JP5159210B2 - 画像形成装置における現像剤劣化防止方法と画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置に係り、特に、印字率が小さい画像形成が行われたときの、現像剤劣化に起因する画像濃度低下やかぶりなどの画像品質低下を効率的に防止できるようにした、画像形成装置における現像剤劣化防止方法と画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置においては、一様に帯電した感光体を画像データで露光して静電潜像を形成し、感光体に対面して現像剤を担持した現像剤担持体（以下、現像ローラと称する）から、現像剤を前記静電潜像に供給して現像がおこなわれる。

この画像形成装置に用いられる現像装置は、電子写真方式で静電潜像が形成される感光体に対面し、回転スリーブ内部に複数の固定磁石を有して現像剤を担持する現像ローラと、その現像ローラ上の現像剤層厚を規制しながら現像剤を帯電させる層厚規制部材と、現像剤を攪拌しながら現像ローラに搬送する攪拌手段などで構成される。

また、回転体の周方向に沿って一定間隔で異なる色の現像ユニットを配置し、回転体を間欠回転させることで各現像ユニット上に異なる色で現像を行うカラー画像形成装置に関するものではあるが、現像に使用しない現像ユニットの稼働を停止するため、クラッチを用いて現像ローラの回転スリーブへの駆動力伝達を切断するようにした画像形成装置が特許文献１に示されている。

一方、前記したような現像装置においては、形成する画像の画像部が少なくて使用される現像剤が少ない状態が続くと、画像濃度低下やカブリなどの様々な画像不具合が発生することが知られている。例えば、画像全面を黒ベタ（カラーの場合は用いられる色毎のベタ）としたときに使用される現像剤量（ドット数）に対し、実際の画像形成に使用した現像剤量（ドット数）の割合を印字率と定義すると、通常、用紙全体に文字が印字される場合はこの印字率が４〜６％程度となる。

ところがこの印字率が３％以下と小さい状態で画像形成が続くと、現像ローラ上に保持された現像剤のうち感光体上の静電潜像現像に使われる量が少ないため、層厚規制部材との摩擦によって現像剤が劣化し、現像剤の帯電制御用外添剤がはがれたり、逆に埋め込まれて帯電が過多となり、画像濃度低下やカブリなどの様々な画像不具合が生じる。

こういった問題は、高印字率の画像出力をしている時には発生しないため、例えば特許文献２には印字率を算出し、その印字率が予め定めた印字率より小さい場合、現像手段を制御して現像剤を強制的に消費させる画像形成装置が示されている。この現像剤強制消費は、印字率にかかわらず常に一定量行うようにしても良く、現像で消費された現像剤量と強制消費による現像剤量の和が、例えば印字率にして５％となるように強制消費するようにしても良いとしている。

特開２０００−２２７７１９号公報 特開平４−０６８３７０号公報

特許文献２に示されたような画像形成装置においては、強制消費した現像剤は廃棄されるわけであるが、この廃棄に際して廃棄現像剤をボトルなどに集め、廃棄現像剤が一定量溜まるとボトルの交換を促すようにした画像形成装置がある。しかしながら、小型の画像形成装置においてはボトルを余り大きくすると画像形成装置そのものが大型化するため、小さな容量のボトルを用いることが多く、また、小型の画像形成装置は一般的に低価格をねらっているため、ボトルが一杯になる前にボトルが一杯になることを検出するような装置を備えたものは少ない。

そのため、画像形成の途中でこの廃棄現像剤ボトルが一杯になると、一杯であることを表示すると共に画像形成も停止するようにした画像形成装置が多い。ところが、廃棄現像剤ボトルが一杯になったときに廃棄ボトルが近くにないと、画像形成途中で機械が止まったりするから他の画像形成装置で画像形成するか、画像形成をあきらめざるを得ず、また、現像剤を多く廃棄するのは不経済である。

そのため本発明においては、印字率が小さい画像形成が行われたときの現像剤劣化に起因する画像濃度低下やかぶりなどの画像品質低下を、廃棄トナーを増やすことなく、効率的に防止できるようにした画像形成装置における現像剤劣化防止方法と画像形成装置を提供することが課題である。

