(57)【要約】【課題】ウォームアップの時間や印字された用紙をプリントアウトするまでにかかる時間を長くすることなく、かぶりの発生を防止することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】用紙に所定の情報を印字する印字動作時の前に各スクリュー４０、４２を回転させる前回転時（ウォームアップ時）の感光体ドラム２４の表面電位と現像スリーブ３８の表面電位との電位差が、用紙に所定の情報を印字する印字動作時の感光体ドラム２４の表面電位と現像スリーブ３８の表面電位との電位差と比較して、大きくなるように、電源部６６から感光体ドラム２４及び現像スリーブ３８に所定の電圧が印加される。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像剤容器と、前記現像剤容器の内部に配置され回転により前記現像剤を攪拌させながら前記現像剤容器の内部を循環させる攪拌体と、感光体ドラムと、前記攪拌体により攪拌された前記現像剤のトナーを前記感光体ドラムに供給する現像スリーブと、前記感光体ドラムに付着したトナーを除去するクリーニング部材と、前記感光体ドラム及び前記現像スリーブに所定の電圧を印加する電源部と、を有する画像形成装置であって、
用紙に所定の情報を印字する印字動作時の前に前記攪拌体を回転させる前回転時の前記感光体ドラムの電位と前記現像スリーブの電位との電位差が、用紙に所定の情報を印字する印字動作時の前記感光体ドラムの電位と前記現像スリーブの電位との電位差と比較して、大きくなるように、前記電源部から前記感光体ドラム及び前記現像スリーブに電圧が印加されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像剤容器の内部にトナーを供給するトナー供給部を有し、
前記前回転時には、前記トナー供給部から前記現像剤容器の内部にトナーが供給されることを特徴とする請求項１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、ファクシミリ等に用いられる画像形成装置に係り、特にトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を用いる現像器ユニットを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置の中には、トナー及びキャリアを含む２成分現像剤を用いる現像器ユニットを備えた画像形成装置が知られている。この２成分現像剤は、現像機ユニットの現像剤容器に配置された攪拌体により攪拌されることにより、所定の帯電量を保持することができる。
【特許文献１】特開平１１−５２６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、２成分現像剤は、長時間放置するとトナーの帯電量が低下する性質があるため、用紙の画像形成位置以外の部位（トナーが付着してはならない部位）にトナーが付着してしまう現象（以下、「かぶり」という。）が生じることがある。これを回避するために、用紙への印字動作の前に行うウォームアップの時間（本明細書では、「前回転時間」と定義する。）を長くとり、現像剤を十分に攪拌することが好ましいが、これを行うと、ウォームアップの時間や印字された用紙をプリントアウトするまでにかかる時間が長くなってしまう問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、ウォームアップの時間や印字された用紙をプリントアウトするまでにかかる時間を長くすることなく、かぶりの発生を防止することが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】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、トナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像剤容器と、前記現像剤容器の内部に配置され回転により前記現像剤を攪拌させながら前記現像剤容器の内部を循環させる攪拌体と、感光体ドラムと、前記攪拌体により攪拌された前記現像剤のトナーを前記感光体ドラムに供給する現像スリーブと、前記感光体ドラムに付着したトナーを除去するクリーニング部材と、前記感光体ドラム及び前記現像スリーブに所定の電圧を印加する電源部と、を有する画像形成装置であって、用紙に所定の情報を印字する印字動作時の前に前記攪拌体を回転させる前回転時の前記感光体ドラムの電位と前記現像スリーブの電位との電位差が、用紙に所定の情報を印字する印字動作時の前記感光体ドラムの電位と前記現像スリーブの電