JP2005157124A - 画像形成装置、画像形成装置の制御方法及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の帯電量の不足を解消し良好な画像を出力すること。
【解決手段】 静電潜像を担持する像担持体と、現像剤を前記像担持体へと搬送する現像剤担持体と、現像剤担持体上に付着する現像剤の厚さを規制する規制部材と、現像剤を収容する現像剤収容器と、を備える画像形成装置であって、収容器内の前記現像剤の使用量が所定量以下か否かを判定し、その判定結果に応じて、前記現像剤担持体と前記規制部材との電位差を変更することを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸなどの電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成技術に関するものである。

従来における画像形成装置としては、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（特許文献１参照）。

図５は、従来の画像形成装置１０００の主要部の断面図を模式的に表したものであり、この画像形成装置は像担持体としての感光ドラム１１０を備えている。そして、感光ドラム１１０に接触し従動して回転する帯電ローラ１１１に帯電バイアスが印加されることによって、感光ドラム１１０表面は一様に帯電される。次に、感光ドラム１１０表面には露光装置１１２によって静電潜像が形成される。そして、感光ドラム１１０との対向部に位置している現像装置１１３は、現像担持体である現像ローラ１１６を有しており、トナー供給ローラ１１８と接触することにより現像ローラ１１６上にトナーが供給される。現像ローラ１１６上に供給されたトナーは規制部材である現像ブレード１１７を通過することにより現像ローラ１１６上のトナーは均一な薄層を形成する。この現像ローラ１１６上に形成されたトナー薄層が感光ドラム１１０と所定のニップ幅で接触することにより順次感光ドラム１１０に供給され、静電潜像はトナー像として可視化される。

そして、転写ローラ１２６に転写バイアスが印加されて、感光ドラム１１０上に形成されたトナー像が記録用紙Ｓ上に転写されて、未定着画像が形成され、定着装置１３０に搬送されて記録用紙Ｓの未定着画像の定着が行われ、排紙トレイ１３５に搬出されて、画像形成は終了する。

また、転写時に転写されずに感光ドラム１１０上に残った、転写残トナーはクリーニングブレード１１４によって廃トナー容器１１５に回収され、感光ドラム１１０上はクリーニングされる。
特開平０６−１０２７３７号公報

以上のような非磁性一成分接触現像方式において、良好なトナー像を感光ドラム上に形成するためには現像ローラ上で薄層を形成するすべてのトナーを適切な帯電量で帯電することが不可欠である。しかしながら高温多湿環境下や長期放置後においては、トナーに対する帯電量が不足することがあり、その結果、ハーフトーンパターン画像上において、ボソや濃度ムラといった画像不良や、トナーの帯電量の低いものが集まって塊となって落ちてしまう（ボタ）といった画像不良が発生してしまうことがあった。特に、補充されたトナーが未使用状態の場合にはトナーの帯電量の立ち上がりが鈍いため、これらの問題が発生しやすかった。

本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、現像剤の帯電量の不足を解消し良好な画像を出力することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、
静電潜像を担持する像担持体と、
現像剤を前記像担持体へと搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体上に付着する現像剤の厚さを規制する規制部材と、
現像剤を収容する現像剤収容器と、
を備える画像形成装置であって、
前記収容器内の前記現像剤の使用量が所定量以下か否かを判定する判定手段と、
前記判定手段での判定結果に応じて、前記現像剤担持体と前記規制部材との電位差を変更する電圧制御手段と、
を有することを特徴とする。

前記像担持体、前記現像剤担持体、前記規制部材、及び前記現像剤収容器を一体化したプロセスカートリッジを着脱可能に備えることを特徴とする。

前記電圧制御手段は、前記判定手段での判定により、前記収容器内の現像剤の使用量が所定量以上となると、所定量以下の場合に比べて前記現像剤担持体と前記規制部材との電位差を小さくすることを特徴とする。

