JP5173598B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば電子写真複写機、電子写真プリンター等の画像形成装置、この画像形成装置に適用される現像装置に係る。

電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体上に形成した静電潜像を、現像装置によりトナー像として可視化することを行っている。このような現像装置には、乾式一成分現像装置の他、磁性キャリヤとトナーとの乾式二成分現像装置が提案されまた実用化されている。

帯電付与する磁性キャリヤが存在する二成分現像装置は、一成分現像装置と比較して、トナーの帯電性の安定性、耐久性の観点で優れているため、高耐久、高画質を望まれる画像形成装置に、一般的に採用されている。しかしながら、このとき、像担持体上に現像する現像特性を安定するためには、現像スリーブと呼ばれる現像剤担持体上に、ある一定量の現像剤を形成する必要がある。そのため、現像スリーブには、潜像担持体である感光ドラムとの最近接近傍部の現像位置より現像スリーブ回転方向上流の位置に、現像ブレードと呼ばれるスリーブ上現像剤量規制部材（以下：現像ブレード）を配設し、スリーブ上の現像剤量を一定に保っている。しかしながら、このような構成をもつ現像器の場合、現像剤の状態によっては、この現像剤規制ブレード上に、キャリヤから遊離したトナー４７（図８）が凝集し、付着しやすくなる。そして、このブレードにトナーの凝集塊４６（図７、図８）が形成されると、現像剤担持体である現像スリーブ表面上の現像剤量が一定せず、濃度むらを発生させてしまうことがあった。

とくに、現像剤量に対するトナーの重量比率が増加すると、磁性キャリヤに対する非磁性トナーの比率が増加するので、磁性キャリヤが十分に非磁性トナーを保持できなくなり、いわゆる遊離トナーが増加する傾向にある。また、耐久が進み、トナーを被覆する外添剤が減少した劣化トナーの増加や、キャリヤ表面の外添剤付着等によるトナー保持力低下等による現像剤の劣化も遊離トナーの増加およびトナー凝集塊を発生させる要因となる。

そこで、上記問題を解決すべく、特許文献１には、現像剤規制部材に微振動を起こし、凝集トナーを防止することが提案されている。また、特許文献２には、二成分現像剤を用いた画像形成装置において、現像後にドラムに対向する現像スリーブ上の現像剤を現像器に回収するために現像スリーブの回転を非作像時に逆回転させる構成が開示されている。
特開平０９−１０６１７９号公報 特開平５−３４６７３１号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、現像ブレードに供給する電源が別途必要であり、部品点数の増加、コストアップを招いてしまう。また特許文献２の構成では、単に現像スリーブ上の現像剤を現像器に回収するものであって、現像ブレードに付着する凝集トナー塊を抑制するには不十分であった。

したがって、本発明の目的は、磁性キャリヤと非磁性トナーの二成分現像剤を扱う画像形成装置において、現像剤担持体の表面のトナー層厚を規制する現像剤規制部材にトナー凝集塊が付着することによって生じる画像不良を簡易な構成で効果的に抑制することである。

上記目的は以下の手段によって達成される。静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、を有する画像形成装置であって、前記現像手段は、磁性キャリアとトナーを含む現像剤が収納される現像室の開口部に設けられて現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持される現像剤の量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体を回転駆動する駆動手段と、を有する画像形成装置において、画像形成ジョブ間において、前記現像剤担持体の回転速度を減速及び加速する一連の動作を、画像形成ジョブの終了に応答して複数回行うモードを実行可能に制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、画像形成ジョブ中の現像室内の現像剤に対するトナーの重量比率の平均値が所定比率以上の場合に前記モードを実行し、画像形成ジョブ中の前記現像室内の磁性キャリアに対するトナーの比率の平均値が所定比率未満の場合に前記モードを実行しないことを特徴とする。
また、上記目的は以下の手段によって達成される。静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、を有する画像形成装置であって、前記現像手段は、磁性キャリアとトナーを含む現像剤が収納される現像室の開口部に設けられて現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持される現像剤の量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体を回転駆動する駆動手段と、を有する画像形成装置において、画像形成ジョブ間において、前記現像剤担持体の回転速度を減速及び加速する一連の動作を、画像形成ジョブの終了に応答して複数回行うモードを実行可能に制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、画像形成ジョブ中の前記現像室内の現像剤に対するトナーの重量比率の平均値が高くなるに応じて、前記モード時における前記現像剤担持体の回転速度の切り替え回数が多くなるように前記現像剤担持体の駆動を制御することを特徴とする。

また、上記目的は以下の手段によって達成される。静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、を有する画像形成装置であって、前記現像手段は、磁性キャリアとトナーを含む現像剤が収納される現像室の開口部に設けられて現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持される現像剤の量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体を回転駆動する駆動手段と、を有する画像形成装置において、画像形成ジョブ間において、前記現像剤担持体の回転速度を減速及び加速する一連の動作を、画像形成ジョブの終了に応答して複数回行うモードを実行可能に制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、画像形成ジョブ中の前記現像室内の現像剤に対するトナーの重量比率の平均値が高くなるに応じて、前記モードを実行する実行時間を長くすることを特徴とする。

