JP5156922B2 - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に装着された現像装置この現像装置を備えたプロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関する。

画像形成装置として電子写真方式のものがある。このタイプの画像形成装置では、感光体である像担持体を帯電装置で一様に帯電した後、露光装置で露光して潜像を形成し、該潜像を現像装置で現像してトナー像を作成し、中間転写装置を介してトナー像を印刷用紙に転写して、更に定着装置でトナー像を印刷用紙に熱定着することにより画像形成を実行する。

図９は画像形成装置の画像作成部の概略構造を示す断面図である。本図には、画像形成部として作像装置２００と、現像装置３００とが示されている。作像装置２００は、像担持体である感光体ドラム２１０を備えており、感光体ドラム２１０の周囲には、感光体ドラム２１０を一様に帯電させる帯電器２２０、前記現像装置３００、中間転写ベルト６１０及び中間転写ローラ６５０、クリーナ２３０が順次配置されている。前記感光体ドラム２１０は、例えば、アルミニウム製の円筒基体の表面に有機感光材料層等の感光材料層を形成したものであり、回転駆動される。尚、符号２４０は廃トナーを搬送する廃トナー搬送スクリューを示している。

また、現像装置３００は、現像剤である非磁性一成分トナーＴを格納する容器３１０を備えている。容器３１０は、開口３２０が設けられている他、トナー孔３９１を開設した仕切部３９０で上下に隔てられている。そして、前記開口３２０にはトナーＴを担持する現像ローラ３３０が配置され、現像ローラ３３０の近傍にはトナーを供給する供給ローラ３４０、前記仕切部３９０を挟んで下スクリュー３５０及び上スクリュー３６０が配置されている。また、開口３２０には、開口３２０に当接してトナーＴの流出を防止する入口シール３７０及び、トナーＴの流出を防止すると共に現像ローラ３３０上のトナー量を規制する規制ブレード３８０が配設される。尚、前記現像ローラ３３０は感光体ドラム２１０と当接するため、弾性体で形成される。また、前記規制ブレード３８０は、金属薄板のバネ弾性を利用して軽圧接触されている。この例では現像装置３００は一体として構成されたプロセスカートリッジ４００として構成されている。

この例では、現像ローラ３３０には、トナーＴを現像ローラ３３０から感光体ドラム２１０側へ転移させるために、現像バイアス電源により所定電位が供給される。また、規制ブレード３８０には、トナーＴの帯電量を安定化させるために、ブレードバイアス電源が接続される。ブレードバイアス電源は、現像バイアス電源と同電位のもの、各々異なる電位を供給するもの等各種存在する。

例えば、現像ローラには現像バイアス電源から−３００Ｖの電圧が常時供給され、一方の現像ブレードにはブレードバイアス電源から−４００Ｖが供給されることで、現像ローラと現像ブレード間に約１００Ｖの電位差を生じる。これによって、トナー帯電量の安定化が図られ、トナー漏れの改善が得られる。また、現像ブレードに常時ＡＣバイアスを印加する例もある。

このような画像形成装置において、連続プリントが続いた後、電源のオフ状態、あるいは電源がオンであっても画像形成を行わない動作停止状態が長時間にわたり継続した場合、その後に行う画像形成動作において形成した画像に周期的な濃度ムラが生じる場合がある。このような濃度ムラは画像形成動作を何度か繰り返すことで次第に解消されるが、動作停止状態にある時間が長くなるとその解消に要する時間も長くなり、また画像品質が看過できない程度にまで低下する場合もあり、画質向上の観点から改良することが要望されている。

特許文献１には、先の画像形成動作を終了してからの待機時間ｔｗが第１休止時間ｔ１に達する前に新たな画像信号が入力されたときには直ちに該画像信号に対応したトナー像を形成し、待機時間ｔｗが時間ｔ１以上となったときには、放置バンディング現象を解消するため、動作停止時間ｔｓが時間ｔ１になる度毎に各現像ローラを１周以上回転させる周回動作を実行し、更に、待機時間ｔｗが第２休止時間ｔ２に達したときには、現像ローラの周回動作を行った後に濃度制御因子の最適化処理を実行するものが記載されている。

