JP2007065486A - 現像装置、画像形成機構、画像形成装置、現像装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 トナーリフレッシュ動作においてトナー消費を効率よく行わせることにより、印字率が低い場合においても、高画質の画像を維持する。
【解決手段】 磁性を有する現像剤を収納する現像容器４０と、現像剤を、その表面に担持する現像ローラ１０と、現像ローラ１０の表面に担持された現像剤の層厚を、磁力を利用して規制する、磁界発生部材２０ａ、２０ｂを有する層厚規制手段Ｂと、その磁力を制御する制御手段５０とを備え、制御手段５０は、現像容器内の現像剤を強制的に消費させるリフレッシュ動作時は、現像ローラ１０が担持した現像剤を現像に用いる現像動作時の磁力より弱い磁力、又は磁力を印加せずに規制の動作を行うよう、層厚規制手段を制御する、現像装置１００。
【選択図】 図１

Description

本発明は複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置で用いられる現像装置、その制御方法等に関する。

従来より、電子写真方式、インクジェット記録方式、熱転写記録方式等の種々の画像形成装置が研究、開発されているが、特に、電子写真方式は、高速化、普通紙化が可能であるため近年益々製品開発が進められ、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の製品が数多く発売されている。

殊に、最近では非常に高画質の電子写真方式のフルカラー複写機、カラーレーザビームプリンタ等のカラー画像形成装置も発売に至っている。

さらに、昨今、複写機、プリンタ、Ｆａｘといった出力端末をすべてかね備えた複合機が市場で広く受け入れられるようになってきている。このようなネットワーク対応の出力端末として電子写真プロセスを用いた画像形成装置が広く受け入れられてており、このような装置は、長期間にわたって機能を維持することが求められている。

特に、低印字の画像を長期間印刷する場合においては、トナー粒径が大きくなり、画像濃度が低下し、高画質の画像を維持できなくなること、及びトナー消費量が少なくなるため、現像装置内のトナーもストレスを受けやすくなる。

このような低印字率の画像を印字する場合の不具合の対策としては、第１に、現像した画像を記録媒体に転写した後、等々の所定の条件下で、現像機内のトナーを強制消費する、いわゆるトナーリフレッシュ動作を行うことにより、トナーの粒度分布を適正に戻すようにしたものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

また、第２に、トナーリフレッシュ動作の一種として、平均印字率を測定し、これを所定値（５％）と比較して、この比較結果に基づき、現像バイアス、表面電位、印字幅といった各種パラメータを可変する制御を行い、非画像形成時において粒径の大きいトナーを感光体ドラムに現像することでトナーの消費を行わせ、トナー粒度分布を初期状態と同様に保って画像品質を維持しようとする技術が知られている（例えば、特許文献２を参照）。
特開２０００−３３０３７９号公報 特開２００４−３７８１７号公報

しかしながら、上記従来の帯電装置においては以下のような課題があった。すなわち、上記第１、第２のいずれの従来例においては、トナーリフレッシュの際のトナー消費が十分ではなく、結果として、ストレス等を受けたトナーの残留量が高くなり、トナーのストレス、粒径の大型化等を解消するこのが困難であった。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、トナーリフレッシュ動作においてトナー消費を効率よく行わせることにより、印字率が低い場合においても、高画質の画像を維持できる現像装置、及びその制御方法、また現像装置を備えた画像形成機構、画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、第１の本発明は、磁性を有する現像剤を収納する現像容器と、
前記現像剤を、その表面に担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の表面に担持された前記現像剤の層厚を、磁力を利用して規制する層厚規制手段と、
前記層厚規制手段の前記磁力を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記現像容器内の前記現像剤を強制的に消費させるリフレッシュ動作時は、前記現像剤担持体が担持した現像剤を現像に用いる現像動作時の磁力より弱い磁力、又は磁力を印加せずに前記規制の動作を行うよう、前記層厚規制手段を制御する、現像装置である。

また、第２の本発明は、前記リフレッシュ動作時における前記制御手段の制御は、そのリフレッシュ動作の条件に応じて、前記層厚規制手段の磁力の強弱を可変する又は磁力を０にするものである、第１の本発明の現像装置である。

