(57)【要約】【課題】トナーが劣化し易い条件、即ち、現像剤担持体の回転数に対しトナーの消費量が少ない場合に、現像剤担持体上で劣化したトナーを現像装置から除くことにより画像の濃度、画質低下を防ぎ、無駄なトナー消費を防ぐことのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤消費量の検知値に基づいて、像担持体の非画像領域にて、現像剤の所定の極性とは逆極性に帯電した現像剤を強制消費する。【選択図】　　　　図３
2004029104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を帯電手段により一様に帯電し、次いで、露光手段により露光することにより前記像担持体上に形成された静電潜像を、現像剤担持体にて担持し搬送される所定の極性に帯電した現像剤により現像して顕像化する画像形成装置において、
現像剤消費量と前記現像剤担持体の駆動時間とを積算記録して前記現像剤担持体の単位駆動時間当たりの現像剤消費量を検知するための検知手段と、
前記現像剤消費量の検知値に基づいて、前記像担持体の非画像領域にて、現像剤の前記所定の極性とは逆極性に帯電した現像剤を強制消費する強制消費手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体を帯電手段により一様に帯電し、次いで、露光手段により露光することにより前記像担持体上に形成された静電潜像を、現像剤担持体にて担持し搬送される所定の極性に帯電した現像剤により現像して顕像化する画像形成装置において、
現像剤消費量と前記現像剤担持体の駆動時間とを積算記録して前記現像剤担持体の単位駆動時間当たりの現像剤消費量を検知する検知手段と、
画像形成装置本体の周囲の温湿度及び水分量を検知する検知手段と、
前記現像剤消費量の検知値と、前記温湿度及び水分量の検知値とに応じて非画像形成中に、現像剤の前記所定の極性とは逆極性に帯電した現像剤を強制消費する強制消費手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記現像剤消費量を検知する検知手段として、画像信号の黒字領域の比率を検知する手段を有することを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
【請求項４】
前記強制消費手段は、前記現像剤担持体に交流電圧と直流電圧を重畳印加する手段を有し、前記像担持体の非画像領域での非露光部電位と前記直流電圧の電位差の値を、前記像担持体の画像領域での像担持体露光部電位と非露光部電位の電位差よりも大きくなるように制御する手段を有することを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体の画像領域での非露光部を現像剤で現像する正規（ポジ）現像の場合には、非画像領域では、前記現像剤担持体に印加する直流電圧を前記像担持体の電位と同極性で、且つ、前記非露光部電位より大きくなるように制御する手段を有することを特徴とする請求項４の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体の画像領域での露光部を現像剤で現像する反転（ネガ）現像の場合には、非画像領域では、前記現像剤担持体に印加する直流電圧を、画像領域での画像形成時の前記現像剤担持体に印加する直流電圧と同極性で画像領域における露光部電位より小さいか、又は、逆極性となるように制御する手段を有することを特徴とする請求項４の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体の画像領域での露光部を現像剤で現像する反転（ネガ）現像の場合には、前記帯電手段に印加する電圧を制御して非画像領域での像担持体の帯電電位を画像領域での画像形成時よりも大きくなるように制御する手段を有することを特徴とする請求項４の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機やレーザープリンターのような電子写真方式の画像形成装置で、特に、乾式の現像剤を用いて像担持体上に形成した静電潜像を現像する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、予め一様に帯電された像担持体としての電子写真感光体上に原稿反射光等の光学的な画像情報を形成することによって得た静電潜像を、一成分系或いは二成分系の現像剤によって現像する画像形成装置が知られている。
