(57)【要約】【課題】逆荷電トナーの発生を抑え、かぶり現象の発生を効果的に防止できるロータリー現像方式の画像形成装置を提供する。【解決手段】現像装置とトナー容器が一体化されたカートリッジ式のイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄを含む現像ユニット４を備え、現像装置４ａ〜４ｄを感光体ドラム１に対向する位置に順次回転移動させることにより感光体ドラム１上の静電潜像にトナーを付着させて各色のトナー像を形成するロータリー式のカラー画像形成装置において、画像形成前に現像ユニット４を複数回間欠回転させる。【選択図】図１
2008292843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤が収容された複数の現像装置を回転体の周方向に沿って配設して成るロータリー式の現像ユニットを備え、
該現像ユニットの回転によりいずれかの現像装置を像担持体に対向する位置に移動させて像担持体上の静電潜像の現像を行う画像形成装置において、
非画像形成時に、前記現像ユニットを１回転する間に１回以上停止させながら複数回回転させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像ユニットは、直前の停止位置と異なる位置で停止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】
非画像形成時に装置内部の発熱部材を通電状態にして前記現像ユニットを回転させ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】
装置内部の温度を検知する温度検知手段と、
装置内部または外部の湿度を検知する湿度検知手段と、
該温度検知手段及び湿度検知手段により検知された温度及び湿度に応じて前記現像ユニットの回転の要否及び回転回数を決定する制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
直前の画像形成が終了した後の経過時間を計測するタイマーと、
該タイマーにより計測された経過時間に応じて前記現像ユニットの回転の要否及び回転回数を決定する制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像ユニットを複数回回転させた後、前記発熱部材の通電状態を継続することを特徴とする請求項３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、複写機、プリンタ、又はファクシミリ装置等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特に、ロータリー式の現像ユニットを備えた画像形成装置において逆電荷トナーの発生を防止する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置において使用される現像装置は、現像剤にトナーとキャリアとを使用した二成分現像方式、キャリアを使用せずにトナーのみを使用した一成分現像方式のものが知られている。
【０００３】
一成分現像方式の現像装置においては、装置本体内に収容されたトナーを供給ローラにより現像ローラ表面に送り込み、この現像ローラに規制部材を圧接させてトナー量を規制すると共に摩擦帯電させ、現像ローラを回転させてトナーを像担持体と対面する現像領域に導いて像担持体上に形成された静電潜像を現像し、現像ローラ表面に残ったトナーは供給ローラによって現像ローラ表面から離脱させると共に新たなトナーを現像ローラに供給するようにしており、低コストな現像装置を提供するには有利なシステムである。
【０００４】
この一成分現像方式を用いたカラー画像形成装置として、使用する色数分のカートリッジ式の現像装置を回転可能に構成した円筒状のロータリー型ラックに支持させ、各色に対応したトナー供給部の現像ローラを、像担持体に順次対面させるようにしたロータリー式の現像ユニットを備えた画像形成装置が開発されている。
【０００５】
ところで、一成分現像剤にはトナーの外添剤として正（プラス）荷電性、負（マイナス）荷電性のものが使用されていたり、トナー母剤中に逆電荷の材料が混合されていたりする。即ち、トナー表面をミクロに見れば正負両方の電荷が存在している。そして、母材の極性も含めトータルとして正荷電が強ければ正帯電トナーに、負電荷が強ければ負荷電のトナーになる。
【０００６】
しかしながら、一成分現像方式では現像ローラと規制部材の間を通過させてトナーの摩擦帯電を行う際、トナーの劣化状態や吸湿状態等によって、正規の帯電ではなく、逆極性に帯電した逆帯電トナーが発生することがある。例えば、正規の荷電が正であるトナーに用いられている正荷電性の外添剤の荷電性が吸湿により低下した場合、負荷電が強くなって負荷電のトナー（逆荷電トナー）になる。
【０００７】
このように逆荷電トナーが発生したトナーを用いて現像を行うと、現像ローラ上には正荷電トナーと負荷電（逆荷電）トナーとが混在することになり、本来白抜けとなるべき非画像部にトナーが付着して濃度が高くなる、いわゆるかぶり現象が発生してしまう。
【０００８】
トナーの帯電不良や劣化による画質の低下を防止する方法としては、例えば特許文献１には、二成分現像剤を用いたロータリー現像において、現像位置以外で現像装置内の攪拌搬送手段及び現像ローラを駆動させることにより帯電不足によるかぶり現象の発生を防止する方法が開示されている。また、特許文献２には、所定枚数の単色印刷を行った後にロータリー式の現像ユニットを一定回数回転させることにより、トナーの凝集や熱による劣化を防止する方法が開示されている。
