(57)【要約】【課題】  一成分現像剤を用いた現像装置において、平均粒度分布の変化を抑えて、良好な画像を得ることができるようにする。【解決手段】  現像装置１０は一成分現像剤が収納された現像容器１１と、現像容器に配置され像担持体上の静電潜像を一成分現像剤で現像して可視像とする現像ローラ１２と、現像容器内には配置され現像剤を攪拌しつつ現像ローラの方向に搬送するミキサ１３ａ及び１３ｂと、少なくとも現像剤ローラ及びミキサを駆動するモータとを有し、現像ローラに現像バイアスを印加して現像を行う。この際、モータが停止した後モータが駆動されるまでの停止時間を計時して、停止時間に応じて現像バイアスを変化させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一成分現像剤が収納された現像容器と、該現像容器内に配置され像担持体上の静電潜像を一成分現像剤で現像して可視像とする現像剤担持体と、前記現像容器内に配置され前記現像剤を攪拌しつつ前記現像剤担持体の方向に搬送する攪拌部材と、少なくとも前記現像剤担持体及び前記攪拌部材を駆動する駆動源とを有し、前記現像剤担持体に現像バイアスを印加して現像を行う現像装置において、
前記駆動源が停止した後、前記駆動源が駆動されるまでの停止時間を計時する第１の計時手段と、
前記停止時間に応じて前記現像バイアスを変化させる現像バイアス制御手段とを有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像バイアス制御手段には複数の閾値停止時間が設定されており、
前記現像バイアス制御手段は前記閾値停止時間と前記停止時間とを比較して、その停止時間比較結果に応じて前記現像バイアスを設定制御するようにしたことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
環境雰囲気として少なくとも湿度を計測する環境雰囲気計測手段を有し、
前記現像バイアス制御手段は前記環境雰囲気計測手段で得られた環境雰囲気に基づいて前記現像バイアスの設定制御を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【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で用いられる現像装置に関し、特に、トナーのみを現像剤とする一成分現像剤を用いた現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、一成分現像剤（トナー）を用いる現像装置においては、現像剤担持体（例えば、現像ローラ）に供給されたトナーを、規制部材（層厚規制部材）によって層厚規制するとともにトナーを荷電させて、現像ローラ上にトナー薄層を形成し、トナー薄層を、感光体ドラム等の像担持体に近接又は接触させて、像担持体上の静電潜像を現像している。
【０００３】
上述のように、層厚規制部材によって現像ローラに担持されるトナー薄層を規制するようにすると、粒径の大きなトナーが現像ローラから離脱され、粒径の小さなトナーが先に現像に使用されるようになってしまう。この結果、現像装置内においては、平均粒度分布が大きくなってしまい、同一の現像バイアスによって現像に寄与するトナーが減少し、画質が低下してしまうという不具合が生じる。
【０００４】
さらに、一成分現像剤においては、トナーの帯電性及び搬送性が劣り、トナーの帯電性が悪いと用紙上の非画像形成部分にトナーが付着するという所謂画像カブリが発生する。特に、長時間、現像装置を停止した際に、トナーの帯電性が劣化して、画像カブリの発生頻度が高くなってしまう。
【０００５】
画像カブリ等の画像不良を防止するため、例えば、印刷命令を受信すると、印刷カウンタがカウントしている印刷枚数が規定枚数を越えているか否かを判断し、規定枚数を越えていなければ通常の印刷動作を開始し、印刷カウンタをインクリメントして、続きの印刷があるか否かを判断し、続きの印刷がある際印刷と印刷カウンタのインクリメントを繰返し、続きの印刷がなければこの印刷制御を終了し、一方、印刷枚数が規定枚数を越えていると、通常の印刷を開始するに先立って現像装置のみを所定時間駆動して、トナーを十分帯電させた後、通常の印刷動作を開始し印刷カウンタをインクリメントするようにしたものがある（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開１９９９−１０９７３３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前述のように、一成分現像剤を用いた現像装置においては、長時間現像装置を停止した状態としておくと、トナーの帯電性が劣化して画像カブリの頻度が高くなってしまうことが知られており、特許文献１に記載のように、印刷枚数が規定枚数を越えていると、現像装置を所定時間駆動した後通常の印刷動作を開始するようした際、トナーの帯電性を良好に維持することができるものの、粒径の小さなトナーが先に現像に使用されるという現象を防止することはできず、この結果、現像装置内においては、平均粒度分布が大きくなってしまい、同一の現像バイアスによって現像に寄与するトナーが減少して、画質が低下してしまうという不具合が生じる。つまり、特許文献１においては、現像装置内の平均粒度分布の変化を抑えることは難しく、その結果、所謂選択現像を防止することが難しいという課題がある。
