(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する像担持体と、その像担持体を一様に帯電させる帯電装置と、その帯電装置により帯電された前記像担持体に反転現像用の潜像を形成する潜像形成装置と、前記像担持体に近接した状態で回転する現像ロールを備え、その現像ロールにて供給される二成分現像剤により前記潜像を反転現像してトナー像とする現像装置とを有する画像形成装置において、
前記現像ロールの駆動を、前記帯電装置により帯電された前記像担持体の帯電領域が少なくとも前記現像ロールと対向する位置に到達する以前に開始させるように制御する駆動制御手段を備えているとともに、前記像担持体の交換を検知する交換検知手段を有し、
かつ、前記駆動制御手段は、その交換検知手段の検知情報を受けた後、交換された新しい像担持体が予め設定される初期使用値を経過するまでの間は動作し続けるように設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
回転する像担持体と、その像担持体を一様に帯電させる帯電装置と、その帯電装置により帯電された前記像担持体に反転現像用の潜像を形成する潜像形成装置と、前記像担持体に近接した状態で回転する現像ロールを備え、その現像ロールにて供給される二成分現像剤により前記潜像を反転現像してトナー像とする現像装置とを有する画像形成装置において、
前記現像ロールの駆動を、前記帯電装置により帯電された前記像担持体の帯電領域が少なくとも前記現像ロールと対向する位置に到達する以前に開始させるように制御する駆動制御手段を備えているとともに、前記現像装置に使用されている二成分現像剤の劣化状態を、画像形成動作の回数を累積カウントしてそのカウント数が予め設定される閾値を超えるか否かを判断することで検知する劣化検知手段を有し、
かつ、前記駆動制御手段は、その劣化検知手段からの検知情報が予め設定される閾値を超えた以後は動作し続けるように設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
回転する像担持体と、その像担持体を一様に帯電させる帯電装置と、その帯電装置により帯電された前記像担持体に反転現像用の潜像を形成する潜像形成装置と、前記像担持体に近接した状態で回転する現像ロールを備え、その現像ロールにて供給される二成分現像剤により前記潜像を反転現像してトナー像とする現像装置とを有する画像形成装置において、
前記現像ロールの駆動を、前記帯電装置により帯電された前記像担持体の帯電領域が少なくとも前記現像ロールと対向する位置に到達する以前に開始させるように制御する駆動制御手段を備えているとともに、前記現像装置に使用されている二成分現像剤の劣化状態を、その現像装置内の二成分現像剤のトナー濃度を測定してそのトナー濃度が予め設定される閾値を超えるか否かを判断することで検知する劣化検知手段を有し、
かつ、前記駆動制御手段は、その劣化検知手段からの検知情報が予め設定される閾値を超えた以後は動作し続けるように設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
回転する像担持体と、その像担持体を一様に帯電させる帯電装置と、その帯電装置により帯電された前記像担持体に反転現像用の潜像を形成する潜像形成装置と、前記像担持体に近接した状態で回転する現像ロールを備え、その現像ロールにて供給される二成分現像剤により前記潜像を反転現像してトナー像とする現像装置とを有する画像形成装置において、
前記現像ロールの駆動を、前記帯電装置により帯電された前記像担持体の帯電領域が少なくとも前記現像ロールと対向する位置に到達する以前に開始させるように制御する駆動制御手段を備えているとともに、前記現像装置に使用されている二成分現像剤が導電性のものである場合にその導電性の二成分現像剤の劣化状態を、その現像剤の電気抵抗値を測定してその電気抵抗値が予め設定される閾値を超えるか否かを判断することで検知する劣化検知手段を有し、
かつ、前記駆動制御手段は、その劣化検知手段からの検知情報が予め設定される閾値を超えた以後は動作し続けるように設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
回転する像担持体と、その像担持体を一様に帯電させる帯電装置と、その帯電装置により帯電された前記像担持体に反転現像用の潜像を形成する潜像形成装置と、前記像担持体に近接した状態で回転する現像ロールを備え、その現像ロールにて供給される二成分現像剤により前記潜像を反転現像してトナー像とする現像装置とを有する画像形成装置において、
前記現像ロールの駆動を、前記帯電装置により帯電された前記像担持体の帯電領域が少なくとも前記現像ロールと対向する位置に到達する以前に開始させるように制御する駆動制御手段を備えているとともに、前記現像装置に使用されている二成分現像剤の劣化状態を、その現像装置の駆動サイクル数を累積カウントしてそのカウント値に基づいて現像剤の劣化を予測判定することで検知する劣化検知手段を有し、
かつ、前記駆動制御手段は、その劣化検知手段からの検知情報が予め設定される閾値を超えた以後は動作し続けるように設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
