JP6381214B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像剤の補給に伴って余剰となった現像剤を排出する現像装置を備えた画像形成装置に関する。特に、短時間の画像形成ジョブが行われた場合にも、現像装置内の余剰な現像剤を排出口からオーバーフローさせる高さまで現像剤の剤面を高くし得る制御に関する。

従来から、像担持体に形成された静電像を、例えばトナーとキャリアとを含む現像剤を用いてトナー像に現像する二成分現像方式の現像装置を搭載した画像形成装置が知られている。このような現像装置として、現像剤の劣化を抑制しつつ現像剤の補給を行える、所謂トリクル方式と呼ばれる構成が従来から知られている（特許文献１）。この構成では、排出口が現像容器側壁の所定高さ位置に設けられ、現像剤補給装置等から現像剤が補給されると、余剰となった現像剤を排出口から排出するようにしている。すなわち、現像剤の剤面が排出口よりも高くなると、高くなった分の現像剤が排出口から溢れ出して（オーバーフローして）現像容器外つまりは現像装置外へと排出される。この排出口は、通常、連続画像形成中に現像装置内の現像剤の剤面が安定した状態（定常状態）に至ったときの剤面高さにあわせて、その高さ位置が決められる。

特開２０１１−２２４６７号公報

上述したように、従来の画像形成装置では、現像剤が定常状態となったときの剤面高さにあわせて排出口を設けている。そのため、例えば１枚のみの画像形成時など、画像形成時間が短く、現像装置内の現像剤が定常状態に至る前に現像装置が停止されてしまうような条件では、現像剤が排出口からオーバーフローしない場合がある。この場合、現像装置内の余剰な現像剤が排出されず、現像装置内の現像剤量を一定に保てなくなる。

これに対しては、画像形成時間が短くなるような条件の場合に、前回転あるいは後回転時の現像装置の駆動時間を延長することによって、現像装置内の現像剤を定常状態としてオーバーフローさせることが考えられる。しかし、この場合には、現像剤を攪拌する回数が増えるので現像剤の劣化が進む、などの問題が新たに生じ得る。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、画像形成時間が短くなるような条件でも、現像装置内の余剰な現像剤を排出口からオーバーフローさせる高さまで現像剤の剤面を高くし得る画像形成装置の提供を目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、静電像が形成される像担持体と、現像剤を担持して前記像担持体の静電像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第一室と、前記第一室に連通して現像剤の循環経路を形成し前記第一室との間で現像剤を受け渡すと共に、前記現像剤担持体に担持された現像剤を回収する第二室と、前記循環経路の現像剤を循環搬送する搬送手段と、前記第一室又は前記第二室の所定の高さ位置に設けられて、前記循環経路の余剰な現像剤をオーバーフローさせる排出部と、画像形成ジョブの入力毎に停止状態の前記現像剤担持体及び前記搬送手段を駆動開始する際に、画像形成する記録材の枚数が所定枚数未満の場合は、前記現像剤担持体の駆動開始から静電像の現像を終了する前記現像剤担持体の駆動停止までに、前記排出部が設けられている室内の現像剤の剤面の高さを、前記排出部から現像剤をオーバーフローさせる高さまで高くするように、前記現像剤担持体の駆動速度を、画像形成する記録材の枚数が前記所定枚数以上の場合の第一速度よりも遅い第二速度に設定する制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、例え現像装置の駆動時間が短くなるような少ない枚数の記録材への画像形成時であっても、現像剤担持体の駆動速度を遅くすることで、記録材への画像形成時に現像剤の剤面の高さを高くし得る。画像形成時に剤面の高さを高くできるならば、前回転あるいは後回転時に現像装置の駆動時間を延長せずともよいので、ダウンタイムを低減できる。また、現像剤担持体を制御するので搬送手段を制御する場合に比べ、撹拌による現像剤のトリボ変動が生じ難く、現像剤の劣化も進み難い。

画像形成装置の構成を示す概略構成図である。 軸垂直断面で見た現像装置の構成を示す断面図である。 軸線方向を含む垂直断面で見た現像装置の構成を示す断面図である。 停止状態における現像装置の現像剤の剤面を示す断面図である。 回転数を異ならせて現像スリーブを回転させたときの回転開始後からの現像容器内の剤面の変化を示す図である。 画像形成ジョブの動作タイミングを示すタイミングチャートである。 実施例１の画像形成ジョブのフローチャートである。 実施例２の画像形成ジョブのフローチャートである。 実施例３の画像形成ジョブのフローチャートである。 回転数を異ならせて現像スクリューを回転させたときの回転開始後からの現像容器内の剤面の変化を示す図である。 実施例４の画像形成ジョブのフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、画像形成ジョブを実行した際に、排出口からオーバーフローさせる高さまで現像装置内の現像剤の剤面高さを高くし得る限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部をその代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

したがって、画像形成装置は、フルカラー／モノクロ、１ドラム型／タンデム型、直接転写方式／記録材搬送体方式／中間転写体方式、像担持体の種類、帯電方式、露光方式、転写方式、定着方式によらず実施できる。本実施例では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。

［画像形成装置］
図１は、本発明に係る画像形成装置の構成を示す概念図である。図１に示すように、画像形成装置１は、中間転写ベルト３１に沿って画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。

画像形成部ＰＹでは、感光ドラム１１Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト３１に転写される。画像形成部ＰＭでは、感光ドラム１１Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト３１に転写される。画像形成部ＰＣ、ＰＫでは、それぞれ感光ドラム１１Ｃ、１１Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト３１に転写される。中間転写ベルト３１に転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｓ（用紙、ＯＨＰシートなどのシート材など）へ一括二次転写される。