また、特許文献２には、帯電装置で感光体を帯電させ、これを露光して静電潜像を形成し、感光体と逆方向に回転する現像ローラを有する現像装置で静電潜像を現像するようにした画像形成装置において、現像ローラを覆って感光体に対向する位置に現像ローラの一部を露出させる開口部を有する現像ケーシングと、現像ローラの回転方向の上流側から開口部に連通して帯電装置とこの帯電装置に対向する感光体の表面とを覆って低湿空気が流れる空調ボックスとを設け、現像ローラの停止状態で空調ボックス内の低湿空気を現像ケーシング内に供給するようにしたものが記載されている。

特開２００４−１０９９８０公報 特開２００４−９３５８１公報

連続プリント動作の実行後停止状態が継続した後の画像形成動作において周期的な濃度ムラが現れる原因について、発明者は、種々の実験の結果から次のような知見を得た。

即ち、連続プリント動作によって現像ローラの表面温度が高くなり、それが続くと現像ローラ表層付近の微小水分が放水され、その後現像ローラが停止状態で長時間放置されると表面温度は低下していき、次第に現像ローラが吸水されていく。このとき停止した状態での現像ローラの表面吸湿状態は一様でなく、不均一即ち位置により異なる状態となっている。ここで現像ローラ上に付着しているトナー層についてみると、規制ブレードから感光体ニップ更に現像入口シールまではその表面は空気に接している。一方、入口シールから供給ローラ更に規制ブレードまでは現像槽の内部に充満したトナーに接している。

このような状態では現像ローラ表面のうち空気に接している個所と、トナーに接している個所との入れ替わり部では、入口シールで除電され現像ローラとの静電気的付着力を失ったトナーが現像ローラの表面から離れる一方、現像装置内にあるトナーが現像ローラ表面に付着することになる。

もともと容器内にあるトナーは微小ではあるが温度上昇した現像ローラ上のトナーよりも水分量が多く、このある程度吸湿されたトナーが現像ローラに接することになるため、その後停止状態が続いた場合、徐々にこのトナーから現像ローラ表層が吸湿されていく。

このように吸湿された現像ローラでは、その表層電気抵抗が低下し、その後のプリント動作時に感光体にトナーを現像する際、他の位置より抵抗が低いため、現像バイアスを印加した際、電圧降下分が少ないので、他と比べ感光体との電位差が確保され、電位差が高くなることで現像量が多くなり、２ドット×２ドット等で構成されるハーフトーン画像において、他の位置に比べ画像濃度が高くなり現像ローラ周期のムラとして顕著に表れる。

そこで本発明は、係る吸湿差を小さくするすると共に現像ローラの温度上昇を抑えることにより短時間で外気温度まで低下させ均一な吸湿状態を短時間で得て、連続印刷の後においても印刷ムラが発生しないようにすることができる現像装置、プロセスカートリッジ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、像担持体現像用のトナーが格納されると共に開口部を備える容器を備え、該容器の開口部に表面に弾性部材が形成された現像ローラが配置され、前記開口部に前記現像ローラに接触して内部に配置されたトナーの流出を防止する入口シールを備えてなり、像担持体に作成された静電潜像を所定の極性に帯電したトナーで現像する現像装置において、前記入口シールは前記トナーの荷電を除去する除電手段を備え、前記現像ローラの連続運転時間を記録する運転記録手段と、前記現像ローラの停止時間を計測する停止時間計測手段と、前記現像ローラの連続運転が終了したとき、連続運転時間に対応して予め定められた長さの待機時間だけ前記現像ローラを停止し、その後前記現像ローラを半回転以上１回転以下の回転させる回転動作を実行させる回転制御手段と、を備えることを特徴とする現像装置である。

