JP3313937B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一成分現像剤を用い静
電潜像担持体上にトナー像を形成する手段を有する記録
装置に関し、特にムラのない高品質の画像と安定した画
像濃度を達成する画像形成装置および画像形成方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一成分現像剤（以下、トナーと称す）を
使用する現像器（現像ユニット）４と感光ドラム１０１
からなる現像装置を図２（ａ）に示す。現像器４には像
担持体である感光ドラム１０１に対向する開口部１０３
が設けられ、トナーを収容する現像室１０２を備える。

【０００３】現像室１０２にはトナーを担持しながら感
光ドラム１０１に向けて搬送する導電性の現像スリーブ
１１０が収容されている。現像スリーブ１１０は、その
外周面の一部が開口部１０３から外部に突出するように
現像室１０２内に配置されている。現像スリーブ１１０
は感光ドラム１０１と５０〜５００μｍの間隙をおいて
保持され、現像スリーブ１１０に担持されているトナー
を感光ドラム１０１に向けて供給するための現像領域が
形成されている。現像室１０２には搬送手段１１１で搬
送されたトナーを現像スリーブ１１０に供給するための
トナー供給ローラ１１２が収容されている。トナー供給
ローラ１１２を構成するスポンジ等の弾性体には、図９
に示すように、空洞Ａと壁Ｂが連続したセルを形成する
発泡ウレタン等を使用している。供給ローラ１１２は図
２（ｂ）で示すように肉厚Ｌを有し、Ｃで表わされる分
だけ現像スリーブ１１０に進入してこれに接している。

【０００４】現像スリーブ１１０には、直流に交流を重
畳している現像バイアスが印加される。現像バイアス
は、不図示のバイアス電源から発生される。

【０００５】現像スリーブ１１０の上方には、現像スリ
ーブ１１０に担持されているトナーの層厚を規制するブ
レード１１３が配設されている。ブレード１１３は現像
室１０２に取付けられている。現像スリーブ１１０の下
方には、現像室１０２の下部から外部へのトナー吹き出
しを防止するための吹き出し防止シート１０８が設けら
れている。

【０００６】現像時、搬送手段１１１はトナーを供給ロ
ーラ１１２に向けて搬送し、供給ローラは図中矢印Ｂが
示す方向に回転され、トナーは供給ローラ１１２で現像
スリーブ１１０に塗布される。現像スリーブ１１０は図
中矢印Ａが示す方向に回転され、現像スリーブ１１０に
担持されているトナーは、ブレード１１３で所定の層厚
に規制された後に上記現像領域に送られる。現像領域に
おいては、現像バイアスによって電界が形成され、該電
界の力によりトナーは感光ドラム１０１上の潜像が形成
されている部位に向けて飛翔する。

【０００７】上記現像装置において、トナーは磁性、非
磁性双方ともに用いることが可能である。磁性トナーで
は、スチレン・アクリルなどの樹脂中にマグネタイトな
どが分散されているので、磁性トナーでカラートナーを
作る場合、彩度の低いくすんだ色しか得ることができな
い。したがって一成分現像剤でカラー画像を形成するた
めには、トナー中に磁性体を含有しない非磁性トナーを
用いることが好ましい。

【０００８】この種のカラー画像形成装置には、像担持
体上に帯電、露光、現像によって形成された記録像を記
録紙上に転写する行程を複数回繰り返すことによって記
録紙上に複数色の重ね画像を形成しカラー画像を得る方
法がある。この種の画像形成装置には、ＤＡＳ２６０７
７２７、特開昭５０−５０９３５号等に記載されている
構成で実用化されている。図１は、カラー画像形成装置
の模式的断面図であり、図示のように装置全体内には像
担持体であるところの感光ドラム１０１、ローラ帯電器
３、さらに感光ドラムの左辺には、図２と同様の複数個
の現像器４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを回転可能の支持体９
で担持し、支持体回転軸を中心とする同一円筒上に現像
器の現像用開口面を設定するものである。現像器４ａ、
４ｂ、４ｃ、４ｄ内には、イエロートナー、マゼンタト
ナー、シアントナー、黒トナーがそれぞれ収容されてい
る。支持体９に取り付けられた現像器の駆動方法の一例
は特開昭５０−９３４３７に詳述されている。現像装置
の右辺には、転写材（不図示）を保持し且つ感光ドラム
１０１上の像を転写材（不図示）上に転移させる機能を
有する転写ドラム１０が配置されている。以上の構成に
おける感光ドラム１０１は、不図示の駆動手段によって
１００ｍｍ／ｓｅｃの周速度で図示矢印方向に駆動され
る。また、感光ドラム１０１は、直径８０ｍｍのアルミ
シリンダーの外周面に有機感光体（ＯＰＣ）から成る光
導電体を塗布して構成されるが、このＯＰＣは、Ａ−Ｓ
ｉ、ＣｄＳ、Ｓｅ、等でも良い。

