(57)【要約】【課題】装置のコストアップを抑え、かつ、第２画像形成速度で画像形成中にトナーが凝集するのを抑制することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】通常の画像形成速度よりも遅い画像形成速度で画像形成を行う第２画像形成モード設定中の所定のタイミングで、感光体、現像ローラ、供給ローラの共通の駆動源たる駆動モータを、第２画像形成モードで画像形成を行うときの駆動速度よりも速い駆動速度で所定時間、駆動させる解し制御を行う。【選択図】図７
2008122690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体と、
自らの表面に担持した現像剤により、前記潜像担持体に担持される潜像を現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体に供給するための現像剤を収容する第１収容室と、該第１収容室内で自らの周面に担持した現像剤を回転に伴って該現像剤担持体に供給する現像剤供給部材と、該第１収容室の上方に配設され且つ該第１収容室に補充するための現像剤を収容する第２収容室と、該第２収容室内の現像剤を該第１収容室内の前記現像剤供給部材へ落とし込むために両室間に設けられた供給口とを備えた現像手段と、
潜像担持体上に形成されたトナー像を記録材に転写するか、又はトナー像を中間転写体へ転写した後に中間転写体上のトナー像を記録材に転写する転写手段と、
記録材に転写されたトナー像を熱により前記記録材に定着させる定着手段と、
を備えた画像形成装置において、
第１画像形成速度で画像形成を行う第１画像形成モード、または、第１画像形成速度よりも遅い第２画像形成速度で画像形成を行う第２画像形成モードに設定する画像形成モード設定手段と、
前記潜像担持体と前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材とを共通の駆動源で回転駆動させる駆動手段と、
前記駆動源の駆動を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記画像形成モード設定手段で前記第２画像形成モードが設定されてから該設定が解除されるまでの間の所定のタイミングで、前記第２画像形成モードで画像形成するときの駆動速度よりも速い第１駆動速度で所定時間、前記駆動源を駆動させる解し制御を開始する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、
前記制御手段は、前記第２画像形成速度の連続駆動時間が所定時間を超えるタイミングで、解し制御を開始することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２の画像形成装置において、
前記制御手段は、前記第２画像形成モード設定直後のタイミングで、解し制御を開始することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３の画像形成装置において、
装置の電源ＯＮ後、最初に設定される画像形成モードが、第２画像形成モードであるときにおける第２画像形成モード設定直後のタイミングで、開始される解し制御における第１駆動速度で駆動源を駆動する時間を、通常時の第２画像形成モード設定直後のタイミングで、開始される解し制御における第１駆動速度で駆動源を駆動する時間よりも長くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３または４の画像形成装置において、
装置の休止時間を検知する休止時間検知手段を有し、
前記制御手段は、装置の休止時間が所定の値を超えた後、第２画像形成モードが設定されたときにおける第２画像形成モード設定直後のタイミングで、開始される解し制御における第１駆動速度で駆動源を駆動する時間を、通常時の第２画像形成モード設定直後のタイミングで、開始される解し制御における第１駆動速度で駆動源を駆動する時間よりも長くすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項３乃至５いずれかの画像形成装置において、
現像手段の温湿度を検知する温湿度検知手段を備え、
前記制御手段は、第２画像形成モードを設定する際の前記温湿度検知手段で検知した温湿度値が所定値以下のときにおける第２画像形成モード設定直後のタイミングで、開始される解し制御における第１駆動速度で駆動源を駆動する時間を、通常時の第２画像形成モード設定直後のタイミングで、開始される解し制御における第１駆動速度で駆動源を駆動する時間よりも長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乃至５いずれかの画像形成装置において、
現像手段の温湿度を検知する温湿度検知手段を備え、
前記画像形成モード設定手段は、温湿度検知手段の温湿度値が所定値以下のとき、第１画像形成モードに設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７いずれかの画像形成装置において、
前記制御手段は、前記第２画像形成モードが解除される直前のタイミングで、解し制御を開始することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至８いずれかの画像形成装置において、
前記現像剤供給部材のトルクを検知するトルク検知手段を備え、
前記制御手段は、前記トルク検知手段で検知したトルク値が、所定値を超えるタイミングで、解し制御を開始することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９いずれかの画像形成装置において、
前記現像手段は、装置本体から着脱可能に構成されたものであって、
前記現像手段が新品か否かを検知する新品検知手段を備え、
前記制御手段は、前記新品検知手段が、装置に装着された現像手段が新品であることを検知したとき、解し制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０いずれかの画像形成装置において、
前記画像形成モード設定手段は、画像を形成する記録材の熱容量が所定値以上とき、第２画像形成モードに設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１いずれかの画像形成装置において、
前記定着手段の温度を検知する温度検知手段を備え、
前記画像形成モード設定手段は、前記定着手段の温度が、所定値以下のときは、第２画像形成モードに設定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２いずれかの画像形成装置において、
前記第２画像形成モードで画像形成を行うとき、前記現像剤供給部材に、前記現像剤担持体から現像剤を回収する方向のバイアスを印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３いずれかの画像形成装置において、
前記現像剤として、ワックス成分を含んだ非磁性１成分トナーを用い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、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のカラー画像形成装置においては、プリント速度の高速化を図るために、いわゆるタンデム方式の構成を採用することが多くなってきている。タンデム方式では、感光体等の潜像担持体と、これの表面に担持された潜像を現像するための現像手段たる現像装置との組み合わせを複数並べ、それら感光体上で現像した互いに異なる色の単色画像を、中間転写ベルトや紙に重ね合わせて転写する。そして、この重ね合わせの転写によってフルカラー画像等の多色画像を形成する。潜像担持体と現像装置との組み合わせを水平方向に並べたタンデム方式の画像形成装置においては、現像手段たる現像装置が水平方向に長いと、水平方向に相当のスペースを確保しなければならなくなる。そして、これにより、装置が水平方向に大型化してしまう。
【０００３】
現像装置として、現像剤を収容する収容室を現像担持体たる現像ローラへ現像剤を供給する現像剤供給部材たる供給ローラの配置位置から鉛直方向上方に延ばして、縦長にしたものが知られている（例えば、特許文献１）。かかる構成の現像装置では、収容室内の現像剤の自重によって、供給ローラに現像剤を供給する。かかる構成では、現像装置全体を現像ローラ軸方向断面上において水平方向よりも鉛直方向にスペースをとる縦長の形状にしたことで、上述の画像形成装置における水平方向へのスペース拡大を抑えることができる。
【０００４】
