JP2005077843A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用環境によらず、現像装置の寿命を通して、現像スジやトナーのボタ落ちやカブリを防止し、常に良好な画像を出力することのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】層厚規制部材１７に規制部材電圧を印加するための規制部材電圧印加手段２３と、現像手段１３近傍における環境を検知する環境検知手段３２と、を有し、非画像形成時にて、層厚規制部材１７に、規制部材電圧として、現像電圧に対して正極側の電圧と負極側の電圧と、定周期に交互に印加する交番電圧が印加される、規制部材制御工程が実行され、規制部材制御工程において、交番電圧の一周期における、現像電圧に対して負極側の電圧印加時間及び／又は前記現像電圧に対して正極側の電圧印加時間は、環境検知手段３２によって検知された環境から求められた絶対水分量に応じて決定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式或いは静電記録方式を用いた画像形成装置に関するものである。

従来、例えば、電子写真方式の画像形成装置は、画像形成工程において、像担持体を帯電した後に画像情報に応じて露光して静電像を形成し、この静電像に応じて現像剤を像担持体に供給して現像剤像（トナー像）とし、このトナー像を転写手段によって記録材、例えば、記録用紙、ＯＨＰシート、布などに転写した後に定着手段によって定着して記録画像を得る。

例えば、帯電手段として接触帯電手段、現像手段として非磁性一成分接触現像手段を用いた画像形成装置がある。図９は、この種の従来の画像形成装置３００の主要部の断面を模式的に表したものである。この画像形成装置３００にて実施される画像形成工程を下記に説明する。

画像形成装置３００は、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」と称す。）１０を備えている。そして、感光ドラム１０に接触して従動回転する接触帯電手段としての帯電ローラ１１に、所定の帯電バイアスが印加されることによって、感光ドラム１０の表面は一様に帯電される。

次に、感光ドラム１０の表面は、潜像形成手段即ちここでは露光手段である露光装置１２によって画像情報信号に応じた光Ｌで露光され、静電像が形成される。

感光ドラム１０上に形成された静電像は、ローラ型の現像剤担持体である現像ローラ１６、ブレード状の層厚規制部材である現像ブレード１７、現像剤供給部材であるトナー供給ローラ１８を現像容器（現像装置本体）２０内に具備する現像手段としての現像装置１３によって、現像剤としてのトナーが供給されて、トナー像として可視像化される。

そして、転写部Ｎにおいて転写手段としての転写ローラ２６に転写バイアスが印加されることで、感光ドラム１０上に形成されたトナー像が、記録材カセット４１、搬送手段としての記録材供給ローラ４２などを備える記録材供給部４０から供給された記録材Ｓ上に転写されて、未定着画像が形成される。

次いで、記録材Ｓは定着装置３０に搬送されて、ここで未定着画像の記録材Ｓへの定着が行われ、その後排紙トレイ３５に搬出されて、画像形成は終了する。

又、転写時に転写されずに感光ドラム１０上に残った転写残トナーは、クリーニング手段としてのクリーニングブレード１４によって廃トナー容器１５に回収される。これにより、感光ドラム１０上はクリーニングされ、繰り返し画像形成に供される。

ところで、上記に説明した画像形成工程のうち、感光ドラム１０表面に形成された静電像を可視像化させる現像工程において、従来の接触現像方式においては、現像選択性があるために、現像工程時には現像ローラ１６上の現像性の良いトナーから優先的に現像され、現像容器２０内に現像性の悪いトナーが残ってしまう。

そして、トナーの残量が少なくなってくると、現像容器２０内のトナーにおいて、現像性の悪いトナーの比率が多くなってしまうために、現像ブレード１７にトナーが付着して、その後、融着となって現像スジとなることがあった。

その対策として、従来は、例えば特許文献１に記載されるように、非画像形成時に現像ローラ１６を回転させ、現像ブレード１７に交番電圧を印加して、交番電界を形成することによって、現像ブレード１７に付着したトナーを電気的に剥ぎ取り、付着トナーが現像ブレード融着にまで成長しないようにしていた。

しかしながら、特に高温・高湿環境時の現像装置の寿命末期においては、トナーの帯電量の低下が引き起こされ、更に、通常帯電する極性とは逆の極性であるプラス極に帯電したトナーが発生しはじめ、次第に増加していく。

そのため、非画像形成時に現像ローラを回転させながら、現像ブレードに交番電圧を印加して現像ローラと現像ブレード間に交番電界を形成することによって、現像ブレードに付着したトナーを電気的に剥ぎ取るだけでは、このプラス極に帯電したトナーが現像ブレードに付着し、最終的には現像ブレードの融着に至ってしまう。そして、この現像ブレード融着によって、現像スジやトナーの帯電不良によるトナーのボタ落ちやカブリを発生してしまう。
特開２００２−３６５９０４号公報

