JP2006317641A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤規制部材と現像剤担持体に流れる電流を検知することによって、現像装置の異常を検知し、直ちにその画像形成装置にの使用を停止させ、現像装置の異常発生を画像形成装置上に表示させることで、ユーザに現像装置の交換を的確に促し、異常発生現像装置の使用に伴った不良画像の発生を回避し、長期に亙り良好な画像を形成することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像剤規制部材４４と現像剤担持体４２との間の電流を検知する電流量検知手段２０１を備え、電流量検知手段２０１によって検知された電流値に応じて現像装置４の異常を判断する判断手段２００を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば電子写真方式、静電記録方式などを用いて像担持体上に形成した静電潜像を、現像装置を用いて可視化して顕画像とする画像形成装置に関するものである。

ここで、画像形成装置としては、例えば複写機、プリンタ（例えば、ＬＥＤプリンタ、レーザービームプリンタ等）、ファクシミリ装置、及び、ワードプロセッサ等が含まれる。

図１１に、従来の電子写真方式の画像形成装置の一例を示す。本例の画像形成装置において、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」という。）１は、帯電手段としての帯電ローラ２に帯電バイアス印加電源２１から帯電バイアスを印加することによって、表面が所定の極性、所定の電位に均一に帯電される。その後、感光ドラム１は、レーザ発振器３１、ミラー３２等を有する露光手段３によってレーザ光が照射され、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像容器４１、現像剤担持体４２、マグネットローラ４３、現像剤規制部材４４、トナー吹き出し防止シート４５、現像バイアス印加電源４６等を有する現像手段としての現像装置４によって現像される。

ところで、現像方法の一つとして、現像剤担持体４２を感光ドラム１に非接触に保持しながら、感光ドラム１上の静電潜像の現像を行う現像方法として、ジャンピング現像法が知られている。この現像方法は、現像容器４１内に収容された現像剤ｔを、内側にマグネットローラ４３を有する現像剤担持体４２表面に担持し、現像剤担持体４２を矢印Ｒ４方向に回転させることにより、感光ドラム表面に対向する現像位置Ａに搬送する。その搬送途上で現像剤ｔは、現像剤担持体４２に当接された現像剤規制部材４４により規制されて、現像剤担持体表面に薄層状に塗布される。

この現像剤規制部材４４は、金属ブレード上に絶縁層がコートされた２層構造となっており、現像剤規制部材バイアス印加手段、即ち、バイアス電源４７から現像剤規制部材４４にバイアスが印加されている。

現像位置Ａにおいて現像剤担持体４２と感光ドラム１とは、５０〜５００μｍの間隙を有しており、現像バイアス印加電源４６によって、現像剤担持体４２に、直流と交流とが重畳された現像バイアスを印加する。これにより、現像剤担持体表面の現像剤ｔは、感光ドラム表面に飛翔して静電潜像に付着し、この静電潜像を現像剤像（即ち、トナー像）として可視化（現像）する。なお、この現像バイアスは、紙間などの非印字領域にも同様に印加されている。

感光ドラム１上のトナー像は、給紙カセット７１、搬送ローラ７２等を有する搬送手段７によって搬送されてきた紙等の転写材Ｓに、転写ローラ（転写手段）５によって転写される。トナー像転写後の転写材Ｓは、定着手段としての定着装置８によって転写材表面に定着される。一方、トナー像転写時に転写材Ｓに転写されないで感光ドラム１表面に残ったトナー、即ち、転写残トナーは、感光ドラム表面にクリーニング手段６のクリーニングブレード６１を摺擦させることによって除去される。

以上の一連の画像形成プロセス、即ち、帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニングによって画像形成が終了し、ユーザは所望の画像を得ることができる。

従来、現像剤規制部材４４にバイアスを印加させる画像形成装置として、特許文献１及び特許文献２などに記載されているように、現像剤ｔとしては磁性一成分現像剤を用い、定常的、或いは、断続的に、現像剤規制部材４４にＡＣバイアスを印加させ、現像剤担持体上の現像剤量の規制を行い、かぶりや濃度ムラ、トナー飛散などに効果をあげている例がある。

特許文献３に記載されているように、現像剤として非磁性一成分現像剤を使用した非磁性一成分接触現像方式においては、現像剤規制部材にＤＣバイアスを印加し、現像剤担持体との間に電位差を設けることにより、ブレード融着等に起因した画像不良問題を解決する手段として実用化されている。
特開平５−３５０６３号公報 特開平７−１８１８０６号公報 特開２００２−３６５８５８号公報

しかしながら、図１１を参照して説明した現像装置を用いた従来の画像形成装置は、以下のような問題があった。

従来の画像形成装置において使用される現像装置の耐久劣化に起因して、現像剤規制部材４４上にコートされた絶縁性の保護層が剥がれてしまう場合があった。

その結果、現像剤規制部材４４上に金属面が剥き出しとなり、現像剤規制部材４４に印加されているバイアスが、その剥き出しとなった金属面からリークしてしまい、放電が発生する場合があった。この放電の発生により、現像バイアスが乱されてしまい、正規の現像バイアスが得られず、画像不良が発生することが多かった。