【０００９】
しかしながら、特許文献１の方法を一成分現像方式に適用した場合、現像装置の駆動により装置内部のトナーに機械的ストレスが加わり逆荷電トナーが発生するという不具合があった。また、特許文献２の方法では、印刷動作時において不使用である現像装置内のトナーの劣化は防止できるものの、印刷開始直後において逆荷電トナーによるかぶり現象の発生を効果的に防止するものではなかった。
【特許文献１】特開２００２−３２８５０３号公報
【特許文献２】特開平１０−２６８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑み、ロータリー現像方式において逆荷電トナーの発生を抑え、かぶり現象の発生を効果的に防止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】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、現像剤が収容された複数の現像装置を回転体の周方向に沿って配設して成るロータリー式の現像ユニットを備え、該現像ユニットの回転によりいずれかの現像装置を像担持体に対向する位置に移動させて像担持体上の静電潜像の現像を行う画像形成装置において、非画像形成時に、前記現像ユニットを１回転する間に１回以上停止させながら複数回回転させることを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記現像ユニットは、直前の停止位置と異なる位置で停止することを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、非画像形成時に装置内部の発熱部材を通電状態にして前記現像ユニットを回転させることを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、装置内部の温度を検知する温度検知手段と、装置内部または外部の湿度を検知する湿度検知手段と、該温度検知手段及び湿度検知手段により検知された温度及び湿度に応じて前記現像ユニットの回転の要否及び回転回数を決定する制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、直前の画像形成が終了した後の経過時間を計測するタイマーと、該タイマーにより計測された経過時間に応じて前記現像ユニットの回転の要否及び回転回数を決定する制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記現像ユニットを複数回回転させた後、前記発熱部材の通電状態を継続することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の第１の構成によれば、非画像形成時に、現像ユニットを１回転する間に１回以上停止させながら複数回回転させることにより、各現像装置内のトナーが持ち上げられ、回転が停止した時に内壁に付着した現像剤が重力により崩れ落ちるという動作を繰り返すため現像剤がソフトに且つ十分に攪拌される。従って、トナーにダメージを与えることなくトナーを分散可能となり、吸着した水分を蒸発させて逆荷電トナーの発生を効果的に抑制することができる。また、現像装置を駆動しないため、トナーの飛散が発生するおそれもなくなる。
【００１８】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、現像ユニットは、直前の停止位置と異なる位置で停止するようにしたので、各現像装置内で崩れ落ちたトナーが集まる位置が変わるため、さらに効率的な攪拌が可能となる。
【００１９】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の画像形成装置において、装置内部の発熱部材を通電状態として現像ユニットを回転させることにより、発熱部材からの放熱により現像装置内のトナーの水分が蒸発し易くなるため、より短時間の攪拌で逆荷電トナーの発生を抑制することができる。
【００２０】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成の画像形成装置において、温度検知手段及び湿度検知手段により検知された温度及び湿度に応じて現像ユニットの回転の要否及び回転回数が決定されるため、かぶり現象の発生し易い高温高湿条件下においては現像ユニットを間欠回転させてかぶり現象の発生を防止しつつ、かぶりの発生しない条件では不要な現像ユニットの間欠回転を制限して装置のウオームアップ時間を短縮することができる。
【００２１】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成の画像形成装置において、直前の画像形成が終了した後の経過時間に応じて現像ユニットの回転の要否及び回転回数が決定されるため、経過時間が長くかぶりの発生しない条件では不要な現像ユニットの間欠回転を制限して装置のウオームアップ時間を短縮することができる。
