JP4058591B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタなどの画像形成装置に係り、特に、像担持体上に接触若しくは近接する帯電部材を具備した帯電装置を備えたタイプの画像形成装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、市場要求からカラー画像形成装置の小型化及び各デバイスの小型化が要請されつつある。
例えばタンデム型画像形成装置にあっては、感光体ドラム等の像担持体を複数配列し、各像担持体には帯電装置や現像装置等のデバイスを夫々配設することになるが、装置自体を小型化していくと、各像担持体毎にクリーニング装置や残留トナー回収装置を設けない、所謂クリーナレスシステムが採用される場合も多くなってきている。
しかしながら、この種のクリーナレスシステムにあっては、転写後に像担持体表面には、極微量であっても残留トナーが存在し、次の画像形成時に「メモリー」となって画質に悪影響を及ぼす。
このため、従来にあっては、例えば帯電装置としての帯電部材（例えば帯電ブラシ）の上流部にメモリー除去部材（例えばブラシロール）を配置して、残留トナーをディスターブする技術などが提案されている（例えば特開平４−３７１９７５号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この種の画像形成装置のうち、例えば帯電ロール方式の帯電装置を使用した態様にあっては、例えば図１１に示すように、用紙上の任意箇所にランダム斑点が生成されたり、連続点、例えば帯電ロールや感光体ドラム（Ｐ／Ｒ）の回転周期毎に連なった斑点が生成されるという現象が挙げられる。尚、斑点の中には、バックグラウンド中に生ずるバックグラウンド斑点（ＢＫＧ斑点）と、イメージ部（例えばハーフトーン画像）中に生ずるイメージ部斑点とに大別される。
特に、このような斑点現象は、画像形成装置を最初に使用する初期使用段階において顕著に現れることが確認されている。
【０００４】
次に、この種の斑点の生成原理について推測してみるに、例えば図１２に示すように、現像剤の凝集物などの異物５０２が感光体ドラム５１０に付着し、帯電ロール５１１と感光体ドラム５１０との間のニップ域に進入すると、当該異物５０２部分で電界が遮蔽されると共に、異物５０２が介在している帯電ロール５１１の表層フィルム部分にテンティング部が形成されてしまい、当該感光体ドラム５１０部分に対応した箇所に帯電不良が起こる。
このとき、異物５０２による帯電不良箇所が感光体ドラム５１０の下流側に移行し、当該帯電不良箇所に静電潜像が形成され、現像されてしまうと、比較的大径の斑点が生成される。
一方、異物５０２が例えば帯電ロール５１１側に付着すると、帯電ロール５１１の回転周期毎に連続点が生成される。
【０００５】
このような斑点現象の生成要因を追求したところ、特に、画像形成装置の初期使用段階においては、現像装置内の現像剤が凝集している場合が多く、現像剤の凝集物が帯電ロールに付着し易いことが斑点生成の主要因になっていることを突き止めた。
尚、画像形成装置の初期使用段階において、現像装置を直ちに使用すると、現像剤の帯電量が不足しがちになり、その分、現像剤の外添剤やコーティング剤などの異物が剥離して像担持体側に転移し易く、これも斑点生成の要因になっているものと推測される。
【０００６】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、初期使用時における斑点現象を有効に回避するようにした画像形成装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、図１に示すように、像担持体１と、この像担持体１に接触若しくは近接配置される帯電部材２ａを具備し且つ前記像担持体１を帯電させる帯電装置２と、この帯電装置２にて帯電された像担持体１上に静電潜像を書き込む潜像書き込み装置３と、現像剤の攪拌帯電要素４ａを具備し且つ像担持体１上に書き込まれた静電潜像を現像剤Ｇで可視像化する現像装置４と、画像形成装置を最初に使用する条件下で、少なくとも現像装置４内の現像剤Ｇの凝集が解消される程度まで前記現像剤Ｇが均一に攪拌帯電せしめられる性能維持初期シーケンスＡを実行させる性能維持制御装置５とを備え、性能維持制御装置５による性能維持初期シーケンスは、現像装置４内の現像剤を攪拌帯電して当該現像剤の帯電量を上昇させるチャージアップモードと、このチャージアップモード終了後に行われ且つ像担持体１側に転移した現像剤異物を清掃するクリーニングサイクルとを具備した単位シーケンスを所定回数行うものであることを特徴とするものである。
【０００８】
このような技術的手段において、本願は、像担持体１が単一である態様は勿論のこと、像担持体１が複数配列される所謂タンデム型の態様のいずれをも含み、更に、像担持体１に対して記録材搬送体や中間転写体を対向配置する態様など各種態様を含む。
また、帯電装置２については、帯電部材２ａが像担持体１に対し接触若しくは近接配置されることを要件とする。
ここで、接触しない態様も含めているのは、近接配置された態様でも、微小空隙放電による帯電が可能であることを考慮したものである。
但し、接触配置する方が、像担持体１に対する帯電部材２ａの位置決めが容易になる点、また、帯電部材２ａの寸法精度が高くなくてよい点で好ましい。
【０００９】
更に、帯電装置２としては、基本的に帯電部材２ａを備えていればよいが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば帯電部材２ａの上流側に像担持体１に接触して配設され且つ像担持体１上の付着物を除去する除去部材を具備させるようにしてもよい。
ここで、除去部材は、接触型で像担持体１上の付着物を除去するもの又は、一時的に除去するものであればよく、像担持体１上の付着物が帯電部材２ａに至る事態を無くし、帯電性を良好に保つ機能部材として働くものであればよい。
【００１０】
また、現像装置４は、主として二成分現像剤を使用したものを対象とするが、必ずしもこれに限られない。
この場合において、高画質でクリーナレスを容易に実現するという観点からすれば、現像剤Ｇのトナーが形状係数１３０以下の球形であるものを使用すればよい。
更に、現像装置４の攪拌帯電要素４ａとは、現像剤を攪拌して帯電する要素を広く含む趣旨であり、所謂オーガーのような攪拌部材、交流成分重畳の帯電バイアス（現像域で現像剤が交番動作し、攪拌帯電される）などが挙げられる。
【００１１】
また、性能維持制御装置５は、性能維持初期シーケンスＡを実現し得るものであれば適宜選定して差し支えない。
ここで、「少なくとも現像装置４内の現像剤Ｇの凝集が解消される程度」とは、初期使用時の斑点現象の主要因である現像剤Ｇの凝集を除くことが性能維持初期シーケンスＡにより達成されればよいという意味である。
また、「少なくとも」としたのは、初期使用時の斑点現象の他の主要因である現像剤異物（外添剤、コーティング剤など）の吐き出し（クリーニングサイクルに相当）なども含むことを想定したものである。
更に、「現像剤Ｇが均一に攪拌帯電」という要件は、現像剤Ｇの凝集を解消する上で帯電のみならず、攪拌という挙動も必要であることに基づく。
【００１２】
そして、性能維持制御装置５による性能維持初期シーケンスＡの代表的態様としては、例えば現像装置４内の現像剤Ｇを攪拌帯電して当該現像剤Ｇの帯電量を上昇させるチャージアップモードと、像担持体１側に転移した現像剤異物を清掃するクリーニングサイクルとを具備した単位シーケンスを所定回数行うものが挙げられる。
本態様において、「チャージアップモード」は、現像剤の攪拌帯電、「クリーニングサイクル」は現像剤異物（外添剤など）の吐き出しに主として対応する。
【００１３】
特に、本態様のうち、画像形成モード時に現像装置４に対し交流成分重畳の現像バイアスを印加する態様においては、性能維持制御装置５は、チャージアップモード時に現像装置４に対し少なくとも交流成分重畳の帯電バイアスを印加するものであることが好ましい。
この場合、交流成分重畳の帯電バイアスにより現像剤Ｇのチャージアップが促進され、かつ、現像剤Ｇ中の異物吐き出しも促進される。
そして、帯電バイアスは、交流成分が重畳されているバイアスであればよく、現像バイアスと同じに設定してもよいし、別に設定してもよい。
【００１４】
また、例えば性能維持初期シーケンスＡの途中で誤ってインタロックの開操作などを行うことにより、装置自体がシャットダウンすると、性能維持初期シーケンスＡが途中で中断される事態が起こり得る。
このような状況下の好ましい態様としては、性能維持制御装置５による性能維持初期シーケンスＡは、途中で中断された条件下では途中までのシーケンス経過を記憶し、途中から再開可能とすればよい。
本態様によれば、無用な性能維持初期シーケンスＡの繰り返しを回避できる点で好ましい。
【００１５】
また、性能維持制御装置５は、性能維持初期シーケンスＡを実行するものであればよいが、これ以外の性能維持シーケンスＢを実行するようにしてもよい。
例えば、性能維持初期シーケンスＡの他に、少なくとも直前の画像形成モードからの経過時間に基づいて、現像装置４内の現像剤Ｇが均一に攪拌帯電せしめられる性能維持シーケンスＢを実行するものが挙げられる。
これは、放置時間によって現像剤Ｇの帯電性能が低下する現象を改善し、画像品質の低下を回避するものである。
この場合、性能維持シーケンスＢとしては、チャージアップモードとクリーニングサイクルとを具備した単位シーケンスを所定回数行うものが一般的であるが、これに限られない。
更に、「直前の画像形成モードからの経過時間」についての計測手段としては、電源オン時を前提に計測する態様でよいが、より正確を期すという観点からすれば、電源オフ時も継続して経過時間を計測可能な態様が好ましい。
【００１６】
また、上述した態様において、性能維持初期シーケンスＡは、性能維持シーケンスＢに比べてチャージアップモードの程度を多く配分したものであることが好ましい。
この態様によれば、画像形成装置の初期使用時において、現像剤Ｇに対する帯電性をより確実に行うことができる点で、斑点現象をより確実に回避することができる。
このとき、「チャージアップモードの程度を多く配分」とは、帯電時間自体を多く確保する態様、現像剤Ｇの帯電程度自体を強化する態様、あるいは、両者を組み合わせた態様のいずれをも含む。
【００１７】
また、性能維持シーケンスＢの好ましい態様としては、環境条件をも加味したものが挙げられる。
この場合、性能維持シーケンスＢとしては、直前の画像形成モードからの経過時間と画像形成装置の環境条件とに基づいて、現像装置４内の現像剤Ｇを均一に攪拌帯電するようにすればよい。
ここでいう「画像形成装置の環境条件」とは、現像剤Ｇの性能に影響の大きい湿度条件が挙げられるが、これに限られるものではなく、周囲の温度条件や、温度、湿度の両方の条件など適宜選定してよい。
【００１８】
また、「画像形成装置を最初に使用する条件」についての代表的な判別手法としては、例えば装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジを搭載した態様において、プロセスカートリッジが未使用であることを識別するための識別子を具備させ、性能維持制御装置５が、プロセスカートリッジの識別子情報に基づいて画像形成装置を最初に使用する条件であるか否かを判断し、性能維持初期シーケンスＡを実行するようにすればよい。
この場合において、「プロセスカートリッジが未使用」とは、新品に限らず、リサイクルも含め、広く未使用であることを意味する。
一方、識別子とは、例えばプロセスカートリッジ内のモニタ内に予め書き込んだ未使用フラグなどを意味する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態１（本例ではフルカラープリンタ）を示すものである。尚、図２中の矢印は、各回転部材の回転方向を示す。
