JPH11174844A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長時間の使用のない後に使用したり、高湿下
に使用する際、所定以上の帯電量に保たれた状態のトナ
ーを使用できるようにして、トナーの帯電量不足や不安
定化に起因する白地部へのトナー付着の増加、画質の劣
化を等を防止し、高品質な画像を得ることを可能とした
現像装置を提供することである。 【解決手段】 現像装置１０の現像容器４に、時刻を計
測するタイマー７と、画像出力の日時およびそれからの
経過時間を記憶するメモリ８とを設置し、現像装置１０
の使用後の使用しなかった時間、すなわち前回の出力時
からの経過時間が所定の１５０時間に達したときに、画
像形成の実行とは関係なく、ＣＰＵ１１から現像装置１
０に指令を出して、現像スリーブ２を２分間回転（空回
転）させ、現像容器４内の磁性トナー５を摩擦帯電させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式ある
いは静電記録方式を採用した画像形成装置において、電
子写真感光体あるいは静電記録誘電体等の像担持体上に
形成した静電潜像を可視化する現像装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式等を利用した画像形
成装置では、像担持体としての感光ドラム表面に静電潜
像を形成し、その潜像を現像装置により現像剤を用いて
現像して、トナー像として可視化している。

【０００３】現像剤として一成分系現像剤の磁性トナー
を用いる現像装置は、トナー粒子相互の摩擦、現像剤担
持体としての現像スリーブ表面と、その現像スリーブ上
のトナーの層厚を規制するブレードとの間における摩擦
により、感光ドラム上に形成された静電潜像と逆極性の
電荷をトナーに与え、この電荷を付与されたトナーをブ
レードによる規制で現像スリーブ上に極めて薄く塗布
し、現像スリーブの回転により感光ドラムとの対向部に
形成される現像領域に搬送する。そして、現像領域で、
現像スリーブ内に配置された磁石による磁界と、感光ド
ラムと現像スリーブとの間に印加した現像バイアス電圧
による電界とにより、現像スリーブ上の磁性トナーを感
光ドラム上の潜像に飛翔させて付着し、潜像をトナー像
として可視化するものである。

【０００４】感光ドラム上に得られたトナー像は、必要
に応じて紙等の転写材に転写された後、加熱、加圧ある
いは溶剤蒸気などにより定着して、複写物が得られる。

【０００５】上記の磁性トナーを用いる現像装置の現像
する方法は、特開昭５４−４３０３６号におけるもので
あるが、この方法によれば、磁性トナーを現像スリーブ
上に極めて薄く塗布するので、トナーと現像スリーブと
の接触する機械が増し、トナーの十分な摩擦帯電が可能
になったこと、磁石の磁力によってトナーを現像スリー
ブ上に支持し、かつ磁石とトナーを相対的に移動するこ
とにより、トナーの粒子間の凝集を解くとともにトナー
を現像スリーブと十分に摩擦できる現像スリーブ上に支
持したトナーを感光ドラム表面に接触させることなく対
向させて、感光ドラム上の潜像を現像することにより、
白地部へのトナーの付着（カブリ）を防止できることな
どにより、高品質な画像が得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の現像装置は、その使用間隔、湿度条件等によって、
その性能が影響を受けることがある。

【０００７】たとえば長期間にわたり画像を出力しない
場合、現像装置に収容したトナーの帯電量が減少して、
画質の劣化や白地部に付着するトナーの増加などの不都
合を生じる。また、高湿環境下でトナーの流動性が低下
した状態等では、トナーの帯電量が減少し、同様の現象
を引き起こす。さらに、複写を重ねるにつれて、トナー
が現像スリーブと繰り返し摩擦されると、トナーが劣化
して帯電量が不安定になり、同様に画質の劣化につなが
る。

