(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電像が形成される像担持体と、
磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を担持して回転し、前記像担持体と対向する位置で前記像担持体の静電像にトナーを供給してトナー像とする現像剤担持体と、前記現像剤担持体との間に間隔をあけて対向配置され該現像剤担持体上の現像剤層厚を規制する規制部材と、を備えた現像装置と、
を有し、前記像担持体に形成されたトナー像を記録材に転写する画像形成装置において、
前記規制部材に当接して前記規制部材を振動させる振動部材と、
前記現像剤担持体の回転速度を少なくとも２つの回転速度に切り替える切替手段と、
を備え、
前記回転速度を切り替える動作を非画像形成領域で連続して複数回繰り返す動作モードを実行可能であり、
前記振動部材は、前記動作モード中に、少なくとも一つの回転速度から他の回転速度への前記現像剤担持体の回転速度の切り替えのＯＮタイミングをまたぐような振動タイミングで、前記規制部材を振動させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記動作モードにおいて、前記切替手段は、前記現像剤担持体の回転駆動をＯＮからＯＦＦに又はＯＦＦからＯＮに切り替え、
前記振動部材は、前記動作モード中に、少なくとも前記現像剤担持体の回転駆動のＯＮからＯＦＦ又はＯＦＦからＯＮへの切り替えタイミングをまたぐような振動タイミングで、前記規制部材を振動させる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】
前記動作モードは、非画像形成領域で前記現像剤担持体の回転動作を中断して実行され、
前記動作モードにおいて、前記切替手段は、前記現像剤担持体の回転駆動をＯＮからＯＦＦに又はＯＦＦからＯＮに切り替え、
前記振動部材は、前記動作モード中に、少なくとも最初の前記現像剤担持体の回転駆動のＯＮからＯＦＦへの切り替えタイミングをまたぐような振動タイミングで、前記規制部材を振動させる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４】
前記振動部材は、前記動作モード中に、前記現像剤担持体の回転駆動が最初にＯＮからＯＦＦに切り替えられた後に最初にＯＦＦからＯＮに切り替えられる前に、前記規制部材を振動させる動作を停止することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記動作モードでは、前記現像剤担持体の回転駆動をＯＮからＯＦＦに切り替えて所定時間停止させた後にＯＦＦからＯＮに切り替えて再開する動作が、１回だけ行われることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記動作モードの動作タイミングは、前記画像形成装置の電源が印加される時に行われる準備動作である前多回転時、又は、画像形成後の後回転時、又は、画像形成中であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記静電像は画像情報に基づく画像信号により形成され、形成される画像の画像比率を計測する計測手段を有し、該画像比率により、上記動作モードを実行する頻度を変えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記計測手段は、前記画像信号の数をカウントするビデオカウント手段であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記規制部材は、非磁性であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかの項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、電子写真方式を用いて画像を形成する画像形成装置に関し、特に、複写機、プリンタ、ＦＡＸ、或いは、これら複数の機能を備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置では、図１に示すように像担持体として一般的にドラム状とされている感光体１の表面を帯電器２により一様に帯電させ、帯電した感光体１を露光装置３によって画像情報に応じて露光し、感光体１上に静電像を形成する。感光体１に形成された静電像は、現像装置４を用いて現像剤中のトナーによって顕像化し、トナー像とする。そして、顕像化されたトナー像は、転写装置５によって記録材Ｓへ転写される。その後、記録材Ｓ上に転写されたトナー像を定着装置６によって熱及び圧力で記録材Ｓへと溶融定着する。
【０００３】
一方、上記転写プロセス後に感光体１上に残留したトナーをクリーニング装置７によって取り除き、さらに除電装置８によって感光体１上に残留した電荷を除去することで感光体１は、次回の画像形成プロセスに備える。
【０００４】
現像装置４としては、現像剤として非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを含む二成分現像剤を使用するものがある。特に、カラー画像形成装置においては、トナーに磁性体を含ませなくてもよいため、色味が良好であるなどの理由から広く用いられている。
【０００５】
例えば、二成分現像剤を用いる現像装置４は、一般的に図３、図４に示すような構成とされる。
【０００６】
現像装置４は、現像剤を収容する現像容器４１を有する。現像容器４１は、垂直方向に延在する隔壁４１ｃによって現像室（現像剤搬送経路）４１ａと攪拌室（現像剤搬送経路）４１ｂとに分けられている。
