JP2011059153A - 作像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高温高湿環境で放置したためトナー帯電が低下した状態で作像動作を再開するに当たり、条件によらず現像器立上げ時のトナー飛散を抑制する。
【解決手段】現像ローラ１３６の前回停止時からの放置時間を取得する時間取得手段２５０と、機内の環境湿度を検知する湿度検知手段１３８と、現像ローラ１３６の回転と現像剤を攪拌する搬送スクリュー１３１，１３３の回転とを独立して駆動制御する駆動制御部２１０とを備え、駆動制御部２１０は、現像ローラの前回の停止時からの放置時間と検知した環境湿度の履歴に基づいて次回の作像動作開始時における現像ローラ１３６と搬送スクリュー１３１，１３３の駆動を制御し、現像ローラ１３６上の現像剤を作像装置に回収した後に搬送スクリュー１３１，１３３を回転動作させる。
【選択図】図７

Description

本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置及びこれらの画像形成装置に使用される作像装置に関する。

電子写真方式を用いた画像形成装置は広く普及し、さまざまな環境下で使用されており、環境によらない安定した性能が求められている。

電子写真方式は、帯電したトナーを静電気力によって現像ローラに保持し、像担持体の静電潜像に対して現像電界で現像を行う。ここで、トナーの帯電状態は、温湿度環境によって変化し、特に高温高湿度環境で放置された場合、帯電量が低下し、放置後は現像器内で十分に攪拌してトナー帯電を復帰させる必要がある。トナー帯電が低い場合、現像ローラのトナー保持力、二成分現像では、キャリアのトナー保持力が低下してしまうことになる。トナー保持力は、トナーの機械的（非静電的）付着力と静電的付着力（鏡像力）とからなり、トナー帯電が低下すると、総合したトナー保持力が低下してしまうこととなる。

トナー帯電が過度に低下した場合は、画像品質に悪影響を与える他、現像ローラ上でのトナー保持力が低下して、トナー飛散やトナー落ちが発生しやすくなる。トナー飛散やトナー落ちは、機内をトナーで汚すだけでなく、印刷物にトナーが付着してしまうなど、印刷画像の不良化につながってしまう。トナー飛散を抑制することを目的とした技術は各種提案されているものの、現像器の回転動作だけでトナー飛散が発生する場合（高湿で長期放置、かつ、トナー濃度が高い）があり、条件によっては、トナー飛散が発生してしまうこととなる。

特許文献１には、長時間使用されずに放置された後に画像形成を行う場合のトナー飛散や地肌汚れを防止できるようにするため、画像形成動作中に算出したトナー濃度センサからの出力平均値を内部メモリに記憶しておき、複写機が放置された後の画像形成に先立つウォームアップ運転時にトナー濃度センサからの出力平均値を求め、上記内部メモリに記憶されている前回画像形成動作時の出力平均値との差分を算出し、この差分値が所定の値よりも大きい場合にはトナーの補給が行われにくくなるようにトナー濃度基準値を変更するものが記載されている。

また、特許文献２には、湿度センサが現像槽内の湿度を検出し、トナー補給制御部が入力された画像データに基づいて補給装置から現像装置へと補給用の現像剤が補給される補給時間を算出し、累積ドットカウント時間演算部が入力された画像データに基づいて、静電潜像の現像に要した現像時間を算出し、放置時間計時部が、前回の攪拌時からの経過時間である放置時間を計時し、制御部は、検出された湿度、算出された補給時間、算出された現像時間及び計時された放置時間に基づいて、予備攪拌時間を決定する現像装置が記載されている。

しかしながら、特許文献１に記載のものは、トナー補給を抑制しても、現像器の回転動作だけでトナー飛散が発生する場合、即ち高湿で長期放置、かつ、トナー濃度が高い場合があり、条件によっては、トナー飛散が発生してしまうという問題がある。

また、特許文献２に記載のものは、現像ローラ上のトナーに対しては予備攪拌がなされないため、その分だけトナー飛散が発生することになる他、トナー帯電が低いトナーが予備攪拌後のトナーと混合することで、帯電の低いトナーと帯電の高いトナー間で電荷交換が行われ、トナー飛散や地汚れにつながるという問題がある。