回転する像担持体と、その像担持体を一様に帯電させる帯電装置と、その帯電装置により帯電された前記像担持体に反転現像用の潜像を形成する潜像形成装置と、前記像担持体に近接した状態で回転する現像ロールを備え、その現像ロールにて供給される二成分現像剤により前記潜像を反転現像してトナー像とする現像装置とを有する画像形成装置において、
前記現像ロールの駆動を、前記帯電装置により帯電された前記像担持体の帯電領域が少なくとも前記現像ロールと対向する位置に到達する以前に開始させるように制御する駆動制御手段を備えているとともに、前記現像装置に使用されている二成分現像剤の劣化状態を、画像のピクセル値を累積カウントしてそのカウント値に基づいて現像剤の劣化を予測判定することで検知する劣化検知手段を有し、
かつ、前記駆動制御手段は、その劣化検知手段からの検知情報が予め設定される閾値を超えた以後は動作し続けるように設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
回転する像担持体と、その像担持体を一様に帯電させる帯電装置と、その帯電装置により帯電された前記像担持体に反転現像用の潜像を形成する潜像形成装置と、前記像担持体に近接した状態で回転する現像ロールを備え、その現像ロールにて供給される二成分現像剤により前記潜像を反転現像してトナー像とする現像装置とを有する画像形成装置において、
前記現像ロールの駆動を、前記帯電装置により帯電された前記像担持体の帯電領域が少なくとも前記現像ロールと対向する位置に到達する以前に開始させるように制御する駆動制御手段を備えているとともに、画像形成装置が設置されている環境の温度及び湿度を検知する環境検知手段を有し、
かつ、前記駆動制御手段は、その環境検知手段にて検知される温度又は湿度の少なくとも一方が予め設定される低温低湿の環境下の温度および湿度に該当する閾値を超えた以後は動作し続けるように設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体の交換を検知する交換検知手段を有し、
かつ、前記駆動制御手段は、その交換検知手段の検知情報を受けた後、交換された新しい像担持体が予め設定される初期使用値を経過するまでの間にも動作し続けるように設定されている請求項２〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像装置の交換を検知するセンサ又はその交換の事実を入力する入力手段を設け、
かつ、そのセンサ又は入力手段から現像装置を交換した情報を受けたときに前記劣化検知手段での累積カウント値を、その交換検知手段の検知情報を受けた後、交換された新しい像担持体が予め設定される初期使用値を経過するまでの間にも動作し続けるように設定されている請求項２又は８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記駆動制御手段は、前記帯電装置により帯電された前記像担持体の帯電領域が少なくとも前記現像ロールと対向する位置に到達する以前に開始させるように制御する時期以外の時期には、その像担持体の潜像部分が現像ロールと対向する位置に到達する時点よりもその現像ロールが１回転するに要する時間又はそれよりも少し多い時間だけ前の時点で当該現像ロールの駆動を開始させるように制御するよう設定されている請求項１〜９のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、複合機等の画像形成装置に係り、特に、像担持体に形成される潜像をトナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いて反転現像してトナー像とする画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置では、画像形成動作の開始段階等において、現像装置の現像ロール表面に互いに逆極性に摩擦帯電されて層状（穂立ち状）に保持されている二成分現像剤のトナーやキャリアが像担持体である感光体へ不要に飛散したり付着してしまうことを防止する必要性から、感光体の帯電、現像バイアスの印加、現像ロールの駆動等の各動作タイミングをどのように設定するのかが重要な要素となっている。
【０００３】
そこで、従来においても、その各動作タイミングについて種々の設定方法が提案されているが、そのなかでも一般的な設定内容としては、図１０に示すように、帯電装置により帯電された感光体の領域が現像ロールと対向する位置に到達した時点で現像ロールへの現像バイアス電圧の印加を開始し、また、潜像形成装置により画像情報に応じて露光された感光体の潜像領域（イメージ部）が現像ロールと対向する位置に到達した時点で現像ロールの駆動を開始するものが知られている（特開平４−３３８７７１号公報など）。図中のＳ１は感光体の帯電領域が現像ロールと対向する位置に到達するまでの所要時間を示す。
【０００４】
このような設定内容によれば、感光体の表面電位が不安定である領域（特に感光体の未帯電領域）が通過している間は、現像ロールを駆動させないため、現像ロール上のトナーやキャリアが感光体との間における電位的なズレにより感光体側へ不要に飛散したり付着したりすることが最小限に抑えられるようになっている。
【０００５】