このフルカラープリンタは、図２に示すように、イエロ（Ｙ）、マゼンタ （Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム２１（２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ）を有する画像形成ユニット２０（２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ）と、これら感光体ドラム２１に接触する一次帯電用の帯電装置２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）と、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光２３（２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ）を照射する図示しないレーザ光学ユニット等の露光装置と、各色成分トナーが含まれる現像剤を収容した現像装置２４（２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋ）と、上記４つの感光体ドラム２１のうちの２つの感光体ドラム２１Ｙ，２１Ｍに接触する第１の一次中間転写ドラム３１及び他の２つの感光体ドラム２１Ｃ，２１Ｋに接触する第２の一次中間転写ドラム３２と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム３１，３２に接触する二次中間転写ドラム３３と、この二次中間転写ドラム３３に接触する最終転写ロール３４とで、その主要部が構成されている。
そして、本実施の形態では、例えば各感光体ドラム２１、帯電装置２２、現像装置２４、一次中間転写ドラム３１，３２、二次中間転写ドラム３３が一体的に搭載されたプロセスカートリッジ（ＣＲＵ：Customer Replaceable Unit）として構成されている。
【００２０】
各感光体ドラム２１は、共通の接平面Ｕを有するように一定の間隔をおいて配置されている。また、第１の一次中間転写ドラム３１及び第２の一次中間転写ドラム３２は、各回転軸が該感光体ドラム２１軸に対し平行かつ所定の対象面を境界とした面対象の関係にあるように配置されている。更に、二次中間転写ドラム３３は、該感光体ドラム２１と回転軸が平行であるように配置されている。
各色毎の画像情報に応じた信号は、図示しない画像処理ユニットによりラスタライジングされて図示しないレーザ光学ユニットに入力される。このレーザ光学ユニットでは、各色のレーザ光２３が変調され、対応する色の感光体ドラム２１に夫々照射される。
【００２１】
上記各感光体ドラム２１の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行なわれる。
まず、上記感光体ドラム２１としては所定の直径（例えば２０ｍｍ）のＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム２１は所定のプロセス速度（例えば９５ｍｍ／ｓｅｃ）の回転速度で回転駆動される。
上記感光体ドラム２１の表面は、図２に示すように、帯電装置２２に所定の帯電レベル（例えば約−８００Ｖ）の直流電圧を印加することによって、所定レベルに一様に帯電される。尚、この実施の形態では、上記帯電装置２２に対して直流電圧のみを印加しているが、交流成分を直流成分に重畳するように構成することもできる。
【００２２】
このようにして一様な表面電位を具備した感光体ドラム２１の表面には、露光装置としてのレーザ光学ユニットによって各色に対応したレーザ光２３が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。レーザ光学ユニットで静電潜像が書き込まれることにより、感光体ドラム２１上の画像露光部の表面電位は所定レベル（例えば−６０Ｖ以下程度）にまで除電される。
また、上記感光体ドラム２１の表面に形成された各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置２４によって現像され、各感光体ドラム２１上に各色のトナー像として可視化される。
【００２３】
次に、上記各感光体ドラム２１上に形成された各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム３１及び第２の一次中間転写ドラム３２上に、静電的に一次転写される。感光体ドラム２１Ｙ，２１Ｍ上に形成されたイエロ（Ｙ）およびマゼンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム３１上に、感光体ドラム２１Ｃ，２１Ｋ上に形成されたシアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム３２上に、それぞれ転写される。
この後、第１、第２の一次中間転写ドラム３１，３２上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム３３上に静電的に二次転写される。
従って、二次中間転写ドラム３３上には、単色像からイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。
【００２４】
最後に、上記二次中間転写ドラム３３上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール３４によって、用紙搬送路４０を通る用紙に三次転写される。この用紙は、不図示の紙送り工程を経て用紙搬送ロール４１を通過し、二次中間転写ドラム３３と最終転写ロール３４とのニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最終的なトナー像は、定着装置４２によって定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２５】
尚、本実施の形態において、詳細は後述するが、帯電装置２２は、図２に示すように、感光体ドラム２１を帯電する帯電ロール１００と、この帯電ロール１００の上流側にリフレッシャとしてのブラシロール１１０とを備え、このブラシロール１１０にて感光体ドラム２１上の異物（残留トナーやキャリアなど）を除去し、帯電ロール１００側に感光体ドラム２１上の異物が転移しないようになっている。
また、一次中間転写ドラム３１，３２及び二次中間転写ドラム３３には夫々のドラム表面の異物（残留トナーや異物）を一時的に保持するリフレッシャとしての一次中間ブラシロール５１，５２、及び、二次中間ブラシロール５３が接触配置されている。
更に、最終転写ロール３４には例えばブレードクリーニング方式を採用したクリーニング装置５４（５４ａ：ブレード）が設けられている。
【００２６】
次に、本実施の形態で用いられる現像装置２４及び帯電装置２２について説明する。
先ず、現像装置２４について説明する。
本実施の形態において、現像装置２４は、例えば図３に示すように、垂直方向に複数配設されており、例えば現像装置２４Ｙは、下方側の画像形成ユニット２０（例えば２０Ｍ）の帯電装置２２（例えば帯電装置２２Ｍ）に対し接近配置されている。
ここで、現像装置２４の基本的構成について述べると、以下のようである。
すなわち、現像装置２４は、図３に示すように、基本的に、現像剤Ｇが収容される筐体としてのハウジング６１と、このハウジング６１の開口部に面して配設される現像剤担持体としての現像ロール６２と、現像ロール６２上に担持される現像剤Ｇの層厚を規制する層厚規制部材としての層厚規制ロール６３と、ハウジング６１内の現像剤Ｇを攪拌しながら搬送する現像剤攪拌搬送部材としての２本のオーガー６４、６５と、現像ロール６２に現像剤Ｇを供給する現像剤供給部材としてのパドルホイール６６とでその主要部が構成されている。
【００２７】
また、現像ロール６２は、ハウジング６１の開口部付近に回転駆動可能に配設される中空の円筒形状からなる非磁性の現像スリーブ６２１と、この現像スリーブ６２１の中空内に複数の磁極を所定の角度に配置した磁石ロール（マグネットロール）６２２が位置を固定された状態で配設されたものである。
そして、現像スリーブ６２１には図示外のバイアス電源が接続され、所定の現像バイアス（本例では、直流成分に交流成分を重畳したバイアス）が印加されるようになっている。
尚、図中において、符号２１は画像情報に応じた静電潜像が形成される像担持体としての感光体ドラム、Ｇは非磁性トナー及び磁性キャリアからなる現像剤、また、矢印は回転する部品の回転方向を示している。
【００２８】
また、本実施の形態において、帯電装置２２は、図３に示すように、感光体ドラム２１を帯電する帯電ロール１００と、この帯電ロール１００の上流側にリフレッシャとしてのブラシロール１１０とを一対の軸受け部材（図示せず）にて回転自在に支承するようにしたものである。
特に、本実施の形態では、帯電ロール１００は、非磁性シャフトと、この非磁性シャフトの外周に設けられるスポンジ状導電性弾性体と、この導電性弾性体を被覆する円筒状表層フィルムとを備えている。
ここで、非磁性シャフトとしては、透磁率が１．０５以下（磁性材料が付着しない程度）の非磁性材料、例えばＳＵＳ３０３（透磁率１．０５）や、より好ましくはＳＵＳ３０３Ｃｕ（透磁率１．０２）が使用される。
また、スポンジ状導電性弾性体は、硬度が低く、ニップ域を安定的に確保するという観点から好ましく、例えば導電性ウレタン発泡体が用いられる。
更に、円筒状表層フィルムとしては、静電吸着力によるニップ均一性を確保するという観点から好ましく、例えば導電性フッ素樹脂が用いられる。
【００２９】
また、本実施の形態では、帯電ロール１００は、帯電部材として機能し、かつ、帯電電流リークによる帯電不良を有効に回避するという観点から、表面抵抗値が１０6Ω／□〜１０8.5Ω／□に設定されている。
更にまた、硬度条件としては、ニップ均一性を確保するという観点から、アスカーＦ硬度で９０度以下であることが好ましい。
そしてまた、非磁性シャフトの強度条件としては、中央部での曲げ変形を防止して全域に亘る帯電性を確保するという観点から、引張強度が６００Ｎ／ｍｍ2以上であることが好ましい。
更に、非磁性シャフトには図示外の帯電バイアス電源が接続されており、この帯電バイアス電源は極性の異なる帯電バイアスを非磁性シャフトに印加するようになっている。
本例では、帯電ロール１００へのバイアス印加方式は、作像モード時には、帯電バイアス（-）を印加し、一方、クリーニングモード時には、帯電バイアス(+)を印加するようになっている。
【００３０】
また、本実施の形態において、ブラシロール１１０は、磁性シャフトと、この磁性シャフトの外周にブラシ状部材としての摺擦毛を設けたものである。
そして、このブラシロール１１０には何ら駆動手段が設けられておらず、かかるブラシロール１１０は摺擦毛と感光体ドラム２１との間に作用する摩擦力によって感光体ドラム２１の回転に連れ回っている。
ここで、磁性シャフトとしては、加工が容易、コストが安いという観点から例えばＳＵＭが使用され、また、摺動音防止及び錆防止という観点から、ＳＵＭ表面にＮｉメッキを施したものが使用される。
一方、摺擦毛は例えば磁性シャフト上に例えばアクリル系樹脂からなる繊維状部材を接着することで構成される。尚、摺擦毛の素材としては、ＰＰ，レイヨン，ナイロン，ポリエステル，ＰＴＦＥ，ＰＥＴなどがある。
そして、摺擦毛は、クリーニング性、環境依存性を両立するために、抵抗値が１０4〜１０5Ωｃｍであることが好ましい。
【００３１】
また、ブラシロール１１０には図示外の除去バイアス電源が接続されており、この除去バイアス電源は極性の異なる除去バイアスを磁性シャフトに印加するようになっている。
本例では、ブラシロール１１０へのバイアス印加方式は、作像モード時には、除去バイアス(-)を印加することで極性反転したトナーを感光体ドラム２１の表面から一時的に回収し、後述するクリーニングモードが開始される迄の間、かかるトナーを保持するようになっている。尚、クリーニングモード時には、除去バイアス(+)を印加するようになっている。
【００３２】
また、本実施の形態では、画像形成装置の作像性能を維持するための性能維持制御系が設けられている。
この性能維持制御系を図４に示す。
同図において、符号２００は、性能維持初期シーケンス（図５参照）実行用のプログラムを内蔵したマイクロコンピュータシステムからなる制御装置、符号２０１は制御装置２００からのデータや各種命令（例えばＰＣＭ（プリント命令）など）に従って制御信号を生成するエレクトリックサブシステム（ＥＳＳ：Electric Sub System）であり、このＥＳＳ２０１は電源スイッチ２０２のオン動作に伴って電源（ＬＶＰＳ：Low Voltage Power Supply）２０３からの電力供給を受け、画像形成装置の出力部（ＩＯＴ：Image Output Terminal）２０４に前記制御信号を送出し、所定の作像プロセスを行わせるようになっている。
