(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を攪拌して現像剤を帯電させる機能と現像剤担持体近辺に現像剤を供給する機能を有する現像剤撹拌機構と、
固定配置されたマグネットローラとマグネットローラ周辺を覆う現像スリーブで形成される現像剤を現像位置まで担持する現像剤担持機構と、
該現像担持体に所定の間隔をおいて対向配置され現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制する機能と現像剤を帯電させる機能を有する層厚規制部材と、
現像スリーブ上から飛散するトナーを吸引する機能を有する現像スリーブ下方設置された吸引口と飛散するトナーを該吸引口から吸引させる吸引手段から構成される飛散トナー吸引機構と、
現像剤中のトナー濃度を検知する透磁率センサ及び画像のトナー付着量を検知する光学センサを少なくとも有している現像装置において、
吸引口の端部に設置される吸引口清掃部材と吸引口清掃部材を吸引口の主走査方向へ往復動作させる吸引口清掃部材動作機構を有し、
所定のタイミングで、吸引口の端部に設置される吸引口清掃部材が吸引口の主走査方向へ往復動作する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、
前記所定のタイミングは、
現像剤中のトナー濃度を検知する透磁率センサの出力（Ｖｔ）が、所定の閾値以下となった場合である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の現像装置において、
前記所定のタイミングは、
前回作像終了時の時間情報（ｔ１）と作像スタート時の時間情報（ｔ２）とが、その差分（ｔ２−ｔ１）が所定の閾値以上となった場合である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１に記載の二成分現像装置において、
前記所定のタイミングは、
ジョブが入力されたときの定着温度を定着温度制御に用いるサーモスタットにより検知し、検知温度が所定の閾値以下となった場合である
ことを特徴とする二成分現像装置。
【請求項５】
請求項１に記載の二成分現像装置において、
前記所定のタイミングは、
作像スタート時の該透磁率センサの出力値Ｖｔ（α）と前回作像終了時の該透磁率センサの出力値Ｖｔ（β）の差分（Ｖｔ（α）−Ｖｔ（β））が所定の閾値以上ととなった場合である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の現像装置において、
ジョブエンド（作像動作終了時）により、吸引口の端部に設置される吸引口清掃部材の主走査方向への往復動作頻度を変更する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれかに記載の現像装置において、
現像剤の作像カウンター値により、吸引口の端部に設置される吸引口清掃部材の主走査方向への往復動作頻度を変更する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１ないし５のいずれかに記載の現像装置において、
作像時の画像面積率情報により、吸引口の端部に設置される吸引口清掃部材の主走査方向への往復動作頻度を変更する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項１ないし５のいずれかに記載の現像装置において、
前記現像装置は、さらに、現像剤周辺の温湿度を検知する温湿度センサを備え、
前記温湿度センサによる温湿度情報により、吸引口の端部に設置される吸引口清掃部材の主走査方向への往復動作頻度を変更する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
少なくとも像担持体と現像装置とを一体に支持していて、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
前記プロセスカートリッジは、請求項１ないし９のいずれかに記載の現像装置を備えている
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１１】
静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体に接触又は近接して配設されて、該像担持体表面を帯電する帯電装置と、該像担持体表面を露光し、静電潜像を書き込む露光装置と、該像担持体表面に形成された潜像にトナーで可視像化する現像装置と、該像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写装置と、該転写装置の下流に配設されて、前記像担持体表面のトナーをクリーニングするクリーニング装置と、を備える画像形成装置において、
前記画像形成装置は、請求項１ないし９のいずれかに記載の現像装置又は請求項１０に記載のプロセスカートリッジを備えている
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、電子写真方式の複写機やプリンター等に用いられる現像装置に関するもので、特に、磁性キャリアとトナーとの二成分現像剤を用いる現像装置における飛散したトナー回収する吸引口を清掃する二成分現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置では、像担持体表面に静電潜像を形成し、この静電潜像を可視像化するために、現像剤を収容し、現像工程にて現像剤を潜像担持体へと移動させて静電潜像を現像して可視像を形成する現像装置を備えている。
また、画像形成装置における現像方式は、大きく二成分現像方式と一成分現像方式とに分けられる。二成分現像方式は、トナーと磁性キャリアを含む現像剤を用い、一成分現像方式は、磁性キャリアを含まず、トナーからなる現像剤を用いている。また、一成分現像方式では、さらに、例えば磁性一成分トナーと、非磁性一成分トナーとに分類できる。
二成分現像方式では、磁性キャリアとトナーとを混合・攪拌する必要があり、これらの混合・攪拌が十分な場合はいいが、混合・攪拌が十分でない場合又は経時的に磁性キャリアとトナーとの表面状態が変化した場合などは、トナーが磁性キャリア表面から遊離して飛散するという不具合がある。
【０００３】
特許文献１では、「感光ドラムの回転方向に従って現像器の下流に設けられ、且つ感光ドラムの幅方向に沿って吸気口を有するダクトと、ダクト内でダクトに沿って配置された回転するスクリューと、前記ダクト内を通して吸気する吸気手段と、前記吸気口から前記スクリューおよび吸気により運ばれたトナーを回収する回収手段とを有する」飛散トナーの回収機構が開示されている。
また、特許文献２では、「所定の現像剤を収容する現像器を有する電子写真方式の画像形成装置において、前記現像器の現像ニップに対向するように、空気を吸込み可能な吸引口を有するダクトを一体的に設けた」画像形成装置。が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、引用文献１、２では、飛散トナーを回収する手段等は記載されているが、回収する吸引口の目詰まりに対する対応策が記載されていない。
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、飛散トナーの吸引口を吸引口清掃部材により、所定のタイミングで、清掃することで、常に、吸引口の目詰まりを防止し、吸引口の吸引力を常に安定した状態に保つ現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。
【０００５】
さらに、吸引口清掃動作の実行する所定のタイミングとして、二成分現像剤中のトナーが飛散しやすいトナー濃度を検知して、現像装置、画像形成装置が動作しない時間となる非画像形成時間であるダウンタイムを少なくし、かつ消費電力を低減する現像装置、プロセスカートリッジ及び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】
【０００６】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の現像装置では、現像剤を攪拌して現像剤を帯電させる機能と現像剤担持体近辺に現像剤を供給する機能を有する現像剤撹拌手段と、マグネットローラを備え、現像剤を現像位置まで搬送し、担持する現像スリーブと、現像スリーブ上の現像剤の層厚を規制する層厚規制部材と、現像スリーブ上から飛散するトナーを吸引する機能を有し、現像スリーブ下方設置された吸引口とを少なくとも有する現像装置において、吸引口の端部に設置される吸引口清掃部材と吸引口清掃部材を吸引口の主走査方向へ往復動作させる吸引口清掃部材動作機構を有し、所定のタイミングで吸引口の端部に設置される吸引口清掃部材が吸引口の主走査方向へ往復動作することを特徴とする。