本発明の目的は、使用環境によらず、現像装置の寿命を通して、現像スジやトナーのボタ落ちやカブリを防止し、常に良好な画像を出力することのできる画像形成装置を提供することである。

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、表面に静電像が形成される像担持体と、
前記静電像に応じて現像剤を前記像担持体に付着させて現像剤像を形成する現像手段であって、現像剤を担持して前記像担持体へと搬送する回転可能な現像剤担持体、及び該現像剤担持体表面に担持された現像剤の層厚を規制し且つ現像剤を摩擦帯電させる層厚規制部材、を具備する現像手段と、
前記現像剤担持体に現像電圧を印加するための現像電圧印加手段と、
前記層厚規制部材に規制部材電圧を印加するための規制部材電圧印加手段と、
前記現像手段近傍における環境を検知する環境検知手段と、
を有する画像形成装置において、
非画像形成時にて、前記規制部材電圧印加手段によって、前記層厚規制部材に、前記規制部材電圧として、前記現像電圧に対して正極側の電圧と負極側の電圧と、定周期に交互に印加する交番電圧が印加される、規制部材制御工程が実行され、
該規制部材制御工程において、前記交番電圧の一周期における、前記現像電圧に対して負極側の電圧印加時間及び／又は前記現像電圧に対して正極側の電圧印加時間は、前記環境検知手段によって検知された前記環境から求められた絶対水分量に応じて決定されることを特徴とする画像形成装置を提供する。

本発明の画像形成装置は、現像手段に備えられる現像剤担持体表面に担持された現像剤の層厚を規制し且つ現像剤を摩擦帯電させる層厚規制部材に規制部材電圧を印加するための規制部材電圧印加手段と、現像手段近傍における環境を検知する環境検知手段と、を有し、非画像形成時にて、規制部材電圧印加手段によって、層厚規制部材に、規制部材電圧として、現像電圧に対して正極側の電圧と負極側の電圧と、定周期に交互に印加する交番電圧が印加される、規制部材制御工程が実行され、規制部材制御工程において、交番電圧の一周期における、現像電圧に対して負極側の電圧印加時間及び／又は現像電圧に対して正極側の電圧印加時間は、環境検知手段によって検知された環境から求められた絶対水分量に応じて決定されるので、使用環境にかかわらず、層厚規制部材への現像剤融着の発生を抑えることができ、現像装置の寿命を通して現像スジ、トナーのボタ落ち、カブリ画像が発生することなく、良好な画質を維持することが可能となる。

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。

実施例１
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。

図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略断面を示す。本実施例の画像形成装置１００は、装置本体と通信可能に接続された、例えば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、電子写真方式により記録材、例えば記録用紙、ＯＨＰシート、布などに画像を形成し、出力することができる。ここで、図９に示した従来の画像形成装置と同じ機能、構成を有する要素には同じ符号を付すことにする。

本実施例の画像形成装置１００は、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（感光ドラム）１０を備えている。本実施例では、感光ドラム１０は、直径３０ｍｍのアルミシリンダーの外周面に有機感光体（ＯＰＣ）が塗布されて形成される。しかし、これに限定されず、有機感光体ではなく、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）、ＣｄＳ、Ｓｅなどを塗布しても良い。尚、感光ドラム１０は、１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで駆動手段（図示せず）によって図中矢印Ａの方向に回転する。

そして、感光ドラム１０は、感光ドラム１０に接触しながらその回転に従動している、図中矢印Ｂの方向に回転する帯電手段としての帯電ローラ１１によって一様に帯電される。

帯電ローラ１１は、直径が１２ｍｍであり、芯金１１ａに、ステンレスの円筒体の芯金１１ａの周囲に、基層１１ｃとしてのウレタンゴムと表層１１ｄとしてフッ素系樹脂とで構成される弾性層１１ｂを設けた多層構成とした。

ここで、芯金１１ａの材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金などの金属を用いても良い。弾性層１１ｂの基層１１ｃとしては、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、シリコーンゴムなどのゴム材を用いても良い。弾性層１１ｂの表層１１ｄとしては、エーテルウレタンやナイロンなどを用いても良い。

