(57)【要約】【課題】温度上昇に伴う現像剤の劣化を抑えた、生産性のよい画像形成装置を提供する。【解決手段】静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、記録媒体上に該トナー像を転写、定着させることにより上記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、上記トナーを含む現像剤を有し、上記静電潜像を、該現像剤中のトナーで現像してトナー像を形成する、現像を行なう現像位置と該現像位置から離れた非現像位置との間で移動可能な複数の現像部と、上記現像位置に位置した現像部が有する現像剤の温度を、直接あるいは間接に検知する温度検知部と、上記温度検知部の検知結果が所定の高温状態を示している場合に、上記現像位置に位置している現像部を上記非現像位置へと移動させるとともに、上記非現像位置に位置している現像器のうち少なくとも１台を上記現像位置へと移動させる移動部とを備えた。【選択図】図１
2007219077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、記録媒体上に該トナー像を転写、定着させることにより前記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、
前記トナーを含む現像剤を有し、前記静電潜像を、該現像剤中のトナーで現像してトナー像を形成する、現像を行なう現像位置と該現像位置から離れた非現像位置との間で移動可能な複数の現像部と、
前記現像位置に位置した現像部が有する現像剤の温度を、直接あるいは間接に検知する温度検知部と、
前記温度検知部の検知結果が所定の高温状態を示している場合に、前記現像位置に位置している現像部を前記非現像位置へと移動させるとともに、前記非現像位置に位置している現像器のうち少なくとも１台を前記現像位置へと移動させる移動部とを備え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、静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、記録媒体上に該トナー像を転写、定着させることにより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関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタやコピー機を中心とする画像形成装置が広く普及しており、このような画像形成装置を構成する様々な要素に関する技術も広く普及している。画像形成装置の中でも電子写真方式を採用している画像形成装置では、感光体ドラムをはじめとする感光体の上に、印刷したいパターンである静電潜像を形成し、現像装置を用いて、この静電潜像にトナーを付着させて現像されたトナー像を形成することが行われている。このようにして形成された感光体上のトナー像は、直接、記録媒体上に転写されるか、あるいは、転写ベルトなどを介して、最終的に記録媒体上に転写され、転写後、定着装置において加圧・加熱されてトナー像が記録媒体上に定着する。
【０００３】
近年、社会全体で省資源化が叫ばれる中で、画像形成装置の分野でも、画像形成に用いる記録媒体（特に出力用紙）の枚数を低減する要請が強まり、記録媒体の両面に出力を行う両面出力型の画像形成装置が現れている。特に、感光体上のトナー像を記録媒体上に直接転写する直接転写方式を採用した両面出力型の画像形成装置は、転写ベルトなどの媒介物を必要としないために、小型化、低コスト化、画像形成の高効率化を実現することができ、注目を集めている。しかし、このような直接転写方式を採用した両面出力型の画像形成装置では、記録媒体の片面にトナー像の転写、定着処理が行われた後に、記録媒体の反対側の面に転写が行われることが多く、このため、定着処理において加熱された記録媒体が、反対側の面への転写の際に感光体と直接接触して感光体表面が高温になることがある。感光体表面が高温になると、その熱が感光体の傍に備えられている現像装置中の現像剤に伝わり、現像剤の流動性が悪化して現像剤に含まれるトナーが現像器内で滞留しやすくなる。現像剤中のトナーは、高温で現像器内で滞留したままの状態が長時間継続すると、