上記課題を解決するため本発明になる画像形成装置における現像剤劣化防止方法は、
感光体に対面して回転スリーブを有した現像剤担持体に層厚規制部材で層厚を規制しながら現像剤を担持させ、前記感光体上に形成した静電潜像を前記現像剤担持体に現像バイアスを印加することにより現像するようにした画像形成装置における現像剤劣化防止方法において、
前記現像剤担持体における回転スリーブへの駆動力伝達をクラッチにより行い、現像に使用した現像剤量から所定画像形成枚数の平均印字率を算出し、該平均印字率が所定値より小さいか否かを判断して大きい場合は現像終了タイミングで前記現像剤担持体への現像バイアスの印加を停止すると共に前記クラッチによる駆動力伝達を終了し、小さい場合は回転スリーブへの前記クラッチによる駆動力伝達を前記現像剤担持体への現像バイアスの印加を停止した後も継続することを特徴とする。

またこの画像形成装置における現像剤劣化防止方法を実施する画像形成装置は、
電子写真方式で静電潜像が形成される感光体に対面し、回転スリーブ内部に複数の固定磁石を有して現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体上の現像剤層厚を規制しながら現像剤を帯電させる層厚規制部材と、前記現像剤を攪拌しながら前記現像剤担持体に搬送する攪拌手段とからなり、前記現像剤担持体に現像バイアスを印加して現像を行う現像装置を有する画像形成装置において、
前記現像剤担持体の回転スリーブに駆動源からの駆動力をクラッチにより伝える伝導系と、前記クラッチの画像形成状態における接続と非画像形成状態における切断を制御する制御装置とからなり、
該制御装置は、現像に使用した現像剤量から算出した平均印字率が所定印字率より低いか否かを判定する手段と、平均印字率が所定印字率より高いと判定した状態で、現像終了タイミングで前記現像剤担持体への現像バイアスの印加を停止すると共に前記回転スリーブへの前記クラッチによる駆動力伝達を終了し、平均印字率が所定印字率より低いと判定した状態で、前記現像剤坦持体への現像バイアスの印加を停止した後も前記回転スリーブへの前記クラッチによる駆動力伝達を継続する手段とで構成されていることを特徴とする。
そして、前記制御手段は、平均印字率が所定印字率より低いと判定した場合に、前記回転スリーブへの前記クラッチによる駆動力伝達を停止した後も継続する際に、画像形成終了後のクラッチ接続継続時間を前記平均印字率に応じて決定してもよい。

このように、現像剤担持体における回転スリーブへの駆動力伝達をクラッチにより現像時に行い、所定画像形成枚数の平均印字率が所定値より大きい場合は現像終了タイミングでクラッチによる駆動力伝達を終了し、小さい場合は回転スリーブへの駆動力伝達を現像終了後も継続することで、平均印字率が小さい場合は現像剤担持体上の現像剤の入れ替えが促進されるから、現像剤劣化が防止できると共に廃棄トナーも減少させることができ、画像濃度低下やかぶりなどの画像品質低下を効率的に防止することができる、画像形成装置における現像剤劣化防止方法と画像形成装置を提供することができる。

そして、前記平均印字率は、現像に使用した現像剤量を形成画像におけるドット数として累積加算し、該累積加算値と画像形成枚数とにより算出し、そのために、前記画像形成装置は、画像形成枚数計数手段と、前記現像に使用した現像剤量を形成画像におけるドット数として累積加算した値を記憶する累積ドット数記憶手段と、演算手段とを備え、前記制御装置は、前記画像形成枚数計数手段が計数した所定画像形成枚数毎に、前記演算手段により前記累積ドット数記憶手段に記憶された累積ドット数から平均印字率を算出させ、前記クラッチの接続と切断とを制御するようにすることで、簡単な構成で現像剤の劣化を防止することができる。