請求項２の発明は、請求項１記載の現像装置において、前記回転制御手段は、前記回転動作の後、前記現像ローラを予め定めた停止時間だけ停止し更に前記回転動作を行うものであり、この停止及び回転動作を予め定めた継続時間にわたり繰り返し実行することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２記載の現像装置において、前記停止時間を前記現像ローラの連続運転時間に基づいて設定することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項２又は３記載の現像装置において、前記継続時間を現像ローラの連続運転時間に基づいて設定することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか記載の現像装置において、前記回転動作時には前記像担持体に帯電バイアス印加することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか記載の現像装置において、前記回転動作時における現像ローラの回転速度は、トナー像形成時における現像ローラの回転速度より小さいことを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれか記載の現像装置において、前記継続時間の終了前に装置の電源が切断されたとき、装置への電源際投入後のウォーミングアップ動作時に前記所定時間にわたり前記現像ローラの空転動作を行うことを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項７記載の現像装置において、前記現像ローラの空回転動作時は、前記像担持体に帯電バイアスを印加することを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項８記載の現像装置において、前記空回転動作における前記現像ローラの回転速度は、印字における現像ローラの回転速度より大きいものとすることを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項１乃至９のいずれか記載の現像装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジである。

請求項１１の発明は、請求項１乃至９のいずれか記載の現像装置又は請求項１０記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置である。

本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置によれば、長時間連続印刷終了後に待機時間経過後に所定停止時間間隔で現像ローラを半回転以上１回転以下回転動作させるので、吸湿度差が生じる前に、現像ローラとトナーとの接触部をずらして現像ローラ上の湿度差を生させることがなく濃度ムラが低減できるという効果がある。

以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。

図１は実施例に係る画像形成装置の要部を示す断面図である。本例に係る画像形成装置１００は、タンデム型のカラー画像形成装置であり、画像形成装置１００は、上下方向に直線状に並設された像担持体となる４組の作像装置２００及び現像装置３００が配置されている。本例では画像形成装置１００は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｂｋ）に対応する作像装置２００Ｙ，２００Ｃ，２００Ｍ，２００Ｂｋ、現像装置３００Ｙ，３００Ｃ，３００Ｍ，３００Ｂｋを備えている。本例では、各色の作像装置２００Ｙ，２００Ｃ，２００Ｍ，２００Ｂｋ及び現像装置３００Ｙ，３００Ｃ，３００Ｍ，３００Ｂｋは各色毎にカートリッジ化されたプロセスカートリッジ７００として装置本体に対して着脱可能に構成されている。

各作像装置２００Ｙ，２００Ｃ，２００Ｍ，２００Ｂｋ及び現像装置３００Ｙ，３００Ｃ，３００Ｍ，３００Ｂｋの構成は従来例で示した作像装置２００及び現像装置３００と略同様の構成を備える。また、本例に係る画像形成装置１００では、各作像装置２００Ｙ，２００Ｃ，２００Ｍ，２００Ｂｋの各感光体ドラム２１０に対向して中間転写装置６００が配置されている。中間転写装置６００は、駆動ローラ６２０と、２次転写ローラ６３０とに掛け渡され、各作像装置２００Ｙ，２００Ｃ，２００Ｍ，２００Ｂｋの感光体ドラム２１０に対向して配置された中間転写ベルト６１０と、中間転写ベルト６１０を前記感光体ドラム２１０に押しつける中間転写ローラ６５０、クリーニング装置６６０を備えている。

各作像装置２００Ｙ，２００Ｃ，２００Ｍ，２００Ｂｋの構成は同一であるので、作像装置２００Ｙについて説明する。図２は作像装置及び現像装置からなるプロセスカートリッジの構成を示す断面説明図である。感光体ドラム２１０の周囲には、その回転方向上流側から順に、感光体ドラム２１０の表面を均一に帯電するための帯電器２２０、帯電器２２０により一様に帯電された感光体ドラム２１０の表面に画像情報に基づいてレーザビームを照射して静電潜像を形成する露光手段５００、前記現像装置３００、中間転写ローラ６５０、転写後の感光体ドラム２１０の表面に残留したトナーを除去するクリーナ２３０が配置されている。

ここで、感光体ドラム２１０は直径３０ｍｍのアルミニウム製シリンダの外周面に有機光導伝体層（ＯＰＣ）を塗布して構成したものである。感光体ドラムは、その両端部をフランジにより回転自在に支持されており、一方の端部にモータ制御装置１２００で駆動制御される現像ローラ駆動モータ１１００から駆動力を伝達することにより回転駆動される。