また、第３の本発明は、前記リフレッシュ動作は、前記現像剤担持体により現像される画像の所定の印字率が所定値以下になった場合に実行される、第１又は第２の本発明の現像装置である。

また、第４の本発明は、前記層厚規制手段の磁力の強弱の可変又は磁力を０にする前記制御は、前記印字率に対応している、第３の本発明の現像装置である。

また、第５の本発明は、帯電体により帯電する感光体と、
前記感光体上の所定の領域に静電潜像を露光形成する露光手段と、
現像剤を前記感光体の主面に搬送する現像剤搬送手段と、
前記感光体上に形成された現像剤画像を記録媒体に転写する転写手段とを備え、
前記現像剤搬送手段として、第１から第４のいずれかの本発明の現像装置を用いた、画像形成機構である。

また、第６の本発明は、前記現像装置の前記制御手段は、前記静電潜像が形成される以前に、前記印字率を算出し、前記所定値以下かどうかの判断を行う、第４の本発明の画像形成機構である。

また、第７の本発明は、第５又は第６の本発明の画像形成機構と、
前記記録媒体を前記画像形成機構へ搬入する記録媒体搬入手段と、
前記画像形成機構により前記記録媒体上に形成された画像を前記記録媒体上に定着させる画像定着手段と、
前記定着手段から出力された前記記録媒体を外部へ搬出する記録媒体搬出手段と、
前記現像剤画像の元となる画像情報が入力される画像情報入力手段と、
前記画像形成機構、前記記録媒体搬入手段、前記画像定着手段、前記記録媒体搬出手段及び前記画像情報入力手段の動力源となる電源部とを備えた、画像形成装置である。

また、第８の本発明は、磁性を有する現像剤を収納する現像容器と、前記現像剤を、その表面に担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面に担持された前記現像剤の層厚を、磁力により規制する層厚規制手段とを備えた現像装置の、前記層厚規制手段の前記磁力を制御する制御方法であって、
前記現像容器内の前記現像剤を強制的に消費させるリフレッシュ動作時は、前記現像剤担持体が担持した現像剤を現像に用いる現像動作時の磁力より弱い磁力、又は磁力を印加せずに前記規制の動作を行うよう、前記層厚規制手段を制御する、現像装置の制御方法である。

また、第９の本発明は、第１の本発明の現像装置の前記制御手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。

また、第１０の本発明は、第９の本発明のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。

以上のような本発明によれば、トナーリフレッシュ動作においてトナー消費を効率よく行わせることにより、印字率が低い場合においても、高画質の画像を維持できる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但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のみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

（実施の形態１）
図１には、本発明の実施の形態１による現像装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の現像装置１００は、容器部材４０ａ及び容器部材４０ｂから構成される現像容器４０と、現像容器４０内に設けられた現像剤担持体Ａ、層厚規制手段Ｂ、及びスパイラル３０、さらに層厚規制手段Ｂの動作を制御する制御手段５０とから構成される。

現像剤担持体Ａは、円筒状の現像ローラ１０と、現像ローラ１０の内部に設けられた磁界発生部材１１ａ〜１１ｅとを備え、各磁界発生部材１１ａ〜１１ｅは軸部材１２を中心として放射状に設けられた円筒状の外形を有し、現像ローラ１０は、磁界発生部材１１ａ〜１１ｅを軸として図中矢印αの方向へ摺動回転する。また現像ローラ１０は図示しない電圧印加手段より現像バイアスを印加され、これにより帯電したトナーを感光体ドラム６０へ飛ばす。

