JP2005309042A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 トナーが現像装置内で過度の攪拌を受け、現像剤疲労により引き起こされる画像あれを防止し、安定した画像形成を維持する画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 像担持体上に形成された静電潜像を可視像化する現像手段内の現像スリーブと、当該現像手段内のトナー攪拌手段と、転写工程上流で、転写材搬送経路上の転写材の有無を検知する検知手段とを有し、当該検知手段により転写材の給送間隔を検知し、当該給送間隔が一定値以上の場合には、前記像担持体、前記現像スリーブ、前記トナー攪拌手段の少なくとも１つの回転速度を画像形成時以外は減速するように制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、現像装置、像担持体の駆動制御手段を有する画像形成装置に関する。

近年の画像形成装置にはステイプル、パンチ、折り、カバー紙挿入、断裁等のの多彩なシート後処理装置（フィニッシャ）が付設されてきているが、これらの後処理モードが選択された場合、処理するための時間を確保するために転写材の給送間隔を延長する場合が多い。この場合、現像装置の駆動時間／出力画像枚数の比率が大きくなるため、現像装置の駆動によるトナーが受けるストレスが増大する。

このストレスによりトナーが疲労して帯電不良が発生し画像あれ等の画像トラブルとなる。

これはトナーの帯電性を高める（流動性を高める）ためにトナー表面に添加しているシリカ等の物質が、過度の攪拌によるストレスでトナー樹脂から遊離、またはトナー樹脂内部に埋没するためである。

特に、トナーのリサイクル方式を採用している画像形成装置においては、回収トナーの繰り返し使用のためトナーの疲労による画像トラブルが発生しやすく、
これを防止するために、現像装置へ循環するトナーリサイクル経路でトナー量が多いときには現像装置への環流量を制限するような方法が提案されている。

公知の技術として、規定期間内に現像装置におけるトナーの消費量が規定の基準値以上になったときのみ、その期間にクリーニング装置により回収された回収トナーを現像装置に供給する方法（例えば、特許文献１参照。）や、回収トナーはそれ自身劣化しているため環境条件によっては更に帯電性能が低下するので、例えば高温高湿環境では回収トナーの適正混合比率を少なく設定する方法（例えば、特許文献２参照。）等が提案されている。
特開平７−９２８７３号公報 特開平７−２３０２０８号公報

しかしながら、リサイクルトナーを現像装置に供給する量を制限する機構を有していない機種の場合、極力、トナー（現像剤）の耐久性を伸ばす方策が必要である。

本発明は、トナーが現像装置内で過度の攪拌を受けることによる現像剤疲労が原因で引き起こされる画像あれを防止し、安定した画像形成を維持する画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的は、以下の構成によって達成される。

（１）像担持体上に形成された静電潜像を可視像化する現像手段内の現像スリーブと、当該現像手段内のトナー攪拌手段と、転写工程上流で、転写材搬送経路上の転写材の有無を検知する検知手段とを有し、当該検知手段により転写材の給送間隔を検知し、当該給送間隔が一定値以上の場合には、前記像担持体、前記現像スリーブ、前記トナー攪拌手段の少なくとも１つの回転速度を画像形成時以外は減速するように制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置（第１の発明）。

（２）像担持体上に形成された静電潜像を可視像上流化する現像手段内の現像スリーブと、当該現像手段内のトナー攪拌手段と、転写工程上流で、転写材搬送経路上の転写材の有無を検知する検知手段とを有し、当該検知手段により転写材の給送間隔を検知し、当該給送間隔が一定値以上の場合には、前記像担持体と、前記現像スリーブと、前記トナー攪拌手段の回転駆動を画像形成時以外は停止させるように制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置（第２の発明）。

転写材の間隔が一定以上開いた場合、画像形成時以外で、現像スリーブ、感光体ドラム等の駆動速度を低減するか、または停止するかによって、トナーが受けるストレスを低減できトナーの寿命を伸長することができる。

以下、本発明の実施の形態の画像形成装置について説明する。

図１は画像形成装置の全体構成を示す模式図である。

図１において、画像形成装置は、両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦおよび画像形成装置本体Ａからなっている。

両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦは、画像形成装置本体Ａの上部にあり開閉可能となっている。原稿給紙台ａの原稿は、給紙ローラｂ、分離ローラｃ、レジストローラｄ、さらに搬送ドラムｅに搬送され、原稿が搬送される。

次に、画像形成装置本体Ａは、画像読み取り装置１、画像処理手段２、画像書き込み装置３、画像形成手段４、カセット給紙手段５、搬送手段６、定着装置７、排紙手段８、再搬送手段９等で構成されている。

画像読み取り装置１の光学系は、光源と第１ミラーを備える露光ユニット１４、第２ミラーと第３ミラーから成るＶミラーユニット１５、レンズ１６、ＣＣＤイメージセンサ１７により構成されている。両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦによる原稿読み取りは、露光ユニット１４がスリット露光用ガラス１３の下方の初期位置に停止した位置において行われる。原稿台ガラス１１上の原稿の読み取りは、露光ユニット１４及びＶミラーユニット１５を移動させながら行われる。