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明は、平均粒度分布の変化を抑えて、良好な画像を得ることのできる現像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】
【０００９】
上記の課題を解決するため本発明は、一成分現像剤が収納された現像容器と、該現像容器内に配置され像担持体上の静電潜像を一成分現像剤で現像して可視像とする現像剤担持体と、前記現像容器内に配置され前記現像剤を攪拌しつつ前記現像剤担持体の方向に搬送する攪拌部材と、少なくとも前記現像剤担持体及び前記攪拌部材を駆動する駆動源とを有し、前記現像剤担持体に現像バイアスを印加して現像を行う現像装置において、前記駆動源が停止した後前記駆動源が駆動されるまでの停止時間を計時する第１の計時手段と、前記停止時間に応じて前記現像バイアスを変化させる現像バイアス制御手段とを有することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明では、前記現像バイアス制御手段には複数の閾値停止時間が設定されており、前記現像バイアス制御手段は前記閾値停止時間と前記停止時間とを比較して、その停止時間比較結果に応じて前記現像バイアスを設定制御する。
【００１１】
本発明では、環境雰囲気として少なくとも湿度を計測する環境雰囲気計測手段を有し、前記現像バイアス制御手段は前記環境雰囲気計測手段で得られた環境雰囲気に基づいて前記現像バイアスの設定制御を行う。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の現像装置は、モータ等の駆動源が停止した後、駆動源が駆動されるまでの停止時間を計時して、この停止時間に応じて現像バイアスを変化させるようにしたので、トナー粒度分布の変化が極めて少なく、その結果、小粒径のトナーを選択的に消費することがなくなって良好な画像を得ることができるという効果がある。
【００１３】
本発明では、複数の閾値停止時間と停止時間とを比較して、停止時間比較結果を得るとともに、湿度等の環境雰囲気を測定して、停止時間比較結果及び環境雰囲気に基づいて現像バイアスの設定制御を行うようにしたので、確実にトナー粒度分布の変化を抑えて、良好な画像を得ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１５】
図１は本発明による現像装置の実施例１を示す断面図であり、現像装置１０は、現像容器１１を有しており、この現像容器１１内には現像ローラ１２が配置されるとともに、第１及び第２のミキサ１３ａ及び１３ｂが配置されており、第１及び第２のミキサ１３ａ及び１３ｂの間には仕切り壁１３ｃが位置づけられている。そして、現像ローラ１２は静電潜像が形成される感光体ドラム（図示せず）と対面している。
【００１６】
第１及び第２のミキサ１３ａ及び１３ｂによって一成分現像剤（トナー）が攪拌されつつ、現像ローラ１２に供給されて、現像ローラ１２上のトナー層は層厚規制部材１４によって層厚規制されるとともに摩擦帯電される。そして、現像ローラ１２に印加される現像バイアス（直流電圧に所定の周波数の交流電圧が重畳されたバイアス）によって、つまり、現像ローラ１２によって感光体ドラム上の静電潜像が現像される。
【００１７】
図示のように、現像容器１１にはトナーコンテナ１５が連結されており、このトナーコンテナ１５から現像容器１１内にトナーが供給される。トナーコンテナ１５内にはトナー攪拌部材１６が配置されており、このトナー攪拌部材１６によってトナーコンテナ１５内のトナーが攪拌される。そして、現像容器１１とトナーコンテナ１５とを連結する連結部分には、シャッタ部材１７が位置づけられて、現像容器１１内のトナー量に応じてシャッタ部材１７が開閉制御されて、トナーコンテナ１５からトナーが現像容器１１内に補給される。
【００１８】
前述のようにして、現像ローラ１２によって感光体ドラム上の静電潜像が現像されてトナー像とされ、このトナー像は、例えば、転写ローラによって記録用紙に転写される。そして、記録用紙は定着装置（図示せず）に送られて、ここで記録用紙上のトナー像が定着された後、記録用紙は排紙トレイ（図示せず）に排紙される。
【００１９】
ところで、前述したように、一成分現像剤を用いた現像装置においては、粒径の小さなトナーが先に消費される傾向にあり、このため、現像容器１１内においてトナー粒径の大きなトナーの割合が多くなってしまう（つまり、トナー粒度分布が変化してしまう）。さらには、現像装置を長時間停止した後、直ちに現像装置を駆動して現像を行うと、トナーが十分に帯電しない状態で現像を行うことになって画像カブリが生じてしまう。