また、現像方式として像担持体と現像剤担持体とを接触させて、所望の画像形成動作を行なう接触現像方式における現像装置においては、現像剤規制部材上にコートされた絶縁性の保護層が剥がれてしまった箇所から、現像装置外部へと現像剤が漏れ出し、画像不良を発生させることがあった。

このような現像装置内の現像に寄与する部材は、現像装置内で使用されているうちに必ず劣化していく。この劣化度合いを明確に定義することは出来ないが、部材の劣化度合いは、一般に機械的摺擦によってもたらされる部材の磨耗や変形といった現象にてみることが多い。

特に、近年、画像形成装置のプリントスピードの高速化、さらには現像装置自体の長寿命化に対する要求の高まりにより、現像装置内の各部材への負荷が大きくなっており、この負荷の増大による現像主要部材の劣化に起因した画像不良は大きな問題となっている。

そこで、本発明の目的は、現像剤規制部材と現像剤担持体に流れる電流を検知することによって、現像装置の異常を適切に判断する画像形成装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、ユーザに現像装置の交換を的確に促すことができる画像形成装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、異常発生現像装置の使用に伴った不良画像の発生を回避し、長期に亙り良好な画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することにある。

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、
静電潜像が形成される像担持体と、
現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、を備えた現像装置と、
前記現像剤規制部材に現像剤規制部材バイアスを印加する現像剤規制部材バイアス印加手段と、
を有する画像形成装置において、
前記現像剤規制部材と前記現像剤担持体との間の電流を検知する電流量検知手段を備え、前記電流量検知手段によって検知された電流値に応じて前記現像装置の異常を判断する判断手段を有することを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、現像装置の異常を適切に判断することができる。また、ユーザに現像装置の交換を的確に促すことができる。さらに、異常発生現像装置の使用に伴った不良画像の発生を回避させることが可能となり、長期に亙り良好な画像を形成することができる。

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
図１に、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す。本実施例にて、画像形成装置は、電子写真方式のレーザビームプリンタとされる。

本実施例にて、画像形成装置、即ち、レーザビームプリンタ１００は、画像形成装置本体１００Ａの内側に、像担持体としてドラム型の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１を備えている。感光ドラム１は、矢印Ｒ１方向に回転自在に支持されており、感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、帯電ローラ（帯電手段）２、露光装置（露光手段）３、現像装置（現像手段）４、転写ローラ（転写手段）５、クリーニング装置（クリーニング手段）６が配設されている。

また、画像形成装置本体１００Ａの下部には、給紙カセット７１、搬送ローラ７２等を有する転写材Ｓの紙搬送手段７が配設されている。また、転写材Ｓの搬送方向における感光ドラム１の下流側には、定着装置（定着手段）８が配設されている。

なお、本実施例の画像形成装置１００においては、感光ドラム１、帯電ローラ２、現像装置４、クリーニング装置６をカートリッジ容器に一体的に組み込んで、画像形成装置本体１００Ａに対して着脱自在なプロセスカートリッジＰＣを構成している。

感光ドラム１は、アルミニウム製のドラム型導電性基体の表面に光導電性の感光層を積層して構成したものであり、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に回転駆動される。

上述の感光ドラム１は、その表面が帯電ローラ２によって帯電される。帯電ローラ２は、芯金２ａと、その外周面をローラ状に被覆する中抵抗弾性ゴム層２ｂとによって構成されている。帯電ローラ２の芯金２ａの両端は、軸受けで回転可能に、かつ、帯電ローラ２が常時感光ドラム１に当接するように支持されている。帯電ローラ２は、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って矢印Ｒ２方向に従動回転する。

また、帯電ローラ２の芯金２ａには、帯電バイアス印加電源２１から、ＤＣバイアスとＡＣバイアスとが重畳された帯電バイアスが印加される。これにより、感光ドラム表面は、所定の極性の、本実施例では負極性の、所定の電位に均一に帯電される。

帯電後の感光ドラム表面には、露光装置３によって静電潜像が形成される。本実施例にて露光装置３は、レーザービームスキャナ装置とされ、ビデオコントローラ（不図示）から送られる画像情報の時系列電気デジタル画像信号に対応したレーザ光Ｌがレーザスキャナ３１により出力される。レーザ光Ｌは、画像形成装置本体１００Ａに設置されているミラー３２を介して、感光ドラム表面に照射され、照射部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。

感光ドラム表面の静電潜像は、現像装置４によって現像される。現像装置４は、図１１を参照して説明した従来の現像装置と同様の構成とされる。つまり、現像装置４は、現像剤ｔを収納した現像容器４１と、現像剤ｔを担持し、現像位置Ａへと搬送する現像剤担持体としての現像スリーブ４２と、磁界発生手段としてのマグネットローラ４３と、現像剤規制部材としてのドクターブレード４４と、トナー吹き出し防止シート４５とを有している。

本実施例にて、現像装置４は、非接触現像方式を採用しており、現像スリーブ４２は、アルミニウム、ステンレス鋼等の円筒状の素管上にカーボンを分散させた塗料をコートして構成したものであり、非磁性である。現像スリーブ４２は、上述の塗料のコートによって表面が適度な粗さを有しており、この表面粗さによってトナー搬送を円滑に行うことができる。現像スリーブ４２は、軸受け（不図示）によって回転自在に支持されており、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転がギヤ（不図示）を介して矢印Ｒ４方向に伝達される。現像スリーブ４２は、現像位置Ａにて感光ドラム１に対して所定の現像間隔をもって対向配置されており、その矢印Ｒ４方向の回転によって、表面に担持した現像剤ｔを感光ドラム表面に対向する現像位置Ａに搬送する。