図１１は、図１０に示すようなタイミングで各動作を実行した場合、回転する感光体が現像ロールと対向する位置を通過する際の感光体表面の電位状態を模式的に示したものである。この図では、感光体が帯電装置により電位（ＶＨ  ）に一様に帯電され、現像ロールに現像バイアス電圧（ＶＢ  ）が印加される場合を例示しているが、特に、現像ロールが駆動する以前（ｔ４  以前）においては、帯電装置による帯電がなされる前の感光体の未帯電領域（０Ｖ）と、帯電装置による帯電がなされた後の感光体の帯電領域とが現像ロールの前を順次通過することを示している。また、現像ロールが駆動した以後（ｔ４  以後）においては、潜像形成装置の像露光により電位が潜像電位（ＶＬ  ）にまで減衰した潜像部分が到来し、その潜像部分に対して現像バイアスの作用により二成分現像剤中のトナーＴが静電吸着されることを示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなタイミングで各動作を実行した場合には、帯電装置により帯電された感光体が回転しているのに対して現像ロールが停止している状況がある。図１０中のＳ２は、この状況が発生している間の経過時間を示す。
【０００７】
このような状況があると、図１２ａに示すように、感光体ａと近接対向する現像領域ｄにあたる現像ロールｂ上の二成分現像剤ｃが、感光体ａの回転移動によりその回転方向下流側に引っ張られる。そして、このように引っ張られた状態にある二成分現像剤ｅが存在しているときに現像ロールｂが駆動し始めると、同図ｂに示すように、それまで現像ロールａの磁力作用により保持されていた現像剤ｅが、現像ロールｂの磁力作用の及ぶ範囲外に引っ張られて磁力作用が及ばなくなる結果、現像ロールｂから離れて感光体ａの帯電領域に静電吸着されてしまうのである。この感光体ａに吸着される二成分現像剤ｅは、その感光体の軸方向にそって帯状に付着する。そして、このとき最悪の場合には、感光体ａに付着したキャリアの存在が原因で画像中にトナーが付着しない白抜け等の画質劣化が発生するという問題がある。図１１中のＫは感光体上に付着したキャリアを示す。
【０００８】
本発明者らの研究によれば、このように現像ロールの駆動を開始した際に現像剤の一部が感光体側に付着してしまう現象は、感光体に電位が印加（帯電）されている状態で感光体が回転し現像ロールが停止している時間が長くなる場合、新しい感光体とある程度使用により劣化した現像剤とが組み合わされた状態にある場合、低湿の環境下にある場合等において発生しやすいことが解明された。
【０００９】
従って、本発明の主な目的は、特に二成分現像剤を用いた反転現像を行う画像形成動作の開始時等において現像ロール上の二成分現像剤のキャリアが感光体等の像担持体へ付着することを確実に防止し、さらに少なくとも像担持体へのキャリア付着が起こりやすい状況下においてそのキャリアの像担持体への付着を的確に防止できるようにし、これにより像担持体へのキャリア付着による画質劣化のない良好な画像形成が可能な画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、回転する像担持体と、その像担持体を一様に帯電させる帯電装置と、その帯電装置により帯電された前記像担持体に反転現像用の潜像を形成する潜像形成装置と、前記像担持体に近接した状態で回転する現像ロールを備え、その現像ロールにて供給される二成分現像剤により前記潜像を反転現像してトナー像とする現像装置とを有する画像形成装置において、前記現像ロールの駆動を、前記帯電装置により帯電された前記像担持体の帯電領域が少なくとも前記現像ロールと対向する位置に到達する以前に開始させるように制御する駆動制御手段を備えているとともに、前記像担持体の交換を検知する交換検知手段を有し、かつ、前記駆動制御手段は、その交換検知手段の検知情報を受けた後、交換された新しい像担持体が予め設定される初期使用値を経過するまでの間は動作し続けるように設定されているものである。
【００１１】
上記駆動制御手段は、その現像ロールの駆動開始時期を少なくとも感光体の帯電領域が現像ロールと対向する位置に到達する以前に設定すればよいが、望ましくは、帯電装置の帯電開始時期と同期させるように設定するとよい。この場合には、回転する状態の感光体に対して現像ロールが停止している状況が更に少なくなるため、二成分現像剤が像担持体に付着することがより確実に防止される。
【００１２】
上記交換検知手段は、像担持体の交換動作を自動的に検知するセンサ等にて構成したものであっても、あるいは、像担持体を交換した者が手動により交換事実を入力することにより検知されるように構成したものであってもよい。また、初期使用値は、その交換した新しい像担持体に起因するキャリア付着の発生しやすい時期を考慮し、その時期を少なくとも越える程度に交換後の像担持体が一定以上使用されるように、例えば画像形成動作の回数などを目安にして設定することができる。
【００１３】
この画像形成装置によれば、感光体の帯電領域が少なくとも現像ロールと対向する位置に到達する前には、現像ロールが駆動し始めるので、帯電された状態で回転する像担持体に対して現像ロールが停止している状況がなくなる。これにより、現像ロール上の二成分現像剤（特にキャリア）が帯電されて回転する像担持体側に引っ張られて付着することが防止される。また、駆動制御手段は、交換検知手段の検知情報を受けた後、交換された新しい像担持体が初期使用値を経過するまでの間は動作し続ける。これにより、交換された新しい像担持体へのキャリア付着が起こりやすい状況下においてそのキャリアの像担持体への付着が的確に防止される。
