(57)【要約】【課題】  像担持体の表面に残留する残留物の除去に要する時間の短縮についての工夫がなされた現像装置、および、このような現像装置を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】  トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を表面に担持して回転し、この現像剤を像担持体との間に形成された現像領域に搬送する現像ロールと、現像ロールの回転速度を制御する速度制御部とを具備し、さらに、  非現像時における所定のリフレッシュ期間、速度制御部に、現像ロールを、現像時における回転速度よりも速い所定のリフレッシュ速度で回転させて、現像剤による像担持体の表面の摺擦により像担持体の表面のクリーニングを行わせるリフレッシュモードを有する現像装置を備えた。【選択図】        図３
2005062637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に移動しながら表面に静電潜像が形成される像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置において、
トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を表面に担持して回転し該二成分現像剤を前記像担持体との間に形成された現像領域に搬送する現像ロールと、
前記現像ロールの回転速度を制御する速度制御部とを備え、さらに、
非現像時における所定のリフレッシュ期間、前記速度制御部に、現像時における回転速度よりも速い所定のリフレッシュ速度で前記現像ロールを回転させて前記二成分現像剤による前記像担持体の表面の摺擦により該像担持体の表面のクリーニングを行わさせるリフレッシュモードを有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像ロールは、前記現像領域において前記像担持体の移動方向とは逆の方向に移動する向きに回転するものであることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
所定方向に移動する像担持体上に形成した静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、該トナー像を最終的に記録媒体に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像器を備え、
該現像器が、
トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を表面に担持して回転し該二成分現像剤を前記像担持体との間に形成された現像領域に搬送する現像ロールと、
前記現像ロールの回転速度を制御する速度制御部とを備え、さらに、
非現像時における所定のリフレッシュ期間、前記速度制御部に、現像時における回転速度よりも速い所定のリフレッシュ速度で前記現像ロールを回転させて前記二成分現像剤による前記像担持体の表面の摺擦により該像担持体の表面のクリーニングを行わさせるリフレッシュモードを有するものであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
所定枚数の画像形成後の非現像時に前記リフレッシュモードを挿入するリフレッシュモード挿入手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
形成されたトナー像の濃度を測定するトナー濃度センサと、
該トナー濃度センサによる濃度測定結果に基づいて、非現像持に前記リフレッシュモードを挿入するリフレッシュモード挿入手段とを備えたことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項６】
環境を検知する環境センサと、
該環境センサによる環境測定結果に基づいて、非現像時に前記リフレッシュモードを挿入するリフレッシュモード挿入手段とを備えたことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項７】
この画像形成装置を動作させるシーケンス上で固定的に定められたタイミングにおける非現像時に前記リフレッシュモードを挿入するリフレッシュモード挿入手段を備えたことを特徴とする請求項３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、所定方向に移動しながら表面に静電潜像が形成される像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置、および、このような現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複写機やプリンタなどの画像形成装置には、電子写真方式を採用するものがある。
【０００３】
この電子写真方式は、例えば、帯電させた感光体ロールの表面に、画像データに応じた露光によって作成した静電潜像をトナーで可視像（トナー像）とし、この可視像を最終的に記録用紙に転写し定着させることで画像を形成する方式である。
【０００４】
ところで、この感光体ロールには、帯電によって発生する放電生成物が付着するために、しばしば像流れといわれる現象が起きることが知られている。