上記目的は以下の手段によって達成される。静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置と、を有する画像形成装置であって、前記現像装置は、磁性キャリアとトナーを含む現像剤が収納される現像室の開口部に設けられ、該現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持される現像剤の量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体を回転駆動する駆動手段と、画像形成ジョブ間において、画像形成ジョブの終了に伴い、前記現像剤担持体の回転速度を減速及び加速する動作を複数回動作するモードを実行可能な制御手段と、を有する画像形成装置であって、前記制御手段は、画像形成ジョブ中の前記現像室内の現像剤に対するトナーの重量比率の平均値が大きくなるに従って、前記モード時に行われる前記現像剤担持体の回転速度の切り替え回数を多くするように前記駆動手段の駆動動作を制御することを特徴とする。

また、上記目的は以下の手段によって達成される。静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置と、を有する画像形成装置であって、前記現像装置は、磁性キャリアとトナーを含む現像剤が収納される現像室の開口部に設けられ、該現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持される現像剤の量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体を回転駆動する駆動手段と、画像形成ジョブ間において、画像形成ジョブの終了に伴い、前記現像剤担持体の回転速度を減速及び加速する動作を複数回動作するモードを実行可能に制御する制御手段と、を有する画像形成装置であって、前記制御手段は、画像形成ジョブ中の前記現像室内の現像剤に対するトナーの重量比率の平均値が所定比率以上の場合、前記モードを実行し、画像形成ジョブ中の前記現像室内の磁性キャリアに対するトナーの比率の平均値が所定比率未満の場合、前記モードを実行しないことを特徴とする。

磁性キャリヤと非磁性トナーの二成分現像剤を扱う画像形成装置において、現像剤担持体の表面のトナー層厚を規制する規制部材にトナー凝集塊が付着することによって生じる画像不良を簡易な構成で抑制することができる。

（第１の実施例）
［画像形成装置の全体構成］
本実施の形態に係る画像形成装置は、図１に示すように、４個の画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄが直列状に配置されている。画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは、ほぼ同様の構成をしているため、画像形成部Ｐａを例に、構成の説明する。

画像形成部Ｐａは、感光体ドラム（像担持体）１ａを備えている。そして、この感光体ドラム１ａの周囲には、感光体ドラム回転方向（矢印方向）に沿って以下の装置が配設されている。即ち、コロナ帯電器２ａ、露光装置（露光手段）３ａ、現像装置（現像手段）４ａ、転写ローラ（転写手段）５３ａ、クリーニングブレードを有するクリーニングブレード手段６ａが感光体ドラム１ａの周囲に配設されている。

また、画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄにより現像されたトナー像は、中間転写ベルト５１に重ねて転写され、転写手段としての二次転写ローラ５７により二次転写部にて記録材上に一括転写される。記録材Ｐの搬送方向に沿っての二次転写ローラ５７の下流側には、定着装置（定着手段）７が配設されている。

〔１〕感光体ドラム（像担持体）
実施の形態１に係る画像形成装置は、像担持体として感光体ドラム１（回転ドラム型の電子写真感光体）を備えている。この感光体ドラム１は負帯電特性のＯＰＣ（有機光半導体）で形成された感光層を有している。感光体ドラム１は、直径８４ｍｍに形成されていて、中心支軸（不図示）を中心に３００ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピード（周速度）をもって矢示方向に回転駆動される。感光体ドラム１は、内側に導電性ドラム基体（導電性基体：例えば、アルミニウム製シリンダ）を有している。導電性ドラム基体の表面に内側から順に、光の干渉を抑えるとともに上層の接着性を向上させる下引き層と、電荷発生層と、電荷輸送層との３層を塗り重ねた構成となっている。このうち電荷発生層と電荷輸送層とによって感光層を構成している。

〔２〕帯電装置
図１に示す画像形成装置は、帯電手段として、帯電ローラ２（ａ〜ｄ）を有している。帯電ローラ２に電圧を印加する電圧印加手段（不図示）を有し、感光体ドラム１表面（外周面）を所定の極性・電位に一様に帯電処理する部材である。本実施例では、６００Ｖに一様に帯電されるように帯電電位が制御される。

〔３〕露光装置（情報書き込み手段）
図１の画像形成装置は、帯電処理された感光体ドラム１表面に静電潜像を形成する情報書き込み手段として露光装置３（ａ〜ｄ）を備えている。露光装置３は、本実施の形態では、半導体レーザを用いたレーザビームスキャナである。露光装置３は、画像読み取り装置（不図示）等のホスト処理から画像形成装置本体側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光を出力する。このレーザ光は、帯電処理済みの回転中の感光体ドラム１表面を、露光位置において走査露光（イメージ露光）する。この走査露光により、感光体ドラム１（ａ〜ｄ）表面の帯電面のうち、レーザ光が照射された部分の電位が低下し、画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。

〔４〕現像装置（現像手段）
現像手段としての現像装置（現像器）４（ａ〜ｄ）は、感光体ドラム１上の静電潜像に現像剤（トナー）を供給し静電潜像をトナー像として可視化する。本実施の形態では、現像装置４は、二成分磁気ブラシ現像方式の現像装置であり、異なる複数のトナーにて現像可能な構成である。図４を用いて、より詳細に説明する。

現像容器４０Ｍは、現像剤が収納、攪拌される現像室４９を有し、現像室の開口部に現像剤担持体としての現像スリーブ４５Ｍが設けられている。現像室４９に収納されている二成分現像剤は、トナーと磁性キャリアとの混合物であり、現像剤攪拌部材４２、４３により攪拌される。本実施の形態において、磁性キャリアの抵抗は約１０^１３Ω・ｃｍ、粒径は４０μｍである。トナーは磁性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。本実施例で採用しているトナーの凝集度は、外添剤やトナー形状で調整され、凝集度４０程度に調整されている。凝集度が低いと、トナーが移動しやすいため、『飛び散り』画像やトナー像担持体に剥離放電電荷等が飛び込んだときに乱れた水玉上の画像、さらには、放射状（鳥足状）にトナー像が乱れる画像等が発生しやすいことが知られている。また、凝集度が高すぎると、トナーが凝集してしまうため、トナー搬送で不具合を起こしたり、またライン画像の中央部が虫食い状に欠落する『中抜け』画像が発生しやすくなる。