また、近年の画像形成装置においては、通常の画像形成速度で画像形成を行う通常画像形成モードと、画像形成速度を低下させた状態で画像形成を行う低速画像形成モードを有するものがある。そして、以下のような条件のとき、装置本体の制御部は、低速画像形成モードに設定する。例えば、潜像担持体上に形成された画像を定着させるために加圧及び加熱を行う定着手段たる定着装置を備えた画像形成装置では、厚紙やＯＨＰシートなど、トナー像を定着させるのに必要な熱量が普通紙よりも多い記録材の場合に低速画像形成モードに設定する。これにより、単位面積当たりに定着装置から記録材に与えられる熱量が多くなり、厚紙やＯＨＰシートなどでも画像を良好に定着させることができる。
また、レーザー光学装置による画素密度を細かくして高品位な画像を得たい場合に低速画像形成モードを設定して実行する。
【０００５】
このような画像形成装置においては、潜像担持体と、現像装置の現像ローラや供給ローラとを共通の駆動源たる駆動モータによって駆動させている。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−８７１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
収容室を供給ローラの配置位置から鉛直方向上方に延ばして、縦長にした現像装置においては、供給ローラ上に多量の現像剤が堆積する。そして、収容室内の現像剤が供給ローラなどの回転が停止した装置休止時に、そのトナーの自重による圧力で供給ローラ上のトナーが締まる。また、そのトナーの自重による圧力が、供給ローラ上のトナーの循環を妨げてしまいトナーの滞留が発生しやすい。
【０００８】
通常画像形成モードにおいては、供給ローラの回転によって供給ローラ上のトナーをそのトナーの自重による圧力に打ち勝って収容室内で循環・攪拌させることができ、装置休止時に自重で締まったトナーを解すことができるとともに、トナーの滞留も抑制することができる。
一方、低速画像形成モードにおいては、供給ローラは、感光体や現像ローラと共通の駆動モータを用いているため、供給ローラの回転速度も遅くなる。その結果、供給ローラの回転による供給ローラ上のトナーを循環・攪拌させる効果が低下し、装置休止時に自重で締まったトナーを解す効果が低下する。また、供給ローラの回転による供給ローラ上のトナーを循環させる効果が低下するため、収容室内のある領域にトナーが滞留してしまう。そして、この滞留が発生した領域に供給ローラの回転によって搬送されてきた現像剤が次々と流れ込んで、滞留したトナーを押し込んでいく。その結果、滞留したトナーが凝集する。このようにして低速で画像形成中に凝集したトナーが、供給ローラと圧接してトルクを上昇させて、駆動ノイズが発生してしまう問題があった。また、画像濃度ムラを引き起こしたり、供給ローラを著しく摩耗させ、破損させたりする問題もあった。
【０００９】
トナーとして、オイルレス定着や低温定着を実現する目的で、粒子中にワックスを含有させたものを用いることが多くなっている近年においては、これらの問題が発生し易くなっている。かかるトナーは、比較的軟らかく、且つ粒子間の付着力が比較的大きいために、凝集塊を形成し易いからである。
【００１０】
このような問題に対して、供給ローラを駆動させる駆動モータを別に設け、低速画像モード実行時においても、供給ローラの回転速度を低下させないようにすることが考えられる。しかし、この場合、供給ローラ専用の駆動モータを設けることとなり、装置のコストアップにつながってしまう。
【００１１】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、装置のコストアップを抑え、かつ、第２画像形成速度で画像形成中にトナーが凝集するのを抑制することの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】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像担持体と、自らの表面に担持した現像剤により、前記潜像担持体に担持される潜像を現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体に供給するための現像剤を収容する第１収容室と、該第１収容室内で自らの周面に担持した現像剤を回転に伴って該現像剤担持体に供給する現像剤供給部材と、該第１収容室の上方に配設され且つ該第１収容室に補充するための現像剤を収容する第２収容室と、該第２収容室内の現像剤を該第１収容室内の前記現像剤供給部材へ落とし込むために両室間に設けられた供給口とを備えた現像手段と、潜像担持体上に形成されたトナー像を記録材に転写するか、又はトナー像を中間転写体へ転写した後に中間転写体上のトナー像を記録材に転写する転写手段と、記録材に転写されたトナー像を熱により前記記録材に定着させる定着手段と、を備えた画像形成装置において、第１画像形成速度で画像形成を行う第１画像形成モード、または、第１画像形成速度よりも遅い第２画像形成速度で画像形成を行う第２画像形成モードに設定する画像形成モード設定手段と、前記潜像担持体と前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材とを共通の駆動源で回転駆動させる駆動手段と、前記駆動源の駆動を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記画像形成モード設定手段で前記第２画像形成モードが設定されてから該設定が解除されるまでの間の所定のタイミングで、前記第２画像形成モードで画像形成するときの駆動速度よりも速い第１駆動速度で所定時間、前記駆動源を駆動させる解し制御を開始する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、前記制御手段は、前記第２画像形成速度の連続駆動時間が所定時間を超えるタイミングで、解し制御を開始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１または２の画像形成装置において、前記制御手段は、前記第２画像形成モード設定直後のタイミングで、解し制御を開始する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３の画像形成装置において、装置の電源ＯＮ後、最初に設定される画像形成モードが、第２画像形成モードであるときにおける第２画像形成モード設定直後のタイミングで、開始される解し制御における第１駆動速度で駆動源を駆動する時間を、通常時の第２画像形成モード設定直後のタイミングで、開始される解し制御における第１駆動速度で駆動源を駆動する時間よりも長く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３または４の画像形成装置において、装置の休止時間を検知する休止時間検知手段を有し、前記制御手段は、装置の休止時間が所定の値を超えた後、第２画像形成モードが設定されたときにおける第２画像形成モード設定直後のタイミングで、開始される解し制御における第１駆動速度で駆動源を駆動する時間を、通常時の第２画像形成モード設定直後のタイミングで、開始される解し制御における第１駆動速度で駆動源を駆動する時間よりも長く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３乃至５いずれかの画像形成装置において、現像手段の温湿度を検知する温湿度検知手段を備え、前記制御手段は、第２画像形成モードを設定する際の前記温湿度検知手段で検知した温湿度値が所定値以下のときにおける第２画像形成モード設定直後のタイミングで、開始される解し制御における第１駆動速度で駆動源を駆動する時間を、通常時の第２画像形成モード設定直後のタイミングで、開始される解し制御における第１駆動速度で駆動源を駆動する時間よりも長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乃至５いずれかの画像形成装置において、現像手段の温湿度を検知する温湿度検知手段を備え、前記画像形成モード設定手段は、温湿度検知手段の温湿度値が所定値以下のとき、第１画像形成モードに設定することを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７いずれかの画像形成装置において、前記制御手段は、第２画像形成速度での画像形成が終了してから前記第２画像形成モードが解除されるまでのタイミングで、解し制御を開始することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８いずれかの画像形成装置において、前記現像剤供給部材のトルクを検知するトルク検知手段を備え、前記制御手段は、前記トルク検知手段で検知したトルク値が、所定値を超えるタイミングで、解し制御を開始することを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至９いずれかの画像形成装置において、前記現像手段は、装置本体から着脱可能に構成されたものであって、前記現像手段が新品か否かを検知する新品検知手段を備え、前記制御手段は、前記新品検知手段が、装置に装着された現像手段が新品であることを検知したとき、解し制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１乃至１０いずれかの画像形成装置において、前記画像形成モード設定手段は、画像を形成する記録材の熱容量が所定値以上とき、第２画像形成モードに設定することを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１乃至１１いずれかの画像形成装置において、前記定着手段の温度を検知する温度検知手段を備え、前記画像形成モード設定手段は、前記定着手段の温度が、所定値以下のときは、第２画像形成モードに設定することを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、請求項１乃至１２いずれかの画像形成装置において、前記第２画像形成モードで画像形成を行うとき、前記現像剤供給部材に、前記現像剤担持体から現像剤を回収する方向のバイアスを印加することを特徴とするものである。
