JP2023114003A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁性一成分現像方式におけるインストールモード終了直後の現像剤の凝集による画像不具合の発生を効果的に抑制可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、像担持体と、現像装置と、現像剤貯留容器と、制御部と、を備える。現像装置は、現像剤を担持する現像剤担持体と、現像剤を攪拌しながら搬送する攪拌搬送部材と、現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する規制部材と、を備える。制御部は、印刷動作により消費された現像剤量に応じて現像剤貯留容器から現像装置へ現像剤を補給する通常補給と、通常補給よりも多量の現像剤を現像剤貯留容器から現像装置へ補給するとともに現像剤担持体を正方向に所定時間回転させるインストールモードと、を実行可能であり、インストールモードの実行直後に、現像剤担持体を正方向と反対方向に逆回転させる現像剤除去動作を実行する。【選択図】図５

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に関し、特に、現像装置の現像ローラーと規制ブレードとの隙間への現像剤の詰まりを抑制する方法に関するものである。

従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置における現像方式としては、主として粉末の現像剤が使用され、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像剤によって可視化（現像）し、その可視像（トナー像）を記録媒体上に転写した後、定着処理を行うプロセスが一般的である。

現像剤による現像方式として、磁性を帯びたトナーのみから成る一成分現像剤を用いる磁性一成分現像方式が知られている。磁性一成分現像方式は、現像ローラー（現像剤担持体）の内部に複数の磁極を備えた固定マグネットを配置し、磁気的担持力を利用して現像容器内のトナーを現像ローラー上に担持した後、規制ブレード（規制部材）を利用して層厚規制を行うことによりトナー薄層を形成し、現像位置において感光体ドラムへトナーを飛翔させる。

磁性一成分現像方式では、現像ローラー上のトナー層の安定性の確保およびトナーへの帯電付与性能の向上のために、規制ブレードの先端に十分な磁力が必要である。しかし、現像動作を継続して行うと、現像装置内で規制ブレードの周辺にトナーが軟凝集し易くなる。軟凝集したトナーは他の部分と磁気拘束力が異なるため、現像ローラー上のトナー層の乱れが発生する。その結果、ハーフトーン画像を出力した際に濃淡や白筋等の画像不具合が発生し易くなる。

そこで、特許文献１には、像担持体を停止した状態で、現像剤担持体を現像の際と逆方向に回転させることにより、現像剤規制部材に堆積したトナーが画像中に現像されないようにする画像形成装置が開示されている。

特開２００９－２５８２７６号公報

磁性一成分現像剤を用いる一成分現像式の現像装置においては、ユーザーが現像装置を交換する場合、トナーコンテナから新品の現像装置内にトナーを初期充填（インストール）する方式が知られている。インストール時のトナーは流動性が低く、帯電量も不安定であるため規制ブレードでのトナーの軟凝集が発生しやすい。そのため、インストール直後の画像形成動作において画像不具合が発生しないように、インストール終了時にインストールでの軟凝集を解消しておく必要がある。

本発明は、上記問題点に鑑み、磁性一成分現像方式におけるインストール直後の現像剤の凝集による画像不具合の発生を効果的に抑制可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、像担持体と、現像装置と、現像剤貯留容器と、制御部と、を備えた画像形成装置である。像担持体は、表面に感光層が形成される。現像装置は、磁性を有するトナーのみからなる磁性一成分現像剤を収容する現像容器と、現像容器に回転可能に支持され、外周面に現像剤を担持するとともに現像容器の開口部から露出して像担持体に対向する現像剤担持体と、現像容器に回転可能に支持され、現像容器内の現像剤を攪拌しながら搬送する１つ以上の攪拌搬送部材と、現像剤担持体に対し所定の間隔を隔てて配置され、現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する規制部を形成する規制部材と、を備え、像担持体上に形成された静電潜像を現像する。現像剤貯留容器は、現像装置に補給するための現像剤を貯留する。制御部は、現像装置の駆動、および現像剤貯留容器から現像装置への現像剤の補給を制御する。制御部は、印刷動作により消費された現像剤量に応じて現像剤貯留容器から現像装置へ現像剤を補給する通常補給と、通常補給よりも多量の現像剤を現像剤貯留容器から現像装置へ補給するとともに現像剤担持体を画像形成時の回転方向である正方向に所定時間回転させるインストールモードと、を実行可能である。制御部は、インストールモードの実行直後に、現像剤担持体を正方向と反対方向に逆回転させて規制部材と現像剤担持体との間に滞留した現像剤を除去する現像剤除去動作を実行する。