現像剤担持体としての現像スリーブ４５Ｍは、感光体ドラム１との最近接距離（Ｓ−Ｄｇａｐ）を３５０μｍに保持した状態で、感光体ドラム１に近接するように対向配設されている。この感光体ドラム１と現像スリーブ４５Ｍとの対向部が現像部となる。現像スリーブ４５Ｍはその表面が、現像部において感光体ドラム１表面の移動方向と同方向に移動する方向に回転駆動される。つまり、感光体ドラム１の矢印Ａ方向の回転に対して、矢印Ｃ方向に回転駆動されている。

この現像スリーブ４５Ｍの外周面に、内側のマグネットローラ４１の磁力により現像容器４０Ｍ内の二成分現像剤の一部が磁気ブラシ層として吸着保持され、現像スリーブ４５Ｍの回転に伴って回転搬送される。磁気ブラシ層は、規制部材としての現像剤コーティングブレード４４により所定の薄層に整層され、現像部において感光体ドラム１表面に対して接触して感光体ドラム表面を適度に摺擦する。

現像スリーブ４５Ｍに印加される現像バイアスは、不図示の印加電源より印加され、制御手段としてのＣＰＵ１００が現像スリーブに印加する電圧を制御する。本実施例では、通常画像形成時は、現像バイアスの直流成分Ｖｄｃを−４５０Ｖに設定し、ＡＣ電圧が１．８ｋＶｐｐ（周波数はブランクパルスで１２ｋＨｚ）に設定している。ここで、ブランクパルスとは、直流電圧に交流電圧を断続的に重畳したものである。ブランクパルスは、交流電圧と直流電圧を重畳して印加する区間（振幅部）と、これに続いて直流電圧のみを印加する区間（ブランク部）と、の全体を１サイクルとして、このサイクルを繰り返すバイアスである。これにより、静電潜像がトナー像として現像される。本実施の形態の場合は感光体ドラム１上の露光部（レーザ光照射部分）にトナーが付着されて静電潜像が反転現像される。

上述の現像装置４において、現像容器４０Ｍ中の現像剤は回転する現像スリーブ４５Ｍ表面に薄層としてコーティングされて現像部に搬送される。ここで現像剤中のトナーは、現像バイアス印加電源によって現像スリーブ４５Ｍに印加された現像バイアスによる電界によって、感光体ドラム１上の静電潜像に対応して選択的に付着される。

このとき、感光体ドラム１上に現像されたトナーの帯電量は−２５μＣ／ｇである。

現像に使用されなかった現像剤は、マグネットローラ４１のＮ１極により現像容器４０Ｍ内に搬送される。そして、反発極を形成するＮ１、Ｎ２極の中心達するまでに重力で現像スリーブ４５Ｍ上から落下し、現像剤が現像容器４０Ｍ内に回収される。

現像容器４０Ｍ（現像室４９）内の二成分現像剤のトナー濃度を所定のほぼ一定範囲内に維持させるために、本実施例では、紙間に相当する感光ドラム上に、所定の現像コントラストＶｃｏｎｔにてパッチトナー像を作像している。パッチトナー像を、例えば光学式トナー濃度センサ（不図示）によって検知することで、現像容器４０Ｍ内の二成分現像剤のトナー濃度を検知している。そして、濃度が薄いとされた場合には、トナー濃度Ｔ／Ｄの目標値を上げる。こうすることにより、現像器４にトナーを補給する補給手段としてのトナーホッパー（不図示）から補給するトナーを増加させる。この結果、トナー濃度Ｔ／Ｄ比が増加し、トナーの帯電量が低下し、予め決められた現像コントラストＶｃｏｎｔに対する濃度が一定になるように制御される。逆に、濃度が濃いと判断された場合には、トナー補給を停止して対応する。ここで、現像コントラストＶｃｏｎｔとは、感光ドラム上に帯電し、潜像形成のために露光した後の感光ドラム電位Ｖｌと現像スリーブの電位Ｖｄｃｔの差｜Ｖｄｃ−Ｖｌ｜を意味する。本実施例でのトナー補給は、トナー及び磁性キャリアを含む現像剤を現像器４に補給し、古くなった余剰現像剤は、現像器４に設けられた不図示の排出口から排出する、いわゆるトリクルの構成を採用している。

次に、本実施例での、現像室内の二成分現像剤のトナー濃度Ｔ／Ｄ比（トナーと磁性キャリアの比率）の検知について説明する。本実施例では、インダクタンス検知方式を用いている。インダクタンス検知方式とは、磁性キャリヤと非磁性トナーの混合比率による見かけの透磁率を検知することで、現像器内の現像剤の実際のトナー濃度を検知し、基準値との比較によりトナーを補給するようにした方式である。本実施例では、図４のように現像器の側壁にインダクタンスヘッド４８を設けて、見かけの透磁率を検知している。

