(57)【要約】【課題】  現リフレッシュ工程において現像ローラ全周の劣化トナーを効率良く吐き出すことができ、画質低下を防止できる画像形成装置を提供すること。【解決手段】  像担持体と、該像担持体に対向配置される現像剤担持体を備え、画像形成時において、像担持体と現像剤担持体を回転させて現像バイアスを印加することで像担持体表面に形成された静電潜像をトナー像に現像し、非画像形成時において、現像剤担持体上のトナーを像担持体側へ搬送するリフレッシュ工程を実行可能な画像形成装置であって、リフレッシュ工程において、像担持体と現像剤担持体が回転し、該現像剤担持体の周速度は画像形成時における該現像剤担持体の周速度より遅いことを特徴とする画像形成装置とする。【選択図】  図３
2010204219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、該像担持体に対向配置される現像剤担持体を備え、
画像形成時において、前記像担持体と前記現像剤担持体を回転させて現像バイアスを印加することで前記像担持体表面に形成された静電潜像をトナー像に現像し、
非画像形成時において、前記現像剤担持体上のトナーを前記像担持体側へ搬送するリフレッシュ工程を実行可能な画像形成装置であって、
前記リフレッシュ工程において、前記像担持体と前記現像剤担持体が回転し、該現像剤担持体の周速度は画像形成時における該現像剤担持体の周速度より遅いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記リフレッシュ工程において、前記現像剤担持体の周速度が前記像担持体の周速度より遅いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像剤担持体の周速度は、前記像担持体と前記現像剤担持体とが近接する部分の幅を、前記現像剤担持体を停止させて現像バイアスを印加した時に該現像剤担持体表面に積層されたトナーが前記近接する部分において最下層まで前記像担持体側へ搬送されるのに要する時間で除することによって定められることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体は、前記現像剤担持体に形成されたトナー層によって現像されることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に非画像形成時に現像ローラ上のトナーを感光体ドラムへと搬送するリフレッシュ工程を実行可能な画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に１成分現像方式の画像形成装置においては、画像形成を繰り返し行うことにより粒径の小さなトナーがトナー担持体（現像ローラ）表面に高い帯電量による鏡映力のために付着し、他のトナー粒子が現像ローラとの間で摩擦帯電することを阻害し、現像ローラ上で均一な帯電が行われないまま静電潜像担持体（感光体ドラム）まで搬送されることにより、画像濃度低下やカブリ等の画質低下を引き起こすことがある。
【０００３】
このような現象は、特に画像上の原稿印字率が低い場合に、現像ローラから感光体ドラムに搬送されるトナーが少なく、トナー粒子が現像ローラ上に残りやすいために促進され、発生しやすい。
【０００４】
これらの問題は、ベタ黒等の原稿印字率が高いパターンによって、現像ローラから感光体ドラム側に多量のトナーを搬送し、該トナーを記録媒体（用紙）に転写してトナーを消費することにより緩和することができる。
【０００５】
しかし、ベタ黒パターンを印字することもなく長期に亘りトナーの消費が行われないまま放置した場合には、現像ローラ表面に残留するトナーが劣化（特に外添剤の剥がれ等による帯電特性の劣化）し、画像濃度低下やカブリ等の画質低下を解消できない。
【０００６】
こうした問題を解決すべく特許文献１では、用紙に画像形成する毎に平均印字密度を求め、該平均印字密度が所定の値を下回った場合に、感光体ドラムと現像ローラの回転を停止してバイアス電圧を印加することで、現像ローラ上のトナーを感光体ドラム側へと搬送して、劣化したトナーを吐き出し現像ローラ表面をリフレッシュしている（図５参照）。
【０００７】