本発明の第１の構成によれば、インストールモードの実行直後に現像剤担持体を逆回転させる現像剤除去動作を実行することにより、規制部付近に凝集した現像剤が、攪拌搬送部材周辺の現像剤と接触、混合されて確実にリセット（入れ替え）される。従って、規制部での現像剤の凝集を効果的に抑制することができ、インストールモード終了直後の印刷におけるハーフトーン画像の濃淡や白筋等の画像不具合を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の概略断面図 画像形成装置１００に搭載される現像装置４の側面断面図 画像形成装置１００に搭載されるトナーコンテナ５の側面断面図 本実施形態の画像形成装置１００に用いられる制御経路の一例を示すブロック図 本実施形態の画像形成装置１００において実行されるインストールモードの第１の制御例を示すフローチャート インストールモードの実行中における現像装置４の駆動状態を示す側面図 現像ローラー２５の逆回転を行ったときの現像ローラー２５および第２攪拌搬送スクリュー２４付近の拡大図 本実施形態の画像形成装置１００において実行されるインストールモードの第２の制御例を示すフローチャート 本実施形態の画像形成装置１００において実行されるインストールモード終了後の現像剤除去動作の実行手順を示すフローチャート 本実施形態の画像形成装置１００において実行されるインストール終了後の現像剤除去動作の実行間隔の設定手順を示すフローチャート

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の概略断面図である。画像形成装置（例えばモノクロプリンター）１００では、印刷動作を行う場合、画像形成装置１００本体内の画像形成部９において、不図示のパーソナルコンピューター（以下、パソコンと略す）から送信された原稿画像データに基づく静電潜像が形成され、現像装置４により静電潜像にトナーが付着されてトナー像が形成される。現像装置４へのトナーの供給はトナーコンテナ５から行われる。画像形成装置１００では、感光体ドラム１を図１において時計回り方向に回転させながら、感光体ドラム１に対する画像形成プロセスが実行される。

画像形成部９には、感光体ドラム１の回転方向（時計回り方向）に沿って、帯電部２、露光ユニット３、現像装置４、転写ローラー７、クリーニング装置８、および除電装置（図示せず）が配設されている。感光体ドラム１は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものである。感光層は、特に限定されるものではないが、例えば耐久性に優れるアモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）や、帯電時のオゾンの発生が少なく高解像度の画像が得られる有機感光層（ＯＰＣ）等が好ましい。

帯電部２は、感光体ドラム１の表面の感光層を均一に帯電させる。例えば帯電部２として、細いワイヤー等を電極として高電圧を印加することにより放電するコロナ放電装置が用いられる。なお、コロナ放電装置に代えて、帯電ローラーに代表される帯電部材を感光体ドラム１の表面に接触させた状態で電圧を印加する接触式の帯電装置を用いても良い。露光ユニット３は、帯電部２により帯電された感光体ドラム１の表面に、画像データに基づいて光ビーム（例えばレーザービーム）を照射し、感光体ドラム１の表面に帯電を減衰させた静電潜像を形成する。

現像装置４は、感光体ドラム１の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。なお、ここでは磁性を有するトナー成分のみから構成される一成分現像剤（以下、単にトナーともいう）が現像装置４に収容されている。また、現像装置４の詳細については後述する。転写ローラー７は、感光体ドラム１の表面に形成されたトナー像を用紙搬送路１１に沿って搬送される用紙に転写する。クリーニング装置８は、感光体ドラム１の長手方向に線接触するクリーニングローラーやブレード等を備えており、トナー像が用紙に転写された後に、感光体ドラム１の表面の残留トナーを除去する。

画像形成を行う場合、先ず帯電部２によって感光体ドラム１の表面を均一に帯電させる。そして、予め入力された画像データに基づいて露光ユニット３が感光体ドラム１上にレーザービーム（光線）を照射することで、感光体ドラム１の表面に画像データに基づく静電潜像を形成する。その後、現像装置４が静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。

上記のようにトナー像が形成された画像形成部９に向けて、用紙収容部１０から用紙が用紙搬送路１１およびレジストローラー対１３を経由して所定のタイミングで搬送され、画像形成部９において転写ローラー７により感光体ドラム１の表面のトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は感光体ドラム１から分離され、定着部１２に搬送されて加熱および加圧されることで用紙にトナー像が定着される。定着部１２を通過した用紙は、排出ローラー対１４を通過して用紙排出部１５に排出される。

図２は、画像形成装置１００に搭載される現像装置４の側面断面図である。図２では現像装置４を図１の背面側から見た状態を示しており、現像装置４内の構成部材の配置は図１と左右対称となっている。図２に示すように、現像容器２０内には、現像容器２０と一体形成された仕切壁２０ａによって第１搬送室２１と第２搬送室２２とが形成されている。第１搬送室２１には第１攪拌搬送スクリュー２３が、第２搬送室２２には第２攪拌搬送スクリュー２４が配設されている。現像容器２０の上部にはトナー供給口２０ｂが設けられており、現像容器２０内のトナー量を検知するトナーセンサー２６の検知結果に応じてトナーコンテナ５（図１参照）に貯留されたトナーが供給される。