そこで本発明は、高温高湿環境で放置したためトナー帯電が低下した状態で作像動作を再開するに当たり、条件によらず現像器立上げ時のトナー飛散を抑制することができる作像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、現像剤を搬送して現像領域に搬送する現像ローラと、外部から補給されたトナーを現像器内で攪拌する現像剤攪拌手段とを備えた作像装置において、前記現像ローラの前回停止時からの放置時間を取得する時間取得手段と、機内の環境湿度を検知する湿度検知手段と、前記現像ローラと前記現像剤攪拌手段の駆動とを独立して制御する駆動制御手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記現像ローラの前回の停止時からの放置時間と前記検知した環境湿度の履歴に基づいて次回の作像動作開始時における現像ローラと現像剤攪拌手段の動作を制御し、現像ローラ上の現像剤を作像装置に回収した後にトナー攪拌手段を回転動作させる駆動制御処理を行うことを特徴とする作像装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の作像装置において、前記現像剤は、キャリアとトナーからなる二成分現像剤であり、前記現像手段は二成分現像方式を採用していることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の作像装置において、前記駆動制御手段は、前記湿度検知手段の検知結果によって、前記現像剤攪拌手段を回転する前に、少なくとも前記現像ローラを回転させ、前記現像ローラを一旦停止した後に前記現像剤攪拌手段を回転させ、更に所定時間後に、前記現像ローラの回転を再開することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載の作像装置において、前記駆動制御手段は、前記湿度検知手段の検知結果によって、一旦現像ローラを逆回転させ、現像ローラを一旦停止した後に現像剤攪拌手段を回転させ、所定時間後に、現像ローラを順回転させることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項３又は請求項４に記載の作像装置において、前記駆動制御手段は、湿度検知手段によって高湿度と検知された場合に、前記駆動制御処理を実行することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の作像装置において、現像器内のキャリアに対するトナー濃度を透磁率センサで検知するトナー濃度検知手段を有し、前記駆動制御手段は、検知したトナー濃度が所定の値以下では、湿度検知手段により高湿と検知された場合でも前記駆動制御処理を行わないことを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の作像装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。

本発明に係る作像装置及び画像形成装置によれば、前記現像ローラの前回の停止時からの放置時間と前記検知した環境湿度の履歴に基づいて次回の作像動作開始時における現像ローラと現像剤攪拌手段の回転動作の開始タイミングを設定し、現像ローラ上の現像剤を現像器内に回収した後にトナー攪拌手段を回転動作させるので、高温高湿環境で放置したためトナー帯電が低下した後に作像動作を再開する場合でも、条件によらず作像装置立上げ時のトナー飛散を抑制することができる。

実施例に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。 実施例に係る作像装置現像器の構成を示す断面図である。 実施例に係る作像装置の制御系を示すブロック図である。 現像器からのトナー飛散発生個所を示す模式図である。 現像器内での現像剤の動きを示す模式図である 従来例に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 実施例に係る画像形装置の動作を示すフローチャートである。 他の実施例に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。

本発明に係る画像形成装置は以下の作像装置を備えている。そして、本発明に係る作像装置は、現像剤を搬送して現像領域に搬送する現像ローラと、外部から補給されたトナーを現像器内で攪拌する現像剤攪拌手段とを備えた作像装置において、前記現像ローラの前回停止時からの放置時間を取得する時間取得手段と、機内の環境湿度を検知する湿度検知手段と、前記現像ローラ及び前記現像剤攪拌手段の駆動を独立して駆動制御する駆動制御手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記現像ローラの前回の停止時からの放置時間と前記検知した環境湿度の履歴に基づいて次回の作像動作開始時における現像ローラと現像剤攪拌手段の駆動を制御し、現像ローラ上の現像剤を作像装置に回収した後にトナー攪拌手段を回転動作させる駆動制御処理を行う。

環境湿度の状態と放置時間を検知し、トナー帯電が低下したと予測された場合に、現像ローラと現像剤攪拌手段を通常印刷時と同様に回転させた場合に、現像ローラ上に担持されたトナーは、帯電量が低く、静電的な付着力が弱いため、現像ローラから飛散してしまう。現像ローラと現像剤攪拌手段を同時に回転させると、現像ローラ上には次々に新しいトナーが供給されるため、飛散トナーも連続的に供給されて飛散量が多くなってしまう。そこで、本発明では、現像ローラと現像剤攪拌手段の回転タイミングをずらすことで、飛散量を抑制する。

現像ローラだけ回転させた場合は、トナー供給されないので、飛散トナー元は現像ローラ上のトナーからとなる。また、現像剤攪拌手段だけを回転させた場合は、現像手段の開口部である現像ローラからの飛散がない状態で、現像器内を攪拌でき、現像器内のトナーの帯電を立上げることができる。現像ローラと現像剤攪拌手段の回転タイミングを変更することで、飛散トナーを低減できるが、現像ローラ上で放置された現像剤に対しては、これを一旦現像器内に回収しないと攪拌による再帯電ができない。そこで、現像ローラ上のトナーを一旦現像器内に回収してから、現像器内で現像剤の攪拌を行うことで、現像ローラ上で放置された現像剤も含めて、トナー帯電を立上げることが可能となる。また、帯電の低いトナーと帯電の高いトナーが混ざり合うことで、トナー間の電荷交換が起こり、トナー帯電が異常になる場合がある。このとき、電荷交換で電荷が奪われたトナーは低帯電側に帯電がシフトするため、その後に地汚れや飛散につながる。本発明では、この課題も改善することができる。

