(57)【要約】【課題】生産性を極力落とさず、効率良くトナー凝集塊を崩し、劣化した凝集塊トナーを現像器内に戻さないこと。【解決手段】静電潜像が形成される像担持体と、  トナーを含む現像剤を担持して回転し前記像担持体と対向する現像位置で前記静電潜像にトナーを供給する現像剤担持体、前記現像剤担持体に担持される現像剤の層厚を規制する規制部材、前記規制部材を振動させる振動部材、を備える現像部と、非画像形成時において、前記現像剤担持体から前記像担持体にトナー転移をさせながら前記規制部材を振動させるモードを実行する制御部と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2015121570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される像担持体と、
トナーを含む現像剤を担持して回転し前記像担持体と対向する現像位置で前記静電潜像にトナーを供給する現像剤担持体、前記現像剤担持体に担持される現像剤の層厚を規制する規制部材、前記規制部材を振動させる振動部材、を備える現像部と、
非画像形成時において、前記現像剤担持体から前記像担持体にトナー転移をさせながら前記規制部材を振動させるモードを実行する制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記規制部材の振動時において、前記規制部材を通過する前記現像剤担持体の領域に担持されるトナーが前記像担持体に転移されるように前記モードを制御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】
前記制御部は、前記非画像形成時において、前記規制部材の振動を開始した時、前記規制部材と対向する前記現像剤担持体の位置が現像領域に到達するよりも前に吐き出しのベタ黒画像先端が前記現像領域に到達するように制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記非画像形成時において、前記規制部材の振動を停止した後、前記規制部材と対向する前記現像剤担持体の位置が現像領域に到達した後に吐き出しのベタ黒画像後端が前記現像領域に到達するように制御することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記モードを、トナー消費量に関する情報に応じて、実行させることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
トナー補給槽を有し、
前記制御部は、前記非画像形成時において、前記トナー補給槽から前記現像部へのトナー補給を行いながら、前記規制部材を振動させつつ前記現像剤担持体のトナーを前記像担持体へ現像させることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
トナー補給槽を有し、
前記制御部は、前記モードにおいて、前記トナー補給槽から補給動作を行わせるとともに、前記モードにおける前記規制部材の振動を停止する前に、前記トナー補給槽により補給されたトナーが前記規制部材に到達するように補給動作を制御することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御部は、所定タイミング毎に、前記現像剤担持体から前記像担持体にトナー転移をさせる吐き出し動作を行うことなく、前記規制部材を振動させる第１モードと、
トナー消費量に関する情報に基づいて、前記現像剤担持体から前記像担持体にトナー転移をさせながら前記規制部材を振動させる第２モードと、
をそれぞれ実行することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項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、電子写真方式あるいは静電記録方式にて画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式或いは静電記録方式によって画像形成する画像形成装置として、従来、現像スリーブを備えた画像形成装置が多く採用されている。それらの方式による現像剤は、現像スリーブに担持された一成分現像剤或いは二成分現像剤を用いて、像担持体上に形成された静電潜像を現像する。
【０００３】
現像スリーブは、一般的に、両端部の軸受を介して、現像装置の開口部に回転自在に支持される。現像剤を担持しやすくするため、現像スリーブの表面に、粗面化処理を施したり、溝を設けたりすることがある。
【０００４】
ここで、現像スリーブ表面上の現像剤の量が不均一である場合には、感光体上の顕像化された画像の濃度が不均一になるおそれがある。このため、現像スリーブ表面上の現像剤量を均一にすることが望ましい。この対策として、規制ブレードと呼ばれる規制部材により、現像スリーブ表面上の現像剤量を均一に規制することが一般的に行われている。
【０００５】
また、現像装置は現像剤を収容する現像容器を備え、現像容器内にはスクリュー等の搬送部材が配設される場合が一般的である。これら搬送部材によって現像剤が現像容器内で循環搬送される。
【０００６】
ところで、現像装置において、現像スリーブと規制ブレードとの間に異物が挟まったり、現像剤劣化に伴いトナー層が成長して凝集塊がコートされてしまったり、凝集塊が詰まったりする現象が起きることがある。この場合、コートされた凝集塊が現像されて凝集塊痕が出たり、凝集塊が挟まった領域で現像剤のコートが薄くなることで濃度が薄くなってしまったりする。
【０００７】
この問題に対し、特許文献１では、規制ブレードを動かして空間的に解放することで挟まった異物を除去する方法が提案されている。しかし、この方法では規制ブレードを動かして空間的に開放するため、通常時に対してコート量が多くなってしまい、画像形成中に実施することは難しい。また、非画像形成中に実施すれば、画像形成が止まってしまう時間が長くなってしまう。
