| 【発明の名称】 |
画像形成装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】山本 慎也
【住所又は居所】東京都大田区下丸子３丁目３０番２号 キヤノン株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】現像剤帯電部材への現像剤付着を防止し、常に安定した電荷付与性を維持し、良好な画質を得ることのできるよう現像剤帯電部材のクリーニング工程を用い、かつ、現像剤担持体上の現像剤コート量が安定した画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナー帯電ローラ２６へのトナー付着を防止し、常に安定した電荷付与性を維持し、良好な画質を得ることのできるよう、トナー帯電ローラ２６のクリーニングシーケンスを用い、かつ、クリーニングシーケンス後、画像形成動作まで所定の時間、現像装置４を回転駆動させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】静電潜像担持体に現像剤を搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体上の現像剤に電圧を印加して帯電させる現像剤帯電部材と、前記現像剤担持体上への現像剤の供給および前記現像剤担持体上からの現像剤の剥ぎ取りを行う現像剤供給剥ぎ取り部材と、を有する現像手段と、前記現像剤担持体を回転駆動する駆動手段と、を備え、非画像形成時に前記現像剤帯電部材をクリーニングする現像剤帯電部材クリーニング工程を設けると共に、該現像剤帯電部材クリーニング工程と画像形成工程との間に、所定の時間、前記現像剤担持体を前記駆動手段で回転駆動する時間を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記現像剤担持体に現像バイアスを印加する第一の印加手段と、前記現像剤帯電部材に帯電バイアスを印加する第二の印加手段と、を備え、現像剤帯電部材クリーニング工程は、前記現像剤担持体に前記第一の印加手段から第一の電圧を印加すると共に、前記現像剤帯電部材に前記第二の印加手段から第二の電圧を印加し、前記第二の電圧と前記第一の電圧との電位差の極性を、現像剤の帯電極性と逆極性にする工程から始まり、前記第二の電圧と前記第一の電圧との電位差の極性を、現像剤の帯電極性と同極性となるようにする工程で終了することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】前記現像剤帯電部材クリーニング工程と画像形成工程との間の時間Ｔ２は、前記現像剤担持体上の現像剤量をｍ１、前記現像剤帯電部材の外径をφ１、前記第二の電圧と前記第一の電圧との電位差の極性を、現像剤の帯電極性と逆極性になるように電圧を印加した時間をＴ１、前記現像剤供給剥ぎ取り部材により剥ぎ取ることのできる現像剤量をｍ２、前記現像剤担持体の外径をφ２、とした場合、Ｔ２＞（φ２／φ１）×（ｍ１／（ｍ２−ｍ１））×Ｔ１で示されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】静電潜像担持体に現像剤を搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体上の現像剤に電圧を印加して帯電させる現像剤帯電部材と、前記現像剤担持体上への現像剤の供給および前記現像剤担持体上からの現像剤の剥ぎ取りを行う現像剤供給剥ぎ取り部材と、を有する現像手段と、前記現像剤担持体を回転駆動する駆動手段と、を備え、画像形成工程終了後に前記現像剤帯電部材をクリーニングする現像剤帯電部材クリーニング工程を設けると共に、該現像剤帯電部材クリーニング工程終了後、所定の時間、前記現像剤担持体を前記駆動手段で回転駆動する時間を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】前記現像剤担持体に現像バイアスを印加する第一の印加手段と、前記現像剤帯電部材に帯電バイアスを印加する第二の印加手段と、を備え、現像剤帯電部材クリーニング工程は、前記現像剤担持体に前記第一の印加手段から第一の電圧を印加すると共に、前記現像剤帯電部材に前記第二の印加手段から第二の電圧を印加し、前記第二の電圧と前記第一の電圧との電位差の極性を、現像剤の帯電極性と逆極性にする工程から始まり、前記第二の電圧と前記第一の電圧との電位差の極性を、現像剤の帯電極性と同極性となるようにする工程で終了することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】前記現像手段と静電潜像担持体とそれに関わるプロセス手段とを、一体的なプロセスカートリッジに構成したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置においては、静電潜像担持体上に形成した静電潜像を、現像手段である現像装置により現像剤であるトナーでトナー像として可視化することを行っている。
