(57)【要約】  【課題】  感光体ドラム内にヒータを設けて像流れを防止する画像形成装置において、非画像形成時のヒータ点灯による現像ローラの変形を防止して画像品質を安定化する画像形成装置を提供する。  【解決手段】  制御部３３は、非画像形成時で、且つヒータ１４が点灯している時は、現像ローラ２１ａを画像形成時の通常回転速度（第１の回転速度）よりも遅い第２の回転速度で回転させる。これにより、感光体ドラム４１の輻射熱により生じる現像ローラ２１ａの変形を防止し、画像かぶりや濃度ムラ等の発生を効果的に防止するとともに、現像ユニット２１内のトナーの劣化も抑制する。【選択図】      図４
2006293142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラムと、該感光体ドラムを所定温度に加熱するヒータと、前記感光体ドラムに対向配置される現像ローラを回転させることにより前記感光体ドラム表面に静電潜像に応じたトナー像を形成する現像ユニットとを含む画像形成部と、
該画像形成部を駆動する駆動手段と、該駆動手段の駆動を制御する制御手段と、を備え、前記現像ユニットを独立して駆動可能な画像形成装置において、
前記制御手段は、画像形成時においては前記現像ローラを第１の回転速度で回転させ、非画像形成時且つ前記ヒータ点灯時においては前記現像ローラを前記第１の回転速度よりも低速の第２の回転速度で回転させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、非画像形成時且つ前記ヒータ点灯時においては前記現像ローラを間欠駆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】
前記間欠駆動１回当りの前記現像ローラの駆動時間をＴ１、前記第２の回転速度をＢとしたとき、以下の条件式（１）を満たすことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
５／２Ｂ＜Ｔ１≦１５／Ｂ  ・・・（１）
【請求項４】
前記間欠駆動１回当りの前記現像ローラの駆動時間をＴ１、停止時間をＴ２、前記第２の回転速度をＢとしたとき、以下の条件式（２）を満たすことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
（Ｔ１＋Ｔ２）／Ｔ１≦Ｂ  ・・・（２）
【請求項５】
前記駆動手段は、クラッチを介して前記現像ユニットに接続されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記駆動手段は、前記現像ユニット以外の前記画像形成部を駆動する第１の駆動手段と、前記現像ユニットを駆動する第２の駆動手段とから成ることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいず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、装置内部のトナーを攪拌搬送して現像ローラに供給する現像ユニットを備えた複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関し、特に、現像ユニットの駆動制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真プロセスを用いた画像形成装置の像担持体として、アモルファスシリコン（以下、ａ−Ｓｉという）感光体ドラムが広く用いられている。ａ−Ｓｉ感光体ドラムは、高硬度で優れた耐久性を有しており、長期間使用後も感光体としての特性がほとんど劣化せず高画質が保持できるため、ランニングコストも低く取り扱いも容易であるとともに、環境に対する安全性も高い優れた像担持体である。
【０００３】
このようなａ−Ｓｉ感光体ドラムを用いた画像形成装置においては、その特性から像流れが発生しやすいことが知られている。つまり、帯電ユニットを用いて帯電を行うと、帯電ユニットの放電によりオゾンが発生する。このオゾンにより空気中の成分が分解され、ＮＯｘやＳＯｘ等のイオン生成物が生成される。このイオン生成物は水溶性であることにより、感光体ドラムに付着し、感光体ドラム表面の０．１μｍ程度の粗さ構造内に入り込むために、汎用機で使用されるクリーニングシステムでは取り除くことができず、さらに、これらが大気中の水分を取り込むことで感光体ドラム表面の抵抗が低下する。これにより、感光体ドラム表面に形成された静電潜像のエッジ部で電位の横流れが起こり、その結果、像流れを生じることがある。
【０００４】
