６】
本実施例においては、感光ドラム１、帯電器２及びクリーナー８は、枠体９１によって一体的にカートリッジ化され、画像形成装置本体２００に着脱可能なプロセスカートリッジ９０とされている。プロセスカートリッジ９０は、画像形成装置本体２００が備える装着手段９２を介して着脱自在に装着される。
【０１２７】
又、各現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、実施例１にて説明したものと同様の構成を有するが、本実施例では、装着手段としての支持体４０Ａを介して画像形成装置本体２００に対して着脱可能なカートリッジ（現像カートリッジ）とされている。
【０１２８】
尚、プロセスカートリッジ、現像カートリッジを着脱可能な構成とすることにより、例えば装置使用者がサービスマンによらずに自身で装置のメンテナンス、消耗品の交換を行うことができる。これにより、ユーザービリティは飛躍的に向上し、又メーカーの負担をも低減し、感光体、現像器などの寿命全般にわたり、高品位な画像を提供することができる。
【０１２９】
そして、本実施例においても、現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄがそれぞれ備える現像剤規制部材としての現像ブレード４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄに対して印加する規制部材バイアスについて、本発明を適用する。
【０１３０】
そのため、イエロー現像器４ａを例に説明すると、イエロー現像器４ａには、現像ブレード４２ａに画像形成装置本体２００に設けられた規制部材バイアス電源（高圧電源）４８から規制部材バイアスを印加できるように、電気的接点（カートリッジ側規制部材バイアス接点）７０ａが設けられている。カートリッジ側規制部材バイアス接点７０ａは、イエロー現像器（現像カートリッジ）４ａを支持体４０Ａに適当に装着することで、規制部材バイアス電源４８に電気的に接続されている画像形成装置本体２００側の電気的接点（装置本体側規制部材バイアス接点）７０ｂと電気的に接続される。斯かる接点構成は、他の現像器（マゼンタ、シアン、ブラック）４ｂ、４ｃ、４ｄについても同様である。
【０１３１】
又、イエロー現像器４ａを定に説明すると、イエロー現像器４ａには、現像ローラ４１ａに画像形成装置本体２００に設けられた現像バイアス電源（高圧電源）４７から現像バイアスを印加できるように、電気的接点（カートリッジ側現像バイアス接点）７１ａが設けられている。カートリッジ側現像バイアス接点７１ａは、イエロー現像器（現像カートリッジ）４ａを支持体４０ａに適当に装着することで、現像バイアス電源４７に電気的に接続されている画像形成装置本体２００側の電気的接点（装置本体側現像バイアス接点）７１ｂと電気的に接続される。斯かる接点構成は他の現像器（マゼンタ、シアン、ブラック）４ｂ、４ｃ、４ｄについても同様である。
【０１３２】
これにより、上記実施例１におけるリフレッシュ動作時の規制部材バイアスの印加方法と同様にして、現像ブレード４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄのリフレッシュ動作を行うことができる。
【０１３３】
以上、本実施例によれば、フルカラー画像形成装置に本発明を適用することにより実施例１と同様の効果を得ることができ、使用環境条件や使用回数が変化しても、各現像器の寿命全般を通して、各色画像、フルカラー画像について、常に濃度むらのない高品位の画像を安定して形成することができる。
【０１３４】
尚、本発明に従う現像器は、像担持体（電子写真感光体）と共に一体的にカートリッジ化されたプロセスカートリッジとして画像形成装置本体に対して着脱可能とされていてもよい。例えば、図６に示すように、感光ドラム１、帯電器２、現像器４、クリーナー８を一体的に枠体９１によってカートリッジ化し、画像形成装置本体が備える装着手段９２を介して装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジ９０とすることができる。プロセスカートリッジ９０は、この態様に限定されるものではなく、帯電器２、クリーナー８のいずれか一方若しくは両方がカートリッジ化されていない態様などが考えられる。この場合、実施例２にて説明したように、プロセスカートリッジ９０に、規制部材バイアス、現像バイアスを印加するためのカートリッジ側規制部材バイアス接点７０ａ、カートリッジ側現像バイアス接点７１ａを設け、プロセスカートリッジ９０を画像形成装置本体に適当に装着した際に、それぞれ規制部材バイアス電源４８、現像バイアス電源４７と電気的に接続されている装置本体側規制部材バイアス接点７０ｂ、装置本体側現像バイアス接点７１ｂと電気的に接続されるようにすればよい。これにより、本発明を適用し、上記各実施例と同様の効果を得ることができる。
【０１３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、現像剤の現像剤規制部材への融着を防止し、現像剤担持体上に現像剤を均一に塗布することができ、画像上に縦スジ状の濃淡差などの画像不具合が生じるのを防止することができる。又、使用環境条件や使用回数が変化しても、寿命全般を通して常に濃度むらのない高品位の画像を安定して形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成図である。
【図２】本発明に従う現像器の一実施例の概略構成図である。
【図３】本発明に従う現像ブレードリフレッシュ動作の一実施例のフローチャート図である。
【図４】本発明に従う現像ブレードリフレッシュ動作の一実施例のタイミングチャート図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の、他の実施例の概略構成図である。
【図６】本発明に従う現像器を備えるプロセスカートリッジの一実施例の概略構成図である。
【図７】従来の現像器の一例を示す概略構成図である。
【図８】現像ブレードへの現像剤の融着の問題を説明するための現像ブレードと現像ローラとの当接部近傍を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 感光ドラム（像担持体）
２ 帯電器（帯電手段）
３ レーザスキャナ（露光手段）
４ 現像器（現像手段）
６ 転写手段
８ クリーナー（クリーニング手段）
４１ 現像ローラ（現像剤担持体）
４２ 現像ブレード（現像剤規制部材）
４４ 供給ローラ（現像剤供給手段）
４７ 現像バイアス電源（現像バイアス印加手段）
４８ 規制部材バイアス電源（規制部材バイアス印加手段）
５０ 制御部
５１ 温湿度センサー（環境検知手段）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a laser printer using an electrophotographic method or an electrostatic recording method, which forms an image by visualizing an electrostatic image formed on an image carrier with a developer. .
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in an image forming apparatus using an electrophotographic method, the surface of a photoconductor as an image carrier is charged by a charging unit, and then the surface of the photoconductor is irradiated with light to form an electrostatic image on the surface of the photoconductor. Is formed, and this electrostatic image is visualized as a toner image by the developer toner supplied from the developing unit. The toner image is transferred from the photoreceptor to a transfer material such as paper, an OHP sheet, or cloth by a transfer unit. Adhered matter such as residual toner remaining on the photoreceptor after the transfer is removed by the cleaning unit, and the photoreceptor is again subjected to a charging step by the charging unit. The transfer material onto which the toner image has been transferred is output from the image forming apparatus after the toner image is fixed by the fixing device.
[0003]
Development methods for visualizing an electrostatic image as a toner image generally include a development method using a one-component developer and a development method using a two-component developer. As a developing method using a one-component developer, a dry one-component contact developing method has been proposed and put to practical use.