画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫの区別を表す符号末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略した符号を構成部材に付して、画像形成部Ｐの構成及び動作を総括的に説明する。

画像形成部Ｐは、像担持体としての感光ドラム１１を囲んで、一次帯電器１２、露光装置１３、現像装置１４、転写帯電器３５、ドラムクリーニング装置１５を配置している。感光ドラム１１は、アルミニウム製シリンダの外周面に感光層が形成されており、所定のプロセススピードで回転する。

一次帯電器１２は、例えばコロナ放電に伴う荷電粒子を照射して感光ドラム１１を一様な負極性の暗部電位に帯電させる。露光装置１３は、各色の分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１１の表面に画像の静電像を書き込む。現像装置１４は、トナーを感光ドラム１１に供給して、静電像をトナー像に現像する。

転写帯電器３５は、中間転写ベルト３１を押圧して、感光ドラム１１と中間転写ベルト３１との間にトナー像の一次転写部Ｔ１を形成する。転写帯電器３５にトナーの帯電極性と逆極性の直流電圧が印加されることにより、感光ドラム１１に担持されたトナー像が中間転写ベルト３１へ一次転写される。ドラムクリーニング装置１５は、感光ドラム１１にクリーニングブレードを摺擦して、一次転写後に感光ドラム１１上に僅かに残る転写残トナーを回収する。

中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３３、テンションローラ３４及び二次転写内ローラ３２等のローラに掛け渡して支持され、駆動ローラ３３に駆動されて図中矢印Ｒ１方向に回転する。二次転写部Ｔ２は、二次転写外ローラ４１に支持された中間転写ベルト３１に二次転写内ローラ３２を当接して形成される記録材Ｓへのトナー像転写ニップ部である。二次転写内ローラ３２に所定の加圧力と静電的負荷の直流電圧が印加されることで、中間転写ベルト３１に担持されたトナー像は、二次転写部Ｔ２を搬送される記録材Ｓへ二次転写される。二次転写後に中間転写ベルト３１に付着したままの転写残トナーは、図示を省略したベルトクリーニング装置が中間転写ベルト３１を摺擦することにより回収される。

記録材Ｓは、複数の記録材収納庫６１〜６４それぞれに積載される形で収納されている。分離ローラ７１〜７４は、画像形成タイミングにあわせて記録材収納庫６１〜６４から記録材Ｓを一枚ずつに分離して引き出し、該引き出した記録材Ｓを搬送パス８１を通してレジストローラ７６へ送り出す。レジストローラ７６は送られてくる記録材Ｓの斜行補正やタイミング補正を行いながら、中間転写ベルト３１のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｓを二次転写部Ｔ２へ送り込む。上述のようにして二次転写部Ｔ２により四色のトナー像を二次転写された記録材Ｓは、定着前搬送装置４２により定着装置５へと搬送される。定着装置５は、対向するローラもしくはベルト等による圧力と、一般的にはヒータ等の熱源（図示せず）による熱を加えて記録材Ｓ上にトナー像を溶融固着する。

こうして得られた定着画像を有する記録材Ｓは、排紙搬送パス８２もしくは反転誘導パス８３のいずれかに搬送される。排紙搬送パス８２に搬送された場合、記録材Ｓは排紙トレイ６５に排出される。一方、反転誘導パス８３に搬送された場合、記録材Ｓは他方の面への画像形成つまりは両面印刷が行われる。この場合、片面（１面目）に画像形成された記録材Ｓは、反転誘導パス８３からスイッチバックパス８４へと引き込まれる。そこで、反転ローラ７８の回転方向を正逆転させるスイッチバック動作を行い、記録材Ｓの先後端を入れ替える。先後端が入れ替えられた記録材Ｓは両面搬送パス８５を通され、再度レジストローラ７６を経て二次転写部Ｔ２へと送られることにより、もう一方の面（２面目）への画像形成が行われる。２面目の画像形成プロセスに関しては、先述の１面目の場合と同様なので説明を省略する。

［現像装置］
次に、現像装置１４について図２乃至図４を用いて説明する。図２に示す現像装置１４は、縦攪拌型の現像装置である。該現像装置１４は、ハウジングを形成する現像容器２６と、現像剤担持体としての現像スリーブ２１と、層厚規制部材としての規制ブレード２２とを有している。現像スリーブ２１は、感光ドラム１１に対向した位置に設けられた現像容器２６の開口部から一部露出して、また回転可能に現像容器２６に配設されている。現像スリーブ２１は、規制ブレード２２によって層厚を規制された現像剤を担持したまま図中矢印Ｒ３方向に回転して、対向する感光ドラム１１に現像剤を搬送する。搬送された現像剤は、感光ドラム１１を摺擦する。これにより、感光ドラム１１に形成された静電像にトナーが供給され、静電像がトナー像に現像される。

現像容器２６は、現像剤として非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を収容する。現像容器２６内は、略中央部において紙面垂直方向に延在する隔壁２５によって上段の現像室２７と下段の攪拌室２８とに区画されている。現像室２７と攪拌室２８とは両端部に設けた開口部５１，５２を通じて上下に連通しており、現像剤の循環経路を形成している。

第一室としての現像室２７及び第二室としての攪拌室２８には、第一搬送手段としての現像スクリュー２３と、第二搬送手段としての攪拌スクリュー２４が回転自在に配設されている。図３に示すように、現像スクリュー２３、攪拌スクリュー２４、及び現像スリーブ２１の一端（図３では左端）には、現像スクリューギア５３、攪拌スクリューギア５４、及び図示しない現像スリーブギアが設けられている。現像スリーブギアは、現像スリーブ駆動部１０２（図２参照）からの駆動力を受けて現像スリーブ２１を回転させる。現像スクリューギア５３は、現像スクリュー駆動部１０３（図２参照）からの駆動力を受けて現像スクリュー２３を回転させる。それと同時に、攪拌スクリューギア５４にも現像スクリュー駆動部１０３からの駆動力を伝達して、現像スクリュー２３と同時に攪拌スクリュー２４を回転させる。