【０００９】画像形成装置本体内の上方には、露光装置
を構成するレーザーダイオード１１、高速モーター１２
によって回転駆動される回転多面鏡１３、レンズ１４を
含んだ光学ユニット及び折り返しミラー１５が配置され
ている。

【００１０】感光ドラム１０１は前述帯電ローラ３によ
って、表面電位が毎回初期化され、帯電ローラ３に印加
された１２５０Ｖの直流電圧によって、略７００Ｖに均
一に帯電される。

【００１１】前述レーザーダイオード１１には例えばイ
エローの画像模様に従った信号が入力されるとレーザー
光は光路１６を通って感光ドラム１０１に照射され、感
光ドラム１０１の光の照射された箇所は略１００Ｖにな
る。さらに感光ドラム１０１が矢印方向に進むと現像器
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄによって可視化される。

【００１２】次に、転写行程を詳述する。ここで、転写
ドラム１０は、直径１５６ｍｍの金属シリンダー１９に
厚さ２ｍｍの弾性層２０を巻き付け、さらに上層には厚
さ１００μｍのＰＶＤＦ２１を巻き付けて構成され、同
弾性層は、例えば発泡ウレタンが使用される。

【００１３】転写材カセット１７内からピックアップロ
ーラ１８によって引き出された転写材は、グリッパー２
２によって保持され、次いで、電圧印加された吸着ロー
ラ２３によって転写ドラム１０に静電吸着される。

【００１４】感光ドラム１０１上のトナー像は、不図示
の電源から転写ドラム１０に印加された電圧によって、
上記転写ドラムに吸着された転写材（不図示）上に転写
される。

【００１５】上記の行程をマゼンタ色、シアン色、黒色
について行うことによって、転写材上には複数色のトナ
ー像が形成される。この転写材は、分離爪２４によって
転写ドラム１０から剥され、さらに転写材は、公知の加
熱、加圧の定着装置２５によって溶融固着され、カラー
画像が得られる。

【００１６】高品位のカラー画像を得るためには４色の
トナー像が常に最適な濃度バランスを保つ必要がある。
そこで従来、現像器が交換された場合や、長期間画出し
を行わずに放置された場合、装置の立ち上げと共に、感
光ドラム上や、転写ドラム上に現像バイアスの出力を変
化させながら複数のパッチを出力し、その光学濃度をセ
ンサにより読み取り、最適な現像バイアスを選択するこ
とにより濃度を制御しバランスを保つ方法が実施されて
いる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上記説明した現像装置
においては、図２に示したように供給ローラ１１２と現
像スリーブ１１０がそれぞれ同方向に回転しており、ト
ナー供給ローラ１１２は現像スリーブ１１０上の現像残
トナーをセルの壁ではぎ取る一方、セルの穴状の部分に
溜めて搬送してきたトナーをスリーブにこすりつけるよ
うに供給している。このはぎ取りと供給が安定して行わ
れて初めて安定した画像濃度が達成される。ところが、
従来、工場で組み立ててからユーザーが使うまで現像ス
リーブと供給ローラを長期間当接させておくことになる
ため、供給ローラの現像スリーブに当接していた部分が
永久変形し、特に現像器の使いはじめにトナー消費量の
多いベタ黒画像を出力すると、トナー供給ローラの変形
した部分がスリーブに当接する部分で供給力が低下し濃
度が低下するため、図１０のようなピッチムラを引き起
こしていた。磁性トナーの場合は現像スリーブ１１０内
に磁石を内包させてトリボの低いトナーに対し磁気拘束
力を作用させることが可能であるため、カブリ防止が達
成できるが、非磁性トナーの場合はトナーに加わる力の
殆どが静電気力であるため、トリボの低いトナーによる
カブリが顕著に発生する。トナー供給ローラの変形した
部分では、はぎ取り力も低下するため、スリーブ上の下
層部分でチャージアップしているトナーをはぎ取ること
ができず、その上層部分に乗るトナーのトリボが低くな
り、図１１のように、ベタ白画像を出力するとトナー供
給ローラの変形部が現像スリーブに当接するピッチでカ
ブリを生じていた。

