(57)【要約】【課題】電源ＯＦＦ中に変化した湿度等の現像器内の環境をなるべく簡単な装置構成を用いて低消費電力で安定させ、電源投入直後に現像剤の帯電特性を迅速かつ確実に立ち上げる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。【解決手段】乾式現像剤を使用する画像形成装置１００の現像装置７において、前記画像形成装置１００本体電源がＯＮされた直後に、現像装置７内の環境制御を行う現像装置７、プロセスカートリッジ及び画像形成装置１００である。【選択図】図２
2007334070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾式現像剤を使用する画像形成装置の現像装置において、
前記現像装置は、
前記画像形成装置本体電源がＯＮされた直後に、現像装置内の環境制御を行う
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
乾式現像剤を使用する画像形成装置の現像装置において、
前記現像装置は、
前記画像形成装置の使用者が使用する規定時間前に、現像装置内の環境制御を開始する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の現像装置において、
前記現像装置は、
環境制御が起動する時間を前記使用者の操作履歴から決定する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項２に記載の現像装置において、
前記現像装置は、
環境制御が起動する時間を前記使用者が設定する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記現像装置は、
環境制御手段起動前に定着ローラ温度を測定し、
所定の規定値以下である場合のみ現像装置内の環境制御を行う
ことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記現像装置は、
環境制御手段起動前に前記画像形成装置本体電源ＯＦＦ中の時間を積算し、
一定時間以上停止していた場合のみ現像装置内の環境制御を行う
ことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記現像装置は、
環境制御終了条件を満たし一度終了した後は、その後の電源ＯＮ中の環境制御は行わない
ことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記現像装置は、
前記現像装置内部の環境を制御する手段に、前記画像形成装置本体電源とは異なる補助電源から電力を供給する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記現像装置は、
前記現像装置内に調湿空気を導入することにより、前記現像装置内の環境を制御する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記現像装置は、
前記現像装置内を加熱することにより、前記現像装置内の環境を制御する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
請求項１乃至８のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記現像装置は、
現像装置筐体に除湿素子を設置させることにより、現像器内の環境を制御する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項１２】
請求項１乃至８のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記現像装置は、
前記現像装置外から前記現像装置筐体を熱することにより、前記現像装置内の環境を制御する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記現像装置は、
環境制御動作中は、スリーブ開口部を閉鎖する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項１４】
プロセスカートリッジは、
請求項１乃至１３のいずれか一つに記載の現像装置と、
帯電装置、クリーニング装置、潜像担持体のうち少なくとも一つとから構成される
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１５】
画像形成装置は、