【００１４】
また、本発明では、像担持体へのキャリア付着が起こりやすい状況下において、少なくともそのキャリア付着を的確に防止する観点からは、さらに以下のように構成することが好ましい。
【００１５】
また、上記像担持体、帯電装置、潜像形成装置、現像装置および駆動制御手段を少なくとも備えている画像形成装置において、現像装置に使用されている二成分現像剤の劣化状態を検知する劣化検知手段を設け、かつ、前記駆動制御手段については、その劣化検知手段からの検知情報が予め設定される閾値を越えた以後は動作し続けるように設定するとよい。
【００１６】
この場合、劣化検知手段は、例えば、現像装置の使用頻度、すなわち画像形成動作の回数を検知するように構成し、その回数が多いほど現像剤が劣化しているものとみなすようにすればよい。
【００１７】
その他にも、劣化検知手段は、現像装置内にある現像剤のトナー濃度（割合）を測定するように構成し、そのトナー濃度が低下した場合に現像剤が劣化しているとみなすようにしたり、あるいは、導電性の現像剤を使用して場合にはその現像剤の電気抵抗値を測定するように構成し、その抵抗値が増えた場合に現像剤が劣化しているとみなすようにしてもよい。
【００１８】
また、この劣化検知手段及びその検知情報を利用する駆動制御手段に関する構成は、現像剤が劣化している時期に像担持体が交換されると、「劣化した現像剤と新しい像担持体」という組み合わせが成立し、像担持体へのキャリア付着が発生しやすい状況になるため、前記した像担持体の交換検知手段及びその検知情報を利用する駆動制御手段を併用するように構成するとなお一層好ましい。
【００１９】
さらに、上記像担持体、帯電装置、潜像形成装置、現像装置および駆動制御手段を少なくとも備えている画像形成装置において、画像形成装置が設置されている環境の温度及び湿度を検知する環境検知手段を設け、かつ、前記駆動制御手段については、その環境検知手段にて検知される温度又は湿度の少なくとも一方が予め設定される閾値を越えている間は動作し続けるように設定するとよい。
【００２０】
この場合、特に低温低湿の状況下において像担持体へのキャリア付着が発生しやすくなるため、その低温低湿の環境下にあることを検知できるように上記閾値を設定すればよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
【００２２】
◎第１実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す概要図である。この画像形成装置は、矢印ａ方向に回転するように配設された感光体ドラム１と、その感光体ドラム１の周囲に配置された、帯電装置としての帯電コロトロトン２、潜像形成装置としての露光装置３、現像装置としての二成分現像装置４、転写コロトロン５、剥離コロトロン６、クリーニング装置７及び除電ランプ８と、記録用紙Ｐが収容された給紙トレイ９と、記録用紙Ｐを給紙トレイ９から送り出して感光体ドラム１と転写コロトロン５の間の転写部まで搬送する給紙装置１０と、ロール式の定着装置１１とでその主要部が構成されている。露光装置３は、画像形成装置が複写機能を備えたものである場合には、図示しない原稿読取装置にて読み取った原稿画像に応じた光像を感光体ドラム１に露光するように構成され、また、画像形成装置がプリンタ機能を備えたものである場合には、図示しない外部機器から入力される画像情報に応じた光像を感光体ドラム１に露光するように構成されている。
【００２３】
このような基本構成からなる画像形成装置によれば、回転する感光体ドラム１が帯電コロトロン２により一様の電位（ＶＨ  ）に帯電された後、その帯電領域に対して露光装置３により光像が露光されてその露光部分の電位が電位（ＶＬ  ）に減衰されることにより反転現像用の静電潜像が形成される。次に、その静電潜像は、現像装置４を通過することにより、その現像装置４における現像ロール４ａから供給される二成分現像剤（トナーＴ，キャリアＫ）によって反転現像されてトナー像となる。このトナー像は、給紙トレイ９から給紙装置１０により転写部に送られる記録用紙Ｐに対して転写コロトロン６により静電的に転写された後、定着装置１１に送られて熱定着される。定着後の記録用紙Ｐは装置外へ排出される。また、転写後の感光体ドラム１は、クリーニング装置７によりドラム表面に付着するトナー等が除去された後、除電ランプ８により電荷を除電される（０Ｖ状態になる）。
【００２４】
例えば、この画像形成装置において、絶縁性トナーと磁性キャリアからなり、摩擦帯電によりトナーを負極性にキャリアを正極性にそれぞれ帯電させる二成分現像剤を使用して画像形成を行う場合には、現像装置４は、その現像ロール４ａとして、内部にマグネットロールが固定配設されて矢印ｂ方向に回転する円筒状のスリーブからなる構造のものが使用され、そのスリーブには図示しない高圧電源から現像バイアス電圧（ＶＢ  ）が印加されるように構成される。このような現像ロール４ａにより二成分現像剤は、そのスリーブ上に磁気ブラシを形成するように保持された状態で、感光体ドラム１と近接対向する現像領域Ｄまで搬送される。この現像ロール４ａのスリーブは、感光体ドラム１の駆動用モータあるいはその他のモータ（例えば、定着装置１１のロール駆動用モータ）からの駆動力を、伝達切り換え可能な電磁クラッチを介して伝達されるようになっている。また、現像装置４の現像ロール４ａの後方側には、図示しない回転する現像剤攪拌部材が配設されており、装置内に収容されている二成分現像剤のトナーとキャリアが攪拌されるとともに摩擦帯電されるようになっている。さらに、この現像装置４には、図示しないトナー補給装置からトナーが適時補給されるようにもなっている。