また、前記現像終了後の回転スリーブへのクラッチによる駆動力伝達継続時間を、画像形成枚数と平均印字率とに対応させて決定し、そのため、前記画像形成装置は、画像形成枚数と平均印字率とに対応したクラッチ接続延長時間を記憶したテーブルを有することで、画像形成終了後の現像ローラにおける回転スリーブの駆動を的確に延長することができる。

本発明によれば、印字率が小さい画像形成が行われたときの現像剤劣化に起因する画像濃度低下やかぶりなどの画像品質低下を、廃棄トナーを増やすことなく、画像形成終了後に印字率に応じた時間だけ現像剤担持体の駆動を延長することで防ぐようにしたから、画像形成をあきらめねばならなくなることが減少し、効率的に現像剤劣化による画像品質低下を防いで、長期に亘り高品質の画像を形成できる、画像形成装置における現像剤劣化防止方法と画像形成装置とすることができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等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に限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

最初に本発明の概略を簡単に説明すると、本発明では、感光体に対面して内部に複数の永久磁石が設けられた回転スリーブを有する現像剤担持体（以下、現像ローラと称する）に現像剤を担持させ、層厚規制部材で層厚を規制しながら感光体上に形成された静電潜像を現像するようにした現像装置を有する画像形成装置において、前記現像ローラの回転スリーブは、前記特許文献１に記された現像ローラの回転スリーブと同様、画像形成装置における駆動源からクラッチを介した伝導系で駆動力が伝えられ、現像時に回転するようにした。

すなわち、本発明になる画像形成装置の現像装置では、常時現像ローラの回転スリーブを駆動するのではなく、現像時にのみクラッチを接続して回転スリーブを駆動し、非現像時は回転スリーブの駆動を止めて、現像剤の劣化を最小限にするようにしたものである。ただし、それだけでは回転スリーブの駆動時間は印字率に関係なく一律となるから、高い印字率の場合はトナー消費も多く、回転スリーブ上のトナーの入れ替わりも短い駆動時間で十分に行われるために前述のような画像不具合は発生しないが、低い印字率の場合は駆動時の摩擦によるトナー劣化は発生しないが、トナーの消費が少なく、かつ、駆動時間が短いためにスリーブ上のトナーが十分に入れ替わらず、繰り返し帯電を付与されることでトナーが過帯電状態となり前記同様の画像不具合が発生する。

そのため本発明では、現像に使用した現像剤量から所定画像形成枚数の平均印字率を算出し、その平均印字率が所定値より小さいか否かを判断して大きい場合、すなわち現像ローラ上の現像剤の入れ替わりが一定量ある場合は、現像終了のタイミングで前記クラッチによる駆動力伝達を終了し、小さい場合、すなわち現像ローラ上の現像剤の入れ替わりが少ない場合は、回転スリーブへの前記クラッチによる駆動力伝達を、画像形成枚数と平均印字率に対応させた時間だけ現像終了後も継続し、現像剤担持体上の現像剤の入れ替えを促進して現像剤劣化を防止するようにしたものである。

このようにすることにより、平均印字率が小さい場合は現像剤担持体の画像形成終了後の駆動で、現像剤担持体上の現像剤の入れ替えが促進され、廃棄トナーを増やすことなく現像剤劣化が防止でき、画像濃度低下やかぶりなどの画像品質低下を効率的に防いだ、画像形成装置における現像剤劣化防止方法と画像形成装置を提供することができる。

図１は、このような本発明になる画像形成装置における現像剤劣化防止方法を実施する現像装置の概略断面図である。図中１は電子写真方式で静電潜像が形成される感光体、７は現像装置で、この中には回転スリーブ内側に複数の永久磁石３が設けられて現像剤を担持する現像剤担持体２、現像剤を攪拌して搬送する撹拌部材４、現像ローラ２上の現像剤層圧を規制する磁性ブレード５などが設けられ、その磁性ブレード５における現像ローラ２の回転方向上流側には固定マグネット６が貼り付けられている。８は攪拌部材４を仕切る仕切り壁であり、この仕切り壁８は長さ方向両端が現像装置７の壁に接しないよう短くされて、その両端から現像剤がこの仕切り壁８で仕切られた現像剤室の間を移動しながら攪拌される。

