(57)【要約】【課題】現像装置を装置本体に装着したままの状態で現像剤収容部に現像剤を行き渡らせるよう充填する画像形成装置において、無駄なトナー消費を抑えつつ潜像担持体やクリーニングブレードの破損を抑制する。【解決手段】感光体１と現像装置４とを装置内に装着した状態で、現像剤ボトル１８０より現像装置の現像剤収容部である攪拌搬送路１０と供給回収搬送路１３とに現像剤を充填する現像剤充填モードを有する画像形成装置において、現像剤充填モード実施中は現像装置の駆動を連続的に行い、且つ、感光体の駆動を間欠的におこなう。【選択図】図１３
2011145600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアとトナーからなる現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部内で現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、該現像剤を担持して潜像担持体との対向部まで搬送し、該潜像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体とを有する現像装置と、該潜像担持体表面に当接して付着物を除去するクリーニングブレードとを備え、該潜像担持体と該現像装置とを装置内に装着した状態で該現像装置と該潜像担持体とを駆動して現像剤充填容器より該現像剤収容部に現像剤を充填する現像剤充填モードを有する画像形成装置において、
上記現像剤充填モード実施中は上記現像装置の駆動を連続的に行い、且つ、上記潜像担持体の駆動を間欠的におこなうことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、上記現像剤充填モード実施中の上記潜像担持体の間欠停止時に、該潜像担持体の同一箇所が上記現像剤担持体と対向しないように該潜像担持体を駆動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、上記潜像担持体の間欠停止時間が間欠駆動時間より長いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の何れかの画像形成装置において、上記潜像担持体の間欠駆動時に該潜像担持体上に上記クリーニングブレードへ供給するためのトナー像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の何れかの画像形成装置において、上記潜像担持体の１回の間欠駆動時に、該潜像担持体を１周以上駆動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１、２、３または５の何れかの画像形成装置において、上記潜像担持体の間欠駆動時に、該潜像担持体の地肌部電位を作像時の地肌部電位より大きくすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６の何れかの画像形成装置において、上記現像剤収容部は、現像剤撹拌搬送路、現像剤供給搬送路、現像剤回収搬送路からなり、それぞれの搬送路内に現像剤搬送部材を設け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、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーとキャリアとを混合してなる二成分現像剤を用いて現像をおこなう画像形成装置が広く用いられている。この画像形成装置では、現像装置の現像剤収容部に予め現像剤を充填して出荷すると、輸送時に振動を受けたり、装置全体が傾いたりして、現像ローラを部分的に露出させるための現像装置の開口部から現像剤が飛散する。このため、画像形成装置がユーザーのもとに搬送されてから、サービスマンによって空の現像剤収容部に現像剤の充填が行われている。
【０００３】
また、二成分現像剤は、繰り返し使用を続けると次第にキャリアが劣化し、現像能力が低下してくる。このため、劣化したキャリアを含む現像装置内の現像剤の交換が行われている。この現像剤の交換方法としては、一定サイクルごとにサービスマンがユーザーを訪問し、古い現像剤を回収し、空にした現像収容部に新しい現像剤を充填している。
【０００４】
現像剤の充填する際、簡易な作業で現像剤収容部に行き渡るように充填することが望まれる。特許文献１に、画像形成装置本体に現像装置を装着したままの状態で現像剤収容ボトルを現像剤収容部に連通する現像剤投入口にセットした後、現像装置の現像モータを駆動する現像剤充填モードを実施する画像形成装置が記載されている。現像剤充填モードでは、現像モータを駆動することにより、現像剤収容部内の現像剤搬送スクリュウを駆動させて、現像剤を空の現像剤収容部内に行き渡るように充填することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の画像形成装置では、現像剤充填モードを実施する際、潜像担持体としての感光体の駆動を止めていると、現像モータの駆動により現像ローラに付着した新しい現像剤が感光体の特定部分だけに長い時間接触するため、感光体に傷が付く虞がある。そこで、現像剤充填モードでは感光体も駆動させている。
【０００６】
しかし、現像剤充填モードで感光体を駆動していると、感光体クリーニング手段としてのクリーニングブレードにトナーが供給されない状態で、感光体とクリーニングブレードとが長時間摺擦し続けることにより、ブレードめくれが発生してしまう場合がある。一般的に、画像形成装置の出荷時は、感光体表面またはクリーニングブレードに摩擦低減物質を付けておき、感光体駆動開始時のブレードめくれの発生を抑制している。また、現像剤の交換時は、それ以前の画像形成によるトナーがクリーニングブレード近傍にあるため、ある程度はブレードめくれの発生を抑制できる。しかし、現像剤充填モードで感光体を長時間駆動し続けていると、上記摩擦低減物質やトナーが感光体とクリーニングブレードとの摺擦部より回収されてしまい、介在するものがない状態で摺擦し続けるようになってブレードめくれが発生してしまう。
【０００７】
このため、現像剤充填モードである程度現像剤が充填された後に、感光体上に帯状のトナー像を形成して、このトナーをクリーニングブレードへ入力することでブレードめくれを抑制している。しかし、感光体を長時間駆動し続けることに伴い、帯状のトナー像を形成してクリーニングブレードに入力していると、無駄なトナー消費が増えてしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、現像装置を装置本体に装着したままの状態で現像剤収容部に現像剤が行き渡るように充填する画像形成装置において、無駄なトナー消費を抑えつつ潜像担持体やクリーニングブレードの破損を抑制できる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、キャリアとトナーからなる現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部内で現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、該現像剤を担持して潜像担持体との対向部まで搬送し、該潜像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体とを有する現像装置と、該潜像担持体表面に当接して付着物を除去するクリーニングブレードとを備え、該潜像担持体と該現像装置とを装置内に装着した状態で該現像装置と該潜像担持体とを駆動して現像剤充填容器より該現像剤収容部に現像剤を充填する現像剤充填モードを有する画像形成装置において、上記現像剤充填モード実施中は上記現像装置の駆動を連続的に行い、且つ、上記潜像担持体の駆動を間欠的におこなうことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記現像剤充填モード実施中の上記潜像担持体の間欠停止時に、該潜像担持体の同一箇所が上記現像剤担持体と対向しないように該潜像担持体を駆動することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の画像形成装置において、上記潜像担持体の間欠停止時間が間欠駆動時間より長いことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の何れかの画像形成装置において、上記潜像担持体の間欠駆動時に該潜像担持体上に上記クリーニングブレードへ供給するためのトナー像を形成することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の何れかの画像形成装置において、上記潜像担持体の１回の間欠駆動時に、該潜像担持体を１周以上駆動することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３または５の何れかの画像形成装置において、上記潜像担持体の間欠駆動時に、該潜像担持体の地肌部電位を作像時の地肌部電位より大きくすることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６の何れかの画像形成装置において、上記現像剤収容部は、現像剤撹拌搬送路、現像剤供給搬送路、現像剤回収搬送路からなり、それぞれの搬送路内に現像剤搬送部材を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明においては、現像剤充填モードで現像装置を連続的に駆動して現像剤収容部内の現像剤搬送部材を動作させ続けながら現像剤を充填するので、短時間で現像剤を現像剤収容部内に行き渡るように充填することができる。