JP2005208226A - 画像形成装置、プロセスカートリッジ、及びプロセスカートリッジ用メモリ媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 不良画像のない高品位の画像が得られ、かつ長期間の使用におけるトナー劣化を軽減し、現像ブレードの位置のばらつきによるかぶりの悪化を軽減し得る画像形成装置、プロセスカートリッジ、及びプロセスカートリッジ用メモリ媒体の提供。
【解決手段】 少なくとも、現像剤担持体２とこの現像剤担持体２と接触する現像剤規制部材５を有する現像手段４と、現像剤規制部材５の接触条件が記憶されたメモリ媒体１２とを有するプロセスカートリッジＣを着脱可能な画像形成装置であって、画像形成装置に装着されたプロセスカートリッジＣが新品（未使用）か使用品かを判断する判断手段を有し、画像形成装置に装着された前記プロセスカートリッジＣが新品（未使用）であると判断した場合、現像剤規制部材５の規制情報に応じて、前記現像剤担持体２の駆動制御を変更することを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画像形成装置、プロセスカートリッジ、及びプロセスカートリッジ用メモリ媒体に関する。

従来、一成分系現像剤を用いる現像方法の一つとして、加圧現像法（Ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｅｒｏｐｍｅｎｔ）が知られている。この加圧現像法は、磁性材料が不要であるため装置の簡素化および小型化が可能であるとともに、トナーのカラー化が容易である等、多くの利点を有している。

上記加圧現像法においては、トナー担持体を静電潜像に押圧もしくは接触させて現像を行うため、弾性および導電性を有する現像ローラを用いることが必要となる。特に静電潜像保持体が剛体である場合は、摺擦による静電潜像保持体の削れを軽減するために現像ローラを弾性体で構成することが必須条件となる。

また、トナーへの電荷付与はトナー担持体と、トナー層を形成するためのブレードとの摩擦帯電によりなされるため、トナー担持体にトナー層形成ブレードを圧接し、一定のニップ幅を確保することが必要である。トナーに十分な電荷の付与を行うためには、トナー層形成ブレードの材質として電荷の極性に合わせた摩擦帯電系列の材質を用いる必要がある。

また、電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体上に形成した静電潜像を、現像装置によりトナー像として可視化することを行っており、このような現像装置のひとつとして、乾式一成分現像装置が種々提案され、また実用化されている。

図６に示すように、このような乾式一成分現像装置を備えた電子写真方式の画像形成装置は、像担持体としての感光ドラム１ａが、反時計周りに回転し、感光ドラム１ａを帯電処理するための帯電手段２ａによって一様に帯電され、感光ドラム１ａに静電潜像を書き込む露光装置３ａから射出されたレーザ光により、その表面に静電潜像が形成される。

この静電潜像を感光ドラム１ａに対して近接配置された現像装置４ａによって現像し、トナー像として可視化する。可視化された感光ドラム１ａ上のトナー像は、転写ブレードによって記録媒体である転写材Ｐに転写される。転写されずに感光ドラム１ａ上に残存した転写残トナーはクリーニングブレード６ａにより掻き取られ、廃トナー容器に収納され、クリーニングされた感光ドラム１ａは上記作用を繰り返し、画像形成を行う。

一方、トナー像を転写された転写材Ｐは定着装置により定着処理され、装置外に排出されプリント動作が完了する。

この乾式一成分現像装置４は、例えば、現像ブレード５の先端近傍が、現像ローラ１１ａの外周面に面接触されるように設けられており、当接方向としては、当接部に対して現像ブレード５の先端が現像ローラ１１ａの回転方向上流側に位置する、いわゆるカウンタ（逆）方向になっている。現像ローラ１１ａに付着したトナーは現像ローラ１１ａに当接された現像ブレード５によりトナー層厚が均一に規制される。しかしながら、トナーの層厚は現像ブレードの先端位置の影響を受けて、振られる。

その原因について、図８を用いて説明する。

当接ニップの現像ローラ２（または図６の１１ａ）の回転方向上流端から現像ブレード５（または図６の１４ａ）の先端までの距離を距離ｄと定義する。現像ブレード５（または図６の１４ａ）によるトナーの取り込み量は、距離ｄに大きく影響される。距離ｄが大きいほど現像ローラ２（または図６の１１ａ）上に形成されるトナー層が厚く、距離ｄが小さくなるとトナー層が薄くなるのは従来から知られている。なぜならば、距離ｄが大きい場合、現像ブレード５（または図６の１４ａ）と現像ローラ２（または図６の１１ａ）の当接部にトナーを取り込む「くさび形状」部（図８（ａ）におけるＪ部）が大きくなるので、トナーの取り込み量が大きくなり、トナー層が厚くなる。

環境により、バックコントラストとかぶりの依存性の曲線が変化する。すべての環境で所望のかぶりを満足するために、バックコントラストの値を環境に応じて変更しているという問題がある。

また、加圧現像を用い均一なトナー層を形成することができる現像ローラを有する現像装置として、「静電潜像保持体に接触するように対向配置された現像ローラと、現像ローラの表面に非磁性トナーからなる薄層を形成する手段と、現像ローラを静電潜像保持体よりも速い回転周速度で回転させる手段とを有し、現像ローラは表面層を有し、かつ、弾性を有するローラ基体と、可撓性、導電性を有するシームレスチューブからなる導電体層とを備える。」という公報が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１０−１１５９７８号公報

しかしながら、現像ローラを弾性体で構成しているため、トナーに充分な電荷付与を行うには、トナー層形成ブレードを現像ローラに食い込ませて使用しなければならず、そのため現像ローラにはトナー層形成ブレードとの接触箇所に歪みが発生する。１）特に新品状態（未使用状態）では、現像ローラと現像ブレードが長時間当接されるケースが出てくるため、現像ローラに生じる歪みも大きくなり、再び現像ローラが回転し始めた後も歪みが回復しなければ、現像ローラ上のトナー層にムラを生じるために画像上に濃度ムラといった画像不良が生じるという問題があった。

２）また、現像ローラが静止している場合には、トナー層形成ブレードによる食い込みが大きくなり、そのため現像ローラに生じる歪みも大きくなり、再び現像ローラが回転し始めた後も歪みは回復しなければ、現像ローラ上のトナー層にムラを生じるために画像上に濃度ムラといった画像不良が生じる。画像形成前において、現像ローラの準備回転を歪が回復するのに十分な時間行うと、現像ローラ及び現像ブレードとの摺擦によりトナー劣化が促進されるという問題があった。

３）また、現像ブレードの先端位置（距離ｄ）によって、かぶりに対する最適なバックコントラストが異なる。そのため、カートリッジの個体差により生じる現像ブレードの先端位置のばらつきに対して、最適なバックコントラストを選択することができない。トナーが感光ドラム上の非画像部へ転移してしまうかぶりは、画像上の白地部をトナーで汚してしまう点と、いたずらにトナーを消費し、現像装置に収容したトナー充填量に対する印字可能枚数の低下を招き、現像装置の高寿命化を実現できない点で問題である。

本発明は、上述のような事情に鑑みて成されたもので、使用初期におけるトナー層形成ブレードの現像ローラへの圧接による変形によって引き起こされる画像濃度ムラ等の不良画像のない高品位の画像が得られ、かつ長期間の使用におけるトナー劣化を軽減し、さらに現像ブレードの位置のばらつきによるかぶりの悪化を軽減し得る画像形成装置、プロセスカートリッジ、及びプロセスカートリッジ用メモリ媒体を提供することを目的とする。

本発明は、下記構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。

（１）少なくとも、現像剤担持体とこの現像剤担持体と接触する現像剤規制部材を有する現像手段と、現像剤規制部材の接触条件が記憶されたメモリ媒体とを有するプロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置であって、画像形成装置に装着されたプロセスカートリッジが未使用か否かを判断する判断手段を有し、画像形成装置に装着された前記プロセスカートリッジが未使用状態であると判断した場合、現像剤規制部材の規制情報に応じて、前記現像剤担持体の駆動制御を変更する画像形成装置。

（２）少なくとも、現像剤担持体とこの現像剤担持体と接触する現像剤規制部材を有する現像手段と、現像剤規制部材の接触条件が記憶されたメモリ媒体とを有するプロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置であって、画像形成終了後からの経過時間を計測する計時手段を有し、現像剤規制部材の接触条件と画像形成終了後からの経過時間に応じて、画像形成前における前記現像剤担持体の準備駆動時間を変更する画像形成装置。

（３）少なくとも、現像剤担持体とこの現像剤担持体と接触する現像剤規制部材を有する現像手段と、現像剤規制部材の接触条件が記憶されたメモリ媒体とを有するプロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置であって、前記画像形成装置の置かれている環境条件を検知する環境検知手段を有し、現像剤規制部材の接触条件と前記環境検知手段の検知結果に応じて設定画像形成条件を変更する画像形成装置。

