(57)【要約】【課題】画像形成効率を下げることなく、且つ、簡単な構造で低帯電トナーを除去し、かぶりの発生やトナー飛散を防止する。【解決手段】像担持体に画像が形成される画像領域及び該画像領域に隣接する非画像領域を設け、画像領域に第１現像剤担持体を、非画像領域に第２現像剤担持体をそれぞれ対向させ、第１現像剤担持体に第１バイアス電圧を、第２現像剤担持体に第１現像バイアスとは異なる値の第２バイアス電圧を印加して、第２バイアス電圧により、低帯電トナーを除去する。【選択図】図３
2008096496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像が形成される画像領域及び該画像領域に隣接する非画像領域を有する像担持体、
該像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成装置及び、
前記像担持体上の静電潜像を現像して前記像担持体上にトナー像を形成する現像装置を有する画像形成装置において、
前記現像装置は、前記像担持体の前記画像領域に対向して配置された第１現像剤担持体、
前記像担持体の前記非画像領域に対向して配置された第２現像剤担持体、
前記第１現像剤担持体に第１バイアス電圧を印加する第１バイアス電源及び
前記第２現像剤担持体に前記第１バイアス電圧と異なる値の第２バイアス電圧を印加することができる第２バイアス電源、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２バイアス電圧は、低帯電トナーを前記第２現像剤担持体から前記像担持体に移動させる値を有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】
前記第１バイアス電源は、前記像担持体の帯電電位よりも絶対値において低い直流成分を有する前記第１バイアス電圧を印加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】
前記第２バイアス電源は、前記像担持体の帯電電位よりも絶対値において高い前記第２バイアス電圧を印加す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】
前記第２現像剤担持体上から前記像担持体に転移して付着したトナーをクリーニングするクリーニング装置を有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】
前記第１現像剤担持体は、第１現像間隔をもって前記像担持体に対向し、前記第２現像剤担持体は前記第１現像間隔と異なる値の第２現像間隔をもって前記像担持体に対向することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第２バイアス電源は、前記第２現像剤担持体に対して、前記第２バイアス電圧と、トナーを前記像担持体に移動させない第３バイアス電圧とを切り替え印加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８】
前記第２バイアス電圧（ＶＢ２）は次の条件式Ａを満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置、
ＶＯ＜ＶＢ２≦Ｖｄｃ・Ｄｓ２／Ｄｓ１＋Ｖ０・・・・・条件式Ａ
ただし、Ｖ０は前記像担持体の帯電電位、Ｖｄｃは前記第１バイアス電圧のＤＣ成分、Ｄｓ１は前記第１現像間隔、Ｄｓ２は前記現像間隔であり、Ｖ０、ＶＢ２、Ｖｄｃ、絶対値である。
【請求項９】
前記現像装置は、前記第１、第２現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給手段を有し、該現像剤供給手段は、その回転軸方向に搬送しつつ現像剤を前記第１、第２現像剤担持体に供給するものであり、前記第２現像剤担持体は、前記第１現像剤担持体に対して、前記現像剤供給手段の搬送方向上流側に配置されたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像することにより、前記像担持体上にトナー像を形成する画像形成方法において、