このため、現像剤充填モード自体を短時間とすることができる。さらに、現像剤充填モードで潜像担持体を駆動して、現像剤担持体に付着した現像剤が潜像担持体の特定部分だけに長い時間接触して潜像担持体を傷つけてしまうことを防止する。この際、潜像担持体を間欠的に駆動することより、潜像担持体とクリーニングブレードとが長時間摺擦し続けないようにして、ブレードめくれを発生し難い状況とすることができる。このため、従来、ブレードめくれの抑制のために行われていたクリーニングブレードへのトナー入力によらずともブレードめくれの抑制ができ、無駄なトナーの消費を抑えられる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、現像装置を装置本体に装着したままの状態で現像剤収容部に現像剤が行き渡るように充填する画像形成装置において、無駄なトナー消費を抑えつつ潜像担持体やクリーニングブレードの破損を抑制できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る複写機の概略構成図。
【図２】プロセスカートリッジが備える現像装置及び感光体をしめす拡大構成図。
【図３】現像装置の一例をしめす断面図。
【図４】図３の現像装置の現像剤収容部内の現像剤の流れを説明する模式図。
【図５】現像装置の他の例をしめす断面図。
【図６】図５の現像装置の現像剤収容部内の現像剤の流れを説明する模式図。
【図７】現像装置のトナー補給口を示す外観斜視図。
【図８】現像剤交換時に側板から露出したトナー補給口をしめす正面図。
【図９】現像剤交換時に現像剤ボトルをセットした状態をしめす正面図。
【図１０】現像剤交換時に現像剤ボトルをセットしたプロセスカートリッジの概略構成図。
【図１１】静電潜像が形成された感光体の表面電位をしめすグラフ。
【図１２】現像ポテンシャル｜ＶＢ−ＶＬ｜とトナー付着量Ｍ／Ａの関係をしめすグラフ。
【図１３】実施例１の現像剤充填モードでのモータ駆動タイミングチャート。
【図１４】比較例１の現像剤充填モードでのモータ駆動タイミングチャート。
【図１５】現像剤充填実施モードで現像ローラと対向する感光体位置および現像剤接触範囲をしめした図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、複数の感光体が並行配設されたタンデム型のカラーレーザー複写機（以下、単に「複写機１００」という）の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る複写機１００の概略構成図である。複写機１００はプリンタ部１５０、これを載せる給紙装置２００、プリンタ部１５０の上に固定されたスキャナ３００などを備えている。また、このスキャナ３００の上に固定された原稿自動搬送装置４００なども備えている。
【００１４】
プリンタ部１５０は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋからなる画像形成ユニット２０を備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック用の部材であることを示している（以下同様）。プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの他には、光書込ユニット２１、中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、レジストローラ対４９、ベルト定着方式の定着装置２５などが配設されている。
【００１５】
光書込ユニット２１は、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザ光を照射する。
【００１６】
４つプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、以下、イエロー用のプロセスカートリッジ１８Ｙについて説明する。
プロセスカートリッジ１８Ｙは、像担持体としてのドラム状の感光体１Ｙ、帯電器、現像装置４Ｙ、クリーニング手段、除電器などを有している。帯電手段たる帯電器によって、潜像担持体たる感光体１Ｙの表面は一様帯電される。帯電処理が施された感光体１Ｙの表面には、光書込ユニット２１によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。すると、照射部（露光部）の電位が減衰する。この減衰により、感光体１Ｙ表面にＹ用の静電潜像が形成される。形成されたＹ用の静電潜像は現像手段たる現像装置４Ｙによって現像されてＹトナー像となる。Ｙ用の感光体１Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述の中間転写ベルト１１０に一次転写される。一次転写後の感光体１Ｙの表面は、ドラムクリーニング手段によって転写残トナーがクリーニングされる。また、ドラムクリーニング手段によってクリーニングされた感光体１Ｙは、除電器によって除電される。そして、帯電器によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスカートリッジ１８Ｍ，Ｃ，Ｋについても同様である。
【００１７】
次に、中間転写ユニットについて説明する。
中間転写ユニット１７は、中間転写体たる中間転写ベルト１１０やベルトクリーニング装置９０などを有している。また、駆動ローラ１４、張架ローラ１５、二次転写バックアップローラ１６、４つの一次転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなども有している。
中間転写ベルト１１０は、張架ローラ１４を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ１５の回転によって図中時計回りに無端移動せしめられる。
４つの一次転写バイアスローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１１０の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト１１０をその内周面側から感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体１と一次転写バイアスローラ６２との間に一次転写電界が形成される。
Ｙ用の感光体１Ｙ上に形成された上述のＹトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１１０上に一次転写される。このＹトナー像の上には、Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体１Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト１１０上には多重トナー像たる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。
中間転写ベルト１１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録体たる転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト１１０の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ１５との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置９０によってクリーニングされる。
【００１８】
次に、二次転写装置２２について説明する。
