(57)【要約】【課題】トナーの凝集塊による画像不良の発生を抑制する。【解決手段】ＣＰＵは、第１モードと、第２モードとを実行可能である。第１モードでは、第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３により感光ドラム１の静電潜像を現像する現像条件を第１条件として画像形成動作を行う。第２モードでは、トナー容器４１内のトナーのうち、平均粒径よりも粒径が小さいトナーが平均粒径以上のトナーよりも多く感光ドラム１に付着するように、現像条件を第１条件と異なる第２条件に変更して現像を行う。【選択図】図３
2018132607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する像担持体と、
トナーを収容するトナー容器と、前記トナー容器内のトナーを担持して回転し、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する第１トナー担持体と、前記第１トナー担持体の前記像担持体の回転方向下流に前記第１トナー担持体と隙間を介して配置され、前記トナー容器内のトナーを担持して回転し、担持したトナーの層厚が前記隙間で規制されて、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する第２トナー担持体と、を有する現像装置と、
前記第１トナー担持体及び前記第２トナー担持体により前記像担持体の静電潜像を現像する現像条件を第１条件として画像形成動作を行う第１モードと、前記トナー容器内のトナーのうち、平均粒径よりも粒径が小さいトナーが平均粒径以上のトナーよりも多く前記像担持体に付着するように、前記現像条件を前記第１条件と異なる第２条件に変更して現像を行う第２モードとを実行可能な実行手段と、を備えた、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１トナー担持体及び前記第２トナー担持体に直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスを印加することで、前記第１トナー担持体及び前記第２トナー担持体により前記像担持体の静電潜像を現像させる現像バイアス印加手段を備え、
前記実行手段は、前記交流電圧の振幅を前記第１条件よりも前記第２条件の方が大きくなるように変更する、
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】
前記第１トナー担持体及び前記第２トナー担持体に直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスを印加することで、前記第１トナー担持体及び前記第２トナー担持体により前記像担持体の静電潜像を現像させる現像バイアス印加手段を備え、
前記実行手段は、前記交流電圧の周波数を前記第１条件よりも前記第２条件の方が低くなるように変更する、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
前記第１トナー担持体及び前記第２トナー担持体に直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスを印加することで、前記第１トナー担持体及び前記第２トナー担持体により前記像担持体の静電潜像を現像させる現像バイアス印加手段と、を備え、
前記実行手段は、前記直流電圧と、帯電された前記像担持体の表面のうち、トナー像が形成されない非画像部の電位との電位差を、前記第１条件よりも前記第２条件の方が小さくなるように変更する、
ことを特徴とする、請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１トナー担持体及び前記第２トナー担持体を駆動する駆動手段を備え、
前記実行手段は、前記第１トナー担持体及び前記第２トナー担持体の周速を前記第１条件よりも前記第２条件の方が遅くなるように変更する、
ことを特徴とする、請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２モードは、前記画像形成装置の最初の起動時で、且つ、最初の画像形成ジョブの実行前に実行される、
ことを特徴とする、請求項１ないし５のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像装置は、前記画像形成装置の本体に着脱可能であり、
前記第２モードは、初期のトナーを収容した前記現像装置を装着した後の最初の起動時で、且つ、最初の画像形成ジョブの実行前に実行される、
ことを特徴とする、請求項１ないし６のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記実行手段は、画像形成信号の入力により、前記画像形成動作の前に行う前動作、前記画像形成動作、前記画像形成動作の後に行う後動作の一連の動作を行う画像形成ジョブを実行可能で、
前記第２モードは、前記前動作時、前記後動作時、前記画像形成動作を所定の動作回数行った後に前記画像形成ジョブを中断する中断時の少なくとも何れかで実行される、
ことを特徴とする、請求項１ないし７のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第２モードは、前記画像形成ジョブ毎の前記前動作時、前記後動作時、前記中断時の何れかのときに所定時間行われ、前記画像形成装置の最初の起動時から所定回数以降の前記画像形成ジョブでは行われない、
ことを特徴とする、請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記現像装置は、前記画像形成装置の本体に着脱可能であり、
前記第２モードは、前記画像形成装置の最初の起動時で、且つ、最初の画像形成ジョブの実行前、及び、初期のトナーを収容した前記現像装置を装着した後の最初の起動時で、且つ、最初の画像形成ジョブの実行前のみに実行される、
ことを特徴とする、請求項１ないし５のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
回転する像担持体と、
トナーを収容するトナー容器と、前記トナー容器内のトナーを担持して回転し、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する第１トナー担持体と、前記第１トナー担持体の前記像担持体の回転方向下流に前記第１トナー担持体と隙間を介して配置され、前記トナー容器内のトナーを担持して回転し、担持したトナーの層厚が前記隙間で規制されて、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する第２トナー担持体と、を有する現像装置と、
前記第１トナー担持体及び前記第２トナー担持体に直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスを印加することで、前記第１トナー担持体及び前記第２トナー担持体により前記像担持体の静電潜像を現像させる現像バイアス印加手段と、
画像形成ジョブの画像形成動作時に前記交流電圧の振幅が第１条件で現像を行い、画像形成装置の最初の起動時で、且つ、最初の画像形成ジョブの実行前に前記振幅が前記第１条件よりも大きい第２条件で現像を行う制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
回転する像担持体と、
トナーを収容するトナー容器と、前記トナー容器内のトナーを担持して回転し、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する第１トナー担持体と、前記第１トナー担持体の前記像担持体の回転方向下流に前記第１トナー担持体と隙間を介して配置され、前記トナー容器内のトナーを担持して回転し、担持したトナーの層厚が前記隙間で規制されて、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する第２トナー担持体と、を有する現像装置と、
前記第１トナー担持体及び前記第２トナー担持体に直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスを印加することで、前記第１トナー担持体及び前記第２トナー担持体により前記像担持体の静電潜像を現像させる現像バイアス印加手段と、
画像形成ジョブの画像形成動作時に前記交流電圧の周波数が第１条件で現像を行い、画像形成装置の最初の起動時で、且つ、最初の画像形成ジョブの実行前に前記周波数が前記第１条件よりも低い第２条件で現像を行う制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