帯電器２２０は、ローラ状に形成された導電性ローラであり、このローラを感光体ドラムの表面に当接させると共に、図示しない電源によって帯電バイアス電圧を印加することにより感光体ドラム２１０の表面を一様に帯電させる。

図１に示すように、露光手段５００は、回転するポリゴンミラー５１０を有し、このポリゴンミラー５１０には図示しないレーザダイオードから画像信号に対応する画像光が照射されて走査駆動され、反射鏡５２０、レンズ５３０などを介して各感光体ドラム２１０に照射される。

また、中間転写ベルト６１０の内側に配置された４個の中間転写ローラ６５０は、それぞれ各色の感光体ドラム２１０にそれぞれ対向して配置され中間転写ベルト６１０に当接するように配置される。これらの中間転写ローラ６５０は図示しない転写バイアス電源に接続されており、搬送ローラから正極性の電荷が中間転写ベルトを介して印加され、この電界により感光体ドラムに接触中の中間転写ベルト６１０に感光体ドラム２１０表面上の負極性の各色トナー画像が順次転写されてカラー画像が形成される。

クリーナ２３０はゴムブレード２３１と板金２３２とで構成され、その先端を感光体ドラム２１０の回転に対してカウンタ方向に当接させ、感光体ドラム上の転写残トナーや現像のかぶりトナー、ジャム処理に発生する汚れトナー等をかきとり、廃トナー収納部に送りこむ。

現像装置３００について更に説明する。現像装置３００の現像ローラ３３０はφ６ｍｍ芯金にφ１２ｍｍの導電ウレタンを被覆して構成されており、体積抵抗５Ｅ＋６以上のやや高抵抗の弾性現像ローラを使用している。供給ローラ３４０はカーボンにより導電化された発泡ウレタン材で構成されているφ１０ｍｍの部材である。規制ブレード３８０は、ｔ０．１ｍｍのＳＵＳ材で先端をＬ曲げによりトナー層を規制しており、圧力をかけて現像ローラに接触し、現像ローラに対して−１００Ｖで印加している。入口シール３７０は、１Ｅ＋０〜１Ｅ＋５Ω・ｃｍの体積抵抗の導電ＰＴＦＥで構成されており、現像ローラ３３０に対して同電位となっており、現像ローラ上のトナーを除電して容器３１０内に戻す役割をしている。トナー８．５ミクロンの粉砕トナーを用いている。

画像装置の印字速度は２０ｐｐｍであり、感光体ドラム２１０の線速は１２０ｍｍ／ｓ、現像ローラ３３０は線速比１．４で同方向、供給ローラ３４０はφ１０ｍｍであり現像ローラ３３０に対してカウンタ方向に線速比１．０で回転している。

画像形成装置１００本体の下部に設けられた図示しない給送カセットに収容された紙や合成樹脂等で構成される転写材は、給紙ローラにより給送されてレジストローラに送られ、レジストローラにより所定のタイミングで送られた転写材は、転写材搬送ベルトにより静電吸着して担持された状態で中間転写ベルト６１０と２次転写ローラ６３０との間の転写位置に搬送され、中間転写ベルト６１０の表面に形成されたトナー画像が順次転写されてカラー画像が記録された後、駆動回転する加熱ローラとこれに圧接して従動回転する加圧ローラとを有する定着装置９００を通過する際に加熱及び加圧処理されてトナー画像が定着された後、排出ローラにより装置本体の上部に設けられた排出トレイ上に排出される。

次にモータ制御装置１２００ついて説明する。図３は実施例に係る画像形成装置のモータ制御装置を示す機能ブロック図である。本例では、モータ制御装置１２００は、現像ローラ３３０の連続運転時間を記録する運転記録手段１２２０と、前記現像ローラ３３０の停止時間を計測する停止時間計測手段１２３０と、前記現像ローラの連続運転が停止した後、現像ローラ３３０の連続運転時間に基づいて予め定められた所定の時間現像ローラを停止した後、前記現像ローラ３３０の現像ローラ駆動モータ１１００駆動制御して半回転以上１回転以下の回転させる回転動作を実行させる回転制御手段１２１０とを備えている。