又、帯電ローラ１１には、帯電部材電圧印加手段としての帯電バイアス電源装置２４が接続され、−９５０Ｖの直流の帯電バイアスが印加される。これにより、感光ドラム１０表面は−４５０Ｖの暗部電位となるように帯電されている。本実施例では、帯電バイアスとして、直流バイアスを用いたが、帯電バイアスとして、直流成分に交流成分を重畳したバイアスを用いてもよい。

次に、感光ドラム１０の表面にはここでは潜像形成手段である露光手段としての露光装置１２によって静電像が形成される。

本実施例では露光装置１２は、入力信号に対応した画像信号に応じて半導体レーザ（図示せず）が発光し、そのレーザ光Ｌを高速回転しているポリゴンミラー（図示せず）で反射し、結像レンズ群（図示せず）を通って、感光ドラム１０に照射するようになっている。レーザ光照射によって、感光ドラム１の帯電ローラ１１によって−４５０Ｖに帯電されていた表面において、潜像部の電位が（−方向の電位が）下がって、感光ドラム１０上には−１２０Ｖの明部電位が形成される。

そして、この静電像は、現像手段としての現像装置１３によって現像剤像（トナー像）として可視像化される。

ここで、現像装置１３について図２を用いて説明する。本実施例では、現像方式として非磁性一成分接触現像方式を用いた。現像装置１３は、現像容器（現像装置本体）であるトナー容器２０を有する。トナー容器２０内には、現像剤としてのトナー２１として、非磁性一成分現像剤が収容される。本実施例では、トナーは負帯電性トナーである。トナー容器２０には、当初トナーが１５０ｇ充填される。

現像装置１３は、現像剤供給手段として、下記に説明する現像ローラ１６の回転に対してカウンタ方向である図中矢印Ｅの方向に回転するトナー供給ローラ１８を有する。トナー供給ローラ１８は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスなどの金属の芯金１８ａの周囲に弾性層１８ｂとしてウレタンフォームを設けた直径１８ｍｍのスポンジローラである。又、図中の矢印Ｆの方向に回転するトナー攪拌シート２９によってトナー供給ローラ１８にトナー２１が供給される。

又、現像装置１３は、トナーを感光ドラム１０との対向部（現像領域）に担持搬送する現像剤担持体として現像ローラ１６を有する。上記トナー供給ローラ１８と現像ローラ１６とが接触して、トナー供給ローラ１８から現像ローラ１６にトナーが付着することによって、現像ローラ１６上にトナーが供給される。

現像ローラ１６は、駆動手段（図示せず）によって、矢印Ｄの方向に１５０ｍｍ／ｓｅｃの表面速度で回転する。又、現像ローラ１６は、直径が１８ｍｍであり、ステンレスの芯金１６ａの周囲に、基層１６ｃとしてのウレタンゴム、その上の表層１６ｄとしてのカーボンを混ぜたウレタンゴムから構成される弾性層１６ｂを設けた多層構成とした。しかし、この限りではなく、芯金１６ａとして、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスなどの金属の円筒体を用い、弾性層１６ｂの基層１６ｃはＮＢＲ、ＥＰＤＭ、シリコーンゴム、ウレタンゴムなどのゴム材から構成されたものを用いても良く、又、表層１６ｄはエーテルウレタンやナイロンなどから構成されていても良い。

そして、現像ローラ１６には、現像電圧印加手段としての現像バイアス電源装置２３によって、−３００Ｖの直流の現像電圧（現像バイアス）が印加される。これにより、現像ローラ１６と感光ドラム１０とが接触したときに、感光ドラム１０表面の電位を帯電ローラ１１による電位を露光手段によって下げて形成された静電像に応じて、現像ローラ１６上から感光ドラム１０表面の静電像部へトナーが転移し、トナー像が形成される。

更に、現像装置１３は、現像ローラ１６上に担持させるトナー量を規制する層厚規制部材として、現像ブレード１７を有する。現像ローラ１６上のトナーは、現像ブレード１７によって、最適な層厚に規制されると共に、摩擦帯電させられる。

本実施例の現像ブレード１７は、ストレート形状のバネ弾性を有するリン青銅板１７ａに、現像ローラ１６との当接面にナイロン１７ｂをコートしたものとした。しかし、この限りではなく、リン青銅板の代わりにステンレス板等の金属の板状部材を用いても良いし、現像ブレード１７と現像ローラ１６との当接面における金属板に、ナイロンではなくゴム材料などの絶縁体材料を接着又はコートしても良い。

そして、現像ブレード１７には、規制部材電圧印加手段としてのブレードバイアス電源装置２２によって、現像ローラ１６に印加される現像バイアスと同じく、−３００Ｖの直流の規制部材電圧（ブレードバイアス）が印加される。

