(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持する像担持体と、
トナーを収容する容器と、前記トナーを担持し前記トナーにより前記静電潜像を現像するトナー担持体と、前記トナー担持体に接触して前記容器の内部に配置され、表面に発泡層を備え、画像形成時に第１の回転方向に回転して前記トナー担持体に前記トナーを供給するトナー供給部材であって、前記トナー担持体との接触領域のうち前記第１の回転方向における最上流位置が最下流位置よりも高いトナー供給部材と、を有する現像装置と、
前記現像装置が新品か否かを検知する検知手段と、
前記容器内のトナーを前記トナー担持体および前記トナー供給部材から隔離する取り外し可能なシール部材と、
を有し、
前記検知手段によって前記現像装置が新品であることが検知された場合に、前記現像装置による最初の画像形成の前に、前記トナー供給部材を前記第１の回転方向とは逆方向に回転させるモードを実行する画像形成装置。
【請求項２】
前記モードの実行時に画像形成時とは逆方向に回転するモータを有し、
画像形成時において、前記トナー担持体と前記トナー供給部材とは前記モータによって駆動され、
前記モードの実行時において、前記トナー担持体と前記トナー供給部材とのうち前記トナー供給部材のみ前記モータによって駆動される請求項１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、例えば電子写真方式、静電記録方式などにより像担持体上に潜像を形成し、この潜像を現像して可視像を得る画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真画像形成装置において、静電潜像を現像するトナー担持体としての現像ローラと、現像ローラに接触して回転することにより、現像ローラにトナーを供給するトナー供給部材としての供給ローラとを有する現像装置が用いられる場合がある。供給ローラは、現像ローラに供給するトナーを保持するために、発泡層としてのウレタンスポンジ層を表面に有するものを用いることが一般的である。このような現像装置の例として特許文献１が挙げられる。図７は、特許文献１に記される現像装置であり、現像ローラ１と、ウレタンスポンジ層２ｂを有する供給ローラ２とが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−００９０３５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような発泡層を有するトナー供給部材を用いる構成において、現像装置が新品の場合に、発泡層に充分なトナーが含まれていないために充分な画像濃度を得られないことがあった。そのため、現像装置が新品の場合に、最初に画像形成を行う前に、トナー供給部材を長時間回転させて発泡層内にトナーを十分含ませる必要があった。したがって、新品の現像装置を用いる場合、画像形成可能な状態になるまで時間がかかることがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の代表的な構成は、静電潜像を担持する像担持体と、トナーを収容する容器と、前記トナーを担持し前記トナーにより前記静電潜像を現像するトナー担持体と、前記トナー担持体に接触して前記容器の内部に配置され、表面に発泡層を備え、画像形成時に第１の回転方向に回転して前記トナー担持体に前記トナーを供給するトナー供給部材であって、前記トナー担持体との接触領域のうち前記第１の回転方向における最上流位置が最下流位置よりも高いトナー供給部材と、を有する現像装置と、前記現像装置が新品か否かを検知する検知手段と、前記容器内のトナーを前記トナー担持体および前記トナー供給部材から隔離する取り外し可能なシール部材と、を有し、前記検知手段によって前記現像装置が新品であることが検知された場合に、前記現像装置による最初の画像形成の前に、前記トナー供給部材を前記第１の回転方向とは逆方向に回転させるモードを実行することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、現像装置が新品であっても、速やかに発泡層内にトナーを含ませることで、速やかに画像形成可能な状態にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施例の画像形成装置を示す概略断面図である。