本実施例にて、現像スリーブ表面の現像剤ｔの層厚規制を行う現像剤規制部材４４は、金属ブレードにウレタン系のゴム層がコートされた２層構造であり、摩擦帯電により現像剤ｔに適正なトリボを与えている。

この現像剤規制部材４４には、現像剤規制部材バイアス印加手段、即ち、バイアス電源４７から、ＡＣバイアスが印加されている。このときの現像剤規制部材４４にバイアスを印加するタイミングを示すタイミングチャートを図２に示す。

図２のタイミングチャートから分かるように、本実施例では、ＡＣバイアス印加は現像バイアスと同期して印加している。なお、本実施例における印加ＡＣバイアスは、現像バイアスのＤＣ電圧を中心とし、周波数１．５ＫＨｚ、ピークからピークまでが３００Ｖ（以下、「３００Ｖｐｐ」と記す。）のＳｉｎ波となっている。なお、現像スリーブ４２に印加する現像バイアスとしては、現像剤規制部材４４に印加するバイアスと同じ波形で同じ周波数だが、ピーク間電圧は２０００Ｖｐｐとなっている。従って、現像スリーブ４２と現像剤規制部材４４との間でＡＣバイアスが印加されていることになる。

また、本実施例における現像剤ｔは、磁性一成分現像剤、即ち、磁性一成分ネガトナーを使用している。従って、本実施例では、現像剤を単に「トナー」という。

現像剤担持体４２の内部には、図１に示すように、磁界発生手段としてのマグネットローラ４３が固定配設されている。マグネットローラ４３は４つの磁極Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２を持っており、これら４つの磁極のうち、感光ドラム１に対向してＳ１極が配置されている。Ｓ１極は、トナーｔが感光ドラム上に飛翔して静電潜像を現像するときに、かぶりの要因となるトナーを現像剤担持体４２上に付着させておくために必要である。

Ｓ１極の反対側に配置されているのがＳ２極であり、現像容器４１内のトナーｔを現像剤担持体４２に吸着させ、現像剤担持体４２の回転に伴いその近傍でトナーｔを循環させる機能を有している。この循環は、トナーｔのトリボ付与に寄与する。Ｎ１極、Ｎ２極はともに現像剤担持体４２上にコートされているトナーｔの搬送及びトリボ付与に寄与する。本実施例では、４極構成のマグネットローラ４３を用いたが、上述の機能を発揮できれば、４極に限ることはない。

現像剤担持体４２の下部にあたる現像容器４１の内側にはトナー吹き出し防止シート４５が設けられており、現像剤担持体４２の下部からのトナー漏れを防いでいる。

現像剤担持体４２には、現像バイアス印加手段、即ち、バイアス電源４６によって現像バイアスが印加されており、これにより、現像剤担持体４２上のトナーｔが感光ドラム表面に飛翔して、静電潜像をトナー像として反転現像する。

なお、プロセスカートリッジＰＣの寿命は、本実施例では、転写材Ｓの１枚当たりの平均ドット比（転写材Ｓの表面積に対するトナー像の面積）を２％としたときに２００００枚となるように設定されている。

感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写ローラ５によって転写材Ｓ上に転写される。転写ローラ５は、感光ドラム表面に接触配置されて転写ニップ部Ｎを構成しており、給紙カセット７１に収納されていた転写材Ｓは、搬送ローラ７２等によって転写ニップ部Ｎに供給され、この転写ニップ部Ｎによって挟持搬送される。このとき、転写バイアス印加電源（不図示）によって転写ローラ５に転写バイアスが印加され、これにより、感光ドラム表面のトナー像は、転写材Ｓ表面に転写される。トナー像転写後の転写材Ｓは、感光ドラム表面から分離されて定着装置８に搬送され、ここでその表面にトナー像が定着される。

本実施例にて、定着装置８は加熱加圧式の定着装置とされ、表面に未定着トナー像を担持した転写材Ｓを、定着フィルム８ａと加圧ローラ８ｅとの間の定着ニップ部にて挟持搬送しつつ、加熱手段８ｂによって加熱することにより、表面にトナー像を定着させる。トナー像定着後の転写材Ｓは、画像形成装置本体１００Ａから排出される。

一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、転写材Ｓに転写されないで表面に残ったトナー（転写残りトナー）が、クリーニング装置６のクリーニングブレード６ａによって除去され、次の画像形成プロセスに供される。

次に、本実施例において、現像剤規制部材４４と現像剤担持体４２の間の電流を検知する電流量検知し、この検知結果に基づき現像装置の異常を判断し、画像形成装置の作動を制御する制御手段（現像装置異常判断手段）２００について説明する。