中間転写ユニット１７の図中下方には、２本の張架ローラ２３によって紙搬送ベルト２４を張架している二次転写装置２２が配設されている。紙搬送ベルト２４は、少なくとも何れか一方の張架ローラ２３の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動せしめられる。２本の張架ローラ２３のうち、図中右側に配設された一方の張架ローラ２３は、中間転写ユニット１７の二次転写バックアップローラ１６との間に、中間転写ベルト１１０及び紙搬送ベルト２４を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１１０と、二次転写装置２２の紙搬送ベルト２４とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、この一方の張架ローラ２３には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット１７の中間転写ベルト１１０上の４色トナー像をベルト側からこの一方の張架ローラ２３側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対４９によって中間転写ベルト１１０上の４色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、この二次転写電界やニップ圧の影響を受けた４色トナー像が二次転写せしめられる。なお、このように一方の張架ローラ２３に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。
【００１９】
複写機１００本体の下部に設けられた給紙装置２００には、内部に複数の転写紙を紙束の状態で複数枚重ねて収容可能な給紙カセット４４が、鉛直方向に複数重なるように配設されている。それぞれの給紙カセット４４は、紙束の一番上の転写紙に給紙ローラ４２を押し当てている。そして、給紙ローラ４２を回転させることにより、一番上の転写紙を給紙路４６に向けて送り出される。
【００２０】
給紙カセット４４から送り出された転写紙を受け入れる給紙路４６は、複数の搬送ローラ対４７と、その路内の末端付近に設けられたレジストローラ対４９とを有している。そして、転写紙をレジストローラ対４９に向けて搬送する。レジストローラ対４９に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対４９のローラ間に挟まれる。一方、中間転写ユニット１７において、中間転写ベルト１１０上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って二次転写ニップに進入する。レジストローラ対４９は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を二次転写ニップにて４色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これ により、二次転写ニップでは、中間転写ベルト１１０上の４色トナー像が転写紙に密着する。そして、転写紙上に二次転写されて、白色の転写紙上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、紙搬送ベルト２４の無端移動に伴って二次転写ニップを出た後、紙搬送ベルト２４上から定着装置２５に送られる。
【００２１】
定着装置２５は、定着ベルト２６を２本のローラによって張架しながら無端移動せしめるベルトユニットと、このベルトユニットの一方のローラに向けて押圧される加圧ローラ２７とを備えている。これら定着ベルト２６と加圧ローラ２７とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト２４から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおいける２本のローラのうち、加圧ローラ２７から押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を有しており、これの発熱によって定着ベルト２６を加圧する。加圧された定着ベルト２６は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着せしめられる。
【００２２】
定着装置２５内で定着処理が施された転写紙は、プリンタ筐体の図中左側板の外側に設けたスタック部５７上にスタックされるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために上述の二次転写ニップに戻されるかする。
【００２３】
図示しない原稿のコピーがとられる際には、例えばシート原稿の束が原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上セットされる。但し、その原稿が本状に閉じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス３２上にセットされる。このセットに先立ち、複写機１００本体に対して原稿自動搬送装置４００が開かれ、スキャナ３００のコンタクトガラス３２が露出される。この後、閉じられた原稿自動搬送装置４００によって片綴じ原稿が押さえられる。
【００２４】
このようにして原稿がセットされた後、図示しないコピースタートスイッチが押下されると、スキャナ３００による原稿読取動作がスタートする。但し、原稿自動搬送装置４００にシート原稿がセットされた場合には、この原稿読取動作に先立って、原稿自動搬送装置４００がシート原稿をコンタクトガラス３２まで自動移動させる。原稿読取動作では、まず、第１走行体３３と第２走行体３４とがともに走行を開始し、第１走行体３３に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光が第２走行体３４内に設けられたミラーによって反射せしめられ、結像レンズ３５を通過した後、読取センサ３６に入射される。読取センサ３６は、入射光に基づいて画像情報を構築する。
【００２５】
このような原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ内の各機器や、転写手段たる中間転写ユニット１７、二次転写装置２２、定着装置２５がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ３６によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット２が駆動制御されて、各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。これらトナー像は、中間転写ベルト１１０上に重ね合わせ転写された４色トナー像となる。
【００２６】
また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置２００内では給紙動作が開始される。この給紙動作では、給紙ローラ４２の１つが選択回転せしめられ、ペーパーバンク４３内に多段に収容される給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚ずつ分離されて反転給紙路４６に進入した後、搬送ローラ対４７によって二次転写ニップに向けて搬送される。このような給紙カセット４４からの給紙に代えて、手差しトレイ５１からの給紙が行われる場合もある。この場合、手差し給紙ローラ５０が選択回転せしめられて手差しトレイ５１上の転写紙を送り出した後、分離ローラ５２が転写紙を１枚ずつ分離してプリンタ部１５０の手差し給紙路５３に給紙する。
【００２７】
複写機１００は、２色以上のトナーからなる他色画像を形成する場合には、中間転写ベルト１１０をその上部張架面がほぼ水平になる姿勢で張架して、上部張架面に全ての感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを接触させる。これに対し、Ｋトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト１１０を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面をＹ，Ｍ，Ｃ用の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃから離間させる。そして、４つの感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、Ｋ用の感光体１Ｋだけを図中反時計回りに回転させて、Ｋトナー像だけを作像する。この際、Ｙ，Ｍ，Ｃについては、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃだけでなく、現像装置４Ｙ，Ｍ，Ｃも駆動を停止させて、感光体や現像剤の不要な消耗を防止する。
【００２８】