経時変化によって感光体への付着能力や転写能力の低下を起こしたり、現像工程における温度が上昇し、場合によっては湿度までもが低下してしまうことによる現像剤の高帯電量化によって現像されるトナー量や転写されるトナー量が低下してしまう。この結果、画像濃度が低下するといった問題が生じる。そこで、記録媒体の温度を測定し、温度が高くなるとトナー像の転写作業をやり直すことで、現像剤の劣化または高帯電化による画像濃度の低下を回避する画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４−２１１２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の方式では、温度が高くなるたびにトナー像の転写作業をやり直すため、画像形成の生産性が悪く、大量の高速印刷を行う際には、大きな問題となる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑み、温度上昇に伴う現像剤の劣化を抑えた、生産性のよい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】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、記録媒体上に該トナー像を転写、定着させることにより上記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、
上記トナーを含む現像剤を有し、上記静電潜像を、該現像剤中のトナーで現像してトナー像を形成する、現像を行なう現像位置と該現像位置から離れた非現像位置との間で移動可能な複数の現像部と、
上記現像位置に位置した現像部が有する現像剤の温度を、直接あるいは間接に検知する温度検知部と、
上記温度検知部の検知結果が所定の高温状態を示している場合に、上記現像位置に位置している現像部を上記非現像位置へと移動させるとともに、上記非現像位置に位置している現像器のうち少なくとも１台を上記現像位置へと移動させる移動部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
ここで、「所定の高温状態」とは、温度が所定の閾値温度を越えた状態や、あるいは、温度が所定の閾値温度を所定時間以上継続した越えた状態など、現像剤の温度が高くなった状態を意味する。
【０００８】
本発明の画像形成装置は、現像を行っている現像器の現像剤の温度が高くなり所定の高温状態になるとその現像器を現像位置から非現像位置に移動させることで、現像剤が劣化することを抑制することができる。このため、本発明の画像形成装置では、劣化した現像剤による画像濃度の低下が回避される。
【０００９】
また、本発明の画像形成装置において、「上記移動部は、上記現像剤の温度が上記トナーのガラス転移温度よりも１０℃以上低い所定の閾値温度に達した高温状態で上記現像位置に位置している現像部を上記非現像位置へと移動させるとともに、上記非現像位置に位置している現像器のうち少なくとも１台を上記現像位置へと移動させるものである」という形態は好ましい形態であり、さらに「上記移動部は、上記現像剤の温度が上記トナーのガラス転移温度よりも１５℃以上低い所定の閾値温度に達した高温状態で上記現像位置に位置している現像部を上記非現像位置へと移動させるとともに、上記非現像位置に位置している現像器のうち少なくとも１台を上記現像位置へと移動させるものである」という形態はより好ましい形態である。
【００１０】
現像剤の温度が所定の閾値温度に達したか否かという単純な判断制御の場合には、閾値温度が高すぎると現像剤の劣化速度が速くなり、現像剤の劣化を抑制することが間に合わなくなる。しかし、閾値温度が、トナーのガラス転移温度よりも１０℃以上低い温度であれば、単純な判断制御であっても現像剤の劣化を回避することができ、劣化現像剤が画像形成に用いられることを回避することができる。さらに、閾値温度が、トナーのガラス転移温度よりも１５℃以上低い温度であれば、より確実に現像剤の劣化が回避される。
【００１１】
また、本発明の画像形成装置において、「上記非現像位置に位置している現像器を冷却する冷却部を備えた」という形態も好ましい形態である。
【００１２】
このような形態によれば、現像器中の現像剤が冷却され、温度上昇に伴う現像剤の劣化や高帯電化が抑制される。
【００１３】
また、本発明の画像形成装置において、「上記非現像位置に位置している現像器に対して上記トナーを供給するトナー供給部を備えた」という形態も好ましい形態である。
【００１４】
温度が上昇したために流動性が低下している現像剤に対しては、現像器中のトナー濃度の検知が行われる際に、実際のトナー濃度よりも高いトナー濃度であると誤検知されることがある。このようなトナー濃度の誤検知が起きると、トナー濃度が低すぎて画像形成に不適な状態で現像が行われてしまい、画像濃度の低下を招くことになる。