図７は、従来の画像形成装置の画像形成部の構成を示す概略図である。図７において、画像形成部３２には、感光体ドラム４１の回転方向（矢印Ａ方向）に沿って、帯電部４２、画像書込部（レーザスキャンユニット）４３、現像ユニット２１、転写部４５、クリーニング装置４６、除電装置４８が配設されている。
【０００５】
感光体ドラム４１は、例えばアルミドラムにａ−Ｓｉから成る感光層が積層されたものであり、帯電部４２により表面を帯電させるようになっている。そして、後述する画像書込部４３からのレーザビームを受けた表面に帯電を減衰させた静電潜像を形成する。帯電部（帯電チャージャ）４２は、放電（例えばコロナ放電）することで感光体ドラム４１の表面を帯電させるものであり、例えば細いワイヤ等を電極として、高電圧を印加されることで放電するようになっている。
【０００６】
画像書込部（ＬＳＵ）４３は、画像データに基づいて、光ビーム（例えばレーザビーム）を感光体ドラム４１に照射し、感光体ドラム４１の表面に静電潜像を形成させるものである。現像ユニット２１は、感光体ドラム４１に対向配置された現像スリーブ２１ａを備え、内部に収容されたトナーを現像ローラ２１ａにより感光体ドラム４１の静電潜像に付着させて、トナー像を形成させるものである。なお、現像ユニット２１に収容されているトナーとしては、例えばトナー成分とキャリアとから構成される２成分トナーやトナー成分のみから構成される１成分トナーが挙げられる。
【０００７】
クリーニング部４６は、トナー像がシートに移行（転写）された後に、感光体ドラム４１の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去するものであり、例えば、スプリング７により感光体ドラム４１の長手方向に線接触する摺擦ローラ１１やクリーニングブレード１２等から構成される。除電装置４８は、例えばＬＥＤ等により感光体ドラム４１の表面を露光し、トナー像転写後の表面電位を除去するものである。
【０００８】
周知の如く、除電装置４８による除電後、帯電部４２によって均一に帯電された感光体ドラム４１上に画像書込部４３により静電潜像が記録され、その静電潜像を反転現像にて現像ユニット２１でトナー像に顕像化し、トナー像を転写部４５にてシート１０上に転写する。転写部４５で転写されなかった未転写トナーは、残留トナーとしてクリーニング部４６により感光体ドラム４１表面から除去され、除去された残留トナーは回収スクリュー１３等のトナー回収装置によって図示しない廃棄ボトルへと搬送される。
【０００９】
感光体ドラム４１内にはヒータ１４が配置されている。このヒータ１４を点灯させることにより、イオン生成物が取り込んだ水分を離脱するエネルギーを与え、高湿環境における感光体ドラム４１表面の抵抗低下を抑えている。
【００１０】
図８は、従来の現像ユニットの断面拡大図である。なお、図７とは感光体ドラム４１に対する位置関係が左右反対になっている。現像ユニット２１は、ケーシング５、カバー６、第１攪拌スクリュー７、第２攪拌スクリュー８、現像ローラ２１ａ、規制ブレード２２を含む構成である。ケーシング５は、トナーを貯留するものであり、第１貯留室１５と第２貯留室１６とが、ケーシング５と一体形成された仕切り板９によって分けられることで形成される。そして、この第１貯留室１５には第１攪拌スクリュー７、第２貯留室１６には第２攪拌スクリュー８が配設されている。
【００１１】
第１攪拌スクリュー７は、第１貯留室１５に貯留されているトナー等を攪拌しながら搬送して第２貯留室１６に導くものであり、第２攪拌スクリュー８は、第２貯留室１６に搬送されてきたトナー等を攪拌しながら搬送して現像ローラ２１ａに供給するものである。ケーシング５の長手方向（図の紙面方向）の両端部においては仕切り板９は存在せず、第１攪拌スクリュー７、第２攪拌スクリュー８間でのトナーの受け渡しが可能となっている。なお、第１攪拌スクリュー７、第２攪拌スクリュー８は、それぞれ支軸７ａ、８ａを中心とし、その周囲に螺旋羽７ｂ、８ｂを設けた構成になっており、互いに平行な状態でケーシング５に回転可能に軸支されている。
【００１２】
現像ローラ２１ａの内部にはＮ極２３ａ、２３ｃ、２３ｅと、Ｓ極２３ｂ、２３ｄ、２３ｆから成る６つの磁極２３ａ〜２３ｆを有する磁界発生部材２３が固定されている。規制ブレード２２には磁界発生部材２３のＮ極２３ａが対向するため、規制ブレード２２として磁性体或いはＳ極の磁性体を用いることにより、規制部２４に引き合う方向（矢印Ｃ方向）の磁界が発生する。
【００１３】
この磁界により、規制ブレード２２と現像ローラ２１ａとの間にトナーがブラシ状に起立する。そして、現像ローラ２１ａが矢印Ｂ方向に回転することにより、このブラシ状に起立したトナーを分離する力が働き現像ローラ２１ａ表面にトナーの薄層を形成する。このトナー薄層が感光体ドラム４１に対向する位置に移動すると、現像ローラ２１ａに印加される電圧と感光体ドラム４１の表面電位との電位差により、感光体ドラム４１表面にトナー像を形成する。