（４）少なくとも、現像剤担持体とこの現像剤担持体と接触する現像剤規制部材を有する現像手段と、現像剤規制部材の接触条件が記憶されたメモリ媒体とを有するプロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置であって、画像形成終了後からの経過時間を計測する計時手段と、前記画像形成装置の置かれている環境条件を検知する環境検知手段とを有し、前記経過時間、現像剤規制部材の接触条件及び前記環境検知手段のそれぞれの検知結果に応じて設定画像形成条件を変更する画像形成装置。

（５）前記現像剤規制部材の接触条件は、現像剤規制部材の先端位置情報、及び現像剤規制部材の現像剤担持体に対する当接圧のうちの少なくともいずれか１つである前項（１）〜（４）いずれか記載の画像形成装置。

（６）前記現像剤担持体の駆動制御は、現像剤担持体の駆動時間を対象とする前項（１）記載の画像形成装置。

（７）前記現像剤担持体の駆動制御は、現像剤担持体の駆動開始時間から初期化処理シーケンスの終了までの時間の変更、調節である前項（１）記載の画像形成装置。

（８）前記環境検知手段は、温度、相対湿度及び絶対湿度のうちの少なくともいずれか１つを検知する前項（３）または（４）記載の画像形成装置。

（９）前記設定画像形成条件は、前記像担持体の帯電バイアス電位、前記現像手段の現像バイアス電位のうちの少なくともいずれか１つである前項（３）または（４）記載の画像形成装置。

（１０）少なくとも、現像剤担持体と、この現像剤担持体と接触する現像剤規制部材を有する現像手段と、現像剤規制部材の接触条件を記憶したメモリ媒体とを有するプロセスカートリッジ。

（１１）前記現像剤規制部材の接触条件は、現像剤規制部材の先端位置情報、及び現像剤規制部材の現像剤担持体に対する当接圧のうちの少なくともいずれか１つである前項（１０）記載のプロセスカートリッジ。

（１２）少なくとも、現像剤担持体と、この現像剤担持体と接触する現像剤規制部材を備えた現像手段を有するプロセスカートリッジに設置され、現像剤規制部材の接触条件が記憶されているプロセスカートリッジ用メモリ媒体。

（１３）前記現像剤規制部材の接触条件は、現像剤規制部材の先端位置情報、及び現像剤規制部材の現像剤担持体に対する当接圧のうちの少なくともいずれか１つである前項（１２）記載のプロセスカートリッジ用メモリ媒体。

少なくとも、現像剤担持体とこの現像剤担持体と接触する現像剤規制部材を有する現像手段と、現像剤規制部材の接触条件が記憶されたメモリ媒体とを有するプロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置であって、１）画像形成装置に装着されたプロセスカートリッジが未使用か否かを判断する判断手段を有し、画像形成装置に装着されたプロセスカートリッジは未使用状態であると判断した場合、現像剤規制部材の規制情報に応じて、前記現像剤担持体の駆動制御を変更することを特徴とする画像形成装置において、カートリッジ使用初期において、トナー層形成ブレードの現像ローラへの圧接による変形によって引き起こされる画像不良を容易に防止することが可能である。２）トナー層形成ブレードの現像ローラへの圧接による変形によって引き起こされる画像濃度ムラ等の不良画像のない高品位の画像が得られ、かつ長期間の使用におけるトナー劣化を軽減する効果がある。３）また、画像形成装置の置かれている環境条件を検知する環境検知手段を有し、現像剤規制部材の接触条件と前記環境検知手段の検知結果に応じて設定画像形成条件を変更することで、現像ブレードの位置のばらつきに起因するかぶりの悪化を軽減する効果がある。

以下、本発明に係る画像形成装置、この画像形成装置に装脱可能なプロセスカートリッジ、及びプロセスカートリッジ用メモリ媒体の実施例について図面を参照して説明する。

図１は、実施例１及び２のプロセスカートリッジの断面図、図２は、実施例１及び２のレーザビームプリンターとしての画像形成装置及びプロセスカートリッジの断面図を示す。

図１及び図２において、感光ドラム１は時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動され、その回転過程で帯電ローラ７によりマイナスの所定の暗電位ＶＤ（−５００Ｖ）に一様に帯電処理される。

帯電ローラ７でマイナスに一様帯電された感光ドラム１の面がレーザビームスキャナ１１で走査露光されることで露光部分は電位絶対値が小さくなって明電位ＶＬ（−１００Ｖ）となり感光ドラム１の面に目的の画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。

次に、その潜像は現像装置４によりマイナスのトナーＴで反転現像（レーザ露光部ＶＬにトナーＴが付着）されて顕像化される。

現像装置４は、反時計周りに回転駆動される現像ローラ２を有し、その外周面にマイナスの電荷をもったトナーＴの薄層がコートされて感光ドラム１と対向し、現像ローラ２にはその絶対値が感光ドラム１の暗電位ＶＤよりも小さく、明電位ＶＬよりも大きな現像バイアス電圧ＶＤＣが印加されていることで、現像ローラ２上のトナーＴが感光ドラム１の明電位ＶＬの部分にのみ転移して、潜像が顕像化（反転現像）される。

一方、不図示の給紙カセット上に積載セットされている第２の像担持体としての転写用紙が不図示の給紙ローラの駆動により１枚宛繰り出し給送され、いずれも不図示の搬送ガイド、レジストローラ対、転写ガイドを経由して、感光ドラム１とこれに当接させて、電源で転写バイアスを印加した転写部材としての転写ローラ９とのニップ部（転写部）へ感光ドラム１の回転駆動と同期された適切なタイミングをもって給送されて前記給送転写材の面に感光ドラム１面側のトナー像が順次に転写されていく。転写ローラ９の抵抗値は１０^８〜１０^９Ω・ｃｍ程度のものが適当である。

転写ローラ９からなる転写部を通った転写用紙（別称：転写材Ｐ、後述の図７参照）は感光ドラム１の面から分離され、搬送ガイドで定着器１０へ導入されて転写トナー像の定着を受け、画像形成物（プリント）として排紙トレイへ出力される。転写材分離後の感光ドラム１の面はクリーニングブレード（後述の図７中の６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）で転写残りトナー等の感光ドラム１面の残留物除去を受けて清浄面化されて繰り返して作像に供される。

次に、上記プロセスカートリッジに装着されるプロセスカートリッジ用メモリ媒体、即ち、メモリについて図５のブロック図を用いて説明する。

図５は、実施例１及び２の本体制御部及びメモリのブロック図である。

本実施例の場合、プロセスカートリッジＣは、廃トナー容器の下側面部に、メモリ１２と、メモリ１２への情報の読み書きを制御するためのカートリッジ側伝達部１３を有している。プロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着した場合は、カートリッジ伝達部１３と画像形成装置本体側の制御部１５が互いに対向して配置されている。また、本体制御部１５は、本体側の伝達手段としての機能をも含むものとする。

本発明に使用されるメモリ１２としては、通常の半導体による電子的なメモリが特に制限無く使用することができる。特に、メモリ１２と読み出し／書き込みＩＣの間のデータ通信を電磁波によって行う非接触メモリである場合、カートリッジ側伝達部１３と装置本体側制御部１５との間が非接触であっても良いためプロセスカートリッジＣの装着状態による接触不良の虞は無くなり、信頼性の高い制御を行うことができる。

これらの制御部１５及び伝達部１３によってメモリ１２内の情報の読み出し及び書き込みを行うための制御伝達手段が構成される。メモリ１２の容量については、プロセスカートリッジＣの個体識別情報やカートリッジ特性値などの複数個の情報を記憶するのに十分な容量をもつものとする。

メモリ１２に記憶する内容として、例えば、各ユニットの回転駆動時間、バイアス印加時間、トナー残量、印字枚数、感光ドラム１に作像する画像ドット数、感光ドラム１を露光する際のレーザ発光時間の積算値及び感光ドラム１の感光層の膜厚、それぞれの使用量の重み付けを行って組み合わせた値などが挙げられる。

また、メモリ１２には、さらに、カートリッジ出荷時に個々の特性に応じたカートリッジの特性値は、プロセス条件を可変するためのパラメータであり、工場出荷時に入れられるものでもよい。本発明では、後述する現像ブレード先端位置情報（距離ｄ）を記憶する記憶領域を設けて、その記憶領域に現像ブレードの先端位置情報が記憶されている。

そして、メモリ１２に格納されているこれら情報から、プロセス条件を制御する。これは、メモリ１２内の情報をカートリッジ伝達部１３によって画像形成装置制御部１５に伝達し、画像形成装置制御部１５は、その情報に基つき各プロセスユニットに信号を送出し、高圧出力やプロセススピードやレーザ光量などを変化させるものである。