【０００３】このような現像装置として、例えば、乾式一成分接触現像装置が提案され実用化されている。この装置の場合、多くは、回転する静電潜像担持体と同じく回転する現像剤担持体とを、適当な相対周速差で押圧もしくは接触させることで、静電潜像を現像している。
【０００４】加えて、磁性材料が不要であり、装置の簡略化および小型化が容易である点、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に応用が可能である点等、多くの利点を有している。
【０００５】現像剤担持体としては、弾性および導電性を有する現像ローラを使用することができる。すなわち、静電潜像担持体に押圧もしくは接触させて現像を行うため、特に静電潜像担持体が剛体である場合、これを傷つけることを避けるために、現像ローラを弾性体により構成するものである。
【０００６】また、現像ローラ表面もしくは表面近傍に導電層を設け、現像バイアスとして直流ＤＣバイアスを印加して使用することもできる。
【０００７】図８は、従来の現像装置１０４の概略断面図である。
【０００８】現像剤担持体である現像ローラ１０１は、導電性を有する弾性ローラであり、矢印Ｃ方向に回転駆動する。現像ローラ１０１には、静電潜像担持体上の静電潜像を現像するため直流ＤＣバイアスを印加する。
【０００９】現像ブレード１０２は、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れている。この現像ローラ１０１と現像ブレード１０２の当接部を、現像ローラ１０１上に担持されたトナーが通過する際に、トナーへの電荷付与および表面のトナー薄層の形成が行われる。
【００１０】さらに、現像剤供給剥ぎ取り部材としての弾性ローラ１０４が現像ローラ１０１に当接し、矢印Ｄ方向に回転駆動する。弾性ローラ１０４はスポンジローラであり、現像ローラ１０１へトナーの供給かつ現像されずに現像ローラ上に残ったトナーの剥ぎ取りを目的とし、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設されている。
【００１１】トナー１０３は、非磁性一成分現像剤である。トナーの帯電性およ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。
【００１２】ところで、上記ＤＣ接触一成分現像方式を用いた現像方式において、近年、特開平１１−１１９５４６号公報や、特開平１１−１１９５４７号公報に開示されるように、高いトリボ安定性およびカブリ低減を目的として、現像剤帯電部材としてトナー帯電ローラを使用し、電気的にトナーを帯電させる手段を用いる方式が提案されている。
【００１３】ここで、トナー帯電ローラを用いた従来の現像装置を図９に示す。この現像装置は、上記図８の現像装置にトナー帯電ローラ２０１をつけたものである。トナー帯電ローラ２０１には、トナー帯電バイアスが印加される。まず、上述の作用により、現像ローラ１０１上にトナーが担持される。
【００１４】さらに、トナー帯電ローラ２０１の放電による電気的電荷付与により、現像ローラ１０１上のトナーに電荷が付与される。電荷付与されたトナーは、現像ローラ１０１によって搬送され、静電潜像担持体上の静電潜像を現像する。
【００１５】ところで、トナー帯電ローラ２０１を用いる構成の現像装置では、現像ローラ１０１からトナー帯電ローラ２０１へのトナー付着を防止することが重要な課題である。トナー帯電ローラ２０１上にトナーが付着した場合、トナー帯電ローラ２０１の電荷付与性は低下し、よって、良好な画質を維持できなくなるためである。
【００１６】そこで、トナー帯電ローラ２０１に付着したトナーをクリーニングするためのクリーニングシーケンス（クリーニング工程）が特開平１１−１１９５４７号公報に開示されている。これは、トナー帯電ローラ２０１上に付着したトナーを、電界強度を変化させることにより、トナー帯電ローラ２０１から引き剥がすものである。