しかしながら、上記のリフレッシュ工程では、現像ローラを停止させてトナーの搬送を行っており、現像ローラ表面のトナーが感光体ドラム側へ搬送されるのは、現像ローラの感光体ドラムに近接する部分（ｗ）においてのみである。そのため、１回のリフレッシュ工程で現像ローラ全周の劣化トナーを吐き出すことができず、画質低下を防止できないという問題や、リフレッシュ工程の実行頻度が多くなってしまい効率が悪くなる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３３０３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、リフレッシュ工程において現像ローラ全周の劣化トナーを効率良く吐き出すことができ、画質低下を防止できる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、像担持体と、該像担持体に対向配置される現像剤担持体を備え、画像形成時において、前記像担持体と前記現像剤担持体を回転させて現像バイアスを印加することで前記像担持体表面に形成された静電潜像をトナー像に現像し、非画像形成時において、前記現像剤担持体上のトナーを前記像担持体側へ搬送するリフレッシュ工程を実行可能な画像形成装置であって、前記リフレッシュ工程において、前記像担持体と前記現像剤担持体が回転し、該現像剤担持体の周速度は画像形成時における該現像剤担持体の周速度より遅いことを特徴とする画像形成装置に関する。
【００１１】
請求項２に係る発明は、前記リフレッシュ工程において、前記現像剤担持体の周速度が前記像担持体の周速度より遅いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置に関する。
【００１２】
請求項３に係る発明は、前記現像剤担持体の周速度は、前記像担持体と前記現像剤担持体とが近接する部分の幅を、前記現像剤担持体を停止させて現像バイアスを印加した時に該現像剤担持体表面に積層されたトナーが前記近接する部分において最下層まで前記像担持体側へ搬送されるのに要する時間で除することによって定められることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置に関する。
【００１３】
請求項４に係る発明は、前記像担持体は、前記現像剤担持体に形成されたトナー層によって現像されることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の画像形成装置に関する。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、像担持体と、該像担持体に対向配置される現像剤担持体を備え、画像形成時において、像担持体と現像剤担持体を回転させて現像バイアスを印加することで像担持体表面に形成された静電潜像をトナー像に現像し、非画像形成時において、現像剤担持体上のトナーを像担持体側へ搬送するリフレッシュ工程を実行可能な画像形成装置であって、リフレッシュ工程において、像担持体と現像剤担持体が回転し、該現像剤担持体の周速度は画像形成時における該現像剤担持体の周速度より遅いことにより、現像剤担持体表面の一所から一度に多くのトナーを像担持体へ搬送できるので、現像剤担持体全周の劣化トナーを効率良く吐き出すことができ、画質低下を防止できる。
【００１５】
請求項２に係る発明によれば、リフレッシュ工程において、現像剤担持体の周速度が像担持体の周速度より遅いことにより、現像剤担持体全周の劣化トナーをより効率良く吐き出すことができ、画質低下を防止できる。
【００１６】
請求項３に係る発明によれば、現像剤担持体の周速度は、像担持体と現像剤担持体とが近接する部分の幅を、現像剤担持体を停止させて現像バイアスを印加した時に該現像剤担持体表面に積層されたトナーが前記近接する部分において最下層まで像担持体側へ搬送されるのに要する時間で除することによって定められることにより、現像剤担持体全周の劣化トナーを１回のリフレッシュ工程で確実に吐き出すことができ、画質低下を防止できる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、像担持体は、前記現像剤担持体に形成されたトナー層によって現像されることにより、現像剤担持体表面に担持されるのはトナーのみであり、リフレッシュ工程によって劣化したトナーを確実に吐き出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る画像形成装置の内部構造を示す模式図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の現像装置を示す概略断面図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置のリフレッシュ工程を示す模式図である。
【図４】現像ローラと感光体ドラムを画像形成時と同じ速度で回転させた場合のリフレッシュ工程を示す模式図である。