また、請求項１４の発明は、請求項１乃至１３いずれかの画像形成装置において、前記現像剤として、ワックス成分を含んだ非磁性１成分トナーを用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１乃至１２の発明によれば、潜像担持体と現像剤担持体と現像剤供給部材とを共通の駆動源によって駆動させるので、各部材を別々の駆動源で駆動させるものに比べて、装置のコストアップを抑えることができる。
また、第２画像形成モード設定中の所定のタイミングで、第２画像形成モードで画像形成を行うときの駆動速度よりも速い駆動速度で所定時間、駆動源を駆動させる解し制御を開始することで、次の効果を得ることができる。すなわち、解し制御を行うことで、この解し制御中は、駆動源によって駆動される現像剤供給部材の回転速度が、第２画像形成速度で画像形成を行うときの回転速度よりも速まる。このように、現像剤供給部材の回転を速めることで、現像剤供給部材上の現像剤を循環・攪拌する力が増加する。これにより、第１収容室内のトナーを解すことができ、第２画像形成速度で画像形成中にトナーが凝集するのを抑制することができる。その結果、現像剤供給部材のトルクアップ、濃度ムラ、現像剤供給部材の破損を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）の一実施形態について説明する。
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図１は、本プリンタを示す概略構成図である。同図において、このプリンタは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと記す）のトナー像を形成するための４つのプロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。これらは、現像剤として、互いに異なる色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。Ｋトナー像を形成するためのプロセスユニット１Ｋを例にすると、図２に示すように、潜像担持体たるドラム状の感光体２Ｋ、ドラムクリーニング装置３Ｋ、除電装置（不図示）、帯電ローラ４Ｋ、現像装置５Ｋ等を備えている。プロセスユニット１Ｋは、プリンタ本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。
【００１５】
感光体２Ｋは、後述する駆動手段により、図中時計回り方向に１５０［ｍｍ／ｓｅｃ］の線速で回転駆動される。帯電ローラ４Ｋには、図示しない高圧電源回路によって高電圧が印加されている。回転する感光体２Ｋと帯電ローラ４Ｋとの対向部では、帯電ローラ４Ｋから感光体２Ｋに向けて放電が行われる。この放電により、感光体２Ｋの表面は−５００［Ｖ］に一様帯電せしめられる。そして、光ビームＬによって露光走査されてＫ用の静電潜像を担持する。
【００１６】
このＫ用の静電潜像は、図示しないＫトナーを用いる現像装置５ＫによってＹトナー像に現像される。そして、後述する中間転写ベルト１６上に中間転写される。ドラムクリーニング装置３Ｋは、クリーニングブラシやクリーニングブレードを感光体２Ｋの表面に摺擦させることで、中間転写工程を経た後の感光体２Ｋ表面に付着している転写残トナーを除去する。
【００１７】
上記除電装置は、クリーニング後の感光体２Ｋの残留電荷を除電する。この除電により、感光体２Ｋの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他色のプロセスユニット（１Ｙ，Ｍ，Ｃ）においても、同様にして感光体（２Ｙ，Ｍ，Ｃ）上に（Ｙ，Ｍ，Ｃ）トナー像が形成されて、後述する中間転写ベルト１６上に中間転写される。
【００１８】
上記現像装置５Ｋは、図示しないＫトナーを収容する縦長のホッパ部６Ｋと、これの下方に配設された供給部７Ｋとを有している。第２収容室たるホッパ部６Ｋは、図示しない駆動手段によって回転駆動されるアジテーター８Ｋや、第１収容室たる供給部７Ｋ内に補充するためのトナーを内包している。
【００１９】
ホッパ部６Ｋと、これの下方に配設された供給部７Ｋとは、連通口９Ｋを通じて連通している。ホッパ部６内でアジテーター８Ｋによって撹拌されるトナーは、空気と混合されて流動性が高められながら、この連通口９Ｋを通して供給部７Ｋ内に落とし込まれる。これにより、ホッパ部６Ｋ内から供給部７Ｋ内にトナーが補充される。
【００２０】
供給部７Ｋ内は、現像剤供給体たる供給ローラ１０Ｋや、現像剤誘導部材１４Ｋ、トナーを内包している。ホッパ部６Ｋ内から供給部７Ｋ内に落とし込まれたトナーは、現像剤誘導部材１４Ｋによって、ホッパ部６Ｋ内のトナーと攪拌（混合）されて、供給ローラ１０Ｋの上に堆積する。供給ローラ１０Ｋは、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される。現像剤誘導部材１４Ｋと供給ローラ１０Ｋとの最短距離は、０ｍｍより大きく５ｍｍよりも小さいことが好ましい。
【００２１】
供給ローラ１０Ｋの下方には、現像剤担持体たる現像ローラ１１Ｋが配設されている。この現像ローラ１１Ｋは、供給ローラ１０Ｋと、感光体２Ｋとに当接しながら、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動せしめられる。
【００２２】
現像ローラ１１Ｋには、図示しない電源回路によって後述する現像バイアスが印加されている。一方、供給ローラ１０Ｋには、図示しない電源回路によって供給バイアスが印加されている。現像バイアスと供給バイアスとの関係は、マイナス帯電性のトナーを供給ローラ１０Ｋ側から現像ローラ１１Ｋ側に向けて静電移動させることができる電界を形成する関係になっている。但し、電界の向きは、これに限られるものではなく、トナーの種類によっては、逆向きでもよいし、ローラ間でのトナーを静電移動させないゼロ方向でもよい。
【００２３】
供給ローラ１０Ｋの上に堆積したトナーは、供給ローラ１０Ｋの表面に担持される。そして、供給ローラ１０Ｋの回転に伴って、供給ローラ１０Ｋと現像ローラ１１Ｋとの当接部まで搬送されて、上述の電界や当接部での圧力の影響によって、現像ローラ１１Ｋの表面に転位する。この転位によって現像ローラ１１Ｋの表面に担持されたトナーは、現像ローラ１１Ｋの回転に伴って移動して、現像ローラ１１Ｋと薄層化ブレード１２Ｋとの当接部を通過する。
【００２４】
薄層化ブレード１２Ｋには、図示しない電源回路によって帯電助長バイアスが印加されている。この帯電助長バイアスと、上述の現像バイアスとの関係は、マイナス帯電性のトナーをブレード側から現像ローラ１１Ｋ側に向けて静電移動させることができる電界を形成する関係になっている。現像ローラ１１Ｋと薄層化ブレード１２Ｋとの当接部に進入したトナーは、この電界によって現像ローラ１１Ｋに向けて押し付けられながら、ローラの回転に伴って薄層化ブレード１２Ｋに摺擦することで、摩擦帯電が助長される。同時に、現像ローラ１１Ｋ上での層厚が規制される。
【００２５】
現像ローラ１１Ｋと薄層化ブレード１２Ｋとの当接部を通過したトナーは、現像ローラ１１Ｋの回転に伴って、現像ローラ１１Ｋと感光体２Ｋとが当接する現像ニップに搬送される。感光体２Ｋの静電潜像の電位と、感光体２Ｋの地肌部の電位（一様帯電電位）と、現像バイアスとは、次のような関係になっている。即ち、現像ニップ内で静電潜像と現像ローラ１１Ｋとの間に存在するトナーを現像ローラ１１Ｋ側から静電潜像側に向けて静電移動させる一方で、地肌部と現像ローラ１１Ｋとの間に存在するトナーを地肌部側から現像ローラ１１Ｋ側に向けて静電移動させることができる電界を形成する関係である。このような関係により、現像ニップ内では、現像ローラ１１Ｋの表面上のトナーが感光体２Ｋの静電潜像に設定的に転位する。この転位により、静電潜像がＫトナー像に現像される。
【００２６】
供給ローラ１０Ｋの表面は、空孔(セル)構造を有し、且つ電気抵抗値が１０３〜１０１４［Ω］に調整された発泡材料からなっており、空孔内にトナーを取り込むことでトナーの搬送効率を高める。また、この空孔は、現像ローラ１１Ｋとの当接部での圧力集中によるトナー劣化を抑える機能も発揮する。