現像スクリュー２３と攪拌スクリュー２４とが回転することによって、現像剤は攪拌されながら現像容器２６内を循環搬送される。現像剤が攪拌されることに伴い、トナーが負極性に、キャリアが正極性に帯電する。現像スクリュー２３は現像室２７内において現像スリーブ２１の回転軸に沿って略平行に配置され、攪拌スクリュー２４は攪拌室２８内において現像スクリュー２３と略平行に配置される。現像スクリュー２３が回転すると、現像室２７内の現像剤は現像スクリュー２３の回転軸に沿って図３の左方から右方へと一方向に搬送される。他方、攪拌スクリュー２４が回転すると、攪拌室２８内の現像剤は攪拌スクリュー２４の回転軸に沿って図３の右方から左方へと一方向につまり現像室２７内の現像剤とは反対向きに搬送される。このようにして各スクリュー２３、２４の回転によって搬送される現像剤は、隔壁２５の両端部に設けられた開口部５１、５２を通じて、矢印Ｒ２で示した向きに現像室２７と攪拌室２８との間を循環搬送されることになる。

現像室２７の現像剤の搬送経路下流側の側壁にはトリクル方式による現像剤交換を行うために、排出部としての排出口５５が設けられている。排出口５５は、補給部としての現像剤補給装置９０から攪拌室２８に補給用現像剤が補給され余剰となった現像剤をオーバーフローさせて排出するために、現像剤が定常状態に至ったときの剤面高さにあわせた所定の高さ位置に設けられている。

現像装置１４では、現像室２７から現像スリーブ２１に現像剤を供給し、現像スリーブ２１上で現像に携わってトナー濃度の低下した現像剤は専ら攪拌室２８に回収される。回収された現像剤は攪拌室２８で補給用現像剤と十分に混合されてトナー濃度を回復してから現像室２７に戻され、現像スリーブ２１に再び担持され現像に用いられる。こうすると、現像スリーブ２１に担持される現像剤のトナー濃度は一定に確保されて、トナー濃度のばらつきに起因する画像濃度ムラが発生しないため、出力画像の画像品質の向上に貢献している。

攪拌スクリュー２４によって攪拌室２８を下流側に搬送された現像剤は、開口部５１下の空間を十分に満たすと現像室２７へ押し出され、現像スクリュー２３によって現像室２７を下流側に搬送されていく。また、現像剤の循環搬送と同時に、現像室２７内の現像剤の一部は回転する現像スリーブ２１に担持されて現像室２７から攪拌室２８へと順次に移動される。そのため、運転中、現像容器２６内の現像剤は開口部５１側が高い剤面Ｔ’の状態（定常状態）に維持される。

しかし、現像装置１４が停止すると、攪拌スクリュー２４によって現像室２７に押し上げられていた現像剤が攪拌室２８内へ落下すると同時に、現像スクリュー２３及び攪拌スクリュー２４の回転によって跳ね上げられていた現像剤が跳ね上げられなくなる。このため、現像装置１４が停止すると、図４に示すように、現像容器２６内の現像剤の剤面は、図中Ｔ”のように全体的に下がる。これは、現像剤が現像室２７及び攪拌室２８の底部に堆積した状態である。

現像装置１４が停止している状態から、画像形成ジョブを開始すると、現像剤の剤面は徐々に（例えば２．５秒程度で）図４に示す状態から図３に示す定常状態の剤面Ｔ’となる。そして、この剤面Ｔ’の状態を保ちながらトナー像が現像される。画像形成ジョブの実行中に、現像剤補給装置９０からキャリアを例えば１０％程度含む補給用現像剤が補給されると、剤面Ｔ’が上昇して、現像室２７に設けられた排出口５５から現像剤がオーバーフローする。排出口５５をすり切り状態で溢れ出た現像剤が現像容器２６外へと排出されることで、現像容器２６内の現像剤は適正量に維持される。

しかしながら、現像装置の起動／停止が短時間内に行われる例えば１枚など通紙枚数の少ない短時間の画像形成ジョブの実行時には、図４に示す剤面Ｔ”から図３に示す剤面Ｔ’に至らない状態のまま画像形成ジョブが終了する。その場合、排出口５５から余剰な現像剤がオーバーフローしない。排出口５５から現像剤がオーバーフローしなければ、現像容器２６内の現像剤は増え続ける。現像容器２６内の現像剤が増え続けると、攪拌室２８に現像剤が溜まり、現像スリーブ２１を伝わって現像室２７から攪拌室２８に移動する現像剤を攪拌室２８内に取り込めなくなる。その結果、画像形成装置本体内へ現像剤が溢れ出てしまう。