図１に示す、感光ドラム１０上へのトナー像の形成に同期して、記録材カセット４１、搬送手段としての記録材供給ローラ４２などを備える記録材供給部４０から、記録材Ｓが転写部Ｎに供給される。転写部Ｎでは、感光ドラム１０に対向して、転写手段としての、感光ドラム１０の回転に対して順方向である図中矢印Ｃの方向に回転する転写ローラ２６が設置されている。

この転写ローラ２６に、転写部材電圧印加手段としての転写バイアス電源装置（図示せず）によって所定の転写バイアスが印加されて、感光ドラム１０上から記録材Ｓへトナー像が転写され、記録材Ｓ上に未定着画像が形成される。

この記録材Ｓは、その後定着装置３０に搬送され、ここで記録紙Ｓへの未定着画像の定着が行われる。そして、画像が定着された記録材Ｓが排紙トレイ３５に搬出されて、画像形成は終了する。

又、転写工程時に転写されずに感光ドラム１０上に残った転写残トナーは、クリーニング手段としてのクリーニングブレード１４によって廃トナー容器１５に回収される。これにより、感光ドラム１０上はクリーニングされ、再び上記画像形成が繰り返される。

上記に説明したように、本実施例は、帯電ローラ１１、露光装置１２、現像装置２０、転写ローラ２６、定着装置３０等の画像形成工程を実施する画像形成手段を設けた電子写真方式の画像形成装置１００であるが、本実施例では、更に、現像装置１３を保持する離間当接手段３１を有する。離間当接手段３１は、矢印Ｇの方向に左右に移動可能であり、画像形成時には感光ドラム１０と現像ローラ１６が当接して接触状態に、非画像形成時には感光ドラム１０と現像ローラ１６が離間して、非接触状態になるように動作する。

又、本画像形成装置１００には、環境検知手段としての温湿度検知センサ３２が設けられており、この温湿度検知センサ３２によって、現像装置１３近傍の温度及び湿度を検知することができるようになっている。

本実施例では、本画像形成工程において使用される電源である、ブレードバイアス電源装置２２、現像バイアス電源装置２３、帯電バイアス電源装置２４や、離間当接手段３１は、画像形成装置１００本体が有する、装置動作を統括制御する制御手段としてのＣＰＵ６０によって制御される。

そして、本実施例では、制御手段としてのＣＰＵ６０が、以下説明するように、ＣＰＵ６０の記憶部に予め設定された値に基づき、所定タイミングでブレードバイアス電源装置２２、現像バイアス電源装置２３、現像装置１３の感光ドラム１０への離間当接手段３１を制御して、それぞれ現像バイアス、ブレードバイアス、現像ローラ１６と感光ドラム１０との離間・当接を選択し、切り換える手段として機能する。

本実施例の画像形成装置１００は、非画像形成時の所定のタイミングに、ブレードバイアス電源装置２２によって、現像ブレード１７にバイアスを印加し、現像ブレード１７と現像ローラ１０間に電位差を設けることによって、現像ブレード１７に付着したトナーを強制的に現像ブレード１７から引き剥がして、現像ブレード１７を清掃するための規制部材制御工程即ち現像ブレード清掃モードを実行する。つまり、現像ブレード１７にブレードバイアスを印加することで、現像ブレード１７にトナーが付着、融着、そしてそれを原因とする画像の現像スジ等を防止する構成とされたものである。

ここで、「非画像形成時」とは、記録材に転写して出力するための画像を形成する「画像形成時」以外をいう。

ここで、この現像ブレード清掃モードにおける、本実施例における非画像形成時のブレードバイアスの印加方法について説明する。

通常の現像ブレード清掃モードにおいては、ブレードバイアス電源装置２２によって、ブレード１７に印加するブレードバイアスの電圧は、図３のように現像バイアス電源装置２３によって、現像バイアスに対してプラス極側とマイナス極側の両方に変化するような振動バイアスとなるように設定する。

これにより、現像ブレード１７において、現像バイアスに対してプラス極側のブレードバイアスが印加されているときには、現像ブレード１７と現像ローラ１６との間に発生する電界によって、正規に帯電したトナー、つまりマイナス極の電荷を持つトナーは、現像ブレード１７側に引き寄せられるため、現像ローラ１６上のトナー層の上層側にコートされる。そして、逆極性に帯電してしまったトナー、つまりプラス極の電荷を持つトナーは、現像ローラ１６側に引き寄せられるため、現像ローラ１６上のトナー層の下層側にコートされることになる。

