(57)【要約】【課題】高温になって放置された後に現像を行う場合には、現像装置の各部材を往復回動させることにより、横筋が発生することがなく、安定した良好な品質の画像を形成することができるようにする。【解決手段】回動可能な像担持体と、該像担持体に形成された静電潜像を現像剤によって現像して現像剤像を形成する回動可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する回動可能な現像剤供給部材と、前記現像剤担持体に付着した現像剤を規制する現像剤規制部材とを備える現像装置であって、高温になって放置された後に、現像剤像の形成を行う場合、前記現像剤担持体、像担持体及び現像剤供給部材を往復回動させる。【選択図】図１
2017129693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動可能な像担持体と、
該像担持体に形成された静電潜像を現像剤によって現像して現像剤像を形成する回動可能な現像剤担持体と、
該現像剤担持体に現像剤を供給する回動可能な現像剤供給部材と、
前記現像剤担持体に付着した現像剤を規制する現像剤規制部材とを備える現像装置であって、
高温になって放置された後に、現像剤像の形成を行う場合、前記現像剤担持体、像担持体及び現像剤供給部材を往復回動させることを特徴とした現像装置。
【請求項２】
前記現像剤担持体、像担持体及び現像剤供給部材を往復回動させることにより、前記現像剤担持体と像担持体、現像剤供給部材及び現像剤規制部材との接触部に固着した現像剤を除去する請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤担持体、像担持体及び現像剤供給部材の往復回動の最初の回動は、正方向の回動である請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記最初の回動は、前記現像剤担持体における像担持体との接触部が現像剤供給部材との接触部の位置に到達する前に終了する請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤担持体、像担持体及び現像剤供給部材の往復回動の２番目以降の回動は、逆方向と正方向とを交互に繰り返す回動であり、かつ、それぞれが前記最初の回動より長い回動である請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤担持体、像担持体及び現像剤供給部材の往復回動の最後の回動は、正方向の回動であり、他の回動よりも長い回動である請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記最後の回動により、前記像担持体における現像剤担持体との接触部に付着した現像剤が廃棄される請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
前記現像剤担持体と像担持体、現像剤供給部材及び現像剤規制部材との接触部の幅の最大値をＬ１とし、前記像担持体における帯電部材との接触部から現像剤担持体との接触部までの距離をＬ２とし、前記像担持体における現像剤担持体との接触部から転写部材との接触部までの距離から前記Ｌ２を減じた値をＬ３とし、前記現像剤担持体における像担持体との接触部から現像剤供給部材との接触部までの距離をＬ４とし、前記像担持体の回動の際の周速をＶｏｐｃとすると、
前記最初の回動の時間ｔ１は
Ｌ１／Ｖｏｐｃ＜ｔ１＜Ｌ４／Ｖｏｐｃ
であり、
前記２番目以降の回動の時間ｔ２は
ｔ２＜（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｖｏｐｃ
であり、
前記最後の回動の時間ｔ３は
ｔ３≧（Ｌ１＋Ｌ３）／Ｖｏｐｃ
である請求項７に記載の現像装置。
【請求項９】
前記最初の回動は、前記現像剤担持体における現像剤規制部材との接触部が前記像担持体との接触部の位置に到達した後であって、前記現像剤供給部材との接触部の位置に到達する前に終了する請求項３に記載の現像装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の現像装置と、印刷制御部とを備える画像形成装置。
【請求項１１】
前記印刷制御部は、印刷を行う場合、前回の印刷を終了した後の現像装置の温度が高く、かつ、現在の現像装置の温度が低下しているときは、前記現像装置の現像剤担持体、像担持体及び現像剤供給部材を往復回動させる請求項１０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、現像装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式のプリンタ、複写機、ファクシミリ機等の画像形成装置においては、帯電装置によって感光体ドラムの表面を均一に帯電させ、帯電した感光体ドラムの表面を露光装置によって露光して静電潜像を形成する。また、現像ローラの表面にはトナーが供給され、現像ブレード等のトナー規制部材によって、前記現像ローラの表面に均一にトナー層が形成される。そして、前記現像ローラの表面から感光体ドラムの表面にトナーが移動し、静電潜像にトナーが付着して現像が行われ、感光体ドラムの表面にトナー像が形成される。該トナー像は、転写ローラによって印刷用紙等の媒体に転写される。
【０００３】
かかる画像形成装置においては、良好な印刷品質を得るために、トナー温度の上昇を防止する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。前記画像形成装置は、感光体ドラムの表面に形成されるトナー画像をドット単位で計算するカウント手段と、現像ローラに印加する電圧を変更する制御手段とを備えている。そして、印刷デューティ（Ｄｕｔｙ）が高い場合には、現像ローラに印加する電圧を調整し、現像ローラに供給されるトナー量の増大を図ることによって、現像ローラの表面に形成されたトナ一層における厚さが薄い個所にも十分なトナーが供給されるようにしている。これにより、トナー規制部材の押圧によるエネルギーを多くのトナー粒子で受けることができ、前記エネルギーを各トナー粒子によって分散することができるので、各トナー粒子間の振動が抑制され、該振動に起因する摩擦熱の発生が抑制されるので、トナー温度の上昇が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０３９５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の画像形成装置においては、トナーの溶融温度が低い場合、トナー温度の上昇を十分に防止することができない。近年では、画像形成の高速化や低消費電力化に伴って、溶融温度が低い低温定着トナーが広く使用されるようになっている。そのため、特に、高温環境下で連続印刷が行われると、温度が上昇したトナーが現像ローラ等の各部材の表面に融着し、その後、温度が低下すると固着するので、画像上に横筋が発生してしまう。