【０００５】
これは、放電生成物が湿気を吸収することで、感光体ロール上の、放電生成物が付着した部分の電気抵抗が低下し、この電気抵抗の低下が露光による潜像の形成に悪影響を与えるためである。
【０００６】
そこで、従来の画像形成装置では、簡易なこともあり、クリーニングブレードを感光体ロールに当接させ、感光体ロール表面の、放電生成物やその他の残留物の除去を行なっていた。
【０００７】
しかし最近では、このクリーニングブレードを感光体ロールに当接させたことによって発生する感光体ロールの摩耗などを抑える目的で、このクリーニングブレードを用いずにこれら残留物の除去を行なう提案がなされている（特許文献１、２参照。）。
【０００８】
上記提案は、トナーと磁性キャリアとからなる現像剤をその表面に保持しながら回転し、これら現像剤を静電潜像が形成された感光体ロールに摺擦することで静電潜像を現像する現像ロールを、感光体ロール表面の残留物の掻き取りにも利用するものである。
【０００９】
しかしながら、これらの特許文献１，２に見られるようなクリーニング方法の場合、残留物の除去に時間がかかる事態も予想される。
【特許文献１】特開２００２−１７４９１５号公報
【特許文献２】特開平１０−３２３８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、上記事情に鑑み、像担持体の表面に残留する残留物の除去に要する時間の短縮についての工夫がなされた現像装置、および、このような現像装置を備えた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の本発明の現像装置は、
所定方向に移動しながら表面に静電潜像が形成される像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置において、
トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を表面に担持して回転しこの二成分現像剤を上記像担持体との間に形成された現像領域に搬送する現像ロールと、
上記現像ロールの回転速度を制御する速度制御部とを備え、さらに、
非現像時における所定のリフレッシュ期間、上記速度制御部に、現像時における回転速度よりも速い所定のリフレッシュ速度で上記現像ロールを回転させて上記二成分現像剤による上記像担持体の表面の摺擦によりこの像担持体の表面のクリーニングを行なわさせるリフレッシュモードを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の現像装置では、現像ロールを、現像時には画像品質が確保される所定の速度で回転させ、非現像時における所定のリフレッシュ期間には現像時よりも速い速度で回転させることで、非現像時の回転速度が現像時の回転速度と同じである場合と比べ像担持体の表面のクリーニングを短時間で済ますことができる。
【００１３】
ここで、上記現像ロールは、上記現像領域において上記像担持体の移動方向とは逆の方向に移動する向きに回転するものであることが好ましい。
【００１４】
このようにすると、より効果的に像担持体の表面のクリーニングを行なうことが可能となる。
【００１５】
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
所定方向に移動する像担持体上に形成した静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、このトナー像を最終的に記録媒体に転写および定着することによりこの記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像器を備え、
この現像器が、
トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を表面に担持して回転しこの二成分現像剤を上記像担持体との間に形成された現像領域に搬送する現像ロールと、
上記現像ロールの回転速度を制御する速度制御部とを備え、さらに、
非現像時における所定のリフレッシュ期間、上記速度制御部に、現像時における回転速度よりも速い所定のリフレッシュ速度で上記現像ロールを回転させて上記二成分現像剤による上記像担持体の表面の摺擦によりこの像担持体の表面のクリーニングを行わさせるリフレッシュモードを有するものであることを特徴とする。
【００１６】
本発明の画像形成装置は、現像ロールを、現像時には画像品質が確保される所定の速度で回転させ、非現像時における所定のリフレッシュ期間には現像時よりも速い速度で回転させる現像装置を備えたことで、非現像時にも現像時と同じ速度で現像ロールを回転させる現像装置を備えた場合と比べ、画像品質を確保しながら、像担持体の表面に残留する残留物の除去に要する時間を短縮することができる。
【００１７】
ここで、本発明の画像形成装置が、所定枚数の画像形成後の非現像時に上記リフレッシュモードを挿入するリフレッシュモード挿入手段を備えるものであってもよく、あるいは、形成されたトナー像の濃度を測定するトナー濃度センサと、このトナー濃度センサによる濃度測定結果に基づいて、非現像時に上記リフレッシュモードを挿入するリフレッシュモード挿入手段とを備えるものであってもよい。あるいは、環境を検知する環境センサと、この環境検知センサによるこの環境測定結果に基づいて、非現像時に上記リフレッシュモードを挿入するリフレッシュモード挿入手段とを備えたものであってもよい。