前記電圧制御手段は、前記現像剤担持体に電圧を印加するための現像剤担持体電圧印加手段と、前記規制部材に電圧を印加するための規制部材電圧印加手段とを含み、
前記前記収容器内の現像剤を所定量使用するまでは、前記現像剤担持体電圧印加手段及び前記規制部材電圧印加手段によって前記現像剤担持体及び前記規制部材にそれぞれ電圧を印加し生じる電位差を第１電位差とし、所定量使用した後に第２電位差とすることを特徴とする。

前記像担持体を帯電する帯電手段を更に備え、
前記規制部材電圧印加手段によって前記規制部材に印加する電圧は、画像形成時に前記現像剤担持体電圧印加手段によって前記現像剤担持体に印加する電圧よりも前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の暗部電位に近いことを特徴とする。

前記判定手段は、
前記プロセスカートリッジが新品であるかどうかを検知するためのプロセスカートリッジ新品検知手段と、
前記プロセスカートリッジの使用量を測定する測定手段とを含むことを特徴とする。

前記プロセスカートリッジを複数装着可能であり、前記判定手段は、複数のプロセスカートリッジのそれぞれについて、前記収容器内の前記現像剤の使用量が所定量以下か否かを判定し、前記電圧制御手段は、複数のプロセスカートリッジのそれぞれについての判定結果に基づいて、前記現像剤担持体と前記規制部材との電位差を変更することを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、
静電潜像を担持する像担持体と、
現像剤を前記像担持体へと搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体上に付着する現像剤の厚さを規制する規制部材と、
現像剤を収容する現像剤収容器と、
を備える画像形成装置の制御方法であって、
前記収容器内の前記現像剤の使用量が所定量以下か否かを判定する判定工程と、
前記判定工程での判定結果に応じて、前記現像剤担持体と前記規制部材との電位差を変更する電圧制御工程と、
を有することを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るプロセスカートリッジは、
静電潜像を担持する像担持体と、
現像剤を前記像担持体へと搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体上に付着する現像剤の厚さを規制する規制部材と、
現像剤を収容する現像剤収容器と、
を備え、画像形成装置に装着するためのプロセスカートリッジであって、
前記収容器内の前記現像剤の使用量が所定量以下か否かを判定し、その判定結果に応じて、前記現像剤担持体と前記規制部材との電位差を変更することを特徴とする。

また、更に、前記現像剤の使用量に係わる情報を記憶する記憶手段を有することも好適である。

本発明によれば、現像剤の帯電量の不足を解消し良好な画像を出力することができる。

以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、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。

＜概要＞
本発明の実施形態では、現像ローラ上で薄層を形成するすべてのトナーを適切な帯電量で帯電するため、現像ローラと現像ブレードに電位差を生じさせることにより現像と現像ブレードとのニップ部において電界作用により規制力を上昇させる。

しかしながら、図２（ａ）のように現像ローラと現像ブレードの間に電位差を設けたまま画像形成を続けると、トナー保持容器内にある外添剤等を選択的に消費したり、現像ローラおよび現像ブレードに融着してしまう可能性がある。

そこで、図２（ｂ）のように、プロセスカートリッジ内のトナーの帯電量が特に不安定である新品時（未使用状態からＸ枚プリントするまでの間）のみ、現像ローラと現像ブレードに電位差を生じさせる。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の概略断面を示す。本実施形態の画像形成装置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レーザビームプリンタである。

本実施形態の画像形成装置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。本実施形態では、感光ドラム１０は、直径６０ｍｍのアルミシリンダーの外周面に有機感光体（ＯＰＣ）が塗布されている。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。そして、感光ドラム１０は、駆動手段（図示せず）によって図中矢印Ａの方向に１００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで回転する。そして、その表面は、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は感光ドラム１０に接触し、従動して図中矢印Ｂの方向に回転する
帯電ローラ１１は、直径が１２ｍｍであり、ステンレスの円筒体の芯金１１ａの周囲に、基層１１ｂ１としてウレタンゴム、表層１１ｂ２としてフッ素系樹脂からなる弾性層１１ｂを設けた多層構造となっている。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１１ｂ１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１１ｂ２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。また、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上は−４５０Ｖの暗部電位となるようになっている。本実施形態では、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の表面には露光手段としての露光装置１２によって静電潜像が形成される。本実施形態ではレーザスキャナとされる露光装置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１０上には−１２０Ｖの明部電位が形成される。