【０００３】
斯かる画像形成装置では、トナー粒子相互或いはトナーとキャリアの摩擦、及び、現像剤担持体としての現像スリーブと磁性トナー粒子の摩擦により電荷をトナー粒子に与え、このトナーを現像スリーブ上に担持させて感光体と現像スリーブとが対向した現像領域に搬送し、現像領域において現像スリーブ内に不動に配置された磁石の磁界或いは現像スリーブに印加された電位による電界の作用でトナーを感光体表面の静電潜像に付着させて静電潜像をトナー像として顕像化し、転写用紙上に転写、定着することによって画像形成を行う。
【０００４】
従来の現像装置を用いた画像形成装置においては、現像装置内の現像剤、即ち、トナーは現像スリーブの回転による機械的シェア或いは攪拌によるトナー同士、更には、キャリアとの摩擦で劣化し易いという問題がある。
【０００５】
このときのトナーの劣化は主に表面性の変化やトナーの凝集による粗粉化が主な原因で、劣化したトナーはその帯電特性が不安定になってしまう。帯電特性が変化したトナーの摩擦帯電による帯電量は製造直後の新しいトナーに比べて低く、その分布がブロードであるため、濃度低下や地かぶり、反転かぶりの増加などの画像に悪影響を及ぼす因子となる。
【０００６】
バインダ樹脂や粉砕法の改良、流動性を与えるシリカ等の外添、キャリアと現像スリーブの摩擦帯電付与性向上など、劣化自体或いはその影響を回避する方法が数多く提案されているが、最近の電子写真画像形成装置の高速化による機械的、熱的シェアの増大によりトナーの劣化は促進される傾向にあり、更なる現像能力の必要性から無視できないものとなってきている。
【０００７】
このような問題に対し、感光体上に専用の潜像を形成させて現像スリーブ上の現像剤を強制的に現像、消費して新たにトナーをホッパーから供給することでトナーをリフレッシュする方法が提案されている。
【０００８】
しかしながら、上記のような方法によると、まだ十分に劣化されておらず充分な帯電特性を持っていて普通に使用できるトナーをも消費してしまい、消費量が増大してしまうため、ランニングコストという点から見て望ましくない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
トナーの劣化は、現像に供されないのに現像スリーブの回転による機械的、熱的シェアを受けてしまうような状況、つまり、トナー消費量が少ない画像形成を行った時に顕著である。
【００１０】
更に、例え機械的、熱的シェアを受けて劣化はしなかったとしても、そのトナーが高温高湿下に曝された場合には空気中の水分によりトナーが劣化する。
【００１１】
こういった上記のような条件が重なってくる場合には、更に劣化する可能性が高く、現像装置内に現像され難い劣化したトナーが溜まってくれば出力される画像濃度が低下し、ますますトナーの消費量が小さくなり、異常画像が発生する可能性が高くなる。
【００１２】
特に、劣化したトナーは正常なトナーに比べ帯電能が低いため正常なトナーと摩擦接触した場合に逆極性に帯電して反転トナーになり易く、現像装置内からこの反転トナーをなるべく取り除いて廃棄することが望ましい。
【００１３】
しかしながら、トナーの消費が十分されており新規トナーとの入れ替わりが行われている条件下でも、現像に使用し得る正常なトナーが逆極性に帯電することがある。従って、画像形成条件に拘わらず反転トナーを常に定期的に強制消費することはトナー消費量の増加を招く。また、クリーニング部材への負荷、エネルギー消費などが増大するといった点でも不利である。
【００１４】
従って、本発明の第一の目的は、トナーが劣化し易い条件、即ち、現像剤担持体の回転数に対しトナーの消費量が少ない場合に、現像剤担持体上で劣化したトナーを現像装置から除くことにより画像の濃度、画質低下を防ぎ、無駄なトナー消費を防ぐことのできる画像形成装置を提供することである。
【００１５】
本発明の第二の目的は、トナーが劣化し易い条件、即ち、現像剤担持体の回転数に対しトナーの消費量が少ない状況で画像出しを行い、高温高湿下でトナーが現像装置内で滞ったことにより劣化したトナーを現像装置から除くことにより画像の濃度、画質低下を防ぎ、無駄なトナー消費を防ぐことのできる画像形成装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、第１の本発明によれば、像担持体を帯電手段により一様に帯電し、次いで、露光手段により露光することにより前記像担持体上に形成された静電潜像を、現像剤担持体にて担持し搬送される所定の極性に帯電した現像剤により現像して顕像化する画像形成装置において、