【００１５】
上記のトナー供給部を備えた形態によれば、非現像位置に位置している現像器に対してトナーの供給が行われることにより、この現像器内の現像剤のトナー濃度が高めに設定される。このため、この現像器が現像位置に移動して現像を行う際に画像形成に不適なトナー濃度で現像が行われることが回避される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、温度上昇に伴う現像剤の劣化や高帯電量化を抑えた、生産性のよい画像形成装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す全体構成図である。
【００１９】
この画像形成装置１０００は、電子写真方式を採用したモノクロの両面出力プリンタである。この画像形成装置１０００には、電子写真方式用の積層型の感光体であって図の矢印Ｂ方向に回転する感光体３、感光体３に接触しながら感光体を帯電する接触型の帯電器２、感光体３に向けてレーザ光を発し、感光体３上に、周囲より電位の高くなった静電潜像を形成する露光部７、静電潜像にモノクロ（ブラック）のトナーを付着させて現像することでトナー像を形成する、第１の現像器６ａおよび第２の現像器６ｂ、トナー像が形成された感光体３に搬送されてくる用紙を押圧し、バイアス電圧の印加を受けて感光体３から用紙上にトナー像の転写を行う転写ロール９、用紙上のトナー像に対し熱および圧力を加えることでトナー像の用紙への定着を行う定着器１０、これら各部を制御するＣＰＵ４、トナー像の転写後に感光体３に付着したまま残留したトナーを感光体３に接触して掻き落とすクリーニングブレード３１が備えられている。
【００２０】
この画像形成装置１０００では、後述するように、第１の現像器６ａと第２の現像器６ｂとを現像剤の温度上昇に伴い切り替えて使用するという制御が行なわれる。図１では、第１の現像器６ａが感光体３に近接して静電潜像の現像を行っており、一方、第２の現像器６ｂが感光体３から離間して静電潜像の現像には関与していない様子が示されている。
【００２１】
第１の現像器６ａおよび第２の現像器６ｂそれぞれには、負電荷を帯びたトナーと、磁性を帯びたキャリアとを成分とする現像剤を表面に担持する現像スリーブ６１ａ，６１ｂ、現像スリーブ６１ａ，６１ｂ上にそれぞれ担持された現像剤を削り落として現像スリーブ６１ａ，６１ｂ上の現像剤の層厚を調整する層厚調整板６２ａ，６２ｂ、現像剤が溜められた容器６３ａ，６３ｂ、容器６３ａ，６３ｂ内の現像剤を攪拌する攪拌部６４ａ，６４ｂ、容器６３ａ，６３ｂにブラックのトナーを補給するトナーカートリッジ６６ａ，６６ｂ、第１の現像器６ａ、第２の現像器６ｂの現像剤の温度が所定の閾値温度を越えたか否かをそれぞれ検知するサーミスタ６５ａ，６５ｂが設けられている。サーミスタ６５ａ，６５ｂは、温度に応じて抵抗値が変化する半導体素子であり、サーミスタ６５ａ，６５ｂを流れる電流の変化から温度が閾値温度に達したか否かが検知される。ここで、サーミスタ６５ａ，６５ｂが、本発明にいう温度検知部の一例に相当する。また、各現像器には、図１では不図示のトナー濃度センサが備えられており、このトナー濃度センサによって現像剤中のトナー濃度の検知が行われる。
【００２２】
また、現像スリーブ６１ａ，６１ｂそれぞれの内部には磁石が組み込まれており、その磁石の磁力をキャリアが受けることで、容器６３ａ，６３ｂから現像剤が現像スリーブ６１ａ，６１ｂの表面に付着する。この現像スリーブ６１ａ，６１ｂは、感光体３に近接してトナー像の形成を行う際には、それぞれ不図示の現像バイアス印加部によりバイアス電圧の印加を受けて、現像スリーブ表面の電位が、静電潜像の電位よりも低く感光体３の電位よりは高い電位となる。このため、現像スリーブ表面に付着した現像剤中のトナーは、静電潜像と現像スリーブとの間の電位差により、現像スリーブを離れて静電潜像に付着し、感光体３上にトナー像が形成される。
【００２３】
感光体３上に形成されたトナー像は、転写ロール９において用紙に転写される。転写ロール９に対しては、不図示の機構によりバイアス電圧の印加が行われており、上記の転写は、このバイアス電圧の印加により感光体３上のトナーが転写ロール９側に引き寄せられて転写ロール９と感光体３の間の用紙の上に付着することで実現する。しかし、トナーの中には、感光体３に付着したまま残留するトナーもある。残留トナーが感光体上に残ったままで新たな画像形成が行われると、形成された画像に汚れ等が生じて画質が悪化するが、クリーニングブレード３１が、残留トナーを感光体３上からこそぎ落とすことで、画質の低下は回避されている。