複写機１００は、複写機１００内の下記機器の制御を司るＣＰＵ等から構成される図示しない制御部と、液晶ディスプレイや各種キーボタン等などから構成される図示しない操作表示部とを備えている。操作者は、この操作表示部に対するキー入力操作により、制御部に対して命令を送ることで、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードについて、３つのモードの中から１つを選択することができる。この３つの片面プリントモードとは、ダイレクト排出モードと、反転排出モードと、反転デカール排出モードとからなる。
【００２９】
次に、プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋについて詳しく説明する。
図２は、４つプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうちの１つが備える現像装置４及び感光体１を示す拡大構成図である。４つのプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、同図ではＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字を省略している。
【００３０】
図２に示すように、プロセスカートリッジ１８では、感光体１と、帯電器６１と、クリーニング手段６３とがケース６４に一体的に収納されている。クリーニング手段６３としては、感光体１に当接するクリーニングブレード６３ａとクリーニングローラ６３ｂとを備えている。また、プロセスカートリッジ１８では、感光体１に対向するように現像装置４が設置されている。この現像装置４に、装置本体に設けられたトナー補給装置３４を動作させてトナーボトル３３からトナー補給がおこなわれるように構成されている。
【００３１】
現像装置４は、後述するように現像ローラ５上に現像剤を担持し、薄層化された状態で感光体１との対向部である現像領域まで搬送する。現像領域において、現像剤中のトナーＴが、感光体１表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光Ｌが照射された画像部の潜像電位（露光電位）と、現像ローラ５に印加された現像バイアスとの、電位差（現像ポテンシャル）によって形成される電界によって、トナーＴが潜像に付着する。その後、現像工程にて感光体１に付着したトナーＴは、そのほとんどが中間転写ベルト１１０上に転写される。そして、感光体１上に残存した未転写のトナーＴが、クリーニングブレード６３ａ及びクリーニングローラ６３ｂによってクリーニング手段６３内部に回収される。
【００３２】
つぎに、プロセスカートリッジに採用される現像装置４について説明する。
図３は、現像装置の一例をしめす断面図である。この現像装置４は、図３中矢印Ｉ方向に表面移動しながら感光体１の表面の潜像にトナーを供給し、現像する現像剤担持体としての現像ローラ５を備えている。また、現像ローラ５に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ３を備えている。また、現像剤を収容する現像剤収容部として、供給回収搬送路１３、攪拌搬送路１０との二つの現像剤搬送路を有し、各搬送路に現像剤を搬送する現像剤搬送部材を備えている。
【００３３】
供給回収搬送路１３は、現像ローラ５に現像剤を供給するとともに、現像済みの現像剤を回収しながら図３の奥方向に現像剤を搬送する供給回収搬送部材としての供給回収スクリュ１２を有している。すなわち、図３の現像装置４は、現像ローラ５への現像剤の供給と回収を１つの現像剤搬送路でおこなうものである。供給回収スクリュ１２は、回転軸とこの回転軸に設けられた羽部とを備え、回転することにより軸方向に現像剤を搬送する現像剤搬送部材である。
【００３４】
供給回収搬送路１３に並列して、攪拌搬送路１０を設けている。攪拌搬送路１０は、現像剤を攪拌しながら供給回収スクリュ１２とは逆方向である図中手前側に搬送する攪拌搬送部材としての攪拌スクリュ１１を備えている。この攪拌スクリュ１１も回転軸とこの回転軸に設けられた羽部とを備え、回転することにより軸方向に現像剤を搬送する現像剤搬送部材である。
供給回収搬送路１３と攪拌搬送路１０とは仕切り部材としての仕切り壁１３６によって仕切られている。仕切り壁１３６の供給回収搬送路１３と攪拌搬送路１０とを仕切る箇所は図中手前側と奥側との両端は開口部となっており、供給回収搬送路１３と攪拌搬送路１０とが連通している。また、攪拌搬送路１０の搬送方向上流端部の上方に、トナーボトル３３からトナーを補給するトナー補給口９５を設けている。
【００３５】
次に、図３の現像装置の現像剤収容部内での現像剤の循環について説明する。
図４は、現像剤収容部内の現像剤の流れを説明する現像装置４の模式図である。図４中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。
【００３６】
攪拌搬送路１０から現像剤の供給を受けた供給回収搬送路１３では、現像ローラ５に現像剤を供給しながら、供給回収スクリュ１２の搬送方向下流側に現像剤を搬送する。供給回収搬送路１３から現像ローラ５上に供給された現像剤は、現像ドクタ３により薄層化された状態で、感光体１との対向部である現像領域まで搬送され、現像を行う。また、供給回収搬送路１３では、現像後の現像剤を回収しながら、供給回収スクリュ１２の搬送方向下流側に現像剤を搬送する。供給回収搬送路１３の搬送方向下流端まで搬送された現像剤は仕切り壁１３６の循環開口部９６より攪拌搬送路１０に供給される（図４中矢印Ｑ）。
そして、攪拌搬送路１０は、供給された現像剤を攪拌しながら、攪拌スクリュ１１の搬送方向下流側であり、供給回収スクリュ１２の搬送方向上流側に搬送し、仕切り壁１３６の供給開口部９１より供給回収搬送路１３に供給される（図４中矢印Ｄ）。
【００３７】
このように、二つの現像剤搬送路で現像剤を互いに逆方向に搬送し、供給回収搬送路１３の搬送方向下流端に到達した現像剤が循環開口部９６を介して攪拌搬送路１０の搬送方向上流端に受け渡され、攪拌搬送路１０の搬送方向下流端に到達した現像剤が供給開口部９１を介して供給搬送路９の搬送方向上流端に受け渡されることにより、現像装置４内を現像剤が循環する。そして、供給回収搬送路１３内の現像剤が現像ローラ５の表面に供給され、現像ローラ５と感光体１との対向部である現像領域で現像に用いられる。そして、現像領域を通過した現像ローラ５上の現像剤は、供給回収搬送路１３に回収される。なお、攪拌搬送路１０の下方には、不図示のトナー濃度検知手段たるトナー濃度センサが設けられ、センサ出力によりトナー補給装置３４を作動しトナー補給口９５から攪拌搬送路１０にトナーが供給される。
【００３８】
図５は、現像装置の他の例をしめす断面図である。図５の現像装置４は、現像剤を収容する現像剤収容部として、回収搬送路７、供給搬送路９、攪拌搬送路１０との三つの現像剤搬送路とを有する現像装置である。この現像装置４は、図５中矢印Ｉ方向に表面移動しながら感光体１の表面の潜像にトナーを供給し、現像する現像ローラ５と、現像ローラ５に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像ドクタ３とを備えている。
【００３９】
供給搬送路９には、現像ローラ５に現像剤を供給しながら図３の奥方向に現像剤を搬送する供給搬送部材としての供給スクリュ８を有している。供給スクリュ８は、回転軸とこの回転軸に設けられた羽部とを備え、回転することにより軸方向に現像剤を搬送する現像剤搬送部材である。
【００４０】
現像ローラ５の感光体１との対向部である現像部から表面移動方向下流側には、現像部を通過した現像済みの現像剤を回収し、回収した回収現像剤を供給スクリュ８と同方向に搬送する回収搬送部材としての回収スクリュ６を備えている。供給スクリュ８を備えた供給搬送路９は現像ローラ５の横方向に、回収スクリュ６を備えた回収搬送路としての回収搬送路７は現像ローラ５の下方に並設されている。この回収スクリュ６も回転軸とこの回転軸に設けられた羽部とを備え、回転することにより軸方向に現像剤を搬送する現像剤搬送部材である。
【００４１】
現像装置４は、供給搬送路９の下方で回収搬送路７に並列して、攪拌搬送路１０を設けている。攪拌搬送路１０は、現像剤を攪拌しながら供給スクリュ８とは逆方向である図中手前側に搬送する攪拌搬送部材としての攪拌スクリュ１１を備えている。この攪拌スクリュ１１も回転軸とこの回転軸に設けられた羽部とを備え、回転することにより軸方向に現像剤を搬送する現像剤搬送部材である。
【００４２】