【図５】従来の画像形成装置のリフレッシュ工程を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る画像形成装置の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の内部構造を示す模式図である。
本実施形態においては、本発明に係る画像形成装置（１００）の一例として図１に示す単色の１成分現像方式の複写機を挙げているが、これに限定されるものではなく、カラー画像を形成するものや他の現像方式のものであっても良いし、プリンタやファクシミリ等、他の画像形成装置であっても良い。
【００２０】
本発明に係る画像形成装置（１００）は、図１に示すように、給紙装置（１０１）、画像読取部（１０２）、画像形成部（１０３）、定着部（１０４）、及び排紙部（１０５）、を主要な構成とする。
給紙装置（１０１）より画像形成部（１０３）に用紙が供給され、画像読取部（１０２）で読み取られた画像データが画像形成部（１０３）にてトナー像として用紙に形成され、定着部（１０４）にて用紙にトナーが定着される。画像が形成された用紙は排紙部（１０５）へと排出される。
【００２１】
画像形成部（１０３）は、像担持体として感光体ドラム（１）を備えており、感光体ドラム（１）の周囲には帯電装置（２）、現像装置（３）、露光装置（４）、クリーニング装置（５）等を備えている。
なお、感光体ドラム（１）は、アモルファスシリコン感光体であるが、これに限定されず、有機感光体であっても良い。
【００２２】
転写ローラ（６）は感光体ドラム（１）に対向、圧接して配置されている。
また、転写ローラ（６）は、トナーの正規の帯電極性とは逆極性を示すバイアス電圧を印加する電源を備えているが図１では省略し図示していない。
【００２３】
この画像形成装置による画像形成動作は、従来の画像形成装置と特に変わるところはなく、感光体ドラム（１）は回転駆動されながら、帯電装置（２）によって帯電され、露光装置（４）によって露光され、現像装置（３）によって現像されることにより、感光体ドラム（１）表面にトナー像が形成される。
その後、転写ローラ（６）に前記バイアス電圧を印加することで、前記トナー像が用紙に転写される。
【００２４】
図２は、現像装置（３）を示す概略断面図である。
現像装置（３）は、現像剤担持体として図２に示すように感光体ドラム（１）に対向して配置された現像ローラ（３１）を備えており、現像ローラ（３１）表面のトナーを均一に均す規制ブレード（３２）、トナーを撹拌、搬送するスパイラル（３３）、トナーを供給するトナータンク（３４）等を備える。
【００２５】
トナータンク（３４）から供給されたトナーは、スパイラル（３３）によって撹拌、搬送され現像ローラ（３１）上に担持される。
現像ローラ（３１）上に担持されたトナーは、現像ローラ（３１）が回転することで規制ブレード（３２）によって均一なトナー層とされ、バイアス電圧が印加されることで感光体ドラム（１）表面の静電潜像を現像して可視化し、感光体ドラム（１）表面にトナー像を形成する。
【００２６】
この時、現像ローラ（３１）は、感光体ドラム（１）より速い周速度で回転している。
画像形成のために、感光体ドラム（１）と現像ローラ（３１）の近接する部分において、現像ローラ（３１）から感光体ドラム（１）へ単位時間当たりにより多くのトナーを供給できるようにするためである。
【００２７】
次に、画像形成装置（１００）のリフレッシュ工程を説明する。
図３は、本発明の画像形成装置（１００）のリフレッシュ工程を示す模式図である。
図４は、感光体ドラム（１）と現像ローラ（３１）を画像形成時と同じ周速度で回転させてリフレッシュさせた場合のリフレッシュ工程を示す模式図である。
【００２８】
画像形成装置（１００）において、リフレッシュ工程は、用紙に画像形成する毎に平均印字密度を求めて該平均印字密度が所定の値を下回った時や、画像形成処理が所定枚数終了した時等に実行される。また、リフレッシュ工程は、連続印字中の紙間に相当する非画像形成時に実行してもよい。
【００２９】
上記のような予め定められた条件が充足されると、現像ローラ（３１）は駆動が制御され、画像形成時よりも低速で回転させられる。
感光体ドラム（１）上にはベタ画像（濃度の濃い画像）に相当する静電潜像が形成される。この静電潜像の大きさは、感光体ドラム（１）の軸方向にはほぼ最大幅で、周方向には少なくとも現像ローラ（３１）１周分に相当する長さであることが好ましい。
現像ローラ（３１）には、バイアス電圧が印加されることにより、現像ローラ（３１）上のトナー（Ｔ）を静電潜像に搬送する。