【００２７】
現像ローラ１１Ｋの表面には、トナーと逆極性の摩擦帯電特性を発揮する弾性ゴムからなる表面層が形成されている。この表面層は、ＪＩＳ−Ａ硬度が５０［°］以下に調整され、且つ表面粗さＲａが０．２〜２．０［μｍ］に調整されている。このような特性の表面層により、現像ローラ１１Ｋの表面には、均一な厚みのトナー像が形成される。
【００２８】
薄層化ブレード１２Ｋは、ＳＵＳ３０４ＣＳＰ、ＳＵＳ３０１ＣＳＰ、リン青銅などの金属からなる薄厚ブレードであって、１０〜１００［Ｎ／ｍ］の押圧力で現像ローラ１１Ｋに向けて押圧されている。
【００２９】
供給部７Ｋのケーシングは、封止フィルム１３Ｋを片持ち支持しており、この封止フィルム１３Ｋの自由端側は現像ローラ１１Ｋに当接している。この封止フィルム１３Ｋや、上述した薄層化ブレード１２Ｋにより、現像ローラ１１Ｋが収容される空間と、供給部７Ｋとが仕切られており、供給部７Ｋからのトナーの漏洩が防止される。
また、現像装置５Ｋ内部には、現像装置内の温湿度を検知する温湿度検知手段たる温湿度センサ１１０が設けられている。
【００３０】
現像装置５Ｋ内のトナーは、ワックスを含む非磁性トナーであり、体積平均粒径粒径が６〜１０μｍのものを用いた。また、トナーの最大引張力が０．５５Ｎ未満のものを用いた。最大引張力は、ホソカワミクロン株式会社製アクボットで測定した。トナーの最大引張力が０．５５Ｎ以上のものは、特にトナーが凝集しやすく、供給ローラ１１Ｋの下部でトナー詰まりが生じやすいため、望ましくない。
【００３１】
プロセスユニット１Ｋには、ＩＤチップ１１１が取り付けられており、このＩＤチップ１１１には、プロセスユニット１Ｋを識別する識別情報や、プロセスユニット１Ｋの構成部品の制御に必要な情報などが記憶されている。装置本体側には、通信手段１１２が設けられており、このＩＤチップ１１１と通信を行って、ＩＤチップ１１１に情報を書き込んだり、ＩＤチップ１１１から情報を読み出したりしている。プロセスユニット１Ｋが装置本体に装着されたときは、装置本体の制御部２００は、通信手段１１２を用いてＩＤチップ１１１と通信を行って、ＩＤチップ１１１に記憶されている識別情報が、以前通信を行った識別情報と一致しているか否かをチェックする。一致していない場合、制御部２００は、新たなプロセスユニット１Ｋが装着された判断して、後述するプロセスユニット１Ｋ交換時に行う処理を実施する。すなわち、本実施形態においては、通信手段１１２、ＩＤチップ１１１、制御部２００が、新品検知手段として機能している。
【００３２】
図２を用いてＫ用のプロセスユニットについて説明したが、Ｙ，Ｍ，Ｃ用のプロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃにおいても、同様のプロセスにより、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ表面にＹ，Ｍ，Ｃトナー像が形成される。
【００３３】
先に示した図１において、プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの鉛直方向上方には、光書込ユニット７０が配設されている。潜像書込手段たる光書込ユニット７０は、画像情報に基づいてレーザーダイオードあるいはＬＥＤダイオードから発した光ビームＬにより、プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおける感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを光走査する。この光走査により、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット７０は、光源から発した光ビーム（Ｌ）を、図示しないポリゴンモータによって回転駆動したポリゴンミラーで主走査方向に偏光せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。
【００３４】
プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの鉛直方向下方には、転写手段たる転写ユニット１５が配設されている。転写手段たる転写ユニット１５は、中間転写ベルト１６、駆動ローラ１７、従動ローラ１８、４つの１次転写ローラ１９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、２次転写ローラ２０、ベルトクリーニング装置２１、クリーニングバックアップローラ２２などを備えている。
【００３５】
中間転写ベルト１６は、そのループ内側に配設された駆動ローラ１７、従動ローラ１８、クリーニングバックアップローラ２２及び４つの１次転写ローラ１９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって張架されている。そして、図示しない駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される駆動ローラ１７の回転力により、同方向に無端移動せしめられる。
【００３６】
４つの１次転写ローラ１９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト１６を感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ベルト１６のおもて面と、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとが当接するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップが形成されている。
【００３７】
１次転写ローラ１９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋには、図示しない転写バイアス電源によってそれぞれ１次転写バイアスが印加されており、これにより、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの静電潜像と、１次転写ローラ１９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に転写電界が形成される。なお、１次転写ローラ１９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに代えて、転写チャージャーや転写ブラシなどを採用してもよい。
【００３８】
Ｙ用のプロセスユニット１Ｙの感光体２Ｙ表面に形成されたＹトナーは、感光体２Ｙの回転に伴って上述のＹ用の１次転写ニップに進入すると、転写電界やニップ圧の作用により、感光体２Ｙ上から中間転写ベルト１６上に１次転写される。このようにしてＹトナー像が１次転写せしめられた中間転写ベルト１６は、その無端移動に伴ってＭ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップを通過する際に、感光体２Ｍ，Ｃ，Ｋ上のＭ，Ｃ，Ｋトナー像が、Ｙトナー像上に順次重ね合わせて１次転写される。この重ね合わせの１次転写により、中間転写ベルト１６上には４色トナー像が形成される。
【００３９】
転写ユニット１５の２次転写ローラ２０は、中間転写ベルト１６のループ外側に配設されながら、ループ内側の従動ローラ１８との間に中間転写ベルト１６を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ベルト１６のおもて面と、２次転写ローラ２０とが当接する２次転写ニップが形成されている。２次転写ローラ２０には、図示しない転写バイアス電源によって２次転写バイアスが印加される。この印加により、２次転写ローラ２０と、アース接続されている従動ローラとの間には、２次転写電界が形成される。
【００４０】
転写ユニット１５の鉛直方向下方には、記録紙Ｐを複数枚重ねた紙束の状態で収容している給紙カセット３０がプリンタの筐体に対してスライド着脱可能に配設されている。この給紙カセット３０は、紙束の一番上の記録紙Ｐに給紙ローラ３０ａを当接させており、これを所定のタイミングで図中反時計回り方向に回転させることで、その記録紙Ｐを給紙路３１に向けて送り出す。
【００４１】
給紙路３１の末端付近には、レジストローラ対３２が配設されている。このレジストローラ対３２は、給紙カセット３０から送り出された記録紙Ｐをローラ間に挟み込むとすぐに両ローラの回転を停止させる。そして、挟み込んだ記録紙Ｐを上述の２次転写ニップ内で中間転写ベルト１６上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで回転駆動を再開して、記録紙Ｐを２次転写ニップに向けて送り出す。
【００４２】