[0004]
In the dry one-component contact developing method, an electrostatic image is developed by pressing or contacting a rotating photosensitive member and a developing roller as a rotating developer carrier at an appropriate relative peripheral speed difference. This eliminates the need for a magnetic material required in the conventional developing method, and facilitates simplification and miniaturization of the apparatus. Use of a non-magnetic toner has many advantages, such as application to a full-color image forming apparatus.
[0005]
In such a developing method, a developing roller having elasticity and conductivity is used as the developer carrier. In order to perform development by pressing or contacting the photoconductor, especially when the photoconductor is a rigid body, the developing roller is formed of an elastic body in order to avoid damaging the photoconductor. The developing roller can be used by providing a conductive layer on or near the surface of the developing roller and applying a developing bias.
[0006]
Furthermore, a developing blade as a developer regulating member can be brought into contact with the developing roller for the purpose of imparting charge to the toner and forming a uniform thin toner layer.
[0007]
Here, an example of a conventional developing device will be described with reference to FIG.
[0008]
The developing roller 101 is a conductive elastic roller having a base layer of silicon rubber and a surface layer coated with a urethane resin, and is driven to rotate in the direction of arrow A in the figure.
[0009]
The developing blade 102 is a thin metal plate of SUS or phosphor bronze having elasticity. One end of the developing blade 102 is supported in the longitudinal direction by a supporting metal plate 103, and the vicinity of the free end is in surface contact with the outer peripheral surface of the developing roller 101. Contact.
[0010]
Further, a supply roller 104 for supplying the non-magnetic one-component developer (developer) T in the developing container 105 to the developing roller 101 is arranged in contact with the developing roller 101. The supply roller 104 is driven to rotate in the direction of arrow B in the figure. The supply roller 104 is a sponge roller, and is intended to supply the developer T to the developing roller 101 and to peel off the developer T remaining on the developing roller 101 without being used for development. The supply roller 104 is disposed upstream of the developing blade 102 in the rotation direction of the developing roller 101.
[0011]
After the developer T supplied onto the developing roller 101 by the supply roller 104 is regulated to a predetermined layer thickness by the developing blade 102, the contact area between the developing roller 101 and the surface of a photoconductor (not shown) ( Hereinafter, it is referred to as a “development area”). In the developing area, the developer T is applied to the portion of the photoconductor where an electrostatic image is formed by the force of the electric field generated by the developing bias supplied from the developing bias power supply 107 to the developing roller 101 during development. Transferred.
[0012]
A regulating member bias power supply 108 for applying a voltage to the developing blade 102 in order to stabilize the charge amount of the developer T is connected to the developing blade 102. As the regulating member bias power supply 108, one having the same potential as the developing bias power supply 107 is generally used.
[0013]
Further, below the developing roller 101, a blowing prevention sheet 106 for preventing blowing of the developer T from the lower part of the developing container 105 to the outside is provided.
[0014]
The non-magnetic one-component developer (developer) T in the developing container 105 is mainly composed of toner particles. Usually, an appropriate amount of hydrophobic silica is used for the purpose of improving the chargeability and transferability of the toner particles. Externally attached.
[0015]
As described above, the developer T transferred to the photoreceptor is transferred from the photoreceptor onto a transfer material such as paper, and by performing a fixing process on the transfer material, recording that satisfies high image density without fog is performed. Images can be obtained.
[0016]
[Patent Document 1]
JP-A-5-11599
[Patent Document 2]
JP-A-58-153972
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the conventional developing device is used from the brand-new state to the end of its life, there is a case where a problem of a vertical stripe appearing in a halftone image occurs in particular.
[0018]
This problem seems to occur remarkably when mainly printing an image having a low printing ratio and a small consumption of the developer. In particular, a printer for business use may be used in such a way that the printing ratio is extremely low, such as printing only one point, and in such a case, the above problem is often observed.
[0019]
This problem will be further described with reference to the developing device 110 of FIG. 7. As a result of observing the developing blade 102, the developing roller 102 is located near the contact portion between the developing blade 102 and the developing roller 101, and the developing roller At the downstream side in the rotation direction of 101, a fused mass of the developer T was generated. Since the flow of the developer T is blocked in the portion where the fused mass of the developer T is present, the developer layer on the developing roller 101 is thinned, and the density unevenness in the form of vertical stripes is generated on the halftone image. Was.
[0020]
The reason for this will be described with reference to the schematic diagram of the fusion of the developer in FIG. Here, the developer T mainly contains negatively charged toner particles and a negative external additive as auxiliary particles.
[0021]
That is, the developer T carried on the developing roller 101 has a negative polarity, and in a normal environment, the developer layer carried on the developing roller 101 having passed through the developing blade 102 has a developer layer of about −20 to −50 V. It has a potential (measured with a Trek surface voltmeter model 334). At the contact part c between the developing roller 101 and the developing blade 102, the surface of the developing blade 102 is constantly rubbed by the developer T, so that the external additive hardly adheres. However, in the vicinity of the contact portion between the developing roller 101 and the developing blade 102 and on the downstream side in the rotation direction of the developing roller 101 from the contact portion (a portion in FIG. 8), the developer layer is formed on the surface of the developing blade 102. , A potential gradient is generated. That is, even if the developing roller 101 and the developing blade 102 have the same potential, the negatively charged developer layer carried on the developing roller 101 has a potential, and therefore the outermost surface of the developer layer Is larger in negative polarity than the developing blade 102.
[0022]
Accordingly, the negative external additive G1 adhering to the toner particles on the outermost surface of the developer layer is separated from the surface of the toner particles and adheres to the portion a on the surface of the developing blade 102. Then, the amount of the external additive G1 attached to the portion a on the surface of the developing blade 102 gradually increases as the image formation proceeds, and the surface of the developing blade 102 is apparently roughened by the attached external additive G1. become.
[0023]
The developer T is captured on the roughened surface of the developing blade 102 and rubbed by the developer layer on the developing roller 101 to be melted by frictional heat, thereby generating a fused mass of the developer T. It is considered.
[0024]
In the image forming apparatus disclosed in Patent Document 1, for example, a voltage of −300 V is constantly supplied to the developing roller 101 from a developing bias power supply 107, and a voltage of −400 V is constantly supplied to the developing blade 102 from a regulating member bias power supply 108. Supplied. As a result, a potential difference of about 100 V is generated between the developing roller 101 and the developing blade 102. Therefore, the negative additive G1 does not separate from the surface of the toner particles on the surface of the developer layer even when the charge of the developer layer is added.
[0025]
However, when a potential difference is provided between the developing roller 101 and the developing blade 102 by the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163, the density of a solid image becomes low and vertical streaks occur after about 1500 images have been formed. There has occurred.
[0026]
Referring to FIG. 8 as well, as a result of observing the developing blade 102, it is found that the developing blade 102 is in the vicinity of the contact portion between the developing blade 102 and the developing roller 101 and upstream of the contact portion in the rotation direction of the developing roller 101. The developer T was adhered to one side (b in FIG. 8). Although the adhesion of the developer T was not melted, it was fixed to such an extent that the developer T was not blown off even when air was blown with an air brush. Since the flow of the developer T is blocked by the adhesion of the developer T in the portion b, the amount of the developer on the developing roller 101 is reduced, and the density unevenness in the form of vertical stripes is generated on the image.