そして、この静電潜像は、感光ドラム１０との対向部に位置している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について説明する。本実施形態では、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、反転現像用の非磁性一成分現像剤（以下、「トナー」という。）が収容される。本実施形態では、トナーは負帯電性トナーである。トナー容器２０は、未使用時に、トナーが１５０ｇ充填されている。

現像装置１３は、現像剤供給手段として図中矢印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円筒体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。

また、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）によって図中矢印Ｄの方向に１５０ｍｍ／ｓｅｃの表面速度で回転する。また、現像ローラ１６は、直径が１８ｍｍであり、ステンレスの直径６ｍｍの円筒体１６ａの周囲に、弾性層１６ｂを設けた多層構造となっている。弾性層１６ｂは、基層１６ｂ１としてのウレタンゴムと、その上の表層１６ｂ２としてのカーボンを混ぜたウレタンゴムとからなる。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１６ｂ１はＮＢＲ、ＥＰＤＭ、シリコーンゴム、ウレタンゴムなどのゴム材からなるものを用いても良く、また表層１６ｂ２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、現像剤担持体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、この現像ローラ１６上に形成されたトナー薄層が感光ドラム１０と所定のニップ幅で接触することにより、感光ドラム１０に形成された静電潜像に応じて現像ローラ１６上から感光ドラム１０上へトナーが転移し、静電潜像はトナー像として可視化される。現像バイアスとして、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。

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上に供給されたトナーは規制部材である現像ブレード１７を通過することにより、均一な薄層を形成し、最適な層厚に規制されると共に、摩擦帯電させられる。

本実施形態の現像ブレード１７は、ストレート形状のバネ弾性を有するリン青銅板であって、現像ローラ１６との当接面にポリアミドエラストマー（ＰＡＥ）を３０μｍ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を用いても良いし、ＰＡＥのコート厚は１０〜５００μｍぐらいでもよい。また、現像ブレード１７を構成する板の先端の形状がＬ字型形状とされていても良いし、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、ナイロンやゴム材料などを接着また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現像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の直流のブレードバイアスが印加される。

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。

また、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。

本実施形態では、画像形成装置１００が備える電源（現像ブレードバイアス電源装置、現像バイアス電源装置、転写バイアス電源装置、帯電バイアス電源装置）は、画像形成装置本体が有する、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。また、本実施形態では、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現像ブレードバイアス電源装置２２、現像バイアス電源装置２３を制御して、現像バイアス、ブレードバイアスを選択し、切り換える手段として機能する。

次に、本実施形態における新品検知時における電圧印加について説明する。

本実施形態の画像形成装置１００は、プロセスカートリッジに不揮発性メモリ７０を具備しており、このメモリにはプロセスカートリッジが未使用であることを示す情報やプロセスカートリッジの印字枚数もしくは現像ローラ１６や感光ドラム１０の回転時間（回数）等が記録されている。そして、この不揮発性メモリ７０に記録されている情報をメモリ読み取り手段７１により読み取り、例えば、未使用であることを示す情報に基づいて、プロセスカートリッジが新品であることを検知すると、ＣＰＵ６０による制御の下、使用開始時より所定のバイアスを現像ブレードに印加することにより現像ローラと現像ブレードに電位差（第一の電位差）を生じさせる。この状態で、所定印刷枚数まで画像形成を行う。この所定枚数を過ぎた後、現像ブレードに所定のバイアスを印加することにより現像ブレードと現像ローラは第二の電位差の状態となる。