回転する像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記像担持体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
トナーを収容するトナー容器と、前記トナー容器内のトナーを担持して回転し、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する第１トナー担持体と、前記第１トナー担持体の前記像担持体の回転方向下流に前記第１トナー担持体と隙間を介して配置され、前記トナー容器内のトナーを担持して回転し、担持したトナーの層厚が前記隙間で規制されて、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する第２トナー担持体と、を有する現像装置と、
前記第１トナー担持体及び前記第２トナー担持体に直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスを印加することで、前記第１トナー担持体及び前記第２トナー担持体により前記像担持体の静電潜像を現像させる現像バイアス印加手段と、
画像形成ジョブの画像形成動作時に、前記直流電圧と、帯電された前記像担持体の表面のうち、トナー像が形成されない非画像部の電位との電位差が第１条件で現像を行い、画像形成装置の最初の起動時で、且つ、最初の画像形成ジョブの実行前に前記電位差が前記第１条件よりも小さい第２条件で現像を行う制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
回転する像担持体と、
トナーを収容するトナー容器と、前記トナー容器内のトナーを担持して回転し、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する第１トナー担持体と、前記第１トナー担持体の前記像担持体の回転方向下流に前記第１トナー担持体と隙間を介して配置され、前記トナー容器内のトナーを担持して回転し、担持したトナーの層厚が前記隙間で規制されて、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する第２トナー担持体と、を有する現像装置と、
前記第１トナー担持体及び前記第２トナー担持体を駆動する駆動手段と、
画像形成ジョブの画像形成動作時に前記第１トナー担持体及び前記第２トナー担持体の周速が第１条件で現像を行い、画像形成装置の最初の起動時で、且つ、最初の画像形成ジョブの実行前に前記周速が前記第１条件よりも遅い第２条件で現像を行う制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、像担持体としての感光ドラム上の静電潜像を現像装置でトナーにより現像する。このような現像装置として、複数の現像スリーブ（トナー担持体）を備えた構成が提案されている（例えば、特許文献１、２）。特許文献１、２に記載の構成では、２つの現像スリーブを隙間を介して近接させて、感光ドラムの回転方向下流側の現像スリーブに担持されるトナーの層厚をこの隙間により規制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２９５６９号公報
【特許文献２】特開２０１１−２５７５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のように現像スリーブ間の隙間により下流側の現像スリーブに担持されるトナーの層厚を規制する構成の場合、例えば、ブレードなどの規制部材により層厚を規制する構成と比べて規制力が弱い。これは、下流側の現像スリーブによる上流側の現像スリーブに担持されたトナーの回収と上述の規制とをこの隙間で同時に行うため、この隙間における規制力を強くできないためである。
【０００５】
このため、現像装置内に高帯電量のトナーによる凝集塊が生じた場合には、上述の隙間でこの凝集塊を規制できず、下流側の現像スリーブに現れて画像不良の原因となる虞がある。ここで、トナーは、粒径が小さいほど帯電量が高くなり易いため、現像装置内に粒径が小さいトナーの量が多いと、上述の凝集塊が生じ易くなる。
【０００６】
本発明は、トナーの凝集塊による画像不良の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、回転する像担持体と、トナーを収容するトナー容器と、前記トナー容器内のトナーを担持して回転し、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する第１トナー担持体と、前記第１トナー担持体の前記像担持体の回転方向下流に前記第１トナー担持体と隙間を介して配置され、前記トナー容器内のトナーを担持して回転し、担持したトナーの層厚が前記隙間で規制されて、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する第２トナー担持体と、を有する現像装置と、前記第１トナー担持体及び前記第２トナー担持体により前記像担持体の静電潜像を現像する現像条件を第１条件として画像形成動作を行う第１モードと、前記トナー容器内のトナーのうち、平均粒径よりも粒径が小さいトナーが平均粒径以上のトナーよりも多く前記像担持体に付着するように、前記現像条件を前記第１条件と異なる第２条件に変更して現像を行う第２モードとを実行可能な実行手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置にある。
【発明の効果】
【０００８】
本出願によれば、トナーの凝集塊による画像不良の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】トナーの帯電量の測定装置の模式図。
【図３】第１の実施形態に係る現像装置の一部を示す模式図。
【図４】第１の実施形態に係る現像バイアスを示すグラフ。
【図５】初期状態におけるトナー容器内のトナーの粒径分布を示す図。
【図６】粒径の違いによるトナーの表面の帯電量を示す模式図。
【図７】高帯電量のトナーによる凝集塊の発生メカニズムを説明するための模式図。
【図８】トナーの凝集塊によるコート不良の発生メカニズムを説明するための模式図。
【図９】微粉率とトナー帯電量との関係を示すグラフ。
【図１０】粒径が小さいトナーが優先的に吐き出されることを説明するための模式図。
【図１１】（ａ）Ｖｐｐが低い場合の粒径が小さいトナーの吐き出し状態を、（ｂ）Ｖｐｐが高い場合の粒径が小さいトナーの吐き出し状態をそれぞれ示す模式図。
【図１２】吐き出し制御により第１現像スリーブ及び第２現像スリーブから感光ドラム上に現像されたトナーの粒径分布を示すグラフ。
【図１３】第１の実施形態の吐き出し制御に係るブロック図。
【図１４】第１の実施形態の吐き出し制御のフローチャート。
【図１５】第１の実施形態の吐き出し制御に用いる静電潜像を示す図。
【図１６】第２の実施形態の吐き出し制御のフローチャート。
【図１７】第３の実施形態の吐き出し制御のフローチャート。
【図１８】第４の実施形態の吐き出し制御のフローチャート。
【図１９】第５の実施形態の吐き出し制御のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について、図１ないし図１５を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。
【００１１】
［画像形成装置］
画像形成装置１００は、電子写真方式のモノクロ複写機である。画像形成装置１００は、画像形成装置本体に接続されたスキャナ（原稿読み取り装置）又は画像形成装置本体に対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等の外部端末４００（図１３参照）からの画像信号に応じてトナー像を記録材Ｓに形成する。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材が挙げられる。
【００１２】
画像形成装置１００には、像担持体として円筒型の感光体、即ち、感光ドラム１が配設されている。感光ドラム１は、図中矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１の周囲にはコロナ帯電器２、レーザスキャナ３、現像装置４、ポスト帯電器５、転写ローラ６、クリーニング装置７、前露光装置８が配置されている。また、感光ドラム１と転写ローラ６とで形成される転写部の、記録材Ｓの搬送方向下流には、記録材搬送ベルト１０及び定着装置９が配置されている。
【００１３】
帯電手段としてのコロナ帯電器２で表面が帯電された感光ドラム１に、露光手段としてのレーザスキャナ３から光を当て、感光ドラム１上の電荷を飛ばすことで感光ドラム１上に静電潜像を形成する。現像装置４では、帯電したトナーにより電界を用いて感光ドラム１上の静電潜像をトナー像として現像する。その後、ポスト帯電器５でさらに帯電されたトナー像は、転写ローラ６と感光ドラム１とで形成される転写部に搬送された記録材Ｓに転写される。トナー像が転写された記録材は、記録材搬送ベルト１０により搬送され、定着装置９によってトナー像が加熱、加圧されることで記録材に定着される。