【０００６】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、高温になって放置された後に現像を行う場合には、現像装置の各部材を往復回動させることにより、横筋が発生することがなく、安定した良好な品質の画像を形成することができる現像装置及び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】
【０００７】
そのために、本発明の現像装置においては、回動可能な像担持体と、該像担持体に形成された静電潜像を現像剤によって現像して現像剤像を形成する回動可能な現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する回動可能な現像剤供給部材と、前記現像剤担持体に付着した現像剤を規制する現像剤規制部材とを備える現像装置であって、高温になって放置された後に、現像剤像の形成を行う場合、前記現像剤担持体、像担持体及び現像剤供給部材を往復回動させる。
【０００８】
また、本発明の画像形成装置においては、前記現像装置と、印刷制御部とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、現像装置においては、高温になって放置された後に現像を行う場合には、現像装置の各部材を往復回動させる。これにより、横筋が発生することがなく、安定した良好な品質の画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の横黒筋の発生を防止する動作を示すフローチャートである。
【図２】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の概略構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における現像装置の構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における画像に発生する筋を説明する図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における画像に発生する筋と転写ベルトの温度との関係を示す表である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの往復回動を説明する図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの往復回動によりトナーの固着物が除去されるメカニズムを示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの表面の移動可能距離を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における横黒筋のレベル判定の結果を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における現像ローラの往復回動を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図２は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の概略構成図である。
【００１３】
図において、１０は画像形成装置であり、例えば、電子写真方式のプリンタ、複写機、ファクシミリ機、又は、プリンタ、ファクシミリ機及び複写機の機能を併せ持つ複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｒｉｎｔｅｒ）等であるが、いかなる種類の画像形成装置であってもよい。なお、本実施の形態においては、前記画像形成装置１０がいわゆるタンデム方式のカラー電子写真式プリンタである場合について説明する。
【００１４】
そして、画像形成装置１０内には、Ｋ（ブラック）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）及びＣ（シアン）の４色に各々対応する現像装置２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｍ及び２０Ｃが媒体２１の搬送路に沿って、搬送方向（矢印（ｆ）で示される方向）に順次並ぶように配列されている。なお、現像装置２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｍ及び２０Ｃの構成は同一であり、現像剤として収納されている後述されるトナー１６の色が異なる。そして、現像装置２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｍ及び２０Ｃを統合的に説明する場合には、現像装置２０として説明する。また、各現像装置２０は、着脱可能な独立したユニットとして画像形成装置１０内に装着され、搬送路に沿って搬送される媒体２１上に画像を形成するようになっている。
【００１５】
ここで、２２は、記録用紙等の媒体２１を収容する給紙カセットであり、２３ａ〜２３ｘは給紙カセット２２から給紙された媒体２１を搬送するための搬送ローラであり、２４は転写部材としての転写ベルトであり、２６ａはアイドルローラ、２６ｂは図示されない駆動手段によって回転されることで、前記転写ベルト２４を駆動するドライブローラである。また、２７ａ及び２７ｂは搬送された媒体２１をガイドする可動式の媒体走行ガイドである。
【００１６】
そして、媒体２１は、図において点線の矢印で示されるように搬送される。なお、該点線の矢印のうち、（ｌ）、（ｅ）、（ｈ）及び（ｋ）の部分は、給紙カセット２２から給紙され、画像が形成された後に排出される媒体２１の搬送路を示し、（ｍ）〜（ｑ）の部分は、両面印刷の場合の媒体２１の搬送路を示している。一方、実線の矢印（ｆ）及び（ｒ）は、転写ベルト２４の走行方向を示している。