層厚規制手段Ｂは、回転軸２１、回転軸２１の中心に点対称となるよう取り付けられた磁界発生部材２０ａ並びに２０ｂからなる磁界発生部材２０、及び磁界発生部材２０と回転軸２１とを収納するように設けられた中空のスリーブ形状の形状保持部材２２とを備えた円筒状の形状を有し、現像剤担持体Ａと平行に配置される。磁界発生部材２０において、磁界発生部材２０ａ、２０ｂはそれぞれ異なる磁力を有する磁極子（永久磁石）として実現され、磁界発生部材２０ａの磁力は従来同様であるのに対し、磁界発生部材２０ａの磁力は、それより弱いものを用いる。具体例としては、磁界発生部材２０ｂの磁力が６００ガウスであるのに対し、磁界発生部材２０ａの磁力は２００ガウスとする。なお、磁界発生部材２０は形状保持部材２２を介して現像ローラ１０と対向するため、その表面にトナーが直接付着することはない。

また回転軸２１は制御手段５０からの制御信号により形状保持部材２２内を回動し、磁界発生部材２０ａ又は２０ｂを現像ローラ１０に対向する側に移動させることができる。回転軸２１は図示しないステッピングモータに接続され、ステッピングモータは制御手段５０によりその回転量が制御される。

スパイラル３０は、回転軸３０ａと回転軸３０ａの周囲に形成された螺旋状羽根３０ｂとから構成され、回転軸３０ａを中心に回転することにより、現像容器４０内に収納されているトナーを攪拌する。

制御手段５０は外部信号からの入力に基づき、層厚規制手段Ｂの動作を制御する手段である。

なお、上記の構成において、現像容器４０は本発明の現像容器に相当し、層厚規制手段Ｂは本発明の層厚規制手段に相当する。また、現像剤担持体Ｃは本発明の現像剤担持体に相当する。また制御手段５０は本発明の制御手段に相当する。

以上のような構成を有する現像装置１００の動作について、図３のフローチャートを参照して説明するとともに、これにより、本発明の現像装置の制御方法の一実施の形態について説明を行う。

はじめに、現像装置１００が搭載された画像形成装置が動作を開始し、画像読み取り等の画像データの入力が開始される（Ｓｔｅｐ１）。入力された画像は静電潜像生成のための印字データへ変換される（Ｓｔｅｐ２）。このとき、制御手段５０は印字データを露光装置８０から取得して、静電潜像に対応する画像当たりの印字率を算出する（Ｓｔｅｐ３）、このとき、印字率としては、画像枚数６０枚毎の値とする。次に制御装置５０は、算出した印字率Ｐｘを、あらかじめ設定された基準印字率Ｐと比較する（Ｓｔｅｐ４）。基準印字率Ｐとしては、３％程度とすることが望ましい。

印字率Ｐｘが基準印字率Ｐより大きい場合は、現像ローラ１０上でのトナー消費量が大きくなり、トナーの入れ替わりが早いため、制御手段５０は、回転軸２１を回動させて、磁極子Ｓを有する磁界発生部材２０ｂが現像ローラ１０の表面と対向するように配置するよう、層厚規制手段Ｂを制御する（Ｓｔｅｐ５）。現像装置１００内の層厚規制手段Ｂの状態が決定すると、現像動作を含む、通常の画像形成動作を開始する（Ｓｔｅｐ６）。

一方、印字率Ｐｘが基準印字率Ｐ以下の場合は、現像ローラ１０上でのトナー消費量が小さくなり、トナーの入れ替わりが生じないため、従来例で述べたような、トナー粒径の増大、トナーへのストレスが生じてしまう。

このとき、画像形成装置はトナーリフレッシュ動作を行い、現像容器内のトナーを強制的に排出させるようにするが、さらに本実施の形態では、制御手段５０が、回転軸２１を回動させて、磁極子ｓを有する磁界発生部材２０ａが現像ローラ１０の表面と対向するように配置するよう、層厚規制手段Ｂを制御する（Ｓｔｅｐ７）。図４の状態が制御後の状態に当たる。現像装置１００内の層厚規制手段Ｂの状態が決定すると、トナーリフレッシュ動作を開始する。

本実施の形態においては、トナーリフレッシュ動作を実行する場合、層厚規制手段Ｂの磁界発生部材２０を、通常の画像形成時、すなわち現像ローラ１０の現像動作に用いる磁界発生部材２０ｂよりも弱い磁力を有する磁界発生部材２０ａを用いるようにしている。