請求項１乃至１３のいずれか一つに記載の現像装置を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
画像形成装置は、
請求項１４に記載のプロセスカートリッジを備える
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、電子写真式画像形成装置に使用する現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乾式現像剤を用いた電子写真式画像形成装置においては、トナーとキャリアの摩擦帯電によりトナーを帯電させているため、トナーの帯電量は現像器内の環境（主に湿度）に左右されやすい。つまり、低湿環境においてはトナーの帯電量が増加し、画像濃度低下などの問題が生じ、高湿時にはトナーの帯電量が不足し、地汚れや画像濃度が高くなるという問題が生じる。そのため、画像形成装置の電源がＯＦＦである状況下において、周辺環境の影響により現像剤が不安定となり、電源を投入した場合に現像剤の帯電量が規定値内に収まらないことが多い。また、それを改善するためのプロセスコントロールに長い時間を費やしてしまい、画像形成装置が使用可能となるまでに時間がかかってしまうという問題点があった。
【０００３】
特許文献１では、このような湿度による現像剤の帯電量低下を解決するため、現像器内に湿度センサを設け、現像剤の湿度が一定範囲内の上限を超えていることが検知されると、乾燥気体供給源から、乾燥気体が現像器内に供給されるという方式を用いている。また、現像剤の撹拌に伴って乾燥気体が現像剤中に巻込まれ、現像剤の湿度を低下させている。上記の方式では、現像器内の湿度センサの値を参照し、環境制御を行っている。
しかしながら、現像器内に湿度センサを設けることはコストの増大を招いてしまう。また、現像器内に乾燥空気を直接導入しているため、トナー飛散が懸念される。
【０００４】
特許文献２においては、画像形成装置の運転及び休止にかかわらず現像剤の温度を加熱手段により３０〜４０℃の温度で保持している。また、特許文献３においては、現像能力測定手段と温度測定手段との出力の結果から、予め定めた現像特性となるように現像器の目標温度を求め、その目標温度となるように加熱手段や冷却手段により温度を制御している。特に特許文献２では休止中の温度も一定にするため、立ち上げ時の現像器内の環境も比較的良好である。上記のような方式は温度を一定にしているため、結果として加熱により現像剤の水分の除去にも結びつくが、基本的には温度変化に伴うキャリアの動抵抗の増減や高温時のトナーの凝集を抑える目的であり、本発明が解決しようとしている湿度による現像剤への影響を考慮しているものではない。また、通常のオフィス環境に画像形成装置が設置されている場合には、画像形成装置の電源が投入されている時間帯はオフィスの空調も稼動中であることが多いため、周辺環境は比較的安定している。そのため、電源ＯＮ中に、加熱手段や冷却手段などでエネルギーを消費して常に環境を制御する必要はない。また、電源ＯＦＦ中に環境を制御することは電源ＯＮ時の立ち上げを良好に行うことができるが、待機電力を消費してしまうという問題もある。更に、消費エネルギー低減のため、特許文献３では定着器の熱を利用して加熱する方法も開示されているが、そのような方法では立ち上げ時の熱量を分配してしまい、定着器自体の立ち上げ時間などに影響を及ぼす可能性があるため、有用であるとはいえなかった。
【０００５】
特許文献４では、湿度検知手段によって検知される現像部内の湿度が規定値以上になった場合、吸引手段によって現像部から現像剤保存容器へトナーを吸引し、排気手段による減圧下の元で、加熱部材によって加熱処理を施し、処理後のトナーは、現像部内の湿度が規定値以下になると、供給ローラによって現像部へ補給されることを特徴としており、現像剤保存容器を処理部と保存部とに分けているので、保存部から加熱処理済の現像剤を供給して現像プロセスを行いつつ、並列して現像剤の加熱処理ができるので現像プロセスに影響を与えることなく、加熱処理を行うことができる。また、一旦処理済の現像剤に処理前の現像剤が混じることなく、効率良く加熱処理を行うことができるという特徴を持っている。
しかしながら、高湿環境時には電源投入直後、現像剤保存容器中のトナーも吸湿している。現像剤保存容器中を加圧して保存しているため、周囲の環境が高湿であったとしても、水分が保存部内に侵入して現像剤に吸着するのを防ぐことが可能であるとしているが、それだけでは本体電源を切った夜間を通して環境を維持できにくく、仮に環境が保たれていたとしても、電源投入後に現像剤保存容器のトナーと現像部内のトナーを入れ替えていたのでは画像形成装置を使用するまでに時間がかかってしまう。また、現像剤保存容器や吸引手段や供給ローラなどが必要であるため、装置が煩雑で大型化してしまい、コストもかかってしまうという問題点があった。