図２に戻り、制御手段としての制御部１００は、入力装置（ＰＣ、リーダー等）１０１から画像形成ジョブ（プリントジョブ）を受信し実行する。制御部１００は、現像スリーブ駆動部１０２や現像スクリュー駆動部１０３による現像スリーブ２１、現像スクリュー２３及び攪拌スクリュー２４の駆動を制御する。現像スリーブ駆動部１０２、現像スクリュー駆動部１０３は例えばモータである。現像スリーブ駆動部１０２の駆動力が現像スリーブギアに伝達されることにより、現像スリーブ２１は回転する。現像スクリュー駆動部１０３の駆動力が現像スクリューギア５３及び攪拌スクリューギア５４に伝達されることにより、現像スクリュー２３及び攪拌スクリュー２４は回転する。制御部１００は現像スリーブ駆動部１０２や現像スクリュー駆動部１０３を制御して、現像スリーブ２１と、現像スクリュー２３及び攪拌スクリュー２４との少なくともいずれかの駆動速度（一例として回転数）を変更することができる。詳しくは後述するが、制御部１００は、画像形成ジョブの現像駆動時間に関する情報に基づき、現像スリーブ２１と、現像スクリュー２３及び攪拌スクリュー２４との少なくともいずれか一方の駆動速度を変更する。なお、画像形成ジョブの現像駆動時間に関する情報は、連続して画像形成する記録材Ｓの枚数（画像形成ジョブのプリント枚数）もしくは現像スリーブ２１の駆動開始から終了までにかかる時間長、あるいは現像スリーブ２１の駆動開始からの経過時間を含む。

ここで、現像スリーブの駆動速度（回転数）と現像剤の剤面が定常状態となるまでの時間との関係について説明する。図５は、回転数を異ならせて現像スリーブを回転させたときの回転開始後からの現像容器内の剤面の変化を示す図である。図６は、プリントジョブの動作タイミングを示すタイミングチャートである。図６（ａ）はＡ４普通紙横送りでの一枚プリントジョブ、図６（ｂ）はＡ４普通紙横送りでの二枚プリントジョブを示す。この例では、現像スリーブ２１の通常回転数は５２０ｒｐｍに設定され、現像スクリュー２３（及び攪拌スクリュー２４）の通常回転数は８２２ｒｐｍに設定される。ここで、第一速度としての「通常回転数」は、記録材の種類、記録材のサイズや搬送向き、記録材の厚さなどの画像形成条件に応じた回転数が予め決められている。

図５に示すように、現像スリーブ２１を通常回転数（５２０ｒｐｍ）で駆動した場合、現像剤の剤面が定常状態（Ｔ´）となるまで、現像スリーブ２１の回転開始から２．５［ｓｅｃ］かかる。その後は、排出口５５から現像剤がオーバーフローすることで、現像剤の剤面が定常状態の剤面Ｔ’で安定する。つまり、現像スリーブ２１を通常回転数で駆動したときには、現像室内及び攪拌室内の現像剤の剤面が定常状態に至るまでに２．５［ｓｅｃ］以上必要であることが理解できる。一方、現像スリーブ２１を通常回転数よりも１０％遅い回転数（４６８ｒｐｍ)で駆動したときには、現像室内及び攪拌室内の現像剤の剤面は回転開始後１．０［ｓｅｃ］で定常状態の剤面Ｔ’に達している。つまり、通常回転数よりも１０％遅い回転数で現像スリーブ２１を駆動したときには、現像剤の剤面が定常状態に至るまでに１．０［ｓｅｃ］しかかからないことが理解できる。

図２を参照して図６（ａ）に示すように、前回転動作の開始から作像動作（画像形成動作）を経て後回転動作の終了までをまとめて、１回の画像形成ジョブ（プリントジョブ）と定義する。また、現像スリーブ２１又は現像スクリュー２３（及び攪拌スクリュー２４）を停止状態から起動して１乃至複数枚のプリントを実行して停止するまで、つまり駆動開始（オン）から駆動停止（オフ）されるまでの現像装置の駆動時間を現像駆動時間と定義する。

Ａ４横送り画像を一枚プリントする場合、感光ドラム１１に画像を作像するための準備動作として前回転動作が実行される。前回転動作では、感光ドラム１１及び中間転写ベルト３１（Ｄｒ＆ＩＴＢ駆動）に続いて、一次帯電器１２及び現像スリーブ２１に印加する電圧（帯電高圧及び現像高圧）を立ち上げる。次いで、現像スリーブ２１、現像スクリュー２３及び攪拌スクリュー２４の回転を立ち上げる。

前回転動作は合計１．０［ｓｅｃ］であり、その内、現像スリーブ２１が回転している時間は０．５［ｓｅｃ］である。現像スリーブ２１の回転数が安定しないと画像にムラが生じるので、準備動作として作像動作より０．５ｓｅｃ前に現像スリーブ２１の回転駆動を開始している。

前回転動作後、作像動作が実行される。作像動作では、Ａ４サイズ横の長さ分の０．５［ｓｅｃ］だけ露光がＯＮされた後、ＯＦＦされる。作像動作中、現像スリーブ２１、現像スクリュー２３、及び攪拌スクリュー２４は回転し続けて、感光ドラム１１に形成された静電像を可視化し続ける。

作像動作の終了（現像終了）後、感光ドラム１１及び現像装置１４を停止するための後回転動作を実施する。後回転動作では、前回転動作で立ち上げた各種駆動系および高圧電源系を停止する。感光ドラム１１に不必要な電圧変化跡が形成されないように、感光ドラム１１は最後に停止される。また、感光ドラム１１に不必要なトナーが付着するかぶりを抑制すべく、感光ドラム１１の帯電をＯＦＦした位置が現像スリーブ２１と対向する位置へ到達するまでに現像スリーブ２１に印加する電圧をＯＦＦする。

その結果、Ａ４サイズ横送りの一枚プリントジョブでは、現像スリーブ２１は１．０［ｓｅｃ］しか回転しない。そして、現像スリーブ２１が回転する期間を通じて、現像スクリュー２３及び攪拌スクリュー２４は回転し続け、現像スリーブ２１に電圧が印加され続ける。