トナーは現像ローラ１０表面と、磁界発生部材１１ａ〜１１ｅの磁力、表面摩擦により結着しているが、層厚規制手段Ｂを通過する（現像ローラ１０の接線方向を移動する）ときに、層厚規制手段Ｂの磁力により、表面から所定厚みの部分が剥がされ、適度な層厚が形成される。

本実施の形態では、現像ローラ１０と磁界発生部材２０ｂとの間に、現像ローラ１０と磁界発生部材２０ａとの間に形成されるものよりも弱い磁界を形成させることで、層厚規制手段Ｂの磁力によるトナーの拘束力が弱まるようにしている。これにより、層厚規制手段Ｂを通過するさいに、層厚規制手段Ｂの磁力により表面から剥がされる表面層のトナーの量が低減される。

このように、層厚規制手段Ｂと現像ローラ１０との間隙ｄから排出される（現像スリーブ１０の表面上に担持される）トナー量は、現像動作時のそれよりも多くなり、トナー消費が効率よく行わわれることになる。

さらに、トナーが間隙ｄから脱するときに印加される機械的ストレスもより小さくすることができ、またトナーの帯電も抑えることで、トナー粒径が大きくなることを防止することもできる。

トナーリフレッシュ動作が完了すると、制御手段５０は再び回転軸２１を回動させて、磁極子Ｓを有する磁界発生部材２０ｂが現像ローラ１０の表面と対向するように配置するよう、層厚規制手段Ｂを制御し（Ｓｔｅｐ５、図１の状態）、現像動作を含む通常の画像形成動作を開始する（Ｓｔｅｐ６）。

このように、本実施の形態１の現像装置によれば、画像形成しようとする画像の印字率が基準印字率以下である場合に、現像動作時よりも低い磁力によって、層厚規制手段Ｂと帯電ローラ１０との間を拘束してトナーリフレッシュ動作を行うようにしたことで、トナー消費を効率よく行い、また現像容器内のトナーにストレスが印加されるのを防ぐことができる。トナーリフレッシュ後も高画質の画像を維持することが可能となる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２として、実施の形態１の現像装置１００を搭載した画像形成装置２００を示す。画像形成装置２００のほぼ中央に画像形成機構Ｄが設けられている。画像形成機構Ｄは、感光体ドラム６０、感光体ドラム６０の周囲に配設されている帯電装置７０、露光装置８０、現像装置１００、転写ローラ９０、クリーニングブレード９１、ローラ９２、除電器（図示せず）、掻き落とし部材（図示せず）を備えている。また、感光体ドラム６０の用紙搬送方向下流側には定着装置９３が配設されている。定着装置９３のさらに用紙搬送方向下流側には複数の排紙ローラ２２１を有する搬出装置２２０が配設されている。画像形成機構Ｄの下部には給紙部２１１が設けられており、給紙部２１１の給紙方向の下流側には複数の給紙ローラ２１２が配設されており、給紙部２１１及び給紙ローラ２１２は搬入装置２１０を構成する。

帯電装置７０は、感光体ドラム６０の上方に設置されており、感光体ドラム６０を一様に帯電させ装置であり、帯電ローラ７１，電圧印加手段７２から構成される。電圧印加手段７２は、帯電ローラ７１に、直流電圧と交流電圧とを重畳させたバイアス電圧を帯電用電圧として印加するように接続されている。

露光装置８０は、画像データ入力部２３０から入力された画像データに基づいて、感光体ドラム１上に静電潜像を露光形成するための装置である。

転写ローラ９０は、感光体ドラム６０のトナー像を用紙等の転写材に転写するための手段である。

クリーニングブレード９１は、感光体ドラム６０に残留した残留現像剤などの付着物をクリーニングする手段である。ローラ９２は、感光体ドラム６０の表面に当接して、トナーを回収したり吐き出したりバッファの機能を有している。

定着装置９３は、転写されたトナー像を用紙に定着させるための装置である。

また、電源装置２４０は、感光体ドラム６０、帯電装置７０、露光装置８０、現像装置１００、転写ローラ９０、定着装置９３、除電器、搬出装置２２０、搬入装置２１０及び画像入力装置６０に電力を供給する手段であり、図示しない電力供給線及び制御信号線により上記各手段、装置と接続されている。