【００１４】
一方、転写部で転写しきれずに感光ドラム１上に僅かに残ったトナーは、クリーニング装置７が備えるブレードで掻き取られる。その後、前露光装置８によって感光ドラム１の表面を露光することで、感光ドラム１の表面の電荷が感光ドラム１の回転軸線方向において均一に減衰する。感光ドラム１は、その後、再びコロナ帯電器２によって帯電され、上述のプロセスを繰り返す。なお、転写ローラ６は、感光ドラム１に対して当接及び離間可能である。
【００１５】
本発明の画像形成装置１００は、１分あたりに７５枚（７５ｐｐｍ）の記録材に画像形成可能である。また、感光ドラム１は、有機感光体、アモルファスシリコン系感光体等が用いられ、ドラムの直径が９０ｍｍである。
【００１６】
また、本実施形態では、ＢＡＥ（バックグラウンド露光方式）を採用している。即ち、帯電された感光ドラム１の表面のうち、トナー像が形成されない非画像部をレーザスキャナ３により露光し、該表面の露光されていない非露光部が静電潜像となってトナーにより現像される。例えば、感光ドラム１の表面は、コロナ帯電器２によりＶｄ＝５５０Ｖに帯電し、レーザスキャナ３により非画像部に露光が行われ、非画像部の電位をＶｌ＝１５０まで下げる。
【００１７】
詳しくは後述する現像装置４の第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３（図３参照）には、直流電圧（ＤＣ成分）に交流電圧（交流成分）を重畳した現像バイアスが印加されることで、静電潜像がトナーにより現像される。例えば、第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３には、ＤＣ成分としてＶｄｃ＝２５０Ｖがかけられており、マイナス帯電したトナーは、非露光部の電位Ｖｄの個所（即ち、静電潜像）に付着し、静電潜像がトナーにより現像される。
【００１８】
これらＶｄ、Ｖｌと、現像バイアスのＤＣ成分Ｖｄｃとの差をそれぞれＶｃｏｎｔ、Ｖｂａｃｋとすると、本実施形態はＶｃｏｎｔ＝３００Ｖ、Ｖｂａｃｋ＝１００Ｖとなる。即ち、現像バイアスの直流電圧Ｖｄｃと非露光部の電位Ｖｄとの電位差（Ｖｄ−Ｖｄｃ＝５５０Ｖ−２５０Ｖ＝３００Ｖ）がＶｃｏｎｔである。また、現像バイアスの直流電圧Ｖｄｃと、帯電された感光ドラム１の表面のうち、トナー像が形成されない非画像部の電位Ｖｌとの電位差（Ｖｄｃ−Ｖｌ＝２５０Ｖ−１５０Ｖ＝１００Ｖ）がＶｂａｃｋである。
【００１９】
Ｖｃｏｎｔを大きくすることでトナー像の濃度を高くすることができ、この値を調整することでトナー像の濃度を適正にすることができる。また、Ｖｂａｃｋを調整することで、非画像部にトナー（例えば、帯電量が高いトナー）が付着するかぶりを抑制できる。
【００２０】
［トナー］
本実施形態の画像形成装置１００で用いたトナーは、磁性一成分、粉砕系のトナーであり、分布として３〜１０μｍの大きさに分級を行っている。また、トナーの体積平均粒径７．０μｍ、４μｍ以下のトナーの個数比率（以下、微粉率）は２３％である。また、電荷制御剤として、０．１μｍ以下のシリカ、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム微粒子が外添されている。なお、トナーは、重合法により形成しても良い。
【００２１】
なお、本実施形態で用いられるトナーについて、体積平均粒径、微粉率は以下に示す装置及び方法にて測定した。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。電界水溶液として、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。
【００２２】
測定方法は以下に示す通りである。即ち、上記の電界水溶液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。試料を懸濁した電界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分布を求める。こうして求めた分布より、体積平均分布を算出し、体積平均粒径を得る。同様に個数平均分布を算出し、全体に対する４μｍ以下のトナーの割合を微粉率として算出する。
【００２３】
また、図２に示すように、トナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）は、測定装置２０を用いて算出した。測定装置２０は、吸引型ファラデーケージ２１、円筒状濾紙２２、吸引器２３、エレクトロメータ２４を組み合わせることで構成される。トナーの帯電量の算出は以下のように行った。まず、薄層トナー２５を吸引器２３で吸引して吸引型ファラデーケージに捕集し、電荷Ｑ（μＣ）をエレクトロメータ２４で測定した。また、捕集したトナーの質量Ｍ（ｍｇ）を天秤で測定した。そして、測定した電荷Ｑと質量Ｍからトナーの帯電量を算出した。
【００２４】
なお、天秤はＭＥＴＴＬＥＲ  ＴＯＬＥＤＯ社製ＡＢ２０４Ｓを、エレクトロメータ２４はＫＥＩＴＨＬＥＹ社製６５１７Ａを、吸引器２３は日立社製ＣＶ―ＴＮ９６を、円筒状濾紙はＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製のものを用いた。なお、ファラデーケージは、自作した。
【００２５】
［現像装置］
次に、図３及び図４を用いて現像装置４について詳しく説明する。現像装置４は、図３に示すように、トナー容器４１、第１トナー担持体としての第１現像スリーブ４２、第２トナー担持体としての第２現像スリーブ４３、規制ブレード４４などを備える。このような現像装置４は、画像形成装置１００の装置本体に着脱可能である。トナー容器４１は、上述した一成分トナーを収容する。なお、トナー容器４１には、不図示のトナー補給装置が接続されており、トナー補給装置からトナー容器４１内に補給されたトナーは、不図示の搬送部材により第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３に向かって搬送される。
【００２６】
第１現像スリーブ４２は、トナー容器４１内（トナー容器内）のトナーを担持して、図の矢印方向に回転し、感光ドラム１に形成された静電潜像をトナーにより現像する。第１現像スリーブ４２に担持されたトナーの層厚は、規制ブレード４４により規制される。第２現像スリーブ４３は、第１現像スリーブ４２の感光ドラム１の回転方向下流に、第１現像スリーブ４２と隙間Ｇを介して配置されている。第２現像スリーブ４３は、トナー容器４１内のトナーや第１現像スリーブ４２から回収したトナーを担持して、図の矢印方向に回転し、感光ドラム１に形成された静電潜像をトナーにより現像する。第２現像スリーブ４３に担持されたトナーの層厚は、第１現像スリーブ４２との隙間Ｇで規制される。
【００２７】
このような第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３は、表面にトナーを付着し、回転することによって搬送することができる円筒体であり、感光ドラム１と近接する部分が現像領域となる。感光ドラム１と第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３とは、１００〜４００μｍ程度の間隙で対向している。この間隙は、１５０〜３００μｍ程度とすることが好ましい。
【００２８】
第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３について、より具体的に説明する。第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３は、ともに直径が１０〜４０ｍｍ程度のアルミニウムまたはステンレススチールで形成されている。なお、本実施形態では、感光ドラム１の直径が９０ｍｍ、第１現像スリーブ４２の直径が２０ｍｍ、第２現像スリーブ４３の直径が１８ｍｍである。第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３は、次のように形成される。まず、アルミニウムまたはステンレススチールの丸棒またはパイプを切削加工した後、円周表面にフェノール樹脂などの半導電層をもうけ、機械研磨を施し、算術平均粗さＲａ＝０．１〜１．０μｍの表面粗さとしている。なお、表面粗さは、０．６〜０．９μｍとすることが好ましい。
【００２９】
第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３は、表面の凹凸によりトナーを搬送するため、Ｒａが０．１μｍ以下になるとトナーを搬送しにくくなる。したがって、本実施形態では、Ｒａを０．１μｍ以上としている。なお、最大濃度を達成するトナー搬送性をより確実に維持するためには、Ｒａを０．６μｍ以上にすることが好ましい。