供給搬送路９と攪拌搬送路１０とは仕切り部材としての第一仕切り壁１３３によって仕切られている。第一仕切り壁１３３の供給搬送路９と攪拌搬送路１０とを仕切る箇所は図中手前側と奥側との両端は開口部となっており、供給搬送路９と攪拌搬送路１０とが連通している。なお、供給搬送路９と回収搬送路７とも第一仕切り壁１３３によって仕切られているが、第一仕切り壁１３３の供給搬送路９と回収搬送路７とを仕切る箇所には開口部を設けていない。また、攪拌搬送路１０と回収搬送路７との２つの搬送路は仕切り部材としての第二仕切り壁１３４によって仕切られている。第二仕切り壁１３４は、図中手前側が開口部となっており、攪拌搬送路１０と回収搬送路７とが連通している。このように、現像装置４では、現像剤を収容する現像剤収容部を供給搬送路９、回収搬送路７及び攪拌搬送路１０によって構成する。
【００４３】
次に、図５の現像装置の現像剤収容部内での現像剤の循環について説明する。
図６は、現像剤収容部内の現像剤の流れを説明する現像装置４の模式図である。図６中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。
【００４４】
攪拌搬送路１０から現像剤の供給を受けた供給搬送路９では、現像ローラ５に現像剤を供給しながら、供給スクリュ８の搬送方向下流側に現像剤を搬送する。そして、現像ローラ５に供給され現像に用いられず供給搬送路９の搬送方向下流端まで搬送された余剰現像剤は第一仕切り壁１３３の余剰開口部９２より攪拌搬送路１０に供給される（図６中矢印Ｅ）。
一方、供給搬送路９から現像ローラ５上に供給された現像剤は、現像ドクタ３により薄層化された状態で、感光体１との対向部である現像領域まで搬送され、現像を行う。現像後の現像ローラ５上の現像剤は回収搬送路７にて回収を行い、回収スクリュ６によって回収搬送路７の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤は第二仕切り壁１３４の回収開口部９３より攪拌搬送路１０に供給される（図６中矢印Ｆ）。
そして、攪拌搬送路１０は、供給された余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌し、攪拌スクリュ１１の搬送方向下流側であり、供給スクリュ８の搬送方向上流側に搬送し、第一仕切り壁１３３の供給開口部９１より供給搬送路９に供給される（図６中矢印Ｄ）。
なお、攪拌搬送路１０の下方には、不図示のトナー濃度検知手段たるトナー濃度センサが設けられ、センサ出力によりトナー補給装置３４を作動し、後述するトナー補給口から攪拌搬送路１０にトナーが供給される。
【００４５】
図５の現像装置４では、供給搬送路９と回収搬送路７とを備え、現像剤の供給と回収とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が供給搬送路９に混入することがない。よって、供給搬送路９の搬送方向下流側ほど現像ローラ５に供給される現像剤のトナー濃度が低下することを防止することができる。また、回収搬送路７と攪拌搬送路１０とを備え、現像剤の回収と攪拌とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が攪拌の途中に落ちることがない。よって、十分に攪拌がなされた現像剤が供給搬送路９に供給されるため、供給搬送路９に供給される現像剤が攪拌不足となることを防止することができる。このように、供給搬送路９内の現像剤のトナー濃度が低下することを防止し、供給搬送路９内の現像剤が攪拌不足となることを防止することができるので現像時の画像濃度を一定にすることができる。
【００４６】
さらに、図５の現像装置４において、現像装置４から現像剤を徐々に排出する排出搬送路２を設けると共に、トナーボトル３３からキャリアとトナーとを混合したプレミックストナーを補給することもできる。これにより、キャリア劣化による現像剤交換回数を減らして、メンテナンスを容易にすることができる。具体的には、現像装置４に、供給搬送路９の搬送方向下流側に通過した現像剤が現像装置４の装置外に排出搬送路２を介して排出される排出開口部としての現像剤排出口９４を設ける。現像剤排出口９４を通過した現像剤は排出搬送路２に受け渡され、排出搬送部材である排出スクリュ２ａが回転することによって現像装置４の装置外に搬送され、現像装置４からの排出がなされる。排出搬送路２は、供給搬送路９の搬送方向下流側で排出仕切り壁１３５を挟んで供給搬送路９と隣り合うように配置され、現像剤排出口９４は供給搬送路９と排出搬送路２とを連通するように排出仕切り壁１３５に設けられた開口である。
【００４７】
また、現像装置４は、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍に到達し、循環開口部である余剰開口部９２に入らなかった現像剤を余剰開口部９２の近傍で滞留させる現像剤滞留手段８０を備えている。さらに、排出開口部である現像剤排出口９４は、余剰開口部９２よりも上方で、且つ、現像剤滞留手段８０によって滞留した滞留現像剤のうち、現像剤排出口９４の位置に達した現像剤を通過させるように配置されている。言い換えると、供給搬送路９の搬送方向下流端近傍に到達した現像剤で、余剰開口部９２に入ることができず、余剰開口部９２から溢れ出た余剰現像剤が現像剤滞留手段８０によって塞き止められ滞留現像剤となる。そして、この滞留現像剤の嵩が増加したときに、余剰開口部９２よりも上方に設けられた現像剤排出口９４に到達した現像剤が現像剤排出口９４を通って現像装置４の装置外に排出される。
【００４８】
このように、現像装置４から現像剤を徐々に排出する構成では、トナー補給装置３４を作動し、トナーボトル３３からトナー補給口９５を介してキャリアとトナーとを混合したプレミックストナーを補給する。このようにして、劣化したキャリアを徐々に排出しつつ新しいキャリアを現像剤収容部に補給して、現像剤収容部内のキャリアを入れ替る。このため、現像装置の現像能力の低下を抑制することができるが、長期的に見ると、このようなキャリアの入れ替えで、キャリア劣化による現像剤交換回数を減らすことはできるが、現像剤交換の必要性は残っている。
【００４９】
次に、現像装置４で現像剤搬送路へのトナーを補給する位置について説明する。図７は、現像装置４の外観斜視図である。図７に示すように、トナーを補給するトナー補給口９５を攪拌スクリュ１１を備える攪拌搬送路１０の搬送方向上流端部の上方に設けている。このトナー補給口９５は現像ローラ５の幅方向端部よりも外側に設けてあるので、現像領域幅よりも外側となっている。また、図５の現像装置では、トナー補給口９５としては、攪拌搬送路１０の搬送方向上流端部の上方に限らず、回収搬送路７の下流端部の上方に設けても良い。さらに、回収搬送路７から攪拌搬送路１０へ現像剤の受渡しを行う箇所である回収開口部９３の真上にトナー補給口９５を設けるようにしても良い。攪拌搬送路１０の下方に設けられたトナー濃度センサ（不図示）の出力に応じて、上述のトナー補給装置３４を動作させ、トナーボトル３３からトナー補給口９５を介して、現像剤搬送路へトナーを補給する。
【００５０】
次に、複写機がユーザーのもとに搬送されたときにおける初期作業やキャリア劣化による現像剤交換時における、現像装置４の現像剤搬送路への現像剤充填について説明する。
まず、現像剤充填時は、複写機１００の前面ドアを開けるとともに、装置の主電源をＯＦＦにする。装置本体の側板には、上述のトナー補給装置３４がネジ固定されている。このネジ固定されているトナー補給装置３４を装置本体から取り外すと、図８に示すように、各現像装置４のトナー補給口９５が露出する。次に、中間ベルト接離機構１４４により、中間転写ベルト１１０を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋから離間させる。そして、図９に示すように、現像剤を収容した現像剤ボトル１８０の現像剤補給口が、トナー補給口９５に合わさるように、現像剤ボトル１８０をセットする。
【００５１】
複写機１００がユーザーのもとに搬送されたときにおける初期作業においては、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４つの現像剤ボトル１８０をそれぞれ対応する色のトナー補給口９５にセットする。キャリア劣化時での現像剤の交換作業においては、古い現像剤を回収した現像装置４のトナー補給口９５に現像剤ボトル１８０をセットする。この状態で、現像剤ボトル１８０の補給口をシールしている不図示のヒートシールを剥がして、複写機１００の前面ドアを閉じて、装置の主電源をＯＮにする。次に、図示しない操作表示パネルから隠しメニューを呼び出して、現像剤ボトル１８０をセットした色に対応する色を選択して、現像剤充填モードを実行する。複写機１００がユーザーのもとに搬送されたときにおける初期作業においては、全色を選択して、現像剤充填モードを実行する。全色を選択して現像剤充填モードを実施する場合には、それぞれを順々に実施してもよいし、全色同時に実施しても良い。また、特定の色を選択して、特定色だけの剤充填を実施することもできる。
【００５２】