本実施例にて、制御手段２００は、現像剤規制部材４４と現像剤担持体４２の間に流れる電流値を測定する電流量検知手段としての電流計２０１を有する。本実施例では測定される電流値はＡＣ電流である。この電流計２０１にて測定された実際の電流量は、電流量比較手段２０２により、予め設定された電流値と比較される。この電流量比較手段２０２により設定値以上の過剰電流が検知され、現像装置に異常が発生したと判断された場合には、現像装置使用停止手段２０３により、画像形成動作を停止させ、即座に現像装置の交換指令を出し、その現像装置の使用を停止させる。現像装置の交換指令は、画像形成装置の表示部に表示させれば良い。

ここで、本実施例における現像装置の異常、即ち、現像剤規制部材４４の異常が発生し、それに起因して「画像不良が発生する」と判断する基準となる電流量を規定するために、予備検討を行なった。本検討に用いた現像装置４Ａの概略構成を図３に示す。図１を参照して説明した現像装置と同様の構成とされる。

先ず、現像剤規制部材４４としての金属ブレード（りん青銅ブレード：厚さ０．１ｍｍ）上に絶縁層（ウレタン系樹脂：厚さ５０μｍ）がコートされたブレード（以下「２層ブレード」という。）４４Ａと、耐久劣化により、金属面が剥き出しになってしまった場合を想定した現像剤規制部材４４に使用したと同じ金属ブレード（りん青銅ブレード：厚さ０．１ｍｍ）４４Ｂと、を用意した。

本実施例における画像形成装置１００はＡ４サイズの画像形成装置であるため、ブレード４４Ａ、４４Ｂの長手寸法は２２０ｍｍのものを使用した。

現像剤担持体４２として、アルミニウム素管に導電層をコートしたものを使用し、ブレード４４Ａ、４４Ｂと、現像剤担持体４２の間に流れる電流量について、各々のブレード４４Ａ、４４Ｂを用いて測定を行った。

ブレード４４Ａ、４４Ｂには、バイアス電源４７からＤＣバイアスが重畳されたＡＣバイアスを印加した。そして、電流計２０１にて、ブレード４４Ａ、４４Ｂと現像剤担持体４２との間に流れる電流量を測定した。

ここで、本検討における現像装置４Ａにて、現像剤担持体４２の表面抵抗は１０^３Ωのものを使用し、２３℃、２０％の環境下で測定を行なった。このときのブレード４４Ａ、４４Ｂに流れる電流をグラフ化したものものが図４である。縦軸が電流値、横軸がＡＣバイアスの印加Ｖｐｐとなっている。

本検討ではＡＣバイアスとして３００Ｖｐｐを印加しており、このとき２層ブレード４４Ａの電流値は０．５ｍＡ、金属ブレード４４Ｂの電流値は１２ｍＡであった。

また、本実施例の画像形成装置において、電流計２０１によって検知される電流値が２ｍＡを越えると、現像バイアスの乱れを起因とした濃度ムラ等の画像不良が発生することが確認された。

このように、通常画像形成時と異常画像発生時とでは現像剤規制部材４４に流れる電流量に大きな差が生じることが確認できた。

そこで、本発明者は本実施例において、画像形成シーケンスを図５に示すフローチャートに従い、現像剤規制部材４４の異常が発生したと判断する基準となる電流量を２ｍＡ（上限値）に設定した。

図５にて、電流計２０１により現像剤規制部材４４と現像剤担持体４２との間に流れる電流量を常時モニターし、測定する（Ｓ１）。電流量比較手段２０２により、電流計２０１で測定する電流値が２ｍＡ（上限値）以上であるか否かを検知する。電流値が２ｍＡ未満の場合には、現像装置は正常と判断し、現像装置の使用を継続し（Ｓ３）、ステップ１（Ｓ１）に戻る。

ステップ２（Ｓ２）にて、電流計２０１で測定する電流値が２ｍＡを超えると、現像装置内の現像剤担持体４２若しくは現像剤規制部材４４に異常が発生したと判断し、現像装置使用停止手段２０３により、速やかに画像形成装置の使用を停止させ、画像形成装置の表示部に現像装置交換の指示を出す（Ｓ４）。

このような手段を講ずることによって、万が一、現像装置に異常が発生した場合において、速やかにその現像装置の使用を停止し、ユーザに交換を促すことにより、異常発生現像装置における画像不良を防ぐことが可能となった。

なお、本発明は、上記実施例における現像剤規制部材バイアスとしてＤＣバイアスを重畳したＡＣバイアスを採用したが、本発明はこれに限定されるものでなく、ＤＣバイアスのみを現像剤規制部材４４に印加することも可能である。

本実施例にて、現像装置４は、感光ドラム１と一体的に構成され、画像形成装置本体１００Ａに対して着脱自在とされているプロセスカートリッジＰＣに設ける、として説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、現像装置４が、画像形成装置本体１００Ａに対し着脱自在の現像カートリッジとされた画像形成装置においても、上記説明したと同様の構成とすることにより、同様の作用効果を達成することができる。

また、本実施例では単色のトナーを用いた画像形成装置について説明したが、本発明の原理は、後述の実施例３で説明するようなフルカラー画像形成装置に係る現像装置においても同様に適用することができる。