【００２４】
以下では、この画像形成装置１０００における画像形成の動作について説明する。
【００２５】
トナー像が転写されるために用いられる用紙は、トレイ１の中に蓄えられ、ユーザから画像形成が指示されると、トレイ１から搬送されて、転写ロール９においてトナー像の転写が行われ、図の上方向に向かって搬送されていく。図１においては、この時の用紙搬送路が、上向きの矢印で示す経路として示されている。
【００２６】
用紙の片面だけに画像形成を行う場合は、用紙はこの用紙搬送路を一回だけ通って定着器１０においてトナー像の定着が行われた後、図の右方向の矢印で示すように、そのまま右方向に排出される。用紙の両面に画像形成を行う場合は、上向きの矢印で示す用紙搬送路を通ることで用紙の片面にトナー像の転写および定着が行われた後、排出されずに後戻りして、上側のレジロール対８ａの間を通り下向きの矢印で示す経路を通って下方に搬送される。そして、下側のレジロール対８ｂにおいて再び上方に転じて、今度は反対側の面にトナー像が転写および定着されて排出される。
【００２７】
このような形態の両面印刷では、用紙の片面に対する定着処理において加熱された用紙が、用紙の反対側の面への転写の際に感光体３と直接接触することになるため、感光体３の表面や、感光体３に近接している現像器が高温になりやすい。
【００２８】
例えば、図１のように、感光体３に近接している現像器６ａが高温になると、この熱によって現像剤の流動性が悪化して現像剤に含まれるトナーが現像器内で滞留しやすくなる。現像剤中のトナーは、高温で現像器内で滞留したままの状態が長時間継続すると、経時変化によって、感光体への付着能力や転写能力の低下を起こし、この結果、画像濃度が低下するといった問題が生じる。
【００２９】
このような事態を避けるため、この画像形成装置１０００では、感光体３に近接している現像器（図１では第１の現像器６ａ）の現像剤の温度が閾値温度を越えると、この現像器を感光体３から離間させて、代わりに、それまで静電潜像の現像に関与せず感光体３から離間していた現像器（図１では第２の現像器６ｂ）を感光体３に近接させて現像を行わせるという制御が行われる。このような２つの現像器と感光体３との間の離間・近接を実現するために、この画像形成装置１０００には、第１の現像器６ａ，第２の現像器６ｂをそれぞれ支持しながら図の左右方向に移動することで、各現像器を直線的に移動させる第１の可動支持台６８ａ，第２の可動支持台６８ｂが設けられている。さらに、それぞれの可動支持台上に設けられたラック６８１ａ，６８１ｂと噛み合い、第１の可動支持台６８ａ，第２の可動支持台６８ｂをそれぞれ図の左右方向に移動させる第１の歯車６７ａ，第２の歯車６７ｂも設けられている。第１の歯車６７ａが図の矢印Ｃ１方向に回転すると、第１の可動支持台６８ａおよび第１の現像器６ａは、図の矢印Ｃ２方向に移動し、第１の歯車６７ａが図の矢印Ｄ１方向に回転すると、第１の可動支持台６８ａおよび第１の現像器６ａは、図の矢印Ｄ２方向に移動する。同様に、第２の歯車６７ｂが図の矢印Ｆ１方向に回転すると、第２の可動支持台６８ｂおよび第２の現像器６ｂは、図の矢印Ｆ２方向に移動し、第２の歯車６７ｂが図の矢印Ｅ１方向に回転すると、第２の可動支持台６８ｂおよび第２の現像器６ｂは、図の矢印Ｅ２方向に移動する。ここで、これら第１の歯車６７ａ，第２の歯車６７ｂの回転は、ＣＰＵ４によって制御されており、ＣＰＵ４は、図１のように第１の現像器６ａが感光体３に近接し第２の現像器６ｂが感光体３から離間している状態において第１の現像器６ａの現像剤の温度が閾値温度を越えたことが検知されると第１の歯車６７ａを図の矢印Ｃ１方向に回転させて第１の現像器６ａを感光体３から離間させ、それとともに、第２の歯車６７ｂを図の矢印Ｅ１方向に回転させて第２の現像器６ｂを、点線で示すように感光体３と近接させる。ここで、ＣＰＵ４、第１の可動支持台６８ａ、第２の可動支持台６８ｂ、第１の歯車６７ａ、第２の歯車６７ｂを合わせたものが、本発明にいう移動部の一例に相当する。
【００３０】
また、第１の現像器６ａが感光体３から離間しており第２の現像器６ｂが感光体３と近接している状態において第２の現像器６ｂの現像剤の温度が閾値温度を越えたことが検知されると、ＣＰＵ４は、第２の歯車６７ｂを図の矢印Ｆ１方向に回転させて第２の現像器６ｂを感光体３から離間させ、それとともに、第１の歯車６７ａを図の矢印Ｄ１方向に回転させて第１の現像器６ａを感光体３と近接させる。
【００３１】