【００３０】
一方、Ｒａが１．０μｍを超えると、トナーを搬送する力が強くなりすぎて、トナーが劣化してしまう。したがって、本実施形態では、Ｒａを１．０μｍ以下としている。なお、トナーの劣化をより抑制するためには、Ｒａを０．９μｍ以下とすることが好ましい。
【００３１】
第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３は、周面に半導電層を有するため、スリーブの表面層の肉厚方向の体積抵抗は１０５〜１０１２Ω・ｃｍ程度とされる。なお、体積抵抗が１０５Ωを下回る場合は、導電性が高すぎるため現像スリーブに対するトナーの鏡映力が大きくなりすぎ、現像性が低下する。また、体積抵抗が１０１２Ωを超える場合は、トナーに対する帯電付与能が落ちるため、トナーの現像性が低下してしまう。したがって、本実施形態では、体積抵抗を１０５以上、１０１２以下としている。
【００３２】
また、第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３の内部には、それぞれ固定された磁石が配置されている。磁石は、図３の第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３に記載の放射状の線で示すように、複数の磁極を有する。なお、放射状の線で示す位置が、各磁極の磁力のピークを示している。このような磁石が第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３の内部にそれぞれ配置されることで、磁力により磁性トナーを各スリーブ上に担持させられる。
【００３３】
第１現像スリーブ４２のトナーの層厚を規制する層厚規制部材しての規制ブレード４４は、例えば、厚さ３ｍｍ程度の強磁性体で構成されたブレード本体と、ＳＵＳなど非磁性部材で構成された支持板金によって構成される。規制ブレード４４は、先端側が第１現像スリーブ４２側から５ｍｍ程度の幅でナイフエッジ形状に切り取られており、先端部の厚みは０．３ｍｍ程度である。
【００３４】
規制ブレード４４は、先端が第１現像スリーブ４２内に配置された１つの磁極のピークと対向するように配置されている。このように配置されることにより、規制ブレード４４の先端と磁極の間にある磁界により、磁性トナーは第１現像スリーブ４２上に０．７〜１．２ｇ／ｃｍ２程度の厚みで均一にコートされる。また、第１現像スリーブ４２に担持されたトナーが、規制ブレード４４との隙間を通過することにより、４〜７μＣ／ｇ程度の帯電量（Ｑ／Ｍ）となるようにしている。なお、この帯電量のバラつきは温湿度の影響である。本実施形態では、高温高湿環境時の帯電量が４μＣ／ｇ、低湿環境時の帯電量が７μＣ／ｇとなった。
【００３５】
また、第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３は、駆動手段としての駆動装置２１０（図１３参照）により回転駆動される。駆動装置２１０は、モータと、モータから第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３まで動力を伝達する歯車列などの動力伝達部とから構成される。また、感光ドラム１は、不図示のモータなどの駆動により回転駆動される。
【００３６】
本実施形態では、感光ドラム１の周速ｖｄは、４５０ｍｍ／ｓｅｃ、第１現像スリーブ４２の周速ｖａは、４６０ｍｍ／ｓｅｃ、第２現像スリーブ４３の周速ｖｂは、４４０ｍｍ／ｓｅｃである。また、第１現像スリーブ４２は、感光ドラム１に対して２５０μｍ、規制ブレード４４に対して２４０μｍの隙間をそれぞれあけて、感光ドラム１と平行に配置されている。一方、第２現像スリーブ４３は、感光ドラム１に対しては３００μｍの隙間をあけて、感光ドラム１と平行に配置されている。第１現像スリーブ４２と第２現像スリーブ４３とは、４００μｍの隙間Ｇを介して平行に配置されている。
【００３７】
また、第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３には、現像バイアス印加手段としての現像高圧基板２００が接続されている。現像高圧基板２００は、図１３に示すように、ＡＣ高圧回路２０１とＤＣ高圧回路２０２を備え、第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３に直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスを印加可能に構成されている。第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３は、現像バイアスが印加されることで、感光ドラム１に形成された静電潜像をトナーにより現像する。
【００３８】
本実施形態では、このような現像バイアスとして、図４に示すように、ＤＣ成分にＡＣ成分を断続的に重畳したスロープバイアスを使用している。図４におけるＶｄｃがＤＣ成分であり、このＤＣ成分を中心にＡＣ成分を重畳してかけることで、現像バイアスが図４に表されるような波形になる。このようにＤＣ成分（ＤＣ現像バイアス電圧）にＡＣ成分（ＡＣ現像バイアス電圧）を加えることで、画像のがさつきを抑制することが可能となると共に、画像濃度を十分に得ることが可能となる。
【００３９】
現像バイアス電圧のＡＣ成分（ＡＣ現像バイアス電圧）の振幅の２倍の値がＶｐ−ｐである。このスロープバイアスは図４のＴＤＥＶ時にトナーが感光ドラムに向かって潜像を現像し、ＴＤＥＦ時に余分なトナーを感光ドラムからスリーブに戻すような関係となっている。また、図４のＴＳＬＰ時は、急なバイアス変動により潜像上にあるトナーをひきはがさないためにＴＤＥＶ時からＴＤＥＦ時まで緩やかにバイアスを戻す機関である。本実施形態においてはＴＤＥＶ：ＴＳＬＰ：ＴＤＥＦ＝４：５：４の比率とした。また、これら３つの領域を合わせて一周期であり、この３つの時間の和Ｔは、１／ｆ（ｆは周波数）となる。
【００４０】
このように本実施形態では、現像装置４として２本の現像スリーブを用いた構成としている。このため、画像形成装置の高速化と高画質化の両立を図れる。即ち、このように複数の現像スリーブを備えることで、感光ドラム上の潜像に対し、トナーを何度も供給する事ができるため、画像形成の速度を高速化した際にも、トナー像の濃度を適正に維持できる。また、感光ドラムの回転方向上流側の現像スリーブで感光ドラム上に配置されたトナーを下流に配置された現像スリーブが一度ひきはがし、再配置するため、より潜像に忠実な画像を得る事ができる。
【００４１】
しかしながら、本実施形態のように、感光ドラム１の回転方向上流側の第１現像スリーブ４２との隙間により下流側の第２現像スリーブ４３のトナーの層厚を規制する構成の場合、トナーの凝集塊が生じた場合にはこの凝集塊を十分に規制しにくい。凝集塊を隙間で十分に規制できない場合、第２現像スリーブ４３の表面に凝集塊が現れるコート不良が生じ、これに伴って、感光ドラム１上のトナー像に画像不良が生じ易くなる。そこで、本実施形態では、後述するように、トナー容器４１内のトナーを吐き出すシーケンスを実行するようにしている。
【００４２】
［凝集塊の発生メカニズム］
まず、コート不良の原因となる凝集塊の発生メカニズムについて、図５及び図６について説明する。図５は、通常、画像形成装置１００の設置時に、トナー容器４１内にトナーを補給した際、トナー容器４１内に入るトナーの粒径分布を示している。即ち、工場から出荷された画像形成装置１００を設置した際にはトナー容器４１内は空であり、この設置作業時に、トナー容器４１内にトナーを補給する。この状態のトナー容器４１内のトナー、即ち、一度も、現像によりトナー容器４１からトナーが吐き出されていない状態のトナーを初期のトナーという。初期のトナーの中には、製法上の目標粒径のトナー以外にも粒径の大きい粗粉、粒径の小さい微粉がある程度の割合存在していることが分かっており、通常、図５に示すような粒径分布を有する。
【００４３】
このように大きさの違うトナーを摩擦帯電させると、粒径の小さいトナーの方が帯電量（Ｑ／Ｍ）が大きくなる。即ち、図６のように、電荷はトナーの表面に分布するため、電荷量はトナーの表面積に比例し、粒径の２乗で電荷量が増加する。一方、体積は粒径の３乗で増加するため、単位体積当たりの電荷量は微粉の方が高くなる。したがって、トナーの密度がほぼ一定であるため、トナー帯電量は微粉の方が高くなる。この結果、通常、粒径の小さなトナーは帯電量が高く、粒径が大きなトナーは帯電量が低い。また、トナー同士の摩擦による電荷交換により、トナーの帯電極性が反転することが知られている。
【００４４】