【００１７】
また、２８は、前記転写ベルト２４の表面に付着した不要なトナー１６や異物を除去するための転写ベルトクリーニングブレードであり、２９は該転写ベルトクリーニングブレード２８が転写ベルト２４の表面から除去した不要なトナーや異物を回収して収容するための廃棄現像剤タンクである。
【００１８】
さらに、３１は前記媒体２１に転写されたトナー画像を媒体２１に熱及び圧力によって定着するための定着ユニットとしての定着器であり、発熱ローラ３１ａ及び加圧ローラ３１ｂを備える。なお、前記発熱ローラ３１ａはその内部に図示されないハロゲンランプ等から成る加熱ヒータが配設されている。そして、前記発熱ローラ３１ａと加圧ローラ３１ｂとの間には、圧接部が形成される。
【００１９】
また、２５Ｋ、２５Ｙ、２５Ｍ及び２５Ｃは、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の現像剤像、すなわち、トナー像を形成する現像装置２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｍ及び２０Ｃに対向して配設された転写ローラである。なお、転写ローラ２５Ｋ、２５Ｙ、２５Ｍ及び２５Ｃを統合的に説明する場合は、転写ローラ２５として説明する。
【００２０】
次に、前記現像装置２０の構成について詳細に説明する。
【００２１】
図３は本発明の第１の実施の形態における現像装置の構成を示す図である。
【００２２】
図において、１１は、像担持体としての感光体ドラムであって、アルミニウムの金属パイプから成る導電性支持体と、該導電性支持体の表面に電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層した有機系感光体である光導電層とを備え、駆動用の図示されないギアが配設されている。また、１２は、帯電部材としての帯電ローラであって、金属シャフトに半導電性エピクロロヒドリンゴム層を被覆したものである。さらに、１３は、露光装置としてのＬＥＤヘッドであって、感光体ドラム１１に対向して配設されている。
【００２３】
そして、１４は現像剤担持体としての現像ローラであって、金属シャフトに半導電性ウレタンゴム層を被覆したものであり、駆動用の図示されないギアが配設されている。また、１５は現像剤供給部材としてのトナー供給ローラであって、金属シャフトに半導電性発泡シリコンスポンジ層を被覆したものである。
【００２４】
さらに、１７は現像剤規制部材としてのステンレス製の現像ブレードである。そして、１８は現像剤回収装置としてのウレタンゴム製のクリーニングブレードであり、１９はトナー１６を収容する現像剤収容体としてのトナーカートリッジである。
【００２５】
ここで、現像剤としてのトナー１６は、結着樹脂としてポリエステル樹脂を用いたものであり、内部添加剤として帯電制御剤、離型剤、着色剤等を含み、また、外部添加剤としてのシリカ等を含むものである。本実施の形態において、トナー１６の粒径は、５．５〔μｍ〕である。現像装置２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｍ及び２０Ｃの違いは、トナー１６の色の違いであり、現像装置２０Ｋ、２０Ｙ、２０Ｍ及び２０Ｃのそれぞれにおいて使用されるトナー１６の色は、前述のように、それぞれ、Ｋ（ブラック）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）及びＣ（シアン）である。
【００２６】
なお、前記感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、現像ローラ１４、トナー供給ローラ１５及び転写ローラ２５は、図において矢印（ａ）〜（ｄ）及び（ｇ）で示される方向に回転し、これにより、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像が、転写ベルト２４によって矢印（ｈ）で示される方向に搬送される媒体２１上に転写される。感光体ドラム１１、転写ベルト２４及び転写ローラ２５は、協働して、トナー像を媒体２１上に転写する転写部として機能する。
【００２７】
次に、前記画像形成装置１０の制御システムの構成について説明する。
【００２８】
図４は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の制御システムの構成を示すブロック図である。
【００２９】
図において、３０は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、タイマ等を備える印刷制御部であり、図示されないパーソナルコンピュータ等の上位装置からインターフェイス（Ｉ／Ｆ）制御部３６を介して印刷データ及び制御コマンドを受信し、画像形成装置１０の全体のシーケンスを制御して印刷動作を行わせる。
【００３０】
そして、３７は、前記上位装置からインターフェイス制御部３６を介して入力された印刷データを一時的に記録する受信メモリである。
【００３１】
また、４１は、該受信メモリ３７に記録された印刷データを受け取るとともに、該印刷データを編集処理することによって形成された画像データ、すなわち、イメージデータを記録する画像データ編集メモリである。
【００３２】
さらに、４２は、画像形成装置１０の状態を表示するためのＬＥＤ等の表示手段、及び、画像形成装置１０に操作者からの指示を与えるためのスイッチ等の入力手段を備える操作部である。
【００３３】
そして、４３は、センサ群であり、画像形成装置１０の動作状態を監視するための各種のセンサ、例えば、搬送路上における媒体２１の位置を検出する媒体位置検出センサ、画像形成装置１０内の温度及び湿度を検出する温湿度センサ、転写ベルト２４の温度を検出する転写ベルト温度センサ、印刷濃度を検出する印刷濃度センサ、現像装置２０内のトナー１６の残量を検出するトナー残量検知センサ等を含んでいる。
【００３４】
４６は、帯電ローラ用電源であり、印刷制御部３０の指示によって帯電ローラ１２に電圧を印加し、感光体ドラム１１の表面を帯電させる。
【００３５】
４４は、現像ローラ用電源であり、印刷制御部３０の指示によって現像ローラ１４に電圧を印加し、感光体ドラム１１の表面上の静電潜像にトナー１６を付着させる。
