(57)【要約】【課題】新たな部材、装置等を設けることなく、現像剤担持搬送体から次工程領域に現像剤を安定して供給できる画像形成装置およびこのような画像形成装置に用いることができる現像装置を提供する。【解決手段】現像装置は、少なくとも現像剤担持体１０７を含む現像ユニット１０を備え、現像ユニット１０が装置駆動手段１４にて駆動する縦型の現像装置である。現像運転停止時間をカウントするカウント手段１１と、設定される現像運転停止時間の閾値を記憶する記憶手段１２と、カウント手段１１にてカウントされた現像運転停止時間が記憶手段にて記憶された閾値を越えれば、現像ユニット１０の構成部品の少なくとも１つを駆動する現像剤ほぐし運転を行わせる制御手段１３とを備える。【選択図】図１
2011154182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも現像剤担持体を含む現像ユニットを備え、この現像ユニットが装置駆動手段にて駆動する縦型の現像装置であって、
現像運転停止時間をカウントするカウント手段と、設定される現像運転停止時間の閾値を記憶する記憶手段と、カウント手段にてカウントされた現像運転停止時間が記憶手段にて記憶された閾値を越えれば、現像ユニットの構成部品の少なくとも１つを駆動する現像剤ほぐし運転を行わせる制御手段とを備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
現像剤ほぐし運転は現像剤担持体の駆動であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像ユニットは現像剤攪拌部材を有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
現像剤ほぐし運転は現像剤攪拌部材の駆動であることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
現像剤ほぐし運転は現像ユニットの所定回転軸を中心とした回転であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像ユニットを複数個備えるとともに、各現像ユニットが水平方向に沿って一列状に配設され、かつ各現像ユニットが連動して前記現像剤ほぐし運転を行うことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像ユニットを複数個備えるとともに、各現像ユニットが上下方向に沿って配設され、かつ各現像ユニットが独立して前記現像剤ほぐし運転を行うことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項８】
駆動時間の積算カウント数に対応した複数の現像運転停止時間の閾値を持つことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
前記現像ユニットは、現像剤担持体に接触して、現像剤担持体上に供給される現像剤を所定量に規制する規制部材を有し、この規制部材の現像剤担持体接触部位を、現像剤担持体の回転中心を含む鉛直面より現像剤担持体回転方向下流側に４５度以内にずれた位置であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記現像ユニットは、現像剤担持体の近傍にこの現像剤担持体とは非接触の現像剤供給部材を有することを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１１】
円錐ローラを用いたトルク測定法によるトルク値が、空間率５０％から７０％で、３．０ｍＮ・ｍ以下である現像剤を用いたことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項１２】
前記請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の現像装置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、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置および画像形成装置に用いる現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置に用いられる現像装置は、例えば、特許文献１から特許文献３等に記載されている。特許文献１に記載の現像装置は、トナーが収納される現像容器と、この現像容器内に配置される現像剤担持体と、現像容器内に配置されて現像剤を攪拌する攪拌部材と、現像剤担持体等を駆動する駆動源とを備え、現像剤担持体に現像バイアスを印加して現像を行うものである。そして、この特許文献１に記載の現像装置では、駆動源が停止した後、駆動源が駆動されるまでの停止時間を計測手段にて計測し、その停止時間に応じて現像バイアスを制御手段にて現像バイアスを変化させるものである。これによって、トナー粒度分布の変化を少なくして、小粒径のトナーを選択的に消費することがなくなって良好な画像を得ることができる。
【０００３】