【００３３】
また、本実施の形態において、ＩＯＴ２０４は、プロセスカートリッジ（ＣＲＵ）２０５を備えているが、このＣＲＵ２０５には各種情報を書き換え可能な記憶装置、例えばＣＲＵＭ（ＣＲＵ Moniter）２０６が搭載されており、このＣＲＵＭ２０６は制御装置２００との間で読取り、書き込み可能に接続されている。特に、本実施の形態では、ＣＲＵＭ２０６には、ＣＲＵ２０５出荷時に未使用であることを識別するための未使用フラグがオン設定されている。
【００３４】
次に、本実施の形態に係る性能維持制御系の動作過程を図４〜図７に基づいて説明する。
図４及び図５において、制御装置２００は性能維持初期シーケンスを実行し、先ず、電源スイッチ２０２のオン（パワーオン）動作に伴ってＣＲＵＭ２０６内のフラグ（未使用フラグ）をチェックする。
このとき、ＣＲＵ２０５が未使用である状態では、未使用フラグがオン設定されているため、制御装置２００はチャージアップサイクルを所定回数（設定値に対応）繰り返す。
【００３５】
このチャージアップサイクルは、図６に示すように、プロセスＯＮモード、チャージアップモード、プロセスＯＦＦモード及びクリーニングサイクルを単位サイクルとするものである。
本実施の形態において、プロセスＯＮモードは、通常の画像形成モードのＯＮモードと同様のタイミングで各デバイスを駆動するものであり、例えば図７に示すように、メインモータ（Main MOT）、現像モータ（Deve MOT）、帯電ロール１００（ＣＲ）への帯電バイアス、現像バイアス直流成分（ＤＢＤＣ）、現像バイアス交流成分（ＤＢＡＣ）、第１、第２の一次中間転写ドラム３１，３２（ＩＤＴ１）への印加バイアス（ＩＤＴ１(V)）、二次中間転写ドラム３３（ＩＤＴ２）への印加バイアス（ＩＤＴ２(V)）、一次中間ブラシロール５１，５２（ＣＬＮ１）への印加バイアス（ＣＬＮ１(V)）、二次中間ブラシロール５３（ＣＬＮ２）への印加バイアス（ＣＬＮ２(V)）、最終転写ロール３４（ＢＴＲ）への転写バイアス（ＢＴＲ(V)）を印加するようになっている。
尚、本実施の形態において、ＣＬＮ１(V)＝ＩＤＴ１(V)＋ΔＶ（例えば２００Ｖ）、ＣＬＮ２(V)＝ＩＤＴ２(V)＋ΔＶ（例えば２００Ｖ）である。
【００３６】
そして、プロセスＯＮモード開始から所定時間Ｔ1（例えば１，０００ms.）が経過すると、チャージアップモードに移行し、このチャージアップモード（図７に示す各デバイスが全てオン状態）が所定時間Ｔ2（例えば３０，０００ms.）継続して行われる。
この間、現像装置２４では、図３に示すように、現像モータの駆動に伴って現像ロール６２、現像剤攪拌部材６４，６５が回転し、現像剤Ｇを攪拌帯電し、また、現像ロール６２の現像域では、直流成分に交流成分が重畳された現像バイアス（帯電バイアス）が印加されるため、現像ロール６２上の現像剤Ｇが交番電界にて攪拌帯電される。
尚、現像域に対応した感光体ドラム２１は帯電装置２２にて初期帯電されるため、現像域を通過する現像剤Ｇは原理的には感光体ドラム２１上には現像されない。
【００３７】
この後、チャージアップモードが終了すると、プロセスＯＦＦモードに移行する。
このプロセスＯＦＦモードは、通常の画像形成モードのＯＦＦモードと同様のタイミングで、所定時間Ｔ3（例えば約６，０００ms.）の間にメインモータ以外の各デバイスの駆動を順次停止するものである。
そして、プロセスＯＦＦモードが終了すると、所定時間Ｔ4（例えば約６，０００ms.）の間、クリーニングサイクルが行われる。
このクリーニングサイクルは、ＩＤＴ１(V)、ＩＤＴ２(V)の極性を反転させ、かつ、ＢＴＲ(V)の極性を反転させる。
【００３８】
このとき、帯電装置２２のブラシロール１１０や一次中間ブラシロール５１，５２や二次中間ブラシロール５３に転移した極性の反転したトナーなどの異物は、感光体ドラム２１、一次中間転写ドラム３１，３２、二次中間転写ドラム３３を介して最終転写ロール３４からクリーニング装置５４へと回収される。
尚、もともと極性の反転していない残留トナーなどは、チャージアップモードやプロセスＯＦＦモードの間に、感光体ドラム２１、一次中間転写ドラム３１，３２、二次中間転写ドラム３３を介して最終転写ロール３４からクリーニング装置５４へと回収される。
また、現像装置２４内での攪拌帯電動作に伴って、現像剤の外添剤やコーティング剤などの異物が感光体ドラム２１側に流出する懸念があるが、これらの異物のうち、極性反転したものは前記クリーニングサイクルで、極性反転していないものはチャージアップサイクル時に、感光体ドラム２１、一次中間転写ドラム３１，３２、二次中間転写ドラム３３を介して最終転写ロール３４からクリーニング装置５４へと回収される。
【００３９】
このようなチャージアップサイクルを所定回数繰り返すと、制御装置２００はフラグ（未使用フラグ）をオフに書き換え、一連の処理を終了する。
このような性能維持処理シーケンスにおいては、現像装置２４内の現像剤Ｇは充分に攪拌帯電されるため、現像装置２４内の現像剤Ｇが凝集するという事態は有効に回避される。
また、現像剤Ｇの攪拌帯電動作に伴って、現像剤Ｇの外添剤やコーティング剤などの異物が感光体ドラム２１側に流出する懸念があるが、感光体ドラム２１側に流出した前記異物はクリーニングサイクルなどを介してクリーニング装置５４へと確実に回収される。
それゆえ、このような性能維持初期シーケンスが行われた場合には、現像装置２４内の現像剤の状態が極めて良好になるため、その後に、画像形成モードを実行した場合には、現像剤の凝集物などが帯電装置２２の帯電ロール１００に付着することは無くなり、斑点状の画質欠陥は有効に回避される。
尚、ＣＲＵ２０５が既使用の状態では、未使用フラグがオフ設定されているため、チャージアップサイクルは何等行われず、直ちに性能維持初期シーケンスは終了する。
【００４０】
また、上述した性能維持初期シーケンスのクリーニングサイクルは、以下に述べるクリーニングモードと略同様な動作過程であるが、本例では、クリーニングモードに比べて時間的に短く設定されている。
すなわち、本実施の形態では、作像モード時において、帯電ロール１００に極微量の逆極性トナーが、また、ブラシロール１１０には極微量の逆極性トナー、キャリアが一時的に保持されることがあり得るため、印字動作前、印字動作後、連続印字時の所定枚数毎など、ある所定のタイミングで以下のようなクリーニングモードが実行されるようになっている。
【００４１】
このクリーニングモード時においては、先ず、各帯電装置２２の帯電ロール１００、リフレッシャとしてのブラシロール１１０、各感光体ドラム２１、一次中間転写ドラム３１，３２、二次中間転写ドラム３３、最終転写ロール３４に対し、最終転写ロール３４が最もマイナス電位が高くなるように、順々に電位勾配をつけた電圧を印加し、これによって、印字動作中に、帯電ロール１００に回収された逆極性トナーやブラシロール１１０に回収保持された逆極性トナーやキャリアを、最終転写ロール３４まで順々に転移させ、最終転写ロール３４に接触して設けたクリーニング装置５４によって回収するように構成されている。
従って、このようなクリーニング動作が開始されると、例えばブラシロール１１０に一時的に保持されていた逆極性トナーやキャリアは感光体ドラム２１上に吐き出され、ブラシロール１１０は清浄な状態に復帰することになる。
【００４２】
また、このようにして、逆極性トナー等のクリーニングが終了すると、トナー像の作像時と同じ電位が帯電ロール１００、感光体ドラム２１、一次中間転写ドラム３１，３２、二次中間転写ドラム３３、最終転写ロール３４に与えられる一方、一次中間ブラシロール５１，５２及び二次中間ブラシロール５３には作像時と逆極性の電位が与えられ、今度は一次中間ブラシロール５１，５２及び二次中間ブラシロール５３に付着している（−）帯電トナーのクリーニングが行われる。
すなわち、一次中間ブラシロール５１，５２及び二次中間ブラシロール５３に対して作像時と逆極性の電位を与えることにより、これらブラシロールに保持されていたトナーは一次中間転写ドラム３１，３２及び二次中間転写ドラム３３上に吐き出され、通常のトナー像の転写と同様に二次中間転写ドラム３３を経由して最終転写ロール３４へ到達し、クリーニング装置５４によって回収される。
このようなクリーニング動作を定期的に実行することにより、各ブラシロールに捕獲されていたトナーはいずれの極性のものもクリーニング装置５４によって回収され、これらブラシロールの清浄化が図られることになる。
【００４３】
また、本実施の形態において、例えば性能維持初期シーケンスが行われている途中において、ユーザーが誤ってインタロックの開操作を行ってしまうと、装置自体がシャットダウンし、性能維持初期シーケンスが中断される事態が起こり得る。
このとき、ユーザーがインタロック（Ｉ／Ｌ）を閉操作して装置自体のシャットダウン状態を解除すると、制御装置２００は、図５に示す性能維持初期シーケンスを開始する。
ところが、本実施の形態では、制御装置２００は、図５に示すように、チャージアップサイクルをカウントし、その計数値をＣＲＵＭ２０６に書き込むようにしている。
このため、制御装置２００は、図５に示すように、ＣＲＵＭ２０６に記録されている回数情報に基づいて、性能維持初期シーケンスの中断前の状態を把握することができ、中断後の状態から性能維持初期シーケンスを再開する。
それゆえ、本実施の形態では、性能維持初期シーケンスが途中で中断されたとしても、最初から性能維持初期シーケンスが行われることはないため、無駄な性能維持初期シーケンスが繰り返し行われることは有効に回避される。
【００４４】
更に、本実施の形態では、帯電装置２２が例えば現像装置２４と比較的接近配置されると、帯電装置２２は、現像装置２４の磁石ロール６２２の磁力パターンが及ぶ磁場影響下に配置され得る。
このとき、本実施の形態では、例えば帯電ロール１００は、非磁性シャフトを備えているため、現像装置２４からの磁場影響下に位置するとしても、帯電ロール１００が磁化されることはない。
このため、現像剤のキャリア等が感光体ドラム２１を介して、あるいは、直接帯電ロール１００に向かったとしても、帯電ロール１００には付着し難い状況にあり、キャリア等の付着に起因した斑点状の画質欠陥は有効に回避される。
【００４５】
更にまた、本実施の形態では、リフレッシャとしてのブラシロール１１０は、磁性シャフトを備えているため、仮に、ブラシロール１１０が現像装置２４からの磁場影響下に位置した場合には、磁性シャフトが磁化される。
このため、本例では、現像剤のキャリア等が感光体ドラム２１を介して、あるいは、直接ブラシロール１１０に向かった状況下では、磁化されているブラシロール１１０にはキャリア等が付着し易い状況にあり、キャリア等の磁性異物はブラシロール１１０にて確実に除去され、帯電ロール１００へのキャリア等が付着する懸念はより確実に回避される。
【００４６】
◎実施の形態２
図８は実施の形態２に係る画像形成装置で用いられる性能維持シーケンスを示すフローチャートである。
すなわち、本実施の形態では、制御装置２００（図４参照）は、図５に示す性能維持初期シーケンスを実行するほか、図８に示す性能維持シーケンスを実行するようになっている。
また、ＥＳＳ２０１は、図４に示すように、内部にタイマー２０７を有しており、このタイマー２０７は制御装置２００からのプリント命令ＰＣＭに応じたジョブが終了した時点から計時動作を行うようになっている。
【００４７】
次に、本実施の形態の性能維持シーケンスについて図８を用いて説明する。
図４において、制御装置２００は、電源スイッチ２０２のオン（パワーオン）動作期間中、ＥＳＳ２０１のタイマー２０７からの時間通知を受け、プリント命令を送出した時点で、タイマー２０７からの経過時間と予め設定した設定時間との大小を比較する。
このとき、画像形成装置が比較的頻繁に使用されている場合には、経過時間≦設定時間という条件を満たし、現像装置２４内の現像剤Ｇの帯電状態もそれほど悪化していないため、チャージアップサイクルを行うことなく、直ちにプリント命令に応じたプリント動作が行われる。
【００４８】
