画像形成装置
【課題】最適な前回転動作を行い、最短の空回転時間で供給ローラから現像ローラ表面へのトナー供給を安定にして、濃度ムラやかぶり等の画像不良の発生を低減すること。
【解決手段】 像担持体と、非磁性一成分現像剤を担持して前記像担持体に向けて搬送する現像剤担持体と、回転可能に設けられ、前記現像剤担持体と接触し、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤供給部材の駆動を制御する制御手段と、前記現像剤供給部材に含有される現像剤量を検知する検知手段と、を有する画像形成装置において、前記制御手段は、前記検知手段により検知した前記現像剤供給部材に含有される前記現像剤量の変化に基づき、画像形成動作開始前の前記現像剤供給部材の回転時間を決定することを特徴とする。
【解決手段】 像担持体と、非磁性一成分現像剤を担持して前記像担持体に向けて搬送する現像剤担持体と、回転可能に設けられ、前記現像剤担持体と接触し、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤供給部材の駆動を制御する制御手段と、前記現像剤供給部材に含有される現像剤量を検知する検知手段と、を有する画像形成装置において、前記制御手段は、前記検知手段により検知した前記現像剤供給部材に含有される前記現像剤量の変化に基づき、画像形成動作開始前の前記現像剤供給部材の回転時間を決定することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート等の記録材上に画像を形成する機能を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真画像形成方式（電子写真プロセス）を用いたプリンタ等の画像形成装置においては、像担持体としての電子写真感光体（以下、感光体）を一様に帯電させる。次いで、帯電した感光体を選択的に露光し、感光体上に静電潜像を形成する。次いで、感光体上に形成された静電潜像を、現像剤としてのトナーによりトナー像として顕像化する。そして、感光体上に形成されたトナー像を、記録用紙、プラスチックシート等の記録材に転写し、更に記録材上に転写されたトナー像に熱や圧力を加えることで、トナー像を記録材に定着して、画像記録を行う。
【０００３】
この種の画像形成装置に用いられる現像方法としては、一般に、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いた二成分現像法と、実質的にトナーのみからなる一成分現像剤を用いた一成分現像法が知られている。
【０００４】
これらの内で、一成分現像法は、二成分現像法に比べ現像装置の構成が簡易であるため、小型化、低コスト化、メンテナンスの容易さ等の点で有利である。このことから、近年、一成分現像法を用いた現像装置が多数提案されている。また、特にカラー画像形成装置を中心に、非磁性一成分現像剤を用いた現像装置が多数提案され、実用化されている。
【０００５】
非磁性一成分現像剤を用いた現像装置の構成としては、例えば、現像剤担持体としての現像ローラと、層厚規制部材としての規制ブレードと、現像剤供給部材としての供給ローラとを備えたものが知られている。現像ローラは、像担持体としての感光体ドラムと接触、または一定の空隙を保った非接触の状態で配置される。また、規制ブレード及び供給ローラは、それぞれ現像ローラと接触して配置される。
【０００６】
このような構成において、非磁性一成分現像剤としてのトナーは、現像ローラと供給ローラとの接触領域近傍で、供給ローラから現像ローラ表面に供給され、現像ローラにより担持・搬送される。そして、規制ブレードとの当接位置で摩擦帯電するとともに層厚規制される。層厚規制されたトナーは、現像ローラにより搬送され、感光体ドラムとの対向位置において、感光体ドラム表面に形成された静電潜像を現像する。
【０００７】
また、供給ローラは、一般に、発泡層を有することが多く、トナーを発泡層の表層もしくは内部に保持して搬送する。ここで、供給ローラ内含有トナー量と、現像ローラと供給ローラとの間の静電容量とは、良い相関を持つことが知られており、それを利用した制御技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、供給ローラに静電容量検出用バイアスを印加して現像ローラで検出した静電容量を、現像装置内のトナー残量検知に利用している。
【０００８】
ところで、電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、一般に画像形成動作前に、感光体ドラムや現像装置等を所定時間空回転駆動する、いわゆる前回転動作が行われる。前回転動作の目的は、感光体ドラム等の駆動手段としての駆動モータの回転速度を安定させることや、様々な画像不良を低減することである（例えば、特許文献２〜特許文献４参照）。
【０００９】
特許文献２では、現像装置の長期放置後に発生しやすい画像不良の一つである、いわゆる放置バンディングを低減するために、現像装置周囲の温湿度や放置時間等に応じて画像形成動作開始前に現像ローラを所定時間回転させている。また、特許文献３では、現像スリーブゴーストの発生を防止するために、画像形成装置の印刷枚数に応じて前回転時間を増やしている。
【００１０】
さらに、特許文献４では、複数の画像形成モードを有する画像形成装置において、通常の画像形成速度よりも遅い画像形成速度で画像形成動作を行う場合に、現像装置内の現像剤の凝集塊を解すため、画像形成速度よりも早い速度で所定時間回転させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−００９０３６
【特許文献２】特開２００４−１２６０８９
【特許文献３】特開２００６−２２０７４９
【特許文献４】特開２００８−１２２６９０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
非磁性一成分現像剤を用いた画像形成装置において、現像ローラと供給ローラとの接触領域付近のトナーは、供給ローラから現像ローラ表面へのトナー供給に伴うトナーの流れにより、撹拌・循環させられる。
【００１３】
この撹拌・循環効果が弱くなると、現像ローラと供給ローラとの接触領域付近のトナーが滞留する。そして、このトナー滞留に、供給ローラの回転によりトナーが搬送され続けるため、粉圧が高くなる。その結果、現像ローラと供給ローラとの接触領域に、トナーが過剰に押し込まれるようになる。
【００１４】
それによって、供給ローラから現像ローラ表面へのトナー供給が過剰または不安定になり、現像ローラ上の層厚規制されたトナー層に規制不良が発生すると、濃度ムラやかぶり等の画像不良につながることがあった。
【００１５】
しかしながら、特許文献２〜特許文献４を始めとする従来の前回転動作の制御は、適切な前回転時間ではなかった。そのため、供給ローラから現像ローラ表面へのトナー供給が過剰または不安定な状態で画像形成動作を行い、濃度ムラやかぶり等の画像不良が発生することがあった。また、必要以上に前回転時間が長い場合には、画像形成開始が遅くなることがあった。
【００１６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、最適な前回転動作を行い、最短の空回転時間で供給ローラから現像ローラ表面へのトナー供給を安定にして、濃度ムラやかぶり等の画像不良の発生を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明にあっては、
像担持体と、
非磁性一成分現像剤を担持して前記像担持体に向けて搬送する現像剤担持体と、
回転可能に設けられ、前記現像剤担持体と接触し、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記現像剤供給部材の駆動を制御する制御手段と、
前記現像剤供給部材に含有される現像剤量を検知する検知手段と、
を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記検知手段により検知した前記現像剤供給部材に含有される前記現像剤量の変化に基づき、画像形成動作開始前の前記現像剤供給部材の回転時間を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
上述の構成により、非磁性一成分現像剤を用いた画像形成装置において、最適な前回転動作を行い、最短の空回転時間で供給ローラから現像ローラ表面へのトナー供給を安定にして、濃度ムラやかぶり等の画像不良の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態の画像形成装置の概略構成を示す断面図。
【図２】第１実施形態に係るプロセスカートリッジの概略構成を示す図。
【図３】第１実施形態の静電容量検出値と供給ローラ内含有トナー量との関係を示すグラフ。
【図４】画像形成速度を切り替えた場合の静電容量の変化を示すグラフ。
【図５】トナーの流れを説明する概念図。
【図６】第１実施形態における前回転制御の手順を示すフローチャート。
【図７】供給ローラの空回転時間と静電容量検出値との関係における単位空回転時間あたりの静電容量の変化量（静電容量の傾き）αを示す図。
【図８】比較例１における前回転制御の手順を示すフローチャート。
【図９】比較例３における前回転制御の手順を示すフローチャート。
【図１０】第１実施形態と比較例の評価を示す図表。
【図１１】第３実施形態における前回転制御の手順を示すフローチャート。
【図１２】第４実施形態におけるプロセスカートリッジ交換時の前回転制御の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００２１】
本発明は、電子写真画像形成方式を用いて記録材（記録媒体）に画像を形成する画像形成装置に関するものである。画像形成装置としては、複写機、プリンタ（レーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ、及びこれらの複合機（マルチファンクションプリンタ）等を挙げることができる。
【００２２】
〔第１実施形態〕
まず、本発明を適用可能な画像形成装置の一実施形態として、電子写真画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
【００２３】
（画像形成装置１００の概略構成）
図１は、第１実施形態の画像形成装置１００の概略構成を示す断面図である。
【００２４】
画像形成装置１００は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザビームプリンタであり、画像情報に従って、記録材（例えば、記録用紙、プラスチックシート、布等）にフルカラー画像を形成することができる。また、画像情報は、画像形成装置本体に接続された画像読取装置、或いは画像形成装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のホスト機器から、画像形成装置本体に入力される。
【００２５】
図１において、画像形成装置１００は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。本実施形態では、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、鉛直方向と交差する方向に一列に配置されている。
【００２６】
尚、本実施形態では、第１〜第４の画像形成部の構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下の説明では、特に区別を要しない場合、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、総括的に説明する。
【００２７】
本実施形態では、画像形成装置１００は、複数の像担持体として、鉛直方向と交差する方向に並設された４個のドラム型の電子写真感光体（以下、感光体ドラム１）を有する。感光体ドラム１は、図示しない駆動手段により、図示矢印Ａ方向（時計回り）に回転駆動される。そして、感光体ドラム１の周囲には、帯電装置２及び露光装置３が配置されている。
【００２８】
ここで、帯電装置２は帯電ローラ（後述）を備えており、感光体ドラム１の表面を均一に帯電させる帯電手段である。露光装置３はレーザドライバ、レーザダイオード、ポリゴンミラー、光学レンズ系等を備え、画像情報に基づきレーザ光を照射して、感光体ドラム１上に静電潜像を形成する露光手段である。
【００２９】
また、感光体ドラム１の周囲には、現像装置４及びクリーニング部材６が配置されている。ここで、現像装置４は、現像剤としての非磁性一成分トナー（以下、トナー）を備えており、静電潜像をトナー像として現像する（像担持体に現像作用を行う）現像手段である。クリーニング部材６は、転写後の感光体ドラム１の表面に残ったトナー（転写残トナー）を除去するクリーニング手段である。
【００３０】
さらに、４個の感光体ドラム１に対向して、感光体ドラム１上のトナー像を記録材Ｐ上に転写するための、中間転写体としての中間転写ベルト５が配置されている。感光体ドラム１の回転方向において、帯電装置２による帯電位置、露光装置３による露光位置、現像装置４による現像位置、中間転写ベルト５へのトナー像の転写位置、クリーニング部材６によるクリーニング位置は、この順番で設けられている。
【００３１】
尚、本実施形態では、現像装置４は、現像剤担持体としての現像ローラ（後述）を備え、現像ローラを感光体ドラム１に対して接触させて反転現像を行う。即ち、本実施形態では、現像装置４は、感光体ドラム１の帯電極性と同極性（本実施形態では負極性）に帯電したトナーを、感光体ドラム１上の露光されて電荷が減衰した部分（画像部、または露光部）に付着させる。これにより、感光体ドラム１上の静電潜像が現像される。
【００３２】
また、本実施形態では、感光体ドラム１と、感光体ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電装置２、現像装置４、及びクリーニング部材６とは、一体的にカートリッジ化されて、プロセスカートリッジ７を形成している。
【００３３】
プロセスカートリッジ７は、画像形成装置本体に設けられた装着ガイド、位置決め部材等の装着手段を介して、画像形成装置１００に着脱可能となっている。また、本実施形態では、各色用のプロセスカートリッジ７は全て同一形状を有しており、各色用のプロセスカートリッジ７内には、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーが収容されている。
【００３４】
但し、本実施形態ではプロセスカートリッジについて説明するが、これに限定されるものではない。例えば、現像装置４が、画像形成装置本体に固定される構成としてもよいし、現像装置４が単独でカートリッジ化されて、画像形成装置本体に対して着脱可能な構成としてもよい。
【００３５】
無端状のベルトで形成された中間転写ベルト５は、全ての感光体ドラム１に当接し、図示矢印Ｂ方向（反時計回り）に循環移動（回転）する。中間転写ベルト５は、複数の支持部材（駆動ローラ５１、二次転写対向ローラ５２、従動ローラ５３）に掛け渡される。
【００３６】
中間転写ベルト５の内周面側には、各感光体ドラム１に対向するように、一次転写手段としての４個の一次転写ローラ８が並設される。
【００３７】
一次転写ローラ８は、中間転写ベルト５を感光体ドラム１に向けて押圧し、中間転写ベルト５と感光体ドラム１とが接触する一次転写部Ｎ１にニップ（一次転写ニップ）を形成する。そして、一次転写ローラ８には、図示しない一次転写バイアス印加手段としての一次転写バイアス電源から、トナーの正規帯電極性とは逆極性の電圧が印加される。これによって、感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト５上に転写（一次転写）される。
【００３８】
また、中間転写ベルト５の外周面側において、二次転写対向ローラ５２に対向する位置には、二次転写手段としての二次転写ローラ９が配置されている。二次転写ローラ９は、中間転写ベルト５を介して二次転写対向ローラ５２に圧接し、中間転写ベルト５と二次転写ローラ９とが接触する二次転写部Ｎ２にニップ（二次転写ニップ）を形成する。
【００３９】
二次転写ローラ９には、図示しない二次転写バイアス印加手段としての二次転写バイアス電源から、トナーの正規帯電極性とは逆極性の電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト５上のトナー像が記録材Ｐ上に転写（二次転写）される。ここで、一次転写ローラ８と二次転写ローラ９とは同様の構成を有している。
【００４０】
（画像形成装置１００の画像形成動作）
画像形成時には、まず感光体ドラム１の表面が帯電装置２によって一様に帯電される。次に、露光装置３から発された画像情報に応じたレーザ光によって、一様に帯電した感光体ドラム１の表面が走査露光され、感光体ドラム１上に画像情報に従った静電潜像が形成される。次に、感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置４によりトナー像として現像される。そして、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８の作用によって、中間転写ベルト５上に転写（一次転写）される。
【００４１】
例えば、フルカラー画像の形成時には、前記プロセスが第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて順次に行われ、中間転写ベルト５上に各色のトナー像が順次に重ね合わせて一次転写される。
【００４２】
その後、中間転写ベルト５の移動と同期が取られて、記録材Ｐが二次転写部Ｎ２へと搬送される。そして、記録材Ｐを介して中間転写ベルト５に当接している二次転写ローラ９の作用によって、中間転写ベルト５上の４色トナー像は一括して記録材Ｐ上に二次転写される。
【００４３】
トナー像が転写された記録材Ｐは、定着手段としての定着装置１０に搬送される。そして、定着装置１０において、記録材Ｐに熱及び圧力が加えられ、記録材Ｐにトナー像が定着される。
【００４４】
また、一次転写工程後に感光体ドラム１上に残留した一次転写残トナーは、クリーニング部材６によって除去され、除去トナー室（後述）に回収される。また、二次転写工程後に中間転写ベルト５上に残留した二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置１１によって清掃される。