なお、上記の構成において、画像形成装置２００は本発明の画像形成装置に相当する。また、画像形成機構Ｄは本発明の画像形成機構に相当する。また帯電装置７０は本発明の帯電装置に相当し、露光装置８０は本発明の露光手段に相当する。また感光体ドラム６０は、本発明の感光体に相当し、現像装置１００は、本発明の現像剤搬送手段に相当する。また、転写ローラ９０は本発明の転写手段に相当し、定着装置９３は、本発明の画像定着手段に相当し、画像データ入力部２３０は本発明の画像情報入力手段に相当する。また搬入装置２１０は本発明の記録媒体搬入手段に相当し、搬出装置２２０は本発明の記録媒体搬出手段に相当する。また電源装置２４０は本発明の電源部に相当する。

また、画像データ入力部２３０は画像データを入力可能な構成であればよく、原稿を光学読みとりして画像データとするスキャナ、外部から画像データを入力するインタフェースであってもよい。以下の説明においては、原稿の画像読みとりを行うスキャナであるとする。

以上のような構成を有する画像形成装置２００の動作について説明する。

はじめに、画像形成装置２００が動作を開始し、画像データ入力部２３０の画像読み取り部分に原稿がセットされ、画像読み取りが開始される（実施の形態１のＳｔｅｐ１に対応）。

読みとられた画像はＡ／Ｄ変換された後、印字データへ変換され、露光装置８０へ送られる（実施の形態１のＳｔｅｐ２に対応）。このとき、現像装置１００の制御手段５０が印字データを露光装置８０から取得して、静電潜像に対応する画像当たりの印字率Ｐｘを算出し、あらかじめ設定された基準印字率Ｐと比較する（実施の形態１のＳｔｅｐ３，Ｓｔｅｐ４に対応）。印字率Ｐｘ、基準印字率Ｐの条件は実施の形態１と同様である。

印字率Ｐｘが基準印字率Ｐより大きい場合は、現像装置１００において、磁界発生部材２０ｂが利用されるよう、層厚規制手段Ｂが制御され、通常の画像形成動作を開始する（実施の形態１のＳｔｅｐ５、Ｓｔｅｐ６に対応）。すなわち、画像形成装置２００において、露光装置８０が感光体ドラム６０へ印字データに対応したパターンの露光を行い、露光装置８０が露光した感光体ドラム６０上に静電潜像を形成し、現像装置１００は通常の現像動作を行い、感光体ドラム６０上にトナー画像を現像する。トナー画像は搬入装置２１０から搬入されてきた記録媒体上に転写ローラ９０によって転写され、記録媒体上に定着装置９３により定着された後、搬出装置２２０へ外部へ排出される。

一方、印字率Ｐｘが基準印字率Ｐ以下の場合は、画像形成装置２００はトナーリフレッシュ動作を行う。トナーリフレッシュ動作は従来例と同様に行われる。すなわち、帯電装置７０が感光体ドラム６０を帯電させた後、露光装置８０は感光体ドラム６０の全面を露光する。層厚規制手段Ｂと現像ローラ１０との間隙を通過して排出されたトナーは、現像バイアスの印加により、感光体ドラム６０へ飛ばされ、感光体ドラム６０の表面に一様な現像剤画像を現像する。転写ローラ９０は感光体ドラム６０から離間されているので、感光体ドラム６０に現像されたトナーはそのまま移動し、除電器で帯電状態が解かれた後、クリーニングブレード９１によりクリーニングされて、図示しない廃トナーコンテナに廃棄される。