また、特許文献２に記載の現像装置は、カラープリント枚数と単色黒プリント枚数とを個別にカウントする。それぞれの積算カウント値をCNTcolor、CNTbkとする。CNTbkが例えば５００枚以上の場合、又は、CNTbkが例えば５００枚未満でCNTcolorが例えば１００枚以上の場合、又は、CNTbkが例えば５００枚未満でCNTcolorが例えば１００枚未満で停止時間が例えば８Ｈ以上の場合に、現像バイアス制御を実行するというものである。これにより、現像バイアス制御を必要最小限とすることができる。
【０００４】
また、特許文献３に記載の現像装置は、制御手段にて、現像剤担持搬送体の通常稼動の開始前に、現像剤担持搬送体上の現像剤を次工程領域に移動させる向きの電界を発生させる電圧を先行的に印加するように制御する。これにより、現像剤担持搬送体上に固着して離れにくくなっている現像剤と該現像剤担持搬送体との結合力を弱くし、該現像剤担持搬送体の通常稼動で、現像剤を該次工程領域へ適正に搬送できる。従って、新たな部材や装置などを設けることなく、該現像剤担持搬送体上の現像剤の帯電能力が高くても、該現像剤担持搬送体から該次工程領域に現像剤を安定して供給できるようになるという効果がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１〜特許文献３では、停止時間に応じて各条件の値を変更することを目的としている。しかしながら、停止時間に応じて変化する充填した現像剤のしまり具合は、停止時間の依存性が大きく、一定時間を経過すると、各条件を変更させても元の条件には復帰しにくい。また、復帰させるために、例えば、強く攪拌すると、より現像剤劣化を促進させる原因となる。
【０００６】
すなわち、従来の一般的なシーケンスは図１８に示すものである。動作指示をＯＮすると駆動が開始し、印刷動作がスタートし、必要枚数印刷したあとに、動作は終了する。そして、再び、動作指示をＯＮすると、同様に駆動が開始し、印刷する。動作指示がＯＮするまでは、動作は開始しない。
【０００７】
しかしながら、動作開始の間隔が長くなると、図１９に示すように、現像装置内に充填された現像剤は、時間の経過とともに徐々に自重により、充填現像剤はしまり度合が大きくなる。ある一定時間を経過する頃には、充填現像剤のしまり度合が一定量（図１９に示す供給不良ライン）を過ぎることになる。このような状態では、現像装置が動作しても、装置内に十分な現像剤が循環されずに、現像剤担持体に現像剤が供給されなくなる。このため、ベタ画像を印刷したときに、進行方向にそって、画像後端部の濃度が薄くなる供給不良が発生する。
【０００８】
本発明は、斯かる事情に鑑み、新たな部材、装置等を設けることなく、現像剤担持搬送体から次工程領域に現像剤を安定して供給できる画像形成装置およびこのような画像形成装置に用いることができる現像装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の現像装置は、少なくとも現像剤担持体を含む現像ユニットを備え、この現像ユニットが装置駆動手段にて駆動する縦型の現像装置であって、現像運転停止時間をカウントするカウント手段と、設定される現像運転停止時間の閾値を記憶する記憶手段と、カウント手段にてカウントされた現像運転停止時間が記憶手段にて記憶された閾値を越えれば、現像ユニットの構成部品の少なくとも１つを駆動する現像剤ほぐし運転を行わせる制御手段とを備えたものである。
【００１０】
本発明の現像装置は、現像運転停止時間が記憶手段にて記憶された閾値を越えれば、現像剤ほぐし運転が行われるので、現像剤がしまる状態となる（しまり度が大となる）のを防止できる。また、この現像剤ほぐし運転は、現像ユニットの構成部品の少なくとも１つを駆動するものであって、現像運転を行うものではない。
【００１１】
現像剤ほぐし運転は現像剤担持体の駆動であるようにできる。また、前記現像ユニットは現像剤攪拌部材を有し、現像剤ほぐし運転が現像剤攪拌部材の駆動であるようにできる。さらに、現像剤ほぐし運転は現像ユニットの所定回転軸を中心とした回転でも可能である。
【００１２】
前記現像ユニットを複数個備えるとともに、各現像ユニットが水平方向に沿って一列状に配設され、かつ各現像ユニットが連動して前記現像剤ほぐし運転を行うようにしてもよい。
【００１３】
さらに、現像ユニットを複数個備えるとともに、各現像ユニットが上下方向に沿って配設され、かつ各現像ユニットが独立して前記現像剤ほぐし運転を行うようにしてもよい。
【００１４】
駆動時間の積算カウント数に対応した複数の現像運転停止時間の閾値を持つものであってもよい。このように設定することによって、耐久枚数を認識し、その枚数に応じて、ほぐし運転を開始する時間を選択することができる。
【００１５】
前記現像ユニットは、現像剤担持体に接触して、現像剤担持体上に供給される現像剤を所定量に規制する規制部材を有し、この規制部材の現像剤担持体接触部位を、現像剤担持体の回転中心を含む鉛直面より現像剤担持体回転方向下流側に４５度以内にずれた位置であるように設定できる。
【００１６】
このように設定することによって、現像剤担持体の上側に直接現像剤の自重がかかることになる。