したがって、設置動作時などに現像装置４が長時間駆動し、トナーの平均帯電量が一定以上になった際、図７のように、粒径の小さなトナーの帯電量が非常に大きくなり、周囲の反転帯電トナーを寄せ集めて静電凝集し、凝集塊となる。本実施形態の構成では、凝集塊が生じるトナーの平均帯電量の閾値は、Ｑ／Ｍ＝８であった。このように凝集塊が多い状態で現像装置４を駆動すると、図８のように、凝集塊が第１現像スリーブ４２と第２現像スリーブ４３との間に入り、第２現像スリーブ４３上にコート不良としてあらわれる。
【００４５】
以上より、現像装置４内から微粉のトナーの量を減らすことができれば、凝集塊の量を減らし、トナーの帯電量を下げることでコート不良を減少させることができる。微粉率と、帯電量の関係を図９に示す。図９から、微粉率が２０％以下となった時には、トナーの帯電量が８を超えることはなかった。そのため、本実施形態では、微粉率が２０％以下となるように、次のようなトナーの吐き出し制御を実行するようにしている。
【００４６】
［トナーの吐き出し制御］
まず、本実施形態の場合、実行手段又は制御手段としてのＣＰＵ３０１（図１３参照）は、第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３により感光ドラム１の静電潜像を現像する現像条件が異なる第１モードと第２モードとを実行可能である。第１モードは、通常の画像形成時、即ち、画像形成ジョブの画像形成動作時に、現像条件を第１条件として画像形成動作を行うモードである。
【００４７】
ここで、画像形成ジョブとは、記録材に画像形成するプリント信号（画像形成信号）に基づいて、画像形成を開始してから画像形成が完了するまでの期間である。即ち、画像形成ジョブは、画像形成信号の入力により、画像形成動作の前に行う前動作（前回転）、画像形成動作、画像形成動作の後に行う後動作（後回転）の一連の動作を行う期間である。
【００４８】
より具体的には、画像形成ジョブは、プリント信号を受けた（画像形成ジョブの入力）後の前回転時から、後回転までのことを指し、画像形成動作の期間、紙間（非画像形成時）を含む期間である。また、前回転とは、画像形成動作前の準備動作として、感光ドラムの回転を開始し、各種電圧の順次立ち上げや、各種電圧の調整などを行う期間である。画像形成動作は、記録材に形成する画像を実際に形成する期間である。後回転とは、画像形成動作の後の動作として、感光ドラムの回転を継続しつつ各種電圧を順次立ち下げ、最終的に感光ドラムの回転を停止する期間である。紙間とは、転写部を連続して通過する記録材と記録材との間に対応する期間である。
【００４９】
一方、第２モードは、トナー容器４１内のトナーのうち、平均粒径よりも粒径が小さいトナーが平均粒径以上のトナーよりも多く感光ドラム１に付着するように、現像条件を第１条件と異なる第２条件に変更して現像を行うモードである。即ち、現像条件を変えることで、平均粒径よりも小さいトナーが感光ドラム１上に多く吐き出されるモード（吐き出し制御）である。また、第２モードでは、所定の静電潜像を感光ドラム１上に形成し、現像条件を第２条件としてこの所定の静電潜像を現像することで、粒径の小さいトナーを多く吐き出すようにしている。
【００５０】
本実施形態では、このように粒径の小さいトナーを吐き出すために、現像条件として、現像バイアスの交流電圧の振幅、具体的にはＶｐｐを第１条件よりも第２条件の方が大きくなるように変更している。粒径の小さなトナーは帯電量が高いため、現像バイアスの影響を受けやすく、優先的に現像される事が知られている。そのため、強いバイアスによる力を現像部（第１現像スリーブ４２、第２現像スリーブ４３と感光ドラム１との間）にかけることで、図１０のように、径の小さなトナーをトナー容器４１内から排出し、凝集塊の量を減らす事ができる。なお、図１０及び次述する図１１（ａ）、（ｂ）の矢印の前（左）が現像バイアスの印加前、矢印の後（右）が現像バイアスの印加後である。このために本実施形態においては、現像バイアスを強くする手段として、現像バイアスのＡＣ成分であるＶｐｐを大きくした。
【００５１】
図１１（ａ）にＶｐｐが低い（低Ｖｐｐ）の場合の、図１１（ｂ）にＶｐｐが高い（高Ｖｐｐ）の場合の、それぞれ現像部におけるトナーの吐き出し状態を示す。Ｖｐｐを大きくすることで、図１１（ｂ）のように、現像部において帯電量（Ｑ／Ｍ）が大きい微粉を大きく動かすことができ、第１現像スリーブ４２（第２現像スリーブ４３）上にある現像しにくい微粉も現像され易くなる。このため、通常の現像バイアス（第１条件のＶｐｐ）と比較し、微粉のみを選択的に現像できる。
【００５２】
ここで、通常のＶｐｐを２．０ｋＶ以上にしてしまうと、かぶりなどの画質低下が発生する。このため、本実施形態では、通常のＶｐｐ、即ち、第１条件のＶｐｐは２．０ｋＶとして、画像形成を行っている。しかし、微粉を吐き出す吐き出し制御では画質より微粉の現像性が重要であるため、Ｖｐｐをリーク限界である２．５ｋＶまで上げる。即ち、本実施形態の第２条件のＶｐｐを２．５ｋＶとしている。
【００５３】
図１２に、上述の吐き出し制御により第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３から感光ドラム１上に現像された（即ち、吐き出された）トナーの粒径分布を示す。前述したように、本実施形態の場合、トナーの体積平均粒径７．０μｍである。図１２から体積平均粒径７．０μｍよりも粒径が小さいトナーが平均粒径以上のトナーよりも多く吐き出されていることがわかる。
【００５４】
上述の吐き出し制御によりトナー容器４１内の微粉の割合が一度下がった後は、通常の画像形成時においても高帯電量トナーが現像され易い。このため、その後どのような画像を形成しても現像装置を交換しない限り、微粉の割合は画像形成装置の設置時ほど上がることはない。このため、吐き出し制御は、画像形成装置の設置時及び現像装置の交換時に行えば良い。即ち、吐き出し制御は、画像形成装置を設置して最初の起動時（電源ＯＮ時）で、且つ、最初の画像形成ジョブの実行前、及び、初期のトナーを収容した現像装置を装着した後の最初の起動時で、且つ、最初の画像形成ジョブの実行前に行えば良い。なお、何れか一方のときのみ、或いは、両方の時のみ吐き出し制御を行うようにしても良い。
【００５５】
次に、吐き出し制御の各部の動作について、図１３及び図１４を用いて説明する。図１３は、本実施形態の画像形成装置１００の現像高圧基板２００と制御基板３００の構成を示すブロック図である。現像高圧基板２００には、ＡＣ高圧回路２０１、ＤＣ高圧回路２０２が実装されている。制御基板３００には、ＣＰＵ３０１（実行手段、制御手段）が実装されている。現像高圧基板２００において、ＡＣ高圧回路２０１は、現像バイアスの交流電圧を生成し、第１現像スリーブ４２、第２現像スリーブ４３、規制ブレード４４に供給する。ＤＣ高圧回路２０２は、現像バイアスの直流電圧を生成し、第１現像スリーブ４２、第２現像スリーブ４３、規制ブレード４４に供給する。
【００５６】
制御基板３００のＣＰＵ３０１は、各部の制御を司るものであり、メモリ３０２に格納されたプログラムに基づき作像、駆動、処理等の操作を実行する。即ち、メモリ３０２は、ＲＡＭやＲＯＭを有し、ＲＯＭには、制御手順に対応するプログラムなどが格納されている。ＣＰＵ３０１は、プログラムを読み出しながら各部の制御を行うようになっている。また、ＲＡＭには、作業用データや入力データが格納される。ＣＰＵ３０１は、前述のプログラム等に基づいてＲＡＭに格納されたデータを参照して制御を行うようになっている。また、ＣＰＵ３０１は、駆動回路３０３を通じ駆動装置２１０を駆動する。
【００５７】
図１４に、上述の吐き出し制御のフローの一例を示す。まず、画像形成装置の設置後、或いは、現像装置の交換後に最初に画像形成装置１００の電源がＯＮされると、画像形成装置１００が動作を開始する（Ｓ１１）。そして、転写ローラ６が感光ドラム１から離間され、現像バイアスのＶｐｐの設定が変更される。即ち、Ｖｐｐの値が２ｋＶから２．５ｋＶとなる（Ｓ１２）。
【００５８】
次に、吐き出し動作が開始される。即ち、図１５に示す所定の静電潜像を感光ドラム１上に形成し、Ｖｐｐが２．５ｋＶの現像条件で、この所定の静電潜像を現像する（Ｓ１３）。感光ドラム１上に現像されたトナーは、感光ドラム１と共に回転し、クリーニング装置７で掻き取られる。図１５の画像は、ライン画像、非画像部、ハーフトーン画像が適正に配置されたパターンとなっており、小粒径トナーを現像する効果が高いことが分かっている。なお、図１５の画像の中央部の斜線で示すラインは、ハーフトーン画像を示している。本実施形態では、この吐き出し動作を２０分間行った。吐き出し動作が終了すると（Ｓ１４）、転写ローラ６が元の位置に戻り感光ドラム１に当接し、現像バイアス設定も元の値に戻す（Ｓ１５）。
【００５９】
本実施形態では、このように現像条件を変更してトナーの吐き出し動作を行うことで、トナー容器４１内のトナーの粒径部分を変化させ、微粉率を下げることができる。この結果、トナーの帯電量の上昇を容易な構成で抑制でき、凝集塊の生成を低減することでコート不良の発生を抑える事ができる。