【０００８】このようなことから、以上の問題を防止す
る様々な提案がなされてきたが、未だこれらの問題を十
全に解決できる技術は得られていなのが現状である。

【０００９】従って、本発明の目的は、長時間の使用の
ない後に使用したり、高湿下に使用する際、所定以上の
帯電量に保たれた状態のトナーを使用できるようにし
て、トナーの帯電量不足や不安定化に起因する白地部へ
のトナー付着の増加、画質の劣化を等を防止し、高品質
な画像を得ることを可能とした現像装置を提供すること
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にか
かる画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明
は、現像剤担持体上に現像剤を担持して、像担持体と対
向した現像領域へ搬送し、像担持体上に形成された静電
潜像を現像する現像装置において、時刻を計測する計測
手段と、該計測手段による計測に基づき、画像を出力し
たときの日時およびそれからの経過時間を記憶する記憶
手段と、経過時間の情報に基づき現像剤担持体への回転
指令を行う制御手段とを有し、前回画像を出力した日時
から現像装置を使用せずに経過した経過時間が所定の時
間に達したときに、前記現像剤担持体を所定時間だけ空
回転させることを特徴とする現像装置である。

【００１１】本発明よれば、前記現像剤担持体の空回転
時に現像装置の電源が投入されていないときは、現像装
置への電源の投入があった直後に、現像剤担持体の空回
転を行うことができる。もしくは、前記現像剤担持体の
空回転時に現像装置の電源が投入されていないときは、
現像装置の電源への投入があった後の最初の画像形成の
開始直前に、前記現像剤担持体の空回転を行うことがで
きる。また、前回画像を出力した日時から現像装置を使
用せずに経過した経過時間が、段階的に設定した所定の
各時間に達したときに、前記現像剤担持体を前記段階に
設定した所定の各時間に対応して設定した各所定時間だ
け空回転させることができる。

【００１２】本発明の他の一態様は、現像剤担持体上に
現像剤を担持して、像担持体と対向した現像領域へ搬送
し、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装
置において、時刻を計測する計測手段と、該計測手段に
よる計測に基づき、画像を出力したときの日時およびそ
れからの経過時間を記憶する記憶手段と、雰囲気の湿度
を検知する検知手段と、経過時間および湿度の情報に基
づき現像剤担持体への回転指令を行う制御手段とを有
し、雰囲気の湿度が所定湿度以上で、かつ前回画像を出
力した日時から現像装置を使用せずに経過した経過時間
が所定の時間に達したときに、前記現像剤担持体を所定
時間だけ空回転させることを特徴とする現像装置であ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に即
して詳細に説明する。

【００１４】実施例１ 図１は、本発明の現像装置の一実施例の概略構成を示す
断面図、図２は、図１の現像装置を設置した画像形成装
置を示す断面図である。

【００１５】まず、画像形成装置について説明する。本
画像形成装置は、図２に示すように、像担持体としての
ドラム状の電子写真感光体、すなわち感光ドラム１を有
し、その周囲に、帯電ローラ１２、図示しない露光装
置、現像装置１０、転写ローラ１５およびクリーナ１７
を備え、さらに定着装置１６を備えている。

【００１６】画像形成をするには、感光ドラム１が矢印
Ａ方向に回転し、その感光ドラム１の表面を帯電ローラ
２により一様に帯電し、露光装置からの像露光３を施し
て感光ドラム３の表面に静電潜像を形成する。そして、
この潜像を現像装置５により現像してトナー像として可
視化し、得られたトナー像を感光ドラム１に供給された
転写材Ｐ上に転写ローラ１５の作用により転写し、トナ
ー像が転写された転写材Ｐを感光ドラム１〜分離して定
着装置１６に送り、そこで加熱および加圧することによ
り、トナー像を転写材Ｐに定着して複写物が得られ、画
像形成が終了する。

【００１７】本実施例によれば、現像装置１０は、図１
に示すように、磁性一成分現像剤の磁性トナー５を収容
した現像容器４を備え、この現像容器４の感光ドラム１
と対面した開口部には、現像剤担持体としての現像スリ
ーブ２が配設されている。現像スリーブ２は、感光ドラ
ム１と所定の間隙をあけて配置され、矢印Ａ方向に回転
する感光ドラム１に対し対向部が同方向に移動する向き
の矢印Ｂ方向に回転される。