２次転写ニップで記録紙Ｐに密着せしめられた中間転写ベルト１６上の４色トナー像は、２次転写電界やニップ圧の影響を受けて記録紙Ｐ上に一括２次転写され、記録紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。このようにして表面にフルカラートナー像が形成された記録紙Ｐは、２次転写ニップを通過すると、２次転写ローラ２０や中間転写ベルト１６から曲率分離する。そして、転写後搬送路３３を経由して、後述する定着装置３４に送り込まれる。
【００４３】
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト１６には、記録紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、中間転写ベルト１６のおもて面に当接しているベルトクリーニング装置２１によってベルト表面からクリーニングされる。中間転写ベルト１６のループ内側に配設されたクリーニングバックアップローラ２２は、ベルトクリーニング装置２１によるベルトのクリーニングをループ内側からバックアップする。
【００４４】
定着手段たる定着装置３４は、図示しないハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ３４ａと、これに所定の圧力で当接しながら回転する加圧ローラ３４ｂとによって定着ニップを形成している。定着装置３４内に送り込まれた記録紙Ｐは、その未定着トナー像担持面を定着ローラ３４ａに密着させるようにして、定着ニップに挟まれる。そして、加熱や加圧の影響によってトナー像中のトナーが軟化さしめられて、フルカラー画像が定着せしめられる。
また、定着ローラ３４ａと対向する位置には、温度検知手段たるサーミスタ３４ｃを配置し、定着ローラ３４ａの表面温度を検知している。
【００４５】
定着装置３４内から排出された記録紙Ｐは、定着後搬送路３５を経由した後、排紙路３６と反転前搬送路４１との分岐点にさしかかる。定着後搬送路３５の側方には、回動軸４２ａを中心にして回動駆動される切替爪４２が配設されており、その回動によって定着後搬送路３５の末端付近を閉鎖したり開放したりする。定着装置３４から記録紙Ｐが送り出されるタイミングでは、切替爪４２が図中実線で示す回動位置で停止して、定着後搬送路３５の末端付近を開放している。よって、記録紙Ｐが定着後搬送路３５から排紙路３６内に進入して、排紙ローラ対３７のローラ間に挟み込まれる。
【００４６】
図示しないテンキー等からなる操作部に対する入力操作や、図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくる制御信号などにより、片面プリントモードが設定されている場合には、排紙ローラ対３７に挟み込まれた記録紙Ｐがそのまま機外へと排出される。そして、筐体の上カバー５０の上面であるスタック部にスタックされる。
【００４７】
一方、両面プリントモードに設定されている場合には、先端側を排紙ローラ対３７に挟み込まれながら排紙路３６内を搬送される記録紙Ｐの後端側が定着後搬送路３５を通り抜けると、切替爪４２が図中一点鎖線の位置まで回動して、定着後搬送路３５の末端付近が閉鎖される。これとほぼ同時に、排紙ローラ対３７が逆回転を開始する。すると、記録紙Ｐは、今度は後端側を先頭に向けながら搬送されて、反転前搬送路４１内に進入する。
【００４８】
図１は、本プリンタを正面側から示している。図示面に直交する方向の手前側がプリンタの前面であり、奥側が後面である。また、本プリンタの図中右側が右側面、左側が左側面である。本プリンタの右端部は、回動軸４０ａを中心に回動することで筐体本体に対して開閉可能な反転ユニット４０になっている。排紙ローラ対３７が逆回転すると記録紙Ｐがこの反転ユニット４０の反転前搬送路４１内に進入して、鉛直方向上側から下側に向けて搬送される。そして、反転搬送ローラ対４３のローラ間を経由した後、半円状に湾曲している反転搬送路４４内に進入する。更に、その湾曲形状に沿って搬送されるのに伴って上下面が反転せしめられながら、鉛直方向上側から下側に向けての進行方向も反転して、鉛直方向下側から上側に向けて搬送される。その後、上述した給紙路３１内を経て、２次転写ニップに再進入する。そして、もう一方の面にもフルカラー画像が一括２次転写された後、転写後搬送路３３、定着装置３４、定着後搬送路３５、排紙路３６、排紙ローラ対３７を順次経由して、機外へと排出される。
【００４９】
上述の反転ユニット４０は、外部カバー４５と揺動体４６とを有している。具体的には、反転ユニット４０の外部カバー４５は、プリンタ本体の筺体に設けられた回動軸４０ａを中心にして回動するように支持されている。この回動により、外部カバー４５は、その内部に保持している揺動体４６とともに筺体に対して開閉する。図中点線で示すように、外部カバー４５がその内部の揺動体４６とともに開かれると、反転ユニット４０とプリンタ本体側との間に形成されていた給紙路３１、２次転写ニップ、転写後搬送路３３、定着ニップ、定着後搬送路３５、排紙路３６が縦に２分されて、外部に露出する。これにより、給紙路３１、２次転写ニップ、転写後搬送路３３、定着ニップ、定着後搬送路３５、排紙路３６内のジャム紙を容易に取り除くことができる。
【００５０】
また、揺動体４６は、外部カバー４５が開かれた状態で、外部カバー４５に設けられた図示しない揺動軸を中心にして回動するように外部カバー４５に支持されている。この回動により、揺動体４６が外部カバー４５に対して開かれると、反転前搬送路４１や反転搬送路４４が縦に２分されて外部に露出する。これにより、反転前搬送路４１内や反転搬送路４４内のジャム紙を容易に取り除くことができる。
【００５１】
プリンタの筺体の上カバー５０は、図中矢印で示すように、回動軸５１を中心にして回動自在に支持されており、図中反時計回り方向に回転することで、筺体に対して開いた状態になる。そして、筺体の上部開口を外部に向けて大きく露出させる。これにより、光書込ユニット７１が露出する。
【００５２】
図３は、プロセスユニット１Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの駆動手段たる駆動部を示す概略構成図である。なお、各プロセスユニットの駆動部は、同様の構成であるので、ここでは、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの色符号を付けずに説明する。
図に示すように、駆動源たる駆動源モータ１０１の軸に固定されている駆動ギヤ１０１ａは、感光軸に固定された感光体ギヤ１０４と噛合っている。感光体ギヤ１０４は、現像ローラ１１の軸に取り付けられた従動ギヤ１０２と噛合っている。現像ローラ１１の軸には、第１ギヤ１０３が固定されており、供給ローラ１０の軸に固定された第２ギヤ１０５と噛合っている。駆動モータ１０１が駆動すると、駆動ギヤ１０１ａから感光体ギヤ１０４を介して、駆動モータ１０１の駆動力が伝達され、感光体２が所定の速度で回転する。また、駆動モータ１０１の駆動力は、感光体ギヤ１０４から従動ギヤ１０２に伝達され、現像ローラ１１が所定の速度で回転する。さらに、従動ギヤ１０２に伝達された駆動モータ１０１の駆動力は、第１ギヤ１０３から第２ギヤ１０５に伝達されて、供給ローラ１０が所定の速度で回転する。このように、本実施形態においては、感光体２、現像ローラ１１、供給ローラ１０が、一つの駆動モータ１０１によって、回転駆動せしめられている。駆動モータ１０１は、制御部２００からの制御信号により、駆動モータ１０１の駆動速度や駆動時間が制御されている。
また、駆動モータ１０１に流れる電流値を電流計１０６で測定し、制御部２００は、その電流計１０６で測定した値に基づいて、供給ローラ１０のトルクを検知している。すなわち、制御部２００および電流計１０６が、トルク検知手段としての機能を有している。
【００５３】
図４は、本プリンタの電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、制御部２００は、装置全体の制御を司るものであり、様々な機器やセンサが接続されているが、同図では、本プリンタの特徴点に関連する機器やセンサだけを示している。制御部２００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成され、ハードウェア上で所定のプログラムを実行することにより、各手段の機能を実現している。
制御部２００は、駆動モータ１０１の駆動を制御する制御手段としての機能を有している。また、制御部２００内には、図示しない時計部を有しており、駆動モータ１０１が停止してからの時間を計測することで、現像装置の休止時間を検知する休止時間検知手段としての機能を有している。
操作表示部１０７は、図示しないテンキーやディスプレイ等で構成されており、画像を形成する記録紙の情報などを入力したり、装置の設定などを表示したりする。
【００５４】
また、プリンタは、通常の画像形成速度（以下、第１画像形成速度という）で画像形成を行う第１画像形成モードと、第１画像形成速度よりも遅い画像形成速度（以下、第２画像形成速度という）で画像形成を行う第２画像形成モードとを備えている。制御部２００は、第１画像形成速度で画像形成を行う第１画像形成モード、または、第１画像形成速度よりも遅い画像形成速度で画像形成を行う第２画像形成モードに設定する画像形成モード設定手段としての機能も有している。