【００４５】
尚、画像形成装置１００は、単独またはいくつかの（全てではない）所望の画像形成部のみを用いて、単色またはマルチカラーの画像を形成することもできるようになっている。
【００４６】
次に、本実施形態の画像形成装置１００に装着されるプロセスカートリッジ７の全体構成及び動作について説明する。
【００４７】
尚、本実施形態の説明において、現像装置或いはプロセスカートリッジの構成や動作について、上、下、垂直、水平といった方向を表す用語は、特に断りのない場合には、それらの通常の使用状態において見た時の方向を表す。つまり、現像装置或いはプロセスカートリッジの通常の使用状態とは、適正に配置された画像形成装置本体に対して適正に装着され、画像形成動作に供し得る状態である。また、以下の説明において、回転可能に設けられた部材に対して用いられる長手方向とは、その部材の回転軸線方向（回転軸方向）をいうものとする。
【００４８】
（プロセスカートリッジ７の構成）
図２は、第１実施形態に係るプロセスカートリッジ７の概略構成を示す図である。図２においては、断面（主断面）及び関連する画像形成装置の一部の概略構成を示す。ここで、プロセスカートリッジ７の概略構成を示す断面は、感光体ドラム１の長手方向（回転軸線方向、回転軸方向）に直交する断面を示している。尚、本実施形態では、収容しているトナーの種類（色）を除いて、各色用のプロセスカートリッジ７の構成及び動作は実質的に同一である。
【００４９】
図２において、プロセスカートリッジ７は、感光体ドラム１等を備えた感光体ユニット１３と、現像ローラ１７等を備えた現像装置４とを有する。
【００５０】
感光体ユニット１３は、感光体ユニット１３内の各種要素を支持する枠体としてのクリーニング枠体１４を有する。
【００５１】
クリーニング枠体１４には、図示しない軸受を介して感光体ドラム１が回転可能に取り付けられる。感光体ドラム１は、アルミニウム製のドラム基体上に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした感光体層を有している。そして、図示しない駆動手段（駆動源）としての駆動モータの駆動力により、画像形成動作に応じて、図示矢印Ａ方向（時計回り）に回転駆動される。
【００５２】
本実施形態では、感光体ドラム１は直径２４ｍｍの負帯電性の有機感光体ドラムを用いており、周速（プロセススピード）２４０ｍｍ／ｓで回転駆動される。
【００５３】
また、感光体ユニット１３には、感光体ドラム１の周面上に接触するようにして、帯電ローラ１２とクリーニング部材６が配置されている。そして、クリーニング部材６によって感光体ドラム１の表面から除去された転写残トナーは、クリーニング枠体１４内に形成された除去トナー室１４ａ内に落下するように構成されている。
【００５４】
また、クリーニング枠体１４には、帯電ローラ１２の回転中心（回転軸）と感光体ドラム１の回転中心とを通る線に沿って、帯電ローラ軸受１５が図示矢印Ｃ方向に移動可能に取り付けられている。そして、帯電ローラ軸受１５には、帯電ローラ１２の回転軸１２ａが回転可能に取り付けられている。帯電ローラ１２は、帯電ローラ軸受１５が付勢手段としての帯電ローラ加圧バネ１６により感光体ドラム１に向かって付勢されることで、感光体ドラム１の周面上に接触する。
【００５５】
そして、帯電ローラ１２の回転軸１２ａには、画像形成動作に応じて、帯電バイアス印加手段としての帯電バイアス電源（図示せず）から直流電圧が印加される。本実施形態では、帯電ローラ１２の回転軸１２ａに対して−１１００Ｖの直流電圧が印加され、感光体ドラム１の表面は−５５０Ｖに一様に帯電させられる。
【００５６】
一方、現像装置４は、現像装置４内の各種要素を支持する枠体としての現像枠体１８を有する。現像枠体１８は、現像室１８ｂと、バッファ室１８ｄと、現像室１８ｂ及びバッファ室１８ｄの鉛直方向下方に設けられた現像剤収容室としてのトナー収容室１８ａからなる。そして、バッファ室１８ｄは、トナー収容室１８ａの上方において、開口部１８ｃを介してトナー収容室１８ａと連通している。さらに、バッファ室１８ｄは、開口部１８ｅを介して現像室１８ｂと連通している。
【００５７】
トナー収容室１８ａには、現像剤としての非磁性一成分トナー（非磁性一成分現像剤）が収容されている。また、トナー収容室１８ａ内には、現像剤搬送手段としてのトナー搬送部材２２が回転可能に設けられる。トナー搬送部材２２は、その長手方向の両端部において、トナー収容室１８ａを形成する現像枠体１８に回転可能に支持されている。そして、トナー搬送部材２２は、図示しない駆動手段（駆動源）により、図示矢印Ｇ方向（時計回り）に回転駆動される。
【００５８】
トナー搬送部材２２は、トナー収容室１８ａ内に収容されたトナーを撹拌するとともに、トナー収容室１８ａの上方に設けられたバッファ室１８ｄへ、開口部１８ｃを通してトナーを搬送（供給）する作用をなす。従って、トナー収容室１８ａからバッファ室１８ｄへ、重力に抗してトナーを搬送する必要がある。
【００５９】
開口部１８ｃの下端は、開口部１８ｅの上端よりも鉛直方向上方に設けられる。そのため、トナー収容室１８ａからバッファ室１８ｄに搬送されたトナーは、バッファ室１８ｄ内に一時貯留され、自重により現像室１８ｂへ供給される。ここで、バッファ室１８ｄに一時貯留されたトナーは、開口部１８ｅに対して蓋の作用をなすため、現像室１８ｂ内のトナーがトナー収容室１８ａに戻されにくくなる。
【００６０】
現像室１８ｂには、現像室１８ｂ内のトナーを担持・搬送する現像剤担持体であって、感光体ドラム１と接触して図示矢印Ｄ方向（反時計回り）に回転可能な現像ローラ１７が設けられている。
【００６１】
現像ローラ１７には、芯金上にシリコーンゴム、ウレタンゴム、ヒドリンゴムなどのゴム材料により形成された弾性層を有する単層ローラが使用可能である。また、弾性層の表面にシリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂などを塗工して表層を形成した複数層構成のローラなども使用可能である。そして、感光体ドラム１に対して安定して弾性接触させるためには、弾性層の硬度がアスカーＣ硬度で４０°〜７０°であることが好ましい。また、現像効率低下等による画像不良を発生させないためには、現像ローラ１７の体積抵抗値は１０４Ω〜１０９Ωであることが好ましい。
【００６２】
尚、現像ローラ１７の体積抵抗値は、次のようにして測定される。直径３０ｍｍの鏡面金属製円筒部材と現像ローラとを、当接荷重５００ｇｆで現像ローラ長手方向全域にわたって当接させた状態で、該鏡面金属製円筒部材を１．０ｒｐｓの周速度で回転させる。そして、現像ローラの芯金と該鏡面金属製円筒部材との間に−５０Ｖの直流電圧を印加して、接地側に接続した１０ｋΩの抵抗の両端電圧を測定し、測定した電圧値から電流値及び現像ローラの抵抗値を算出する。
【００６３】
現像ローラ１７は、画像形成動作に応じて感光体ドラム１と所定の当接幅を持って接触した状態で、感光体ドラム１の周速度よりも速い周速度で回転駆動される。このとき、現像ローラ１７の芯金には、現像バイアス印加手段としての現像バイアス電源２６により、負極性の直流電圧が印加される。
【００６４】
本実施形態では、直径６ｍｍの芯金上に、層厚３ｍｍのシリコーンゴムから成る弾性層を持ち、その表面にアクリル・ウレタン系樹脂を塗工して表層とした、直径１２ｍｍの現像ローラ１７を用いる。また、本実施形態の現像ローラ１７の硬度はアスカーＣ硬度で５５°、体積抵抗値は１０６Ωである。また、本実施形態では、現像ローラ１７の芯金には、画像形成動作に応じて現像バイアス電源２６から−３００Ｖの直流電圧が印加される。そして、現像ローラ１７は、感光体ドラム１との対向部（接触部）において、その表面移動方向が感光体ドラム１の表面移動方向と順方向となるように、周速２８０ｍｍ／ｓで回転駆動される。
【００６５】
現像ローラ１７は、その長手方向の両端部において、現像側板１９（１９Ｒ、１９Ｌ）を介して、回転可能に現像枠体１８に支持されている。ここで、現像側板１９（１９Ｒ、１９Ｌ）は、現像枠体１８の両端部にそれぞれ取り付けられている。
【００６６】
尚、本実施形態では、現像ローラ１７は感光体ドラム１に接触して現像作用を行うが、これに限定されるものではない。例えば、現像ローラ１７が感光体ドラム１に対して所定の間隔を保って近接配置された状態で現像作用を行う構成等であってもよい。
【００６７】
また、現像室１８ｂには、図示矢印Ｅ方向（反時計回り）に回転する現像剤供給手段（現像剤供給部材）としての供給ローラ２０が、現像ローラ１７の周面上に接触した状態で配置されている。供給ローラ２０は、現像室１８ｂ内のトナーを現像ローラ１７上に供給するとともに、現像に供されずに現像ローラ１７上に残留したトナーを、現像ローラ１７上から剥ぎ取る作用をなす。
【００６８】
供給ローラ２０としては、現像ローラ１７へのトナーの供給性能及び現像ローラ１７からのトナーの剥ぎ取り性能の点から、次のような構成のものが好ましい。即ち、芯金上に、発泡ウレタンゴム、発泡ＥＰＤＭゴム、発泡シリコーンゴムなどの材料で構成された発泡骨格状スポンジ構造で、トナーが内部に進入可能な発泡層を有するものである。
【００６９】
さらに、供給ローラ２０の表面セル径は、５０μｍ〜１０００μｍが好ましい。ここで、セル径とは、任意断面の発泡セルの平均径をいい、任意断面の拡大画像から最大である発泡セルの面積を測定し、この面積から真円相当径を換算し最大セル径を得る。この最大セル径の１／２以下である発泡セルをノイズとして削除した後、残りの個々のセル面積から同様に換算した個々のセル径の平均値である。
【００７０】
供給ローラ２０は、現像ローラ１７と所定の当接幅を持って接触した状態で、画像形成動作に応じて現像ローラ１７の周速度よりも遅い周速度で回転駆動される。このとき、供給ローラ２０の芯金には、供給バイアス印加手段としての供給バイアス電源２７により、負極性の直流電圧が印加される。
【００７１】
本実施形態では、直径５ｍｍの芯金上に、発泡骨格状スポンジ構造で比較的低硬度のポリウレタンフォームを層厚５．５ｍｍで形成した、直径１６ｍｍの供給ローラ２０を用いる。また、本実施形態の供給ローラ２０の表面セル径は、３００μｍである。また、本実施形態では、供給ローラ２０の芯金には、画像形成動作に応じて供給バイアス電源２７から−５００Ｖの直流電圧が印加される。そして、供給ローラ２０は、現像ローラ１７との接触領域において、その表面移動方向が現像ローラ１７の表面移動方向とは逆方向となるように、周速２５０ｍｍ／ｓで回転駆動される。
【００７２】
また、現像室１８ｂには、供給ローラ２０によって現像ローラ１７上に供給されたトナーの層厚を規制する、層厚規制手段としての規制ブレード２１が配置されている。ここで、規制ブレード２１は、現像ローラ１７の周面上に接触する。
【００７３】
規制ブレード２１は、弾性及び導電性を有している。また、規制ブレード２１は、現像装置４に固定された支持板金により、ステンレス鋼やリン青銅などの金属薄板を片持ちで支持して構成されることが好ましい。但し、これに限定されるものではなく、規制ブレード２１は、シリコーンゴム、ウレタンゴムなどのゴム材料や、ステンレス鋼、リン青銅などの金属薄板を基体とし、現像ローラ１７との接触面側に導電性ゴム材料などを塗工して構成されたものでもよい。
【００７４】
規制ブレード２１には、画像形成動作に応じて規制バイアス印加手段としての規制バイアス電源（図示せず）により、負極性の直流電圧が印加される。
【００７５】
本実施形態では、厚さ１．２ｍｍの鉄板からなる支持板金に、厚さ０．１ｍｍのステンレス鋼板を固定支持して構成された規制ブレード２１を使用する。ステンレス鋼板の片持ち支持部分から現像ローラ１７との当接位置までの距離、いわゆる自由長さは１２ｍｍであり、現像ローラ１７のステンレス鋼板に対する押し込み量は１．５ｍｍである。
【００７６】
また、規制ブレード２１の現像ローラ１７に対する当接方向は、規制ブレード２１の自由端側の先端が、規制ブレード２１と現像ローラ１７との当接位置に対して現像ローラ１７の回転方向上流側に位置する、いわゆるカウンタ方向である。また、本実施形態では、規制ブレード２１には、画像形成動作に応じて規制バイアス電源から−５００Ｖの直流電圧が印加される。
【００７７】
また、現像室１８ｂには、現像枠体１８に回転自在に支持された現像剤撹拌手段（現像剤撹拌部材）としての撹拌部材２５が設けられている。撹拌部材２５は、現像室１８ｂ内に一時貯留されたトナーを撹拌するとともに、供給ローラ２０へトナーを供給する作用をなす。
【００７８】
撹拌部材２５は、その長手方向の両端部において、現像室１８ｂを形成する現像枠体１８に回転可能に支持されている。そして、本実施形態では、撹拌部材２５は、図示しない駆動手段（駆動源）により図示矢印Ｈ方向（時計回り）に回転駆動される。ここで、撹拌部材２５の撹拌領域は現像室１８ｂ内であり、バッファ室１８ｄ内への影響は小さくなるようになっている。
【００７９】
現像装置４は、現像側板１９（１９Ｒ、１９Ｌ）に設けられた穴部１９ａ（１９Ｒａ、１９Ｌａ）に嵌合する結合軸２３（２３Ｒ、２３Ｌ）を中心にして、感光体ユニット１３に揺動（移動）可能に結合されている。
【００８０】
本実施形態では、トナーは結着樹脂、電荷制御剤を含む懸濁重合法により調整され、流動化剤などを外添剤として添加することで、負帯電性を有するように作製したものを用いている。但し、これに限定されるものではなく、例えば、粉砕法や、乳化重合法等の他の重合法を用いて調整されたトナー等でもよい。
【００８１】
（プロセスカートリッジ７の画像形成動作）
画像形成動作に応じて、現像装置４は、付勢手段としての現像装置加圧バネ２４により付勢されて、結合軸２３を中心に図示矢印Ｆ方向（時計回り）に回動する。これによって、現像ローラ１７が感光体ドラム１に当接する。
【００８２】
そして、トナー収容室１８ａに収容されたトナーは、トナー搬送部材２２により撹拌されるとともに、開口部１８ｃを通してバッファ室１８ｄへ重力に抗して搬送される。トナー収容室１８ａから搬送されたトナーは、バッファ室１８ｄに一時貯留され、自重により開口部１８ｅを通して現像室１８ｂへ供給される。
【００８３】
現像室１８ｂに供給され、一時貯留されたトナーは、撹拌部材２５により撹拌されつつ供給ローラ２０に供給される。次いで、供給ローラ２０に供給されたトナーは、供給ローラ２０の発泡ウレタン層の表層もしくは内部に保持されつつ回転に伴い搬送される。
【００８４】
そして、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）において、供給ローラ２０の発泡ウレタン層が押し潰される。これに伴い、発泡ウレタン層の表層もしくは内部に保持されたトナーが発泡ウレタン層の表層から排出され、その一部が現像ローラ１７の表面に供給される。
【００８５】
現像ローラ１７の表面に供給されたトナーは、現像ローラ１７上に担持されつつ回転に伴い搬送される。そして、現像ローラ１７と規制ブレード２１との当接位置において、摩擦帯電するとともに層厚規制される。
【００８６】
次いで、現像ローラ１７上の薄層化されたトナーは、現像ローラ１７の回転に伴い搬送され、現像ローラ１７と感光体ドラム１との対向部（接触部）において、感光体ドラム１上に形成された静電潜像を現像し、トナー像を形成する。また、現像ローラ１７上の現像に供されなかったトナーは、供給ローラ２０により現像ローラ１７上から剥ぎ取られる。
【００８７】
（静電容量検出）
次に、本実施形態における現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量検出について説明する。
【００８８】
図２において、供給ローラ２０内に含有されたトナー量の検知手段としての静電容量検出装置２８は、静電容量検出動作に応じて電流を測定する電流計２８ａと、電流計２８ａにより測定された電流値等を用いて静電容量を検出する検出部２８ｂを有する。
【００８９】
電流計２８ａは、現像バイアス印加手段としての現像バイアス電源２６と現像ローラ１７の芯金の間に接続される。検出部２８ｂは、供給バイアス電源２７と制御部２９（後述）に接続される。
【００９０】
本実施形態では、現像ローラ１７と感光体ドラム１が離間した状態で、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量検出を行う。これによると、現像ローラ１７と感光体ドラム１が離間しているので、静電容量検出用バイアスとして交流電圧を印加しても、かぶり等の画像不良が発生することがない。
【００９１】
ここで、現像ローラ１７と感光体ドラム１が離間した状態は、非現像動作時である。具体的には、画像形成動作前の準備工程である前回転、現像動作を行っていない紙間、画像形成動作が終了した後の予備工程である後回転等において実施可能である。本実施形態では、前回転において現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量検出を行う。
【００９２】
静電容量検出動作に応じて、静電容量検出装置２８から供給バイアス電源２７に静電容量検出用バイアスの設定信号が送られる。そして、その設定信号に応じた所定の電圧が、供給バイアス電源２７により供給ローラ２０の芯金に印加される。
【００９３】
ここで、静電容量検出用バイアスは、画像形成動作時の所定の直流電圧に、所定の交流電圧を重畳させたものである。一方、現像ローラ１７の芯金には、画像形成動作時の所定の直流電圧が印加される。
【００９４】
このとき、電流計２８ａにより現像ローラ１７と供給ローラ２０との間に流れる電流が測定される。そして、検出部２８ｂにおいて、電流計２８ａにより測定された電流値と設定信号に基づき静電容量が検出される。
【００９５】
本実施形態では、供給ローラ２０の芯金に、静電容量検出用バイアスとして、−５００Ｖの直流電圧に周波数５０ｋＨｚ、Ｖｐｐ＝２００Ｖの交流電圧を重畳した電圧を印加する。一方、現像ローラ１７の芯金には、−３００Ｖの直流電圧を印加する。
【００９６】
図３は、第１実施形態の静電容量検出値と供給ローラ内含有トナー量との関係を示すグラフである。具体的には、現像装置４を用いて測定した、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量検出値と供給ローラ２０内含有トナー量との関係を示す。
【００９７】