実施例２
図６に本発明に係る画像形成装置の他の実施例の概略構成を示す。

本実施例の画像形成装置は、実施例１と同様にレーザービームプリンタであり、同様の構成とされる。ただ、本実施例の画像形成装置は、現像剤として一成分現像剤、特に、非磁性一成分現像剤を用いる点で、実施例１と異なる。本実施例にて、以下、特に言及しない場合には、非磁性一成分現像剤を単に「トナー」と呼ぶ。

本実施例の画像形成装置１００は、像担持体としてのドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１を回転可能に備え、ローラ状とされる帯電手段２がこの感光ドラム１の表面を一様に帯電する。その後、感光ドラム１は、その表面を、レーザビーム露光系とされる露光装置３にて発光するレーザ光Ｌが露光することによって、画像情報に従う静電潜像が形成する。

感光ドラム１上の静電潜像は、感光ドラム１と現像装置４とが当接する現像領域（現像ニップ）Ａにて、供給される現像剤によって可視化されて、所謂、トナー像が感光ドラム１上に形成する。

感光ドラム１上のトナー像は、その後感光ドラム１と転写手段としての転写ローラ５との間に形成される転写電界の作用下に、カセット（不図示）から不図示の給紙ローラによって送り出され、搬送されてきた記録材Ｓ上に転写される。

次いで、記録材Ｓ上の未定着トナー像は、定着装置８にて熱及び圧力により永久定着される。又、転写終了後の感光ドラム１上に残留する転写残トナーなどは、ブレード状のクリーニング手段６１を有するクリーニング装置６によって除去され、感光ドラム１は繰り返し画像形成に供される。

以上の構成は、実施例１の画像形成装置と同様であるので、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、実施例１でなした説明を援用し、これ以上の詳しい説明は省略する。

次に、本実施例の画像形成装置に備えられる現像装置４について説明する。

現像装置４は、現像剤担持体としての現像ローラ４２を感光ドラム１に当接させ、トナーｔを感光ドラム１と「接触」させた状態で現像を行う。

又、本実施例にて用いられるトナーｔは、負帯電性の非磁性一成分現像剤である。

現像装置４は、感光ドラム１と対向する側の一部が開口しており、この開口部から一部露出するように現像剤担持体としての現像ローラ４２が矢印Ｒ４方向に回転可能に支持されている。現像ローラ４２は弾性体を含み所定の当接圧にて感光ドラム１に当接している。又、現像装置４の開口部には、現像ローラ４２の下部からのトナーの飛散を防止するために、吹き出し防止シート４５が設けられている。

現像領域Ａにおいて、現像に寄与せず現像ローラ４２上に残留したトナーは、再びシート４５を通過して、矢印Ｒ３方向に回転する供給ローラ４８によって、摺擦されることで現像ローラ４２上から剥ぎ取られて、現像装置４内に回収される。

現像装置４の開口部と反対側の奥部に現像剤攪拌及び搬送手段としての攪拌パドル４９が矢印Ｒ５方向に回転可能に設けられ、現像装置１０３内のトナーを攪拌すると共に現像ローラ４２と後述の供給ローラ４８との当接部近傍の領域へとトナーを搬送している。

現像剤供給及び回収手段としての供給ローラ４８は弾性体を含む弾性ローラであり、現像ローラ４２に当接して配置される。供給ローラ４８の矢印Ｒ３方向の回転に伴い、トナーは一度密な状態となることで均一化される。その後、互いにカウンター回転し、且つ、当接する現像ローラ４２と供給ローラ４８との摺擦に伴う摩擦帯電により、トナーに電荷が付与される。ここで、カウンター回転とは、対向面（摺擦面）が互いに逆方向に進行する回転をいう。

このようにして、電荷を付与されたトナーｔは、帯電電荷によって現像ローラ４２からの鏡映力を受けて現像ローラ４２上へと供給される。又、現像装置４には、現像ローラ４２に加圧するように現像剤規制部材としてのブレード４４が設けられており、現像ローラ４２上に供給されたトナーｔは、このブレード４４によって層厚を規制され、且つ、塗布されて現像ローラ４２上にトナーの薄層が形成する。更に、このときの現像ローラ４２及びブレード４４それぞれの表面との摩擦によって、トナーｔには現像に供するのに十分な電荷が付与される。

このブレード４４には、現像剤規制部材バイアス電源４０から、ＡＣバイアスが印加されている。このときのブレード４４にバイアスを印加するタイミングチャートを図２に示す。

本実施例では実施例１と同様に、ＡＣバイアス印加は現像バイアスと同期して印加しており、印加ＡＣバイアスは現像バイアスのＤＣ電圧を中心とし、周波数１．５ＫＨｚ、ピークからピークまでが６００Ｖ（以下、「６００Ｖｐｐ」と記す。）のＳｉｎ波となっている。現像バイアスは、ＡＣバイアスなしのＤＣ電圧である。従って、現像ローラ４２とブレード４４との間でＡＣバイアスが印加されていることになる。

その後、現像ローラ４２上のトナーの薄層は、現像ローラ４２の回転に伴って、感光ドラム１と現像ローラ４２とが当接する現像領域（現像ニップ）Ａへと搬送され、トナーは感光ドラム１に接触した状態で現像に供される。即ち、感光ドラム１と現像ローラ４２との間に現像電界が形成されるように、電源（図示せず）が接続されている。従って、この現像電界の作用により現像ローラ４２上のトナーは感光ドラム１上の静電潜像に転移し、感光ドラム１上には、トナー像が形成して静電潜像が可視化する。