【０００６】
【特許文献１】特開平０６−０１９２９３号公報
【特許文献２】特開平１０−０４８９３４号公報
【特許文献３】特開平０８−１９０２７２号公報
【特許文献４】特開２００１−１０９２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、電源ＯＦＦ中に変化した湿度等の現像器内の環境をなるべく簡単な装置構成を用いて低消費電力で安定させ、電源投入直後に現像剤の帯電特性を迅速かつ確実に立ち上げる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明は、乾式現像剤を使用する画像形成装置の現像装置において、前記画像形成装置本体電源がＯＮされた直後に、現像装置内の環境制御を行うことを特徴とする現像装置である。
本発明は、乾式現像剤を使用する画像形成装置の現像装置において、前記画像形成装置の使用者が使用する規定時間前に、現像装置内の環境制御を開始することを特徴とする現像装置である。
本発明は、環境制御が起動する時間を前記使用者の操作履歴から決定することを特徴とする。
本発明は、環境制御が起動する時間を前記使用者が設定することを特徴とする。
本発明は、環境制御手段起動前に定着ローラ温度を測定し、所定の規定値以下である場合のみ現像装置内の環境制御を行うことを特徴とする。ここで、所定の規定値とは、直前に本体電源がＯＮされ現像装置内の環境条件が制御されたかを確認するための定着ローラ温度値である。
本発明は、環境制御手段起動前に前記画像形成装置本体電源ＯＦＦ中の時間を積算し、一定時間以上停止していた場合のみ現像装置内の環境制御を行うことを特徴とする。ここで、一定時間とは、直前に本体電源がＯＮされ現像装置内の環境条件が制御されたかを確認するための画像形成装置本体電源ＯＦＦ中の積算時間である。
本発明は、環境制御終了条件を満たし一度終了した後は、その後の電源ＯＮ中の環境制御は行わないことを特徴とする。
本発明は、前記現像装置内部の環境を制御する手段に、前記画像形成装置本体電源とは異なる補助電源から電力を供給することを特徴とする。
本発明は、前記現像装置内に調湿空気を導入することにより、前記現像装置内の環境を制御することを特徴とする。
本発明は、前記現像装置内を加熱することにより、前記現像装置内の環境を制御することを特徴とする。
本発明は、現像装置筐体に除湿素子を設置させることにより、現像器内の環境を制御することを特徴とする。
本発明は、前記現像装置外から前記現像装置筐体を熱することにより、前記現像装置内の環境を制御することを特徴とする。
本発明は、環境制御動作中は、スリーブ開口部を閉鎖することを特徴とする。
本発明は、前記記載の現像装置と、帯電装置、クリーニング装置、潜像担持体のうち少なくとも一つとから構成されることを特徴とするプロセスカートリッジである。
本発明は、前記記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置である。
本発明は、前記記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、前記解決するための手段によって、電源ＯＦＦ中に変化した湿度等の現像器内の環境をなるべく簡単な装置構成を用いて低消費電力で安定させ、電源投入直後に現像剤の帯電特性を迅速かつ確実に立ち上げる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１１】
図１は、本発明を適用する画像形成装置の概略図である。第１図は四連タンデム型中間転写方式のフルカラー機として描かれているが、本発明を適用する画像形成装置１００は特に限定せず、他の方式のものを用いてもかまわない。第１図を用いて、画像形成装置１００の動作を順次説明する。カラー画像データに基づいて画像形成が開始され、まず、並列配置されたイエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（色順はシステムによって異なる）の各色に対応する像担持体としての各感光体ドラム１が帯電装置２により、その表面を一様に帯電される。そして、帯電された各感光体ドラム１のそれぞれに対して光書き込みユニット３によりレーザー等による書き込み光が照射され、光書き込みが行われる。これにより、各感光体ドラム１上に各画像データに対応した静電潜像が形成される。