現像剤消費量と前記現像剤担持体の駆動時間とを積算記録して前記現像剤担持体の単位駆動時間当たりの現像剤消費量を検知するための検知手段と、
前記現像剤消費量の検知値に基づいて、前記像担持体の非画像領域にて、現像剤の前記所定の極性とは逆極性に帯電した現像剤を強制消費する強制消費手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１７】
第２の本発明によれば、像担持体を帯電手段により一様に帯電し、次いで、露光手段により露光することにより前記像担持体上に形成された静電潜像を、現像剤担持体にて担持し搬送される所定の極性に帯電した現像剤により現像して顕像化する画像形成装置において、
現像剤消費量と前記現像剤担持体の駆動時間とを積算記録して前記現像剤担持体の単位駆動時間当たりの現像剤消費量を検知する検知手段と、
画像形成装置本体の周囲の温湿度及び水分量を検知する検知手段と、
前記現像剤消費量の検知値と、前記温湿度及び水分量の検知値とに応じて非画像形成中に、現像剤の前記所定の極性とは逆極性に帯電した現像剤を強制消費する強制消費手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００１８】
本発明の一実施態様によれば、前記現像剤消費量を検知する検知手段として、画像信号の黒字領域の比率を検知する手段を有する。
【００１９】
本発明の他の実施態様によれば、前記強制消費手段は、前記現像剤担持体に交流電圧と直流電圧を重畳印加する手段を有し、前記像担持体の非画像領域での非露光部電位と前記直流電圧の電位差の値を、前記像担持体の画像領域での像担持体露光部電位と非露光部電位の電位差よりも大きくなるように制御する手段を有する。
【００２０】
本発明の他の実施態様によれば、前記像担持体の画像領域での非露光部を現像剤で現像する正規（ポジ）現像の場合には、非画像領域では、前記現像剤担持体に印加する直流電圧を前記像担持体の電位と同極性で、且つ、前記非露光部電位より大きくなるように制御する手段を有する。
【００２１】
本発明の他の実施態様によれば、前記像担持体の画像領域での露光部を現像剤で現像する反転（ネガ）現像の場合には、非画像領域では、前記現像剤担持体に印加する直流電圧を、画像領域での画像形成時の前記現像剤担持体に印加する直流電圧と同極性で画像領域における露光部電位より小さいか、又は、逆極性となるように制御する手段を有する。
【００２２】
本発明の他の実施態様によれば、前記像担持体の画像領域での露光部を現像剤で現像する反転（ネガ）現像の場合には、前記帯電手段に印加する電圧を制御して非画像領域での像担持体の帯電電位を画像領域での画像形成時よりも大きくなるように制御する手段を有する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。以下の実施例では、画像形成装置として電子写真複写機を例に挙げて説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００２４】
実施例１
図１に、本発明の画像形成装置の一実施例である電子写真複写機の概略断面構成を示す。
【００２５】
本実施例にて、複写機本体上部に原稿自動送り装置２００が配置される。原稿自動送り装置２００は、搭載された複数枚の原稿を自動的に一枚ずつ給紙し、各原稿の表面及び裏面を原稿台に順次、セットする。なお、その具体的構成については公知であるため、ここでは、その詳細な説明は省略する。
【００２６】
原稿自動送り装置２００上には、読み取られるべき複数枚の原稿が置かれるが、この原稿自動送り装置２００にセットされた原稿は、上述のように１枚ずつ給紙され、それが原稿台２０１上に置かれる。
【００２７】
例えばハロゲンランプから構成される原稿照明ランプ２０２が、原稿台ガラス２０１に載置された原稿を露光する。走査ミラー２０３、２０４、２０５が、光学走査ユニットを構成し、往復動しながら、原稿からの反射光をＣＣＤユニット２０６に導く。ＣＣＤユニット２０６は、後述するＣＣＤ（電荷結合素子）に原稿からの反射光を結像させる結像レンズ２０７、このＣＣＤから構成される撮像素子２０８、撮像素子２０８を駆動するＣＣＤドライバ２０９等から構成されている。