本実施形態においては、２０枚印刷した後に、現像ブレードに印加する電圧を現像ローラに印加する電圧と同じ（同電位）とした。

また、この現像ブレードバイアス印加時において、現像ブレードバイアス電源装置２２によって現像ブレード１７に印加する電圧を、現像バイアス電源装置２３によって現像ローラ１６に印加する電圧よりも、トナーが現像ローラ１６と現像ブレード１７との摩擦帯電によって帯電する電荷の極性（本実施形態では負極性）側にあるように設定する。

以下、具体例をあげて説明をしてゆく。

本実施形態では、現像ブレードバイアスは現像ローラバイアスに対して決定している。そのために本実施形態では現像バイアス電源装置２３によって−３００Ｖの現像バイアスを印加する。そして、現像ブレードバイアス電源装置２２によって現像ブレードに印加する電圧を変化させることにより画像形成に与える効果を確認するため−６００Ｖから−３００Ｖまでブレードバイアスを印加した。

この現像工程によって、新品のプロセスカートリッジに対して、画像評価はハーフトーン画像を連続で１００枚印刷することにより、その画像上にボタ落ち等の画像不良が発生しているかを確認した。その結果を表１に示す。ボタがまったく発生しなかったものを〇、ボタが発生したものを×と評価した。また、１００枚印刷して、ボタ画像の発生した枚数を記した。なお画像評価環境としては、最もトリボが立ち上がりにくく、ボタ画像の発生しやすい高温／多湿環境下（３０℃／８０％ＲＨ）で行った。

この結果より、トナーの帯電量が不安定な状態における画像形成時には、現像ブレードと現像ローラの間の電位差が大きくなるほどボタ落ちに対する防止効果は高まることがわかった。ただし、所定以上の電位差になってしまうと濃度ムラやトナー融着といった弊害が生じている。これらのことから、現像ローラに対して下限は−１００Ｖ以上とし、上限は−２００Ｖの電位差を生じるように現像ブレードにバイアスを印加することが良好な画像形成を行うことができると判断した。
このようにボタを改善することができた理由として、以下のものが考えられる。つまり、現像ローラ上にコートされたトナー薄層において表層に帯電量の低いトナーが集まりやすい。そこで、現像ブレードと現像ローラの間に電位差を生じさせることで、現像ローラ上の帯電量の低いトナーを、より積極的に現像ブレードと摩擦帯電することができる。この結果、現像ローラ上のトナーは十分な帯電量を持つことになり、ボタ落ちを発生しなくなる。また、表１より、初期のボタ落ちを防止するためには現像ブレードバイアスを印加する期間（図２のＸ枚に相当）は本実施形態においては２０枚ぐらいが適当であることがわかる。なお、この２０枚という値は、本実施形態のプロセスカートリッジの構成でのことであり、一般的には、トナー充填量などのプロセスカートリッジ設計に応じて適宜決定されるものである。

以上説明したように、本実施形態において、現像ブレードバイアス印加時に、現像ローラ１６に印加する現像バイアスに対して、現像ブレード１７に印加するブレードバイアスを、トナーが現像ローラ１６と現像ブレード１７との摩擦帯電によって帯電する極性側にシフトさせるようにする。そして、この状態で現像工程を所定枚数まで実行する。これにより、現像ローラ上のトナーは安定した帯電量を保ちながら現像ローラ上にコートされ、初期画像形成時におけるボタ落ち等の画像不良の発生を防ぐことが可能となる。

また、現像ブレードに印加して、現像ローラとの間に電位差を生じさせることを帯電量の不安定な初期に限定し、それ以降は弊害のない範囲での電位差とすることで、プロセスカートリッジの耐久試験を通じ、現像ローラや現像ブレードにトナーが融着することもなかった。

また、本実施形態においては第二の電位差を同電位として０Ｖとしたが、この値は本実施形態における画像形成装置においてのことであり、第二の電位差の値はこの限りではなく、現像ローラや現像ブレードにトナーが融着せず、弊害の生じない範囲であればよい。