静電潜像は各感光体１それぞれに対して設けられた現像装置（以下、現像器）７により現像され、各感光体ドラム１上に各色のトナー像が形成される。各感光体ドラム１上に形成されたトナー像は一次転写ローラ６に印加されたバイアスと加圧力によって、順次中間転写ベルト１１上に転写され、中間転写ベルト１１上に各色トナー像が重ね合わさったフルカラートナー像が形成される。
一方、給紙搬送経路に向けて記録紙が給紙され、レジストローラ１３に突き当てられて止められる。そして、記録紙は中間転写ベルト１１上のフルカラートナー像にタイミングを合わせて中間転写ベルト１１と二次転写ローラ１４との間に送り込まれ、二次転写ローラ１４に印加されたバイアスと加圧力により中間転写ベルト１１上のフルカラートナー像が一括転写される。さらに、記録紙上に転写されたフルカラートナー像は定着装置１５により加熱定着され、フルカラー画像が形成される。片面プリントの場合はそのまま排紙トレイ１８へ搬送されるが、両面プリントの場合は下部の両面ユニット１６に搬送され、一度スタックされる。この動作により印刷面の表裏を反転された記録紙は再び、レジストローラ１３へ搬送され、先程と同様に転写・定着行程を経て、排紙トレイ１８へ搬送される。
一方、中間転写ベルト１１へのトナー像の転写後、各感光体ドラム１上に残留した転写残トナーは、各感光体ドラム１に対して設けられた接触導電性のファーブラシ９とクリーニングブレード８により除去される。ファーブラシ９に付着したトナーは電圧を印加した金属製の電界ローラにより除去される。更に、各感光体１はそれぞれに対して設けられた除電手段（図示せず）により除電され、次の画像形成に備える。また、フルカラートナー像を一括転写した後の中間転写ベルト１１上に付着した残トナーは中間転写ベルトクリーニング装置１２により除去される。
【００１２】
本発明では前記画像形成装置１００に対して本体電源がＯＮされた直後、もしくは、画像形成装置１００の使用者が使用する規定時間前に現像器内の環境制御を行うことを特徴としている。これにより、本体電源がＯＮされた直後に、現像器７内の環境制御を行うことにより、本体電源ＯＦＦ中に外部環境によって影響を受けた現像剤を良好に立ち上げ、画像不良の発生を防ぐことができる。また、現像剤を良好に立ち上げることにより、トナーの強制消費モードの起動を抑制し、トナーの浪費を防ぐことができる。画像形成装置１００の使用者が使用する規定時間前に現像器７内の環境制御を開始することにより、使用者が使用する際に迅速に画像形成装置１００を使用することができる。
図２は、本体電源がＯＮされた直後に環境制御を行う場合のフローチャートである。同様に図３は、画像形成装置使用者が使用する規定時間前に環境制御を行う場合のフローチャートである。
本体電源がＯＮされた後、もしくは画像形成装置１００の使用者が使用する規定時間前を検知した後、現像器７内の環境が良好であるにもかかわらず不要に環境制御を行い、電力を消費することを回避するため、まず直前に本体電源がＯＮされ現像機７内の環境条件が制御されたかを確認する。その確認方法としては、定着ローラ温度が規定値以下であることを確認する方法や本体電源がＯＦＦであった時間が一定以上であったことを確認する方法が挙げられる。これにより、不要に環境制御を行い、電力を消費することを回避し、プロセスコントロール時間が不要に長くなることを防ぐことができる。
【００１３】
直前に本体電源がＯＮされていなかった場合は環境制御手段をＯＮし、現像器７内の環境制御を開始する。その後、環境制御手段終了条件を満たすまで、現像器７内の環境制御を行い、環境制御終了条件を検知すると同時に環境制御手段をＯＦＦし、環境制御を終了する。この場合の環境制御手段終了条件としては、例えば、ある規定時間が経過することや現像器７内に温湿度センサなどを設置し、その出力値が規定値内に収まることなどの方法があるが、本発明においては特に限定しない。
市場では画像形成装置１００の電源がＯＦＦである状況下において、周辺環境の影響により、現像剤の状態が変化し、電源ＯＮ時に現像剤の帯電量が不安定となる不具合が発生している。そのため、前記いずれかの方式により、現像器７内の環境を制御することによって、電源ＯＮ時の現像剤を良好に立ち上げ、画像不良の発生を防ぐことができる。また、現像剤の良好な立ち上げを実現することにより、立ち上げ時のプロセスコントロールに費やす時間を短縮し、迅速に画像形成装置１００を使用することができる可能性もある。
【００１４】
画像形成装置１００の使用者が使用する規定時間前を決定する方法としては、使用者の操作履歴を用いて本体電源がＯＮされる時間を学習し、判断する方法などが挙げられる。これにより、使用者の操作を必要とすることなく、迅速で安定した現像器７の立ち上げを実現することができる。