【０００７】
現像室４１ａと攪拌室４１ｂ内には夫々第１の現像剤搬送攪拌部材４２と第２の現像剤搬送攪拌部材４３が配されている。また、隔壁４１ｃの長手方向端部には、現像室４１ａと攪拌室４１ｂの間で現像剤の通過を許す受け渡し部（現像剤搬送経路）４１ｄ、４１ｅが設けられている。第１、第２の現像剤搬送攪拌部材４２、４３は、現像剤を攪拌しながら搬送して現像容器４１内を循環させる。現像容器４１の感光体１に対向する位置には、現像剤担持体としての現像スリーブ４４が回転可能に配置されている。現像スリーブ４４内には、磁界発生手段としてのマグネット４５が固定配置されている。
【０００８】
このような現像装置４のマグネット４５は、おおよそ３極以上の構成からなり、第１の現像剤搬送攪拌部材４２で撹拌された現像剤は、汲み上げのための搬送用磁極（汲み上げ極）Ｎ２の磁力で拘束され、現像スリーブ４４の回転により現像剤溜まり部４８へ搬送される。現像剤は、その量が現像剤返し部材４７で規制され、安定した現像剤を拘束するために、ある一定以上の磁束密度を有する搬送用磁極（カット極）Ｓ２で十分に拘束され、そして磁気ブラシを形成しつつ搬送される。
【０００９】
次いで、現像剤は、その量が現像剤層厚規制部材である規制ブレード４６で磁気穂が穂切りされることにより適正化され、搬送用磁極Ｎ１で搬送され、感光体１との対向部まで搬送され、現像極Ｓ１で現像に供される。該対向部では、現像スリーブ４４に印加される現像バイアスによりトナーのみが感光体１表面に形成された静電像に転移し、感光体１表面に静電像に応じたトナー像が形成される。
【００１０】
このような画像形成装置においては、現像スリーブ４４と規制ブレード４６との間に異物が挟まり、この挟まった領域で現像剤のコートが薄くなることで、濃度が薄くなるという現象が起きていた。
【００１１】
この問題に対して、特許文献１では、現像剤の層厚を２つの規制ブレードにより２段階に規制し、片側を解放することで異物を除去している。
【００１２】
しかし、この方法では、ドクターブレード本体に付着した異物を除去することができず、また、２つのドクターブレードが必要であり、それだけ収容スペースが必要となってしまう。
【００１３】
また、特許文献２では、規制ブレード自身を振動させる部材を取付けることにより挟まった異物を除去する方法が提案されている。
【特許文献１】特開平３−３８６６９号公報
【特許文献２】特開平１１−２３１６４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、本発明者らの検討により、以下のような新たな課題が見出された。
【００１５】
上述のように、上記現像スリーブ４４に内蔵されたマグネット４５によって、現像装置４内の現像剤が担持、搬送され、静電像を現像する。しかし、現像剤溜まり部４８においては、図５に示すように、規制ブレード４６で現像剤の流れがせき止められる部分と、現像スリーブ４４の回転速度に追従して、ほぼ同等の速度で現像剤が搬送される部分とに分けられ、その境界部でせん断面が生じる。そのため、このせん断面での流れの差によると思われるトナーの遊離が生じ、結果として、柔らかいトナー層が発生する。このトナー層が成長すると、規制ブレード４６と現像スリーブ４４のギャップを阻害する。これにより、トナー層が成長したところは、他のところに比べて、現像スリーブ４４上の現像剤のコート量が少なくなり、画像としては濃度薄になることがある。
【００１６】
このような原因で生じる濃度薄に対しては、単なる異物除去を目的とした上述の特許文献２では、この問題を十分に解決することができなかった。
【００１７】
本発明の目的は、現像剤担持体上の現像剤層厚を規制する規制部材に起因した該規制部材の近傍のトナー層の成長を抑制して、濃度薄などの画像不良を抑制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】
【００１８】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、静電像が形成される像担持体と、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を担持して回転し、前記像担持体と対向する位置で前記像担持体の静電像にトナーを供給してトナー像とする現像剤担持体と、前記現像剤担持体との間に間隔をあけて対向配置され該現像剤担持体上の現像剤層厚を規制する規制部材と、を備えた現像装置と、を有し、前記像担持体に形成されたトナー像を記録材に転写する画像形成装置において、前記規制部材に当接して前記規制部材を振動させる振動部材と、前記現像剤担持体の回転速度を少なくとも２つの回転速度に切り替える切替手段と、を備え、前記回転速度を切り替える動作を非画像形成領域で連続して複数回繰り返す動作モードを実行可能であり、前記振動部材は、前記動作モード中に、少なくとも一つの回転速度から他の回転速度への前記現像剤担持体の回転速度の切り替えのＯＮタイミングをまたぐような振動タイミングで、前記規制部材を振動させることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、現像剤担持体上の現像剤層厚を規制する規制部材に起因した該規制部材の近傍のトナー層の成長を抑制して、濃度薄などの画像不良を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２１】
実施例１
先ず、本実施例の画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。図２は、本実施例の画像形成装置の概略断面構成を示す。