図３に示すように、静電容量検出値が大きくなると、供給ローラ２０内含有トナー量は多くなる。このように、現像装置４の構成においても、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量検出値と供給ローラ２０内含有トナー量とは良い相関を持っている。
【００９８】
本実施形態では、上記のように、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量を検出することで、供給ローラ２０内に含有されたトナー量（現像剤量）の変化を検知して制御に用いる。
【００９９】
（画像形成速度変更時の前回転制御）
次に、本実施形態における画像形成速度変更時の前回転制御について説明する。
【０１００】
図２において、制御部２９（制御手段）は装置全体の制御を司るものであり、様々な機器やセンサが接続される。但し、図２では、本実施形態の画像形成装置１００の特徴を表す機器やセンサのみを示している。
【０１０１】
制御部２９は、演算処理を行う中心的素子であるＣＰＵや、検出された静電容量や演算結果、予め求められたデータテーブル、操作表示部で入力された情報等を格納する書き換え可能な記憶装置としてのメモリなどから構成される。ここで、ＣＰＵとメモリは、互いにデータの転送や読込みが可能となっている。また、制御部２９は、供給ローラ２０を含む現像装置４の駆動モータ（図示せず）のモータコントローラを制御する。
【０１０２】
操作表示部は、ＰＣ等のホスト機器（図示せず）で構成される。そして、操作表示部において、記録材Ｐのサイズや画像形成モード（プリントモード）、印刷枚数等の情報とともに画像形成動作開始信号がユーザーにより入力される。
【０１０３】
また、本実施形態の画像形成装置１００は、通常の画像形成速度（以下、第一画像形成速度）で画像形成を行う第一画像形成モードと、第一画像形成速度よりも遅い画像形成速度（以下、第二画像形成速度）で画像形成を行う第二画像形成モードとを有する。制御部２９は、第一画像形成モードや第二画像形成モードに設定する画像形成モード設定手段としての機能も有している。
【０１０４】
例えば、ＯＨＰ、坪量７０ｇ以上の厚紙、葉書等、熱容量が大きな記録材Ｐに画像を形成する場合、制御部２９は第二画像形成モードに設定して第二画像形成速度で画像形成を行う。そして、要求された枚数分、熱容量の大きな記録材Ｐに画像形成を行った後、制御部２９は第二画像形成モードを解除する。
【０１０５】
このとき、画像を形成する記録材Ｐが熱容量の大きい記録材Ｐであるか否かの判断は、例えば、次のようにして行う。即ち、ユーザーが画像形成を行う記録材Ｐの種類を操作表示部で設定し、制御部２９がそれを検知する。
【０１０６】
本実施形態では、第一画像形成モードにおける供給ローラ２０の周速度は上記のように２５０ｍｍ／ｓである。そして、第二画像形成モードに設定することで、供給ローラ２０の周速度は６０ｍｍ／ｓになる。
【０１０７】
このように、複数の画像形成速度で画像形成を行うモードを有する画像形成装置１００においては、例えば、第一画像形成モードから第二画像形成モードへ切り替えた直後の画像形成動作等で、濃度ムラやかぶり等の画像不良が発生しやすい。これらの理由は十分明らかにはなっていないが、概ね以下のように考えられる。
【０１０８】
図４は、画像形成速度を切り替えた場合の静電容量の変化を示すグラフである。具体的には、第一画像形成速度から第二画像形成速度へ切り替えた場合の、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量の変化を示すグラフである。
【０１０９】
図４において、領域Ａは第一画像形成速度で駆動時（定常）、領域Ｂは停止時、領域Ｃ、領域Ｄは第二画像形成速度で駆動時を示している。但し、このとき、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量検出を行うため、現像ローラ１７と感光体ドラム１は離間した状態である。
【０１１０】
図５は、トナーの流れを説明する概念図である。具体的には、現像装置４の現像室１８ｂにおける、画像形成速度変化時のトナーの流れを説明するイメージ図である。図５（ａ）は上記領域Ａ、図５（ｂ）は上記領域Ｃ、図５（ｃ）は上記領域Ｄについての説明図である。
【０１１１】
領域Ａ、つまり第一画像形成速度での駆動時においては、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量は一定である。即ち、供給ローラ２０内含有トナー量が一定である。
【０１１２】
供給ローラ２０の回転に伴い、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）において、供給ローラ２０の発泡ウレタン層が押し潰される。そして、それによって、供給ローラ２０の発泡ウレタン層の表層もしくは内部に保持されたトナーが、発泡ウレタン層の表層から排出され、その一部が現像ローラ１７の表面に供給される。
【０１１３】
このとき、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナーの排出により、図５（ａ）に示すように、供給ローラ２０下方の現像室隔壁付近のトナーが、図示矢印Ｉ方向に移動する流れができている。このトナーの循環により、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）付近の粉圧は、ほぼ一定に保たれていると考えられる。よって、供給ローラ２０から現像ローラ１７表面へ安定したトナー供給が行われる。
【０１１４】
領域Ｂでは、供給ローラ２０を始め、現像装置４の駆動が停止する。そのため、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量は、現像装置４の駆動時と異なる。但し、このとき、供給ローラ２０内含有トナー量は、領域Ａの状態を維持していると考えられる。
【０１１５】
領域Ｃでは、領域Ａのときよりも遅い画像形成速度で駆動される。そして、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の空間における静電容量が増加する。即ち、供給ローラ２０内含有トナー量が増加する。
【０１１６】
ここで、供給ローラ２０の発泡ウレタン層の変形には、速度依存性がある。そのため、図５（ｂ）に示すように、供給ローラ２０内含有トナー量が同じだと、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）において、領域Ａのときよりもトナー排出量が減少する。それによって、供給ローラ２０下方の現像室隔壁付近のトナーの流れがなくなり、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）付近の粉圧が上がる。そして、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）に、トナーが過剰に押し込まれるようになる。
【０１１７】
この結果、供給ローラ２０から現像ローラ１７表面へのトナー供給が過剰または不安定になり、現像ローラ１７上の層厚規制されたトナー層に規制不良が発生して、濃度ムラやかぶり等の画像不良につながる。
【０１１８】
一方で、画像形成速度が遅いと、供給ローラ２０の発泡ウレタン層の表層もしくは内部にトナーを保持しやすくなることもあり、供給ローラ２０の回転に伴い、供給ローラ２０内含有トナー量は徐々に増加していく。そして、それに伴って、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量も増加する。
【０１１９】
領域Ｄでは、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量が、再び一定になる。即ち、供給ローラ２０内含有トナー量が一定になる。
【０１２０】
この領域では、図５（ｃ）に示すように、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分大きくなり、供給ローラ２０下方の現像室隔壁付近のトナーが、図示矢印Ｉ方向に移動する流れができる。よって、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）付近の粉圧が一定に保たれ、供給ローラ２０から現像ローラ１７表面へのトナー供給が安定する。その結果、濃度ムラやかぶり等の画像不良が発生しなくなる。
【０１２１】
以上、説明したように、第一画像形成速度から第二画像形成速度へ切り替えた直後には、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）付近の粉圧が上がり、該対向部（接触部）にトナーが過剰に押し込まれる。それにより、供給ローラ２０から現像ローラ１７表面へのトナー供給が過剰または不安定になる。
【０１２２】
そこで、第１実施形態では、供給ローラ２０内含有トナー量を検知して、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定した状態で画像形成動作を行うように制御している。具体的には、画像形成動作開始前の前回転における供給ローラ２０の空回転の時間を制御している。このように、最適な空回転時間制御を行うことによって、画像形成速度を切り替えた場合の濃度ムラやかぶり等の画像不良の発生を低減する。
【０１２３】
図６は、第１実施形態における前回転制御の手順を示すフローチャートである。
【０１２４】
まず、ユーザーにより画像形成を行う記録材Ｐの種類等の情報とともに画像形成動作開始信号が操作表示部から入力される。すると、画像形成装置１００の制御部２９のＣＰＵにより、画像を形成する記録材Ｐの種類が検知され、画像形成モードが設定されるとともにメモリに格納される（ステップＳａ１）。ここで、本実施形態では、画像形成装置１００は画像形成動作を終了し、停止した状態から使用される。
【０１２５】
そして、制御部２９により、設定された画像形成モードの画像形成速度に応じて、供給ローラ２０を含む現像装置４の駆動モータ（図示せず）が駆動される（ステップＳａ２）。
【０１２６】
次に、制御部２９のＣＰＵにおいて、メモリに格納された前回の画像形成動作の画像形成モードと、今回の画像形成モードとを比較して、画像形成速度が変更されたかどうかを判定する（ステップＳａ３）。
【０１２７】
ここで、画像形成速度が変更されていない場合には、通常の前回転動作が行われ（ステップＳａ１０）、その後画像形成動作が行われる（ステップＳａ９）。
【０１２８】
一方、画像形成速度が変更された場合には、供給バイアス電源２７により、供給ローラ２０の芯金に所定の静電容量検出用バイアスが印加される（ステップＳａ４）。そして、静電容量検出装置２８の検出部２８ｂにおいて、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量が検出される（ステップＳａ５）。検出された静電容量は、検出部２８ｂに接続された制御部２９に送られる。
【０１２９】
次に、制御部２９において、供給ローラ２０内含有トナー量が略一定であるかどうかの判定が行われる。これによって、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定した状態かどうかを把握することができる。
【０１３０】
具体的には、制御部２９のＣＰＵにおいて、供給ローラ２０の空回転時間ｔと静電容量検出値との関係における単位空回転時間Δｔあたりの静電容量の変化量（以下、静電容量の傾き）αが算出される。これとともに、検出された静電容量がメモリに格納される（ステップＳａ６）。
【０１３１】
本実施形態では、Δｔ＝４ｓ毎に、静電容量の傾きαが算出される。尚、静電容量の傾きαに関しては図７を参照のこと。図７は、供給ローラ２０の空回転時間ｔと静電容量検出値との関係における単位空回転時間Δｔあたりの静電容量の変化量（静電容量の傾き）αを示す図である。
【０１３２】
そして、制御部２９のＣＰＵにおいて、算出された静電容量の傾きαが略０であるかどうかが判定される（ステップＳａ７）。本実施形態では、｜α｜＜４×１０−３である場合に、静電容量の傾きαが略０であると判定する。但し、本実施形態では、｜α｜＜４×１０−３である場合に静電容量の傾きαが略０であるとしたが、｜α｜はサンプリング間隔や検出装置の検出精度などに依存するため、それらに応じて適宜設定することが望ましい。
【０１３３】
｜α｜＜４×１０−３である場合には、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定した状態である。そのため、静電容量検出を終了し（ステップＳａ８）、画像形成動作に移る（ステップＳａ９）。
【０１３４】
一方、｜α｜≧４×１０−３である場合には、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が変化している状態である。そのため、供給ローラ２０の空回転を続ける。そして、ステップＳａ５に戻り、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定した状態であると判断されるまで、同工程を繰り返す。
【０１３５】
このように、本実施形態における制御部２９は、静電容量検出装置２８により検知した供給ローラ２０内に含有されるトナー量の変化に基づき、画像形成動作開始前の前回転における供給ローラ２０の空回転時間を決定する。
【０１３６】
尚、本実施形態では、上記したように、現像ローラ１７と感光体ドラム１が離間した状態で、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量検出を行う。
【０１３７】
また、本実施形態では、画像形成装置１００は、中間転写体を有する中間転写方式のものであるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、感光体ドラム１上に形成されたトナー像が、記録材担持体上に担持された記録材Ｐ上に、直接転写される方式のもの等であってもよい。
【０１３８】
また、本実施形態は、感光体ドラム１と、感光体ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電装置２、現像装置４、及びクリーニング部材６とは、一体的にカートリッジ化されて、プロセスカートリッジ７を形成した。しかし、これに限定されるものではない。
【０１３９】
例えば、感光体ドラム１を画像形成装置本体に固定配置して、現像装置４（現像カートリッジ）のみを画像形成装置本体に着脱可能とした構成の画像形成装置等においても、同様に本発明を適用することができる。また、現像装置４を画像形成装置本体に固定配置して、現像剤容器（トナーカートリッジ）のみを画像形成装置本体に着脱可能とした構成の画像形成装置等でもよい。
【０１４０】
また、本実施形態では、現像装置４は、トナー収容室１８ａが現像室１８ｂの鉛直方向下方に設けられた構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、トナー収容室１８ａが現像室１８ｂの鉛直方向上方に設けられた構成等であってもよい。
【０１４１】
また、本実施形態では、正規帯電極性が負極性であるトナーを用いたが、これに限定されるものではなく、正規帯電極性が正極性であるトナーを用いてもよい。その場合には、必要に応じて、帯電装置２、現像ローラ１７、規制ブレード２１、供給ローラ２０を始めとする各部材に印加する電圧の極性を変える。
【０１４２】
〔比較例１〕
比較例１は、基本的には第１実施形態に準ずるが、次の点が異なる。
【０１４３】
本比較例では、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間が一定である。そして、空回転時間は、本比較例のプロセスカートリッジ７の使用開始時において、画像形成モードを切り替えた場合に、濃度ムラやかぶり等の画像不良が発生しない時間に設定されている。これは、本比較例と同様の構成のプロセスカートリッジ７を用いて予め測定されたものである。
【０１４４】
具体的には、現像装置４のトナー収容室１８ａにトナーを充填し、所定の画像形成モードで画像比率５％のＡ４サイズ画像を１００枚連続印刷した後、異なる画像形成モードへ切り替えた直後の濃度ムラを評価して決めた。
【０１４５】
プロセスカートリッジ７の使用開始時には、トナーの劣化がないため、供給ローラ２０の発泡ウレタン層表層におけるトナーの出入りが容易である。そのため、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定するのが早い。よって、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間は、比較的短くなる。
【０１４６】
図８は、比較例１における前回転制御の手順を示すフローチャートである。
【０１４７】
図８において、ステップＳｂ１〜Ｓｂ３は、図６に示した前回転制御におけるステップＳａ１〜Ｓａ３の各工程と同じである。ステップＳｂ３で、画像形成速度が変更されていない場合には、通常の前回転動作が行われ（ステップＳｂ６）、その後画像形成動作が行われる（ステップＳｂ５）。
【０１４８】
一方、画像形成速度が変更された場合には、制御部２９のメモリに予め格納された画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間がＣＰＵにより読み出され、その時間に応じて前回転動作が行われる（ステップＳｂ４）。そして、前回転動作が終了した後、画像形成動作が行われる（ステップＳｂ５）。
【０１４９】
〔比較例２〕
比較例２は、基本的には比較例１に準ずるが、次の点が異なる。
【０１５０】
本比較例では、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間は、本比較例のプロセスカートリッジ７の長期使用後において、画像形成モードを切り替えた場合に、濃度ムラやかぶり等の画像不良が発生しない時間に設定されている。これは、本比較例と同様の構成のプロセスカートリッジ７を用いて予め測定されたものである。具体的には、現像装置４のトナー収容室１８ａにトナーを充填し、所定の画像形成モードで画像比率５％のＡ４サイズ画像を８０００枚連続印刷した後、異なる画像形成モードへ切り替えた直後の濃度ムラを評価して決めた。
【０１５１】