【００１８】
このようにすると、像担持体の表面のクリーニングを効果的に行なうことができる。
【００１９】
あるいは、本発明の画像形成装置が、この画像形成装置を動作させるシーケンス上で固定的に定められたタイミングにおける非現像時に上記リフレッシュモードを挿入するリフレッシュモード挿入手段を備えたものであってもよい。
【００２０】
このように、センサなどに応じて適宜リフレッシュモードを挿入するのではなく画一的に挿入するものであってもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の画像形成装置によれば、現像ロールを、現像時には画像品質が確保される所定の速度で回転させ、非現像時における所定のリフレッシュ期間には現像時よりも速い速度で回転させる本発明の現像装置を備えたことで、非現像時にも現像時と同じ速度で現像ロールを回転させる現像装置を備えた場合と比べ、画像品質を確保しながら、像担持体の表面に残留する残留物の除去に要する時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の現像装置および本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の現像装置の一実施形態を含む、本発明の画像形成装置の一実施形態の概略構成図である。
【００２４】
図１に示す、本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタ１には、４つの画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが備えられており、各画像形成部には、それぞれ、感光体ロール１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、帯電部１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ、露光部１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ、現像ロール１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ、一次転写ロール１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ、および制御部１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋが備えられている。尚、このプリンタ１は、フルカラーの印刷が可能となっており、上記の各構成要素の末尾に付された符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、およびＫは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、および黒の画像形成用の構成要素であることを示している。
【００２５】
また、このプリンタ１には、中間転写ベルト３０、濃度センサ３１、二次転写ロール３２、定着ローラ３３、３４、テンションローラ３５、湿度センサ３６、および中央制御部３７も備えられている。
【００２６】
このプリンタ１における基本的な画像形成動作について説明する。
【００２７】
先ず、イエローの画像形成部１０Ｙによるトナー像形成が開始され、矢印Ａ方向に回転する感光体ロール１１Ｙの表面に、帯電部１２Ｙにより所定の電荷が付与される。次に、露光部１３Ｙにより感光体ロール１１Ｙの表面にイエロー画像に相当する露光光が照射され潜像が形成される。その潜像は現像ロール１４Ｙによりイエローのトナーで現像されて感光体ロール１１Ｙ上にイエローのトナー像が形成される。そのトナー像は一次転写ロール１５Ｙにより中間転写ベルト３０に転写される。
【００２８】
中間転写ベルト３０は矢印Ｂ方向に循環移動しており、中間転写ベルト３０上に転写されたイエローのトナー像が次の色の画像形成部１０Ｍの一次転写ロール１５Ｍに到達するタイミングに合わせて、次の色のマゼンタのトナー像が一次転写ロール１５Ｍに到達するように、マゼンタの画像形成部１０Ｍによるトナー像形成が行われる。こうして形成されたマゼンタのトナー像は、一次転写ロール１５Ｍにおいて中間転写ベルト３０上のイエローのトナー像の上に重ねて転写される。
【００２９】
続いて、シアンおよび黒の画像形成部１０Ｃ、１０Ｋによるトナー像形成が上記と同様のタイミングで行われ、一次転写ロール１５Ｃ、１５Ｋにおいて中間転写ベルト３０のイエローおよびマゼンタのトナー像の上に順次重ねて転写される。
【００３０】
こうして、中間転写ベルト３０上に転写された多色トナー像は、二次転写ロール３２により用紙１００上に二次転写され、多色トナー像は用紙１００とともに矢印Ｃ方向に搬送され、定着ロール３３、３４により用紙１００上に定着されることによりカラー画像が形成される。
【００３１】
図２は、プリンタに備えられた、本発明の現像装置の一実施形態の概略構成図である。
【００３２】
図２には、図１に示すプリンタ１において、イエロー画像を担当する現像装置１４０Ｙ、図１に示す画像形成部１０Ｙを構成する、感光体ロール１１Ｙ、露光装置１３Ｙ、制御部１６Ｙ、および、中央制御部３７が示されている。尚、ＹＭＣＫ各色用の現像装置は、全て同じ構成であるため、以下では、イエロー画像を担当する現像装置１４０Ｙを代表的に取りあげて説明する。