そして前記したように、現像ローラ２の回転スリーブは、前記特許文献１に記された現像ローラ２の回転スリーブと同様、画像形成装置における駆動源からクラッチを用いた伝導系で駆動力が伝えられ、図３に示したように、感光体１上の静電潜像を現像する時に駆動されるようになっている。

図５は、本発明になる画像形成装置における現像剤劣化防止方法を実施する画像形成装置の制御ブロック図である。この図５において、３０は画像形成装置全体を制御する制御回路であり、３１は外部から送られてくるこれから形成する画像のデータの記憶装置、３２は演算回路、３３は画像形成枚数の計数結果を記憶している画像形成枚数記憶装置、３４は、制御回路３０が画像データ記憶装置３１に記憶されたデータから、これから形成する画像の現像に使用する現像剤量を形成画像のドット数として計数して、累積記憶している累積ドット数記憶装置、３５は画像形成枚数に対応し、現像剤劣化が心配される平均印字率と、その平均印字率に対応して現像終了後に現像ローラ２の回転スリーブの駆動を継続する時間を記憶したテーブルで、これは図４に示したように、例えば１００枚画像形成した後の平均印字率が０〜２％の場合、現像終了後に５秒間現像ローラ２の回転スリーブの駆動を延長し、３００枚画像形成した後の平均印字率が２〜３％の場合は同じく３秒間現像ローラ２の回転スリーブの駆動を延長し、平均印字率が３％以上の場合は現像終了後の現像ローラ２の回転スリーブの駆動を行わない、という具合に構成されている。

３６は画像データ記憶装置３１に記憶されているデータにより、露光装置における光源を変調して帯電した感光体１を露光する制御を行う露光装置制御回路、３７は画像形成指示によって現像装置７における現像バイアスなどのＯＮ／ＯＦＦを制御する現像装置制御回路、３８は現像ローラ２の回転スリーブに駆動力を伝えるクラッチの接続、切断を制御するクラッチ制御回路である。なお、３５で示した平均印字率と画像形成枚数の対応テーブルにおける、以上説明した数値は一例であってこの数値に限定されなくても良いことは自明である。

このように構成した本発明の現像剤劣化防止方法を実施する画像形成装置の制御回路は、通常の画像形成時、画像形成指示が制御回路３０にきて、形成する画像のデータが画像データ記憶装置３１に送られてくると、制御回路３０は図示していない帯電器を駆動して感光体１の表面を一様に帯電させる。そして画像データ記憶装置３１に記憶された画像データにより、これから形成する画像の現像に使用する現像剤量を形成画像のドット数として計数し、累積ドット数記憶装置３４に加算、記憶させると共に、画像データを露光装置制御回路３６に送り、露光装置における光源を変調させて帯電した感光体１を露光し、静電潜像を形成させる。

それと同時に制御回路３０は、現像装置制御回路３７、クラッチ制御回路３８により現像装置７内の現像ローラ２の回転スリーブを駆動するクラッチを接続させ、撹拌部材４を駆動し、現像ローラ２上には現像剤を担持させると共に現像バイアスを印加させる。そして、感光体１上に形成された静電潜像が現像ローラ２の対面位置に来たとき、静電潜像にトナーを付着させて静電潜像をトナー像として現像する。このとき制御回路３０は、画像形成枚数記憶装置３３に画像形成枚数を１枚インクリメントするように指示する。

また感光体１が回転し、形成したトナー像が図示していない転写手段のある転写位置に来るのに合わせ、給紙カセットなどから取りだした用紙が送られてくるよう用紙搬送系を駆動し、合わせて転写手段に転写バイアスを印加して、感光体１上のトナー像を用紙に転写させる。

そして用紙に転写されたトナー像を定着装置で用紙に定着し、用紙搬送系で排紙トレイなどに排紙して画像形成が終了する。このとき、用紙に転写されずに感光体１上に残った残トナーは、クリーニング装置でクリーニングされて次の画像形成に備えられる。