【００３６】
４５は、トナー供給ローラ用電源であり、印刷制御部３０の指示によってトナー供給ローラ１５に電圧を印加し、現像ローラ１４にトナー１６を供給する。
【００３７】
５１は、転写ローラ用電源であり、印刷制御部３０の指示によって転写ローラ２５に電圧を印加し、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像を媒体２１に転写させる。
【００３８】
なお、前記帯電ローラ用電源４６、現像ローラ用電源４４、トナー供給ローラ用電源４５及び転写ローラ用電源５１は、印刷制御部３０の指示によって、各部材に印加する電圧を変更することができるようになっている。
【００３９】
５７は、現像装置２０が未使用品か否かを判別する現像装置新旧判別ヒューズ５８に電流を供給するヒューズ用電源である。
【００４０】
５２は、ヘッド駆動制御部であり、画像データ編集メモリ４１に格納されたイメージデータに従ってＬＥＤヘッド１３を作動させ、帯電された感光体ドラム１１の表面に光を照射して露光させるための制御を行うものである。
【００４１】
５３は、転写されたトナー像を記録媒体２１に定着するための定着制御部であり、印刷制御部３０の指示によって定着器３１が備える加熱ヒータに電圧を印加する。
【００４２】
５４は、媒体２１を搬送する用紙搬送モータ３４の制御を行う搬送モータ制御部であり、印刷制御部３０の指示によって所定のタイミングで媒体２１を搬送したり停止させたりする。
【００４３】
５５は、感光体ドラム１１を動作させるための駆動モータ３５を駆動する駆動制御部である。また、５６は、駆動伝達部であり、駆動モータ３５の駆動力を帯電ローラ１２、現像ローラ１４、トナー供給ローラ１５及び転写ローラ２５に伝達する。これにより、駆動制御部５５によって駆動モータ３５が駆動されると、図３に示されるように、感光体ドラム１１が矢印（ａ）で示される方向に回転させられるとともに、現像ローラ１４、トナー供給ローラ１５、帯電ローラ１２及び転写ローラ２５が、それぞれ、矢印（ｂ）〜（ｄ）及び（ｇ）で示される方向に回転させられる。
【００４４】
なお、前記印刷制御部３０は、ドットカウンタ３０ａ、ドラムカウンタ３０ｂ及び算出部３０ｃを備える。そして、前記ドットカウンタ３０ａは、画像データ編集メモリ４１に格納されたイメージデータに基づいて、印刷に必要なドット数をカウントする。また、前記ドラムカウンタ３０ｂは、印刷動作中に回転した感光体ドラム１１の回転数をカウントする。さらに、前記算出部３０ｃは、センサ群４３から取得した温度や、ドラムカウンタ３０ｂから取得した回転数に基づいて演算を行い、往復回動フラグ発生の有無を決定する。
【００４５】
次に、前記構成の画像形成装置１０の動作について説明する。まず、印刷工程における通常の動作について説明する。
【００４６】
図５は本発明の第１の実施の形態における画像に発生する筋を説明する図、図６は本発明の第１の実施の形態における画像に発生する筋と転写ベルトの温度との関係を示す表である。
【００４７】
上位装置から印刷指示を受けると、印刷制御部３０は、駆動制御部５５に指示して、駆動モータ３５の駆動を開始させる。すると、感光体ドラム１１は、矢印（ａ）で示される方向に一定周速度で回転する。また、駆動モータ３５の駆動力が駆動伝達部５６によって図示されないギア列を介して伝達され、現像ローラ１４が矢印（ｂ）で示される方向に、トナー供給ローラ１５が矢印（ｃ）で示される方向に、帯電ローラ１２が矢印（ｄ）で示される方向に、及び、転写ローラ２５が矢印（ｇ）で示される方向に回転する。
【００４８】
そして、印刷制御部３０は帯電ローラ用電源４６に指示し、感光体ドラム１１の表面に接触して設けられた帯電ローラ１２に電圧を印加させる。これにより、感光体ドラム１１の表面が一様かつ均一に帯電する。
【００４９】
続いて、印刷制御部３０はヘッド駆動制御部５２に指示し、ＬＥＤヘッド１３の露光を開始させる。該ＬＥＤヘッド１３が、画像データ編集メモリ４１に格納されたイメージデータに応じた画像信号に従って露光すると、その光が感光体ドラム１１の表面に照射されて静電潜像が形成される。そして、現像ローラ１４からトナー１６が感光体ドラム１１の表面に供給されることによって、前記静電潜像が現像され、トナー像が感光体ドラム１１の表面に形成される。
【００５０】
一方、媒体２１は、搬送ローラ２３ａ〜２３ｆ及び転写ベルト２４によって搬送され、転写部へ送られる。該転写部において、感光体ドラム１１に対向して配設された転写ローラ２５には転写ローラ用電源５１より電圧が印加され、矢印（ｈ）で示される方向に搬送されている媒体２１上に、感光体ドラム１１の表面からトナー像が転写される。
【００５１】
そして、トナー像の転写が終了した媒体２１は、転写ベルト２４によって更に搬送されて定着器３１に送られる。該定着器３１において、媒体２１は、発熱ローラ３１ａと加圧ローラ３１ｂとの間を通過することによって、加熱及び加圧される。これにより、トナー像を構成するトナー１６が溶融して媒体２１の繊維間に浸透し、トナー像の定着が行われる。トナー像が定着された媒体２１は、搬送ローラ２３ｇ〜２３ｊによって矢印（ｋ）で示される方向に搬送され、画像形成装置１０の外部へ送出される。
【００５２】
なお、感光体ドラム１１の表面には、媒体２１へ転写しきれなかった若干量のトナー１６が残留する（以下、転写残トナーと呼ぶ）。また、ＬＥＤヘッド１３からの光が照射されなかった部分である非印刷部へ付着したトナー１６が残留する（以下、カブリトナーと呼ぶ）。さらに、上流側に配設された現像装置２０によって転写ベルト２４に転写されたトナー１６が下流側に配接された現像装置２０の感光体ドラム１１の表面に付着して回収され、感光体ドラム１１の表面に残留する（以下、逆転写トナーと呼ぶ）。これらの、残留したトナー１６は、クリーニングブレード１８によって除去され、図示されない廃トナー搬送経路を通って、廃棄現像剤タンク２９に収容される。このようにして感光体ドラム１１は、繰り返し利用される。
【００５３】
ところで、画像形成装置１０で連続印刷を行い、印刷後に画像形成装置１０を放置しておくと、放置明けの動作開始直後に印刷された媒体２１の印刷面に横黒筋が発生する、という画像品質上の問題が発生する場合がある。ここで、横黒筋について説明する。
【００５４】