第１バイアス電圧が印加された第１現像剤担持体により前記トナー像を形成する現像を行うのと並行して、第２バイアス電圧が印加された第２現像剤担持体により、低帯電トナーを前記第２現像剤担持体から前記像担持体に転移させて、現像剤から前記低帯電トナーを除去することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置及び画像形成方法に関し、特に、電子写真プロセスにより記録材上に画像を形成する画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスでは、潜像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を帯電したトナーで現像してトナー像を形成し、該トナー像を記録材に転写することにより記録材上に画像を形成するかまたは像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に転写し、中間転写体からさらに記録材に転写することにより記録材上に画像を形成することが行われる。
【０００３】
トナーは、現像装置内での攪拌により、キャリアとの間で摩擦し帯電されるが、現像領域に搬送されるトナーには、帯電量の少ない低帯電トナーが含まれる。
【０００４】
低帯電トナーの量が多くなると、像担持体の非画像部にトナーが付着し、さらに記録材に転写されてかぶりを発生したり、トナー飛散が起こることが知られている。
【０００５】
低帯電トナーは、低印字率のプリントが続いた場合に多くなるが、これは低印字率のプリントが続いた場合、トナーが長期間にわたって現像装置内で攪拌される結果、トナー粒子表面に付着しているべき外添剤が埋没、離脱等によりトナー粒子表面から除去され、トナーの帯電性が低下する結果であることが知られている。
【０００６】
また、高印字率のプリントが続く場合にも、低帯電トナーが多くなる。これは、短時間に多量のトナーの補給が行われる結果、現像領域に搬送される現像剤中にトナーとキャリアとの摩擦帯電が十分でないものが含まれることによることが知られている。
【０００７】
これらの望ましくない現象に対して、低帯電トナーを除去してかぶりやトナー飛散を防止する技術が開発されている。
【０００８】
すなわち、特許文献１では、現像時にバイアス電圧よりも低いバイアス電圧を現像ローラに印加して、ダミープリントを行い、低帯電トナーを感光体に付着させ、低帯電トナーを除去することが提案されている。
【０００９】
特許文献２では、現像ローラに現像時と反対極性のバイアス電圧を印加して、正常に帯電したトナーを現像ローラに引きつけることにより、帯電不良のトナーを感光体に付着させることが提案されている。
【００１０】
特許文献３では、現像剤の規制位置と現像領域との間に低帯電トナー回収装置を設けることが提案されている。
【特許文献１】特開２０００−８１７７５号公報
【特許文献２】特開平６−１４９０４１号公報
【特許文献３】特開２０００−２６７４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１、２の方法では、画像形成工程を停止して、低帯電トナーを除去するために、画像形成の生産性が低下するという問題がある。
【００１２】
特許文献３では、現像ローラ上の現像剤量規制後に低帯電トナー除去を行う工程が付加されるために、装置が複雑になるとともに、現像剤搬送制御が不安定になるという問題がある。
【００１３】
本発明は、画像形成の生産性を落とすことなく、簡単な構成で低帯電トナーを除去し、高画質の画像を長期間にわたって、安定して形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的は下記の発明により達成される。
１．
画像が形成される画像領域及び該画像領域に隣接する非画像領域を有する像担持体、
該像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成装置及び、
前記像担持体上の静電潜像を現像して前記像担持体上にトナー像を形成する現像装置を有する画像形成装置において、
前記現像装置は、前記像担持体の前記画像領域に対向して配置された第１現像剤担持体、
前記像担持体の前記非画像領域に対向して配置された第２現像剤担持体、
前記第１現像剤担持体に第１バイアス電圧を印加する第１バイアス電源及び
前記第２現像剤担持体に前記第１バイアス電圧と異なる値の第２バイアス電圧を印加することができる第２バイアス電源、