【００２２】
本実施例にて画像形成装置１００は、４連タンデム式の電子写真画像形成装置であり、画像形成装置本体（装置本体）１００Ａに接続された原稿読み取り装置或いは装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器から画像情報が入力される。画像形成装置は、この画像情報に従って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の４色フルカラー画像を、電子写真方式を利用して記録材（記録用紙、プラスチックシート、布等）Ｓに形成することができる。
【００２３】
更に説明すると、本実施例の画像形成装置１００は、複数の像形成手段として、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の画像を形成する第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＢｋ）を有する。そして、転写装置５を構成する中間転写体５１が図示矢印方向に移動して各画像形成部を通過する間に、中間転写体５１上に各画像形成部において各色の画像が重ねられる。そして、この中間転写体５１上で重ね合わされた多重トナー像を記録材Ｓに転写することで記録画像、即ち、出力物が得られる。
【００２４】
本実施例では、各画像形成部Ｐの構成は、現像色が異なる以外は実質的に同一とされる。従って、以下、特に区別を要しない場合は、何れかの画像形成部に属する要素であることを示すために符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは省略し、総括的に説明する。
【００２５】
画像形成部Ｐは、像担持体としてのドラム状の感光体（以下、「感光ドラム」という。）１を有する。感光ドラム１の外周には、帯電手段としての帯電器２、露光手段としての露光装置３が配置されている。感光ドラム１の周りには、更に、現像手段としての現像装置４、転写手段としての転写装置５、クリーニング手段としてのクリーニング装置７、除電手段としての除電装置８が設けられている。
【００２６】
転写装置５は、上述のように、中間転写体としての中間転写ベルト５１を有する。中間ベルト５１は複数のローラ５１ａ〜ｄに掛け回されて、図示矢印方向に回転（周回移動）する。又、中間転写ベルト５１を介して各感光ドラム１に対向する位置には一次転写部材である一次転写ローラ５２が配置されている。又、中間転写ベルト５１が掛け回されたローラのうち一つのローラ５１ｄに対向する位置に二次転写部材である二次転写ローラ５３が設けられている。
【００２７】
画像形成時には、先ず、帯電器２によって、回転する感光ドラム１の表面を一様に帯電させる。露光装置３は、本実施例ではレーザー露光光学系とされ、装置本体１００Ａに入力された画像情報は、画像情報処理装置３００により画素画像信号に変換され、レーザー露光光学系を駆動する。従って、帯電された感光ドラム１の表面は、露光装置３により画像情報信号に応じて走査露光することによって、感光ドラム１上に静電像が形成される。
【００２８】
感光ドラム１に形成された静電像は、現像装置４を用いて現像剤のトナーによりトナー像として顕像化する。本実施例にて、現像装置４は、現像剤として非磁性トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを含む二成分現像剤を使用する。その際、消費されたトナー量に応じてホッパー２０から補給剤が現像装置４へと供給される。
【００２９】
このとき、上記画像処理装置３００からの画像信号は、ビデオカウント手段３０１により画像毎に積算し、ビデオカウント数を算出し、現像剤補給装置（ホッパ）２０から現像装置４への現像剤補給制御（ビデオカウントＡＴＲ）に使用される。
【００３０】
次に本実施例の現像装置４について説明する。本実施例にて現像装置４は、先に図３〜図５を参照して説明した現像装置と同様の基本構成とされる。
【００３１】
つまり、図３〜図４を参照して説明すると、現像装置４は、現像剤を収容する現像容器４１を有する。現像容器４１は、垂直方向に延在する隔壁４１ｃによって現像室（現像剤搬送経路）４１ａと攪拌室（現像剤搬送経路）４１ｂとに分けられている。
【００３２】
現像室４１ａと攪拌室４１ｂ内には夫々第１の現像剤搬送攪拌部材４２と第２の現像剤搬送攪拌部材４３が配されている。また、隔壁４１ｃの長手方向端部には、現像室４１ａと攪拌室４１ｂの間で現像剤の通過を許す受け渡し部（現像剤搬送経路）４１ｄ、４１ｅが設けられている。第１、第２の現像剤搬送攪拌部材４２、４３は、現像剤を攪拌しながら搬送して現像容器４１内を循環させる。現像容器４１の感光体１に対向する位置には、現像剤担持体としての非磁性材料にて作製された現像スリーブ４４が回転可能に配置されている。現像スリーブ４４は、固定配置された磁界発生手段としてのマグネット４５を内蔵する。
【００３３】
このような現像装置４のマグネット４５は、おおよそ３極以上の構成からなる。第１の現像剤搬送攪拌部材４２で撹拌された現像剤は、汲み上げのための搬送用磁極（汲み上げ極）Ｎ２の磁力で拘束され、現像スリーブ４４の回転により現像剤溜まり部４８へ搬送される。現像剤は、その量が現像剤返し部材４７で規制され、安定した現像剤を拘束するために、ある一定以上の磁束密度を有する搬送用磁極（カット極）Ｓ２で十分に拘束され、そして磁気ブラシを形成しつつ搬送される。
【００３４】