【００２２】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第３の構成の画像形成装置において、現像ユニットを複数回回転させた後、発熱部材の通電状態を継続してそれ以降のトナーの再吸湿を防止することにより、現像ユニットの間欠回転を繰り返し行わずに長期間に亘ってかぶりの発生を防止可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明に係るロータリー現像式のカラー画像形成装置の概略構成図である。画像形成装置（ここではカラープリンタ）１００では、コピー動作を行う場合、装置本体内において、図中の反時計回りに回転する感光体ドラム１が帯電ユニット２により一様に帯電される。そして、パーソナルコンピュータ等から画像入力部（図示せず）に入力された原稿画像データに基づいて露光ユニット３から感光体ドラム１上にレーザビームが照射され、感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。
【００２４】
感光体ドラム１は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電ユニット２により表面を帯電させるようになっている。そして、露光ユニット３からのレーザビームを受けた表面に帯電を減衰させた静電潜像を形成する。感光層を形成する感光材料としては、アモルファスシリコン感光体や有機感光体（ＯＰＣ感光体）が用いられる。感光層として正ＯＰＣを用いた場合、オゾン等の発生が少なく帯電が安定しており、特に単層構造の正ＯＰＣは長期間使用して膜厚が変化した場合においても感光特性に変化が少なく、画質も安定するため長寿命のシステムには好適に用いられる。
【００２５】
トナーを感光体ドラム１上に供給するロータリー式の現像ユニット４は、現像装置とトナー容器が一体化されたカートリッジ式のイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄを備えており、現像装置４ａ〜４ｄを感光体ドラム１に対向する位置に順次回転移動させることにより、感光体ドラム１上の静電潜像にトナーが付着されて各色のトナー像が形成される。
【００２６】
トナー像が転写される中間転写ベルト５は、中間転写ローラ６ａ、６ｂ、ベルト駆動ローラ８及び従動ローラ９に掛け渡され、感光体ドラム１に当接しながら図示しない駆動手段により図中の時計回りに回転する。中間転写ベルト５には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。中間転写ベルト５の内側にはヒータ１９が配置されており、中間転写ベルト５を介してヒータ１９の熱を感光体ドラム１へ伝達することにより感光体ドラム１の表面の結露を防止するようになっている。
【００２７】
ユーザにより画像形成開始が入力されると、所定のタイミングにより感光体ドラム１上にイエローのトナー像の形成を行う。そして、負極性の転写バイアス（正帯電トナーを用いる場合）が印加された中間転写ローラ６ａ、６ｂにより感光体ドラム１上のイエローのトナー像が中間転写ベルト５上に転写される（一次転写）。その後、感光体ドラム１の表面に残留したトナーがクリーニングローラ７ａ及びクリーニングブレード７ｂにより除去され、現像ユニット４は所定量（ここでは９０°）回転して、上記と同様に今度はマゼンタのトナー像が感光体ドラム１上に形成され、中間転写ベルト５上に転写される。
【００２８】
以下、上述と同様の方法により、感光体ドラム１からシアン及びブラックのトナー像が中間転写ベルト５上に転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。中間転写ベルト５にはベルト駆動ローラ８と対向する位置に転写ローラ１３が圧接されており、転写ローラ１３の下流側には中間転写ベルト５表面の残留トナーを除去するベルトクリーニングブレード１４が配置されている。
【００２９】
上記のようにトナー像が形成された中間転写ベルト５に向けて、用紙Ｐが給紙機構１０から給紙ローラ１１及びレジストローラ対１２を経由して搬送され、中間転写ベルト５の表面に順次形成されたフルカラーのトナー像が負極性の転写バイアスが印加された転写ローラ１３により用紙Ｐに一度に転写される（二次転写）。そして、トナー像が転写された用紙は定着装置１５に搬送されてトナー像が定着される。定着装置１５を通過した用紙Ｐは、用紙搬送路１６及び排出ローラ対１７を介して排出トレイ１８に排出される。
【００３０】
図２は、本発明の現像装置の側面断面図である。なお、以下の説明では、図１の感光体ドラム１と相対する現像装置４ａの構成及び動作について説明するが、現像装置４ｂ〜４ｄの構成及び動作については基本的に同様であるので説明は省略する。
【００３１】
図２に示すように、現像装置４ａは、樹脂製の現像容器２０内に、トナーが収納されるトナー攪拌部２１と、トナー攪拌部２１からトナーが供給されるトナー供給部２２とが設けられており、トナー攪拌部２１及びトナー供給部２２は境界壁２３によって仕切られている。境界壁２３には第１開口部２８及び第２開口部２９が形成され、第２開口部２９は第１開口部２８よりも図中上側に位置付けられている。
【００３２】
トナー攪拌部２１内には、回転軸にＰＥＴフィルムなどの攪拌羽根を貼り付けた撹拌パドル２４が図２において反時計回りに回転可能に軸支されている。トナー供給部２２内には、潜像を担持する感光体ドラム（図１参照）と対面し、その潜像を現像するための現像ローラ２５、現像ローラ２５にトナーを供給するためのトナー供給ローラ２６、現像ローラ２５上のトナー層厚を規制すると共にトナーを帯電させる金属製の規制部材２７等が設けられている。
【００３３】