一方、画像形成装置が使用されずに放置された時間が長い場合には、経過時間＞設定時間という条件を満たす。
この条件においては、制御装置２００は、現像装置２４内の現像剤Ｇの帯電状態が悪化していると判断し、チャージアップサイクルを所定回数繰り返す。
このチャージアップサイクルは、性能維持初期シーケンスのものと同様でも差し支えないが、性能維持初期シーケンスよりもチャージアップの程度が少なくて済むため、本実施の形態では、性能維持初期シーケンスにおけるチャージアップサイクルよりもチャージアップの程度を抑えた状態で設定される。
ここで、性能維持シーケンスで用いられるチャージアップサイクルの設定法としては、例えば図７に示すように、チャージアップモード時に現像バイアス交流成分（ＤＢＡＣ）をオフのままにしたり、チャージアップモード時間Ｔ2を性能維持初期シーケンスにおけるチャージアップサイクルに比べて少なく設定したり、チャージアップサイクルの回数を性能維持初期シーケンスにおけるチャージアップサイクルに比べて少なく設定するようにすればよい。
【００４９】
そして、チャージアップサイクルが所定回数行われると、制御装置２００は、チャージアップサイクルの回数を初期値０に戻した後、プリント動作を実行する。
このとき、現像装置２４内の現像剤Ｇはチャージアップサイクルにより攪拌帯電されるため、その帯電特性は良好に保たれることになり、良好な画像品質が得られる。
また、この性能維持シーケンスにおいても、チャージアップサイクルにて現像剤Ｇの凝集が有効に抑止され、しかも、現像剤Ｇの外添剤などの異物もクリーニングサイクルなどにてクリーニング装置５４へと回収されるため、斑点状の画質欠陥も有効に回避される。
尚、本実施の形態では、タイマー２０７は電源スイッチ２０２をオンした状態で計時動作を行うものであるが、例えば電源オフの状態でも、画像形成装置の放置状態を把握するためには、電源オフの状態でも計時動作可能なタイマーを使用するようにすればよい。
【００５０】
◎実施の形態３
図９は実施の形態３に係る画像形成装置で用いられる性能維持シーケンスを示すフローチャートである。
すなわち、本実施の形態では、制御装置２００（図４参照）は、図５に示す性能維持初期シーケンスを実行するほか、図９に示す性能維持シーケンスを実行するようになっている。
本実施の形態に係る性能維持シーケンスは、実施の形態２とは異なり、画像形成装置の放置状態のみならず、環境条件をも加味したものになっている。
このため、本実施の形態では、図４に示すように、ＥＳＳ２０１がタイマー２０７を内蔵するほか、ＩＯＴ２０４は、内部に環境センサ（例えば湿度センサ）２０８を有しており、この環境センサ２０８の検知情報が制御装置２００に取り込まれるようになっている。
【００５１】
次に、本実施の形態の性能維持シーケンスについて図９を用いて説明する。
図４において、制御装置２００は、電源スイッチ２０２のオン（パワーオン）動作期間中、ＥＳＳ２０１のタイマー２０７からの時間通知を受け、プリント命令を送出した時点で、タイマー２０７からの経過時間と、環境条件とに応じたチャージアップサイクル条件を決定する。
ここで、制御装置２００の不揮発性メモリには、次のような情報が記憶されている。
すなわち、直前の画像形成ジョブＪ(i-1)終了後からの経過時間ｔ(past)、チャージアップサイクル時間ｔ(CUC）、チャージアップサイクル回数ｎ(CUC)を演算するための制御テーブル１〜３、直前の画像形成ジョブＪ(i-1)での環境Ｅ（前回）がそれぞれ記憶されている。
【００５２】
また、図１０（ａ）〜（ｃ）は、制御装置２００内の不揮発性メモリに記憶される制御テーブル１〜３の内容を示すものである。
図１０（ａ）に示す制御テーブル１は、湿度の値とその分類を決定する制御テーブルである。つまり、湿度ＥがαHを超える場合にはその環境を高湿度環境Ａとし、湿度ＥがαL〜αHまでの場合にはその環境を基準環境Ｂとし、湿度ＥがαL未満の場合にはその環境を低湿度環境Ｃとする。
また、図１０（ｂ）に示す制御テーブル２は、直前の画像形成ジョブＪ(i-1)エンド及び現在の環境と判定環境との関係を決定する制御テーブルである。
つまり、直前のジョブエンド環境と現在の環境とのいずれかが高湿度環境Ａである場合にはその判定環境を判定環境Ｉとし、直前のジョブエンド環境と現在の環境とのいずれもが低湿度環境Ｃである場合にはその判定環境を判定環境IIIとし、それ以外の組み合わせの場合にはその判定環境を判定環境IIとする。
【００５３】
更に、図１０（ｃ）に示す制御テーブル３は、経過時間ｔ(past)及び判定環境Ｉ〜IIIとチャージアップサイクル時間ｔ(CUC)、チャージアップサイクル回数ｎ(CUC)との関係を決定する制御テーブルである。
ここで、制御テーブル３としては、例えばチャージアップサイクル回数ｎ(CUC)を一定（例えば１回）とし、チャージアップサイクル時間ｔ(CUC)のみを変えるようにした方式が採用される。
この場合、同じ判定環境であれば、経過時間ｔ(past)が長くなればそれに応じてチャージアップサイクル時間ｔ(CUC)も長くなる。また、同じ経過時間ｔ(past)であれば、判定環境Ｉよりも判定環境IIの方が、また、判定環境IIよりも判定環境IIIの方がそれぞれチャージアップサイクル時間ｔ(CUC)が長くなる。尚、図１０（ｃ）において、ｔ1＜ｔ2＜ｔ3であり、ｎ1＝ｎ2＝ｎ3である。
また、制御テーブル３の他の方式としては、チャージアップサイクル時間ｔ(CUC)を一定とし、経過時間ｔ(past)に応じてチャージアップサイクル回数ｎ(CUC)を変化させるようにしてもよいし、あるいは、経過時間ｔ(past)に応じてチャージアップサイクル時間ｔ(CUC)及びチャージアップサイクル回数ｎ(CUC)のいずれをも変化させるようにしてもよい。
【００５４】
このような制御テーブル１〜３を用意しておき、制御装置２００は、環境センサ２０８から湿度を検出し、図１０（ａ）に示す制御テーブル１を用いて現在の環境を判別した後、図１０（ｂ）に示す制御テーブル２を用いて、以前の環境と現在の環境とから、判定環境（Ｉ，II，III）を決定する。
しかる後、制御装置２００は、図１０（ｃ）に示す制御テーブル３を用い、タイマー２０７からの経過時間と判定環境（Ｉ，II，III）とから、チャージアップサイクル時間ｔ(CUC)、及び、チャージアップサイクル回数ｎ(CUC)を決定する。
この後、制御装置２００は、そのチャージアップサイクル時間ｔ(CUC)、チャージアップサイクル回数ｎ(CUC)と「０」とを比較し、チャージアップサイクル時間時間ｔ(CUC)、チャージアップサイクル回数ｎ(CUC)が０以下である場合には、チャージアップサイクルを行わず、直ちにプリント動作を実行し、現在の環境を以前の環境に代入した後、次のプリント命令を待つ。
【００５５】
一方、制御装置２００は、そのチャージアップサイクル時間ｔ(CUC)、チャージアップサイクル回数ｎ(CUC)が「０」でない条件下においては、決定されたチャージアップサイクル時間ｔ(CUC)、チャージアップサイクル回数ｎ(CUC)を用いて所定回数チャージアップサイクルを繰り返した後、チャージアップサイクル回数ｎ(CUC)を初期値０に戻し、しかる後、プリント動作を実行し、現在の環境を以前の環境に代入した後、次のプリント命令を待つ。
このとき、チャージアップの程度がタイマー２０７からの経過時間のみならず、環境条件をも加味されて決定されるため、実施の形態２に比べて、現像剤Ｇの帯電状態をより細かく制御することができる。
例えば高湿度環境下では、現像剤Ｇがより凝集し易くなるため、現像剤Ｇの帯電特性を良好に保つには、画像形成装置の放置時間が基準環境に比べて比較的短くても、性能維持シーケンスを実行させるという対処が可能になる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、画像形成装置を最初に使用する条件下で、少なくとも現像装置内の現像剤の凝集が解消される程度まで前記現像剤が均一に攪拌帯電せしめられる性能維持初期シーケンスを実行させるようにしたので、画像形成装置の初期使用時において、現像装置内の現像剤の凝集物を有効に粉砕でき、その分、現像剤の凝集物を主要因とする斑点状の画質欠陥を有効に回避することができる。
更に、性能維持初期シーケンスを実行することで、現像装置内の現像剤の帯電状態を良好に保つことができるため、現像剤から外添剤やコーティング剤などの現像剤異物の流出を有効に抑制することができ、前記現像剤異物を要因とする斑点状の画質欠陥をも有効に回避することができる。
特に、本発明では、性能維持初期シーケンスとして、チャージアップモード終了後にクリーニングサイクルを行うため、現像装置内の現像剤が凝集する事態を有効に回避することに加えて、チャージアップモード時における現像剤の撹拌帯電動作に伴って、現像剤の外添剤やコーティング剤などの異物が像担持体側に流出する懸念があるが、クリーニングサイクルにて像担持体側に流出した異物を清掃することができる。このため、現像装置内の凝集物や異物が帯電装置の帯電部材に付着する事態を有効に回避することができ、その分、斑点状の画質欠陥を有効に回避することができる。
【００５７】
また、本発明において、性能維持初期シーケンスの外に、少なくとも画像形成モードからの経過時間に基づいて性能維持シーケンスを実行するようにすれば、画像形成装置の放置後における現像剤の状態を良好に保つことが可能になり、その分、画像形成装置の画像品質を常時良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図２】 本発明が摘要された画像形成装置の実施の形態１の全体構成を示す説明図である。
【図３】 本実施の形態に係る画像形成装置の要部説明図である。
【図４】 本実施の形態に係る性能維持制御系を示すブロック図である。
【図５】 本実施の形態に係る性能維持初期シーケンスを示すフローチャートである。
【図６】 図５のチャージアップサイクルの詳細を示すフローチャートである。
【図７】 チャージアップサイクルにおける各部の出力状態を示すタイミングチャートである。
【図８】 実施の形態２に係る画像形成装置の性能維持シーケンスを示す説明図である。
【図９】 実施の形態３に係る画像形成装置の性能維持シーケンスを示す説明図である。
【図１０】 （ａ）〜（ｃ）は図９の性能維持シーケンスにおける判定環境での条件決定のためのテーブル例を示す説明図である。
【図１１】 従来の画像形成装置の技術的課題を示す説明図である。
【図１２】 異物による斑点の生成原理を示す説明図である。
【符号の説明】
１…像担持体，２…帯電装置，２ａ…帯電部材，３…潜像書き込み装置，４…現像装置，４ａ…攪拌帯電要素，５…性能維持制御装置，Ａ…性能維持初期シーケンス，Ｂ…性能維持シーケンス
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタなどの画像形成装置に係り、特に、像担持体上に接触若しくは近接する帯電部材を具備した帯電装置を備えたタイプの画像形成装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、市場要求からカラー画像形成装置の小型化及び各デバイスの小型化が要請されつつある。
例えばタンデム型画像形成装置にあっては、感光体ドラム等の像担持体を複数配列し、各像担持体には帯電装置や現像装置等のデバイスを夫々配設することになるが、装置自体を小型化していくと、各像担持体毎にクリーニング装置や残留トナー回収装置を設けない、所謂クリーナレスシステムが採用される場合も多くなってきている。
しかしながら、この種のクリーナレスシステムにあっては、転写後に像担持体表面には、極微量であっても残留トナーが存在し、次の画像形成時に「メモリー」となって画質に悪影響を及ぼす。
このため、従来にあっては、例えば帯電装置としての帯電部材（例えば帯電ブラシ）の上流部にメモリー除去部材（例えばブラシロール）を配置して、残留トナーをディスターブする技術などが提案されている（例えば特開平４−３７１９７５号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この種の画像形成装置のうち、例えば帯電ロール方式の帯電装置を使用した態様にあっては、例えば図１１に示すように、用紙上の任意箇所にランダム斑点が生成されたり、連続点、例えば帯電ロールや感光体ドラム（Ｐ／Ｒ）の回転周期毎に連なった斑点が生成されるという現象が挙げられる。尚、斑点の中には、バックグラウンド中に生ずるバックグラウンド斑点（ＢＫＧ斑点）と、イメージ部（例えばハーフトーン画像）中に生ずるイメージ部斑点とに大別される。