図１０は、図３の現像装置を採用したプロセスカートリッジ１８に現像剤ボトル１８０をセットしたときの概略構成図である。現像剤充填モード実施中は、現像装置４の現像モータ（不図示）を駆動して、現像ローラ５と、攪拌スクリュ１１と、供給回収スクリュ１２とを駆動する。また、図５の現像装置を採用したプロセスカートリッジ１８では、現像剤充填モード実施中は、現像装置４の現像モータ（不図示）を駆動して、現像ローラ５と、回収スクリュ６と、供給スクリュ８と、攪拌スクリュ１１とを駆動する。これにより、トナー補給口９５から供給される現像剤ボトル１８０内の現像剤を搬送して、現像装置４の現像剤搬送路内に現像剤を行き渡らせる。本実施形態では、現像剤充填モード実施中は、現像装置４を連続的に駆動して現像剤収容部内の現像剤搬送部材を作動させ続けながら現像剤を充填するので、短時間で現像剤を現像剤収容部内に行き渡るように充填することができる。
【００５３】
また、現像剤充填モード実施中は、感光体１を間欠的に駆動する。現像剤充填モードでは、現像ローラ５も駆動されているので、現像ローラ５上にも新しい現像剤が供給される。そこで、感光体１を間欠的に駆動することにより、現像ローラ５に付着した新しい現像剤が感光体１の特定部分だけに長い時間接触することを回避して、感光体１に傷が付くことを防止できる。また、感光体１を連続的に駆動しないので、感光体１とクリーニングブレード６３ａとが長時間摺擦し続けることを抑制して、ブレードめくれの発生を抑制することができる。これにより、ブレードめくれの発生の防止にクリーニングブレード６３ａに入力する無駄なトナー消費を抑えることができる。
【００５４】
また、ブレードのめくれの発生をさらに確実に防止するために、ある程度現像剤が充填された時点で、感光体１上に帯状のトナー像を形成し、クリーニングブレード６３ａにトナーが入力されるようにすることもできる。このクリーニングブレード６３ａへのトナーの入力量は、トナー像のトナー付着量やトナー像の大きさによって調整することができる。この場合も、感光体１を連続的に駆動した場合に比べて、ブレードめくれの発生の防止にクリーニングブレード６３ａに入力する無駄なトナー消費を抑えることができる。
【００５５】
このようにして、現像剤ボトル１８０内の現像剤が全て現像装置４へ充填され、現像剤充填モードを終了する。そして、装置の主電源をＯＦＦにし、前面ドアを開けて、現像剤ボトル１８０を外し、トナー補給装置３４を元のように装置本体に取り付ける。次に、中間ベルト接離機構１４４ａにより、中間転写ベルト１１０の上部張架面をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋから離間させた状態から、Ｙ，Ｍ，Ｃ用の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃを離間させてＫ用の感光体１Ｋを接触させた状態にして、前ドアを閉める。
【００５６】
なお、この説明では、初期現像剤の投入は、補給用トナーの補給口９５から行っているが、初期現像剤専用の投入口を設け、そこから投入しても良い。また、ここでは、現像剤ボトル１８０をトナー補給口９５に固定して現像剤の投入から自動で行っているが、ガゼット袋などから手動で投入するようにしてもよい。
【００５７】
このようにして、現像剤充填モードで感光体１とクリーニングブレード６３ａとが続けて摺擦する時間を短くしてブレードめくれが発生し難い状況としている。さらに、ブレードのめくれの発生を確実に防止するために、感光体１上に帯状のトナー像を形成してクリーニングブレード６３ａに入力する場合も、クリーニングブレード６３ａへのトナーの入力量は、感光体１を連続的に駆動した場合に比べて少なくなるよう調整される。
【００５８】
感光体１上に帯状のトナー像を形成しクリーニングブレード６３ａに入力するトナー量調整のために、プロセスカートリッジ１８における現像パラメータと感光体１上のトナー付着量との関係について説明する。
図１１は、静電潜像が形成された感光体１の表面電位を示すグラフであり、露光された画像部のみ電位が変化している。説明を簡単にするため、画像はベタ画像とし、そのときの画像部表面電位をＶＬ、非画像部の電位をＶｄとする。このような表面電位を有する感光体１と、現像剤を担持しながら感光体１よりも速い速度で回転する現像ローラ５とが現像領域で対向する。現像ローラ５には現像バイアスとして直流または交流の電圧が印加されており、現像ローラ５上の現像剤から感光体１の画像部にトナーが供給されて付着し可視像となる。
【００５９】
このとき、図１１で示す現像バイアスＶＢと潜像電位ＶＬの差の絶対値である現像ポテンシャル｜ＶＢ−ＶＬ｜の大きさにより感光体１上のトナー付着量を変化させることができる。図１２は、現像ポテンシャル｜ＶＢ−ＶＬ｜とトナー付着量Ｍ／Ａの関係である現像能力を示すグラフである。なお、図１２では、現像バイアスとして直流電圧の場合を示した。
【００６０】
感光体上のトナー付着量（Ｍ／Ａ）を変化させる方法として、１）露光装置での露光時に露光エネルギーを増加させて、露光部電位ＶＬを下げる（０方向に近づける）、２）現像バイアスＶＢを上げる（ＶＬから遠ざける）、３）１）と２）の両方を実施する、が挙げられる。
【００６１】
１）の実施方法としては、例えば露光装置（ＬＤおよびＬＥＤ）の点灯時間を長くしたり、発光強度を上げたりすることで実現でき、現像条件を変更する必要はないというメリットがある。また、２）の実施方法としては、非画像部電位と現像バイアス電位の差を適性に保ちながら行うことで、地肌汚れを起こすことなくトナー付着量を増加できる。このような方法で感光体１上にトナー付着量を調整したトナー像を感光体の長手方向全域に形成し、クリーニングブレード６３ａへ入力するトナー量を調整する。また、形成するトナー像の感光体１の周方向の長さを調整することによりトナー入力量を変化させることもできる。
【００６２】
また、地肌部付着トナー（非画像部付着トナー）を多くすることにより、クリーニング入力用のトナー画像を形成せずに、ブレードめくれを防止のためのトナーをクリーニングブレード６３ａに入力することもできる。地肌部付着トナー量は、図１１に示す非画像部バイアスＶｄと現像バイアスＶＢの差の絶対値である地肌ポテンシャル｜ＶＢ−Ｖｄ｜の大きさにより変化させることができる。この値が大きくなれば地肌部付着トナー量は多くなり、小さくなれば少なくなる。但し大きくしすぎると、キャリアが現像して感光体やブレードを損傷する場合があるため、大きくしすぎないことが好ましい。
【００６３】
いずれの方法でも、ブレードめくれの発生を確実に防止するために、クリーニングブレード６３ａにトナーを入力するが、感光体１を間欠的に駆動することにより、連続的に駆動した場合に比べて、クリーニングブレード６３ａへのトナーの入力量を少なくすることができる。よって、無駄なトナー消費を抑えることができる。
【００６４】
以下、実施例１〜６、および、比較例１、２を説明する。また、表１は実施例１〜６、および、比較例１、２における、クリーニングブレードのめくれ発生の有無と、感光体駆動モータのトルクと、異常画像の有無をまとめたものである。
【００６５】
＜実施例１＞
図３の現像剤収容部が、供給回収搬送路１２と攪拌搬送路１０との二つの現像剤搬送路からなる現像装置をリコー製  ｉｍａｇｉｏ  ＭＰ  Ｃ７５００に装着した。この現像装置４は、現像ローラ５は外径が２５ｍｍであり、線速５６２ｍｍ／ｓｅｃで回転する。現像ローラ５と現像ドクタ３とのギャップは０．３±０．０４ｍｍに設定され、現像ドクタ３を通過した現像剤が３８±５ｍｇ／ｃｍ２の薄層となっている。感光体１は直径６０ｍｍであり、線速３５２．８ｍｍ／ｓｅｃで回転する。現像領域における現像ローラ５と感光体１のとのギャップは０．３±０．０５ｍｍとなるように設定されている。
【００６６】
上記条件の複写機１００で、４８０ｇの現像剤を充填するために現像剤充填モードを実施した。現像剤充填モード実施中は、現像装置４の駆動を連続的に行い、感光体１は、２ｓｅｃ停止、２ｓｅｃ駆動を８回繰り返して行い、３２ｓｅｃかけて現像剤の充填を終了した。図１３に、現像駆動モータ（不図示）と感光体駆動モータ（不図示）の駆動タイミングチャートを示す。
【００６７】
図１５は、現像剤充填実施モードの感光体１の間欠駆動で現像ローラ５と対向する感光体位置および現像剤接触範囲をしめした図である。実施例１の感光体１の間欠駆動では、現像剤充填実施モードに、図１５（ａ）に示すような位置で感光体表面は現像ローラ５と対向し、現像ローラ５上の現像剤と約２ｍｍ幅で接触する。この間欠駆動により、感光体駆動合計時間が短くなる。さらに、感光体１の表面が現像剤と接触する位置をずらすことができ、感光体１の特定表面が現像剤と接触する時間を短くすることができる。
【００６８】