【００１４】
さらに現像ローラ２１ａが矢印Ｂ方向に回転すると、今度はＮ極２３ｃにより引き合う磁界が付与されて、トナー像の形成に使われなかったトナーが現像ユニット２１内に回収される。そして、第２攪拌スクリュー８により攪拌、搬送された後、Ｎ極２３ｅ、Ｓ極２３ｆの磁界により再び現像ローラ１１上に付着する。即ち、規制部２４の間隔だけでなく、規制部２４に発生する磁界によって現像ローラ２１ａ上のトナー薄層を厳密に制御している。また、現像ローラ２１ａの軸方向の左右両端部には、現像ローラ２１ａ表面に保持されたトナーの外部への漏洩を防止するための磁気シール部材（図示せず）が設けられている。
【００１５】
このような現像ユニット２１においては、感光体ドラム４１に近接して現像ローラ２１ａが対向配置されているため、現像ローラ２１ａが停止状態である非画像形成時にヒータ１４（図７参照）を点灯して感光体ドラム４１を加熱すると、感光体ドラム４１からの輻射熱により現像ローラ２１ａの感光体ドラム４１に対向する部分のみが局部的に高温となる。
【００１６】
そのため、図９に示すように、現像ローラ２１ａの感光体ドラム４１に対向する側が熱膨張し、現像ローラ２１ａが軸方向に撓んでしまう（図９の実線）。これにより、現像ローラ２１ａの回転時に感光体ドラム４１と現像ローラ２１ａとの間隔ｄが周期的に変動することとなり、特に、白紙部での画像かぶりやグレー画像での濃淡むら等の、周期的な画像むらが発生する。
【００１７】
そこで、非画像形成時にヒータを点灯させた場合に現像ローラの変形を防止する方法が提案されており、特許文献１には、例えば現像ローラよりも熱伝導率の高い充填部材を詰めることにより、現像ローラの少なくとも一部に空洞を有しない構造を設けた現像ユニット及び画像形成装置が開示されている。しかしながら、特許文献１の方法では、現像ローラの構造が複雑になるとともに部品点数も多くなり、現像ローラ及びそれを用いた現像ユニットの製造コストが高くなるという問題点があった。
【００１８】
また、現像ローラが局部的に高温になるのを防ぐため、非画像形成時においても画像形成時と同様に現像ローラを回転させておく方法も考えられるが、現像ユニットを不必要に駆動させておくと、機械的ストレスの増加により現像ユニット内のトナー劣化が促進されてしまう。なお、特許文献２には、画像形成装置内に設けられたヒータを装置各部の動作モードに応じて制御する方法が開示されているが、特許文献２の方法は、ヒータの動作に合わせて装置各部の動作を制御するものではなく、装置全体としてのピーク消費電力を低減するためにヒータへの電力供給を装置各部の動作に応じて制御するものであり、現像ローラの変形防止に適用することはできなかった。
【特許文献１】特開平１１−１７４８２０号公報
【特許文献２】特開２００２−４０８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、上記問題点に鑑み、感光体ドラム内にヒータを設けて像流れを防止する画像形成装置において、非画像形成時のヒータ点灯による現像ローラの変形を防止して画像品質を安定化する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために本発明は、感光体ドラムと、該感光体ドラムを所定温度に加熱するヒータと、前記感光体ドラムに対向配置される現像ローラを回転させることにより前記感光体ドラム表面に静電潜像に応じたトナー像を形成する現像ユニットとを含む画像形成部と、該画像形成部を駆動する駆動手段と、該駆動手段の駆動を制御する制御手段と、を備え、前記現像ユニットを独立して駆動可能な画像形成装置において、前記制御手段は、画像形成時においては前記現像ローラを第１の回転速度で回転させ、非画像形成時且つ前記ヒータ点灯時においては前記現像ローラを前記第１の回転速度よりも低速の第２の回転速度で回転させることを特徴としている。
【００２１】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記制御手段は、非画像形成時且つ前記ヒータ点灯時においては前記現像ローラを間欠駆動させることを特徴としている。
【００２２】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記間欠駆動１回当りの前記現像ローラの駆動時間をＴ１、前記第２の回転速度をＢとしたとき、以下の条件式（１）を満たすことを特徴としている。
【００２３】
５／２Ｂ＜Ｔ１≦１５／Ｂ  ・・・（１）