図４は、画像形成装置使用者の操作履歴から、使用する規定時間前を決定する一例のフローチャートである。
本体電源がＯＮされると、まず、一日の一番初めに本体電源がＯＮされたのかを判断する。一日の一番初めに本体電源がＯＮされた場合は、その時刻を記録装置に記録する。その後、記録装置に記録されている過去の本体電源ＯＮ時刻の履歴から、演算処理部において、次の日の一番初めに本体電源がＯＮされる予想時刻を算出する。予想時刻の決定方法としては、例えば、過去の本体電源ＯＮ時刻の平均値や最頻値を算出する方法などが挙げられる。そして、その予想時刻からある規定値を減算し、画像形成装置１００の使用者が使用する規定時間前の時刻を決定した後、その時刻を記録装置に記録する。予想時刻から減算する規定値の決定方法としては、画像形成装置１００の出荷時に決められた値を設定しておく方法や、画像形成装置１００が設置された外部環境の温湿度を参照し、決定する方法などが考えられる。休日などに自動で環境制御が行われることを防ぐためにはカレンダー機能を搭載し、それを参照することにより、環境制御を行うかを決定すればよい。また、特殊な日を考慮するため、画像形成装置１００の使用者が環境制御の起動時間を設定することもできるようにしておくことが好ましい。現像器７内の環境制御が起動する時間を使用者が設定することができることによって、通常とは異なった時間に画像形成装置１００を使用する場合にも対処することができる。
【００１５】
また、環境制御は、環境制御終了条件を満たし一度終了した後は、画像形成装置１００の使用者が電源を再びＯＮするまでは行わないことが好ましい。電源ＯＮ中の環境を常に一定に制御するためには、複数回の環境制御に伴う消費エネルギーの増大が懸念される。そのため、上記の方式を用いることにより、消費エネルギーの低減を実現することができる。一方で、本方式では電源ＯＮ中の現像器７内の環境変動による現像剤への影響が懸念される。しかしながら、画像形成装置１００は通常オフィスに設置され、画像形成装置１００の電源がＯＮされている時間帯は室内の空調も稼動中であることが多く、周辺環境は比較的安定しているため、現像器７内の環境の変動も少ない。
このように、画像形成装置１００の電源が一度ＯＮとなり、現像器７内の環境が一度制御された後は、画像形成装置１００が設置されたオフィスが空調稼働時間に入り、周辺環境の変動は少なく、そのため環境制御は規定時間経過後に終了し、その後の電源ＯＮ中の環境制御は行わないことによって、消費エネルギーを低減させることができる。
【００１６】
図５は、現像器７内部の環境を制御する手段に本体電源とは異なる補助電源から電力を供給するシステムの概念図である。本体電源はコンセントからのＡＣラインにメインスイッチを介して接続されているが、補助電源はＡＣラインに直接接続されている。そのため、画像形成装置１００の使用者が使用する規定時間前に現像器７内の環境制御を開始する場合でも、本体電源２４をＯＮせずに環境制御手段２１や現像剤攪拌ローラ２２を動作させることが可能である。また、環境制御手段や現像剤攪拌ローラ２２を制御する制御部も補助電源から電力を供給されている構成であるため、本体電源がＯＦＦの状態においても、画像形成装置１００の使用者が使用する規定時間前を判断し、環境制御を開始することが可能である。
現像器７内の環境制御手段としては現像器７内に調湿空気を導入する方法、現像器７内を加熱する方法、現像器筐体に除湿素子３３を設置する方法、現像器７外から現像器筐体を加熱する方法などが例として挙げられる。
このように、本体電源とは異なる補助電源による電力で制御素子を動作させることによって、メインスイッチをＯＮせずに、画像形成装置１００の使用者が使用する規定時間前に現像器７内の環境制御を開始することができる。
【００１７】
図６は、現像器内部の環境制御手段として現像器内に調湿空気を導入する方法を実現する現像器構成例である。この図は現像器７を背面から見た図であり、図中奥側に向けて現像スリーブが露出している構成となっている。現像器７の片側に調湿空気を導入する空気供給口５２と空気供給口５２を開閉する弁が設けられ、反対側に空気排出口５１が設けられている。空気排出口５１を設けることで、スリーブ開口部からのトナー飛散の増大を防ぐことができる。
このように、現像器７内に調湿空気を導入することにより、現像剤に悪影響を与える雰囲気を入れ替え、現像剤を安定に立ち上げることができる。
【００１８】