第１攪拌搬送スクリュー２３、第２攪拌搬送スクリュー２４は、それぞれ支軸を中心とし、その周囲に螺旋羽を設けた構成になっており、互いに平行な状態で現像容器２０に回転可能に軸支されている。なお、第１攪拌搬送スクリュー２３、第２攪拌搬送スクリュー２４の軸方向である現像容器２０の長手方向（図２の紙面と垂直な方向）の両端部においては仕切壁２０ａが存在せず、第１搬送室２１（第１攪拌搬送スクリュー２３）と第２搬送室２２（第２攪拌搬送スクリュー２４）の間でのトナーの受け渡しが可能となっている。これにより、第１攪拌搬送スクリュー２３は、第１搬送室２１内のトナーを攪拌しながら所定方向（第１方向）に搬送して第２搬送室２２に受け渡す。第２攪拌搬送スクリュー２４は、第１搬送室２１から第２搬送室２２に受け渡されたトナーを攪拌しながら第１攪拌搬送スクリュー２３と逆方向（第２方向）に搬送して現像ローラー２５に供給する。

現像ローラー２５は、第１攪拌搬送スクリュー２３、第２攪拌搬送スクリュー２４と平行な状態で現像容器２０に回転可能に軸支されている。現像ローラー２５の内部には複数の磁極を有する永久磁石から成る固定マグネット２７が固定されている。この固定マグネット２７の磁力により現像ローラー２５の表面にトナーを付着（担持）させてトナー薄層を形成する。現像ローラー２５は外周面の一部が現像容器２０の開口部２０ｃから露出しており、露出部分が感光体ドラム１（図１参照）に対向するように配置されている。

そして、トナー薄層の形成された現像ローラー２５が感光体ドラム１の回転に応じて回転することで、感光体ドラム１の感光層にトナーを供給する。第１攪拌搬送スクリュー２３、第２攪拌搬送スクリュー２４、および現像ローラー２５は、現像駆動モーター３５（図４参照）およびギア列により所定の速度で回転駆動される。また、現像ローラー２５の両端部には現像容器２０と現像ローラー２５との隙間からの現像剤の漏出を防止するための磁気シール部材２８が配設されている。

規制ブレード２９は、その長手方向が現像ローラー２５の最大現像幅よりも大きく形成されており、現像ローラー２５と所定の間隔を隔てて配置されることにより、感光体ドラム１に供給するトナー量を規制する規制部３０を形成する。規制部３０の隙間は０．２ｍｍ～０．４ｍｍ程度に設定される。規制ブレード２９の材質としては、磁性体或いは非磁性体のＳＵＳ（ステンレス）等が用いられる。ここでは、磁性体の規制ブレード２９に永久磁石３１を装着して磁性を付与している。

固定マグネット２７は、主極Ｎ１、規制極Ｓ１、搬送極Ｓ２、汲上極Ｎ２から成る複数（ここでは４つ）の磁極を有している。規制ブレード２９には固定マグネット２７の規制極Ｓ１が対向するため、規制ブレード２９の先端に磁力線が集中し、規制部３０に引き合う方向の磁界が発生する。

この磁界により、規制ブレード２９と現像ローラー２５との間にトナー粒子が連なった磁気ブラシ（トナー鎖）が形成される。磁気ブラシは規制部３０を通過することにより層規制され、現像ローラー２５上にトナー薄層が形成される。規制ブレード２９を磁性ブレードとすることにより、規制部３０の間隔だけでなく規制部３０に発生する磁界によって規制力を高め、現像ローラー２５上に数十μｍのトナー薄層を形成する。

一方、トナー薄層の形成に用いられなかったトナーは規制ブレード２９の上流側（図２の下側）の側面に沿って滞留する。その後、現像ローラー２５が図２の時計回り方向に回転して磁気ブラシが感光体ドラム１に対向する位置に移動すると、磁気ブラシは固定マグネット２７の主極Ｎ１により磁界が付与されて起立し、感光体ドラム１の表面に接触してトナー像を形成する。

さらに現像ローラー２５が時計回り方向に回転すると、今度は搬送極Ｓ２により現像ローラー２５の外周面に沿う方向の磁界が付与されて、磁気ブラシと共にトナー像の形成に使われなかったトナーが現像ローラー２５上に回収される。さらに、搬送極Ｓ２と汲上極Ｎ２の間の欠損部分において磁気ブラシが現像ローラー２５から離脱してハウジング２０内に落下する。そして、第２攪拌搬送スクリュー２４により攪拌、搬送された後、汲上極Ｎ２の磁界により再び現像ローラー２５上に磁気ブラシが形成される。

図３は、現像装置４にトナーを補給するトナーコンテナ５の内部構成を示す側面断面図である。トナーコンテナ５は、トナーを貯留するコンテナ容器５１と、補給スパイラル５２と、撹拌パドル５３と、を備える。