又、現像ローラ４２上に塗布され、現像ニップＡへと担持搬送されたが、現像には寄与せず、現像ローラ４２上に更に担持されたままのトナーは、供給ローラ４８による摺擦で現像ローラ４２上から剥ぎ取られる。そして、その一部は新たに供給ローラ４８上に供給されたトナーと共に再び供給ローラ４８によって現像ローラ４２上へと供給され、残りは現像装置４へと戻される。

尚、本実施例では、供給ローラ４８は現像剤供給及び回収手段として２つの機能を兼ねているが、本発明はこれに限定されるものではなく、現像剤供給手段と現像剤回収手段とを別個に設けることも可能である。

なお、本実施例における画像形成装置のプロセススピードは１５０ｍｍ／ｓｅｃであり、これに対する、現像ローラ４２の周速は２２５ｍｍ／ｓｅｃである。

ここで、現像ローラ４２は、カーボンなどの導電剤を分散させたシリコーン、ウレタンなどの低硬度のゴム材或は発泡体、及びその組み合わせにより構成された半導電性弾性体ローラである。

又、供給ローラ４８には、絶縁性スポンジローラを用いた。又、現像剤規制部材としてのブレード４４は板バネ状の金属薄板に対し、現像ローラ当接側に絶縁薄層を形成したものである。現像剤規制部材４４の材料及び形状は、本実施例のブレード４４に限定されるものではなく、現像ローラ４２との当接状態が本実施例と同様に再現されるものであれば、別種の材料及び形状のものと代替可能である。

次に、本実施例における現像剤規制部材４４と現像剤担持体４２の間の電流を検知する電流量検知し、この検知結果に基づき現像装置の異常を判断し、画像形成装置の作動を制御する制御手段２００について説明する。

本実施例にて、制御手段２００は、実施例１の場合と同様に、現像剤規制部材４４と現像剤担持体４２の間に流れる電流値を測定する電流量検知手段としての電流計２０１を有する。本実施例では測定される電流値はＡＣ電流である。この電流計２０１にて測定された実際の電流量は、電流量比較手段２０２により、予め設定された電流値と比較される。この電流量比較手段２０２により設定値以上の過剰電流が検知され、現像装置に異常が発生したと判断された場合には、現像装置使用停止手段２０３により、画像形成動作を停止させ、即座に現像装置の交換指令を出し、その現像装置の使用を停止させる。

更に、本実施例によれば、過電流の検知により現像装置の使用の停止を記憶させるため、現像装置に記憶手段５０が設けられている。記憶手段５０は、不揮発性のメモリとされ、特に、メモリとしては、強誘電体不揮発メモリ、ＲＡＭ、書き換え可能のＲＯＭなどの電気的記憶手段、又は、磁気記録媒体、光磁気メモリなどの磁気的記憶手段が使用可能である。

さらに、本実施例における記憶手段としては、過電流検知時に焼ききれるヒューズの働きをする抵抗体等も使用可能である。

ここで、本実施例における現像装置の異常、即ち、現像剤規制部材４４の異常が発生し、それに起因して「画像不良が発生する」と判断する基準となる電流量を規定するために、予備検討を行なった。本検討に用いた現像装置４Ａの概略構成を図７に示す。図６を参照して説明した現像装置と同様の構成とされる。

先ず、現像剤規制部材４４としての金属ブレード（りん青銅：厚さ０．１２ｍｍ）上に絶縁層（ナイロン系樹脂：厚さ１００μｍ）がコートされたブレード（以下、「２層ブレード」という。）４４Ａと、耐久劣化により、金属面が剥き出しになってしまった場合を想定した金属ブレード４４Ｂと、を用意した。

本実施例における画像形成装置１００も実施例１と同様、Ａ４サイズの画像形成装置であるため、ブレードの長手寸法は２２０ｍｍのものを使用した。

現像剤担持体４２として、導電性の弾性ローラを使用し、ブレード４４Ａ、４４Ｂと現像ローラ４２の間に流れる電流量について、各々のブレード４４Ａ、４４Ｂを用いて測定を行った。

ブレード４４Ａ、４４Ｂには、バイアス電源４７からＤＣバイアスが重畳されたＡＣバイアスを印加した。そして、電流計２０１にて、ブレード４４Ａ、４４Ｂと現像ローラ４２との間に流れる電流量を測定した。

ここで、本検討における現像装置４Ａにて、弾性ローラの表面抵抗は１０^９Ωのものを使用し、２３℃、２０％の環境下で測定を行なった。このときのブレード４４Ａ、４４Ｂに流れる電流をグラフ化したものものが図８である。縦軸が電流値、横軸がＡＣバイアスの印加Ｖｐｐとなっている。

本検討ではＡＣバイアスとして６００Ｖｐｐを印加しており、このとき２層ブレード４４Ａの電流値は０．９ｍＡ、金属ブレード４４Ｂの電流値は１１ｍＡであった。

また、本発明に係る画像形成装置において、電流計２０１によって検知される電流値が３ｍＡを越えると、現像バイアスの乱れを起因とした濃度ムラ等の画像不良が発生することが確認された。