感光体３から離間していた現像器中の現像剤は、感光体３の熱の影響を受けにくいために流動性が悪化していない。そこで、感光体３に近接して現像を行っている現像器内の現像剤の温度が上昇すると、その現像器が、現像を行う役目をそれまで感光体３から離間していた現像器と交代することにより、常に流動性が悪化していない現像剤が使用されて画像形成が行われる。このため、この画像形成装置１０００では、画像濃度の低下が回避されることとなる。
【００３２】
また、この画像形成装置１０００では、第１の現像器６ａが感光体３から離間した際に第１の現像器６ａを冷却する第１の冷却ファン６９ａ、第２の現像器６ｂが感光体３から離間した際に第２の現像器６ｂを冷却する第２の冷却ファン６９ｂが備えられている。これら第１の冷却ファン６９ａおよび第２の冷却ファン６９ｂは、いずれもＣＰＵ４によって制御されており、ＣＰＵ４は、第１の現像器６ａと第２の現像器６ｂのうち、いずれか一方が感光体３から離間すると、その離間した現像器用の冷却ファンを駆動させて、離間した現像器に対して送風させる。このような制御により、送風を受けた現像器中の現像剤が冷却され、温度上昇に伴う現像剤の劣化が抑制される。
【００３３】
さらに、ＣＰＵ４は、感光体３から離間した現像器に対してその現像器のトナーカートリッジに指令を与え、トナーの補給を行わせる。
【００３４】
一般に、温度が上昇して流動性が低下している現像剤に対しては、トナー濃度センサが実際のトナー濃度よりも高いトナー濃度であると誤検知することがある。このようなトナー濃度の誤検知が起きると、トナー濃度が低すぎて画像形成に不適な状態で現像が行われてしまい、画像濃度の低下を招くことになる。
【００３５】
そこで、この画像形成装置１０００では、感光体３から離間した現像器に対してトナーの供給が行われることにより、この現像器内の現像剤のトナー濃度が高めに設定される。このため、この現像器が感光体３に近接して現像を行う際に画像形成に不適なトナー濃度で現像が行われることが回避される。
【００３６】
以上説明した画像形成装置１０００では、２つの現像器を切り替えるために、可動支持台と歯車を用いて現像器を直線移動させる方式を採用したが、この他に、２つの現像器を同一の回動軸の周りに回動させて切り替えることも可能である。以下では、２つの現像器を切り替える方式として、回動方式を採用した画像形成装置について説明する。
【００３７】
図２は、２つの現像器を同一の回動軸の周りに回動させて切り替える機構を備えた画像形成装置の全体構成図である。
【００３８】
図２において、図１に示す、構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して示し、同一の構成要素についての重複説明は省略する。この図に示す画像形成装置１０００’が図１に示す画像形成装置１０００と異なる点は、この画像形成装置１０００’では、図１に示す、支持台と歯車を用いた現像器の切り替えの代わりに、第３の現像器６ａ’および第４の現像器６ｂ’の２つの現像器が固定された回動支持部材６０’が図の矢印Ｇ方向、あるいは図の矢印Ｈ方向に回動することにより、感光体３に近接する現像器が切り替えられる点である。
【００３９】
図２では、第３の現像器６ａ’が感光体３と近接して静電潜像の現像を行っており、一方、第４の現像器６ｂ’が感光体３から離間して静電潜像の現像には関与していない様子が示されている。この図２の状態において第３の現像器６ａ’の現像剤の温度が閾値温度を越えたことが検知されると、ＣＰＵ４’の指令によって、回動支持部材６０’が図の矢印Ｇ方向に回動する。この結果、第３の現像器６ａ’が感光体３から離間し、第４の現像器６ｂ’が感光体３と近接する。このとき、第３の現像器６ａ’は図で点線で示す位置まで回動する。
【００４０】
また、第３の現像器６ａ’が感光体３から離間しており第４の現像器６ｂ’が感光体３と近接している状態において第４の現像器６ｂ’の現像剤の温度が閾値温度を越えたことが検知されると、ＣＰＵ４’の指令によって、回動支持部材６０’が図の矢印Ｈ方向に回動し、この結果、第４の現像器６ｂ’が感光体３から離間し第３の歯車６７ａ’が感光体３と近接する。
【００４１】
この画像形成装置１０００’でも、前述の画像形成装置１０００と同様に、感光体３から離れた現像器に対して、第１の冷却ファン６９ａ，第２の冷却ファン６９ｂを用いた冷却作業が行われ、さらに、感光体３から離れた現像器に対するトナーの補給作業も行われる。これら２つの冷却ファンの制御、および各現像器のトナーカートリッジにトナーの補給を行わせる制御は、ＣＰＵ４’によって行われる。
【００４２】