本実施例では、メモリ１２内の現像ブレード先端位置情報により新品（未使用）カートリッジを画像形成装置に装着したときの初期設置シーケンスにおける現像ローラ（別称：現像剤坦持体）２の駆動制御の対象となる駆動時間を変更している。

次に、上述した画像形成プロセスの中で、現像プロセスの詳細について説明する。

この現像装置４は、導電性と弾性とを有する現像ローラ２の表面に非磁性トナーの薄層を形成し、これを感光ドラム１の表面に接触させることにより現像を行う。現像装置４内には撹拌手段３があって、この撹拌手段３が駆動することでトナーＴはほぐされて、トナー供給ローラ６へ供給される。そして、トナー供給ローラ６から現像ローラ２にトナーが供給される。トナーＴの一部は、現像ローラ２の機械的搬送力と、現像ローラ２の表面やその他の部材との摩擦による帯電で生ずる静電気によって、現像ローラ２の回転駆動に伴って付着搬送される。現像ローラ２に付着したトナーＴは現像ローラ２に当接された現像ブレード５によりトナー層厚が規制されると同時に、現像ローラ２と現像ブレード５との摩擦により、トナーの摩擦帯電が行われる。

本実施例においては、負帯電の有機感光ドラム１を使用する反転現像であるため、トナーとしては負帯電トナーを用い、現像ブレード５は、トナ−を負帯電させ易い材質のものを使用している。

次に、本実施例で使用した現像ローラ２、現像ブレード５、トナーについて順に説明する。

現像ローラ２は、感光ドラム１に対して１．５倍の回転速度で矢印方向に感光ドラム１と約１〜４ｍｍ程度の接触幅（現像ニップ）をもって接触回転している。本発明に用いられる現像方式において、第１に要求される現像ローラ２の要件は「導電性と弾性を有する」ということであり、これを満足する一番簡単な構成は金属シャフト８と導電性ゴムローラという組み合わせである。しかし、現像ローラ２が感光ドラム１と十分な接触幅を得るためには、ゴム硬度６０°以下のゴムを用いることが望ましく、またトナーＴを現像ローラ２の表面に圧接されつつ搬送されるために表面の平滑性が必要となる。また、トナーＴのフィルミング防止のためには表面の粘着性が少ないことも必要になる。そのため、金属シャフト８の周囲に、弾性体層（基層）と表面導電層の２層構造を設けることとした。

基層となる弾性体層としては、導電性のものとそうでないものの２通りが考えられるが、表面の導電層にハクリやキズが生じる場合も考慮して、前記基層は導電性のものの方が望ましい。また、基層となる弾性体層は、現像ブレード５や感光ドラム１と圧接されているため、梱包時や長時間放置されることによるＪＩＳＫ６３０１に示される永久歪も問題となっている。

ゴム硬度と永久歪（％）との関係は、一般にゴム硬度が大きいほど永久歪は小さくなるという傾向がある。

例えば、外径８ｍｍの芯金を内径１６ｍｍの円筒状金型内に同心となるように配置し、弾性体層として液状導電性シリコーンゴム（ＡｓｋｅｒＣ硬度３５度、体積固有抵抗１０^７Ω・ｃｍ）を注型後、１３０℃のオーブンに入れて２０分加熱成型し、脱型後、２００℃のオーブンで４時間２次加硫を行い、弾性体層厚み８ｍｍのローラを得た。

次いで、ウレタン塗料を固形分濃度１０％となるように、メチルエチルケトンで希釈し、導電剤としてカーボンブラックを固形分に対し３０重量部、表面粗さ材として平均粒子径１０μｍのウレタン粒子を固形分に対し６重量部添加した後、十分に分散したものに、硬化剤をウレタン塗料に対し１０重量部添加、攪拌した塗料を先に成型したローラ上にディッピングにより膜厚１５μｍとなるように塗布し、８０℃のオーブンで１５分乾燥後、１４０℃のオーブンで４時間硬化し、表面粗さが５μｍＲｚの現像ローラを得た。

次に現像ブレードについて説明する。

トナー薄層形成の現像ブレード５として、バネ弾性を有する厚さ０．１ｍｍのリン青銅製の金属薄板上に弾性部材としてポリアミドエラストマーを厚さ１ｍｍにて接着或は成形したものを用いた。

トナーは、非磁性一成分現像剤であり、転写性に優れ、かつ転写されずに感光ドラム上に残存した転写残トナーをブレード又はファーブラシ等のクリーニング手段によってクリーニングする際に潤滑性が高いことから感光ドラムの摩耗の少ないなどの利点を有するトナー、すなわちトナーとして粒子が球形でありかつ表面が平滑であるものを用いている。

例えば、形状係数をＳＦ−１、ＳＦ−２とした場合、トナー像を無作為に１００個サンプリングし、その画像情報をインターフェースを介して既知の画像解析装置を用い、解析を行い、下記の算定式より算出して得られた値を定義するものとする。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２ ／ＡＲＥＡ｝×（π／４）×１００
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２ ／ＡＲＥＡ｝×（π／４）×１００
（ＭＸＬＮＧ：絶対最大長、ＡＲＥＡ：トナー投影面積、ＰＥＲＩ：周長）
このトナーの形状係数ＳＦ−１は球形度合を示し、１００から大きくなるにつれて球形から徐々に不定形となる。ＳＦ−２は凹凸度合を示し、１００から大きくなるにつれてトナーの表面の凹凸が顕著になる。

トナーの製造方法としては、トナーが上記形状係数の範囲内になれば、いわゆる粉砕方法による製造方法の他に、特開昭３６−１０２３１号公報、特開昭５９−５３８５６号公報に述べられている懸濁重合方法を用いて直接トナーを生成する方法や、単量体には可溶で得られる重合体が不溶な水系有機溶剤を用い、直接トナーを生成する分散重合方法又は水溶性極性開始剤存在下で直接重合しトナーを生成するソープフリー重合方法に代表される乳化重合方法等を用いてトナーを製造することは可能である。

本実施例においては、トナーの形状係数ＳＦ−１を１００〜１８０に、ＳＦ−２を１００〜１４０に容易にコントロールでき、比較的容易に粒度分布がシャープで４〜８μｍ粒径の微粒子トナーが得られる常圧下での、または加圧下での懸濁重合方法を用い、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、さらに着色剤を加え、重量平均粒径７μｍの着色懸濁粒子を製造した。

そして、これに疎水性シリカを１．５ｗｔ％外添することによって、前述したような転写性に優れ、感光ドラム１のクリーニング時における摩耗の少ない負極性のトナーを製造した。

次に、現像ローラ表面にトナーが規制されるプロセスを説明する。

上述したように、現像ローラに付着したトナーは現像ローラ２に当接された現像ブレード５によりトナー層厚が均一に規制される。しかしながら、現像ローラ２が駆動されない状態が長時間保たれると、現像ローラ２の現像ブレード５との当接部に歪が生じ、トナー層厚を均一に規制できなくなる。

本実施例では、現像ブレード５の先端近傍が、現像ローラ２の外周面に面接触されるように設けられており、当接方向としては、当接部に対して現像ブレード５の先端が現像ローラ２の回転方向上流側に位置する、いわゆるカウンタ（逆）方向になっている。

このときの当接圧は、２５ｇ／ｃｍであり、当接ニップの現像ローラ２の回転方向上流端から弾性ブレード５の先端までの距離ｄ（図８（ａ）参照）を０．３ｍｍとしている。現像ブレード５によるトナーの取り込み量は、距離ｄに大きく影響される。距離ｄが大きいほど現像ローラ２上に形成されるトナー層が厚く、距離ｄが小さくなるとトナー層が薄くなるのは従来から知られている。距離ｄが大きい場合、現像ブレード５と現像ローラ２の当接部にトナーを取り込む「くさび形状」部分（別称：歪み部）（図３（ａ）、図８（ａ）におけるＪ部）が大きくなるので、トナーの取り込み量が大きくなり、トナー層が厚くなる。

逆に、図３（ｂ）または図８（ｂ）にて示すように、距離ｄが小さい場合、現像ブレード５と現像ローラ２の当接部にトナーを取り込む「くさび形状」部分が小さくなるので、トナーの取り込み量が減少し、トナー層が薄くなる。

本実施例において、プロセスカートリッジＣの個体差や組み立て上の公差として距離ｄのばらつきとして０．１ｍｍ〜０．４ｍｍになっている。このレンジにおいて、トナー層厚が適正な範囲に入るように設定してある。しかしながら、この距離ｄの差異によって、現像ブレード５との当接によるに現像ローラ２の歪に対する画像不良の程度が大きく異なる。