を有することを特徴とする画像形成装置。
２．
前記第２バイアス電圧は、低帯電トナーを前記第２現像剤担持体から前記像担持体に移動させる値を有することを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
３．
前記第１バイアス電源は、前記像担持体の帯電電位よりも絶対値において低い直流成分を有する前記第１バイアス電圧を印加することを特徴とする前記１又は前記２に記載の画像形成装置。
４．
前記第２バイアス電源は、前記像担持体の帯電電位よりも絶対値において高い前記第２バイアス電圧を印加することを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
５．
前記第２現像剤担持体上から前記像担持体に転移して付着したトナーをクリーニングするクリーニング装置を有することを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
６．
前記第１現像剤担持体は、第１現像間隔をもって前記像担持体に対向し、前記第２現像剤担持体は前記第１現像間隔と異なる値の第２現像間隔をもって前記像担持体に対向することを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
７．
前記第２バイアス電源は、前記第２現像剤担持体に対して、前記第２バイアス電圧と、トナーを前記像担持体に移動させない第３バイアス電圧とを切り替え印加することを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
８．
前記第２バイアス電圧（ＶＢ２）は次の条件式Ａを満足することを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置、
ＶＯ＜ＶＢ２≦Ｖｄｃ・Ｄｓ２／Ｄｓ１＋Ｖ０・・・・・条件式Ａ
ただし、Ｖ０は前記像担持体の帯電電位、Ｖｄｃは前記第１バイアス電圧のＤＣ成分、Ｄｓ１は前記第１現像間隔、Ｄｓ２は前記現像間隔であり、Ｖ０、ＶＢ２、Ｖｄｃ、絶対値である。
９．
前記現像装置は、前記第１、第２現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給手段を有し、該現像剤供給手段は、その回転軸方向に搬送しつつ現像剤を前記第１、第２現像剤担持体に供給するものであり、前記第２現像剤担持体は、前記第１現像剤担持体に対して、前記現像剤供給手段の搬送方向上流側に配置されたことを特徴とする前記１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
１０．
像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像することにより、前記像担持体上にトナー像を形成する画像形成方法において、
第１バイアス電圧が印加された第１現像剤担持体により前記トナー像を形成する現像を行うのと並行して、第２バイアス電圧が印加された第２現像剤担持体により、低帯電トナーを前記第２現像剤担持体から前記像担持体に転移させて、現像剤から前記低帯電トナーを除去することを特徴とする画像形成方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、現像と並行して低帯電トナーの除去が行われるので、低帯電トナーに除去による画像形成工程の中断がなく、高効率の画像形成が可能となるとともに、簡単な構造で、現像剤の搬送が安定し、高画質の画像を安定して形成することが可能となる。特に、ハーフトーン画像を良好に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜画像形成装置＞
図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。
【００１７】
図１において、自動原稿搬送装置２０はその原稿給紙台上に載置された原稿を１枚ずつ読取位置に搬送し、画像読みとりが終わった原稿を所定の場所に排出する。
【００１８】
原稿読取部２１は原稿の画像を読み取ってデジタル画像データを生成する。
【００１９】
画像形成部２２は電子写真方式により記録材に画像を形成する。
【００２０】