【図２】本実施例の画像形成装置におけるプリントジョブ処理のための一連の動作を表す概略図である。
【図３】本実施例における現像装置を示す概略断面図である。
【図４】本実施例におけるモータから現像装置への駆動伝達を示す概略図である。
【図５】本実施例のトナー充填モードのフローチャートである。
【図６】供給ローラの回転時間に対するウレタンスポンジ層内のトナー量を示すグラフである。
【図７】従来技術の現像装置図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。以下に説明する実施例は、例示的に本発明を説明するものであって、以下に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれに限定するものではない。
【０００９】
（実施例）
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。
【００１０】
（１）画像形成装置の全体的な概略構成
図１は本発明を適用した画像形成装置１０の概略断面図である。画像形成装置１０における画像形成プロセスの概要について説明する。
【００１１】
図１において、静電潜像担持体としての感光ドラム１１は、矢印Ａ方向に回転する。まず感光ドラム１１は、帯電装置である帯電ローラ１２によって一様に帯電される。その後、露光手段であるレーザー光学装置１３からのレーザー光により露光され、その表面に静電潜像が形成される。この静電潜像を現像装置４によって現像し、トナー像として可視化する。可視化された感光ドラム１１上のトナー像は、転写ローラ１４によって転写材としての記録紙１５に転写される。転写されずに感光ドラム１１上に残存した転写残トナーは、クリーニング部材であるクリーニングブレード１７により掻き取られ、廃トナー容器１８に収納される。クリーニングされた感光ドラム１１は上述作用を繰り返し、画像形成を行う。一方、トナー像を転写された記録紙１５は、定着装置１６によって定着された後、機外に排紙される。
【００１２】
（２）画像形成装置におけるプリントジョブ処理のための一連の動作
次に、画像形成装置を起動し、画像形成を行い、スタンバイ状態へ移行するまでの一連の動作を図２を用いて説明する。
【００１３】
１）前多回転動作：本体電源スイッチ（不図示）がＯＦＦからＯＮに切り替わったことを受けて実行される始動（起動、ウォーミング）動作である。モータを起動させて、所要のプロセス機器の準備動作を実行する。
【００１４】
２）スタンバイ：所定の始動動作終了後に、モータの駆動が停止し、プリントジョブ開始信号が入力されるまでスタンバイ（待機）状態が保持される。
【００１５】
３）前回転動作：プリントジョブ開始信号の入力を受けて、モータを再駆動させて、所要のプロセス機器のジョブ前準備動作を実行する。より具体的には、ａ．プリントジョブ開始信号を受信、ｂ．フォーマッタで画像を展開、ｃ．前回転動作開始、という順序になる。なお、前記１）の前多回転動作中にプリントジョブ開始信号が入力している場合は、前多回転動作の終了後、前記２）のスタンバイ無しに、引き続き前回転動作に移行する。
【００１６】
４）プリントジョブ実行（画像形成動作）：所定の前回転動作が終了すると、引き続いて前述の画像形成プロセスが実行されて、画像形成済みの記録紙１５が出力される。複数の記録紙に連続してプリントを行う連続プリントジョブの場合は、前述の画像形成プロセスが繰返されて所定枚数分の画像形成済みの記録紙が順次に出力される。
【００１７】
５）紙間：連続プリントジョブの場合において、一の記録紙１５の後端と次の記録紙１５の先端との間隔工程であり、転写部や定着装置１６においては非通紙状態期間である。
【００１８】