【００１７】
現像ユニットは、現像剤担持体の近傍にこの現像剤担持体とは非接触の現像剤供給部材を有するものとできる。これによって、しまった状態の現像剤を現像剤担持体の回転のみで有効に現像剤の流れを作ることができる。
【００１８】
円錐ローラを用いたトルク測定法によるトルク値が、空間率５０％から７０％で、３．０ｍＮ・ｍ以下である現像剤を用いることができる。このような現像剤は流動性に優れ、移動性に優れる。
【００１９】
本発明の画像形成装置は、前記記載の現像装置を備えたものである。このような画像形成装置では、現像剤担持体に現像剤が供給されなくなることを回避でき、ベタ画像を印刷したときに、進行方向に沿って画像後端部等の濃度が薄くなるような供給不足を防止できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の現像装置では、現像剤がしまる状態となる（しまり度が大となる）のを防止できる。このため、現像剤が現像剤担持体に十分供給され、安定して高精度の現像を可能とする。しかも、現像剤ほぐし運転は、現像運転（印字動作）を行わず、不要な運転を行わずに済む。
【００２１】
現像剤ほぐし運転としては、現像剤担持体の駆動であれば、新たな部材や新たな駆動機構等を設けたりすることなく安定した現像剤ほぐし運転を行うことができ、新たな部材、装置等を設けることなく、現像剤担持搬送体から次工程領域に現像剤を安定して供給できる。また、攪拌部材を備えたものでは、この攪拌部材によって現像剤を攪拌でき、現像剤のしまり度が大きくなるのを有効に防止できる。また、攪拌部材で現像ほぐし運転を行うことができ、しまり度が大きくなっても安定してほぐすことができる。
【００２２】
現像剤ほぐし運転が現像ユニットの所定回転軸を中心とした回転である場合、攪拌部材を用いることなく、安定して現像剤をほぐすことができる。特に、攪拌部材を用いないので、攪拌部材による攪拌に基づく現像剤の劣化を防止できる。
【００２３】
現像ユニットを複数個備えたものであっても、攪拌部材を用いないので、攪拌部材による攪拌に基づく現像剤の劣化を防止できる。また、複数の現像運転停止時間の閾値を持つものでは、耐久枚数を認識し、その枚数に応じて、ほぐし運転を開始する時間を選択することができ、現像剤に対して最適なほぐし運転が可能となる。
【００２４】
トルク値が、空間率５０％から７０％で、３．０ｍＮ・ｍ以下である現像剤を用いることができ、このような現像剤は流動性に優れ、移動性に優れる。このため、高精度の現像処理を行うことができる。しかも、流動性に優れた現像剤を用いても、本発明では、現像剤ほぐし運転により、しまりを有効に防止できる。
【００２５】
本発明の画像形成装置では、進行方向に沿って画像後端部等の濃度が薄くなるような供給不足を防止できる。このため、新たな部材、装置等を設けることなく、現像剤担持搬送体から次工程領域に現像剤を安定して供給できて高精度の画像形成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の現像装置の簡略ブロック図である。
【図２】前記図１に示す現像装置を用いた画像形成装置の全体簡略図である。
【図３】前記図１に示す現像装置の簡略図である。
【図４】前記図１に示す現像装置のシーケンス図である。
【図５】本発明の第２の現像装置の簡略図である。
【図６】本発明の第３の現像装置の簡略図である。
【図７】本発明の第４の現像装置を示し、（ａ）は通常状態の簡略図であり、（ｂ）は現像剤ほぐし運転状態の簡略図である。
【図８】本発明の第５の現像装置を示し、（ａ）は通常状態の簡略図であり、（ｂ）は現像剤ほぐし運転状態の簡略図である。
【図９】本発明の第６の現像装置の簡略図である。
【図１０】本発明の第７の現像装置の簡略図である。
【図１１】現像液の流動性評価を行う評価装置の簡略図である。
【図１２】評価装置に用いられる円錐ロータを示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は要部断面図である。
【図１３】評価装置に用いられる円錐ロータのトルクメータへの取付状態を示す簡略斜視図である。
【図１４】しまり性の評価試験を行う針入度試験機を示し、（ａ）は針を落下させる直前の状態を示す簡略図であり、（ｂ）針を落下させた後の状態を示す簡略図である。
【図１５】現像剤ほぐし運転のタイミングを設定するための実験結果を示し、放置日数と耐久によるしまり具合の変化との関係を示すグラフ図である。
【図１６】現像剤ほぐし運転のタイミングを設定するための実験結果を示し、印刷枚数とベタ画像欠損発生の放置時間との関係を示すグラフ図である。
【図１７】現像剤ほぐし運転のタイミングを設定するための実験結果を示し、印刷枚数とベタ画像欠損発生防止のための現像剤ほぐし運転のタイミングとの関係を示すグラフ図である。
【図１８】従来の現像装置のシーケンス図である。
【図１９】充填トナーのしまり度合を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図に示す実施例による本発明を実施するための形態を説明する。
【実施例】
【００２８】