【０００８】
そこで、特許文献２では、画像形成後の後回転や画像形成中の紙間への割り込みなどの非画像形成時に、層厚規制ブレードを振動させる方法が提案されている。これにより、画像形成の停止時間を極力減らし、トナー層の成長を回避することで画像不良を防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−２３１６４５
【特許文献２】特開２００９−９３０７３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２のように画像形成後の後回転や画像形成中の紙間への割り込みなどの非画像形成時に層厚規制ブレードを振動させる方法では、規制ブレードを振動させて出てきたトナー凝集塊が崩されて現像器内に戻ってしまう。このトナー凝集塊は劣化しているため、現像器内に戻すと流動性の低下や現像性の低下を招くおそれがある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、非画像形成時に現像剤担持体を駆動させてトナー凝集塊を振動させるモードを実行する場合に、規制部材を通過し劣化した凝集塊トナーを現像器に回収されることによる不具合を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、
静電潜像が形成される像担持体と、
トナーを含む現像剤を担持して回転し前記像担持体と対向する現像位置で前記静電潜像にトナーを供給する現像剤担持体、前記現像剤担持体に担持される現像剤の層厚を規制する規制部材、前記規制部材を振動させる振動部材、を備える現像部と、
非画像形成時において、前記現像剤担担持体を回転させた状態で、前記規制部材を振動させる第１モードと、
非画像形成時において、前記現像剤担持体から前記像担持体にトナーを排出させる第２モードと、をそれぞれ実行可能な制御部と、
を有する画像形成装置において、
前記制御部は、前記第１モードと前記第２モードが連動するように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成によれば、非画像形成時に現像剤担持体を駆動させてトナー凝集塊を振動させるモードを実行する場合に、規制部材を通過した劣化した凝集塊トナーを現像器に回収されることによる不具合を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】現像装置の断面構成図。
【図２】画像形成装置の概略構成図。
【図３】振動部材の構成を表した図。
【図４】耐久枚数によるトナーの凝集度変化を表した図。
【図５】第１実施形態の実施例・比較例・従来例の各種条件と検討結果を示す図表。
【図６】第１実施形態の実施例の制御ブロック図。
【図７】第１実施形態の実施例１−１のタイミングチャート。
【図８】第１実施形態の実施例１−２のタイミングチャート。
【図９】第１実施形態の実施例１−３のタイミングチャート。
【図１０】第１実施形態の各実施例の内容と効果を示す図表。
【図１１】第１実施形態の実施例２の制御ブロック図。
【図１２】劣化トナー吐き出しシーケンスのフローチャート。
【図１３】第２実施形態の実施例の制御ブロック図。
【図１４】第２実施形態の実施例のタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明による現像装置及び画像形成装置の実施形態を添付図面に従って説明する。なお、例示として、以下の形態の現像装置や画像形成装置を挙げるが、必ずしも以下の形態に限られるものではない。従って、タンデム型、１ドラム型、中間転写型、直接転型のいずれの形態の画像形成装置に対しても用いることができる。さらに、二成分現像剤、一成分現像剤のいずれを用いる現像装置にも適用できる。
【００１６】
本実施形態では、トナー像の形成に係る主要部のみを説明する。しかしながら、これに限るものではなく、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。
【００１７】
〔第１実施形態〕
図１は現像装置の断面構成図である。図２は画像形成装置の概略構成図である。なお、画像形成装置における、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ステーションはほぼ同様の構成である。そして、各ステーションでは、フルカラー画像のうち、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色の画像を形成する。以下の説明において、例えば現像装置１とあれば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各ステーションにおける現像装置１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）を共通して指すものとする。
【００１８】
＜画像形成装置＞
図１は、図２における感光体ドラム１０（像担持体）と現像装置１（現像部）との位置関係を示したものである。感光体ドラム１０は、後述のように、フルカラー画像形成装置の、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各ステーションに配設される。
【００１９】
図２に示すように、感光体ドラム１０は画像形成装置の本体に回動自在に設けられている。画像形成動作の際には、まず、感光体ドラム１０が一次帯電器２１によって、一様に帯電される。その後、例えばレーザのような光が露光部２２にある発光素子によって出射され、感光体ドラム１０上を露光する。ここで、光は画像情報信号に応じて変調されているので、感光体ドラム１０上に、静電潜像が形成される。
【００２０】