プロセスカートリッジ７を長期使用すると、トナーが劣化するため、供給ローラ２０の発泡ウレタン層表層におけるトナーの出入りが難しくなる。そのため、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定するのが遅い。よって、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間は、比較例１よりも長くなる。
【０１５２】
〔比較例３〕
比較例３は、基本的には第１実施形態に準ずるが、次の点が異なる。
【０１５３】
本比較例では、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間を、印刷枚数に応じて適宜増加する。そして、空回転時間は、本比較例のプロセスカートリッジ７の使用期間を通して、画像形成モードを切り替えた場合に、濃度ムラやかぶり等の画像不良が発生しない時間に設定される。
【０１５４】
これは、本比較例と同様の構成のプロセスカートリッジ７を用いて予め測定されたものである。具体的には、現像装置４のトナー収容室１８ａにトナーを充填し、所定の画像形成モードで画像比率５％のＡ４サイズ画像を連続印刷しながら、異なる画像形成モードへ切り替えた直後の濃度ムラを随時評価して決めた。即ち、本比較例では、現像装置４の使用時間に応じて、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間を制御する。
【０１５５】
図９は、比較例３における前回転制御の手順を示すフローチャートである。
【０１５６】
図９において、ステップＳｃ１〜Ｓｃ３は、図６に示した前回転制御におけるステップＳａ１〜Ｓａ３の各工程と同じである。ステップＳｃ３で、画像形成速度が変更されていない場合には、通常の前回転動作が行われ（ステップＳｃ７）、その後画像形成動作が行われる（ステップＳｃ６）。
【０１５７】
一方、画像形成速度が変更された場合には、制御部２９のメモリに格納されている印刷枚数がＣＰＵにより読み出される（ステップＳｃ４）。次いで、制御部２９のメモリに予め格納された画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間から、読み出された印刷枚数に応じた空回転時間がＣＰＵにより読み出され、その時間に応じて前回転動作が行われる（ステップＳｃ５）。そして、前回転動作が終了した後、画像形成動作が行われる（ステップＳｃ６）。
【０１５８】
（第１実施形態と比較例との評価）
次に、第１実施形態及び比較例１〜３の評価について説明する。図１０は第１実施形態と比較例の評価を示す図表である。
【０１５９】
第１実施形態及び比較例１〜３の構成について、画像形成速度変更時の濃度ムラ評価（Ａ）〜（Ｃ）と、印刷開始時間の評価（Ｄ）を行った。評価画像としては、画像比率１００％のＡ４サイズの全面黒画像を用いた。また、評価は全て２３℃、５０％ＲＨ環境下で行った。尚、濃度ムラとかぶりの発生状況は似ているため、濃度ムラの評価のみを行った。以下、図１０に示す各評価について個別に説明する。
【０１６０】
（Ａ）画像形成速度変更時（使用開始時）の濃度ムラ評価
本画像評価では、まず、トナー収容室１８ａにトナーを充填する。次に、第一画像形成モードで、画像比率５％のＡ４サイズの横線画像（具体的には、１ドットライン印字後に１９ドットライン非印字を繰り返す画像）を１００枚連続的に印刷する。
【０１６１】
そして、第一画像形成モードから第二画像形成モードへ切り替えて全面黒画像を１枚印刷し、目視により濃度ムラの評価を行った。尚、横線画像及び全面黒画像は、全て同一の単色で印刷した。濃度ムラの評価基準は、「○： 濃度ムラが見られない」と「×： 濃度ムラ発生」の２通りで示す。
【０１６２】
（Ｂ）画像形成速度変更時（長期使用時、連続印刷）の濃度ムラ評価
本画像評価は、基本的には（Ａ）画像形成速度変更時（使用開始時）の濃度ムラ評価に準ずるが、以下の点が異なる。本画像評価では、トナー収容室１８ａにトナーを充填した後、第一画像形成モードで、画像比率５％のＡ４サイズの横線画像を８０００枚連続的に印刷する。
【０１６３】
（Ｃ）画像形成速度変更時（長期使用時、間欠印刷）の濃度ムラ評価
本画像評価は、基本的には（Ａ）画像形成速度変更時（使用開始時）の濃度ムラ評価に準ずるが、以下の点が異なる。
【０１６４】
本画像評価では、トナー収容室１８ａにトナーを充填した後、第一画像形成モードで、画像比率５％のＡ４サイズの横線画像を８０００枚間欠的に印刷する。ここで、本画像評価における間欠印刷とは、所定枚数印刷後に現像装置４の動作を一旦停止させ、それから再度印刷動作を行う印刷方法を意味している。よって、印刷動作の開始直後及び終了直前に、非印字状態のまま現像装置４が駆動する時間が生じる。本画像評価では、２枚連続印刷後に現像装置４の動作を一旦停止させ、それから再度印刷動作を行うように設定した。
【０１６５】
（Ｄ）印刷開始時間（使用開始時）の評価
本評価では、トナー収容室１８ａにトナーを充填した後、第一画像形成モードで、画像比率５％のＡ４サイズの横線画像（具体的には、１ドットライン印字後に１９ドットライン非印字を繰り返す画像）を１００枚連続的に印刷する。そして、第一画像形成モードから第二画像形成モードへ切り替えて全面黒画像を１枚印刷し、そのときの印刷開始時間の評価を行った。ここで、本評価における印刷開始時間とは、第二画像形成モードに切り替えてから画像形成動作が開始するまでの時間を意味している。尚、横線画像及び全面黒画像は、全て同一の単色で印刷した。印刷開始時間の評価基準は、「○： 十分早い」と「×： 遅い」の２通りで示す。
【０１６６】
以下では、第１実施形態と比較例１〜３を比較することで、本実施形態の優位性について説明する。
【０１６７】
比較例１は、（Ａ）、（Ｄ）の評価結果が良好であった。これは、以下のように考えられる。
【０１６８】
（Ａ）の評価結果が良好であった理由は、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間が、プロセスカートリッジ７の使用開始時において、濃度ムラが発生しない時間に設定されているためである。
【０１６９】
次に、（Ｄ）の評価結果が良好であった理由は、プロセスカートリッジ７の使用開始時にはトナーの劣化がなく、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定するのが早いためである。よって、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間が、比較的短い。
【０１７０】
しかしながら、比較例１は、（Ｂ）、（Ｃ）の評価では、濃度ムラが発生した。これは、プロセスカートリッジ７を長期使用するとトナーが劣化し、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定するのが遅くなるためである。よって、前回転が終了しても、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定せず、濃度ムラが発生する。
【０１７１】
一方、比較例２は、（Ａ）、（Ｂ）の評価結果が良好であった。これは、以下のように考えられる。
【０１７２】
（Ｂ）の評価結果が良好であった理由は、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間が、プロセスカートリッジ７の長期使用後において、濃度ムラが発生しない時間に設定されているためである。
【０１７３】
次に、（Ａ）の評価結果が良好であった理由は、プロセスカートリッジ７の使用開始時よりも長期使用後の方が、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定するのが遅いためである。即ち、プロセスカートリッジ７の使用開始時から前回転における供給ローラ２０の空回転時間を十分に長く設定しているため、濃度ムラが発生しないのである。
【０１７４】
しかしながら、そのために、（Ｄ）の評価では、第１実施形態や他の比較例よりも印刷開始時間が遅くなった。また、比較例２では、（Ｃ）の評価で濃度ムラが発生した。これは、比較例２では、プロセスカートリッジ７を連続印刷により長期使用した場合に基づいて、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間が設定されているためである。間欠印刷では、非印字状態のまま現像装置４が駆動する時間が生じ、連続印刷よりもトナーの劣化が進みやすい。
【０１７５】
そのため、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定するのがより遅くなりやすい。よって、前回転が終了しても、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定せず、濃度ムラが発生する。
【０１７６】
そして、比較例３では、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）の評価結果が良好であった。これは、以下のように考えられる。
【０１７７】
（Ａ）、（Ｂ）の評価結果が良好であった理由は、プロセスカートリッジ７の使用期間を通して、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間が、印刷枚数に応じて、濃度ムラが発生しない時間に適宜設定されるためである。次に、（Ｄ）の評価結果が良好であった理由は、比較例１の場合と同様である。
【０１７８】
しかしながら、比較例３においても、（Ｃ）の評価で濃度ムラが発生した。これは、比較例２の場合と同様で、プロセスカートリッジ７を連続印刷により長期使用した場合に基づいて、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間が設定されているためである。
【０１７９】
これらに対して、第１実施形態では、（Ａ）〜（Ｄ）の全ての評価結果が良好であった。これは、以下のように考えられる。
【０１８０】
第１実施形態では、画像形成速度変更時には、供給ローラ２０内含有トナー量を検知しながら前回転動作を行う。これにより、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量を把握することができる。よって、プロセスカートリッジ７の使用状態によらず、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定するまで前回転動作を行ってから、画像形成動作を行うことができる。また、余分な前回転における供給ローラ２０の空回転時間を低減し、印刷開始時間をできるだけ早くすることができる。
【０１８１】
以上のように、本発明においては、供給ローラ２０を所定時間空回転駆動させ、現像ローラ１７と供給ローラ２０との接触領域付近のトナーの撹拌・循環を安定にする。そして、供給ローラ２０から現像ローラ１７表面へのトナー供給を安定にしてから画像形成動作を行う。これにより、プロセスカートリッジ７（交換容器）の使用状態によらず、最短の前回転における供給ローラ２０の空回転時間で、画像形成速度変更時に発生する濃度ムラを低減することができる。
【０１８２】
〔第２実施形態〕
第２実施形態は、基本的には第１実施形態に準ずるが、画像形成速度変更時の前回転速度を、変更後の画像形成速度よりも更に遅く設定する。例えば、第一画像形成モードから第二画像形成モードへ切り替えた場合に、第二画像形成モードにおける画像形成速度時の供給ローラ２０の回転速度よりも更に遅い速度で、前回転における供給ローラ２０の空回転動作を所定時間行う。その後、第二画像形成モードにおける画像形成速度時の供給ローラ２０の回転速度で画像形成動作を行う。
【０１８３】
本実施形態においても、プロセスカートリッジ７の使用状態によらず、画像形成速度変更時に発生する濃度ムラやかぶり等の画像不良を低減することができる。
【０１８４】
〔第３実施形態〕
第３実施形態は、基本的には第１実施形態に準ずるが、連続印刷中に画像形成モードの切り替えが行われる。例えば、第一画像形成モードで所定枚数連続印刷した後に、紙間動作を挟んで、第二画像形成モードに切り替わる。
【０１８５】
図１１は、第３実施形態における前回転制御の手順を示すフローチャートである。
【０１８６】
まず、画像形成動作が終了する（ステップＳｄ１）。そして、引き続き紙間動作が行われた後、制御部２９により設定された画像形成モードの画像形成速度に応じて、供給ローラ２０を含む現像装置４の駆動モータ（図示せず）が駆動される（ステップＳｄ２）。
【０１８７】
ここで、画像形成モードは、ユーザーにより設定されたものである。次に、制御部２９のＣＰＵにおいて、画像形成速度が変更されたかどうかを判定する（ステップＳｄ３）。また、ステップＳｄ３〜Ｓｄ１０は、図６に示した前回転制御におけるステップＳａ３〜Ｓａ１０の各工程と同じである。
【０１８８】
本実施形態においても、プロセスカートリッジ７の使用状態によらず、最短の前回転における供給ローラ２０の空回転時間で、画像形成速度変更時に発生する濃度ムラやかぶり等の画像不良を低減することができる。
【０１８９】
〔第４実施形態〕
第４実施形態は、基本的には第１実施形態に準ずるが、プロセスカートリッジ７が交換された場合に、前回転制御を行う。
【０１９０】
プロセスカートリッジ７が画像形成装置本体に対して着脱可能な画像形成装置１００においては、プロセスカートリッジ７が新品に交換された直後の画像形成動作で、濃度ムラやかぶり等の画像不良が発生しやすい。これらの理由は、概ね以下のように考えられる。
【０１９１】
新品のプロセスカートリッジ７の現像装置４において、現像室１８ｂ内の供給ローラ２０は、ほとんどトナーを含有していない状態である。現像装置４が駆動されると、トナー収容室１８ａ内に収容されたトナーが、バッファ室１８ｄを通り、現像室１８ｂに供給される。そして、現像室１８ｂ内に一時貯留されるトナーが増加するとともに、供給ローラ２０内含有トナー量も徐々に増加し、それに伴って、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量も増加する。
【０１９２】
ここで、この供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定していない状態で画像形成動作を行うと、濃度ムラやかぶり等の画像不良が発生しやすくなる。よって、このように現像室１８ｂ内にあるトナーの増加量が大きい場合には、静電容量検出装置２８による検知及び制御部２９による画像形成動作開始前の前回転における供給ローラ２０の空回転時間制御を行う。
【０１９３】
図２において、ＩＤチップはプロセスカートリッジ７に取り付けられており、プロセスカートリッジ７の識別情報が予め記憶されている。
【０１９４】
図１２は、第４実施形態におけるプロセスカートリッジ７交換時の前回転制御の手順を示すフローチャートである。
【０１９５】
まず、プロセスカートリッジ７が画像形成装置本体に装着される（ステップＳｅ１）。そして、ユーザーにより画像形成モードが設定され（ステップＳｅ２）、制御部２９により、設定された画像形成モードの画像形成速度に応じて、供給ローラ２０を含む現像装置４の駆動モータ（図示せず）が駆動される（ステップＳｅ３）。
【０１９６】
次に、制御部２９は、ＩＤチップと通信を行い、ＩＤチップに記憶されている識別情報が、以前通信を行った識別情報と一致しているかを照合する（ステップＳｅ４）。ここで、識別情報が一致する場合には、通常の前回転動作が行われ（ステップＳｅ１１）、その後画像形成動作が行われる（ステップＳｅ１０）。
【０１９７】
一方、識別情報が一致しない場合には、制御部２９は、新品のプロセスカートリッジ７が装着されたと判断して、供給バイアス電源２７により供給ローラ２０の芯金に、所定の静電容量検出用バイアスが印加される（ステップＳｅ５）。
【０１９８】
また、ステップＳｅ５〜Ｓｅ１１は、図６に示した前回転制御におけるステップＳａ４〜Ｓａ１０の各工程と同じである。
【０１９９】
第４実施形態では、最短の前回転における供給ローラ２０の空回転時間で、プロセスカートリッジ７を新品に交換した直後に発生する濃度ムラやかぶり等の画像不良を低減することができる。
【０２００】
尚、本実施形態では、ＩＤチップが取り付けられたプロセスカートリッジ７が画像形成装置本体に対して着脱可能で、プロセスカートリッジ７の交換時に前回転制御を行う構成としたが、これに限定されるものではない。
【０２０１】
例えば、ＩＤチップが取り付けられた現像剤容器（トナーカートリッジ）が、画像形成装置本体に着脱可能で、現像剤容器が交換されたときに前回転制御を行う構成等であってもよい。また、現像剤容器を交換する構成とした場合には、現像剤容器が交換されたときだけでなく、現像剤容器からトナー補給された直後に前回転制御を行ってもよい。
【符号の説明】
【０２０２】
１…感光体ドラム
１７…現像ローラ
２０…供給ローラ
２８…静電容量検出装置
２９…制御部
１００…画像形成装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート等の記録材上に画像を形成する機能を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真画像形成方式（電子写真プロセス）を用いたプリンタ等の画像形成装置においては、像担持体としての電子写真感光体（以下、感光体）を一様に帯電させる。次いで、帯電した感光体を選択的に露光し、感光体上に静電潜像を形成する。次いで、感光体上に形成された静電潜像を、現像剤としてのトナーによりトナー像として顕像化する。そして、感光体上に形成されたトナー像を、記録用紙、プラスチックシート等の記録材に転写し、更に記録材上に転写されたトナー像に熱や圧力を加えることで、トナー像を記録材に定着して、画像記録を行う。
【０００３】
この種の画像形成装置に用いられる現像方法としては、一般に、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いた二成分現像法と、実質的にトナーのみからなる一成分現像剤を用いた一成分現像法が知られている。
【０００４】
これらの内で、一成分現像法は、二成分現像法に比べ現像装置の構成が簡易であるため、小型化、低コスト化、メンテナンスの容易さ等の点で有利である。このことから、近年、一成分現像法を用いた現像装置が多数提案されている。また、特にカラー画像形成装置を中心に、非磁性一成分現像剤を用いた現像装置が多数提案され、実用化されている。