本発明に係る作像装置では、現像剤として、キャリアとトナーからなる二成分現像剤でとし、前記現像手段は二成分現像方式を採用することができる。二成分現像剤では、トナーはキャリアとの接触摩擦で帯電し、像器内で攪拌することで、トナー帯電は立上げる。このため、本発明に係る作像装置は二成分現像剤を使用したもの採用することで顕著な効果を奏する。

本発明に係る作像装置の駆動制御手段は、前記湿度検知手段の検知結果によって、前記現像剤攪拌手段を回転する前に、少なくとも前記現像ローラを回転させ、前記現像ローラを一旦停止した後に前記現像剤攪拌手段を回転させ、更に所定時間後に、前記現像ローラの回転を再開することができる。現像剤攪拌手段を停止した状態で、現像ローラを回転させると、現像ローラには現像剤が供給されないため、現像ローラ表面から現像剤がなくなる（現像ローラ上の現像剤は、現像ローラ１周ごとに入替っている）。そのため、本発明では、一旦現像ローラ上の現像剤をなくし、その状態で、現像器内の現像剤攪拌手段で現像剤を攪拌することで、トナー帯電を立上げ、その後に、現像ローラを回転させることで、現像ローラ上に十分帯電したトナーを供給することができ、トナー飛散の状態を改善することができる。

本発明に係る作像装置の前記駆動制御手段は、前記湿度検知手段の検知結果によって、一旦現像ローラを逆回転させ、現像ローラを一旦停止した後に現像剤攪拌手段を回転させ、所定時間後に、現像ローラを順回転させることができる。現像ローラを逆回転させることで、現像ローラ上から現像剤が剥ぎ取られ、その状態で、現像剤攪拌手段を回転させてトナー帯電を立上げ、その後に、現像ローラを回転させることで、トナー飛散を改善できる。本例では、短い時間で現像ローラ上の現像剤を除去することができ全体の処理を短時間で行うことができる。

本発明に係る作像装置の駆動制御手段は、湿度検知手段によって高湿度と検知された場合に、前記駆動制御処理を実行することができる。トナー飛散は、高湿環境で放置されると低下しやすく、このような放置条件化でのみ、上記手段を実施する。放置時間が短い、或いは、高湿環境ではない場合、トナー帯電の低下は少なく、通常印刷時と同様に、現像ローラと現像剤攪拌手段を同時に回転させてもトナー飛散は問題にならない。高湿環境下で選択的に実施することによって、その他の不要条件化で立上げ時の時間短縮が可能となる。

本発明に係る作像装置は、現像器内のキャリアに対するトナー濃度を透磁率センサで検知するトナー濃度検知手段を有し、前記駆動制御手段は、検知したトナー濃度が所定の値以下では、湿度検知手段により高湿と検知された場合でも前記駆動制御処理を行わないようにすることができる。二成分現像では、トナー濃度が高い場合にトナー飛散が発生しやすい。逆に、トナー濃度が低い場合にはトナー飛散は発生しづらい。従、現像器内のトナー濃度を検知し、トナー濃度が十分低い状態であるときは、上記動作を実施しなくてもよく、立上げ時の時間短縮が可能となる。

以下、本発明の実施例に係る画像形成装置を図面に基づいて説明する。本例では、画像形成装置として、電子写真方式のプリンタを例として説明する。図１は実施例にかかる画像形成装置を示す断面図、図２は作像装置を示す断面図である。

まず、本実施形態に係る画像形成装置１００の基本的な構成について説明する。図１は実施例に係る画像形成装置の全体構成を示す断面図である。画像形成装置１００は、作像装置であるプロセスユニットとして、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す）用の４つのプロセスユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、異なる色のＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。このため以下プロセスユニット１１０として説明する。プロセスユニット１１０は、図２に示すように、感光体ユニット１２０と現像ユニット１３０とを備えている。これら感光体ユニット１２０及び現像ユニット１３０は一体的に画像形成装置１００の本体に対して着脱可能となっている。

図２は実施例に係る作像装置現像器の構成を示す断面図である。感光体ユニット１２０は、潜像担持体である感光体ドラム１２１、感光体ドラム１２１に付着した転写残トナー等を除去し回収するクリーニングブレード１２２ａ及び残トナー搬送用のスクリュー１２２ｂからなるドラムクリーニング装置１２２、感光体ドラム１２１の表面摩擦係数を所定の値にするための滑剤塗布ブラシ１２５及び例えばステアリン酸亜鉛からなる滑剤１２６、前記滑剤１２６を感光体ドラム上に均一に塗布するための滑剤塗布ブレード１２７、感光体ドラムを均一に帯電するための帯電ローラ１２８、前記帯電ローラ１２８を清掃する帯電ローラクリーナ１２９等を備えている。また、感光体ドラム１２１の近傍には感光体ドラム１２１の電位を検出する電位センサ１２３が配置されている。