【００１７】つまり、トナー帯電ローラ２０１と現像ローラ１０１間の電圧を変化させることで、現像ローラ１０１上のトナーを一旦トナー帯電ローラ２０１に静電的に回収させ、その後、トナー帯電ローラ２０１上の汚染トナーと共にトナー帯電ローラ２０１に付着されたトナーを現像ローラ１０１に吐き出させるというシーケンスである。
【００１８】このクリーニングシーケンスにより、通紙枚数が増加しても、トナー帯電ローラ２０１に付着する汚染トナー量を少ない状態に維持でき、現像ローラ１０１上のトナーに安定して電荷を付与することが可能となる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述のクリーニングシーケンス終了直後に画像形成を行った場合、画像濃度が周期的に著しく変化した画像不良が出現した。
【００２０】この周期は、トナー帯電ローラ２０１と現像ローラ１０１間の電圧の変化間隔に相当しており、トナー帯電ローラ２０１に付着されたトナーを現像ローラ１０１に吐き出させることで、現像ローラ１０１上のトナー量が増加していることに起因している。
【００２１】本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、現像剤帯電部材への現像剤付着を防止し、常に安定した電荷付与性を維持し、良好な画質を得ることのできるよう現像剤帯電部材のクリーニング工程を用い、かつ、現像剤担持体上の現像剤コート量が安定した画像形成装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために本発明にあっては、静電潜像担持体に現像剤を搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体上の現像剤に電圧を印加して帯電させる現像剤帯電部材と、前記現像剤担持体上への現像剤の供給および前記現像剤担持体上からの現像剤の剥ぎ取りを行う現像剤供給剥ぎ取り部材と、を有する現像手段と、前記現像剤担持体を回転駆動する駆動手段と、を備え、非画像形成時に前記現像剤帯電部材をクリーニングする現像剤帯電部材クリーニング工程を設けると共に、該現像剤帯電部材クリーニング工程と画像形成工程との間に、所定の時間、前記現像剤担持体を前記駆動手段で回転駆動する時間を設けたことを特徴とする。
【００２３】前記現像剤担持体に現像バイアスを印加する第一の印加手段と、前記現像剤帯電部材に帯電バイアスを印加する第二の印加手段と、を備え、現像剤帯電部材クリーニング工程は、前記現像剤担持体に前記第一の印加手段から第一の電圧を印加すると共に、前記現像剤帯電部材に前記第二の印加手段から第二の電圧を印加し、前記第二の電圧と前記第一の電圧との電位差の極性を、現像剤の帯電極性と逆極性にする工程から始まり、前記第二の電圧と前記第一の電圧との電位差の極性を、現像剤の帯電極性と同極性となるようにする工程で終了することが好適である。
【００２４】前記現像剤帯電部材クリーニング工程と画像形成工程との間の時間Ｔ２は、前記現像剤担持体上の現像剤量をｍ１、前記現像剤帯電部材の外径をφ１、前記第二の電圧と前記第一の電圧との電位差の極性を、現像剤の帯電極性と逆極性になるように電圧を印加した時間をＴ１、前記現像剤供給剥ぎ取り部材により剥ぎ取ることのできる現像剤量をｍ２、前記現像剤担持体の外径をφ２、とした場合、Ｔ２＞（φ２／φ１）×（ｍ１／（ｍ２−ｍ１））×Ｔ１で示されることが好適である。
【００２５】静電潜像担持体に現像剤を搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体上の現像剤に電圧を印加して帯電させる現像剤帯電部材と、前記現像剤担持体上への現像剤の供給および前記現像剤担持体上からの現像剤の剥ぎ取りを行う現像剤供給剥ぎ取り部材と、を有する現像手段と、前記現像剤担持体を回転駆動する駆動手段と、を備え、画像形成工程終了後に前記現像剤帯電部材をクリーニングする現像剤帯電部材クリーニング工程を設けると共に、該現像剤帯電部材クリーニング工程終了後、所定の時間、前記現像剤担持体を前記駆動手段で回転駆動する時間を設けたことを特徴とする。
【００２６】前記現像剤担持体に現像バイアスを印加する第一の印加手段と、前記現像剤帯電部材に帯電バイアスを印加する第二の印加手段と、を備え、現像剤帯電部材クリーニング工程は、前記現像剤担持体に前記第一の印加手段から第一の電圧を印加すると共に、前記現像剤帯電部材に前記第二の印加手段から第二の電圧を印加し、前記第二の電圧と前記第一の電圧との電位差の極性を、現像剤の帯電極性と逆極性にする工程から始まり、前記第二の電圧と前記第一の電圧との電位差の極性を、現像剤の帯電極性と同極性となるようにする工程で終了することが好適である。