静電潜像は、現像装置１によって、後述の過程を経て、現像像（トナー像）として可視像化される。トナー像は、各感光体ドラム１０と対向して配設される転写材搬送シート２４上の転写材２７に転写される。トナー像の転写材２７への転写に際しては、転写材搬送シート２４を介して感光体ドラム１０と反対側に配設された第一転写帯電器２３の転写バイアスによってトナー像を引き付けて行う。
【００２１】
各色のトナー像は、転写材２７に重畳するように転写され、その後、定着装置２５によって、転写材２７に定着させられる。これにより転写材２７上に永久画像が形成される。
【００２２】
感光体ドラム１０上に残留した転写残トナーは、クリーニング装置２６により除去される。また、画像形成で消費された現像剤中のトナーはトナー補給槽２０から補給される。本実施形態の画像形成装置のプロセススピードは３００ｍｍ／ｓである。
【００２３】
なお、本実施形態では、各感光体ドラム１０転写材搬送シート２４に搬送された転写材２７に直接転写する方法をとったが、これに限るものではない。例えば、転写材搬送シート２４の代わりに中間転写体を設け、各色の感光体ドラム１０から中間転写体に各色のトナー像を一次転写した後、転写材に各色の複合トナー像を一括して二次転写する構成でもよい。
【００２４】
＜二成分現像剤＞
次に、本実施形態に用いられる二成分現像剤について説明する。
【００２５】
トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有する。また、本実施形態のトナー粒子は、オイルレス定着を達成するためにワックス成分を１〜２０重量％含有する粉砕トナーを使用した。そして、トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、本実施形態では体積平均粒径は７．０μｍのトナーを用いた。
【００２６】
キャリアは、例えば表面酸化あるいは未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類などの金属、及びそれらの合金、あるいは酸化物フェライトなどが好適に使用可能である。なお、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。
【００２７】
＜現像装置＞
次に、図１を用いて現像装置１の詳細構成と動作を説明する。
【００２８】
現像装置１は、現像容器２内に現像剤を収容する。収容する現像剤は、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤である。現像容器２には、現像スリーブ８（現像剤担持体）が配設される。そして、現像スリーブ８によって感光体ドラム１０に対してトナー転移がなされる。ここで、現像スリーブ８に担持された現像剤は、現像スリーブ８に対向するように配設される規制ブレード９（規制部材）によって、層厚が規制される。
【００２９】
図１に示すように、現像容器２内の略中央部には、隔壁７が、現像スリーブ８の長手方向に平行して延在する。隔壁７が現像容器２の内部を上下に区画しており、上に現像室３が、下に撹拌室４が形成される。現像室３及び撹拌室４には、現像剤が収容される。
【００３０】
現像容器２内の現像剤を撹拌搬送する手段として、現像室３には第一搬送スクリュー５が、撹拌室４には第二搬送スクリュー６が配設される。
【００３１】
第一搬送スクリュー５は、現像室３の底部に、現像スリーブ８の軸方向に沿ってほぼ平行に配置されている。第一搬送スクリュー５が回転し、現像室３内の現像剤を軸線方向に沿って一方向に搬送する。第二搬送スクリュー６は、撹拌室４内の底部に、第一搬送スクリュー５とほぼ平行に配置される。第二搬送スクリュー６は、撹拌室４内の現像剤を、第一搬送スクリュー５と反対方向に搬送する。このように、現像容器２内の現像剤は、第一搬送スクリュー５と第二搬送スクリュー６とによって、現像容器２内を搬送させられる。
【００３２】
また、隔壁７の両端部には現像室３と撹拌室４とを連通する開口（連通部）が形成される。このため現像剤は、隔壁７の前記開口を通じて、現像室３と撹拌室４との間を循環する。そして、現像室３内の現像剤は、第一搬送スクリュー５によって搬送され、規制ブレード９と隔壁７の隙間から現像スリーブ８に対して供給される。
【００３３】
第一搬送スクリュー５及び第二搬送スクリュー６は、回転軸の周りに非磁性材料の撹拌翼をスパイラル状に設けたスクリュー構造である。各スクリュー径は全てφ２０ｍｍで、スクリューピッチは３０ｍｍである。撹拌翼の回転数は６００ｒｐｍに設定した。
【００３４】
現像容器２は、感光体ドラム１０と現像スリーブ８とが対向する現像領域（現像位置）に相当する位置に、開口部を有する。この開口部には、現像スリーブ８が現像容器２から一部露出するように配設される。ここで、現像スリーブ８と感光体ドラム１０とのギャップ（ＳＤギャップ）は約２５０μｍである。
【００３５】
現像スリーブ８は非磁性材料で構成され、その内部には磁界発生手段であるマグネットローラ８ａが非回転状態で設置される。マグネットローラ８ａは、現像極Ｓ２と現像剤を搬送する磁極Ｓ１、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３を有する。このうち同極であるＮ３極とＮ１極は、隣り合って現像容器２の内部側に設置され、極間に反発磁界が形成される。このため、撹拌室４にて現像スリーブ表面から現像剤が離間される。
【００３６】
感光体ドラム１０上の静電潜像を現像する際、現像スリーブ８は、図１の矢印方向に回転する。現像スリーブ８に担持された二成分現像剤は、規制ブレード９による磁気ブラシの穂切りによって層厚を規制される。層厚が規制された現像剤は、感光体ドラム１０と対向した現像領域に搬送される。すると、現像剤は、感光体ドラム１０上に形成された静電潜像を現像することとなる。
【００３７】
規制ブレード９は、現像スリーブ８の長手方向軸線に沿って、板状のアルミニウムなどの非磁性部材を延在したものである。規制ブレード９は、感光体ドラム１０よりも現像スリーブ回転方向の上流側に配設される。