図３は、本発明になる画像形成装置における現像剤劣化防止方法を説明するためのタイミングチャートである。図中、上段のｔ_１〜ｔ_１３は時間を表し、左の「メインモータ」は画像形成装置における駆動源たるモータの駆動期間を、「イレースランプ」は感光体１上に現像後に残った電荷を除電するためのイレースランプの点灯期間を、「メインチャージャ」は同じく感光体１を帯電させる帯電器の駆動機間を、「現像バイアス」は感光体１と現像ローラ２に印加される現像バイアスの印加期間を、「現像クラッチ」は現像ローラ２の回転スリーブへ、クラッチ制御回路３８の指示によりメインモータからの駆動力を伝えるクラッチの接続期間を、「転写バイアス」は感光体１上に形成された静電潜像が現像されてトナー像となった後、用紙に転写するために転写手段に印加される転写バイアスの印加期間を、「分離バイアス」はトナー像が転写された用紙を感光体１から分離する分離バイアスの印加期間をそれぞれ示している。

次に、前記図５のブロック図による説明と一部重複するが、この図３に示したタイムチャートにより、本発明の現像剤劣化防止方法を実施する画像形成装置の通常の画像形成動作について説明する。今、画像形成の指示が来るとそれが図５の制御回路３０に伝えられ、かつ、形成する画像のデータが画像データ記憶装置３１に送られてくると制御回路３０は、図３に示したメインモータを時間ｔ_１で駆動開始し、感光体１上の残留電荷を除電するためのイレースランプを点灯させる。

そして時間ｔ_２で感光体１の表面を帯電するメインチャージャが駆動されて感光体１が所定電位に帯電され、画像データ記憶装置３１に記憶された画像データにより、これから形成する画像の現像に使用する現像剤量を形成画像のドット数として計数し、累積ドット数記憶装置３４に加算、記憶させると共に、画像データを露光装置制御回路３６に送り、露光装置における光源を変調させて帯電した感光体１を露光し、静電潜像を形成させる。

それと同時に制御回路３０は、現像装置制御回路３７、クラッチ制御回路３８により現像装置７内の現像ローラ２の回転スリーブを駆動するクラッチを接続し、撹拌部材４を駆動して、現像ローラ２上に現像剤を担持させると共に、感光体１上の静電潜像が現像装置７における現像ローラ２の位置に来るタイミングに合わせ、時間ｔ_３で現像バイアスを感光体１と現像ローラ２に印加させ、潜像を現像してトナー像とする。

このとき制御回路３０は、画像形成枚数記憶装置３３に画像形成枚数を１枚インクリメントするように指示する。そして感光体１の回転により、このトナー像が転写手段の位置する位置に来るタイミングに合わせ、時間ｔ_４で転写バイアスが印加されてトナー像が用紙に転写され、同時にトナー像が転写された用紙を感光体１から分離する分離バイアスが印加される。

このとき、制御回路３０が画像形成枚数記憶装置３３、累積ドット数記憶装置３４に記憶されている画像形成枚数、及び累積ドット数から演算回路３２を用いて印字率を算出し、さらに図４に示したような平均印字率と画像形成枚数の対応テーブル３５から、現在の画像形成枚数が現像ローラ２における回転スリーブの駆動時間を長くする必要がある枚数か否か、と、駆動時間を長くする必要がある場合はその画像形成枚数に対応した平均印字率を読み出す。

そして、読み出した平均印字率と演算回路３２により算出した平均印字率とを比較し、現像ローラ２における回転スリーブの駆動時間を長くする必要があるか否かを判断する。そして必要がなければ用紙１枚分の画像形成が終わったタイミング、すなわち時間ｔ_５で現像バイアスをＯＦＦし、同時に現像ローラ２の回転スリーブに駆動力を伝えるクラッチも切断して、転写バイアス、分離バイアスも用紙へのトナー像転写が終わる時間ｔ_６でＯＦＦして最初の画像形成を終了する。