具体的には、距離ｄが大きい場合は歪部分のトナーの層厚が、歪んでいない部分のトナー層厚よりも非常に大きくなり、画像上歪み部分の濃度が濃くなる。

一方、距離ｄが小さいときは、歪部分のトナーの層厚と歪んでいない部分のトナー層厚の差が小さく歪の影響を受けにくい。

次に、現像ローラ２の歪による画像不良が、距離ｄに影響される理由を説明する。

距離ｄが大きいときは、前述のように「くさび形状」部（（図３（ａ）、図８（ａ）におけるＪ部）が大きくなっている。この場合、現像ローラ２の歪部分が現像ブレード５の当接部に来たとき、図４の模式図に示すように「くさび形状」部分の形状が大きくなり、トナーの取り込み量が大きく増加し歪部分のトナー層厚が非常に大きくなる。

一方、距離ｄが小さいときは、「くさび形状」部分が小さくなっており、この場合、現像ローラ２の歪部分が現像ブレード５の当接部に来ても「くさび形状」部の形状が余り変化せず、トナーの取り込み量が少ししか増加せず歪部分のトナー層厚の変化は小さい。

次に、距離ｄと歪量及び画像不良のレベルを説明する。

表１に、カートリッジを新品（未使用）状態で長期間放置した場合、放置時間の増加に伴い変形量は増加するが、当接部の変形量は５μｍで飽和する。変形量が５μｍに飽和した現像ローラにおいて、現像ブレードとの圧を解除してからの経過時間と、現像ローラの歪量及び歪みによる画像不良のランクの関係を示す。

また、上記で説明したように現像ブレード先端位置によるトナーコーティング性の差によって同じ現像ローラの変形量に対しても画像ムラの見えかたが異なる事が分った。

距離ｄが０．１〜０．２の時は、長時間放置された場合でも、現像ローラの歪みによる画像不良は生じないことが分る。距離ｄが０．２〜０．３の時は、現像ローラを駆動し、ブレード圧が解除されてから６０秒経過すると歪みによる画像不良は生じない。距離ｄが０．３〜０．４の時は、現像ローラを駆動し、ブレード圧が解除されてから１２０秒経過すると歪みによる画像不良は生じない。

そこで、新品（未使用状態の）プロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着した際に行う初期設置シーケンスは、現像ブレード先端位置に応じて画像不良が生じないレベルに歪みが回復するまでの時間行う。

次に、初期設置シーケンスについて説明する。

画像形成装置にプロセスカートリッジを装着した場合、本体制御部１５からメモリ１２内に記憶された情報からプロセスカートリッジＣが新品（未使用）か使用品か判断する。本体制御部１５は、プロセスカートリッジＣのメモリ１２に記憶されている感光ドラム１の駆動時間を読み取る。

駆動時間がゼロの場合、新品（未使用）カートリッジとして認識する。

プロセスカートリッジＣが新品（未使用）の場合、プロセスカートリッジＣのメモリ１２に記憶されている現像ブレード５の先端位置情報（距離ｄ）を読み出す。

プロセスカートリッジＣが新品（未使用）であると判断した場合、歪みによる画像不良を軽減するための初期設置シーケンスを行う。

初期設置シーケンスについて説明する。

画像形成装置は不図示のクラッチ機構により、感光ドラム１と現像ローラ２は離間された状態で装着されている。これは、プロセスカートリッジＣが画像形成装置内で感光ドラム１との当接により現像ローラ２が歪むのを回避するためである。

新品（未使用）のプロセスカートリッジＣが装着された場合、現像ローラ２は離間された状態で、回転駆動を行う。

その駆動時間は、現像ブレード５の先端位置に応じて変更する。

距離ｄが０．２〜０．３ｍｍの時は、６０秒間回転駆動し、距離ｄが０．３〜０．４の時は、現像ローラ２を１２０秒間回転駆動する。距離ｄが０．１〜０．２ｍｍの時は、初期設置シーケンスは行わずにスタンバイ状態にはいる。

本実施例では、現像ブレード５の接触条件として現像ブレード５の先端位置（距離ｄ）をメモリ１２内に記憶したが、現像ブレード５の現像ローラ２に対する当接圧によって、現像ローラ２の歪量が異なる場合、現像ローラ２の当接圧もしくは現像ローラ２の当接圧と現像ブレード５の先端位置の２つの情報をメモリ１２内に記憶し、その情報から現像ローラ２の駆動時間を変更してもかまわない。

また、本実施例は、現像ブレード５の先端位置として距離ｄを記憶したが、現像ローラ２の中心を原点としたｘｙ座標系を用いてもかまわない。

また、本実施例では、現像ローラ２の外周面に面接触されるように設けられているが現像ブレード５の先端位置で現像ローラ２と当接している構成でもかまわない。

本実施例では、現像ブレード５の先端位置に応じて初期設置シーケンスにおける現像ローラ２の回転駆動時間を変更したが、現像ローラ２の駆動を短時間（数秒）行い、初期設置シーケンスの終了するまでの時間を変更してもかまわない。

本実施例２については、実施例１で説明したと同様の部分を省略して説明する。
図１及び図２に示すプロセスカートリッジ、画像形成装置については、説明を省略する。

実施例２の場合は、メモリ１２内の現像ブレード先端位置情報と画像形成終了後からの経過時間に応じて、現像ローラの駆動、高圧出力等のタイミングを変化させるのが主要部分である。以下実施例１と異なる部分についてのみ説明する。

実施例２で使用した現像ローラ２、現像ブレード５、トナーについては、実施例１と同様の部分については省略し、異なる部分について以下に説明する。

即ち、導電性ウレタンゴムから成る弾性体層は、ＪＩＳ規格Ｋ６３０１のＡ型硬度計で２８°の硬度を有し、外径は１６ｍｍである。また、導電性シリコンの電気抵抗値は、弾性ローラを直径３０ｍｍのステンレス製ローラと接触幅が２ｍｍになるように平行配置し、両ローラの金属シャフト間に５０ｖの電位差を設けた時に観測される電流を測定することにより算出した結果、３×１０^５Ω・ｃｍであった。また表面の平滑性については、トナーを一定量コートしなければいけないので、５〜６μｍＲｚが望ましく、それ以上になるとトナーの層厚が大きくなりトナーへの帯電性が低下しかぶりが悪化する。

本実施例２では、導電層は、ポリウレタン樹脂中に導電性カーボン微粒子を分散することにより１０^５Ω・ｃｍの導電性を付与したものを採用し、以下の工程により導電性ウレタンゴムから成る弾性体層（基層）表面に導電性ポリウレタン塗料を塗布し乾燥後、熱処理を行うことにより形成し、層厚１５〜２０μｍの導電層１０^９Ω・ｃｍが得られた。以上の工程により、金属シャフト８と導電層の間の抵抗値が５×１０^５Ω・ｃｍ、ゴム硬度がＪＩＳ規格Ｋ６３０１のＡ型硬度計で３１°の硬度を有し、表面粗さが５μｍＲｚの現像ローラ２を得ることができた。

次に現像ブレードについても、実施例１と同様なので説明を省略する。

次に、現像ローラ表面にトナーが規制されるプロセスについても同様なので説明を省略する。

次に距離ｄと歪量及び画像不良のレベルを説明する。
表２に、現像ローラ２の停止状態での放置時間と現像ローラ２上に発生した歪量、そのときの画像ムラの関係を示した。

現像ローラ２の現像ブレード５との圧接による変形量（歪量）は、表２に示すように時間と共に増加し、６時間以上で飽和している。

また、上述したように現像ブレード５の位置によるトナーコーティング性の差によって同じ現像ローラ２の変形量に対しても画像ムラの見えかたが異なる事が分った。

ここで、６時間以上放置し、５μｍ変形した現像ローラ２が、４μｍ以下に回復する時間は３秒で、３μｍ以下に回復する時間は５秒であった。

現像ローラ２を停止状態で放置時間を６時間から１２時間としたケースを考える。

距離ｄが０．３〜０．４ｍｍの時は、表２に示すように現像ローラ２の歪量が３μｍ以下であると画像不良を生じない。放置時間を６時間以上としたケースでは、現像ブレード５の当接を解除してから５秒後に歪みが画像不良を生じない３μｍに回復することから、現像ローラ２を駆動してから５秒後に感光ドラム１にトナーの現像を行えば画像不良を生じないことが分る。

同様に、距離ｄが０．２〜０．３ｍｍの場合、現像ブレード５の当接を解除してから３秒後に歪みが画像不良を生じない４μｍに回復することから、現像ローラ２を駆動してから３秒後に感光ドラム１にトナーの現像を行えば画像不良を生じないことが分る。

距離ｄが０．１〜０．２ｍｍの場合、現像ブレード５の当接を解除して直ぐに画像形成を行っても画像不良を生じないことが分る。

次に、本実施例２の動作について説明する。

画像形成装置の電源をＯｎもしくは、ドアオープン後に本体制御部からメモリ内に記憶された現像ブレードの先端位置（距離ｄ）が読み出される。コード情報の受信とともにマイクロプロセッサを含む制御部は、計時手段から、最後のジョブを行ってからの経過時間を呼び出す。そして、経過時間と距離ｄの値から制御部は、現像ローラの駆動のタイミングを決定する。駆動のタイミングに関しては、後述する。