また、本発明の現像装置では、さらに、前記所定のタイミングは、現像剤中のトナー濃度を検知する透磁率センサの出力（Ｖｔ）が、所定の閾値以下となった場合であることを特徴とする。
また、本発明の現像装置では、さらに、前記所定のタイミングは、前回作像終了時の時間情報（ｔ１）と作像スタート時の時間情報（ｔ２）とが、その差分（ｔ２−ｔ１）が所定の閾値以上となった場合であることを特徴とする。
また、本発明の現像装置では、さらに、前記所定のタイミングは、ジョブが入力されたときの定着温度を定着温度制御に用いるサーモスタットにより検知し、検知温度が所定の閾値以下となった場合であることを特徴とする。
また、本発明の現像装置では、さらに、前記所定のタイミングは、作像スタート時の該透磁率センサの出力値Ｖｔ（α）と前回作像終了時の該透磁率センサの出力値Ｖｔ（β）の差分（Ｖｔ（α）−Ｖｔ（β））が所定の閾値以上ととなった場合であることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の現像装置では、さらに、ジョブエンド時に吸引口の端部に設置される吸引口清掃部材の主走査方向への往復動作頻度を変更することを特徴とする。
また、本発明の現像装置では、さらに、現像剤の作像カウンター値により、吸引口の端部に設置される吸引口清掃部材の主走査方向への往復動作頻度を変更することを特徴とする。  
また、本発明の現像装置では、さらに、作像時の画像面積率情報により、吸引口の端部に設置される吸引口清掃部材の主走査方向への往復動作頻度を変更することを特徴とする。
また、本発明の現像装置では、さらに、前記現像装置は、現像剤周辺の温湿度を検知する温湿度センサを備え、前記温湿度センサによる温湿度情報により、吸引口の端部に設置される吸引口清掃部材の主走査方向への往復動作頻度を変更することを特徴とする。
【０００８】
本発明のプロセスカートリッジでは、少なくとも像担持体と現像装置とを一体に支持していて、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、上記のいずれかに記載の現像装置を備えていることを特徴とする。
本発明の画像形成装置では、静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体に接触又は近接して配設されて、該像担持体表面を帯電する帯電装置と、該像担持体表面を露光し、静電潜像を書き込む露光装置と、該像担持体表面に形成された潜像にトナーで可視像化する現像装置と、該像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写装置と、該転写装置の下流に配設されて、前記像担持体表面のトナーをクリーニングするクリーニング装置と、を備える画像形成装置において、上記いずれかに記載の現像装置又はプロセスカートリッジを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記課題を解決する手段である本発明の現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置によって、飛散トナーの吸引口を吸引口清掃部材により、所定のタイミングで、清掃することで、常に、吸引口の目詰まりを防止し、吸引口の吸引力を常に安定した状態に保つことができるという特有の効果を奏する。
本発明の現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置によって、二成分現像剤中のトナーが飛散しやすいトナー濃度を検知して、所定のタイミングで、清掃することで、常に、吸引口の目詰まりを防止し、吸引口の吸引力を常に安定した状態に保つことができるという特有の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の現像装置を備える画像形成装置の一実施形態の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の現像装置を備えるプロセスカートリッジの一実施形態の構成を示す図である。
【図３】本発明の現像装置の構成を示す図であり、（ａ）は中央部分の断面であり、（ｂ）はフロント側(端部)断面図であり、（ｃ）は正面図であり、（ｄ）は吸引口清掃部材動作機構を示す概略図である。
【図４】標準条件（初期現像剤／環境条件２３℃５０％ＲＨ）時の現像剤中のトナー濃度とＴセンサの出力値の関係を示している。
【図５】吸引口清掃機構無しの場合と吸引口清掃機構有りの場合で、通紙枚数と吸引口における吸引力との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の現像装置における吸引口における清掃部材の清掃動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の現像装置を備える画像形成装置における動作を示すフローチャートである。
【図８】トナー帯電量とトナー飛散量との関係を示すグラフである。
【図９】作像後放置時間とトナー帯電量との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の現像装置を備える画像形成装置における動作を示すフローチャートである。
【図１１】作像後放置時間と定着装置のサーモスタットの検知温度との関係を示すグラフである。
【図１２】本発明の現像装置を備える画像形成装置における動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の現像装置を備える画像形成装置における動作を示すフローチャートである。
【図１４】トナー濃度７[wt％]のときトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）とＴセンサ出力値（Ｖｔ）の関係を示すグラフである。
【図１５】本発明の現像装置を備える画像形成装置における吸引口における清掃部材の他の清掃動作を示すフローチャートである。
【図１６】吸引口清掃機構無しの場合と吸引口清掃機構有りで、清掃動作のカウンタ閾値の変更の有無の場合で、通紙枚数と吸引口における吸引力との関係を示すグラフである。
【図１７】吸引口清掃機構無しの場合と吸引口清掃機構有りで、清掃動作のカウンタ閾値の変更の有無の場合で、通紙枚数と吸引口における吸引力との関係を示すグラフである。
【図１８】吸引口清掃機構無しの場合と吸引口清掃機構有りで、環境条件で清掃動作のカウンタ閾値を制御している場合とで、通紙枚数と吸引口における吸引力との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の現像装置を備える画像形成装置の一実施形態の構成を示す概略図である。図１には中間転写ベルトを有した代表的なタンデム型画像形成装置を一例に挙げており、本発明は以下の構成のみに捉われるものではない。
本発明の例として、図１に基づいてフルカラー画像形成装置で説明する。
本発明の画像形成装置１は、上の方から、置かれた原稿を自動的に搬送する自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）５と、原稿を読み取るスキャナ（読取装置）４、トナー画像を形成する画像形成部３、そして、その下に記録紙等の記録媒体６を備え、供給する給紙部２が配置されている。
画像形成装置１は、その中央部に画像形成部３が配置されている。画像形成部３では、その内部の略中央に、プロセスカートリッジとしての作像ユニット１０をイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色トナーに対応した４つを水平な横方向に並列に並べたタンデム型に配列している。
４つの作像ユニット１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋの上方には、帯電した各感光体１１の表面に各色の画像データに基づいて露光をし、潜像を形成する露光装置１２が備えられている。また、４つの作像ユニット１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋの下方には、ポリイミドやポリアミド等の耐熱性材料からなり、中抵抗に調整された基体からなる無端状ベルトをローラ６５１、６５２、６５３に掛け回して支持し、回転駆動する中間転写ベルト６１を備える転写装置６０を配置している。