【００１８】本発明者は、現像スリーブとトナー供給ロ
ーラを当接させたまま７０℃９５％の環境下に４８時間
放置し、常温常湿の環境下に戻してすぐにトナーを入れ
て画出しを行う実験を行った。この実験結果を表１に示
す。

【００１９】

【表１】 表１で、供給ローラに使用したウレタンの材質Ａは硬さ
が１８と非常に柔らかいためトナーと摺擦を繰り返して
も劣化させることが無く、しかも、セル数が８０とスリ
ーブ上のトナーをかき取る壁も多いため、トナーがチャ
ージアップを引き起こすこともなく耐久試験後もカブリ
のない良好な画質が得られた。しかし、最初に出力した
ベタ黒画像にはトナー供給ローラのピッチで濃度ムラが
発生していた。

【００２０】材質Ｂは材質Ａに近いがセル数を減らし硬
さもやや硬くなっている。材質Ｂのトナー供給ローラに
より画出しを行ったところ永久変形によるピッチムラは
現れなかったが、Ａに比べてトナーを劣化させやすいた
め耐久試験後のカブリが発生した。

【００２１】材質Ｃは材質Ａより柔らかくても永久変形
を起こさなかったが、セル数が少ないために耐久試験後
のカブリが発生していた。

【００２２】材質Ｄはセル数が多い反面セル自体が小さ
くトナーを溜めることができないためベタ黒に追従する
ことができず、他の材質のものと比べると硬いためトナ
ーを劣化させ、カブリを生じた。以上述べてきたよう
に、よい画質を得ることと永久変形を起さないことを両
立させることは非常に困難であった。

【００２３】また、従来画像濃度制御のために出力する
パッチはベタ黒画像であるため、パッチと前記したトナ
ー供給ローラの変形によりベタ画像の濃度が低下する部
分が重なってしまうと、そのパッチだけ濃度が低下して
現像バイアスに対応した濃度変化が得られなくなるた
め、正確な濃度制御が不可能になるという不具合があっ
た。

【００２４】また、カートリッジ方式の現像装置の場
合、使用前にトナーが漏れるのを防ぐためにトナー容器
と現像容器の間を仕切っておいて、使用時に仕切を取り
除いて初めてトナー供給ローラにトナーが行くようにし
ているため、特にトナーがトナー供給ローラになじむま
では、ローラの周方向の不均一性による濃度ムラ等が発
生しやすかった。

【００２５】近年、画像形成装置で形成される画像が高
精細化しているためピッチムラ等の画像のムラが目立ち
やすく、特に複数回画像を重ねるカラー画像形成装置で
はムラが色の違いとして現れたり、重ね合わせにより強
調されて目立ちやすくなっている。

【００２６】本発明の目的は、上記不具合を解決した現
像装置を提供するものである。すなわち、本発明の目的
は、ピッチムラ等の濃度ムラのない高品位の画像形成が
可能で、現像器の使い始めにおいても安定した画像濃度
制御が可能な高安定かつ高信頼性を有する画像形成装置
を提供することである。

【００２７】

【課題を解決するための手段】上記目的は次に示す本発
明で達成された。

【００２８】（１）像担持体と、像担持体に対向する現
像器で像担持体の現像部にトナーを飛翔させる現像スリ
ーブと、この現像スリーブに当接し、現像スリーブと同
方向に回転して、現像スリーブにトナーを塗布するトナ
ー供給ローラと、このトナー供給ローラにトナーを搬送
する搬送手段と、搬送されるトナーを収容する現像室と
を少なくとも有し、現像スリーブ上の現像残トナー層の
上層部に供給されるトナーのトリボは、現像残トナーが
剥ぎ取られた部分に供給されるトナーのトリボより低く
なる現像器を有する画像形成装置の現像装置において、
前記トナー供給ローラは回転軸に密着固定した円筒形の
肉厚Ｌ₀ の弾性体から成り、この弾性体の、以下の式で
定義される湿熱歪み回復率αが１ないし４であることを
特徴とする現像装置。 α＝ａ−ｂ ａ：湿熱歪み試験の加圧解除直後の変形率（％） ｂ：湿熱歪み試験の加圧解除から３０分後の変形率
（％） 変形率（％）＝｛（Ｌ₀ −Ｌ_t ）／Ｌ₀ ｝×１００ Ｌ₀ ：トナー供給ローラの弾性体の試験前の肉厚 Ｌ_t：湿熱歪み試験の加圧解除からｔ分後のトナー供給
ローラの圧縮された部分の弾性体の肉厚 湿熱歪み試験：トナー供給ローラの外周に回転軸と平行
に平板を当て、軸の中心に向ってローラの弾性体を加圧
して、弾性体の厚みが元の厚みの５０％になるまで圧縮
し、温度７０℃、相対湿度９５％の環境下に４８時間保
持する。