【００２７】前記現像手段と静電潜像担持体とそれに関わるプロセス手段とを、一体的なプロセスカートリッジに構成したことが好適である。
【００２８】
【発明の実施の形態】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部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、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。
【００２９】（第１の実施の形態）以下に本発明に係る第１の実施の形態について、添付図面に基づき説明する。図１は第１の実施の形態に係る画像形成装置の一態様である画像形成装置を示すものである。
【００３０】図１に示す画像形成装置１０は、静電潜像担持体としての感光体ドラム１を備える。
【００３１】この感光体ドラム１は、矢印Ａの方向に不図示の駆動手段により回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム１の表面を均一に帯電するための帯電装置２、画像情報に基づきレーザーを照射し感光体ドラム１上に静電潜像を形成するスキャナ３、静電潜像をトナー像として現像する現像手段としての現像装置４、感光体ドラム１上のトナー像をメディア５に転写するための転写ローラ６、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナーを除去するクリーナ７等が配設されている。
【００３２】本実施の形態においては、現像装置４、感光体ドラム１及びその他の帯電装置２、クリーナ７等のプロセス手段を一体的にカートリッジ化し、プロセスカートリッジ８を形成し、画像形成装置１０に着脱可能なものとなっている。
【００３３】このプロセスカートリッジ８の各構成について、図２を用い説明する。
【００３４】感光体ドラム１は、直径３０ｍｍのアルミシリンダの外周面に感光層を塗布して構成される剛体であり、不図示の駆動装置により、図中矢印Ａの方向に回転駆動する。
【００３５】帯電装置２は、ローラ状に形成された導電性ローラであり、このローラを感光体ドラム１に当接させ、帯電バイアスを印加することで、感光体ドラム１表面を、Ｖｄ＝−７００Ｖに帯電する。画像信号に対応したレーザー光が、均一帯電された感光体ドラム１上に照射され、選択的に露光された部位は、Ｖｌ＝−１００Ｖとなり、静電潜像が形成される。
【００３６】次に現像装置４について説明する。現像装置４は、現像容器２１と現像剤担持体としての現像ローラ２３とを備え、感光体ドラム１上の静電潜像を現像、可視化するようになっている。
【００３７】現像容器２１は、一成分現像剤として負帯電性の非磁性トナー２２を収容する。
【００３８】また、現像ローラ２３は、現像容器２１内の長手方向に延在する開口部に位置し、感光体ドラム１と対向配置されている。
【００３９】本実施の形態において負帯電性の非磁性トナー２２には、疎水性シリカを１．０ｗｔ％外添した、粒度分布に優れた略球形化トナーを用いている。
【００４０】弾性を有する現像ローラ２３は、直径１６ｍｍであり、上記現像容器２１の開口部にて、図２に示す右略半周を現像容器２１に突入し、左略半周面を現像容器２１から露出して横設される。
【００４１】現像ローラ２３の現像容器２１から露出した面は、現像装置４の左方に位置する感光体ドラム１に所定の侵入量となるように押圧、接触するように対向している。本実施の形態においては、感光体ドラム１に対して現像ローラ２３が５０μｍ侵入し、接触する。
【００４２】この現像ローラ２３には、現像バイアスとして、本実施の形態においてはＶｄｃ＝−４００Ｖの直流電圧が、図１に示す現像バイアス電源２８から印加される。
【００４３】現像ローラ２３は、不図示の駆動手段としての駆動装置により、矢印Ｂ方向に回転駆動される。
【００４４】現像ローラ２３の表面は、トナー２２との摺擦確立を高め、かつ、トナー２２の搬送を良好に行うため、適度な凹凸を有している。本実施の形態における現像ローラ２３は、シリコンゴムを基層とし、アクリル・ウレタン系ゴムを表面にコートした二層構成であり、Ｒｚ＝１０μｍの粗さと、１０4〜１０6Ωの抵抗を有している。