位との電位差と比較して、大きくなるように、前記電源部から前記感光体ドラム及び前記現像スリーブに電圧が印加されることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記現像剤容器の内部にトナーを供給するトナー供給部を有し、前記前回転時には、前記トナー供給部から前記現像剤容器の内部にトナーが供給されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、用紙に所定の情報を印字する印字動作時の前に攪拌体を回転させる前回転時の感光体ドラムの電位と現像スリーブの電位との電位差が、用紙に所定の情報を印字する印字動作時の感光体ドラムの電位と現像スリーブの電位との電位差と比較して、大きくなるように、電源部から感光体ドラム及び現像スリーブに電圧が印加される。これにより、トナー及びキャリアを含む現像剤は、長時間放置されると印字時のトナーの帯電量と比較してトナーの帯電量が低下する性質を有するが、帯電量が低下したトナー（あるいは逆帯電のトナー）は、用紙に所定の情報を印字する印字動作時の前に攪拌体を回転させる前回転時において、感光体ドラムに優先的に付着し易くなる。そして、感光体ドラムに付着した帯電量が低いトナーは、クリーニング部材により感光体ドラムから除去される。この結果、帯電量の低いトナーが用紙に付着してしまうことを防止でき、かぶりの発生を防止することができる。このように、帯電量の低いトナーを積極的に感光体ドラムに付着させてクリーニング部材により除去することにより、簡易かつ容易にかぶりの発生を防止できる。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、前回転時にはトナー供給部から現像剤容器の内部にトナーが供給されると、現像剤容器に残存しているトナー（残存トナー）の帯電量が新たに供給されたトナー（供給トナー）の帯電量と比較して低くなるため、残存トナーが供給トナーよりも感光体ドラムに付着し易くなる。これにより、簡易な方法で、帯電量の低いトナー（あるいは逆帯電のトナー）を確実に感光体ドラムに付着させて除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。本実施形態の画像形成装置は、スキャナ、プリンタ、複写機、ファクシミリ、またはこれらの機能を複合させた複合機である。
【００１０】
図１及び図２に示すように、画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を備えている。画像形成装置本体１２の内部の下部には、給紙カセット１４が配置されている。この給紙カセット１４は、各種サイズの用紙を収納しており、用紙を１枚ずつ搬送路１６へ繰り込むことができるようになっている。なお、画像形成装置本体１２には、フラットベッドスキャナとして機能する画像読取部（図示省略）と、画像読取りや記録の開始等を入力するための操作パネル（図示省略）と、がそれぞれ配置されている。さらに、画像形成装置本体１２の上部には、画像形成が終了した用紙が排出される排紙トレイ１８が設けられている。
【００１１】
また、給紙カセット１４の近傍には、１対のレジストローラ２０が配置されている。このレジストローラ２０により用紙の搬送姿勢及び搬送タイミングが調整され、用紙が搬送路１６に沿って後述の画像形成部２２に搬送される。
【００１２】
また、レジストローラ２０の用紙搬送方向下流側には、画像形成部２２が配置されている。この画像形成部２２は、感光体ドラム２４と、帯電デバイス２６と、ＬＥＤヘッド２８と、現像器ユニット３０と、転写ローラ３２と、クリーニングブレード３４と、定着デバイス３６と、で構成されている。なお、感光体ドラム２４と、帯電デバイス２６と、現像器ユニット３０と、クリーニングブレード３４と、がプロセスユニットとしてカートリッジに収容されて一体となっているように構成されていてもよい。
【００１３】
感光体ドラム２４は、その表面に有機感光体による光導電膜が形成されており、図示しない駆動源により所定の速度で回転するものである。この感光体ドラム２４は、帯電デバイス２６により一定電圧に帯電される。
【００１４】
帯電デバイス２６は、所謂スコロトロン帯電器と呼ばれる非接触のコロナ帯電方式のものである。この帯電デバイス２６は、半空間を形成するケーシング電極の略中心に放電ワイヤが配設されるとともに、感光体ドラム２４側にグリッド電極が配設されるようにして構成されている。帯電デバイス２６は、放電ワイヤに所定の電圧が印加されることによりコロナ放電が生じ、このコロナ放電によるイオン量をグリッド電極で抑制するものである。なお、帯電デバイス２６には、非接触のコロナ帯電方式に代えて接触型のローラ帯電方式等、他の帯電デバイスを採用してもよい。