【００３３】
図２に示す現像装置１４０Ｙは、現像ロール１４Ｙ、ハウジング１４１Ｙ、ミキシングオーガ１４２Ｙ、１４３Ｙ、現像ロール用のモータ１４４Ｙ、および層厚規制部材１４５Ｙで構成された、トナーと磁性キャリアとが混合された二成分現像剤を使用するものであり、図２には、この現像剤が収容されるハウジング１４１Ｙの内部に２本のミキシングオーガ１４２Ｙ、１４３Ｙが隔壁１４１１Ｙを挟んで配設されている様子が示されているほか、現像ロール１４Ｙの半身がハウジング１４１Ｙの内部に入り込むように配設されている様子も示されている。
【００３４】
ミキシングオーガ１４２Ｙ、１４３Ｙは、互いに逆方向に現像剤を搬送するように回転方向が決定されており、トナーと磁性キャリアとを均一に混合することで、現像剤のトナー濃度、すなわちトナーの帯電量が一定に保たれている。
【００３５】
現像ロール１４Ｙは、上述したように、ハウジング内にその半身が入り込むように配設され、ハウジング内の現像剤を表面に担持しながら回転し、ハウジングの外部に現像剤を搬送することができるようになっている。
【００３６】
層厚規制部材１４５Ｙは、現像ロール１４Ｙの表面にその先端１４５１Ｙが近接するようにハウジング１４１Ｙの端部に設けられ、現像ロール１４Ｙの表面に保持された現像剤の層厚を規制するものである。
【００３７】
この現像装置１４０Ｙでは、ハウジング内でトナーと磁性キャリアとが攪拌されることで、トナーには磁性キャリアとの摺擦によって充分な電荷が付与される。また、現像ロール１４Ｙの表面には、磁性キャリアが穂状に連なった、いわゆる磁気ブラシが形成され、それぞれの磁性キャリアには、トナーが静電的に付着している。
【００３８】
また、この現像装置１４０Ｙでは、現像ロール１４Ｙが矢印Ｄ方向に回転することにより、上記磁気ブラシも同じく矢印Ｄ方向に搬送され、矢印Ａ方向に回転する感光体ロール１１Ｙと近接する領域である現像領域２０Ｙを通過する際に、磁気ブラシは感光体ロール１１Ｙの表面を摺擦する。このとき、感光体ロール１１Ｙと現像ロール１４Ｙとの間に印加されている電界によって、電荷を有するトナーが感光体ロール１１Ｙの表面に形成されている静電潜像に付着することで現像が行なわれる。
【００３９】
また、図２には、現像ロール１４Ｙを回転させるモータ１４４Ｙと、このモータ１４４Ｙの回転速度を制御するモータドライバ１４４１Ｙ、図１にも示す画像形成部１０Ｙの構成要素である制御部１６Ｙ、および、このプリンタ１の全体の制御を行う中央制御部３７も示されており、中央制御部３７は、パーソナルコンピュータなどからこのプリンタ１に送信されてきた、動作指示信号や画像信号、湿度センサ３６からの湿度を表す湿度信号、濃度センサ３１からのトナー濃度を表す濃度信号などを受信するとともに、後述するリフレッシュ動作の制御を行なっている。
【００４０】
画像形成部１０Ｙの制御部１６Ｙには、中央制御部３７からの、イエロー画像についての画像情報と、現像ロール１４Ｙの回転速度を指定する回転速度指示情報とが入力され、制御部１６Ｙは、モータドライバ１４２１Ｙを通じてモータ１４２Ｙの回転速度を制御すると共に露光器１３Ｙによる露光を制御する。
【００４１】
この現像装置１４０Ｙには、電源投入後の最初のジョブ処理期間、予め決定されている枚数の画像形成が行なわれた後の最初のジョブ処理期間、湿度が所定値を超えた後の最初のジョブ処理期間、および、画像形成時にその画像形成の基となった画像情報などから算出したトナー濃度とその画像情報に基づき形成された画像のトナー濃度との差分を検出しこの差分が所定値を超えた後の最初のジョブ処理期間の画像非形成時に現像ロール１４Ｙの回転速度を画像形成時の回転速度よりも速めることで感光体ロール１１Ｙの表面に付着した残留物をリフレッシュするリフレッシュモードが設けられている。
【００４２】
図３は、リフレッシュモードにおける感光体ロールおよび現像ロールの回転速度の変化を表すグラフである。
【００４３】
図３には、電源投入後の最初のジョブ処理期間におけるリフレッシュ動作の様子が示されており、ここでは、２回の画像形成時には現像ロール１４Ｙの回転速度は１６０ｍ／ｓに設定されて画像形成が行なわれているものの、画像非形成時におけるリフレッシュ期間には現像ロール１４Ｙの回転速度は２６０ｍ／ｓにまで速められている。尚、感光体ロール１１Ｙの回転速度は、ジョブ処理期間を通じて１０４ｍ／ｓに保たれている。
【００４４】
尚、予め決定されている枚数の画像形成が行なわれた後の最初のジョブ処理期間におけるリフレッシュ動作の様子や、湿度が所定値を超えた後の最初のジョブ処理期間におけるリフレッシュ動作の様子も図３と同じとなるので図示および説明は省略する。
【００４５】
図４も、リフレッシュモードにおける感光体ロールおよび現像ロールの回転速度の変化をあらわすグラフである。
【００４６】
図４には、画像形成時にその画像形成の基となった画像情報から算出したトナー濃度とその画像情報に基づき形成された実際のトナー像のトナー濃度との差分を検出しこの差分が所定値を超えたことが判明した後の最初のジョブ処理期間におけるリフレッシュ動作の様子が示されており、ここには、このリフレッシュ動作の合間にパッチ画像の形成が３回行なわれている様子も示されている。