[0027]
When a potential difference is provided between the developing roller 101 (−300 V) and the developing blade 102 (−400 V), the developer T frictionally charged by the supply roller 104 is charged before the contact portion between the developing roller 101 and the developing blade 102. When the toner reaches (near portion b), the reverse toner (toner particles charged to the positive polarity) mixed in the developer layer is attracted to the portion b on the surface of the developing blade 102 by the influence of the potential difference. In particular, as the potential difference between the developing roller 101 and the developing blade 102 is increased, the inversion toner is more attracted, so that the developer sticking to the portion b of the developing blade 102 becomes remarkable. When the developer sticking increases, the developer T that intrudes in front of the contact portion between the developing roller 101 and the developing blade 102 (in the vicinity of the portion b) is blocked, so that the developer layer is reduced. Become. As a result, it is considered that the density of the solid image becomes low. Further, since the amount of the developer adhered to the portion b differs in the longitudinal direction of the developing blade 102, it is considered that vertical stripes are generated in addition to the low density.
[0028]
This phenomenon occurs particularly remarkably when a positive external additive G2 is mixed in addition to the negative external additive G1 as auxiliary particles of the developer T. The positive external additive G2 may be added in addition to the toner particles and the negative external additive G1 for stabilizing the charging property and adjusting the fluidity of the developer T. Since the external additive G2 having the positive polarity moves in the same manner as the above-described reversal toner, it is attached to the portion b which is the free end of the developing blade 102. The fixed external additive G2 of the positive polarity generates low concentration and vertical stripes as in the above case.
[0029]
On the other hand, as described in Patent Document 2, when an AC bias is constantly applied to the developing blade, the AC bias is applied downstream of the contact portion between the developing roller 101 and the developing blade 102 (portion a in FIG. 8). Causes a toner cloud. The generation of the toner cloud causes the developer T to be scattered unnecessarily, thereby contaminating the inside of the apparatus. When an AC bias is applied to the developing blade 102, an attack sound is generated due to the AC bias because the developing roller 101 and the developing blade 102 are in contact with each other. Further, this causes the developer T to be fused to the developing blade 102, and the coating on the developing roller 101 becomes non-uniform, thereby causing vertical stripes and causing a problem of image quality deterioration.
[0030]
Here, although the above-mentioned various problems appear remarkably, the description has been given in accordance with the dry single-component contact developing method in which the developer regulating member is brought into contact with the elastic developer carrier to regulate the layer thickness. This phenomenon is considered to occur in other developing systems in which the developer regulating member is brought into contact with the developer carrying member to regulate the thickness of the developer layer.
[0031]
In addition, the present inventors have found that the occurrence of vertical streaks appearing in the above-described halftone image significantly changes depending on the environmental conditions in which the image forming apparatus is used.
[0032]
In a low-temperature, low-humidity environment (about 15 ° C., 10% RH), the toner is fused to the developing blade 102 in a short period of time, and the degree of fusion is poor. In a high-temperature and high-humidity environment (approximately 30 ° C. and 80% RH), although fusion occurs to the developing blade 102, a period until the generation occurs is longer than that in a low-temperature and low-humidity environment, and the degree is slight. It is.
[0033]
Therefore, an object of the present invention is to prevent the fusion of the developer to the developer regulating member, to uniformly apply the developer on the developer carrying member, and to provide a vertical stripe-like density difference on an image. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of preventing the occurrence of the above image defect.
[0034]
It is another object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of stably forming a high-quality image without density unevenness over the entire service life even when the use environment conditions and the number of times of use are changed. .
[0035]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by an image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention provides an image carrier, a developer carrier for carrying a developer and supplying the same to the image carrier, and a developer for forming a developer layer on the developer carrier. A developer regulating member, first voltage applying means for applying a voltage to the developer carrying member, second voltage applying means for applying a voltage to the developer regulating member, and an environment detecting means for detecting a use environment. Wherein the potential difference between the developer carrier and the developer regulating member is changed in accordance with an environmental condition detected by the environment detecting means.
[0036]
According to one embodiment of the present invention, a voltage for causing a potential difference between the developer carrier and the developer regulating member is applied from the second voltage applying means to the developer regulating member, and the environment is controlled. The voltage applied to the developer regulating member is changed according to the environmental condition detected by the detecting means.
[0037]
The potential difference can be provided at least during a predetermined period during operation of the apparatus in which the developer carrier is driven. According to a preferred embodiment, the predetermined period is provided at times other than when an output image is formed. According to one embodiment, the predetermined period is provided at the time of the preparatory rotation before the image forming operation and at the time of the preparatory rotation for ending the image forming operation. Further, according to one embodiment, the developer carrier and the developer regulating member are set to the same potential during output image formation.
[0038]
In the present invention, the shape factor SF-1 of the toner particles included in the developer may be in the range of 100 to 140, and SF-2 may be in the range of 100 to 120. The toner particles may be produced by a polymerization method.
[0039]
According to one embodiment of the present invention, the developer carrier contacts the image carrier to supply the developer. The developer carrier may be a rotating body having conductivity and elasticity. According to one embodiment of the present invention, the developer regulating member contacts the developer carrier to form a developer layer on the developer carrier. The developer regulating member may be a plate-shaped member that comes into surface contact with the developer carrier with its free end facing upstream in the rotation direction of the developer carrier that is a rotating body.
[0040]
According to another embodiment of the present invention, a developing unit including at least the developer carrier and the developer regulating member is detachable from an apparatus main body.
[0041]
According to another embodiment of the present invention, an image forming apparatus includes a plurality of developing units each including at least the developer carrier and the developer regulating member.
[0042]
According to another embodiment of the present invention, the image forming apparatus has the plurality of developing units detachably mounted on a support rotatable around a rotation axis, and the selected developing unit faces the image carrier. The developer is moved to a position, and a plurality of color developers are sequentially supplied from the plurality of developing units onto the image carrier to obtain a multicolor image.
[0043]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the image forming apparatus according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
[0044]
Example 1
FIG. 1 shows a schematic configuration of the image forming apparatus of the present embodiment. The image forming apparatus 100 according to the present embodiment is a laser beam printer that forms and outputs an image on a transfer material by an electrophotographic method according to an image information signal from an external host device. The image forming apparatus 100 includes a developing device using a non-magnetic one-component developer as a developer. An image is formed by the following printing process.
[0045]
First, the overall configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described.
[0046]
The image forming apparatus 100 is electrically connected to a host 53 such as a personal computer or a work station by a connector 52, and receives image data via a video interface in response to a print request from the host 53. Then, based on this image data, a toner image is formed as described below, and transferred to a transfer material (recording medium) P such as paper, an OHP sheet, cloth, etc., to obtain a recorded image.