【００３８】
上述のように、現像剤のトナーとキャリアは、規制ブレード９の先端部と現像スリーブ８の表面との間隙（ギャップ）を通過して現像領域へ供給される。このため、当該ギャップを調整することによって、現像スリーブ８に担持した現像剤の磁気ブラシ（現像剤が磁気によりブラシ形状に穂立ちしたもの）の穂切り量が調整され、現像剤の層厚が規制される。
【００３９】
本実施形態においては、規制ブレード９によって、現像スリーブ８上の単位面積当りの現像剤コート量を、３０ｍｇ／ｃｍ２に規制した。また、感光体ドラム１０に対する現像スリーブ８の周速比Ｖは、１７５％とする。
【００４０】
本実施形態で用いる現像バイアスは、現像バイアスの印加部１１によって印加される。印加される現像バイアスは、現像スリーブ８に交流成分と直流成分を重畳したものである。
【００４１】
本実施形態では、交流成分が間欠的に間引かれた、直流成分のブランクパルスを設けたものであり、交流成分が１０ｋＨｚの矩形波で、ブランク部は矩形波の半周期を１パルスとしたときのパルス数を８とした。また、現像側の電界と回収側の電界の比率（以下、Ｄｕｔｙ）は５０％とした。
【００４２】
＜振動部材＞
規制ブレード９を振動させる振動部材５０について説明する。
【００４３】
図１に示すように、振動部材５０は、規制ブレード９に当接して設けられる。振動部材５０は、モータを内包し、モータを回転させることで振動する。このため、振動部材５０に当接配置された規制ブレード９を振動させる。
【００４４】
図３は振動部材の構成を表した図である。
【００４５】
図３に示すように、振動部材５０は、モータ５０ａとその出力軸５０ｂに取り付けられた錘５０ｃとケース５０ｄとを有する。ケース５０ｄは、規制ブレード９に対して取り付けるための取付部５０ｄ１を備える。そして、取付部５０ｄ１に設けられた取付孔５０ｄ２を利用して、ネジなどの固定部材によって、規制ブレード９に固定される。
【００４６】
モータ５０ａの回転数は、８０００ｒｐｍである。錘５０ｃは、その重心が出力軸５０ｂに対して一方に偏った状態で固定される。このため、制御回路からの制御信号によってモータ５０ａの出力軸５０ｂが回転駆動すると、モータ５０ａが振動する。この振動がケース５０ｄに伝播し、さらに規制ブレード９に伝播する。
【００４７】
ケース５０ｄは、モータ５０ａにトナーが侵入するのを防止する機能、及びモータ５０ａを拘束することで規制ブレード９へ振動を効率的に伝播する機能がある。
【００４８】
上述構成の振動部材５０は、規制ブレード９に対してトナー凝集塊を除去するのに十分な振動を与えることができる構成であれば、上述構成に限定されるものではない。
【００４９】
＜トナー凝集塊が発生するメカニズム＞
ここで、課題に関連するトナー凝集塊が発生するメカニズムを説明する。出力物の画像比率が低いとトナーの外添剤が埋め込まれたり、遊離したりして、凝集度が高くなる。トナーの凝集度が高くなると凝集塊が発生しやすいことが知られている。
【００５０】
一般に、規制ブレードの裏側の現像剤は、現像スリーブ近傍の現像剤は搬送速度が速く、現像スリーブから離れた規制ブレード裏の現像剤は搬送速度が遅い、または動かない。このため、搬送速度の速い現像剤と現像速度の遅い現像剤との境界領域では、搬送速度差に伴うせん断面が生じる。ここでトナーが劣化し、遊離したトナーが蓄積すると、凝集塊が形成される。
【００５１】
特に、ワックス成分を含有する粉砕トナーは、例えば重合トナーに比べて比較的安価に製造可能であるものの、その製造方法からワックス成分がトナー表面近傍に存在しやすい。そして、トナーの外添剤が埋め込まれたり、遊離したりしてしまうと、トナー表面のワックス成分の影響により、トナー同士の摩擦係数が高くなる傾向がある。その結果、トナーの凝集度が高くなり、トナー同士がくっつきやすくなる傾向がある。
【００５２】
現像剤の中でトナー凝集塊が成長したところは、他のところに比べて現像スリーブ上のコートを阻害し、現像剤のコート量が少なくなる。これにより、画像としてはその部分だけ濃度薄になってしまう。さらにトナー凝集塊が成長して規制ブレードと現像スリーブ間に詰まると帯抜けしたような画像が発生することもある。
【００５３】
＜凝集度の測定方法＞
粉体物性測定器に、上から６０ｍｅｓｈ、１００ｍｅｓｈ、２００ｍｅｓｈ、の順でフルイを３段重ねてセットする。そして、秤取した試料５ｇを静かにフルイの上にのせ、電圧１７Ｖで振動を１５秒間与え、各フルイ上に残ったトナーの重さを測定する。その後、下に示す数式に従って凝集度を算出する。
【００５４】
計算に当たって、上段のメッシュ上のトナー量をＭＴ、中段のメッシュ上のトナー量をＭＣ、下段のメッシュ上のトナー量をＭＢとする。
【００５５】
そして、
Ｘ＝ＭＴ／５×１００
Ｙ＝ＭＣ／５×１００×０．６
Ｚ＝ＭＢ／５×１００×０．２
としたとき、凝集度（％）を、
凝集度（％）＝Ｘ＋Ｙ＋Ｚ
で表す。本実施形態で用いたトナーの凝集度を測定したところ、４０％であった。
【００５６】
図４は耐久枚数によるトナーの凝集度変化を表した図である。耐久モードは、高温高湿（３０℃８０％ＲＨ）環境にて、画像Ｄｕｔｙ（画像比率）を１％、２％、５％の画像データをＡ４サイズの紙上に連続画像形成したものである。
【００５７】
図４に示すように、耐久枚数にしたがって、トナーの凝集度は増加する傾向にある。また、画像Ｄｕｔｙが低いほど、トナーの凝集度が増加する傾向が顕著になることがわかる。
【００５８】
そこで、先ほどの高温高湿（３０℃８０％ＲＨ）環境にて、画像Ｄｕｔｙが１％の画像データをＡ４サイズで１０００００枚、画像形成出力した。その際、凝集塊痕や帯抜け濃度薄（帯状に画像の一部が抜けた状態）が画像に出ているかを確認した。また、その際の凝集度も測定した。
【００５９】
（実施例１）
本実施形態の実施例１の各種条件とその検討結果を図５にまとめた。図５は第１実施形態の実施例１（実施例１−１〜実施例１−３）・比較例・従来例の各種条件と検討結果を示す図表である。
