(57)【要約】【課題】現像スリーブ周辺に蓄積するトナー溜まりによるトナー落ちなどの異常画像の発生を、追加的なメカ機構なしで簡単確実低コストに防止する。【解決手段】感光体３を駆動するモータ１７に現像スリーブ１５がクラッチ１９で接続された画像形成ユニット１である。モータ１７とクラッチ１９を制御する制御部１８により、印刷ジョブの開始前に、クラッチ１９が接続と離間を複数回繰り返す。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動手段によって駆動される感光体と、当該駆動手段にクラッチ手段を介して接続され、当該クラッチ手段を接続することで前記感光体と共に駆動されて当該感光体に現像剤を供給する現像剤担持体と、前記駆動手段の作動及び前記クラッチ手段の接続・離間を制御する制御手段とを備えた画像形成ユニットにおいて、前記制御手段が、前記駆動手段を作動した後の印刷ジョブ開始前に、前記クラッチ手段が接続・離間を複数回繰り返すように設定されていることを特徴とする画像形成ユニット。
【請求項２】
前記クラッチ手段の接続・離間を複数回繰り返した後、前記現像剤担持体が、印刷ジョブ開始前に少なくとも一周以上連続して空回転するように前記制御手段が設定されていることを特徴とする請求項１の画像形成ユニット。
【請求項３】
前記クラッチ手段の接続・離間の繰り返し回数、又は前記クラッチ手段の複数回の接続・離間後の空回転数が、直前の印刷ジョブの連続通紙枚数に対応して設定されていることを特徴とする請求項２の画像形成ユニット。
【請求項４】
前記クラッチ手段の接続・離間の繰り返し回数、又は前記クラッチ手段の複数回の接続・離間後の空回転数が、直前の印刷ジョブの画像面積率に対応して設定されていることを特徴とする請求項２の画像形成ユニット。
【請求項５】
前記クラッチ手段の複数回の接続・離間時に、前記感光体の線速を、通常印刷時の線速よりも高線速にするように前記制御手段が設定されていることを特徴とする請求項１の画像形成ユニット。
【請求項６】
前記クラッチ手段の接続・離間の繰り返し回数、又は前記クラッチ手段の複数回の接続・離間後の空回転数が、前記感光体の線速に対応して設定されていることを特徴とする請求項２の画像形成ユニット。
【請求項７】
前記クラッチ手段の接続・離間の繰り返し回数、又は前記クラッチ手段の複数回の接続・離間後の空回転数が、画像形成ユニットの累計走行距離に対応して設定されることを特徴とする請求項２の画像形成ユニット。
【請求項８】
前記クラッチ手段の接続・離間の繰り返し回数、又は前記クラッチ手段の複数回の接続・離間後の空回転数が、画像形成ユニットの通算平均画像面積率に対応して設定されることを特徴とする請求項２の画像形成ユニット。
【請求項９】
前記クラッチ手段の接続・離間の繰り返しが、１秒以内に行われるように前記制御手段が設定されることを特徴とする請求項１の画像形成ユニット。
【請求項１０】
前記クラッチ手段の接続・離間の繰り返し回数、又は前記クラッチ手段の複数回の接続・離間後の空回転数が、画像形成ユニットの温度、湿度等の通算の環境条件に対応して設定されることを特徴とする請求項２の画像形成ユニット。
【請求項１１】
請求項１の画像形成ユニットがフルカラー画像を形成するための複数色の現像ユニットを備え、前記クラッチ手段の接続・離間の繰り返し回数、又は前記クラッチ手段の複数回の接続・離間後の空回転数が、各色に対応して設定されていることを特徴とする請求項２の画像形成ユニット。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１の画像形成ユニットを有し、画像形成装置本体に対して着脱可能とされたプロセスユニット。
【請求項１３】
請求項１から１１のいずれか１の画像形成ユニット又は請求項１２のプロセスユニットを備えた画像形成装置。
【請求項１４】
感光体を駆動する駆動手段を現像剤担持体に接離可能に接続する現像クラッチの作動方法であって、前記駆動手段で前記感光体の駆動を開始した後の印刷ジョブ開始前に、前記クラッチ手段の接続・離間を複数回繰り返すことを特徴とする現像クラッチの作動方法。
【請求項１５】
前記クラッチ手段の接続・離間を複数回繰り返した後、前記現像剤担持体を、印刷ジョブ開始前に少なくとも一周以上連続して空回転させることを特徴とする請求項１２の現像クラッチの作動方法。
【請求項１６】
前記クラッチ手段の接続・離間の繰り返し回数、又は前記クラッチ手段の複数回の接続・離間後の空回転数を、直前の印刷ジョブの連続通紙枚数に対応させることを特徴とする請求項１３の現像クラッチの作動方法。
【請求項１７】
前記クラッチ手段の接続・離間の繰り返し回数、又は前記クラッチ手段の複数回の接続・離間後の空回転数を、直前の印刷ジョブの画像面積率に対応させることを特徴とする請求項１３の現像クラッチの作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー落ちを防止するため現像クラッチの接続方法を改善した、画像形成ユニット、プロセスユニット、画像形成装置及び現像クラッチの作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置では、画像形成装置の現像スリーブの駆動方式として、現像スリーブをクラッチを介して感光体ドラム（以下、単に感光体という）の駆動モータに接続し、当該クラッチの接続により現像スリーブを駆動する方式が知られている。以下、前記感光体の駆動モータを、ＯＰＣモータと呼称することとする（ＯＰＣ：Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）。このように呼称するのは簡便のためであり、本発明の画像形成装置をＯＰＣ感光体を有するものに限定する趣旨ではない。また、前記クラッチは「現像クラッチ」又は単に「クラッチ」と呼称する。
【０００３】