このとき、次の画像形成の指示が来ている場合、形成する画像のデータが画像データ記憶装置３１に送られてくると、前記と同様、画像データ記憶装置３１に記憶された画像データにより、これから形成する画像の現像に使用する現像剤量を形成画像のドット数として計数し、累積ドット数記憶装置３４に加算、記憶させると共に、画像データを露光装置制御回路３６に送り、露光装置における光源を変調させて帯電した感光体１を露光し、静電潜像を形成させる。

そして前記とまったく同様にして時間ｔ_７で現像装置７内の現像ローラ２の回転スリーブを駆動するクラッチを接続し、現像バイアスを感光体１と現像ローラ２に印加して潜像の現像を実施し、時間ｔ_８で転写バイアスが印加されてトナー像が用紙に転写され、同時にトナー像が転写された用紙を感光体１から分離する分離バイアスが印加される。

このとき、前記したように制御回路３０が画像形成枚数記憶装置３３、累積ドット数記憶装置３４に記憶されている画像形成枚数、及び累積ドット数から演算回路３２を用いて印字率を算出し、さらに図４に示したような平均印字率と画像形成枚数の対応テーブル３５から、現在の画像形成枚数が現像ローラ２における回転スリーブの駆動時間を長くする必要がある枚数か否か、と、駆動時間を長くする必要がある場合はその画像形成枚数に対応した平均印字率を読み出す。

そして、読み出した平均印字率と演算回路３２により算出した平均印字率とを比較し、現像ローラ２における回転スリーブの駆動時間を長くする必要があるか否かを判断する。そして必要がある場合は平均印字率と画像形成枚数の対応テーブル３５から長くする駆動時間を読み出し、時間ｔ_９で現像バイアスだけＯＦＦし、現像ローラ２の回転スリーブに駆動力を伝えるクラッチは、例えば長くする駆動時間が時間ｔ_９から時間ｔ_１０までであればその間接続を継続し、それによって劣化現像剤を入れ替え、所定時間だけ駆動した後、クラッチを切断して転写バイアス、分離バイアスも用紙へのトナー像転写が終わる時間ｔ_１１でＯＦＦし、さらにメインチャージャは時間ｔ_１２で、メインモータとイレースランプは時間ｔ_１３でＯＦＦして画像形成待機状態に戻る。

以上が本発明の現像剤劣化防止方法のタイミングチャートであるが、次に図２のフロー図を用い、以上説明してきた現像剤劣化防止方法の流れを詳細に説明する。まずステップＳ１０で処理がスタートすると、制御回路３０はステップＳ１１で画像形成枚数記憶装置３３の画像形成枚数Ｐと、累積ドット数記憶装置３４の累積ドット数Ｂとをそれぞれ０にする。そしてステップＳ１２で前記したように、画像形成指示が制御回路３０に伝えられて、形成する画像のデータが画像データ記憶装置３１に送られてくると、制御回路３０は図３の時間ｔ_１でメインモータを駆動すると共にイレースランプを点灯し、時間ｔ_２でメインチャージを駆動して感光体１を帯電させる。

そしてステップＳ１３で演算回路３２により、これから形成する画像の現像に使用する現像剤量を形成画像のドット数Ｂ’として算出し、ステップＳ１４では、前記したように感光体１を画像データで露光して静電潜像を形成し、時間ｔ_３で現像バイアスをＯＮすると共に現像ローラ２における回転スリーブを駆動するクラッチをクラッチ制御回路３８によりＯＮし、静電潜像を現像してトナー像とし、時間ｔ_４で転写バイアス、分離バイアスをＯＮして用紙に転写する。

こうして画像形成が行われると、ステップＳ１５でＢ＝Ｂ＋Ｂ’を算出して累積ドット数記憶装置３４に記憶させると共に、画像形成枚数ＰをＰ＝Ｐ＋１として画像形成枚数記憶装置３３に記憶させる。そして次のステップＳ１６で累積ドット数Ｂが画像形成枚数Ｐで除され、平均印字率Ｅが算出される。さらに次のステップＳ１７で、図４に示したような平均印字率と画像形成枚数の対応テーブル３５に記憶されている、画像形成枚数Ｐが３００枚という値が読み出され、Ｐが３００枚以上かどうかが判断され、Ｙｅｓなら処理がステップＳ２０へ、Ｎｏなら処理がステップＳ１８へ進み、同様にしてステップＳ１８では画像形成枚数Ｐが１００枚以上かどうかが判断される。