そして、この検知結果は不図示のＥ^２ＲＯＭに入力されるようになっている。例えば、現像剤の見かけの透磁率が大きいと検知された場合、一定体積内で現像剤中のキャリヤ粒子が占める割合が多くなりトナー濃度が低くなったことを意味する。逆に基準値に対し検出信号が低く、見かけの透磁率が小さくなったと検知された場合、一定体積内で現像剤中のキャリヤが占める割合が小さくなりトナー濃度が高くなったことを意味する。インダクタンス検知方式は、現像剤のトナー濃度が変化していないにもかかわらず、現像剤その物の嵩密度が変化することにより、センサー出力が変化するため、正確にトナー濃度制御ができなくなるといった問題がある。この点については、本実施例では、（１）耐久変化による補正、（２）画像形成装置の稼動状態による補正、（３）画像形成されている画像比率による補正、（４）トリボによる補正を行い（予測制御）、その検知精度を上げる工夫をしている。インダクタンス検知方式は、センサーの単体のコストも安価なことに加え、光学センサーに比べて、スペースの問題、トナー飛散による汚れの問題の影響を受けないため、低コスト、省スペースの画像形成装置において最適なトナー濃度検知方式といえる。

〔５〕転写手段
本実施の形態では、転写手段として一次転写ローラ５３（ａ〜ｄ）が使用されている。この一次転写ローラ５３（ａ〜ｄ）は感光体ドラム１表面に所定の押圧力をもって圧接されており、その圧接ニップ部が転写部となる。この転写部に給紙機構部（不図示）から所定の制御タイミングにて記録材Ｐ（例えば、紙、透明フィルム）が給送される。

転写部に給送された記録材Ｐは回転中の感光体ドラム１と転写ローラ５との間に挟持されて搬送される。記録材Ｐは、その間、転写ローラ５に対して、転写バイアス印加電源（不図示）からトナーの正規帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バイアス（本実施の形態では、＋２ｋＶ）が印加される。こうすることで、表面に感光体ドラム１上のトナー像が像担持体としての中間転写ベルト５１に順次重ねて静電転写されていく。中間転写ベルト５１は、複数のローラによって張架されており、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム、ポリフッ化ビニリデン樹脂フィルム等のような導電性あるいは誘電体樹脂によって構成されている。本実施形態では、前記中間転写ベルト５１は導電性ポリイミドを採用している。そして、給送カセット８からピックアップローラ８１により取り出された記録材Ｐは、一度レジストローラ８２にその先端を停止させ、中間転写ベルト５１上に形成された画像が記録材の所定の位置に転写されるようにタイミングを合わせる。

２次転写ローラ５７まで給紙された記録材Ｐは、４色重なったトナー像が２次転写ローラ５７によって一括転写される。中間転写ベルト５１上には、クリーニング手段としての中間体クリーニング装置５５が設けられており、転写残トナーが除去される。中間体クリーニング装置５５により清掃された中間転写ベルト５１は、繰り返して画像形成に供される。

［６］定着手段
２次転写ローラ５７によってトナー像の転写を受けた記録材Ｐは、中間転写ベルト５１表面から順次に分離されて定着装置７に搬送され、ここで定着ローラ７１と加圧ローラ７２で形成されたニップ部７２で加熱、加圧されて表面にトナー像が定着される。そして、画像形成物（プリント、コピー）として出力される。定着手段７は、記録材Ｐと定着ローラ７１との離型性を上げるために、離型性オイル（例えば、シリコーンオイル等）を定着ローラ７１表面にコートする機構を有しており、記録材Ｐ上にもこのオイルが付着する。トナー像が定着された記録材は排出トレイ（不図示）に排出される。自動で両面画像を形成する場合には、記録材反転パス（不図示）を通過し、上記画像形成の一連プロセスを繰り返すことにより、裏面にも画像形成を行うことができる。

［微小回転駆動動作モード］
次に、本実施例の特徴である得られたトナー濃度Ｔ／Ｄ比（現像剤に対するトナーの重量比率）に応じて、現像スリーブの微小駆動の動作モードを可変にする制御について説明する。

まず、図５に現像器駆動部上面図を表している。現像器を駆動する現像器側駆動伝達ギヤ５０１は現像スリーブ４５Ｍの軸に備えられ、現像器を駆動するための本体側駆動ギヤ５０２と噛み合っている。本体側駆動ギヤ５０２は現像駆動モータ５０３の軸に固定され、現像駆動モータ５０３からの動力を伝達する。現像駆動モータ５０３としてはステッピングモータを採用し、短時間でのＯＮ／ＯＦＦに追従できるようにしてある。

通常画像形成時には、現像駆動モータは、一定の速度で、矢印の方向に駆動される。そして、以下の条件によって、非画像形成時に微小駆動モードと呼ばれる動作モードを実行可能に構成されている。本実施例の特徴とする微小駆動動作モードとは、非画像形成時に現像スリーブの回転動作を間欠的に複数回停止させる動作モードである。即ち、第１の回転速度で回転する動作と第２の回転速度にて回転する動作を交互に複数回切り替える動作モードである。ここで、例えば第２の回転速度は０（停止状態）でなくてもよい。即ち、ＣＰＵは、現像スリーブの回転速度が交互に加速及び減速する一連の動作を、所定間隔おきに複数回動作されるように現像駆動モータの駆動動作を制御する。ここで、加速及び減速する一連の動作とは、加速動作が開始されてから、次に行われる減速動作が終了するまでの動作のことをいい、この一連の動作を複数回行う。駆動動作微小駆動動作モードは、画像形成ジョブ間において、ＣＰＵにより各画増形成部毎実行される。具体的には、図６に示すように画像形成ジョブの終了に応答して（現像装置の現像動作終了に応答して）、現像駆動モータを５００ｍｓｅｃ通常画像形成時と同方向に回転させる。そして、次に５００ｍｓｅｃ停止させる。このような回転動作と停止動作を１セットとし、この動作を連続して複数セット行っている。即ち、本実施例では、現像装置の現像動作終了に伴って、現像スリーブをそれぞれ複数回減速及び加速させることで、画像形成時と同方向のみ回転させている。