[0047]
The image forming apparatus 100 includes a photosensitive drum 1 which is a photoconductive organic photosensitive member as an image carrier, and the photosensitive drum 1 is rotationally driven by a drive motor (not shown) in a direction indicated by an arrow in the figure. The surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to a dark portion voltage Vd = -600 V by a charger (charging roller) 2 to which a predetermined charging bias is applied from a voltage applying unit (not shown).
[0048]
Next, based on the image information, image exposure is performed on the uniformly charged surface of the photosensitive drum 1 by a laser scanner 3 using a laser beam as a light source as an exposure unit. The image-exposed portion of the photosensitive drum 1 has a bright portion voltage Vl = −150 V, whereby an electrostatic image is formed on the photosensitive drum 1.
[0049]
The electrostatic latent image thus formed is visualized as a toner image by reversal development using a negatively chargeable non-magnetic one-component developer (developer) T by the developing device 4. As will be described in detail later, in the developing device 4 disposed opposite to the photosensitive drum 1, a developing roller 41 as a developer carrying member carrying a developer T regulated to a predetermined layer thickness is driven to rotate. At the time of development, a predetermined developing bias is applied to the metal core of the developing roller 41 to perform the development.
[0050]
On the other hand, in synchronization with the formation of the toner image on the photosensitive drum 1, the transfer material P is transferred from the transfer material accommodating means (not shown) such as a cassette via the transport roller 5 to the photosensitive material 1 and the transfer means 6. Is conveyed to the opposite transfer section.
[0051]
The toner image visualized on the photosensitive drum 1 is transferred onto the transfer material P by applying a voltage (transfer bias) having a polarity opposite to the charge polarity of the toner particles of the developer T to the cylinder portion of the transfer means 6. Transfer to Deposits such as untransferred toner remaining on the photosensitive drum 1 after the transfer process are cleaned by a cleaner 8 having a cleaning blade as cleaning means.
[0052]
Then, the transfer material P on which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 7, where the unfixed toner image is fixed on the transfer material P by heat, pressure, etc., to obtain a permanent image.
[0053]
In the present embodiment, the process speed (peripheral speed of the photosensitive drum 1) is set to 133 mm / sec, and the configuration is such that 16 sheets of A4 size transfer material P can be output per minute.
[0054]
Further, the image forming apparatus 100 of this embodiment is provided with a temperature / humidity sensor 51 as an environment detecting means for detecting an environmental condition inside the image forming apparatus 100. The temperature and humidity inside the device are measured by the temperature and humidity sensor 51. The temperature / humidity sensor 51 is electrically connected to the control unit 50.
[0055]
The environmental condition information on the temperature and humidity detected by the temperature and humidity sensor 51 is transmitted between the control unit 50 of the image forming apparatus main body 100 and the host 53 electrically connected by the connector 52 of the image forming apparatus main body 100. Exchange may be possible.
[0056]
Next, the developing device 4 will be described in more detail.
[0057]
As shown in FIG. 2, the developing device 4 in the present embodiment stores a negatively-charged non-magnetic one-component developer (developer) T in a developer container 45a of a developing container (developing device main body) 45. I have. A developer conveying member 49 is provided in the developer container 45a, and a developing chamber 45b located on the photosensitive drum 1 side of the developing container 45 includes a developing roller 41 as a developer carrying member and a developer carrying member. Are provided with a supply roller 44 as a developer supply means, a developing blade 42 as a developer regulating member, and a supporting metal plate 43 as a support member of the developing blade 42.
[0058]
The developer transport member 49 transports the developer T to the developing chamber 45b side, and transports the developer T to a supply roller 44, which is one of the developer thin layer forming units rotatably installed in the developing chamber 45. . Then, the supply roller 44 comes into contact with the developing roller 41 and rotates so as to have a relative speed to the developing roller 41 (in the present embodiment, the developing roller 41 Rotation is performed in the direction indicated by arrow B in the figure, which is opposite to the direction indicated by arrow A in FIG. 41). It has become. The developer T applied on the developing roller 41 in this manner is regulated to a predetermined layer thickness by the developing blade 42 as another developer thin layer forming unit. The developing roller 41 on which the developer layer is thus formed is pressed or contacted with the opposing photosensitive drum 1 at a predetermined relative peripheral speed difference, and the developer T is applied to the electrostatic image formed on the photosensitive drum 1. To visualize it as a toner image.
[0059]
More specifically, in this embodiment, the developing roller 41 has a diameter of 16 mm, a thickness of 5 mm, a roller hardness (Asker C) of 50 degrees, and a volume resistance of 10 mm on the circumferential surface of the stainless steel shaft. 6 It is formed by providing a rubber layer of urethane or silicone of Ω · cm. The developing roller 41 is not limited to this configuration. For the dry single-component contact developing method, a roller having appropriate elasticity and conductivity can be appropriately selected and used.
[0060]
At the time of development, a DC voltage (development bias at the time of development) of −400 V having the same polarity (negative polarity in the present embodiment) as the polarity of the toner particles to be used is applied to the developing roller 41, and one component of the contact is applied. Reverse development is performed to visualize the electrostatic image on the photosensitive drum 1 as a toner image. The developing bias is applied from a developing bias power supply 47 as a first voltage applying unit under the control of the control unit 50. Also, in order to achieve a sufficient image density, the rotation speed of the developing roller 41 is set to be about 170% of the process speed corresponding to the peripheral speed of the photosensitive drum 1 so as to rotate at a peripheral speed. It was set to 130 rotations per minute.
[0061]
In order to satisfactorily apply the developer T onto the developing roller 41, it is preferable to use a sponge-shaped one, a knurled one, or a brush-shaped one as the supply roller 44. In this embodiment, the supply roller 44 has a thickness of 5 mm and a volume resistance of 10 mm on the outside of a conductive core made of stainless steel, using foamed rubber. 6 It is formed by forming a foamed rubber layer of Ω · cm. Urethane, silicone or the like can be suitably used as the foamed rubber.
[0062]
At the time of development, a DC voltage (supply roller bias at the time of development) of −400 V having the same polarity (negative polarity in the present embodiment) as the polarity of the toner particles to be used is applied to the supply roller 44. In the present embodiment, the supply roller bias is applied from the developing bias power supply 47 under the control of the control unit 50, and has the same potential as the developing bias.
[0063]
The developing blade 42 is a band-like elastic plate made of a plate-like stainless steel having a thickness of 0.1 mm, and is disposed in surface contact with its tip (free end) facing upstream in the rotation direction of the developing roller 41. This is a so-called counter type developer regulating member. The material of the developing blade 42 is not limited to this, and a material having appropriate conductivity can be appropriately selected and used. Thereby, the height and the amount of the developer layer (developer layer) formed on the developing roller 41 are regulated.
[0064]
At the time of development, a DC voltage (a regulating member bias at the time of development) having the same polarity (negative in this embodiment) as the polarity of the toner particles to be used is applied to the developing blade 42. The regulating member bias is applied from a regulating member bias power source 48 as a second voltage applying unit under the control of the control unit 50. By this developing blade 44, one or two or so thin developer layers are formed on the developing roller 41. The regulating member bias will be further described later.