以上が、２つの現像器を切り替える方式として回動方式を採用した画像形成装置についての説明である。
【００４３】
以下では、直線移動式あるいは回動方式で２つの現像器を切り替えることで、画像濃度の低下が抑制されることを具体的な実験データに基づいて説明する。なお、以下に説明する実験では、いずれも、トナーのガラス転移温度（Ｔｇ）が５０℃であり、形状係数値（ＳＦ）１３２、体積平均粒径６．４μｍのほぼ球形の重合トナー粒子を含有する現像剤が用いられている。また、この現像剤には、外添剤として、２種類の体積平均粒径４０ｎｍの無機粒子と、１種類の体積平均粒径５０ｎｍの無機粒子とが用いられている。
【００４４】
この実験では、用紙の両面それぞれに、複数のソリッドパッチ（黒い部分）を有する画像比率１％〜４％のモノクロ画像を５０００枚連続出力するという出力テストを、以下の１１種類の状況下で行う。
（実施例１）直線移動方式で２つの現像器を切り替える画像形成装置１０００を用いて、、閾値温度を３５℃に設定して上記の出力テストを行う。
（実施例２）冷却ファンが存在しない点を除けば、直線移動方式で２つの現像器を切り替える画像形成装置１０００と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、閾値温度を３５℃に設定して上記の出力テストを行う。
（実施例３）直線移動方式で２つの現像器を切り替える画像形成装置１０００を用いて、閾値温度を４０℃に設定して上記の出力テストを行う。
（実施例４）冷却ファンが存在しない点を除けば、直線移動方式で２つの現像器を切り替える画像形成装置１０００と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、閾値温度を４０℃に設定して上記の出力テストを行う。
（実施例５）感光体から離間した現像器へのトナー補給が行われない点を除けば、直線移動方式で２つの現像器を切り替える画像形成装置１０００と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、閾値温度を４２℃に設定して上記の出力テストを行う。
（実施例６）冷却ファンが存在しない点と、感光体から離間した現像器へのトナー補給が行われない点とを除けば、直線移動方式で２つの現像器を切り替える画像形成装置１０００と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、閾値温度を４２℃に設定して上記の出力テストを行う。
（実施例７）感光体から離間した現像器へのトナー補給が行われない点を除けば、回動方式で２つの現像器を切り替える画像形成装置１０００’を用いて、閾値温度を４０℃に設定して上記の出力テストを行う。
（比較例１）２つの現像器が常時感光体と近接し、温度と無関係に定期的に交代して現像を行う点と、冷却ファンが存在しない点と、離間した現像器へのトナー補給という作業は行われない点を除けば、直線移動方式で２つの現像器を切り替える画像形成装置１０００と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、上記の出力テストを行う。、
（比較例２）２つの現像器が常時感光体と近接し、温度と無関係に定期的に交代して現像を行う点と、冷却ファンが存在しない点と、温度と無関係に定期的に現像器へのトナー補給が行われる点を除けば、直線移動方式で２つの現像器を切り替える画像形成装置１０００と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、上記の出力テストを行う。
（比較例３）現像器が１台のみであって、検知された現像剤の温度が４０℃以上であると感光体から離間し、検知された現像剤の温度が４０℃未満で感光体と近接する点と、冷却ファンが存在しない点とを除けば、閾値温度が４０℃に設定された画像形成装置１０００と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、上記の出力テストを行う。なお、この比較例３では、現像器が現像を行っていない状態では、現像器へのトナー補給が行われる。
（比較例４）２つの現像器が温度と無関係に定期的に切り替えられる点と、冷却ファンが存在しない点とを除けば、回動方式で２つの現像器を切り替える画像形成装置１０００’と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、上記の出力テストを行う。この比較例４では、現像を行っていない現像器へのトナー補給が行われる。
【００４５】