いずれの作像ユニット１０でも同様の構成であるので、この図においては、色の区別に関係ない場合はＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋの表示を省略する。各作像ユニット１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋは、感光体１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋを有し、各感光体１１の周りには、感光体１１表面に電荷を与える帯電装置２０、感光体１１表面に形成された潜像を、磁性キャリアと各色トナーとからなる二成分現像剤で現像してトナー像とする二成分現像装置３０、感光体１１表面に、図示しない潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置、トナー像転写後の感光体１１表面のクリーニングをするクリーニングブレードを備えるクリーニング装置４０がそれぞれ配置されている。これで、一つの作像ユニット１０を形成している。
【００１２】
感光体１１は、アモロファスシリコーン、セレン等の金属、または、有機感光体であり、ここでは、有機感光体で説明する。有機感光体１１としては、導電性支持体上に、フィラー分散した樹脂層、電荷発生層及び電荷輸送層を有する感光層、その表面にフィラーを分散させた保護層を有する。
感光層は電荷発生物質と電荷輸送物質を含む単層構成の感光層でも構わないが、電荷発生層と電荷輸送層で構成される積層型が感度、耐久性において優れている。
電荷発生層は、電荷発生能を有する顔料を必要に応じてバインダー樹脂とともに適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波などを用いて分散し、これを導電性支持体上に塗布し、乾燥することにより形成される。結着樹脂としてはポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンザール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリフェニレンオキシド、ポリアミド、ポリビニルピリジン、セルロース系樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等があげられる。結着樹脂の量は、電荷発生物質１００質量部に対し０〜５００質量部、好ましくは１０〜３００質量部が適当である。
また、電荷輸送層は、電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成できる。電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。結着樹脂としてはポリスチレン、スチレン−アクリルニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアレート、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。
また、保護層が感光層の上に設けられることもある。保護層を設け、耐久性を向上させることによって、本発明の高感度で異常欠陥のない感光体１１を有用に用いることができる。
保護層に使用される材料としてはＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリメチルベンテン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。中でも、ポリカーボネートもしくはポリアリレートが最も良好に使用できる。保護層にはその他、耐摩耗性を向上する目的でポリテトラフルオロエチレンのような弗素樹脂、シリコーン樹脂、及びこれらの樹脂に酸化チタン、酸化錫、チタン酸カリウム、シリカ等の無機フィラー、また有機フィラーを分散したもの等を添加することができる。保護層中のフィラー濃度は使用するフィラー種により、また感光体１１を使用する電子写真プロセス条件によっても異なるが、保護層９の最表層側において全固形分に対するフィラーの比で５質量％以上、好ましくは１０質量％以上、５０質量％以下、好ましくは３０質量％以下程度が良好である。
【００１３】
帯電装置２０は、帯電部材として導電性芯金の外側に中抵抗の弾性層を被覆して構成される帯電ローラ２１を備える。帯電ローラは、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が印加される。このイオンを放電する帯電ローラ２１は、材質としては弾性樹脂ローラを用いている。また、帯電ローラ２１は電気抵抗の調整のために、カーボンブラック等の無機導電材、イオン導電材を含有することがある。
また、帯電ローラ２１は、感光体１１に対して微小な間隙をもって配設される。この微小な間隙は、例えば、帯電ローラ２１の両端部の非画像形成領域に一定の厚みを有するスペーサ部材を巻き付けるなどして、スペーサ部材の表面を感光体１１表面に当接させることで、設定することができる。また、帯電ローラ２１は、感光体に近接させずに、接触させても良い。ローラ形状であり、感光体１１に近接している部分で、放電して、感光体１１を帯電させることができる。また、近接させて非接触にすることで、帯電ローラ２１の転写残トナーによる汚れの発生を抑えることができる。また、帯電ローラ２１には、帯電ローラ２１表面に接触してクリーニングする図示しない帯電クリーナローラが設けられている。
【００１４】
二成分現像装置（以下、単に「現像装置」と記す。）３０は、磁性キャリア（以下、単に「キャリア」と記す。）とトナーとを有する二成分現像剤を用いている。そして、潜像を有する感光体１１を現像するために、対向する位置に設けられている。
二成分現像剤中のキャリアの含有量は、９０〜９８重量％であることが好ましく、９３〜９７重量％がさらに好ましい。
キャリアは、とくに、限定されないが、芯材と、芯材を被覆する樹脂層を有することが好ましい。芯材は、体積平均粒径が１０〜１５０μｍであることが好ましく、２０〜８０μｍがさらに好ましい。樹脂層の材料としては、例えば、アミノ系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンと非フッ化単量体のターポリマー等のフルオロターポリマー、シリコーン樹脂等が挙げられ、二種以上併用してもよい。また、樹脂層は、必要に応じて、導電粉等を含有してもよい。この被覆する樹脂層の厚さは、０．１〜４μｍであることが好ましく、０．５〜２μｍがさらに好ましい。
トナー材料としては、スチレンアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオール系樹脂、エポキシ系樹脂等のトナーバインダーと、着色剤とを含有し、必要に応じて、荷電制御剤、ワックス等のその他の成分を含有する。また、ここでは、トナーバインダーとして、ポリエチレン、ポリプロピレン等のワックスを用いていることが多い。ワックスを持ちいつことで、離型性が良く、また、低温で容易に変形することから、トナーが定着装置７０の加圧ローラ７１、７２に付着することなく加圧で定着させることができる。
また、上記材料を熱溶融混練し得られた混練物を各種溶媒に一度溶解、分散した液を、前記トナー製造方法により微小液滴とし乾燥固化させることで、目的のトナーを得ることも可能である。また、トナーの体積平均粒径は、４〜１０μｍであることが好ましく、５〜８μｍがさらに好ましい。さらに、流動性等を改質するために無機微粒子、有機微粒子の外添剤を含んでいても良い。
また、現像装置３０は、詳細については後述する。
【００１５】
クリーニング装置４０は、クリーニングブレード及びそのブレードを保持するホルダー等で構成され、感光体１１に対してそのブレード部材を圧接させることにより、感光体１１から残留トナーを除去する。また、クリーニングブレードが感光体１１と当接・離間する機構を備え、画像形成装置１の制御部にて、任意に当接・離間させることができる。クリーニングブレードをカウンタ方式で、感光体１１に当接し、これによって、感光体１１上に残留するトナー、汚れとして付着している記録媒体のタルク、カオリン、炭酸カルシウム等の添剤を感光体１１から除去してクリーニングする。除去したトナー等は、図示しない廃トナー回収コイルで、図示しない廃トナー容器に搬送し、貯留する。
クリーニング装置４０によりクリーニングされて感光体１１から取り除かれたトナーは、トナー搬送部材によって、サービスマンなどにより回収されるか、あるいはリサイクルトナーとして現像装置などに運ばれ現像に使用される。
【００１６】
転写装置６０は、トナー像が積層される中間転写ベルト６１、感光体１１上のトナー像を中間転写ベルト６１に転写・積層させる一次転写ローラ６２、積層されたトナー像を記録媒体６に転写する二次転写ローラ６３等を備えている。さらに、転写装置６０は、二次転写ローラ６３に対向する部分で、中間転写ベルト６１の内側には、対向部材となる支持ローラ６５３が対向するように設けている。