そして、現像ブレード１７において現像バイアスに対してマイナス極側のブレードバイアスが印加されているときには、その逆であり、現像ブレード１７と現像ローラ１６との間に発生する電界によって、正規に帯電したトナーは、現像ローラ１６側に引き寄せられ、現像ローラ１６上のトナー層の下層側にコートされる。そして、逆極性に帯電してしまったトナーは、現像ブレード１７側に引き寄せられるため、現像ローラ１６上のトナー層の上層側にコートされることになる。

このように現像ブレード１７に振動バイアスを印加し、トナーを現像ブレード１７と現像ローラ１６との間で行き来させることで、現像ブレード１６に付着したトナーは現像ブレード１７から引き剥がされて、現像ローラ１６と現像ブレード１７が接触しているニップ部の現像ブレード１７上は常に付着物や融着物のない状態を維持することが可能になる。

しかし、従来例にても前記したように、高温・高湿環境のような絶対水分量の多い環境での現像装置の寿命末期においては、プラス極の電荷量を持つトナーが発生しはじめ、このプラス極の電荷量を持つトナーは電荷の絶対値としては小さいため、ブレードバイアスなどの電界による影響は弱くなってしまう。

そこで本実施例における現像ブレード清掃モードにおいては、高温高圧環境にて、これらのトナーを効果的に引き剥がすために、図４のように、現像ブレード１７に印加するブレードバイアスのプラス極側の印加時間を長くして、プラス極側の効果を大きくすることによって、高温・高湿環境の現像装置の寿命末期で発生するプラス極の電荷を持つトナーを効果的に現像ブレード１７から引き剥がすことが可能となり、現像ブレード融着の発生を抑えることを可能とした。

又、低温・低湿環境のような絶対水分量の少ない環境では、現像装置の寿命末期においても、プラス極の電荷を持つトナーの量が非常に少ないため、マイナス極の電荷を持つトナーが現像ブレード融着を引き起こしやすい。

そこで、本実施例では、低温低圧環境において、現像ブレード１７に付着したトナーを効果的に引き剥がすために、図５のように、現像ブレード１７に印加するブレードバイアスのマイナス極側の印加時間を長くして、マイナス極側の効果を大きくすることによって、現像ブレード１７に付着したトナーを効果的に現像ブレード１７から引き剥がし、現像ブレード融着の発生を抑えることを可能とした。

そのため、使用環境にかかわらず、現像ブレード融着の発生を抑えることができ、現像装置の寿命を通して現像スジ、トナーのボタ落ち、カブリ画像が発生することなく、良好な画質を維持することが可能となる。

以下に、本実施例にて実行される具体例としてのブレードバイアスの印加方法を挙げて更に説明する。

ここでは、非画像形成時の所定のタイミングとして、画像形成の終了直後の後回転時に現像ブレード清掃モードを動作させる。

現像ブレード清掃モードにおいては、温度３０℃、湿度８０％の場合、温湿度センサ３２によって、現像装置１３近傍の温度および湿度を検知し、このデータがＣＰＵ６０に送られる。

すると、ＣＰＵ６０によって、この温度と湿度のデータから絶対水分量を計算して、ブレードバイアスのプラス極側とマイナス極側の印加時間が、本実施例のＣＰＵ６０に記憶された、図６に示すブレードバイアスと絶対水分量の関係テーブルに基づいて決定される。本実施例の場合には、絶対水分量が２２（ｇ／ｍ³）であったので、図７に示すような、ブレードバイアスの出力として、現像バイアスに対してマイナス極側のブレードバイアスとして−６００Ｖの電圧を３６ｍｓの間、現像バイアスに対してプラス極側のブレードバイアスとして０Ｖの電圧を６４ｍｓの間、以上を１０回繰り返すように印加する。

以上のような構成にて、上記の画像形成工程を１枚ずつ時間間隔を設けて行う１枚間欠モードにて耐久試験を行い、現像スジの発生状況をまとめると表１のような結果になる。

表１に示す比較例は、後回転時において現像ブレード１７に印加するブレードバイアスを−６００Ｖの電圧を５０ｍｓの間、０Ｖの電圧を５０ｍｓとした場合である。

また、同図内の「○」印は現像スジが発生していない場合、「×」印は現像スジが発生している場合である。

表１は、高温高湿環境における結果であったが、次に、本実施例の画像形成装置１００において、低温低湿環境である、温度１５℃、湿度１０％の環境で、同様に温湿度センサ３２によって、現像装置１３近傍の温度および湿度を検知し、このデータがＣＰＵ６０に送られる。すると、この場合も、前記に説明したように、ＣＰＵ６０によって、この温度と湿度のデータから絶対水分量を計算して、ブレードバイアスのプラス極側とマイナス極側の印加時間が図６に基づいて決定される。ここでは、絶対水分量は、１（ｇ／ｍ³）であった。