以上のトナーリフレッシュ動作において、現像装置１００は、実施の形態１で説明したように、層厚規制手段Ｂの磁界発生部材２０が、２０ｂよりも磁力の弱い２０ａに切り換えられていることから、排出されるトナー量が通常時よりも多くなっている。従って、一度のトナーリフレッシュ動作におけるトナー消費の効率を上げることが可能となり、印字率が低い画像を形成する場合においても、高画質の画像を維持することができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の現像装置１００の構成を図５に示す。層厚規制手段Ｂの構成以外は実施の形態１と同様なので、図１と同一または相当部には、同一符号を付し、詳細な説明は省略する。本構成例において、層厚規制手段Ｂは、層厚規制手段Ｂとして、画像形成時に適した磁力（例えば６００ガウス）の磁極子Ｓ０を有する磁力発生部材２３ｄ、Ｓ０より弱い磁力（例えば４００ガウス）の磁極子Ｓ１を有する磁力発生部材２３ｃ、Ｓ１よりさらに弱い磁力の磁極子Ｓ２（例えば２００ガウス）を有する磁力発生部材２３ｂ、及び非磁極子Ｓ３、すなわち磁力０の接触部材２３ａを有する磁界発生部材２３を備えている。すなわち、各磁力発生部材及び接触部材に関し、磁力の大小においてＳ０＞Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３の関係がある。

このような現像装置１００の動作を、図６のフローチャートを参照して説明するとともに、これにより、本発明の現像装置の制御方法の一実施の形態について説明を行う。ただし、実施の形態１と同様の点は省略し、相違点を中心に述べる。

はじめに、画像読み取り等の画像データの入力から、それに基づく印字データの取得、及び制御手段５０による印字率の算出は、実施の形態１と同様である（Ｓｔｅｐ１〜Ｓｔｅｐ３）、
次に制御装置５０は、算出した印字率Ｐｘを、あらかじめ設定された第１の基準印字率Ｐ_１と比較する（Ｓｔｅｐ１１）。基準印字率Ｐ_１としては、実施の形態１よりも大きくとり、５％程度とることが望ましい。印字率Ｐｘが基準印字率Ｐ_１より大きい場合は、制御装置は、回動軸２１を回転制御して、磁極子Ｓ０を有する磁界発生部材２３ｄを現像ローラ１０と対向するよう配置して（Ｓｔｅｐ１７）、実施の形態１、２と同様にして画像形成の動作を開始する（Ｓｔｅｐ６）。

次に、印字率Ｐｘが基準印字率Ｐ_１以下の場合は、印字率Ｐｘを、第２の基準印字率Ｐ_２と比較する（Ｓｔｅｐ１２）。基準印字率Ｐ_２は、Ｐ_１より小さい値を設定、例えば４％程度とることが望ましい。印字率Ｐｘが基準印字率Ｐ_２より大きい場合は、制御装置は、回動軸２１を回転制御して、磁極子Ｓ１を有する磁界発生部材２３ｄを現像ローラ１０と対向する配置してトナーリフレッシュ動作を行う（Ｓｔｅｐ１４）。トナーリフレッシュ動作は実施の形態１，２と同様に行われるが、層厚規制手段Ｂの拘束力が強いため、実施の形態１，２に比してトナーの排出量が制限される点が異なる。トナーリフレッシュ動作が完了すると、Ｓｔｅｐ１７、Ｓｔｐｅ６へ移行し、画像形成の動作を開始する。

次に、印字率Ｐｘが基準印字率Ｐ_２以下の場合は、印字率Ｐｘを、第３の基準印字率Ｐ_３と比較する（Ｓｔｅｐ１３）。基準印字率Ｐ_３は、Ｐ_２より更に小さい値を設定、例えば３〜１％程度とることが望ましい。印字率Ｐｘが基準印字率Ｐ_３より大きい場合は、制御装置は、回動軸２１を回転制御して、磁極子Ｓ２を有する磁界発生部材２３ｄを現像ローラ１０と対向する配置してトナーリフレッシュ動作を行う（Ｓｔｅｐ１５）。トナーリフレッシュ動作は、層厚規制手段Ｂの拘束力が実施の形態１，２の場合と同等であり（磁力が２００ガウス）、トナーの排出量も同等となる。トナーリフレッシュ動作が完了すると、Ｓｔｅｐ１７、Ｓｔｐｅ６へ移行し、画像形成の動作を開始する。