中間転写ベルト６１を挟んで、各感光体１１と対向する位置には、感光体１１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト６１上に一次転写する一次転写ローラ６２がそれぞれ配置されている。一次転写ローラ６２は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が印加される。印加する電圧の極性としては、トナーの電荷の極性とは逆の極性で、感光体１１から中間転写ベルト６１側に引き寄せ移行させることで、一次転写する。また、この一次転写ローラ６２は電気抵抗の調整のために、カーボンブラック等の無機導電材、イオン導電材を含有させ、半導電性にすることが好ましい。一次転写ローラ６２の抵抗値が異なっていても転写効率はほとんど変わらないが、画像面積比が異なると転写効率は大きく異なってくるため、安定して転写効率を維持できない。これは、転写ニップ部においてトナーが介在しない部分に電流が優先的に流れてしまう結果、画像面積比が小さい場合には転写電圧値が低くなって転写に必要な電界が十分得られなくなるためである。特に、一次転写ローラ６２の抵抗値が低い場合には転写部に介在するトナーの抵抗値の影響が大きくなるため、一次転写ローラ６２の抵抗値が低い場合ほど顕著になる。このように定電流制御を採用する場合には一次転写ローラ６２として抵抗値の高いものを使用することが望まれるが、その抵抗値が５×１０８Ωを越えると電流のリークによってトナー像を乱すおそれが強まる。したがって、一次転写ローラの抵抗値は、１×１０５Ω以上５×１０８Ω以下の範囲内のものを用いるのが好ましい。トナーが介在しない部分に電流が優先的に流れてしまう現象は、上述のトナー抵抗によるだけでなく、一次転写ローラ６２の中心に設けられている芯金に印加される一次転写電圧と感光体１１との電位差が、トナーが現像されていない個所の方が、トナーが現像された個所よりも大きいために、より大きな電位差の方に転写電流が流れ易いことにもよる。これは、トナー像が感光体１１の帯電極性と同じで、感光体１１の像露光を受けて感光体電位が除電された個所にトナーが現像されることで感光体１１上にトナー像を形成する画像形成装置１の場合に発生する。トナー像の形成されていない個所の感光体電位が高く、トナー像の形成された個所の感光体電位は低いが、転写電位は感光体電位と逆極性なので、一次転写電圧と感光体電位との差が、トナーが現像されていない個所の方が、トナーが現像された個所よりも大きくなる。この場合一次転写ローラ６２の抵抗値は、望ましくは、５×１０７Ω以上５×１０８Ω以下の範囲内のものが好ましい。
【００１７】
また、中間転写ベルト６１に積層されたトナー像は、二次転写ローラ６３で記録媒体に二次転写される。二次転写ローラ６３には、一次転写ローラ６２と同様に、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が印加される。印加する電圧の極性としては、トナーの電荷の極性とは逆の極性で、中間転写ベルト６１から、搬送されてきた記録媒体側に引き寄せ移行させることで、二次転写する。
二次転写ローラ６３は、金属よりなる円筒状の芯金と、この芯金の外周面に形成された弾性層と、この弾性層の外周面に形成された樹脂材料からなる表面層とから構成されている。
芯金を構成する金属としては、特に限定されるものではないが、例えば、ステンレス、アルミニウムなどの金属材料が用いられる。芯金の上に形成される弾性層には一般的にゴム材料が使用されゴム層６５ｂとなっている。これは、二次転写ローラ６３を変形させて二次転写ニップ部を確保のために二次転写ローラ６３には弾性機能が要求されることに起因するものであり、ＪＩＳ−Ａ硬度で７０度以下が望ましい。
また、二次転写ローラ６３のクリーニング手段としてクリーニングブレード２２を使用しているため、弾性層が柔らかすぎると、クリーニングブレード２２の当接状態が不安定となり適正なクリーニング角度が得られなくなる。よって、弾性層の硬度としてはＪＩＳ−Ａ４０度以上が望ましい。
また、二次転写ローラ６３が絶縁体ではトナー画像を記録体に転写するという機能が果たしえないため、導電機能を付与された発泡樹脂剤で、厚さは２ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。導電機能を付与する材料としては、カーボンブラックが分散されたＥＰＤＭやＳｉゴム、またイオン導電機能を有するＮＢＲ、ウレタンゴム等を使用してもよい。
弾性層に用いられる発泡樹脂剤の多くがトナーに対し化学的親和性が高く、摩擦係数が大きいため、クリーニングブレード２２が接触している表面層に必要な機能としては、低摩擦係数、トナー離型性が必要となることから、二次転写ローラ６３の表面層は、フッ素樹脂系樹脂に抵抗制御材を加えて抵抗調整し用いられる。
さらに、二次転写ローラ６３は、中間転写ベルト６１と接触して回転していることから、中間転写ベルト６１と二次転写ローラ６３との間に微小な線速差が発生すると中間転写ベルト６１の駆動に影響を与えてしまう。よって、中間転写ベルト６１とのすべり性が二次転写ローラ６３の表面層には要求されるため、表面層の最表面の摩擦係数０．４以下になるように設定することが望ましい。
また、中間転写ベルト６１には、二次転写後の中間転写ベルト６１の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置６４が設けられている。
また、支持ローラ６５３が中間転写ベルト６１と当接・離間する機構を備え、画像形成装置１本体の制御部にて、任意に当接・離間させることができる。
【００１８】
さらに、この画像形成装置１には、中間転写ベルト６１に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置６７が設けられている。潤滑剤塗布装置６７は、固定されたケースに収容された固形潤滑剤と、固形潤滑剤に接触して潤滑剤を削り取り、中間転写ベルト６１に塗布するブラシローラとブラシローラで塗布された潤滑剤を均す潤滑剤塗布ブレードを備える。固形潤滑剤は、直方体状に形成されており、加圧バネによってブラシローラ側に付勢されている。固形潤滑剤はブラシローラによって削り取られ消耗し、経時的にその厚みが減少するが、加圧バネで加圧されているために常時ブラシローラに当接している。ブラシローラは、回転しながら削り取った潤滑剤を中間転写ベルト６１表面に塗布する。
なお、同様の機能を有する潤滑剤塗布装置を感光体１１に対して配設してもよい。
本実施形態においては、上記ブラシローラによる潤滑剤塗布位置に対して移動方向の下流側の中間転写ベルト６１表面に潤滑剤均し手段としての不図示の潤滑剤塗布ブレードを当接させている。潤滑剤塗布ブレードは弾性体であるゴムから構成されているものであり、クリーニング手段としての機能も持たせ、中間転写ベルト６１の移動方向に対してカウンタ方向に当接してある。上記固形潤滑剤としては、乾燥した固体疎水性潤滑剤を用いることが可能であり、ステアリン酸亜鉛の他にも、ステアリン酸、オレイン酸、パルチミン酸等の脂肪酸基を有する金属化合物なども使用できる。さらに、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、オオバ油、みつろう、ラノリンなどのワックス等も使用できる。
【００１９】
中間転写ベルト６１はＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）等を単層または複数層に構成し、カーボンブラック等の導電性材料を分散させ、その体積抵抗率を１０８〜１０１２Ωｃｍ、かつ表面抵抗率を１０９〜１０１３Ωｃｍの範囲となるよう調整されている。なお、必要に応じ該中間転写ベルト６１の表面に離型層をコートしても良い。コートに用いる材料としては、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、
ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＰＥＡ（パ−フルオロアルコキシフッ素樹脂）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体）、ＰＶＦ（フッ化ビニル）等のフッ素樹脂が使用できるが、これに限定されるものではない。
中間転写ベルト６１の製造方法は注型法、遠心成形法等があり、必要に応じてその表面を研磨しても良い。
中間転写ベルト６１の体積抵抗率が上述した範囲を超えると、転写に必要なバイアスが高くなるため、電源コストの増大を招くため好ましくない。また、転写工程、転写紙剥離工程などで中間転写ベルト６１の帯電電位が高くなり、かつ自己放電が困難になるため除電手段を設ける必要が生じる。また、体積抵抗率および表面抵抗率が前記範囲を下回ると、帯電電位の減衰が早くなるため自己放電による除電には有利となるが、転写時の電流が面方向に流れるためトナー飛び散りが発生してしまう。したがって、本発明における中間転写ベルト６１の体積抵抗率および表面抵抗率は前記範囲内でなければならない。
なお、体積抵抗率及び表面抵抗率の測定は高抵抗抵抗率計（三菱化学社製：ハイレスタＩＰ）にＨＲＳプローブ（内側電極直径５．９ｍｍ、リング電極内径１１ｍｍ）を接続し、中間転写ベルト６１の表裏に１００Ｖ（表面抵抗率は５００Ｖ）の電圧を印加して１０秒後の測定値を用いた。