画像形成部２２において、像担持体であるドラム状の感光体１の周囲に帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、分離装置６及びクリーニング装置７が配置される。
【００２１】
像担持体としての感光体１には、ＯＰＣ感光体、ａＳｉ感光体等周知の任意のものを用いることができるが、実施の形態においては、負帯電性のＯＰＣ感光体が用いられる。感光体１は後に説明するように、画像領域と該画像領域に隣接する非画像領域を有する。
【００２２】
帯電装置２としては、スコロトロン帯電器、コロトロン帯電器、ローラ帯電装置等を用いることが出来る。帯電装置２は感光体の前記画像領域及び前記非画像領域を帯電して、電位を付与する。
【００２３】
露光装置３としては、レーザダイオードを用いる走査露光装置等、画像データに基づいて感光体１をドット露光するデジタル露光装置が用いられる。
【００２４】
帯電装置２と露光装置３とは感光体１上に静電潜像を形成する潜像形成装置を構成する。
【００２５】
現像装置４としては、トナーとキャリアを主成分とする２成分現像剤で現像を行う現像装置を用いることができ、実施の形態においては、負帯電性のトナーを用いて反転現像を行う現像装置が用いられる。
【００２６】
転写装置５としては、コロトロン帯電器、ローラ転写装置等を用いることができる。
【００２７】
クリーニング装置７としては、ゴムブレードからなるクリーニングブレードにより感光体１をクリーニングするクリーニング装置が用いられる。クリーニング装置７は、感光体１の前記画像領域のトナー及び前記非画像領域のトナーを除去するクリーニングを行う。
【００２８】
画像形成部２２の下方には、複数のサイズを異にした記録材を収納した記録材収納部２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃを備えた給紙部２３が設けられ、記録材を画像形成部２２に給紙する。１０は手差し給紙部である。給紙部２３又は手差し給紙部１０から給紙された記録材はレジストローラ１１により感光体１と転写装置５の間に供給され、搬送ベルト１２によって搬送され、加熱定着装置である定着装置８で加熱定着処理されて排紙皿１３に排紙される。
【００２９】
感光体１の時計方向の回転に対応して、帯電装置２による帯電、露光装置３による像露光及び現像装置４による現像で感光体１上にトナー像が形成される。形成されたトナー像は転写装置５により記録材に転写される。トナー像が転写された記録材は定着装置８において定着処理された後に排紙皿１３に排紙される。
＜低帯電トナーの除去＞
最初に、現像剤から低帯電トナーを除去する原理について図２を用いて説明する。
【００３０】
電極板Ｐ１、Ｐ２を平行に配置し、電極板Ｐ１にトナーとキャリアからなる現像剤Ｄｅｖを載せ、電極板Ｐ１を接地し、電極板Ｐ２にＤＣバイアス０．５ｋＶを印加する。
【００３１】
電極板Ｐ１の背面側で、磁石Ｍｇを矢印のように移動させてることにより、現像剤Ｄｅｖを搬送する。
【００３２】
印加電圧０．５ｋＶは、画像形成時の現像バイアス電圧に比較して低い値であり、電極板Ｐ１とＰ２との間には、現像時に形成される電界よりも弱い電界が形成される。
【００３３】
このような低バイアス電圧、弱電界により、低い帯電量を有し、キャリアとの間の静電引力が弱い低帯電トナーが、電極板Ｐ２側に移動して付着し、現像剤Ｄｅｖから除去される。
【００３４】
ここに、低帯電トナーとは、現像において、像担持体に付着しトナー像を形成するトナーよりも低い帯電量（Ｑ／Ｍ）を有するトナーを言う。
【００３５】
次に、図３により本発明の実施の形態で使用される現像装置を説明する。図３は本発明の実施の形態に係る画像形成装置における現像装置の概略を示す。
【００３６】
現像装置４のケーシング４１内は、現像室４１Ａ、攪拌・搬送室４１Ｂ、４１Ｃに分けられ、現像室４１Ａには、第１現像剤担持体としての現像ローラ４２、第２現像剤担持体としての現像ローラ４３が設けられ、攪拌・搬送室４１Ｂにはスクリュー４４が、攪拌・搬送室４１Ｃにはスクリュー４５がそれぞれ設けられる。像担持体としての感光体１に対して、所定の間隔（現像間隔）を形成するように現像ローラ４２、４３が配置される。４１Ｄは現像装置にトナーを補給する補給口である。
【００３７】