本例では、運転記録手段１２２０は、画像形成装置１００に配置されている現像ローラ駆動モータ１１００の駆動信号を検出することにより現像ローラ駆動モータ１１００の連続駆動時間を検出し格納する。また、停止時間計測手段１２３０は、同様に現像ローラ駆動モータ１１００の駆動信号から停止時間を検出する。また、回転制御手段１２１０は、現像ローラ駆動モータ１１００の駆動制御装置の駆動制御ソフトウエアを変更することにより機能を実現する。

本例では、このようなモータ制御装置１２００は以下の制御を行う。図４は実施例に係る画像形成装置の制御状態を示すタイミングチャートである。まず、モータ制御装置１２００は、現像ローラ駆動モータ１１００が所定時間の連続運転を終了したとき（τ１）、現像ローラ駆動モータ１１００を停止させる。そして感光体ドラム２１０の回転を待機時間（ｔ１）だけ停止した後（τ２）、感光体ドラム２１０が半回転以上１回転以下回転する回転動作をさせる。そして、この回転動作が終了した後、停止時間（ｔ２）経過後回転動作を行い、更に停止、回転動作を繰り返す。この繰り返しは、後トータル時間（継続時間）（Ｔ）が経過する（τ３）まで所定回数繰り返される。ここで、前記待機時間（ｔ１）は連続運転時間に基づいて定めることができる。また、連続回転時間が長くなればなるほどトータル時間を長くして多数回の回転動作をさせることが有効である。前記モータ制御装置１２００は、前回転動作を繰り返すトータル時間（Ｔ）の長さを現像ローラの連続運転時間に基づいて設定できる。従って、連続印刷枚数によって異なる印字終了時の現像ローラ表面温度違いによるその後の温度低下勾配にあわせて停止間隔を設定できるので、連続印刷の多寡に応じて最小限の停止動作及び回転動作で濃度ムラを防止することができる。

また、モータ制御装置１２００は、前記連続運転後における停止時間（ｔ２）の長さを前記現像ローラ３３０の連続運転時間の長短によって設定する。即ち、長時間にわたり連続運転されたときほど短い停止動作時間とする。これにより、一定時間中に停止動作、及び回転動作を多く繰り返すことができ、その後の現像ムラの発生を防止することに有効となる。

また、本例では、画像形成装置において前記感光体ドラム２１０の回転動作時には前記現像ローラ３３０に帯電バイアス印加するようにしている。これにより、像担持体の現像を防止することができ、無駄なトナー消費を抑制することができる。

更に、モータ制御装置１２００は、前記回転動作時における現像ローラの回転速度を、トナー像形成時における現像ローラの回転速度より小さく設定する。これにより、回転動作時の現像ローラ表層の温度上昇を抑制でき、余計な吸湿を防止できる。

また、モータ制御装置１２００は、前記停止動作又は回転動作中に画像形成装置１００の電源が切断されたときには、画像形成装置１００の電源際投入後のウォーミングアップ動作時に前記所定時間にわたり前記現像ローラの空転動作を行うようにしている。これにより、確実にトナーの固着を防止し、印刷ムラを回避することができる。現像ローラの空回転を所定時間行えば、現像ローラを一定温度に上昇させ吸湿差のある現像ローラ表面を放湿させて均一化でき、印刷ムラを有効に抑制できる。

この現像装置の空回転動作時は、前記像担持体に帯電バイアスを印加することが好ましい。即ち、現像ローラの空回転動作時に像担持体に帯電器で印刷時と同じバイアス電圧を印加すれば、像担持体の現像を防止することができ、無駄なトナー消費を抑制することができる。

また、空回転動作における前記現像ローラの回転速度は、印字時における現像ローラの回転速度より大きいものとすることが好ましい。即ち、空回転における現像ローラの回転速度を通常画像形成時における現像ローラの回転速度よりも早く設定すれば、現像ローラを一定温度に上昇させる時間を短縮でき、ファーストプリントタイムへの影響を最小限に抑えることができる。