前記帯電ローラ１２８は、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動する感光体ドラム１２１の表面を図示しない帯電バイアス印加手段からＡＣ電圧にＤＣ電圧を重畳した帯電バイアスを印加して一様に帯電させる。つづいて、画像信号に対応した図示しない露光手段から発せられるレーザ光ＬＢによって露光走査されて静電潜像を形成する。

現像ユニット１３０は、第一搬送スクリュー１３１配設された第一現像剤収容部１３２と、第二搬送スクリュー１３３が配設された第二現像剤収容部１３４とを備えている。そして、第一現像剤収容部１３２の下面には、透磁率センサからなるトナー濃度センサ１３５が設置されており、透磁率から磁性体であるキャリア粒子とトナーの混合比を算出し、現像ユニット１３０内の現像剤が所定のトナー濃度になるように、図示しないトナー補給装置から補給されたトナーを第一現像剤収容部１３２内に補給する。また、第一現像剤収容部１３２内には環境湿度を検知する湿度検知手段として湿度センサ１３８が配置されている。

前記第一搬送スクリュー１３１は、図示しない駆動手段によって回転駆動され、第一現像剤収容部１３２内の現像剤を図面に直交する方向における奥側から手前側に搬送し、第一現像剤収容部１３２と第二現像剤収容部との間の仕切り壁に設けられた図示しない連通口を経て、第二現像剤収容部１３４内に搬送する。第二現像剤収容部１３４内の第二搬送スクリュー１３３は、図示しない駆動手段によって回転駆動されることで、現像剤を図中手前側から奥側に搬送する。第二搬送スクリュー１３３の上方には、現像剤担持体である現像ローラ１３６が前記第二搬送スクリュー１３３と平行に配設され、現像ローラ１３６は図中反時計回り方向に回転駆動される。これらの第一搬送スクリュー１３１及び第二搬送スクリュー１３３はトナーを攪拌手段として作用をなす。なお、図中１３９はトナーのサブタンクを示している。

この現像ローラ１３６は非磁性材料（アルミ）パイプからなり、表面をサンドブラストで粗面化処理されている。現像ローラ１３６の内部には、図示しないマグネットが配設されており、第二搬送スクリュー１３３によって搬送される現像剤の一部は、このマグネットの発する磁力によって現像ローラ１３６の表面に汲み上げられる。そして、現像ローラと所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレード１３７によってその層厚が規制された後、前記感光体ドラム１２１と対抗する現像領域まで搬送され、図示しない現像バイアス印加手段から現像ローラ１３６に印加される現像バイアスによって、感光体ドラム１２１上に形成された静電潜像にトナーを付着させ、トナー像を形成する。現像によってトナーを消費した現像剤は、現像ローラ１３６の回転に伴って第二搬送スクリュー１３３上に戻される。そして、図中奥端まで搬送されると、図示しない連通口を経て第一現像剤収容部１３２内に戻ることになる。

トナー濃度センサ１３５による現像剤の透磁率の検知結果は、電圧信号として図示しない制御部に送られる。現像剤の透磁率は、現像剤のトナー濃度と相関を示すため、トナー濃度センサ１３５はトナー濃度に応じた値の電圧を出力する。上記制御部はＲＡＭ等の上方記憶手段を備えており、この中にトナー濃度センサからの出力電圧の目標値であるＶｒｅｆを格納しており、トナー濃度センサからの出力電圧値とＶｒｅｆとを比較し、図示しないトナー供給装置から比較結果に応じたトナー量を現像ユニット中の第一現像剤収容部１３２の図中奥側から補給し、現像剤中のトナー濃度を所望の値に維持する。トナー濃度センサとトナー供給装置による本制御は、各色個別に実施されている。

図１に示すように、画像形成装置１００において、プロセスユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋの図中下方には、潜像書き込み手段である露光ユニット１４０が配設されている。この露光ユニット１４０は、画像情報に基づいてレーザ光を各プロセスユニットの感光体表面に照射する。これによって、感光体上に静電潜像を形成する。なお、露光ユニットは、光源であるレーザダイオードから発したレーザ光ＬＢをモータによって回転駆動されるポリゴンミラー１４１によって走査され、複数の光学レンズ１４２やミラー１４３を介して前記感光体ドラム１２１に照射するものである。露光ユニット１４０はこのような構成に代えて、ＬＥＤアレイによる露光手段を採用することもできる。

露光ユニット１４０の下方には、第一給紙カセット１５１、第二給紙カセット１５２が鉛直方向に重なるように配設されている。これら給紙カセット１５１，１５２内には、それぞれ、記録媒体である複数の記録紙を集積した記録紙束１５３，１５４が収容されており、それぞれ一番上側に配置される記録紙には、第一給紙ローラ１５５、第二給紙ローラ１５６がそれぞれ当接している。図示しない駆動手段によって、所定のタイミングで給紙ローラ１５５，１５６が反時計回りに回転駆動されると、記録紙が各給紙カセット１５１，１５２の図中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路１５７に向けて排出される。給紙路には複数の搬送ローラ対１５８が配設されており、給紙路１５７に送られた記録紙は、これらの搬送ローラ対１５８によって上方に向けて搬送される。なお、図中符号１６９は両面印刷を行うため、用紙を反転させる反転経路を、符号１９０は機内の温度を検知する温度センサを示している。