＜第２実施形態＞
次に、本発明に係る画像形成装置の第２実施形態について説明する。本実施形態の画像形成装置は、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フルカラー画像の形成の可能なカラー画像形成装置である。

図３は、本実施形態のカラー画像形成装置２００の概略断面を示す。画像形成装置２００は、像形成手段として、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の画像を形成する第１〜第４の各画像形成部（画像形成ユニット）ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋを有する。本実施形態では、画像形成装置２００は、４組の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋが、中間転写体としての図中矢印Ａ'方向に周回移動する中間転写ベルト３１に沿って並列に配置された、所謂、タンデム方式のフルカラープリンタである。

図４は、第２実施形態としての画像形成装置の画像形成部の構成をより詳しく示す図である。各色用の画像形成部は、形成する画像の色が異なる他は、同一の構成を有するので、以下、特に区別を要しない場合は、各色用の画像形成部に属する要素であることを示す添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを省略して総括的に説明する。また、各画像形成部における画像形成プロセスは、第１実施形態にて説明した画像形成装置１００と基本的には同じである。

各画像形成部は、それぞれ像担持体としての感光ドラム１０を備えている。感光ドラム１０の表面は、感光ドラム１０に従動して回転する帯電ローラ１１によって一様に帯電される。次に、感光ドラム１０の表面は、露光装置１２によって画像情報信号に応じた光Ｌで露光されて、静電潜像が形成される。そして、感光ドラム１０上に形成された静電潜像は、現像装置１３によって現像されることで、トナー像として可視像化される。

例えば、フルカラー画像形成時には、各画像形成部において感光ドラム１０上に形成された各色のトナー像は、一次転写バイアス電源装置（図示せず）によって一次転写手段としての一次転写ローラ２６に所定の一次転写バイアスが印加されることで、それぞれの画像形成部において感光ドラム１０と一次転写ローラ２６とが対向する一次転写部Ｎ１において、順次中間転写ベルト３１上に多重転写され、中間転写ベルト３１上にフルカラー画像が形成される。

次いで、二次転写バイアス電源装置（図示せず）によって二次転写手段としての二次転写ローラ３２に所定の二次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト３１上のトナー像は、記録材Ｓへ二次転写される。記録材Ｓは、中間転写ベルト３１上への画像形成に同期して、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、中間転写ベルト３１と二次転写ローラ３２とが対向する二次転写部Ｎ２に供給される。

その後、トナー像が転写された記録材Ｓは定着装置３０に搬送されて、記録材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。

また、一次転写時に転写されずに感光ドラム１０上に残った一次転写残トナーは、像担持体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、感光ドラム１０上はクリーニングされる。一方、二次転写時に転写されずに中間転写ベルト３１上に残った二次転写残トナーは、中間転写ベルト３１に対して離接可能に配設された、中間転写体クリーニング手段としての中間転写ベルトクリーニングブレード３３によって掻き取られ、トナー搬送手段（図示せず）によって中間転写ベルト廃トナー容器３４に回収され、中間転写ベルト３１上はクリーニングされる。

本実施形態においては、現像装置１３とともに、回転駆動される感光ドラム１０、感光ドラム１０の表面を一様に帯電させる帯電ローラ１１、及びクリーニング手段１４は、枠体によって一体的に、画像形成装置本体２に対して着脱可能なプロセスカートリッジ１を構成する。各色用のプロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは、画像形成装置本体２が備える装着手段５０を介して、画像形成装置本体２に対し取り外し可能に装着される。ただし、プロセスカートリッジ１の態様はこれに限定されるものではなく、例えば、現像装置１３のみを画像形成装置本体２に固定設置したタイプとすることもできる。つまり、プロセスカートリッジは、像担持体としての感光体と、感光体を帯電させる帯電手段、感光体に現像剤を供給する現像手段、感光体をクリーニングするクリーニング手段のうち少なくとも１つと、を一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能にしたものであればよい。一方、現像装置１３のみを、画像形成装置本体２に対して着脱可能なカートリッジ（現像カートリッジ）とすることもできる。