クラッチを介して現像スリーブを駆動する理由として、次の理由が従来から指摘されている。すなわち、一般的には感光体と現像スリーブを別々のモータで駆動するのが望ましいが、そうするとコストが大幅に上がってしまう。一方、感光体と現像スリーブをクラッチなしで１つのＯＰＣモータにより常時同期駆動すると、例えば感光体と現像スリーブに所定のバイアスが印加されていない非現像時に、現像スリーブから感光体上にトナーやキャリアが吐き出されてしまう場合がある。また、現像スリーブが不要に駆動されることでその走行距離が無駄に増え、現像剤の劣化につながることも指摘されている。
【０００４】
このため、実際の駆動方式としては、現像スリーブをクラッチを介してＯＰＣモータと接続し、ＯＰＣモータが駆動している間であって、かつ、印刷ジョブ時にのみ現像クラッチを接続する方式が一般的である。この駆動方式では、ＯＰＣモータが駆動しているところへ現像クラッチを接続するので、クラッチを接続する際の衝撃により、現像スリーブに振動が加わる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、現像スリーブ周辺に飛散したトナーなどでトナー溜まりが出来ている場合、前述した現像クラッチ接続の際の現像スリーブの振動によって、当該トナー溜まりが感光体に汲み上げられて、トナー落ちなどの異常画像になる課題があった。
【０００６】
現像スリーブ周辺のトナー溜まりがトナー落ちになる場合、従来は、現像スリーブ周辺を清掃するか、現像ユニットを交換するしか殆ど方法がなかった。また、いったん清掃した後も、所定枚数を通紙すると再びトナー落ちが発生していた。
【０００７】
特許文献１（特開２０１２−１１８３５９号公報）には、トナー落ちを防止する目的で、感光体と現像スリーブの間で入口シールを往復動可能に配設することが記載されている。そして、通常画像形成時は当該入口シールを感光体に当接させておき、画像形成終了時等（印刷ジョブ完了後）の適当なタイミングで現像スリーブと連動してカムを回転させることで、前記入口シールを感光体から現像スリーブに当接させる。これにより、入口シールに堆積したトナーを現像スリーブに汲み上げさせ、現像装置内に回収するようにしている。
【０００８】
しかし、例えば厚紙通紙等のように遅い線速で感光体を駆動する場合は、特許文献１の方法では、トナー溜まりを現像装置内に効果的に回収することができない。すなわち、遅い線速で感光体を駆動する場合、トナー落ちの原因となるトナー溜まりは、生長速度は低下しても確実に大きくなっていく。
【０００９】
感光体の線速が遅いと、現像クラッチを接続して入口シールが感光体から現像スリーブに当接する際の当接速度も遅くなり、入口シールに堆積したトナーを現像スリーブに効果的に汲み上げさせることができない。このため、トナー落ちを十分に防止できないという課題があった。特許文献１の方法を使用して、遅い線速でもトナー落ちを確実に防止するには、現像スリーブの回転を一度立ち下げて、全速（通常線速）に戻してからクラッチを接続するなどの制御上の工夫が必要である。
【００１０】
また、引用文献１の方法では、現像ユニットの入口シールを駆動するためのカム等の駆動機構が別途必要であり、部品点数増大、構造複雑化、高コスト化等の課題があった。
【００１１】
本発明の目的は、現像スリーブ周辺に蓄積したトナー溜まりを、入口シールを揺動させるたりする追加的なメカ機構なしで、簡単かつ確実に、トナー溜まりを現像装置側に回収し、通常の出力画像にトナー落ちを発生させないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明は、駆動手段によって駆動される感光体と、当該駆動手段にクラッチ手段を介して接続され、当該クラッチ手段を接続することで前記感光体と共に駆動されて当該感光体に現像剤を供給する現像剤担持体と、前記駆動手段の作動及び前記クラッチ手段の接続・離間を制御する制御手段とを備えた画像形成ユニットにおいて、前記制御手段が、前記駆動手段を作動した後の印刷ジョブ開始前に、前記クラッチ手段が接続・離間を複数回繰り返すように設定されていることを特徴とする画像形成ユニットである。
【００１３】
また、本発明は、感光体を駆動する駆動手段を現像剤担持体に接離可能に接続する現像クラッチの作動方法であって、前記駆動手段で前記感光体の駆動を開始した後の印刷ジョブ開始前に、前記クラッチ手段の接続・離間を複数回繰り返すことを特徴とする現像クラッチの作動方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、印刷ジョブ開始前に像担持体を駆動させるクラッチ手段の接続・離間を複数回繰り返すことで、像担持体周辺に溜まったトナー溜まりに衝撃を与えることができる。この衝撃により、前記トナー溜まりを、予め感光体側に吐き出したり、現像剤収容部内に回収したり、或いは現像スリーブ上で回転させすることで再帯電させたりして、通常の出力画像にトナー落ちを発生させないようにすることが出来る。本発明は、クラッチ手段の制御のみでメカ機構の追加を必要としないので、低コストで実施することができる。
【００１５】
トナー落ちが発生する条件は、現像スリーブ周辺に一定量以上のトナーが蓄積することと、当該トナーの蓄積後に現像クラッチが接続されることである。一般的に画像を通紙すると現像スリーブ周辺にトナーが蓄積し、クラッチを接続するとその衝撃で溜まったトナーが吐き出されて低減する。
【００１６】
作像の前や後に現像スリーブを一定時間正転又は逆転させたり、正転又は逆転を一定時間繰り返したりする制御によりトナーを吐き出して低減する方法も考えられる。しかし、これらの動作を行うと、作像の立ち上げや立ち下げに長い時間がかかり、ダウンタイムが増加してしまう。これに対して本発明では、現像クラッチの１回あたりの接続時間を例えば５０ｍｓｅｃ程度と短時間にすることができることから、連続して複数回のクラッチ接続・離間を行っても、短期間にトナー落ちを解消することが出来る。
【００１７】