また、給紙路１５７には、レジストローラ対１５９が配設されている。このレジストローラ対１５９の直前に記録紙を搬送ローラから送られてくると、記録紙は一旦停止され、次いで、転写ユニット１６０の中間転写ベルト１６１上に形成されたトナー画像が二次転写ローラ１６２のニップ部に到達するタイミングに合わせて、レジストローラ対１５９を所定のタイミングで駆動し、記録紙を二次転写ローラ１６２のニップ部に向けて送り出す。

転写手段である転写ユニット１６０は、各プロセスユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋの上方に配置されており、転写ユニット１６０は、表面無端移動体である前記中間転写ベルト１６１を張架しながら、図中反時計回りに無端移動させている。転写ユニット１６０は、前記中間転写ベルト１６１の他、ベルトクリーニングユニット１６３、各色の感光体ドラムの対抗する位置に配設された一次転写ローラ１６４、外部からの駆動を受けて中間転写ベルト１６１を駆動せしめる駆動ローラ１６５、ベルトテンションローラ１６６等を備えて構成されている。なお、この例では駆動ローラ１６５は、二次転写ローラ１６２の対抗ローラを兼ねている。なお、前記駆動ローラ１６５の近傍には、前記中間転写ベルト１６１の付着トナーを検出するトナー付着量センサ１７６が配置されている。

中間転写ベルト１６１は、これらのローラに張架されながら、駆動ローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動される。一次転写ローラ１６４は中間転写ベルト１６１を挟んで感光体ドラム１２１に当接し、一次転写ニップを形成している。一次転写ローラ１６４に感光体ドラム１２１上に形成されたトナー画像のトナーとは逆極性の転写バイアスを印加することで、感光体上のトナー画像を中間転写ベルト上に転写する。各色の現像ユニット１３０で感光体ドラム１２１上に形成された各色のトナー画像は、中間転写ベルト１６１上に順次一次転写され、これにより中間転写ベルト１６１上にカラー画像を形成が形成される。

二次転写ローラ１６２は、前記中間転写ベルトの外側に配置され、駆動ローラである二次転写対抗ローラとしての駆動ローラ１６５と中間転写ベルト１６１を挟んで対抗する位置に配設され、バネ荷重によって、二次転写対抗ローラに所定の荷重で当接し、二次転写ニップが形成されている。

中間転写ベルト１６１上に形成されたカラー画像は、中間転写ベルト１６１の回転駆動によって二次転写ニップに移動され、同時に、レジストローラ対１５９からトナー画像の二次転写ニップ進入と同期して記録紙を二次転写ニップに進入させる。

トナー画像は、前記二次転写ローラ１６２と二次転写対抗ローラとしての駆動ローラ１６５との間に形成される二次転写電界とニップ圧によって、記録紙に二次転写される。二次転写の電界は、二次転写対抗ローラとしての駆動ローラ１６５にトナーと同極性の転写バイアスを印加し、二次転写ローラを接地することで形成している。

ここで、二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト１６１上には、記録紙に転写されなかったトナーが僅かに残って付着している。これは、ベルトクリーニングユニット１６３によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット１６３は、クリーニングブレード１６７を中間転写ベルト１６１の表面に当接させており、この中間転写ベルト１６１で中間転写ベルト１６１上の転写残トナーを掻きとって除去する。中間転写ベルト１６１上から除去された転写残トナーは、廃トナーボトル１７５に収容され、廃棄される。

二次転写ニップの上方には、定着ユニット１７０が配設されている。この定着ユニット１７０は、電磁誘導発熱層を内包する定着ローラ１７１、定着ローラ１７１に所定圧力で当接され、所定のニップ幅を形成する加圧ローラ１７２、図示しない温度センサ等で構成されている。定着ローラ１７１の図中左側に、定着ローラ内の電磁誘導発熱層を発熱させるための電磁誘導手段であるＩＨコイルユニット１７３を配置している。定着ローラ１７１の電磁誘導発熱層は、ＩＨコイルによる電磁誘導で加熱され、各ローラ１７１，１７２は図示しない駆動源によって加圧ローラ１７２が時計方向に、定着ローラ１７１は反時計方向に回転移動する。

二次転写ニップを通過した記録紙は、中間転写ベルト１６１から分離された後、定着ユニット１７０内に送られる。そして、定着ユニット１７０の定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ローラ１７１によって加熱され、同時に定着ニップで加圧されてトナー画像が記録紙上に定着される。