【００４５】上記現像ローラ２３表面の抵抗の測定方法を説明する。現像ローラ２３を、感光体ドラム１と等しい直径のアルミスリーブに、当接荷重５００ｇｆで当接させる。このアルミスリーブを、さらに感光体ドラム１と等しい周速で回転させる。本実施の形態において、感光体ドラム１は周速９０ｍｍ／ｓｅｃで回転し、現像ローラ２３は、感光体ドラム１よりも速い周速１２０ｍｍ／ｓｅｃで回転する。次に、現像ローラ２３に、本実施の形態における現像バイアスと等しい−４００Ｖの直流電圧を印加する。その際、アース側に１０ｋΩの抵抗を設け、その両端の電圧を測定することで電流を算出し、現像ローラ２３の抵抗を算出する。
【００４６】一方、現像ローラ２３の下方には、現像剤供給剥ぎ取り部材としての弾性ローラ２４が当接され、回転可能に支持されている。
【００４７】弾性ローラ２４は、スポンジ構造や芯金上にレーヨン、ナイロン等の繊維を植毛したファーブラシ構造のものが、現像ローラ２３へのトナー供給および未現像トナーの剥ぎ取りの点から好ましい。本実施の形態においては、直径１６ｍｍのウレタンスポンジローラであり、現像ローラ２３と同一方向に回転駆動する。
【００４８】現像ローラ２３の上方には、弾性を有する現像ブレード２５が、支持板金に支持され、自由端側の先端近傍を現像ローラ２３の外周面に面接触にて当接するように設けられている。当接方向としては、当接部に対して自由端側の先端が、現像ローラ２３の回転方向上流側に位置するカウンター方向となっている。本実施の形態においては、厚さ１００μｍのリン青銅製の金属薄板を用いている。
【００４９】こうして、弾性ローラ２４との摺擦により現像ローラ２３上に担持されたトナーは、現像ブレード２５との当接部を通過する際に、摩擦帯電により電荷付与されかつ薄層に規制される。
【００５０】そして、現像ローラ２３と現像ブレード２５の当接部から現像ローラ２３と感光体ドラム１との接触部の間には、現像剤帯電部材であるトナー帯電ローラ２６が配設されている。本実施の形態において、トナー帯電ローラ２６は直径８ｍｍのゴムローラであり、Ｒｚ＝５μｍの粗さを有する。
【００５１】また、不図示の押し圧部材により、現像ローラ２３に１００ｇｆで荷重される。このトナー帯電ローラ２６の当接により、現像ローラ２３上のトナーは、最密充填され均一コートされることとなる。
【００５２】トナー帯電ローラ２６には、トナー帯電バイアスとして、本実施の形態においてはＶｄｃ＝−１４００Ｖの直流電圧が図１に示すトナー帯電バイアス電源２９から印加され、放電による現像ローラ２３上のトナー薄層への帯電が行われる。
【００５３】次に、トナー帯電ローラ２６のトナーへの電荷付与の方法について述べる。図３に示す通り、トナー帯電ローラ２６の抵抗が１０8Ωである場合、実線に示すような挙動を示す。
【００５４】また、トナー表面電位は印加電圧０Ｖにおいても−２０Ｖの表面電位を持つ。これは弾性ローラ２４および現像ブレード２５で摩擦帯電を受けたためである。
【００５５】図３は、図１に示される画像形成装置１０および図２に示されるプロセスカートリッジ８のトナー帯電ローラ２６におけるトナー放電特性のグラフである。
【００５６】この摩擦帯電による表面電位を除外すると、図３の実線に示すようにトナーとの放電開始電圧は−６００Ｖから傾き１で立ち上がっており、感光体ドラム１に対するＤＣ放電帯電と同様な挙動を示す。
【００５７】図４は、図１に示される画像形成装置１０のトナー帯電ローラ２６におけるトナー放電特性（トナー電位を除外したもの）のグラフである。トナー帯電ローラ２６とトナー２２の放電開始電圧は下記に示す式（１）、式（２）の交点で決まる。
【００５８】すなわち、 Ｖｂ＝３１２＋６．２ｇ …（１）
Ｖｇ＝ｇ（Ｖａ−Ｖｃ）／［（Ｌｔ／Ｋｔ）＋ｇ］ …（２）
ここで、上式において、ｇ：空間距離Ｖｂ：ｇ＞８μｍ時のパッシェン則の近似式Ｖｇ：トナー帯電ローラ、トナー層表面の空隙間電圧Ｖａ：トナー帯電ローラ印加電圧Ｖｃ：トナー層表面電位Ｌｔ：トナー層厚みＫｔ：トナー層比誘電率である。
【００５９】さらに図５は、トナー帯電ローラ２６と現像ローラ２３上のトナー２２間印加電圧の差分に対するトナー２２の帯電電荷量を示すグラフである。
【００６０】本実施の形態で使用しているトナー２２は粒度分布に優れ、形状が略球形であるため、現像ローラ２３上のトナー層中のトナーと空気の割合が一定であり式（２）中のＫｔが安定し、安定な放電による電荷付与が行われる。
【００６１】上記グラフはトナー帯電ローラ２６の長手全域がトナーコート部に当接した場合である。トナー放電可能な抵抗範囲は、１０7Ω以下の場合、トナー放電可能なトナー帯電ローラ２６とトナーコート部間の電圧が得られず、１０11Ω以上の場合は本実施の形態のような構成では放電開始電圧が大きすぎ適当ではない。