１ページ目のコード情報の受信が終わると、同時のタイミングで感光ドラムの駆動モータが回転駆動され、感光ドラム１ａ〜１ｄ（図７参照）が５０ｍｍ／ｓｅｃの周速度（プロセススピード）で回転駆動される。そして、一次帯電が印加され、スキャナモーターが駆動される。

一次帯電が印加される事により感光ドラムは暗電位ＶＤ（−５００Ｖ）に帯電処理される。

画像形成装置が備えているクラッチ機構（図示略）により現像ローラと感光ドラムの当接状態、離間状態を切り替える事ができる。画像形成装置は不図示のクラッチ機構により、感光ドラムと現像ローラは離間された状態で装着されている。

これは、プロセスカートリッジが画像形成装置内で感光ドラムとの当接により現像ローラが歪むのを回避するためである。一次帯電が印加された後、現像ローラは、感光ドラムと離間した状態でモータ等の駆動手段（図示略）により駆動され、現像バイアスが印加される。

現像バイアスが印加されたあと、回転駆動している感光ドラムと現像ローラは不図示のクラッチ機構により当接される。

ここで、現像ローラを駆動から、記録紙の先端に対応する部分を現像するまでの時間をＴｓとする。最後のジョブを行ってから２時間以内にコード情報を受信した場合は、Ｔｓの値としてデフォルトの２秒を選択する。

一方、２時間以上の場合、経過時間と現像ブレード先端位置に応じて時間Ｔｓの値を決定する。その値を下の表３に示す。時間Ｔｓは、各先端位置領域に対して、現像ブレードによる当接が解除されてから画像上問題がないレベルに、現像歪みが回復する時間に設定してある。

その後の、転写、定着等の画像形成プロセスについては、ここでは省略する。

本実施例において、現像ブレードの接触条件として現像ブレードの先端（距離ｄ）をメモリ内に記憶したが、現像ブレードの現像ローラに対する当接圧のばらつきによって、現像ローラの歪量が異なる場合、現像ローラの当接圧の情報をメモリ内に記憶し時間Ｔｓを変更してもかまわない。

また、同様に現像ブレードの接触条件として現像ブレードの先端位置（距離ｄ）をメモリ内に記憶したが、現像ブレードの現像ローラに対する当接圧によって、現像ローラの歪量が異なる場合、現像ローラの当接圧とブレード先端位置の２つの情報をメモリ内に記憶し、２つの情報から時間Ｔｓを変更してもかまわない。

また、本実施例２は、現像ブレードの先端位置として距離ｄを記憶したが、現像ローラの中心としたｘｙ座標でもかまわない。

実施例３が実施例１及び２と異なるのは、画像形成装置の置かれている環境条件を検知する環境検知手段を有し、現像剤規制部材の接触条件と前記環境検知手段の検知結果に応じて設定画像形成条件を変更するという点を主要部としている点である。

以下、図６〜１２を参照して説明する。

図６は、実施例３のプロセスカートリッジの模式的断面図、図７は、実施例３の画像形成装置及びプロセスカートリッジの模式的断面図である。

同図に示す画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）のそれぞれ独立した４個の第１、第２、第３、第４のプロセスステーションを、転写ベルト（転写材搬送手段）８０の移動方向（回転方向。矢印Ｘ方向。）の上流側から下流側にかけて（同図では右から左にかけて）横１列に配設し、転写ベルト８０の表面に吸着させた転写材Ｐに各プロセスステーションで形成した異なる色のトナー像を順次に転写して４色フルカラーの画像を形成するいわゆるインライン方式の画像形成装置である。図７は、その概略構成を示す模式的断面図である。

第１〜第４のプロセスステーションには、各色の画像形成手段である感光体１ａ〜１ｄ、帯電手段２ａ〜２ｄ、現像手段４ａ〜４ｄとをそれぞれ一体化して、図６、図７に示す様なプロセスカートリッジ２０ａ〜２０ｄが収容されている。

感光ドラム１ａ〜１ｄは、本実施の形態においては、直径３０ｍｍの負帯電特性のＯＰＣ（有機光半導体）感光体が使用されており、それぞれ矢印方向に１００ｍｍ／ｓｅｃの周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。

各感光ドラム（別称：像坦持体）１ａ〜１ｄの周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、一次帯電手段２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、露光装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、転写部材５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、クリーニング装置（別称：像担持体クリーニング手段）６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが配設されている。

感光ドラム１ａ〜１ｄは回転駆動過程で、一次帯電手段（別称：一次帯電ローラ）２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄにより所定の極性・電位に一様に帯電処理され、次いで露光装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ（例えば、レーザダイオード、ポリゴンスキャナ、レンズ群等によって構成される）による画像露光を受けることによりそれぞれ目的のカラー画像の第１〜第４の色成分像（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック成分像）に対応した静電潜像が形成される。一次帯電手段２ａ〜２ｄは、ＤＣ電圧が印加された実抵抗１×１０^６Ωのローラであり、感光ドラム１ａ〜１ｄに総圧９．８Ｎ（ニュートン）で当接させていて感光ドラム１ａ〜１ｄの回転駆動に伴って従動回転する。

このＤＣ電圧として−１１００Ｖを印加し、感光ドラム１ａ〜１ｄ表面は、所定の値に帯電される。

また、本実施の形態で用いた露光装置３ａ〜３ｄは、レーザダイオードを用いたポリゴンスキャナであり、画像信号により変調されたレーザビームを感光ドラム１ａ〜１ｄ上に結像し、静電潜像を形成する。
レーザ露光の書き出しは、主走査方向（転写材の進行方向と直角な方向）では各走査ラインごとにＢＤと呼ばれるポリゴンスキャナ内の位置信号から、副走査方向（転写材の進行方向）は転写材搬送路内のスイッチ（不図示）を起点とするＴＯＰ信号から、所定の時間だけ遅延させて行うことによって、第１〜第４のプロセスステーションでは常に感光ドラム１ａ〜１ｄ上の同じ位置に露光を行える構成となっている。

次いで、静電潜像は、第１〜第４のプロセスステーションの現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄにより現像される。現像装置４ａ〜４ｄは、感光ドラム１ａ〜１ｄに対向配置された弾性ローラを有し、この現像ローラを介して感光ドラム１ａ〜１ｄ上の静電潜像にそれぞれの色のトナーを付着させてトナー像として現像する。各現像装置４ａ〜４ｄ内のトナーは、磁性体を含まないいわゆるノンマグトナーであり、静電潜像の現像は、接触一成分接触現像方式によって行われる。このとき、各現像ローラは、感光ドラム１ａ〜１ｄに対して順方向に１５０％の周速で回転し、コントローラの信号によって変更可能な現像バイアスが印加され、これにより現像を行う。

転写ベルト８０は、駆動ローラ７０と従動ローラ９０に掛け渡されており、駆動ローラ７０の反時計回りの回転駆動により、矢印方向に感光ドラム１ａ〜１ｄと同じ周速度をもって回転駆動されている。転写ベルト８０は１×１０^１０Ω・ｃｍに抵抗調整された厚み１００μｍのＰＶＤＦの単層樹脂ベルトを無端状に構成したものであり、背面側の両端部には、転写ベルト８０の蛇行や偏りを防止するためのリブ（図示略）が設けられている。

転写部材５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄとしては、体積抵抗率１×１０^５Ω・ｃｍに調整された高圧印加可能なウレタン樹脂製の転写ブレードを用いており、転写ベルト８０をその背面から押圧して感光ドラム１ａ〜１ｄ表面に押し付けるようにしている。これら転写部材５ａ〜５ｄに転写バイアス電源（不図示）によってプラス（＋）の転写バイアスを印加することで、各感光ドラム１ａ〜１ｄ上のトナー像を転写材表面に順次に転写していくものである。

クリーニング装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、転写材に転写されないで感光ドラム１ａ〜１ｄ表面に残ったトナー（転写残トナー）を除去する。さらにクリーニング装置６ａ〜６ｄは、ジャムによって感光ドラム１ａ〜１ｄに付着したトナーや、転写ベルト８０上に形成されたレジスト検知、濃度検知用のトナーや、ジャム時に転写ベルト８０上に付着したトナーであって感光ドラム１ａ〜１ｄに逆転写されたトナー等を除去するものである。

上述構成の画像形成装置において、転写材Ｐは、給紙カセット（不図示）から給紙されて、レジストローラ（不図示）を通過した後、転写入口ガイド（不図示）を通過して転写ベルト８０と接触するようになっている。