現像ローラ４２、４３は、それぞれ回転するスリーブとスリーブ内に配置された固定の磁石を有する。
【００３８】
現像ローラ４２には、第１バイアス電源ＥＣ１を構成する直流電源ＥＣ１ｄと交流電源ＥＣ１ａとからにより直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスＥＣ１が印加され、現像ローラ４３には第２バイアス電源としての電源ＥＣ２により直流バイアスが印加される。
【００３９】
スクリュー４４、４５は現像剤を攪拌・搬送する手段であり、スクリュー４４、４５の攪拌により、トナーはキャリアと摩擦して帯電する。
【００４０】
感光体１はドラム状の感光体であり、ドラムの軸方向に画像領域１Ａ及び画像領域１Ａに隣接した非画像領域１Ｂを有し、現像ローラ４２が画像領域１Ａに対向し、非画像領域１Ｂに現像ローラ４３が対向する。また、前記に説明したように、図１における帯電装置２は画像領域１Ａ及び非画像領域１Ｂを帯電し、クリーニング装置６も画像領域１Ａ及び非画像領域１Ｂをクリーニングする。
【００４１】
画像形成工程においては、現像剤が矢印で示すように循環移動し、攪拌。搬送室４１Ｃから現像室４１Ａに現像剤が供給され、現像ローラ４２により感光体１の画像領域１Ａ上の静電潜像が現像されてトナー像が形成される。
【００４２】
前記画像形成工程においては、現像ローラ４３上に形成された磁気ブラシが非画像領域１Ｂの感光体１に対して現像に類似した作用を行う。
【００４３】
現像ローラ４２、４３に隣接するスクリュー４５が現像ローラ４２、４３に現像剤を供給する現像剤供給手段を構成し、スクリュー４５により搬送される現像剤の流れの上流において、現像ローラ４３から低帯電トナーが除去されるので、低帯電トナーが除去された現像剤が現像ローラ４２に供給される。従って、低帯電トナーが除去された現像剤で現像が行われる。
【００４４】
図４は、感光体１の電位と現像ローラ４２、４３の電位を示す。
【００４５】
感光体１の帯電電位（未露光部電位）Ｖ０に対して、現像ローラ４２に印加されるバイアス電圧のＤＣ成分がＶ０より低い電位Ｖｄｃに設定される。これに対して、現像ローラ４３のバイアスは帯電電位Ｖ０よりも高い電位ＶＢ２（第２バイアス電圧）に設定される。ＶＬは感光体１の露光部電位である。
【００４６】
なお、実施の形態においては、感光体１として負帯電性のＯＰＣを用い、負帯電トナーを用い、第１バイアス電圧ＥＢ１を現像ローラ４２に印加することにより、反転現像が行われてトナー像が形成される。
【００４７】
したがって、図３におけるＶＢ２、Ｖ０、Ｖｄｃはすべて負の値であり、図３及び下記の説明において、これらの電位は絶対値で示されている。
【００４８】
画像形成においては、電位差Ｖｄｃ−ＶＬにより強い電界が形成されて帯電量が大きい正常なトナーＴ１は電位Ｖｄｃの現像ローラ４２から低い（絶対値が低い、以下高低を絶対値で言う）電位ＶＬである感光体１の露光部に移動して付着する。
【００４９】
他方、現像ローラ４３と感光体１間の電位差はＶｄｃ−ＶＬよりも低い電位差ＶＢ２−Ｖ０であり、現像ローラ４３と感光体１との間隔に形成される電界は現像ローラ４２の感光体１の露光部との間に形成される電界よりも弱いので、現像剤中の低帯電トナーＴ２のみが前記に説明したように、選択的に現像ローラ４３から感光体１に移動して付着する。
【００５０】
このようにして、感光体１の非画像領域１Ｂに低帯電トナーが付着し、現像剤から除去される。そして、感光体１に付着した低帯電トナーはクリーニング装置６により感光体１から除去される。
【００５１】
低帯電トナーの除去は、低帯電トナーの除去により不要なトナー消費がないように必要最小限の範囲内で行うことが望ましく、現像ローラ４３に印加するバイアス電圧を、低帯電トナーを除去する電圧ＶＢ２ｄ（第２バイアス電圧）と、除去しない電圧ＶＢ２ｎ（第３バイアス電圧）とに切り替えることが好ましく、ＶＢ２ｄを式Ａで表される値とし、ＶＢ２ｎ＝Ｖｄｃとすることが好ましい。
Ｖ０≦ＶＢ２ｄ＜（Ｅｍａｘ×Ｄｓ２＋Ｖ０）・・・・・式Ａ
但し、Ｅｍａｘ＝Ｖｄｃ／Ｄｓ１であり、Ｖｄｃは現像ローラ４２に印加される第１バイアス電圧ＥＢ１のＤＣ成分であり、Ｄｓ１は現像間隔を称される現像ローラ４２と感光体１との最短距離、Ｄｓ２は現像ローラ４３と感光体１との最短距離である。
【００５２】