このステップＳ１７とステップＳ１８の判断は、図４に示した平均印字率と画像形成枚数の対応テーブル３５における、「駆動時間を長くする枚数／毎」の枚数に該当するか否かを判断しているものであり、これの判断のいずれもＮｏなら処理はステップＳ１２に戻って以上説明したことが繰り返される。

今、例えばステップＳ１７の判断がＮｏでステップＳ１８の判断がＹｅｓの場合、処理がステップＳ１９に進み、ここで制御回路３０は、平均印字率と画像形成枚数の対応テーブル３５に記憶されている画像形成枚数Ｐが１００枚の場合の平均印字率Ｅ、即ち０≦Ｅ＜２％を読み出し、平均印字率Ｅがこの範囲にあるかどうかを判断する。すなわち、画像形成枚数が１００枚を越えた段階で、平均印字率が２％より小さい、すなわち現在までに形成した画像の印字率が現像剤を劣化させる印字率かどうかがチェックされるわけである。

そして平均印字率が２％より小さい場合は処理がステップＳ２１に進み、制御回路３０は、平均印字率と画像形成枚数の対応テーブル３５に記憶されている印字率０〜２％の場合の駆動を長くする時間５秒を読み出し、クラッチ制御回路３８に指示して、通常現像終了後に切断するクラッチを現像終了後５秒間だけ延長して接続を継続し、それによって現像ローラ２上の現像剤を入れ替え、劣化が進まないようにする。そして処理がステップＳ１１に戻り、同じことが繰り返される。

また、ステップＳ１７で画像形成枚数が３００枚を越えたと判断され、ステップＳ２０で平均印字率ＥがＥ＜３％であると判断されると、制御回路３０はステップＳ２２で、平均印字率と画像形成枚数の対応テーブル３５に記憶されている印字率２〜３％の場合の駆動を長くする時間３秒を読み出し、クラッチ制御回路３８に指示して前記と同様に、クラッチを現像終了後３秒間だけ延長して接続しておき、現像ローラ２上の現像剤を入れ替え、劣化が進まないようにする。そして処理がステップＳ１１に戻り、同じことが繰り返される。なお、ステップＳ２０で印字率ＥがＥ＜３％でない、と判断された場合も処理がステップＳ１１に戻る。

すなわち、画像形成枚数が１００枚または３００枚を超え、それぞれクラッチを現像終了後も延長して接続した場合は劣化現像剤が入れ替えられたとし、また、画像形成枚数が３００枚を超えてクラッチを現像終了後に延長して接続する必要がなかった場合、それぞれステップＳ１１に戻り、累積ドット数Ｂと画像形成枚数Ｐを０にリセットして最初の状態に戻り、処理を続けるわけである。

こうして図４の表に示したように、画像形成枚数に対応して定めた平均印字率に基づき、現像ローラ２における回転スリーブの駆動時間を長くする時間を定めることで、平均印字率が低い場合に生じる現像剤劣化に起因する画像濃度低下やかぶりなどの画像品質低下を、廃棄トナーを増やすことなく防ぎ、長期に亘り高品質の画像を形成できる、画像形成装置における現像剤劣化防止方法と画像形成装置とすることができる。

本発明によれば、廃棄トナーを増やすことなく、長期に亘り高品質の画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。

本発明になる画像形成装置における現像剤劣化防止方法を実施する現像装置の概略断面図である。 本発明になる画像形成装置における現像剤劣化防止方法のフロー図である。 本発明になる画像形成装置における現像剤劣化防止方法を説明するためのタイミングチャートである。 本発明になる画像形成装置における現像剤劣化防止方法で画像形成後に現像剤担持体の駆動を延長する時間の一例を示した表である。 本発明になる画像形成装置における現像剤劣化防止方法を実施する画像形成装置の制御ブロック図である。