上述構成の画像形成装置においては、転写材Ｐが転写ベルト８０に十分に吸着されていることが必要である。

転写材Ｐは、転写入口ガイドを通過して転写ベルト８０に接触することになるが、このとき接触点近傍には、吸着部材としての吸着ローラ１００が配設されている。この吸着ローラ１００は、転写ベルト８０が掛け渡されるローラのうちの１個である従動ローラ９０との間に転写ベルト８０を挟持するようにして配設されており、画像形成動作中には＋１ｋＶの電圧が印加されていて、転写材Ｐに電荷を与えることにより吸着力を発生させている。この吸着力により、転写材Ｐは、転写ベルト８０の表面に吸着される。

給紙カセット（不図示）から給紙され、転写入口ガイド（不図示）、吸着ローラ１００を通過して転写ベルト８０との間の吸着力を付与された転写材Ｐは、第１のプロセスステーションに入る。この転写材Ｐは、転写部においては、転写ベルト８０の背面に設けた転写部材（転写ブレード）５ａによって第１色目のイエローのトナー像が感光ドラム１ａから転写される。本実施の形態で用いた転写部材５ａは、厚み１００μｍ、長さ（自由長）５ｍｍの、カーボンブラックで抵抗値を１×１０^５Ω・ｃｍに調整されたＰＶＤＦのシートであり、転写ベルト８０に対しては４５°の角度で侵入量２ｍｍで当接している。この条件下で、転写ベルト８０の回転方向（矢印Ｘ方向）に沿っての転写部材５ａと転写ベルト８０との当接ニップ幅は１．５ｍｍとなっている。転写部材５ａには、＋２ｋＶのＤＣバイアスが高圧電源から印加されている。

以下、転写ベルト８０の矢印Ｘ方向の回転駆動に伴って各プロセスステーションを通過するごとに、各感光ドラム１ｂ、１ｃ、１ｄから異なる色のトナー像が転写されて、転写ベルト８０上で４色のトナー像が重ねられる。

本実施の形態では、第１〜第４のプロセスステーションにおいて、転写ベルト８０上の転写材Ｐに与えられた転写電荷が、転写コントラストに及ぼす影響を吸収するために、転写バイアスを下流側のプロセスステーションに進むに従って３００Ｖずつアップさせ、第４のプロセスステーションでは、２．９ｋＶとなるように設定し、これにより転写不良を防止するようにしている。

転写材Ｐに対する４色のトナー像の転写が終了し、転写ベルト８０の最下流側（後端）から曲率によって分離された転写材Ｐは、その後、定着器１０（図２参照）によって表面の４色のトナー像が加熱、加圧されて定着される。これにより、４色フルカラー画像の形成が終了し、転写材Ｐは、画像形成装置本体外部に排出される。

次に、上記プロセスカートリッジＣに装着されるプロセスカートリッジ用メモリ媒体、即ち、メモリ１６について図９を用いて説明する。

本実施例３の場合、プロセスカートリッジＣは、廃トナー容器（図示略）の上側面部に、メモリ１６と、メモリ１６への情報の読み書きを制御するためのカートリッジ側伝達部１７を有している。プロセスカートリッジＣを画像形成装置本体に装着した場合は、カートリッジ伝達部１７と画像形成装置本体側の制御部１５が互いに対向して配置された状態になる。また、本体制御部１５は、本体側の伝達手段としての機能をも含むものとする。

本発明に使用されるメモリ１６としては、通常の半導体による電子的なメモリが特に制限無く使用することができる。特に、メモリ１６と読み出し／書き込みＩＣの間のデータ通信を電磁波によって行う非接触メモリである場合、カートリッジ側伝達部１７と装置本体側制御部１５との間が非接触であっても良いため、プロセスカートリッジＣの装着状態による接触不良を生ずる虞が無くなり、信頼性の高い制御を行うことができる。

これら二つの制御部１５及び伝達部１７によってメモリ１６内の情報の読み出し及び書き込みを行うための制御伝達手段が構成される。メモリ１６の容量については、プロセスカートリッジＣの個体識別情報やカートリッジ特性値などの複数個の情報を記憶するのに十分な容量をもつものとする。

メモリ１６に記憶する内容として、例えば、各ユニットの回転時間、バイアス印加時間、トナー残量、印字枚数、感光ドラム１に作像する画像ドット数、感光ドラム１を露光する際のレーザ発光時間の積算値及び感光ドラム１の感光層の膜厚、それぞれの使用量の重み付けを行って組み合わせた値などが挙げられる。

またメモリ１６には、さらに、プロセスカートリッジＣ出荷時に個々の特性に応じたカートリッジの特性値は、プロセス条件を可変するためのパラメータであり、工場出荷時に入れられるものでもよい。本発明では、後述する現像ブレード先端位置情報（距離ｄ）を記憶する記憶領域を設けて、その記憶領域に現像ブレードの先端位置情報が記憶されている。

そして、メモリ１６に格納されているこれら情報から、プロセス条件を制御する。これは、メモリ１６内の情報をカートリッジ伝達部１７によって画像形成装置制御部１５に伝達し、画像形成装置制御部１５は、その情報に基づき各プロセスユニットに信号を出し、高圧出力や駆動条件やレーザ光量などを変化させるものである。

本実施例では、メモリ１６内の現像ブレード先端位置情報と画像形成終了後からの経過時間に応じて、現像ローラの駆動、高圧出力等のタイミングを変化させている。

次に、上述した画像形成プロセスの中で、現像プロセスの詳細について、図６に示す第１ステーションを用いて説明する。

この現像装置４ａは、導電性と弾性とを有する現像ローラ１１ａの表面に非磁性トナーの薄層を形成し、これを感光ドラム（感光体）１ａの表面に接触させることにより現像を行う。現像装置４ａ内には撹拌手段１２ａがあって、この撹拌手段１２ａが駆動することでトナーはほぐされて、トナー供給ローラ１３ａへ供給される。そして、トナー供給ローラ１３ａから現像ローラ１１ａにトナーが供給される。トナーの一部は、現像ローラ１１ａの機械的搬送力と、現像ローラ１１ａの表面やその他の部材との摩擦により帯電した静電気力によって、現像ローラ１１ａの回転駆動に伴って付着搬送される。現像ローラ１１ａに付着したトナーは現像ローラ１１ａに当接された現像ブレード５によりトナー層厚が規制されると同時に、現像ローラ１１ａと現像ブレード５との摩擦により、トナーの摩擦帯電が行われる。

本実施例３においては、負帯電の有機感光ドラム１を使用する反転現像であるため、トナーとしては負帯電トナーを用い、現像ブレード５は、トナ−を負帯電させ易い材質のものを使用している。

次に、本実施例３で使用した現像ローラ１１ａ、現像ブレード５、トナーについて順に説明する。

現像ローラ１１ａは、感光ドラム１ａ対して１．５倍の回転速度で矢印方向に感光ドラム１と約１〜４ｍｍ程度の接触幅（現像ニップ）をもって接触回転している。本発明に用いられる現像方式において、第１に要求される現像ローラ１１ａの要件は、前述したように「導電性と弾性を有する」ということであり、これを満足する一番簡単な構成は金属シャフト８と導電性ゴムローラという組み合わせである（図１及び図２参照）。しかし、現像ローラ１１ａが感光ドラム１ａと十分な接触幅を得るためには、ゴム硬度６０°以下のゴムを用いることが望ましく、またトナーを現像ローラ１１ａ表面に圧接されつつ搬送されるために表面の平滑性が必要となる。また、トナーのフィルミング防止のためには表面の粘着性が少ないことも必要になる。そのため、金属シャフト８（図１及び図２参照）の周囲に、弾性体層（基層）と表面導電層の２層構造を設けることとした。弾性体層としては、導電性のものとそうでないものの２通りが考えられるが、導電層にハクリやキズが生じる場合も考慮して導電性のものの方が望ましい。

導電性ウレタンゴムから成る弾性体層は、ＪＩＳ規格Ｋ６３０１のＡ型硬度計で２８°の硬度を有し、外径は１６ｍｍである。また、導電性シリコンの電気抵抗値は、弾性ローラを直径３０ｍｍのステンレス製ローラと接触幅が２ｍｍになるように平行配置し、両ローラの金属シャフト間に５０ｖの電位差を設けた時に観測される電流を測定することにより算出した結果、３×１０^５Ω・ｃｍであった。また表面の平滑性については、トナーを一定量コートしなければならないので、５〜６μｍＲｚが望ましく、それ以上になるとトナーの層厚が大きくなりトナーへの帯電性が低下しかぶりが悪化する。

本実施例では、導電層は、ポリウレタン樹脂中に導電性カーボン微粒子を分散することにより１０^５Ω・ｃｍの導電性を付与したものを採用し、以下の工程により導電性ウレタンゴムから成る弾性層表面に導電性ポリウレタン塗料を塗布し、乾燥後、熱処理を行うことにより形成した層厚１５〜２０μｍの導電層１０^９Ω・ｃｍが得られた。以上の工程により、金属シャフト８と導電層の間の抵抗値が５×１０^５Ω・ｃｍ、ゴム硬度がＪＩＳ規格Ｋ６３０１のＡ型硬度計で３１°の硬度を有し、表面粗さが５μｍＲｚの現像ローラ２を得ることができた（図１及び図２参照）。