次に実施例に係る画像形成装置に関する実験例について説明する。まず、運転中における画像形装置内の温度について説明する。図４は画像形成装置内の温度の状態を示すグラフである。この温度測定は、画像形成装置を１０℃１５％の環境下に配置し、５％チャートを３時間程度印刷し、その後停止し待機した。温度は印刷中徐々に上昇し、その後しばらくピークを維持し、印刷を停止してから徐々に低下していく。この温度上昇時に現像ローラ表層の水分の微小な放湿が起こり、また温度低下時には微小な吸湿が起こるのである。このような画像形成装置を前提として、様々な条件で連続印刷終了後に現像ローラを所定時間停止動作させ、その後回転動作させ印刷ムラの発生状態を観察した。

（実験例１）
この実験は連続印刷の後待機動作及び回転動作を実行することで印刷ムラが防止できることを確認するために行った。まず、連続印刷５００枚を行いその後、待機時間（ｔ１）として１０時間停止し、２ドット×２ドットのハーフトーン画像印刷を行ったところ濃度ムラが生じた。画像は現像ローラピッチの２７ｍｍ中６．５ｍｍ幅で濃度が濃い部分が発生した。それを確認したところ、入口シールから、規制ブレードまでのトナーが充満されている部分に相当することが確認できた。

前記連続印刷を再度実施し待機して１時間後に現像ローラを半回転（０．５周）させて、更に９時間後に２ドット×２ドットのハーフトーン画像を印刷したところ、濃度ムラがやや改善していることが確認できた。このとき、現像ローラを１回転（１周）以上して同様な操作を行ったが、効果的には半回転の方がよかった。これは、現像ローラを回転させすぎると現像ローラと規制ブレードとの摺擦により現像ローラ最表層の温度が上昇し湿度差を作る要因となってしまうためと考えられる。尚半回転（０．５周）以下の回転であると、停止時のトナー充満位置が空気面に抜け切れず、従来の濃い部分を残した。次いで周回動作を１時間おきに半回転の回転動作を３回繰り返したところ、更に印刷ムラは改善した。

実験１により、現像ローラの連続運転が終了したとき、予め定められた所定の待機したのち現像ローラを半回転以上１回転以下の回転動作を実行させることで印刷ムラを改善できることがわかった。

（実験例２）
この実験は、連続印刷枚数と、停止時間との関係を知るために行った。この実験では、実験１と同様の条件で、異なる連続印刷枚数（５０枚、１００枚、５００枚、１０００枚、２０００枚）について、トータル時間（Ｔ）１２０分の間に停止（停止時間（ｔ２）：５分、１０分、３０分、６０分）及び回転動作を複数回行い、その後の印刷を行いその結果を観察した。尚、連続印刷終了から次の画像出しまでの時間（待機時間ｔ１）は１５時間とした。図５は実験例２の印刷結果を示す表である。尚、画像は目視判定し、次の分類とした。○＝ムラが起こらない。△＝ムラが若干確認できるが許容できる。×＝ムラが確認でき改善が必要である。

この結果から、連続印字枚数が多いほど停止時間（ｔ２）を短くする必要があり、連続印字枚数に応じて停止動作時間を設定することにより、印刷ムラを防止することがわかった。そして、連続印字条件（連続印字枚数）に応じて、停止間隔を適宜設定することで、最小限の周回動作で印刷ムラを回避することができることがわかった。

（実施例３）
この実験は、停止及び回転動作を行うトータル時間（Ｔ）の長短と印字ムラとの関係を知るために行った。この実験では、実施例２と同様の条件下で、同一の停止時間（ｔ２：３分）を設定し、異なる連続印字枚数（５０枚、１００枚、５００枚、１０００枚）についてトータル時間（Ｔ：９分、３０分、６０分、１２０分）を変えて回転動作を行い、その後印刷を行いその結果を観察した。図６は実験例３の印刷結果を示す表である。画像の判定及び分類は、実験２と同じである。尚、印字終了から次の画像出しまでの時間（待機時間ｔ１）は１５時間とし、現像ローラの回転速度は印刷時と同一とした。

この結果から連続印刷枚数が多いほどトータル時間（Ｔ）を長くする必要があることがわかった。また、連続印刷枚数に応じてトータル時間（Ｔ）を適宜変更することで印刷ムラを回避することができ、連続印刷枚数に対応する最小の時間を選択することにより、最小限の停止動作と回転動作の回数で印刷ムラを回避できることがわかった。