【００６０】
［実施例１］
このような本実施形態の効果を確認するために行った実験結果について説明する。実験では、上述のような吐き出し動作を行わなかった従来例と、上述の吐き出し動作を行った実施例１とで、それぞれ画像形成装置の設置を行い、その時にかかった時間と、その後の第２現像スリーブ４３のコート不良の有無を調べた。合わせて、設置作業の直後の第１現像スリーブ４２上のトナー平均帯電量（Ｑ／Ｍ）及びトナー容器４１内の微粉率を調べた。なお、実験は、低湿環境で行った。また、設置作業は、実施例１の場合、設置時に行う吐き出し制御を含む。
【００６１】
この結果を表１に示す。
【表１】
2018132607.tif 000003
【００６２】
表１から明らかなように、実施例１では、微粉の減少によりＱ／Ｍが下がり、従来例の画像形成装置の設置時に発生していたコート不良の発生を抑えることが出来た。なお、実施例１の設置時間が３０分となっているのは、従来例と同様の設置時間１０分に加えて、吐き出し動作を２０分行ったためである。
【００６３】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について、図１、３、１３を参照しつつ、図１６を用いて説明する。上述の第１の実施形態では、吐き出し制御でＶｐｐを変更し、電界強度を強くすることで微粉を優先的に飛ばす例について説明した。これに対して、本実施形態では、吐き出し制御で、現像条件としてＶｐｐに加えて、現像バイアスの交流電圧の周波数ｆを変更した。その他の構成及び作用は、第１の実施形態と同様であるため、重複する説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００６４】
上述の第１の実施形態の場合、実施例１の実験で、画像形成装置の設置時間に通常（従来例）の１０分に加えて吐き出し動作が２０分かかり、実質３０分かかっていた。しかし、市場ではこのような時間が設置時にとれない場合があり、サービス効率も下がってしまう。このため、本実施形態では、更に周波数を変更し、微粉を多く飛ばすことで設置時間を短くするようにしている。
【００６５】
即ち、本実施形態では、第２モード（吐き出し制御）で、Ｖｐｐを第１条件よりも第２条件の方が大きくなるように変更すると共に、交流電圧の周波数ｆを第１条件よりも第２条件の方が低くなるように変更する。周波数ｆを下げることで、一周期の時間が延び、現像バイアスの現像側の影響が及ぶ時間（現像スリーブから感光ドラムにトナーが飛ぶ期間、図４のＴＤＥＶ）を長くすることができる。その影響により、通常では届かなかった微粉トナーを感光ドラム１上に現像する事が可能になる。また、周波数を下げることで、トナーが感光ドラム１に向かう方向の速度の振幅を大きくすることができ、トナー（微粉）の吐き出し量を増やす事ができる。
【００６６】
ここで、通常（第１条件）の周波数を２．５ｋＨｚ以下に下げてしまうと、かぶりなどの画質低下が発生する。このため、通常の周波数は、２．５ｋＨ以上が好ましく、本実施形態では、第１条件の周波数ｆを３ｋＨとして、画像形成を行っている。しかし、微粉を吐き出す吐き出し制御では画質より微粉の現像性が重要であるため、周波数ｆを電気回路の限界である２．０ｋＨｚまで下げる。即ち、本実施形態の第２条件の周波数ｆを２．０ｋＨｚとしている。
【００６７】
次に、吐き出し制御の各部の動作について、図１６を用いて説明する。図１６は、本実施形態の吐き出し制御のフローの一例である。まず、画像形成装置の設置後、或いは、現像装置の交換後に最初に画像形成装置１００の電源がＯＮされると、画像形成装置１００が動作を開始する（Ｓ２１）。そして、転写ローラ６が感光ドラム１から離間され、現像バイアスのＶｐｐ、周波数ｆの設定が変更される。即ち、Ｖｐｐの値が２ｋＶから２．５ｋＶ、周波数ｆが３ｋＨｚから２ｋＨｚとなる（Ｓ２２）。
【００６８】
次に、吐き出し動作が開始される。即ち、前述の図１５に示す所定の静電潜像を感光ドラム１上に形成し、Ｖｐｐが２．５ｋＶ、周波数ｆが２ｋＨｚの現像条件で、この所定の静電潜像を現像する（Ｓ２３）。感光ドラム１上に現像されたトナーは、感光ドラム１と共に回転し、クリーニング装置７で掻き取られる。本実施形態では、この吐き出し動作を１５分間行った。吐き出し動作が終了すると（Ｓ２４）、転写ローラ６が元の位置に戻り感光ドラム１に当接し、現像バイアス設定も元の値に戻す（Ｓ２５）。
【００６９】
本実施形態では、Ｖｐｐに加えて周波数ｆも変更しているため、より効率的に微粉を吐き出すことができ、第１の実施形態よりも短い時間で微粉率を下げ、コート不良を抑制できる。この結果、設置時に実行する吐き出し制御の時間を短くでき、設置時時にかかる時間を短くできる。
【００７０】
［実施例２］
このような本実施形態の効果を確認するために行った実験結果について説明する。実験では、上述のような吐き出し動作を行わなかった従来例と、上述の吐き出し動作を行った実施例２とで、それぞれ画像形成装置の設置を行い、その時にかかった時間と、その後の第２現像スリーブ４３のコート不良の有無を調べた。合わせて、設置作業の直後の第１現像スリーブ４２上のトナー平均帯電量（Ｑ／Ｍ）及びトナー容器４１内の微粉率を調べた。なお、実験は、低湿環境で行った。また、設置作業は、実施例２の場合、設置時に行う吐き出し制御を含む。
【００７１】
この結果を表２に示す。表２では、上述の実施例１も示している。
【表２】
2018132607.tif 000004
【００７２】
表２から明らかなように、実施例２では、実施例１よりも短い設置時間で、実施例１と同様に、微粉の減少によりＱ／Ｍが下がり、従来例の画像形成装置の設置時に発生していたコート不良の発生を抑えることができた。なお、実施例２の設置時間が２５分となっているのは、従来例と同様の設置時間１０分に加えて、吐き出し動作を１５分行ったためである。
【００７３】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態について、図１、３、１３を参照しつつ、図１７を用いて説明する。上述の第２の実施形態では、吐き出し制御でＶｐｐ及び周波数ｆを変更して微粉を優先的に飛ばす例について説明した。これに対して、本実施形態では、吐き出し制御で、現像条件としてＶｐｐ及び周波数ｆに加えて、Ｖｂａｃｋを変更した。Ｖｂａｃｋは、前述したように、現像バイアスの直流電圧Ｖｄｃと、帯電された感光ドラム１の表面のうち、トナー像が形成されない非画像部の電位Ｖｌとの電位差である。その他の構成及び作用は、第１、第２の実施形態と同様であるため、重複する説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第１、第２の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００７４】
本実施形態では、第２モードにおいて、上述の第２の実施形態の現像条件に加えて、更にＶｂａｃｋを変更し、微粉を多く飛ばすようにしている。即ち、本実施形態では、第２モード（吐き出し制御）で、Ｖｐｐを第１条件よりも第２条件の方が大きくなるように、交流電圧の周波数ｆを第１条件よりも第２条件の方が低くなるように変更する。これと共に、Ｖｂａｃｋを第１条件よりも第２条件の方が小さくなるように変更する。
【００７５】
通常、非画像部へのトナー飛散を防止するためにかけるＶｂａｃｋを、通常より小さくすることで、高帯電量（Ｑ／Ｍ）のトナーを非画像部に現像する事ができることが分かっている。つまり、トナー容器４１内のトナー吐き出し動作時にＶｂａｃｋを下げることで、さらに非画像部への微粉飛散を行うことができる。したがって、本実施形態では、吐き出し制御で更にＶｂａｃｋを変更し、微粉を多く飛ばすことで、設置時間を更に短くするようにしている。
【００７６】
ここで、通常（第１条件）のＶｂａｃｋを１００Ｖ以下に下げてしまうと、かぶりなどの画質低下が発生する。このため、本実施形態では、第１条件のＶｂａｃｋを１００Ｖとして、画像形成を行っている。しかし、微粉を吐き出す吐き出し制御では画質より微粉の現像性が重要であるため、Ｖｂａｃｋを限界でまで下げる。但し、Ｖｂａｃｋが負となった場合、微粉以外のトナーも現像されるため、Ｖｂａｃｋは感光ドラム１上の電位バラつきである１０Ｖの余裕を残した＋１０Ｖと設定した。即ち、本実施形態の第２条件のＶｂａｃｋを１０Ｖとしている。
【００７７】
なお、Ｖｂａｃｋの変更は、現像バイアスの直流電圧Ｖｄｃと非画像部の電位Ｖｌの何れか一方、或いは両方を変更することで行う。本実施形態では、Ｖｂａｃｋを下げる場合、直流電圧Ｖｄｃを下げる、或いは、非画像部の電位Ｖｌを上げる、更にはこれらの両方を行う。
【００７８】