６）後回転動作：１枚だけのプリントジョブの場合その画像形成済みの記録材が出力された後（プリントジョブの終了後）もモータを引き続き駆動させて、所要のプロセス機器のジョブ後動作を実行する期間である。或いは、連続プリントジョブの場合その連続プリントジョブの最後の画像形成済みの記録材が出力された後（プリントジョブの終了）もモータを引き続き駆動させて、所要のプロセス機器のジョブ後動作を実行する期間である。
【００１９】
７）スタンバイ：所定の後回転動作終了後、モータの駆動が停止し、次のプリントジョブ開始信号が入力されるまで画像形成装置をスタンバイ（待機）状態に保持する。
【００２０】
（３）現像装置の構成
次に、図３に基づき、現像装置４をさらに説明する。
【００２１】
現像装置４は、トナーを収容する現像容器３、トナーを静電潜像に担持搬送するトナー担持体としての現像ローラ１、現像ローラ１にトナーを供給するトナー供給部材としての供給ローラ２、現像ローラ１に塗布されたトナーの層厚を規制する規制部材としての弾性ブレード５、現像装置４が新品か否かの情報が記憶された記憶手段としてのメモリ７などから構成される。
現像ローラ１は、感光ドラム１１に加圧するように、現像容器３の開口部に配置されている。現像ローラ１は、ステンレス鋼、アルミニウム合金等で作られたφ８（ｍｍ）の導電性シャフトと、その周囲に形成したシリコンゴムを基層とした導電性弾性層からなる。表層にはアクリル・ウレタン系ゴム層がコートされている。現像ローラ１の外径はφ１２（ｍｍ）、体積抵抗は約１０Ｅ５Ω・ｃｍである。現像ローラ１は、矢印Ｂ方向に回転して、その表面に塗布されたトナーを感光ドラム１１上の静電潜像に供給する。
【００２２】
供給ローラ２は、現像容器３の内部にて現像ローラ１に加圧するように配置されている。供給ローラ２は、ステンレス鋼、アルミニウム合金等で作られたφ６（ｍｍ）の導電性シャフト２ａと、その周囲に形成した発泡層としてのウレタンスポンジ層２ｂから構成される。供給ローラ２４の外径はφ１５（ｍｍ）、体積抵抗は約１０Ｅ８Ω・ｃｍである。現像ローラ２５が供給ローラ２４のウレタンスポンジ層を、１．０ｍｍの侵入量（シャフト２８の中心とシャフト２９の中心間を結ぶ線分上で、供給ローラ２４と現像ローラ２５の外径の和を２で割って上記中心間距離を差し引いた長さ）で押し込むように、供給ローラが設置されている。供給ローラは画像形成時において矢印Ｃ方向（第１の回転方向）に回転して、発泡層２ｂの表面および内部のトナーを現像ローラ１に供給する。ここで、供給ローラ２は、現像ローラ１との接触領域のうちＣ方向における最上流位置が最下流位置よりも高く配置されている。
【００２３】
弾性ブレード５は、一端部が現像ローラに加圧するように配置されている。弾性ブレード５は、ステンレス鋼、ウレタンゴム等で形成されている。弾性ブレード５は、現像ローラを加圧する一端部によって、現像ローラ上のトナー層厚を所望の層厚に規制する。
【００２４】
メモリ７は、非接触不揮発性のメモリ７を用いた。すなわち、メモリ７は、メモリ７側の情報伝達手段であるアンテナ（不図示）を有し、無線で装置本体が備えた本体側情報伝達手段８と通信する。本体側情報伝達手段８は、現像装置４が装置本体に装着された状態において、メモリ７と正対する位置に設けてある。これにより、装置本体に設けられた制御回路部９（コントローラ部）が、本体側情報伝達手段８を介してメモリ７との間で電気的情報の授受（情報の読み出し及び書き込み）を行う。ここで、メモリ７には現像装置４が新品か否かを識別するための新品識別情報が記憶されており、制御回路部９が本体側情報伝達手段８を介して新品識別情報の読み出し、書き込みを行う。
【００２５】
また、現像装置４は物流時に現像室３ａからトナーが漏れないように、現像容器内のトナーを現像ローラ１および供給ローラ２から隔離する取り外し可能なシール部材としてのトナーシール３ｃが設けられている。現像装置４は、トナーシールが引き抜かれることによって収容室３ｂのトナーが現像室３ａへ移動可能な状態となってから使用される。
【００２６】
（４）現像装置への駆動伝達機構