コンテナ容器５１は、現像装置４のトナー供給口２０ｂ（図２参照）に対向するトナー送出口５１ａを備える。

補給スパイラル５２は、コンテナ容器５１内の底部に回転可能に設けられ、一端部がトナー送出口５１ａに対向している。補給スパイラル５２は、回転軸５２ａと、回転軸５２ａの外周面に一定のピッチで螺旋状に形成された搬送羽根５２ｂとで構成される。補給スパイラル５２が所定方向（図３の反時計回り方向）に回転すると、トナー送出口５１ａに向かってトナーが搬送される。

攪拌パドル５３は、回転軸５３ａと、回転軸５３ａから径方向に延び、且つ軸方向に展開するパドル状の攪拌羽根５３ｂとで構成される。攪拌パドル５３が所定方向（図３の反時計回り方向）に回転すると、コンテナ容器５１内のトナーが攪拌される。補給スパイラル５２および攪拌パドル５３は、コンテナ駆動モーター３７（図４参照）によって回転駆動される。

図４は、本実施形態の画像形成装置１００に用いられる制御経路の一例を示すブロック図である。なお、画像形成装置１００を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置１００全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。

画像入力部４０は、画像形成装置１００にパソコン等から送信される画像データを受信する。画像入力部４０より入力された画像信号はデジタル信号に変換された後、一時記憶部９４に送出される。

操作部７０には、液晶表示部７１、各種の状態を示すＬＥＤ７２が設けられており、画像形成装置１００の状態を示したり、画像形成状況や印刷部数を表示したりするようになっている。画像形成装置１００の各種設定はパソコンのプリンタードライバーから行われる。

その他、操作部７０には、画像形成を開始するようにユーザーが指示するスタートボタン、画像形成を中止する際等に使用するストップ／クリアボタン、画像形成装置１００の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン等が設けられている。

送受信部８０は、電話回線やインターネット回線を用いて外部との通信を行う。より詳細には、送受信部８０はパソコン等の上位装置から送信される画像データを含む印刷コマンドを受信する。受信された画像データは一時記憶部９４に記憶される。

制御部９０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、読み出し専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）９２、読み書き可能な記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）９３、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部９４、カウンター９５、画像形成装置１００内の各装置に制御信号を送信したり操作部５０からの入力信号を受信したりする複数（ここでは２つ）のＩ／Ｆ（インターフェイス）９６、演算部９７を少なくとも備えている。また、制御部９０は、画像形成装置１００内の任意の場所に配置可能である。

ＲＯＭ９２には、画像形成装置１００の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置１００の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。ＲＡＭ９３には、画像形成装置１００の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置１００の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。また、ＲＡＭ９３（或いはＲＯＭ９２）には、後述する現像ローラー２５の逆回転制御を実行する際に使用する、インストールモードの実行時からの累積印刷枚数や、現像駆動モーター３５の累積駆動時間等も記憶される。一時記憶部９４は、画像入力部４０より入力され、デジタル信号に変換された画像信号を一時的に記憶する。カウンター９５は、印刷枚数を累積してカウントする。

また、制御部９０は、画像形成装置１００における各部分、装置に対し、ＣＰＵ９１からＩ／Ｆ９６を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号がＩ／Ｆ９６を通じてＣＰＵ９１に送信される。制御部９０が制御する各部分、装置としては、例えば、画像形成部９、定着部１２、現像駆動モーター３５、コンテナ駆動モーター３７、画像入力部４０、操作部７０、送受信部８０等が挙げられる。

本実施形態の画像形成装置１００では、現像装置４内のトナーが無くなった場合、現像装置４を取り外して未使用品の現像装置４に交換し、画像形成時にトナーを補給する場合（通常補給）よりも多量のトナーをトナーコンテナ５から現像装置４に供給する、インストールモードを実行する。或いは、現像装置４が交換されていない場合であっても、例えばトナーコンテナ５が交換されて新たなトナーが補給されたときトナーの帯電状態を安定させるためにインストールモードを実行することがある。

インストールモードでは、トナーコンテナ５から現像装置４に一定量のトナーを供給するとともに、第１攪拌搬送スクリュー２３、第２攪拌搬送スクリュー２４、および現像ローラー２５を画像形成時と同方向（正方向）に一定時間回転させる。これにより、現像装置４内に供給されたトナーの帯電量を安定させる。

トナーインストール時に現像装置４に供給されるトナーは流動性が低く、帯電量も不安定である。そのため、上述したインストールモードを実行した場合、現像ローラー２５の正回転が一定時間継続することにより規制部３０に滞留したトナーが軟凝集を起こし、穂詰まりが発生する。そこで、本実施形態では、インストールモードの実行時に規制部３０に滞留したトナー（現像剤）を除去する現像剤除去動作を実行可能としている。以下、現像剤除去動作について詳細に説明する。