【０００５】
非磁性一成分現像剤を用いた現像装置の構成としては、例えば、現像剤担持体としての現像ローラと、層厚規制部材としての規制ブレードと、現像剤供給部材としての供給ローラとを備えたものが知られている。現像ローラは、像担持体としての感光体ドラムと接触、または一定の空隙を保った非接触の状態で配置される。また、規制ブレード及び供給ローラは、それぞれ現像ローラと接触して配置される。
【０００６】
このような構成において、非磁性一成分現像剤としてのトナーは、現像ローラと供給ローラとの接触領域近傍で、供給ローラから現像ローラ表面に供給され、現像ローラにより担持・搬送される。そして、規制ブレードとの当接位置で摩擦帯電するとともに層厚規制される。層厚規制されたトナーは、現像ローラにより搬送され、感光体ドラムとの対向位置において、感光体ドラム表面に形成された静電潜像を現像する。
【０００７】
また、供給ローラは、一般に、発泡層を有することが多く、トナーを発泡層の表層もしくは内部に保持して搬送する。ここで、供給ローラ内含有トナー量と、現像ローラと供給ローラとの間の静電容量とは、良い相関を持つことが知られており、それを利用した制御技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、供給ローラに静電容量検出用バイアスを印加して現像ローラで検出した静電容量を、現像装置内のトナー残量検知に利用している。
【０００８】
ところで、電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、一般に画像形成動作前に、感光体ドラムや現像装置等を所定時間空回転駆動する、いわゆる前回転動作が行われる。前回転動作の目的は、感光体ドラム等の駆動手段としての駆動モータの回転速度を安定させることや、様々な画像不良を低減することである（例えば、特許文献２〜特許文献４参照）。
【０００９】
特許文献２では、現像装置の長期放置後に発生しやすい画像不良の一つである、いわゆる放置バンディングを低減するために、現像装置周囲の温湿度や放置時間等に応じて画像形成動作開始前に現像ローラを所定時間回転させている。また、特許文献３では、現像スリーブゴーストの発生を防止するために、画像形成装置の印刷枚数に応じて前回転時間を増やしている。
【００１０】
さらに、特許文献４では、複数の画像形成モードを有する画像形成装置において、通常の画像形成速度よりも遅い画像形成速度で画像形成動作を行う場合に、現像装置内の現像剤の凝集塊を解すため、画像形成速度よりも早い速度で所定時間回転させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−００９０３６
【特許文献２】特開２００４−１２６０８９
【特許文献３】特開２００６−２２０７４９
【特許文献４】特開２００８−１２２６９０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
非磁性一成分現像剤を用いた画像形成装置において、現像ローラと供給ローラとの接触領域付近のトナーは、供給ローラから現像ローラ表面へのトナー供給に伴うトナーの流れにより、撹拌・循環させられる。
【００１３】
この撹拌・循環効果が弱くなると、現像ローラと供給ローラとの接触領域付近のトナーが滞留する。そして、このトナー滞留に、供給ローラの回転によりトナーが搬送され続けるため、粉圧が高くなる。その結果、現像ローラと供給ローラとの接触領域に、トナーが過剰に押し込まれるようになる。
【００１４】
それによって、供給ローラから現像ローラ表面へのトナー供給が過剰または不安定になり、現像ローラ上の層厚規制されたトナー層に規制不良が発生すると、濃度ムラやかぶり等の画像不良につながることがあった。
【００１５】
しかしながら、特許文献２〜特許文献４を始めとする従来の前回転動作の制御は、適切な前回転時間ではなかった。そのため、供給ローラから現像ローラ表面へのトナー供給が過剰または不安定な状態で画像形成動作を行い、濃度ムラやかぶり等の画像不良が発生することがあった。また、必要以上に前回転時間が長い場合には、画像形成開始が遅くなることがあった。
【００１６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、最適な前回転動作を行い、最短の空回転時間で供給ローラから現像ローラ表面へのトナー供給を安定にして、濃度ムラやかぶり等の画像不良の発生を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明にあっては、
像担持体と、
非磁性一成分現像剤を担持して前記像担持体に向けて搬送する現像剤担持体と、
回転可能に設けられ、前記現像剤担持体と接触し、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記現像剤供給部材の駆動を制御する制御手段と、
前記現像剤供給部材に含有される現像剤量を検知する検知手段と、
を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記検知手段により検知した前記現像剤供給部材に含有される前記現像剤量の変化に基づき、画像形成動作開始前の前記現像剤供給部材の回転時間を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
上述の構成により、非磁性一成分現像剤を用いた画像形成装置において、最適な前回転動作を行い、最短の空回転時間で供給ローラから現像ローラ表面へのトナー供給を安定にして、濃度ムラやかぶり等の画像不良の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態の画像形成装置の概略構成を示す断面図。
【図２】第１実施形態に係るプロセスカートリッジの概略構成を示す図。
【図３】第１実施形態の静電容量検出値と供給ローラ内含有トナー量との関係を示すグラフ。
【図４】画像形成速度を切り替えた場合の静電容量の変化を示すグラフ。
【図５】トナーの流れを説明する概念図。
【図６】第１実施形態における前回転制御の手順を示すフローチャート。
【図７】供給ローラの空回転時間と静電容量検出値との関係における単位空回転時間あたりの静電容量の変化量（静電容量の傾き）αを示す図。
【図８】比較例１における前回転制御の手順を示すフローチャート。
【図９】比較例３における前回転制御の手順を示すフローチャート。
【図１０】第１実施形態と比較例の評価を示す図表。
【図１１】第３実施形態における前回転制御の手順を示すフローチャート。
【図１２】第４実施形態におけるプロセスカートリッジ交換時の前回転制御の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００２１】
本発明は、電子写真画像形成方式を用いて記録材（記録媒体）に画像を形成する画像形成装置に関するものである。画像形成装置としては、複写機、プリンタ（レーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ、及びこれらの複合機（マルチファンクションプリンタ）等を挙げることができる。
【００２２】
〔第１実施形態〕
まず、本発明を適用可能な画像形成装置の一実施形態として、電子写真画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
【００２３】
（画像形成装置１００の概略構成）
図１は、第１実施形態の画像形成装置１００の概略構成を示す断面図である。
【００２４】
画像形成装置１００は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザビームプリンタであり、画像情報に従って、記録材（例えば、記録用紙、プラスチックシート、布等）にフルカラー画像を形成することができる。また、画像情報は、画像形成装置本体に接続された画像読取装置、或いは画像形成装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のホスト機器から、画像形成装置本体に入力される。
【００２５】
図１において、画像形成装置１００は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。本実施形態では、第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、鉛直方向と交差する方向に一列に配置されている。
【００２６】
尚、本実施形態では、第１〜第４の画像形成部の構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下の説明では、特に区別を要しない場合、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、総括的に説明する。
【００２７】
本実施形態では、画像形成装置１００は、複数の像担持体として、鉛直方向と交差する方向に並設された４個のドラム型の電子写真感光体（以下、感光体ドラム１）を有する。感光体ドラム１は、図示しない駆動手段により、図示矢印Ａ方向（時計回り）に回転駆動される。そして、感光体ドラム１の周囲には、帯電装置２及び露光装置３が配置されている。
【００２８】
ここで、帯電装置２は帯電ローラ（後述）を備えており、感光体ドラム１の表面を均一に帯電させる帯電手段である。露光装置３はレーザドライバ、レーザダイオード、ポリゴンミラー、光学レンズ系等を備え、画像情報に基づきレーザ光を照射して、感光体ドラム１上に静電潜像を形成する露光手段である。
【００２９】
また、感光体ドラム１の周囲には、現像装置４及びクリーニング部材６が配置されている。ここで、現像装置４は、現像剤としての非磁性一成分トナー（以下、トナー）を備えており、静電潜像をトナー像として現像する（像担持体に現像作用を行う）現像手段である。クリーニング部材６は、転写後の感光体ドラム１の表面に残ったトナー（転写残トナー）を除去するクリーニング手段である。
【００３０】
さらに、４個の感光体ドラム１に対向して、感光体ドラム１上のトナー像を記録材Ｐ上に転写するための、中間転写体としての中間転写ベルト５が配置されている。感光体ドラム１の回転方向において、帯電装置２による帯電位置、露光装置３による露光位置、現像装置４による現像位置、中間転写ベルト５へのトナー像の転写位置、クリーニング部材６によるクリーニング位置は、この順番で設けられている。
【００３１】
尚、本実施形態では、現像装置４は、現像剤担持体としての現像ローラ（後述）を備え、現像ローラを感光体ドラム１に対して接触させて反転現像を行う。即ち、本実施形態では、現像装置４は、感光体ドラム１の帯電極性と同極性（本実施形態では負極性）に帯電したトナーを、感光体ドラム１上の露光されて電荷が減衰した部分（画像部、または露光部）に付着させる。これにより、感光体ドラム１上の静電潜像が現像される。
【００３２】
また、本実施形態では、感光体ドラム１と、感光体ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電装置２、現像装置４、及びクリーニング部材６とは、一体的にカートリッジ化されて、プロセスカートリッジ７を形成している。
【００３３】
プロセスカートリッジ７は、画像形成装置本体に設けられた装着ガイド、位置決め部材等の装着手段を介して、画像形成装置１００に着脱可能となっている。また、本実施形態では、各色用のプロセスカートリッジ７は全て同一形状を有しており、各色用のプロセスカートリッジ７内には、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーが収容されている。
【００３４】
但し、本実施形態ではプロセスカートリッジについて説明するが、これに限定されるものではない。例えば、現像装置４が、画像形成装置本体に固定される構成としてもよいし、現像装置４が単独でカートリッジ化されて、画像形成装置本体に対して着脱可能な構成としてもよい。
【００３５】
無端状のベルトで形成された中間転写ベルト５は、全ての感光体ドラム１に当接し、図示矢印Ｂ方向（反時計回り）に循環移動（回転）する。中間転写ベルト５は、複数の支持部材（駆動ローラ５１、二次転写対向ローラ５２、従動ローラ５３）に掛け渡される。
【００３６】
中間転写ベルト５の内周面側には、各感光体ドラム１に対向するように、一次転写手段としての４個の一次転写ローラ８が並設される。
【００３７】
一次転写ローラ８は、中間転写ベルト５を感光体ドラム１に向けて押圧し、中間転写ベルト５と感光体ドラム１とが接触する一次転写部Ｎ１にニップ（一次転写ニップ）を形成する。そして、一次転写ローラ８には、図示しない一次転写バイアス印加手段としての一次転写バイアス電源から、トナーの正規帯電極性とは逆極性の電圧が印加される。これによって、感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト５上に転写（一次転写）される。
【００３８】
また、中間転写ベルト５の外周面側において、二次転写対向ローラ５２に対向する位置には、二次転写手段としての二次転写ローラ９が配置されている。二次転写ローラ９は、中間転写ベルト５を介して二次転写対向ローラ５２に圧接し、中間転写ベルト５と二次転写ローラ９とが接触する二次転写部Ｎ２にニップ（二次転写ニップ）を形成する。
【００３９】
二次転写ローラ９には、図示しない二次転写バイアス印加手段としての二次転写バイアス電源から、トナーの正規帯電極性とは逆極性の電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト５上のトナー像が記録材Ｐ上に転写（二次転写）される。ここで、一次転写ローラ８と二次転写ローラ９とは同様の構成を有している。
【００４０】
（画像形成装置１００の画像形成動作）
画像形成時には、まず感光体ドラム１の表面が帯電装置２によって一様に帯電される。次に、露光装置３から発された画像情報に応じたレーザ光によって、一様に帯電した感光体ドラム１の表面が走査露光され、感光体ドラム１上に画像情報に従った静電潜像が形成される。次に、感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置４によりトナー像として現像される。そして、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８の作用によって、中間転写ベルト５上に転写（一次転写）される。
【００４１】
例えば、フルカラー画像の形成時には、前記プロセスが第１〜第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて順次に行われ、中間転写ベルト５上に各色のトナー像が順次に重ね合わせて一次転写される。
【００４２】
その後、中間転写ベルト５の移動と同期が取られて、記録材Ｐが二次転写部Ｎ２へと搬送される。そして、記録材Ｐを介して中間転写ベルト５に当接している二次転写ローラ９の作用によって、中間転写ベルト５上の４色トナー像は一括して記録材Ｐ上に二次転写される。
【００４３】
トナー像が転写された記録材Ｐは、定着手段としての定着装置１０に搬送される。そして、定着装置１０において、記録材Ｐに熱及び圧力が加えられ、記録材Ｐにトナー像が定着される。
【００４４】
また、一次転写工程後に感光体ドラム１上に残留した一次転写残トナーは、クリーニング部材６によって除去され、除去トナー室（後述）に回収される。また、二次転写工程後に中間転写ベルト５上に残留した二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置１１によって清掃される。
【００４５】
尚、画像形成装置１００は、単独またはいくつかの（全てではない）所望の画像形成部のみを用いて、単色またはマルチカラーの画像を形成することもできるようになっている。
【００４６】
次に、本実施形態の画像形成装置１００に装着されるプロセスカートリッジ７の全体構成及び動作について説明する。
【００４７】
尚、本実施形態の説明において、現像装置或いはプロセスカートリッジの構成や動作について、上、下、垂直、水平といった方向を表す用語は、特に断りのない場合には、それらの通常の使用状態において見た時の方向を表す。つまり、現像装置或いはプロセスカートリッジの通常の使用状態とは、適正に配置された画像形成装置本体に対して適正に装着され、画像形成動作に供し得る状態である。また、以下の説明において、回転可能に設けられた部材に対して用いられる長手方向とは、その部材の回転軸線方向（回転軸方向）をいうものとする。
【００４８】
（プロセスカートリッジ７の構成）
図２は、第１実施形態に係るプロセスカートリッジ７の概略構成を示す図である。図２においては、断面（主断面）及び関連する画像形成装置の一部の概略構成を示す。ここで、プロセスカートリッジ７の概略構成を示す断面は、感光体ドラム１の長手方向（回転軸線方向、回転軸方向）に直交する断面を示している。尚、本実施形態では、収容しているトナーの種類（色）を除いて、各色用のプロセスカートリッジ７の構成及び動作は実質的に同一である。
【００４９】
図２において、プロセスカートリッジ７は、感光体ドラム１等を備えた感光体ユニット１３と、現像ローラ１７等を備えた現像装置４とを有する。
【００５０】
感光体ユニット１３は、感光体ユニット１３内の各種要素を支持する枠体としてのクリーニング枠体１４を有する。
【００５１】
クリーニング枠体１４には、図示しない軸受を介して感光体ドラム１が回転可能に取り付けられる。感光体ドラム１は、アルミニウム製のドラム基体上に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした感光体層を有している。そして、図示しない駆動手段（駆動源）としての駆動モータの駆動力により、画像形成動作に応じて、図示矢印Ａ方向（時計回り）に回転駆動される。
【００５２】
本実施形態では、感光体ドラム１は直径２４ｍｍの負帯電性の有機感光体ドラムを用いており、周速（プロセススピード）２４０ｍｍ／ｓで回転駆動される。
【００５３】
また、感光体ユニット１３には、感光体ドラム１の周面上に接触するようにして、帯電ローラ１２とクリーニング部材６が配置されている。そして、クリーニング部材６によって感光体ドラム１の表面から除去された転写残トナーは、クリーニング枠体１４内に形成された除去トナー室１４ａ内に落下するように構成されている。
【００５４】