【００２８】
上記の撮像素子２０８からの画像信号出力は、例えば、８ビットのデジタルデータに変換された後、コントローラ部２１０に入力される。
【００２９】
また、複写機は、像担持体としての感光ドラム１を有しており、感光ドラム１は、前露光ランプ２によって画像形成に備えて除電される。本実施例では、感光ドラム１にアモルファスシリコンドラムを用いた。アモルファスシリコンドラムは円筒状導電基盤の上にアモルファスシリコン膜を設けたもので、光感度が高く、高耐久、高寿命といった特徴がある。
【００３０】
感光ドラム１は、一次帯電手段である、本実施例ではグリッドを備えた帯電器（即ち、スコロトロン）３により一様に帯電される。次いで、感光ドラム１は、例えば半導体レーザ等で構成された露光手段４により、画像処理や本装置全体の制御を行うコントローラ部２１０で処理された画像データに基づいて露光され、その上に静電潜像を形成する。
【００３１】
現像装置５は、本実施例では、黒色のトナーを収容しており、感光ドラム１上の静電潜像を現像する。
【００３２】
転写前帯電器７は、感光ドラム１に作用して、感光ドラム１上に現像されたトナー像を、転写用紙Ｐに転写する前に高電圧をかける。また、給紙ユニット２０、２２、２４は、各給紙ローラ２１、２３、２５の駆動により、転写用紙Ｐを装置本体内へ送給する。転写用紙Ｐは、レジストローラ２６の配設位置で一旦停止し、感光ドラム１上に形成された画像との書き出しタイミングがとられて再給紙される。
【００３３】
感光ドラム１に現像されたトナー像は、転写帯電器８により転写用紙Ｐに転写される。分離帯電器９は、転写動作の終了した転写用紙Ｐを感光ドラム１より分離する。なお、転写されずに感光ドラム１上に残ったトナーは、クリーナ６によって回収される。
【００３４】
転写プロセスの終了した転写用紙Ｐは、搬送ベルト１０により定着器１１に搬送し、例えば、熱により定着される。定着プロセスの終了した転写用紙Ｐは、フラッパ３１によりその搬送パスを切り換え、転写用紙Ｐをコピー終了して機外に排紙するか、または、中間トレイ３７の配置方向に送給するか、のいずれかに制御する。
【００３５】
給送ローラ３３〜３６は、一度定着プロセスの終了した転写用紙Ｐを反転（多重）して、または、非反転（両面）して中間トレイ３７に給送する。再給送ローラ３８は、中間トレイ３７に載置された転写用紙Ｐを、再度、レジストローラ２６の配設位置まで搬送する。
【００３６】
ステープルソータ３２は、コピーされた転写用紙Ｐの丁合及びステープル綴じを行う。
【００３７】
なお、コントローラ部２１０は、マイクロコンピュータ、画像処理部等を備えており、不図示の操作パネルからの指示に従って、上述の画像形成動作を行う。
【００３８】
次に、現像装置５について説明する。
【００３９】
図２に示す本実施例の現像装置５は、現像剤として負極帯電性一成分トナー、本実施例では負極帯電性一成分磁性トナー１０３を収納しており、現像装置５の感光ドラム１と対向した開口部内に現像剤担持体としての現像スリーブ１０１を有する。
【００４０】
現像スリーブ１０１の内部には、多極の永久磁石１０２が回転しないようにして配置されおり、現像スリーブ１０１は磁石１０２の作用によりトナー１０３を表面に担持して、矢印の方向に回転する。また、現像スリーブ１０１の表面には、トナーを摩擦帯電させるための樹脂被膜層が約１０μｍの範囲の厚さで形成されている。
【００４１】
更に、現像装置５は、トナー規制部材としてドクターブレード１０４を備え、ドクターブレード１０４により現像スリーブ１０１上に担持されたトナー層を所定厚さに規制する。ドクターブレード１０４と現像スリーブ１０１との間の間隙は、約５０μｍ〜５００μｍの範囲で設定されている。
【００４２】
現像装置５は、上記構成にて、起動により現像スリーブ１０１が矢印方向に回転すると、現像装置５内のトナー１０３同士の摩擦或いは現像スリーブ１０１表面とトナー１０３との接触摩擦によって、電荷がトナー１０３に与えられ、現像スリーブ１０１表面に塗布される。
【００４３】
現像スリーブ表面に塗布されたトナー層は、更に磁石１０２の磁極Ｎ１に対向したドクターブレード１０４により、均一且つ約３０μｍ〜３００μｍの範囲の層厚のトナー薄層になるように規制される。
【００４４】
そして、現像スリーブ１０１の回転に伴い感光ドラム１と現像スリーブ１０１とが対向した現像領域に搬送され、そこで感光ドラム１の表面に形成されている静電潜像の現像に供される。トナー層厚は現像領域における感光ドラム１と現像スリーブ１０１との間隙より薄く、所謂、非接触現像が行われる。
