(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担時体上に形成された潜像を、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いて現像する現像装置を有し、該現像装置はセンサ制御を用いてトナー補給を行う画像形成装置において、
前記現像装置の現像剤を交換する際の交換用現像剤はトナー濃度が現像装置内で安定するトナー濃度の制御目標値よりも低く設定され、現像剤交換着荷時において現像装置内を所定時間撹拌循環させる間に制御目標値に対して不足分のトナー補給をし、該トナー補給がセンサ制御を用いない補給であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担時体上に形成された潜像を、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いて現像する現像装置を有する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置には、トナーとキャリアからなる２成分現像剤が多々用いられている。この２成分現像剤は、経時使用により劣化することが避けられず、劣化した現像剤は寿命に達すると交換する必要がある。この交換に際し、交換用の新規現像剤は製造後十分にパッケージングをされて出荷されていても長時間の放置による現像剤中のトナーにおける帯電量の低下が避けられないものである。このため、現像剤交換後の装置は数十枚分の複写においてトナー付着量が安定せず、画像濃度変動を起こすことも多々ある。また、装置の着荷作業を短縮化するために工場内において現像剤をセットして出荷する場合、パッケージングをされて出荷される現像剤よりも帯電量の低下が著しく、また不均一にもなりやすい。
【０００３】
このような不具合を解消する手段として、現像剤交換着荷時において現像装置内を所定時間攪拌循環させることであり、この作業によって現像剤の帯電量を上昇させ、かつ安定化させられる。この技術は、俗にエイジング、インチング等と呼ばれているものの基本動作である。また、他の手段も提案されているがアイデアレベルであり、現状では上記した攪拌循環の実施が殆どである。これは、上記の手段が特別な装置を必要としない単純で確実な技術であるからである。
【０００４】
ところで、初期の現像剤における現像能力の不安定という問題は上記したトナー帯電量の放置低下のみではない。上記のエイジング作業後、現像剤の帯電は一時的に過剰に上昇し、この上昇はあるピークを過ぎると今度は下降して行き、ある点で収束する傾向にある。この理由を、特開平５−２４９８３２号公報ではキャリアの帯電量の変化によるものとしており、これを鑑みてエイジング後の濃度設定においてはキャリアの帯電量が下がって安定したレベルを見越して低めに設定することで対処している。
【０００５】
また、特開平５−３２３６６７号公報や特開平１−２２５９６１号公報等ではその理由を製造工程でできる剤の粒径分布や帯電量分布などの剤のコンディションが現像ユニット内で作られるコンディションと同じではないためであるしている。そして、剤の製造方法に特徴を持たせて、初期のエイジングをした後の状態に近づけている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、剤の製造方法に特徴を持たせる技術も完全ではなく、また上記したトナー放置低下の解決手段とは関係がないので、結局のところ、エイジング手段を実施しなくてはならないのが現状である。
したがって、初期剤を装着した後、現像装置内でトナーの補給や攪拌動作を繰り返すことで現像能力を安定化する帯電状態に現像剤を収束させるエイジング動作で対処している。
【０００７】
また、交換された初期現像剤を所定のトナー濃度目標範囲に制御させるために、一般的には感光体上のトナー付着量を反射型光学式センサで検出して、これをもとにトナーの補給制御を実施するケースと、現像装置内の現像剤を透磁率もしくは嵩密度をセンサで検出して、これをもとにトナーの補給制御を実施するケースが主流である。しかしどちらの制御方法も現像剤のエイジング中に起こる急激な現像剤帯電量の上昇には対処しきれず、前者の反射型光学式センサの方式では一時的な帯電量の急上昇により付着量が減少して、その結果トナー濃度を一時的に過剰に上昇制御してしまい、トナー飛散を発生させる懸念を有していた。
【０００８】
また、後者の透磁率もしくは嵩密度をセンサで検出の方式では一時的な帯電量の急上昇により透磁率があがり嵩密度も下がるので、その結果トナー濃度を一時的に過剰に上昇制御してしまい、同様にトナー飛散を発生させる懸念を有していた。
【０００９】
本発明は、上記した事情に鑑み、交換現像剤の変動する帯電性の安定化させることが可能なエイジング手段の短縮化と急激な現像剤帯電量の上昇に起因するトナー飛散を防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、像担時体上に形成された潜像を、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いて現像する現像装置を有し、該現像装置はセンサ制御を用いてトナー補給を行う画像形成装置において、前記現像装置の現像剤を交換する際の交換用現像剤はトナー濃度が現像装置内で安定するトナー濃度の制御目標値よりも低く設定され、現像剤交換着荷時において現像装置内を所定時間撹拌循環させる間に制御目標値に対して不足分のトナー補給をし、該トナー補給がセンサ制御を用いない補給であることを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置のプリンタ部を示す説明図である。
【００１７】