尚、この実験では、回転動作に帯電装置への電圧印加を行わなかったが、ややトナーが現像されて若干ではあるがトナーが消費した。このため帯電装置へ通常の帯電バイアスを印加し、感光体ドラムを白紙プリントと同様の表面電位を確保したところ、トナーの現像を抑制し、無駄なトナー消費を抑えることができた。

更に、回転速度を印刷時と同一の場合には１２０分を要した（図６）が、回転動作時の現像ローラの回転速度を半速としたところ、連続印字１０００枚でトータル時間６０分での濃度ムラ改善が見られた。

（実験例４）
この実験は、現像ローラの空回転の有効性を確認するために行った、実施例２と同様の条件下で、連続印刷が終了した後、１５時間の待機時間経過後、プリント動作を行う前のフォーミングアップ時に現像ローラの空回転動作を行った。図７は実験例４の印刷結果を示す表である。この例では、連続印刷枚数（５０枚、１００枚、５００枚、１０００枚）と空回転時間（０．５時間、１時間、２時間）を変えて、その後２ドット×２ドットのハーフトーン画像を印刷した。また、この実験では停止状態時には、回転動作は行っていない。この結果から、空回転動作を行うことで、放置後の濃度ムラを抑制できることが確認できた。

尚、この実験では、回転動作に帯電装置への電圧印加を行わなかったが、ややトナーが現像されて若干ではあるがトナーが消費した。このため帯電装置へ通常の帯電バイアスを印加し、感光体ドラムを白紙プリントと同様の表面電位を確保したところ、トナーの現像を抑制し、無駄なトナー消費を抑えることができた。

以上、実施例によれば、連続印刷終了後に停止動作及び回転動作を行うこと、及び空回転を行うことで現像ローラの温度変化による現像ローラ表層付近の水分のムラを抑制でき、連続印刷が終了して長期間放置した後の印刷における画像濃度ムラを抑制でき、安定した高画質を得ることが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、連続印刷の終了後の待機時間の吸湿度差が生じる前に所定停止時間をおいて半回転以上１回転以下現像ローラを回転させるようにしたので、トナーとの接触部が移動し、現像ローラ上の湿度差の発生を防止でき、これにより印刷濃度ムラを低減することができる。また、現像ローラを何周も回転させるとブレードとの摺擦により現像ローラ最表層の温度が上昇することで湿度差を作る要因となってしまうため、１周以下であればこの温度上昇を抑えられ効果的に濃度ムラ低減を得られる。

また、本発明によれば、現像ローラの停止及び回転動作を繰り返すので、連続印刷終了後において放置された状態であっても、現像ローラの湿度ムラを解消することができ印刷ムラを回避することができる。

また、本発明によれば、連続印刷枚数によって異なる印字終了時の現像ローラ表面温度違いによるその後の温度低下勾配にあわせて停止間隔を設定するので、連続印刷の多寡に応じて最小限の停止動作及び回転動作で濃度ムラを防止することができる。

また、本発明によれば、現像ローラの回転動作時に像担持体に帯電器で印刷時と同じバイアス電圧を印加するので、像担持体の現像を防止することができ、無駄なトナー消費を抑制することができる。

また、本発明によれば、現像ローラの回転速度を通常の印字時における現像ローラの回転速度より小さくするので、回転動作時の現像ローラ表層の温度上昇を抑制でき、余計な吸湿を防止できる。

また、本発明によれば、現像ローラを空回転させるので、より確実にトナーの固着を防止し、印刷ムラを回避することができる。

また、本発明によれば、連続印刷後における現像ローラの回転動作中に装置の電源が駆られたとしても、電源投入時のウォーミングアップ時に、現像ローラの空回転を所定時間行うので、現像ローラが一定温度に上昇して吸湿差のある現像ローラ表面を放湿させて均一化するので、印刷ムラを有効に抑制できる。

また、本発明によれば、空回転における現像ローラの回転速度を通常画像形成時における現像ローラの回転速度よりも早く設定しているので、現像ローラを一定温度に上昇させる時間を短縮でき、ファーストプリントタイムへの影響を最小限に抑えることができる。

そして、本発明によれば、現像ローラの空回転動作時に像担持体に帯電器で印刷時と同じバイアス電圧を印加するので、像担持体の現像を防止することができ、無駄なトナー消費を抑制することができる。