現像ローラ２５上のトナー層は規制部材（例えば、厚さ０．０８ｍｍのＳＵＳ箔で、規制圧＝２５Ｎ／ｍに設定される）２７によって層厚規制されるとともに摩擦帯電されて、感光体ドラム１上の静電潜像の現像に用いられる。規制部材２７と反対側の現像ローラ２５と現像容器２０との隙間にはシール部材３０（例えば、導電性の高分子量ＰＥフィルムを用いて、均一に現像ローラ２５に接触するようにウレタンスポンジでバックアップされている）が配設され、このシール部材３０によってトナー漏れを防止している。
【００３４】
さらに、現像ローラ２５及びトナー供給ローラ２６は、図２において時計回りに回転するため、第２開口部２９は第１開口部２８よりもトナー供給ローラ２６の回転方向下流側に形成され、第２開口部２９はトナー供給ローラ２６の上端よりも上側に位置している。そして、第１開口部２８は攪拌パドル２４の回転軸よりも下側に位置付けられている。
【００３５】
次に、本発明の現像装置による現像プロセスについて説明する。トナー攪拌部２１内のトナーは、攪拌パドル２４の回転により第１開口部２８を通過してトナー供給部２２へ送られる。トナー供給部２２側へ送られたトナーはトナー供給ローラ２６により現像ローラ２５へ運ばれ、規制部材２７で薄層規制されて現像ニップ部へと搬送され、感光体ドラム１上の静電潜像を現像する。現像に用いられず現像ローラ２５上に残ったトナーはシール部材３０を通過後、トナー供給部２２内に戻される。
【００３６】
トナー供給ローラ２６にて搬送されたトナーのうち、規制部材２７で規制された過剰なトナーは第１開口部２８から供給（充填）される新たなトナーと共にトナー供給部２２内で滞留するが、トナー供給部２２内のトナー量が多くなると、余分なトナーが第２開口部２９を通過してトナー供給部２２側からトナー攪拌部２１に戻され、トナー供給部２２の内圧が低減される。
【００３７】
本発明においては、印刷開始直後のかぶり現象の発生を防止するために、画像形成前に現像ユニット４を複数回間欠回転させることとしている。従来のように攪拌パドル２４や現像ローラ２５を駆動させた場合、トナーに大きな機械的ストレスが加わる。特にトナーが吸湿している場合は後処理剤のトナー表面への吸着力が水の架橋によって強くなるため、ストレスによるダメージが大きくなってトナーの劣化が進むこととなる。
【００３８】
そこで、現像ユニット４を回転させることにより、各現像装置４ａ〜４ｄ内のトナーがソフトに且つ十分に攪拌されるため、トナーに大きなダメージを与えることなくトナーを分散可能となり、吸着した水分を蒸発させて逆荷電トナーの発生を効果的に抑制することができる。また、現像ローラ２５を駆動しないため、トナーの飛散が発生するおそれもなくなる。
【００３９】
ここで、トナーに十分な攪拌効果を与えるためには現像ユニット４を連続して回転させるだけでは足りず、回転を一旦止めて再び回転を開始するという現像ユニット４を間欠的に回転させる動作が必要となる。このような間欠回転を行うことで、現像ユニット４の回転により各現像装置４ａ〜４ｄ内のトナーが持ち上げられ、回転が停止した時に内壁に付着したトナーが重力により崩れ落ちるという動作を繰り返すためトナーが効果的に攪拌される。
【００４０】
また、現像ユニット４の回転を毎回同じ位置で停止させるよりも、例えば前回と異なる位置で停止させるようにすれば、各現像装置４ａ〜４ｄ内で崩れ落ちたトナーが集まる位置が変わるため、さらに効率的な攪拌が可能となる。
【００４１】
さらに、現像ユニット４周辺に発熱部材を有する場合、熱が装置本体内部を伝わって現像ユニット４が暖められるため、現像ユニット４の間欠回転によるトナーの除湿効果はより高くなる。例えば図１では、中間転写ベルト５の内側にヒータ１９が設けられ、定着装置１５は加熱ローラ内にヒータが搭載されている。従って、定着装置１５及びヒータ１９を通電状態にして現像ユニット４を間欠回転させることにより、より短時間でトナーの分散及び除湿を完了することができる。
【００４２】
また、現像ユニット４を複数回間欠回転させてトナーの除湿を行った後、定着装置１５とヒータ１９の少なくとも一方を通電状態としておけば、現像装置４ａ〜４ｄ内のトナーの吸湿を抑制できる。従って、装置の立ち上げ時に定着装置１５及びヒータ１９の通電をＯＮにして現像ユニット４を間欠回転させた後、引き続き定着装置１５及びヒータ１９を通電状態にしておくことで、それ以降は現像ユニット４を回転させずにかぶり現象が発生しないようにすることも可能である。
【００４３】
また、画像形成装置が待機モードにある場合でも、定着装置１５は所定の待機温度に暖められているため、現像ユニット４を回転させずに放置しても現像装置４ａ〜４ｄ内のトナーの水分は徐々に蒸発してかぶり現象も改善されていく。従って、直前の画像形成からの休止時間に応じて現像ユニット４の回転の要否及び回転回数を決定するようにしても良い。
【００４４】
また、トナーの吸湿による逆荷電トナーの発生は装置の使用環境によって変化するため、現像ユニット４の回転を、装置内部の温度と装置内部又は外部の湿度とに基づいて制御しても良い。装置内部の温度と装置内部又は外部の湿度とに基づいて現像ユニット４の回転の要否が決定されるため、かぶり現象の発生し易い条件を検知して両面リフレッシュモードが自動的に実行される。これにより、ユーザ自身が現像ユニット４の回転を設定する必要がなくなり、設定ミスや設定忘れを回避することができる。
【００４５】
さらに、現像ユニット４の回転回数を、装置内部の温度と装置内部又は外部の湿度とに基づいて最適値に自動設定するようにしておけば、画像処理効率を大幅に低下させることなくトナーを効果的に除湿してかぶり現象の発生を抑制可能となる。