本発明は、トナー落ちが発生する条件、すなわちトナーが蓄積する量を画像形成ユニット又は現像ユニットの使われ方から算出し、トナー落ちとなる前に、現像クラッチの接続・離間を当該使われ方に対応した回数で複数回繰り返すことで、トナー落ちが発生するのを防止することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明による画像形成装置の一実施形態の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１におけるイエロー画像形成ユニットの構成例を示す概略構成図である。
【図３】現像クラッチの動作タイミングチャートを示す図である。
【図４】通算印刷枚数５０ｋ未満の現像スリーブのクラッチ接続回数を示す図である。
【図５】通算印刷枚数５０ｋ以上の現像スリーブのクラッチ接続回数を示す図である。
【図６】通算印刷枚数５０ｋ未満の現像スリーブの空周回数を示す図である。
【図７】通算印刷枚数５０ｋ以上の現像スリーブの空周回数を示す図である。
【図８】現像スリーブのクラッチ接続制御を示す図である。
【図９】現像スリーブのクラッチ接続回数とトナー落ちの発生率の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。図１はこの発明による電子写真方式の画像形成装置の一実施形態の全体構成を示す概略図、図２はその画像形成ユニット中のイエロー画像形成ユニット１Ｙの構成例を示す概略構成図である。図１の画像形成装置は、フルカラー画像を形成するタンデム型の中間転写方式のカラープリンタである。このプリンタは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（以下、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す）のトナー像を形成するための４つの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを有する。これら４つの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは、転写ユニット４０の下面側の長手方向に沿って所定間隔で配設されている。これらの各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは、画像を形成する画像形成物質として互いに異なる色のＹトナー，Ｃトナー，Ｍトナー，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同じ構成になっている。
【００２０】
そこで、Ｙトナー像を生成するための画像形成ユニット１Ｙを例に、その構成を図２によって簡単に説明する。画像形成ユニット１Ｙは、図２に示すように、潜像担持体としてのドラム状の感光体３Ｙを有する感光体ユニット２Ｙと、感光体３Ｙ上の潜像を現像する現像装置である現像ユニット７Ｙとを有している。
【００２１】
感光体ユニット２Ｙと現像ユニット７Ｙは、画像形成ユニット１Ｙとして一体的に構成され、画像形成装置本体に対して着脱可能である。すなわち、画像形成ユニット１Ｙを画像形成装置本体に着脱可能なプロセスユニットとして構成することができる。画像形成装置本体から取り外した状態では、現像ユニット７Ｙを感光体ユニット２Ｙに対して着脱することが出来る。その感光体ユニット２Ｙと現像ユニット７Ｙの詳細については後述する。
【００２２】
図１において、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの下方には、画像書込手段である光書込ユニット２０が配設されている。光書込ユニット２０は、画像情報に基づいてレーザ光Ｌを、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋの均一に帯電された表面に照射する。それにより、感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋの表面にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋの画像情報に応じた静電潜像が形成される。
【００２３】
なお、光書込ユニット２０は、レーザ光源から発したレーザ光Ｌを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー２１によって偏向走査させながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋに照射する。このような構成のものに代えて、ＬＥＤアレイによる光走査を行う光書込ユニットを採用することも出来る。
【００２４】
光書込ユニット２０の下方には、記録媒体としての記録紙Ｐを供給する第１給紙カセット３１及び第２給紙カセット３２が鉛直方向に重なるように配設されている。これらの給紙カセット内には、それぞれ、記録紙Ｐが複数枚重ねられた記録紙束の状態で収容されており、一番上の記録紙Ｐには、第１給紙ローラ３１ａ、第２給紙ローラ３２ａがそれぞれ当接している。第１給紙ローラ３１ａが図示していない駆動手段によって図１において反時計回りに回転駆動されると、第１給紙カセット３１内の一番上の記録紙Ｐが右方へ送り出されて、垂直方向に延びる給紙路３３に向けて給紙される。
【００２５】
また、第２給紙ローラ３２ａが図示していない駆動手段によって反時計回りに回転駆動されると、第２給紙カセット３２内の一番上の記録紙Ｐが、給紙路３３に向けて給紙される。給紙路３３内には、複数の搬送ローラ対３４が配設されており、給紙路３３に送り込まれた記録紙Ｐは、これらの搬送ローラ対３４のローラ間に挟み込まれながら、給紙路３３内を図１における下側から上側に向けて搬送される。
【００２６】
給紙路３３の末端には、タイミングローラ対３５が配設されている。タイミングローラ対３５は、搬送ローラ対３４によって搬送されてくる記録紙Ｐをローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、記録紙Ｐを適切なタイミングで後述する二次転写ニップへ向けて送り出す。