次いで、現像剤担持体上の現像剤層厚は、現像剤層厚規制部材によって規制される。例えば、磁性板材のような規制ブレード４６で磁気穂が穂切りされることにより適正化され、搬送用磁極Ｎ１で搬送され、感光体１との対向部まで搬送され、現像極Ｓ１で現像に供される。該対向部では、現像スリーブ４４に印加される現像バイアスによりトナーのみが感光体１表面に形成された静電像に転移し、感光体１表面に静電像に応じたトナー像が形成される。
【００３５】
上述のように、上記現像スリーブ４４に内蔵されたマグネット４５によって、現像装置４内の現像剤が担持、搬送され、感光ドラム１に形成された静電像を現像し、トナー像となす。
【００３６】
感光ドラム１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト５１と感光ドラム１とが当接する一次転写部（一次転写ニップ）Ｎ１において、一次転写部材５２に印加される一次転写バイアスの作用によって中間転写ベルト５１上に転写（一次転写）される。例えば、４色フルカラー画像の形成時には、第１の画像形成部ＰＹから第４の画像形成部ＰＢｋへと順次に、各感光ドラム１から中間転写ベルト５１上にトナー像が転写され、中間転写ベルト５１上に４色のトナー像が重ね合わされた多重トナー像が形成される。
【００３７】
一方、記録材収容部としてのカセット９に収容されている記録材Ｓが、ピックアップローラ９ａによって１枚ごと給紙される。記録材Ｓは、搬送ローラ９ｂ〜９ｆ及びレジストローラ９ｇ等の記録材搬送部材によって搬送され、中間転写ベルト５１と二次転写部材５３とが当接する二次転写部（ニップ部）Ｎ２に、中間転写ベルト５１上のトナー像と同期がとられて送給される。そして、中間転写ベルト５１上の多重トナー像は、二次転写部Ｎ２において、二次転写部材５３に印加される二次転写バイアスの作用により、記録材Ｓ上に転写される。
【００３８】
その後、中間転写ベルト５１から分離された記録材Ｓは定着装置６へと搬送される。記録材Ｓ上に転写されたトナー像は、定着装置６によって加熱、加圧されることによって溶融混合されると共に、記録材Ｓ上に定着される。その後、記録材Ｓは機外へ排出される。
【００３９】
一次転写工程後に感光ドラム１上に残留したトナー等の付着物は、クリーニング装置７によって回収される。又、感光ドラム１に残留した静電像は、除電器８によって消去される。これにより、感光ドラム１は、次の画像形成工程に備える。又、二次転写工程後に中間転写ベルト５１上に残留したトナー等の付着物は、中間転写体クリーナ５４によって除去される。
【００４０】
尚、本実施例の画像形成装置１００は、例えばブラック単色の画像など、所望の単色又は４色のうちいくつかの色用の画像形成部を用いて、単色又はマルチカラーの画像を形成することも可能である。
【００４１】
次に、本実施例にて用いられる二成分現像剤について説明する。
【００４２】
トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。そして、トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は５μｍ以上、８μｍ以下が好ましい。本実施例では７．０μｍであった。
【００４３】
また、キャリアは、例えば表面酸化或は未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、或は酸化物フェライトなどが好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。そして、キャリアは、体積平均粒径が２０〜５０μｍ、好ましくは３０〜４０μｍであり、抵抗率が１０7Ωｃｍ以上、好ましくは１０8Ωｃｍ以上である。本実施例では体積平均粒径が４０μｍ、抵抗率が５×１０7Ωｃｍ、磁化量が２６０ｅｍｕ／ｃｃの磁性キャリアを用いた。
【００４４】
尚、本実施例にて用いられるトナーについて、体積平均粒径は以下に示す装置及び方法にて測定した。
【００４５】
測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）、個数平均分布、体積平均分布を出力するためのインターフェース（日科機製）及びＣＸ−Ｉパーソナルコンピュータ（キヤノン製）を使用した。電解水溶液として、一級塩化ナトリウムを用いて調製した１％ＮａＣｌ水溶液を使用した。
【００４６】
測定方法は以下に示す通りである。即ち、上記の電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１ｍｌ加え、測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。
【００４７】
試料を懸濁した電解水溶液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、上記のコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布を求める。こうして求めた体積平均分布より、体積平均粒径を得る。
【００４８】
又、本実施例にて用いられるキャリアの抵抗率は、測定電極面積４ｃｍ、電極間間隔０．４ｃｍのサンドイッチタイプのセルを用いておこなった。このとき、片方の電極に１ｋｇの重量の加圧下で、両電極間の印加電圧Ｅ（Ｖ／ｃｍ）を印加して、回路に流れた電流から、キャリアの抵抗率を得る方法によって測定した。
【００４９】
次に、現像装置４について更に詳しく説明する。図５は、本実施例の現像装置において、現像剤溜まり部４８近傍の拡大図である。
【００５０】