【００４６】
なお、現像ユニット４の回転速度は、画像形成時に現像装置４ａ〜４ｄの切り換えを行う際の回転速度と異なる速度としても良いが、回転速度を変える場合は変速機構が別途必要となる。本発明では現像ユニット４を間欠回転させることで、回転速度に関係なく現像ユニット４の停止時に現像装置４ａ〜４ｄ内のトナーが崩れ落ちて十分に攪拌されるので、画像形成時と同じ速度で回転させれば良い。
【００４７】
次に、本発明の画像形成装置の制御経路について説明する。図３は、本発明の画像形成装置に用いられる制御経路の一例を示すブロック図である。なお、画像形成装置１００を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置１００全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分についてのみ説明する。
【００４８】
制御部９０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、読み出し専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）９２、読み書き自在の記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）９３、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部９４、カウンタ９５、画像形成装置１００内の各装置に制御信号を送信したり操作部５０からの入力信号を受信したりする複数（ここでは２つ）のＩ／Ｆ（インターフェイス）９６を少なくとも備えている。また、制御部９０は、装置本体１内部の任意の場所に配置可能である。
【００４９】
ＲＯＭ９２には、画像形成装置１００の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置１００の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。ＲＡＭ９３には、画像形成装置１００の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置１００の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。また、ＲＯＭ９２（或いはＲＡＭ９３）には、機内温度及び機外湿度と現像ユニット４の回転回数とを関連づけて記憶した環境補正テーブル（後述）が格納されている。
【００５０】
カウンタ９５は、印刷枚数をカウントする他、現像ユニット４の回転回数をカウントするのに用いられる。なお、カウンタ９５を別途設けなくても、例えばＲＡＭ９３でその回数を記憶するようにしてもよい。
【００５１】
また、制御部９０は、画像形成装置１００における各部分、装置に対し、ＣＰＵ９１からＩ／Ｆ９６を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や、入力信号がＩ／Ｆ９６を通じてＣＰＵ９１に送信される。制御部９０が制御する各部分、装置としては、例えば、感光体ドラム１、露光ユニット３、現像ユニット４、給紙機構１０、定着装置１５、ヒータ１９、操作部５０等が挙げられる。
【００５２】
操作部５０には、液晶表示部５１、各種の状態を示すＬＥＤ５２、テンキー５３が設けられており、ユーザは操作部５０を操作して指示を入力することで、画像形成装置１００の各種の設定をし、画像形成等の各種機能を実行させる。液晶表示部５１は、画像形成装置１００の状態を示したり、画像形成状況や印刷部数を表示したり、タッチパネルとして、両面印刷や白黒反転等の機能や倍率設定、濃度設定など各種設定を行えるようになっている。テンキー５３は、印刷部数の設定や、画像形成装置１００がＦＡＸ機能も有する場合に相手方のＦＡＸ番号を入力等するためのものである。
【００５３】
その他、操作部５０には、画像形成を開始するようにユーザが指示するスタートボタン、画像形成を中止する際等に使用するストップ／クリアボタン、画像形成装置１００の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン等が設けられている。
【００５４】
機内温度センサ９７は、装置内部の温度、特に感光体ドラム４１の表面若しくは周辺の温度を検知するものであり、感光体ドラム４１の近傍に配置される。機外湿度センサ９８は、装置外部の湿度を検知するものであり、例えば発熱部分の影響を受けにくい図１の給紙機構１０側方の吸気ダクト（図示せず）近辺に設置されるが、装置外部の湿度を正確に検出可能な他の場所に設置することもできる。
【００５５】
機内温度センサ９７及び機外湿度センサ９８は、装置内部の温度及び装置外部の湿度を所定の時間毎に常に検出している。操作部５０からＣＰＵ９１に画像出力が指示されると、機内温度センサ９７及び機外湿度センサ９８により検出された装置内部の温度及び装置外部の湿度がＩ／Ｆ９６を介してＣＰＵ９１に送出され、装置内部の温度及び装置外部の湿度を用いて環境補正テーブルにより現像ユニット４の間欠回転の要否及び回転回数を選定してＣＰＵ９１に出力する。
【００５６】