特に、このような斑点現象は、画像形成装置を最初に使用する初期使用段階において顕著に現れることが確認されている。
【０００４】
次に、この種の斑点の生成原理について推測してみるに、例えば図１２に示すように、現像剤の凝集物などの異物５０２が感光体ドラム５１０に付着し、帯電ロール５１１と感光体ドラム５１０との間のニップ域に進入すると、当該異物５０２部分で電界が遮蔽されると共に、異物５０２が介在している帯電ロール５１１の表層フィルム部分にテンティング部が形成されてしまい、当該感光体ドラム５１０部分に対応した箇所に帯電不良が起こる。
このとき、異物５０２による帯電不良箇所が感光体ドラム５１０の下流側に移行し、当該帯電不良箇所に静電潜像が形成され、現像されてしまうと、比較的大径の斑点が生成される。
一方、異物５０２が例えば帯電ロール５１１側に付着すると、帯電ロール５１１の回転周期毎に連続点が生成される。
【０００５】
このような斑点現象の生成要因を追求したところ、特に、画像形成装置の初期使用段階においては、現像装置内の現像剤が凝集している場合が多く、現像剤の凝集物が帯電ロールに付着し易いことが斑点生成の主要因になっていることを突き止めた。
尚、画像形成装置の初期使用段階において、現像装置を直ちに使用すると、現像剤の帯電量が不足しがちになり、その分、現像剤の外添剤やコーティング剤などの異物が剥離して像担持体側に転移し易く、これも斑点生成の要因になっているものと推測される。
【０００６】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、初期使用時における斑点現象を有効に回避するようにした画像形成装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、図１に示すように、像担持体１と、この像担持体１に接触若しくは近接配置される帯電部材２ａを具備し且つ前記像担持体１を帯電させる帯電装置２と、この帯電装置２にて帯電された像担持体１上に静電潜像を書き込む潜像書き込み装置３と、現像剤の攪拌帯電要素４ａを具備し且つ像担持体１上に書き込まれた静電潜像を現像剤Ｇで可視像化する現像装置４と、画像形成装置を最初に使用する条件下で、少なくとも現像装置４内の現像剤Ｇの凝集が解消される程度まで前記現像剤Ｇが均一に攪拌帯電せしめられる性能維持初期シーケンスＡを実行させる性能維持制御装置５とを備え、性能維持制御装置５による性能維持初期シーケンスは、現像装置４内の現像剤を攪拌帯電して当該現像剤の帯電量を上昇させるチャージアップモードと、このチャージアップモード終了後に行われ且つ像担持体１側に転移した現像剤異物を清掃するクリーニングサイクルとを具備した単位シーケンスを所定回数行うものであることを特徴とするものである。
【０００８】
このような技術的手段において、本願は、像担持体１が単一である態様は勿論のこと、像担持体１が複数配列される所謂タンデム型の態様のいずれをも含み、更に、像担持体１に対して記録材搬送体や中間転写体を対向配置する態様など各種態様を含む。
また、帯電装置２については、帯電部材２ａが像担持体１に対し接触若しくは近接配置されることを要件とする。
ここで、接触しない態様も含めているのは、近接配置された態様でも、微小空隙放電による帯電が可能であることを考慮したものである。
但し、接触配置する方が、像担持体１に対する帯電部材２ａの位置決めが容易になる点、また、帯電部材２ａの寸法精度が高くなくてよい点で好ましい。
【０００９】
更に、帯電装置２としては、基本的に帯電部材２ａを備えていればよいが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば帯電部材２ａの上流側に像担持体１に接触して配設され且つ像担持体１上の付着物を除去する除去部材を具備させるようにしてもよい。
ここで、除去部材は、接触型で像担持体１上の付着物を除去するもの又は、一時的に除去するものであればよく、像担持体１上の付着物が帯電部材２ａに至る事態を無くし、帯電性を良好に保つ機能部材として働くものであればよい。
【００１０】
また、現像装置４は、主として二成分現像剤を使用したものを対象とするが、必ずしもこれに限られない。
この場合において、高画質でクリーナレスを容易に実現するという観点からすれば、現像剤Ｇのトナーが形状係数１３０以下の球形であるものを使用すればよい。
更に、現像装置４の攪拌帯電要素４ａとは、現像剤を攪拌して帯電する要素を広く含む趣旨であり、所謂オーガーのような攪拌部材、交流成分重畳の帯電バイアス（現像域で現像剤が交番動作し、攪拌帯電される）などが挙げられる。
【００１１】
また、性能維持制御装置５は、性能維持初期シーケンスＡを実現し得るものであれば適宜選定して差し支えない。
ここで、「少なくとも現像装置４内の現像剤Ｇの凝集が解消される程度」とは、初期使用時の斑点現象の主要因である現像剤Ｇの凝集を除くことが性能維持初期シーケンスＡにより達成されればよいという意味である。
また、「少なくとも」としたのは、初期使用時の斑点現象の他の主要因である現像剤異物（外添剤、コーティング剤など）の吐き出し（クリーニングサイクルに相当）なども含むことを想定したものである。
更に、「現像剤Ｇが均一に攪拌帯電」という要件は、現像剤Ｇの凝集を解消する上で帯電のみならず、攪拌という挙動も必要であることに基づく。
【００１２】
そして、性能維持制御装置５による性能維持初期シーケンスＡの代表的態様としては、例えば現像装置４内の現像剤Ｇを攪拌帯電して当該現像剤Ｇの帯電量を上昇させるチャージアップモードと、像担持体１側に転移した現像剤異物を清掃するクリーニングサイクルとを具備した単位シーケンスを所定回数行うものが挙げられる。
本態様において、「チャージアップモード」は、現像剤の攪拌帯電、「クリーニングサイクル」は現像剤異物（外添剤など）の吐き出しに主として対応する。
【００１３】
特に、本態様のうち、画像形成モード時に現像装置４に対し交流成分重畳の現像バイアスを印加する態様においては、性能維持制御装置５は、チャージアップモード時に現像装置４に対し少なくとも交流成分重畳の帯電バイアスを印加するものであることが好ましい。
この場合、交流成分重畳の帯電バイアスにより現像剤Ｇのチャージアップが促進され、かつ、現像剤Ｇ中の異物吐き出しも促進される。
そして、帯電バイアスは、交流成分が重畳されているバイアスであればよく、現像バイアスと同じに設定してもよいし、別に設定してもよい。
【００１４】
また、例えば性能維持初期シーケンスＡの途中で誤ってインタロックの開操作などを行うことにより、装置自体がシャットダウンすると、性能維持初期シーケンスＡが途中で中断される事態が起こり得る。
このような状況下の好ましい態様としては、性能維持制御装置５による性能維持初期シーケンスＡは、途中で中断された条件下では途中までのシーケンス経過を記憶し、途中から再開可能とすればよい。
本態様によれば、無用な性能維持初期シーケンスＡの繰り返しを回避できる点で好ましい。
【００１５】
また、性能維持制御装置５は、性能維持初期シーケンスＡを実行するものであればよいが、これ以外の性能維持シーケンスＢを実行するようにしてもよい。
例えば、性能維持初期シーケンスＡの他に、少なくとも直前の画像形成モードからの経過時間に基づいて、現像装置４内の現像剤Ｇが均一に攪拌帯電せしめられる性能維持シーケンスＢを実行するものが挙げられる。
これは、放置時間によって現像剤Ｇの帯電性能が低下する現象を改善し、画像品質の低下を回避するものである。
この場合、性能維持シーケンスＢとしては、チャージアップモードとクリーニングサイクルとを具備した単位シーケンスを所定回数行うものが一般的であるが、これに限られない。
更に、「直前の画像形成モードからの経過時間」についての計測手段としては、電源オン時を前提に計測する態様でよいが、より正確を期すという観点からすれば、電源オフ時も継続して経過時間を計測可能な態様が好ましい。
【００１６】
また、上述した態様において、性能維持初期シーケンスＡは、性能維持シーケンスＢに比べてチャージアップモードの程度を多く配分したものであることが好ましい。
この態様によれば、画像形成装置の初期使用時において、現像剤Ｇに対する帯電性をより確実に行うことができる点で、斑点現象をより確実に回避することができる。
このとき、「チャージアップモードの程度を多く配分」とは、帯電時間自体を多く確保する態様、現像剤Ｇの帯電程度自体を強化する態様、あるいは、両者を組み合わせた態様のいずれをも含む。
【００１７】
また、性能維持シーケンスＢの好ましい態様としては、環境条件をも加味したものが挙げられる。
この場合、性能維持シーケンスＢとしては、直前の画像形成モードからの経過時間と画像形成装置の環境条件とに基づいて、現像装置４内の現像剤Ｇを均一に攪拌帯電するようにすればよい。
ここでいう「画像形成装置の環境条件」とは、現像剤Ｇの性能に影響の大きい湿度条件が挙げられるが、これに限られるものではなく、周囲の温度条件や、温度、湿度の両方の条件など適宜選定してよい。
【００１８】
また、「画像形成装置を最初に使用する条件」についての代表的な判別手法としては、例えば装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジを搭載した態様において、プロセスカートリッジが未使用であることを識別するための識別子を具備させ、性能維持制御装置５が、プロセスカートリッジの識別子情報に基づいて画像形成装置を最初に使用する条件であるか否かを判断し、性能維持初期シーケンスＡを実行するようにすればよい。
この場合において、「プロセスカートリッジが未使用」とは、新品に限らず、リサイクルも含め、広く未使用であることを意味する。
一方、識別子とは、例えばプロセスカートリッジ内のモニタ内に予め書き込んだ未使用フラグなどを意味する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態１（本例ではフルカラープリンタ）を示すものである。尚、図２中の矢印は、各回転部材の回転方向を示す。
このフルカラープリンタは、図２に示すように、イエロ（Ｙ）、マゼンタ （Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム２１（２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ）を有する画像形成ユニット２０（２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ）と、これら感光体ドラム２１に接触する一次帯電用の帯電装置２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）と、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光２３（２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ）を照射する図示しないレーザ光学ユニット等の露光装置と、各色成分トナーが含まれる現像剤を収容した現像装置２４（２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋ）と、上記４つの感光体ドラム２１のうちの２つの感光体ドラム２１Ｙ，２１Ｍに接触する第１の一次中間転写ドラム３１及び他の２つの感光体ドラム２１Ｃ，２１Ｋに接触する第２の一次中間転写ドラム３２と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム３１，３２に接触する二次中間転写ドラム３３と、この二次中間転写ドラム３３に接触する最終転写ロール３４とで、その主要部が構成されている。
そして、本実施の形態では、例えば各感光体ドラム２１、帯電装置２２、現像装置２４、一次中間転写ドラム３１，３２、二次中間転写ドラム３３が一体的に搭載されたプロセスカートリッジ（ＣＲＵ：Customer Replaceable Unit）として構成されている。
【００２０】