また、クリーニング枠体１４には、帯電ローラ１２の回転中心（回転軸）と感光体ドラム１の回転中心とを通る線に沿って、帯電ローラ軸受１５が図示矢印Ｃ方向に移動可能に取り付けられている。そして、帯電ローラ軸受１５には、帯電ローラ１２の回転軸１２ａが回転可能に取り付けられている。帯電ローラ１２は、帯電ローラ軸受１５が付勢手段としての帯電ローラ加圧バネ１６により感光体ドラム１に向かって付勢されることで、感光体ドラム１の周面上に接触する。
【００５５】
そして、帯電ローラ１２の回転軸１２ａには、画像形成動作に応じて、帯電バイアス印加手段としての帯電バイアス電源（図示せず）から直流電圧が印加される。本実施形態では、帯電ローラ１２の回転軸１２ａに対して−１１００Ｖの直流電圧が印加され、感光体ドラム１の表面は−５５０Ｖに一様に帯電させられる。
【００５６】
一方、現像装置４は、現像装置４内の各種要素を支持する枠体としての現像枠体１８を有する。現像枠体１８は、現像室１８ｂと、バッファ室１８ｄと、現像室１８ｂ及びバッファ室１８ｄの鉛直方向下方に設けられた現像剤収容室としてのトナー収容室１８ａからなる。そして、バッファ室１８ｄは、トナー収容室１８ａの上方において、開口部１８ｃを介してトナー収容室１８ａと連通している。さらに、バッファ室１８ｄは、開口部１８ｅを介して現像室１８ｂと連通している。
【００５７】
トナー収容室１８ａには、現像剤としての非磁性一成分トナー（非磁性一成分現像剤）が収容されている。また、トナー収容室１８ａ内には、現像剤搬送手段としてのトナー搬送部材２２が回転可能に設けられる。トナー搬送部材２２は、その長手方向の両端部において、トナー収容室１８ａを形成する現像枠体１８に回転可能に支持されている。そして、トナー搬送部材２２は、図示しない駆動手段（駆動源）により、図示矢印Ｇ方向（時計回り）に回転駆動される。
【００５８】
トナー搬送部材２２は、トナー収容室１８ａ内に収容されたトナーを撹拌するとともに、トナー収容室１８ａの上方に設けられたバッファ室１８ｄへ、開口部１８ｃを通してトナーを搬送（供給）する作用をなす。従って、トナー収容室１８ａからバッファ室１８ｄへ、重力に抗してトナーを搬送する必要がある。
【００５９】
開口部１８ｃの下端は、開口部１８ｅの上端よりも鉛直方向上方に設けられる。そのため、トナー収容室１８ａからバッファ室１８ｄに搬送されたトナーは、バッファ室１８ｄ内に一時貯留され、自重により現像室１８ｂへ供給される。ここで、バッファ室１８ｄに一時貯留されたトナーは、開口部１８ｅに対して蓋の作用をなすため、現像室１８ｂ内のトナーがトナー収容室１８ａに戻されにくくなる。
【００６０】
現像室１８ｂには、現像室１８ｂ内のトナーを担持・搬送する現像剤担持体であって、感光体ドラム１と接触して図示矢印Ｄ方向（反時計回り）に回転可能な現像ローラ１７が設けられている。
【００６１】
現像ローラ１７には、芯金上にシリコーンゴム、ウレタンゴム、ヒドリンゴムなどのゴム材料により形成された弾性層を有する単層ローラが使用可能である。また、弾性層の表面にシリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂などを塗工して表層を形成した複数層構成のローラなども使用可能である。そして、感光体ドラム１に対して安定して弾性接触させるためには、弾性層の硬度がアスカーＣ硬度で４０°〜７０°であることが好ましい。また、現像効率低下等による画像不良を発生させないためには、現像ローラ１７の体積抵抗値は１０４Ω〜１０９Ωであることが好ましい。
【００６２】
尚、現像ローラ１７の体積抵抗値は、次のようにして測定される。直径３０ｍｍの鏡面金属製円筒部材と現像ローラとを、当接荷重５００ｇｆで現像ローラ長手方向全域にわたって当接させた状態で、該鏡面金属製円筒部材を１．０ｒｐｓの周速度で回転させる。そして、現像ローラの芯金と該鏡面金属製円筒部材との間に−５０Ｖの直流電圧を印加して、接地側に接続した１０ｋΩの抵抗の両端電圧を測定し、測定した電圧値から電流値及び現像ローラの抵抗値を算出する。
【００６３】
現像ローラ１７は、画像形成動作に応じて感光体ドラム１と所定の当接幅を持って接触した状態で、感光体ドラム１の周速度よりも速い周速度で回転駆動される。このとき、現像ローラ１７の芯金には、現像バイアス印加手段としての現像バイアス電源２６により、負極性の直流電圧が印加される。
【００６４】
本実施形態では、直径６ｍｍの芯金上に、層厚３ｍｍのシリコーンゴムから成る弾性層を持ち、その表面にアクリル・ウレタン系樹脂を塗工して表層とした、直径１２ｍｍの現像ローラ１７を用いる。また、本実施形態の現像ローラ１７の硬度はアスカーＣ硬度で５５°、体積抵抗値は１０６Ωである。また、本実施形態では、現像ローラ１７の芯金には、画像形成動作に応じて現像バイアス電源２６から−３００Ｖの直流電圧が印加される。そして、現像ローラ１７は、感光体ドラム１との対向部（接触部）において、その表面移動方向が感光体ドラム１の表面移動方向と順方向となるように、周速２８０ｍｍ／ｓで回転駆動される。
【００６５】
現像ローラ１７は、その長手方向の両端部において、現像側板１９（１９Ｒ、１９Ｌ）を介して、回転可能に現像枠体１８に支持されている。ここで、現像側板１９（１９Ｒ、１９Ｌ）は、現像枠体１８の両端部にそれぞれ取り付けられている。
【００６６】
尚、本実施形態では、現像ローラ１７は感光体ドラム１に接触して現像作用を行うが、これに限定されるものではない。例えば、現像ローラ１７が感光体ドラム１に対して所定の間隔を保って近接配置された状態で現像作用を行う構成等であってもよい。
【００６７】
また、現像室１８ｂには、図示矢印Ｅ方向（反時計回り）に回転する現像剤供給手段（現像剤供給部材）としての供給ローラ２０が、現像ローラ１７の周面上に接触した状態で配置されている。供給ローラ２０は、現像室１８ｂ内のトナーを現像ローラ１７上に供給するとともに、現像に供されずに現像ローラ１７上に残留したトナーを、現像ローラ１７上から剥ぎ取る作用をなす。
【００６８】
供給ローラ２０としては、現像ローラ１７へのトナーの供給性能及び現像ローラ１７からのトナーの剥ぎ取り性能の点から、次のような構成のものが好ましい。即ち、芯金上に、発泡ウレタンゴム、発泡ＥＰＤＭゴム、発泡シリコーンゴムなどの材料で構成された発泡骨格状スポンジ構造で、トナーが内部に進入可能な発泡層を有するものである。
【００６９】
さらに、供給ローラ２０の表面セル径は、５０μｍ〜１０００μｍが好ましい。ここで、セル径とは、任意断面の発泡セルの平均径をいい、任意断面の拡大画像から最大である発泡セルの面積を測定し、この面積から真円相当径を換算し最大セル径を得る。この最大セル径の１／２以下である発泡セルをノイズとして削除した後、残りの個々のセル面積から同様に換算した個々のセル径の平均値である。
【００７０】
供給ローラ２０は、現像ローラ１７と所定の当接幅を持って接触した状態で、画像形成動作に応じて現像ローラ１７の周速度よりも遅い周速度で回転駆動される。このとき、供給ローラ２０の芯金には、供給バイアス印加手段としての供給バイアス電源２７により、負極性の直流電圧が印加される。
【００７１】
本実施形態では、直径５ｍｍの芯金上に、発泡骨格状スポンジ構造で比較的低硬度のポリウレタンフォームを層厚５．５ｍｍで形成した、直径１６ｍｍの供給ローラ２０を用いる。また、本実施形態の供給ローラ２０の表面セル径は、３００μｍである。また、本実施形態では、供給ローラ２０の芯金には、画像形成動作に応じて供給バイアス電源２７から−５００Ｖの直流電圧が印加される。そして、供給ローラ２０は、現像ローラ１７との接触領域において、その表面移動方向が現像ローラ１７の表面移動方向とは逆方向となるように、周速２５０ｍｍ／ｓで回転駆動される。
【００７２】
また、現像室１８ｂには、供給ローラ２０によって現像ローラ１７上に供給されたトナーの層厚を規制する、層厚規制手段としての規制ブレード２１が配置されている。ここで、規制ブレード２１は、現像ローラ１７の周面上に接触する。
【００７３】
規制ブレード２１は、弾性及び導電性を有している。また、規制ブレード２１は、現像装置４に固定された支持板金により、ステンレス鋼やリン青銅などの金属薄板を片持ちで支持して構成されることが好ましい。但し、これに限定されるものではなく、規制ブレード２１は、シリコーンゴム、ウレタンゴムなどのゴム材料や、ステンレス鋼、リン青銅などの金属薄板を基体とし、現像ローラ１７との接触面側に導電性ゴム材料などを塗工して構成されたものでもよい。
【００７４】
規制ブレード２１には、画像形成動作に応じて規制バイアス印加手段としての規制バイアス電源（図示せず）により、負極性の直流電圧が印加される。
【００７５】
本実施形態では、厚さ１．２ｍｍの鉄板からなる支持板金に、厚さ０．１ｍｍのステンレス鋼板を固定支持して構成された規制ブレード２１を使用する。ステンレス鋼板の片持ち支持部分から現像ローラ１７との当接位置までの距離、いわゆる自由長さは１２ｍｍであり、現像ローラ１７のステンレス鋼板に対する押し込み量は１．５ｍｍである。
【００７６】
また、規制ブレード２１の現像ローラ１７に対する当接方向は、規制ブレード２１の自由端側の先端が、規制ブレード２１と現像ローラ１７との当接位置に対して現像ローラ１７の回転方向上流側に位置する、いわゆるカウンタ方向である。また、本実施形態では、規制ブレード２１には、画像形成動作に応じて規制バイアス電源から−５００Ｖの直流電圧が印加される。
【００７７】
また、現像室１８ｂには、現像枠体１８に回転自在に支持された現像剤撹拌手段（現像剤撹拌部材）としての撹拌部材２５が設けられている。撹拌部材２５は、現像室１８ｂ内に一時貯留されたトナーを撹拌するとともに、供給ローラ２０へトナーを供給する作用をなす。
【００７８】
撹拌部材２５は、その長手方向の両端部において、現像室１８ｂを形成する現像枠体１８に回転可能に支持されている。そして、本実施形態では、撹拌部材２５は、図示しない駆動手段（駆動源）により図示矢印Ｈ方向（時計回り）に回転駆動される。ここで、撹拌部材２５の撹拌領域は現像室１８ｂ内であり、バッファ室１８ｄ内への影響は小さくなるようになっている。
【００７９】
現像装置４は、現像側板１９（１９Ｒ、１９Ｌ）に設けられた穴部１９ａ（１９Ｒａ、１９Ｌａ）に嵌合する結合軸２３（２３Ｒ、２３Ｌ）を中心にして、感光体ユニット１３に揺動（移動）可能に結合されている。
【００８０】
本実施形態では、トナーは結着樹脂、電荷制御剤を含む懸濁重合法により調整され、流動化剤などを外添剤として添加することで、負帯電性を有するように作製したものを用いている。但し、これに限定されるものではなく、例えば、粉砕法や、乳化重合法等の他の重合法を用いて調整されたトナー等でもよい。
【００８１】
（プロセスカートリッジ７の画像形成動作）
画像形成動作に応じて、現像装置４は、付勢手段としての現像装置加圧バネ２４により付勢されて、結合軸２３を中心に図示矢印Ｆ方向（時計回り）に回動する。これによって、現像ローラ１７が感光体ドラム１に当接する。
【００８２】
そして、トナー収容室１８ａに収容されたトナーは、トナー搬送部材２２により撹拌されるとともに、開口部１８ｃを通してバッファ室１８ｄへ重力に抗して搬送される。トナー収容室１８ａから搬送されたトナーは、バッファ室１８ｄに一時貯留され、自重により開口部１８ｅを通して現像室１８ｂへ供給される。
【００８３】
現像室１８ｂに供給され、一時貯留されたトナーは、撹拌部材２５により撹拌されつつ供給ローラ２０に供給される。次いで、供給ローラ２０に供給されたトナーは、供給ローラ２０の発泡ウレタン層の表層もしくは内部に保持されつつ回転に伴い搬送される。
【００８４】
そして、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）において、供給ローラ２０の発泡ウレタン層が押し潰される。これに伴い、発泡ウレタン層の表層もしくは内部に保持されたトナーが発泡ウレタン層の表層から排出され、その一部が現像ローラ１７の表面に供給される。
【００８５】
現像ローラ１７の表面に供給されたトナーは、現像ローラ１７上に担持されつつ回転に伴い搬送される。そして、現像ローラ１７と規制ブレード２１との当接位置において、摩擦帯電するとともに層厚規制される。
【００８６】
次いで、現像ローラ１７上の薄層化されたトナーは、現像ローラ１７の回転に伴い搬送され、現像ローラ１７と感光体ドラム１との対向部（接触部）において、感光体ドラム１上に形成された静電潜像を現像し、トナー像を形成する。また、現像ローラ１７上の現像に供されなかったトナーは、供給ローラ２０により現像ローラ１７上から剥ぎ取られる。
【００８７】
（静電容量検出）
次に、本実施形態における現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量検出について説明する。
【００８８】
図２において、供給ローラ２０内に含有されたトナー量の検知手段としての静電容量検出装置２８は、静電容量検出動作に応じて電流を測定する電流計２８ａと、電流計２８ａにより測定された電流値等を用いて静電容量を検出する検出部２８ｂを有する。
【００８９】
電流計２８ａは、現像バイアス印加手段としての現像バイアス電源２６と現像ローラ１７の芯金の間に接続される。検出部２８ｂは、供給バイアス電源２７と制御部２９（後述）に接続される。
【００９０】
本実施形態では、現像ローラ１７と感光体ドラム１が離間した状態で、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量検出を行う。これによると、現像ローラ１７と感光体ドラム１が離間しているので、静電容量検出用バイアスとして交流電圧を印加しても、かぶり等の画像不良が発生することがない。
【００９１】
ここで、現像ローラ１７と感光体ドラム１が離間した状態は、非現像動作時である。具体的には、画像形成動作前の準備工程である前回転、現像動作を行っていない紙間、画像形成動作が終了した後の予備工程である後回転等において実施可能である。本実施形態では、前回転において現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量検出を行う。
【００９２】
静電容量検出動作に応じて、静電容量検出装置２８から供給バイアス電源２７に静電容量検出用バイアスの設定信号が送られる。そして、その設定信号に応じた所定の電圧が、供給バイアス電源２７により供給ローラ２０の芯金に印加される。
【００９３】
ここで、静電容量検出用バイアスは、画像形成動作時の所定の直流電圧に、所定の交流電圧を重畳させたものである。一方、現像ローラ１７の芯金には、画像形成動作時の所定の直流電圧が印加される。
【００９４】
このとき、電流計２８ａにより現像ローラ１７と供給ローラ２０との間に流れる電流が測定される。そして、検出部２８ｂにおいて、電流計２８ａにより測定された電流値と設定信号に基づき静電容量が検出される。
【００９５】
本実施形態では、供給ローラ２０の芯金に、静電容量検出用バイアスとして、−５００Ｖの直流電圧に周波数５０ｋＨｚ、Ｖｐｐ＝２００Ｖの交流電圧を重畳した電圧を印加する。一方、現像ローラ１７の芯金には、−３００Ｖの直流電圧を印加する。
【００９６】
図３は、第１実施形態の静電容量検出値と供給ローラ内含有トナー量との関係を示すグラフである。具体的には、現像装置４を用いて測定した、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量検出値と供給ローラ２０内含有トナー量との関係を示す。
【００９７】
図３に示すように、静電容量検出値が大きくなると、供給ローラ２０内含有トナー量は多くなる。このように、現像装置４の構成においても、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量検出値と供給ローラ２０内含有トナー量とは良い相関を持っている。
【００９８】
本実施形態では、上記のように、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量を検出することで、供給ローラ２０内に含有されたトナー量（現像剤量）の変化を検知して制御に用いる。
【００９９】
（画像形成速度変更時の前回転制御）
次に、本実施形態における画像形成速度変更時の前回転制御について説明する。
【０１００】
図２において、制御部２９（制御手段）は装置全体の制御を司るものであり、様々な機器やセンサが接続される。但し、図２では、本実施形態の画像形成装置１００の特徴を表す機器やセンサのみを示している。
【０１０１】
制御部２９は、演算処理を行う中心的素子であるＣＰＵや、検出された静電容量や演算結果、予め求められたデータテーブル、操作表示部で入力された情報等を格納する書き換え可能な記憶装置としてのメモリなどから構成される。ここで、ＣＰＵとメモリは、互いにデータの転送や読込みが可能となっている。また、制御部２９は、供給ローラ２０を含む現像装置４の駆動モータ（図示せず）のモータコントローラを制御する。
【０１０２】
操作表示部は、ＰＣ等のホスト機器（図示せず）で構成される。そして、操作表示部において、記録材Ｐのサイズや画像形成モード（プリントモード）、印刷枚数等の情報とともに画像形成動作開始信号がユーザーにより入力される。
【０１０３】
また、本実施形態の画像形成装置１００は、通常の画像形成速度（以下、第一画像形成速度）で画像形成を行う第一画像形成モードと、第一画像形成速度よりも遅い画像形成速度（以下、第二画像形成速度）で画像形成を行う第二画像形成モードとを有する。制御部２９は、第一画像形成モードや第二画像形成モードに設定する画像形成モード設定手段としての機能も有している。
【０１０４】
例えば、ＯＨＰ、坪量７０ｇ以上の厚紙、葉書等、熱容量が大きな記録材Ｐに画像を形成する場合、制御部２９は第二画像形成モードに設定して第二画像形成速度で画像形成を行う。そして、要求された枚数分、熱容量の大きな記録材Ｐに画像形成を行った後、制御部２９は第二画像形成モードを解除する。
【０１０５】
このとき、画像を形成する記録材Ｐが熱容量の大きい記録材Ｐであるか否かの判断は、例えば、次のようにして行う。即ち、ユーザーが画像形成を行う記録材Ｐの種類を操作表示部で設定し、制御部２９がそれを検知する。
【０１０６】
本実施形態では、第一画像形成モードにおける供給ローラ２０の周速度は上記のように２５０ｍｍ／ｓである。そして、第二画像形成モードに設定することで、供給ローラ２０の周速度は６０ｍｍ／ｓになる。
【０１０７】