【００１５】
ＬＥＤヘッド２８は、ＬＥＤアレイを記録画素数だけ並設して構成されている。ＬＥＤヘッド２８は、このＬＥＤアレイが発した光をセルフォックレンズアレイで感光体ドラム２４の表面に結像する所謂自己発光型のプリンタヘッドであり、感光体ドラム２４に対して画像情報に基づいて感光体ドラム２４の表面を選択的に露光して、表面に静電潜像を形成するものである。帯電バイアス２６により帯電された感光体ドラム２４の表面は、ＬＥＤヘッド２８により露光されることにより表面電位が減衰し、露光されていない部分との電位差により静電潜像が形成される。また、フラットヘッドスキャナとして機能する画像読取部が読み取った用紙の画像が電気信号としてＬＥＤヘッド２８に送信されるようになっている。
【００１６】
現像器ユニット３０は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いるものである。この現像器ユニット３０は、感光体ドラム２４に対向して配置される現像スリーブ３８と、３本の攪拌体４０、４２、４４を備えている。３本の攪拌体４０、４２、４４により攪拌された現像剤が現像スリーブ３８に向けて移送され、現像スリーブ３８の表面上に担持された現像剤が感光体ドラム２４に供給される。感光体ドラム２４の表面上の静電潜像がトナーにて現像されることにより、トナー画像が形成される。
【００１７】
転写ローラ３２は、ＥＰＤＭ発泡体からなるローラであり、搬送路１６の対向位置において感光体ドラム２４に圧接されるようにして配置されている。この転写ローラ３２には、図示しない電気回路からバイアス電圧が印加されるようになっている。給紙カセット１４から搬送路１６を経て供給された用紙を感光体ドラム２４及び転写ローラ３２がニップしてバイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム２４の表面に形成されたトナー画像が用紙へ転写される。
【００１８】
クリーニングブレード３４は、転写後の感光体ドラム２４に圧接するように配置されている。このクリーニングブレード３４は、図示しない電気回路から所定の電圧が印加されることにより、感光体ドラム２４の表面に残留したトナーや紙粉を除去するとともに静電潜像を消去するものである。これにより、感光体ドラム２４の表面が清掃されて連続使用が可能となる。なお、クリーニングブレードの他に、クリーニングローラ等を用いる他の接触方式や非接触方式によるクリーニング法も採用でき、また、クリーニング部材を用いないクリーニングレス方式とすることもできる。
【００１９】
定着デバイス３６は、搬送路１６の対向位置にそれぞれ配置された加熱ローラ４６と加圧ローラ４８とで構成されている。この定着デバイス３６は、搬送路１６を搬送されてきた用紙の表面上のトナー画像を加熱及び加圧して固定するものである。加熱ローラ４６の表面はヒータにより所定の温度に維持されており、加熱ローラ４６に加圧ローラ４８が所定の圧力で圧接されている。トナー画像が転写された用紙が、加熱ローラ４６と加圧ローラ４８とでニップされることにより用紙上のトナーが溶融されて固定される。
【００２０】
また、画像形成装置本体１２の内部には、各部に電力を供給し起動させる電源部６６が設けられている。特に、図３に示すように、電源部６６は、感光体ドラム２４の表面電位が所定の電位となるように感光体ドラム２４に電圧を印加し、また、現像スリーブ３８の表面が所定の電位となるように現像スリーブ３８に所定の現像バイアスを印加する。具体的には、用紙に所定の情報を印字する印字動作時の前に各攪拌体４０、４２を回転させる前回転時（ウォームアップ時）の感光体ドラム２４の表面電位と現像スリーブ３８の表面電位との電位差が、用紙に所定の情報を印字する印字動作時の感光体ドラム２４の表面電位と現像スリーブ３８の表面電位との電位差と比較して大きくなるように、電源部６６から感光体ドラム２４及び現像スリーブ３８に対して電圧が印加される。
【００２１】
ここで、感光体ドラム２４の表面電位と現像スリーブ３８の表面電位との電位差が大きくなるとは、感光体ドラム２４の表面電位をＶ０とし、現像スリーブ３８の表面電位をＶｂとすると、Ｖ０−Ｖｂの絶対値が大きくなることを意味する。この手段として、感光体ドラム２４の表面電位Ｖ０を固定し、現像スリーブ３８の表面電位Ｖｂを可変にする方法と、感光体ドラム２４の表面電位Ｖ０を可変にし、現像スリーブ３８の表面電位Ｖｂを固定する方法と、感光体ドラム２４の表面電位Ｖ０を可変にし、現像スリーブ３８の表面電位Ｖｂも可変にする方法と、がある。
【００２２】