【００２９】（２）上記（１）の装置にトナー供給ロー
ラの停止後の時間を計測する手段をさらに備えた現像装
置、およびこの現像装置において、トナー供給ローラが
少なくとも８時間以上停止状態であった場合に、少なく
とも１／４回転以上非整数回トナー供給ローラを回転さ
せ、少なくとも１分好ましくは２分以上放置した後に画
像形成を行うことを特徴とする画像形成方法。

【００３０】（３）上記（１）または（２）の装置に現
像室内のトナー残量を検知する手段と、非電源投入時に
トナー残量の状態を記憶しておく手段をさらに備えた現
像装置、およびこの現像装置において、トナー残量警告
が発せられたまま装置が停止状態にあった場合、少なく
ともトナー供給ローラの現像スリーブに対する当接部が
当接しなくなるまでトナー供給ローラを回転させ、その
後少なくとも１分、好ましくは２分以上経過した後に画
像形成を行うことを特徴とする画像形成方法。 （４）上記（１）に記載の現像器を内包するプロセスカ
ートリッジを、回転可能な支持体で抜き差し可能に担持
し、支持体回転軸を中心とする同一円筒上に、各現像器
の像担持体に対向する現像用開口面が設定された現像装
置。

【００３１】（５）プロセスカートリッジの抜き差しを
検知する手段をさらに備えた現像装置、および、この現
像装置のプロセスカートリッジの抜き差しが検知された
場合、画像形成に使用するプロセスカートリッジ中の現
像器のトナー供給ローラの現像スリーブに対する当接部
が当接しなくなるまでトナー供給ローラを回転させ、そ
の後少なくとも１分、好ましくは２分以上経過した後に
画像形成を行うことを特徴とする画像形成方法。

【００３２】（６）像担持体と、像担持体に対向する現
像器で像担持体の現像部にトナーを飛翔させる現像スリ
ーブと、この現像スリーブに当接し、現像スリーブと同
方向に回転して、現像スリーブにトナーを塗布するトナ
ー供給ローラと、このトナー供給ローラにトナーを搬送
する搬送手段と、搬送されるトナーを収容する現像室と
を少なくとも有し、現像スリーブ上の現像残トナー層の
上層部に供給されるトナーのトリボは、現像残トナーが
剥ぎ取られた部分に供給されるトナーのトリボより低く
なる現像器を有する画像形成装置の現像装置において、
像担持体上に画像濃度測定用のパターンを出力する手段
と、前記パターンを読みとり、出力画像の濃度を適正化
する手段を備え、前記トナー供給ローラは回転軸に密着
固定した円筒形の肉厚Ｌ₀ の弾性体から成り、この弾性
体の、以下の式で定義される湿熱歪みが４％ないし２０
％であり、かつ、前記濃度測定用のパターンが最大濃度
の８０％以下の中間調画像であることを特徴とする画像
形成装置。

【００３３】 湿熱歪み（％）＝（Ｌ₀ −Ｌ₁ ）／Ｌ₀ ×１００ Ｌ₀：トナー供給ローラの弾性体の試験前の肉厚 Ｌ₁ ：湿熱歪み試験の加圧解除直後の圧縮された部分の
弾性体の肉厚 湿熱歪み試験：トナー供給ローラの外周に回転軸と平行
に平板を当て、軸の中心に向ってローラの弾性体を加圧
して、弾性体の厚みが元の厚みの５０％になるまで圧縮
し、温度７０℃、相対湿度９５％の環境下に４８時間保
持する。

【００３４】（７）トナー供給ローラを画像形成前に、
少なくとも最小サイズの画像形成媒体に画像を出力する
ために必要な時間回転させることを特徴とする上記
（２），（３），（５）に記載の画像形成方法。

【００３５】上述した現像装置の構成および画像形成方
法を採用することにより、現像装置を使い始めるときや
長期放置後においても、トナー供給ローラの変形が画像
に影響しない程度まで軽減してから画出しを行うことが
可能となり、カブリ等の不具合のない、画像全面が均一
な濃度の画像を形成することができる。