図６（ｂ）に示すように、二枚プリントジョブの場合、一枚プリントジョブの作像時間が２倍になり、これに紙間（画像間隔）の時間が追加される。その結果、Ａ４サイズ横送りの二枚プリントジョブでも、現像スリーブ２１は１．６［ｓｅｃ］間しか回転しない。これからすると、Ａ４サイズ横送りのプリントジョブの場合に、現像室２７内の現像剤が定常状態に至る２．５［ｓｅｃ］以上の現像駆動時間がかかるのは、四枚以上のプリントジョブを行う時である。
０．５［ｓｅｃ］＋０．５［ｓｅｃ］＋（０．１＋０．５）［ｓｅｃ］×（４（枚）−１）＝２．８［ｓｅｃ］

以下では、現像装置の起動／停止が短時間のうちに行われても、現像装置内の現像剤を定常状態に至らせる制御について説明する。ただし、説明を理解しやすくするために、ここではＡ４普通紙横送りの場合を例に説明する。なお、既に述べたように、Ａ４普通紙横送りの場合、現像スリーブ２１の通常回転数は５２０ｒｐｍに設定され、現像スクリュー２３（及び攪拌スクリュー２４）の通常回転数は８２２ｒｐｍに設定される。

＜実施例１＞
図７は、実施例１の画像形成ジョブのフローチャートである。図２を参照して図７に示すように、制御部１００は、入力装置１０１から画像形成ジョブを受信すると画像形成ジョブを開始する（Ｓ１１）。制御部１００は、感光ドラム１１や中間転写ベルト３１の駆動、図示しない高圧電源回路のＯＮなどの前回転動作を開始する（Ｓ１２）。このとき、制御部１００は、感光ドラム１１や中間転写ベルト３１を画像形成条件に応じて予め決められている所定回転数で駆動する制御を行う。

制御部１００は、現像スリーブ駆動部１０２及び現像スクリュー駆動部１０３を通じて、現像スリーブ２１及び現像スクリュー２３を回転する現像駆動を開始する（Ｓ１３）。このとき、制御部１００は、現像スクリュー２３の回転数を画像形成条件に応じた通常回転数に設定する。すなわち、現像スクリュー２３の回転数は通常回転数（８２２ｒｐｍ）のまま変更しない。一方、制御部１００は、現像スリーブ２１の回転数を通常回転数（５２０ｒｐｍ）から、当該通常回転数よりも１０％遅い第二速度としての変更後回転数（４６８ｒｐｍ）に設定（変更）する。そして、制御部１００は、現像スリーブ２１を変更後回転数で駆動するように現像スリーブ駆動部１０２に対して指示し、現像スクリュー２３を通常回転数で駆動するように現像スクリュー駆動部１０３に対して指示する。制御部１００は、前回転動作に続いて、露光装置（１３：図１）による露光を開始して作像動作を実施させる（Ｓ１４）。

制御部１００は、ジョブが終了したか否かを判定する（Ｓ１５）。制御部１００は、ジョブが終了していない場合（Ｓ１５のＮｏ）、現像スリーブ２１の回転数を変更後回転数から通常回転数に戻す（Ｓ１６）。この場合、現像スリーブ２１の駆動開始から一枚目の現像終了までの時間が経過すると、現像スリーブ２１の回転数は変更後回転数から通常回転数に戻される。制御部１００は、変更後回転数から通常回転数に戻す制御を作像動作と作像動作の合間（紙間、図６参照）に行う。その後、制御部１００はＳ１４に戻ってＳ１４〜Ｓ１６の処理をジョブが終了するまで繰り返す。こうして、二枚目以降では、通常回転数で回転する現像スリーブ２１によって作像動作が行われる。

一方、制御部１００は、ジョブが終了した場合（Ｓ１５のＹｅｓ）、感光ドラム１１上の画像の現像動作が終わったタイミングで、現像スリーブ２１及び現像スクリュー２３の駆動を直ちに停止し、後回転動作を開始する（Ｓ１７）。制御部１００は後回転動作の終了後、ジョブ終了へ移行する（Ｓ１８）。これにより、本体動作が停止してジョブ終了となる。

実施例１では、一枚目の画像形成時つまりはジョブ開始後の最初（一回目）の画像形成のときに、必ず通常回転数よりも遅い変更後回転数で現像スリーブ２１を駆動し作像動作を行わせるようにした。すなわち、現像スリーブ２１の駆動開始からの経過時間が一枚目の現像終了に至るまでの所定値未満である間は、変更後回転数を用いる。現像スリーブ２１を変更後回転数で駆動すれば、現像スリーブ２１によって現像室２７から攪拌室２８へと移動される現像剤の量を、通常回転数で駆動したとき（以下、通常駆動時）よりも減らすことができる。そうすると、通常駆動時に比べ現像剤が定常状態に至るまでの時間を短くすることができる。具体的には、図５に示したように、２．５［ｓｅｃ］から１．０［ｓｅｃ］に短縮できる。そうであれば、比較的短時間のうちに現像容器２６内の現像剤の状態を、現像容器２６内の余剰な現像剤が排出口５５からオーバーフローされて外部へと排出され得る状態とすることができる。したがって、例えば図６（ａ）に示した現像駆動時間が１．０［ｓｅｃ］といった、現像装置の起動／停止が短時間のうちに行われる画像形成ジョブが行われても、現像容器２６内の余剰な現像剤は排出口５５からオーバーフローし得る。そのため、現像剤が定常状態とならない一枚プリントジョブを繰り返したとしても、現像装置１４内の現像剤は一定量に保たれてかつ現像剤の特性は常に同じ特性に維持される。また、現像スクリュー２３及び攪拌スクリュー２４の駆動時間を延長しないので、現像剤が無駄に攪拌されない。したがって、現像剤の劣化が進みにくい。さらには、感光ドラム１１の回転数を変更せずに現像スリーブ２１の回転数を変更するだけであるので、ダウンタイムを増加させることもない。