これら実施例１〜実施例７、比較例１〜比較例４それぞれについて、１００枚ごとに、用紙の両面について複数のソリッドパッチそれぞれの濃度をＸ−ｒｉｔｅ社製Ｘ−ｒｉｔｅ４０４Ａを用いて３回測定して平均を取り、さらにそれらの平均値をソリッドパッチ数で平均して画像濃度（単位はＳＡＤ）を求める。この作業を全出力枚数５０００枚／１００枚回行い、これら全出力枚数５０００枚／１００枚回分の画像濃度の平均をとることで、最終的な画像濃度を算出する。そして、この最終的な画像濃度の結果を以下のカテゴリーに分けて評価する。
【００４６】
◎＋  ：  １．４４以上
◎    ：  １．４２以上１．４４未満
○  ：  １．４０以上１．４２未満
○−  ：  １．３８以上１．４０未満
△  ：  １．２０以上１．３８未満
×  ：  １．２０未満
一般に、画像濃度が１．２０以上であれば、合格レベルに達しているということができ、さらに１．３８以上であれば画像濃度は良好であるということができる。上記の評価基準は、良好な画像濃度の中でもさらに細かい基準を設けた画像濃度の評価基準である。
【００４７】
さらに、上記のような、５０００枚の連続出力全体についての画像濃度に加え、感光体から離間していた現像器が感光体に近接して現像を開始したときの画像濃度を同様の測定方法を用いて測定して平均をとり、上記のカテゴリーで評価する。
【００４８】
また、これらの画像濃度の測定とともに、出力速度（単位時間あたりの出力ページ数）を測定し、片面出力の出力速度の９５％以上に達している（○）か否か（×）で測定結果を評価する。この出力速度の測定から画像形成装置の生産性を評価することができる。
【００４９】
図３は、出力テストの結果を表す図である。
【００５０】
この図に示すように、２台の現像器を温度に応じて、直線移動方式で切り替えて使用する実施例１〜実施例６では、５０００枚の連続出力全体についての画像濃度がいずれも１．２０以上（評価は△以上）となっており合格レベルに達している。一方、２台の現像器を備えてはいるが、実施例１〜実施例６のような温度に応じた切り替えを行わない比較例１および比較例２では、５０００枚の連続出力全体についての画像濃度は、１．２０未満（評価は×）となっており、画像濃度が不合格レベルとなっている。これら実施例１〜実施例６の結果と、比較例１および比較例２の結果との比較から、２台の現像器を温度に応じて切り替えて使用することで画像濃度の低下が回避されることがわかる。
【００５１】
また、２台の現像器を温度に応じて切り替えて使用する実施例４と、１台の現像器だけで実施例４と同じ閾値温度で感光体との離間・近接の動作切り替えを行う比較例３とを比較すると、実施例４では、出力速度は、片面出力の出力速度の９５％以上に達している（評価は○）のに対し、比較例３では片面出力の出力速度の９５％未満（評価は×）となっており生産性が低下している。この比較例３の結果は、温度上昇に伴い感光体から離間することで画像形成が中断してしまうことに原因があり、実施例４の結果と比較例３の結果との比較から、１台の現像器では充分な生産性は得られず、２台の現像器を使用することで充分な生産性が確保されるということがわかる。
【００５２】
また、２台の現像器を温度に応じて回動方式で切り替えて使用する実施例７と、２台の現像器を温度と無関係に定期的に回動方式で切り替えて使用する比較例４とを比較すると、５０００枚の連続出力全体についての画像濃度は、比較例４の結果（評価は△）と比べて実施例７の結果（評価は○−）の方が良い結果となっている。このことは、単に２台の現像器を定期的に切り替えるだけでは、画像濃度の低下を抑制する効果がそれほど大きくはないことを表しており、実施例７のように温度が閾値温度を越えた時点で現像器の切り替えを行うことで、画像濃度の低下が充分抑制されるということがわかる。
【００５３】
また、閾値温度が異なる実施例１（閾値温度３５℃）と実施例３（閾値温度４０℃）とを比較してみると、５０００枚の連続出力全体についての画像濃度は、実施例１の結果（評価は◎＋）の方が、実施例３の結果（評価は◎）よりも若干良い結果となっている。同様に、閾値温度が異なる実施例３（閾値温度４０℃）と実施例５（閾値温度４２℃）とを比較してみると、５０００枚の連続出力全体についての画像濃度は、実施例３の結果（評価は◎）の方が、実施例５の結果（評価は△）よりも良い結果となっている。
【００５４】