図７は、現像器内に調湿空気を導入し、環境制御を行うシステムの概念図である。環境制御開始時に弁を開弁させ、調湿空気を現像器７内に導入する。この調湿空気により現像器７内の空気が空気排出口５１から排出される。排出された空気は調湿装置で調湿された後、再び空気供給口５２から現像器７内へ導入される。一連の動作により、現像器７内の環境を制御し、現像剤を安定化させる。この空気供給経路内には調湿空気を還流させる気流発生装置が必要である。
調湿装置での調湿手段の一例としては、ペルチェ素子等による方法や低消費電力動作の除湿素子３３を用いる方法が挙げられるが、本発明においては特に限定はしない。仮に調湿手段としてペルチェ素子を用いる場合には、調湿に伴って発生する水滴を処理する手段が必要となる。また、トナーの調湿装置への流入による調湿装置の機能低下や故障を避けるため、空気排出口５１にはトナー粒子を補足するトラップ機構が必要である。トラップ機構の一例としては、トナーよりも目の細かい通気性のフィルタなどが挙げられる。
【００１９】
また、上記環境制御を行う際に、現像剤攪拌ローラ２２により現像剤の攪拌を開始させるタイミングとしては、環境制御をかけ始めると同時に現像剤の攪拌を開始する方法と、環境制御をかけ終えてから現像剤の攪拌を開始する方法の二通りが考えられる。図８は、環境制御と現像剤攪拌のトナー帯電量への効果を示した図である。高温高湿環境下に現像剤を一定時間放置後、環境制御をかけながら現像剤を攪拌させた場合と、環境制御を終えた後に現像剤の攪拌を行った場合の現像剤の帯電量と攪拌時間の関係の一例を示している。この図より、環境制御をかけ終えた後に現像剤の攪拌を行った場合の方が迅速に現像剤の帯電量が立ち上がっている。しかし、現像器７内の環境を制御すること自体に時間がかかっているため、一概にどちらの方法の方が短時間で所望の帯電量を得ることができるかは定かではない。そのため、本発明において、どちらの方法を用いるかについては特に限定しない。
【００２０】
図９は、現像器内部の環境制御手段として加熱部材用いた場合の設置例である。図示されているように、加熱部材３２の設置場所しては現像器７の側壁や底面が挙げられ、これらの壁面に配置する、もしくは、壁面に一体化して埋め込むことなどができる。加熱部材としては、例えば、シーズヒーター、カートリッジヒーター、スペースヒーター、セラミックヒーター、面状発熱体などのヒーター類が挙げられるが、本発明においては、以上に列挙するものに限定されない。環境制御時には加熱部材３２を動作し、直接現像剤を加熱することにより現像剤中の水分を除去する。しかしながら、加熱部材３２により直接現像剤を加熱する場合、加熱部材３２周辺のトナー温度上昇による、トナーの溶融や凝集が懸念される。そのため、加熱部材３２の加熱温度はトナーの溶融や凝集が生じる温度と比較し、充分に低い温度とする。
また、加熱部材３２周辺だけでなく、現像器７内の現像剤全体に対する加熱による効果を実現するため、加熱部材３２による環境制御中は現像攪拌ローラ２２を動作させ、現像剤の攪拌を行うことが好ましい。
このように、現像器７内を加熱することにより、現像器７内の現像剤の水分を除去し、現像剤を安定に立ち上げることができる。
【００２１】
図１０は、現像器内部の環境制御手段として低消費電力で動作可能な除湿素子を用いた場合の設置例である。トナーの除湿素子３３への付着による除湿素子３３の機能低下や故障を避けるため、除湿素子３３はトナー粒子よりも目の細かい通気性のフィルタなどで覆う必要がある。使用する除湿素子３３としては例えば、固体高分子電解質膜を利用した素子が挙げられるが、特に限定はしない。この固体高分子電解質膜を利用した除湿素子３３は現像器７内の水分を気体の状態で電気分解して現像器７内の除湿を行うため、低消費電力であり、水滴が発生せず、騒音がないなどの特徴を有している。環境制御時には除湿素子３３を動作し、現像器７内の環境を制御することにより現像剤中の水分を除去する。
このように、現像器筐体に除湿素子３３を設置することにより、現像器７内の現像剤の水分を除去し、現像剤を安定に立ち上げることができる。
【００２２】
図１１は、環境制御手段として現像器外から現像器筐体を加熱する場合の現像器構成例である。現像器筐体を覆うような空間に熱伝導率の高い部材で囲まれた加熱部材３２を設置する。この加熱部材３２を動作させることにより現像器７内の温度を上昇させ、現像器７内の相対湿度を減少させることにより現像剤を安定に立ち上げることができる。加熱部材３２としては、例えば、シーズヒーター、カートリッジヒーター、スペースヒーター、セラミックヒーター、面状発熱体などが挙げられるが、本発明においては、以上に列挙するものに限定されない。本方式は現像剤７内に直接加熱部材３２を設置する方式を用いた場合に懸念される現像剤の溶融や固着の問題を抑制でき、現像器７内の温度勾配も少ない。