前記式Ａにおいて、Ｅｍａｘは、現像ローラ４２のバイアス電位（ＤＣ電位）Ｖｄｃにより形成される電界であり、Ｅｍａｘ＝Ｖｄｃ／Ｄｓ１である。
【００５３】
現像ローラ４３の電位をＶＢ２ｄとした場合、図３に示すように、低帯電トナーＴ２が感光体１に移動し付着し、現像ローラ４３の電位をＶｄｃとした場合、正常なトナーＴ１、低帯電トナーＴ２ともに、感光体１に移動することはない。
【００５４】
図５は現像ローラ４２、４３の構造を示す断面図である。
【００５５】
スリーブ上に現像極、現像剤搬送極、現像剤規制極等の複数に磁極を形成するマグロールを支持する固定のマグロール軸１００に現像ローラ４２のマグロール１０１及び現像ローラ４３のマグロール１０２が固定される。
【００５６】
固定のマグロール軸１００には、支持リング１０７が固定されるとともに、ベアリング１０３を介してフランジ１０５が回転自在に支持される。現像ローラ４２のスリーブ１０６は一端でフランジ１０４に固定され、他端がフランジ１０５に固定される。フランジ１０４はベアリング１０８を介して支持リング１０７に回転自在に支持される。
【００５７】
現像ローラ４３側のスリーブ１１５は一端がフランジ１１４に、他端がフランジ１１３にそれぞれ固定される。スリーブ１１５内のマグロール１０２は固定のマグロール軸１００に固定される。
【００５８】
フランジ１１３、１１４はそれぞれベアリング１１１、１１２を介してマグロール軸１００に回転自在に支持される。
【００５９】
スリーブ１０６、１１５を回転駆動するスリーブ軸１１０の一端は中空に形成されており、スリーブ軸１１０にマグロール軸１００が嵌入し、スリーブ軸１１０は回転可能にマグロール軸１００と連結している。
【００６０】
１０９はフランジ１０４と一体な中間軸である。
フランジ１１３に対して中間軸１０９は、軸外周の一部を切り欠いたＤカット形状となっており、フランジ１１３の対応孔に嵌入する。また、スリーブ軸１１０も同様にＤカット形状の端部を有し、フランジ１１４に設けられた対応孔に嵌入する。
【００６１】
このような構成により、スリーブ軸１１０が駆動モータ（図示せず）により回転駆動されて、スリーブ１０６、１１５が一体に回転する。
【００６２】
なお、マグロール１００は２部品からなっており、一体に回転はするが、現像ローラ４２の部分と現像ローラ４３の部分とで分離可能に構成されている。
【００６３】
間隔の広いハッチングで示すフランジ１０５、１１３、１１４及び支持リング１０７は絶縁体で構成され、間隔の狭いハッチングで示すマグロール軸１００、スリーブ１０６、１１５、スリーブ軸１１０は導電体で構成される。
【００６４】
第１バイアス電源ＥＣ１により、スリーブ軸１１０、マグロール軸１００、フランジ１０４を経てスリーブ１０６に第１バイアス電圧が印加され、第２バイアス電源ＥＣ２により第２バイアス電圧がスリーブ１１５に印加される。
【００６５】
図６、７を用いて、低帯電トナー除去プロセスの詳細について説明する。図６は低帯電トナー除去プロセスを行う制御系のブロック図、図７は低帯電トナー除去プロセスのフローチャートである。
【００６６】
図６において、制御手段ＣＲは低帯電トナー除去の制御を行うものであり、以下に説明するように、トナー補給手段ＴＳからのトナー補給情報に基づいて、バイアス電源ＥＣ２及び現像ローラ４２，４３とスクリュー４４、４５とを駆動するモータＭＴを駆動して低帯電トナー除去の制御を行う。
【００６７】
トナー補給手段ＴＳは、現像装置４内の現像剤のトナー濃度センサ（図示せず）の出力に基づいて、トナー濃度が所定値以下になった時に作動し、現像装置にトナーを補給するものであり、１回の補給動作で一定量のトナー補給を行う。
【００６８】
制御手段ＣＲはトナー補給手段ＴＳの作動回数からトナー補給量を算出する。
【００６９】
図７に示す制御は、低印字率のプリントが続いた場合に低帯電トナーが増加し、また、大量の新トナーが現像装置に補給された場合に低帯電トナーが増加して、かぶりやトナー飛散が発生するのを防止し、かつ、不必要なトナー除去によるトナー消費の増加を抑制したものである。
【００７０】
図７における条件１とは、プリント開始後１０枚以内のプリントにおいて、０．１質量％（現像剤の質量を基準とした質量％、以下同じ）以上のトナー補給があったという条件であり、