現像剤除去動作は、非画像形成時に現像ローラー２５を画像形成時と逆方向（図２の反時計回り方向）に所定量（所定角度）だけ回転させる。これにより、規制ブレード２９の先端に付着した凝集トナーに現像ローラー２５の回転方向の力が作用する。その結果、凝集トナーが規制ブレード２９の先端から離脱する。規制ブレード２９の先端から離脱した凝集トナーは現像ローラー２５の逆回転によって第２搬送室２２内のトナーと接触して混合されることにより現像ローラー２５の表面から除去される。

このとき、現像ローラー２５の逆回転角度が小さい（逆回転量が少ない）場合、トナー凝集物の除去効果が不十分となり、逆回転角度が大きい（逆回転量が多い）場合、現像ローラー２５が露出する現像容器２０の開口部２０ｃからトナーが漏出するおそれがある。そこで、現像剤除去動作の実行時における現像ローラー２５の逆回転角度（逆回転量）を規定することが好ましい。

具体的には、後述する図７に示すように、現像ローラー２５の逆回転角度の上限値を、逆回転開始時における第２搬送室２２内のトナーの存在領域の逆回転方向の下流端との対向位置Ｒ１（第１対向位置）が、現像容器２０の開口部２０ｃの下端縁２０ｄまで移動する角度θ１とする。また、現像ローラー２５の逆回転角度の下限値を、逆回転開始時における規制ブレード２９との対向位置Ｒ２（第２対向位置）が、第２攪拌搬送スクリュー２４の駆動停止状態において現像容器２０の第２搬送室２２に存在するトナーの上面（剤面）高さｈまで移動する角度とする。

現像ローラー２５の逆回転角度の上限値および下限値を上記のように規定することで、現像容器２０の開口部２０ｃからのトナーの漏出を防止しつつ、規制部３０に軟凝集したトナーＴｇを効果的に除去可能となる。

図５は、本実施形態の画像形成装置１００において実行されるインストールモードの第１の制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図１～図４および後述する図６、図７を参照しながら、図５のステップに沿ってインストールモードの第１の制御例について説明する。

インストールモードが開始されると（ステップＳ１）、制御部９０はトナーセンサー２６により現像装置４内のトナー量を検知する（ステップＳ２）。トナーセンサー２６の検知結果は制御部９０に送信される。

次に、制御部９０は、トナーセンサー２６の検知結果に応じてトナーコンテナ５から現像装置４に所定量のトナーを供給する（ステップＳ３）。例えば、現像装置４内にトナーが検知されなかったときは、制御部９０は、現像装置４が未使用品に交換されたものと判断し、コンテナ駆動モーター３７に制御信号を送信してトナーコンテナ５から現像装置４に初期充填量のトナーを供給する。一方、現像装置４内にトナーが検知されたときは、制御部９０は、トナーの帯電状態を安定させるためにインストールモードが実行されたものと判断し、コンテナ駆動モーター３７に制御信号を送信して現像装置４内のトナー量が規定のレベルになるまでトナーを供給する。

制御部９０は、トナーの供給と並行して現像装置４を正回転駆動する（ステップＳ４）。図６は、インストールモードの実行中における現像装置４の駆動状態を示す側面図である。制御部９０は、現像駆動モーター３５に制御信号を送信し、図６に示すように、第１攪拌搬送スクリュー２３、第２攪拌搬送スクリュー２４、現像ローラー２５を画像形成時と同方向（正方向、図６の時計回り方向）に回転させる。この正回転駆動を所定時間継続することにより、現像装置４内のトナーの帯電量を印刷可能なレベルまで上昇させる。

次に、制御部９０は、インストールモードが終了したか否かを判定する（ステップＳ５）。インストールモードが継続している場合は（ステップＳ５でＮｏ）、ステップＳ３に戻りトナーの供給および現像装置４の正回転駆動を継続する。インストールモードが終了した場合は（ステップＳ５でＹｅｓ）、現像ローラー２５を逆回転させ（ステップＳ６）、処理を終了する。

図７は、現像ローラー２５の逆回転を行ったときの現像ローラー２５および第２攪拌搬送スクリュー２４付近の拡大図である。図７に示すように、逆回転開始時における現像ローラー２５の規制ブレード２９との対向位置Ｒ２を、第２攪拌搬送スクリュー２４の駆動停止状態における第２搬送室２２内のトナーＴの上面高さｈまで逆回転させる。これにより、逆回転開始時に規制部３０に存在する凝集トナーＴｇは、第２搬送室２２内のトナーＴと確実に接触、混合される。

図５に示した第１の制御例によれば、インストールモードの終了時に現像ローラー２５を逆回転させることにより、図７に示すように、現像ローラー２５の逆回転開始時に規制部３０付近に軟凝集したトナーＴｇは、現像ローラー２５が逆回転し、さらに逆回転後に再び正回転することによって、第２攪拌搬送スクリュー２４周辺の搬送トナーＴと接触、混合され、規制部３０のトナーが確実にリセット（入れ替え）される。従って、規制部３０でのトナーの凝集を効果的に抑制することができ、インストールモード終了直後の印刷におけるハーフトーン画像の濃淡や白筋等の画像不具合を抑制することができる。