[0065]
Further, in this embodiment, optically transmissive windows (not shown) are provided on the upper and lower surfaces of the developer container 45a, and light emitted from a light emitting element provided outside one of the windows is provided. The light path passes through the other window in the light path passing through the inside of the developer container 45a, and enters the light receiving element disposed outside the window. Thus, based on the detection of the transmission / non-transmission of light depending on the presence or absence of the developer T in the developer container 45a, the optical remaining amount of the developer is detected.
[0066]
Here, the developer T used in the present embodiment will be described. In this embodiment, the negatively-chargeable non-magnetic one-component developer (developer) T mainly contains toner particles and a negative external additive as auxiliary particles.
[0067]
The negatively chargeable non-magnetic toner particles of the developer T are not limited thereto, but in the present embodiment, a spherical toner is used in order to achieve a small particle size and improve transfer efficiency. Using. Here, in particular, a spherical polymerized toner was used. This toner can be produced by a production method in which a monomer composition obtained by adding a colorant and a charge control agent to a monomer of a polymerization method is mixed and polymerized in an aqueous medium. This manufacturing method is suitable for producing spherical toner, and substantially spherical toner particles can be obtained as described below. The method for producing the spherical toner is not limited to this method. As long as a spherical toner can be produced, the toner may be produced by, for example, an emulsion polymerization method, or may contain other additives.
[0068]
The spherical polymer toner obtained by the above manufacturing method has a shape factor of 100 to 140 for SF-1 and 100 to 120 for SF-2. Here, using a FE-SEM (S-800) of Hitachi, Ltd., 100 toner particles were randomly sampled, and the image information was introduced into a Nicole image analysis device (Lusex3) via an interface and analyzed. And the values calculated by the following equations are defined as shape factors SF-1 and SF-2.
[0069]
SF-1 = (MXLNG) 2 / AREA × (π / 4) × 100
SF-2 = PERI / AREA × 1 / (4π) × 100
(AREA: toner projection area, MXLNG: absolute maximum length, PERI: circumference)
[0070]
The shape factor SF-1 indicates the degree of the spherical shape. If the shape factor SF-1 is larger, the shape gradually changes from a spherical shape to an irregular shape. The shape factor SF-2 indicates the degree of unevenness, and when it is larger, the unevenness of the surface area becomes remarkable. The shape factor of the conventional pulverized toner is 180 to 200 for SF-1 and 180 to 200 for SF-2. On the other hand, the spherical polymer toner used in this embodiment has a shape factor of 100 to 140 for SF-1 and 100 to 120 for SF-2 as described above. Is almost circular in shape. The spherical polymerized toner having a shape close to a perfect circle shows little change in shape due to less change in shape compared to the pulverized toner.
[0071]
More specifically, in this example, a turbid polymerization method under normal pressure or under pressure is used, styrene and n-butyl acrylate as monomers, a salicylic acid metal compound as a charge control agent, a saturated polyester as a polar resin, and further coloring. By adding the agent, negatively chargeable toner particles having a weight average particle size of about 7 μm and toner particles having a weight average particle size of 4 μm or less and several percent or less were obtained. According to such a method, it is possible to relatively easily control the shape factor SF-1 to 100 to 140 and SF-2 to 100 to 120, and obtain a particle size of 4 to 8 μm with a sharp particle size distribution. Can be.
[0072]
In this embodiment, a developer T whose toner particle surface is covered with an external additive is used as the developer T so that a desired charge amount is imparted to the toner particles. By covering the surface of the toner particles with an external additive, the negative charging performance is improved, and the flowability is improved by providing a minute space between the toner particles. As an external additive of negative polarity, hydrophobic silica was used.
[0073]
In the present specification, the weight average particle diameter of the toner particles is determined by the following measuring device and method. A Coulter Counter TAII type or Coulter Multilyzer (manufactured by Coulter) was used as a measuring device. The measuring method is as follows. A 1% NaCl aqueous solution is prepared using primary sodium chloride as an electrolytic solution, and 0.1 ml to 5 ml of a surfactant, preferably an alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant to 100 ml to 150 ml of this electrolytic aqueous solution, and further measured. Add 2-20 mg of sample. The electrolytic solution in which the sample was turbid was subjected to dispersion treatment for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser, and the volume and the number of toner particles of 2 μm or more were measured using the above-mentioned measuring device using an aperture of 100 μm. The number distribution was calculated, and the weight-based weight average particle diameter was determined from the volume distribution.
[0074]
Next, a refresh operation of the developing blade 42 in the present embodiment will be described.
[0075]
In this embodiment, according to the present invention, a period in which a potential difference is provided between the developing roller 41 and the developing blade 42 is provided. More specifically, in the present embodiment, the potential relationship between the rotating developing roller 41 and the developing blade 42 is the same potential during “image formation”, and is a part during the image forming operation. Control is performed so as to have a predetermined potential difference in a certain “predetermined period”.
[0076]
Here, the "predetermined period" which is a part of the image forming operation is, for example, "preparation rotation before image formation (hereinafter, referred to as" pre-rotation ")", "preparation rotation after image formation is completed (hereinafter, referred to as" pre-rotation "). While the image forming apparatus 100 is performing an operation (in particular, the rotation of the developing roller 41) such as “post-rotation”), an operation of forming an image (an output image) to be transferred to the transfer material P and output (particularly, an image). , An output image developing operation). On the other hand, “during image formation” refers to a period during which an operation of forming an image to be transferred to the transfer material P and output (particularly, a developing operation of an output image) is performed.
[0077]
Thus, during the above-mentioned predetermined period, the developer T (external additive) attached to the developing blade 42 is removed, and the developing blade 42 is refreshed.
[0078]
It is preferable that each potential of the developing roller 41 and the developing blade 42 causing the potential difference is higher in the developing blade 42 than in the developing roller 41 on the same polarity side as the charging polarity of the toner particles of the developer T. This is because the external additive having the same polarity as the charged polarity of the toner particles is mixed in a larger amount than the external additive having the opposite polarity, so that the external additives that easily adhere to the developing blade 42 have the same polarity as the charged polarity of the toner particles. This is because it becomes an external additive. However, when an external additive having a charge polarity opposite to that of the toner particles easily adheres to the developing blade 42, the potential of the developing roller 41 is set to be larger than the potential of the developing blade 42 to a polarity opposite to the charge polarity of the toner particles. You may.
[0079]
In the present embodiment, this refresh operation is performed during the pre-rotation and post-rotation as the predetermined period. For example, when a DC voltage of -300 V (developing bias at the time of refresh operation) is applied to the developing roller 41 during the predetermined period, a DC voltage of -400 V (a regulating member at the time of refresh operation) is applied to the developing blade 42. Bias) for a predetermined time. This acts to return the negative external additive adhered to the developing blade 42 during image formation to the developing roller 41 side.