【００２５】
そして、上記二成分現像剤を使用して、例えば、図２に示すような条件下で現像を行うことができる。すなわち、−７００Ｖの表面電位（ＶＨ  ）になるように帯電された感光体ドラム１に光像を露光して潜像電位（ＶＬ  ）が−２００Ｖの静電潜像を形成し、−５５０Ｖの現像バイアス電圧（ＶＢ  ）を印加した状態で現像を行うことにより、現像ロール４ａ（スリーブ）上にキャリアによる磁気ブラシにて保持された負極性のトナーＴが、その潜像部分のみに静電吸着される。これにより二成分現像剤を用いた反転現像が行われ、感光体ドラム１上にトナー像が形成される。
【００２６】
さて、このような基本構成からなる画像形成装置には、図３に示すような制御手段が装備されている。
【００２７】
図３に示される制御系は、ＣＰＵ等からなるメイン制御部２０を核として、感光体ドラム１の交換を検知する検知センサ等からなる感光体交換検知部２１、画像形成装置の周囲の温度を測定する温度センサ等からなる温度検知部２２、画像形成装置の周囲の湿度を測定する湿度センサ等からなる湿度検知部２３等がそれぞれ接続されており、制御部２０に対して感光体交換信号や温度及び湿度の検知信号がそれぞれ入力されるようになっている。また、制御部２０には、図示しない操作パネル部と接続され、その操作パネル部のスタートボタンが押下されることによりコピー（又はプリント）開始信号が入力されるようになっており、さらに、定着装置１１の用紙排出側に配置された図示しない用紙検知センサ部と接続され、そのセンサ部により定着後の記録用紙Ｐの通過が検知されることによりコピー（プリント）動作が完了したことを知らせるコピー完了信号が入力されるようになっている。
【００２８】
一方、制御部２０に対しては、感光体ドラム１を回転駆動させる駆動用モータ１５の駆動を制御する駆動部３０、帯電コロトロトン２の帯電動作のために高圧電源を供給する電源部３１、現像ロール４ａの回転駆動を制御する駆動部３２、現像ロール４ａに現像バイアス電圧を印加する電源部３３等がそれぞれ接続されており、これら各制御対象に対して制御部２０から感光体ドラム１の駆動、帯電コロトロン２の帯電、現像ロール４ａの駆動、現像バイアスの印加等の動作タイミングを制御するための各制御信号をそれぞれ送りだすようになっている。
【００２９】
図４は、制御部２０のＲＯＭ等に格納されている制御プログラムのうち、現像ロール４ａの駆動制御に関する制御プログラムの内容を示すフローチャートである。この現像ロールの駆動制御に関する制御プログラムは、基本的に、駆動ロール４ａを感光体ドラム１へのキャリア付着を防止するために「早期駆動」の開始タイミングで駆動させるか、あるいは、「平常駆動」の開始タイミングで駆動させるものである。
【００３０】
図４中の「キャリアバンドカウンタ」は、感光体ドラム１へのキャリア付着を防止する際、現像ロール４ａの「早期駆動」を実行させるための制御の必要量（回数）：Ｎをカウントダウンするためのカウンタである。この例では、交換された新しい感光体ドラム１のキャリア付着が発生しやすい初期使用段階に相当するコピー動作回数にて設定される。また、このキャリアバンドカウンタの必要量Ｎは、図５に示すように、感光体ドラム１が交換されると、感光体交換検知部２０からの感光体交換信号を受けて制御部２０において、予め設定された初期使用値である初期値（ＮＸ  ）に初期化されるようになっている。そして、この必要量Ｎは、コピー動作（１ジョブ）が完了するごとに１ポイントずつカウントダウンされるようになっている。従って、この制御プログラムでは、カウンタの必要量Ｎが残っている間は、現像ロールの早期駆動のための制御が実行され続けるように設定されている。
【００３１】
また、この現像ロールの駆動制御に関する制御プログラムでは、温度検知部２１にて検知される温度がＸ（℃）以下、又は、湿度検知部２２にて検知される湿度がＹ（％）以下のいずれか一方である場合にも、感光体ドラム１へのキャリア付着を防止するために現像ロール４ａを「早期駆動」させる制御を実行し続けるように設定されている。
【００３２】
さらに、この制御プログラムでは、「早期駆動」については、図６に示すように現像ロール４ａを帯電器（帯電コロトロン２）の帯電開始と同時に駆動し始めるように設定している。一方、「平常駆動」については、感光体ドラムの潜像部分が到達する時点（ｔ４  ）よりも時間Ｓ３だけ前の時点で駆動し始めるように設定している。そして、感光体ドラム１の潜像部分の終端が現像ロール４ａと対向する位置に到達した時点（ｔ５  ）で現像ロール４ａの駆動を停止するように設定している。
【００３３】
次に、この現像ロールの駆動制御の内容を図４，５に基づいて説明するとともに、この画像形成装置の主な動作タイミングについて図６のタイミングチャートを参照しながら説明する。
【００３４】