【００６０】
本実施例では、後述するように、従来例のように所定枚数毎に振動部材５０を振動させる点は同様であるが、振動部材５０の振動と同期して現像スリーブ８から感光体ドラム１０にトナーを転移させている点が異なる。こうすることで、規制ブレード９近傍のトナー凝集層を解消している。本実施例では、振動部材５０を振動させる頻度は、共通して１０００枚に１回の頻度とした。
【００６１】
図６は第１実施形態の実施例の制御ブロック図である。画像処理部６０によって得られた情報は、画像を形成するための制御をするＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭを具備する制御部７０に伝えられる。その後、制御部７０は、一次帯電器２１、感光体ドラム１０、露光部２２、現像スリーブ８、現像バイアスの印加部１１、振動部材５０のモータ５０ａ、等の駆動制御を行う。
【００６２】
図７は第１実施形態の実施例１−１のタイミングチャートである。実施例１−１では、振動部材５０を振動させるタイミングを図７に示すようにした（モード  １）。
【００６３】
すなわち、制御部７０は、非画像形成時に、現像スリーブ８に対して現像バイアスを印加した後、現像スリーブ８を回転させる。その後、振動部材５０の振動を開始した後、感光体ドラム１０に対してベタ黒を形成するためのトナー消費信号を発する。
【００６４】
なお、以下の説明で、ベタ黒とは、画像領域全体にトナーを供給する状態であり、ベタ白とは、画像領域全体にまったくトナーを供給しない状態である。
【００６５】
実施例１−１では、感光体ドラム１０の電位（ドラム電位）が−８００Ｖ（ベタ白時）、現像スリーブ８に印加する現像バイアスの直流成分が−６５０Ｖ、現像する電界時のドラム電位が−４５０Ｖ（ベタ黒時）とした。また、振動部材５０の振動時間は１ｓ、ベタ黒（Ａ４ベタ一枚分相当のトナー量を吐き出すこと）にかかる時間は０．７ｓとした。
【００６６】
上述の条件で、感光体ドラム１０にトナー転移をさせながら振動部材５０を振動させることによって、規制ブレード９近傍のトナー凝集層を解消することができる。さらに、規制ブレード９と現像スリーブ８間から出てきたトナー凝集塊を、感光体ドラム１０に排出する。この動作を以下で「吐き出し」と呼ぶ。そして、振動部材５０によって規制ブレード９を振動させつつ上記吐き出しを行うトナー消費モードを、振動吐き出しシーケンスと呼ぶ。
【００６７】
上記の条件で振動吐き出しシーケンスを実施し、１０００００枚画像形成したあと、全面ハーフトーン画像を出力し、凝集塊痕や帯抜け濃度薄が出ていないかを確認した。
【００６８】
実施例１−１では、振動部材５０の振動時に吐き出しを行うことで凝集塊痕や帯抜け濃度薄を防止することができた。
【００６９】
実施例１−１の条件では、凝集トナー層から出てきたトナーが、現像容器２に戻らずに、感光体ドラム１０に現像される。このため、結果的に現像容器２内に残る現像剤の凝集度が良化する。そのため、凝集塊痕や帯抜け濃度薄を防止する効果を確認することができた。
【００７０】
比較例として、振動部材５０の振動をさせない場合を検討した。比較例では、凝集塊痕や帯抜けや濃度薄が発生した。また、比較例では、現像剤劣化が進み、規制ブレード９近傍に凝集トナー層が蓄積することで凝集塊痕や帯抜け濃度薄が発生してしまった。
【００７１】
従来例としては、振動部材５０の振動だけを実施し、振動させる期間に吐き出し動作をしない場合を検討した。従来例では、帯抜け濃度薄は発生しなかったが、凝集塊痕や帯抜け濃度薄の軽微なものである白スジが発生してしまった。また、従来例では規制ブレード近傍の凝集トナー層を解消する効果はあるものの、振動によって出てきた凝集トナー層のトナーが現像容器２内に戻るため、現像剤劣化が良化する効果はない。よって、凝集塊痕や白スジが発生してしまった。このように、比較例や従来例の設定では、画像不良を防止することができなかった。
【００７２】
図８は第１実施形態の実施例１−２のタイミングチャートである。実施例１−２では、実施例１−１に対して、振動の開始タイミングをより適正化したものである。振動部材５０を振動させるタイミングを図８に示すようにした（モード  ２）。
【００７３】
実施例１−２では、振動開始のタイミングと、現像領域にベタ黒の電界が到達するタイミングについて規定を設けた。
【００７４】
具体的には、図８のように、振動部材５０をＯＮする振動開始時刻ｔ１、現像領域にトナー消費信号の先端（ベタ黒画像先端）が到達する時刻ｔ２、規制ブレード９位置から現像領域に現像剤が到達する時間をＴ、としたとき、ｔ２＜ｔ１＋Ｔを満たすようにした。すなわち、振動部材５０の振動を開始してから現像剤が現像領域に到達する前に、ベタ黒の電界が到達するように制御した。これにより、振動部材５０の振動開始時に規制ブレード９を通過した凝集トナーを、感光体ドラム１０に現像させることができる。
【００７５】
実施例１−２のモードを用いた結果、凝集塊痕や帯抜け濃度薄および白スジを発生させることなく、長期にわたって画像不良を防止することができた。これは、振動部材の振動によって凝集トナー層を解消し、確実に感光体ドラム１０へ現像させることで現像容器内の現像剤の凝集度の上昇を抑制することができたためであると考えられる。
【００７６】
図９は第１実施形態の実施例１−３のタイミングチャートである。実施例１−３では、振動終了のタイミングとベタ黒の電界が終了するタイミングについて規定を設けた（モード  ３）。
【００７７】
実施例１−３では、実施例１−１に対して、振動の停止タイミングをより適正化したものである。即ち、図９に示すように、振動部材をＯＦＦする振動停止時刻ｔ３、トナー消費信号が現像領域を通過し終える時刻ｔ４としたときに、ｔ２＜ｔ１＋Ｔ＜ｔ３＋Ｔ＜ｔ４を満たすようにした。
【００７８】