図８は、本実施形態の画像形成装置１００において実行されるインストールモードの第２の制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図１～図４および図６、図７を参照しながら、図８のステップに沿ってインストールモードの第２の制御例について説明する。インストールモードが開始され、現像装置４内のトナー量を検出し、検知結果に応じてトナーコンテナ５から現像装置４に所定量のトナーを供給し、トナーの供給と並行して現像装置４を正回転駆動するまでのステップ（ステップＳ１～Ｓ４）は、図５に示した第１の制御例と同様である。

次に、制御部９０は、トナーの供給および現像装置４の正回転駆動を開始してから所定時間（例えば１０分）が経過したか否かを判定する（ステップＳ５）。所定時間が経過した場合は（ステップＳ５でＹｅｓ）、図７に示したように現像ローラー２５を逆回転させる（ステップＳ６）。所定時間が経過していない場合は（ステップＳ５でＮｏ）、インストールモードが終了したか否かを判定する（ステップＳ７）。

インストールモードが継続している場合は（ステップＳ７でＮｏ）、ステップＳ３に戻りトナーの供給および現像装置４の正回転駆動を継続する。そして、再び所定時間が経過した場合は（ステップＳ５でＹｅｓ）現像ローラー２５を逆回転させる（ステップＳ６）。上記のステップＳ３～Ｓ７をインストールモードが終了するまで繰り返す。インストールモードが終了した場合は（ステップＳ７でＹｅｓ）、第１の制御例と同様に現像ローラー２５を逆回転させて（ステップＳ８）、処理を終了する。

図８に示した第２の制御例によれば、インストールモードの終了時に加えてインストールモードの実行中においても所定時間毎に現像ローラー２５の逆回転を入れることで、規制部３０付近に軟凝集したトナーがインストールモード中にリセットされる。従って、トナーの軟凝集を発生させずにインストールモードを終了させることができ、インストールモード終了直後の印刷におけるハーフトーン画像の濃淡や白筋等の画像不具合をより一層効果的に抑制することができる。

ところで、上記のようにインストールモードの終了時に現像ローラー２５を逆回転させて規制部３０付近に軟凝集したトナーを除去しても、インストールモードの終了後に現像動作を継続して行うと、現像装置４内で規制部３０周辺にトナーが軟凝集し易くなる。そこで、インストールモードの終了後においても、印刷枚数が所定枚数に到達する毎に、現像ローラー２５を逆回転させて規制部３０周辺に軟凝集したトナーをリセットする現像剤除去動作を実行することが好ましい。

図９は、本実施形態の画像形成装置１００において実行されるインストールモード終了後の現像剤除去動作の実行手順を示すフローチャートである。必要に応じて図１～図４および図６、図７を参照しながら、図９のステップに沿ってインストールモード終了後の現像剤除去動作について説明する。

先ず、制御部９０は印刷命令を受信したか否かを判定する（ステップＳ１）。印刷命令が受信されない場合は（ステップＳ１でＮｏ）印刷待機状態を継続する。印刷命令を受信した場合は（ステップＳ１でＹｅｓ）、印刷を実行する（ステップＳ２）。また、カウンター９５によって直前の現像剤除去動作からの累積印刷枚数Ｎをカウントする（ステップＳ３）。

次に、制御部９０は、印刷終了後に累積印刷枚数Ｎが閾値Ｎ１（例えば１００枚）以上となったか否かを判定する（ステップＳ４）。Ｎ＜Ｎ１である場合は（ステップＳ４でＮｏ）ステップＳ１に戻り、印刷待機状態を継続する。

Ｎ≧Ｎ１である場合は（ステップＳ４でＹｅｓ）、図７に示したように現像ローラー２５を逆回転させる（ステップＳ５）。そして、Ｎをリセット（Ｎ＝０）して（ステップＳ６）ステップＳ１に戻り、以後同様の手順を繰り返す。

次に、現像ローラー２５を逆回転動作させるトリガーとなる、累積印刷枚数Ｎの閾値の決定方法について説明する。インストールモード終了直後のトナーは流動性が低く、帯電量も不安定である。そのため、規制部３０でのトナーの軟凝集が発生し易い。その後、現像動作を行うにつれて現像容器２０内のトナーが攪拌されて流動性も徐々に向上し、帯電量も安定してくる。

また、インストールモード終了後の経過時間が更に長くなると、今度は耐久印刷によるトナーの劣化に伴いトナーの流動性が低下し、再び規制部３０でのトナーの軟凝集が発生し易くなる。