【００２７】
各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの上方には、転写ユニット４０が配設されている。その転写ユニット４０は、駆動ローラ４７、二次転写バックアップローラ４６、補助ローラ４８及びテンションローラ４９によって、中間転写体である中間転写ベルト４１を張り渡し、それを反時計回りに周回移動させる。
【００２８】
この転写ユニット４０はさらに、ベルトクリーニングユニット４２、第１ブラケット４３及び第２ブラケット４４などを備えている。そして、第１ブラケット４３には３つの一次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍを備えており、第２ブラケット４４には一次転写ローラ４５Ｋを備えている。
【００２９】
一次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋは、周回移動する中間転写ベルト４１を各感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋとの間にそれぞれ挟み込んで一次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト４１の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する。
【００３０】
中間転写ベルト４１は、その移動に伴ってＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ各色用の一次転写ニップを順次通過していく。この過程で、そのおもて面に感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ上のＹトナー像，Ｃトナー像，Ｍトナー像，Ｋトナー像が重ね合わせられるように一次転写される。これにより、中間転写ベルト４１上に４色重ね合わせトナー像（以下「４色トナー像」という）が形成される。なお、モノクロ印刷を行う場合には、第１ブラケット４３を後退させて、一次転写ローラ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍを中間転写ベルト４１から引き離す。
【００３１】
二次転写バックアップローラ４６は、中間転写ベルト４１のループ外側に配設された二次転写ローラ５０との間に中間転写ベルト４１を挟み込んで二次転写ニップを形成している。そして、タイミングローラ対３５がローラ間に挟み込んだ記録紙Ｐを、中間転写ベルト４１上の４色トナー像の形成に同期するタイミングで、二次転写ニップに向けて送り出す。
【００３２】
中間転写ベルト４１上の４色トナー像は、二次転写バイアスが印加される二次転写ローラ５０と二次転写バックアップローラ４６との間に形成される二次転写電界や、ニップ圧により、二次転写ニップ内で記録紙Ｐに一括して二次転写される。そして、記録紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。
【００３３】
二次転写ニップを通過しても記録紙Ｐに転写されずに中間転写ベルト４１に残った転写残トナーは、ベルトクリーニングユニット４２によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット４２は、クリーニングブレード４２ａを中間転写ベルト４１のおもて面に当接させて、ベルト上の転写残トナーを掻き取って除去する。
【００３４】
二次転写ニップの図中上方には、記録紙Ｐ上のトナー像を定着させる定着手段である定着ユニット６０が配設されている。この定着ユニット６０は、ハロゲンヒータなどの発熱源を内蔵する加圧加熱ローラ６１と、定着ベルトユニット６２を備えている。定着ベルトユニット６２は、定着ベルト６４、ハロゲンヒータなどの発熱源６３ａを内蔵する加熱ローラ６３、テンションローラ６５及び駆動ローラ６６などからなる。
【００３５】
そして、定着ベルト６４を加熱ローラ６３とテンションローラ６５及び駆動ローラ６６によって張り渡して、図中反時計回り方向に周回移動させる。この移動の過程で、定着ベルト６４は加熱ローラ６３によって裏面側から加熱される。
【００３６】
このようにして加熱された定着ベルト６４の加熱ローラ６３掛け回し箇所には、図中時計回り方向に回転駆動される加圧加熱ローラ６１がおもて面側から当接している。これにより、加圧加熱ローラ６１と定着ベルト６４とが当接する定着ニップが形成される。
【００３７】
定着ベルト６４のループ外側には、図示していない温度センサが定着ベルト６４のおもて面と所定の間隙を介して対向するように配設されており、定着ニップに進入する直前の定着ベルト６４の表面温度を検知する。この検知結果は、図示していない定着電源回路に送られる。定着電源回路は、温度センサによる検知結果に基づいて、加熱ローラ６３内の発熱源６３ａ及び加圧加熱ローラ６１内の発熱源（図示は省略）に対する電源の供給をオン・オフ制御する。これにより、定着ベルト６４の表面温度が例えば約１４０℃に維持される。
【００３８】
二次転写ニップを通過した記録紙Ｐは、中間転写ベルト４１から分離した後、定着ユニット６０内に送られる。そして、定着ユニット６０内の定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ベルト６４及び加圧加熱ローラ６１によって加熱及び加圧されることにより、フルカラートナー像が記録紙Ｐに定着される。
【００３９】
このようにして定着処理が施された記録紙Ｐは、排紙ローラ対６７のローラ間を経た後、機外へと排出される。画像形成装置本体の筺体の上面には、スタック部６８が形成されており、排紙ローラ対６７によって機外に排出された記録紙Ｐは、このスタック部６８に順次スタックされる。
【００４０】