図５に示されるように、横黒筋は画像上に周期的に発生する筋である。そして、横黒筋は、主に、現像ローラ１４の周期で発生するが、場合によっては、感光体ドラム１１の周期で発生することがある。
【００５５】
現像装置２０の内部に収容されているトナー１６は、連続印刷が行われると多大なストレスを受け、特に、部材同士が圧接した状態で接触する接触部では接触帯電による摩擦熱が発生するので、溶けやすい状態になっている。そして、横黒筋は、前記トナー１６が現像装置２０内の部材に融着し、温度低下とともに部材に固着したものである。現像ローラ１４の周期で発生する横筋は、現像ローラ１４における感光体ドラム１１との接触部において最も強く発生し、次いで、現像ブレード１７との接触部において発生し、さらに、トナー供給ローラ１５との接触部において発生する。また、感光体ドラム１１の周期で発生する横黒筋は、感光体ドラム１１における現像ローラ１４との接触部に発生する。なお、どちらの部材に固着するかは、各部材の材質と使用されるトナー１６の材質とによって異なる。
【００５６】
また、横黒筋は、印刷を行う毎に発生する訳ではなく、ある一定の条件下で発生する。その条件とは、前述のように現像装置２０の温度が上昇し、画像形成装置１０としては高温の環境下で連続印刷が行われた場合であって、かつ、温度が上昇した現像装置２０が、稼動することなく一定期間放置され、その温度が低下したときである。なお、現像装置２０の温度が上昇した状態で印刷が続けて行われている場合、又は、現像装置２０の温度が低下している状態が続いている場合には、横黒筋は発生しない。横黒筋は、あくまで、現像装置２０の温度が高温にまで上昇するという条件と、現像装置２０の温度が高温から低下するという条件とが組み合さった場合に、発生する問題である。
【００５７】
図６には、転写ベルト２４の温度と横黒筋の発生との関係についての実験結果の表が示されている。図６において、「ベルト温度」は、転写ベルト２４の温度であって、センサ群４３から取得された値である。なお、前記「ベルト温度」は、連続印刷を行った後で現像装置２０が温度上昇したときの温度である。ここでは、転写ベルト２４の温度に基づいて現像装置２０内の温度を判断しているが、現像装置２０内の温度の判断は、必ずしも、転写ベルト２４の温度に基づいて行われる必要はなく、現像装置２０内の温度を判断することができるのであれば、画像形成装置１０のいかなる部分の温度に基づいて行われてもよい。
【００５８】
また、図６において、○及び×は横黒筋の発生有無を表し、○は画像上に横黒筋が発生しなかったことを示し、×は画像上に横黒筋が発生したことを示している。横黒筋の発生有無の判定は、上昇した現像装置２０内の温度が室温に戻った状態で行われた。
【００５９】
図６から分かるように、横黒筋は、連続印刷を行った後（放置前）の転写ベルト２４の温度がある値以上になると発生している。かかる温度の値を閾値Ｘとすると、本実験結果から、Ｘ＝３５〔℃〕であることが分かる。
【００６０】
本実験では、現像装置２０内の温度、特に、現像ローラ１４の表面の温度は、転写ベルト２４の温度プラス１０〔℃〕で推移しているので、転写ベルト２４の温度が閾値Ｘであるとき、現像ローラ１４の表面の温度は約４５〔℃〕である。なお、トナー１６単体のガラス転移温度は４５〔℃〕より高いので、現像ローラ１４の表面の温度が４５〔℃〕であっても、トナー１６が単体で溶融することはない。しかし、現像ローラ１４と他の部材とが圧接している圧接部においてストレスを受けたトナー１６は、前記圧接部における圧力と現像ローラ１４の表面近傍の熱とによって融着しやすい状態となるために、現像ローラ１４の表面に固着すると考えられる。前記閾値Ｘは、実験的に求められるものであり、トナー１６単体のガラス転移温度マイナス５〜２０〔℃〕程度が目安となる。
【００６１】
良好な印刷品質を得るためには、このような横黒筋の発生を防止する必要がある。そのために、本実施の形態において、現像装置２０は、高温環境下で放置された後に、トナー像の形成を行う場合、現像ローラ１４、感光体ドラム１１及びトナー供給ローラ１５を往復回動させ、現像ローラ１４と感光体ドラム１１、トナー供給ローラ１５及び現像ブレード１７との接触部に固着したトナー１６を除去するようになっている。具体的には、印刷制御部３０は、印刷を行う場合、前回の印刷を終了した後の現像装置２０の温度が高く、かつ、現在の現像装置２０の温度が低下しているときは、現像装置２０の現像ローラ１４、感光体ドラム１１及びトナー供給ローラ１５を往復回動させる。
【００６２】
次に、横黒筋の発生を防止する具体的な動作について説明する。
【００６３】
図１は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の横黒筋の発生を防止する動作を示すフローチャート、図７は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの往復回動を説明する図、図８は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの往復回動によってトナーの固着物が除去されるメカニズムを示す図、図９は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの表面の移動可能距離を示す図、図１０は本発明の第１の実施の形態における横黒筋のレベル判定の結果を示す図である。なお、図７において、（ａ）は現像ローラの往復回動のシーケンスを示す図、（ｂ）は現像ローラが往復回動するとき各部材の移動距離を示す図である。
【００６４】
まず、画像形成装置１０が動作を開始すると、ステップＳ１で、印刷制御部３０は、ＪＯＢを受信する。具体的には、印刷制御部３０は、Ｉ／Ｆ制御部３６を介して、上位装置から印刷データ及び制御コマンドを含む印刷ジョブを受信する。
【００６５】
続いて、ステップＳ２で、印刷制御部３０は、往復回動フラグの有無を判断する。具体的には、印刷制御部３０は、往復回動フラグが立っているか否かを判断する。そして、往復回動フラグがある、すなわち、往復回動フラグが立っている場合には、ステップＳ３に移行し、往復回動フラグがない、すなわち、往復回動フラグが立っていない場合には、ステップＳ６に移行する。
【００６６】
続いて、ステップＳ３で、印刷制御部３０は、ＢｅｌｔＴａが室温以下であるか否かを判断する。具体的には、印刷制御部３０は、センサ群４３から取得した転写ベルト２４の温度Ｔａが室温（例えば、２０〔℃〕）以下であるか否かを判断する。そして、転写ベルト２４の温度Ｔａが室温以下である場合には、ステップＳ４に移行し、転写ベルト２４の温度Ｔａが室温以下でない場合には、ステップＳ６に移行する。