【００２０】
図１では、転写装置６０の左方には、記録媒体６上のトナー像を記録媒体６に半永久的に定着させる定着装置７０が備えられている。定着装置７０は、図示しないが、主に、内部にハロゲンヒータを有する定着ローラ７１と、これに対向し、圧接して配置される加圧ローラ７２とから構成されている。定着装置７０は、フルカラーとモノクロ画像、あるいは片面か両面かにより定着条件を制御したり、記録媒体６の種類に応じて最適な定着条件となるよう、不図示の制御手段により制御される。
【００２１】
図２は、本発明の現像装置を備えるプロセスカートリッジの一実施形態の構成を示す図である。
図２に示すように、プロセスカートリッジ１０には、感光体１１を中心に、帯電装置２０、現像装置３０、クリーニング装置４０及び潤滑剤塗布装置６７と備えている。
本発明の現像装置を備えるプロセスカートリッジは、少なくとも感光体１１と現像装置３０とを一体に支持して、画像形成装置１に着脱可能になっている。
【００２２】
図３は、本発明の現像装置の構成を示す図であり、（ａ）は中央部分の断面であり、（ｂ）はフロント側(端部)断面図であり、（ｃ）は正面図であり、（ｄ）は吸引口清掃部材動作機構を示す概略図である。
本発明の現像装置３０の構成と動作とについて説明する。
図３（ａ）に示すように、本発明の現像装置３０は、現像剤を攪拌して現像剤を帯電させる機能と現像剤担持体である現像スリーブ３４の近辺に現像剤を供給する機能を有する現像剤撹拌機構３０ａと、図示しない固定配置されたマグネットローラとマグネットローラ周辺を覆う現像スリーブ３４で形成される現像剤を現像位置まで担持する現像剤担持機構３０ｂと、現像スリーブ３４に所定の間隔をおいて対向配置され現像スリーブ３４上の現像剤の層厚を規制する機能と現像剤を帯電させる機能を有する層厚規制部材３５とを備えている。さらに、詳細には、現像剤撹拌機構３０ａはトナーを現像剤と混合し、攪拌しながら現像スリーブ３４へ汲み上げる機構を併せて有する攪拌・搬送スクリュー３１、３２、３３は、それぞれ、第一現像剤攪拌手段３１、第二現像剤攪拌手段３２および第三現像剤攪拌手段３３であり、現像装置３０内のキャリアと補給トナー口３６から補給される補給トナーの濃度を均一に保ち、また、常に現像スリーブ３４の汲み上げ極に現像剤を供給する機能を有している。
まず、現像スリーブ３４の汲み上げ極が第一、第ニおよび第三現像剤攪拌手段３１、３２、３３によって撹拌された現像剤を汲み上げる。
次に汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ３４の層厚を規制する規制部材３４により、現像剤の層厚が規制され、現像極(主極)にて、感光体１１に書き込まれた潜像を現像する。
現像を経て、トナー濃度が変動(低下)した現像剤は、図示しない剤切り極にて、現像装置３０内に戻り、補給トナーと共に第一、ニおよび三現像剤攪拌手段３１、３２、３３により、撹拌されて、次の画像形成動作に供給される。
上記が一連の画像形成動作のサイクルとなり、このサイクルの連続で、画像形成動作が繰り返し行なわれる。
また、本発明の画像形成装置１では、現像装置３０に、現像剤のトナー濃度を検知するＴセンサ３９１が設けられている。Ｔセンサ３９１は、トナー濃度検知として用いられる磁気センサを用いて、現像剤における見かけの透磁率の変化を検出している。つまり、検知内容は、トナー濃度によって所定の箇所にある磁性キャリアの量が変動することから、Ｔセンサ３９１が透磁率の変化として検知する。この検知した透磁率を出力電圧として、この出力電圧とトナー濃度との関係を予め求めておく。したがって、Ｔセンサ３９１からの出力電圧からトナー濃度を検知することができる。
また、図４は、標準条件（初期現像剤／環境条件２３℃５０％ＲＨ）時の現像剤中のトナー濃度とＴセンサの出力値の関係を示している。
図４に示すように、現像剤中のトナー濃度とＴセンサ３９１の出力値は、線形の関係にあることが分かる。したがって、Ｔセンサ３９１の出力値を検知することでトナー濃度を検知することができる。
【００２３】
また、本発明の画像形成装置１では、感光体３の上に検出用基準潜像を形成し、その検出用基準潜像を現像装置３０により現像して得られる検出用基準画像の濃度を検知する光学センサ３９２が設けられている。これは、感光体１１上に、帯電装置２０により均一に帯電した後、露光装置１２あるいはＥＬ、ＬＥＤを用いる図示しない除電装置により、所定の間隔で感光体１１上に検出用基準潜像（基準パターン潜像）を形成し、この潜像を現像装置３０により現像して検出用基準画像（基準パターン画像）を形成する。つぎに、感光体１１上に作成した基準パターン像の濃度を、発光素子と受光素子との組み合わせによる光学センサ３９２で、受光素子が受光した光の強さから基準のトナー付着量を検知することができる。これによって、トナーの現像性を検知することができ、現像剤の状態を検知することができる。
本発明の画像形成装置１では、センサとしてＴセンサ３９１、光学センサ３９２のいずれを用いるものでも良いが、以下は、Ｔセンサ３９１を用いて説明する。
【００２４】
また、飛散防止部材３７は、画像形成動作中に現像ニップ部以外の感光体１１の部分を極力覆うことで、画像形成動作中のトナー飛散をある程度抑制する機能を有している。
また、本発明の現像装置３０は、さらに、図３（ａ）に示すように、現像スリーブ３４上から飛散するトナーを吸引する機能を有する現像スリーブ３４の下方設置された吸引口３８があり、図示しない吸引手段にて、作像中は常に図１中の矢印の方向に気流を発生させ、現像装置３０と感光体１１との間で発生する飛散トナーを吸引、除去している飛散トナー吸引機構３０ｃが設けられている。
また、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、飛散トナー吸引機構３０ｃの吸引口３８の内部には、吸引口清掃部材（以下、単に「清掃部材」と記す。）３８１が設けられている。この清掃部材３８１は、所定のタイミングにて、吸引口清掃部材動作機構３８２によって、吸引口３８の主走査方向へ往復動作することにより、吸引口３８に付着あるいは固着した飛散トナーを清掃し、吸引口３８のトナーの目詰まりを防止する。
本実施形態では、吸引口３８における清掃部材３８１を清掃部材動作機構３８２で、１００００枚作像毎に可動し、清掃部材３８１により、吸引口３８を清掃することとした。
清掃部材動作機構３８２としては、例えば、モータとワイヤとを配置し、モータの回転でワイヤを巻き取り、その時に、モータでワイヤに固定されている清掃部材３８１を摺動させて、吸引口３８を清掃するものを挙げることができる。
図３（ｄ）に示すように、吸引口３８を現像装置３０側（裏側）から見た模式図である。吸引口清掃部材動作機構３８２は、吸引口３８の主走査方向の両端部に設置されたワイヤ３８３を巻き取り機能付きモータ３８４、３８５と２つもモータの回転３８４、３８５により可動する吸引口清掃部材可動用ワイヤ３８３と吸引口清掃部材可動用ワイヤに固定された清掃部材支持体３８１ａより成る。吸引口清掃部材３８１が動作する際は、２つのモータ３８４、３８５の一方が図中の矢印の方向に回転し、もう一方が矢印と逆方向へ回転し、吸引口清掃部材可動用ワイヤ３８３に固定された清掃部材支持体３８１ａを可動させる。そうすることで、吸引口清掃部材３８１が吸引口３８を摺擦することで、吸引口３８に付着、あるいは、固着したトナーを除去する。
また、吸引口清掃部材３８１及び吸引口清掃部材支持体３８１ａは、清掃動作しない時には、吸引口３８の主走査方向のどちらか一端に停止し、待機しており、これがホームポジションとなっている。
但し、清掃部材３８１は、その清掃機能が無くなったと判断したとき交換する。
【００２５】
（実施例１）
画像形成装置は、二成分現像剤の使用枚数が少ないとき、つまり、初期状態では、下記（１）〜（３）に起因するトナー飛散の発生が少ないが、使用枚数が多くなり、つまり、経時で現像剤(トナー、キャリア)の劣化が発生し、下記（１）〜（３）に起因するトナー飛散の発生が多くなる。この原因により、現像スリーブ表面からトナーが飛散し、トナー落ちやコバ面汚れ、地肌汚れ（カブリ）等の異常画像の発生や飛散トナーによる機内汚れ等の不具合の発生がある。
（１）トナーの帯電量が低いことで、作像時におけるスリーブ回転の遠心力によりキャリアからのトナー離れが発生し、トナーが飛散する。
（２）キャリアに帯電量の高いトナーが既に１００％に近い被服率で被覆している(静電スペント)ことで、補給トナーがキャリアに被服することなく、そのまま補給トナーが飛散する。
（３）劣化トナーと補給トナー(初期、未劣化)との間での電荷授受が発生し、劣化トナーの電荷が補給トナーに奪われ、劣化トナーの帯電が弱／逆帯電となることで、劣化トナーが飛散する。
そこで、上記問題を解決する為に、現像スリーブ上から飛散するトナーを吸引する機能を有する現像スリーブ下方設置された吸引口と飛散するトナーを該吸引口から吸引させる吸引手段から構成される飛散トナー吸引機構を有した二成分現像装置がある。