なお、画像形成装置本体内の転写ユニット４０の上方には、Ｙトナー，Ｃトナー，Ｍトナー，Ｋトナーを収容した４個のトナーカートリッジ１００Ｙ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｋが配設されている。トナーカートリッジ１００Ｙ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｋ内の各色のトナーは、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの現像ユニット７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋにそれぞれ適宜供給される。これらのトナーカートリッジ１００Ｙ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｋは、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋとは独立して画像形成装置本体に脱着可能である。
【００４１】
（画像形成ユニット）
画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは、使用するトナーの色が異なるだけで、その構造は同じである。そこで、その構造の詳細を画像形成ユニット１Ｙを例に、図２によって説明する。図２に示すように、画像形成ユニット１Ｙは、感光体ユニット２Ｙと現像ユニット７Ｙによって構成されている。
【００４２】
感光体ユニット２Ｙは、感光体３Ｙ、ドラムクリーニング装置４Ｙ、図示していない除電装置、および感光体３Ｙの表面を帯電する帯電装置５Ｙなどを有している。感光体３Ｙは、図示していない駆動手段としてのＯＰＣモータ１７によって図中時計回り方向に回転駆動される。ＯＰＣモータ１７は、制御手段としての制御部１８によって制御される。感光体３Ｙは、光導電性を有するアモルファスシリコン、アモルファスセレン等の非晶質金属、あるいは、ビスアゾ顔料、フタロシアニン顔料等の有機化合物を用いることが出来る。環境問題及び使用後の後処理を考慮すると、有機化合物を用いたＯＰＣ感光体が好ましい。
【００４３】
帯電装置５Ｙは、帯電バイアスが印加される帯電ローラ６Ｙを感光体３Ｙの表面に近接して備えており、その帯電ローラ６Ｙを反時計回りに回転駆動することによって感光体３Ｙの表面を一様帯電させる。なお、帯電装置として、帯電ローラの代わりに帯電ブラシを感光体に当接させるものを用いてもよい。また、スコロトロンチャージャのように、チャージャ方式によって感光体を帯電させるものを用いてもよい。帯電装置５Ｙによって一様帯電された感光体３Ｙの表面は、光書込ユニット２０から発せられるレーザ光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。
【００４４】
現像ユニット７Ｙは、第１搬送スクリュー８Ｙが配設された第１現像剤収容部９Ｙと、第２搬送スクリュー１１Ｙが配設された第２現像剤収容部１４Ｙとを備えている。第２現像剤収容部１４Ｙには、透磁率センサ等からなるトナー濃度センサ１０Ｙ、現像剤担持体１２Ｙ、現像剤規制部材としてのドクターブレード１３Ｙなどが配設されている。これら第１、第２現像剤収容部９Ｙ，１４Ｙ内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のＹトナーを有するＹ現像剤（図示せず）が収容される。
【００４５】
第１搬送スクリュー８Ｙは、図示していない駆動手段によって回転駆動され、第１現像剤収容部９Ｙ内のＹ現像剤を紙面に垂直な方向における手前側から奥側へと搬送する。そして、第１現像剤収容部９Ｙと第２現像剤収容部１４Ｙとの間の仕切壁に設けられた図示していない連通口を経て、第２現像剤収容部１４Ｙ内にＹ現像剤を進入させる。
【００４６】
第２現像剤収容部１４Ｙ内の第２搬送スクリュー１１Ｙは回転駆動され、Ｙ現像剤を図中奥側から手前側へと搬送する。搬送途中のＹ現像剤は、第２現像剤収容部１４Ｙの底部に固定されたトナー濃度センサ１０Ｙによってそのトナー濃度が検知される。
【００４７】
第２搬送スクリュー１１Ｙの上方には、現像剤担持体１２Ｙが第２搬送スクリュー１１Ｙと平行に配設されている。当該現像剤担持体１２Ｙは、クラッチ手段としての現像クラッチ１９を介して、ＯＰＣモータ１７の回転軸と接離可能に接続されている。現像クラッチ１９は、その接続・離間が制御部１８によって制御されるようになっている。当該制御の内容は後述する。現像剤担持体１２Ｙは、非磁性パイプから成る現像スリーブ１５Ｙ内にマグネットローラ１６Ｙを内蔵したものである。
【００４８】
第２搬送スクリュー１１Ｙによって搬送されるＹ現像剤の一部は、そのマグネットローラ１６Ｙの磁力によって現像スリーブ１５Ｙの表面に汲み上げられる。そして、現像スリーブ１５Ｙと所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレード１３Ｙによってその層厚が規制された後、感光体３Ｙと対向する現像領域まで搬送され、感光体３Ｙ上のＹ用静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体３Ｙ上にＹトナー像が形成される。
【００４９】
現像によってＹトナーを消費したＹ現像剤は、現像スリーブ１５Ｙの回転に伴って第２搬送スクリュー１１Ｙ上に戻される。そして、図中手前端まで搬送されると、図示していない連通口を経て第１現像剤収容部９Ｙ内へ戻る。
【００５０】
トナー濃度センサ１０ＹによるＹ現像剤の透磁率の検知結果は、電圧信号として制御部１８に送られる。Ｙ現像剤の透磁率は、Ｙ現像剤のＹトナー濃度と相関を示すため、トナー濃度センサ１０ＹはＹトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。
【００５１】
制御部１８は記憶手段としてのＲＡＭ等のメモリを備えている。このメモリに、トナー濃度センサ１０Ｙからの出力電圧の目標値であるＹ用Ｖtrefや、他の現像ユニットに搭載された各トナー濃度センサからの出力電圧の目標値であるＣ用Ｖtref、Ｍ用Ｖtref、Ｋ用Ｖtrefのデータを格納している。