また、画像形成装置本体１２の内部には、後述の現像剤容器５０の内部に供給するトナーを収納し所定の場合にトナーを現像剤容器５０の内部に供給するトナー供給部６８が設けられている。また、トナー供給部６８の動作は、後述の制御部７０により制御される。さらに、各攪拌体４０、４２の前回転時には、トナー供給部６８が制御部７０により制御されてトナー供給部６８から現像剤容器５０の内部にトナーが供給される。
【００２３】
また、画像形成装置本体１２の内部には、画像形成装置１０を構成する各部を制御する制御部７０が設けられている。
【００２４】
次に、現像器ユニット３０の構成について詳細に説明する。
【００２５】
図１及び図２に示すように、現像器ユニット３０は、現像スリーブ３８と、現像剤を収容する現像剤容器５０と、規制ブレード５２と、現像剤容器５０に収容された現像剤を攪拌しながら現像スリーブ３８に向けて移送する３本の攪拌体４０、４２、４４と、を備えている。この現像器ユニット３０は、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いるものである。
【００２６】
現像スリーブ３８は、現像器ユニット３０が画像形成装置本体１２に装着された状態において感光体ドラム２４に近接した位置で回転可能となるように現像剤容器５０の側壁に支持されている。現像スリーブ３８は電源部６６から所定の現像バイアス（電圧）が印加されることにより、その表面が帯電することになる。攪拌によって帯電された現像剤が移送されてくることにより、現像スリーブ３８の表面に現像剤が担持される。そして、感光体ドラム２４の矢印方向（反時計回り）の軸回転に同調させて、図示しない駆動源により現像スリーブ３８を矢印方向（時計回り）に軸回転させると、感光体ドラム２４の静電潜像との電位差により現像スリーブ３８の表面に担持された現像剤が感光体ドラム２４に供給され、感光体ドラム２４の表面上の静電潜像が可視像化されトナー画像が形成される。
【００２７】
規制ブレード５２は、現像スリーブ３８の表面に近接されて現像剤容器５０に配設されている。この規制ブレード５２は、現像スリーブ３８の表面に担持された余分な現像剤を掻き落し、現像剤の層厚を一定に規制するものである。
【００２８】
図１及び図２に示すように、３本の攪拌体４０、４２、４４は、第１スクリュー４０と、第２スクリュー４２と、パドル４４（図２では図示省略）と、で構成されている。第１スクリュー４０は、現像剤容器５０の内部に形成された第１攪拌室５４に回転可能となるように支持されている。また、第２スクリュー４２は、第１攪拌室５４に対して並列するように形成された第２攪拌室５６に回転可能となるように支持されている。これら第１スクリュー４０と、第２スクリュー４２と、パドル４４は、現像スリーブ３８の軸線に対して平行で相互に並列するように配置されている。
【００２９】
また、第１スクリュー４０には、螺旋状の薄い羽根（フィン）が設けられている。第１スクリュー４０は、第１駆動モータＭ１と機械的に接続されており、第１駆動モータＭ１により軸回転される。第１スクリュー４０は、第１駆動モータＭ１により矢印方向（反時計回り）に軸回転されることにより、フィンで現像剤を攪拌しながら矢印Ａ方向に移送する。
【００３０】
また、第２スクリュー４２には、螺旋状の薄い羽根（フィン）及び放射状の薄い羽根（フィン）がそれぞれ設けられている。第２スクリュー４２は、第２駆動モータＭ２と機械的に接続されており、第２駆動モータＭ２により軸回転される。第２スクリュー４２は、第２駆動モータＭ２により矢印方向（時計回り）に軸回転されることにより、フィンで現像剤を攪拌しながら矢印Ｂ方向に移送するとともに、一部の現像剤をパドル４４側へ移送する。
【００３１】
また、パドル４４は、放射状の薄い羽根（フィン）を備えており、図示しない駆動源により矢印方向（反時計回り）に軸回転されることにより、フィンで現像剤を攪拌しながら現像スリーブ３８側へ移送する。
【００３２】
現像剤容器５０の底部は、各攪拌体４０、４２、４４にそれぞれ備えられた羽根の回転動作の軌跡に沿うように断面円弧状に形成されている。そして、現像剤容器５０の底部であって第１スクリュー４０と第２スクリュー４２との間には、第１攪拌室５４と第２攪拌室５６とを区画する第１仕切壁５８が設けられている。この第１仕切壁５８は、各スクリュー４０、４２の軸方向にわたって延在するように形成されている。
【００３３】
また、第１仕切壁５８の延在方向一方側端部と現像剤容器５０の側壁との間には、第１攪拌室５４と第２攪拌室５６とを連通させ両者の間で現像剤を移送させるための第１連通口６０が形成されている。また、第１仕切壁５８の延在方向他方側端部と現像剤容器５０の側壁との間には、第１攪拌室５４と第２攪拌室５６とを連通させ両者の間で現像剤を移送させるための第２連通口６２が形成されている。