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記間欠駆動１回当りの前記現像ローラの駆動時間をＴ１、停止時間をＴ２、前記第２の回転速度をＢとしたとき、以下の条件式（２）を満たすことを特徴としている。
【００２４】
（Ｔ１＋Ｔ２）／Ｔ１≦Ｂ  ・・・（２）
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記駆動手段は、クラッチを介して前記現像ユニットに接続されることを特徴としている。
【００２５】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記駆動手段は、前記現像ユニットを駆動する第１の駆動手段と、前記現像ユニット以外の前記画像形成部を駆動する第２の駆動手段とから成ることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の第１の構成によれば、非画像形成時であっても、ヒータが点灯している時には現像ローラは第２の回転速度で回転を継続するため、ヒータで加熱された感光体ドラムからの輻射熱により生じる現像ローラの周方向の温度ばらつきをなくして現像ローラの熱変形を防止し、画像かぶりや濃度ムラ等の発生を効果的に防止する。また、第２の回転速度は第１の回転速度よりも低速に設定されているため、現像ユニット内のトナーの劣化も抑制することができる。
【００２７】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、非画像形成時且つヒータ点灯時においては、現像ローラが第２の回転速度での駆動及び停止を繰り返すことにより、現像ローラの熱変形を防止するとともに現像ユニットの累積駆動時間を一層短縮することができる。
【００２８】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、間欠駆動が条件式（１）を満たすように１回当りの駆動時間及び第２の回転速度を設定することにより、現像ローラの熱変形の防止効果とともに、現像ユニット内のトナーの劣化防止効果も十分に得ることができる。
【００２９】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第２又は第３の構成の画像形成装置において、間欠駆動が条件式（２）を満たすように１回当りの駆動時間、停止時間及び第２の回転速度を設定することにより、現像ローラの温度ばらつきの発生をさらに低減して熱変形をより効果的に防止する。
【００３０】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の画像形成装置において、駆動手段と現像ユニットとの間にクラッチを介在させることにより、簡単な構成で現像ユニットのみを別駆動させることができる。
【００３１】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の画像形成装置において、現像ユニットを駆動する第２の駆動手段を設けることにより、簡単な構成で現像ユニットのみを別駆動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の画像形成装置の概略断面図である。従来例の図８と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。この画像形成装置（例えばプリンタ）１００は、感光体ドラム４１、帯電部４２、画像書込部４３、現像ユニット２１、トナーコンテナ４４、転写部４５、クリーニング部４６、レジストローラ対４７、除電装置４８、シート収容部５１、搬送部５２、定着装置５３、及び排紙部５５から構成されている。
【００３３】
トナーコンテナ４４は、現像ユニット２１内部のトナーが不足するようになれば、現像ユニット２１にトナーを供給するとともに、予備のトナーを貯留しておくものである。レジストローラ対４７は、シート収容部５１から搬送されるシートを一旦停止させ、感光体ドラム４１での画像形成タイミングに合わせてシートを再搬送する。シート収容部５１は、最終的に画像（トナー像）が印刷されるシート（用紙やＯＨＰ等の記録媒体）を収容するとともに、シート収容部５１から排紙部５５までのシートの通路である搬送部５２にシートを送り出すものである。
【００３４】
定着装置５３は、加熱ローラ５４ａ及び加圧ローラ５４ｂから成る定着ローラ対５４を有し、シートに転写されたトナー像を安定な永久像とするものであり、定着ローラ対５４を用いて熱や圧力等のエネルギーを付与することにより、粉体状態のトナー像を溶融して固着させるものである。排紙部５５は、定着装置５３を経たシート、すなわち永久像が印刷されたシートを収容するものである。