このように、複数の画像形成速度で画像形成を行うモードを有する画像形成装置１００においては、例えば、第一画像形成モードから第二画像形成モードへ切り替えた直後の画像形成動作等で、濃度ムラやかぶり等の画像不良が発生しやすい。これらの理由は十分明らかにはなっていないが、概ね以下のように考えられる。
【０１０８】
図４は、画像形成速度を切り替えた場合の静電容量の変化を示すグラフである。具体的には、第一画像形成速度から第二画像形成速度へ切り替えた場合の、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量の変化を示すグラフである。
【０１０９】
図４において、領域Ａは第一画像形成速度で駆動時（定常）、領域Ｂは停止時、領域Ｃ、領域Ｄは第二画像形成速度で駆動時を示している。但し、このとき、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量検出を行うため、現像ローラ１７と感光体ドラム１は離間した状態である。
【０１１０】
図５は、トナーの流れを説明する概念図である。具体的には、現像装置４の現像室１８ｂにおける、画像形成速度変化時のトナーの流れを説明するイメージ図である。図５（ａ）は上記領域Ａ、図５（ｂ）は上記領域Ｃ、図５（ｃ）は上記領域Ｄについての説明図である。
【０１１１】
領域Ａ、つまり第一画像形成速度での駆動時においては、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量は一定である。即ち、供給ローラ２０内含有トナー量が一定である。
【０１１２】
供給ローラ２０の回転に伴い、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）において、供給ローラ２０の発泡ウレタン層が押し潰される。そして、それによって、供給ローラ２０の発泡ウレタン層の表層もしくは内部に保持されたトナーが、発泡ウレタン層の表層から排出され、その一部が現像ローラ１７の表面に供給される。
【０１１３】
このとき、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナーの排出により、図５（ａ）に示すように、供給ローラ２０下方の現像室隔壁付近のトナーが、図示矢印Ｉ方向に移動する流れができている。このトナーの循環により、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）付近の粉圧は、ほぼ一定に保たれていると考えられる。よって、供給ローラ２０から現像ローラ１７表面へ安定したトナー供給が行われる。
【０１１４】
領域Ｂでは、供給ローラ２０を始め、現像装置４の駆動が停止する。そのため、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量は、現像装置４の駆動時と異なる。但し、このとき、供給ローラ２０内含有トナー量は、領域Ａの状態を維持していると考えられる。
【０１１５】
領域Ｃでは、領域Ａのときよりも遅い画像形成速度で駆動される。そして、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の空間における静電容量が増加する。即ち、供給ローラ２０内含有トナー量が増加する。
【０１１６】
ここで、供給ローラ２０の発泡ウレタン層の変形には、速度依存性がある。そのため、図５（ｂ）に示すように、供給ローラ２０内含有トナー量が同じだと、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）において、領域Ａのときよりもトナー排出量が減少する。それによって、供給ローラ２０下方の現像室隔壁付近のトナーの流れがなくなり、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）付近の粉圧が上がる。そして、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）に、トナーが過剰に押し込まれるようになる。
【０１１７】
この結果、供給ローラ２０から現像ローラ１７表面へのトナー供給が過剰または不安定になり、現像ローラ１７上の層厚規制されたトナー層に規制不良が発生して、濃度ムラやかぶり等の画像不良につながる。
【０１１８】
一方で、画像形成速度が遅いと、供給ローラ２０の発泡ウレタン層の表層もしくは内部にトナーを保持しやすくなることもあり、供給ローラ２０の回転に伴い、供給ローラ２０内含有トナー量は徐々に増加していく。そして、それに伴って、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量も増加する。
【０１１９】
領域Ｄでは、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量が、再び一定になる。即ち、供給ローラ２０内含有トナー量が一定になる。
【０１２０】
この領域では、図５（ｃ）に示すように、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分大きくなり、供給ローラ２０下方の現像室隔壁付近のトナーが、図示矢印Ｉ方向に移動する流れができる。よって、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）付近の粉圧が一定に保たれ、供給ローラ２０から現像ローラ１７表面へのトナー供給が安定する。その結果、濃度ムラやかぶり等の画像不良が発生しなくなる。
【０１２１】
以上、説明したように、第一画像形成速度から第二画像形成速度へ切り替えた直後には、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）付近の粉圧が上がり、該対向部（接触部）にトナーが過剰に押し込まれる。それにより、供給ローラ２０から現像ローラ１７表面へのトナー供給が過剰または不安定になる。
【０１２２】
そこで、第１実施形態では、供給ローラ２０内含有トナー量を検知して、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定した状態で画像形成動作を行うように制御している。具体的には、画像形成動作開始前の前回転における供給ローラ２０の空回転の時間を制御している。このように、最適な空回転時間制御を行うことによって、画像形成速度を切り替えた場合の濃度ムラやかぶり等の画像不良の発生を低減する。
【０１２３】
図６は、第１実施形態における前回転制御の手順を示すフローチャートである。
【０１２４】
まず、ユーザーにより画像形成を行う記録材Ｐの種類等の情報とともに画像形成動作開始信号が操作表示部から入力される。すると、画像形成装置１００の制御部２９のＣＰＵにより、画像を形成する記録材Ｐの種類が検知され、画像形成モードが設定されるとともにメモリに格納される（ステップＳａ１）。ここで、本実施形態では、画像形成装置１００は画像形成動作を終了し、停止した状態から使用される。
【０１２５】
そして、制御部２９により、設定された画像形成モードの画像形成速度に応じて、供給ローラ２０を含む現像装置４の駆動モータ（図示せず）が駆動される（ステップＳａ２）。
【０１２６】
次に、制御部２９のＣＰＵにおいて、メモリに格納された前回の画像形成動作の画像形成モードと、今回の画像形成モードとを比較して、画像形成速度が変更されたかどうかを判定する（ステップＳａ３）。
【０１２７】
ここで、画像形成速度が変更されていない場合には、通常の前回転動作が行われ（ステップＳａ１０）、その後画像形成動作が行われる（ステップＳａ９）。
【０１２８】
一方、画像形成速度が変更された場合には、供給バイアス電源２７により、供給ローラ２０の芯金に所定の静電容量検出用バイアスが印加される（ステップＳａ４）。そして、静電容量検出装置２８の検出部２８ｂにおいて、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量が検出される（ステップＳａ５）。検出された静電容量は、検出部２８ｂに接続された制御部２９に送られる。
【０１２９】
次に、制御部２９において、供給ローラ２０内含有トナー量が略一定であるかどうかの判定が行われる。これによって、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定した状態かどうかを把握することができる。
【０１３０】
具体的には、制御部２９のＣＰＵにおいて、供給ローラ２０の空回転時間ｔと静電容量検出値との関係における単位空回転時間Δｔあたりの静電容量の変化量（以下、静電容量の傾き）αが算出される。これとともに、検出された静電容量がメモリに格納される（ステップＳａ６）。
【０１３１】
本実施形態では、Δｔ＝４ｓ毎に、静電容量の傾きαが算出される。尚、静電容量の傾きαに関しては図７を参照のこと。図７は、供給ローラ２０の空回転時間ｔと静電容量検出値との関係における単位空回転時間Δｔあたりの静電容量の変化量（静電容量の傾き）αを示す図である。
【０１３２】
そして、制御部２９のＣＰＵにおいて、算出された静電容量の傾きαが略０であるかどうかが判定される（ステップＳａ７）。本実施形態では、｜α｜＜４×１０−３である場合に、静電容量の傾きαが略０であると判定する。但し、本実施形態では、｜α｜＜４×１０−３である場合に静電容量の傾きαが略０であるとしたが、｜α｜はサンプリング間隔や検出装置の検出精度などに依存するため、それらに応じて適宜設定することが望ましい。
【０１３３】
｜α｜＜４×１０−３である場合には、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定した状態である。そのため、静電容量検出を終了し（ステップＳａ８）、画像形成動作に移る（ステップＳａ９）。
【０１３４】
一方、｜α｜≧４×１０−３である場合には、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が変化している状態である。そのため、供給ローラ２０の空回転を続ける。そして、ステップＳａ５に戻り、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定した状態であると判断されるまで、同工程を繰り返す。
【０１３５】
このように、本実施形態における制御部２９は、静電容量検出装置２８により検知した供給ローラ２０内に含有されるトナー量の変化に基づき、画像形成動作開始前の前回転における供給ローラ２０の空回転時間を決定する。
【０１３６】
尚、本実施形態では、上記したように、現像ローラ１７と感光体ドラム１が離間した状態で、現像ローラ１７と供給ローラ２０との間の静電容量検出を行う。
【０１３７】
また、本実施形態では、画像形成装置１００は、中間転写体を有する中間転写方式のものであるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、感光体ドラム１上に形成されたトナー像が、記録材担持体上に担持された記録材Ｐ上に、直接転写される方式のもの等であってもよい。
【０１３８】
また、本実施形態は、感光体ドラム１と、感光体ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電装置２、現像装置４、及びクリーニング部材６とは、一体的にカートリッジ化されて、プロセスカートリッジ７を形成した。しかし、これに限定されるものではない。
【０１３９】
例えば、感光体ドラム１を画像形成装置本体に固定配置して、現像装置４（現像カートリッジ）のみを画像形成装置本体に着脱可能とした構成の画像形成装置等においても、同様に本発明を適用することができる。また、現像装置４を画像形成装置本体に固定配置して、現像剤容器（トナーカートリッジ）のみを画像形成装置本体に着脱可能とした構成の画像形成装置等でもよい。
【０１４０】
また、本実施形態では、現像装置４は、トナー収容室１８ａが現像室１８ｂの鉛直方向下方に設けられた構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、トナー収容室１８ａが現像室１８ｂの鉛直方向上方に設けられた構成等であってもよい。
【０１４１】
また、本実施形態では、正規帯電極性が負極性であるトナーを用いたが、これに限定されるものではなく、正規帯電極性が正極性であるトナーを用いてもよい。その場合には、必要に応じて、帯電装置２、現像ローラ１７、規制ブレード２１、供給ローラ２０を始めとする各部材に印加する電圧の極性を変える。
【０１４２】
〔比較例１〕
比較例１は、基本的には第１実施形態に準ずるが、次の点が異なる。
【０１４３】
本比較例では、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間が一定である。そして、空回転時間は、本比較例のプロセスカートリッジ７の使用開始時において、画像形成モードを切り替えた場合に、濃度ムラやかぶり等の画像不良が発生しない時間に設定されている。これは、本比較例と同様の構成のプロセスカートリッジ７を用いて予め測定されたものである。
【０１４４】
具体的には、現像装置４のトナー収容室１８ａにトナーを充填し、所定の画像形成モードで画像比率５％のＡ４サイズ画像を１００枚連続印刷した後、異なる画像形成モードへ切り替えた直後の濃度ムラを評価して決めた。
【０１４５】
プロセスカートリッジ７の使用開始時には、トナーの劣化がないため、供給ローラ２０の発泡ウレタン層表層におけるトナーの出入りが容易である。そのため、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定するのが早い。よって、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間は、比較的短くなる。
【０１４６】
図８は、比較例１における前回転制御の手順を示すフローチャートである。
【０１４７】
図８において、ステップＳｂ１〜Ｓｂ３は、図６に示した前回転制御におけるステップＳａ１〜Ｓａ３の各工程と同じである。ステップＳｂ３で、画像形成速度が変更されていない場合には、通常の前回転動作が行われ（ステップＳｂ６）、その後画像形成動作が行われる（ステップＳｂ５）。
【０１４８】
一方、画像形成速度が変更された場合には、制御部２９のメモリに予め格納された画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間がＣＰＵにより読み出され、その時間に応じて前回転動作が行われる（ステップＳｂ４）。そして、前回転動作が終了した後、画像形成動作が行われる（ステップＳｂ５）。
【０１４９】
〔比較例２〕
比較例２は、基本的には比較例１に準ずるが、次の点が異なる。
【０１５０】
本比較例では、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間は、本比較例のプロセスカートリッジ７の長期使用後において、画像形成モードを切り替えた場合に、濃度ムラやかぶり等の画像不良が発生しない時間に設定されている。これは、本比較例と同様の構成のプロセスカートリッジ７を用いて予め測定されたものである。具体的には、現像装置４のトナー収容室１８ａにトナーを充填し、所定の画像形成モードで画像比率５％のＡ４サイズ画像を８０００枚連続印刷した後、異なる画像形成モードへ切り替えた直後の濃度ムラを評価して決めた。
【０１５１】
プロセスカートリッジ７を長期使用すると、トナーが劣化するため、供給ローラ２０の発泡ウレタン層表層におけるトナーの出入りが難しくなる。そのため、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定するのが遅い。よって、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間は、比較例１よりも長くなる。
【０１５２】
〔比較例３〕
比較例３は、基本的には第１実施形態に準ずるが、次の点が異なる。
【０１５３】
本比較例では、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間を、印刷枚数に応じて適宜増加する。そして、空回転時間は、本比較例のプロセスカートリッジ７の使用期間を通して、画像形成モードを切り替えた場合に、濃度ムラやかぶり等の画像不良が発生しない時間に設定される。
【０１５４】
これは、本比較例と同様の構成のプロセスカートリッジ７を用いて予め測定されたものである。具体的には、現像装置４のトナー収容室１８ａにトナーを充填し、所定の画像形成モードで画像比率５％のＡ４サイズ画像を連続印刷しながら、異なる画像形成モードへ切り替えた直後の濃度ムラを随時評価して決めた。即ち、本比較例では、現像装置４の使用時間に応じて、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間を制御する。
【０１５５】
図９は、比較例３における前回転制御の手順を示すフローチャートである。
【０１５６】
図９において、ステップＳｃ１〜Ｓｃ３は、図６に示した前回転制御におけるステップＳａ１〜Ｓａ３の各工程と同じである。ステップＳｃ３で、画像形成速度が変更されていない場合には、通常の前回転動作が行われ（ステップＳｃ７）、その後画像形成動作が行われる（ステップＳｃ６）。
【０１５７】
一方、画像形成速度が変更された場合には、制御部２９のメモリに格納されている印刷枚数がＣＰＵにより読み出される（ステップＳｃ４）。次いで、制御部２９のメモリに予め格納された画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間から、読み出された印刷枚数に応じた空回転時間がＣＰＵにより読み出され、その時間に応じて前回転動作が行われる（ステップＳｃ５）。そして、前回転動作が終了した後、画像形成動作が行われる（ステップＳｃ６）。
【０１５８】
（第１実施形態と比較例との評価）
次に、第１実施形態及び比較例１〜３の評価について説明する。図１０は第１実施形態と比較例の評価を示す図表である。
【０１５９】
第１実施形態及び比較例１〜３の構成について、画像形成速度変更時の濃度ムラ評価（Ａ）〜（Ｃ）と、印刷開始時間の評価（Ｄ）を行った。評価画像としては、画像比率１００％のＡ４サイズの全面黒画像を用いた。また、評価は全て２３℃、５０％ＲＨ環境下で行った。尚、濃度ムラとかぶりの発生状況は似ているため、濃度ムラの評価のみを行った。以下、図１０に示す各評価について個別に説明する。