また、図６で作像シーケンスを説明する。まず、感光ドラム回転を開始し、すぐに帯電手段をつかって、感光ドラム表面電位を予め決められた帯電電位に帯電する。次に現像ＤＣバイアスを印加し、さらに現像スリーブ回転と現像ＡＣバイアスをほぼ同時にＯＮ状態にすることで、感光ドラム上の静電潜像をトナー像で可視化する。一連の作像が終了すると、まず、現像ＡＣをＯＦＦ状態とし、その後、５００ｍｓｅｃ間隔で、現像スリーブ回転のＯＮ−ＯＦＦを繰り返す。ここで、凝集しかけたトナーを崩すあるいは、吐き出す効果をうむ。その動作終了後、現像ＤＣバイアスをＯＦＦ状態にし、つぎに帯電バイアスをＯＦＦ。最後に感光ドラム回転をＯＦＦし、作像動作は終了となる。図１０に本実施例の微小回転駆動動作モードを実行するブロック図を示す。現像スリーブ駆動手段としてのＣＰＵ１００は、現像スリーブを駆動する現像駆動モータ５０３の駆動動作を制御することで所定のタイミングで微小回転駆動動作モードを実行する。

表１は、連続画像形成枚数が所定枚数（本実施例では２５０枚）に達したときに行われる微小駆動動作モード実行時の速度切替回数とＴ／Ｄ比との関係を示したものである。に応じて本実施例では、表１に示すように、トナー濃度Ｔ／Ｄ比の値に応じて、微小駆動動作モード時における速度切り替え回数を変更する。具体的には、トナー濃度Ｔ／Ｄ比が大きくなるにしたがって、速度切り替え回数を多くする、もしくは微小駆動動作モードの動作時間を長くしている。

その理由は、トナー濃度Ｔ／Ｄ比が大きいと、凝集塊が発生しやすく、画に白筋が発生する頻度が高くなりやすいためである。図２は、凝集度と凝集塊の発生頻度を示したものである。凝集塊の発生頻度は、現像剤に対するトナーの重量比率（通称Ｔ／Ｄ比：以下このように呼ぶ）を１０％、８％、６％、４％の場合に制御した場合で、Ａ４ ３００枚ベタ白を画像形成し、その後の一枚目のハーフトーン画像で評価し、画に白筋が発生で判断した。図２からわかるように、凝集度が同じ場合、Ｔ／Ｄ比が大きくなると、凝集塊が発生しやすく、画に白筋が発生する頻度が高くなる。また、本実施例では、表１のように連続画像形成期間中のＴ／Ｄ比の平均値が所定比率以上の時に、画像形成終了に伴って微小駆動動作モードを実行するようにしている。一方、連続画像形成期間中のＴ／Ｄ比の平均値が所定比率未満の場合には、画像形成終了に伴って微小駆動動作モードを実行しないようにしている。本実施例では、Ｔ／Ｄ比の平均値が６％以上の時に、微小駆動動作モードが実行されるようになっている。

表１の意味するところは、例えば、置数（ユーザーの設定する連続画像形成設定枚数）２５０枚未満の連続画像形成の場合には、そのときの画像形成終了後の後回転時間に、上記のセット数の速度切り替えを行う微小駆動動作モードを実行する。ここで、後回転とは、画像形成動作終了後に次の画像形成のための準備のために感光ドラムを所定時間回転させる動作のことをいう。具体的には、連続画像形成中のＴ／Ｄ比の平均値が、６％以上８％未満の場合、現像スリーブの回転モードとして、５００ｍｓｅｃの順方向回転と５００ｍｓｅｃの停止の動作を３セット繰り返し行う。実行回数は、そのときまでのトナー濃度Ｔ／Ｄ比の平均値に応じて、上表の通り実行する。微小駆動動作モードを所定セット数実行後、画像形成装置の動作を終了する（通常の後回転シーケンス）。同時に、トナー濃度Ｔ／Ｄ比の平均値はリセットされる。即ち、画像形成終了した時点で、画像形成ジョブ中のトナー濃度Ｔ／Ｄ比の平均値により微小駆動動作モードを実行するか否かが決定されるとともに、微小駆動動作モードを行う場合には、Ｔ／Ｄ比に基いて回転速度の切替回数が決定される。ここで、本実施例でいうＴ／Ｄ比の平均値とは、ジョブが開始されてから、画像形成ジョブ終了するまでにサンプリングされたＴ／Ｄ比信号値の累積値を、サンプリング回数で割った値である。もしくは，ジョブが開始されてから、所定枚数の２５０枚画像形成するまでにサンプリングされたＴ／Ｄ比信号値の累積値を、サンプリング回数で割った値である。

次に、置数２５０枚以上の連続画像形成が行われる場合には、その２５０枚画像形成中のトナー濃度Ｔ／Ｄ比推移の平均化処理を行う。本実施例では所定のサンプリング周期にて画像形成中のＴ／Ｄ比をサンプリングして不図示の記憶手段としてのＲＯＭに一時的に記憶し、記憶した検知結果をＣＰＵが平均化することで画像形成中のＴ／Ｄ比の平均値を算出している。