[0080]
By providing the refresh operation in this manner, the same potential is applied at the time of image formation, so that the developing blade 42 (particularly in the vicinity of the contact portion between the developing roller 41 and the developing blade 42 and at a position higher than the contact portion). Since the external additive attached to the downstream side in the rotation direction (corresponding to a portion a in FIG. 8) does not accumulate, the surface roughness of the developing blade 42 is apparently roughened, and the developer T As a result, it is possible to prevent the developer T (toner particles) from being fused to the developing blade 42. That is, the developer T is fused to the developing blade 42 and the developing roller 41. Non-uniform coating of the developer T on the developing roller 41 prevents the generation of vertical streaks and fog on the halftone image, and outputs a high-quality image without a problem of image deterioration. But The ability.
[0081]
In addition, since a potential difference is provided between the developing blade 42 and the developing roller 41 for a short time during the predetermined period, and the potential is the same during image formation, the potential difference between the developing roller 41 and the developing blade 42 is obtained as described above. The developer (inverted toner, positive polarity toner) is provided near the contact portion between the developing roller 41 and the developing blade 42 and upstream of the contact portion in the rotational direction of the developing roller 41 (corresponding to portion b in FIG. 8). There is no problem that the external additive) adheres and the density of the solid image is low and vertical stripes are generated.
[0082]
In particular, when applying a potential difference between the developing roller 41 and the developing blade 42, it is important that the developing roller 41 is rotating. This is because, even when a potential difference is applied between the developing roller 41 and the developing blade 42 with the developing roller 41 stopped, the external additive may adhere to the developing blade 42 again. The rotation of the developing roller 41 causes the negative external additive returned to the developing roller 41 side to flow in the vicinity of the contact portion between the developing blade 42 and the developing roller 41 and downstream of the developing roller 41 in the rotation direction. On the side, it is possible to keep it away from the developing blade 42, thereby preventing re-adhesion.
[0083]
Further, as described above, the present inventors have found that the occurrence of image defects such as vertical stripes appearing in a halftone image significantly changes depending on the environmental conditions in which the image forming apparatus is used. In this embodiment, the potential difference applied between the developing blade 42 and the developing roller 41 during the above-mentioned predetermined period is changed to an optimal one according to environmental conditions based on such new knowledge.
[0084]
Thereby, an optimal potential difference between the developing roller 41 and the developing blade 42 is effectively applied according to environmental conditions, and when a larger potential difference is required, the potential difference is provided. Accordingly, the above-described problem due to the attachment of the reversal toner or the external additive having the positive polarity does not occur.
[0085]
In a low-temperature and low-humidity environment, the amount of charge of the developer T is the largest, and therefore, the reflection power from the developing blade 42 made of a thin metal plate is the largest in a low-temperature and low-humidity environment. Fusion is also worse in low temperature and low humidity environments. Therefore, in a low-temperature and low-humidity environment compared to a high-temperature and high-humidity environment, it is preferable that the potential difference between the developing roller 41 and the developing blade 42 be large.
[0086]
However, the potential difference applied between the developing roller 41 and the developing blade 42 is desirably 600 V or less. If it is larger than this, a discharge is likely to occur between the developing roller 41 and the developing blade 42, and a current flowing between the developing blade 42 and the developing roller 41 becomes large. Because it becomes. More preferably, the voltage is 500 V or less.
[0087]
According to the study of the present inventors, this potential difference is preferably 250 V or more in order to effectively prevent image defects even in a low temperature and low humidity environment of about 15 ° C. and about 10% RH. If it is smaller than this, the effect of the present invention is reduced. More preferably, it is set to 300 V or more.
[0088]
Next, the control of the regulating member bias during the refresh operation will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0089]
When the power is turned on (step S101), the temperature and humidity (environmental condition information) inside the apparatus are detected by the temperature and humidity sensor 51 installed in the image forming apparatus 100 (step S102).
[0090]
Information on the environmental conditions detected by the temperature and humidity sensor 51 is sent to the control unit 50 in the image forming apparatus 100 (Step S103). The control unit 50 determines the restriction member bias at the time of the refresh operation set in advance for each environmental condition as shown in Table 1 below according to the detected environmental condition information (step S104). Thereafter, the operation of the image forming apparatus 100 starts in response to the print request from the host 53 as described above.
[0091]
In this embodiment, as the environmental conditions, the temperature and humidity areas detected by the temperature and humidity sensor 51 are divided into a normal temperature / normal humidity environment, a high temperature / high humidity environment, and a low temperature / low humidity environment. With the regulating member bias. The normal temperature / humidity environment has a temperature range of 18 ° C. to 25 ° C. and a humidity of 30% to 60% RH. The high temperature / high humidity environment has a temperature range of 25 ° C. or higher and a humidity of 60% RH or higher. The low-temperature and low-humidity environment was classified as a temperature range of 18 ° C. or less and a humidity range of 30% RH or less. The regulating member bias at the time of refresh for each environmental condition is stored in advance in a storage unit provided in the control unit 50. The control unit 50 has a function of a changing unit that determines the regulating member bias at the time of the refresh operation based on the information and changes the voltage applied by the regulating bias applying power supply 48.
[0092]
Depending on the material of the developing blade 42, such as phosphor bronze and other metals such as SUS having a different composition, the presence or absence of the occurrence of the above-described problems such as the fusion of the developer T and the vertical stripes on the halftone image may occur. Time and environmental conditions may vary. Therefore, the regulating member bias at the time of the refresh operation depends on the material of the developing blade 42.
Optimization may be performed by (configuration). Those skilled in the art can easily determine an optimum restriction member bias setting for an individual subject from the disclosure in this specification by a routine procedure.
[0093]
Further, the regulating member bias at the time of the refresh operation may be determined based on information detected by the temperature / humidity sensor 51 and set in advance in association with environmental conditions. The environmental classification of temperature and humidity is not necessarily limited to the above-described method, and the temperature and the humidity may be appropriately set within a range in which image defects (here, vertical streaks on a halftone image are used as a reference) do not occur. What is necessary is just to set a humidity classification.
[0094]
[Table 1]
[0095]
Hereinafter, a method of applying the regulating member bias during the refresh operation will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 4 is a timing chart showing a printing sequence in the image forming apparatus of the present embodiment. FIG. 3 shows that the photosensitive drum 1, the charger 2, and the developing roller 41 are ON when the operation (rotation) is started and OFF when the operation (rotation) is stopped. With respect to the member bias, the vertical axis indicates the voltage in the negative direction, and the horizontal axis indicates the elapsed time.
[0096]
According to this timing chart, at the time T0, at the same time when the drive motor is turned on to rotate the photosensitive drum 1, the charger 2 and the developing roller 41 are turned on.
[0097]
After time T1, during time T2, a charging bias is applied to the charger 2 so as to charge the surface of the photosensitive drum 1 to the dark portion potential Vd = -600V.
[0098]
Here, it is assumed that a period from time T0 to time T2 is a pre-rotation time as a predetermined period of a part of the image forming operation. During this time, the temperature of the fixing device 7 is adjusted and the laser scanner 3 is started (step S105).
[0099]
Then, in the present embodiment, during the time T2 during the pre-rotation, the control unit 50 sets the regulating member bias at the time of the refresh operation determined according to the environmental condition information detected by the temperature and humidity sensor 51 to a pulse. The voltage is applied to the developing blade 42 by the regulating member bias power supply (high-voltage power supply) 48 (step S106).