すなわち、ベタ黒画像を形成する場合に、振動部材５０の振動を開始した後、感光体ドラム１０上にベタ黒電位を印加して形成したベタ画像先端が現像領域に到達するようにし、その後、現像スリーブ８の現像剤が現像領域に到達するようにした。
【００７９】
また、ベタ白画像を形成する場合には、振動部材５０の振動を停止した際に、規制ブレード９の位置を通過する現像スリーブ上の位置が現像領域に到達し終えた後、感光体ドラム１０のベタ白画像先端（ベタ黒画像後端）が現像領域に到達するようにした。感光体ドラム１０上のベタ白電位は、制御部７０から発せられるベタ黒電位を解除する信号（トナー消費解除信号）により形成される。
【００８０】
実施例１−３のモードを用いた結果、実施例１−２と同様、凝集塊痕や帯抜け濃度薄および白スジを発生させることなくすることができた。この結果、長期にわたり、画像不良を防止することができた。
【００８１】
実施例１（実施例１−１〜実施例１−３）では、定期的に行われる振動モード時に連動して吐き出し動作を行った。また、実施例１では、振動部材５０の振動の頻度を、印刷１０００枚ごとに固定していた。
【００８２】
なお、後述のように、比較の為、図１０において実施例１と後述する実施例２以降をまとめた。本実施例１では、振動吐き出しシーケンスの吐き出し動作とは別に、以下のような吐き出し動作（劣化トナー吐き出し）も実施している。
【００８３】
即ち、画像比率が低い画像（低Ｄｕｔｙ画像）を形成する場合、現像器内のトナーが消費されずに撹拌され続けるため、トナーが劣化していく。そこで、所定の低Ｄｕｔｙ条件の場合に、現像スリーブ８から、感光体ドラム１０にトナー転移させている。本実施例の場合、このような劣化トナー吐き出し時は振動部材５０を振動させていない。つまり、劣化トナー吐き出しと振動部材５０の振動動作とを非同期としている。
【００８４】
（実施例２）
第１実施形態に係る各種条件とその効果を図１０にまとめた。図１０は第１実施形態の各実施例の内容と効果を示す図表である。図表においては、振動部材５０を振動させる頻度を表す。
【００８５】
実施例２では、実施例１と同様、振動時に同期して吐き出し動作を行う。実施例１と異なる点は、振動の頻度は一定の印刷枚数ごとではなく、画像Ｄｕｔｙに応じて変更する点である。具体的には、低い画像Ｄｕｔｙ（低い画像比率）の画像形成が続く場合に、画像Ｄｕｔｙが低いほど振動頻度を高めるようにする。こうすることで、実施例１に比べて、振動動作を効率的に行うことができる。
【００８６】
実施例２は、図１０に示すように、低い画像Ｄｕｔｙ（低い画像比率）の画像形成が続く場合に、画像Ｄｕｔｙが低いほど振動頻度を高める構成となっている。そして、実施例１と同様に振動時に同期して吐き出し動作を行うものである。
【００８７】
図１１は第１実施形態の実施例２の制御ブロック図である。画像処理部６０によって得られた情報は、ビデオカウント部８０を介して、制御部７０に伝えられる。その後、制御部７０は、一次帯電器２１、感光体ドラム１０、露光部２２、現像スリーブ８、現像バイアスの印加部１１、振動部材５０のモータ５０ａ、等の駆動制御を行う。
【００８８】
上述のように、実施例２では、低い画像Ｄｕｔｙの画像形成が続く場合、振動部材５０の振動の頻度を上げる。また、振動部材５０の振動は吐き出し動作と連動して行われるため、画像Ｄｕｔｙが低ければ低いほど、振動吐き出しシーケンスの頻度が高くなる。具体的には、１％Ｄｕｔｙ以下では１０００枚毎、１〜２％Ｄｕｔｙでは４０００枚毎、２〜５％Ｄｕｔｙでは１００００枚毎に、振動吐き出しシーケンスを実施する。なお、具体的な枚数の閾値は、これに限るものではなく、適宜変更可能である。
【００８９】
実施例１では、いかなる画像Ｄｕｔｙでも一定頻度で振動吐き出しシーケンスを実施することとしていた。これに対して、実施例２は、高い画像Ｄｕｔｙの印刷が多い場合には、振動動作及び吐き出し動作を抑制することができる。また、実施例２においても、実施例１と同様、画像不良を防止することができる。
【００９０】
実施例２の効果について説明する。実施例２は、実施例１と同様に、振動吐き出しシーケンス以外にも、現像装置内の劣化トナーを吐き出す動作（後述の劣化トナー吐き出し動作）を行っている。但し、劣化トナー吐き出し動作は、振動部材５０の振動と同期をせずに行っている。
【００９１】
実施例２の構成によれば、凝集塊を崩すための振動吐き出しシーケンスと、劣化トナーを吐き出しための劣化トナー吐き出し動作と、をそれぞれ独立したタイミングで行うことができる。この為、それぞれの目的に応じて、振動動作、吐き出し動作の実施タイミングを最適化することができる構成となっている。なお、本実施例２の劣化トナー吐き出し動作の詳細は、後述する実施例３と同じ構成としている。
【００９２】
（実施例３）
実施例３では、図１０に示すように、後述するように、従来から行われている劣化トナー吐き出し動作（低Ｄｕｔｙ吐き出し動作）を行う。そして、上記劣化トナー吐き出し動作時に同期して振動部材５０の振動を行う構成である。このため、振動部材５０の振動と劣化トナー吐き出し動作を連動させている。
【００９３】
ここで、劣化トナー吐き出し動作とは、低い画像Ｄｕｔｙが連続する場合に、トナーの劣化を防止するために、一定量のトナーを感光体ドラム１０に吐き出す動作をいう。実施例３では、低Ｄｕｔｙ閾値を２％とした。
【００９４】
実施例３では次の効果がある。即ち、劣化トナー吐き出しと振動部材５０の振動とを連動させると、実施例１、２のように、劣化トナー吐き出し動作と振動部材５０の振動動作（振動吐き出しシーケンス）とを別々に行う場合よりも、生産性を落とすことなく画像の劣化を防止することができる。また、実施例１、２に比べて、劣化トナー吐き出し動作の吐き出し動作と、振動吐き出しシーケンスの吐き出し動作を兼用することができ、吐き出し量を抑制することができる。
【００９５】
実施例３の低Ｄｕｔｙ振動吐き出しシーケンスを説明する。図１２は低Ｄｕｔｙ振動吐き出しシーケンスのフローチャートである。図１２では、劣化トナー吐き出しの画像Ｄｕｔｙ閾値を２％とした場合を例示する。