各感光体ドラム２１は、共通の接平面Ｕを有するように一定の間隔をおいて配置されている。また、第１の一次中間転写ドラム３１及び第２の一次中間転写ドラム３２は、各回転軸が該感光体ドラム２１軸に対し平行かつ所定の対象面を境界とした面対象の関係にあるように配置されている。更に、二次中間転写ドラム３３は、該感光体ドラム２１と回転軸が平行であるように配置されている。
各色毎の画像情報に応じた信号は、図示しない画像処理ユニットによりラスタライジングされて図示しないレーザ光学ユニットに入力される。このレーザ光学ユニットでは、各色のレーザ光２３が変調され、対応する色の感光体ドラム２１に夫々照射される。
【００２１】
上記各感光体ドラム２１の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行なわれる。
まず、上記感光体ドラム２１としては所定の直径（例えば２０ｍｍ）のＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム２１は所定のプロセス速度（例えば９５ｍｍ／ｓｅｃ）の回転速度で回転駆動される。
上記感光体ドラム２１の表面は、図２に示すように、帯電装置２２に所定の帯電レベル（例えば約−８００Ｖ）の直流電圧を印加することによって、所定レベルに一様に帯電される。尚、この実施の形態では、上記帯電装置２２に対して直流電圧のみを印加しているが、交流成分を直流成分に重畳するように構成することもできる。
【００２２】
このようにして一様な表面電位を具備した感光体ドラム２１の表面には、露光装置としてのレーザ光学ユニットによって各色に対応したレーザ光２３が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。レーザ光学ユニットで静電潜像が書き込まれることにより、感光体ドラム２１上の画像露光部の表面電位は所定レベル（例えば−６０Ｖ以下程度）にまで除電される。
また、上記感光体ドラム２１の表面に形成された各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置２４によって現像され、各感光体ドラム２１上に各色のトナー像として可視化される。
【００２３】
次に、上記各感光体ドラム２１上に形成された各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム３１及び第２の一次中間転写ドラム３２上に、静電的に一次転写される。感光体ドラム２１Ｙ，２１Ｍ上に形成されたイエロ（Ｙ）およびマゼンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム３１上に、感光体ドラム２１Ｃ，２１Ｋ上に形成されたシアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム３２上に、それぞれ転写される。
この後、第１、第２の一次中間転写ドラム３１，３２上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム３３上に静電的に二次転写される。
従って、二次中間転写ドラム３３上には、単色像からイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。
【００２４】
最後に、上記二次中間転写ドラム３３上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール３４によって、用紙搬送路４０を通る用紙に三次転写される。この用紙は、不図示の紙送り工程を経て用紙搬送ロール４１を通過し、二次中間転写ドラム３３と最終転写ロール３４とのニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最終的なトナー像は、定着装置４２によって定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２５】
尚、本実施の形態において、詳細は後述するが、帯電装置２２は、図２に示すように、感光体ドラム２１を帯電する帯電ロール１００と、この帯電ロール１００の上流側にリフレッシャとしてのブラシロール１１０とを備え、このブラシロール１１０にて感光体ドラム２１上の異物（残留トナーやキャリアなど）を除去し、帯電ロール１００側に感光体ドラム２１上の異物が転移しないようになっている。
また、一次中間転写ドラム３１，３２及び二次中間転写ドラム３３には夫々のドラム表面の異物（残留トナーや異物）を一時的に保持するリフレッシャとしての一次中間ブラシロール５１，５２、及び、二次中間ブラシロール５３が接触配置されている。
更に、最終転写ロール３４には例えばブレードクリーニング方式を採用したクリーニング装置５４（５４ａ：ブレード）が設けられている。
【００２６】
次に、本実施の形態で用いられる現像装置２４及び帯電装置２２について説明する。
先ず、現像装置２４について説明する。
本実施の形態において、現像装置２４は、例えば図３に示すように、垂直方向に複数配設されており、例えば現像装置２４Ｙは、下方側の画像形成ユニット２０（例えば２０Ｍ）の帯電装置２２（例えば帯電装置２２Ｍ）に対し接近配置されている。
ここで、現像装置２４の基本的構成について述べると、以下のようである。
すなわち、現像装置２４は、図３に示すように、基本的に、現像剤Ｇが収容される筐体としてのハウジング６１と、このハウジング６１の開口部に面して配設される現像剤担持体としての現像ロール６２と、現像ロール６２上に担持される現像剤Ｇの層厚を規制する層厚規制部材としての層厚規制ロール６３と、ハウジング６１内の現像剤Ｇを攪拌しながら搬送する現像剤攪拌搬送部材としての２本のオーガー６４、６５と、現像ロール６２に現像剤Ｇを供給する現像剤供給部材としてのパドルホイール６６とでその主要部が構成されている。
【００２７】
また、現像ロール６２は、ハウジング６１の開口部付近に回転駆動可能に配設される中空の円筒形状からなる非磁性の現像スリーブ６２１と、この現像スリーブ６２１の中空内に複数の磁極を所定の角度に配置した磁石ロール（マグネットロール）６２２が位置を固定された状態で配設されたものである。
そして、現像スリーブ６２１には図示外のバイアス電源が接続され、所定の現像バイアス（本例では、直流成分に交流成分を重畳したバイアス）が印加されるようになっている。
尚、図中において、符号２１は画像情報に応じた静電潜像が形成される像担持体としての感光体ドラム、Ｇは非磁性トナー及び磁性キャリアからなる現像剤、また、矢印は回転する部品の回転方向を示している。
【００２８】
また、本実施の形態において、帯電装置２２は、図３に示すように、感光体ドラム２１を帯電する帯電ロール１００と、この帯電ロール１００の上流側にリフレッシャとしてのブラシロール１１０とを一対の軸受け部材（図示せず）にて回転自在に支承するようにしたものである。
特に、本実施の形態では、帯電ロール１００は、非磁性シャフトと、この非磁性シャフトの外周に設けられるスポンジ状導電性弾性体と、この導電性弾性体を被覆する円筒状表層フィルムとを備えている。
ここで、非磁性シャフトとしては、透磁率が１．０５以下（磁性材料が付着しない程度）の非磁性材料、例えばＳＵＳ３０３（透磁率１．０５）や、より好ましくはＳＵＳ３０３Ｃｕ（透磁率１．０２）が使用される。
また、スポンジ状導電性弾性体は、硬度が低く、ニップ域を安定的に確保するという観点から好ましく、例えば導電性ウレタン発泡体が用いられる。
更に、円筒状表層フィルムとしては、静電吸着力によるニップ均一性を確保するという観点から好ましく、例えば導電性フッ素樹脂が用いられる。
【００２９】
また、本実施の形態では、帯電ロール１００は、帯電部材として機能し、かつ、帯電電流リークによる帯電不良を有効に回避するという観点から、表面抵抗値が１０6Ω／□〜１０8.5Ω／□に設定されている。
更にまた、硬度条件としては、ニップ均一性を確保するという観点から、アスカーＦ硬度で９０度以下であることが好ましい。
そしてまた、非磁性シャフトの強度条件としては、中央部での曲げ変形を防止して全域に亘る帯電性を確保するという観点から、引張強度が６００Ｎ／ｍｍ2以上であることが好ましい。
更に、非磁性シャフトには図示外の帯電バイアス電源が接続されており、この帯電バイアス電源は極性の異なる帯電バイアスを非磁性シャフトに印加するようになっている。
本例では、帯電ロール１００へのバイアス印加方式は、作像モード時には、帯電バイアス（-）を印加し、一方、クリーニングモード時には、帯電バイアス(+)を印加するようになっている。
【００３０】
また、本実施の形態において、ブラシロール１１０は、磁性シャフトと、この磁性シャフトの外周にブラシ状部材としての摺擦毛を設けたものである。
そして、このブラシロール１１０には何ら駆動手段が設けられておらず、かかるブラシロール１１０は摺擦毛と感光体ドラム２１との間に作用する摩擦力によって感光体ドラム２１の回転に連れ回っている。
ここで、磁性シャフトとしては、加工が容易、コストが安いという観点から例えばＳＵＭが使用され、また、摺動音防止及び錆防止という観点から、ＳＵＭ表面にＮｉメッキを施したものが使用される。
一方、摺擦毛は例えば磁性シャフト上に例えばアクリル系樹脂からなる繊維状部材を接着することで構成される。尚、摺擦毛の素材としては、ＰＰ，レイヨン，ナイロン，ポリエステル，ＰＴＦＥ，ＰＥＴなどがある。
そして、摺擦毛は、クリーニング性、環境依存性を両立するために、抵抗値が１０4〜１０5Ωｃｍであることが好ましい。
【００３１】
また、ブラシロール１１０には図示外の除去バイアス電源が接続されており、この除去バイアス電源は極性の異なる除去バイアスを磁性シャフトに印加するようになっている。
本例では、ブラシロール１１０へのバイアス印加方式は、作像モード時には、除去バイアス(-)を印加することで極性反転したトナーを感光体ドラム２１の表面から一時的に回収し、後述するクリーニングモードが開始される迄の間、かかるトナーを保持するようになっている。尚、クリーニングモード時には、除去バイアス(+)を印加するようになっている。
【００３２】
また、本実施の形態では、画像形成装置の作像性能を維持するための性能維持制御系が設けられている。
この性能維持制御系を図４に示す。
同図において、符号２００は、性能維持初期シーケンス（図５参照）実行用のプログラムを内蔵したマイクロコンピュータシステムからなる制御装置、符号２０１は制御装置２００からのデータや各種命令（例えばＰＣＭ（プリント命令）など）に従って制御信号を生成するエレクトリックサブシステム（ＥＳＳ：Electric Sub System）であり、このＥＳＳ２０１は電源スイッチ２０２のオン動作に伴って電源（ＬＶＰＳ：Low Voltage Power Supply）２０３からの電力供給を受け、画像形成装置の出力部（ＩＯＴ：Image Output Terminal）２０４に前記制御信号を送出し、所定の作像プロセスを行わせるようになっている。
【００３３】
また、本実施の形態において、ＩＯＴ２０４は、プロセスカートリッジ（ＣＲＵ）２０５を備えているが、このＣＲＵ２０５には各種情報を書き換え可能な記憶装置、例えばＣＲＵＭ（ＣＲＵ Moniter）２０６が搭載されており、このＣＲＵＭ２０６は制御装置２００との間で読取り、書き込み可能に接続されている。特に、本実施の形態では、ＣＲＵＭ２０６には、ＣＲＵ２０５出荷時に未使用であることを識別するための未使用フラグがオン設定されている。
【００３４】
次に、本実施の形態に係る性能維持制御系の動作過程を図４〜図７に基づいて説明する。
図４及び図５において、制御装置２００は性能維持初期シーケンスを実行し、先ず、電源スイッチ２０２のオン（パワーオン）動作に伴ってＣＲＵＭ２０６内のフラグ（未使用フラグ）をチェックする。
このとき、ＣＲＵ２０５が未使用である状態では、未使用フラグがオン設定されているため、制御装置２００はチャージアップサイクルを所定回数（設定値に対応）繰り返す。
【００３５】
このチャージアップサイクルは、図６に示すように、プロセスＯＮモード、チャージアップモード、プロセスＯＦＦモード及びクリーニングサイクルを単位サイクルとするものである。