これにより、現像ユニット４の間欠回転を実行するか否かを機内温度センサ９７及び機外湿度センサ９８の検知結果に基づいて決定することができるため、かぶり現象の発生し易い高温高湿条件下においては現像ユニット４を間欠回転させてかぶり現象の発生を防止しつつ、かぶりの発生しない条件では不要な現像ユニット４の間欠回転を抑制することができる。なお、現像ユニット４の回転制御はなるべく実行直前の検出温度及び湿度を用いて行うことが好ましいが、他のタイミングで検出した温湿度を用いて制御を行ってもよい。また、所定の回数温湿度の検出を行い、各検出値の平均値を用いることもできる。
【００５７】
また、現像ユニット４を間欠回転させる際には周囲環境に応じて最適な回転回数を設定し、かぶりを発生させない必要最低限だけ間欠回転させることにより、画像形成効率を最大限に高めることができる。本発明に用いられる環境補正テーブルの一例を表１に示す。
【００５８】
【表１】
2008292843.tif 000003
【００５９】
表１において、環境補正テーブルの各行には機内温度（ドラム周辺温度）が最小レベル（１０℃以下）から最大レベル（４１℃以上４５℃以下）まで５℃間隔で８段階に区分けされ、各列には機外湿度が最小レベル（５％以下）から最大レベル（８６％以上９０％以下）まで５％間隔で１８段階に区分けされている。機内温度センサ９７及び機外湿度センサ９８により機内温度及び機外湿度が検知されると、検知された温度及び湿度に対応する行及び列の交差する位置の回転回数が選定される。なお、表１中、白抜き部分は０回転、斜線部分は３０回転、ハーフトーン部分は４８回転を示す。
【００６０】
機内温度が２５℃以下の場合は機外湿度に関係なくかぶり現象が発生するおそれはない。また、機外湿度が３５％以下の場合は機内温度に関係なくかぶり現象が発生するおそれはない。従って、現像ユニット４の間欠回転は不要であるため回転回数は０回に設定されている。
【００６１】
また、機内温度が２６℃以上、或いは機外湿度が３６％以上の場合はかぶり現象が発生する場合があるため、機内温度及び機外湿度に応じてかぶり現象の防止または解消に必要な現像ユニット４の回転回数が設定されている。例えば機内温度が３０℃、機外湿度が７５％であった場合、２６℃以上３０℃以下の行と７１％以上７５％以下の列とが交差する位置の３０回転が選定される。
【００６２】
次に、本実施形態の画像形成装置の動作について説明する。図４は、本発明の画像形成装置の画像出力動作を示すフローチャートである。図１及び図３を参照しながら、図４のステップに従い現像ユニットの回転制御について説明する。
【００６３】
先ず、ユーザが操作パネル５０を操作することにより印刷開始信号が入力されると（ステップ１）、機内温度センサ９７及び機外湿度センサ９８により検出された機内温度及び機外湿度データがＣＰＵ９１に送信される（ステップＳ２）。一方、ＣＰＵ９１から定着装置１５及びヒータ１９に制御信号が送信され、定着装置１５及びヒータ１９の昇温も同時に開始する。
【００６４】
次いで、送信された温湿度データに基づいて現像ユニット４の間欠回転を実行するか否かが判断される（ステップＳ３）。この判断は、ＲＯＭ９２（又はＲＡＭ９３）に格納された環境補正テーブル（表１参照）により回転回数が０回であるか否かで決定される。現像ユニット４の間欠回転を実行する場合は、温湿度データに対応する回転回数が選定され（ステップＳ４）、現像ユニット４の回転が開始される（ステップＳ５）。そして、所定量回転後に現像ユニット４を所定の位置で停止する（ステップＳ６）。
【００６５】
その後、ステップＳ４で選定された回数だけ回転されたか否かが判断され（ステップＳ７）、所定回数に到達していない場合は現像ユニット４の回転及び停止動作を繰り返す（ステップＳ５、６）。ステップＳ７において所定回数の回転が終了した場合は、続いて印刷を実行する（ステップＳ８）。
【００６６】
具体的には、モノクロ印刷の場合は現像ユニット４のブラックの現像装置４ｄを現像位置（感光体ドラム１に対向する位置）で停止させ、感光体ドラム１上に形成された静電潜像を現像してブラックのトナー像を形成する。形成されたトナー像を中間転写ベルト５上に積層し、転写ローラ１３により給紙機構１０より給送される用紙Ｐに転写し、定着装置１５においてトナー像を用紙Ｐに定着させて印刷を行う。カラー印刷の場合は、各現像装置４ａ〜４ｄを順次現像位置に停止させ、各色についてトナー像の形成及び中間転写ベルト５への積層を繰り返し、用紙Ｐに一括して転写する。また、ステップＳ３で現像ユニット４の間欠回転が不要であると判断された場合は、定着温度の上昇を待って印刷を実行する（ステップＳ９）。
【００６７】
なお、図４では、表１の環境補正テーブルを用いて現像ユニット４の回転を制御しているが、直前の画像形成からの休止時間に応じて現像ユニット４の回転の要否及び回転回数を決定する制御を行う場合についても図４と全く同様の手順により行われる。即ち、直前の画像形成からの経過時間（休止時間）を計測するタイマーを設けるとともに、表１の環境補正テーブルに代えて、装置の休止時間と現像ユニット４の回転回数とを関連づける補正テーブルをＲＯＭ９２（又はＲＡＭ９３）に記憶させておき、計測された休止時間に基づいて現像ユニット４の間欠回転の要否及び回転回数を決定すれば良い。
【００６８】
その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態においては、機内温度及び機外湿度に対応した環境補正テーブルを用いて現像ユニット４の回転を制御しているが、機外湿度センサに代えて装置内部の湿度を検知する機内湿度センサを設け、機内温度及び機内湿度に対応した環境補正テーブルを用いて制御することも可能である。