【００１８】現像スリーブ２の内側には、複数の磁極を
有するローラ状の永久磁石３が非回転に配置されてい
る。また現像スリーブ２の上方の現像容器４の部分に
は、現像剤層厚規制部材として磁性および導電性を有す
るドクターブレード６が取り付けられ、このドクターブ
レード６は、磁石３の頂部上の磁極Ｎ（規制極）にほぼ
対向した位置で、現像スリーブ２の表面と約２００μｍ
の間隔をあけて配置されている。ドクターブレード６の
代わりに、永久磁石を磁石３の規制極Ｎに対向配置して
現像剤規制部材とすることもできる。

【００１９】上記の現像装置が起動して、現像スリーブ
２が矢印Ｂ方向に回転すると、現像容器４内に収容され
た磁性トナー５に、トナー同士の摩擦および現像スリー
ブ２の表面との摩擦によって、感光ドラム１上に形成さ
れた静電潜像と逆極性の帯電電荷が付与される。電荷を
付与されたトナー５は、磁石３の容器４の内方の磁極Ｓ
（汲み上げ極）の磁力によって現像スリーブ２上に汲み
上げられ、担持される。

【００２０】現像スリーブ２上に担持された磁性トナー
５は、現像スリーブ２の回転にともないドクターブレー
ド６に搬送され、ブレード６と現像スリーブ２との間で
さらに摩擦により帯電電荷を付与されるとともに、磁石
３の規制極Ｎとブレード６との間の磁力により磁気的に
層厚を規制され、現像スリーブ２上に均一に約１００μ
ｍの層厚の薄層のトナー層に塗布される。

【００２１】薄層に塗布された磁性トナー５は、現像ス
リーブ２の回転により感光ドラム１と対向した現像領域
へ搬送され、磁石３の現像領域に位置した磁極Ｓ（現像
極）による磁界と、現像スリーブ２と感光ドラム１との
間に印加した現像バイアス電圧による電界の作用によ
り、トナー５が感光ドラム１上の静電潜像に飛翔して付
着し、潜像がトナー像として現像される。現像バイアス
電圧に交流電圧を重畳しておくことにより、現像領域の
トナー５を現像スリーブ２と感光ドラム１との間で往復
飛翔させながら、潜像を現像するようにしてもよい。

【００２２】しかしながら、現像装置１０は、使用間隔
によってその性能が影響を受け、長期間にわたり画像を
出力しない場合、収容したトナー５の帯電量が減少し
て、画質の劣化や白地部に付着するトナーの増加などの
不都合を生じる。

【００２３】そこで、本実施例では、図１に示すよう
に、現像装置１０の現像容器４に、時刻を計測するタイ
マー７と、画像を出力したときの日時およびそれからの
経過時間を記憶するメモリ８とを設置し、測定装置でメ
モリ８から前回の出力時からの経過時間を読み出すこと
により、前回の出力時からの経過時間を測定可能とし
た。本例では、図１に示すように、画像形成装置に備え
ている制御用ＣＰＵ１１を経過時間の測定装置に利用し
た。

【００２４】そして、現像装置１０を使用した後、使用
しなかった時間、すなわち前回の出力時からの経過時間
が所定の長時間、たとえば１５０時間に達したときに、
ＣＰＵ１１から現像装置１０に指令を出して、所定の短
時間、たとえば２分間、画像形成の実行とは関係なく現
像スリーブ２を回転、つまり空回転させ、現像容器４内
に収容されている磁性トナー５を摩擦帯電させる。

【００２５】この１５０時間に達したとき、現像装置１
０への電源が投入されていないとき、つまり画像形成装
置がオンされていない場合は、オンされた直後に現像ス
リーブ２を２分間回転させるようにする。