【００５２】
Ｙ用現像ユニット７Ｙについては、トナー濃度センサ１０Ｙからの出力電圧の値とＹ用Ｖtrefを比較し、後述するＹ用トナー供給装置を、その比較結果に応じた時間だけ駆動させる。その駆動により、Ｙトナー濃度を低下させたＹ現像剤に対して第１現像剤収容部９Ｙにおいて適量のＹトナーが供給される。それによって、第２現像剤収容部１４Ｙ内のＹトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他色用の画像形成ユニット（１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ）内における現像剤についても、同様なトナー供給制御が実施される。
【００５３】
感光体３Ｙ上に形成されたＹトナー像は、中間転写ベルト４１に中間転写される。ドラムクリーニング装置４Ｙが、中間転写工程を経た後の感光体３Ｙ表面に残留したトナーを除去する。クリーニング処理が施された感光体３Ｙの表面は、図示していない除電装置によって除電される。その除電により、感光体３Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。
【００５４】
図１における他色用の画像形成ユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｋにおいても、同様に感光体３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ上にＣトナー像，Ｍトナー像，Ｋトナー像が形成されて、中間転写ベルト４１上に中間転写される。また、この画像形成ユニット１Ｙには、温度検知手段のセンサ部である図示しない温度センサが設けられている。当該温度センサは、現像ユニット７Ｙ内あるいは画像形成装置本体内の現像ユニット７Ｙ近傍の位置、すなわち現像ユニット７Ｙ内の温度との相関が高い検知温度となる位置に設置されている。
【００５５】
当該温度センサは、現像スリーブ１５Ｙの温度に対応して変化する現像装置の内部又は周辺の温度を検知する。他色用の画像形成ユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの現像ユニットにも、同様にそれぞれ温度センサが設置されている。しかし、温度センサを全ての現像装置内に設けることは必須ではなく、画像形成装置本体内の温度を検知するのに適切な位置に１個又は複数個設けてもよい。
【００５６】
なお、上述した画像形成ユニット１Ｙの構成は他の各画像形成ユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｋでも共通である。そこで、以後の説明においては、図１にも示した感光体３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋを除いて、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを構成する各部の符号として、図２に示した各部の符号から「Ｙ」を削除した数字のみの符号を使用する。
【００５７】
（現像クラッチの制御）
図３は、本発明の実施形態に係る現像スリーブ１５のクラッチ作動方法を、クラッチの動作タイミングチャートで表したものである。制御部１８から印刷命令が来ると、ＯＰＣモータ１７が駆動し始める。その後、図示しないが、感光体３と現像スリーブ１５にバイアスが印加され、現像クラッチ１９が接続されて現像スリーブ１５が駆動される。画像出力が終了すると、通常は現像が停止され、その後ＯＰＣモータ１７も停止される。
【００５８】
本発明の実施形態では、画像形成開始時にクラッチ１９の接続・離間を連続して複数回繰り返し、小刻みに現像スリーブ１５を駆動させる。感光体３が狙いの速度で駆動しているときにクラッチ１９を連続して接続・離間することで、通常印刷時と同じように現像スリーブ１５に衝撃を与えることが出来る。
【００５９】
図３では、一例として印刷ジョブである画像部の印刷を開始する前に、クラッチ１９を５回接続・離間（ＯＮ・ＯＦＦ）している。このクラッチ１９を連続して接続・離間する回数は、画像面積率（％）などの画像形成装置又は現像ユニット７の使われ方によって変更可能な仕組みにすることが出来る。クラッチ１９の接続衝撃を現像スリーブ１５に与えることが目的であるため、一回の接続時間は任意の時間でよい。短い時間にすればダウンタイムを最小限にすることが出来る。
【００６０】
本実施形態では、一回あたりの接続時間を１００ｍｓｅｃとし、離間時間も１００ｍｓｅｃとする。この１００ｍｓｅｃの時間は、本発明による画像形成装置において、クラッチ１９を接続してから、現像スリーブ１５が狙いの線速に達するまでに必要な時間である。この場合、接続と離間を５回繰り返しても１秒以内にしかならないので、ダウンタイムの影響はほとんどない。
【００６１】
また、５回目のクラッチ１９を接続後に現像スリーブ１５を一定時間連続駆動（空回転）するようにしている。この一定時間連続駆動動作は、クラッチ接続の衝撃により現像スリーブ１５上に汲み上がったトナーを、トナー落ちとならないように処理することが目的である。すなわち、現像スリーブ１５上に汲み上げたトナーを、感光体３側に吐き出したり、第２現像剤収容部１４内に回収したり、或いは現像スリーブ１５上で回転させることで再帯電させたりして、トナー落ちの不具合を防止する。このため、現像スリーブ１５を一周以上連続して駆動することが望ましい。但し、前記空回転は、現像クラッチ１９の接続・離間の繰り返し後に毎回必ず実行しなければならないものではない。接続・離間の繰り返し回数や現像ユニット７の使用状態によっては、現像スリーブ１５を空回転することなく、クラッチ１９の接続・離間の繰り返しのみで、トナー落ちを効果的に消失させることも可能である。
【００６２】
（クラッチ接続・離間回数の条件）