【００３６】現像装置を使い始めるときや長期放置後に
おいても、画像濃度制御のために出力する画像を最大濃
度の８０％以下に抑えることにより、トナー供給ローラ
の変形によりスリーブ上に十分にトナーが供給されてい
ない部分でも均一な濃度にすることができるため正確な
画像濃度制御の実行が可能になる。さらに、画像濃度制
御実行時にトナー供給ローラを回転させることにより永
久変形が軽減され、最初の一枚からベタ黒画像を出力し
ても均一な濃度の画像を達成することが可能になる。

【００３７】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明するが、本発明の実施の態様はこれにより限定され
るものではない。なお、［従来の技術］において説明し
た装置の部材と同一の部材については同一符号を付して
その説明を省略する。また、主として、本発明の特徴部
分についてのみ説明する。

【００３８】実施例１ まず、本発明の第１の実施例を前述の図１〜２により説
明する。

【００３９】図１、２は本実施例に用いた画像形成装置
及び現像装置の拡大図である。表２は前記したウレタン
フォームＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄと本実施例において採用したウ
レタンフォームＥを用いた現像装置を作成し、現像スリ
ーブとトナー供給ローラを当接させたまま７０℃９５％
の環境下に４８時間放置し、常温常湿の環境下に戻して
すぐにトナーを入れて本実施例の画像形成装置を用いて
画出しを行った結果を表２に示す。表中回復率αの定義
は前述のとおりである。

【００４０】

【表２】 表２のＥのようにセル数が多く硬さも硬すぎない、回復
率αが１から４の範囲にはいるウレタンフォームを用い
ることにより、ベタ黒の追従性や耐久試験後のカブリ等
の画質と永久変形によるピッチムラのない濃度の均一な
画像を得ることが可能になった。なお、α＜１では、ウ
レタンフォームの変形自体は少なくなるが、硬度が上昇
してトナー劣化によるカブリを生じる。

【００４１】実施例２ 本発明の第２の実施例について図３〜４により説明す
る。ここに実施例１と同様の構成および作用をするもの
は、同一の符号を付し説明を省略する。

【００４２】図３は現像器の抜き差しを検知するセンサ
を備えた画像形成装置である。図３で、現像ユニット４
を現像ユニット操作ノブ２９を回転させ、現像器取り出
し部３０に現像器４を移動させる。そこで現像器４を取
り出すとセンサ３１により現像器４を取り出したことが
検知される。さらにこの画像形成装置は、装置が停止し
てからも８時間は装置停止後からの時間や、現像器の取
り出しが検知されたこと等の情報を保持する機構を有す
る。

【００４３】以下、図４のフローチャートに沿って本実
施例の画像形成装置の動作を説明する。電源をオンし、
まず、情報保持機構に何も記憶されていない場合は、装
置が８時間以上停止状態にあったと判断し、トナー供給
ローラを回転させ変形していた部分を解放する。その後
２分間インターバルをおいてからスタンバイ状態にな
る。一方、８時間以上装置が停止していなく、また、現
像器の抜き差しも行われていなかった場合は、トナー供
給ローラが変形している可能性がないためそのままスタ
ンバイ状態になる。ここで、現像器の抜き差しが検知さ
れていた場合は、製造されてからトナー供給ローラが現
像スリーブと当接したままになっていて変形している未
使用の現像器が挿入される場合があるので、トナー供給
ローラを回転させる。

【００４４】上記のようにローラの変形した部分を解放
し画像に影響ない程度まで変形を回復させてから画像を
出力することにより、長期間あるいは高温下の過酷環境
放置でのローラＥの安定性がより良好となるばかりか、
ベタ黒の追従性や、カブリ等がない画質のより良好な表
２のＡのような材料をも使いこなすことが可能になっ
た。

【００４５】なお、本実施例ではトナー供給ローラをい
ったん駆動してから２分間インターバルをおいたが、こ
の時間は通常定着器のヒートアップ等が行われるためフ
ァーストプリントまでの時間がのびてしまうようなこと
はない。