[0100]
In this embodiment, the regulating member bias during the refresh operation is applied as a pulse voltage for a period of 0.5 sec. However, the present invention is not limited to this bias application method, but can change the length of the cycle or change the pulse voltage a plurality of times within a range in which vertical streaks do not occur on the halftone image through the durability of the developing device 4. It may be applied.
[0101]
After a time T3 until the uniformly charged surface of the photosensitive drum 1 reaches the developing area, application of a developing bias at the time of image formation (at the time of development) is started and started during a time T4.
[0102]
After the end of the pre-rotation, the developing bias at the time of development rises at time T4, and the printable state is set. After that, the surface of the photosensitive drum 1 is exposed according to the image signal during time T10. An output image is formed through formation of an electric image and formation of a toner image (step S107).
[0103]
After the formation of the output image is completed, the application of the developing bias during the development is stopped during the time T5.
[0104]
Thereafter, the application of the charging bias is stopped during the time T6. Here, it is assumed that the period of time T6 is a post-rotation time as a predetermined period of a part of the image forming operation. During this time, preparations for ending the image forming operation are made. (Step S108).
[0105]
Then, in the present embodiment, during the time T6 of the subsequent rotation, the control unit 50 performs the refresh operation determined according to the environmental condition information detected by the temperature / humidity sensor 51 in the same manner as in the previous rotation. Is applied to the developing blade 42 by the regulating member bias power supply 48 as a pulse voltage (step S109).
[0106]
Even during the post-rotation, the regulating member bias during the refresh operation was applied as a pulse voltage for a period of 0.5 sec. However, the present invention is not limited to this bias application method, but can change the length of the cycle or change the pulse voltage a plurality of times within a range in which vertical streaks do not occur on the halftone image through the durability of the developing device 4. It may be applied.
[0107]
As shown in FIG. 4, after applying the regulating member bias at the time of the refresh operation according to the environment during the pre-rotation as a pulse voltage, the regulating member bias at the time of the refresh operation according to the environment is again applied as the pulse voltage during the post-rotation. Up to this time, a regulating member bias during development has been applied to the developing blade 42. Accordingly, at the time of image formation, the potential of the developing blade 42 is set to the same potential as the potential of the developing roller 41 to which the developing bias at the time of development is applied. Before the application of the regulating member bias during the refresh operation during the pre-rotation, and after the application of the regulating member bias during the refresh operation during the post-rotation, the application of the regulating member bias is stopped.
[0108]
After the application of the developing bias and the charging bias is stopped, after a lapse of time T8, the driving motor is turned off to stop the rotation of the photosensitive drum 1, and at the same time, the charger 2 and the developing roller 41 are turned off. finish.
[0109]
When the image forming operation is performed by applying the regulating member bias during the refresh operation according to the above-described embodiment (the method of the present invention), the image forming operation is always performed with the developing roller 41 and the developing bias 42 at the same potential. In this case (conventional method), an endurance test was performed to compare the occurrence of vertical streaks on halftone images. The results of the durability test are shown in Table 2 below. The test was performed in a low temperature / low humidity environment (15 ° C., 10% RH) and in a high temperature / high humidity environment (30 ° C., 80% RH). The image forming apparatus of the conventional system has the same configuration as the system of the present invention except that no regulating member bias is applied during the refresh operation according to the present embodiment.
[0110]
[Table 2]
[0111]
As shown in the results of Table 2, in the conventional method, vertical streaks were generated in a low-temperature, low-humidity environment with a durability of 2,000 sheets, and the level deteriorated thereafter. In a high-temperature, high-humidity environment, vertical streaks began to occur slightly after 6000 sheets in the latter half of the durability test.
[0112]
On the other hand, according to the method of the present invention, even when the durability test of 8000 sheets is performed, no image streaks are generated, and the toner particles and the external additive (hydrophobic silica) are not observed even when observed on the developing blade 41. Was not observed.
[0113]
The image forming apparatus 100 of this embodiment was subjected to an endurance test using the evaluation image as a solid black image to evaluate the density of the solid image and the occurrence of vertical stripes. Image defects such as thin and vertical stripes did not occur.
[0114]
In the same manner as described above, when the developer T contained a positive external additive, the developer T was evaluated for image defects such as vertical stripes on a halftone image, low density of a solid black image, and vertical stripes. However, in any environment, no image defects occurred on the halftone image and the solid black image throughout the durability life.
[0115]
As described above, according to the present embodiment, an appropriate regulating member bias voltage according to the environmental conditions is applied to the developing blade 42 to prevent the developer T from fusing to the developing blade 42, The developer T can be uniformly applied. As a result, it is possible to prevent an image such as a halftone image and a solid black image from having a streak-like image having a difference in shading. As a result, even if the use environment conditions and the number of times of use are changed, it is possible to stably form a high-quality image without density unevenness throughout the life.
[0116]
Example 2
Next, another embodiment according to the present invention will be described.
[0117]
In the present embodiment, the present invention is applied to an electrophotographic multicolor image forming apparatus. FIG. 5 shows a schematic configuration of the image forming apparatus 200 of the present embodiment. The image forming apparatus 200 forms yellow, magenta, cyan, and black toner images in accordance with image information signals from an external host device such as a personal computer, and forms a full-color toner image by superimposing these toner images. This is a full-color laser beam printer that outputs a full-color image by transferring to a transfer material such as paper, an OHP sheet, and cloth.
[0118]
Hereinafter, the overall configuration and operation of the image forming apparatus 200 will be described. In FIG. 5, elements having the same configurations and functions as those of the image forming apparatus 100 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
[0119]
The image forming apparatus 200 includes a drum-type electrophotographic photosensitive member (photosensitive drum) 1 as an image carrier. The photosensitive drum 1 is driven in a direction indicated by an arrow by driving means (not shown), and its surface is uniformly charged to a predetermined potential by a charger (charging roller) 2 serving as a charging means. Next, a laser beam is applied to the photosensitive drum 1 by the laser scanner 3 to which a signal according to the yellow image pattern is input, and an electrostatic image is formed on the photosensitive drum 1.
[0120]
Further, when the photosensitive drum 1 rotates in the direction of the arrow, the electrostatic image formed on the photosensitive member 1 reaches a portion facing the rotary developing device 40. The rotary developing device 40 includes a plurality of developing units (in this embodiment, a yellow developing unit 4a, a magenta developing unit 4b, a cyan developing unit 4c, and a black developing unit 4d) provided on a support 40A rotatable around a rotation support shaft 40B. ). Then, by rotating the support 40A, the selected developing device can be moved to a position facing the photosensitive drum 1. Accordingly, first, the support 40A is rotated so that the yellow developing device 4a containing the yellow developer faces the photosensitive drum 1, and the electrostatic image formed on the photosensitive drum 1 is changed by the yellow developing device 4a. Be visualized.