次に、図４と図５は本発明の実施形態で、クラッチ１９を連続して接続・離間する回数を、画像面積率（％）と連続通紙枚数によって変える場合の条件を示している。このように画像形成装置又は現像ユニット７の使われ方によってクラッチ接続・離間回数を変更する理由は次の通りである。
【００６３】
本発明が回避する不具合の対象であるトナー落ちは、現像スリーブ１５周辺にトナー落ちとなる弱帯電トナーや、逆帯電したトナーのトナー溜まりが存在することが原因である。トナー溜まりの場所としては、現像スリーブ１５周りの、図２の第２現像剤収容部１４Ｙ上部や、ドクターブレード１３Ｙ近傍が挙げられる。
【００６４】
十分にトナー溜まりが生長し、ＯＰＣモータ１７が目標速度で回転している時に、現像クラッチ１９を接続すると、接続の衝撃が発生し、この衝撃がトナー溜まりに作用する。そして、現像スリーブ１５周辺でトナー溜まりとなっていた弱帯電トナーや逆帯電トナーが、トナー落ちすることなく、現像スリーブ１５上に汲み上げられる。従って、トナー溜まりの生長速度と、吐き出される速度（量）がわかれば、現像クラッチ１９の適切接続回数を求めることが出来、ダウンタイムを最小限にすることが出来る。
【００６５】
図４と図５は、クラッチ１９の接続回数を表に示しており、それぞれ対象となる現像ユニット７の連続通紙枚数に応じて制御値を変えている。前提条件として、高温・高湿環境の場合にトナーの帯電量が低くなり、トナー溜まりが生長しやすいため、一例として温度２３度、湿度５０％以上の使用条件のログを、画像形成装置本体に記録させておくとよい。
【００６６】
この時、印刷ジョブ毎の画像面積率（％）と連続通紙枚数に対応させて、当該ジョブでのクラッチ接続・離間回数を決定する。画像面積率（％）が高いほど、トナー補給量が多くなり、現像ユニット７内の弱帯電トナーが増える。逆の場合は、現像ユニット７内の弱帯電トナーが減少する。一方、連続通紙枚数が少ないほど、立ち上げ動作を頻繁に行うことになり、その分現像クラッチ１９の接続回数が増えるため、吐き出されるトナーの量も多くなる。逆の場合は、吐き出されるトナーの量が少なくなる。
【００６７】
また、現像剤劣化により、前記トナー溜まりの生長速度が顕著に増大することが知られている。そこで、本発明の実施形態では、通算印刷枚数が５０ｋ枚を境として、クラッチ接続回数を異なる制御にしている。現像剤劣化は、より正確には、通算印刷枚数ではなく、紙サイズなどにより変わる現像ユニットの実際の走行距離の増大と共に進行する。従って、前記通算印刷枚数５０ｋ枚は、現像ユニットの累計走行距離（標準的使用で例えば１７ｋｍ）に代えても良いは。
【００６８】
また、通算印刷枚数５０ｋ枚は、画像形成装置の通算平均画像面積率に変更してもよい。また、通算印刷枚数５０ｋ枚は、画像形成装置の温度、湿度等の通算の環境条件に変更してもよい。また、クラッチ１９の接続・離間の繰り返し回数及びクラッチ１９の複数回の接続・離間後の空回転数を、複数の現像ユニット７の各色に対応して設定してもよい。以上より、本発明の実施形態では、経時で高画像の連続出力時には印刷ジョブ後に最大１５回連続でクラッチ１９を接続することとなる。
【００６９】
図６と図７は、クラッチ１９の連続接続・離間後にどの程度の空回転動作を行うかを示している。表中のそれぞれの数字は、現像スリーブ１５を何周分だけ空撹拌（空回転）するかの周回数を示している。通常、現像スリーブ１５に汲み上げられたトナー落ちとなるトナーは、現像スリーブ１５を１周分だけ回転することで、感光体３側に汲み上げたり、第２現像剤収容部１４Ｙ内に回収したりすることができる。しかし、トナー溜まりの固まり具合や大きさ等によっては、現像スリーブ１５の１周分の回転ではトナー落ちとなる凝集体を崩しきることができず、１周分以上現像スリーブ１５を回さないとトナー落ちが完全に消失しないことがある。
【００７０】
このため、それぞれ対象となる現像ユニット７の通算印刷枚数（５０ｋ枚未満又は５０ｋ枚以上）、画像面積率（％）、連続通紙枚数に対応して制御値を変えている。このように制御値を変える理由と、通算印刷枚数を５０ｋ枚を境として制御値を変える理由は、図４と図５のように制御値を変える理由で説明したものと同じである。
【００７１】
現像スリーブ１５の空回転動作時は、感光体に帯電バイアスを印加することが好ましい。即ち、現像スリーブ１５の空回転動作時に感光体に帯電器で印刷時と同じバイアス電圧を印加すれば、感光体の現像を防止することができ、無駄なトナー消費を抑制することができる。
【００７２】
また、空回転動作における前記現像スリーブ１５の回転速度は、印字時における現像スリーブの回転速度より大きいものとしてもよい。
【００７３】
最後に、クラッチ１９の接続・離間を複数回繰り返す際の感光体３の線速について、図８により説明する。図３では、クラッチ１９の接続・離間を複数回繰り返す際の感光体３の線速は、通常印刷動作時の線速と同じにしている。これに対して図８では、クラッチ１９の接続・離間を複数回繰り返す際の感光体３の線速を、通常印刷動作時の線速よりも速い高線速にしている。
【００７４】
通常印刷時の速度（線速）をＡとすると、作像前に速度Ａよりも速い、速度（線速）Ｂで立ち上げ（Ａ＜Ｂ）、この高速回転状態で、前記と同様に現像クラッチ１９を連続接続・離間後に現像スリーブ１５を１周分空回転させる。その後、各種モータ停止後に、通常線速Ａで通常に立ち上げる。速度Ｂを大きくすることでクラッチ接続時の衝撃を大きくすることができ、トナー落ち消失効果を高めることができる。また、速度Ｂを大きくすることで、クラッチ１９の接続・離間の繰り返し回数の低減化や、現像スリーブ１５の空回転数の低減化により、印刷ジョブ開始までの時間短縮を図ることも可能である。すなわち、感光体３の線速に対応して、クラッチ１９の接続・離間の繰り返し回数や、現像スリーブ１５の空回転数を設定することができる。
【００７５】