【００６２】したがって、トナー帯電ローラ２６の抵抗の適正範囲は１０7〜１０11Ωである。本実施の形態において、現像ローラ２３の抵抗が１０8Ωを使用した場合は上記のトナー帯電ローラ２６の抵抗適正範囲に当てはまる。
【００６３】抵抗測定法は以下の通りである。直径１６ｍｍのアルミローラとトナー帯電ローラ２６を当接荷重１００ｇｆで当接させ、直径１６ｍｍのアルミローラを９０ｍｍ／ｓｅｃで回転させる。次にトナー帯電ローラ２６に−４００Ｖの直流電圧を印加する。アース側に１０ｋΩの抵抗を配置し、その両端の電圧を測定し、電流を算出し、トナー帯電ローラ２６の抵抗を算出する。
【００６４】次に、トナー帯電ローラ２６に付着するトナーのクリーニングについて説明する。
【００６５】トナー帯電ローラ２６のクリーニングシーケンス（クリーニング工程）は、トナー帯電ローラ２６と現像ローラ２３間の電圧を変化させることで、現像ローラ２３上のトナーを一旦トナー帯電ローラ２６に静電的に回収させ、その後、トナー帯電ローラ２６上の汚染トナーと共にトナー帯電ローラ２６上に付着されたトナーを現像ローラ２３に吐き出させるというシーケンスである。
【００６６】このようなトナー帯電ローラ２６と現像ローラ２３間の電圧を変化させる動作は、図６に示した現像バイアス電源２８とトナー帯電バイアス電源２９を制御装置（ＣＰＵ）（不図示）で制御することによって行われる。
【００６７】本実施の形態では、トナーは負帯電性トナーを使用しており、図６に示すように、トナー帯電ローラ２６に印加されるトナー帯電ローラバイアスと現像ローラ２３に印加される現像バイアスの電位差は、現像ローラ２３上のトナーをトナー帯電ローラ２６に回収する場合の電位差Ｖｒ（回収電圧）においては正極性を示し、次のトナー帯電ローラ２６上のトナーを現像ローラ２３に吐き出させる電位差Ｖｓ（吐き出し電圧）においては負極性を示す。
【００６８】図６において、ａはトナー帯電ローラ２６へのトナー帯電ローラバイアス、ｂは現像ローラ２３への現像バイアスである。
【００６９】本実施の形態においては、クリーニングシーケンス中に現像ローラ２３へ印加する現像バイアスｂを−６００Ｖで一定とし、時間Ｔ１（トナー帯電ローラ２６が１周以上する時間）に現像ローラ２３に現像ローラ２３上のトナーをトナー帯電ローラ２６に回収させる回収バイアス（本実施の形態では０Ｖ）を印加する。
【００７０】その後、時間Ｔ３（トナー帯電ローラ２６が１周以上する時間）に現像ローラ２３にトナー帯電ローラ２６上のトナーを現像ローラ２３に吐き出させる吐き出しバイアス（本実施の形態では−１０００Ｖ）を印加する。
【００７１】回収バイアスの持続時間Ｔ１は０．５秒、吐き出しバイアスの持続時間Ｔ３は０．５秒とした。
【００７２】なお、画像形成動作の現像動作時には、現像ローラ２３に−４００Ｖの現像バイアスＶｄｃを印加し、トナー帯電ローラ２６には−１４００Ｖのトナー帯電ローラバイアスを印加する。
【００７３】このように、トナー帯電ローラ２６に印加されるトナー帯電ローラバイアスと現像ローラ２３に印加される現像バイアス間の電位差（トナー帯電ローラバイアス−現像バイアス）を、Ｔ１時にトナーと逆極性の電圧を印加した後、Ｔ３時にトナーと同極性の電圧を印加することにより、画像形成（現像動作）中にトナー帯電ローラ２６に付着したトナーを取り除くことが可能となる。
【００７４】また、回収バイアス、吐き出しバイアスの絶対値は放電開始電圧Ｖｔｈ未満にすることが望ましい。
【００７５】上述のトナー帯電ローラ２６のクリーニングシーケンスは、その目的から、トナー帯電ローラ２６上のトナーを現像ローラ２３に吐き出させる吐き出しバイアスを印加して終了する。
【００７６】そのため、吐き出しバイアスを印加した際の現像ローラ２３上には、通常の回転駆動により現像ローラ２３に担持されるトナーに加えて、回収バイアスを印加した際に現像ローラ２３上からトナー帯電ローラ２６に回収されたトナーが吐き出され、トナーコート量は明らかに増大することとなる。
【００７７】本実施の形態においては、良好な画像を得るための現像ローラ２３上のトナーコート量として０．４ｍｇ／ｃｍ2となるように設定している。また、現像ローラ２３は、周速１２０ｍｍ／ｓｅｃで回転する。
【００７８】現像ローラ２３に現像ローラ２３上のトナーをトナー帯電ローラ２６に回収させる回収バイアス（本実施の形態では０Ｖ）を印加する時間Ｔ１は、トナー帯電ローラ２６が１周以上する時間であり、本実施の形態において０．５秒である。