本実施例の場合には、図８のようなブレードバイアスの出力となり、現像バイアスに対してマイナス極側のブレードバイアスとして−６００Ｖの電圧を７０ｍｓの間、現像バイアスに対してプラス極側のブレードバイアスとして０Ｖの電圧を３０ｍｓの間、以上を１０回繰り返すように印加するようにする。

以上のような構成にて、１枚間欠モードにて耐久試験を行い、現像スジの発生状況をまとめると表２に示す結果となる。表２に示す比較例は、表１に示すものとと同様に、後回転時において現像ブレードに印加するブレードバイアスを−６００Ｖの電圧を５０ｍｓの間、０Ｖの電圧を５０ｍｓとした場合である。また、同図内の「○」印は現像スジが発生していない場合、「×」印は現像スジが発生している場合である。

以上のように、現像ブレード清掃モード時に現像ブレード１７に印加するブレードバイアスを、環境に応じて、現像バイアスに対してマイナス極側もしくはプラス極側の印加時間を長くした交番電圧を印加することによって、現像スジの発生を抑えることが可能となる。

つまり、現像ブレード清掃モードにおいて印加されるブレードバイアスは、絶対水分量値が予め設定された所定値以上の場合には、交番電圧の一周期における現像バイアスに対して負極側の電圧又は正極側の電圧の印加時間のうち、トナーの帯電極性に対して逆極性側の電圧印加時間の方が、同極性側の電圧印加時間よりも長く、絶対水分量値が所定値以下の場合には、トナーの帯電極性に対して同極性側の電圧印加時間の方が、逆極性側の電圧印加時間よりも長いと好適に、現像ブレードのトナー付着を防止することができる。

そして、環境検知手段３２から計算される絶対水分量が所定値Ｘより多い環境を高温高湿環境とし、所定値Ｙより少ない環境を低温低湿環境とする。そして、その所定値は、一般に、５（ｇ／ｍ³）以上１５（ｇ／ｍ³）以下である。所定値Ｘと所定値Ｙは同じでも良いし、Ｘ＞Ｙで差を設けて定めても良い。本実施例では、図６に示されるテーブルを用いるため、所定値Ｘ＝所定値Ｙで、この絶対水分量は１５（ｇ／ｍ³）となる。

又、連続画像形成（連続印字モード時）においても、現像ブレード１７の清掃を適宜行うために、本実施例では、非画像形成時の所定のタイミングとして、画像形成の終了直後の後回転時と、それに加えて画像形成が５０枚終了する毎に、現像ブレード清掃モードを動作させる。

実際に、温度３０℃、湿度８０％の場合と温度１５℃、湿度１０％の場合において、連続印字モードにて耐久試験を行った。５０枚毎に非画像形成時のタイミングが追加されただけで、非画像形成時における動作は１枚間欠印字モードと同様である。この連続印字モードにおける現像スジの発生状況をまとめると表３（温度３０℃、湿度８０％の場合）と表４（温度１５℃、湿度１０％の場合）に示す結果になる。

表３及び表４においても、比較例として後回転時において現像ブレードに印加するブレードバイアスを−６００Ｖの電圧を５０ｍｓの間、０Ｖの電圧を５０ｍｓとした場合の連続モードでの現像スジの発生状況を記した。又、同図内の「○」印は現像スジが発生していない場合、「×」印は現像スジが発生している場合である。

以上のように、画像形成の終了直後の後回転時と画像形成が５０枚終了する毎に、現像ブレード清掃モードを動作させることによって、連続印字モードにおいても、現像ブレード清掃モード時に現像ブレード１７に印加するブレードバイアスを、環境に応じて、現像バイアスに対してマイナス極側もしくはプラス極側の印加時間を長くした交番電圧を印加することによって、現像スジの発生を抑えることが可能となる。

ここで、連続印字モードにて現像ブレード清掃モードをを動作させる間隔としては、通常、３０枚以上２００枚以下の所定枚数毎の非画像形成時とする。

又、本発明者らの検討によると、より効果的に現像ブレード１７に付着したトナーを清掃するためには、現像ブレード１７と現像ローラ１６の電位差の下限としては、好ましくは１００Ｖ以上、より好ましくは２００Ｖ以上とする。

又、現像ブレード１７から現像ローラ１６へのリークを防止するために、ブレードバイアスの大きさは、現像ブレードから現像ローラへの放電開始電圧の大きさ以下であることが望ましく、現像ブレード１７と現像ローラ１６の電位差の上限としては、５００Ｖ以下、より好ましくは４００Ｖ以下とする。