実施例に係る画像形成装置の要部を示す断面図である。 作像装置及び現像装置からなるプロセスカートリッジの構成を示す断面説明図である。 実施例に係る画像形成装置のモータ制御装置を示す機能ブロック図である。 実施例に係る画像形成装置の動作を示すタイミングチャートである。 画像形成装置内の温度の状態を示すグラフである。 実験例２の印刷結果を示す表である。 実験例３の印刷結果を示す表である。 実験例４の印刷結果を示す表である。 画像形成装置の画像作成部の概略構造を示す断面図である。

符号の説明

１００ 画像形成装置
２００ 作像装置
２００Ｙ，２００Ｃ，２００Ｍ，２００Ｂｋ 作像装置
２１０ 感光体ドラム
２２０ 帯電器
２３０ クリーナ
２３１ ゴムブレード
２３２ 板金
２４０ 廃トナー搬送スクリュー
３００ 現像装置
３００Ｙ，３００Ｃ，３００Ｍ，３００Ｂｋ 現像装置
３１０ 容器
３２０ 開口
３３０ 現像ローラ
３４０ 供給ローラ
３５０ 下スクリュー
３６０ 上スクリュー
３７０ 入口シール
３８０ 規制ブレード
３９０ 仕切部
３９１ トナー孔
４００ プロセスカートリッジ
５００ 露光手段
５１０ ポリゴンミラー
５２０ 反射鏡
５３０ レンズ
６００ 中間転写装置
６１０ 中間転写ベルト
６２０ 駆動ローラローラ
６３０ ２次転写ローラ
６５０ 中間転写ローラ
６６０ クリーニング装置
７００ プロセスカートリッジ
９００ 定着装置
１１００ 現像ローラ駆動モータ
１１００ 現像ローラ駆動モータ
１２００ モータ制御装置
１２１０ 回転制御手段
１２２０ 運転記録手段
１２３０ 停止時間計測手段

Claims (11)

1. 像担持体現像用のトナーが格納されると共に開口部を備える容器を備え、該容器の開口部に表面に弾性部材が形成された現像ローラが配置され、前記開口部に前記現像ローラに接触して内部に配置されたトナーの流出を防止する入口シールを備えてなり、像担持体に作成された静電潜像を所定の極性に帯電したトナーで現像する現像装置において、
   前記入口シールは前記トナーの荷電を除去する除電手段を備え、
   前記現像ローラの連続運転時間を記録する運転記録手段と、
   前記現像ローラの停止時間を計測する停止時間計測手段と、
   前記現像ローラの連続運転が終了したとき、連続運転時間に対応して予め定められた長さの待機時間だけ前記現像ローラを停止し、その後前記現像ローラを半回転以上１回転以下の回転させる回転動作を実行させる回転制御手段と、
   を備えることを特徴とする現像装置。
2. 前記回転制御手段は、前記回転動作の後、前記現像ローラを予め定めた停止時間だけ停止し更に前記回転動作を行うものであり、この停止及び回転動作を予め定めた継続時間にわたり繰り返し実行することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
3. 前記停止時間を前記現像ローラの連続運転時間に基づいて設定することを特徴とする請求項１又は２記載の現像装置。
4. 前記継続時間を現像ローラの連続運転時間に基づいて設定することを特徴とする請求項２又は３記載の現像装置。
5. 前記回転動作時には前記像担持体に帯電バイアス印加することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の現像装置。
6. 前記回転動作時における現像ローラの回転速度は、トナー像形成時における現像ローラの回転速度より小さいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の現像装置。
7. 前記継続時間の終了前に装置の電源が切断されたとき、装置への電源際投入後のウォーミングアップ動作時に前記所定時間にわたり前記現像ローラの空転動作を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の現像装置。
8. 前記現像ローラの空回転動作時は、前記像担持体に帯電バイアスを印加することを特徴とする請求項７記載の現像装置。
9. 前記空回転動作における前記現像ローラの回転速度は、印字における現像ローラの回転速度より大きいものとすることを特徴とする請求項８記載の現像装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか記載の現像装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
11. 請求項１乃至９のいずれか記載の現像装置又は請求項１０記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。