【００２６】
しかし、上記構成の飛散トナー吸引機構は、経時や飛散トナー量が多い場合、吸引口部にトナーが付着あるいは固着していき、吸引口のトナーでの目詰まりが発生してしまう問題があった。
吸引口がトナーで目詰まりすると、本来有する飛散トナーの吸引能力が低下し、結果、飛散トナーを該吸引機構で吸引除去しきれず、結局、トナー落ちやコバ面汚れ、地肌汚れ（カブリ）等の異常画像の発生や飛散トナーによる機内汚れ等の不具合の発生がしてしまう。
そこで、本発明の二成分現像装置では、吸引口の端部に設置される吸引口清掃部材と吸引口清掃部材を吸引口の主走査方向へ往復動作させる吸引口清掃部材動作機構を持ち、所定のタイミングで吸引口の端部に設置される吸引口清掃部材が吸引口の主走査方向へ往復動作させる（以下、「吸引口清掃動作」と記す。）ことで、吸引口に付着あるいは固着したトナーを清掃除去し、経時や飛散トナー量が多い場合においても、吸引口のトナーでの目詰まりによる飛散トナーの吸引能力が低下を防止する。
【００２７】
図５に、吸引口清掃機構無しの場合と吸引口清掃機構有りの場合で、通紙枚数と吸引口における吸引力との関係を示すグラフである。
通紙枚数は、初期から３００００００枚通紙させた。吸引口３８の位置の吸引力は、多点風速計システム(メーカー：ケンブリッジ・アキュセンス)で測定し、ｍｍ／ｓｅｃ．の単位で示している。
ここで、通紙画像は、Ａ４サイズとし、画像面積率は、市場の使われ方を鑑みて、０〜１００％迄ランダムに振った手順としている。
更に、使用環境もランダムに振りながらの手順としている。
図６は、本発明の現像装置における吸引口における清掃部材の清掃動作を示すフローチャートである。
図５に示すように、画像形成動作中でも清掃動作用のカウンタが、１００００枚になったとき、画像形成動作の中に割り込みで吸引口清掃動作が実行される。
図５から明らかなように、吸引口清掃機構３８２が無い画像形成装置１では、５０００００枚以降、吸引口のトナーの目詰まり等で、吸引力が徐々に低下している。３００００００枚では、トナーの目詰まりで吸引力は、ほぼ０ｍｍ／ｓｅｃ．になっている。
清掃部材３８１、吸引口清掃機構３８２を有する画像形成装置１では、１００００枚ごとの吸引口清掃機構３８２での清掃部材３８１による清掃で、トナーの目詰まり等の発生が抑制されているために、吸引口３８からの吸引力低下が大幅に低減されている。
【００２８】
（実施例２）
画像形成装置１で常時あるいは頻繁に吸引口清掃動作を実施した場合、画像形成動作を行っていない、いわば、お客様のお待ち時間となる非画像形成時間であるダウンタイムの発生や吸引口清掃動作に伴う電力の消費が発生する。
トナー飛散は、下記（１）、（２）に示すように、現像装置３０内の現像剤のトナー濃度が高いときに発生し易い。
（１）一つのキャリアに対して被覆するトナーが多くなる為、トナーの帯電量が低下し、キャリアからトナーが離れやすくなる。
（２）キャリアに被覆しきれない遊離トナーが多くなり、遊離トナーがそのまま現像装置３０の外へ排出されてしまう。
また、本発明の画像形成装置１は、トナー補給制御の為、現像装置３０内あるいは、現像装置３０周辺に透磁率センサ（以下、「Ｔセンサ」と記るす。）３９１を備えている。Ｔセンサ３９１は、センサ周辺（現像装置内）の磁性体であるキャリアの体積比率を検知して、そのときの絶縁体で、非磁性体であるトナーの体積比率（トナー濃度）を推測し、トナー補給制御にフィードバックする機能を持つ。
そこで、本発明の現像装置３０では、Ｔセンサの出力（Ｖｔ）が、所定の閾値以下となったタイミング、つまり、現像剤のトナー濃度が所定以上となったタイミングに限定し、吸引口清掃動作を実施することで、作像中の非画像形成時間の低減、無駄な消費電力の低減を実現する。
【００２９】
図７は、本発明の現像装置を備える画像形成装置における動作を示すフローチャートである。
ここでは、図７に示すように、Ｔセンサ３９１の出力値（Ｖｔ）が２．０［Ｖ］以下、つまり現像剤中のトナー濃度が９[wt％］以上となった場合、吸引口清掃動作を実行することとした。
本実施例におけるトナー濃度９[wt％］とは、キャリアに対するトナーの被覆率が１００［％］となる閾値であり、トナー濃度９[wt％]以上になると、急激にトナー飛散量が増加する。
この閾値は、画像形成装置１の仕様、現像剤の条件等に合わせて変更して構わなく、本実施例においても、画像形成装置１の入力を行うディスプレイで設定値の変更を可能としている。
現像剤のトナー濃度が所定以上となったタイミングに限定し吸引口清掃動作を実施することで、作像中に常時吸引口清掃動作を実施する場合と比較して、大幅な作像中のダウンタイムの低減および無駄な消費電力の低減を実現することが可能となった。
本実施例２において、毎ジョブエンドに吸引口清掃動作を実行する場合に対して、ダウンタイム及び消費電力の低減率は、以下に示す通りである。
・ダウンタイムの低減率 ・・・約８８．５[％］低減
・消費電力低減率               ・・・約７９．２[％］低減
低減率の計算は、以下のラン手順から実測して求めている。
通紙枚数は、３００００００枚、通紙画像はＡ４サイズとし、画像面積率は市場の使われ方を鑑みて、０〜１００％迄ランダムに振った手順としている。更に、使用環境もランダムに振りながらの手順としている。なお、本実施例の現像装置交換寿命は、３００００００枚である。
Ｔセンサ３９１の出力（Ｖｔ）が、所定の閾値以下となったタイミング、つまり、現像剤のトナー濃度が所定以上となった（トナー飛散が急増する）タイミングに限定し、吸引口清掃動作を実施しているので、作像中のダウンタイムの低減および無駄な消費電力の低減を実現することができる。
【００３０】
（実施例３）
また、トナーの帯電量が低いとき、トナー飛散量が増大する。なお、トナーの帯電量は、画像形成装置１における画像形成動作のない、放置時間が長いほど低下する。
したがって、本発明の画像形成装置１には、前回作像終了時の時間情報ｔ１と作像スタート時の時間情報ｔ２との検知機能（タイマー）、および、時間情報ｔ１とｔ２を保存するカウンタの機能を有している。
そこで、本発明の画像形成装置１では、上記の機能より、作像の放置時間（ｔ２−ｔ１）を算出し、トナー帯電量の低下度合いを推測して、トナー帯電量が低いと推定されたときに限定し、吸引口清掃動作を実施することで、作像中のダウンタイムの低減および無駄な消費電力の低減を実現する。
図８は、トナー帯電量とトナー飛散量との関係を示すグラフである。
図８に示すように、現像装置３０の現像剤中のトナー帯電量（以下、「Ｑ／Ｍ」と記す。）［−μＣ／ｇ］と、ダストモニタ装置にて計測したトナー飛散量［ｍｇ／ｃｍ３］とで示している。
図８から分かるように、Ｑ／Ｍ≧２０［−μＣ／ｇ］の場合は、トナー飛散量は少なく、吸引口のトナーの目詰まりはし難い。しかし、Ｑ／Ｍ＜２０［−μＣ／ｇ］の場合は、トナー飛散量が急激に増加する為、吸引口のトナーの目詰まりが発生し易くなる。
つまり、Ｑ／Ｍ＜２０［−μＣ／ｇ］の条件の際に、吸引口清掃動作を実施することは効果的であるが、Ｑ／Ｍ≧２０［−μＣ／ｇ］の条件の際は、そもそもトナー飛散量が少ない為、吸引口清掃動作の実施は必要無い。
逆に、Ｑ／Ｍ≧２０［−μＣ／ｇ］の条件の際に吸引口清掃動作を実施すると、無駄な作像中のダウンタイムの増加や消費電力の増加となる。
【００３１】
また、図９は、作像後放置時間とトナー帯電量との関係を示すグラフである。
図９に示すように、本実施例の現像装置３０を用いた場合のジョブ（作像動作）終了後からのＱ／Ｍの推移を示している。ジョブ（作像動作）は、通紙画像はＡ４サイズとし、画像面積率は市場の使われ方を鑑みて、０〜１００％迄ランダムに振った手順とし、通紙枚数は、５０００枚で行った。
図９から分かるように、ジョブエンド（作像動作終了後）から、４００００[ｓｅｃ]〜５００００[ｓｅｃ]の間以降で、Ｑ／Ｍ＜２０［−μＣ／ｇ］でトナー飛散量が急激に増加する条件になることが分かる。
従って、少なくとも前回ジョブエンド（作像動作終了後）の時間（ｔ１）とジョブスタート（作像動作開始）の時間（ｔ２）の差分（ｔ２−ｔ１）、つまり、画像形成装置１の待機時間が４００００[ｓｅｃ］以上の場合のみ吸引口清掃動作を実施するのが、作像中のダウンタイムや消費電力の面を考慮しても効率的となる。
【００３２】
図１０は、本発明の現像装置を備える画像形成装置における動作を示すフローチャートである。
本実施例においては、図１０に示すように、画像形成装置１の待機時間（ｔ２−ｔ１）が４００００[ｓｅｃ］以上、つまり現像剤中のトナー帯電量が、２０［−μＣ／ｇ］未満となった場合、吸引口清掃動作を実施することとした。
差分（ｔ２−ｔ１）の閾値、本実施例では、４００００[ｓｅｃ]は、画像形成装置１の仕様や使用環境によって適正値が異なる為、サービスマンやユーザーが変更できるようにしてある。