【００６７】
続いて、ステップＳ４で、印刷制御部３０は、往復回動を行う。具体的には、印刷制御部３０は、駆動制御部５５に指示して駆動モータ３５を駆動させ、図７（ａ）に示されるようなシーケンスに従い、感光体ドラム１１を、その回動方向が正方向（図７（ｂ）における時計回り方向：ＣＷ（Ｃｌｏｃｋ  Ｗｉｓｅ））と逆方向（図７（ｂ）における反時計回り方向：ＣＣＷ（Ｃｏｕｎｔｅｒ  Ｃｌｏｃｋ  Ｗｉｓｅ））とに交互に入れ替わるように、往復回動させる。また、駆動伝達部５６を介して駆動モータ３５の駆動力が帯電ローラ１２、現像ローラ１４及びトナー供給ローラ１５に伝達されるので、帯電ローラ１２、現像ローラ１４及びトナー供給ローラ１５も回動方向が正方向と逆方向とに交互に入れ替わるように、往復回動させられる。
【００６８】
なお、図７（ｂ）において、Ｎ１は、現像ローラ１４とトナー供給ローラ１５との接触幅、Ｎ２は、現像ローラ１４と現像ブレード１７との接触幅、Ｎ３は現像ローラ１４と感光体ドラム１１との接触幅である。
【００６９】
また、Ｌ１は、現像ローラ１４に接触している部材（感光体ドラム１１、供給ローラ１５及び現像ブレード１７）との接触幅の最大値である。Ｌ２は、帯電ローラ１２と感光体ドラム１１との接触部から感光体ドラム１１と現像ローラ１４との接触部までの距離である。Ｌ３は、感光体ドラム１１と現像ローラ１４との接触部から転写ローラ２５と感光体ドラム１１との接触部までの距離からＬ１を減算した値である。Ｌ４は、現像ローラ１４とトナー供給ローラ１５との接触部から、感光体ドラム１１と現像ローラ１４との接触部までの距離である。
【００７０】
そして、印刷制御部３０は、往復回動を行う場合、図７（ａ）に示されるように、感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、現像ローラ１４及びトナー供給ローラ１５を、最初に時間ｔ１だけ正方向に回動させ、次に、時間ｔ２だけ逆方向に回動させ、以降、時間ｔ２ずつ正方向の回動と逆方向の回動とを、所定回数だけ、交互に繰り返して行わせる。なお、該所定回数は、算出部３０ｃによって設定される。
【００７１】
また、印刷制御部３０は、往復回動を停止する場合、感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、現像ローラ１４及びトナー供給ローラ１５を時間ｔ２だけ正方向に回動させた後に時間ｔ１だけ逆方向に回動させ、最後に時間ｔ３だけ正方向に回動させて停止させる。
【００７２】
このように、まず最初に、正方向に感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、現像ローラ１４及びトナー供給ローラ１５を回動させるのは、各部材同士が圧接する状態で接触する接触部でそれぞれ生じたトナー１６の固着物が、接触部での各部材の往復運動によって擦り取られた場合にも、現像装置２０内に戻らないようにするためである。
【００７３】
そして、時間ｔ１は、現像ローラ１４に当接する各部材の接触幅よりも大きな距離だけ現像ローラ１４の表面を周方向に移動させるだけ必要である。したがって、
ｔ１＞Ｌ１／Ｖｏｐｃ
となる。
【００７４】
ここで、Ｖｏｐｃは、感光体ドラム１１が回動する際における感光体ドラム１１の表面の周速である。
【００７５】
また、現像ローラ１４は、トナー供給ローラ１５とも接触しているので、感光体ドラム１１との接触部に発生したトナー１６の固着物が、トナー供給ローラ１５との接触部において、トナー供給ローラ１５によって擦り取られて現像装置２０内に残存しないようにする必要がある。したがって、
ｔ１＜Ｌ４／Ｖｏｐｃ
となる。このように、往復回動の最初の回動は、正方向の回動であって、現像剤ローラ１４における感光体ドラム１１との接触部がトナー供給ローラ１５との接触部の位置に到達する前に終了するようになっている。
【００７６】
さらに、感光体ドラム１１上に付着したトナー１６の固着物が、逆方向の回動の際に、帯電ローラ１２に付着しないようにする必要がある。したがって、時間ｔ２は、
ｔ２＜（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｖｏｐｃ
となる。往復回動の２番目以降の回動は、逆方向と正方向とを交互に繰り返す回動であり、かつ、それぞれが最初の回動より長い回動である。
【００７７】
さらに、往復回動を停止する場合、往復回動で取除いたトナー１６の固着物を転写ベルト２４に移動させて廃棄する必要がある。したがって、時間ｔ３は、
ｔ３≧（Ｌ１＋Ｌ３）／Ｖｏｐｃ
となる。往復回動の最後の回動は、正方向の回動であり、かつ、他の回動よりも長い回動である。
【００７８】
なお、往復回動は印刷後に画像形成装置１０を放置してから行われる動作であるから、往復回動が行われる際には、感光体ドラム１１の表面の電位はほぼ０〔Ｖ〕であって、現像バイアスもほぼ０〔Ｖ〕である。また、最後に時間ｔ３だけ正方向に回動させる際には、現像ローラ用電源４４が現像ローラ１４に現像バイアスとしての電圧（例えば、−２００〔Ｖ〕）を印加して、トナー１６及びその固着物を、現像ローラ１４から感光体ドラム１１の表面に移動させる。なお、感光体ドラム１１の表面に移動したトナー１６及びその固着物は、感光体ドラム１１の回動によって転写ベルト２４との接触部にまで搬送された後、転写ベルト２４上に移動する。
【００７９】
図８には、現像ローラ１４と感光体ドラム１１との接触部の状態が拡大して模式的に示されている。図８において、現像ローラ１４の表面に付着する正常なトナー１６の粒子は○で示され、温度が上昇した現像装置２０が稼動することなく一定期間放置され、その温度が低下したときに、現像ローラ１４と感光体ドラム１１とが圧接する状態で接触する接触部で発生するトナー１６の粒子であって、現像ローラ１４の表面に固着したトナー１６の粒子、すなわち、トナー１６の固着物が●で示されている。また、図９には、正方向の回動の際に現像ローラ１４の表面が周方向に移動可能な距離が示されている。
【００８０】