例えば、画像を形成する記録紙が、ＯＨＰ、坪量７０ｇ以上の厚紙、葉書など、熱容量が大きな記録材に画像を形成する場合、制御部２００は、第２画像形成モードに設定して第２画像形成速度で画像形成を開始する。そして、要求された枚数分、熱容量の大きな記録紙に画像を形成し終えたら、制御部２００は、第２画像形成モードの設定を解除する。画像を形成する記録紙が、熱容量の多い記録材であるか否かの判断は、例えば、次のようにして行う。すなわち、ユーザーが画像形成を行う記録紙の種類を操作表示部１０７で設定することで、制御部２００は、画像を形成する記録紙の種類を検知することができる。
【００５５】
また、制御部２００は、定着装置３４の温度を検知する温度検知手段たるサーミスタ３４ｃの温度検知結果が、１７０℃以下のとき、第２画像形成モードを設定して、第２画像形成速度で画像形成を行う。例えば、連続して普通紙に第１画像形成モードで画像を形成しているとき、定着ローラ３４ａの熱量が普通紙により徐徐に奪われていき、定着ローラ３４ａの表面温度が１７０℃を下回った場合は、第１画像形成モードの設定を解除して、第２画像形成モードに設定する。そして、残りの枚数については、画像形成速度の遅い、第２画像形成速度で普通紙に画像を形成する。これにより、定着不良を生じさせずに、連続プリントを継続することができる。
【００５６】
また、光書込ユニット７０内の温度が上昇すると、ＬＥＤの発光量が減少して、画像濃度低下や濃度ムラが生じる。このため、光書込ユニット７０の温度を検知して、温度が所定値を越えたら、第２画像形成モードに設定して、第２画像形成速度で画像形成を行う。これにより、画像濃度低下や濃度ムラを抑制することができる。
【００５７】
また、装置本体に高品質モードと通常品質モードとを備え、ユーザーが高品質モードを設定しているとき、制御部２００は、第２画像形成モードで画像形成を行う。
【００５８】
また、第２画像形成モード設定時においては、供給ローラ１１に図示しない電源回路によって回収バイアスを印加する。現像バイアスと供給バイアスとの関係は、マイナス帯電性のトナーを現像ローラ１１側から供給ローラ１０側に向けて静電移動させることができる電界を形成する関係になっている。このように、現像ローラに付着したトナーを電気的に強制的に回収することで、供給ローラ１１のトルクアップを抑制することができる。
【００５９】
次に、本実施形態の特徴点について、説明する。
先の図１に示すように、一直線上に並べた複数のプロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋによってそれぞれトナー像を形成して重ね合わせる方式は、タンデム方式と呼ばれている。タンデム方式のプリンタでは、装置全体の大きさがプロセスユニットの並び方向に大きくなりがちである。そこで、本プリンタにおいては、プロセスユニットの中でも、特に大きなスペースをとるホッパ部をユニット並び方向と直交する方向に長く延びる形状にすることで、ユニット並び方向へのスペース拡大を抑えている。但し、このようにすると、ホッパ部内のトナーを自重によって供給部に落とし込む構成を採用せざるを得なくなる。そして、かかる構成では、供給ローラ１０上のトナーが凝集し易くなってしまう。このように供給ローラ上にトナーが凝集すると、供給ローラのトルクが上昇したり、画像濃度ムラを悪化させたり、供給ローラの摩耗を引き起こしたりしていた。特に、比較的軟らかく、且つ粒子間の付着力が比較的大きいワックスを含有させたトナーを用いた場合は、凝集を形成し易く、これらの問題が発生し易い。
【００６０】
本実施形態においては、通常の第１画像形成モードのときは、供給ローラ１０は、３００〜４００ｒｐｍの回転数で回転するように設定されており、この回転数で回転することで、供給ローラ１０周囲のトナーは、供給ローラ１０の回転によって循環される。しかし、図３に示すように、感光体２、現像ローラ１１、供給ローラ１０を共通の駆動モータ１０１を用いているため、画像形成速度を低速化する第２画像形成モードのときは、駆動モータ１０１の駆動速度を（１／２）〜（２／３）程度減速させる。このため、供給ローラ１０の回転数が、１５０〜２５０ｒｐｍまで減少してしまう。このように、供給ローラ１０が低速で回転すると、供給ローラ１０の回転によるトナー循環効果が低下して、例えば、図２中のＡの領域やＢの領域等にトナーが滞留してしまう。
【００６１】
供給ローラ１０が、３００〜４００ｒｐｍで回転しているときは、供給ローラ周りのトナーは、供給ローラ１０の図中反時計回りに搬送され、図２中Ａの領域まで搬送されると、図中上方へ移動して、現像剤誘導部材１４によって攪拌されて、再び供給ローラ１０上へ堆積する。このような循環経路で供給部内のトナーが搬送されるが、供給ローラ１０の回転が低下すると、供給ローラ周囲のトナーを供給ローラ１０の回転によって搬送する力が弱まり、供給ローラ１０によって図中Ａの領域まで搬送されたトナーが、収容室内のトナーの自重による圧力で図中上方へ移動することができず、図中Ａの領域で滞留してしまう。供給ローラ１０は、回転し続けているので、このＡの部分にトナーが次々と搬送される。その結果、図中Ａの領域に滞留したトナーが凝集していき、図中Ａの領域の圧力が上昇していく。その結果、図中Ａの領域周囲の部品である現像ローラ１１、供給ローラ１０が著しく磨耗して、ひいては破損してしまう。また、供給ローラ１０のトルクが高まって、駆動ノイズが発生してしまう。さらに、供給部７内のトナー劣化の進行が早まってしまう。
また、供給ローラ１０の回転数が減少して供給ローラ１０のトナーを搬送する力が弱まる結果、図中Ｂの領域に堆積したトナーが供給ローラ１０の回転によって攪拌されずに滞留する。その結果、トナー自重により、このＢの領域のトナーが凝集していき、この凝集したトナーが供給ローラ１０に圧接することで、供給ローラ１０のトルクを上昇させてしまう。
【００６２】
図５は、第２画像形成モード（低速モード）における回転数で供給ローラ１０を回転させたときにおける供給ローラ１０のトルクの経時変化について調べた図である。
図に示すように、供給ローラ１０を１０分以上回転させると、供給ローラ１０のトルクが急激に上昇して、供給ローラ１０が破損してしまった。これは、図２中のＡの領域などで、トナーが凝集していき、その凝集したトナーが徐徐に成長して、供給ローラを圧接する。そして、その凝集したトナーは、供給ローラ１０の回転でさらに成長していき、供給ローラ１０の圧力をさらに高める。このような現象によって、供給ローラ１０のトルクが急激に増加したと考えられる。
図６は、供給ローラ１０を各回転数で２０分間連続回転させたときにおける、各回転数における供給ローラ１０の最大トルクを示した図である。図に示すように、第２画像形成モード（低速モード）における供給ローラ１０の回転数である１５０〜２５０ｒｐｍのときにおいては、供給ローラ１０の最大トルクが破損のおそれのある０．０２［Ｎ・ｍ］以上となっているが、通常の第１画像形成モードのときにおける供給ローラ１０の回転数である３００〜４００ｒｐｍでは、供給ローラ１０の最大トルクは、約０．０１［Ｎ・ｍ］であった。
【００６３】
この図５、図６の結果から、図３に示す駆動部の第２ギヤ１０５と第１ギヤ１０３とのギヤ比などを調整して第２画像形成モードにおける供給ローラ１０の回転数を３００〜４００ｒｐｍとなるように、設定することも考えられる。しかし、この場合通常の第１画像形成モードにおける供給ローラ１０の回転数が多くなりすぎてしまい、トナーの劣化進行が早まってしまう。
【００６４】
そこで、本実施形態においては、第２画像形成モード設定中の所定のタイミングで、駆動モータ１０１を第２画像形成モードで画像を形成するときよりも速い第１駆動速度で所定時間回転させる解し制御を開始して、供給ローラ１０の回転数を所定時間多くしている。これにより、供給ローラ１０周囲のトナーが解されて、第２画像形成モード実行時におけるトナーの凝集を抑えることができる。以下に、実施例１〜６に基づいて、具体的に説明する。
【００６５】
［実施例１］
図７は、実施例１のシーケンス図である。図に示すように、実施例１は、第２画像形成モードの画像形成速度（第２画像形成速度）で駆動している時間が所定時間を超えたら、第１駆動速度で所定時間駆動する解し制御を開始するものである。図７に示すように、制御部２００は、第２画像形成速度で駆動している時間が３００ｓｅｃ経過したら、第１駆動速度で１０ｓｅｃ間駆動モータ１０１を駆動させる解し制御を開始する。なお、実施例１においては、第１駆動速度は、第１画像形成モードにおける駆動モータ１０１の駆動速度としている。このように、１０秒間、第１画像形成モードにおける駆動速度で駆動モータ１０１を駆動させる（供給ローラ１０の回転数を３００〜４００ｒｐｍとなるように駆動モータ１０１を駆動させる）ことで、供給ローラ１０のトナー搬送力を高めることができる。よって、図２中のＡの領域や、Ｂの領域に滞留したトナーを循環・攪拌することができ、図中Ａ、Ｂの領域にトナー凝集が生じるのを抑制することができる。これにより、第２画像形成モード時における現像装置内の部品の破損や、供給ローラ１０のトルクアップを抑えることができる。