【００４６】実施例３ 本発明の第３の実施例について図５〜６により説明す
る。なお前記実施例と同様の構成作用をするものは、同
一の符号を付し説明を省略する。

【００４７】図５は現像装置のトナー残量を検知するセ
ンサを備えた現像装置である。図５で、トナー残量が減
少し、攪拌羽根１１１により窓１１６が清掃され発光部
１１４から発せられた光が受光部１１５に届くとトナー
残量の不足が検知される。この方式を用いると回転式の
現像ユニットを備えた画像形成装置でも、発光部か受光
部のどちらかをユニットの中心部に置き、もう一方をユ
ニット外に設置することにより一組のセンサで複数の現
像装置のトナー残量を検知することが可能である。

【００４８】以下、図６のフローチャートに沿って本実
施例の画像形成装置の動作を説明する。電源をオンし、
まず、情報保持機構になにも記憶されていない場合は、
実施例２と同様に装置が８時間以上停止状態にあったと
判断するが、本実施例ではトナー供給ローラの永久変形
した部分を現像スリーブと擦り合わせることで積極的に
元に戻すことを特徴とする。本実施例ではトナー供給ロ
ーラを通常の画像出力に要する時間と同じだけ回転させ
ることにより短時間で永久変形を復元させることを可能
にした。

【００４９】一方、８時間以上装置が停止していなく、
また、トナー残量警告が出た現像器もない場合は、トナ
ー供給ローラが変形している可能性もなく、現像装置が
交換されている可能性もないため、そのままスタンバイ
状態になる。ここで、トナー残量警告が出ていた場合
は、ユーザーが未使用の現像器に交換している場合があ
るので、トナー供給ローラを回転させる。

【００５０】以上のように構成することにより実施例２
と同様に、ローラの変形した部分を解放し画像に影響な
い程度まで変形を回復させてから画像を出力することに
より、ベタ黒の追従性や、カブリ等がない画質の良好な
材料を使いこなすことが可能になった。

【００５１】なお、本実施例ではトナー残量警告が出た
場合や、長時間装置が放置された場合に、現像器を１枚
画像を出力する分だけ駆動するため、トナー残量が少な
くなり劣化していたり、湿度の高い環境下で現像器がト
ナーにトリボを与えにくくなっていてカブリが発生しや
すい場合に、トナートリボを立ち上げる効果も有する。

【００５２】実施例４ 本発明の第４の実施例について図７〜８により説明す
る。なお前記の実施例と同様の構成作用をするものは、
同一の符号を付し説明を省略する。

【００５３】本実施例は図７のように転写ドラム１０上
に、現像バイアスの強度を変化させながら最大濃度の７
５％の中間調の複数のパッチが出力し、パッチの濃度を
読み取るセンサ３２と、そのセンサの信号から最適な画
像濃度を達成する現像バイアス値を決定する制御部３３
を備える。本発明者の検討によると、７５％の中間調画
像の濃度を最大にする現像バイアスを選択することによ
りベタ画像も最大濃度になり、良好なカラーバランスが
得られることが確認できた。本実施例においてトナー供
給ローラは以下の式で定義する湿熱歪みが４％乃至２０
％である弾性を有した素材により構成されることを特徴
とする。

【００５４】 湿熱歪み（％）＝｛（Ｌ₀ −Ｌ₁ ）／Ｌ₀ ｝×１００ Ｌ₀ ：元の厚さ Ｌ₁ ：試験後の厚さ 湿熱歪み試験：５０％圧縮 ７０℃×９５％×４８時間 湿熱歪みは試験終了３０分後に測定した。

【００５５】以下、図８のフローチャートに沿って本実
施例の画像形成装置の動作を説明する。電源をオンし、
情報保持機構に何も記憶されていない場合は、実施例２
〜３と同様に装置が８時間以上停止状態にあったと判断
するが、本実施例では画像濃度制御を行いながら、同時
にトナー供給ローラの変形部を現像スリーブに擦り合わ
せることにより変形を回復させることを特徴とする。本
実施例では、画像濃度制御のために出力する画像を最大
濃度の７５％に抑えることで、トナー供給ローラの変形
によりスリーブ上に十分にトナーが供給されていない部
分でも均一な濃度を達成することが可能になるため、正
確な画像濃度制御の実行が可能になった。

【００５６】一方、８時間以上装置が停止していなく、
また、現像器の抜き差しも行われていなかった場合は、
トナー供給ローラが変形している可能性がないためその
ままスタンバイ状態になる。ここで、現像器の抜き差し
が検知されていた場合は、製造されてからトナー供給ロ
ーラが現像スリーブと当接したままになっていて変形し
ている未使用の現像器が挿入される場合があるので、画
像濃度制御を行う。一方、８時間以上装置が停止してい
なく、また、トナー残量警告が出た現像器もない場合
は、トナー供給ローラが変形している可能性もなく、現
像装置が交換されている可能性もないため、そのままス
タンバイ状態になる。ここで、装置が長時間放置されて
いた場合や、現像装置が交換されていた場合は現像器の
特性が変化し画像濃度制御を行う必要性が生じている
為、トナー供給ローラを回転させるために画像濃度制御
を行うことは必要十分な動作である。