【００３４】
なお、第１仕切壁５８と現像剤容器５０が一体形成されることに限られるものではなく、第１仕切壁５８と現像剤容器５０を別々に製造し、両者を組み付けるようにしてもよい。
【００３５】
また、現像剤容器５０の底部であって第２スクリュー４２とパドル４４との間には、第１仕切壁５８よりも高さが低い第２仕切壁６４が第２スクリュー４２とパドル４４の軸方向にわたって形成されている。
【００３６】
次に、本実施形態に係る画像形成装置１０の作用について説明する。
【００３７】
図４に示すように、電源部６６が起動（ＯＮ）されると（Ｓ１０）、現像器ユニット３０がウォームアップされ、各スクリュー４０、４２が軸回転し、現像剤容器５０の内部の現像剤が攪拌される（前回転の実行、Ｓ２０）。
【００３８】
ここで、用紙に所定の情報を印字する印字動作時の前に各スクリュー４０、４２を回転させる前回転時の感光体ドラム２４の表面電位と現像スリーブ３８の表面電位との電位差が、用紙に所定の情報を印字する印字動作時の感光体ドラム２４の表面電位と現像スリーブ３８の表面電位との電位差と比較して、大きくなるように、電源部６６から感光体ドラム２４及び現像スリーブ３８に電圧が印加される（Ｓ３０）。これにより、各スクリュー４０、４２の前回転時において、感光体ドラム２４の表面電位と現像スリーブ３８の表面電位との電位差が大きくなる。
【００３９】
そして、各スクリュー４０、４２の前回転時に、トナー供給部６８が制御部７０により制御されてトナー供給部６８から現像剤容器５０の内部にトナーが供給される（Ｓ４０）。
【００４０】
上記Ｓ３０を経ることにより、トナー及びキャリアを含む現像剤は、長時間放置されると印字時のトナーの帯電量と比較してトナーの帯電量が低下する性質を有するが、帯電量が低下したトナー（あるいは逆帯電のトナー）は、用紙に所定の情報を印字する印字動作時の前に各スクリュー４０、４２を回転させる前回転時において、感光体ドラム２４に優先的に付着し易くなる。そして、感光体ドラム２４に付着した帯電量が低いトナーは、クリーニングブレード３４により感光体ドラム２４の表面から除去される。
【００４１】
また、Ｓ４０を経ることにより、前回転時にはトナー供給部６８から現像剤容器５０の内部にトナーが供給されると、現像剤容器５０に残存しているトナー（残存トナー）の帯電量が新たに供給されたトナー（供給トナー）の帯電量と比較して低くなるため、残存トナーが供給トナーよりも感光体ドラム２４に付着し易くなる。
【００４２】
なお、Ｓ４０の終了後は、用紙に所定の情報を印字する印字処理が実行される（Ｓ５０）。さらに、印字処理の終了後、印字された用紙が外部に排出される排紙処理が実行される（Ｓ６０）。
【００４３】
以上のように、本実施形態の画像形成装置によれば、帯電量の低いトナーを積極的に感光体ドラム２４に付着させてクリーニングブレード３４により除去することにより、帯電量の低いトナーが用紙に付着してしまうことを防止でき、かぶりの発生を防止することができる。この結果、現像器ユニット３０のウォームアップの時間や印字された用紙をプリントアウトするまでにかかる時間を長くすることなく、かぶりの発生を防止することができる。
【００４４】
また、各スクリュー４０、４２の前回転時にトナー供給部６８から現像剤容器５０の内部にトナーが供給されることにより、簡易な方法で、帯電量の低いトナー（あるいは逆帯電のトナー）を確実に感光体ドラムに付着させて除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置を構成する現像剤容器の内部の構成を示した図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像形成装置を構成する感光体ドラムと現像スリーブと電源部との関係を示した説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の作用を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１０      画像形成装置
２４      感光体ドラム
３４      クリーニングブレード（クリーニング部材）
３８      現像スリーブ
４０      第１スクリュー（第１攪拌体）
４２      第２スクリュー（第２攪拌体）
５０      現像剤容器
６６      電源部
６８      トナー供給部
【図１】
2007310079.tif 000003
【図２】
2007310079.tif 000004
【図３】
2007310079.tif 000005
【図４】
2007310079.tif 000006