【００２０】
本発明では、このような不具合を防止するため、次のような制御を行った。図１及び図２を参照して、現像装置１０はモータ（図示せず）で駆動されており（つまり、現像ローラ１２及び第１及び第２のミキサ１３ａ及び１３ｂ等はモータによって回転駆動されている）、現像が終了すると（つまり、印刷が終了すると（処理終了：ステップＳ１））、コントローラ（図示せず）はモータを停止して（ステップＳ２）、現像装置１２を停止する。モータを停止させた後、コントローラはモータ停止時間のカウントを開始する（停止時間カウントスタート：ステップＳ３）。
【００２１】
その後、印字データが入力されると（ステップＳ４）、つまり、現像の開始が指令されると、コントローラはモータを駆動して（ステップＳ５）、現像装置の駆動を開始し、停止時間カウントで示されるモータ停止時間が予め設定された第１の停止時間（例えば、６０秒）以下であるか否かを判定する（前回モータ停止からの時間が６０秒以下か：ステップＳ６）。モータ停止時間が第１の停止時間以下であると、コントローラはモータ停止時間が第２の停止時間（第２の停止時間＜第１の停止時間：例えば、１．５秒）以下であるか否かを判定する（ステップＳ７）。そして、モータ停止時間が第２の停止時間以下であると、コントローラはカウンタ値Ｃ（現カウント値）＝Ｘ＋１とする（ここで、Ｘは前回のカウント値を示す：ステップＳ８）。
【００２２】
一方、ステップＳ６において、モータ停止時間が第１の停止時間を越えていると、コントローラは、カウンタ値Ｃ＝０とする（ステップＳ９）。また、ステップＳ７において、モータ停止時間が第２の停止時間を越えていると、コントローラは、カウント値Ｃ＝Ｘ（前回のカウント値）とする。
【００２３】
コントローラは、累積移行回数（停滞カウント）αをカウントしており、例えば、前述のモータ停止時間が１．５秒を越え６０秒以下で断続的に処理（印字）が行われる際、この断続的処理を行う都度、コントローラがカウントを行って累積移行回数とする。コントローラはカウント値Ｃと累積移行回数α１（例えば、５）とを比較して（ステップＳ１０）、カウント値＜累積移行回数α１であると、続いて、環境湿度（絶対湿度ＲＨ）を計測する湿度センサ（図示せず）で測定された絶対湿度ＲＨが予め設定された閾値絶対湿度Ｙ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００２４】
そして、絶対湿度ＲＨ＜閾値絶対湿度Ｙ１であると、コントローラは図３に示す現像設定テーブルを参照して、現像バイアス設定を”Ａ”とする（現像バイアス設定Ａ：ステップＳ１２）。図３に示す例では、直流電圧３００Ｖに周波数２．４ｋＨｚの交流電圧（１．８ｋＶ）が重畳された現像バイアスが設定されて、前述のようにして、感光体ドラム上の静電潜像が現像される（つまり、印刷が行われる）。
【００２５】
ステップＳ１１において、絶対湿度ＲＨ≧閾値絶対湿度Ｙ１であると、コントローラは、絶対湿度ＲＨが予め設定された閾値絶対湿度Ｙｎ（Ｙ１＜Ｙｎ，例えば、ｎ＝２）未満であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。そして、絶対湿度ＲＨ＜閾値絶対湿度Ｙｎであると、コントローラは現像設定テーブルを参照して、現像バイアス設定を”Ｂ”とする（現像バイアス設定Ｂ：ステップＳ１４）。図３に示す例では、直流電圧３００Ｖに周波数２．４ｋＨｚの交流電圧（２．０ｋＶ）が重畳された現像バイアスが設定されて、前述のようにして、感光体ドラム上の静電潜像が現像される。
【００２６】
ステップＳ１３において、絶対湿度ＲＨ≧閾値絶対湿度Ｙｎであると、コントローラは、現像設定テーブルを参照して、現像バイアス設定を”Ｃ”とする（現像バイアス設定Ｃ：ステップＳ１４）。図３に示す例では、直流電圧３２０Ｖに周波数２．４ｋＨｚの交流電圧（２．０ｋＶ）が重畳された現像バイアスが設定されて、前述のようにして、感光体ドラム上の静電潜像が現像される。
【００２７】
ところで、ステップＳ１０においてカウント値≧累積移行回数α１であると、コントローラはカウント値Ｃと累積移行回数αｎ（例えば、ｎ＝２であり、αｎ＝１５）とを比較して（ステップＳ１６）、カウント値Ｃ＜累積移行回数αｎであると、続いて、絶対湿度ＲＨが閾値絶対湿度Ｙ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。そして、絶対湿度ＲＨ＜閾値絶対湿度Ｙ１であると、コントローラは現像設定テーブルを参照して、現像バイアス設定を”Ｄ”とする（現像バイアス設定Ｄ：ステップＳ１８）。図３に示す例では、直流電圧３００Ｖに周波数２．０ｋＨｚの交流電圧（１．８ｋＶ）が重畳された現像バイアスが設定されて、前述のようにして、感光体ドラム上の静電潜像が現像される。
【００２８】