また、現像剤充填モード中の感光体駆動時は、地肌部ポテンシャルが１００Ｖとなるように感光体１と現像ローラ５とにバイアスを印加しているが、クリーニングブレード６３ａにトナーを入力するための画像は作成していない。このような条件でも、現像剤充填モード実施中にクリーニングブレード６３ａがめくれることはなかった。
【００６９】
また、現像剤充填モード実施中、感光体駆動モータ（不図示）のトルクを測定している。通常画像形成時は、感光体駆動モータのトルクは０．７Ｎｍ付近である。感光体表面とクリーニングブレード６３ａの摩擦力が大きくなると、トルクが大きくなる傾向があり、１．３Ｎｍ以上になるとブレードめくれが発生することがあることが解っている。従って、現像剤充填モード実施中に感光体駆動モータのトルクは、１．３Ｎｍより小さいことが必要である。本実施例では、現像剤充填モード実施中の感光体駆動モータのトルクは、ブレードめくれが発生する可能性のある値１．３Ｎｍより小さい値の１．１Ｎｍであった。また、現像剤充填モード終了後にベタ画像およびハーフトーン画像を形成した。感光体１やクリーニングブレード６３ａに損傷があると、感光体周期での濃度むらや縦筋などの異常画像が発生する場合があるが、実施例１では異常画像の発生はなかった。
【００７０】
＜実施例２＞
実施例１と同じ画像形成装置で、４８０ｇの現像剤を充填するために現像剤充填モードを実施した。現像剤充填モード実施中は、現像装置４の駆動を連続的に行い、感光体１は、２．９５ｓｅｃ停止、０．０５ｓｅｃ駆動を１０回繰り返して行い、３０ｓｅｃかけて現像剤の充填を終了した。実施例２の感光体１の間欠駆動では、図１５（ｂ）に示すように、現像剤充填モード実施中に、感光体表面は現像ローラ５と少しずつ、ずれながら対向していきってほぼ1周する。この間欠駆動による感光体駆動距離は短くなり、現像剤充填モード実施中にクリーニングブレード６３ａがめくれることはなかった。また、感光体停止合計時間が長くなり、感光体の特定表面が現像剤と接触する時間は実施例１よりも長くなるが、感光体駆動モータのトルクは、０．９Ｎｍであり、現像剤充填モード終了後のベタ画像およびハーフトーン画像に異常画像の発生はなかった。
【００７１】
＜実施例３＞
実施例１と同じ画像形成装置で、４８０ｇの現像剤を充填するために現像剤充填モードを実施した。現像剤充填モード実施中は、現像装置４の駆動を連続的に行い、感光体１は、２．５ｓｅｃ停止、０．５３４ｓｅｃ駆動を１０回繰り返して行い、現像剤の充填を終了した。実施例３の感光体１の間欠駆動では、現像剤充填モード実施中に、感光体１は１回の駆動でほぼ1周して、図１５（ｃ）のように停止のたびにほぼ同じ感光体表面が現像ローラと対向して、この部分だけが他の部分よりも多く現像剤と接触する。しかし、停止時間の合計はずっと停止している場合に比べれば少なく、感光体表面に傷がついたり、フィルミングが発生したりすることはない。また、現像剤充填モード実施中にクリーニングブレード６３ａがめくれることはなく、感光体駆動モータのトルクは、０．９Ｎｍであり、現像剤充填モード終了後のベタ画像およびハーフトーン画像に異常画像の発生はなかった。
【００７２】
＜比較例１＞
実施例１と同じ画像形成装置で、４８０ｇの現像剤を充填するために現像剤充填モードを実施した。現像剤充填モード実施中は、現像装置４の駆動を連続的に行い、感光体１の駆動も連続的に行い、約３０秒で現像剤の充填を終了した。図１４に、現像駆動モータ（不図示）と感光体駆動モータ（不図示）の駆動タイミングチャートを示す。また、現像剤充填モード中の感光体駆動時は、地肌部ポテンシャルが１００Ｖとなるように感光体１と現像ローラ５とにバイアスを印加しているが、クリーニングブレード６３ａにトナーを入力するための画像は作成していない。現像剤充填モード実施中にクリーニングブレード６３ａがめくれることはなかった。しかし、感光体駆動モータのトルクは１．４Ｎｍと高く、めくれの発生はなかったが、めくれに対して余裕がない状態である。また、現像剤充填モード終了後のベタ画像およびハーフトーン画像に異常画像の発生はなかった。
【００７３】
＜実施例４＞
図５の現像剤収容部が、回収搬送路７と、供給搬送路９と、攪拌搬送路１０との三つの現像剤搬送路からなる現像装置をリコー製  ｉｍａｇｉｏ  ＭＰ  Ｃ７５００に装着した。この現像装置４は、現像ローラ５は外径が２５ｍｍであり、線速５６２ｍｍ／ｓｅｃで回転する。現像ローラ５と現像ドクタ３とのギャップは０．２７±０．０３ｍｍに設定され、現像ドクタ３を通過した現像剤が２７±３ｍｇ／ｃｍ２の薄層となっている。感光体１は直径６０ｍｍであり、線速３５２．８ｍｍ／ｓｅｃで回転する。現像領域における現像ローラ５と感光体１とのギャップは０．２２５±０．０２５ｍｍとなるように設定されている。
【００７４】
上記条件の複写機１００で、６５０ｇの現像剤を充填するために現像剤充填モードを実施した。現像剤充填モード実施中は、現像装置４の駆動を連続的に行い、感光体１は、２ｓｅｃ停止、２ｓｅｃ駆動を１０回繰り返して行い、４０ｓｅｃかけて現像剤の充填を終了した。
【００７５】
実施例４の感光体１の間欠駆動では、現像剤充填実施モードに、図１５（ｄ）に示すような位置で感光体表面は現像ローラ５と対向し、現像ローラ５上の現像剤と約３ｍｍ幅で接触する。この間欠駆動により、感光体駆動合計時間が短くなる。さらに、感光体１の表面が現像剤と接触する位置をずらすことができ、感光体１の特定表面が現像剤と接触する時間を短くすることができる。なお、感光体１の現像剤が接触する位置は近い場合があるが、現像剤充填モード実施中に同じ表面が２回以上現像剤と接触することはない。
【００７６】
また、現像剤充填モード中の感光体駆動時は、地肌部ポテンシャルが１００Ｖとなるように感光体１と現像ローラ５とにバイアスを印加した。さらに、３回目の感光体駆動時からは、駆動のたびに感光体１上にトナー像を形成した。形成するトナー像は長手方向の全域で周方向の長さが２２ｍｍの帯状のトナー画像であり、感光体上のトナー付着量が約０．５ｇ／ｃｍ２となる現像ポテンシャルで形成した。このようなトナー像をクリーニングブレード６３ａに入力した。実施例４の現像装置４は、実施例１、２、３で使用された現像装置４より現像剤搬送路が長いため、現像剤収容部内に現像剤が充填され、そのバランスが安定するまでの時間が長くなる。しかし、実施例４の現像剤充填実施モード中にクリーニングブレード６３ａがめくれることはなかった。また、感光体駆動モータのトルクは、０．８Ｎｍであり、現像剤充填モード終了後のベタ画像およびハーフトーン画像に異常画像の発生はなかった。
【００７７】
＜比較例２＞
実施例４と同じ画像形成装置で、６５０ｇの現像剤を充填するために現像剤充填モードを実施した。現像剤充填モード実施中は、現像装置４の駆動を連続的に行い、感光体１の駆動も連続的に行い、約４０秒で現像剤の充填を終了した。また、現像剤充填モード中の感光体駆動時は、地肌部ポテンシャルが１００Ｖとなるように感光体１と現像ローラ５とにバイアスを印加した。さらに、現像剤充填モード開始から２０ｓｅｃ後からは、駆動のたびに感光体１上にトナー像を形成した。形成するトナー像は長手方向の全域で周方向の長さが３５３ｍｍの帯状のトナー画像であり、感光体上のトナー付着量が約０．５ｇ／ｃｍ２となる現像ポテンシャルで形成した。このようなトナー像をクリーニングブレード６３ａに入力した。このため、現像剤充填モード中にクリーングブレード６３ａのめくれが発生することはなかったが、トナーの消費量は実施例４よりも多くなった。比較例２では、現像ローラ５駆動中に感光体１も連続して駆動しており、感光体１の特定表面だけに現像剤が接触することがないため、感光体１に傷が付くことはなく、現像剤充填モード終了後のベタ画像およびハーフトーン画像に異常画像の発生はなかった。
【００７８】
＜実施例５＞
実施例４と同じ画像形成装置で、６５０ｇの現像剤を充填するために現像剤充填モードを実施した。現像剤充填モード実施中は、現像装置４の駆動を連続的に行い、感光体１は、３．３５ｓｅｃ停止、０．６５ｓｅｃ駆動を１０回繰り返して行い現像剤の充填を終了した。実施例５の感光体１の間欠駆動では、図１５（ｅ）に示すような位置で感光体表面は現像ローラ５と対向し、現像ローラ５上の現像剤と約３ｍｍ幅で接触する。感光体１の表面が現像剤と接触する位置をずらすことができ、感光体１の特定表面が現像剤と接触する時間を短くすることができる。また、現像剤充填モード実施中に同じ表面が２回以上現像剤と接触することはない。
【００７９】