画像読み取り装置１において読み取られた原稿画像の画像情報は画像処理手段２により画像処理が行われ、画像データとして信号化され、一旦メモリに格納される。画像書き込み手段３に含まれる図示しない半導体レーザからの出力光が、像担持体である感光体ドラム２１に照射され静電潜像を形成する。

当該静電潜像は、現像手段である現像装置２３により顕像化されてトナー像となる。当該トナー像はカセット給紙手段５から搬送された転写材である用紙Ｓ上に転写器２９Ａにより転写され、分離器２９Ｂにより用紙Ｐが剥離され、クリーニング手段であるクリーニング装置２６により感光体ドラム２１上の転写残のトナーが除去される。トナー像が転写された用紙Ｓは、搬送手段６により搬送され、定着手段７により定着され、排紙手段８によりシート後処理装置ＦＳに送り込まれる。

なお、両面コピーの場合は、第１面に画像形成された用紙Ｓは、搬送路切り替え板８２により再搬送手段９に送り込まれ、再び画像形成手段４において第２面に画像形成後、排紙手段８によりシート後処理装置ＦＳに送り込まれる。反転排紙の場合は、搬送路切り替え板８２により通常の排紙通路から分岐した用紙Ｓは、反転排紙部８３においてスイッチバックして表裏反転された後、排紙手段８からシート後処理装置ＦＳに送り込まれる。

シート後処理装置ＦＳには、図示の上段から、固定排紙皿（トップトレイ）１０、カバーシート給紙手段４０、シフト処理搬送部（大容量排紙搬送部）２０、スタック手段３０、ステープル手段（ステープラ）５０、折り手段６０が、ほぼ垂直方向に縦列配置されている。

シート後処理装置ＦＳの図示右上方には入口搬送部７０が配置されている。また、シート後処理装置ＦＳの図示左側面には、端綴じ及びシフト処理済みのシートを積載する可動排紙皿８１と、中綴じ、及び二つ折り、三つ折り処理済みのシートを積載する固定排紙皿８２、８３とが配置されているが、シート後処理装置ＦＳについての詳細説明は省略する。

次に、本発明について説明する。

後処理装置（フィニッシャ）が画像形成装置本体に付設された場合、転写材の給送間隔が通常の場合よりも伸ばされ、現像装置の駆動時間／出力画像枚数の比率が大きくなるため、現像装置の駆動によるトナーが受けるストレスが増大することは、前述した。

本発明は、現像剤（トナー）が現像装置内で過度に攪拌されることによって、引き起こされる画像あれを防止することを目的とする。

なお、説明の中で、キャリアとトナーの混合体を総称してトナーという場合もある。

図２は、感光体ドラム周りの、画像形成手段を示す図である。

図２において、２３１は感光体ドラム２１にトナーを移送する現像スリーブ、２３２は当該現像ローラ２３１への現像剤供給量を規制する現像規制板（ドクターブレード）、２４は現像剤の攪拌手段であるトナー攪拌部材で、攪拌水車２４１、攪拌スクリュー２４２等の回転体からなっている。現像スリーブ２３２、攪拌部材２４は、不図示の駆動源から歯車等を介して動力が伝達され矢印方向に回転する。

トナーは、現像装置２３内で攪拌部材２４の矢印方向の回転で搬送、攪拌され、不図示の磁石を内蔵している現像スリーブ２３１の表面に付着して感光ドラム２１に搬送され、画像書き込み手段３によって形成された潜像を可視化する。

ここで、トナーは、主に、トナー攪拌部材２４、現像規制板２３２およびトナーが感光体ドラム２１と接触する部分でストレスを受けることになる。

すなわち、現像装置２３が稼働しているときに、特に、トナーへのストレスが大きいことになる。

シート後処理装置ＦＳ（図１参照）のモード選択で連続プリントなどの場合に、転写材の給送間隔が拡大されても、従来は、この給送間隔に対応する時間帯でも、現像装置２３は絶えず連続回転を継続しているので、現像装置の駆動時間／出力画像枚数の比は大きくなり、それに伴い、トナーの受けるストレスが増大することになる。

このストレスを軽減するため、第１の発明は、給送間隔が一定値以上の場合には、感光体ドラム２１、現像スリーブ２３１、トナー攪拌部材２４の少なくとも１つの回転速度を画像形成時以外は減速するように制御することを特徴とする。

図２において、転写器２９Ａの上流に、転写材Ｓの有無を検知する光反射型の紙有無検知センサ２５を設け、転写材Ｓの給送間隔を検知する。当該紙有無検知センサ２５からの検知信号は制御手段である制御部Ｄに伝達され、制御部Ｄは給送間隔に同期して、感光ドラム２１および現像装置２３の駆動部を制御する。