【００４７】
このプリンタ１では、上記のジョブ処理期間において、まず、ジョブがスタートすると同時にリフレッシュ動作を行ない、まず１回目のパッチ画像形成とそのパッチ画像の濃度検出とが行なわれ、再びリフレッシュ動作を行った後に２回目のパッチ画像形成とそのパッチ画像の濃度検出とが行なわれ、一回目のパッチ画像との濃度差が算出される。その際に、その濃度差が予め決められている値よりも大きいとさらにリフレッシュ動作とパッチ画像の濃度検出とが繰り返され、前回のパッチ画像との濃度差が所定値以下となった時点で、調整サイクルに入り、その後通常の画像形成が行なわれるようになっており、図４には、３回目に形成されたパッチ画像と２回目に形成されたパッチ画像との濃度差が予め決められている値よりも小さくなったことで、その後の調整サイクルを経た通常の画像形成が行なわれている様子が示されている。
【００４８】
以上に説明したように本実施形態のプリンタ１は、現像ロール１４Ｙを、現像時には画像品質が確保される所定の速度で回転させ、非現像時における所定のリフレッシュ期間には現像時よりも速い速度で回転させる現像装置１４０Ｙを備えていることで、非現像時にも現像時と同じ速度で現像ロールを回転させる現像装置を備えた場合と比べ、画像品質を確保しながら、像担持体の表面に残留する残留物の除去に要する時間を短縮することができる。
【００４９】
尚、本実施形態では、リフレッシュモードが、電源投入後の最初のジョブ処理期間、予め決定されている枚数の画像形成が行なわれた後の最初のジョブ処理期間、湿度が所定値を超えた後の最初のジョブ処理期間、および、画像形成時にその画像形成の基となった画像情報などから算出したトナー濃度とその画像情報に基づき形成された画像のトナー濃度との差分を検出しこの差分が所定値を超えた後の最初のジョブ処理期間の画像非形成時に設けられているとして説明したが、本発明は上述したこれら全てのジョブ処理期間においてリフレッシュモードが設けられていなくてもよい。
【００５０】
また、本実施形態では、画像形成時にその画像形成の基となった画像情報などから算出したトナー濃度とその画像情報に基づき形成された画像のトナー濃度との差分を検出しこの差分が所定値を超えた事が判明した後の最初のジョブ処理期間の画像非形成時にリフレッシュモードが設けられているが、本発明はこれに限るものではなく、予め基準となる基準濃度値が算出されたパッチ画像を形成し、図１に示す濃度センサによって検出した実際の濃度値と基準となる基準濃度値との差分が所定値を超えたことが判明した後の最初のジョブ処理期間にリフレッシュモードが設定されているものであってもよい。
【００５１】
また、本実施形態では、リフレッシュモードが、電源投入後の最初のジョブ処理期間の画像非形成時に設けられている場合を例として挙げているが、本発明はこれに限るものではなく、プリンタ１を動作させるシーケンス上で固定的に定められたタイミングであればよく、あるいは、リフレッシュモードが、湿度が所定値を超えた後の最初のジョブ処理期間の画像非形成時に設けられている場合を例として挙げているが、本発明はこれに限るものではなく、湿度以外の環境を検知した結果に基づいて設けられたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の現像装置の一実施形態を含む、本発明の画像形成装置の一実施形態の概略構成図である。
【図２】プリンタに備えられた、本発明の現像装置の一実施形態の概略構成図である。
【図３】リフレッシュモードにおける感光体ロールおよび現像ロールの回転速度の変化を表すグラフである。
【図４】リフレッシュモードにおける感光体ロールおよび現像ロールの回転速度の変化をあらわすグラフである。
【符号の説明】
【００５３】
１  プリンタ
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ    画像形成部
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ    感光体ロール
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ    帯電部
１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ    露光部
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ    現像ロール
１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ    一次転写ロール
２０Ｙ  現像領域
３０  中間転写ベルト
３１  濃度センサ
３２  二次転写ロール
３３、３４  定着ローラ
３５  テンションローラ
３６  湿度センサ
３７  中央制御部
１００  用紙
１４０Ｙ  現像装置
１４１Ｙ  ハウジング
１４２Ｙ、１４３Ｙ  ミキシングオーガ
１４４Ｙ  モータ
１４４１Ｙ  隔壁
１４５Ｙ  層厚規制部材
１４５１Ｙ  先端
【図１】
2005062637.tif 000003
【図２】
2005062637.tif 000004
【図３】
2005062637.tif 000005
【図４】
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