なお、実施例１では、第２画像形成速度で駆動している時間が３００ｓｅｃ続いたら、第１駆動速度で１０ｓｅｃ駆動モータ１０１を駆動させているが、これに限定されない。先の図５に示すように、第２画像形成速度が１０分を超えると、供給ローラが破損するおそれがあるので、解し制御を開始するタイミングは、第２画像形成速度で駆動を始めてから１０分以下の範囲で適宜設定することができる。また、解し制御を開始するタイミングによって、駆動モータ１０１を第１駆動速度で駆動させる時間も適宜設定すればよい。また、実施例１においては、第１駆動速度を、第１画像形成モードにおける駆動速度としているが、これに限られず、解し制御を開始するタイミング、駆動モータ１０１を第１駆動速度で駆動させる時間などによって適宜設定すればよい。なお、制御部２００は、第２画像形成速度の連続駆動時間は、プリント枚数に基づいて判断している。すなわち、第２画像形成速度で記録紙Pに画像形成するのにかかる所要時間を、予め記憶手段に記憶しておき、プリント枚数にこの所要時間を乗算することで、第２画像形成速度連続駆動時間を算出することができる。
【００６６】
［実施例２］
図８は、実施例２のシーケンス図である。実施例２は、第２画像形成モード設定直後に、第１駆動速度で所定時間駆動する解し制御を行うようにしたものである。プリント動作が終了すると駆動モータ１０１が停止して、現像装置内の供給ローラ１０が停止した状態となるため、供給部７内のトナーが自重などによって締まった状態となっており、凝集が生じやすい。このため、第２画像形成モード設定直後に、解し制御を行って、供給ローラ１０周囲のトナーを循環・攪拌することで、供給ローラ１０周囲のトナーを解すことができる。このように、供給部内のトナーが十分解されているので、供給ローラの回転によるトナー搬送力が低下していても、滞留することなく、循環させることができ、第２画像形成速度で画像形成中にトナーの滞留が発生するのを抑制することができる。また、滞留が発生しても、その発生時期を遅らせることができ、第２画像形成速度で画像形成中にその滞留したトナーが凝集するのを抑えることができる。
なお、実施例２においては、第１駆動速度で駆動ローラ１０１を２秒間駆動させているが、装置休止時間などによって、供給部内のトナーの締まり度合いは異なる。すなわち、休止時間が短い場合は、２秒間第１駆動速度で駆動ローラ１０１を駆動させれば、供給ローラ１０周囲のトナーを解すことができるが、休止時間が長くなると、２秒間第１駆動速度で駆動ローラ１０１を駆動させただけでは、供給ローラ１０周囲のトナーを十分解すことができない場合がある。
【００６７】
図９は、各休止時間後に、第２画像形成速度の駆動速度で１０分間駆動させたときの供給ローラ１０の最大トルクを調べたものである。
図に示すように、休止時間５０時間を超えたあたりから、供給ローラ１０の最大トルクが上昇しているのがわかる。この結果から、例えば、１００時間休止後に、第２画像形成モード設定直後に２秒間だけ第１駆動速度で駆動するだけでは、十分に供給ローラ１０周囲のトナーを解すことができない。このため、第２画像形成速度で画像形成中に滞留したトナーが凝集して、供給ローラのトルクアップなどの不具合が生じるおそれがある。
そこで、制御部２００は、装置の休止時間を計測して、第２画像形成モードが設定されたら、計測した時間を調べて休止時間が１０時間を越えているか否かをチェックする。休止時間が、１０時間を越えていたら、制御部２００は、第２画像形成モード設定直後に開始する解し制御における第１駆動速度の駆動時間を１０秒にして、通常時よりも駆動する時間を増やすようにする。これにより、長期間休止した状態直後に、第２画像形成速度で画像形成を行っても、トナー滞留によるトナー凝集を抑えることができる。
なお、上述では、安全をみて、休止時間が１０時間越えたら、第２画像形成モード設定直後に開始する解し制御における第１駆動速度の駆動時間を、通常時よりも増やすようにしているがこれに限られない。図９に示すように、休止時間５０時間までは、供給ローラ１０のトルクは、ほぼ同じであるので、この範囲内で適宜設定すればよい。また、１０秒間第１駆動速度で駆動モータ１０１を駆動させているが、装置、現像剤の仕様により適宜設定すればよい。しかし、少なくとも、１０秒間第１駆動速度で駆動モータ１０１を駆動させることで、供給ローラ１０によって、供給ローラ１０の周りの自重で締まったトナーを確実に解すことができる。
【００６８】
また、電源がＯＦＦされた時点で、休止時間の計測が行われないので、電源ＯＮ時にどのくらい装置が休止状態であったかわからない。よって、電源ＯＮ直後に第２画像形成モードが設定された場合においても、第１駆動速度で駆動する時間を１０秒にして、通常時よりも駆動する時間を増やすようにする。これにより、電源ＯＮ直後に、第２画像形成モードで、画像形成を行ってもトナー滞留によるトナー凝集を抑えることができる。
【００６９】
また、供給部内のトナーの流動性は、現像装置内の環境によって変化する。低温低湿環境下では、供給部内のトナーの流動性は、著しく低下しているため、休止時間が短くても、第２画像形成モードで画像形成を行った場合、トナーの滞留が発生しやすく、滞留したトナーが凝集して供給ローラの急激なトルク上昇が生じる場合がある。
図１０は、各環境下で、第２画像形成モードにおける駆動速度で１０分間駆動させたときの供給ローラ１０の最大トルクを調べたものである。図に示すように、１０度／１５％の低温低湿環境下においては、供給ローラ１０の最大トルクが高くなっているのがわかる。
よって制御部２００は、第２画像形成モードが実行されたら、図２に示すように現像装置５内の設けられた温湿度センサ１１０の検知結果を取得する。そして、その検知結果が１０℃／１５％以下であった場合は、第１駆動速度で駆動する時間を１０秒にして、供給ローラ１０周囲のトナーを十分解してから、第２画像形成を開始する。これにより、低温・低湿環境で、第２画像形成モードで画像形成を行っても、トナーの滞留を抑制できる。また、トナーの滞留が発生したとしても、その発生時期を遅らせることができ、トナーが凝集して供給ローラ１０の急激なトルクの上昇を抑えることができる。
【００７０】
［実施例３］
図１０は、実施例３のシーケンス図である。
図に示すように、実施例３は、第１駆動速度で所定時間駆動ローラ１０１を駆動する解し制御を行ってから、第２画像形成モードの設定を解除するものである。第２画像形成モード設定解除後は、図２のＡの領域やＢの領域にトナーが滞留しており、他の領域よりもトナーが詰まっている。そのため、装置休止中に他の領域に比べて、Ａの領域やＢの領域のトナーは凝集しやすい。
そこで、第１駆動速度で所定時間駆動ローラ１０１を駆動させてから、第２画像形成モードの設定を解除することで、図２のＡ領域やＢの領域に滞留したトナーを解すことができる。よって、第２画像形成モード設定解除後における、供給部内にトナーが詰まった領域が存在するのを抑制ことができる。本プリンタにおいては、４秒間第１駆動速度で駆動させることで、図２のＡ領域やＢの領域に滞留したトナーを解すことができる。もちろん、第１駆動速度で駆動させる時間は、４秒に限らず、装置の仕様、トナーの材質などによって適宜設定されるものである。
【００７１】
［実施例４］
次に、実施例４について説明する。
実施例４は、供給ローラ１０のトルクを検知し、トルクの値が所定値を超えたら、第１駆動速度で所定時間、駆動モータ１０１を駆動する解し制御を行うようにしたものである。
制御部２００は、第２画像形成モード設定中は、先の図３に示すように駆動モータ１０１の電流計の計測値を監視する。供給ローラ１０のトルクが上昇すると、駆動モータ１０１に流れる電流値が上昇する。すなわち、駆動モータ１０１に流れる電流値と供給ローラ１０のトルクとは、比例関係にある。よって、この電流値から供給ローラ１０のトルクを予測し、電流値が所定値を超えたら、制御部２００は、第１駆動速度で所定時間駆動する解し制御を行い、供給部７内の所定の領域に滞留したトナーを循環・攪拌させる。これにより、供給部７の所定領域にトナー凝集が生じるのを抑制することができる。よって、第２画像形成速度で画像形成中における現像装置内の部品の破損や、供給ローラ１０のトルクアップを抑えることができる。供給ローラ１０のトルクの閾値は、先の図５に示すように、０．０２［ｎ・ｍ］を越えると、上述の不具合が生じるので、０．０２［ｎ・ｍ］未満の範囲で、適宜設定する。また、第１駆動速度で駆動する時間も、設定した閾値や装置の仕様などによって、適宜設定すればよい。
【００７２】
［実施例５］
次に、実施例５について説明する。
実施例５は、新品のプロセスユニット１が装置に装着されたときに、所定時間第１駆動速度で駆動する解し制御を行うようにしたものである。
新品のプロセスユニット１に内包されている現像装置内のトナーは、プロセスユニットを運搬するときの振動などにより、凝集している場合がある。このため、新品のプロセスユニット１が交換された場合は、所定時間第１駆動速度で駆動する解し制御を行うことで、運搬中に凝集した現像装置内のトナーを解すことができる。