この平均値が６％以上であれば、２５０枚目の画像形成終了後に一度画像形成を停止させ、後回転動作と同じ動作に移行し、先ほどの後回転時と同じように、微小駆動動作モードを実行する。このとき、検知されたトナー濃度Ｔ／Ｄ比が、６％以上８％未満の場合には、微小駆動動作モードを３セット行った後に画像形成装置の動作を終了し、検知していたトナー濃度Ｔ／Ｄ比の平均値もリセットし、次の画像形成を再開させる。同様に、検知されたトナー濃度Ｔ／Ｄ比が、８％以上１０％未満の場合には、微小駆動動作モードを６セット行う。また、トナー濃度Ｔ／Ｄ比の平均値が８％以上１０％未満の場合には、微小駆動動作モードを９セット行う。そして、上記動作モードを行った後に次の画像形成動作を再開させる。

検知されたトナー濃度Ｔ／Ｄ比の平均値が、継続して６％未満の場合は、上記微小駆動動作モードは２５０枚間隔では行なわれない。しかしながら、それまでのトナー濃度Ｔ／Ｄ比推移には関係なく２５００枚に一度、画像形成を一時中断させ、後回転シーケンスに入り、上記微小駆動動作モードを実行する。概略のフローチャートを図９に示す。画像形成ジョブが開始されると（Ｓ１）、ＣＰＵにより画像形成枚数をカウントする。（Ｓ２）そして、現像器内のＴ／Ｄ比を所定のサンプリング周期で検知し（Ｓ３）、ＲＯＭに記憶する。随時、ＣＰＵによりＴ／Ｄ比の平均化処理が行われる（Ｓ４）。ＣＰＵが画像形成枚数が所定枚数（２５０枚）未満であるか判断し（Ｓ５）する。

Ｓ５で、画像形成枚数が所定枚数（２５０枚）未満でない場合は、スッテプ６へ進み、このときまでに平均化処理されたＴ／Ｄ比が所定値以上であるか判断（Ｓ７）し、所定値以上である場合は、微小駆動回転モードを実行するために画像形成ジョブを中断する。（Ｓ８）そして、それまでに平均化処理されたＴ／Ｄ比に基いて微小駆動回転モードを実行する。（Ｓ９）そして、Ｔ／Ｄ比の平均値をリセットし、ジョブを再開する。（Ｓ１０、Ｓ１１）
Ｓ５で、画像形成枚数が所定枚数（２５０枚）未満である場合は、画像形成ジョブの最終紙に画像形成終了したかどうかをＣＰＵが判断する。（Ｓ１２）Ｓ１２において、最終紙に画像形成終了していない場合は、Ｓ５に戻り、画像形成枚数が所定枚数（２５０枚）未満であるかどうかの判定を繰り返す。Ｓ１２において、最終紙に画像形成終了している場合は後回転動作を行い（Ｓ１３）、Ｔ／Ｄ比に応じた微小駆動回転モードを行い、画像形成ジョブを終了する。（Ｓ１４〜Ｓ１７）
このようにすることにより、現像スリーブと現像ブレード間に滞留しやすくなるトナーの凝集塊を除去することができる。また、以上説明してきた微小駆動動作モードの動作条件は、代表例であり現像スリーブの順方向時間、停止時間はこの限りでないことはいうまでもない。また、微小駆動動作モードのトナー濃度Ｔ／Ｄ比の閾値等も同様である。

さらに、微小駆動動作モードは現像スリーブ回転速度について、通常の画像形成作像速度と停止の２水準を本実施例で取り上げているが、少なくとも２水準あればよく、停止動作でなくてもよい。例えば、本実施例のプロセススピードは３００ｍｍ／ｓで、現像スリーブの周速は１５０％の４５０ｍｍ／ｓで回転してるが、２２５ｍｍ／ｓの半速で回転するモードも持っている。このとき、２２５ｍｍ／ｓと４５０ｍｍ／ｓを切り替える動作でも同様の効果を得られる。以上のように、本実施例の構成により、連続画像形成を行っても、画に白筋が発生することを抑制することができた。

（第２の実施例）
本実施例を説明する画像形成装置の基本構成は、第１の実施例と同じであるため、画像形成装置全体の説明は割愛する。

本実施例の特徴とするところは、現像器内の現像剤の劣化度合い（使用度合い）に応じて、第１の実施例で説明してきた現像スリーブの微小駆動動作モードを挿入する頻度を変更することである。その理由は、現像剤の劣化が進むと、トナーの凝集度が上がり、トナーの凝集塊の発生頻度が高くなり、図２のように画像不良が発生しやすくなるためである。

現像剤の耐久（劣化）が進むと凝集度が高くなる理由としては、トナーの流動性を確保するために予めトナー表面に付着させてある添加剤（以下：外添剤）の遊離や外添剤のトナーへの埋め込みが進み、初期の状態よりも流動性の低下したトナーが増加する。外添剤としては、アルミナ、酸化チタン、シリカ、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウムのような酸化物のほかに、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、炭酸マグネシウム、有機ケイ素化合物が挙げられる。