【００３５】
ユーザにより画像形成操作が開始されると、シート収容部５１からシートが搬送部５２を介してレジストローラ対４７へ搬送される（一次給紙）。このとき画像書き出し信号がＯＮとなり、不図示のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）から送信された画像データに基づいて、画像書込部４３が感光体ドラム４１上にレーザビーム（光線）を発することで、その画像データに基づく静電潜像を感光体ドラム４１表面に形成させる。
【００３６】
そして、現像ユニット２１により静電潜像にトナーを付着させるとともに（トナー像を形成させるとともに）、レジストローラ対４７からトナー像の形成タイミングに合わせてシートが送出され（二次給紙）、所定の転写電圧が印加された転写部４５によりシート上にそのトナー像が転写される。次に、定着装置５３が、トナー像の転写されたシートに熱等を加え、永久像とさせるようになっている。一方、感光体ドラム４１上の残存トナーはクリーニング部４６により、表面電位は除電装置４８によりそれぞれ除去され、帯電部４２による初期帯電及びそれに続く新たなトナー像の形成に備える。
【００３７】
図２は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。画像形成装置１００は、画像入力部３０、ＡＤ変換部３１、画像形成部３２、制御部３３、記憶部３４、操作パネル３５、メインモータ３６、クラッチ３７ａ〜３７ｄ、シート収容部５１、搬送部５２、及び定着装置５３から構成されている。
【００３８】
画像入力部３０は、画像形成装置１００が複写機である場合、複写時に原稿を照明するスキャナランプや原稿からの反射光の光路を変更するミラーが搭載された走査光学系、原稿からの反射光を集光して結像する集光レンズ、及び結像された画像光を電気信号に変換するＣＣＤ等から構成される画像読取部であり、画像形成装置１００がプリンタである場合、パーソナルコンピュータ等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部３０より入力された画像信号はＡＤ変換部３１においてデジタル信号に変換された後、後述する記憶部３４内の画像メモリ６０に送出される。
【００３９】
画像形成部３２は、ヒータ１４、感光体ドラム４１、帯電部４２、画像書込部４３、現像ユニット２１、転写部４５を含み、ＡＤ変換部３１において変換されたデジタル信号に基づいて感光体ドラム４１上に静電潜像を形成し、現像ユニット２１によりトナー像に現像した後に転写部４５でシート上にトナー像を転写する。
【００４０】
記憶部３４は、画像メモリ６０、ＲＡＭ６１、及びＲＯＭ６２を備えており、画像メモリ６０は、画像読取部３０で読み取られ、ＡＤ変換部３１においてデジタル変換された画像信号を記憶し、制御部３３に送出する。ＲＡＭ６１及びＲＯＭ６２は、制御部３３の処理プログラムや処理内容等を記憶する。
【００４１】
また、ＲＡＭ６１（或いはＲＯＭ６２）には、画像形成時における現像ローラ２１ａの通常の回転速度（以下、第１の回転速度という）、及び非画像形成時且つヒータ１４点灯時における第１の回転速度よりも遅い回転速度（以下、第２の回転速度という）も記憶されており、後述するように画像形成の有無、及びヒータ１４の点灯の有無に基づいて現像ユニット２１の駆動を制御する場合に制御部３３に送出される。
【００４２】
操作パネル３５は、複数の操作キーから成る操作部と、設定条件や装置の状態等を表示する表示部（いずれも図示せず）とから構成されており、ユーザが印刷条件等の設定を行う他、画像形成装置１００がファクシミリ機能を有する場合は記憶部３４にファクシミリ送信先を登録し、さらに登録された送信先の読み出しや書き換えを行う等の種々の設定にも使用される。
【００４３】
メインモータ３６は、制御部３３からの制御信号に応じてシート収容部５１、搬送部５２、定着装置５３、及び画像形成部３２内の現像ユニット２１、感光体ドラム４１、転写部４５等を駆動する。メインモータ３６はクラッチ３７ａ〜３７ｄを介して現像ユニット２１、感光体ドラム４１、転写部４５及び定着装置５３と接続されており、制御部３３からの制御信号に応じてクラッチ３７ａ〜３７ｄを断続させることにより、現像ユニット２１の駆動を感光体ドラム４１、転写部４５等から独立して制御可能となっている。クラッチ３７ａ〜３７ｄとしては、電流のＯＮ／ＯＦＦにより駆動力を伝達、遮断する電磁クラッチが用いられる。
【００４４】