＜実施例２＞
通常回転数は現像性を鑑みて画像形成条件に応じた最適値であることから、一般的には通常回転数で現像スリーブ２１、現像スクリュー２３及び攪拌スクリュー２４を駆動するのがよい。そこで、実施例１では一枚目の画像形成後にすぐに現像スリーブ２１の回転数を変更後回転数から通常回転数に戻すようにしている。しかし、画像形成中に現像スリーブ２１の回転数を変更すると、変更前後で画像に差異が生じ得る。例えばベタ画像などの極端に濃度の高い画像を複数枚出力するような場合、二枚目以降と比べて一枚目の濃度が低くなり得る。そこで、実施例２に、連続して複数枚（ここでは四枚以上）の画像形成を行う場合に、一枚目の画像と二枚目以降の画像との間に差異を生じさせないための制御を示す。図８は、実施例２の画像形成ジョブのフローチャートである。

図２を参照して図８に示すように、制御部１００は、入力装置１０１から画像形成ジョブを受信すると画像形成ジョブを開始する（Ｓ２１）。制御部１００は、感光ドラム１１や中間転写ベルト３１の駆動、高圧電源回路のＯＮなどを開始する（Ｓ２２）。このとき、制御部１００は感光ドラム１１や中間転写ベルト３１を所定回転数で駆動する制御を行う。制御部１００は、現像駆動時間が所定値以上（ここでは２．５［ｓｅｃ］以上）必要な画像形成ジョブであるか否かを判定する（Ｓ２３）。本実施例に示すＡ４普通紙横送りのプリントジョブの場合、現像駆動時間を時間長２．５［ｓｅｃ］以上必要とするのは四枚以上の画像を出力する場合である。制御部１００は、現像駆動時間が所定値未満（ここでは２．５［ｓｅｃ］未満）の画像形成ジョブ（例えば一枚プリント）である場合（Ｓ２３のＮｏ）、Ｓ２７〜Ｓ３０までの処理を実行する。これらの処理は実施例１のＳ１３〜Ｓ１６（図７参照）に対応した処理であるから、ここでの説明を省略する。

制御部１００は、現像駆動時間を２．５［ｓｅｃ］以上必要とする画像形成ジョブである場合（Ｓ２３のＹｅｓ）、現像スリーブ２１及び現像スクリュー２３を回転する現像駆動を開始する（Ｓ２４）。このとき、現像スリーブ２１の回転数は通常回転数（５２０ｒｐｍ）に設定される。勿論、現像スクリュー２３の回転数は通常回転数（８２２ｒｐｍ）に設定される。制御部１００は、前回転動作に続いて、露光装置（１３：図１）による露光を開始して作像動作を実施させる（Ｓ２５）。

制御部１００は、ジョブが終了したか否かを判定する（Ｓ２６）。制御部１００は、ジョブが終了した場合（Ｓ２６のＹｅｓ又はＳ２９のＹｅｓ）、Ｓ３１の処理を実行する。すなわち、感光ドラム１１上の画像の後端部の現像動作が終わったタイミングで、現像スリーブ２１及び現像スクリュー２３の駆動を直ちに停止し、後回転動作を開始する（Ｓ３１）。制御部１００は後回転動作の終了後、ジョブ終了へ移行する（Ｓ３２）。

実施例２によれば、現像駆動時間に２．５［ｓｅｃ］以上かかる場合、一枚目の現像スリーブ２１の回転数を変更後回転数に変更しないので、画像形成中に現像スリーブ２１の回転数が変更されない。したがって、一枚目とそれ以降とで差異のない安定した複数枚の画像を得ることができる。また、現像駆動時間に２．５［ｓｅｃ］以上かかることからすれば、現像スリーブ２１の回転数を変更後回転数に変更せずとも通常回転数のままで、現像剤は定常状態に至って排出口５５からオーバーフローし得る（図５参照）。なお、現像駆動時間に２．５［ｓｅｃ］以上かからない場合は実施例１と同様の制御を行うので、実施例１と同様の効果が得られる。

＜実施例３＞
ところで、現像装置１４の中には、記録材の種類に応じて複数の異なる通常回転数を使い分けて現像スリーブ２１を駆動する、所謂複数プロセススピードに対応した装置がある。例えば、普通紙の場合には５２０ｒｐｍ、厚紙の場合には２６０ｒｐｍの各通常回転数の使い分けが行われる。そこで、実施例３として複数プロセススピードに対応した装置に適用可能な画像形成ジョブを示す。図９は、実施例３の画像形成ジョブのフローチャートである。

図２を参照して図９に示すように、制御部１００は、入力装置１０１から画像形成ジョブを受信すると画像形成ジョブを開始する（Ｓ４１）。制御部１００は、記録材の一枚の重さ（坪量）が１０５ｇ以下であるか否かを判定する（Ｓ４２）。この判定は、例えば、ユーザが不図示の操作部やパーソナルコンピュータなどの外部端末で設定した紙種に基づいて行う。勿論、この条件は一例でありこれに限らない。制御部１００は、記録材の一枚の重さが１０５ｇ以下（例えば普通紙）である場合（Ｓ４２のＹｅｓ）に「等速処理」（Ｓ４３〜Ｓ５１）を実行する。制御部１００は、記録材の一枚の重さが１０５ｇ以下でない（例えば厚紙の）場合（Ｓ４２のＮｏ）に「１／２速処理」（Ｓ５２〜Ｓ６０）を実行する。これらの処理後、感光ドラム１１上の画像の後端部の現像動作が終わったタイミングで、現像スリーブ２１及び現像スクリュー２３の回転駆動を直ちに停止し、後回転動作を開始する（Ｓ６１）。制御部１００は後回転動作の終了後、ジョブ終了へ移行する（Ｓ６２）。