このようにして定着処理が施された記録紙は、排紙ローラ対１７４で機外に排出さ、プリンタ本体の上面にスタックされる。

転写ユニットの上方には、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナーを収容する各色のトナーボトル１８０Ｙ、１８０Ｃ，１８０Ｍ、１８０Ｋが配設されている。それぞれのトナーボトル１８０Ｙ、１８０Ｃ，１８０Ｍ、１８０Ｋに収容された各色のトナーは、各色のプロセスユニットの現像ユニットに適宜供給される。これらトナーボトル１８０Ｙは、画像形成装置１００の本体から脱着可能となっており、ボトル内のトナーがなくなると、トナーボトルごと交換できる。

次実施例に係る作像装置の制御系について説明する。図３は実施例に係る作像装置の制御系を示すブロック図である。プロセスユニット１１０の制御は、駆動制御手段として、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータで構成される駆動制御部２１０でソフトウエアを実行して実現される。駆動制御部２１０には、前記現像ローラ１３６を駆動する現像ローラ駆動部２２０、トナー補給手段を駆動するトナー補給駆動部２３０、前記第一搬送スクリュー１３１及び第二搬送スクリュー１３３を駆動してトナーを攪拌する現像剤攪拌駆動部２４０、現像ローラの前回停止時からの放置時間を取得する時間取得手段２５０、前記湿度センサ１３８が接続されている。駆動制御部、後述する駆動制御を行う。駆動制御部２１０は、前記時間取得手段２５０及び湿度センサ１３８の出力結果に基づいて、駆動制御部２１０内に設定された制御テーブルなどに従って現像ローラ駆動部２２０、トナー補給駆動部２３０、現像剤攪拌駆動部２４０の動作を制御する。

次に感光体ユニット１２０内のトナーの飛散状態について説明する。図４は現像器内での現像ローラと現像剤攪拌の回転方向と、現像剤の動きを示す模式図、図５は現像器内での現像剤の動きを示す模式図である。本例に係る画像形成装置１００の印刷速度は例えば３５枚／分（Ａ４Ｙ）で、プロセス速度は２０５ｍｍ／ｓである。トナーの飛散は、感光体ユニット１２０の開口部付記の現像ローラ１３６の表面に担持した現像剤から発生する（図４中トナー発生元を斜線部Ａで示した）。

現像剤は、図５に示すように、現像ユニット１３０内の第一搬送スクリュー１３１、第二搬送スクリュー１３３で攪拌されながら搬送される（図５中矢印Ｂ，Ｃ）。また、現像剤は、現像ローラ１３６の下部付近から現像ローラ１３６内部に配置されたマグネットによる磁力で現像ローラ１３６表面に汲み上げられ（同矢印Ｄ）、現像ローラ１３６と感光体ドラム１２１の接触部である現像ニップ部に搬送される。その後、現像剤は現像ローラ１３６から除去され、第二搬送スクリュー１３３に落下して（同矢印Ｅ）回収される。図中現像剤をハッチング部分で示した。ここで、現像剤は感光体ユニット１２０内で絶えず循環しており、攪拌時にキャリアとトナーが接触摩擦して、トナーは帯電される。なお現像ローラ１３６と第一搬送スクリュー１３１及び第二搬送スクリュー１３３との駆動は個別に制御できるようになっている。なお、二本の搬送スクリュー１３１，１３３の駆動は同一のもので行われ回転は同期する。

次に実施例に係る作像装置の動作について説明する。まず従来例に係る作像装置の動作について説明する。図６は従来例に係る作像部の動作を示すフローチャートである。従来、作像部では予備攪拌動作を行うだけで、現像ローラ上の現像剤は考慮されていなかった。即ち、印刷準備の開始に伴い（ステップＳＡ１）、前回動作時からの放置時間、現像器内のトナー濃度、現在の湿度環境の情報を取得し（ステップＳＡ２）、この放置時間が予め定めた時間Ｎと比較する（ステップＳＡ３）。放置時間がＮを下回るとき（ステップＳＡ３のＮ）、通常印刷動作が可能であると判断して（ステップＳＡ９）、次に処理に進み、放置時間がＮ以上のとき（ステップＳＡ３のＹ）、トナー濃度を予め定めた値Ｔ（％）と比較する（ステップＳＡ４）。

そして、トナー濃度がＴ以下のとき（ステップＳＡ４のＮ）、通常印刷動作が可能であると判断し（ステップＳＡ９）、トナー濃度がＴを超えるとき（ステップＳＡ４のＮ）、機内の相対湿度を予め定めた値Ｈ（％ＲＨ）と比較する（ステップＳＡ５）。そして、相対湿度がＨを下回るとき（ステップＳＡ５のＮ）には通常印刷動作が可能であると判断して（ＳＡ９）次の処理に進み、相対湿度がＨ以上のとき（ステップＳＡ５のＹ）には予備攪拌として、現像剤攪拌手段による現像剤の攪拌開始（ステップＳＡ６）、現像ローラ１３６の回転（ステップＳＡ７）、現像ローラの停止及び現像剤の攪拌停止（ステップＳＡ７）を行い、次いで通常印刷が可能（ステップＳＡ９）として印刷への次の処理へと移る。