【００４５】
現像領域においては、現像スリーブ１０１と感光ドラム１面との間に交流バイアスを印加することにより、現像スリーブ１０１上のトナー１０３を感光ドラム１の方向に飛翔して現像させる。
【００４６】
本実施例における画像形成装置には、原稿台上の原稿の画像濃度を検知する光学センサー（図示せず）及び現像器周囲の温度湿度を検知する熱電対のような検知手段（図示せず）を備えている。
【００４７】
原稿の画像比率及び温度・湿度の情報はマイクロコンピュータに送られ、温度湿度の変化による現像特性の変化を補正したＡ４原稿一枚当たりのトナー消費量を算出する。画出し枚数過去５０００枚における平均トナー消費量が２５ｍｇ／枚（画像比率５％、２５度６０％Ｒｈでは５０ｍｇ／枚）を下回っていて、さらにその期間に画像形成装置が３０度以上かつ８０％Ｒｈ以上の高温高湿下にあった場合には、紙間においてのみ一次帯電器３のグリッドバイアスを変更し、白地部の電位を大きくする。以下に具体的に説明する。
【００４８】
本実施例に従った現像プロセスにおける各部位の電位変更を、図３に示すようなベタ黒画像を画出しした場合の感光ドラム電位変化を示したグラフにより説明する。
【００４９】
通常、画像領域における非露光部、即ち、感光ドラム１の白地部の電位ＶＤは−４５０Ｖになるように一次帯電器３により帯電される。−４５０Ｖに一様帯電された感光ドラム１は露光手段４によって原稿の黒字部と同じ位置を露光し除電する。この除電により、画像領域における露光部、即ち、感光ドラム１の黒地部は最大−５０Ｖまで減少し潜像を形成する。現像領域において現像スリーブ１０１に−３５０Ｖのバイアスを印加することにより現像スリーブ１０１上の負極帯電したトナーが、より負極電位の低い黒地部潜像に移動して現像が完了する。
【００５０】
従来では紙間、即ち、非画像領域においても画像領域と同じドラム電位に帯電されており、同じ現像バイアスが印加されている。このため反転したトナーが感光ドラム上に載るのに十分な電界が形成されおらず現像装置内の反転トナーが消費されることはない。
【００５１】
本発明では、反転トナーを強制的に消費するために、現像スリーブ１０１は回転しているのにトナーが消費されていないという状況であるとマイクロコンピュータが判断した場合にのみ、一次帯電器３のグリッドバイアスを変更し、白地部の電位を−８００Ｖにする。これにより電位−３５０Ｖの現像スリーブ上で逆極性の正に帯電した反転トナーは電位−８００Ｖのドラム上に３５０Ｖの十分な電位差によって強制的に飛翔付着させることができる。このとき現像スリーブ１０１には交流バイアスも重量印加されている。
【００５２】
トナーの消費が十分されている場合にも紙間において反転トナーを消費させることは、帯電特性の高い部分のみ現像装置内に残ってしまうことに起因したトナーのチャージアップを引き起こしたり、初期と耐久後の画像濃度差が大きくなること、更には、劣化されていないのに反転してしまっているトナーも消費してしまってトナー消費量が増えることになり、望ましくない。
【００５３】
実際に、現像スリーブ１０１が回転している割にトナーが消費され難い状態での本実施例の効果を見るため、３０度８０％Ｒｈの高温高湿下で画像濃度１％の原稿（ベタ黒が１００％）で画出しを行った。その結果、現像スリーブ上のトナーの帯電量分布をみてみると、図４で示されるように、従来例では正に帯電した反転トナーが増大していたのに対し、本実施例では反転トナーが増加難いことが確認された。また、表１に示すように、そのときの反射濃度を見てみると濃度が５％の原稿での長期耐久画出しとほぼ変わらないという結果が得られた。
【００５４】
【表１】
2004029104.tif 000003
【００５５】
以上のように、本実施例では紙間、即ち、感光ドラムの非画像領域での感光ドラム電位を変化させることで、劣化トナーを強制的に現像装置から吐き出させることができ、現像スリーブ１０１は回転しているのにトナーがあまり消費されておらず、かつ、高温高湿下に画像形成装置が放置されたという劣化トナーが作り出され易い状況でも出力画像の濃度を一定に維持できる。
【００５６】
実施例２
本実施例は、上記実施例１と同様の構成とされるが、以下の点でのみ相違している。
【００５７】