本実施形態では、プロセスカートリッジ１が画像形成装置本体２に装着された状態で、画像形成装置本体２に設けられた駆動手段（図示せず）とプロセスカートリッジ１側の駆動伝達手段が接続され、感光ドラム１０、現像装置１３、帯電ローラ１１などが駆動可能な状態となる。更に、プロセスカートリッジ１が画像形成装置本体２に装着された状態で、帯電ローラ１１、現像ローラ１６、現像ブレード１７などに電圧を印加する電源は、プロセスカートリッジ１側及び画像形成装置本体２側にそれぞれ設けられた接点を介して対象と電気的に接続される。

また、本実施形態では、画像形成装置２００が備える電源（現像ブレードバイアス電源装置、現像バイアス電源装置、一次転写バイアス電源装置、二次転写バイアス電源装置）は、画像形成装置本体２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。また、第１実施形態同様、本実施形態では、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現像ブレードバイアス電源装置２２、現像バイアス電源装置２３を制御して、現像バイアス、ブレードバイアスを選択し、切り換える手段として機能する。

次に、本実施形態における新品検知時における電圧印加について説明する。本実施形態では、第１実施形態と同様の新品検知時における電圧印加を、各色の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋに対して実行する。

本実施形態では、第１実施形態と同様に、現像バイアス電源装置２３によって現像ローラ１６に−３００Ｖの現像バイアスを印加する。また、現像ブレード１７には、現像ブレードバイアス電源装置２２によって−６００Ｖから５０Ｖ刻みで−３００Ｖまでブレードバイアスを印加し、初期印刷時の画像評価を行った。

カラートナーはモノクロトナーに比べて顔料の差などにより色ごとに挙動差が生じやすい。しかし、それでも現像ブレードに適正なバイアスを印加することによって、各現像ユニットにおける結果は第１実施形態の場合と同様に、初期画像形成時よりボタ画像等の画像不良発生に対して効果を示した。また、現像ローラや現像ブレードへのトナーの融着は見られなかった。

以上、説明したように、複数の現像手段を備える画像形成装置においても本発明は効果的に作用し、初期画像形成時におけるボタ落ちを効果的に防止することができる。

なお、第２実施形態においては、画像形成装置は中間転写方式であるとして説明したが、当業者には周知のように、中間転写体の代わりに記録材担持体を有し、この記録材担持体上に担持して各画像形成部に搬送される記録材上に、各画像形成部から順次トナー像を重ねて転写した後、この記録材を記録材担持体から分離して未定着トナー像を定着し、例えばフルカラー画像を得る画像形成装置がある。本発明はこのような画像形成装置にも等しく適用可能である。

＜他の実施形態＞
なお、上記第１、第２実施形態では、帯電量を変化させる閾値を画像形成の枚数（２０枚）で規定したが、これに限定されるものではない。トナーの帯電量が安定する区切りとして、例えば、トナーの消費量や、現像ローラの回転数や回転時間などに応じて電圧印加量を切り換えてもよい。

また、本第１実施形態及び第２実施形態では現像ローラ１６への印加バイアスは−３００Ｖとしているが、この現像バイアスは現像設計に応じてかわるので、これに応じて現像ブレードに印加するバイアスもかかる電位差になるように印加させられる。

以上説明したように、本実施形態によれば、画像形成初期において、帯電量が不安定なトナーに対して、現像ブレードにより効率良く帯電を行うことが可能となり、初期画像不良発生を防止することができ、初期セッティング時より良好な画像を出力することができる。

なお、上記第１、第２実施形態は、プロセスカートリッジが新品であると検知してから、電位差の制御タイミングを測定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、プロセスカートリッジは未使用であればよい。さらには、プロセスカートリッジを着脱できない画像形成装置において、トナーの補充タイミングから所定期間、現像ブレードに対して所定の電圧印加を行なうことによって上記のように電位差を制御してもよい。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態の概略断面図である。 本発明の概要を説明するための図面である。 本発明に係る画像形成装置の実施形態の概略断面図である。 図３の画像形成装置の画像形成部をより詳しく示す概略断面図である。 従来の画像形成装置の一例の断面図である。