次に、画像形成装置本体が有する駆動手段としてのモータ３０から現像装置４が有する現像ローラ１および供給ローラ２への駆動伝達機構について図４を用いて説明する。現像装置４にはモータ３０からの駆動を受け取るカップリングギア２６が設けられている。また、供給ローラに駆動を伝達する供給ギア２７と、現像ローラに駆動を伝達するワンウェイクラッチ２８、現像ギア２９がそれぞれ設けられている。モータ３０の駆動回転方向は矢印Ｅ方向、矢印Ｆ方向いずれへも回転可能である。
【００２７】
画像形成時には、モータ３０はＥ方向に回転する。モータ３０がＥ方向に回転すると、モータ３０からの駆動をカップリングギア２６が受け取り、カップリングギア２６により駆動される供給ローラのギア２７および供給ローラがＣ方向に回転する。また、モータ３０がＥ方向に回転すると、カップリングギア２６を介してワンウェイクラッチ２８へも駆動が伝達される。ワンウェイクラッチ２８は画像形成動作時の回転方向である矢印Ｂ方向へ回転した場合のみ、現像ローラのギア２９と係合しギア２９へ駆動伝達し、現像ローラをＢ方向に回転させる。
【００２８】
一方、後述の充填モード時には、モータ３０は画像形成時とは逆方向のＦ方向に回転する。モータ３０がＦ方向に回転すると、モータ３０からの駆動をカップリングギア２６が受け取り、カップリングギア２６により供給ローラのギア２７が駆動され、供給ローラがＤ方向に１３５（ｒｐｍ）で回転する。また、モータ３０がＦ方向に回転すると、ワンウェイクラッチ２８と現像ギア２９が係合せず、現像ギア２９および現像ローラへは駆動が伝達されない。
【００２９】
（５）充填モード
（５−１）フロー
次に、本発明の特徴である充填モードについて、以下に図５のフローチャートを参照して説明する。図５は、図１に示される画像形成装置の動作のフローチャートである。まず、画像形成装置の電源がＯＮにされるか、現像装置交換用ドアが閉じられる（Ｓ１）と、制御回路部９が本体側情報伝達手段８を介してメモリ７の情報を読み出し、現像装置４が新品であるか否かの判断を行う（Ｓ２）。
【００３０】
現像装置４が新品でない場合は、画像形成装置は、プリント可能状態であるスタンバイ状態へ移行する（Ｓ５）。現像装置４が新品であった場合は、充填モードを実行する。すなわち、モータ３０がＦ方向に回転し、供給ローラ２が画像形成時とは逆のＤ方向に１０秒間回転する（Ｓ３）。その後、制御回路部９が本体側情報伝達手段８を介してメモリ７に、使用中である（新品でない）旨の情報を書き込む（Ｓ４）。その後、画像形成装置はプリント可能状態であるスタンバイ状態へ移行する（Ｓ５）。
【００３１】
（５−２）効果とメカニズム
トナーシール３ｃを除去した直後の新品の現像装置４に対して、最初の画像形成を行う前に供給ローラ２を回転させた場合について、供給ローラの回転時間とウレタンスポンジ層に含まれるトナー量との関係を図６に示す。図６では供給ローラを画像形成時の回転方向であるＣ方向に回転した場合の結果を白抜きプロットの細実線で示し、画像形成時とは逆の回転方向であるＤ方向に回転した場合の結果を黒塗りプロットの太実線で示している。また、良好な画像品質で印刷できる供給ローラの含み量を点線で示している。図６に示されるように、Ｃ方向ではおよそ１００秒間回転すると充分な含有量を確保できるのに対し、Ｄ方向ではおよそ１０秒間の回転で充分な含有量を確保することが出来る。したがって、従来は、新品時に最初の画像形成を行う前に、ウレタンスポンジ層内に充分なトナーを含むために長時間かけて画像形成時の回転方向であるＣ方向に回転させていたのに対して、本実施例の充填モードを実行することにより、ウレタンスポンジ層内に速やかに充分なトナーを含むことができるので、速やかにプリント可能な状態となる。
【００３２】
以下、本実施例の充填モードによって、ウレタンスポンジ層内に速やかに十分なトナーを含むことができるメカニズムについて推察する。
【００３３】