本実施例では、毎ジョブエンドに吸引口清掃動作を実行する場合に対して、ダウンタイムおよび消費電力の低減率は、以下に示す通りである。
・ダウンタイム低減率  ・・・約９４．５［％］低減
・消費電力低減率               ・・・約８２．２［％］低減
このように、タイマー機能を設けて制御することで、作像の放置時間を算出し、トナー帯電量の低下度合いを推測して、トナー帯電量が低いと推定された（トナー飛散が急増する）タイミングに限定し、吸引口清掃動作を実施しているので、作像中のダウンタイムの低減および無駄な消費電力の低減を実現することができる。
【００３３】
（実施例４）
また、本発明の画像形成装置１では、トナーの帯電量が低いとき、トナー飛散量が増大する。トナーの帯電量は、画像形成装置１における画像形成動作のない、放置時間が長いほど低下する。また、本発明の画像形成装置１は、定着装置７０における定着温度制御の為に、定着装置７０に図示しないサーモスタットを備えている。
そこで、本発明の画像形成装置１では、サーモスタットにより検知した定着温度条件から、作像の放置時間を概算し、トナー帯電量の低下度合いを推測して、トナー帯電量が低いと推測されたときに限定し、現像装置３０における吸引口清掃動作を実施することで、既存の定着温度制御部品（サーモスタット）の出力値を作像後放置時間の検知手段とすることで、タイマー等の部品の増加やカウンタなどの機能を追加することなく、画像形成装置１の構成が複雑になることやコスト増加を防止する。
【００３４】
図１１は、作像後放置時間と定着装置のサーモスタットの検知温度との関係を示すグラフである。
本実施例の作像時の定着温度は１５０[℃]であり、画像形成装置１を通常環境（２３℃５０％ＲＨ）にて作像を実施した後、放置したときの定着装置７０の温度制御に用いられるサーモスタットの出力温度の時間推移を示している。
図１１から明らかなように、通常環境（２３℃５０％ＲＨ）では、放置時間４００００[sec]に至る定着温度は、約４０℃以下であった。
図１２は、本発明の現像装置を備える画像形成装置における動作を示すフローチャートである。
本実施例では、作像後放置時間を検知する方法として、画像形成装置１に既存している定着温度制御に用いるサーモスタットの検知温度を転用している。
本実施例では、図１２におけるa値を、４０℃以下と規定している。
a値は、画像形成装置１の仕様や使用環境によって適正値が異なるもので、サービスマンやユーザーが変更できるようにしてある。
上記のように、既存の定着制御部品（サーモスタット）を作像後放置時間の検知手段とすることで、タイマー等の部品の増加やカウンタなどの機能を追加することなく、画像形成装置１の構成が複雑になることやコスト増加を防止することができる。
ここでは、定着温度制御に用いるマシンに既存のサーモスタットにより検知した定着温度条件から、作像の放置時間を概算し、トナー帯電量の低下度合いを推測して、トナー帯電量が低いとトナー飛散が急増すると推測されたタイミングに限定し、吸引口清掃動作を実施しているので、タイマー等の部品の増加やカウンタなどの機能を追加することなく、構成が複雑化やコスト増加を防止できる。
【００３５】
（実施例５）
また、トナー帯電量が高い場合、トナー同士のキャリア上に静電的反発力が大きくなるので、現像剤中の空隙の体積が大きくなる。
したがって、現像剤の嵩密度が小さくなるので、Ｔセンサ３９１の周辺のキャリアの体積比重が小さくなり、Ｔセンサ出力値（Ｖｔ値）が小さくなる。逆に、トナー帯電量が低い場合、トナー同士の静電的反発力は小さくなるので、現像剤中の空隙の体積は小さくなる。したがって、現像剤の嵩密度が大きくなるので、センサ周辺のキャリアの体積比重が大きくなり、Ｔセンサ出力値（Ｖｔ値）が大きくなる。
ここで、作像停止時にトナー濃度が変化することは有り得ないことを考慮すると、作像スタート時のＶｔ（α）と前回作像終了時のＶｔ（β）との差分（Ｖｔ（α）−Ｖｔ（β））値を検知すれば、作像停止時にトナー帯電量がどの程度低下したかの推測が可能となる。
そこで、本発明の現像装置３０では、画像形成装置１のトナー補給制御に使用する既存に設置してあるＴセンサ３９１の出力値を転用し、トナー帯電量の低下が大きいと推測されるときにのみ限定し、吸引口清掃動作を実施することとした。
ここでは、放置時間や温湿度で無く、Ｔセンサ出力値の変化分というトナー帯電量低下に直結するパラメータを検知することで、該作像前処理動作の実行条件の精度を向上することを目的としている。
更に、トナー補給制御部品で既存のＴセンサの出力値を作像後放置時間の検知手段とすることで、タイマー等の部品の増加やカウンタなどの機能を追加することなく、画像形成装置１の構成が複雑になることやコスト増加を防止する。
【００３６】
画像形成装置１の現像装置３０における現像剤のトナー帯電量は、放置時間が長い程低下していくが、環境条件および剤劣化条件によって、帯電量低下のスピードが大きく変ってくる。
環境条件で言えば、低温低湿の環境であればトナー帯電量の低下が遅いし、高温高湿の環境であればトナー帯電量の低下が早く進む。剤劣化条件で言えば、初期剤であればトナー帯電量の低下が遅いし、劣化剤であればトナーの帯電量の低下が早く進む。
したがって、放置時間のみでは、トナー帯電の低下の状況を大まかにしか表せない。
したがって、現像装置内のトナー帯電量を常にモニタすれば良いが、現像装置内にトナー帯電量をモニタする機構を追加すると、部品の増加や構成の複雑化、大幅なコストアップになってしまう。
そこで、本実施例では、前回作像時からのトナー帯電量の低下をモニタするために、既存のトナー補給制御に用いられるＴセンサ３９１を用いる。繰り返しになるが、Ｔセンサ３９１は、現像装置３０内のＴセンサ３９１周辺のキャリアの体積比率を検知して、そのときのトナーの体積比率（トナー濃度）を推測し、トナー補給制御にフィードバックする機能を持っている。
さらに、Ｔセンサ３９１は、Ｔセンサ３９１周辺のキャリアの体積比率を検知するので、トナー濃度は同じであってもトナー帯電量によっても検知結果が変わってくる。
トナー帯電量が高い場合、トナー同士の静電的反発力が大きくなるので、現像剤中の空隙の体積が大きくなる。したがって、現像剤の嵩密度が小さくなるので、センサ周辺のキャリアの体積比重が小さくなり、Ｔセンサ出力値（Ｖｔ値）が小さくなる。
逆に、トナー帯電量が低い場合、トナー同士の静電的反発力は小さくなるので、現像中の空隙の体積は小さくなる。したがって、現像剤の嵩密度が大きくなるので、Ｔセンサ３９１の周辺のキャリアの体積比重が大きくり、Ｔセンサ出力値（Ｖｔ値）が大きくなる。
さらに、作像停止時にトナー濃度が変化することは有り得ないことを考慮すると、作像スタート時のＶｔ（α）と前回作像終了時のＶｔ（β）の差分（Ｖｔ（α）−Ｖｔ（β））値を検知すれば、作像停止時にトナー帯電量がどの程度低下したかの推測が可能となる。
図１３は、本発明の現像装置を備える画像形成装置における動作を示すフローチャートである。
図１４は、トナー濃度７[wt％]のときトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）とＴセンサ出力値（Ｖｔ）の関係を示すグラフである。
本実施例においては、図１３のｂ値を０．２［Ｖ］と規定した。
ｂ値の決定は、図１４に示す、実験的に求めたトナー濃度７[wt％]のときのトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）とＴセンサ出力値（Ｖｔ）の関係と、通常環境（２３℃５０％ＲＨ）での作像時のトナー帯電量が約４０[−μＣ／ｇ]であることから決定している。
ｂ値は、画像形成装置１の仕様や現像剤特性およびセンサによって最適値は異なる為、サービスマンやユーザーにより設定変更できる値とした。
放置時間や温湿度条件等で無く、Ｔセンサ出力値の変化分というトナー帯電量低下に直結するパラメータを検知しているので、該作像前処理動作の実行条件としてトナー飛散が急増するタイミングの精度を向上できる。
さらに、既存のトナー補給制御部品であるＴセンサ３９１の出力値を作像後放置時間の検知手段としているので、タイマー等の部品の増加やカウンタなどの機能を追加することなく、構成の複雑になることやコスト増加を防止できる。
【００３７】
（実施例６）
図１５は、本発明の現像装置を備える画像形成装置における吸引口における清掃部材の他の清掃動作を示すフローチャートである。
ここでは、清掃部材３８１の清掃動作を、図１５に従って、画像形成動作中の割り込みで吸引口３８の清掃動作を実施せず、ジョブエンド（作像動作終了後）で実施するようにした。これによって、画像形成動作中のダウンタイム、つまり、ユーザの待ち時間を無くすことができるようになった。
また、このように吸引口清掃動作をジョブエンドに集約した場合においても、実施例１と吸引口からの吸引力低下低減効果は、ほとんど変わらない。
なお、ここでは、吸引口清掃動作カウンタの閾値：Ａを１０００００≦Ａとしているが、勿論、実施するシステムに合わせて、閾値は変更しても構わない。