図８（１）に示されるように感光体ドラム１１との接触部で発生したトナー１６の固着物は、現像ローラ１４がまず最初に正方向に回動すると、図８（２）に示されるように、感光体ドラム１１との接触部から離れ、トナー供給ローラ１５の方向に移動する。この際には、前述のように現像バイアスがほぼ０〔Ｖ〕であるから、トナー１６及びその固着物は、感光体ドラム１１の表面に移動することなく、現像ローラ１４の表面に付着したままである。なお、最初の正方向への回動は、前述のように、感光体ドラム１１との接触部に発生したトナー１６の固着物がトナー供給ローラ１５によって擦り取られないようにするために、図９に示されるような移動可能距離よりも短い距離だけしか周方向に移動しないようになっている。したがって、トナー１６及びその固着物は、現像ローラ１４の表面に固着したままである。
【００８１】
続いて、逆方向の回動が行われる。なお、この逆方向の回動における周方向の移動距離は、最初の正方向への回動における周方向の移動距離よりも長くなっている。具体的には、現像ローラ１４と感光体ドラム１１との接触幅Ｎ３に相当する距離だけ長くなっていることが望ましい。これにより、トナー１６の固着物は、図８（３）に示されるように、感光体ドラム１１の表面と擦れ、感光体ドラム１１との接触部の正方向への回動の下流側（図８（３）における右側）における周方向の狭い範囲に集中する。
【００８２】
以降は、往復回動が停止される直前まで、正方向の回動と逆方向の回動とが、同じ距離だけ周方向に移動しつつ、繰り返される。これにより、トナー１６の固着物は、感光体ドラム１１との接触部の正方向への回動の下流側に集中して留められる。
【００８３】
そして、最後に時間ｔ３だけ正方向に回動させる際には、前述のように、現像ローラ１４に現像バイアスとしての電圧が印加されるので、図８（４）に示されるように、トナー１６及びその固着物は、現像ローラ１４から感光体ドラム１１の表面に移動する。この場合、感光体ドラム１１が正方向へＬ１＋Ｌ３以上の距離を回動するので、感光体ドラム１１の表面に付着したトナー１６及びその固着物は、最終的に、転写ベルト２４に移動させられて廃棄される。
【００８４】
仮に、感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、現像ローラ１４及びトナー供給ローラ１５を往復回動させずに、空回動（正方向へ連続的に回動）させると、現像ローラ１４の表面に固着したトナー１６の固着物は、現像装置２０内において現像ローラ１４に接触しているトナー供給ローラ１５、現像ブレード１７等によって徐々に擦り取られ、現像装置２０内に残留してしまう。
【００８５】
図１０には、往復回動の回数と横黒筋のレベルとの関係についての実験結果のグラフが示されている。図において、横軸は往復回動の回数を示し、縦軸は判定した横黒筋のレベルが示されている。横黒筋のレベルの判定は、ハーフトーン画像を媒体２１に印刷し、該媒体２１の印刷面の印刷品質を１０段階のレベルに分けて行った評価の結果である。図の縦軸における数値が高いほど印刷品質が良好であることを示している。
【００８６】
実験の結果、横黒筋のレベルが４以下の場合、媒体２１の印刷面において横黒筋が目立ち、十分に印刷品質を満たしていない、と判定された。一方、横黒筋のレベルが８以上の場合、媒体２１の印刷面において軽微な横黒筋は認められたが、印刷品質は良好である、と判定された。さらに、横黒筋のレベルが１０の場合、媒体２１の印刷面において横黒筋は認められず、良好な印刷品質を得ることができた、と判定された。
【００８７】
本実施の形態においては、図１０に示される実験結果に基づいて、往復回動を行う前記所定回数を５０に設定した。これにより、良好な印刷品質を得ることができる。
【００８８】
このようにして所定回数の往復回動を行った後、ステップＳ５で、印刷制御部３０は、往復回動フラグを消去する。
【００８９】
続いて、ステップＳ６で、印刷制御部３０は、印刷を行う。具体的には、印刷制御部３０は、画像形成装置１０の全体のシーケンスを制御し、ステップＳ１で受信した印刷ジョブの印刷動作を行わせる。
【００９０】
そして、印刷が終了した後、ステップＳ７で、印刷制御部３０は、往復回動フラグの有無を判断する。具体的には、印刷制御部３０は、往復回動フラグが立っているか否かを判断する。そして、往復回動フラグがある、すなわち、往復回動フラグが立っている場合には、往復回動フラグを立てた状態のままで、印刷制御部３０は、画像形成装置１０の動作を終了させる。また、往復回動フラグがない、すなわち、往復回動フラグが立っていない場合には、ステップＳ８に移行する。
【００９１】
続いて、ステップＳ８で、印刷制御部３０は、ＢｅｌｔＴｂがＸ〔℃〕以上であるか否かを判断する。具体的には、印刷制御部３０は、センサ群４３から取得した転写ベルト２４の温度Ｔｂが閾値Ｘ〔℃〕（例えば、３５〔℃〕）以上であるか否かを判断する。そして、転写ベルト２４の温度Ｔｂが閾値Ｘ〔℃〕以上である場合には、ステップＳ９に移行し、転写ベルト２４の温度Ｔｂが閾値Ｘ〔℃〕以上でない場合には、印刷制御部３０は、画像形成装置１０の動作を終了させる。
【００９２】
続いて、ステップＳ９で、印刷制御部３０は、往復回動フラグを発生させ、画像形成装置１０の動作を終了させる。具体的には、印刷制御部３０は、往復回動フラグを立てて、画像形成装置１０の動作を終了させる。
【００９３】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１  印刷ジョブを受信する。
ステップＳ２  往復回動フラグの有無を判断する。往復回動フラグがある場合はステップＳ３に進み、往復回動フラグがない場合はステップＳ６に進む。
ステップＳ３  ＢｅｌｔＴａが室温以下であるか否かを判断する。転写ベルト２４の温度Ｔａが室温以下である場合はステップＳ４に進み、転写ベルト２４の温度Ｔａが室温以下でない場合はステップＳ６に進む。
ステップＳ４  往復回動を行う。
ステップＳ５  往復回動フラグを消去する。
ステップＳ６  印刷を行う。
ステップＳ７  往復回動フラグの有無を判断する。往復回動フラグがある場合は画像形成装置１０の動作を終了させ、往復回動フラグがない場合はステップＳ８に進む。
ステップＳ８  ＢｅｌｔＴｂがＸ〔℃〕以上であるか否かを判断する。転写ベルト２４の温度Ｔｂが閾値Ｘ〔℃〕以上である場合はステップＳ９に進み、転写ベルト２４の温度Ｔｂが閾値Ｘ〔℃〕以上でない場合は画像形成装置１０の動作を終了させる。
ステップＳ９  往復回動フラグを発生させ、画像形成装置１０の動作を終了させる。