実施例２
本実施例においても、基本的な構成は実施例１で記述した画像形成装置１００と同じである。本実施例における特徴は、画像形成装置１００内に不図示の記憶手段（記憶装置）が内臓されており、この記憶装置によって現像ローラ１６の回転時間を記憶できるようになっている。

又、画像形成装置１００内に記憶装置によって記憶された現像ローラ１６の回転時間と画像形成装置１００内に記憶された切り替え時間とを比較する比較手段（不図示）が設けられており、これらの記憶装置や比較手段によって、ブレードバイアスを制御するようになっている。

具体的には、現像ローラ回転時間が８時間になるまでは、トナーの状態が劣化した状態ではないので、プラス極側に帯電するトナーがほんの僅かであるため、後回転時のブレードバイアスは、図３のようにプラス極側とマイナス極側のバイアス印加時間が同じになるように制御を行う。

従来例では４０００枚を超えると現像スジが発生し始めた。又、１枚間欠モードでは１枚出力するに付き、現像ローラは８秒間回転するので、４０００枚を時間で換算すると、４０００×８＝３２０００秒＝約８.９時間である。そこで、本実施例では８時間を越えたら現像ブレード清掃モードを動作させる。

現像ローラ１３の回転時間が８時間を越えると、温湿度センサ３２によって温度及び湿度を検知し、そのデータがＣＰＵ６０に送られる。すると、ＣＰＵ６０によって、この温度と湿度のデータから絶対水分量を計算して、ブレードバイアスの現像バイアスに対してプラス極側とマイナス極側の印加時間が図６に基づいて決定される。

本実施例の場合には、温度３０℃、湿度８０％の場合においては、図７に示す波形のブレードバイアスの出力で、現像バイアスに対してマイナス極側のブレードバイアスとして−６００Ｖの電圧を３６ｍｓの間、現像バイアスに対してプラス極側のブレードバイアスとして０Ｖの電圧を６４ｍｓの間、以上を１０回繰り返すように印加するようにする。

又、同様に温度１５℃、湿度１０％の場合においては、図８に示す波形のブレードバイアスの出力で、現像バイアスに対してマイナス極側のブレードバイアスとして−６００Ｖの電圧を７０ｍｓの間、現像バイアスに対してプラス極側のブレードバイアスとして０Ｖの電圧を６４ｍｓの間、以上を１０回繰り返すように印加するようにする。

以上のような構成にて、実施例１で記述したモードと同じモードで耐久試験を行ったところ、実施例１の具体例２の場合と同じく、現像スジの発生は見られなかった。

以上のように、現像ローラ１６の回転時間を記憶して、その回転時間が予め決められた所定時間の切り替え時間を過ぎてから、現像ブレード清掃モード時に現像ブレード１７に印加するブレードバイアスを、環境に応じて、現像バイアスに対して、マイナス極側もしくはプラス極側の印加時間を長くした交番電圧を印加することによって、現像スジの発生を抑えることが可能となり、更に、現像ブレード清掃モードを実行する回数が少なくなるので、低コストの画像形成装置が実現できる。

ここで、本実施例では、現像ローラ１３回転時間が８時間を超えたら、現像ブレード清掃モードを動作させたが、この現像ブレード清掃モードを動作させる切り換え時間は、通常４時間以上となる。それは、一つはトナーの充填量が少なくなると、劣化も早くなっていくためであり、もう一つは、プロセススピードが速くなると劣化も早くなるため、切り換え時間も早めに設定するからである。

本発明者らの検討によると、より効果的に現像ブレード１７に付着したトナーを清掃するためには、現像ブレード１７と現像ローラ１６の電位差の下限としては、好ましくは１００Ｖ以上、より好ましくは２００Ｖ以上とする。また、現像ブレード１７から現像ローラ１６へのリークを防止するために、ブレードバイアスの大きさは、現像ブレードから現像ローラへの放電開始電圧の大きさ以下であることが望ましく、現像ブレード１７と現像ローラ１６の電位差の上限としては、５００Ｖ以下、より好ましくは４００Ｖ以下とする。