次に、吐き出し制御の各部の動作について、図１７を用いて説明する。図１７は、本実施形態の吐き出し制御のフローの一例である。まず、画像形成装置の設置後、或いは、現像装置の交換後に最初に画像形成装置１００の電源がＯＮされると、画像形成装置１００が動作を開始する（Ｓ３１）。そして、転写ローラ６が感光ドラム１から離間され、現像バイアスのＶｐｐ、周波数ｆ、Ｖｂａｃｋの設定が変更される。即ち、Ｖｐｐの値が２ｋＶから２．５ｋＶ、周波数ｆが３ｋＨｚから２ｋＨｚ、Ｖｂａｃｋの値が１００Ｖから１０Ｖとなる（Ｓ３２）。
【００７９】
次に、吐き出し動作が開始される。即ち、前述の図１５に示す所定の静電潜像を感光ドラム１上に形成し、Ｖｐｐが２．５ｋＶ、周波数ｆが２ｋＨｚ、Ｖｂａｃｋが１０Ｖの現像条件で、この所定の静電潜像を現像する（Ｓ３３）。感光ドラム１上に現像されたトナーは、感光ドラム１と共に回転し、クリーニング装置７で掻き取られる。本実施形態では、この吐き出し動作を１０分間行った。吐き出し動作が終了すると（Ｓ３４）、転写ローラ６が元の位置に戻り感光ドラム１に当接し、現像バイアス、Ｖｂａｃｋ設定も元の値に戻す（Ｓ３５）。
【００８０】
本実施形態では、Ｖｐｐ、周波数ｆに加えてＶｂａｃｋも変更しているため、より効率的に微粉を吐き出すことができ、第２の実施形態よりも短い時間で微粉率を下げ、コート不良を抑制できる。この結果、設置時に実行する吐き出し制御の時間を短くでき、設置時時にかかる時間を短くできる。
【００８１】
［実施例３］
このような本実施形態の効果を確認するために行った実験結果について説明する。実験では、上述のような吐き出し動作を行わなかった従来例と、上述の吐き出し動作を行った実施例３とで、それぞれ画像形成装置の設置を行い、その時にかかった時間と、その後の第２現像スリーブ４３のコート不良の有無を調べた。合わせて、設置作業の直後の第１現像スリーブ４２上のトナー平均帯電量（Ｑ／Ｍ）及びトナー容器４１内の微粉率を調べた。なお、実験は、低湿環境で行った。また、設置作業は、実施例３の場合、設置時に行う吐き出し制御を含む。
【００８２】
この結果を表３に示す。表３では、上述の実施例１、２も示している。
【表３】
2018132607.tif 000005
【００８３】
表３から明らかなように、実施例３では、実施例１、２よりも短い設置時間で、実施例１、２と同様に、微粉の減少によりＱ／Ｍが下がり、従来例の画像形成装置の設置時に発生していたコート不良の発生を抑えることができた。なお、実施例３の設置時間が２０分となっているのは、従来例と同様の設置時間１０分に加えて、吐き出し動作を１０分行ったためである。
【００８４】
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態について、図１、３、１３を参照しつつ、図１８を用いて説明する。上述の第３の実施形態では、吐き出し制御でＶｐｐ、周波数ｆ、Ｖｂａｃｋを変更して微粉を優先的に飛ばす例について説明した。これに対して、本実施形態では、吐き出し制御で、現像条件としてＶｐｐ、周波数ｆ、Ｖｂａｃｋに加えて、第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３の周速ｖａ、ｖｂを変更した。その他の構成及び作用は、第１〜第３の実施形態と同様であるため、重複する説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第１〜第３の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００８５】
本実施形態では、第２モード（吐き出し制御）において、上述の第３の実施形態の現像条件に加えて、更に第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３の周速ｖａ、ｖｂを変更し、微粉を多く飛ばすようにしている。即ち、本実施形態では、第２モードで、Ｖｐｐを第１条件よりも第２条件の方が大きくなるように、交流電圧の周波数ｆを第１条件よりも第２条件の方が低くなるように、Ｖｂａｃｋを第１条件よりも第２条件の方が小さくなるように変更する。これと共に、第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３の周速ｖａ、ｖｂを第１条件よりも第２条件の方が遅くなるように変更する。
【００８６】
第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３の周速ｖａ、ｖｂが遅い場合、感光ドラム１上の同じ個所でトナーを何度も往復させられるため、帯電量（Ｑ／Ｍ）の高い微粉を潜像に向けて効率良く吐き出すことができる。したがって、本実施形態では、吐き出し制御で更に第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３の周速ｖａ、ｖｂ（現像速度）を変更し、微粉を多く飛ばすことで、設置時間を更に短くするようにしている。
【００８７】
ここで、本実施形態では、通常（第１条件）における第１現像スリーブ４２の周速ｖａを４６０ｍｍ／ｓｅｃ、第２現像スリーブ４３の周速ｖｂを４４０ｍｍ／ｓｅｃとしている。また、感光ドラム１の周速ｖｄを４５０ｍｍ／ｓｅｃとしている。したがって、第１現像スリーブ４２の感光ドラム１に対する周速比は１．０２、第２現像スリーブ４３の感光ドラム１に対する周速比は０．９８である。この値より小さくした場合、即ち、第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３の周速を遅くした場合、画像濃度最大時に現像性が確保できない。そのため、通常は、上述の周速比をそれぞれ１．０２、０．９８として、画像形成を行っている。
【００８８】
しかし、微粉の吐き出し制御では、最大濃度画像は用いず、半分の濃度のトナー帯（帯状のトナー像）までしか形成しないため、周速比はそれぞれ、その半分の０．５１、０．４９とした。即ち、吐き出し制御では、第１現像スリーブ４２の周速は４６０ｍｍ／ｓｅｃから２３０ｍｍ／ｓｅｃ、第２現像スリーブ４３の周速は４４０ｍｍ／ｓｅｃから２２０ｍｍ／ｓｅｃへ、それぞれ変更される。
【００８９】
次に、吐き出し制御の各部の動作について、図１８を用いて説明する。図１８は、本実施形態の吐き出し制御のフローの一例である。まず、画像形成装置の設置後、或いは、現像装置の交換後に最初に画像形成装置１００の電源がＯＮされると、画像形成装置１００が動作を開始する（Ｓ４１）。そして、転写ローラ６が感光ドラム１から離間され、現像バイアスのＶｐｐ、周波数ｆ、Ｖｂａｃｋ、第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３の周速（現像速度）ｖａ、ｖｂの設定が変更される。即ち、Ｖｐｐの値が２ｋＶから２．５ｋＶ、周波数ｆが３ｋＨｚから２ｋＨｚ、Ｖｂａｃｋの値が１００Ｖから１０Ｖ、現像速度ｖａが４６０ｍｍ／ｓｅｃから２３０ｍｍ／ｓｅｃ、ｖｂが４４０ｍｍ／ｓｅｃから２２０ｍｍ／ｓｅｃとなる（Ｓ４２）。
【００９０】
次に、吐き出し動作が開始される。即ち、前述の図１５に示す所定の静電潜像を感光ドラム１上に形成し、Ｖｐｐが２．５ｋＶ、周波数ｆが２ｋＨｚ、Ｖｂａｃｋが１０Ｖ、ｖａが２３０ｍｍ／ｓｅｃ、ｖｂが２２０ｍｍ／ｓｅｃの現像条件で、この所定の静電潜像を現像する（Ｓ４３）。感光ドラム１上に現像されたトナーは、感光ドラム１と共に回転し、クリーニング装置７で掻き取られる。本実施形態では、この吐き出し動作を５分間行った。吐き出し動作が終了すると（Ｓ４４）、転写ローラ６が元の位置に戻り感光ドラム１に当接し、現像バイアス、Ｖｂａｃｋ、現像速度設定も元の値に戻す（Ｓ４５）。
【００９１】
本実施形態では、Ｖｐｐ、周波数ｆ、Ｖｂａｃｋに加えて現像速度ｖａ、ｖｂも変更しているため、より効率的に微粉を吐き出すことができ、第３の実施形態よりも短い時間で微粉率を下げ、コート不良を抑制できる。この結果、設置時に実行する吐き出し制御の時間を短くでき、設置時時にかかる時間を短くできる。
【００９２】
［実施例４］
このような本実施形態の効果を確認するために行った実験結果について説明する。実験では、上述のような吐き出し動作を行わなかった従来例と、上述の吐き出し動作を行った実施例４とで、それぞれ画像形成装置の設置を行い、その時にかかった時間と、その後の第２現像スリーブ４３のコート不良の有無を調べた。合わせて、設置作業の直後の第１現像スリーブ４２上のトナー平均帯電量（Ｑ／Ｍ）及びトナー容器４１内の微粉率を調べた。なお、実験は、低湿環境で行った。また、設置作業は、実施例４の場合、設置時に行う吐き出し制御を含む。
【００９３】
この結果を表４に示す。表４では、上述の実施例１〜３も示している。
【表４】
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【００９４】