【００９４】
このように、本実施の形態においては、転写ベルト２４の温度に基づいて現像装置２０の温度が高温になったか否かを判断し、高温になった場合には往復回動フラグを立てておき、次の印刷ジョブの印刷を実行する前に、往復回動フラグが立っていて、かつ、現像装置２０の温度が低下していれば、現像装置２０に往復回動を行わせるようになっている。これにより、現像ローラ１４の表面に固着したトナー１６を適切に除去することができ、横黒筋の発生を確実に防止することができる。したがって、高温環境下であっても、連続印刷を行った場合であっても、良好な印刷品質を得ることができる。
【００９５】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構成を有するものについては、同じ符号を付与することによって、その説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００９６】
図１１は本発明の第２の実施の形態における現像ローラの往復回動を説明する図である。なお、図１１において、（ａ）は現像ローラの往復回動のシーケンスを示す図、（ｂ）は現像ローラが往復回動するとき各部材の移動距離を示す図である。
【００９７】
本実施の形態においては、画像形成装置１０の構成については、前記第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。また、画像形成装置１０の動作についても、印刷工程における通常の動作については、前記第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略し、横黒筋の発生を防止する動作についてのみ説明する。
【００９８】
本実施の形態において、印刷制御部３０は、図１１（ａ）に示されるようなシーケンスに従って、往復回動を行う。具体的には、印刷制御部３０は、駆動制御部５５に指示して駆動モータ３５を駆動させ、図１１（ａ）に示されるようなシーケンスに従い、感光体ドラム１１を、その回動方向が正方向と逆方向とに交互に入れ替わるように、往復回動させる。また、駆動伝達部５６を介して駆動モータ３５の駆動力が帯電ローラ１２、現像ローラ１４及びトナー供給ローラ１５に伝達されるので、帯電ローラ１２、現像ローラ１４及びトナー供給ローラ１５も回動方向が正方向と逆方向とに交互に入れ替わるように、往復回動させられる。
【００９９】
なお、図１１（ｂ）において、Ｌ５は、現像ローラ１４と現像ブレード１７との接触部から感光体ドラム１１と現像ローラ１４との接触部までの距離である。
【０１００】
印刷制御部３０は、往復回動を行う場合、図１１（ａ）に示されるように、感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、現像ローラ１４及びトナー供給ローラ１５を、最初に時間ｔ４＋ｔ１だけ正方向に回動させ、次に、時間ｔ２だけ逆方向に回動させ、以降、時間ｔ２ずつ正方向の回動と逆方向の回動とを、所定回数だけ、交互に繰り返して行わせる。
【０１０１】
このように、まず最初に、正方向に感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、現像ローラ１４及びトナー供給ローラ１５を回動させるのは、各部材同士が圧接する状態で接触する接触部でそれぞれ生じたトナー１６の固着物が、接触部での各部材の往復運動によって擦り取られた場合にも、現像装置２０内に戻らないようにするためである。
【０１０２】
本実施の形態において、往復回動の最初の回動は、現像ローラ１４における現像ブレード１７との接触部が感光体ドラム１１との接触部の位置に到達した後であって、トナー供給ローラ１５との接触部の位置に到達する前に終了する。つまり、最初の正方向の回動によって、現像ブレード１７との接触部で生じたトナー１６の固着物を、感光体ドラム１１との接触部に移動させる。これは、往復回動によって擦り取られたトナー１６の固着物が現像装置２０内に残留した場合、トナー１６の固着物が現像ローラ１４と現像ブレード１７との接触部に詰まって、その結果、横黒筋が発生して印刷品質が低下することがある、という事態を防止するためである。したがって、時間ｔ４は、
ｔ４＝Ｌ５／Ｖｏｐｃ
となる。
【０１０３】
なお、時間ｔ１〜ｔ３については、前記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。また、その他の点の動作についても、前記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１０４】
このように、本実施の形態においては、現像装置２０に往復回動を行わせる場合、現像ローラ１４における現像ブレード１７との接触部を感光体ドラム１１との接触部にまで移動させた後、現像ローラ１４の表面に固着したトナー１６を各部材との接触部で擦ることによって、印刷前に現像ブレード１７により生成された横黒筋を除去することができ、かつ、固着したトナー１６を現像装置２０内から確実に排出することができる。
【０１０５】
なお、前記第１及び第２の実施の形態においては、カラー電子写真式プリンタを例に挙げて説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、電子写真方式を採用しているファクシミリ機、複写機、プリンタ、ＭＦＰ等にも適用することができる。
【０１０６】
また、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、現像装置及び画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１０    画像形成装置
１１    感光体ドラム
１２    帯電ローラ
１４    現像ローラ
１５    トナー供給ローラ
１６    トナー
１７    現像ブレード
２０、２０Ｃ、２０Ｋ、２０Ｍ、２０Ｙ    現像装置
２４    転写ベルト
３０    印刷制御部
【図１】
2017129693.tif 000003
【図２】
2017129693.tif 000004
【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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