まず、供給ローラの回転に伴うウレタンスポンジ層へのトナーの出入りについて、図２を用いて考察する。前述したように供給ローラ２は現像ローラ１に圧接して配置されているので、供給ローラ２がＣ方向に回転した場合、現像ローラ１と接触し始めるＸ部（現像ローラ１と供給ローラ２との接触領域のうち、供給ローラの回転方向Ｃにおける最上流位置）でウレタンスポンジ層が圧縮され、ウレタンスポンジ層内のトナーがウレタンスポンジ層外に押し出される。さらに回転し、現像ローラとのニップで現像ローラにトナーが供給され、ニップを通過後のＹ部（現像ローラ１と供給ローラ２との接触領域のうち、供給ローラの回転方向Ｃにおける最下流位置）でウレタンスポンジ層が圧縮から開放され、現像ローラ上のトナー及びＹ部周囲のトナーを吸入する。すなわち、にウレタンスポンジ層は、画像形成時にＹ部でトナーを吸入し、Ｘ部でトナーを排出する。このようなプロセスを繰り返すことで、供給ローラ２が現像ローラ１にトナーを供給して画像形成を行っている。
【００３４】
一方、本実施例の充填モードのように、供給ローラを画像形成時とは逆向きのＤ方向に回転する場合、ウレタンスポンジ層はＹ部で圧縮され、Ｘ部で圧縮から開放される。これにより、ウレタンスポンジ層は、Ｘ部でトナーを吸入し、Ｙ部でトナーを排出する。ここで、Ｘ部がＹ部よりも上方に配置されていることによりＸ部の方がＹ部よりもトナーの重さが直接的にかかるので、Ｄ方向に回転した方がトナーを吸入する力が一層強まるのではないかと推測できる。したがって、図３において供給ローラをＤ方向に回転した方がＣ方向に回転するよりもトナーを速やかに含むことができると考えられる。
【００３５】
（６）補足
なお、本実施形態においては、現像装置４か新品か否かを検知する検知手段として、新品か否かの情報を記憶したメモリ７とその情報を読み出し・書き換え可能な制御回路部を設けたが、新品か否かの情報を検知できればよく、本実施例の形態に限らない。例えば、画像形成装置に新品の現像装置が装着され、初期動作後に現像装置の突起をなくすなどして現像装置の形状が変化したことを光学センサにより検知する等、検知手段は適宜選択すればよい。
【００３６】
また、本実施例では充填モードを前多回転中に実行したが、これに限るものではない。すなわち、現像装置４が新品であることが検知された場合に、現像装置４による最初の画像形成の前に充填モードを実行すればよい。ここで、すなわち、現像装置４が新品であることが検知されてから充填モードの実行が完了するまでの間は画像形成を行わず、充填モードの実行が完了してから画像形成を行う。
【００３７】
また、本実施例ではトナーシール２ｃが設けられているが、トナーシール３ｃがなく新品時に供給ローラがトナーに埋まっているような現像装置４においても、供給ローラのウレタンスポンジ層内にトナーが十分充填されていない場合に本発明は適用可能である。
【００３８】
また、本実施例のように、一つのモータ３０を用いて現像ローラ１と供給ローラ２を駆動する場合、充填モード実行時に、供給ローラ２をＤ方向に回転させるためにモータ３０をＦ方向に回転させるときに、前述のようにモータ３０から現像ローラへの駆動伝達は行わない方が良い。なぜなら、現像ローラを画像形成時と逆方向に回転させると、現像装置４からトナー漏れが発生する恐れがあるからである。また、現像ローラ１と供給ローラ２のそれぞれに独立してモータを設けて、充填モード時は供給ローラ２のモータのみ画像形成時と逆方向に回転してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１  現像ローラ
１ａ  現像ローラのシャフト
２  供給ローラ
２ａ  供給ローラのシャフト
３ａ  現像室
３ｂ  トナー収容室
３ｃ  トナーシール
４  現像装置
５  規制部材
６  もれ防止シート
７  メモリ
８  情報伝達部
９  制御回路部
１０  画像形成装置
１１  感光ドラム
１２  帯電ローラ
１３  レーザー光源装置
１４  転写ローラ
１５  記録紙
１６  定着装置
１７  クリーニングブレード
１８  廃トナー容器
２６  カップリングギア
２７  供給ギア
２８  ワンウェイクラッチ
２９  現像ギア
【図１】
0005697431.tif 000002
【図２】
0005697431.tif 000003
【図３】
0005697431.tif 000004
【図４】
0005697431.tif 000005
【図５】
0005697431.tif 000006
【図６】
0005697431.tif 000007
【図７】
0005697431.tif 000008