図１は本発明の一実施形態における画像形成装置の概略構成図である。この場合の画像形成装置は、カラー電子写真装置２１であって、機枠体（画像形成装置本体）のほぼ中央部にプロセスカートリッジ２６（２６Ｋ，２６Ｃ，２６Ｍ，２６Ｙ）を配置し、このプロセスカートリッジ２６の上側には像担持体（感光体）２００に潜像を形成するための露光装置２５を配置している。
【００２９】
プロセスカートリッジ２６の下側に中間転写体である第一転写装置２２の転写ベルト２３を設置し、その下側には記録媒体２７を積載・収容する給紙カセット２８を配置する。給紙装置２９にて給紙された記録媒体２７は転写ベルト２３と第二転写装置３１との間を通り、定着器３２へ導かれて記録媒体２７にトナー像を熱定着させる。
【００３０】
プロセスカートリッジ２６が転写ベルト２３（矢印Ａ方向に走行する）と接する位置に第一転写ローラ２３ａが設置されており、第一転写ローラ２３ａに高電位を印加することによって像担持体２００と転写ベルト２３に電位差を設けて像担持体２００表面に形成されたトナー像を転写する。なお、第一転写装置１００と第二転写装置３１とで転写手段７を構成する。
【００３１】
各プロセスカートリッジ２６にてこれら色毎のトナー像が順次転写ベルト２３に転写され、転写ベルト２３上に単色トナー像を重ね合わせた複数色のカラートナー像が形成される。
【００３２】
用紙やＯＨＰシート等の記録媒体２７はタイミングをとって給紙装置２９と用紙搬送装置３６から第二転写装置３１に供給される。転写ベルト２３の表面に形成されている単色あるいはカラートナー像は、第二転写装置３１に高電位を印加することによって転写ベルト２３と第二転写装置３１に電位差を設ける。これによって転写ベルト２３表面に形成されたトナー像を記録媒体２７上に転写される。
【００３３】
トナー像が転写された記録媒体２７は、転写ベルト２３から剥離され、定着器３２によってトナー像を記録媒体２７に溶融定着し、排紙装置３３によりカラー電子写真装置２１の上面の排紙トレーに排紙される。
【００３４】
記録媒体２７へトナー像を転写した後の転写ベルト２３の表面に残っている余剰トナーは中間転写体清掃装置により清掃され、トナー回収装置３５に回収される。清掃された転写ベルト２３は、次のトナー像の転写に備える。
【００３５】
ところで、プロセスカートリッジ２６は、感光体（感光ドラム）２００と、感光クリーニング手段８、現像装置等を一体に結合したものである。そして、現像装置は、図３に示すように、現像剤収容室１０１と現像剤供給室１０３とを有するケーシング１００を備える。ケーシング１００は、開口部１０５を有する仕切り壁１０４を介して仕切られている。
【００３６】
現像剤供給室１０３には、現像剤担持体１０７、供給ローラ１０６、規制部材１１０等が設けられている。供給ローラ１０６には、現像バイアスに対して現像剤の帯電極性と同方向にオフセットさせた値の供給バイアスが印加される。現像剤供給室１０３内に設けられた供給ローラ１０６は、一定の力で現像剤担持体１０７に当接して配置される。なお、供給ローラ１０６、現像剤担持体１０７の少なくともどちらか一方が弾性体であれば、お互い当接するのは問題ない。但し、現像剤担持体１０７が非弾性体であれば、規制部材１１０は弾性体とし、感光体２００はベルトか現像剤担持体１０７と非接触位置にしておく必要がある。
【００３７】
供給バイアスは、現像剤担持体１０７との当接部で予備帯電された現像剤を現像剤担持体１０７に押し付ける方向に作用する。供給ローラ１０６は回転し、表面に付着させた現像剤を現像剤担持体１０７の表面に塗布供給する。現像剤担持体１０７には感光体２００との間に電界を形成させるための現像バイアスが印加される。現像剤担持体１０７は反時計回りの方向に回転し、表面に保持した現像剤を規制部材１１０および感光体２００との対向位置へと搬送する。
【００３８】
規制部材１１０は、自由端側を現像剤担持体１０７表面に例えば１０〜８０Ｎ/ｍの押圧力で当接させたもので、その押圧下を通過した現像剤を薄層化するとともに摩擦帯電によって電荷を付与する。さらに規制部材１１０には摩擦帯電を補助するために、現像バイアスに対して現像剤の帯電極性と同方向にオフセットさせた値の規制バイアスが印加される。感光体２００は時計回りの方向に回転しており、従って現像剤担持体１０７表面は感光体２００との対向位置において感光体２００の進行方向と同方向に移動する。薄層化された現像剤は、現像剤担持体１０７の回転によって感光体２００との対向位置へ搬送され、現像剤担持体１０７に印加された現像バイアスと感光体２００上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて、感光体２００表面に移動し現像される。感光体２００上に現像されずに現像剤担持体１０７上に残された現像剤が再び現像剤供給室１０３へ戻る部分には、接触シート１１１が弾性部材１１２の弾性力によって現像剤担持体１０７に当接して設けられ、現像剤は現像装置外部に漏れ出ないように封止される。接触シート１１１を通過した現像剤は、下流側の供給ローラ１０６で現像剤担持体１０７から剥離・回収される。現像剤担持体から剥離された現像剤は供給ローラによって、現像剤供給室１０３に送り込まれる。