ステップＳ１７において、絶対湿度ＲＨ≧閾値絶対湿度Ｙ１であると、コントローラは、絶対湿度ＲＨが閾値絶対湿度Ｙｎ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１９）。そして、絶対湿度ＲＨ＜閾値絶対湿度Ｙｎであると、コントローラは現像設定テーブルを参照して、現像バイアス設定を”Ｅ”とする（現像バイアス設定Ｅ：ステップＳ２０）。図３に示す例では、直流電圧３２０Ｖに周波数２．０ｋＨｚの交流電圧（２．０ｋＶ）が重畳された現像バイアスが設定されて、前述のようにして、感光体ドラム上の静電潜像が現像される。
【００２９】
ステップＳ１９において、絶対湿度ＲＨ≧閾値絶対湿度Ｙｎであると、コントローラは、現像設定テーブルを参照して、現像バイアス設定を”Ｆ”とする（現像バイアス設定Ｆ：ステップＳ２１）。図３に示す例では、直流電圧３２０Ｖに周波数２．０ｋＨｚの交流電圧（２．０ｋＶ）が重畳された現像バイアスが設定されて、感光体ドラム上の静電潜像が現像される。なお、ステップＳ１６において、カウント値Ｃ≧累積移行回数αｎである際には、別に設定された現像バイアス設定を”ｎ”とする（現像バイアス設定ｎ：ステップＳ２２）。
【００３０】
上述のようにして、現像装置１０の停止時間、つまり、モータの停止時間に応じて現像バイアスを変化させた現像を行って、例えば、５００００枚の印字をして、現像容器１１内の粗粉量の比率（ここでは、１０．７９μｍ以上の粒径のトナーの比率（％）を表す）を調べてみた（実施例）。なお、ここでは、印字前の粗粉量の比率、約１００００枚印字後の粗粉量の比率、約１５０００枚印字後の粗粉量の比率、約２００００枚印字後の粗粉量の比率、約２５０００枚印字後の粗粉量の比率、約３００００枚印字後の粗粉量の比率、約３５０００枚印字後の粗粉量の比率、約４００００枚印字後の粗粉量の比率、約４５０００枚印字後の粗粉量の比率、及び５００００枚印字後の粗粉量の比率を調べた。また、比較のため、モータ停止時間に応じた現像バイアス制御を行わない場合について粗粉量の比率を調べた（比較例）。
【００３１】
その結果を図４に示す。図４において、曲線Ｌ１は実施例の粗粉量の比率の変化を示す曲線であり、曲線Ｌ２は比較例の粗粉量の比率の変化を示す曲線である。図４に示すように、実施例では５００００枚の印字を行った後においても、粗粉量の比率（つまり、平均粒度分布）はほとんど変化しておらず、１０．７９μｍ以上の粒径のトナーの比率は約８％であった。一方、比較例においては、印字が約１００００枚を越えると、粗粉量の比率が急激に大きくなって、最終的には、１０．７９μｍ以上の粒径のトナーの比率は約２８％となってしまう。
【００３２】
このように、本発明では、現像容器１１内の粗粉量の比率をほぼ一定に保持できることになって、平均粒度分布の粒径の変化を抑えて、良好な画像を得ることができるという効果がある。
【００３３】
上述の実施例においては、モータ停止時間及び環境湿度に応じて現像バイアス設定を変更するようにしたが、必ずしも環境湿度を測定する必要はなく、モータ停止時間のみに応じて現像バイアス設定を変更するようにしてもよく、モータ停止時間のみに応じて現像バイアス設定を変更するようにしても、現像容器内の粗粉量の比率をほぼ一定に保持でき、その結果、平均粒度分布の粒径の変化を抑えて、良好な画像を得ることができることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
モータ等の駆動源が停止した後、駆動源が駆動されるまでの停止時間を計時するとともに、現像装置が置かれた環境雰囲気を計測して、これら停止時間及び環境雰囲気に応じて現像バイアスの設定制御を行うようにしたから、トナー粒度分布の変化が極めて少なく、小粒径のトナーを選択的に消費することがなくなる結果、一成分現像剤を用いた現像装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による現像装置の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示す現像装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】現像バイアスを設定制御するための現像設定テーブルを示す図である。
【図４】本発明による現像装置における粗粉量の比率（１０．７９μｍ以上の粒径のトナーの比率（％））の変化を比較例とともに示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  現像装置
１１  現像容器
１２  現像ローラ
１３ａ，１３ｂ  ミキサ
１４  層厚規制部材
１５  トナーコンテナ
１６  トナー攪拌部材
１７  シャッタ部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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