【００２３】
図１２は、シャッターを有する場合の現像器構成例である。現像器７内の環境制御時にシャッター３５などでスリーブ開口部を閉鎖し、現像器内を密閉することのできる機能は図１２に示すような現像装置で実現することができる。シャッター３５は現像ドクタ３１後の内壁面に沿うように構成されている。シャッター３５を閉じる際に、シャッター３５が感光体１に接触する場合は、感光体１、もしくは現像器７を退避させる必要がある。現像器７内の環境制御時にはこのシャッター３５を閉じ、現像器７内を密閉することによって、外部の空気が現像器７内に流入することを防ぐことができるため、環境制御手段による現像器７内の環境制御を効率よく行うことができる。また、環境制御手段として調湿空気を現像器７に導入する方式を用いた場合には、現像剤に直接調湿空気を導入させるため、現像剤が舞い上がることが懸念されるが、現像器７を閉鎖することにより、現像剤の飛散を防ぐことができる。
このように、環境制御が終了するまではスリーブ開口部を閉鎖することによって、効率良く現像器７内を制御することができ、また、調湿空気の導入などにより制御を行う際のトナー飛散の増大を防ぐことができる。
【００２４】
本発明の現像器７と、帯電装置２、クリーニング装置、感光体（潜像担持体）１のうち少なくとも一つとから構成されることを特徴とするプロセスカートリッジを用いた場合、現像器７内の環境を制御することにより、画像形成装置１００立ち上げ時の現像剤の帯電量を迅速に立ち上げることが可能である。プロセスカートリッジを用いた場合も、現像器７と、帯電装置２、クリーニング装置、感光体１のうち少なくとも一つがプロセスカートリッジ内に収まった構造であること以外、装置の構成としては本発明の現像器７と同じである。しかし、環境制御手段として現像器７内に調湿空気を導入する方法を用いた場合は、調湿装置なども必要となるため、装置の構成は若干複雑になる。
また、このプロセスカートリッジを備えた画像形成装置１００においては、電源ＯＮ時、もしくは画像形成装置１００の使用者が使用する規定時間前に現像器７内の環境制御を開始するため、現像剤を安定に立ち上げることが可能で、画像不良を低減し、迅速に使用することが可能であるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明を適用する画像形成装置の概略図である。
【図２】本体電源がＯＮされた直後に環境制御を行う場合のフローチャートである。
【図３】画像形成装置使用者が使用する規定時間前に環境制御を行う場合のフローチャートである。
【図４】画像形成装置使用者の操作履歴から、使用する規定時間前を決定する一例のフローチャートである。
【図５】現像器内部の環境を制御する手段に本体電源とは異なる補助電源から電力を供給するシステムの概念図である。
【図６】現像器内部の環境制御手段として現像器内に調湿空気を導入する方法を実現する現像器構成例である。
【図７】現像器内に調湿空気を導入し、環境制御を行うシステムの概念図である。
【図８】環境制御と現像剤攪拌のトナー帯電量への効果を示した図である。
【図９】現像器内部の環境制御手段として加熱部材用いた場合の設置例である。
【図１０】現像器内部の環境制御手段として低消費電力で動作可能な除湿素子を用いた場合の設置例である。
【図１１】環境制御手段として現像器外から現像器筐体を加熱する場合の現像器構成例である。
【図１２】シャッターを有する場合の現像器構成例である。
【符号の説明】
【００２６】
１  感光体（像担持体）
２  帯電装置
３  光書き込みユニット
４  スキャナ
５  ＡＤＦ
６  一次転写ローラ
７  現像装置（現像器）
８  クリーニングブレード
９  ファーブラシ
１０  電界ローラ
１１  中間転写ベルト
１２  中間転写ベルトクリーニング装置
１３  レジストローラ
１４  二次転写ローラ
１５  定着装置
１６  両面ユニット
１７  給紙部
１８  排紙トレイ
２２  現像剤攪拌ローラ
２９  トナー濃度センサ
３０  現像ローラ
３１  現像ドクタ
３２  加熱部材
３３  除湿素子
３４  熱伝導部材
３５  シャッター
５１  空気排出口
５２  空気供給口
１００  画像形成装置
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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