【００３９】
そして、この現像装置には、図１に示すように、現像運転停止時間をカウントするカウント手段１１と、設定される現像運転停止時間の閾値を記憶する記憶手段１２と、現像ユニット１０の構成部品の少なくとも１つを駆動する現像剤ほぐし運転を行わせる制御手段１３とを備える。ここで、現像ユニット１０とは、少なくとも現像剤担持体を含むユニット体である。そして、この現像ユニット１０は、駆動手段１４にて、前記のような現像運転を行うことになる。すなわち、駆動手段１４は、各種ローラを回転させるためのモータ、モータの駆動力を伝達するギア機構、静電潜像担持体と現像装置（現像電極）との間に加える電圧（現像バイアス）を印加する印加手段等にて構成できる。
【００４０】
制御手段１３とカウント手段１１と記憶手段１２等が、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＮＶ−ＲＡＭ、データ入出力インターフェイス等が内部バスで接続されたコンピュータとして構成される。ＣＰＵが、ＨＤＤ、ＲＯＭ又はＮＶ−ＲＡＭ（以下、単にメモリという）に記憶されたプログラムを実行することになる。
【００４１】
次に本発明の画像形成装置のシーケンス動作を図４を用いて説明する。印字動作スタートスイッチをオン状態とすることによって、印字操作がスタートする。この印字動作は、指定された必要枚数印刷した後終了する。この終了後、前記カウント手段１１にて停止時間（印字動作停止時間）がカウントされる。
【００４２】
記憶手段１２には、停止時間カウントの閾値を記憶されてあり、停止時間のカウント実測値が停止時間カウントの閾値をオーバーすると動作指示がＯＮされる。その動作指示ＯＮの信号で通常の印刷動作ではない充填現像剤ほぐし動作がスタートする。ほぐし動作としては、例えば、現像剤担持体１０７のみが駆動するものであり、前記印字動作ではない。このように、現像剤担持体１０７が駆動することによる現像剤ほぐし動作によって、充填現像剤のしまり度合が一定値を過ぎることがないような状態を確保できる。
【００４３】
本発明では、現像剤ほぐし動作によって、現像剤がしまる状態となる（しまり度が大となる）のを防止できる。このため、現像剤が現像剤担持体に十分供給され、安定して高精度の現像を可能とする。しかも、現像剤ほぐし運転は、現像運転（印字動作）を行わず、不要な運転を行わずに済む。
【００４４】
図５は第２の現像装置を示し、この現像装置は、現像剤攪拌部材１０２ａ，１０２ｂが設けられている。現像剤攪拌部材１０２ａ，１０２ｂはスクリュ部材からなり、現像剤攪拌部材１０２ａが現像剤供給室１０３に配置され、現像剤攪拌部材１０２ｂが現像剤収容室１０１に配置されている。
【００４５】
このように現像剤攪拌部材１０２ａ，１０２ｂを設けることによって、現像剤担持体１０７から剥離されて現像剤供給室１０３内に戻ってくる現像剤と、現像剤収容室１０１、現像剤供給室１０３内に停滞する現像剤との混合を行うことができる。さらには、室内１０１，１０３内の動きを良くするように室内１０１，１０３の現像剤を混ぜている。
【００４６】
このように、攪拌部材１０２ａ，１０２ｂを備えたものでは、この攪拌部材１０２ａ，１０２ｂによって現像剤を攪拌でき、現像剤のしまり度が大きくなるのを有効に防止できる。また、現像運転停止時間が記憶手段１２にて記憶された閾値を越えれば、攪拌部材１０２ａ，１０２ｂで現像ほぐし運転を行うことができ、しまり度が大きくなっても安定してほぐすことができる。
【００４７】
図６は第３の現像装置を示し、この現像装置は、現像剤供給室１０３を有するケーシング１００が、図６の仮想線で示すように、所定軸心Ｏを中心に矢印Ｂ方向に回転するように設定されている。
【００４８】
現像運転停止時間が記憶手段１２にて記憶された閾値を越えれば、現像ユニット１０を円軌道Ｋに回転させることで、現像ユニット１０内の現像剤は上下さかさまの状態が作られる。よって、現像ユニット１０内の現像剤Ｔは十分に混ぜられ、現像剤Ｔの動きは停滞しない。この場合、攪拌部材を用いることなく、安定して現像剤Ｔをほぐすことができる。特に、攪拌部材を用いないので、攪拌部材による攪拌に基づく現像剤の劣化を防止できる。
【００４９】
図７は第４の現像装置を示し、各現像ユニット１０が水平方向に沿って一列状に配設されたものである。この場合、各現像ユニット１０は各所定軸心Ｏ１を中心に矢印Ｃ方向に回転（回動）する。
【００５０】
この場合、帯電部材３０３を使って、像担持体２００に電荷をのせ、帯電〜現像間で、レーザーを照射する。その後、現像することで、像担持体２００に現像剤を付けて、さらに、この現像剤を転写ベルト２３に移動する。現像装置は水平１列に設置することは、小型化に有利であり、かつ、通紙を１回で行うことで、印刷速度を速くすることが可能となる。そして、長時間放置で現像剤流れが停滞した場合、すなわち、現像運転停止時間が記憶手段１２にて記憶された閾値を越えれば、上部の支点（所定軸心）Ｏ１を中心に現像ユニット１０全体を振ることで、現像ユニット１０内の現像剤は矢印Ｅのようにほぐされる。ところで、近年においてはこの種の装置においては小型化が図られる。このため、現像ユニット１０の間隔は非常に狭くなっている。そこで、各現像ユニット１０の移動は全体で連動することが好ましい。