条件２とは、４０００プリントのプリント工程中におけるトナー補給が、１．３質量％以下であるという条件であり、
条件３とは、条件２、即ち、４０００プリント中のトナー補給量１．３質量％以下が検知され、検知後に実施される１００プリントのプリント工程において、０．３質量％以上のトナー補給が検知されるという条件である。
【００７１】
前記条件１〜３の中で用いられているトナー補給量１．３質量％以下（４０００プリント中の）は印字率１％以下の低印字率プリントに相当し、トナー補給量０．３質量％以上（１００プリント中の）は印字率１０％以上のプリントに相当する。
【００７２】
即ち、条件１はプリント開始直後において、大量のトナー補給（印字率３０％以上に相当）があったことを検知するための条件であり、
条件２は、低印字率のプリントが続いたことを検知するための条件であり、
条件３は、低印字率プリント後に十分な量のトナー補給があったことを検知するための条件である。
【００７３】
画像形成工程において、電源ＥＣ１は現像ローラ４２に対して、ＤＣバイアスＶｄｃにＡＣバイアスＶａｃが重畳された電圧ＶＢ１を印加し、電源ＥＣ２は、現像ローラ４３に対して低帯電トナー除去工程において、バイアス電圧ＶＢ２ｄを印加し、低帯電トナー除去工程以外においては、バイアス電圧ＶＢ２ｎを印加する。
【００７４】
ＳＴＥＰ１において、条件１が満たされている場合は（ＳＴＥＰ１のｙｅｓ）、低帯電トナー除去工程を開始する（ＳＴＥＰ２）。
【００７５】
ＳＴＥＰ２の低帯電トナー除去は、現像ローラ４３のバイアス電圧をＥＢ２ｄに設定することにより行われる。
【００７６】
ＳＴＥＰ３において、次のプリントを開始し、ＳＴＥＰ４において、スクリュー４４、４５を３００回回転させる。
【００７７】
スクリュー４４、４５を３００回回転させた段階で、ＳＴＥＰ５において、条件１を満たしているか否かを監視し、満たしているときは低帯電トナー除去を行い（ＳＴＥＰ２）、満たしていないときは、低帯電トナー除去を停止する（ＳＴＥＰ６）。
【００７８】
ＳＴＥＰ１の判断におけるＮｏ及びＳＴＥＰ６の後に、ＳＴＥＰ７において、４０００枚のプリントを行い、条件２が満たされているか否かを見る（ＳＴＥＰ８）。
【００７９】
条件２が満たされているきは、ＳＴＥＰ９において、低帯電トナーの除去工程を実施する。
【００８０】
低帯電トナー除去のバイアス電圧ＶＢ２ｄ印加の状態で、１００枚プリントした後（ＳＴＥＰ１０）、条件３が満たされているか否かを監視し、満たされていない場合は低帯電トナー除去工程を継続し（ＳＴＥＰ１１のＮｏ）、満たされたときは（ＳＴＥＰ１１のＹｅｓ）、低帯電トナー除去工程を停止する（ＳＴＥＰ１２）。
【００８１】
ＳＴＥＰ８のＮｏの場合及びＳＴＥＰ１２の後にＳＴＥＰ１に戻る。
【００８２】
図７の制御において、ＳＴＥＰ２の低帯電トナー除去工程は、大量トナー補給が原因で低帯電トナーが発生した場合の低帯電トナー除去工程であり、ＳＴＥＰ９における低帯電トナーの除去は低印字率プリントが続いた場合の低帯電トナー除去工程である。
【００８３】
図７に示す制御により、画像形成工程の実行と並行して低帯電トナーの除去が行われ、常に、鮮明な画像が形成されるとともに、トナー飛散が防止される。
【実施例】
【００８４】
次の条件でプリントを行った。
（１）プリント条件
ａ．実施例
・現像間隔１（現像ローラ４２と感光体１との距離）：Ｄｓ１＝０．３５±０．０３ｍｍ
・現像間隔２（現像ローラ４３と感光体１との距離）：Ｄｓ１＝１．５ｍｍ
・感光体１の帯電電位：ＶＯ＝−６５０Ｖ
・現像ロ−ラ１０のバイアス電圧：ＶＢ１：ＡＣバイアスＶａｃ＝１．０ｋＶｐｐ
ＤＣバイアスＶｄｃ＝−５４０Ｖ
・現像ローラ４３のバイアス電圧：−１．１５ｋＶ
・現像ローラ４２の長さ：３３０ｍｍ
・現像ローラ４３の長さ：９０ｍｍ
・攪拌・搬送スクリュー２、３の回転速度：毎分４０５回
・攪拌・搬送スクリューのピッチ：３５ｍｍ
・現像剤搬送量：２２０ｇ／ｍ2
ｂ．比較例１
現像ローラ４３を設けず次の条件とした。
・現像間隔１（現像ローラ４２と感光体１との距離）：Ｄｓ１＝０．３５±０．０３ｍｍ
・感光体１の帯電電位：ＶＯ＝−６５０Ｖ
・現像ロ−ラ１０のバイアス電圧：ＶＢ１：ＡＣバイアスＶａｃ＝１．０ｋＶｐｐ
ＤＣバイアスＶｄｃ＝−５４０Ｖ
・現像ローラ４２の長さ：３３０ｍｍ
・攪拌・搬送スクリュー２、３の回転速度：毎分４０５回