【００９６】
図１２において、Ｖ：ビデオカウント値、Ｖｓｕｍ：ビデオカウント積算値、Ａ：Ａ４一枚あたり１００％Ｄｕｔｙ相当のビデオカウント値、である。
【００９７】
劣化トナー吐き出しの画像Ｄｕｔｙ閾値を２％としたとき、画像Ｄｕｔｙが２％以下ならば、（２％Ｄｕｔｙ画像のビデオカウント値）−（実画像のビデオカウント値の積算値）を計算する。そして、その値がＡ４で１００％Ｄｕｔｙ相当に達したら、振動吐き出しシーケンス（本実施例では劣化トナー吐き出しと兼用）を実施する。
【００９８】
（実施例４）
実施例４は、図１０に示すように、実施例３の制御に加えて、実施例２の振動条件にて振動動作を制御している。即ち、実施例３のように、劣化トナー吐き出し動作時に振動部材５０の振動を行う。また、これに加えて、実施例２のように、画像比率に応じて振動頻度を変更する振動動作を行うとともに、振動動作時に同期して吐き出し動作を行っている。なお、実施例３では、劣化トナー吐き出しの画像Ｄｕｔｙ閾値を２％としたが、実施例４では、５％としている。
【００９９】
実施例４の効果について説明する。実施例４では、実施例２で行った振動吐き出しシーケンスを行うことで凝集塊の抑制を行うことができる。更に、実施例４では、従来の吐き出し動作である劣化トナー吐き出し時に振動部材５０を振動させている。このことで、劣化トナー吐き出しを確実に行いながら、従来の吐き出し動作を利用して効率的に凝集塊を吐き出すことができる。
【０１００】
（実施例５）
実施例５では、図１０に示すように、実施例３の制御に加えて、実施例１の振動条件にて振動動作を制御している。即ち、振動部材５０の振動を、印刷１０００枚ごとにも行う。ここで、実施例５では、印刷１０００枚ごとに行う振動動作時には、吐き出し動作を行わず、振動部材５０の振動のみを行う（吐き出し動作非同期）。
【０１０１】
実施例５の効果について説明する。実施例５のように、適宜、振動部材５０の振動を、劣化トナー吐き出し動作と連動させる。これにより、トナー凝集塊の吐き出しを効率的に行う一方で、劣化トナー吐き出し動作時に劣化トナー以外のトナーの吐き出しを抑制することができ、トナー消費量を抑制しながら、振動動作が不足することを抑制することができる。
【０１０２】
その他、サービスマンやユーザーが画像不良を発見した場合に振動吐き出しシーケンスを実行できるようなボタンを設けておいてもよい。
【０１０３】
以上のように、本実施形態の実施例を説明したが、本発明の画像形成装置として必ずしも全ての実施例に示すモードを具備する必要はない。ただし、制御部７０が次に示す２つのモード（第１モード、第２モード）を具備することが好ましい。
【０１０４】
即ち、第１モードとは、所定タイミング毎に、現像スリーブ８から感光体ドラム１０にトナー転移をさせる吐き出し動作を行うことなく、規制ブレード９を振動させるモードである。また、第２モードとはトナー消費量に関する情報に基づいて、現像スリーブ８から感光体ドラム１０にトナー転移をさせながら規制ブレード９を振動させるモードである。
【０１０５】
〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態について説明する。なお、前述の実施形態と同一または相当する機能、構成を有する要素には、同一符号を付して詳しい説明は省略し、本実施形態に特徴的な点を以下に説明する。
【０１０６】
図１３は第２実施形態の実施例の制御ブロック図である。画像処理部６０によって得られた情報は、ビデオカウント部８０を介して、制御部７０に伝えられる。その後、制御部７０は、一次帯電器２１、感光体ドラム１０、露光部２２、現像スリーブ８、現像バイアスの印加部１１、振動部材５０のモータ５０ａ、トナー補給槽２０等の駆動制御を行う。
【０１０７】
本実施形態では、振動吐き出しシーケンス時に補給動作を行うようにした。補給動作を行うと、フレッシュなトナーが現像容器２に供給される。そして、補給された部分の現像剤は、第一搬送スクリュー５、第二搬送スクリュー６の搬送によって循環し、現像時に規制ブレード９の裏まで搬送される。
【０１０８】
トナー補給槽２０から現像装置１に供給されたばかりのフレッシュなトナーの現像剤は流動性が高い。一方、もともと規制ブレード９の裏に存在して不動層を形成する現像剤は、劣化して流動性が低下している。このため、供給されたフレッシュトナーと不動層の現像剤との流動性に差が生じる。
【０１０９】
ここで、規制ブレード９裏の不動層近傍に、流動性の高い現像剤が通過すると、不動層を崩す作用を生じる。このため、不動層からトナー凝集層が出てくる確率が高くなる。
【０１１０】
この作用を利用して、現像スリーブ８の回転開始後にトナー補給槽２０による補給動作を行う。そして、振動部材５０が振動を開始してから停止するまでに、補給したトナーが規制ブレード９の裏に到達するように設定する。吐き出し時に消費されるトナー量は吐き出し量からあらかじめ計算しておき、補給量を決定する。
【０１１１】
図１４は第２実施形態の実施例のタイミングチャートである。
【０１１２】
図１４に示すように、本実施形態においては、
ｔ２＜ｔ１＋Ｔ＜ｔ３＋Ｔ＜ｔ４  且つ、
ｔ５＜ｔ６＋Ｔ２＜ｔ３、を満たすようにする。
【０１１３】
ここで、トナー補給槽２０による補給開始時刻ｔ５、補給停止時刻ｔ６、補給されたトナーがブレード裏に到達する時間までのＴ２、とする。また、前述のように、振動部材５０をＯＮする振動開始時刻ｔ１、現像領域にトナー消費信号が到達する時刻ｔ２、規制ブレード９位置から現像領域に現像剤が到達する時間をＴとする。また、振動部材をＯＦＦする振動停止時刻ｔ３、トナー消費信号が現像領域を通過し終える時刻ｔ４とする。
【０１１４】
このように、現像スリーブ８、感光体ドラム１０、振動部材５０、トナー補給槽２０等を制御したことにより、さらに効率良く凝集塊トナーを崩して感光体ドラム１０に吐き出すことができる。よって、画像不良を防止することが可能となる。