表４から明らかなように、実施例４では、実施例１〜３よりも短い設置時間で、実施例１〜３と同様に、微粉の減少によりＱ／Ｍが下がり、従来例の画像形成装置の設置時に発生していたコート不良の発生を抑えることができた。なお、実施例４の設置時間が１５分となっているのは、従来例と同様の設置時間１０分に加えて、吐き出し動作を５分行ったためである。
【００９５】
＜第５の実施形態＞
第５の実施形態について、図１、３、１３を参照しつつ、図１９を用いて説明する。上述の第４の実施形態では、吐き出し制御を、最初の画像形成ジョブの実行前、及び、初期のトナーを収容した現像装置を装着した後の最初の起動時で、且つ、最初の画像形成ジョブの実行前の初期設置時におこなった例について説明した。これに対して、本実施形態では、吐き出し制御を、初期設置時と、画像形成ジョブの後回転時とに分けて行った。その他の構成及び作用は、第４の実施形態と同様であるため、重複する説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第４の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００９６】
本実施形態では、第２モード（吐き出し制御）を初期設置時に短時間（例えば１分）行い、その後、複数回に分けて後回転時（後動作時）にも短時間（例えば１分）ずつ行った。第４の実施形態で説明した様に、吐き出し制御の現像条件としてＶｐｐ、周波数ｆ、Ｖｂａｃｋ、第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３の周速ｖａ、ｖｂを変更した場合、５分間で、第１〜３の実施形態と同様にコート不良を抑えられる。したがって、本実施形態では、初期設置時、後回転時にそれぞれ１分ずつ、合計５回の吐き出し制御を行った。
【００９７】
このように、本実施形態では、吐き出し制御を、画像形成ジョブ毎に後回転時に所定時間行い（１分行い）、初期設置時から所定回数以降（５回以降）の画像形成ジョブでは行わない。即ち、トナー容器４１内の微粉が吐き出され、微粉率が所定値よりも低くなるような回数、吐き出し制御を行った後は、吐き出せ制御を行わない。なお、本実施形態では、ＣＰＵ３０１は、吐き出し制御の動作回数をカウントし、カウント値（カウンタＣ）をメモリ３０２に格納するようにしている。
【００９８】
このように吐き出し制御を分割して行うことで、設置時間を従来例と比較してそれほど大きく変更することなく、コート不良を抑制できる。また、画像形成ジョブの後回転時に吐き出し制御を行えば、画像形成ジョブの開始から後回転の直前の画像形成動作の完了までのダウンタイムを少なくできる。
【００９９】
但し、このように分割して行う吐き出し制御は、後回転時以外でも、前回転時（前動作時）、画像形成動作を所定の動作回数行った後（例えば、所定枚数の記録材に画像形成を行った後）に画像形成ジョブを中断する中断時に行っても良い。即ち、吐き出し制御は、前回転時、後回転時、中断時の少なくとも何れかで実行されれば良い。
【０１００】
このように、吐き出し制御を分割して行っても、トナー容器４１内の微粉が凝集する前に、この微粉をこまめに飛ばすため、凝集塊量が軽微なまま、コート不良発生にいたらない。
【０１０１】
次に、吐き出し制御の各部の動作について、図１９を用いて説明する。図１９は、本実施形態の吐き出し制御のフローの一例である。また、図１９では、後回転時に吐き出し制御を行う場合について説明する。初期設置時の吐き出し制御については、吐き出し動作の時間が１分間である点を除いて、第４の実施形態で説明した図１８と同じである。
【０１０２】
まず、画像形成ジョブの最後の画像形成が終了すると、ＣＰＵ３０１は、メモリ３０２内のカウンタＣを確認し（Ｓ５１）、カウンタＣが５以上である場合には（Ｓ５１のＹＥＳ）、吐き出し制御を行わずに、通常の後回転を行って画像形成ジョブを終了する。
【０１０３】
一方、Ｓ５１でカウンタＣが５未満の場合（Ｓ５１のＮＯ）、転写ローラ６が感光ドラム１から離間され、現像バイアスのＶｐｐ、周波数ｆ、Ｖｂａｃｋ、現像速度ｖａ、ｖｂの設定が変更される。即ち、Ｖｐｐの値が２ｋＶから２．５ｋＶ、周波数ｆが３ｋＨｚから２ｋＨｚ、Ｖｂａｃｋの値が１００Ｖから１０Ｖ、現像速度ｖａが４６０ｍｍ／ｓｅｃから２３０ｍｍ／ｓｅｃ、ｖｂが４４０ｍｍ／ｓｅｃから２２０ｍｍ／ｓｅｃとなる（Ｓ５２）。
【０１０４】
次に、吐き出し動作が開始される。即ち、前述の図１５に示す所定の静電潜像を感光ドラム１上に形成し、Ｖｐｐが２．５ｋＶ、周波数ｆが２ｋＨｚ、Ｖｂａｃｋが１０Ｖ、ｖａが２３０ｍｍ／ｓｅｃ、ｖｂが２２０ｍｍ／ｓｅｃの現像条件で、この所定の静電潜像を現像する（Ｓ５３）。感光ドラム１上に現像されたトナーは、感光ドラム１と共に回転し、クリーニング装置７で掻き取られる。本実施形態では、この吐き出し動作を１分間行った。吐き出し動作が終了すると（Ｓ５４）、転写ローラ６が元の位置に戻り感光ドラム１に当接し、現像バイアス、Ｖｂａｃｋ、現像速度設定も元の値に戻す（Ｓ５５）。そして、カウンタＣを１回増やす（Ｓ５６）。
【０１０５】
本実施形態では、吐き出し制御を複数回に分割して行っているため、画像形成装置の設置時などの設置時間を、第４の実施形態よりも大幅に短縮しつつ、コート不良を抑制できる。
【０１０６】
［実施例５］
このような本実施形態の効果を確認するために行った実験結果について説明する。実験では、上述のような吐き出し動作を行わなかった従来例と、上述の吐き出し動作を行った実施例５とで、それぞれ画像形成装置の設置を行い、その時にかかった時間と、その後の第２現像スリーブ４３のコート不良の有無を調べた。なお、実施例５は、全ての吐き出し制御を終了した後の第２現像スリーブ４３のコート不良の有無を調べた。合わせて、設置作業の直後（従来例）、全ての吐き出し制御終了後（実施例５）の第１現像スリーブ４２上のトナー平均帯電量（Ｑ／Ｍ）及びトナー容器４１内の微粉率を調べた。なお、実験は、低湿環境で行った。また、設置作業は、実施例５の場合、設置時に行う吐き出し制御を含む。
【０１０７】
この結果を表５に示す。表５では、上述の実施例１〜４も示している。
【表５】
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【０１０８】
表５から明らかなように、実施例５では、実施例１〜４よりも短い設置時間で、実施例１〜４と同様に、微粉の減少によりＱ／Ｍが下がり、従来例の画像形成装置の設置時に発生していたコート不良の発生を抑えることができた。なお、実施例５の設置時間が１１分となっているのは、従来例と同様の設置時間１０分に加えて、吐き出し動作を１分行ったためである。
【０１０９】
＜他の実施形態＞
上述の各実施形態では、吐き出し制御で変更する現像条件の例として、現像バイアスのＶｐｐ、周波数ｆ、Ｖｂａｃｋ、第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３の周速（現像速度）ｖａ、ｖｂを挙げた。但し、変更する現像条件は、トナー容器４１内のトナーのうち、平均粒径よりも粒径が小さいトナーが平均粒径以上のトナーよりも多く感光ドラム１に付着する条件であれば、他の条件であっても良い。
【０１１０】
また、吐き出し制御において、現像バイアスのＶｐｐ、周波数ｆ、Ｖｂａｃｋ、第１現像スリーブ４２及び第２現像スリーブ４３の周速（現像速度）ｖａ、ｖｂのうち、少なくとも何れか１つの条件を変更するようにしても良い。また、これらの条件の組み合わせ、及び、組み合わせる数は、適宜設定可能である。例えば、周波数ｆとＶｂａｃｋのみを変更したり、Ｖｐｐと現像速度のみを変更したり、周波数ｆ、Ｖｂａｃｋ、現像速度のみを変更したりしても良い。
【０１１１】
また、第５の実施形態では、初期設置時に加えて後回転時に吐き出し制御を行ったが、初期設置時に行わずに、後回転時、前回転時、画像形成ジョブの中断時の何れかのみに行っても良い。また、１つの画像形成ジョブの前回転時、後回転時、中断時の何れか２つ、或いは全部の時に吐き出し制御を行うようにしても良い。
【０１１２】
本発明の画像形成装置は、複写機以外に、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などに適用可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１・・・感光ドラム（像担持体）／２・・・コロナ帯電器（帯電手段）／３・・・レーザスキャナ（露光手段）／４・・・現像装置／４１・・・トナー容器／４２・・・第１現像スリーブ（第１トナー担持体）／４３・・・第２現像スリーブ（第２トナー担持体）／４４・・・規制ブレード／２００・・・現像高圧基板（現像バイアス印加手段）／２１０・・・駆動装置（駆動手段）／３０１・・・ＣＰＵ（実行手段、制御手段）
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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