図９は、本発明によるクラッチ接続によるトナー落ち低減の効果を示すものである。画像面積率２０％の画像を５００枚連続通紙後に、作像時線速でＯＰＣモータ１７を駆動し、この状態で現像クラッチ１９の接続・離間を各１００ｍｓｅｃで５回繰り返す（計１秒）。その後、再度、画像面積率が２０％よりも低い低画像面積の画像を１０枚印刷する。以上の作動を、１０回繰り返したときのトナー落ちの発生率（％）（１０回の平均値）をまとめたものである。なお、前記クラッチ接続・離間の時間（各１００ｍｓｅｃ）や繰り返し回数（５回）を増減変更しても、図９と同様の結果が得られた。
【００７６】
表中の「１回」とあるのは、通常の立ち上げ動作による現像クラッチ接続のことである。「１回」の折れ線は、画像面積率２０％の画像を５００枚連続通紙後に、一度ＯＰＣモータ１７を停止させてから、再度、画像面積率が２０％よりも低い低画像面積の画像を１０枚印刷するのを１０回繰り返したときのトナー落ち発生率（％）（１０回の平均値）を表している。
【００７７】
図９より、通算印刷枚数が６０ｋ枚を越えた辺りから、従来の通常の立ち上げ動作ではトナー落ちが発生し始め、通算印刷枚数の増加と共にその発生率が増加していくことが分かる。これに対して、クラッチ接続回数を１回から２回に増やすと、通算印刷枚数が８０ｋ枚を越えた辺りからトナー落ちが発生し始める。しかし、その発生率は、印刷枚数１００ｋ枚、１５０ｋ枚、２００ｋ枚のいずれの時点でも、通常の立ち上げ動作の発生率の半分であることが分かる。
【００７８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば前記画像形成装置はタンデム型中間転写方式のカラープリンタを例示したが、本発明は当該タンデム型に限らず各種型式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置に適用可能である。また、これら画像形成装置に使用する現像剤は、キャリアとトナーから成る二成分系現像剤や、キャリアを使用しない一成分系現像剤（磁性トナー、非磁性トナー）のいずれも使用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ：画像形成ユニット    ２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ：感光体ユニット
３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ，３Ｋ：感光体              ４Ｙ：ドラムクリーニング装置
５Ｙ：帯電装置                              ６Ｙ：帯電ローラ
７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋ：現像ユニット        ８Ｙ：搬送スクリュー
９Ｙ：第１現像剤収容部                      １０Ｙ：トナー濃度センサ
１１Ｙ：搬送スクリュー                      １２Ｙ：現像剤担持体
１３Ｙ：ドクターブレード                    １４Ｙ：第２現像剤収容部
１５Ｙ：現像スリーブ                        １６Ｙ：マグネットローラ
１７：モータ                                １８：制御部
１９：現像クラッチ                          ２０：光書込ユニット
２１：ポリゴンミラー                        ３１：給紙カセット
３１ａ：給紙ローラ                          ３２：給紙カセット
３２ａ：給紙ローラ                          ３３：給紙路
３４：搬送ローラ対                          ３５：タイミングローラ対
４０：転写ユニット                          ４１：中間転写ベルト
４２：ベルトクリーニングユニット            ４２ａ：クリーニングブレード
４３：ブラケット                            ４４：ブラケット
４５Ｋ：一次転写ローラ                      ４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｋ：一次転写ローラ
４６：二次転写バックアップローラ            ４７：駆動ローラ
４８：補助ローラ                            ４９：テンションローラ
５０：二次転写ローラ                        ６０：定着ユニット
６１：加圧加熱ローラ                        ６２：定着ベルトユニット
６３：加熱ローラ                            ６３ａ：発熱源
６４：定着ベルト                            ６５：テンションローラ
６６：駆動ローラ                            ６７：排紙ローラ対
６８：スタック部                            １００Ｙ，１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｋ：トナーカートリッジ
Ｌ：レーザ光                                Ｐ：記録紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８０】
【特許文献１】特開２０１２−１１８３５９号公報
【図１】
2014178548.tif 000003
【図２】
2014178548.tif 000004
【図３】
2014178548.tif 000005
【図４】
2014178548.tif 000006
【図５】
2014178548.tif 000007
【図６】
2014178548.tif 000008
【図７】
2014178548.tif 000009
【図８】
2014178548.tif 000010
【図９】
2014178548.tif 000011