まず、「等速処理」（Ｓ４３〜Ｓ５１）について説明する。制御部１００は、感光ドラム１１や中間転写ベルト３１の駆動、図示しない高圧電源回路のＯＮなどを開始する（Ｓ４３）。その後、制御部１００はＳ４４〜Ｓ５１までの処理を実行する。これらの処理は実施例２のＳ２３〜Ｓ３０（図８参照）に対応した処理であるから、ここでの説明を省略する。

「１／２速処理」（Ｓ５２〜Ｓ６０）について説明する。制御部１００は、感光ドラム１１や中間転写ベルト３１の駆動、図示しない高圧電源回路のＯＮなどを開始する（Ｓ５２）。このとき、制御部１００は、感光ドラム１１や中間転写ベルト３１を「等速処理」に比較して「１／２速」の回転数で駆動する制御を行う。制御部１００は、Ｓ５３〜Ｓ６０までの処理を実行する。これらの各処理は実施例２のＳ２３〜Ｓ３０（図８参照）に対応した処理である。ただし、この「１／２速」処理の場合、制御部１００は現像スリーブ２１の通常回転数を「等速処理」時の「１／２速」つまり２６０ｒｐｍに設定し、現像スクリュー２３の回転数を４１１ｒｐｍに設定する（Ｓ５４）。このとき、制御部１００は、現像スクリュー２３及び攪拌スクリュー２４についても、「等速処理」に比較して「１／２速」の回転数で駆動する。そして、制御部１００は、現像スリーブ２１の変更後回転数として通常回転数よりも１０％遅い２３４ｒｐｍに変更する（Ｓ５７）。また、制御部１００は、現像スリーブ２１の回転数を２３４ｒｐｍから２６０ｒｐｍに戻す（Ｓ６０）。

このように、現像装置１４が複数のプロセススピードに対応している場合、その時々の通常回転数にあわせて変更後回転数が決まり、これに基づき現像スリーブ２１を駆動する。こうすることにより、「等速処理」時は勿論のこと「１／２速処理」時でも実施例１と同様の効果が得られる。

＜実施例４＞
上述した実施例１〜実施例３は、現像スリーブ２１の回転数を通常回転数よりも遅い回転数に変更する例を示したがこれに限らない。現像剤を定常状態に至らせるまでの時間を短くするには、現像スリーブ２１の回転数を変更することなく、現像スクリュー２３や攪拌スクリュー２４の回転数を通常回転数よりも速い回転数に変更することによっても実現可能である。

ここで、現像スクリューの駆動速度（回転数）と現像剤の剤面が定常状態となるまでの時間との関係について説明する。なお、攪拌スクリューは現像スクリューと同じ駆動速度である。図１０は、回転数を異ならせて現像スクリューを回転させたときの回転開始後からの現像容器内の剤面の変化を示す図である。図１０に示すように、現像スクリュー２３を通常回転数（８２２ｒｐｍ）で駆動した場合、現像剤の剤面が定常状態（Ｔ’）となるまで、現像スクリュー２３の回転開始から２．５［ｓｅｃ］かかる。その後は、排出口５５から現像剤がオーバーフローすることで、現像剤の剤面が定常状態の剤面Ｔ’で安定する。つまり、現像スクリュー２３を通常回転数で回転駆動したときには、現像室内及び攪拌室内の現像剤の剤面が定常状態に至るまでに２．５［ｓｅｃ］以上必要であることが理解できる。一方、現像スクリュー２３を通常回転数よりも１５％速い回転数（９４５ｒｐｍ)で駆動したときには、現像室内及び攪拌室内の現像剤の剤面は回転開始後１．０［ｓｅｃ］で定常状態の剤面Ｔ’に達している。つまり、通常回転数よりも１５％速い回転数では、現像剤の剤面が定常状態に至るまでに１．０［ｓｅｃ］しかかからないことが理解できる。

そこで、実施例４は、現像スクリュー２３の回転数を通常回転数よりも速い回転数に変更することで、短時間のうちに現像室２７内の現像剤を定常状態に至らせるための制御を示す。図１１は、実施例４の画像形成ジョブのフローチャートである。

図２を参照して図１１に示すように、制御部１００は、入力装置１０１から画像形成ジョブを受信すると画像形成ジョブを開始する（Ｓ７１）。制御部１００は、感光ドラム１１や中間転写ベルト３１の駆動、高圧電源回路のＯＮなどを開始する（Ｓ７２）。

制御部１００は、現像駆動時間が所定値以上（ここでは２．５［ｓｅｃ］以上）必要な画像形成ジョブであるか否かを判定する（Ｓ７３）。制御部１００は、現像駆動時間を２．５［ｓｅｃ］以上必要とする画像形成ジョブである場合（Ｓ７３のＹｅｓ）、Ｓ７４の処理を実行する。すなわち、制御部１００は、現像スリーブ駆動部１０２及び現像スクリュー駆動部１０３を通じて、現像スリーブ２１及び現像スクリュー２３を回転する現像駆動を開始する（Ｓ７４）。このとき、現像スクリュー２３の回転数は通常回転数（８２２ｒｐｍ）に設定される。勿論、現像スリーブ２１の回転数は通常回転数（５２０ｒｐｍ）に設定される。制御部１００は、前回転動作に続いて、露光装置（１３：図１）による露光を開始して作像動作を実施させる（Ｓ７５）。制御部１００は、ジョブが終了したか否かを判定する（Ｓ７６）。制御部１００は、ジョブが終了していない場合（Ｓ７６のＮｏ）、Ｓ７５に戻ってＳ７５とＳ７６の処理を繰り返す。制御部１００は、当該画像形成ジョブにおけるすべてのプリントが終了した場合（Ｓ７６のＹｅｓ）、Ｓ８１の処理へ進む。