最後に、印字率Ｐｘが基準印字率Ｐ_３以下の場合は、制御装置は、回動軸２１を回転制御して、非磁極子Ｓ３を有する接触部材２３ａを現像ローラ１０と対向する配置してトナーリフレッシュ動作を行う（Ｓｔｅｐ１５）。トナーリフレッシュ動作においては、層厚規制手段Ｂからは物理的接触によってのみトナー厚は規制されるので、感光体ドラム６０へのトナーの排出量は最大となる。トナーリフレッシュ動作が完了すると、Ｓｔｅｐ１７、Ｓｔｐｅ６へ移行し、画像形成の動作を開始する。なお、この場合、磁界発生部材２０の形状保持部材２２の物理的効力のみによって現像ローラ１０に担持されるトナーの層厚は規制されることになり、トナーに物理的ストレスが大きく印加される恐れがあるが、大部分はリフレッシュ動作によって現像装置の外部へ排出され、影響は少ないと考えられる。

このように、本実施の形態では、基準印字率を複数設定し、それに併せて層厚規制手段に用いる磁界発生部材の磁力を異ならせた構成としている。これにより、トナーリフレッシュ動作によって必要以上のトナーが消費されてしまうことを防ぎ、きめ細かいトナーの管理が可能となる。

なお、上記の各実施の形態においては、強弱の異なる磁界発生部材の個数を増やすことにより、層厚規制手段の規制を制御するとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、一個のみの磁界発生部材を備えた構成として、回転軸２１の回動角を断続的に変化させることにより、磁界発生部材と現像ローラ１０との対向角を逐次変化させることにより磁界を変化させて、層厚規制手段の規制を制御するようにしてもよい。

また、層厚規制手段Ｂの構成は、固定された中空スリーブ状の形状保持部材２２内に、回転軸２１により回動される磁界発生部材２０が配置されるものとしたが、形状保持部材２２は、無垢材として回転軸２１及び磁界発生部材２０の周囲に設けられ、これが磁界発生部材２０とともに回転軸２１により回動される構成を有していてもよい。

さらに、層厚規制手段は、磁極子としての磁界発生部材を複数個備え、回転軸１２の回動角の切換により磁力が制御されるものとしたが、
電磁石を用いて、通電させる電流によって磁力の強弱を違えるようにしてもよい。

要するに、本発明の層厚規制手段は、現像剤としてのトナーの層厚を磁力を利用して規制し、かつ、トナーリフレッシュ時に、現像動作時よりも弱い磁力を用いるように制御されればよいので、磁力を生成するための方法、手段の具体的な構成、形状によって限定されるものではない。

また、上記の各実施の形態においては、トナーリフレッシュ動作は、印字率が所定値としての基準印字率以下となったときに行うものとして説明を行ったが、トナーリフレッシュ動作の条件は、ユーザが任意に定めても良い。例えば、画像形成装置の電源投入時、スタンバイ状態からの復帰時、連続印刷の終了後等の条件を用いることができる。

また、上記の実施の形態２においては、本発明の画像形成装置は単一の現像装置を有する画像形成装置であるとして説明を行ったが、カラープリンタのように、複数の現像装置を備えた構成において実現してもよく、各現像装置の全部又は一部が本発明の現像装置を備えていればよい。

なお、本発明にかかるプログラムは、上述した本発明の現像装置の全部または一部の手段の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムであってもよい。

また、本発明は、上述した本発明の現像装置の全部または一部の手段の全部または一部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記機能を実行する記録媒体であってもよい。

なお、本発明の上記「一部の手段」とは、それらの複数の手段の内の幾つかの手段を意味し、あるいは、一つの手段の内の一部の機能を意味するものである。

また、本発明の一部の装置とは、それらの複数の装置の内の、幾つかの装置を意味し、あるいは、一つの装置の内の、一部の手段を意味し、あるいは、一つの手段の内の、一部の機能を意味するものである。

また、本発明のプログラムを記録した、コンピュータに読みとり可能な記録媒体も本発明に含まれる。

また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。

また、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。

また、記録媒体としては、ＲＯＭ等も含まれる。

また、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。

なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。

本発明にかかる現像装置、画像形成機構、画像形成装置、現像装置の制御方法は、トナーリフレッシュ動作においてトナー消費を効率よく行わせることにより、印字率が低い場合においても、高画質の画像を維持できるという格別の効果を有し、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置等として有用である。