【００７９】よって、現像ローラ２３からトナー帯電ローラ２６に回収されるトナーの総量は、２４ｍｇ／ｃｍ2であり、これが、φ８ｍｍのトナー帯電ローラ２６上に担持される。したがって、トナー帯電ローラ２６上のトナーコート量は、０．９６ｍｇ／ｃｍ2となる。
【００８０】吐き出しバイアスを印加した際には、トナー帯電ローラ２６上のトナーコート量である０．９６ｍｇ／ｃｍ2と、通常現像ローラ２３に担持されたトナーコート量である０．４ｍｇ／ｃｍ2を加えた、１．４ｍｇ／ｃｍ2のトナーコート量となる。
【００８１】この状態において画像形成を行った場合、トナーコート量が不均一となり画像濃度ムラが生じてしまう。
【００８２】そこで本実施の形態においては、クリーニングシーケンス後、画像形成動作までの所定の時間、現像装置４を回転駆動させることで、現像ローラ２３の下方に当接する弾性ローラ２４により、増大したトナーコート量の剥ぎ取りを行い、良好な画像を得るためのトナーコート量である０．４ｍｇ／ｃｍ2となるようにすることを特徴としている。
【００８３】弾性ローラ２４によって剥ぎ取ることの可能なトナー量は、弾性ローラ２４の素材、形状、現像ローラ２３への侵入量等により変化する。
【００８４】本実施の形態において、弾性ローラ２４は、直径１６ｍｍのウレタンスポンジローラであり、現像ローラ２３への侵入量は１．５ｍｍである。弾性ローラ２４の回転を停止させた状態で、現像ローラ２３のトナーコート量を変化させ、弾性ローラ２４との慴擦により完全に剥ぎ取ることが可能なトナー量を観測したところ、０．７ｍｇ／ｃｍ2であった。
【００８５】この弾性ローラ２４との摺擦により、クリーニングシーケンス後１．４ｍｇ／ｃｍ2まで増大した現像ローラ２３上のトナーコート量は、適正なトナーコート量である０．４ｍｇ／ｃｍ2に復帰することができる。つまり、１．４ｍｇ／ｃｍ2のトナーコート量は、弾性ローラ２４との慴擦により０．７ｍｇ／ｃｍ2剥ぎ取られ、かつ現像ローラ２３へと最低でも、適正なトナーコート量である０．４ｍｇ／ｃｍ2供給される。よって、この１回の摺擦によって１．１ｍｇ／ｃｍ2のトナーコート量となる。上記工程を繰り返すことで、２回目の摺擦により０．８ｍｇ／ｃｍ2、３回目には、０．５ｍｇ／ｃｍ2となり、弾性ローラ２４との慴擦により完全に剥ぎ取ることのできるトナー量である０．７ｍｇ／ｃｍ2よりも少なくなるため、適正なトナーコート量である０．４ｍｇ／ｃｍ2に復帰できる。
【００８６】本実施の形態においては、クリーニングシーケンス後、画像形成動作までに、現像ローラ２３が３回転以上するために、１．５秒の間隔を設けることで、画像形成時の現像ローラ２３上のトナー量を、良好な画像を得るためのトナーコート量である０．４ｍｇ／ｃｍ2にすることができた。
【００８７】つまり、良好な画像を得るための画像形成時の現像ローラ２３上のトナーコート量をｍ１、現像ローラ２３の周速をＳ、トナー帯電ローラ２６の外径をφ１、トナー帯電ローラ２６に回収させる回収バイアス印加時間をＴ１、とした時、クリーニングシーケンス後、増大した現像ローラ２３上のトナーコート量は、（ｍ１×Ｓ×Ｔ１）／（φ１×π）
である。
【００８８】また、弾性ローラ２４により剥ぎ取ることのできるトナー量をｍ２、現像ローラ２３の周速をＳ、現像ローラ２３の外径をφ２、クリーニングシーケンス後、画像形成動作までの時間をＴ２、とした時、クリーニングシーケンス後、画像形成動作までの時間に剥ぎ取ることのできるトナー量は、（（ｍ２−ｍ１）×Ｓ×Ｔ２）／（φ２×π）
である。
【００８９】このため、クリーニングシーケンス後、画像形成動作まで時間の時間Ｔ２により適正なトナーコート量を得るためには、（（ｍ２−ｍ１）×Ｓ×Ｔ２）／（φ２×π）＞（ｍ１×Ｓ×Ｔ１）／（φ１×π）
を満たすと良い。
【００９０】まとめると、Ｔ２＞（φ２／φ１）×（ｍ１／（ｍ２−ｍ１））×Ｔ１とすることで、良好な画像を得るための適正なトナーコート量を得ることができる。
【００９１】以上のようにして、トナー帯電ローラ２６へのトナー付着を防止し、常に安定した電荷付与性を維持し、良好な画質を得ることのできるよう、トナー帯電ローラ２６のクリーニングシーケンスを用い、かつ、クリーニングシーケンス後、画像形成動作まで所定の時間、現像装置４を回転駆動させることで、画像形成時における現像ローラ２３上のトナーコート量を適正にすることができ、現像ローラ２３上のトナーコート量が安定した画像形成装置を提供することができる。