現像スリーブ４４近傍の現像剤搬送速度と、規制ブレード４６近傍の現像剤溜まり部４８の現像剤搬送速度とは大きく異なり、せん断面を形成している。このせん断面での流れの差によると思われるトナーの遊離が生じ、結果として柔らかいトナー層が発生する。このトナー層が成長すると、規制ブレード４６と現像スリーブ４４のギャップを阻害する。これにより、トナー層が成長したところは、他のところに比べて、現像スリーブ４４上の現像剤のコート量が少なくなり、画像としては濃度薄になる。
【００５１】
そこで、本実施例においては、現像スリーブ４４の速度変化を複数回繰り返す（以下、「微小駆動」という。）。これにより、即ち、トルクの差により生じるせん断面の変動により、規制ブレード４６近傍の現像剤溜まり部４８に存在しているトナー層を動かし、且つその時に規制ブレード４６に振動を加える。これにより、トナー層をほぐし、規制ブレード４６の外に吐き出すことで現像剤のコート量が少なくなることを防ぐことが出来る。
【００５２】
さらには、好ましくは、トルクの差が一番大きくなる現像スリーブのＯＮ／ＯＦＦによる静トルクと動トルクの差によりせん断面を変動させることでトナー層を大きく移動させ、その時に規制ブレード４６に振動を加える。これにより、トナー層をほぐし、規制ブレード４６の外に吐き出すことが好適である。
【００５３】
また、現像スリーブ４４を回転させ続けている時や現像スリーブ４４が停止している時に振動を加えると、ある程度トナー層を壊すことが出来たが、せん断面の変動によるトナー層の移動がないため、微小駆動時に振動を加えた時に比べて効果が薄かった。
【００５４】
次に、本実施例の特徴である、現像スリーブ４４の微小駆動の動作時に、規制ブレード４６の振動部材５０を振動させる制御について説明する。
【００５５】
図６は、本実施例における現像装置４近傍の断面図であり、規制ブレード４６に当接して振動部材５０が設けられている。この振動部材５０は、モータを内包しており、モータを回転させることで振動部材５０が振動し、規制ブレード４６を振動させている。
【００５６】
更に説明すると、図７に、本実施例における振動部材５０の概略構成を示す。
【００５７】
本実施例にて、振動部材５０は、モータ５０ａと、その出力軸５０ｂに取り付けられた錘５０ｃと、ケース５０ｄとを備えている。ケース５０は、取付け部５０ｄ１を備えており、取付け部５０ｄ１に設けられた取付け孔５０ｄ２を利用してねじ５０ｄ３等により規制ブレード４６に固定される。
【００５８】
モータ５０ａは、制御回路（不図示）と接続された状態で、上述のケース５０ｄ内に収納され、固定されている。本実施例では、８０００ｒｐｍでモータの回転を行った。錘５０ｃは、その重心が出力軸５０ｂに対して一方に偏った状態で固定されているため、制御回路によってモータ５０ａの出力軸５０ｂが回転駆動されると、モータ５０ａから振動が発生する。この振動がケース５０ｄに伝播し、さらに規制部材４６に伝播する。ケース５０ｄは、モータ５０ａにトナーが進入するのを防止する機能、及びモータ５０ａを拘束することで規制ブレード４６へ振動を効率的に伝播する機能がある。
【００５９】
ここで、振動量の測定方法を図１５を用いて説明する。図１５に示すように加速度ピックアップセンサ７００を規制ブレード４６に取り付け、振動部材５０による規制ブレード４６の加速度を測定した。図１６に本実施例における構成での測定結果を示す。
【００６０】
図１６における横軸は時間（ｓｅｃ）、縦軸は加速度（ｍ／ｓ2）である。図１６は、激しく振動している様子が示されており、横軸の時間スパンが長い為、グラフとしては潰れて帯状に見えてしまっている。図１６に示すように、本実施例における構成での加速度の測定結果は約１７ｍ／Ｓ2であり、この加速度の時には上記現像スリーブ４４の微小駆動の動作時に、規制ブレード４６の振動部材５０を振動させることでトナー層を除去することが出来た。本発明者らの検討から、本実施例においては加速度が５ｍ／Ｓ2であれば上記動作でトナー層を除去することが出来ることが分かった。
【００６１】
上述構成の振動部材５０は、規制ブレード４６に対して凝集塊を除去するのに十分な振動を与えることができる構成であれば、上述構成に限定されるものではない。
【００６２】
図８は、現像装置駆動部５００を上面図で表している。現像装置４を駆動する現像装置側駆動伝達ギヤ５０１は、現像スリーブ４４の軸４４ａに備えられ、現像装置４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、軸５０２ａ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は、回転速度を、少なくとも２つの回転速度に切り替える切替手段５０４を備えている。
【００６３】
従って、本実施例では、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。
【００６４】
本実施例では、画像形成装置は、上述のように、現像駆動モータ５０３の回転速度を、切替手段５０４により、少なくとも２つの回転速度に切り替えることが可能とされている。この少なくとも２つの回転速度を切り替える動作を非画像形成領域で連続して複数回繰り返す動作モード（微小駆動動作モード）を有している。そして、この動作モード中に振動部材５０を振動させる。
【００６５】
つまり、本実施例によると、通常画像形成時に（即ち、画像形成領域にて）は、現像駆動モータ５０３は、一定の速度で、矢印の方向に駆動される。そして、出力物のトナー消費量、現像スリーブ４４の回転時間等の条件に応じたタイミングで、非画像形成時に（即ち、非画像形成領域にて）「微小駆動動作モード」と呼ばれる上記動作モードを実行する。
【００６６】
具体的には、動作モードの動作タイミングは、画像形成装置の電源が印加される時に行われる準備動作である前多回転時、又は、画像形成後の後回転時、又は、画像形成中とすることができる。