【００２６】本実施例によれば、現像装置１０を長時間
使用しないことがあっても、現像装置１０を使用すると
きには、トナー５の帯電量が摩擦帯電により所定以上に
保たれた状態になっているので、白地部に付着するトナ
ーもなく、カブリ等のない高品質な画像を常に安定して
得ることができる。

【００２７】本実施例の現像装置における長期放置後お
よび高湿下のトナーの摩擦帯電性、帯電安定性性、得ら
れた画像の濃度維持性、カブリおよび高精細性について
調べた結果を表１に示す。比較のために、長時間の使用
がない現像装置を使用するときに、トナーに現像スリー
ブの回転による所定量以上の帯電量がない、従来の現像
装置の場合についても、同様に上記項目について調べ
た。結果を表１に示す。

【００２８】表１において、記号は、◎：非常に良好、
○：良好、△：普通を示す。また上段が長期放置後の場
合、下段が高湿下の場合である。

【００２９】

【表１】

【００３０】以上では、メモリ８からの読み出しによる
前回の出力時からの経過時間を測定する測定装置、およ
び現像スリーブ２を回転させる制御装置として、画像形
成装置に備えている制御用ＣＰＵ１１を利用したが、こ
れらの装置を現像装置１０に専用に備えさせてもよい。

【００３１】実施例２ 実施例１では、前回の出力時から１５０時間経過した時
点で、画像形成装置の電源がオンされていない場合、そ
の１５０時間経過後に電源がオンされた直後に速やかに
現像スリーブ２を回転させるようにしたが、本実施例２
では、１５０時間経過後の電源のオン後、その直後であ
ろうと否と、１５０時間経過後の最初の画像形成の直前
に現像スリーブ２を２分間回転させるようにした。

【００３２】本実施例におけるトナーの摩擦帯電性等の
結果を表１に示す。

【００３３】本実施例によっても、長時間使用しなかっ
た現像装置１０を使用するときには、トナー５の帯電量
が摩擦帯電により所定以上に保たれた状態になっている
ので、同様に、白地部に付着するトナーもなく、カブリ
等のない高品質な画像を常に安定して得ることができ
る。

【００３４】実施例３ 本実施例３では、前回の出力時から次回現像装置あるい
は画像形成装置の電源がオンされるまでの経過時間を測
定して、経過時間が５０時間以上１００時間以下のとき
は、現像スリーブ２を１分間回転し、１００時間以上１
５０時間以下のときは、１．５分間回転し、１５０時間
以上５００時間以下のときは２分間回転し、５００時間
以上のときは４分間回転するようにした。

【００３５】本実施例におけるトナーの摩擦帯電性等の
結果を表１に示す。

【００３６】本実施例によっても、長時間使用しなかっ
た現像装置１０を使用するときには、トナー５の帯電量
が摩擦帯電により所定以上に保たれた状態になっている
ので、同様に、白地部に付着するトナーもなく、カブリ
等のない高品質な画像を常に安定して得ることができ
る。

【００３７】実施例４ 本実施例４では、実施例３と同様、前回の出力時からの
経過時間を測定して、経過時間が５０時間〜１００時間
のとき、現像スリーブ２を１分間回転し、１００時間〜
１５０時間のとき１．５分間回転し、１５０時間〜５０
０時間のとき２分間回転し、５００時間以上のとき４分
間回転するが、この現像スリーブ２の回転（空回転）
後、さらに現像スリーブ２を現像に使用し、現像スリー
ブ２を１回転以上回転してベタ黒画像を現像させた。

【００３８】本実施例におけるトナーの摩擦帯電性等の
結果を表１に示す。

【００３９】本実施例によれば、長時間使用しなかった
現像装置１０の現像スリーブ２を回転してトナー５を摩
擦帯電するとともに、現像スリーブ２の１回転分の現像
により現像スリーブ２上に付着し続けている劣化したト
ナーを除去するので、長時間使用しなかった現像装置１
０を使用するときには、現像スリーブ２上のトナー５の
帯電量を所定以上に保たれた状態にしておくことがより
確実にでき、同様に、白地部に付着するトナーもなく、
カブリ等のない高品質な画像を常に安定して得ることが
できる。