これら実施例１と実施例３との比較、および実施例３と実施例５との比較から、閾値温度が小さいほど、温度上昇の早い段階で現像器が交代するために、画像形成に劣化現像剤が使用されることが回避されることがわかる。具体的には、上記の実施例１、実施例３、および実施例５の結果から、トナーのガラス転移点である５０℃よりも１０℃以上低い４０℃以下の閾値温度である場合に劣化現像剤が使用されることが回避され、トナーのガラス転移点である５０℃よりも１５℃低い３５℃以下の閾値温度である場合には、劣化現像剤が使用されることがより確実に回避されるということがわかる。閾値温度があまりにも低すぎると現像器が交代する頻度が高くなり生産性の低下が懸念されるが、上記の実施例１では、出力速度が片面出力の出力速度の９５％以上に達しており（評価は○）、閾値温度が３５℃という低い温度でも充分な生産性が発揮されていることがわかる。
【００５５】
また、冷却ファンを持つ実施例１と冷却ファンを持たない実施例２とを比較してみると、５０００枚の連続出力全体についての画像濃度は、実施例１の結果（評価は◎＋）の方が、実施例２の結果（評価は◎）よりも若干良い結果となっている。同様に、冷却ファンを持つ実施例３と冷却ファンを持たない実施例４とを比較してみると、５０００枚の連続出力全体についての画像濃度は、実施例３の結果（評価は◎）の方が、実施例４の結果（評価は○）よりも若干良い結果となっている。これら実施例１と実施例２との比較、および実施例３と実施例４との比較から、感光体から離間した現像器を冷却することで、トナーが高温状態にある期間が短縮されてトナーの劣化が抑制されるということがわかる。
【００５６】
また、感光体から離間した現像器にトナー補給を行う実施例３と、このようなトナー補給を行わない実施例７とを比較してみると、現像開始時の画像濃度は、実施例７では「○−」という評価であるのに対し、実施例３では「◎」という実施例７よりも高い評価が得られている。このことから、感光体から離間した現像器にトナー補給を行うことで、トナー濃度センサによりトナー濃度が高めに誤検知される分が相殺されて画像濃度の低下が回避されていることがわかる。
【００５７】
以上の結果をまとめると、２つの現像器を備え、温度上昇に応じてこれら２つの現像器を切り替えて使用することで、高い生産性を保ちながら画像濃度の低下を抑制することができるということが結論できる。さらにこの抑制効果は、感光体から離間した現像器を冷却したり、感光体から離間した現像器にトナー補給を行うことで、上記の抑制効果が高まるということがわかる。
【００５８】
以上説明した実施形態では、帯電器として接触型の帯電器を用い、感光体として積層型の感光体を用いたが、本発明は、帯電器としてコロトロンなど非接触型の帯電器を用い、感光体として単層型の感光体を用いるものでもよい。
【００５９】
また、本実施形態では、静電潜像を形成するため、レーザ光を発する露光器を用いたが、本発明は、ＬＥＤ光を発する露光器を用いてもよい。
【００６０】
また、本実施形態の画像形成装置は、モノクロの両面出力プリンタであったが、本発明の画像形成装置は、カラーの両面出力プリンタに応用されてもよい。
【００６１】
また、以上説明した実施形態では、現像器６に備えられたサーミスタ６５が現像剤の温度が閾値温度を越えたか否かを検知したが、本発明は、このように直接的に現像剤の温度を検知する形態以外に、例えば、感光体の近傍に備えられたサーミスタが感光体表面の温度の検知することを通じて、現像器内の現像剤の温度が間接的に検知される形態であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す全体構成図である。
【図２】２つの現像器を同一の回動軸の周りに回動させて切り替える機構を備えた画像形成装置の全体構成図である。
【図３】出力テストの結果を表す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０００，１０００’  画像形成装置
１  トレイ
２  帯電器
３  感光体
３１  クリーニングブレード
４，４’  ＣＰＵ
６ａ，６ｂ，６ａ’，６ｂ’  現像器
６１ａ，６１ｂ  現像スリーブ
６２ａ，６２ｂ  層厚調整板
６３ａ，６３ｂ  容器
６４ａ，６４ｂ  攪拌部
６５ａ，６５ｂ  サーミスタ
６７ａ  第１の歯車
６７ｂ  第２の歯車
６８ａ  第１の可動支持台
６８ｂ  第２の可動支持台
６８１ａ，６８１ｂ  ラック
６９ａ  第１の冷却ファン
６９ｂ  第２の冷却ファン
６０’  回動支持部材
７  露光部
８ａ，８ｂ  レジロール対
９  転写ロール
１０  定着器
【図１】
2007219077.tif 000003
【図２】
2007219077.tif 000004
【図３】
2007219077.tif 000005