まず、スタートボタンが押下されて制御部２０にコピー開始信号が入力されると（Ｓ１０）、キャリアバンドカウンタの値Ｎが「ゼロ」であるか否かが判断され（Ｓ１１）、その値Ｎがゼロでなければ、感光体へのキャリア付着防止が必要であるとみなして、現像ロール４ａの「早期駆動」の制御内容が選択される（Ｓ１２）。また、ステップＳ１０においてカウンタの値Ｎがゼロであると判断されると、温度検知部２１及び湿度検知部２２からの検知情報により、検知された温度がＸ（℃）より高い（換言すればＸ℃以下である）か否か、検知された湿度がＹ（％）より高い（換言すればＹ％以下である）か否かがそれぞれ判断され（Ｓ１３）、その温度又は湿度の少なくとも一方が各閾値Ｘ，Ｙを越えている間（この例ではＸ以下若しくはＹ以下である間、又はＸ以下及びＹ以下である間）は、感光体へのキャリア付着防止が必要であるとみなして、現像ロール４ａの「早期駆動」の制御内容が選択されるようになっている（Ｓ１２）。そして、ステップＳ１３において、温度又は湿度の双方が各閾値Ｘ，Ｙを越えていないと判断された場合には、感光体へのキャリア付着が起こりにくい状況にあるとみなして、現像ロール４ａの「平常駆動」の制御内容が選択される（Ｓ１４）。
【００３５】
そして、コピー開始信号が入力されると、感光体ドラム１が回転し始めると同時に、帯電コロトロン２が感光体ドラム１の表面を帯電し始める。この際、現像ロールの「早期駆動」が選択されている場合には、現像ロール４ａが感光体ドラム１と同時に回転し始める。これにより、回転している感光体ドラム１に対して現像ロール４ａも回転しているため、その現像ロール４ａ上の現像領域Ｄにおける二成分現像剤が感光体ドラムの回転移動により引っ張られる現象は発生しない。また、このとき感光体ドラム１は未帯電状態（０Ｖ）にあるため、現像ロール４ａ上の二成分現像剤（トナー及びキャリア）が感光体ドラム１側に静電的に引きつけられることもない。この結果、二成分現像剤（なかでもキャリア）が感光体ドラム１側に付着することはない。
【００３６】
続いて、帯電が開始された時点（ｔ1 ）から時間Ｓ１が経過するのを待って、現像ロール４ａに現像バイアス電圧が印加される。時間Ｓ１は、感光体ドラム１の帯電領域が現像ロールと対向する位置Ｑに到達するまでの所要時間である。これにより、現像ロール４ａ上の二成分現像剤のうちトナーが感光体ドラム１側の潜像部分にむけて静電吸着し得る状態となる。この後、帯電された感光体ドラム１が露光されて潜像が形成される。この潜像は、現像ロール４ａと対向する位置Ｑにおいて反転現像されてトナー像となる。
【００３７】
潜像形成が終了すると、その潜像終端部が現像ロール４ａと対向する位置Ｑに到達した時点（ｔ５  ）で、現像ロール４ａが停止する。続いて、現像ロールが停止してから所定時間が経過した時点（ｔ６  ）で帯電コロトロン２の帯電が停止され、その帯電領域の終端部が現像ロール４ａと対向する位置Ｑに到達した時点（ｔ７  ）で現像バイアス電圧の印加が停止される。また、感光体ドラム１は、現像バイアス電圧の印加が停止した後に所定のタイミング（ｔ８  ）で停止する。この際、感光体ドラム１が回転し現像バイアスが印加されない状態で現像ロール４ａが停止している時期（ｔ７  〜ｔ８  ）が存在するが、感光体ドラム１は常にドラム１と同期して作動する除電ランプ８により除電されてその表面電位が０Ｖになっているため、停止している現像ロール４ａ上の二成分現像剤が感光体ドラム１側に付着されることはない。
【００３８】
そして、前記トナー像が転写及び定着された記録用紙Ｐが定着装置１１から排出されると、制御部２０にコピー完了信号が入力されてコピー（１ジョブ）が完了し（Ｓ１５）、その時点でキャリアバンドカウンタの値Ｎが１ポイントだけ減算処理される（Ｓ１６）。
【００３９】
この現像ロールに関する駆動制御手段の場合、キャリアバンドカウンタの値Ｎがゼロになるまでは、「早期駆動」が選択され続け（Ｓ１１〜Ｓ１２）、また、その値Ｎがゼロになった場合であっても、画像形成装置の周囲の温度がＸ℃以下又はその湿度がＹ％以下になったときには「早期駆動」が選択される（Ｓ１２〜Ｓ１３）。さらに、感光体ドラム１が交換されると、図５に示すように、感光体交換検知部２１からの交換信号が受信されて（Ｓ２０）、そのカウンタの値Ｎは初期値ＮＸ  に初期化される（Ｓ２１）。なお、キャリアバンドカウンタの初期値ＮＸ  、温度の閾値Ｘ（℃）、湿度の閾値Ｙ（％）のいずれも、必要に応じて、その値を変更できるようになっている。
【００４０】
一方、現像ロールの「平常駆動」が選択された場合には、感光体ドラムの潜像部分が到達する時点（ｔ４  ）よりも時間Ｓ３だけ前の時点で現像ロール４ａが駆動し始める以外は、前記「早期駆動」の場合と同様である。
【００４１】
この平常駆動の制御が実行されるときは、感光体へのキャリア付着が発生しにくい状況下にあるため、帯電されて回転する感光体ドラム１に対して現像ロール４ａが停止しており、その状態で現像ロール４ａが駆動し始める時期（Ｓ４）が存在していても、駆動し始めた現像ロール４ａから二成分現像剤（キャリア）が感光体ドラム１に付着することはない。この結果、現像ロール４ａを現像に関与しない時期に回転させることが少なくなるため、その分だけ二成分現像剤が劣化することを防止することが可能となる。
【００４２】
また、上記の時間Ｓ３は、現像ロール４ａが１回転するに要する時間又はそれよりも少し多い時間である。これにより、従来のように感光体ドラムの潜像部分が到達する時点（ｔ4 ）で現像ロール４ａの駆動を開始していた場合（図６参照）に発生していた画像先端部における現像むら、ひいては画像の濃度むらを防止することができる。