【００４０】実施例５ トナーの帯電量は湿度によっても影響を受け、高湿環境
下でトナーの流動性が低下した状態等では、トナーの帯
電量が減少する。そこで、本実施例では、これにも対処
できるようにするために、図１に示すように、現像装置
１０の現像容器４にさらに湿度センサー９を設置し、現
像装置１０の周囲の雰囲気、つまり画像形成装置内の雰
囲気の湿度を検知できるようにした。湿度センサー９で
測定した湿度は、ＣＰＵ１１により読み出して、現像ス
リーブ２の回転制御に使用される。

【００４１】本実施例によれば、タイマー７および８に
より前回の出力時からの経過時間を測定するとともに、
湿度センサー９で雰囲気の湿度を測定して、雰囲気の湿
度が７０％以上で、前回出力時からの経過時間が７５時
間以上に達した時点で、画像形成の実行とは関係なく、
現像スリーブ２を２分間回転させ、現像容器４内に収容
されている磁性トナー５を摩擦帯電させる。

【００４２】本実施例におけるトナーの摩擦帯電性等の
結果を表１に示す。

【００４３】本実施例によっても、長時間使用しなかっ
た現像装置１０を使用するときには、トナー５の帯電量
が摩擦帯電により所定以上に保たれた状態になっている
ので、同様に、白地部に付着するトナーもなく、カブリ
等のない高品質な画像を常に安定して得ることができ
る。

【００４４】以上では、現像装置１０に湿度センサー９
を設置したが、画像形成装置本体に湿度センサーが設置
されていれば、それを利用することができ、必ずしも現
像装置１０に専用に設置する必要はない。

【００４５】実施例６ 本実施例では、湿度７０％以上でかつ前回の出力時から
７５時間以上経過した時点で、画像形成装置の電源がオ
ンされていない場合、その７５時間経過後の電源がオン
された後、最初の画像形成の直前に現像スリーブ２を２
分間回転させるようにした。

【００４６】本実施例におけるトナーの摩擦帯電性等の
結果を表１に示す。

【００４７】本実施例によっても、長時間使用しなかっ
た現像装置１０を使用するときには、トナー５の帯電量
が摩擦帯電により所定以上に保たれた状態になっている
ので、同様に、白地部に付着するトナーもなく、カブリ
等のない高品質な画像を常に安定して得ることができ
る。

【００４８】実施例７ 本実施例７では、前回の出力時からの経過時間および雰
囲気の湿度を測定して、湿度が７０％以下では経過時間
が１５０時間以上のとき、湿度が７０％以上８５％以下
では経過時間が７５時間以上のとき、そして湿度が８５
％以上では経過時間が５０時間以上のとき、現像スリー
ブ２を２分間回転した。

【００４９】本実施例におけるトナーの摩擦帯電性等の
結果を表１に示す。

【００５０】本実施例によっても、長時間使用しなかっ
た現像装置１０を使用するときには、トナー５の帯電量
が摩擦帯電により所定以上に保たれた状態になっている
ので、同様に、白地部に付着するトナーもなく、カブリ
等のない高品質な画像を常に安定して得ることができ
る。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
現像装置に、時刻を計測する計測手段と、該計測手段に
よる計測に基づき、画像を出力したときの日時およびそ
れからの経過時間を記憶する記憶手段と、現像剤担持体
への回転指令を行う制御手段とを設置するか、もしくは
さらに雰囲気の湿度を検知する検知手段を設置して、前
回画像を出力した日時から現像装置を使用せずに経過し
た経過時間が所定の時間に達したときに、もしくは雰囲
気の湿度が所定湿度以上で、かつ前回画像を出力した日
時から現像装置を使用せずに経過した経過時間が所定の
時間に達したときに、現像剤担持体を所定時間だけ空回
転させるようにしたので、長期間にわたる繰り返しの画
像形成により、トナーが劣化して帯電量の減少速度が速
まっている状況でも、常に現像剤担持体上に担持したト
ナーの帯電状態を安定化し、現像特性が変動することの
ない、耐久性、安定性に優れた現像装置を提供すること
ができ、また高湿下においてもトナーに均一な摩擦電荷
量を保持させることができ、画像の濃度が低下せず、さ
らに鮮明でカブリがなく、高精細な高品質の画像を再現
性よく得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一実施例を示す概略構成図
である。