[0121]
Next, the toner image formed on the photosensitive drum 1 is transferred onto an intermediate transfer belt 66 which is an intermediate transfer member. The intermediate transfer belt 66 is stretched and stretched over three support rollers 61, 62, and 63. When the support roller 62 connected to a driving source (not shown) rotates, the intermediate transfer belt 66 is moved in a direction indicated by an arrow in FIG. Go to A primary transfer roller 64 is provided as a primary transfer unit in a portion (primary transfer portion) inside the intermediate transfer belt 66 facing the photosensitive drum 1, and a predetermined bias is applied from a high voltage power supply (not shown). The applied toner image on the photosensitive drum 1 is transferred onto the intermediate transfer belt 66.
[0122]
By performing the above steps in the order of magenta, cyan, and black, toner images of four colors are superimposed on the intermediate transfer belt.
[0123]
On the other hand, in synchronization with the movement of the intermediate transfer belt 66, the intermediate transfer belt 66 is opposed to the secondary transfer roller 65 as a secondary transfer unit from the transfer material feeding device (not shown) via the transport unit 5. The transfer material P is transported to a unit (secondary transfer unit). Then, by applying a predetermined bias to the secondary transfer roller 65, the four color toner images on the intermediate transfer belt 66 are collectively transferred onto the transfer material P.
[0124]
The transfer device P on which the toner image has been transferred is subjected to a heating and pressurizing process by the fixing device 7, whereby the toner image is fused and fixed to the transfer material P, and a color image is obtained.
[0125]
In addition, extraneous matter such as untransferred toner remaining on the photosensitive drum 1 after the primary transfer process is cleaned by a photosensitive drum cleaner 8 having a cleaning blade as a cleaning means. On the other hand, adhering matter such as untransferred toner remaining on the intermediate transfer belt 66 after the secondary transfer step is a cleaning means provided detachably so as to come into contact with the intermediate transfer belt 66 after the secondary transfer step. The belt is cleaned by the belt cleaner 81.
[0126]
In this embodiment, the photosensitive drum 1, the charger 2 and the cleaner 8 are integrally formed into a cartridge by a frame 91, and the process cartridge 90 is detachable from the image forming apparatus main body 200. The process cartridge 90 is detachably mounted via mounting means 92 provided in the image forming apparatus main body 200.
[0127]
Each of the developing units 4a, 4b, 4c, and 4d has the same configuration as that described in the first embodiment. However, in this embodiment, the image forming apparatus main body 200 is supported via a support 40A as a mounting unit. The cartridge (developing cartridge) is detachable from the cartridge.
[0128]
In addition, by making the process cartridge and the developing cartridge detachable, for example, the apparatus user can perform maintenance of the apparatus and exchange of consumables by himself without using a service person. As a result, usability is dramatically improved, the burden on the manufacturer is reduced, and high-quality images can be provided over the entire life of the photoconductor and the developing device.
[0129]
Also in the present embodiment, the present invention is applied to the regulating member bias applied to the developing blades 42a, 42b, 42c, and 42d as the developer regulating members included in the developing devices 4a, 4b, 4c, and 4d, respectively. .
[0130]
Therefore, when the yellow developing device 4a is described as an example, the yellow developing device 4a can apply a regulating member bias from a regulating member bias power supply (high voltage power supply) 48 provided in the image forming apparatus main body 200 to the developing blade 42a. , An electrical contact (a cartridge-side regulating member bias contact) 70a is provided. The cartridge-side regulating member bias contact 70a is connected to the regulating member bias power supply 48 by appropriately mounting the yellow developing device (developing cartridge) 4a on the support 40A. It is electrically connected to a mechanical contact (apparatus main body side regulating member bias contact) 70b. Such a contact configuration is the same for the other developing devices (magenta, cyan, black) 4b, 4c, and 4d.
[0131]
The yellow developing device 4a will be described in detail. The yellow developing device 4a is electrically connected to the developing roller 41a so that a developing bias can be applied from a developing bias power supply (high-voltage power supply) 47 provided in the image forming apparatus main body 200. A target contact (cartridge-side developing bias contact) 71a is provided. The cartridge-side developing bias contact 71a is electrically connected to the developing bias power supply 47 by appropriately mounting the yellow developing device (developing cartridge) 4a on the support 40a. (Apparatus main body side developing bias contact) 71b. Such a contact structure is the same for the other developing devices (magenta, cyan, black) 4b, 4c, and 4d.
[0132]
Accordingly, the refresh operation of the developing blades 42a, 42b, 42c, and 42d can be performed in the same manner as in the method of applying the regulating member bias during the refresh operation in the first embodiment.
[0133]
As described above, according to this embodiment, by applying the present invention to a full-color image forming apparatus, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Throughout the life, a high-quality image without density unevenness can be constantly formed for each color image and full-color image.
[0134]
The developing device according to the present invention may be detachable from the main body of the image forming apparatus as a process cartridge integrally formed as a cartridge together with the image carrier (electrophotographic photosensitive member). For example, as shown in FIG. 6, the photosensitive drum 1, the charging device 2, the developing device 4, and the cleaner 8 are integrally formed into a cartridge by a frame body 91, and are attached to and detached from the apparatus main body via mounting means 92 provided in the image forming apparatus main body. A possible process cartridge 90 can be obtained. The process cartridge 90 is not limited to this mode, and may be a mode in which one or both of the charger 2 and the cleaner 8 are not formed into a cartridge. In this case, as described in the second embodiment, the process cartridge 90 is provided with the cartridge-side regulating member bias contact 70a and the cartridge-side developing bias contact 71a for applying the regulating member bias and the developing bias. When properly mounted on the image forming apparatus main body, the apparatus main body side regulating member bias contact 70b and the apparatus main body side developing bias contact 71b electrically connected to the regulating member bias power supply 48 and the developing bias power supply 47, respectively, are electrically connected. The connection may be made. As a result, the present invention can be applied, and the same effects as those of the above embodiments can be obtained.
[0135]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the fusion of the developer to the developer regulating member, to uniformly apply the developer on the developer carrier, and to form a vertical stripe on the image. It is possible to prevent the occurrence of an image defect such as a difference in shading. Further, even if the use environment conditions and the number of times of use change, it is possible to stably form a high-quality image without density unevenness throughout the life.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a developing device according to the present invention.
FIG. 3 is a flowchart of one embodiment of a developing blade refresh operation according to the present invention.
FIG. 4 is a timing chart of an embodiment of a developing blade refresh operation according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of another embodiment of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a process cartridge provided with a developing device according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a conventional developing device.
FIG. 8 is a schematic view illustrating the vicinity of a contact portion between a developing blade and a developing roller for explaining a problem of fusion of a developer to a developing blade.
[Explanation of symbols]
1. Photosensitive drum (image carrier)
2 Charger (charging means)
3 laser scanner (exposure means)
4 Developing device (developing means)
6 transfer means
8 Cleaner (cleaning means)
41 Developing roller (developer carrier)
42 Developing blade (developer regulating member)
44 supply roller (developer supply means)
47 developing bias power supply (developing bias applying means)
48 regulating member bias power supply (regulating member bias applying means)
50 control unit
51 Temperature and humidity sensor (environment detection means)