制御部２００は、先の図２に示すように、プロセスユニット１が、装置本体に取り付けられたとき、このＩＤチップ１１１と通信を行って、ＩＤチップ１１１に記憶されている識別情報が、以前通信を行った識別情報と一致しているか否かをチェックする。一致していない場合、制御部２００は、新たなプロセスユニット１が装着された判断して、所定時間第１駆動速度で駆動モータ１０１を駆動する。これにより、供給ローラが、３００〜４００ｒｐｍの回転数で所定時間回転し、現像装置内の凝集したトナーを解すことができる。
なお、現像装置が単体で装置本体から着脱可能な構成であってもよい。この場合は、現像装置が新品と交換されたときに、解し制御を行う。
【００７３】
また、上述したように、低温低湿環境下では供給部内のトナーの流動性は、著しく低下しているため、第２画像形成速度で画像形成中に、供給部内の所定の領域で滞留が起こり易く、すぐにトナーの凝集が起こって、供給ローラのトルクを上昇させてしまう。よって、現像装置内の温湿度環境が、低温・低湿環境下においては、第２画像形成モードで画像形成を行わないようにしてもよい。すなわち、厚紙や、ＯＨＰなどに画像を形成するとき、制御部２００は、第２画像形成モードを設定して設定しているが、この第２画像形成モード設定前に、環境検知センサで、現像装置内の環境を検知する。そして、環境検知センサの検知の結果、現像装置内の環境が、低温・低湿環境下のときは、制御部２００は、第１画像形成モードに設定して、第１画像形成速度で厚紙やＯＨＰなどの記録紙に画像形成を行う。なお、このとき、定着装置の温度を普通紙に画像形成するときの温度よりも高めに設定することで、厚紙やＯＨＰなどの熱容量の大きい記録紙であっても、第１画像形成速度でトナー像を良好に定着させることができる。
【００７４】
以上、本実施形態の画像形成装置によれば、第２画像形成速度で画像形成中に、トナーが凝集するのを抑制することができ、供給ローラのトルク上昇、供給ローラの著しい磨耗、濃度ムラを抑制することができる。
【００７５】
また、第２画像形成速度の連続駆動時間が所定時間を超えたら、第１駆動速度で所定時間駆動ローラを駆動する解し制御を行うことで、供給部内の所定の領域に滞留したトナーを循環・攪拌することができる。よって、第２画像形成速度で画像形成中に、トナーが凝集するのを抑制することができ、部品の破損や、供給ローラのトルク上昇を抑制することができる。
【００７６】
また、第２画像形成モード設定直後に、第１駆動速度で所定時間駆動する解し制御を行うことで、装置休止中に自重で締まった供給部内のトナーを解してから、第２画像形成速度で画像を形成することができる。これにより、第２画像形成速度で画像形成中における、供給部内のトナーの凝集を抑制することができ、供給ローラのトルクが上昇するのを抑制することができる。
【００７７】
装置電源がＯＦＦにされたから、装置の電源ＯＮされるまでの間が長期間の場合、供給部内のトナーが締まっている。装置の電源ＯＮ直後に第２画像形成モードが設定された場合は、第２画像形成モード設定直後に行われる解し制御における第１駆動速度で駆動する時間を、通常時よりも長くする。これにより、十分供給部内のトナーを解してから、第２画像形成速度で画像を形成することができる。これにより、電源ＯＮ直後に第２画像形成速度で画像形成を行っても、画像形成中における供給部内のトナーの凝集を抑制することができ、供給ローラのトルク上昇を抑制することができる。
【００７８】
また、休止時間が所定時間を超えたときに、第２画像形成モードが設定された場合は、第２画像形成モード設定直後に行う解し制御における第１駆動速度で駆動する時間を、通常時よりも長くする。これにより、長期間休止状態で、供給部内のトナーが詰まった状態のトナーを十分解してから、第２画像形成速度で画像を形成することができる。よって、長期間休止後に第２画像形成速度で画像形成を行っても、画像形成中における供給部内のトナーの凝集を抑制することができ、供給ローラのトルク上昇を抑制することができる。。
【００７９】
また、現像装置内の温湿度が所定値未満のとき、トナーの流動性が著しく低下しているため、第２画像形成モード設定直後に行う解し制御における第１駆動速度で駆動する時間を、通常時よりも長くする。これにより、供給部内のトナーが十分解れた状態で、画像形成することができる。よって、トナーの流動性が著しく低下している状態であっても、第２画像形成速度であっても画像形成中における供給部内のトナーの凝集を抑制することができ、供給ローラのトルク上昇を抑制することができる。
【００８０】
また、現像装置内の温湿度が所定値未満のとき、トナーの流動性が著しく低下しており、第２画像形成モードで画像を形成すると、画像形成中に供給部内の所定の領域でトナーが凝集して、供給ローラのトルクを急激に上昇させるおそれがある。このため、現像装置内の温湿度が所定値未満のときは、第１画像形成モードに設定して画像を形成することで、トナーの流動性が著しく低下した状態のときでも、画像形成中に供給部内の所定の領域でトナーが凝集するのを抑制することができる。
【００８１】
また、第２画像形成モードの設定解除される直前に第１駆動速度で所定時間駆動ローラを駆動する解し制御を行うことで、第２画像形成速度で画像形成中にできた供給部内の所定の領域に滞留して詰まったトナーを解すことができる。これにより、第２画像形成モード終了後、供給部内にトナーが詰まった領域が存在するのを抑制することができる。
【００８２】
また、供給ローラのトルクが所定値を超えたら、第１駆動速度で所定時間駆動ローラを駆動する解し制御を行うことで、供給部内の所定の部分で滞留して凝集したトナーを解すことができ、部品の破損や、供給ローラのトルク上昇を抑制することができる。
【００８３】
また、装置本体に新品の現像装置が装着されたときは、第１駆動速度で所定時間駆動モータを駆動させる解し制御を行う。これにより、現像装置搬送中の振動などによって凝集したトナーを解すことができる。
【００８４】
また、画像を形成する記録材の熱容量が所定値以上の場合は、第２画像形成モードに設定して、第２画像形成速度で画像形成を行う。これにより、定着装置の温度を上げなくても、記録材上のトナーを溶融させて、記録材に定着させることができ、装置の省エネルギー化を実現することができる。
【００８５】
また、定着装置の温度が所定値以下のとき、第２画像形成モードに設定して、第２画像形成速度で画像形成を行うことで、定着装置の温度が低い場合でも、良好に記録材上のトナーを溶融させて、記録材に定着させることができる。
【００８６】
また、第２画像形成モードで画像形成を行うとき、供給ローラに、現像ローラから現像剤を回収する方向の回収バイアスを印加して、現像ローラに付着した感光体に付着しなかったトナーを電気的に回収する。これにより、現像ローラに付着した感光体に付着しなかったトナーを供給ローラと現像ローラとのニップで機械的に回収するものに比べて、供給ローラのトルクアップを抑制することができる。また、現像ローラから引き離すことで、機械的に現像ローラから引き離すものよりも、トナーの解し効果がアップする。
【００８７】
また、現像剤として、ワックス成分を含んだ非磁性１成分トナーを用いることで、オイルレス定着や低温定着を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図２】同プリンタにおけるＫ用のプロセスユニットを示す拡大構成図。
【図３】同プリンタにおけるプロセスユニットの駆動部を示す拡大構成図。
【図４】同プリンタにおける電気回路の一部を示すブロック図。
【図５】第２画像形成モード（低速モード）における回転数で供給ローラを回転させたときにおける供給ローラのトルクの経時変化について調べた図。
【図６】供給ローラを各回転数で２０分間連続回転させたときにおける、各回転数における供給ローラの最大トルクを示した図。
【図７】実施例１のシーケンス図。
【図８】実施例２のシーケンス図。
【図９】各休止時間後に、第２画像形成モードにおける駆動速度で１０分間駆動させたときの供給ローラの最大トルクを調べた図。
【図１０】各環境下で、第２画像形成モードにおける駆動速度で１０分間駆動させたときの供給ローラの最大トルクを調べた図。
【図１１】実施例３のシーケンス図。
【符号の説明】
【００８９】
１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ：プロセスユニット
２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ：感光体（潜像担持体）
５Ｋ：現像装置
６Ｋ：ホッパ部（第２収容室）
７Ｋ：供給部（第１収容室）
９Ｋ：連通口
１０Ｋ：供給ローラ（現像剤供給体）
１１Ｋ：現像ローラ（現像剤担持体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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