【００９２】（第２の実施の形態）以下の本発明に係る第２の実施の形態について、図７を用いて説明する。その他の構成および作用については第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００９３】第２の実施の形態は、第１の実施の形態で説明した画像形成装置において、トナー帯電ローラ２６のクリーニングシーケンスを、画像形成終了時に行った場合について説明する。
【００９４】第１の実施の形態で説明したように、トナー帯電ローラ２６のクリーニングシーケンスは、その目的から、トナー帯電ローラ２６上のトナーを現像ローラ２３に吐き出させる吐き出しバイアスを印加して終了する。そのため、吐き出しバイアスを印加した際の現像ローラ２３上には、通常の回転駆動により現像ローラ２３に担持されるトナーに加えて、回収バイアスを印加した際に現像ローラ２３上からトナー帯電ローラ２６に回収されたトナーが吐き出され、トナーコート量は明らかに増大することとなる。
【００９５】このような状態を維持したまま、次の画像形成動作を行った場合、トナーコート量が不均一となり画像濃度ムラが生じてしまう。
【００９６】そこで、本実施の形態においては、画像形成動作終了後のクリーニングシーケンス後の所定の時間、現像装置４を回転駆動しつづけることで、現像ローラ２３の下方に当接する、弾性ローラ２４により、増大したトナーコートの剥ぎ取りを行い、良好な画像を得るためのトナーコート量となるようにすることを特徴としている。
【００９７】第１の実施の形態に示したように、クリーニングシーケンス後に必要となる現像装置４の駆動する時間Ｔ２は、同様に、Ｔ２＞（φ２／φ１）×（ｍ１／（ｍ２−ｍ１））×Ｔ１とすることで、目的は達成される。
【００９８】また、クリーニングシーケンス後に、所定の時間、現像装置４を回転駆動しつづけることが不可能な場合、次の画像形成動作開始時において、所定の時間、現像装置４を回転駆動する時間を設けることで、増大したトナーコート量の剥ぎ取りを行い、良好な画像を得るためのトナーコート量とすることができる。
【００９９】この場合を、図７に示す。図７は画像形成動作終了後クリーニングシーケンスを行い、その後所定の時間、現像装置４を回転駆動する時間を設けている。
【０１００】以上のようにして、トナー帯電ローラ２６へのトナー付着を防止し、常に安定した電荷付与性を維持し、良好な画質を得ることのできるよう、トナー帯電ローラ２６のクリーニングシーケンスを用い、かつ、クリーニングシーケンス後、所定の時間、現像装置４を回転駆動させること、または、次の画像形成動作開始時に、所定の時間、現像装置４を回転駆動させることで、次の画像形成時における、現像ローラ２３上のトナーコート量を適正にすることができ、現像ローラ２３上のトナーコート量が安定した画像形成装置を提供することができる。
【０１０１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、現像剤帯電部材への現像剤付着を防止し、常に安定した電荷付与性を維持し、良好な画質を得ることのできるよう、現像剤帯電部材のクリーニング工程を用い、かつ、現像剤担持体上の現像剤コート量が安定した画像形成装置を提供することができる。
【０１０２】また、現像剤帯電部材クリーニング工程は、現像剤帯電部材への現像剤付着を防止し、常に安定した電荷付与性を維持することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１００７
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
【住所又は居所】東京都大田区下丸子３丁目３０番２号
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| 【出願日】 |
平成１４年２月２１日（２００２．２．２１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８５００６
【弁理士】
【氏名又は名称】世良 和信 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２４１５１４（Ｐ２００３−２４１５１４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年８月２９日（２００３．８．２９） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−４４３９１（Ｐ２００２−４４３９１） |
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