【００６７】
また、動作モード、即ち、微小駆動動作モードでは、切替手段５０４により制御することにより、例えば、図９に示すような態様で現像駆動モータ５０３を駆動することができる。
【００６８】
すなわち、図９に示すように、現像駆動モータ５０３を所定時間（ｔ１）停止させ、次に、現像駆動モータ５０３を所定時間（ｔ２）だけ通常画像形成時と同方向に回転させる動作モードを１セットとし、通常、１〜１０セット行われる。上記所定時間ｔ１、ｔ２は、同じであっても良く、異なるものであってもよい。通常、上記所定時間（ｔ１、ｔ２）は、１００〜１０００ｍｓｅｃとされる。
【００６９】
つまり、微小駆動動作モード時には、切替手段５０４により制御し、現像駆動モータ５０３の連続駆動動作が中断される。そして、所定時間間隔（ｔ１、ｔ２）にて複数回の、本実施例では、所定時間間隔（ｔ１＝ｔ２）＝５００ｍｓｅｃの間欠的回転駆動が３回（３セット）行われている。
【００７０】
さらに、図１０に微小駆動動作モード時の振動のタイミングチャートを示す。現像駆動モータ５０３の微小駆動動作モードの動作が始まった後、振動部材５０を揺らし始め、振動部材５０を揺らし終わった後、微小駆動動作モードの動作を終了させている。
【００７１】
ただし、必ずしも図１０のようにする必要はなく、振動部材５０を揺らし始めた後、微小駆動動作モードの動作を始めるなど、微小駆動動作モードと振動部材５０が揺れているタイミングが重なることが重要である。
【００７２】
次に、微小駆動動作モードの頻度について説明する。
【００７３】
本実施例における微小駆動動作モードを実行する頻度は、形成される画像の画像比率に応じて変えることができる。
【００７４】
本実施例における画像比率は、トナー像が転写されうる記録材の全面積に対して、画像が占める面積の割合を算出することによって得られる。
【００７５】
本実施例では、画像形成装置は、この画像比率を測定する計測手段を備えている。計測手段としては、上述したビデオカウント手段３０１とすることができる。ビデオカウント手段３０１は、画像処理装置３００からの画像信号を画像毎に積算してビデオカウント数を算出し、各画像形成された記録材に対する画像の量を算出して、出力物の画像比率を求めることができる。
【００７６】
出力物の画像比率が低いとトナーの外添剤が遊離しやすく、結果として凝集度が高くなることが知られている。以下の検討により、トナーの凝集度が高くなると、凝集塊が発生しやすいことが分かった。例えば、凝集度と凝集塊の発生頻度を図１１に示した。凝集塊の発生頻度は、出力物の画像比率を８％、６％、４％、２％に固定した場合で、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、画に白筋が発生したことで判断した。ここで、凝集度の測定方法を以下に示す。
【００７７】
凝集度の測定方法
パウダーテスター（細川ミクロン（株））に上から６０ｍｅｓｈ、１００ｍｅｓｈ、２００ｍｅｓｈ、の順でフルイを３段重ねてセットし、秤取した試料５ｇを静かにフルイの上にのせる。次いで、電圧１７Ｖで振動を１５秒間与え各フルイ上に残ったトナーの重さを測定し、下式に従って凝集度を算出する。ここで、上段のメッシュ上のトナー量をＴ、中段のメッシュ上のトナー量をＣ、下段のメッシュ上のトナー量をＢとすると、
Ｘ＝Ｔ／５×１００
Ｙ＝Ｃ／５×１００×０．６
Ｚ＝Ｂ／５×１００×０．２
としたとき、凝集度（％）は、
凝集度（％）＝Ｘ＋Ｙ＋Ｚ
で表される。
【００７８】
図１２には、耐久枚数によるトナーの凝集度の変化を表したものである。耐久モードは、常温常湿（２３℃５０％ＲＨ）環境にて、画像Ｄｕｔｙ（画像比率）１０％（各色）原稿をＡ４サイズの紙上に連続画像形成したものである。この図からも分かるように、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分かる。本実施例においては、トナーの凝集度４０を採用している。
【００７９】
上記の結果から、本実施例における微小動作モードの頻度は、Ａ４サイズの原稿に対して以下の表のように設定した。
【００８０】
【表１】
0005441330.tif 000002
【００８１】
これにより、画像比率が低い場合の生産性は多少落ちるものの、本発明の第１実施例によって、トナー層が成長する前に、規制ブレード４４裏からトナー層を除去することができる。これによって、画像欠陥がなく、且つ長寿命を達成できる現像装置を備えた画像形成装置を提供することができた。
【００８２】
また、本実施例の画像形成装置で用いた感光ドラムの材質、現像剤および画像形成装置の構成等はこれらに限ったものではなく、本発明が様々な現像剤および画像形成装置に適用可能であることは言うまでもない。具体的にはトナーの色や色数、各色のトナー現像を行う順序、微小駆動動作モードの動作タイミング、微小駆動動作モードのＯＮ／ＯＦＦ時間、振動部材の振動のさせ方、微小駆動動作モードの画像比率の閾値、現像剤担持体の本数等は本実施例に限定されるものではない。
【００８３】
実施例２
本実施例を説明する画像形成装置及び現像装置の基本構成は、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省略する。
【００８４】
本実施例の特徴とするところは、少なくとも前記トナー層の移動が一番大きいところで振動部材５０を振動させることである。本発明者らの検討により、現像駆動時がトナー層の移動が大きく、その時に振動させることが最も効果があることが分かった。そこで、実施例１よりも生産性を上げ、且つ効果的にトナー層を吐き出せる微小動作駆動と微小駆動時の振動のタイミングチャートを図１３に示す。