図１において、符号１は像担時体としての感光体ドラムであり、この感光体ドラム１が矢印方向に回転駆動されるとき、帯電装置２によって一様に帯電された部分にレーザ露光手段３で示す画像露光が行われ、感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。この潜像は、現像装置５に対向する位置に達すると、トナー像として顕像化される。一方、転写材は図示していない給紙部からレジストローラを経由して画像形成部へ搬送され、転写装置５により感光体ドラム１上のトナー像を転写される。転写後の転写材は、定着装置（図示せず）に送られ、トナー像が転写材に定着される。
【００１８】
転写後、感光体ドラム１にはトナーが残留するが、その残留トナーはクリーニング装置６によってクリーニングされる。そして、クリーニング後の感光体ドラム１は、除電装置７により残留電荷が除かれて次に画像形成に備えられる。
【００１９】
上記現像装置５は、２成分現像剤を用いるものであって、感光体ドラム１に対向する現像ローラ１２を具備する現像器１０と、この現像器１０に貯えているトナーを補給するトナー補給部としてのホッパー１１とを有している。現像器１０には攪拌ローラ、パドル等の攪拌部材１４及び現像ローラ１２上の層厚を規制するドクタ（図示せず）等を備えている。また、現像ローラ１２には現像バイアス１３が印加されている。トナーは、ポッパー１１から現像室１０に補給され、補給されたトナーと現像剤は現像室１０内で攪拌部材１４により攪拌され、現像ローラ１２により現像剤は現像器１０から感光体１と対向する現像領域に担持搬送される。現像領域において現像スリーブ（図示せず）と感光体１間に適当な電位差を作るため、現像バイアス１３が印加され、感光体１上に形成された静電潜像との電位差に応じてトナー像が形成される。
【００２０】
この２成分現像装置において、２成分現像剤は経時使用により劣化することが避けられず、劣化した現像剤は寿命として交換する必要がある。この交換後、初期現像剤は帯電量が低下し、また不均一にもなりやすいため、現像剤を現像器１０内で所定時間攪拌循環させるエイジングを行う必要がある。
【００２１】
しかし、エイジングを行うと、現像剤の帯電は一時的に過剰に上昇し、この上昇はあるピークを過ぎると今度は下降して行き、ある点で収束するという現象が発生する。この現象を、グラフで表せば、図２に示す如くである。
【００２２】
このとき、従来の交換用の現像剤はトナー濃度が制御目標値に調整されている。この現像剤は、エイジング中に帯電は図２（２）のグラフの符号Ｂで示すように、一時的に急上昇する。そして、現像装置はトナー濃度制御をセンサに用いて行っており、この帯電急上昇によって図２（１）のグラフの符号Ａで示すように、トナーの供給過多が発生し、トナー飛散の懸念が生ずる。
【００２３】
そこで、本発明では交換用現像剤のトナー濃度が制御目標値に対して予め低めに調整している。このトナー濃度が制御目標値に対して低めに調整した現像剤を交換用の現像剤に用いることで、図２（４）のグラフに示すように、キャリアとトナーの接触確率が高くなって帯電量を上げて安定化するまでの時間が短くなる。そして、トナー濃度を予め低めに調整した現像剤はトナー濃度が制御目標値にするための不足トナー量も分かっているので、その不足分をセンサ制御でなく、所定時間をかけて補給すれば、ほぼ制御値にすることができ、このようにすれば、図２（３）のグラフに示すように、トナー濃度が上昇させずに済む。
【００２４】
また、トナー濃度が制御目標値に対して低めに調整されている現像剤を補給した後、エイジング動作として、１枚目の画像形成作業より先立ち、現像器１０内の現像剤の攪拌循環とトナー補給を実施する。つまり、予め初期の現像剤の容量やトナー濃度、ならびに目標とする制御濃度が分かっているので、現像剤の攪拌循環中に予めあたえられた定量のトナーをセンサ制御を用いることなく所定の時間をかけて補給する。例えば、交換用の現像剤の初期の容量が４００ｇでトナー濃度が３ｗｔ％であり、目標の制御濃度が５ｗｔ％の場合は、現像装置内へ約８ｇのトナー補給をエイジング中にすることになる。このエイジング動作は、他のユニットの立ち上げ作業、例えば定着器の温度調整作業等と併せたタイミングで実施するのが画像形成装置の初期調整時間短縮により効果的である。
【００２５】
トナー濃度を予め低くする事でキャリアとトナーの接触確率は高くなって帯電量を上げて安定化するまでの時間も短くなる。また制御目標とするトナー濃度にするためのトナー補給も分かっている事なのでトナー濃度の過多やそれによって引き起こる地汚れ、トナー飛散の心配もなくなる。
【００２６】
つまり本発明により交換用現像剤のトナー濃度が制御目標値と重量％で同等以上になっている場合に比して帯電量の安定化に要する時間（エイジング時間）を短縮化でき、かつそのエイジング動作中の急激な帯電量上昇等によるトナー濃度過多／トナー飛散等の不具合の懸念も回避できる。
【００２７】
なお、本発明は装置の着荷作業を短縮化するために工場内において現像剤をセットして出荷する場合においても交換用現像剤のトナー濃度が制御目標値に対して予め低めに調整していることで上記作用が得られる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明においては、交換現像剤の変動する帯電性の安定化させることが可能なエイジング手段の短縮化と急激な現像剤帯電量の上昇に起因するトナー飛散を防止することができる。しかも、帯電量を上げて安定化するまでの時間が短くすることができる。よって、本発明では現像剤交換時のエイジングを含めた初期調整をクリーンでスムーズに実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置のプリンタ部を示す説明図である。
【図２】現像剤交換後、トナー濃度、現像剤帯電量の関係を示すグラフで、（１）は従来のトナー濃度、（２）は従来の現像剤帯電量、（３）は本発明のトナー濃度、（４）は本発明の現像剤帯電量を示す。
【符号の説明】
１  感光体
４現像装置
１０  現像器
【図１】
0003576769.tif 000002
【図２】
0003576769.tif 000003