【００４３】
すなわち、この「平常駆動」を実行した場合には、回転している感光体ドラム１に対して現像ロール４ａが停止している状態が発生し、この状態において現像バイアスが印加されると、感光体ドラムの帯電電位（ＶH ）と現像バイアス電圧（ＶB ）との電位差（ＶH −ＶB ）により、トナーが感光体ドラムから現像ロール側に移動するようにしてカブリ現象を防止するためのいわゆる「クリーニング電位」が作用する結果、感光体ドラム１の現像領域Ｄと対向する現像ロール４ａ部分には、他の部分にくらべてトナーが多く付着する。このため、このような状態にある現像ロール４ａを潜像部分の到来と同時（ｔ4 ）に駆動し始めると、そのトナーが過剰に付着する現像ロール部分（停止時における現像領域との対向位置）が１回転した後に現像することになる潜像部分が少し濃く現像されてしまうのである。そこで、現像ロール４ａが１回転するに要する時間以上の時間Ｓ３だけ潜像部分の到達時点（ｔ4 ）よりも早く現像ロールを駆動し始めることにより、その現像ロール４ａ上の過剰トナーは現像装置４内に収容されている二成分現像剤に触れたり、現像ロールに近接配置される層規制部材を通過することによりかき落とされるため、上記したような濃度むらが発生しなくなるのである。
【００４４】
◎他の実施態様
なお、前記した第１の実施態様では、現像ロール４ａの「早期駆動」による制御を実行するか否かの判断を、現像装置４の二成分現像剤の劣化状態に応じて行うように構成してもよい。
【００４５】
図７は、この現像剤の劣化状態に応じて制御を行う場合の制御系の構成例を示すもので、この制御系は温度検知部２２及び湿度検知部２３に代えて現像剤劣化検知部２４を制御部２０に接続した以外は図３に示す制御系と同じ構成からなるものである。
【００４６】
すなわち、この制御系の場合には、現像剤劣化検知部２４として、例えばコピー又はプリントした枚数を画像形成動作の回数として検知するセンサを設け、そのセンサにより検知された回数を制御部２０において累積カウントするようになっている。そして、図８に示すように、そのカウントした累積回数Ｋが予め設定する閾値Ｍ（回数又は枚数）を超えるか否かを判断し（Ｓ３３）、累積回数Ｋが閾値Ｍを超えた場合には現像剤が劣化しているとみなして現像ロール４ａの「早期駆動」による制御を行い（Ｓ３２）、反対にその累積回数Ｋが閾値Ｍに満たない場合には現像剤がまだ劣化していないとみなして現像ロール４ａの「平常駆動」による制御を行う（Ｓ３４）ようにすればよい。図８においては、ステップＳ３３を除くステップＳ３０〜Ｓ３６の各制御動作は前記した図３のステップＳ１３を除くステップＳ１０〜Ｓ１６のものと同じである。
【００４７】
この場合、先の現像剤劣化検知部２４として、現像装置４を交換したことを検知するセンサあるいはその交換事実をサービスマンが入力する入力手段を設け、図９に示すように、現像装置４を新しいものに交換した場合には、その現像装置の交換信号を受信することにより（Ｓ４０）、前記した累積回数Ｋをリセットする（「０」に戻す）ように構成する（Ｓ４１）。
【００４８】
また、この構成例の場合、現像剤の劣化状態に併せて感光体ドラム１が交換された否かについても検知しているため（図７，８）、現像ロールの駆動を開始した際に現像剤の一部が感光体側に付着してしまう現象が発生しやすい状況の１つである「新しい感光体と劣化した現像剤とが組み合わされた状態」を検知することができ、そのときに前記現像ロール４ａの「早期駆動」による制御を実行することになるため効果大である。
【００４９】
この他にも、現像ロール４ａの「早期駆動」による制御を実行するか否かの判断は、二成分現像剤の劣化状態のみに応じて行うように構成してもよい。この場合は、図７の制御系における感光体交換検知部２１を除く（これにより図９の制御動作は不要となる）とともに、図８におけるステップＳ３１を除いた構成となる。また、上記の判断は、二成分現像剤の劣化状態に加えて、感光体の交換状態と温度湿度の環境状態も同時に考慮して行うように構成してもよい。この場合は、図３の制御系における制御部２０に各検知部２１，２２，２３と同様に前記現像剤劣化検知部２４をさらに接続し、図４のステップＳ１３とステップＳ１４の間に図８のステップＳ３３を加えた構成となる。
【００５０】
また、現像ロール４ａの「早期駆動」による制御を実行するか否かの判断を二成分現像剤の劣化状態に応じて行う場合の他の構成例としては、現像装置４内の現像剤のトナー濃度（現像剤中のトナーの割合）を測定し、そのトナー濃度が予め設定される閾値よりも低い濃度になった場合に現像剤が劣化しているとみなして現像ロール４ａの「早期駆動」による制御を行うように構成する。これは、現像により得られる画像の濃度を一定にコントロールする場合、現像剤が劣化していくるとトナー濃度が下がるという性質を利用するものである。
【００５１】
この場合には、前記した現像剤劣化検知部２４（図７）として、現像装置４内の現像剤のトナー濃度（現像剤中のトナーの割合）を測定するＡＴＣセンサと、現像により形成される感光体ドラム１上の画像（パッチ）の濃度を想定するＡＤＣセンサを設け、そのＡＴＣセンサにより検知されたトナー濃度を制御部２０に入力するとともに、ＡＤＣセンサの濃度検知情報に基づいて現像濃度を一定にコントロールするように構成する。そして、例えば図８のステップＳ３３において、そのトナー濃度が予め設定する閾値濃度を超えるか否かを判断するように構成する。