これに対して本実施例では以下の駆動処理がなされる。図７は実施例に係る画像形装置の動作を示すフローチャートである。印刷準備の開始に伴い（ステップＳＢ１）、前回動作時からの放置時間、現像器内のトナー濃度、現在の湿度環境の情報を取得し（ステップＳＢ２）、この放置時間が予め定めた時間Ｎと比較する（ステップＳＢ３）。放置時間がＮを下回るとき（ステップＳＢ３のＮ）、通常印刷動作が可能であると判断して（ステップＳＢ９）、次に処理に進み、放置時間がＮ以上のとき（ステップＳＢ３のＹ）、トナー濃度を予め定めた値Ｔ（％）と比較する（ステップＳＢ４）。

そして、トナー濃度がＴ以下のとき（ステップＳＢ４のＮ）、通常印刷動作が可能であると判断し（ステップＳＢ９）、トナー濃度がＴを超えるとき（ステップＳＢ４のＮ）、機内の相対湿度を予め定めた値Ｈ（％ＲＨ）と比較する（ステップＳＢ５）。そして、相対湿度がＨを下回るとき（ステップＳＢ５のＮ）には通常印刷動作が可能であると判断して（ＳＢ９）次の処理に進み、相対湿度がＨ以上のとき（ステップＳＢ５のＹ）、トナー飛散を抑制する本発明の動作に移行する。

前記放置時間Ｎ、トナー濃度Ｔ、相対湿度Ｈである閾値は例えば以下の通りである。発明者は実験で、この条件に当てはまると、トナー飛散が発生しやすくなることを確認した。現像剤の条件（トナーとキャリアの選定）及び現像器条件でトナー飛散の閾値は異なるため、これに限定されることはない。
放置時間Ｎ：６時間
相対湿度Ｈ：７０％ＲＨ
トナー濃度Ｔ：７％（キャリアに対するトナー重量比）

なお、トナー濃度が７％以上でも、相対湿度が低い場合や、前回動作終了時からの放置時間が短い場合は、トナー帯電の低下が少ないため、トナー飛散は発生しづらい。

この例では、まず、現像ローラ１３６のみを回転駆動する（ステップＳＢ６）。この状態では、搬送スクリュー１３１，１３３を停止した状態であるので、現像ローラ１３６には新たな現像剤は供給されず、現像ローラ１３６上のトナーはかき取られる。現像ローラ１３６の回転は例えば３０秒間実施する。次に、現像ローラ１３６を停止して（ステップＳＢ７）、搬送スクリュー１３１，１３３のみを回転駆動する（ステップＳＢ８）。これにより、現像ユニット１３０内の現像剤が攪拌されトナーが帯電される。実験で使用した現像剤と現像ユニットでは、攪拌３分間でトナーの帯電が十分立上がることが確認されている。搬送スクリュー１３１，１３３を３分間回転させた後、現像ローラ上に現像剤を担持させるために、現像ローラ１３６を３０秒間間回転させ（ステップＳＢ９）て、現像ローラ１３６及び搬送スクリュー１３１，１３３を停止（ステップＳＢ１０）すると、現像ユニット１３０は、印刷可能状態となり（ステップＳＢ１１）、通常の印刷動作を実施できるようになる。

本実施例によれば、高温高湿環境で放置したためトナー帯電が低下した後に作像動作を再開する場合でも、条件によらず作像装置立上げ時のトナー飛散を抑制することができる。

次に他の実施例に係る作像装置の駆動処理について説明する。図８は他の実施例に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。本例でも、印刷準備（ステップＳＣ１）に際して、放置時間、環境湿度、トナー濃度の取得（ステップＳＣ２）、放置時間の判定（ステップＳＣ３）、トナー濃度の判定（ステップＳＣ４）、相対湿度の判定（ステップＳＣ５）が前記実施例と同様に実行される。そして、各判定で全て条件を満たしたとき（ステップＳＣ３のＮ、ステップＳＣ４のＮ、ステップＳＣ５のＮ）、本発明に係る以下の処理がなされる。

まず、現像ローラ１３６のみを、印刷状態とは逆方向に回転駆動する（ステップＳＣ６）。現像ローラ１３６を逆回転させると、現像ローラ１３６上から現像剤がかき落とされて、現像ローラ１３６上には現像剤が付着していない状態となる。ここでは搬送スクリュー１３１，１３３は停止した状態である。現像ローラの回転は例えば５秒間行うものとし、所定時間経過後現像ローラ１３６を停止する（ステップＳＣ７）。現像ローラ１３６を逆回転させる（ステップＳＣ７）と、順回転より現像剤の脱離を短時間で行うことができる。次に、搬送スクリュー１３１，１３３のみ回転し（ステップＳＣ８）、現像器内の現像剤を攪拌してトナーを帯電させる。この攪拌動作は、前記実施例と同様に３分間行う。その後、現像ローラ１３６上に現像剤を担持させるために、現像ローラを３０秒間順方向に回転させ（ステップＳＣ９）、その後現像ローラ１３６及び搬送スクリュー１３１，１３３を停止して、現像ユニット１３０は、印刷可能状態となり、通常の印刷動作を実施できるようになる（ステップＳＣ１１）。