図３には、常温常湿（２３℃５０％ＲＨ）環境にて、画像Ｄｕｔｙ１０％（各色）原稿をＡ４サイズの紙上に連続画像形成したときの、トナーの凝集度の推移を表している。この図からもわかるように、耐久枚数にしたがって、トナーの凝集度は増加していくことがわかる。初期、トナー凝集度が４０％程度のトナーが１０万枚を超えるとトナー凝集度が５０％程度に増加している。したがって、トナー同士が凝集しやすく、現像スリーブと現像ブレードの間に凝集塊ができやすい。そこで、本実施例では、画像形成装置の画像形成枚数を積算（耐久枚数）する手段を画像形成装置に持たせている。そして、本実施例では表２のように、画像形成枚数の積算値（耐久枚数）に応じて、第１の実施例で説明した、連続画像形成時に画像形成を中断して行われる微小駆動動作モードの実行タイミング（実行頻度）を変更している。即ち、単位画像形成枚数あたりに行われる微小駆動動作モードの実行頻度を、画像形成枚数の積算値（耐久枚数）に応じて多くしている。具体的に微小駆動動作モードを実行するか否かのタイミングは、耐久枚数１００００枚未満では、第１の実施例同様のタイミングで実行される。トナーの耐久枚数１００００枚以上５００００枚未満では、２００枚毎に、５００００枚以上１０００００枚未満では、１５０枚毎に、１０００００枚以上では、１００枚毎に平均化処理が行われ、微小駆動動作モードの実行可否を判定するように工夫した。ここで、微小駆動動作モード時の速度切替回数は、表１の通りである。

連続画像形成枚数が微小駆動動作モードに移行する連続画像形成枚数（置数）未満の場合は、実施例１と同様、画像形成を中断せずに画像形成終了後に表１に従って、微小駆動動作モードが実行される。この場合、それぞれ通常の後回転シーケンスとして、置数終了時までに検知されたトナー濃度Ｔ／Ｄ比の平均値に応じて、所定のセット数の微小駆動動作モードを実行し、終了する。したがって、ＣＰＵは、微小駆動動作モードを実行するか否かを、連続画像形成中のＴ／Ｄ比を平均した値に基いて、決定する。

例えば、耐久枚数が１００００枚未満の場合、置数２５０枚未満の連続画像形成の場合に、表１に従って微小駆動動作モードが行われる。即ち、画像形成終了時のトナー濃度Ｔ／Ｄ比の平均値が６％以上８％未満の場合は微小駆動動作モードとして、速度切替を３セットを実行する。

このようにすることにより、耐久枚数の増加に伴って発生しやすいトナーの凝集塊を効果的に除去することができる。

尚、本実施利では、現像剤の使用度合いを、画像形成枚数の積算値としてカウントしたが、これ限らない。例えば、現像スリーブや現像器の攪拌部材、感光ドラムの駆動時間に基いて現像剤の使用度合いを求めてもよい。即ち、現像スリーブや現像器の攪拌部材、感光ドラムの駆動時間が長いほど現像剤の使用度合いが進んでいる（現像剤は劣化している）と判断してもよい。また、上記以外にも画像形成動作の積算時間や画像形成信号（ビデオカウント）の積算値に基いて、現像剤の使用度合いを求めてもよい。

（第３の実施例）
本実施例を説明する画像形成装置の基本構成は、第１の実施例と同じであるため、画像形成装置全体の説明は割愛する。

本実施例の特徴とするところは、耐久枚数によって、微小駆動動作モードを実行する際の速度切り替え回数もしくは、微小駆動動作モードを実行する実行時間を変更するところである。本実施例では、耐久枚数が多くなるに従い、微小駆動動作モードを実行する際の速度切り替え回数を多くしている。また、耐久枚数が多くなるに従い、画像形成終了時に微小駆動動作モードを実行開始するＴ／Ｄ比の閾値を下げている。表３に、Ｔ／Ｄ比と画像形成積算枚数に応じて設定される、微小駆動回転モード時に実行される速度切替回数を示す。その理由は、トナーの耐久劣化に伴い、トナーの凝集性が変化するためであることは、第１の実施例と同様である。

このようにすることで、現像剤の耐久枚数によらず、現像スリーブと現像ブレード間に滞留しやすくなるトナーの凝集塊を最適に除去することができる。また、耐久が進んでも、作像途中で画像形成を停止する頻度が増加することを抑制することができ、連続画像形成中の生産性低下を防止できる。

（第４の実施例）
本実施例を説明する画像形成装置の基本構成は、第１の実施例と同じであるため、画像形成装置全体の説明は割愛する。

本実施例の特徴とするところは、プロセススピードを少なくとも２つ以上有する場合において、現像スリーブ速度もプロセススピードと同様に変更される場合に、上記説明してきた微小駆動動作モードを実行する頻度を変更するところである。具体的には、現像スリーブ速度が遅くなった場合には、連続画像形成時に画像動作を中断して行われる微小駆動動作モードの実行頻度が少なくなるようにしている。

例えば、記録材の種類によって、定着性が異なるため、本実施例で表される画像形成装置では、坪量１２９ｇ／ｍ^２紙以上の記録材はプロセススピードが２分の１になる。また、現像スリーブ速度も２分の１になる。このように、現像スリーブ速度が２分の１になると、現像スリーブと現像ブレード間を通過する現像剤の単位時間当たりの供給量が減るため、剤圧が低下し、トナーの凝集塊ができづらくなる。したがって、プロセススピードが２分の１になった枚数は、実施例１のフローにおけるＳ５での枚数カウントが、２分の１となるように計算した。

このようにすることで、必要以上に微小駆動動作モードを入れて生産性を低下させることを防止することができる。

実施例を説明するための画像形成装置の概略断面図 トナー濃度、凝集度、白たて筋の発生頻度の関係 耐久枚数とトナー凝集度の変化 現像器を説明する概略断面図 現像器の駆動を説明する概略上面図 微小駆動動作モードを説明する概略動作 現像スリーブに凝集するトナーを説明する図 遊離トナーを説明する図 制御の概略を表すフローチャート 微小回転駆動動作モードを説明するブロック図