・攪拌・搬送スクリューのピッチ：３５ｍｍ
・現像剤搬送量：２２０ｇ／ｍ2
ｃ．比較例２
現像ローラ４２の長さを４２０ｍｍとし、現像ローラ４３を設けず、現像ローラ４２に実施例１と同一のバイアス電圧を印加した他は実施例を同一条件とした。
（２）画像評価
ａ．かぶりの評価
評価条件：使用記録材：普通紙
印字率：０．１％
環境：温度３０℃、湿度８０％
かぶり濃度０．００６以下を合格とする。
【００８５】
図８に示すように、実施例においては、全プリントのかぶり濃度が合格であったが、比較例１、２では、５０００枚以上のプリントが不合格であった。
【００８６】
なお、実施例においては、図６のトナー除去制御を行った結果、４０００枚のプリント以降において、低帯電トナー除去工程が実行されたことがわかった。
（３）トナー飛散及び粒状性の評価
表１、２に示すように、０，１から５０までの４段階の印字率の画像をプリントし、トナー飛散及び粒状性について評価した。
【００８７】
【表１】
2008096496.tif 000003
【００８８】
【表２】
2008096496.tif 000004
【００８９】
【表３】
2008096496.tif 000005
【００９０】
表１、２、３において、○は合格、△はやや不良、×は不良を示す。
【００９１】
表１に示すようし実施例においては、すべての印字率の画像について、全プリントを通してトナー飛散、粒状性ともに、良好であった。
【００９２】
これに対して比較例１では、表２に示すとおり、低印字率の画像の場合は、低印字率画像において、１００００プリントでトナー飛散がやや観察され、５００００枚で顕著なトナー飛散が発生して不良であった。また、高印字率画像では、プリント初期からトナー飛散が発生し、評価としてはやや不良と判定された。
【００９３】
また、ハーフトーン画像の粒状性においても、低印字率画像の５０００枚以上でやや不良が発生し、１００００枚以上で不良となるとともに、高印字率画像では、初期プリントからやや粒状性不良が発生した。
【００９４】
比較例２では、表３に示すとおり、低印字率の画像の場合は、低印字率画像において、１００００プリントでトナー飛散がやや観察され、５００００枚で顕著なトナー飛散が発生して不良であった。また、高印字率画像では、プリント初期からトナー飛散が発生し、評価としてはやや不良と判定されるとともに、高印字率画像において、５００００枚プリントで顕著なトナー飛散が発生した。
【００９５】
また、ハーフトーン画像の粒状性においても、低印字率画像の５０００枚以上で不良が発生し、１００００枚以上で不良となるとともに、高印字率画像では、初期プリントからやや粒状性不良が発生し、５００００枚以上で不良が発生した。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図２】現像剤から低帯電トナーを除去する原理を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る画像形成装置における現像装置の概略を示す図である。
【図４】感光体１の電位と現像ローラ４２、４３の電位を示す図である。
【図５】現像ローラ４２、４３の構造を示す断面図である。
【図６】低帯電トナー除去プロセスを行う制御系のブロック図である。
【図７】低帯電トナー除去プロセスのフローチャートである。
【図８】実施例及び比較例におけるかぶり濃度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９７】
１  感光体
１Ａ  画像領域
１Ｂ  非画像領域
４  現像装置
４２、４３  現像ローラ
ＥＣ１、ＥＣ２  バイアス電源
【図１】
2008096496.tif 000006
【図２】
2008096496.tif 000007
【図３】
2008096496.tif 000008
【図４】
2008096496.tif 000009
【図５】
2008096496.tif 000010
【図６】
2008096496.tif 000011
【図７】
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【図８】
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