符号の説明

１ 感光体
２ 現像ローラ
３ 複数の永久磁石
４ 撹拌部材
５ 磁性ブレード
６ 固定マグネット
７ 現像装置
８ 仕切り壁
３０ 制御回路
３１ 画像データ記憶装置
３２ 演算回路
３３ 画像形成枚数記憶装置
３４ 累積ドット数記憶装置
３５ 平均印字率と画像形成枚数の対応テーブル
３６ 露光装置制御回路
３７ 現像装置制御回路
３８ クラッチ制御回路

Claims (7)

1. 感光体に対面して回転スリーブを有した現像剤担持体に層厚規制部材で層厚を規制しながら現像剤を担持させ、前記感光体上に形成した静電潜像を前記現像剤担持体に現像バイアスを印加することにより現像するようにした画像形成装置における現像剤劣化防止方法において、
   前記現像剤担持体における回転スリーブへの駆動力伝達をクラッチにより行い、現像に使用した現像剤量から所定画像形成枚数の平均印字率を算出し、該平均印字率が所定値より小さいか否かを判断して大きい場合は現像終了タイミングで前記現像剤担持体への現像バイアスの印加を停止すると共に前記クラッチによる駆動力伝達を終了し、小さい場合は回転スリーブへの前記クラッチによる駆動力伝達を前記現像剤担持体への現像バイアスの印加を停止した後も継続することを特徴とする画像形成装置における現像剤劣化防止方法。
2. 前記平均印字率は、現像に使用した現像剤量を形成画像におけるドット数として累積加算し、該累積加算値と画像形成枚数とにより算出することを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置における現像剤劣化防止方法。
3. 前記現像終了後の回転スリーブへのクラッチによる駆動力伝達継続時間を、画像形成枚数と平均印字率とに対応させて決定することを特徴とする請求項１または２に記載した画像形成装置における現像剤劣化防止方法。
4. 電子写真方式で静電潜像が形成される感光体に対面し、回転スリーブ内部に複数の固定磁石を有して現像剤を担持する現像剤担持体と、該現像剤担持体上の現像剤層厚を規制しながら現像剤を帯電させる層厚規制部材と、前記現像剤を攪拌しながら前記現像剤担持体に搬送する攪拌手段とからなり、前記現像剤担持体に現像バイアスを印加して現像を行う現像装置を有する画像形成装置において、
   前記現像剤担持体の回転スリーブに駆動源からの駆動力をクラッチにより伝える伝導系と、前記クラッチの画像形成状態における接続と非画像形成状態における切断を制御する制御装置とからなり、
   該制御装置は、現像に使用した現像剤量から算出した平均印字率が所定印字率より低いか否かを判定する手段と、平均印字率が所定印字率より高いと判定した状態で、現像終了タイミングで前記現像剤担持体への現像バイアスの印加を停止すると共に前記回転スリーブへの前記クラッチによる駆動力伝達を終了し、平均印字率が所定印字率より低いと判定した状態で、前記現像剤坦持体への現像バイアスの印加を停止した後も前記回転スリーブへの前記クラッチによる駆動力伝達を継続する手段とで構成されていることを特徴とする画像形成装置。
5. 前記制御手段は、平均印字率が所定印字率より低いと判定した場合に、前記回転スリーブへの前記クラッチによる駆動力伝達を停止した後も継続する際に、画像形成終了後のクラッチ接続継続時間を前記平均印字率に応じて決定することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成装置は、画像形成枚数計数手段と、前記現像に使用した現像剤量を形成画像におけるドット数として累積加算した値を記憶する累積ドット数記憶手段と、演算手段とを備え、前記制御装置は、前記画像形成枚数計数手段が計数した所定画像形成枚数毎に、前記演算手段により前記累積ドット数記憶手段に記憶された累積ドット数から平均印字率を算出させ、前記クラッチの接続と切断とを制御することを特徴とする請求項４又は５に記載した画像形成装置。
7. 前記画像形成装置は、画像形成枚数と平均印字率とに対応したクラッチ接続延長時間を記憶したテーブルを有していることを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載した画像形成装置。

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