そこで、本実施形態では、インストールモード終了後の現像駆動時間が長くなると閾値を大きくする。即ち、現像駆動時間が長くなると現像ローラー２５の逆回転動作の実行頻度を少なくする。また、インストールモード終了後の現像駆動時間が更に長くなると閾値を再び小さくする。即ち、現像駆動時間が更に長くなると現像ローラー２５の逆回転動作の実行頻度を再び多くする。

図１０は、本実施形態の画像形成装置１００において実行されるインストールモード終了後の現像剤除去動作の実行間隔の設定手順を示すフローチャートである。図１０の制御例では、インストールモード終了直後の累積印刷枚数Ｎの閾値をＮ１（＝３０［枚］）とする。

先ず、制御部９０は印刷命令を受信したか否かを判定する（ステップＳ１）。印刷命令が受信されない場合は（ステップＳ１でＮｏ）印刷待機状態を継続する。印刷命令を受信した場合は（ステップＳ１でＹｅｓ）、印刷を実行する（ステップＳ２）。また、トナーインストール終了後の現像駆動時間Ｔを計測する（ステップＳ３）。

次に、制御部９０は、現像駆動時間Ｔが所定時間Ｔ１（第１の所定値、例えば１時間）以上となったか否かを判定する（ステップＳ４）。Ｔ＜Ｔ１である場合は（ステップＳ４でＮｏ）ステップＳ１に戻り、印刷待機状態を継続する。

Ｔ≧Ｔ１である場合は（ステップＳ４でＹｅｓ）、次に現像駆動時間Ｔが所定時間Ｔ２（第２の所定値、例えば１０時間）以上となったか否かを判定する（ステップＳ５）。Ｔ１≦Ｔ＜Ｔ２である場合は（ステップＳ５でＮｏ）、現像ローラー２５の逆回転動作のトリガーとなる累積印刷枚数Ｎの閾値をＮ２（Ｎ２＞Ｎ１、例えばＮ２＝１００［枚］）に設定する（ステップＳ６）。そして、ステップＳ１に戻り、閾値Ｎ２を用いて図９に示したトナーインストール後の現像剤除去動作を実行する。

ステップＳ５においてＴ≧Ｔ２である場合は（ステップＳ５でＹｅｓ）、現像ローラー２５の逆回転動作のトリガーとなる累積印刷枚数Ｎの閾値をＮ１に設定する（ステップＳ７）。そして、現像剤除去動作の実行間隔の設定を終了し、それ以降は閾値Ｎ１を用いて図９に示したトナーインストール後の現像剤除去動作を実行する。

図９および図１０に示した制御例によれば、規制部３０でのトナーの軟凝集が発生し易いインストールモード終了直後においては現像ローラー２５の逆回転動作のトリガーとなる累積印刷枚数Ｎの閾値がＮ１（＝３０［枚］）に設定されるため、現像ローラー２５の逆回転動作の実行頻度が高くなる。そのため、インストールモード終了直後における規制部３０でのトナーの軟凝集を効果的に抑制することができる。

一方、インストールモード終了後の経過時間が長くなると、現像容器２０内でのトナーの攪拌が進み、トナーの流動性も上昇して帯電量も安定する。そこで、インストールモード終了後の現像駆動時間が所定時間Ｔ１以上になると、累積印刷枚数Ｎの閾値をＮ２（＝１００［枚］）に設定し、現像ローラー２５の逆回転動作の実行頻度を低くする。これにより、現像ローラー２５の逆回転動作の頻度を、規制部３０でのトナーの軟凝集を抑制するために必要最小限の頻度として、画像形成効率（生産性）を極力低下させずに規制部３０でのトナーの軟凝集を抑制することができる。

そして、インストールモード終了後の経過時間が更に長くなると、トナーの劣化に伴いトナーの流動性が低下し、規制部３０でのトナーの軟凝集が発生し易くなる。そこで、インストールモード終了後の現像駆動時間が所定時間Ｔ２以上になると、累積印刷枚数Ｎの閾値を再びＮ１（＝３０［枚］）に設定し、現像ローラー２５の逆回転動作の実行頻度を高くする。これにより、耐久印刷によるトナーの劣化に起因するトナーの軟凝集を効果的に抑制することができる。

なお、図１０では逆回転動作を実行する累積印刷枚数Ｎの閾値をＮ１からＮ２へ（或いはＮ２からＮ１へ）変更する際のトリガーとしてインストールモード終了後の現像駆動時間Ｔを用いたが、現像駆動時間に代えてインストールモード終了後の累積印刷枚数Ｎ′を用いることもできる。

ここで、印刷枚数と現像駆動時間との関係は、連続印刷であるか単発印刷（間欠印刷）であるかによって異なる。例えば、連続印刷の場合は２～３ｋ［枚］で現像駆動時間Ｔが１時間となり、単発印刷の場合は１ｋ［枚］で現像駆動時間Ｔが１時間となる。そのため、累積印刷枚数Ｎの閾値をＮ１からＮ２へ（或いはＮ２からＮ１へ）変更する際のトリガーとしてインストールモード終了後の累積印刷枚数Ｎ′を用いる場合は、連続印刷と単発印刷とで累積印刷枚数Ｎ′の閾値を変更することが好ましい。