本実施の形態において、プロセスＯＮモードは、通常の画像形成モードのＯＮモードと同様のタイミングで各デバイスを駆動するものであり、例えば図７に示すように、メインモータ（Main MOT）、現像モータ（Deve MOT）、帯電ロール１００（ＣＲ）への帯電バイアス、現像バイアス直流成分（ＤＢＤＣ）、現像バイアス交流成分（ＤＢＡＣ）、第１、第２の一次中間転写ドラム３１，３２（ＩＤＴ１）への印加バイアス（ＩＤＴ１(V)）、二次中間転写ドラム３３（ＩＤＴ２）への印加バイアス（ＩＤＴ２(V)）、一次中間ブラシロール５１，５２（ＣＬＮ１）への印加バイアス（ＣＬＮ１(V)）、二次中間ブラシロール５３（ＣＬＮ２）への印加バイアス（ＣＬＮ２(V)）、最終転写ロール３４（ＢＴＲ）への転写バイアス（ＢＴＲ(V)）を印加するようになっている。
尚、本実施の形態において、ＣＬＮ１(V)＝ＩＤＴ１(V)＋ΔＶ（例えば２００Ｖ）、ＣＬＮ２(V)＝ＩＤＴ２(V)＋ΔＶ（例えば２００Ｖ）である。
【００３６】
そして、プロセスＯＮモード開始から所定時間Ｔ1（例えば１，０００ms.）が経過すると、チャージアップモードに移行し、このチャージアップモード（図７に示す各デバイスが全てオン状態）が所定時間Ｔ2（例えば３０，０００ms.）継続して行われる。
この間、現像装置２４では、図３に示すように、現像モータの駆動に伴って現像ロール６２、現像剤攪拌部材６４，６５が回転し、現像剤Ｇを攪拌帯電し、また、現像ロール６２の現像域では、直流成分に交流成分が重畳された現像バイアス（帯電バイアス）が印加されるため、現像ロール６２上の現像剤Ｇが交番電界にて攪拌帯電される。
尚、現像域に対応した感光体ドラム２１は帯電装置２２にて初期帯電されるため、現像域を通過する現像剤Ｇは原理的には感光体ドラム２１上には現像されない。
【００３７】
この後、チャージアップモードが終了すると、プロセスＯＦＦモードに移行する。
このプロセスＯＦＦモードは、通常の画像形成モードのＯＦＦモードと同様のタイミングで、所定時間Ｔ3（例えば約６，０００ms.）の間にメインモータ以外の各デバイスの駆動を順次停止するものである。
そして、プロセスＯＦＦモードが終了すると、所定時間Ｔ4（例えば約６，０００ms.）の間、クリーニングサイクルが行われる。
このクリーニングサイクルは、ＩＤＴ１(V)、ＩＤＴ２(V)の極性を反転させ、かつ、ＢＴＲ(V)の極性を反転させる。
【００３８】
このとき、帯電装置２２のブラシロール１１０や一次中間ブラシロール５１，５２や二次中間ブラシロール５３に転移した極性の反転したトナーなどの異物は、感光体ドラム２１、一次中間転写ドラム３１，３２、二次中間転写ドラム３３を介して最終転写ロール３４からクリーニング装置５４へと回収される。
尚、もともと極性の反転していない残留トナーなどは、チャージアップモードやプロセスＯＦＦモードの間に、感光体ドラム２１、一次中間転写ドラム３１，３２、二次中間転写ドラム３３を介して最終転写ロール３４からクリーニング装置５４へと回収される。
また、現像装置２４内での攪拌帯電動作に伴って、現像剤の外添剤やコーティング剤などの異物が感光体ドラム２１側に流出する懸念があるが、これらの異物のうち、極性反転したものは前記クリーニングサイクルで、極性反転していないものはチャージアップサイクル時に、感光体ドラム２１、一次中間転写ドラム３１，３２、二次中間転写ドラム３３を介して最終転写ロール３４からクリーニング装置５４へと回収される。
【００３９】
このようなチャージアップサイクルを所定回数繰り返すと、制御装置２００はフラグ（未使用フラグ）をオフに書き換え、一連の処理を終了する。
このような性能維持処理シーケンスにおいては、現像装置２４内の現像剤Ｇは充分に攪拌帯電されるため、現像装置２４内の現像剤Ｇが凝集するという事態は有効に回避される。
また、現像剤Ｇの攪拌帯電動作に伴って、現像剤Ｇの外添剤やコーティング剤などの異物が感光体ドラム２１側に流出する懸念があるが、感光体ドラム２１側に流出した前記異物はクリーニングサイクルなどを介してクリーニング装置５４へと確実に回収される。
それゆえ、このような性能維持初期シーケンスが行われた場合には、現像装置２４内の現像剤の状態が極めて良好になるため、その後に、画像形成モードを実行した場合には、現像剤の凝集物などが帯電装置２２の帯電ロール１００に付着することは無くなり、斑点状の画質欠陥は有効に回避される。
尚、ＣＲＵ２０５が既使用の状態では、未使用フラグがオフ設定されているため、チャージアップサイクルは何等行われず、直ちに性能維持初期シーケンスは終了する。
【００４０】
また、上述した性能維持初期シーケンスのクリーニングサイクルは、以下に述べるクリーニングモードと略同様な動作過程であるが、本例では、クリーニングモードに比べて時間的に短く設定されている。
すなわち、本実施の形態では、作像モード時において、帯電ロール１００に極微量の逆極性トナーが、また、ブラシロール１１０には極微量の逆極性トナー、キャリアが一時的に保持されることがあり得るため、印字動作前、印字動作後、連続印字時の所定枚数毎など、ある所定のタイミングで以下のようなクリーニングモードが実行されるようになっている。
【００４１】
このクリーニングモード時においては、先ず、各帯電装置２２の帯電ロール１００、リフレッシャとしてのブラシロール１１０、各感光体ドラム２１、一次中間転写ドラム３１，３２、二次中間転写ドラム３３、最終転写ロール３４に対し、最終転写ロール３４が最もマイナス電位が高くなるように、順々に電位勾配をつけた電圧を印加し、これによって、印字動作中に、帯電ロール１００に回収された逆極性トナーやブラシロール１１０に回収保持された逆極性トナーやキャリアを、最終転写ロール３４まで順々に転移させ、最終転写ロール３４に接触して設けたクリーニング装置５４によって回収するように構成されている。
従って、このようなクリーニング動作が開始されると、例えばブラシロール１１０に一時的に保持されていた逆極性トナーやキャリアは感光体ドラム２１上に吐き出され、ブラシロール１１０は清浄な状態に復帰することになる。
【００４２】
また、このようにして、逆極性トナー等のクリーニングが終了すると、トナー像の作像時と同じ電位が帯電ロール１００、感光体ドラム２１、一次中間転写ドラム３１，３２、二次中間転写ドラム３３、最終転写ロール３４に与えられる一方、一次中間ブラシロール５１，５２及び二次中間ブラシロール５３には作像時と逆極性の電位が与えられ、今度は一次中間ブラシロール５１，５２及び二次中間ブラシロール５３に付着している（−）帯電トナーのクリーニングが行われる。
すなわち、一次中間ブラシロール５１，５２及び二次中間ブラシロール５３に対して作像時と逆極性の電位を与えることにより、これらブラシロールに保持されていたトナーは一次中間転写ドラム３１，３２及び二次中間転写ドラム３３上に吐き出され、通常のトナー像の転写と同様に二次中間転写ドラム３３を経由して最終転写ロール３４へ到達し、クリーニング装置５４によって回収される。
このようなクリーニング動作を定期的に実行することにより、各ブラシロールに捕獲されていたトナーはいずれの極性のものもクリーニング装置５４によって回収され、これらブラシロールの清浄化が図られることになる。
【００４３】
また、本実施の形態において、例えば性能維持初期シーケンスが行われている途中において、ユーザーが誤ってインタロックの開操作を行ってしまうと、装置自体がシャットダウンし、性能維持初期シーケンスが中断される事態が起こり得る。
このとき、ユーザーがインタロック（Ｉ／Ｌ）を閉操作して装置自体のシャットダウン状態を解除すると、制御装置２００は、図５に示す性能維持初期シーケンスを開始する。
ところが、本実施の形態では、制御装置２００は、図５に示すように、チャージアップサイクルをカウントし、その計数値をＣＲＵＭ２０６に書き込むようにしている。
このため、制御装置２００は、図５に示すように、ＣＲＵＭ２０６に記録されている回数情報に基づいて、性能維持初期シーケンスの中断前の状態を把握することができ、中断後の状態から性能維持初期シーケンスを再開する。
それゆえ、本実施の形態では、性能維持初期シーケンスが途中で中断されたとしても、最初から性能維持初期シーケンスが行われることはないため、無駄な性能維持初期シーケンスが繰り返し行われることは有効に回避される。
【００４４】
更に、本実施の形態では、帯電装置２２が例えば現像装置２４と比較的接近配置されると、帯電装置２２は、現像装置２４の磁石ロール６２２の磁力パターンが及ぶ磁場影響下に配置され得る。
このとき、本実施の形態では、例えば帯電ロール１００は、非磁性シャフトを備えているため、現像装置２４からの磁場影響下に位置するとしても、帯電ロール１００が磁化されることはない。
このため、現像剤のキャリア等が感光体ドラム２１を介して、あるいは、直接帯電ロール１００に向かったとしても、帯電ロール１００には付着し難い状況にあり、キャリア等の付着に起因した斑点状の画質欠陥は有効に回避される。
【００４５】
更にまた、本実施の形態では、リフレッシャとしてのブラシロール１１０は、磁性シャフトを備えているため、仮に、ブラシロール１１０が現像装置２４からの磁場影響下に位置した場合には、磁性シャフトが磁化される。
このため、本例では、現像剤のキャリア等が感光体ドラム２１を介して、あるいは、直接ブラシロール１１０に向かった状況下では、磁化されているブラシロール１１０にはキャリア等が付着し易い状況にあり、キャリア等の磁性異物はブラシロール１１０にて確実に除去され、帯電ロール１００へのキャリア等が付着する懸念はより確実に回避される。
【００４６】
◎実施の形態２
図８は実施の形態２に係る画像形成装置で用いられる性能維持シーケンスを示すフローチャートである。
すなわち、本実施の形態では、制御装置２００（図４参照）は、図５に示す性能維持初期シーケンスを実行するほか、図８に示す性能維持シーケンスを実行するようになっている。
また、ＥＳＳ２０１は、図４に示すように、内部にタイマー２０７を有しており、このタイマー２０７は制御装置２００からのプリント命令ＰＣＭに応じたジョブが終了した時点から計時動作を行うようになっている。
【００４７】
次に、本実施の形態の性能維持シーケンスについて図８を用いて説明する。
図４において、制御装置２００は、電源スイッチ２０２のオン（パワーオン）動作期間中、ＥＳＳ２０１のタイマー２０７からの時間通知を受け、プリント命令を送出した時点で、タイマー２０７からの経過時間と予め設定した設定時間との大小を比較する。
このとき、画像形成装置が比較的頻繁に使用されている場合には、経過時間≦設定時間という条件を満たし、現像装置２４内の現像剤Ｇの帯電状態もそれほど悪化していないため、チャージアップサイクルを行うことなく、直ちにプリント命令に応じたプリント動作が行われる。
【００４８】
一方、画像形成装置が使用されずに放置された時間が長い場合には、経過時間＞設定時間という条件を満たす。
この条件においては、制御装置２００は、現像装置２４内の現像剤Ｇの帯電状態が悪化していると判断し、チャージアップサイクルを所定回数繰り返す。
このチャージアップサイクルは、性能維持初期シーケンスのものと同様でも差し支えないが、性能維持初期シーケンスよりもチャージアップの程度が少なくて済むため、本実施の形態では、性能維持初期シーケンスにおけるチャージアップサイクルよりもチャージアップの程度を抑えた状態で設定される。
ここで、性能維持シーケンスで用いられるチャージアップサイクルの設定法としては、例えば図７に示すように、チャージアップモード時に現像バイアス交流成分（ＤＢＡＣ）をオフのままにしたり、チャージアップモード時間Ｔ2を性能維持初期シーケンスにおけるチャージアップサイクルに比べて少なく設定したり、チャージアップサイクルの回数を性能維持初期シーケンスにおけるチャージアップサイクルに比べて少なく設定するようにすればよい。
【００４９】
そして、チャージアップサイクルが所定回数行われると、制御装置２００は、チャージアップサイクルの回数を初期値０に戻した後、プリント動作を実行する。
このとき、現像装置２４内の現像剤Ｇはチャージアップサイクルにより攪拌帯電されるため、その帯電特性は良好に保たれることになり、良好な画像品質が得られる。
また、この性能維持シーケンスにおいても、チャージアップサイクルにて現像剤Ｇの凝集が有効に抑止され、しかも、現像剤Ｇの外添剤などの異物もクリーニングサイクルなどにてクリーニング装置５４へと回収されるため、斑点状の画質欠陥も有効に回避される。