図３は、紙有無検知センサによる給送間隔の検知状態を示す図である。

図３（ａ）は、通常の給送間隔となる通常モードの該紙有無検知センサ２５の出力を示している。図３（ｂ）は、シート後処理装置モードの場合の出力を示している。

図３からも明らかのように、転写材が通過していないときの出力間隔は、通常モードの場合より後処理装置モードの場合の方が広くなっている。

第１の発明によって、この転写材が通過していない間、すなわち、一定以上の時間が経過しても転写材有りの信号が、前記紙有無検知センサ２５から出力されないとき、感光体ドラム２１、現像スリーブ２３１、トナー攪拌部材２４の少なくとも１つの回転速度を通常の設定値より低速に制御し、転写材有りの信号が出力された時点（または、それから一定時間経過後）で前記回転速度を通常の設定値に戻すように制御することで、トナーにかかるストレスを軽減することができる。

また、転写材が、検知されないとき、それと同期して、感光体ドラム２１、現像スリーブ２３１、トナー攪拌部材２４を停止することもできる。

なお、現像スリーブ２３１を停止させた状態で感光ドラム２１を駆動すると、感光体ドラム２１とトナーとの摩擦力によりトナーが飛散することがあるため、感光体ドラム２１の回転を停止する際には現像スリーブ２３１の回転も停止するのが好ましい。

また、頻繁に現像スリーブ２３１、トナー攪拌部材２４、感光体ドラム２１の回転速度を変更した場合、各駆動部の歯車の摩耗や騒音が懸念されるため、給送間隔が一定以上開いた場合のみ回転速度を変更するのが好ましい。

第２の発明は、この転写材が通過していない間、すなわち、一定以上の時間が経過しても転写材有りの信号が、前記紙有無検知センサ２５から出力されないとき、感光体ドラム２１と現像スリーブ２３１とトナー攪拌部材２４の回転駆動を停止させるように制御し、転写材有りの信号が出力された時点（または、それから一定時間経過後）で回転を開始するように制御する方式で、一時期トナーの攪拌が休止するので、トナーにかかるストレスが軽減することになる。

また、第１、第２の発明に加えて、感光体ドラム２１上で非画像部（転写材領域以外）に画像形成条件検知用でもあるトナー濃度検知用等の基準パターンを作成し、その濃度を検知（図２の濃度センサ参照）する必要がある場合とか、非画像部の電位を検知（図２の電位センサ参照）する必要がある場合には、検知が終了するまで、現像スリーブ２３１または感光ドラム２１の回転速度を通常の速度を保つように制御することも可能である。

次に、現像装置２３を通常の回転速度で駆動した場合、どのぐらいの給送間隔迄、画像あれが発生しないかについて、確認実験を行った。

実験条件
原稿サイズ：Ａ４（横送り）
印字率：５％
プリント出力枚数：１０，０００枚
確認方法：１０，０００プリント出力後のハーフトーン画像にて確認
結果：表１参照（給送間隔比：給送間隔／転写材サイズ最小給送間隔）

表１からわかるように、給送間隔が、転写材の搬送方向で、転写材サイズの最小給送間隔の長さの１．４倍までなら現像装置の回転速度を変更しなくとも画像あれは発生しないことが判明した。

上記実験の結果から、給送間隔が、転写材サイズの最小給送間隔の１．５倍以上となったときに像担持体（感光ドラム）または現像装置（現像スリーブ）の回転速度を変更することが好ましい。

画像形成装置の全体構成を示す模式図である。 感光体ドラム周りの、画像形成手段を示す図である。 紙有無センサによる給送間隔の検知状態を示す図である。

符号の説明

２１ 感光体ドラム
２３ 現像装置
２４ トナー攪拌部材
２５ 紙有無検知センサ
２３１ 現像スリーブ
２３２ 現像規制板
２４１ 攪拌水車
２４２ 攪拌スクリュー
Ｄ 制御部

Claims (4)

1. 像担持体上に形成された静電潜像を可視像化する現像手段内の現像スリーブと、当該現像手段内のトナー攪拌手段と、転写工程上流で、転写材搬送経路上の転写材の有無を検知する検知手段とを有し、当該検知手段により転写材の給送間隔を検知し、当該給送間隔が一定値以上の場合には、前記像担持体、前記現像スリーブ、前記トナー攪拌手段の少なくとも１つの回転速度を画像形成時以外は減速するように制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体上に形成された静電潜像を可視像化する現像手段内の現像スリーブと、当該現像手段内のトナー攪拌手段と、転写工程上流で、転写材搬送経路上の転写材の有無を検知する検知手段とを有し、当該検知手段により転写材の給送間隔を検知し、当該給送間隔が一定値以上の場合には、前記像担持体と、前記現像スリーブと、前記トナー攪拌手段の回転駆動を画像形成時以外は停止させるように制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
3. 非画像部に画像形成条件検知用の基準パターンを作成する場合には、当該基準パターンの電位または濃度検知が終了するまで前記像担持体または前記現像スリーブの回転速度を変更しないことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記給送間隔が、転写材サイズの最小給送間隔の１．５倍以上となったときに前記像担持体または前記現像スリーブの回転速度を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。

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