【００６９】
また、上記実施形態ではトナー成分のみから成る一成分現像剤を用いる場合について説明したが、本発明はトナーとキャリアとから成る二成分現像剤を用いる場合にも同様に適用可能である。また、本発明は図１に示したようなカラープリンタに限られるものではなく、カラー複写機、ファクシミリ等の、ロータリー現像方式を用いた他の画像形成装置にも適用できるのはもちろんである。以下、実施例により本発明の効果を更に詳細に説明する。
【実施例１】
【００７０】
図１に示した本発明の画像形成装置を用いて画像形成を行った場合のかぶり現象の防止効果を調査した。１分間に現像ユニット４を６回転させるとともに、現像ユニット４をＫ位置（ブラックの現像装置４ｄが感光体ドラム１に対向する位置）→Ｍ位置（マゼンタの現像装置４ｂが感光体ドラム１に対向する位置）→Ｋ位置→Ｙ位置（イエローの現像装置４ａが感光体ドラム１に対向する位置）の順に、１回転につき現像ユニット４を２回停止させる制御を本発明１とした。なお、各位置での停止時間は４秒とし、１回転に要する時間は１０秒とした。
【００７１】
基本現像条件として、アモルファスシリコン製の感光層を有する感光体ドラムの明電位Ｖ０を３００Ｖ、暗電位ＶＬを２０Ｖ、線速度を１５０ｍｍ／ｓｅｃとした。また、感光体ドラムに対する現像ローラの線速比を１．０５とし、現像ローラのトナー搬送量を６ｇ／ｍ2とした。また、発泡ウレタンの半導電性材料で形成された抵抗値３×１０8Ωの供給ローラを用い、現像ローラに対する供給ローラの線速比を０．７（カウンタ回転）、現像ローラへの押し込み量を０．９ｍｍとした。現像バイアスは、Ｖｐｐが１２００Ｖ、Ｖｄｃ（振幅中心）が９０Ｖ、周波数が５ｋＨｚの矩形波とした。供給ローラへの印加バイアスは現像ローラに対し＋１００Ｖに設定し、規制部材及びシール部材への印加バイアスは供給バイアスと同電位とした。また、懸濁重合法で製造された平均粒径８μｍ、円形度０．９７以上の正帯電性トナーを使用した。
【００７２】
かぶり現象の評価方法としては、高温高湿環境（３２．５℃、８０％）にて本発明１の条件で現像ユニットの間欠回転を継続して行い、テスト画像を印刷して地肌部分（白ベタ部分）の透過濃度を透過濃度測定器（Ｘ−ＲＩＴＥ社製、３１０Ｔ）を用いて測定し、回転回数の増加に伴うカブリ比率（テスト画像の地肌部分の透過濃度／画像形成初期における地肌部分の透過濃度）の変化を評価した。一方、各現像装置４ａ〜４ｄを所定時間駆動させる制御を比較例として同様に評価した。結果を図５、図６に示す。
【００７３】
図５から明らかなように、現像ユニットの間欠回転を行った本発明１では、カブリ比率は初期値（１．０）を上回ることなく、現像ユニット６０回転（１０分）程度でカブリ比率が約０．５となってかぶりのレベルが半減した。また、現像ユニットのみを回転させ現像ローラを駆動させないためトナー飛散が発生せず、トナーの劣化も抑制された。
【００７４】
一方、図６から明らかなように、現像装置を駆動させた比較例では、カブリ比率は一旦初期値を上回り、その後徐々に低下して初期値を下回った。これは、吸湿等により荷電の不安定なトナーが規制部材を通過することで逆電荷に帯電するためである。そのため、かぶりのレベルが半減するのは約４００秒後であり、カラー画像形成時において各現像装置４ａ〜４ｄにこの動作を行うとすると、計１６００秒（約２７分）が必要であった。また、現像ローラを駆動するためトナー飛散やトナーの劣化が生じた。
【実施例２】
【００７５】
実施例１と同様の現像条件で、現像ユニット４を１回転につきＫ位置で１回停止させる制御を本発明２とした。また、１回転につき１回停止させ、停止位置をＫ位置→Ｙ位置→Ｍ位置→Ｃ位置の順に切り換える制御を本発明２とした。なお、各位置での停止時間は８秒とし、１回転に要する時間は１０秒とした。本発明２、３の条件で現像ユニットの間欠回転を継続して行い、テスト画像を印刷して実施例１と同様にカブリ比率の変化を比較した。結果を本発明１と併せて図７に示す。
【００７６】
図７から明らかなように、１回転につき現像ユニット４を２回停止させる本発明１（図７に丸印で表示）では、現像ユニット６０回転後にはカブリ比率が０．５以下となったのに対し、１回転につき１回、同じ位置で停止させた本発明２（図７に三角印で表示）ではカブリ比率が０．９以上であり、初期値に比べて顕著な改善は見られなかったが、現像装置を駆動させた比較例（図６参照）のようにカブリ比率が初期値を上回ることはなかった。また、１回転につき１回、前回と異なる位置で停止させた本発明３（図７に四角印で表示）ではカブリ比率が約０．８であり、本発明１には及ばないものの本発明２に比べてかぶりレベルが改善された。
【００７７】
以上の結果より、同じ回転回数であっても本発明１、本発明３、本発明２の順にかぶりの改善の程度は大きく、１回転当たりの停止回数が多いほど、また停止位置が変わるほどかぶりの回復が早くなることが確認された。
【実施例３】
【００７８】
実施例１と同様の現像条件で、本発明１の回転制御を高温高湿環境下（３２．５℃、８０％）で実行した場合と常温高湿環境下（２８℃、８０％）で実行した場合のカブリ比率の変化を比較した。結果を図８に示す。
【００７９】