【００５１】
図８は第５の現像装置を示し、各現像ユニット１０が上下方向に沿って配設されたものである。この場合も、所定軸心Ｏ２を中心に矢印Ｄ方向に回転（回動）するものである。すなわち、現像運転停止時間が記憶手段１２にて記憶された閾値を越えれば、図８（ｂ）に示すように、回動させる現像剤ほぐし運転を行うことになって、矢印Ｆのようにほぐされる。
【００５２】
図８における現像ユニットとしては、その所定軸心Ｏ２を中心の回転（回動）として、図７に示す現像装置と同様連動して行うようにしてもよいが、各現像ユニットが独立して回動するものであってもよい。
【００５３】
図９は第６の現像装置を示し、この場合、現像剤担持体１０７に接触して、現像剤担持体１０７上に供給される現像剤Ｔを所定量に規制する規制部材１１０を有するものであって、この規制部材１１０の現像剤担持体接触部位４０を、現像剤担持体１０７の回転中心Ｏ５を含む鉛直面Ｈより現像剤担持体回転方向下流側に４５度以内にずれた位置としている。すなわち、接触部位４０と中心Ｏ５とを結ぶ線分Ｈ１が鉛直面Ｈとなす角度θを４５度以下とする。
【００５４】
このように設定することによって、現像剤担持体１０７の上側に直接現像剤の自重がかかることになる。このため、しまった状態の現像剤Ｔを現像剤担持体１０７の回転だけで有効に現像剤Ｔの流れ（矢印Ｇ方向の流れ）を作ることができ、安定したほぐし運転が可能となる。
【００５５】
図１０は第７の現像装置を示し、この場合、現像剤供給部材３０４を備えている。現像剤供給部材３０４は、羽部を備えた回転部材であって、現像剤担持体１０７に対して非接触である。すなわち、現像剤供給部材３０４の羽部が最接近した状態において、現像剤担持体１０７とこの羽部との間に所定の隙間Ｓが設けられる。このように設定することによって、しまった状態の現像剤Ｔを接触による負荷なしで、効率よくくずすことできる。
【００５６】
ところで、運転停止時間の閾値としては、駆動時間の積算カウント数に対応した複数の現像運転停止時間の閾値を持つものであってもよい。このように設定することによって、耐久枚数を認識し、その枚数に応じて、ほぐし運転を開始する時間を選択することができる。
【００５７】
このように、本発明の現像装置を用いた画像形成装置では、現像剤担持体１０７に現像剤が供給されなくなることを回避でき、ベタ画像を印刷したときに、進行方向に沿って画像後端部等の濃度が薄くなるような供給不足を防止できる。このため、新たな部材、装置等を設けることなく、現像剤担持搬送体から次工程領域に現像剤を安定して供給できて高精度の画像形成が可能となる。
【００５８】
次に、ほぐし運転のタイミングを設定するために、放置日数としまり具合との関係について調べた。この場合、しまり性の評価を針入度試験機を用いて行った。針入度試験とは、容器内のトナー（現像剤）に針を自由落下させたとき、針が（現像剤）内に埋没した深さによってしまり性を評価する方法である。
【００５９】
すなわち、図１４に示すように、容器５０にトナーＴを充填し、この容器５０のトナーＴの上面から針５１（直径が２ｍｍで長さが５５ｍｍの針）を自由落下させる。そして、針５１の針入度（挿入深さ）（ｍｍ）を測定する。トナー（現像剤）として、未使用のものと、使用したもの（４０００枚印刷したもの）とについて調べた。
【００６０】
未使用のものは、後述する円錐ロータ法流動性評価でのロータトルク値が空間率５０％〜７０％の範囲で、トルク値が１．２〜１．７ｍＮ・ｍとする。使用したものは、円錐ロータ法流動性評価でのロータトルク値が空間率５０％〜７０％の範囲で、トルク値が１．８〜２．２ｍＮ・ｍとする。
【００６１】
図１５に挿入深さと放置日数との関係を示す。このグラフ図からわかるように、使用後のトナーＴでは、針はすぐに挿入しにくくなる（挿入深さが２５ｍｍから１７となる）。その後、放置日数が増えると、段々と針５１の挿入深さは浅くなる（挿入深さが１７ｍｍから７ｍｍとなる）。充填したトナーＴを放置すると、トナーは自重により、徐々に下方へ移動し、しまり続ける。挿入深さが１１mm以下の状態まで、トナーＴがしまると、現像ローラ近傍のトナーＴの流れが悪くなり、十分な量が現像ローラに供給されなくなることで、十分なトナーＴの量が必要なベタ画像時に画像欠損が発生する。４０００枚印刷後に現像器内残ったトナーＴは、外添剤の離脱等により、流動性は低下している。流動性の低下したトナーＴは、トナー間の動きが悪く、New（未使用のもの）よりも自重による動きが悪い。よって、４０００枚印刷後のトナーＴはNEW（未使用のもの）よりもしまりにくい。
【００６２】
印刷枚数とベタ画像欠損（供給不良）発生時間との関係を次の図１６に示した。初期は、約３８時間以上放置すると、現像器内に充填してあるトナーＴがしまりすぎることで、画像欠損が発生する。印刷していくと、トナーＴの流動性が低下していくこと、また、トナー量が減少することで、トナーＴがしまらなくなり、ベタ画像欠損が発生する放置日数は長くなる。
【００６３】
・印刷速度の影響