符号の説明

１ 感光ドラム
３１ 中間転写ベルト
３６ 二次転写ローラ
４５Ｍ 現像スリーブ
４４ 現像ブレード
４ａ〜４ｄ 現像器
４６ トナー凝集塊
４７ 遊離トナー
４８ インダクタンスセンサー

Claims (11)

1. 静電潜像が形成される像担持体と、
   前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、を有する画像形成装置であって、
   前記現像手段は、磁性キャリアとトナーを含む現像剤が収納される現像室の開口部に設けられて現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持される現像剤の量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体を回転駆動する駆動手段と、を有する画像形成装置において、
   画像形成ジョブ間において、前記現像剤担持体の回転速度を減速及び加速する一連の動作を、画像形成ジョブの終了に応答して複数回行うモードを実行可能に制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、画像形成ジョブ中の現像室内の現像剤に対するトナーの重量比率の平均値が所定比率以上の場合に前記モードを実行し、画像形成ジョブ中の前記現像室内の磁性キャリアに対するトナーの比率の平均値が所定比率未満の場合に前記モードを実行しないことを特徴とする画像形成装置。
2. 静電潜像が形成される像担持体と、
   前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、を有する画像形成装置であって、
   前記現像手段は、磁性キャリアとトナーを含む現像剤が収納される現像室の開口部に設けられて現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持される現像剤の量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体を回転駆動する駆動手段と、を有する画像形成装置において、
   画像形成ジョブ間において、前記現像剤担持体の回転速度を減速及び加速する一連の動作を、画像形成ジョブの終了に応答して複数回行うモードを実行可能に制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、画像形成ジョブ中の前記現像室内の現像剤に対するトナーの重量比率の平均値が高くなるに応じて、前記モード時における前記現像剤担持体の回転速度の切り替え回数が多くなるように前記現像剤担持体の駆動を制御することを特徴とする画像形成装置。
3. 静電潜像が形成される像担持体と、
   前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、を有する画像形成装置であって、
   前記現像手段は、磁性キャリアとトナーを含む現像剤が収納される現像室の開口部に設けられて現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持される現像剤の量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体を回転駆動する駆動手段と、を有する画像形成装置において、
   画像形成ジョブ間において、前記現像剤担持体の回転速度を減速及び加速する一連の動作を、画像形成ジョブの終了に応答して複数回行うモードを実行可能に制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、画像形成ジョブ中の前記現像室内の現像剤に対するトナーの重量比率の平均値が高くなるに応じて、前記モードを実行する実行時間を長くすることを特徴とする画像形成装置。
4. 前記モード時において、前記制御手段は、前記現像剤担持体の回転動作が間欠的に停止するように前記現像剤担持体の駆動を制御することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、現像剤の使用度合いが進むに従って、単位画像形成枚数あたりの前記モードの実行頻度が多くなるように前記現像剤担持体の駆動を制御することを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、現像剤の使用度合いが進むに従って、前記モード時に行われる前記現像剤担持体の回転速度の切り替え回数が多くなるように前記現像剤担持体の駆動を制御することを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、現像剤の使用度合いが進むに従って、前記モードを実行する実行時間が長くなるように前記現像剤担持体の駆動を制御することを特徴とする請求項１乃至６いずれかに記載の画像形成装置。
8. 現像剤の使用度合いは、画像形成枚数の積算値に基いて算出されることを特徴とする請求項５乃至７いずれかに記載の画像形成装置。
9. 記録材上に画像形成する際の現像剤担持体の回転速度を少なくとも２つ有する画像形成装置において、前記制御手段は、該現像剤担持体の回転速度が遅くなるにしたがって、単位画像形成枚数あたりの前記モードの実行頻度を少なくすることを特徴とする請求項１乃至８いずれかに記載の画像形成装置。
10. 静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置と、を有する画像形成装置であって、前記現像装置は、磁性キャリアとトナーを含む現像剤が収納される現像室の開口部に設けられ、該現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持される現像剤の量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体を回転駆動する駆動手段と、画像形成ジョブ間において、画像形成ジョブの終了に伴い、前記現像剤担持体の回転速度を減速及び加速する動作を複数回動作するモードを実行可能な制御手段と、を有する画像形成装置であって、
    前記制御手段は、画像形成ジョブ中の前記現像室内の現像剤に対するトナーの重量比率の平均値が大きくなるに従って、前記モード時に行われる前記現像剤担持体の回転速度の切り替え回数を多くするように前記駆動手段の駆動動作を制御することを特徴とする画像形成装置。
11. 静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置と、を有する画像形成装置であって、前記現像装置は、磁性キャリアとトナーを含む現像剤が収納される現像室の開口部に設けられ、該現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持される現像剤の量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体を回転駆動する駆動手段と、画像形成ジョブ間において、画像形成ジョブの終了に伴い、前記現像剤担持体の回転速度を減速及び加速する動作を複数回動作するモードを実行可能に制御する制御手段と、を有する画像形成装置であって、
    前記制御手段は、画像形成ジョブ中の前記現像室内の現像剤に対するトナーの重量比率の平均値が所定比率以上の場合、前記モードを実行し、画像形成ジョブ中の前記現像室内の磁性キャリアに対するトナーの比率の平均値が所定比率未満の場合、前記モードを実行しないことを特徴とする画像形成装置。

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