本発明の実施の形態１，２の現像装置の構成を示す図 本発明の実施の形態１，２の画像形成装置の構成を示す図 本発明の実施の形態１の現像装置の動作のフローチャートを示す図 本発明の実施の形態１，２の現像装置の動作を説明するための図 本発明の実施の形態３の現像装置の動作を説明するための図 本発明の実施の形態３の現像装置の動作のフローチャートを示す図

符号の説明

１０ 現像ローラ
１１ａ〜１１ｅ 磁界発生部材
１２ 軸部材
２０、２０ａ、２０ｂ 磁界発生部材
２１ 回転軸
２２ 形状保持部材
３０ スパイラル
３０ａ 回転軸
３０ｂ 螺旋状羽根
４０ 現像容器
４０ａ、４０ｂ 容器部材
５０ 制御手段

Claims (10)

1. 磁性を有する現像剤を収納する現像容器と、
   前記現像剤を、その表面に担持する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体の表面に担持された前記現像剤の層厚を、磁力を利用して規制する層厚規制手段と、
   前記層厚規制手段の前記磁力を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記現像容器内の前記現像剤を強制的に消費させるリフレッシュ動作時は、前記現像剤担持体が担持した現像剤を現像に用いる現像動作時の磁力より弱い磁力、又は磁力を印加せずに前記規制の動作を行うよう、前記層厚規制手段を制御する、現像装置。
2. 前記リフレッシュ動作時における前記制御手段の制御は、そのリフレッシュ動作の条件に応じて、前記層厚規制手段の磁力の強弱を可変する又は磁力を０にするものである、請求項１に記載の現像装置。
3. 前記リフレッシュ動作は、前記現像剤担持体により現像される画像の所定の印字率が所定値以下になった場合に実行される、請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 前記層厚規制手段の磁力の強弱の可変又は磁力を０にする前記制御は、前記印字率に対応している、請求項３に記載の現像装置。
5. 帯電体により帯電する感光体と、
   前記感光体上の所定の領域に静電潜像を露光形成する露光手段と、
   現像剤を前記感光体の主面に搬送する現像剤搬送手段と、
   前記感光体上に形成された現像剤画像を記録媒体に転写する転写手段とを備え、
   前記現像剤搬送手段として、請求項１から４のいずれかに記載の現像装置を用いた、画像形成機構。
6. 前記現像装置の前記制御手段は、前記静電潜像が形成される以前に、前記印字率を算出し、前記所定値以下かどうかの判断を行う、請求項４に記載の画像形成機構。
   画像形成機構。
7. 請求項５又は６に記載の画像形成機構と、
   前記記録媒体を前記画像形成機構へ搬入する記録媒体搬入手段と、
   前記画像形成機構により前記記録媒体上に形成された画像を前記記録媒体上に定着させる画像定着手段と、
   前記定着手段から出力された前記記録媒体を外部へ搬出する記録媒体搬出手段と、
   前記現像剤画像の元となる画像情報が入力される画像情報入力手段と、
   前記画像形成機構、前記記録媒体搬入手段、前記画像定着手段、前記記録媒体搬出手段及び前記画像情報入力手段の動力源となる電源部とを備えた、画像形成装置。
8. 磁性を有する現像剤を収納する現像容器と、前記現像剤を、その表面に担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の表面に担持された前記現像剤の層厚を、磁力により規制する層厚規制手段とを備えた現像装置の、前記層厚規制手段の前記磁力を制御する制御方法であって、
   前記現像容器内の前記現像剤を強制的に消費させるリフレッシュ動作時は、前記現像剤担持体が担持した現像剤を現像に用いる現像動作時の磁力より弱い磁力、又は磁力を印加せずに前記規制の動作を行うよう、前記層厚規制手段を制御する、現像装置の制御方法。
9. 請求項１に記載の現像装置の前記制御手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
10. 請求項９に記載のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。

Images