【図２】図の現像装置を設置した画像形成装置を示す概
略構成図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム ２ 現像スリーブ ３ 磁石 ４ 現像容器 ５ 磁性トナー ６ ドクターブレード ７ タイマー ８ メモリ ９ 湿度センサー １０ 現像装置 １１ ＣＰＵ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤担持体上に現像剤を担持して、像
   担持体と対向した現像領域へ搬送し、像担持体上に形成
   された静電潜像を現像する現像装置において、時刻を計
   測する計測手段と、該計測手段による計測に基づき、画
   像を出力したときの日時およびそれからの経過時間を記
   憶する記憶手段と、経過時間の情報に基づき現像剤担持
   体への回転指令を行う制御手段とを有し、前回画像を出
   力した日時から現像装置を使用せずに経過した経過時間
   が所定の時間に達したときに、前記現像剤担持体を所定
   時間だけ空回転させることを特徴とする現像装置。
2. 【請求項２】 前記現像剤担持体の空回転時に現像装置
   の電源が投入されていないときは、現像装置への電源の
   投入があった直後に、現像剤担持体の空回転を行う請求
   項１の現像装置。
3. 【請求項３】 前記現像剤担持体の空回転時に現像装置
   の電源が投入されていないときは、現像装置の電源への
   投入があった後の最初の画像形成の開始直前に、前記現
   像剤担持体の空回転を行う請求項１の現像装置。
4. 【請求項４】 前回画像を出力した日時から現像装置を
   使用せずに経過した経過時間が、段階的に設定した所定
   の各時間に達したときに、前記現像剤担持体を前記段階
   に設定した所定の各時間に対応して設定した各所定時間
   だけ空回転させる請求項１の現像装置。
5. 【請求項５】 現像剤担持体上に現像剤を担持して、像
   担持体と対向した現像領域へ搬送し、像担持体上に形成
   された静電潜像を現像する現像装置において、時刻を計
   測する計測手段と、該計測手段による計測に基づき、画
   像を出力したときの日時およびそれからの経過時間を記
   憶する記憶手段と、雰囲気の湿度を検知する検知手段
   と、経過時間および湿度の情報に基づき現像剤担持体へ
   の回転指令を行う制御手段とを有し、雰囲気の湿度が所
   定湿度以上で、かつ前回画像を出力した日時から現像装
   置を使用せずに経過した経過時間が所定の時間に達した
   ときに、前記現像剤担持体を所定時間だけ空回転させる
   ことを特徴とする現像装置。
6. 【請求項６】 前記現像剤担持体の空回転時に現像装置
   への電源が投入されていないときは、現像装置への電源
   の投入があった直後に、現像剤担持体の空回転を行う請
   求項５の現像装置。
7. 【請求項７】 前記現像剤担持体の空回転時に現像装置
   への電源が投入されていないときは、現像装置の電源へ
   の投入があった後の最初の画像形成の開始直前に、現像
   剤担持体の空回転を行う請求項５の現像装置。
8. 【請求項８】 前回画像を出力した日時から現像装置を
   使用せずに経過した経過時間が、段階的に設定した所定
   の各時間に達したときに、前記現像剤担持体を前記段階
   に設定した所定の各時間に対応して設定した各所定時間
   だけ空回転させる請求項５の現像装置。
9. 【請求項９】 前記現像剤担持体の空回転後に、現像剤
   担持体を１回以上回転してベタ画像の現像を行わせる請
   求項１〜８のいずれかの項に記載の現像装置。