【００５７】本実施例で定義した湿熱歪みは表２でｂに
相当し、これは通常ＪＩＳで定義する湿熱歪みである
が、この値が４〜２０％である表中の材質Ａ、Ｂにより
トナー供給ローラを形成し、ローラの変形した部分を画
像濃度制御により回復させてから画像を出力することに
より、ベタ黒の追従性や、カブリ等がない画質の良好な
材料を使いこなすことが可能になった。

【００５８】以上述べたきたように、本発明は画像形成
装置に備えられた機構とトナー供給ローラの変形を回復
させる方法を兼ね合わせることにより無用なコストの上
昇を招くことなく良好な画像を達成する。

【００５９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、トナー供給ローラの素材に対する要求すなわち画
質を良好に保つことと変形をおこさないという相反する
要求に応えることができるため、現像装置の使いはじめ
や長期放置後等でも、常にピッチムラや濃度ムラやカブ
リのない均一な高品位の画像が得られるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の第１の例の側断面を示
す概略図である。

【図２】図１中の現像装置を説明する側断面の概略図で
ある。

【図３】本発明の画像形成装置の第２の例の側断面を示
す概略図である。

【図４】図３の画像形成装置の動作を説明するフローチ
ャートである。

【図５】本発明の画像形成装置の第３の例における現像
装置の側断面の概略図である。

【図６】本発明の画像形成装置の第３の例の動作を説明
するフローチャートである。

【図７】本発明の画像形成装置の第４の例の側断面を示
す概略図である。

【図８】本発明の画像形成装置の第４の例の動作を説明
するフローチャートである。

【図９】本発明の画像形成装置に使用されるトナー供給
ローラの弾性体を説明する図である。

【図１０】ピッチムラを説明する図である。

【図１１】カブリを説明する図である。

【符号の説明】

３ ローラ帯電器 ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 現像器（現像ユニット） ９ 支持体 １０ 転写ドラム １１ レーザーダイオード １２ 高速モーター １３ 回転多面鏡 １４ レンズ １５ 折り返しミラー １６ 光路 １７ 転写材カセット １８ ピックアップローラ １９ 金属シリンダー ２０ 弾性層 ２１ ＰＶＤＦ ２２ グリッパー ２３ 吸着ローラ ２４ 分離爪 ２５ 定着装置 ２９ 操作ノブ ３０ 現像器取り出し部 ３１ センサ ３２ センサ ３３ 制御部 １０１ 感光ドラム（像担持体） １０２ 現像室 １０３ 開口部 １０８ 吹き出し防止シート １１０ 現像スリーブ １１１ 搬送手段（攪拌羽根） １１２ トナー供給ローラ １１３ ブレード １１４ 発光部 １１５ 受光部 １１６ 窓