次に本実施例に使用する現像ブレードについては、実施例１の場合と同様であるので説明を省略する。

次に、現像ローラ表面にトナーが規制されるプロセスを説明する。

上記で述べたように現像ローラ１１ａに付着したトナーは、現像ローラ１１ａに当接された現像ブレード５によりトナー層厚が均一に規制される。本実施例では、現像ブレード５の先端近傍が、現像ローラ１１ａの外周面に面接触されるように設けられており、当接方向としては、当接部に対して現像ブレード５の先端が現像ローラ１１ａの回転方向上流側に位置する、いわゆるカウンタ（逆）方向になっている。

以下実施例１及び２と同様の部分については、省略し異なる部分について説明する。

本実施例３において、プロセスカートリッジＣの個体差や組み立て上の公差として距離ｄのばらつきとして０．１５ｍｍ〜０．４５ｍｍになっている。

このレンジにおいて、トナー層厚が適正な範囲に入るように設定してある。しかしながら、この距離ｄによって、後述するかぶりが変化するため現像ブレードの先端位置と環境に応じてバックコントラストを変更する。

次に上記で述べた現像ブレードの距離ｄと空気中の絶対水分量に応じてバックコントラストを変更する理由を説明する。

図１１及び図１２は、距離ｄが０．１５ｍｍと０．４５ｍｍの場合の高湿環境（絶対水分量２６．６ｇ／ｋｇ−ｄｒｙ ａｉｒ）と低湿環境（絶対水分量１．１ｇ／ｋｇ−ｄｒｙ ａｉｒ）におけるかぶりのバックコントラスト依存性を示している。

かぶりは、バックコントラストを増加することで単調減少し、最小値を取った後に単調に増加する。その理由は、バックコントラストが小さい領域では、現像ローラと感光ドラム間の電界が小さいためネガ極性のトナーは静電気力を振り切って付着力により感光ドラムに転移する。しかしながらバックコントラストを大きくすることで電界が大きくなりネガ極性のトナーは静電気力によって現像ローラに保持され、地かぶりが低下する。バックコントラストをさらに大きくすると、電界が強くなった影響で、ポジ極性のトナーが感光ドラムに転移する（反転かぶり）。

そのため、バックコントラストに対する依存性は図１１及び図１２に示すようになる。

ここで、図に用いたデータいついて説明する。

電子写真方式の画像形成装置においては、大かれ少なかれ、濃度及びライン幅、反転かぶり等の現象が立ち上がりに生じる。反転かぶり等の現象は絶対水分量が大きい環境で装置を長時間使用しなかった後で動作させた場合において、著しく悪化を生じる。

そこで、図に示したかぶり（％）の値は、カートリッジ公称寿命付近の半日放置のデータを用いている。

また、絶対水分量が大きい環境では、トナーの帯電電荷量が小さいため絶対水分量が小さい環境よりも地かぶりが小さくなり、反転期かぶりが大きくなっている。

次に、現像ブレードの先端位置によるかぶりの変化について説明する。

距離ｄを大きくすると、現像ローラ上のトナーのコート量が大きくなるため帯電量が低下する。その結果、反転かぶりは距離ｄが小さいときよりも増加する。

一方、トナーの帯電量が低下することで、地かぶりが低下している。

そのため、先端位置と絶対水分量によってかぶりに最適なバックコントラストが異なっている。

そこで本実施例３においては、現像ブレード先端位置（距離ｄ）と絶対水分量に応じてバックコントラストを表４の値に変更する。

次に本実施例の動作を説明する。

画像形成装置は、本体の電源をオン、もしくはドアオープン後に本体制御部がカートリッジメモリ内に記憶された現像ブレード先端位置（距離ｄ）を読み取る。

プリント命令を受信したとき、本体制御部１５は、環境センサに環境検知を行わせる。環境検知手段から得られた絶対水分量と距離ｄから画像形成時のバックコントラストを決定する。濃度制御を行ってからプリント枚数が所定の枚数になっている場合、あるいは、検知結果の環境領域が、前回濃度検知を行った環境領域と異なり、かつ前回の濃度検知を行ったときの絶対水分量からの水分量の変化量が２．５ｇ／ｋｇ−ｄｒｙ ａｉｒ以上の場合、濃度検知を行う。

ここで濃度制御について説明する。

濃度制御は、本体の電源をオンしたときや、カートリッジ交換時、画像形成装置近傍の環境が変化したときや、濃度制御を行ってからプリント枚数が所定の枚数になったときに行う。電子写真方式の画像形成装置は、使用するカートリッジの現像ブレード先端位置（距離ｄ）の個体差や、環境の変化、プリント枚数等の諸条件によって、階調性が大きく変動する。

次に、中間調制御について説明する。まず、パターン発生回路により濃度検知パッチ用の画像信号を発生し、この信号に従って感光ドラム上に濃度検知パッチを作成する。本実施例では、画像信号は８ビットなので００Ｈ〜ＦＦＨ（Ｈは１６進表示を意味する）の２５６レベルの画像信号を発生可能である。しかし、実際の中間調制御においては００Ｈ、１０Ｈ、…等といった１０レベル程度の画像信号を発生してパッチの潜像を形成する。その後この潜像はＢＫ上トナーで現像され、さらに転写部材５ｄ上に転写され濃度センサ（図示略）でそれらの濃度の測定を行う。

図１０は、中間調制御の前後における、濃度を指定する画像信号と、それに基づいて実際に転写ドラム上に作成されたパッチの濃度との関係を示すものである。

図１０にて明らかなように、画像信号と実際の濃度とは直線関係になっていない。そこで、直線関係が得られるように、入力されてくる画像信号とレーザ出力信号の対応を調整するためのＬＵＴを作成するいわゆるγ補正を行う。

以上のような中間調制御を他のＹ、Ｍ、Ｃトナーに対しても行い、入力された画像信号と、得られる画像濃度が直線関係になるようなＬＵＴを各色に対して作成する。

濃度検知を行う条件として、絶対水分量の変化量も規定したの、画像形成装置の置かれた環境が環境領域の境界付近である場合に、頻繁に濃度検知が行われるのを回避するためである。

環境領域としては、表４に記載に表と同じ絶対水分量が０〜５（ｇ／ｋｇ−ｄｒｙ ａｉｒ）、５〜２０（ｇ／ｋｇ−ｄｒｙ ａｉｒ）、２０（ｇ／ｋｇ−ｄｒｙ ａｉｒ）以上の３つの領域に分けている。

濃度制御が終了すると、１ページ目のコード情報の画像展開が開始される。１ページ目のコード情報の受信が終わると、帯電ローラにバイアスが印可され感光ドラムが駆動される。

また、画像形成装置は不図示のクラッチ機構により、感光ドラム１ａと現像ローラ１１ａは離間された状態で装着されている。これは、プロセスカートリッジＣが画像形成装置内で感光ドラム１ａとの当接により現像ローラ１１ａが歪むのを回避するためである。

離間された状態で現像バイアスが印可され、現像ローラ１１ａを回転駆動させる。

画像形成装置のクラッチ機構（不図示）により現像ローラ１１ａと感光ドラム１ａは当接される。

この後に感光ドラム１ａ上の画像と転写材Ｐとの同期がとれるタイミングで、給紙ローラを駆動して転写材Ｐをレジストローラの位置まで搬送する動作（給紙ピックアップ動作）が行なわれる。１ページ目の画像展開が終了しても、前回転が終了していなければ、画像データの読み出しは行なわれないで待機しており、前回転が終わるタイミングで画像データの読み出し、即ち露光が始まる。

露光装置３ａ〜３ｄから画像情報に応じた光ビームが照射される事で静電潜像が形成される。つまり、光ビームの照射部分の帯電電位は−１００Ｖ程度となり、光ビームを照射されない部分と照射部分とにおいて電位差を生じることにより静電潜像は形成される。次いで、感光ドラム１ａに形成された静電潜像は現像装置１１ａとの接触部へと向かう。

現像ローラ１１ａに供給されたトナーは、現像ローラ１１ａの回転に伴い現像ブレード５を通過する際に薄膜層状態にトナー層厚が規制されながら、感光体１ａとの接触部へ向けて搬送される。この場合、トナーは現像ローラ１１ａと現像ブレード５との接触により負極に摩擦帯電されるので、トナーの帯電量はさらに増加する。次いで、感光ドラム１ａと現像ローラ１１ａとの接触部において、感光ドラム１ａの表面に形成された静電潜像と現像ローラ１１ａとのバイアス電位差によりトナーが現像ローラ１１ａから電位の低い静電潜像上に吸引され、静電潜像は現像され顕像化される。