さらに、この異常画像のまま使用を継続すると、局部的な過電流により、現像ローラ４２のゴム部が変形し、トナー漏れなどを引き起こすことも確認された。

このように、通常画像形成時と異常画像発生時とでは現像剤規制部材４４に流れる電流量に大きな差が確認できた。

そこで、本発明者は本実施例において、シーケンスを図９に示すフローチャートに従い、ブレード４４の異常が発生したと判断する基準となる電流量を３ｍＡ（上限値）に設定した。

図９にて、電流計２０１により現像剤規制部材４４と現像剤担持体４２との間に流れる電流量を常時モニターし、測定する（Ｓ１）。電流量比較手段２０２により、電流計２０１で測定する電流値が３ｍＡ（上限値）以上であるか否かを検知する。電流値が３ｍＡ未満の場合には、現像装置は正常と判断し、現像装置の使用を継続し（Ｓ３）、ステップ１（Ｓ１）に戻る。

ステップ２（Ｓ２）にて、電流計２０１で測定する電流値が３ｍＡを超えると、現像装置内の現像剤担持体４２若しくは現像剤規制部材４４に異常が発生したと判断し、現像装置使用停止手段２０３により、速やかに画像形成装置の使用を停止させ、現像装置交換の指示を出す（Ｓ４）。

同時に、現像装置４に取り付けてある、記憶手段としてのメモリ５０に、過電流が流れたという情報を記憶させる（Ｓ５）。一度記憶を記録された現像装置は使用禁止とする（Ｓ６）。

このような手段を講ずることによって、万が一、現像装置に異常が発生した場合においてもその、現像装置の使用を停止し、ユーザへ交換を促すことにより、異常発生現像装置における画像不良を防ぐことが可能となった。

また、現像装置の使用の継続を禁止することで、漏れ出したトナーによる画像形成装置内汚染を防ぎ、画像形成装置内清掃といったユーザへの負担を無くすことが可能となり、現像装置を交換するだけで、再び鮮明で高画質な画像形成を行なうことが可能な画像形成装置の提供することが可能となった。

なお、本発明は上記実施例におけるブレードバイアスとしてＡＣバイアスを採用したが、本発明はこれに限定されるものでなく、ＤＣバイアスを現像剤規制部剤に印加することも可能である。

本実施例にて、現像装置４は、画像形成装置本体１００Ａに対し着脱自在の現像カートリッジとすることができる。また、現像装置４は、実施例１で説明したように、感光ドラム１と一体的に構成され、画像形成装置本体１００Ａに対して着脱自在とされているプロセスカートリッジＰＣに設けることもできる。いずれにおいても、上記説明したと同様の構成とすることにより、同様の作用効果を達成することができる。

また、本実施例では単色のトナーを用いた画像形成装置について説明したが、本発明の原理は、後述の実施例３で説明するようなフルカラー画像形成装置に係る現像装置においても同様に適用することができる。

実施例３
図１０に、本発明の他の実施例であるタンデム型中間転写方式のカラー画像形成装置の概略構成を示す。

本実施例にて、画像形成装置１００は、図１０に示すように、画像形成装置本体１００Ａ内に４つの画像形成部、即ち、画像形成ステーションＰ（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ）が画像送り方向に直列に並置されている。各画像形成ステーションＰ（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ）は、それぞれ像担持体であるドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）、帯電手段としての帯電ローラとされる帯電装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、露光手段としてのレーザービームスキャナユニットとされる露光装置３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、現像手段としての現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、クリーニング手段としてのクリーニングブレードなどを有したクリーニング装置６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）、及び１次転写手段としての転写ローラとされる１次転写装置５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）を備えている。

また、各画像形成ステーションＰ（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ）の感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）と１次転写装置７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）との間を通るように、ベルト状の中間転写体である中間転写ベルト２０が支持ローラ２１ａ、２１ｂ、２１
ｃにて巻回張設されて矢印方向に移動可能に配置されている。

画像形成装置本体１００Ａの上方部には、露光装置３を構成する光源装置（図示せず）及びポリゴンミラー３１が設置されている。

光源装置から発せられたレーザー光をポリゴンミラー３１を回転して走査し、その走査光の光束を複数の反射ミラー３２によって偏向し、ｆθレンズにより感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）の母線上に集光して露光することにより、感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）上に画像信号に応じた静電潜像が形成される。

現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）には、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの非磁性トナーと磁性キャリアが所定の混合比で混合された現像剤が所定量充填されており、感光ドラム１上の潜像を順次各色のトナーで現像してトナー像を形成し、中間転写ベルト２０上に１次転写される。

さらに、転写材カセット７１に収容された転写材Ｓが２次転写手段である２次転写装置としての２次転写ローラ２２へ搬送され、中間転写ベルト２０上に担持されたトナー像は転写材Ｓへ２次転写される。トナー像が転写された転写材Ｓは、定着装置８にて加熱及び加圧によりトナー像を定着した後、記録画像として装置外に排出される。

また、転写材Ｓへの２次転写位置から中間転写ベルト進行方向下流には中間転写ベルト１２表面に付着したかぶりトナーや２次転写残トナー等をクリーニングするために中間転写ベルトクリーニング装置２３が配置されている。