制御部３３は、設定されたプログラムに従って画像入力部３０、画像形成部３２、シート収容部５１、定着装置５３やそれらを駆動するメインモータ３６及びクラッチ３７ａ〜３７ｄを全般的に制御するとともに、画像入力部３０から入力された画像信号を、必要に応じて変倍処理或いは階調処理して画像データに変換する。画像書込部４３は、処理後の画像データに基づいてレーザ光を照射し、感光体ドラム４１上に潜像を形成する。さらに制御部３３は、画像形成の有無、及びヒータ１４の点灯の有無に基づいて、現像ユニット２１の駆動を制御する機能も有している。
【００４５】
本発明においては、非画像形成時で、且つヒータ１４が点灯している時は、現像ローラ２１ａを画像形成時の通常回転速度（第１の回転速度）よりも遅い第２の回転速度で回転させることを特徴としている。これにより、非画像形成時であっても、ヒータ１４が点灯している時には現像ローラ２１ａは第２の回転速度で回転を継続するため、感光体ドラム４１の輻射熱により生じる現像ローラ２１ａの変形を防止し、画像かぶりや濃度ムラ等の発生を効果的に防止する。また、第２の回転速度は第１の回転速度よりも低速に設定されているため、現像ローラ２１ａを第１の回転速度で継続回転させた場合に比べて現像ユニット２１内のトナーの劣化も抑制できる。
【００４６】
図３は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。ここでは第１実施形態のクラッチ３７ａ〜３７ｄを設けず、シート収容部５１、搬送部５２、定着装置５３や、感光体ドラム４１、転写部４５を駆動するメインモータ３６（第１の駆動手段）と、現像ユニット２１を駆動するサブモータ３８（第２の駆動手段）とを備えている。他の部分の構成は第１実施形態の図２と共通するため説明を省略する。
【００４７】
従って、本実施形態においても、サブモータ３８の駆動をＯＮ／ＯＦＦさせることにより、第１実施形態と同様に現像ユニット２１の駆動を独立して制御可能となり、現像ユニット２１内のトナーの劣化を抑制し、且つ現像ローラの熱変形による画像不良の発生を効果的に防止することができる。また、メインモータ３６が停止した状態でも現像ユニット２１を駆動可能となるため、第１実施形態に比べて装置のランニングコストを低減することができる。サブモータ３８としては、速度制御が容易なステッピングモータ等のパルスモータを用いることが好ましい。
【００４８】
次に、本発明の画像形成装置における現像ユニットの動作制御について説明する。図４は、第１実施形態の画像形成装置による画像形成動作を示すフローチャートである。図２を参照しながら、図４のステップに従い現像ローラ２１ａの回転速度制御手順について説明する。
【００４９】
先ず、ユーザが操作パネル３５を操作するなどして印刷が開始されたか否かが判断される（ステップＳ１）。印刷が開始された場合は、制御部３３は記憶部３４に記憶されている第１の回転速度で現像ローラ２１ａを回転させ（ステップＳ２）、印字データに基づいて感光体ドラム４１上に形成された静電潜像を現像する（ステップＳ３）。そして、所定のタイミングでレジストローラ対４７が回転し、画像形成タイミングに合わせて転写部４５にシートが搬送される。転写部４５においてシート上にトナー像が転写され（ステップＳ４）、定着装置５３で加熱、加圧されて永久像とされた後、装置外部に排出される。
【００５０】
次に、印刷が終了したか否かが判断され（ステップＳ５）、印刷が継続中である場合はステップＳ２へ戻り、同様の手順を繰り返す（ステップＳ２〜Ｓ４）。一方、ステップＳ１で印刷が開始していない場合、及びステップＳ５で印刷が終了している場合は、次にヒータ１４が点灯しているか否かが判断される（ステップＳ６）。
【００５１】
ヒータ１４が点灯している場合は、制御部３３はクラッチ３７ｂ〜３７ｄを遮断して現像ユニット２１以外の装置各部の駆動を停止するとともに、クラッチ３７ａの減速機構を用いて、記憶部３４に記憶されている第２の回転速度で現像ローラ２１ａを回転させる（ステップＳ７）。そして、ステップＳ１へ戻り、以下同様の手順を繰り返す（ステップＳ１〜Ｓ６）。ステップＳ６でヒータ１４が点灯していない場合はクラッチ３７ａ〜３７ｄを遮断して現像ローラ２１ａを含む装置各部の駆動を停止し（ステップＳ８）、処理を終了する。
【００５２】
なお、ここではクラッチ３７ａ〜３７ｄにより現像ユニット２１の駆動を独立して制御可能な第１実施形態の画像形成装置を用いて説明したが、現像ユニット２１を駆動するサブモータ３８をメインモータ３６とは別個に設ける第２実施形態の画像形成装置についても全く同様に説明することができる。その場合、サブモータ３８の回転速度を印刷が開始されたか否か、及びヒータ１４が点灯しているか否かによって制御すれば良い。
【００５３】