また、現像剤充填モード中の感光体駆動時は、地肌部ポテンシャルが１００Ｖとなるように感光体１と現像ローラ５とにバイアスを印加した。さらに、３回目の感光体駆動時からは、駆動のたびに感光体１上にトナー像を形成した。形成するトナー像は長手方向の全域で周方向の長さが５ｍｍの帯状のトナー画像であり、感光体上のトナー付着量が約０．５ｇ／ｃｍ２となる現像ポテンシャルで形成した。このようなトナー像をクリーニングブレード６３ａに入力した。実施例５の現像剤充填実施モード中にクリーニングブレード６３ａがめくれることはなかった。実施例５では、クリーニングブレード６３ａへ入力するトナー量は実施例４よりも少ないが、感光体駆動モータのトルクは０．８Ｎｍと同じである。これは、感光体駆動時間が短いため、クリーニングブレード６３ａへのトナー入力量が少なくても感光体とクリーニングブレード６３ａとの摩擦力が大きくならず、ブレードめくれに対して余裕がある状態となった。一方、実施例４よりも感光体停止時間が長いが、感光体表面に傷ついたりフィルミングが発生したりするほどまでに長くないため、現像剤充填モード終了後のベタ画像およびハーフトーン画像に異常画像の発生はなかった。
【００８０】
＜実施例６＞
実施例４と同じ画像形成装置で、６５０ｇの現像剤を充填するために現像剤充填モードを実施した。現像剤充填モード実施中は、実施例５と同様に、現像装置４の駆動を連続的に行い、感光体１は、０．６５ｓｅｃ駆動、３．３５ｓｅｃ停止を１０回繰り返して行い現像剤の充填を終了した。このため、実施例６の感光体１の間欠駆動では、図１５（ｅ）に示すような位置で感光体表面は現像ローラ５と対向し、現像ローラ５上の現像剤と約３ｍｍ幅で接触する。感光体１の表面が現像剤と接触する位置をずらすことができ、感光体１の特定表面が現像剤と接触する時間を短くすることができる。また、現像剤充填モード実施中に同じ表面が２回以上現像剤と接触することはない。
【００８１】
また、現像剤充填モード中の感光体駆動時は、地肌部ポテンシャルが１５０Ｖとなるように感光体１と現像ローラ５とにバイアスを印加しているが、クリーニングブレード６３ａにトナーを入力するための画像は作成していない。実施例６の条件でも、現像剤充填モード実施中にクリーニングブレード６３ａがめくれることはなかった。また、感光体駆動モータのトルクは０．８Ｎｍと実施例５と同じであり、めくれに対して十分に余裕のある値であった。実施例６のように、感光体駆動が間欠的におこなうもので、駆動時間の合計が短い場合には、トナー像を形成せずに地肌部に付着するトナーをやや多くする程度でも、感光体１とクリーニングブレード６３ａとの摩擦力を増大させないためのトナー量として十分である。また、現像剤充填モード終了後のベタ画像およびハーフトーン画像に異常画像の発生はなかった。
【表１】
2011145600.tif 000003
【００８２】
以上、本実施形態によれば、感光体１と現像装置４とを装置内に装着した状態で、現像剤ボトル１８０より現像剤収容部に現像剤を充填する現像剤充填モードを有する画像形成装置において、現像剤充填モード実施中は現像装置４の駆動を連続的に行い、且つ、感光体１の駆動を間欠的におこなう。現像装置４を連続的に駆動して現像剤収容部内の現像剤搬送部材を動作させ続けながら現像剤を充填するので、短時間で現像剤を現像剤収容部内に行き渡るように充填することができる。このため、現像剤充填モード自体を短時間とすることができる。さらに、現像剤充填モードで感光体１を駆動して、現像ローラ５に付着した現像剤が感光体１の特定部分だけに長い時間接触して感光体１を傷つけてしまうことを防止する。この際、感光体を間欠的に駆動することより、感光体１とクリーニングブレード６３ａとが長時間摺擦し続けないようにして、ブレードめくれを発生し難い状況とすることができる。このため、従来、ブレードめくれの抑制のために行われていたクリーニングブレード６３ａへのトナー入力によらずともブレードめくれの抑制ができ、無駄なトナーの消費を抑えられる。
【００８３】
また、本実施形態によれば、現像剤充填モード実施中の感光体１の間欠停止時に、感光体１の同一箇所が現像ローラ５と対向しないように感光体１を駆動する。これにより、感光体停止時に現像ローラと対向する感光体表面が特定部分に集中しないようにする。感光体停止時に現像ローラ５と対向する部分が偏りなく変わることにより、感光体１表面のうち現像剤と接触する面積は増えるが、現像剤と接触する時間は分散されて減少する。このため、現像剤が感光体１に接触することによる傷を効果的に抑制できる。
【００８４】
また、本実施形態によれば、現像剤充填モード実施中の感光体１の間欠停止時間が間欠駆動時間より長くする。上述のように、感光体１を間欠駆動とし、さらに、現像ローラ５と対向する感光体表面を特定部分に偏らないようにすると、感光体停止時に感光体表面が傷つきにくくなる。このため、停止時間を駆動時間より長くしても傷つきにくくなる。この結果、相対的に感光体１の駆動時間が短くなり、ブレードめくれが発生しにくい状態とすることができる。
【００８５】
また、本実施形態によれば、感光体１の間欠駆動時に感光体１上にクリーニングブレード６３ａへ供給するためのトナー像を形成する。これにより、さらにブレードめくれが発生しにくい状態となる。この場合も、クリーニングブレード６３ａへのトナーの入力量は、感光体１を連続的に駆動した場合に比べ少なくて済むので、無駄なトナーの消費を抑えることができる。
【００８６】
また、本実施形態によれば、感光体１の１回の間欠駆動時に、感光体を１周以上駆動する。感光体の駆動時間があまりにも短すぎると制御が難しく、また、駆動されても実際は感光体表面が移動できない場合もある。このため、感光体の同じ表面が長い時間、現像剤と接触してしまう虞がある。そこで、感光体１を１回転以上することにより、同じ表面が現像ローラ５と対向しないように調整しやすくできる。
【００８７】
また、本実施形態によれば、感光体１の間欠駆動時に、感光体１の地肌部電位を作像時の地肌部電位より大きくする。地肌電位を大きくして地肌ポテンシャルを大きくすると、地肌部に付着するトナーが多くなるため、トナー像を形成しなくてもある程度のトナーがクリーニングブレードに入力できる。本実施形態では、現像剤充填モード実施中の駆動時間が短いために、この程度のトナー供給量でブレードめくれを防止することができる。
【００８８】
また、本実施形態によれば、現像装置４の現像剤収容部は、回収搬送路７、供給搬送路９、攪拌搬送路１０との三つの現像剤搬送路からなり、それぞれの搬送路内に現像剤搬送部材を設けたものである。このような形態の現像装置４は、現像剤搬送経路が長く一方向循環であるため、現像剤のバランスが平衡状態となるまでに時間がかかりやすい。このように現像剤充填終了までに時間が長くかかりやすい現像装置において、特に有効であり、無駄なトナー消費を抑えつつ潜像担持体やクリーニングブレードの破損を抑制できる。
【符号の説明】
【００８９】
１      感光体
２      排出搬送路
２ａ    排出スクリュ
３      現像ドクタ
４      現像装置
５      現像ローラ
６      回収スクリュ
７      回収搬送路
８      供給スクリュ
９      供給搬送路
１０    攪拌搬送路
１１    攪拌スクリュ
１２    供給回収スクリュ
１３    供給回収搬送路
１７    中間転写ユニット
１８    プロセスカートリッジ
２１    光書込ユニット
２２    二次転写装置
２５    定着装置
３３    トナーボトル
３４    トナー補給装置
４９    レジストローラ対
６１    帯電器
６２    一次転写バイアスローラ
６３    クリーニング手段
６３ａ  クリーニングブレード
６３ｂ  クリーニングローラ
８０    現像剤貯留手段
９１    供給開口部
９２    余剰開口部
９４    排出開口部（現像剤排出口）
９５    トナー補給口
９６    循環開口部
１００  複写機
１１０  中間転写ベルト
１３３  第一仕切り壁
１３４  第二仕切り壁
１３５  排出仕切り壁
１３６  仕切り壁
１４４  中間ベルト接離機構
１５０  プリンタ部
１８０  現像剤ボトル
２００  給紙装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９０】
【特許文献１】特開２００９−１２２６１９号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2011145600.tif 000007
【図５】
2011145600.tif 000008
【図６】
2011145600.tif 000009
【図７】
2011145600.tif 000010
【図８】
2011145600.tif 000011
【図９】
2011145600.tif 000012
【図１０】
2011145600.tif 000013
【図１１】
2011145600.tif 000014
【図１２】
2011145600.tif 000015
【図１３】
2011145600.tif 000016
【図１４】
2011145600.tif 000017
【図１５】
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