【００８５】
つまり、図１３によれば、トナー層の移動が一番大きいところ、即ち、現像駆動モータ５０３の駆動停止直前から停止開始時の間において、振動部材５０を振動させる。つまり、振動部材５０の振動タイミングは、微小駆動動作モードの少なくとも現像駆動のＯＮタイミングをまたぐものとされる。この時、本実施例においては、実施例１と同様に、所定時間ｔ１＝ｔ２＝５００ｍｓｅｃとしたが、本実施例では、動作モードは１セットとした。
【００８６】
このように、振動部材５０を、図１３に示すタイミングで振動させれば、実施例１と同様の結果を得ることができ、且つ生産性を上げることができた。
【００８７】
実施例３
本実施例を説明する画像形成装置及び現像装置の基本構成は、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省略する。
【００８８】
本実施例においては、ワックス成分を含有するトナー粒子を用いる系に於いて説明する。先ず、本実施例で用いるトナー粒子について説明する。
【００８９】
カラー画像形成用のトナー粒子には、定着画像の透明性や低温定着性及び耐高温オフセット性等の種々の特性に優れることが要求され、これらの点を改善するために、特定の貯蔵弾性率を有するトナー粒子を用いたり、トナー粒子にワックスを含有させたりしている。一方で、定着画像の透明性や耐高温オフセット性の向上については、画像の定着手法によって解決しようとする技術が知られており、例えば加熱定着ローラへシリコーンオイルやフッ素オイルの如きオイルを塗布せしめる手法が知られている。しかしながら、このようにして得られた定着画像は、その表面に余分のオイルが付着している。またオイルが像担持体に付着して汚染したり、オイルが定着ローラを膨潤し、定着ローラの寿命を短くしたりする場合がある。また定着画像上へのオイルスジを発生させないため、オイルを均一にかつ定量的に定着ローラ表面上に供給する必要性があり、定着装置が大型化する傾向にある。このように上記手法には種々の問題点が指摘される。
【００９０】
上記の観点からオイルを用いる定着は好ましくない場合があり、オイルレス定着を行うためにはワックスを含有するトナー粒子を用いることが、良好な特性を示すトナー粒子を構成する上で有利である。そのため、トナー粒子は、ワックスを１〜２０重量％含有するのが好ましい。ワックスが１重量％より少ないと、定着器において分離不良が起きる可能性があるといった問題がある。一方、２０重量％を超えると、単位重量あたりのトナー帯電量（以下、トリボ）を所望量付与しづらくなったり、トナーの凝集度が増加し、前記振動部材の振動頻度を頻繁に行わなければならず、生産性が落ちるといった問題が発生する。
【００９１】
従って、本実施例のトナー粒子は、オイルレス定着を達成するためにワックス成分を１〜２０重量％含有する粉砕トナーを使用した例に関して述べる。
【００９２】
本実施例においては、バインダ樹脂、ワックス、着色剤、荷電制御剤を混練したのち、粉砕、分級してトナー粒子を得た。尚、生成法はこの手法に限るものではなく、混練冷凍粉砕法等で作製しても構わず、又、他の添加物が入っていても構わない。
【００９３】
ワックス成分を含有する粉砕トナーは、その他の例えば重合トナーに比べ、比較的安価に作成可能であるが、その作成方法からワックス成分がトナー表層近傍に存在しやすい。トナー同士の摩擦係数が高くなる傾向にあり、その結果、トナーの凝集度が高く、遊離したトナー同士がくっつきやすい傾向にある。このようなトナーを用いると、実施例１で示したように、トナー凝集が発生しやすく、これらが成長したところは、他のところに比べて、現像スリーブ４４上の現像剤のコート量が少なくなり、画像としては濃度薄になりやすい傾向にある。
【００９４】
そこで、微小駆動動作モードと振動を加えることにより、トナー層を動かし、且つトナー層をほぐし、規制ブレード４６の外に吐き出すことで現像剤のコート量が少なくなることを防ぐことができ、上記トナーを使用した際には、より効果を発揮する。
【００９５】
実施例４
本実施例を説明する画像形成装置及び現像装置の基本構成は、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省略する。
【００９６】
本実施例の特徴とするところは、規制ブレード４６の材質を非磁性にしているところである。トナーの耐久劣化に伴い、トナーの凝集性が変化した時や、実施例３で述べたような凝集度の高いトナーを用いた時により好適である。以下にその理由を示す。
【００９７】
図１４（ａ）、（ｂ）に、規制ブレード４６の材質が磁性の時と非磁性の時の現像剤溜まり部４８の現像剤の様子を示す。規制ブレード４６に設置された振動部材５０は、図１４（ａ）、（ｂ）では図示されておらず省略されている。
【００９８】
図１４（ａ）に示すように、規制ブレード４６の材質が、例えば、磁性板材のような磁性の時は、規制ブレード４６近傍のマグネットと規制ブレード４６で作る磁界により、現像剤の拘束力が大きくなり、現像剤の移動がほとんどない領域ができてしまう。この状況で微小駆動を行っても、せん断面の移動が小さくトナー層の移動が少なくなり、振動を加えてもトナー層を吐き出すことが困難になってしまうことがある。
【００９９】
一方、図１４（ｂ）に示す、規制ブレード４６の材質が、例えば、アルミ板材のような非磁性の時は、現像剤溜まり部４８の現像剤は、マグネット４５のみの磁界となる。従って、規制ブレード４６近傍での現像剤の移動がほとんどない領域が小さくなり、微小駆動によりせん断面の移動によるトナー層の動きを阻害せず、振動を加えることでトナー層を吐き出すことに対してより好ましい系であることが分かった。