現像ローラ速度が遅くなると、規制ストレス等によるトナーＴの劣化はあまりしなくなり、トナー流動性の低下は減少する。よって、印刷時における画像欠損が発生する放置時間はより長くなる。
【００６４】
・トナーの影響
流動性が更にいいトナーＴは、さらにしまり易く、画像欠損が発生する放置時間が短くなる。
【００６５】
トナー充填量の影響
充填量が多いと、トナー自重で、トナーＴはしまり易く、New時点で供給不良が発生する放置時間も短くなる。しかし、充填量が多いため、トナーＴが劣化しにくく、トナー流動性の低下が少ない。よって、印刷時における画像欠損が発生する放置時間はより長くなる。
【００６６】
ベタ画像欠損発生防止のためのほぐし運転開始タイミングについて次の図１７に示した。画像欠損が発生する放置時間前に、強制的に駆動を０Ｎすることで、トナーのしまりを緩和し、放置によるベタ画像欠損を防止する。しかし、必要以上に早めに強制駆動をＯＮし、頻繁に強制駆動を入れてしまうと、強制駆動によるトナー劣化で帯電低下を促進させてしまい、地汚れやトナーこぼれ等の他の不都合を発生さることになる。このため、適切なタイミングでの強制駆動が必要である。
【００６７】
図１１は現像剤に流動性を評価するための評価装置を示す。評価装置は、圧密ゾーン２０と測定ゾーン３０からなる。圧密ゾーン２０は、粉体を入れる容器２１６、その容器２１６を上下させる昇降ステージ２１８、圧密させるピストン２１５、そのピストンに荷重を加えるおもり２１４等から構成される。
【００６８】
この構成例では、粉体を入れた試料容器２１６を上昇させ、圧密用のピストン２１５に接触させ、さらに上昇させてピストン２１５におもり２１４の荷重が全てかかるようなおもり２１４が支持板２１９より浮いた状態になるようにし、一定時間放置する。その後、粉体を入れた容器２１６が載せてある昇降ステージ２１８を下げて、ピストン２１５を粉体表面から離す。
【００６９】
ピストン２１５は、どんな材質でも良いが、粉体を押付ける表面の表面性がスムーズである必要がある。そのため、加工しやすくて、表面が固く、変質しない材質が良い。また、帯電による粉体付着がないようにする必要があり、導電性の材質が適している。この材質の一例としては、ＳＵＳ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、黄銅等がある。本発明では、粉体を入れる容器２１６は、内径φ６０ｍｍで、圧密を完了した粉体の高さが、２５〜２８ｍｍとなるようにした。
【００７０】
測定ゾーン３０は、図１１に示されるように、粉体を入れる容器２１６、その容器を上下させる昇降ステージ２１８、ステージには荷重を測定するロードセル２１３、粉体のトルクを測定するトルクメータ２１１等から構成される。なお、本構成は一例であり、本発明を限定するものではない。
【００７１】
円錐ロータ２１２をシャフトの先端に取り付け、そのシャフト自体を上下方向に移動しないように固定する。粉体を入れた試料容器ステージ２１８は、昇降機によって上下できるようにして、試料容器ステージ２１８の中央部に粉体を入れた容器２１６を置くようにし、容器２１６を上げることによって、容器２１６の中央に円錐ロータ２１２が回転しながら侵入してくるようにする。
【００７２】
円錐ロータ２１２にかかるトルクを上部にあるトルクメータ２１１によって検出し、また粉体の入った容器２１６にかかる荷重を容器２１６の下にあるロードセル２１３によって検出し、さらに円錐ロータ２１２の移動量は、位置検出器で行なう。
【００７３】
この構成は一例であり、シャフト自体を昇降ステージ２１８により上下させたりするなどできるような他の構成でも適用できる。
【００７４】
図１２は、表面に溝を形成した円錐ロータの図である。円錐ロータ２１２の形状は、円錐の頂角が６０°で、図１２のように一様の形状及び深さで溝がきってある。円錐の頂点からまっすぐ底辺方向に溝を切ったもので、その溝の断面が三角形の凹凸からなるのこぎり歯形状をしている。円錐ロータ２１２の底円の直径は３０ｍｍ、辺の長さは３０ｍｍであり、頂点の溝の深さは０ｍｍで、底面部分の溝の深さは１ｍｍで、徐々に溝が深くなっている。溝の数は４８本である。（以下、これを円錐ロータIという。）
【００７５】
円錐ロータ２１２の材質面とトナー粒子との摩擦成分を測定するのではなく、トナー粒子とトナー粒子との摩擦成分を測定している。円錐ロータ２１２材質面とトナー粒子との接触は、三角溝の山の先端部分のみとなる。ほとんどが溝に入り込んだトナー粒子とその周辺のトナー粒子との接触となる。円錐ロータ２１２の材質としては、特に限定的でなく、加工しやすくて、表面が固く、変質しないものが好ましく、さらに帯電性を帯びない材質が適している。具体例として、ＳＵＳ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、黄銅等を挙げることができる。
【００７６】