尚、実施例１及び実施例２では、電子写真方式の画像形成装置を例に挙げて説明したが、本発明は、それに限定されず、静電記録方式のものにも適用できる。

又、その他の構成においても、以上に説明した画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 本発明に係る現像手段の一例を示す概略構成図である。 本発明に係る通常の規制部材制御工程における層厚規制部材電圧の波形を示すタイミングチャートである。 本発明に係る高温高圧環境における規制部材制御工程における層厚規制部材電圧の波形を示すタイミングチャートである。 本発明に係る低温低湿環境における規制部材制御工程における層厚規制部材電圧の波形を示すタイミングチャートである。 本発明に係る絶対水分量と層厚規制部材電圧印加時間との関係テーブルの一例を示すグラフである。 高温高湿環境における規制部材制御工程における層厚規制部材電圧の波形の一例を示すタイミングチャートである。 低温低湿環境における規制部材制御工程における層厚規制部材電圧の波形の一例を示すタイミングチャートである。 従来の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。

符号の説明

１０ 感光ドラム（像担持体）
１３ 現像装置（現像手段）
１６ 現像ローラ（現像剤担持体）
１７ 現像ブレード（層厚規制部材）
２２ ブレードバイアス電源装置（規制部材電圧印加手段）
２３ 現像バイアス電源装置（現像電圧印加手段）
３１ 離間当接手段
３２ 温湿度センサ（環境検知手段）
６０ ＣＰＵ
１００ 画像形成装置

Claims (11)

1. 表面に静電像が形成される像担持体と、
   前記静電像に応じて現像剤を前記像担持体に付着させて現像剤像を形成する現像手段であって、現像剤を担持して前記像担持体へと搬送する回転可能な現像剤担持体、及び該現像剤担持体表面に担持された現像剤の層厚を規制し且つ現像剤を摩擦帯電させる層厚規制部材、を具備する現像手段と、
   前記現像剤担持体に現像電圧を印加するための現像電圧印加手段と、
   前記層厚規制部材に規制部材電圧を印加するための規制部材電圧印加手段と、
   前記現像手段近傍における環境を検知する環境検知手段と、
   を有する画像形成装置において、
   非画像形成時にて、前記規制部材電圧印加手段によって、前記層厚規制部材に、前記規制部材電圧として、前記現像電圧に対して正極側の電圧と負極側の電圧と、定周期に交互に印加する交番電圧が印加される、規制部材制御工程が実行され、
   該規制部材制御工程において、前記交番電圧の一周期における、前記現像電圧に対して負極側の電圧印加時間及び／又は前記現像電圧に対して正極側の電圧印加時間は、前記環境検知手段によって検知された前記環境から求められた絶対水分量に応じて決定されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記環境とは、少なくとも前記現像手段の位置における温度及び湿度を含み、前記絶対水分量は、前記温度と湿度に基づいて算出されることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 前記層厚規制部材は、金属の板状部材で且つ少なくとも前記現像剤担持体との接触部分は絶縁体材料で構成されていることを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
4. 前記規制部材制御工程において印加される前記規制部材電圧は、
   前記絶対水分量値が予め設定された所定値以上の場合には、前記交番電圧の一周期における前記現像電圧に対して負極側の電圧又は正極側の電圧の印加時間のうち、現像剤の帯電極性に対して逆極性側の電圧印加時間の方が、同極性側の電圧印加時間よりも長く、
   前記絶対水分量値が前記所定値以下の場合には、現像剤の帯電極性に対して同極性側の電圧印加時間の方が、逆極性側の電圧印加時間よりも長いことを特徴とする請求項１、２又は３の画像形成装置。
5. 前記絶対水分量の所定値は５（ｇ／ｍ³）以上、１５（ｇ／ｍ³）以下であることを特徴とする請求項４の画像形成装置。
6. 前記規制部材制御工程における前記規制部材電圧の大きさは、前記層厚規制部材から前記現像剤担持体への放電開始電圧の大きさ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
7. 更に、非画像形成時において、前記像担持体と前記現像剤担持体を離間させ、画像形成時において、前記像担持体と前記現像剤担持体を当接させる離間当接手段を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
8. 画像形成工程を複数枚において連続して行う連続画像形成において、該連続画像形成開始より所定枚数毎の画像形成間に、非画像形成時を設け、該非画像形成時において、前記規制部材制御工程が実施されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の画像形成装置。
9. 前記所定枚数は、３０枚以上２００枚以下であることを特徴とする請求項８の画像形成装置。
10. 更に、前記現像剤担持体の回転時間を記憶する記憶手段と、該記憶手段によって記憶された前記現像剤担持体回転時間と予め設定された所定時間とを比較する比較手段と、を有し、前記回転時間が前記所定時間以上であると、非画像形成時において、前記規制部材制御工程が実施されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の画像形成装置。
11. 前記所定時間は４時間以上であることを特徴とする請求項１０の画像形成装置。

Images