ここで、現像ユニット２１内のトナーの劣化が現像ユニットの駆動時間に比例して促進されることは良く知られている。そのため、非画像形成時においては現像ユニット２１の駆動をできる限り停止させておくことが好ましい。そこで、現像ローラ２１ａを第２の回転速度で回転させる際、駆動及び停止を繰り返し行う間欠駆動とすれば、現像ユニット２１の累積駆動時間を短縮することができる。
【００５４】
現像ローラ２１ａの周方向の温度ばらつきを抑えて熱変形を防止するためには、間欠駆動１回当りの駆動時間は長いほど好ましい反面、累積駆動時間も長くなって現像ユニット２１内のトナーの劣化を助長することとなる。そこで、間欠駆動１回当りの駆動時間と現像ローラ２１ａの熱変形及びトナー劣化との関係を調査したところ、間欠駆動１回当りの現像ローラ２１ａの回転角度を１５°より大きく且つ９０°以内の角度とすることにより、現像ローラ２１ａの熱変形を防止するとともに、現像ユニット２１内のトナーの劣化も効果的に抑制できることがわかった。
【００５５】
いま、間欠駆動１回当りの駆動時間をＴ１（秒）、現像ローラ２１ａの外径をＳ（ｍｍ）、第２の回転速度をＢ（ｒｐｍ）とするとき、現像ローラ２１ａの外周長はＳ・π（ｍｍ）であるから、駆動１回当りの現像ローラ２１ａの移動周長は、Ｓ・π・Ｔ１・Ｂ／６０（ｍｍ）となる。間欠駆動１回当りの現像ローラ２１ａの回転角度が１５°より大きく９０°以内であるためには、現像ローラ２１ａの外周長に対する駆動１回当りの現像ローラ２１ａの移動周長、即ち（Ｓ・π・Ｔ１・Ｂ／６０）／（Ｓ・π）が、１５°／３６０°より大きく、且つ９０°／３６０°以下となるようにすれば良い。
【００５６】
従って、１５／３６０＜（Ｓ・π・Ｔ１・Ｂ／６０）／（Ｓ・π）≦９０／３６０、即ち１／２４＜Ｔ１・Ｂ／６０≦１／４となり、以下の条件式（１）
５／２Ｂ＜Ｔ１≦１５／Ｂ  ・・・  （１）
を満たすように駆動時間Ｔ１及び回転速度Ｂを設定すれば、現像ユニット内のトナーの劣化防止と現像ローラの熱変形の防止とを両立させることができる。
【００５７】
また、現像ユニット２１内のトナーに掛かる機械的ストレスを低減してトナーの劣化を抑制するためには、現像ローラ２１ａの回転周期は遅いほど好ましい反面、現像ローラ２１ａの周方向の温度ばらつきが発生しやすくなる。そこで、現像ローラ２１ａの回転周期と熱変形との関係を調査したところ、現像ローラ２１ａの回転周期を６０秒以内とすることにより、現像ローラ２１ａの温度ばらつきを低減して熱変形をより効果的に防止することがわかった。
【００５８】
現像ローラ２１ａが１回転するのに必要な間欠駆動の回数は、（外周長）／（駆動１回当りの移動周長）＝（Ｓ・π）／（Ｓ・π・Ｔ１・Ｂ／６０）で表され、間欠駆動１回当りの停止時間をＴ２（秒）とすると、間欠駆動１回に要する時間は（Ｔ１＋Ｔ２）で表されるから、現像ローラ２１ａの回転周期は（現像ローラ１回転に必要な間欠駆動回数）×（間欠駆動１回に要する時間）＝（Ｓ・π）／（Ｓ・π・Ｔ１・Ｂ／６０）・（Ｔ１＋Ｔ２）となる。
【００５９】
従って、（Ｓ・π）／（Ｓ・π・Ｔ１・Ｂ／６０）・（Ｔ１＋Ｔ２）≦６０、即ち（Ｔ１＋Ｔ２）／（Ｔ１・Ｂ／６０）≦６０となり、以下の条件式（２）
（Ｔ１＋Ｔ２）／Ｔ１≦Ｂ  ・・・  （２）
を満たすように駆動時間Ｔ１、停止時間Ｔ２及び回転速度Ｂを設定すれば良い。なお、現像ユニット２１の動作制御手順については、現像ローラ２１ａを第２の回転速度で連続回転させる代わりに、上述したような間欠駆動とする以外は図４と全く同様であるため説明は省略する。
【００６０】
その他、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば本発明は、デジタル複合機やタンデム式のカラー複写機、アナログ方式のモノクロ複写機等の複写機、或いはファクシミリやレーザプリンタ等、現像ユニットを用いる種々の画像形成装置に適用可能である。
【実施例】
【００６１】
本発明の画像形成装置を用いて連続印刷を行った場合の画像不良の抑制効果について調査した。クラッチ３７ａ〜３７ｄを用いて現像ユニット２１を独立駆動させる第１実施形態の画像形成装置を試験機として用い、非画像形成時にヒータ１４の点灯の有無に基づいて現像ユニット２１の駆動制御を行った（現像ローラ２１ａを間欠駆動させた）場合（本発明）と、現像ユニット２１の駆動制御を行わなかった（現像ローラ２１ａを停止させていた）場合（比較例）について、感光体ドラム４１と現像ローラ２１ａとの間隔のばらつき及び画像不良の発生の有無を調査した。
【００６２】