【０１００】
以上の４つの実施例によって本発明の画像形成装置を説明したが、上記に挙げた構成に限られるものではなく、微小駆動動作モード中に振動部材５０を振動させ、規制部材４６を振動させる構成としては、さまざまな構成をとることが可能である。
【０１０１】
以上説明したように、本発明によれば、濃度薄などの画像不良の発生しない長寿命の現像装置を提供することができた。
【０１０２】
以上の３つの実施例によって本発明の画像形成装置を説明したが、上記に挙げた構成に限られるものではない。
【０１０３】
例えば、上記実施例においては、本発明に係る画像形成装置は、中間転写体としての中間転写ベルト５１を使用した中間転写方式の画像形成装置であるとして説明した。
【０１０４】
しかし、本発明の画像形成装置は、これに限定されるものではない。例えば、先の実施例における静電転写装置５における中間転写ベルト５１の代わりに記録材９を記録材担持体、即ち、静電転写ベルトにて担持し搬送し、この記録材９にトナー像を転写する直接転写方式の画像形成装置とすることも可能である。
【０１０５】
本発明の原理は、このような直接転写方式の画像形成装置にも同様に適用して、同様の作用効果を達成することができる。
【０１０６】
斯かる直接転写方式の画像形成装置は、当業者には周知の画像形成装置であり、これ以上の説明は省略する。
【０１０７】
また、本発明の原理は、カラーの画像形成装置に限定されるものではなく、モノクロの画像形成装置においても同様に適用して、同様の作用効果を達成することができる。
【０１０８】
以上説明したように、本発明によれば、規制ブレード４４裏からトナー層を除去し、画像欠陥がない良好な画像を規制ブレード４６を振動させることにより得ることができる。しかも、その後発生する異物による欠陥画像を発生させず、画像形成の停止時間も極力減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】従来の画像形成装置を説明する概略構成断面図である。
【図２】本発明の第１実施例の画像形成装置を説明する概略構成断面図である。
【図３】本発明が適用される現像装置を説明する概略構成上面図である。
【図４】本発明が適用される現像装置を説明する概略構成断面図である。
【図５】本発明が適用される現像装置の現像剤溜まり部近傍を説明する部分拡大断面図である。
【図６】本発明の現像装置の一実施例を説明する概略構成断面図である。
【図７】振動部材の一実施例の構成を説明する斜視図である。
【図８】現像装置の駆動を説明する概略構成上面図である。
【図９】微小駆動動作モードの概略動作を説明する図である。
【図１０】微小駆動動作モードと振動部材を振動させるタイミングの一実施例を説明する図である。
【図１１】トナー濃度、凝集度、白たて筋の発生頻度の関係を説明する図である。
【図１２】耐久枚数とトナー凝集度の変化の関係を説明する図である。
【図１３】微小駆動動作モードと振動部材を振動させるタイミングの他の実施例を説明する図である。
【図１４】本発明の現像装置の他の実施例における現像剤溜まり部の様子を説明する現像装置の部分拡大断面図である。
【図１５】本発明の規制ブレードの振動量を測定する位置を示す断面図である。
【図１６】本発明における加速度ピックアップでの加速度の測定結果の一例である。
【符号の説明】
【０１１０】
１              感光ドラム（像担持体）
２              帯電装置
３              露光装置
４              現像装置
４１            現像容器
４１ａ          現像室（現像剤搬送経路）
４１ｂ          攪拌室（現像剤搬送経路）
４１ｃ          隔壁
４２            第１のスクリュー（現像剤搬送部材）
４３            第２のスクリュー（現像剤搬送部材）
４４            現像スリーブ（現像剤担持体）
４５            マグネットロール
４６            規制ブレード（現像剤規制部材）
４７            現像剤返し部
４８            現像剤溜まり部
５０            振動部材
１００          画像形成装置
１００Ａ        画像形成装置本体
３００          画像処理装置
３０１          ビデオカウント手段
５００          現像装置駆動部
５０４          切替手段
７００          加速度ピックアップセンサ
【図１】
0005441330.tif 000003
【図２】
0005441330.tif 000004
【図３】
0005441330.tif 000005
【図４】
0005441330.tif 000006
【図５】
0005441330.tif 000007
【図６】
0005441330.tif 000008
【図７】
0005441330.tif 000009
【図８】
0005441330.tif 000010
【図９】
0005441330.tif 000011
【図１０】
0005441330.tif 000012
【図１１】
0005441330.tif 000013
【図１２】
0005441330.tif 000014
【図１３】
0005441330.tif 000015
【図１４】
0005441330.tif 000016
【図１５】
0005441330.tif 000017
【図１６】
0005441330.tif 000018