トナーＴのトナー粉体の流動性を、粉体相中に円錐ロータ２１２を回転させながら侵入させ、円錐ロータ２１２が粉体相中を移動するときに発生するトルクまたは荷重を測定することにより評価する。詳細には、トナー粉体相中に円錐ロータ２１２を回転させながら、侵入（下降）させたり、引抜（アップ）いたりさせ、そのときに円錐ロータ２１２やトナー粉体相が入っている容器にかかるトルクや荷重を測定し、そのトルクや荷重の値により流動性を評価するものである。トナー粉体のトルクおよび荷重は、円錐ロータ２１２の回転速度、即ち毎分当たりの回転数（以下、回転数と略記。単位はｒｐｍ）や円錐ロータ２１２の侵入速度により変化する。そこで、測定の精度を上げるために、トナー粒子同士の微妙な接触状態が測定出来るように、円錐ロータ２１２の回転数や侵入速度を下げて測定するようにした。そのため、測定条件は以下の範囲が好ましい。
【００７７】
円錐ロータの回転数 ：０．１〜１００ｒｐｍ
円錐ロータの侵入速度：０．５〜１５０ｍｍ／ｍｉｎ
そして、本発明では以下の条件で測定を行った。
・円錐ロータの回転数 １．０ｒｐｍ
・円錐ロータの侵入速度 １．０ｍｍ／ｍｉｎ
・トナー層の加圧 ０．１ｋｇ／ｃｍ2以上で６０秒以上加圧
・円錐ロータ形状 円錐ロータI
【００７８】
円錐ロータの侵入距離は、浅いとトルクや荷重の値が小さく、データの再現性等に問題が生じるため、データの再現性のある領域まで深く侵入させた方が良い。発明者による実験結果では５ｍｍ以上侵入させればほぼ安定した測定が可能である。
【００７９】
また、トナーの粉体層の空間率も重要である。空間率は以下の式より求める。
ε＝（Ｖ−Ｍ／ρ）／Ｖ
（ここで、εは空間率、Ｍは測定容器に充填したトナー粉体の質量、ρはトナー粉体の真比重、そしてＶはトナー層の容積である。）
【００８０】
図１３は、円錐ロータのトルクメータへの取付けを示した図である。円錐ロータ２１２のトルクメータ２１１への取付けは、図１３に示すように取付けねじ３７で行なうようにし、種々の材質の異なる円錐ロータ２１２を簡単に着脱できるようにした。ねじ１本での着脱であるので、異なる材質で作製した円錐ロータ２１２を簡単に交換でき、種々の材質と粉体間の流動性を評価できる。
【００８１】
トルクメータ２１１は高感度タイプのものが良く、非接触方式のものが適している。ロードセル２１３は荷重レンジが広く、分解能の高いものが適している。位置検出器はリニアスケール、光を用いた変位センサ等があるが、精度的に０．１ｍｍ以下の仕様が適している。昇降機は、サーボモータやステッピングモータを用いて、精度良く駆動できるものが良い。
【００８２】
本発明の現像剤として、円錐ローラを用いたトルク測定法によるトルク値が、空間率５０％から７０％で、３．０ｍＮ・ｍ以下である現像剤を用いることになる。
【００８３】
このような現像剤は流動性に優れ、移動性に優れる。このため、高精度の現像処理を行うことができる。しかも、流動性に優れた現像剤を用いても、本発明では、現像剤ほぐし運転により、しまりを有効に防止できる。
【００８４】
なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。本発明に係る画像形成装置は、電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ装置等がある。ほぐし動作時間としては、印字動作停止時間、駆動時間の積算カウント数等に応じて種々変更できる。また、攪拌部材１０２を設ける場合、現像剤収容室１０１のみに設けても、現像剤供給室１０３のみに設けてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１０  現像ユニット
１１  カウント手段
１２  記憶手段
１３  制御手段
１４  駆動手段
１０２ａ，１０２ｂ      現像剤攪拌部材
１０７      現像剤担持体
１１０      規制部材
３０４      現像剤供給部材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８６】
【特許文献１】特開２００７−３９５２号公報
【特許文献２】特許第４１５４０３１号公報
【特許文献３】特許第３３８７５６９号公報
【図１】
2011154182.tif 000003
【図２】
2011154182.tif 000004
【図３】
2011154182.tif 000005
【図４】
2011154182.tif 000006
【図５】
2011154182.tif 000007
【図６】
2011154182.tif 000008
【図７】
2011154182.tif 000009
【図８】
2011154182.tif 000010
【図９】
2011154182.tif 000011
【図１０】
2011154182.tif 000012
【図１１】
2011154182.tif 000013
【図１２】
2011154182.tif 000014
【図１３】
2011154182.tif 000015
【図１４】
2011154182.tif 000016
【図１５】
2011154182.tif 000017
【図１６】
2011154182.tif 000018
【図１７】
2011154182.tif 000019
【図１８】
2011154182.tif 000020
【図１９】
2011154182.tif 000021