感光体ドラム及び現像ユニットの詳細な仕様を図５に示す。なお、現像ローラの表面粗さＲｚは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４（十点平均粗さ）により測定した。また、現像ローラの間欠動作１回当りの駆動時間Ｔ１を１秒、停止時間を４秒、現像ローラの回転速度（第２の回転速度）を５ｒｐｍ、回転周期を６０秒とし、感光体ドラム−現像ローラ間の間隔ｄは０．３２ｍｍに設定した。試験方法としては、非画像形成時にヒータを点灯させた状態で５分間経過後に白ベタ画像を印刷して画像かぶりの有無を目視により判断した。また、現像ローラの長手方向の数カ所における感光体ドラム−現像ローラ間の間隔ｄを測定した。
【００６３】
非画像形成時にヒータの点灯の有無に基づいて現像ユニットの駆動制御を行う本発明においては、図６（ａ）に示すように、ヒータ点灯後５分経過した時点でも画像かぶりは発生しなかった。また、感光体ドラム−現像ローラ間の間隔ｄも測定箇所によらず初期値とほぼ同じであった。一方、現像ユニットの駆動制御を行わない比較例では、図６（ｂ）に示すように、シートの搬送方向（図６の上下方向）に周期的な縞状の画像かぶりの発生が認められた。また、感光体ドラム−現像ローラ間の間隔ｄを測定したところ、部分的に０．２６ｍｍまで狭くなっていた。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、感光体ドラムと、該感光体ドラムを所定温度に加熱するヒータと、感光体ドラムに対向配置される現像ローラを回転させることにより感光体ドラム表面に静電潜像に応じたトナー像を形成する現像ユニットとを含む画像形成部と、該画像形成部を駆動する駆動手段と、該駆動手段の駆動を制御する制御手段とを備え、現像ユニットを独立して駆動可能な画像形成装置において、制御手段は、画像形成時においては現像ローラを第１の回転速度で回転させ、非画像形成時且つヒータ点灯時においては現像ローラを第１の回転速度よりも低速の第２の回転速度で回転させることとする。
【００６５】
これにより、ヒータで加熱された感光体ドラムからの輻射熱により生じる現像ローラの周方向の温度ばらつきをなくして現像ローラの熱変形を効果的に防止するとともに、現像ユニット内のトナーの劣化も抑制できる画像形成装置を提供する。
【００６６】
また、非画像形成時且つヒータ点灯時においては現像ローラが第２の回転速度での駆動及び停止を繰り返す間欠動作を行うこととしたので、現像ローラの熱変形を防止するとともに現像ユニットの累積駆動時間を一層短縮することができ、現像ユニット内のトナーの劣化をより効果的に抑制する。
【００６７】
また、間欠動作１回当りの現像ローラの回転角度を１５°より大きく且つ９０°以下とし、現像ローラの回転周期が６０秒以下となるようにすれば、現像ユニット内のトナーの劣化防止効果及び現像ローラの熱変形防止効果を十分に満足させる間欠動作条件となる。
【００６８】
また、駆動手段と現像ユニットとの間にクラッチを介在させるか、或いは現像ユニットを駆動する第２の駆動手段を設けたので、簡単な構成で現像ユニットのみを別駆動させることができ、現像ユニットの駆動制御が一層容易なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】は、本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図４】は、本発明の画像形成装置における現像ユニットの駆動制御手順を示すフローチャートである。
【図５】は、本発明の実施例に用いられる画像形成装置各部の仕様を示す表である。
【図６】は、本発明の画像形成装置を用いて現像ユニットの駆動制御を行った場合の画像不良の抑制効果を示す図である。
【図７】は、従来の画像形成装置の画像形成部の構成を示す概略断面図である。
【図８】は、従来の現像ユニットの構成を示す側面断面図である。
【図９】は、現像ローラの熱変形を示す概略平面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１４                ヒータ
２１                現像ユニット
２１ａ              現像ローラ
３２                画像形成部
３３                制御部（制御手段）
３４                記憶部
３６                メインモータ（第１の駆動手段）
３７ａ〜３７ｄ      クラッチ
３８                サブモータ（第２の駆動手段）
４１                感光体ドラム
４５                転写部
１００              画像形成装置
【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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