図５中で、飛散トナー回収優位とは、吸引口３８からの吸引力の低下が無いことを意味している。
【００３８】
（実施例７）
二成分現像剤の使用枚数が少ないとき、つまり、初期状態では、上記（１）〜（３）に起因するトナー飛散の発生が少ないが、使用枚数が多くなり、つまり、経時で現像剤(トナー、キャリア)の劣化が発生し、上記（１）〜（３）に起因するトナー飛散の発生が多くなることから、トナー飛散の発生が少ない、つまり現像剤が初期のとき、吸引口３８の清掃動作頻度を少なくし、トナー飛散の発生が多い、つまり現像剤が経時のとき、吸引口３８の清掃動作頻度を多くする。
ここでは、清掃部材３８１の清掃動作を、図１５に従って実施することで、無駄な清掃動作の低減と必要時の清掃動作の実行ができるようになる。
また、以下の表１に示すように、現像剤使用枚数で、吸引口清掃動作カウンタの閾値をかえる。
【表１】
0005699763.tif 000002
図１６は、吸引口清掃機構無しの場合と吸引口清掃機構有りで、清掃動作のカウンタ閾値の変更の有無の場合で、通紙枚数と吸引口における吸引力との関係を示すグラフである。
吸引力は、初期から３００００００枚通紙時の吸引口で計測した。ここで、通紙画像は、Ａ４サイズとし、画像面積率は、市場の使われ方を鑑みて、０〜１００％迄ランダムに振った手順としている。更に、使用環境もランダムに振りながらの手順としている。
図１６から明らかなように、実施例３の吸引口清掃機構３８２が有りで、清掃動作のカウンタ閾値の変更が有りの場合で、経時のトナー飛散が多いときの清掃動作の漏れが少なくなっているため、吸引口清掃機構無しの場合と比較しても、特に経時での吸引口３８からの吸引力低下が低減されていることが分かる。
また、トナー飛散が少ない初期においては、吸引口清掃動作頻度が低いため、清掃部材３８１の長寿命と不必要時消費電力低減効果も認められている。
【００３９】
（実施例８）
画像形成動作時の画像面積率が高いとき、つまり、現像剤へのトナー収支量が多くなるとき、経時に起因するトナー飛散の発生が多くなる。
ここでは、トナー飛散の発生が少ない、つまり作像時の画像面積率が低い、つまり、現像剤へのトナー収支量が少ないときは、吸引口３８の清掃動作頻度を少なくし、トナー飛散の発生が多い、つまり画像面積率が高いとき、つまり、現像剤へのトナー収支量が大きいときは、吸引口３８の清掃動作頻度を多くする。
ここで、画像面積率情報をフィードバックし、画像面積率１０％以下の作像時の吸引口清掃頻度を１／２倍とし、画像面積率５０％以上の作像時の吸引口清掃頻度を２倍とした。
勿論、画像形成システムに合わせて、吸引口清掃頻度の可変量は変更しても構わない。
【００４０】
図１７に、吸引口清掃機構無しの場合と吸引口清掃機構有りで、清掃動作のカウンタ閾値の変更の有無の場合で、通紙枚数と吸引口における吸引力との関係を示すグラフである。
吸引力は、初期から３００００００枚通紙時の吸引口で計測した。ここで、通紙画像は、Ａ４サイズとし、画像面積率は、市場の使われ方を鑑みて、０〜１００％迄ランダムに振った手順としている。更に、使用環境もランダムに振りながらの手順としている。
図１７から明らかなように、ここでは、経時のトナー飛散が多いときの清掃動作の漏れが少なくなっているため、吸引口３８からの吸引力低下が低減されていることが分かる。
また、トナー飛散が少ない低画像面積率の作像モードにおいては、吸引口清掃動作頻度が低いため、清掃部材３８１の長寿命と不必要時消費電力低減効果も認められている。
【００４１】
（実施例９）
二成分現像剤の寿命、帯電性は環境条件によって大きく変化する。例えば、高温高湿環境では、現像剤やトナーの水分含有率が多くなるため、トナーが帯電し難くなり、トナーとキャリアの静電的付着力が減少する。したがって、作像時の環境が高温高湿環境の際は、特に前記（１）に起因するトナー飛散の発生が多くなる。
ここでは、トナー飛散の発生が少ない、つまり作像時の環境が低温低湿〜通常のとき吸引口の清掃動作頻度を少なくし、トナー飛散の発生が多い、つまり作像時の環境が高温高湿のとき吸引口の清掃動作頻度を多くする。
【００４２】
ここで、現像装置３０周辺付属している温湿度センサの結果をフィードバックし、表２の温湿度テーブルに従い、低温低湿〜通常環境のとき吸引口３８の清掃動作頻度を１／２倍とし、高温度高湿環境のときの吸引口３８の清掃動作頻度を２倍とした。
勿論、画像形成システムに合わせて、吸引口清掃頻度の可変量は変更しても構わない。
【表２】
0005699763.tif 000003
ここで、通常動作とは、実施例２で示したように、使用枚数で清掃動作のカウンタ閾値を変える場合を示しており、使用頻度：１／２倍とは、カウンタ閾値を２倍にして使用頻度を下げていることを示しており、逆に、使用頻度：２倍とは、カウンタ閾値を１／２倍にして使用頻度を上げていることを示している。
【００４３】
図１８に、吸引口清掃機構無しの場合と吸引口清掃機構有りで、環境条件で清掃動作のカウンタ閾値を制御している場合とで、通紙枚数と吸引口における吸引力との関係を示すグラフである。
通紙画像は、Ａ４サイズとし、画像面積率は、市場の使われ方を鑑みて、０〜１００％迄ランダムに振った手順としている。更に、使用環境もランダムに振りながらの手順としている。なお、本実施形態の現像装置３０の交換寿命は、３００００００枚である。
図１１から明らかなように、ここでは、高温高湿環境でのトナー飛散が多いときの清掃動作の漏れが少なくなっているため、吸引口３８からの吸引力低下が低減されていることが分かる。
また、トナー飛散が少ない低温低湿〜通常環境においては、吸引口清掃動作頻度が低いため、清掃部材３８１の長寿命と不必要時消費電力低減効果も認められている。
なお、吸引口清掃動作頻度の制御は、実施例７〜実施例９の組合せでも構わない。
【符号の説明】
【００４４】
１  画像形成装置
２  給紙部
３  画像形成部
４  スキャナ部
４０１  コンタクトガラス
５  原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）
６  記録媒体
１０  作像ユニット（プロセスカートリッジ）
１１  感光体
１２  露光装置
１３  除電装置
２０  帯電装置
２１  帯電ローラ
３０  現像装置
３０ａ  現像剤撹拌機構
３０ｂ  現像剤担持機構
３０ｃ  飛散トナー吸引機構
３１  第一現像剤攪拌手段
３２  第二現像剤攪拌手段
３３  第三現像剤攪拌手段
３４  現像スリーブ
３５  規制部材
３６  トナー補給口
３７  飛散防止部材
３８  吸引口
３８１  清掃部材
３８１ａ  支持部材
３８２  清掃部材動作機構
３８３  ワイヤ
３８４、３８５  モータ
３９  センサ
３９１  Ｔセンサ
３９２  光学センサ
４０  クリーニング装置
６０  転写装置
６１  中間転写ベルト
６２  一次転写ローラ
６３  二次転写ローラ
６４  ベルトクリーニング装置
６４１  クリーニングバックアップローラ
６４２  回転部材
６５  ローラ
６５１  従動ローラ
６５２  駆動ローラ
６５３  支持／テンションローラ
６６  搬送ベルト
６７  潤滑剤塗布装置
７０  定着装置
８０  給紙装置
８１  給紙カセット
８１１  分離ローラ
８１２  給紙ローラ
８２  搬送経路
８３ａ、８３ｂ、８３ｃ、８３ｄ  搬送ローラ
８４  レジストローラ
８５  排紙ローラ
８５１、８５２  切換爪
８６  排紙トレイ
８７、８７１、８７２  反転搬送経路
８８  記録媒体収納装置
８９  記録媒体反転搬送装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４５】
【特許文献１】特開平１１−１６１０１９
【特許文献２】特開２００２−２６８３７７
【図１】
0005699763.tif 000004
【図２】
0005699763.tif 000005
【図３】
0005699763.tif 000006
【図４】
0005699763.tif 000007
【図５】
0005699763.tif 000008
【図６】
0005699763.tif 000009
【図７】
0005699763.tif 000010
【図８】
0005699763.tif 000011
【図９】
0005699763.tif 000012
【図１０】
0005699763.tif 000013
【図１１】
0005699763.tif 000014
【図１２】
0005699763.tif 000015
【図１３】
0005699763.tif 000016
【図１４】
0005699763.tif 000017
【図１５】
0005699763.tif 000018
【図１６】
0005699763.tif 000019
【図１７】
0005699763.tif 000020
【図１８】
0005699763.tif 000021