【０１１５】
本実施例では、トナー劣化吐き出し動作を行うトリガとして、画像比率情報に基づいて行っているが、トナー消費量に関する情報であれば、これに限定されない。例えば、トナー消費量に関する情報として、トナー補給量や、ビデオカウント情報に基づいて行っても良い。また、現像スリーブの単位駆動時間に対するトナー消費量に関する情報に基づいて行っても良い。
【符号の説明】
【０１１６】
１…現像装置
８…現像スリーブ
９…規制ブレード
１０…感光体ドラム
５０…振動部材
６０…画像処理部
７０…制御部
【図１】
2015121570.tif 000003
【図２】
2015121570.tif 000004
【図３】
2015121570.tif 000005
【図４】
2015121570.tif 000006
【図５】
2015121570.tif 000007
【図６】
2015121570.tif 000008
【図７】
2015121570.tif 000009
【図８】
2015121570.tif 000010
【図９】
2015121570.tif 000011
【図１０】
2015121570.tif 000012
【図１１】
2015121570.tif 000013
【図１２】
2015121570.tif 000014
【図１３】
2015121570.tif 000015
【図１４】
2015121570.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月9日(2014.10.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体と対向する現像位置で前記静電潜像を現像する現像装置と、
を有し、
前記現像装置は、
トナーを含む現像剤を担持して回転し、前記像担持体にトナーを供給する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に担持される現像剤の層厚を規制する規制部材と、
駆動されることで前記規制部材に対して振動を付与する振動部材と、
を有し、
非画像形成時において、前記現像剤担持体を回転させながら前記規制部材を振動させ、前記規制部材の振動中に前記規制部材を通過する、前記現像剤担持体に担持されたトナーを、前記現像剤担持体から前記像担持体に転移させるモードを実行する制御部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記モード時において、前記規制部材の振動を開始した時に前記規制部材と対向する前記現像剤担持体の位置が前記現像位置に到達するタイミングよりも前に、前記現像剤担持体から前記像担持体へのトナー転移が開始されるように制御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】
前記制御部は、前記モード時において、前記規制部材の振動を停止した時に前記規制部材と対向する前記現像剤担持体の位置が前記現像位置に到達するタイミングよりも後に、前記現像剤担持体から前記像担持体へのトナー転移が完了されるように制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記非画像形成時において、所定画像比率よりも低い画像比率の画像形成が続く場合、前記規制部材を振動させつつ前記現像剤担持体のトナーを前記像担持体へ転移させる頻度を上げることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置を有し、
前記制御部は、前記モード時の前記規制部材の振動中に、前記トナー補給装置から補給されたトナーが前記規制部材に到達するように前記トナー補給装置の補給タイミングを制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記モード時において、前記トナー補給装置から補給されたトナーが、前記規制部材の振動中に前記規制部材を通過して、前記像担持体に転移されるように制御することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記モード時において、前記規制部材の振動開始時に前記規制部材を通過する前記現像剤担持体の領域から前記規制部材の振動停止時に前記規制部材を通過する前記現像剤担持体の領域までのトナーが前記像担持体に転移されるように制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体と対向する現像位置で前記静電潜像を現像する現像装置と、を有し、前記現像装置は、トナーを含む現像剤を担持して回転し、前記像担持体にトナーを供給する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持される現像剤の層厚を規制する規制部材と、駆動されることで前記規制部材に対して振動を付与する振動部材と、を有し、非画像形成時において、前記現像剤担持体を回転させながら前記規制部材を振動させ、前記規制部材の振動中に前記規制部材を通過する、前記現像剤担持体に担持されたトナーを、前記現像剤担持体から前記像担持体に転移させるモードを実行する制御部と、を有することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１３】
ここで、トナー補給槽２０による補給開始時刻ｔ５、補給停止時刻ｔ６、補給されたトナーがブレード裏に到達する時間までのＴ２、とする。また、前述のように、振動部材５０をＯＮする振動開始時刻ｔ１、現像領域にトナー吐き出し用の静電潜像の先端が到達する時刻ｔ２、規制ブレード９位置から現像領域に現像剤が到達する時間をＴとする。また、振動部材をＯＦＦする振動停止時刻ｔ３、トナー吐き出し用の静電潜像の後端が現像領域を通過し終える時刻ｔ４とする。