【００５２】
また、他の構成例としては、現像剤として導電性のもの（実際には導電性キャリア）を使用する場合、現像装置４内の現像剤の電気抵抗値を測定し、その抵抗値が予め設定される閾値よりも高い抵抗値になった場合に現像剤が劣化しているとみなして現像ロール４ａの「早期駆動」による制御を行うように構成する。これは、導電性現像剤は劣化すると、導電性キャリアの表面にトナーやトナーの外添剤等が付着する結果、その電気抵抗値が増えるという性質を利用するものである。
【００５３】
この場合には、前記した現像剤劣化検知部２４（図７）として、現像装置４内の現像剤の電気抵抗値を測定する測定器を設け、その測定器により検知された現像剤の電気抵抗値を制御部２０に入力するように構成する。そして、例えば図８のステップＳ３３においてその現像剤の抵抗値が予め設定する閾値を超えるか否かを判断するように構成する。
【００５４】
さらに、他の構成例としては、現像装置の駆動サイクル数を累積カウントし、そのカウント数に基づいて現像剤の劣化状態を予測判定して現像ロール４ａの「早期駆動」による制御を行うように構成してもよい。また、デジタル式の複写機やプリンタの場合には、その形成する画像のピクセル値を累積カウントし、そのカウント数に基づいて現像剤の劣化状態を予測判定して現像ロール４ａの「早期駆動」による制御を行うように構成してもよい。
【００５５】
また、前記した第１の実施形態等では、現像ロール４ａの駆動制御を「早期駆動」又は「平常駆動」のいずれか一方で実行するように構成した駆動制御手段について例示したが、必要であれば、常に「早期駆動」の制御のみを実行するように構成してもよい。さらに、現像ロール４ａとしては、スリーブを固定して、その内部のマグネットロールを回転させる構造のものを使用してもよい。また、感光体ドラム１に代えてベルト形態の感光体を使用してもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、像担持体の帯電領域が少なくとも現像ロールと対向する位置に到達する以前に現像ロールの駆動を開始させるように制御する駆動制御手段を装備しているので、特に二成分現像剤を用いた反転現像を行う画像形成動作の開始時等において、現像ロール上の二成分現像剤のキャリアが感光体等の像担持体へ付着することを確実に防止することができ、この結果、像担持体へのキャリア付着による白抜け等の画質劣化のない良好な画像形成を行うことが可能となる。
【００５７】
また、上記駆動制御手段による現像ロールの駆動制御を、像担持体が交換された時期、二成分現像剤が劣化した時期、画像形成装置の周囲の温度や湿度が所定値を越えた時期等を検知した情報に基づいて行うように構成した場合には、少なくとも像担持体へのキャリア付着が起こりやすい状況下には、キャリアの像担持体への付着を的確に防止することが可能となる。そして、このキャリア付着が起こりやすい状況以外のときには、現像ロールを少し遅らせて駆動開始するように構成すれば、現像ロールの必要以上の駆動により現像剤を劣化させてしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す概要図である。
【図２】反転現像後における感光体の表面電位状態の一例を示す模式図である。
【図３】画像形成装置の主な制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】現像ロールの駆動制御時の手順（一部）を示すフローチャートである。
【図５】現像ロールの駆動制御時の手順（残りの一部）を示すフローチャートである。
【図６】画像形成装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】画像形成装置の主な制御系の他の構成例を示すブロック図である。
【図８】図７の制御系による現像ロールの駆動制御時の手順（一部）を示すフローチャートである。
【図９】図７の制御系による現像ロールの駆動制御時の手順（残りの一部）を示すフローチャートである。
【図１０】従来装置の動作例を示すタイミングチャートである。
【図１１】感光体へのキャリア付着現象を説明するための感光体の経時的電位状態を示す説明図である。
【図１２】感光体へのキャリア付着現象を説明するための現像ロールと感光体との近接付近における様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１…感光体ドラム（像担持体）、２…帯電コロトロン（帯電装置）、３…露光装置（潜像形成装置）、４…現像装置、４ａ…現像ロール、２０…制御部（駆動制御手段の一部）、２１…感光体交換検知部（交換検知手段）、２２…温度検知部（環境検知手段）、２３…湿度検知部（環境検知手段）、２４…現像剤劣化検知部（劣化検知手段）、３２…駆動部（駆動制御手段の一部）、Ｔ…トナー、Ｋ…キャリア、（Ｔ，Ｋ）…二成分現像剤、Ｑ…現像ロールと対向する位置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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