つまり、上記実施例１では、一次帯電器３のグリッドバイアスを変更し、白地部の電位を−８００Ｖにすることにより電位−３５０Ｖの現像スリーブ上で逆極性の正に帯電した反転トナーを、電位−８００Ｖのドラム上に３５０Ｖの十分な電位差によって強制的に飛翔付着させる構成とされた。
【００５８】
これに対し、本実施例では、図５に示すように、非画像領域では、現像スリーブ１０１に印加する直流電圧を、画像領域での画像形成時の現像バイアスの直流電圧と同極性で画像領域における露光部電位、即ち、黒地部電位−５０Ｖより小さくする。
【００５９】
また、図示してはいないが、非画像領域での現像スリーブ１０１に印加する直流電圧は、画像領域での画像形成時の現像バイアスの直流電圧と逆極性、即ち、本実施例ではプラス（＋）とすることもできる。
【００６０】
本実施例においても、劣化トナーを強制的に現像装置から吐き出させることができ、実施例１と同様の作用効果を達成し得る。
【００６１】
実施例３
本実施例は、画像形成装置本体の構成は実施例１とほぼ同じで、現像の形式として正帯電性磁性１成分トナーを用いた正規（ポジ）現像を採用した例である。
【００６２】
本実施例における画像形成装置には、現像スリーブ１０１を駆動するためのメインモータを制御するＤＣコントローラから送られた信号を用いて現像スリーブ駆動時間を積算して記憶するためのマイクロコンピュータが設けられている。
【００６３】
また、現像装置内部に設置された圧電素子センサー１０５はトナー残量が少なくなった場合にトナー補給要の検知信号をマイクロコンピュータに送るが、この検知信号送信回数もマイクロコンピュータ内に積算される。
【００６４】
現像スリーブ回転数過去１０００回転分（Ａ４横約３００枚通紙相当）に対しその間のトナー補給要信号受信回数が１回もなかった場合、現像スリーブ１０１は回転しているのにトナーが消費されていないという状況であるとマイクロコンピュータが判断し、紙間において次のような現像バイアス変更を行う。
【００６５】
現像プロセスにおける各部位の電位変更は、図６に示すベタ黒画像を画出しした場合の感光ドラム電位と現像バイアスの変化を示したグラフより説明する。
【００６６】
感光ドラム１の画像領域における非露光部、即ち、感光ドラム黒地の電位ＶＤが−４５０Ｖになるように一次帯電器３により帯電される。−４５０Ｖに一様帯電された感光ドラム１は露光手段４によって原稿の白地部と同じ位置を露光し除電する。この除電により感光ドラムの白地部は最大−５０Ｖまで減少し潜像を形成する。現像領域において現像スリーブに−１５０Ｖのバイアスを印加することにより現像スリーブ上の正極帯電したトナーが、より負極電位の高い黒地部潜像に移動して現像が完了する。
【００６７】
従来では、紙間、即ち、非画像領域においては感光ドラム１０１への露光が行われ、画像形成時と同じ現像バイアスが印加されている。このため反転したトナーがドラム上に載るのに十分な電界が形成されておらず現像装置内の反転トナーは消費されることがない。
【００６８】
反転トナーは強制的に消費させるため、前記した手段により現像スリーブ１０１は回転しているのにトナーが消費されていないという状況であるとマイクロコンピュータが判断した場合のみ、１．５ＫＶの交流バイアスとともに−５００Ｖの現像バイアスを紙間で印加する。これにより電位−１５０Ｖの現像スリーブ上で逆極性の負に帯電した反転トナーは電位−５０Ｖの感光ドラム１上に３５０Ｖの十分な電位差によって強制的に飛翔付着させることができる。
【００６９】
なお、トナーの消費が十分されている場合にも紙間において反転トナーを消費させることは、帯電特性の高い成分のみ現像器内に残ってしまうためトナーのチャージアップを引き起こしたり、初期と耐久後の差が激しくなること、さらには劣化されていないのに反転してしまっているトナーも消費してしまってトナーの消費量が増えることになり、望ましくない。
【００７０】
実際に、現像スリーブ１０１が回転している割りにトナーが消費され難い状態での本実施例の効果をみるため、画像濃度１％の原稿（ベタ黒が１００％）で画出しを行った。その結果、現像スリーブ上のトナー帯電量分布は本実施例の正極帯電性トナーにおいても実施例１と同様、反転トナーの増大が防止できていた。
【００７１】
また、表２に示すようにそのときの反射濃度を見てみると濃度が画像濃度５％の原稿を画出しした条件での長期耐久結果とほぼ変わらないという結果が得られた。
【００７２】
【表２】
2004029104.tif 000004
【００７３】