一方、感光ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）上に残留した１次転写残トナー等は、ファーブラシ、ブレード手段等の感光ドラムクリーニング装置６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）により清掃される。

上記構成のカラー画像形成装置においても、各現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）は、先の実施例１、２で説明した現像装置と同様の構成とされる。従って、先の実施例の説明を援用し、再度の説明は省略する。

また、本実施例においても、先の実施例１、２で説明した制御手段２００を有し、先の実施例１、２と同様に、現像剤規制部材４４と現像剤担持体４２の間の電流を検知する電流量検知し、この検知結果に基づき現像装置の異常を判断し、画像形成装置の作動を制御する。

つまり、本実施例においても、制御手段２００は、実施例１の場合と同様に、現像剤規制部材４４と現像剤担持体４２の間に流れる電流値を測定する電流量検知手段としての電流計２０１を有する。この電流計２０１にて測定された実際の電流量は、電流量比較手段２０２により、予め設定された電流値と比較される。この電流量比較手段２０２により設定値以上の過剰電流が検知され、現像装置に異常が発生したと判断された場合には、現像装置使用停止手段２０３により、画像形成動作を停止させ、即座に現像装置の交換指令を出し、その現像装置の使用を停止させる。

更に、過電流の検知により現像装置の使用の停止を記憶させるため、各現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）に対して先の実施例２で説明した現像装置と同様に、記憶手段５０（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ）を設けることができる。

斯かる構成の本実施例のカラー画像形成装置においても、各現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）に対して先の実施例１、２で説明したと同様の制御を行うことにより、同様の作用効果を達成し得る。

勿論、本実施例においても、現像装置４は、画像形成装置本体１００Ａに対し着脱自在の現像カートリッジとすることができる。また、現像装置４は、実施例１で説明したように、感光ドラム１と一体的に構成され、画像形成装置本体１００Ａに対して着脱自在とされているプロセスカートリッジＰＣに設けることもできる。いずれにおいても、上記説明したと同様の構成とすることにより、同様の作用効果を達成することができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成断面図である。 バイアス印加タイミングを説明するバイアス印加タイミングチャートである。 現像剤規制部材の異常を検討するための試験装置の模式構成図である。 現像剤規制部材と現像剤担持体との間に流れる電流量測定結果を示すグラフである。 本発明の一実施例に従った現像剤規制部材と現像剤担持体との間に流れる電流量検知のための電流検知フローチャートである。 本発明に係る画像形成装置の他の実施例の概略構成断面図である。 現像剤規制部材の異常を検討するための試験装置の模式構成図である。 現像剤規制部材と現像剤担持体との間に流れる電流量測定結果を示すグラフである。 本発明の他の実施例に従った現像剤規制部材と現像剤担持体との間に流れる電流量検知のための電流検知フローチャートである。 本発明に係る画像形成装置の他の実施例の概略構成断面図である。 従来の画像形成装置の概略構成断面図である。

符号の説明

１ 感光ドラム（像担持体）
２ 帯電手段
３ 露光手段
４ 現像手段
５ 転写手段
６ クリーニング手段
４２ 現像剤担持体
４４ 現像剤規制部材
４７ 現像剤規制部材バイアス印加手段
２００ 制御手段（現像装置異常判断手段）
２０１ 電流計（電流量検知手段）
２０２ 電流量比較手段
２０３ 現像装置使用停止手段

Claims (12)

1. 静電潜像が形成される像担持体と、
   現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、を備えた現像装置と、
   前記現像剤規制部材に現像剤規制部材バイアスを印加する現像剤規制部材バイアス印加手段と、
   を有する画像形成装置において、
   前記現像剤規制部材と前記現像剤担持体との間の電流を検知する電流量検知手段を備え、前記電流量検知手段によって検知された電流値に応じて前記現像装置の異常を判断する判断手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記電流量検知手段により検知された前記電流値が予め設定された電流値以上となったとき、画像形成装置を停止させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記電流量検知手段により検知された前記電流値が予め設定された電流値以上となったとき、その現像装置の異常を表示することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像剤規制部材が金属上に絶縁層を備えるブレードであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
5. 前記現像剤担持体が弾性ゴムローラであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
6. 前記現像剤規制部材バイアスがＡＣバイアス成分を含むことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
7. 前記現像装置が、画像形成装置本体に対し着脱自在とされているカートリッジであることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
8. 前記現像装置が、前記像担持体と一体的に構成され、画像形成装置本体に対し着脱自在とされているプロセスカートリッジに設けられることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
9. 前記カートリッジは記憶手段を持ち、前記電流量検知手段によって検知された電流値が予め設定された電流値以上になったことを前記記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記電流量検知手段によって検知された電流値が予め設定された電流値以上になったことが前記記憶手段に記憶されていたとき前記カートリッジの使用を禁止することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記記憶手段が、不揮発性のメモリであることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記メモリは、強誘電体不揮発メモリ、ＲＡＭ、書き換え可能のＲＯＭなどの電気的記憶手段、又は、磁気記録媒体、光磁気メモリなどの磁気的記憶手段であることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。

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