その後、転写部材５ａにおいて、顕像化された感光ドラム１ａ表面のトナー像が電位差により吸引され、そのトナー像が転写紙Ｐに転写される。また、クリーニング装置６ａにおいては、転写過程後の感光ドラム１ａに残留するトナーが掻き落されてクリーニングされる。

第２、３、４ステーションとも同様の画像形成プロセスを行い、第４ステーション画像形成動作が終了したら後回転を行いジョブを終了する。

転写後、転写紙Ｐに付着する未定着トナーが、通紙経路の下流側に配置される不図示の定着装置において、その加熱・加圧作用により定着される。これにより、転写紙Ｐに画像が形成される。

連続通紙の最後の画像形成作業が終了した後、後回転に入ってから帯電器、現像バイアスなどが順次オフされ、その後、像担持体の駆動をオフして一連の動作が完了する。

本実施例では、現像剤規制部材（現像ブレード）の接触条件として先端位置情報を用いているが、かぶりのバックコントラスト依存性が、現像ブレードの当接圧、あるいは現像ブレードの当接圧及び現像ブレード先端位置の両方に依存する場合は、それらの値を現像剤規制部材（現像ブレード）の接触条件としてもかまわない。

また、本実施例では、現像ブレードが現像ローラ２の外周面に面接触されるように設けられているが、先端位置で現像ローラと当接している構成でもかまわない。

また、本実施例では、バックコントラストの値は、現像ブレード先端位置と環境に応じて変更したが、画像形成装置本体の待機時間でかぶりが大きく変化する場合、現像ブレード先端位置、環境及び、待機時間でバックコントラストの値を変更してもかまわない。

また、本実施例は、現像ブレードの先端位置として距離ｄを記憶したが、現像ローラの中心としたｘｙ座標でもかまわない。

少なくとも、現像剤担持体とこの現像剤担持体と接触する現像剤規制部材を有する現像手段と、現像剤規制部材の接触条件が記憶されたメモリ媒体とを有するプロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置であって、１）画像形成装置に装着されたプロセスカートリッジが新品（未使用）か使用品かを判断する判断手段を有し、画像形成装置に装着されたプロセスカートリッジは新品（未使用）であると判断した場合、現像剤規制部材の規制情報に応じて、前記現像剤担持体の駆動制御を変更することを特徴とする画像形成装置のカートリッジ使用初期において、トナー層形成ブレードの現像ローラへの圧接による変形によって引き起こされる画像不良を容易に防止することが可能である。２）トナー層形成ブレードの現像ローラへの圧接による変形によって引き起こされる画像濃度ムラ等の不良画像のない高品位の画像が得られ、かつ長期間の使用におけるトナー劣化を軽減する効果がある。３）また、画像形成装置の置かれている環境条件を検知する環境検知手段を有し、現像剤規制部材の接触条件と前記環境検知手段の検知結果に応じて設定画像形成条件を変更することで、現像ブレードの位置のばらつきに起因するかぶりの悪化を軽減する効果がある。

実施例１及び２のプロセスカートリッジの断面図 実施例１及び２の画像形成装置及びプロセスカートリッジの断面図 現像ローラと現像ブレードのニップ近傍の模式図 現像ローラが歪んだ状態における楔部分（歪み部）の模式図 実施例１及び２の本体制御部及びメモリのブロック図 実施例３のプロセスカートリッジの模式的断面図 実施例３の画像形成装置及びプロセスカートリッジの模式的断面図 現像ローラのトナー取り込みの模式図 実施例３の本体制御部及びメモリのブロック図である。 中間調制御前後での階調曲線 距離ｄが０．１５ｍｍにおけるかぶりのバックコントラスト依存性のグラフ 距離ｄが０．４５ｍｍにおけるかぶりのバックコントラスト依存性のグラフ

符号の説明

１ 感光ドラム（像坦持体）
２ 現像ローラ（現像剤担持体）
３ 攪拌手段
４ 現像装置（現像手段）
５ 現像ブレード（現像剤規制部材）
６ トナー供給ローラ
７ 帯電ローラ
８ 金属シャフト
９ 転写ローラ
１０ 定着器
１１ レーザビームスキャナ
１２ メモリ（メモリ媒体）
１３ カートリッジ側伝達部
１５ 本体制御部
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 感光ドラム（感光体）
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 帯電手段（帯電ローラ）
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 露光装置
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 現像装置
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 転写部材（転写ブレード）
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ クリーニング装置（クリーニングブレード）
７０ 駆動ローラ
８０ 転写ベルト（転写材搬送手段）
９０ 従動ローラ
１００ 吸着ローラ
１１ａ 現像ローラ（現像剤担持体）
１２ａ 攪拌手段
１３ａ トナー供給ローラ
１４ａ 現像ブレード
１６ メモリ（メモリ媒体）
１７ 伝達部
Ｃ プロセスカートリッジ
Ｐ 記録媒体（転写材）
Ｔ トナー

Claims (13)

1. 少なくとも、現像剤担持体とこの現像剤担持体と接触する現像剤規制部材を有する現像手段と、現像剤規制部材の接触条件が記憶されたメモリ媒体とを有するプロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置であって、画像形成装置に装着されたプロセスカートリッジが未使用か否かを判断する判断手段を有し、画像形成装置に装着された前記プロセスカートリッジが未使用状態であると判断した場合、現像剤規制部材の規制情報に応じて、前記現像剤担持体の駆動制御を変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 少なくとも、現像剤担持体とこの現像剤担持体と接触する現像剤規制部材を有する現像手段と、現像剤規制部材の接触条件が記憶されたメモリ媒体とを有するプロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置であって、画像形成終了後からの経過時間を計測する計時手段を有し、現像剤規制部材の接触条件と画像形成終了後からの経過時間に応じて、画像形成前における前記現像剤担持体の準備駆動時間を変更することを特徴とする画像形成装置。
3. 少なくとも、現像剤担持体とこの現像剤担持体と接触する現像剤規制部材を有する現像手段と、現像剤規制部材の接触条件が記憶されたメモリ媒体とを有するプロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置であって、前記画像形成装置の置かれている環境条件を検知する環境検知手段を有し、現像剤規制部材の接触条件と前記環境検知手段の検知結果に応じて設定画像形成条件を変更することを特徴とする画像形成装置。
4. 少なくとも、現像剤担持体とこの現像剤担持体と接触する現像剤規制部材を有する現像手段と、現像剤規制部材の接触条件が記憶されたメモリ媒体とを有するプロセスカートリッジを着脱可能な画像形成装置であって、画像形成終了後からの経過時間を計測する計時手段と、前記画像形成装置の置かれている環境条件を検知する環境検知手段とを有し、前記経過時間、現像剤規制部材の接触条件及び前記環境検知手段のそれぞれの検知結果に応じて設定画像形成条件を変更することを特徴とする画像形成装置。
5. 前記現像剤規制部材の接触条件は、現像剤規制部材の先端位置情報、及び現像剤規制部材の現像剤担持体に対する当接圧のうちの少なくともいずれか１つであることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の画像形成装置。
6. 前記現像剤担持体の駆動制御は、現像剤担持体の駆動時間を対象とすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
7. 前記現像剤担持体の駆動制御は、現像剤担持体の駆動開始時間から初期化処理シーケンスの終了までの時間の変更、調節であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
8. 前記環境検知手段は、温度、相対湿度及び絶対湿度のうちの少なくともいずれか１つを検知することを特徴とする請求項３または４記載の画像形成装置。
9. 前記設定画像形成条件は、前記像担持体の帯電バイアス電位、前記現像手段の現像バイアス電位のうちの少なくともいずれか１つであることを特徴とする請求項３または４記載の画像形成装置。
10. 少なくとも、現像剤担持体と、この現像剤担持体と接触する現像剤規制部材を有する現像手段と、現像剤規制部材の接触条件を記憶したメモリ媒体とを有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
11. 前記現像剤規制部材の接触条件は、現像剤規制部材の先端位置情報、及び現像剤規制部材の現像剤担持体に対する当接圧のうちの少なくともいずれか１つであることを特徴とする請求項１０記載のプロセスカートリッジ。
12. 少なくとも、現像剤担持体と、この現像剤担持体と接触する現像剤規制部材を備えた現像手段を有するプロセスカートリッジに設置され、現像剤規制部材の接触条件が記憶されていることを特徴とするプロセスカートリッジ用メモリ媒体。
13. 前記現像剤規制部材の接触条件は、現像剤規制部材の先端位置情報、及び現像剤規制部材の現像剤担持体に対する当接圧のうちの少なくともいずれか１つであることを特徴とする請求項１２記載のプロセスカートリッジ用メモリ媒体。

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