実施例によれば、高温高湿環境で放置したためトナー帯電が低下した後に作像動作を再開する場合でも、条件によらず作像装置立上げ時のトナー飛散を抑制することができ、この処理に際して、短い時間で現像ローラ上の現像剤を除去することができるので、全体の処理を短時間で行うことができる。

１００ 画像形成装置
１１０ プロセスユニット
１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋ プロセスユニット
１２０ 感光体ユニット
１２１ 感光体ドラム
１２２ ドラムクリーニング装置
１２２ａ クリーニングブレード
１２２ｂ スクリュー
１２３ 電位センサ
１２５ 滑剤塗布ブラシ
１２６ 滑剤
１２７ 滑剤塗布ブレード
１２８ 帯電ローラ
１２９ 帯電ローラクリーナ
１３０ 現像ユニット
１３１ 第一搬送スクリュー（現像剤攪拌手段）
１３２ 第一現像剤収容部
１３３ 第二搬送スクリュー（現像剤攪拌手段）
１３４ 第二現像剤収容部
１３５ トナー濃度センサ
１３６ 現像ローラ
１３７ ドクターブレード
１３８ 湿度センサ（湿度検知手段）
１４０ 露光ユニット
１４１ ポリゴンミラー
１４２ 光学レンズ
１４３ ミラー
１５１ 第一給紙カセット
１５２ 第二給紙カセット
１５３，１５４ 記録紙束
１５５ 第一給紙ローラ
１５６ 第二給紙ローラ
１５７ 給紙路
１５８ 搬送ローラ対
１５９ レジストローラ対
１６０ 転写ユニット
１６１ 中間転写ベルト
１６２ 二次転写ローラ
１６３ ベルトクリーニングユニット
１６４ 一次転写ローラ
１６５ 駆動ローラ
１６６ ベルトテンションローラ
１６７ クリーニングブレード
１６９ 符号
１７０ 定着ユニット
１７１ 定着ローラ
１７２ 加圧ローラ
１７３ ＩＨコイルユニット
１７４ 排紙ローラ対
１７５ 廃トナーボトル
１８０Ｙ、１８０Ｃ，１８０Ｍ、１８０Ｋ トナーボトル
１９０ 温度センサ
２１０ 駆動制御部（駆動制御手段）
２２０ 現像ローラ駆動部
２３０ トナー補給駆動部
２４０ 現像剤攪拌駆動部
２５０ 時間取得手段

特開平１０−１８６８３３号公報 特開２００８−１９７１７９公報

Claims (7)

1. 現像剤を搬送して現像領域に搬送する現像ローラと、外部から補給されたトナーを現像器内で攪拌する現像剤攪拌手段とを備えた作像装置において、
   前記現像ローラの前回停止時からの放置時間を取得する時間取得手段と、
   機内の環境湿度を検知する湿度検知手段と、
   前記現像ローラと前記現像剤攪拌手段の駆動とを独立して制御する駆動制御手段とを備え、
   前記駆動制御手段は、前記現像ローラの前回の停止時からの放置時間と前記検知した環境湿度の履歴に基づいて次回の作像動作開始時における現像ローラと現像剤攪拌手段の動作を制御し、現像ローラ上の現像剤を作像装置に回収した後にトナー攪拌手段を回転動作させる駆動制御処理を行うことを特徴とする作像装置。
2. 前記現像剤は、キャリアとトナーからなる二成分現像剤であり、前記現像手段は二成分現像方式を採用していることを特徴とする請求項１に記載の作像装置。
3. 前記駆動制御手段は、前記湿度検知手段の検知結果によって、前記現像剤攪拌手段を回転する前に、少なくとも前記現像ローラを回転させ、前記現像ローラを一旦停止した後に前記現像剤攪拌手段を回転させ、更に所定時間後に、前記現像ローラの回転を再開することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の作像装置。
4. 前記駆動制御手段は、前記湿度検知手段の検知結果によって、一旦現像ローラを逆回転させ、現像ローラを一旦停止した後に現像剤攪拌手段を回転させ、所定時間後に、現像ローラを順回転させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の作像装置。
5. 前記駆動制御手段は、湿度検知手段によって高湿度と検知された場合に、前記駆動制御処理を実行することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の作像装置。
6. 現像器内のキャリアに対するトナー濃度を透磁率センサで検知するトナー濃度検知手段を有し、前記駆動制御手段は、検知したトナー濃度が所定の値以下では、湿度検知手段により高湿と検知された場合でも前記駆動制御処理を行わないことを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の作像装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれかに記載の作像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。