以上のように、本実施例では原稿の画像濃度を検知するような複雑な機構を設けずとも、トナー消費が少ないことを検知して紙間での現像バイアスを変化させることで、劣化トナーを強制的に現像器から吐き出させることができ、現像スリーブは回転しているのにトナーがあまり消費されていない状況でトナーが現像スリーブ回転により劣化されてもでも出力画像の濃度一定に維持できる。
【００７４】
実施例４
本実施例は、現像スリーブを２つ有する現像器を用いた場合であり、画像形成装置本体の構成及び用いるトナーは実施例１と同様とする。
【００７５】
現像装置４を図７の図面に基づいて説明する。
【００７６】
本実施例にて、現像スリーブ１０１（１０１Ａ、１０１Ｂ）は感光ドラム１に対して平行に設置されており上流側の現像スリーブ１０１Ａには２００〜２５０μｍのギャップを持ってトナー規制部材１０４が固定されおり、トナーを一定の層厚でコートさせるようになっている。
【００７７】
一方、下流側の現像スリーブ１０１Ｂには規制部材が設けられていないが、対向配置された、上流側現像スリーブ１０１Ａの磁石１０２Ａの磁極Ｎ２と、下流側現像スリーブ１０１Ｂの磁石１０２Ｂの磁極Ｓ２との間に存在する現像スリーブ間の磁界によりトナー量を規制するようになっている。
【００７８】
現像バイアスは、それぞれの現像スリーブ１０１Ａ、１０１Ｂに独立に印加されるようになっており、下流側現像スリーブ１０１Ａに印加されるバイアスはかぶり取りの能力を向上させるために上流側現像スリーブ１０１Ｂに印加されるバイアスよりも１０Ｖ低い値となっている。従って、劣化して逆極性に帯電した反転トナーは自ずから上流側現像スリーブ１０１Ａに集まるようになる。
【００７９】
そこで、感光ドラム電位を実施例１と同様−８００Ｖとした紙間においては印加するＡＣバイアスを上流側のみとし、下流側にはＡＣバイアスを印加しない。すなわち、上流のみ劣化トナーを排出する構成とする。
【００８０】
表２に、本実施例の効果を示すが、１％の低画像比率の原稿を高温高湿環境において１００００枚画出しを行った場合にも従来に比べ画像のベタ黒部の反射濃度の低下は少ないことが分かる。
【００８１】
以上、本実施例では現像スリーブ１０１Ａ、１０１Ｂを２つ有する現像装置を用いた場合で、現像スリーブ１０１Ａ、１０１Ｂは回転しているのにトナーが消費されていないという劣化トナーが作り出され易い状況を検知し、紙間でのドラム電位を変化させ、さらに印加するＡＣバイアスを上流側のみとする。
【００８２】
これにより紙間における下流側のトナー飛散が極力抑えられ、かつ上流側に集まった反転トナーを感光ドラム上に付着させて消費し、現像装置内に反転し易い劣化トナーが溜まらなくなるので現像スリーブの回転でトナーが劣化した場合でも画像濃度を一定に保てる。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、トナーの消費量が少なく、現像剤担持体の回転によってトナーが劣化し易くなった場合、又は、現像剤担持体の回転による機械的、熱的シェアを受けた後高温高湿下でトナーが劣化し易くなった場合、過剰なトナーの消費をせずに劣化傾向のあるトナーのみを現像装置から除去し、一定の画像濃度、画質を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構成断面図である。
【図２】現像装置の一実施例を示す概略断面図である。
【図３】実施例１における感光ドラム電位及び現像バイアス変化を示す図である。
【図４】従来例と実施例１における１万枚画出し耐久後のトナー帯電量分布を示す図である。
【図５】実施例２における感光ドラム電位及び現像バイアス変化を示す図である。
【図６】実施例３における感光ドラム電位及び現像バイアス変化を示す図である。
【図７】二つの現像スリーブを有する現像装置の他の実施例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１　　　　　像担持体（感光ドラム）
３　　　　　一次帯電手段
４　　　　　露光手段
５　　　　　現像手段（現像装置）
１０１　　　現像剤担持体（現像スリーブ）
１０３　　　現像剤（トナー）
２１０　　　コントローラ
【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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