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−257377（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−341631（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−161225（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−173422（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−257459（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−149872（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−179380（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−36853（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と、像担持体に対向する現像器
   で像担持体の現像部にトナーを飛翔させる現像スリーブ
   と、この現像スリーブに当接し、現像スリーブと同方向
   に回転して、現像スリーブにトナーを塗布するトナー供
   給ローラと、このトナー供給ローラにトナーを搬送する
   搬送手段と、搬送されるトナーを収容する現像室とを少
   なくとも有し、現像スリーブ上の現像残トナー層の上層
   部に供給されるトナーのトリボは、現像残トナーが剥ぎ
   取られた部分に供給されるトナーのトリボより低くなる
   現像器を有する画像形成装置の現像装置において、前記
   トナー供給ローラは回転軸に密着固定した円筒形の肉厚
   Ｌ₀ の弾性体から成り、この弾性体の、以下の式で定義
   される湿熱歪み回復率αが１ないし４であることを特徴
   とする現像装置。 α＝ａ−ｂ ａ：湿熱歪み試験の加圧解除直後の変形率（％） ｂ：湿熱歪み試験の加圧解除から３０分後の変形率
   （％） 変形率（％）＝｛（Ｌ₀ −Ｌ_t ）／Ｌ₀ ｝×１００ Ｌ₀ ：トナー供給ローラの弾性体の試験前の肉厚 Ｌ_t：湿熱歪み試験の加圧解除からｔ分後のトナー供給
   ローラの圧縮された部分の弾性体の肉厚 湿熱歪み試験：トナー供給ローラの外周に回転軸と平行
   に平板を当て、軸の中心に向ってローラの弾性体を加圧
   して、弾性体の厚みが元の厚みの５０％になるまで圧縮
   し、温度７０℃、相対湿度９５％の環境下に４８時間保
   持する。
2. 【請求項２】 トナー供給ローラの停止後の時間を計測
   する手段をさらに備えた請求項１に記載の現像装置。
3. 【請求項３】 現像室内のトナー残量を検知する手段
   と、非電源投入時にトナー残量の状態を記憶しておく手
   段をさらに備えた請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の現像器を内包するプロ
   セスカートリッジを、回転可能な支持体で抜き差し可能
   に担持し、支持体回転軸を中心とする同一円筒上に、各
   現像器の像担持体に対向する現像用開口面が設定された
   現像装置。
5. 【請求項５】 プロセスカートリッジの抜き差しを検知
   する手段をさらに備えた請求項４に記載の現像装置。
6. 【請求項６】 像担持体と、像担持体に対向する現像器
   で像担持体の現像部にトナーを飛翔させる現像スリーブ
   と、この現像スリーブに当接し、現像スリーブと同方向
   に回転して、現像スリーブにトナーを塗布するトナー供
   給ローラと、このトナー供給ローラにトナーを搬送する
   搬送手段と、搬送されるトナーを収容する現像室とを少
   なくとも有し、現像スリーブ上の現像残トナー層の上層
   部に供給されるトナーのトリボは、現像残トナーが剥ぎ
   取られた部分に供給されるトナーのトリボより低くなる
   現像器を有する画像形成装置の現像装置において、像担
   持体上に画像濃度測定用のパターンを出力する手段と、
   前記パターンを読みとり、出力画像の濃度を適正化する
   手段を備え、前記トナー供給ローラは回転軸に密着固定
   した円筒形の肉厚Ｌ₀ の弾性体から成り、この弾性体
   の、以下の式で定義される湿熱歪みが４％ないし２０％
   であり、かつ、前記濃度測定用のパターンが最大濃度の
   ８０％以下の中間調画像であることを特徴とする画像形
   成装置。 湿熱歪み（％）＝（Ｌ₀ −Ｌ₁ ）／Ｌ₀ ×１００ Ｌ₀：トナー供給ローラの弾性体の試験前の肉厚 Ｌ₁ ：湿熱歪み試験の加圧解除直後の圧縮された部分の
   弾性体の肉厚 湿熱歪み試験：トナー供給ローラの外周に回転軸と平行
   に平板を当て、軸の中心に向ってローラの弾性体を加圧
   して、弾性体の厚みが元の厚みの５０％になるまで圧縮
   し、温度７０℃、相対湿度９５％の環境下に４８時間保
   持する。
7. 【請求項７】 請求項２に記載の現像装置を用いる画像
   形成方法において、トナー供給ローラが少なくとも８時
   間停止状態であった場合に、少なくとも１／４回転以上
   非整数回トナー供給ローラを回転させ、少なくとも１分
   放置した後に画像形成を行うことを特徴とする画像形成
   方法。
8. 【請求項８】 請求項３に記載の現像装置を用いる画像
   形成方法において、トナー残量警告が発せられたまま装
   置が停止状態にあった場合、少なくともトナー供給ロー
   ラの現像スリーブに対する当接部が当接しなくなるまで
   トナー供給ローラを回転させ、その後少なくとも１分経
   過した後に画像形成を行うことを特徴とする画像形成方
   法。
9. 【請求項９】 請求項５に記載の現像装置を用いる画像
   形成方法において、プロセスカートリッジの抜き差しが
   検知された場合、画像形成に使用するプロセスカートリ
   ッジ中の現像器のトナー供給ローラの現像スリーブに対
   する当接部が当接しなくなるまでトナー供給ローラを回
   転させ、その後少なくとも１分経過した後に画像形成を
   行うことを特徴とする画像形成方法。
10. 【請求項１０】 トナー供給ローラを画像形成前に、少
    なくとも最小サイズの画像形成媒体に画像を出力するた
    めに必要な時間回転させることを特徴とする請求項７な
    いし９の画像形成方法。