尚、本実施の形態では、タイマー２０７は電源スイッチ２０２をオンした状態で計時動作を行うものであるが、例えば電源オフの状態でも、画像形成装置の放置状態を把握するためには、電源オフの状態でも計時動作可能なタイマーを使用するようにすればよい。
【００５０】
◎実施の形態３
図９は実施の形態３に係る画像形成装置で用いられる性能維持シーケンスを示すフローチャートである。
すなわち、本実施の形態では、制御装置２００（図４参照）は、図５に示す性能維持初期シーケンスを実行するほか、図９に示す性能維持シーケンスを実行するようになっている。
本実施の形態に係る性能維持シーケンスは、実施の形態２とは異なり、画像形成装置の放置状態のみならず、環境条件をも加味したものになっている。
このため、本実施の形態では、図４に示すように、ＥＳＳ２０１がタイマー２０７を内蔵するほか、ＩＯＴ２０４は、内部に環境センサ（例えば湿度センサ）２０８を有しており、この環境センサ２０８の検知情報が制御装置２００に取り込まれるようになっている。
【００５１】
次に、本実施の形態の性能維持シーケンスについて図９を用いて説明する。
図４において、制御装置２００は、電源スイッチ２０２のオン（パワーオン）動作期間中、ＥＳＳ２０１のタイマー２０７からの時間通知を受け、プリント命令を送出した時点で、タイマー２０７からの経過時間と、環境条件とに応じたチャージアップサイクル条件を決定する。
ここで、制御装置２００の不揮発性メモリには、次のような情報が記憶されている。
すなわち、直前の画像形成ジョブＪ(i-1)終了後からの経過時間ｔ(past)、チャージアップサイクル時間ｔ(CUC）、チャージアップサイクル回数ｎ(CUC)を演算するための制御テーブル１〜３、直前の画像形成ジョブＪ(i-1)での環境Ｅ（前回）がそれぞれ記憶されている。
【００５２】
また、図１０（ａ）〜（ｃ）は、制御装置２００内の不揮発性メモリに記憶される制御テーブル１〜３の内容を示すものである。
図１０（ａ）に示す制御テーブル１は、湿度の値とその分類を決定する制御テーブルである。つまり、湿度ＥがαHを超える場合にはその環境を高湿度環境Ａとし、湿度ＥがαL〜αHまでの場合にはその環境を基準環境Ｂとし、湿度ＥがαL未満の場合にはその環境を低湿度環境Ｃとする。
また、図１０（ｂ）に示す制御テーブル２は、直前の画像形成ジョブＪ(i-1)エンド及び現在の環境と判定環境との関係を決定する制御テーブルである。
つまり、直前のジョブエンド環境と現在の環境とのいずれかが高湿度環境Ａである場合にはその判定環境を判定環境Ｉとし、直前のジョブエンド環境と現在の環境とのいずれもが低湿度環境Ｃである場合にはその判定環境を判定環境IIIとし、それ以外の組み合わせの場合にはその判定環境を判定環境IIとする。
【００５３】
更に、図１０（ｃ）に示す制御テーブル３は、経過時間ｔ(past)及び判定環境Ｉ〜IIIとチャージアップサイクル時間ｔ(CUC)、チャージアップサイクル回数ｎ(CUC)との関係を決定する制御テーブルである。
ここで、制御テーブル３としては、例えばチャージアップサイクル回数ｎ(CUC)を一定（例えば１回）とし、チャージアップサイクル時間ｔ(CUC)のみを変えるようにした方式が採用される。
この場合、同じ判定環境であれば、経過時間ｔ(past)が長くなればそれに応じてチャージアップサイクル時間ｔ(CUC)も長くなる。また、同じ経過時間ｔ(past)であれば、判定環境Ｉよりも判定環境IIの方が、また、判定環境IIよりも判定環境IIIの方がそれぞれチャージアップサイクル時間ｔ(CUC)が長くなる。尚、図１０（ｃ）において、ｔ1＜ｔ2＜ｔ3であり、ｎ1＝ｎ2＝ｎ3である。
また、制御テーブル３の他の方式としては、チャージアップサイクル時間ｔ(CUC)を一定とし、経過時間ｔ(past)に応じてチャージアップサイクル回数ｎ(CUC)を変化させるようにしてもよいし、あるいは、経過時間ｔ(past)に応じてチャージアップサイクル時間ｔ(CUC)及びチャージアップサイクル回数ｎ(CUC)のいずれをも変化させるようにしてもよい。
【００５４】
このような制御テーブル１〜３を用意しておき、制御装置２００は、環境センサ２０８から湿度を検出し、図１０（ａ）に示す制御テーブル１を用いて現在の環境を判別した後、図１０（ｂ）に示す制御テーブル２を用いて、以前の環境と現在の環境とから、判定環境（Ｉ，II，III）を決定する。
しかる後、制御装置２００は、図１０（ｃ）に示す制御テーブル３を用い、タイマー２０７からの経過時間と判定環境（Ｉ，II，III）とから、チャージアップサイクル時間ｔ(CUC)、及び、チャージアップサイクル回数ｎ(CUC)を決定する。
この後、制御装置２００は、そのチャージアップサイクル時間ｔ(CUC)、チャージアップサイクル回数ｎ(CUC)と「０」とを比較し、チャージアップサイクル時間時間ｔ(CUC)、チャージアップサイクル回数ｎ(CUC)が０以下である場合には、チャージアップサイクルを行わず、直ちにプリント動作を実行し、現在の環境を以前の環境に代入した後、次のプリント命令を待つ。
【００５５】
一方、制御装置２００は、そのチャージアップサイクル時間ｔ(CUC)、チャージアップサイクル回数ｎ(CUC)が「０」でない条件下においては、決定されたチャージアップサイクル時間ｔ(CUC)、チャージアップサイクル回数ｎ(CUC)を用いて所定回数チャージアップサイクルを繰り返した後、チャージアップサイクル回数ｎ(CUC)を初期値０に戻し、しかる後、プリント動作を実行し、現在の環境を以前の環境に代入した後、次のプリント命令を待つ。
このとき、チャージアップの程度がタイマー２０７からの経過時間のみならず、環境条件をも加味されて決定されるため、実施の形態２に比べて、現像剤Ｇの帯電状態をより細かく制御することができる。
例えば高湿度環境下では、現像剤Ｇがより凝集し易くなるため、現像剤Ｇの帯電特性を良好に保つには、画像形成装置の放置時間が基準環境に比べて比較的短くても、性能維持シーケンスを実行させるという対処が可能になる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、画像形成装置を最初に使用する条件下で、少なくとも現像装置内の現像剤の凝集が解消される程度まで前記現像剤が均一に攪拌帯電せしめられる性能維持初期シーケンスを実行させるようにしたので、画像形成装置の初期使用時において、現像装置内の現像剤の凝集物を有効に粉砕でき、その分、現像剤の凝集物を主要因とする斑点状の画質欠陥を有効に回避することができる。
更に、性能維持初期シーケンスを実行することで、現像装置内の現像剤の帯電状態を良好に保つことができるため、現像剤から外添剤やコーティング剤などの現像剤異物の流出を有効に抑制することができ、前記現像剤異物を要因とする斑点状の画質欠陥をも有効に回避することができる。
特に、本発明では、性能維持初期シーケンスとして、チャージアップモード終了後にクリーニングサイクルを行うため、現像装置内の現像剤が凝集する事態を有効に回避することに加えて、チャージアップモード時における現像剤の撹拌帯電動作に伴って、現像剤の外添剤やコーティング剤などの異物が像担持体側に流出する懸念があるが、クリーニングサイクルにて像担持体側に流出した異物を清掃することができる。このため、現像装置内の凝集物や異物が帯電装置の帯電部材に付着する事態を有効に回避することができ、その分、斑点状の画質欠陥を有効に回避することができる。
【００５７】
また、本発明において、性能維持初期シーケンスの外に、少なくとも画像形成モードからの経過時間に基づいて性能維持シーケンスを実行するようにすれば、画像形成装置の放置後における現像剤の状態を良好に保つことが可能になり、その分、画像形成装置の画像品質を常時良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図２】 本発明が摘要された画像形成装置の実施の形態１の全体構成を示す説明図である。
【図３】 本実施の形態に係る画像形成装置の要部説明図である。
【図４】 本実施の形態に係る性能維持制御系を示すブロック図である。
【図５】 本実施の形態に係る性能維持初期シーケンスを示すフローチャートである。
【図６】 図５のチャージアップサイクルの詳細を示すフローチャートである。
【図７】 チャージアップサイクルにおける各部の出力状態を示すタイミングチャートである。
【図８】 実施の形態２に係る画像形成装置の性能維持シーケンスを示す説明図である。
【図９】 実施の形態３に係る画像形成装置の性能維持シーケンスを示す説明図である。
【図１０】 （ａ）〜（ｃ）は図９の性能維持シーケンスにおける判定環境での条件決定のためのテーブル例を示す説明図である。
【図１１】 従来の画像形成装置の技術的課題を示す説明図である。
【図１２】 異物による斑点の生成原理を示す説明図である。
【符号の説明】
１…像担持体，２…帯電装置，２ａ…帯電部材，３…潜像書き込み装置，４…現像装置，４ａ…攪拌帯電要素，５…性能維持制御装置，Ａ…性能維持初期シーケンス，Ｂ…性能維持シーケンス
Claims (7)
- 像担持体と、
この像担持体に接触若しくは近接配置される帯電部材を具備し且つ前記像担持体を帯電させる帯電装置と、
この帯電装置にて帯電された像担持体上に静電潜像を書き込む潜像書き込み装置と、
現像剤の攪拌帯電要素を具備し且つ像担持体上に書き込まれた静電潜像を現像剤で可視像化する現像装置と、
画像形成装置を最初に使用する条件下で、少なくとも現像装置内の現像剤の凝集が解消される程度まで前記現像剤が均一に攪拌帯電せしめられる性能維持初期シーケンスを実行させる性能維持制御装置とを備え、
性能維持制御装置による性能維持初期シーケンスは、現像装置内の現像剤を攪拌帯電して当該現像剤の帯電量を上昇させるチャージアップモードと、このチャージアップモード終了後に行われ且つ像担持体側に転移した現像剤異物を清掃するクリーニングサイクルとを具備した単位シーケンスを所定回数行うものであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１記載の画像形成装置のうち、画像形成モード時に現像装置に対し交流成分重畳の現像バイアスを印加する態様において、
性能維持制御装置は、チャージアップモード時に現像装置に対し少なくとも交流成分重畳の帯電バイアスを印加するものであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１記載の画像形成装置において、
性能維持制御装置による性能維持初期シーケンスは、途中で中断された条件下では途中までのシーケンス経過を記憶し、途中から再開可能としたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１記載の画像形成装置において、
性能維持制御装置は、性能維持初期シーケンスの他に、少なくとも直前の画像形成モードからの経過時間に基づいて、現像装置内の現像剤が均一に攪拌帯電せしめられる性能維持シーケンスを実行するものであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項４記載の画像形成装置において、
性能維持初期シーケンスは、性能維持シーケンスに比べてチャージアップモードの程度を多く配分したものであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項４記載の画像形成装置において、
性能維持シーケンスは、直前の画像形成モードからの経過時間と画像形成装置の環境条件とに基づいて、現像装置内の現像剤を均一に攪拌帯電するものであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１記載の画像形成装置のうち、装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジを搭載した態様において、
プロセスカートリッジが未使用であることを識別するための識別子を具備させ、
性能維持制御装置は、プロセスカートリッジの識別子情報に基づいて画像形成装置を最初に使用する条件であるか否かを判断し、性能維持初期シーケンスを実行するものであることを特徴とする画像形成装置。
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