感光体ドラム（１）に搬送されたトナー（Ｔ）は、転写されずにクリーニング装置（５）によって回収される。
【００３０】
このように、本発明のリフレッシュ工程は、現像ローラ（３１）を画像形成時よりも低速で回転させた状態で行われる。
本発明のように、現像ローラ（３１）を画像形成時よりも低速で回転させた場合（図３）と、画像形成時と同じ周速度で回転させた場合（図４）とを模式図を用いて説明する。
【００３１】
本発明は、図３に示すように、現像ローラ（３１）を低速で回転させるので、現像ローラ（３１）と感光体ドラム（１）の対向部でのトナー（Ｔ）を感光体ドラム（１）へ搬送するための時間が増加し、現像ローラ（３１）上のトナー層のうち最下層のトナー（Ｔ）まで搬送することができる。
【００３２】
それに比べ、画像形成時と同じ周速度で現像ローラ（３１）を回転させると、図４に示すように、現像ローラ（３１）上に積層されたトナー（Ｔ）のうち、表層に位置するトナー（Ｔ）のみが感光体ドラム（１）へ搬送されて、最下層のトナー（Ｔ）まで搬送することができず、下層のトナー（Ｔ）は現像ローラ（３１）上に残留してしまい、十分にリフレッシュできない。
【００３３】
より詳細に現像ローラ（３１）の周速度について説明する。リフレッシュ工程における現像ローラ（３１）の周速度（ｖ）は、感光体ドラム（１）と現像ローラ（３１）とが近接する部分の幅（ｗ）を、図５に示す従来の画像形成装置のように現像ローラ（３１）を停止させて現像バイアスを印加した時に現像ローラ（３１）表面に積層されたトナー（Ｔ）が該近接する部分において最下層まで感光体ドラム（１）側へ搬送されるのに要する時間（トナー搬送時間（ｔ）と称す）で除することによって定められる周速度（ｖ）以下であることが好ましい。
【００３４】
例えば、画像形成時の感光体ドラム（１）の外径が４０ｍｍ、周速度（Ｄ）が２３０ｍｍ／ｓｅｃ、現像ローラ（３１）の外径が２０ｍｍ、周速度（Ｓ）が４１４ｍｍ／ｓｅｃの画像形成装置において、トナー搬送時間（ｔ）が５０ｍｓｅｃ、感光体ドラム（１）と現像ローラ（３１）が近接する部分の幅（ｗ）が６ｍｍである場合には、現像ローラ（３１）の周速度（ｖ）は、６ｍｍ／５０ｍｓｅｃ＝１２０ｍｍ／ｓ以下であることが好ましい。
【００３５】
周速度（ｖ）を上記のように設定することにより、現像ローラ（３１）は回転させているが、現像ローラ（３１）上の１点において、近接する部分の幅（ｗ）＝６ｍｍを通過する時間が、トナー搬送時間（ｔ）＝５０ｍｓｅｃよりも長くとることができる。そのため、現像ローラ（３１）全周の劣化トナーを１回のリフレッシュ工程で確実に吐き出すことができる。
【００３６】
また、現像ローラ（３１）の周速度（ｖ）は感光体ドラム（１）の周速度より遅いことが好ましい。
感光体ドラム（１）の周速度が現像ローラ（３１）の周速度（ｖ）より遅いと感光体ドラム（１）上のトナー（Ｔ）が飽和してしまい現像ローラ（３１）からトナー（Ｔ）が搬送されにくくなるからである。
【００３７】
上記したように、リフレッシュ工程を実行することで、現像ローラ（１）全周の劣化トナーを効率良く吐き出すことができ、画質低下を防止することができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、１成分現像方式の画像形成装置としたが、現像ローラ上にトナーのみが担持される画像形成装置であれば良く、２成分現像方式を用いて現像ローラ上にトナー層を形成して現像させる方式でも良い。
上記したリフレッシュ工程によって、劣化したトナーを効率よく排出することができ、画質低下の防止に効果的である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置、特に非画像形成時に現像ローラ上のトナーを感光体ドラムへと搬送するリフレッシュ工程を実行可能な画像形成装置に利用されるものである。
【符号の説明】
【００４０】
１００  画像形成装置
１０３  画像形成部
１      感光体ドラム
３      現像装置
３１    現像ローラ
ｗ      感光体ドラムと現像ローラの近接部分の幅
Ｔ      トナー
【図１】
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【図２】
2010204219.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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