符号の説明

１０ 感光ドラム（像担持体）
１１ 帯電ローラ（帯電手段）
１２ 露光装置（露光手段）
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（規制部材）
２２ 現像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（現像剤担持体電圧印加手段）
２４ 帯電バイアス電源装置（帯電部材電圧印加手段）
３１ 中間転写ベルト（中間転写体）
６０ 制御手段

Claims (10)

1. 静電潜像を担持する像担持体と、
   現像剤を前記像担持体へと搬送する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体上に付着する現像剤の厚さを規制する規制部材と、
   現像剤を収容する現像剤収容器と、
   を備える画像形成装置であって、
   前記収容器内の前記現像剤の使用量が所定量以下か否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段での判定結果に応じて、前記現像剤担持体と前記規制部材との電位差を変更する電圧制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記像担持体、前記現像剤担持体、前記規制部材、及び前記現像剤収容器を一体化したプロセスカートリッジを着脱可能に備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記電圧制御手段は、前記判定手段での判定により、前記収容器内の現像剤の使用量が所定量以上となると、所定量以下の場合に比べて前記現像剤担持体と前記規制部材との電位差を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記電圧制御手段は、前記現像剤担持体に電圧を印加するための現像剤担持体電圧印加手段と、前記規制部材に電圧を印加するための規制部材電圧印加手段とを含み、
   前記前記収容器内の現像剤を所定量使用するまでは、前記現像剤担持体電圧印加手段及び前記規制部材電圧印加手段によって前記現像剤担持体及び前記規制部材にそれぞれ電圧を印加し生じる電位差を第１電位差とし、所定量使用した後に第２電位差とすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体を帯電する帯電手段を更に備え、
   前記規制部材電圧印加手段によって前記規制部材に印加する電圧は、画像形成時に前記現像剤担持体電圧印加手段によって前記現像剤担持体に印加する電圧よりも前記帯電手段によって帯電された前記像担持体の暗部電位に近いことを特徴とする請求項４の画像形成装置。
6. 前記判定手段は、
   前記プロセスカートリッジが新品であるかどうかを検知するためのプロセスカートリッジ新品検知手段と、
   前記プロセスカートリッジの使用量を測定する測定手段とを含むことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
7. 前記プロセスカートリッジを複数装着可能であり、前記判定手段は、複数のプロセスカートリッジのそれぞれについて、前記収容器内の前記現像剤の使用量が所定量以下か否かを判定し、前記電圧制御手段は、複数のプロセスカートリッジのそれぞれについての判定結果に基づいて、前記現像剤担持体と前記規制部材との電位差を変更することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
8. 静電潜像を担持する像担持体と、
   現像剤を前記像担持体へと搬送する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体上に付着する現像剤の厚さを規制する規制部材と、
   現像剤を収容する現像剤収容器と、
   を備える画像形成装置の制御方法であって、
   前記収容器内の前記現像剤の使用量が所定量以下か否かを判定する判定工程と、
   前記判定工程での判定結果に応じて、前記現像剤担持体と前記規制部材との電位差を変更する電圧制御工程と、
   を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
9. 静電潜像を担持する像担持体と、
   現像剤を前記像担持体へと搬送する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体上に付着する現像剤の厚さを規制する規制部材と、
   現像剤を収容する現像剤収容器と、
   を備え、画像形成装置に装着するためのプロセスカートリッジであって、
   前記収容器内の前記現像剤の使用量が所定量以下か否かを判定し、その判定結果に応じて、前記現像剤担持体と前記規制部材との電位差を変更することを特徴とするプロセスカートリッジ。
10. 更に、前記現像剤の使用量に係わる情報を記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項９に記載のプロセスカートリッジ。

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