図８から明らかなように、常温高湿環境下（図８に×印で表示）では、現像ユニット４を同じ回数だけ回転させたときのカブリ比率が高温高湿環境下（図８に丸印で表示）に比べて小さくなった。これは、空気中の水分量が多いほどトナーの吸湿量は大きく、逆電荷量も多くなるため、かぶりレベルの回復に時間を要するためである。この結果より、温湿度センサにより機外又は機内の温湿度をモニタリングすることにより、空気中の水分量が少なくなる条件では現像ユニットの回転回数を減らしてトナー除湿時間を短縮できることが確認された。
【実施例４】
【００８０】
現像ユニット４を所定回数間欠回転させてかぶりレベルを回復させた後、定着装置１５及びヒータ１９の通電をＯＦＦ状態にして放置した場合とＯＮ状態にして放置した場合とで、所定時間毎に画像の地肌部分の透過濃度を測定し、放置時間とかぶりレベルの変化との関係を調査した。結果を図９に示す。
【００８１】
図９から明らかなように、定着装置１５及びヒータ１９をＯＦＦ状態にして放置した場合（図９に△印で表示）は、放置時間が長くなるにつれて透過濃度が上昇しており、トナーの吸湿により一旦改善されたかぶりレベルが徐々に悪化した。一方、定着装置１５及びヒータ１９をＯＮ状態にして放置した場合（図９に□印で表示）は、放置時間が長くなっても透過濃度は一定レベルに維持されており、改善されたかぶりレベルが持続することが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、現像剤が収容された複数の現像装置を回転体の周方向に沿って配設して成るロータリー式の現像ユニットを備え、該現像ユニットの回転によりいずれかの現像装置を像担持体に対向する位置に移動させて像担持体上の静電潜像の現像を行う画像形成装置において、非画像形成時に、現像ユニットを１回転する間に１回以上停止させながら複数回回転させるものである。
【００８３】
これにより、トナーに吸着した水分を蒸発させて逆荷電トナーの発生を効果的に抑制可能となるため、かぶりの発生しない画像形成装置を提供することができる。また、現像装置を駆動しないため、トナー飛散が発生して装置内部を汚染するおそれもなく、トナーに加えられる機械的ストレス等のダメージも低減されてトナーの長寿命化も実現できる。
【００８４】
また、間欠回転を行う場合、現像ユニットを直前の停止位置と異なる位置で停止させたので、各現像装置内で崩れ落ちたトナーが集まる位置が毎回変わるため、さらに効率的な攪拌が可能となる。さらに、装置内部の定着装置や感光体除湿用のヒータ等の発熱部材を通電状態にして現像ユニットを回転すれば、現像装置内のトナーの水分が蒸発し易くなるため、より短時間の回転でかぶりの発生を抑制することができる。
【００８５】
また、検知された温度及び湿度、或いは直前の画像形成からの経過時間に応じて現像ユニットの間欠回転の要否及び回転回数を決定することとしたので、現像ユニットの回転を必要最低限に抑えてユーザの印刷待ち時間を短縮することができ、画像形成効率を最大限に高めた画像形成装置となる。さらに、現像ユニットを間欠回転させた後、発熱部材を通電状態としておけば、現像ユニットの間欠回転を繰り返し行わずにトナーの再吸湿を防止することができ、長期間に亘ってかぶりの発生を防止可能な画像形成装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】は、ロータリー式の現像ユニットを備えた本発明のカラー画像形成装置の側面断面図である。
【図２】は、現像ユニットに搭載される現像装置の側面断面図である。
【図３】は、本発明の画像形成装置の制御経路を示すブロック図である。
【図４】は、本発明の画像形成装置の画像出力動作を示すフローチャートである。
【図５】は、本発明１の制御を行った場合のカブリ比率の変化を示すグラフである。
【図６】は、比較例の制御を行った場合のカブリ比率の変化を示すグラフである。
【図７】は、本発明１〜３の制御を行った場合のカブリ比率の変化を比較したグラフである。
【図８】は、本発明１の制御を高温高湿条件下（３２．５℃、８０％）及び常温常湿条件下（２５℃、５０％）で実行した場合のカブリ比率の変化を比較したグラフである。
【図９】は、現像ユニットを間欠回転させてかぶりレベルを改善した後、定着装置及びヒータをＯＦＦ状態にして放置した場合とＯＮ状態にして放置した場合の、放置時間と画像の地肌部分の透過濃度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８７】
１              感光体ドラム（像担持体）
４              現像ユニット
４ａ〜４ｄ      現像装置
５              中間転写ベルト
１５            定着装置（発熱部材）
１９            ヒータ（発熱部材）
２４            攪拌パドル（トナー攪拌部材）
２５            現像ローラ（トナー担持体）
２６            トナー供給ローラ（トナー供給部材）
２７            規制部材
３０            シール部材
９０            制御部（制御手段）
９７            機内湿度センサ（温度検知手段）
９８            機外湿度センサ（湿度検知手段）
１００            画像形成装置
【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１】
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【図２】
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