また、図１０ではインストールモード終了後の現像駆動時間が所定時間Ｔ２以上になると、逆回転動作を実行する累積印刷枚数Ｎの閾値をＮ２から再びＮ１に変更したが、閾値をＮ２よりも小さく、且つＮ１と異なる閾値に変更してもよい。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、現像装置４の現像ローラー２５内に配置される固定マグネット２７は２つのＮ極と２つのＳ極を有する４極構成であるが、本発明は、５極構成、或いは３極構成の固定マグネット２７にも同様に適用可能である。

また、上記実施形態では現像容器２０内のトナー量を検知するトナーセンサー２６を設け、トナーセンサー２６の検知結果に応じてトナーコンテナ５から現像装置４にトナーを供給（通常補給）する構成としたが、トナーセンサー２６を用いないトナー補給方式であってもよい。具体的には、印刷動作により現像装置４内のトナーが消費されてトナーの嵩（体積）が減少すると、減少分に相当するトナーがトナーコンテナ５から現像装置４に補給される擦切り方式（体積補給方式）にも適用可能である。

また本発明は、図１に示したようなモノクロプリンターに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、カラープリンター、カラー複写機、ファクシミリ等、磁性一成分現像方式の現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。

本発明は、磁性一成分現像方式の現像装置を用いる画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、現像剤のインストール直後における規制部材周辺のトナー凝集による画像不具合の発生を効果的に抑制可能な画像形成装置を提供することができる。

１ 感光体ドラム（像担持体）
４ 現像装置
５ トナーコンテナ（現像剤貯留容器）
９ 画像形成部
２０ 現像容器
２０ｃ 開口部
２３ 第１攪拌搬送スクリュー（攪拌搬送部材）
２４ 第２攪拌搬送スクリュー（攪拌搬送部材）
２５ 現像ローラー（現像剤担持体）
２６ トナーセンサー（現像剤量検知センサー）
２７ 固定マグネット
２９ 規制ブレード（規制部材）
３０ 規制部
９０ 制御部
１００ 画像形成装置

Claims (5)

1. 表面に感光層が形成された像担持体と、
   磁性を有するトナーのみからなる磁性一成分現像剤を収容する現像容器と、
   前記現像容器に回転可能に支持され、外周面に前記現像剤を担持するとともに前記現像容器の開口部から露出して像担持体に対向する現像剤担持体と、
   前記現像容器に回転可能に支持され、前記現像容器内の前記現像剤を攪拌しながら搬送する１つ以上の攪拌搬送部材と、
   前記現像剤担持体に対し所定の間隔を隔てて配置され、前記現像剤担持体上に担持された前記現像剤の層厚を規制する規制部を形成する規制部材と、
   を備え、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置と、
   前記現像装置に補給するための前記現像剤を貯留する現像剤貯留容器と、
   前記現像装置の駆動、および前記現像剤貯留容器から前記現像装置への前記現像剤の補給を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   印刷動作により消費された前記現像剤量に応じて前記現像剤貯留容器から前記現像装置へ前記現像剤を補給する通常補給と、
   前記通常補給よりも多量の前記現像剤を前記現像剤貯留容器から前記現像装置へ補給するとともに前記現像剤担持体を画像形成時の回転方向である正方向に所定時間回転させるインストールモードと、を実行可能である画像形成装置において、
   前記制御部は、前記インストールモードの実行直後に、前記現像剤担持体を前記正方向と反対方向に逆回転させて前記規制部材と前記現像剤担持体との間に滞留した前記現像剤を除去する現像剤除去動作を実行することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記インストールモードの実行中に所定時間が経過する毎に前記現像剤除去動作を実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記インストールモードの終了後においても印刷枚数が所定枚数に到達する毎に前記現像剤除去動作を実行し、
   前記インストールモードの実行後の前記現像装置の累積駆動時間若しくは累積印刷枚数が第１の所定値に到達した後は前記現像剤除去動作の実行頻度を減少させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記累積駆動時間若しくは前記累積印刷枚数が前記第１の所定値よりも大きい第２の所定値に到達した後は、再び前記現像剤除去動作の実行頻度を増加させることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記現像剤除去動作における前記現像剤担持体の逆回転角度の上限値は、逆回転開始時に前記現像容器内の前記現像剤の存在領域の逆回転方向の下流端と対向する前記現像剤担持体の第１対向位置が前記開口部の端縁に移動するまでの角度であり、前記逆回転角度の下限値は、逆回転開始時に前記規制部材と対向する前記現像剤担持体の第２対向位置が、前記攪拌搬送部材の駆動停止状態において前記現像容器内の前記現像剤担持体の近傍に存在する前記現像剤の上面まで移動する角度であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。

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