一方、制御部１００は、現像駆動時間が所定値未満（ここでは２．５［ｓｅｃ］未満）の画像形成ジョブである場合（Ｓ７３のＮｏ）、Ｓ７７の処理を実行する。すなわち、制御部１００は、現像スリーブ駆動部１０２及び現像スクリュー駆動部１０３を通じて、現像スリーブ２１及び現像スクリュー２３を回転する現像駆動を開始する（Ｓ７７）。このとき、制御部１００は、現像スリーブ２１の回転数を画像形成条件に応じた通常回転数に設定する。すなわち、現像スリーブ２１の回転数は通常回転数（５２０ｒｐｍ）のまま変更しない。一方、制御部１００は、現像スクリュー２３の回転数を通常回転数（８２２ｒｐｍ）から、当該通常回転数よりも１５％速い第二速度としての変更後回転数（９４５ｒｐｍ）に設定（変更）する。そして、制御部１００は、現像スリーブ２１を通常回転数で駆動するように現像スリーブ駆動部１０２に対して指示し、現像スクリュー２３を変更後回転数で駆動するように現像スクリュー駆動部１０３に対して指示する。制御部１００は、前回転動作に続いて、露光装置（１３：図１）による露光を開始して作像動作を実施させる（Ｓ７８）。制御部１００は、ジョブが終了したか否かを判定する（Ｓ７９）。

制御部１００は、ジョブが終了していない場合（Ｓ７９のＮｏ）、現像スクリュー２３の回転数を変更後回転数から通常回転数に戻す（Ｓ８０）。制御部１００は、変更後回転数から通常回転数に戻す制御を作像動作と作像動作の合間（紙間、図６参照）に行う。その後、制御部１００はＳ７８に戻ってＳ７８〜Ｓ８０の処理をジョブが終了するまで繰り返す。制御部１００は、ジョブが終了した場合（Ｓ７９のＹｅｓ）にＳ８１の処理へ進む。

制御部１００は、感光ドラム１１上の画像の現像動作が終わったタイミングで、現像スリーブ２１及び現像スクリュー２３の回転駆動を直ちに停止し、後回転動作を開始する（Ｓ８１）。制御部１００は後回転動作の終了後、ジョブ終了へ移行する（Ｓ８２）。

これによれば、現像スクリュー２３（及び攪拌スクリュー２４）を通常回転数よりも速い回転数で駆動しても、実施例１さらには実施例２と同様の効果が得られる。

なお、上述した実施例では、現像駆動時間が所定時間以上（２．５［ｓｅｃ］）必要な画像形成ジョブであるか否かによって、スリーブ回転数又はスクリュー回転数を通常回転数に設定するか、変更後回転数に設定するかを判定する例を示したがこれに限らない。例えば、連続して画像形成する記録材が四枚以上（上記Ａ４普通紙横送りの場合）であるか否かに応じて、スリーブ回転数又はスクリュー回転数を通常回転数に設定するか、変更後回転数に設定するかの判定を行うようにしてもよい。つまり、現像スリーブ２１の駆動開始から終了までにかかる時間長もしくは連続して画像形成する記録材の枚数に基づき、スリーブ回転数又はスクリュー回転数を、通常回転数又は変更後回転数のいずれかに設定すればよい。

なお、上述した実施例では、現像スクリュー２３を駆動すると攪拌スクリュー２４も駆動される例を示したがこれに限らず、現像スクリュー２３と攪拌スクリュー２４とを別々に駆動できるようにしてあってもよい。この場合も、現像スクリューと２３と攪拌スクリュー２４とを同じ速度で駆動する。

なお、上述した実施例では、現像容器が現像室と攪拌室とに上下に区画されている縦攪拌型現像装置を例に説明したが、この構成に限定されない。すなわち、現像室と攪拌室が水平方向に区画され、現像スリーブに現像剤を供給する室と、現像スリーブから現像剤を回収する室と、に各々機能分離した構成についても本発明を適用することは可能である。

１…画像形成装置、１１…感光ドラム、１４…現像装置、２１…現像スリーブ
２３…現像スクリュー、２４…攪拌スクリュー、２６…現像容器、２７…現像室
２８…攪拌室、５５…排出口、９０…現像剤補給装置、１００…制御部
１０２…現像スリーブ駆動部、１０３…現像スクリュー駆動部

Claims (1)

1. 静電像が形成される像担持体と、
   現像剤を担持して前記像担持体の静電像を現像する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に現像剤を供給する第一室と、
   前記第一室に連通して現像剤の循環経路を形成し前記第一室との間で現像剤を受け渡すと共に、前記現像剤担持体に担持された現像剤を回収する第二室と、
   前記循環経路の現像剤を循環搬送する搬送手段と、
   前記第一室又は前記第二室の所定の高さ位置に設けられて、前記循環経路の余剰な現像剤をオーバーフローさせる排出部と、
   画像形成ジョブの入力毎に停止状態の前記現像剤担持体及び前記搬送手段を駆動開始する際に、画像形成する記録材の枚数が所定枚数未満の場合は、前記現像剤担持体の駆動開始から静電像の現像を終了する前記現像剤担持体の駆動停止までに、前記排出部が設けられている室内の現像剤の剤面の高さを、前記排出部から現像剤をオーバーフローさせる高さまで高くするように、前記現像剤担持体の駆動速度を、画像形成する記録材の枚数が前記所定枚数以上の場合の第一速度よりも遅い第二速度に設定する制御手段と、を備える、
   ことを特徴とする画像形成装置。

Images