【０１６０】
（Ａ）画像形成速度変更時（使用開始時）の濃度ムラ評価
本画像評価では、まず、トナー収容室１８ａにトナーを充填する。次に、第一画像形成モードで、画像比率５％のＡ４サイズの横線画像（具体的には、１ドットライン印字後に１９ドットライン非印字を繰り返す画像）を１００枚連続的に印刷する。
【０１６１】
そして、第一画像形成モードから第二画像形成モードへ切り替えて全面黒画像を１枚印刷し、目視により濃度ムラの評価を行った。尚、横線画像及び全面黒画像は、全て同一の単色で印刷した。濃度ムラの評価基準は、「○： 濃度ムラが見られない」と「×： 濃度ムラ発生」の２通りで示す。
【０１６２】
（Ｂ）画像形成速度変更時（長期使用時、連続印刷）の濃度ムラ評価
本画像評価は、基本的には（Ａ）画像形成速度変更時（使用開始時）の濃度ムラ評価に準ずるが、以下の点が異なる。本画像評価では、トナー収容室１８ａにトナーを充填した後、第一画像形成モードで、画像比率５％のＡ４サイズの横線画像を８０００枚連続的に印刷する。
【０１６３】
（Ｃ）画像形成速度変更時（長期使用時、間欠印刷）の濃度ムラ評価
本画像評価は、基本的には（Ａ）画像形成速度変更時（使用開始時）の濃度ムラ評価に準ずるが、以下の点が異なる。
【０１６４】
本画像評価では、トナー収容室１８ａにトナーを充填した後、第一画像形成モードで、画像比率５％のＡ４サイズの横線画像を８０００枚間欠的に印刷する。ここで、本画像評価における間欠印刷とは、所定枚数印刷後に現像装置４の動作を一旦停止させ、それから再度印刷動作を行う印刷方法を意味している。よって、印刷動作の開始直後及び終了直前に、非印字状態のまま現像装置４が駆動する時間が生じる。本画像評価では、２枚連続印刷後に現像装置４の動作を一旦停止させ、それから再度印刷動作を行うように設定した。
【０１６５】
（Ｄ）印刷開始時間（使用開始時）の評価
本評価では、トナー収容室１８ａにトナーを充填した後、第一画像形成モードで、画像比率５％のＡ４サイズの横線画像（具体的には、１ドットライン印字後に１９ドットライン非印字を繰り返す画像）を１００枚連続的に印刷する。そして、第一画像形成モードから第二画像形成モードへ切り替えて全面黒画像を１枚印刷し、そのときの印刷開始時間の評価を行った。ここで、本評価における印刷開始時間とは、第二画像形成モードに切り替えてから画像形成動作が開始するまでの時間を意味している。尚、横線画像及び全面黒画像は、全て同一の単色で印刷した。印刷開始時間の評価基準は、「○： 十分早い」と「×： 遅い」の２通りで示す。
【０１６６】
以下では、第１実施形態と比較例１〜３を比較することで、本実施形態の優位性について説明する。
【０１６７】
比較例１は、（Ａ）、（Ｄ）の評価結果が良好であった。これは、以下のように考えられる。
【０１６８】
（Ａ）の評価結果が良好であった理由は、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間が、プロセスカートリッジ７の使用開始時において、濃度ムラが発生しない時間に設定されているためである。
【０１６９】
次に、（Ｄ）の評価結果が良好であった理由は、プロセスカートリッジ７の使用開始時にはトナーの劣化がなく、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定するのが早いためである。よって、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間が、比較的短い。
【０１７０】
しかしながら、比較例１は、（Ｂ）、（Ｃ）の評価では、濃度ムラが発生した。これは、プロセスカートリッジ７を長期使用するとトナーが劣化し、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定するのが遅くなるためである。よって、前回転が終了しても、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定せず、濃度ムラが発生する。
【０１７１】
一方、比較例２は、（Ａ）、（Ｂ）の評価結果が良好であった。これは、以下のように考えられる。
【０１７２】
（Ｂ）の評価結果が良好であった理由は、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間が、プロセスカートリッジ７の長期使用後において、濃度ムラが発生しない時間に設定されているためである。
【０１７３】
次に、（Ａ）の評価結果が良好であった理由は、プロセスカートリッジ７の使用開始時よりも長期使用後の方が、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定するのが遅いためである。即ち、プロセスカートリッジ７の使用開始時から前回転における供給ローラ２０の空回転時間を十分に長く設定しているため、濃度ムラが発生しないのである。
【０１７４】
しかしながら、そのために、（Ｄ）の評価では、第１実施形態や他の比較例よりも印刷開始時間が遅くなった。また、比較例２では、（Ｃ）の評価で濃度ムラが発生した。これは、比較例２では、プロセスカートリッジ７を連続印刷により長期使用した場合に基づいて、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間が設定されているためである。間欠印刷では、非印字状態のまま現像装置４が駆動する時間が生じ、連続印刷よりもトナーの劣化が進みやすい。
【０１７５】
そのため、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定するのがより遅くなりやすい。よって、前回転が終了しても、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定せず、濃度ムラが発生する。
【０１７６】
そして、比較例３では、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）の評価結果が良好であった。これは、以下のように考えられる。
【０１７７】
（Ａ）、（Ｂ）の評価結果が良好であった理由は、プロセスカートリッジ７の使用期間を通して、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間が、印刷枚数に応じて、濃度ムラが発生しない時間に適宜設定されるためである。次に、（Ｄ）の評価結果が良好であった理由は、比較例１の場合と同様である。
【０１７８】
しかしながら、比較例３においても、（Ｃ）の評価で濃度ムラが発生した。これは、比較例２の場合と同様で、プロセスカートリッジ７を連続印刷により長期使用した場合に基づいて、画像形成速度変更時の前回転における供給ローラ２０の空回転時間が設定されているためである。
【０１７９】
これらに対して、第１実施形態では、（Ａ）〜（Ｄ）の全ての評価結果が良好であった。これは、以下のように考えられる。
【０１８０】
第１実施形態では、画像形成速度変更時には、供給ローラ２０内含有トナー量を検知しながら前回転動作を行う。これにより、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量を把握することができる。よって、プロセスカートリッジ７の使用状態によらず、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定するまで前回転動作を行ってから、画像形成動作を行うことができる。また、余分な前回転における供給ローラ２０の空回転時間を低減し、印刷開始時間をできるだけ早くすることができる。
【０１８１】
以上のように、本発明においては、供給ローラ２０を所定時間空回転駆動させ、現像ローラ１７と供給ローラ２０との接触領域付近のトナーの撹拌・循環を安定にする。そして、供給ローラ２０から現像ローラ１７表面へのトナー供給を安定にしてから画像形成動作を行う。これにより、プロセスカートリッジ７（交換容器）の使用状態によらず、最短の前回転における供給ローラ２０の空回転時間で、画像形成速度変更時に発生する濃度ムラを低減することができる。
【０１８２】
〔第２実施形態〕
第２実施形態は、基本的には第１実施形態に準ずるが、画像形成速度変更時の前回転速度を、変更後の画像形成速度よりも更に遅く設定する。例えば、第一画像形成モードから第二画像形成モードへ切り替えた場合に、第二画像形成モードにおける画像形成速度時の供給ローラ２０の回転速度よりも更に遅い速度で、前回転における供給ローラ２０の空回転動作を所定時間行う。その後、第二画像形成モードにおける画像形成速度時の供給ローラ２０の回転速度で画像形成動作を行う。
【０１８３】
本実施形態においても、プロセスカートリッジ７の使用状態によらず、画像形成速度変更時に発生する濃度ムラやかぶり等の画像不良を低減することができる。
【０１８４】
〔第３実施形態〕
第３実施形態は、基本的には第１実施形態に準ずるが、連続印刷中に画像形成モードの切り替えが行われる。例えば、第一画像形成モードで所定枚数連続印刷した後に、紙間動作を挟んで、第二画像形成モードに切り替わる。
【０１８５】
図１１は、第３実施形態における前回転制御の手順を示すフローチャートである。
【０１８６】
まず、画像形成動作が終了する（ステップＳｄ１）。そして、引き続き紙間動作が行われた後、制御部２９により設定された画像形成モードの画像形成速度に応じて、供給ローラ２０を含む現像装置４の駆動モータ（図示せず）が駆動される（ステップＳｄ２）。
【０１８７】
ここで、画像形成モードは、ユーザーにより設定されたものである。次に、制御部２９のＣＰＵにおいて、画像形成速度が変更されたかどうかを判定する（ステップＳｄ３）。また、ステップＳｄ３〜Ｓｄ１０は、図６に示した前回転制御におけるステップＳａ３〜Ｓａ１０の各工程と同じである。
【０１８８】
本実施形態においても、プロセスカートリッジ７の使用状態によらず、最短の前回転における供給ローラ２０の空回転時間で、画像形成速度変更時に発生する濃度ムラやかぶり等の画像不良を低減することができる。
【０１８９】
〔第４実施形態〕
第４実施形態は、基本的には第１実施形態に準ずるが、プロセスカートリッジ７が交換された場合に、前回転制御を行う。
【０１９０】
プロセスカートリッジ７が画像形成装置本体に対して着脱可能な画像形成装置１００においては、プロセスカートリッジ７が新品に交換された直後の画像形成動作で、濃度ムラやかぶり等の画像不良が発生しやすい。これらの理由は、概ね以下のように考えられる。
【０１９１】
新品のプロセスカートリッジ７の現像装置４において、現像室１８ｂ内の供給ローラ２０は、ほとんどトナーを含有していない状態である。現像装置４が駆動されると、トナー収容室１８ａ内に収容されたトナーが、バッファ室１８ｄを通り、現像室１８ｂに供給される。そして、現像室１８ｂ内に一時貯留されるトナーが増加するとともに、供給ローラ２０内含有トナー量も徐々に増加し、それに伴って、供給ローラ２０と現像ローラ１７との対向部（接触部）における供給ローラ２０のトナー排出量も増加する。
【０１９２】
ここで、この供給ローラ２０のトナー排出量が十分安定していない状態で画像形成動作を行うと、濃度ムラやかぶり等の画像不良が発生しやすくなる。よって、このように現像室１８ｂ内にあるトナーの増加量が大きい場合には、静電容量検出装置２８による検知及び制御部２９による画像形成動作開始前の前回転における供給ローラ２０の空回転時間制御を行う。
【０１９３】
図２において、ＩＤチップはプロセスカートリッジ７に取り付けられており、プロセスカートリッジ７の識別情報が予め記憶されている。
【０１９４】
図１２は、第４実施形態におけるプロセスカートリッジ７交換時の前回転制御の手順を示すフローチャートである。
【０１９５】
まず、プロセスカートリッジ７が画像形成装置本体に装着される（ステップＳｅ１）。そして、ユーザーにより画像形成モードが設定され（ステップＳｅ２）、制御部２９により、設定された画像形成モードの画像形成速度に応じて、供給ローラ２０を含む現像装置４の駆動モータ（図示せず）が駆動される（ステップＳｅ３）。
【０１９６】
次に、制御部２９は、ＩＤチップと通信を行い、ＩＤチップに記憶されている識別情報が、以前通信を行った識別情報と一致しているかを照合する（ステップＳｅ４）。ここで、識別情報が一致する場合には、通常の前回転動作が行われ（ステップＳｅ１１）、その後画像形成動作が行われる（ステップＳｅ１０）。
【０１９７】
一方、識別情報が一致しない場合には、制御部２９は、新品のプロセスカートリッジ７が装着されたと判断して、供給バイアス電源２７により供給ローラ２０の芯金に、所定の静電容量検出用バイアスが印加される（ステップＳｅ５）。
【０１９８】
また、ステップＳｅ５〜Ｓｅ１１は、図６に示した前回転制御におけるステップＳａ４〜Ｓａ１０の各工程と同じである。
【０１９９】
第４実施形態では、最短の前回転における供給ローラ２０の空回転時間で、プロセスカートリッジ７を新品に交換した直後に発生する濃度ムラやかぶり等の画像不良を低減することができる。
【０２００】
尚、本実施形態では、ＩＤチップが取り付けられたプロセスカートリッジ７が画像形成装置本体に対して着脱可能で、プロセスカートリッジ７の交換時に前回転制御を行う構成としたが、これに限定されるものではない。
【０２０１】
例えば、ＩＤチップが取り付けられた現像剤容器（トナーカートリッジ）が、画像形成装置本体に着脱可能で、現像剤容器が交換されたときに前回転制御を行う構成等であってもよい。また、現像剤容器を交換する構成とした場合には、現像剤容器が交換されたときだけでなく、現像剤容器からトナー補給された直後に前回転制御を行ってもよい。
【符号の説明】
【０２０２】
１…感光体ドラム
１７…現像ローラ
２０…供給ローラ
２８…静電容量検出装置
２９…制御部
１００…画像形成装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
非磁性一成分現像剤を担持して前記像担持体に向けて搬送する現像剤担持体と、
回転可能に設けられ、前記現像剤担持体と接触し、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記現像剤供給部材の駆動を制御する制御手段と、
前記現像剤供給部材に含有される現像剤量を検知する検知手段と、
を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記検知手段により検知した前記現像剤供給部材に含有される前記現像剤量の変化に基づき、画像形成動作開始前の前記現像剤供給部材の回転時間を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
画像形成動作開始前に、前記検知手段により検知した前記現像剤供給部材に含有される前記現像剤量が略一定になるまで前記現像剤供給部材を回転させる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記検知手段は、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材との間の静電容量を検知することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像剤供給部材は、前記現像剤が内部に進入可能な発泡層を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
画像形成速度変更時から所定時間、前記現像剤供給部材を画像形成動作時よりも遅い速度で回転させることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
異なる画像形成速度で画像形成動作を行う複数の画像形成モードと、
前記画像形成モードを設定する画像形成モード設定手段と、
を有し、
画像形成速度変更時に、前記検知手段による検知及び前記制御手段による画像形成動作開始前の前記現像剤供給部材の回転時間制御を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像剤供給部材が前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する領域よりも上方で、前記領域と連通した空間にある前記現像剤の増加量が大きい場合に、前記検知手段による検知及び前記制御手段による画像形成動作開始前の前記現像剤供給部材の回転時間制御を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
内部に前記現像剤を有する着脱可能な交換容器を有し、
前記交換容器が交換された場合に、前記検知手段による検知及び前記制御手段による画像形成動作開始前の前記現像剤供給部材の回転時間制御を行うことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１】
像担持体と、
非磁性一成分現像剤を担持して前記像担持体に向けて搬送する現像剤担持体と、
回転可能に設けられ、前記現像剤担持体と接触し、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記現像剤供給部材の駆動を制御する制御手段と、
前記現像剤供給部材に含有される現像剤量を検知する検知手段と、
を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記検知手段により検知した前記現像剤供給部材に含有される前記現像剤量の変化に基づき、画像形成動作開始前の前記現像剤供給部材の回転時間を決定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
画像形成動作開始前に、前記検知手段により検知した前記現像剤供給部材に含有される前記現像剤量が略一定になるまで前記現像剤供給部材を回転させる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記検知手段は、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材との間の静電容量を検知することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像剤供給部材は、前記現像剤が内部に進入可能な発泡層を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
画像形成速度変更時から所定時間、前記現像剤供給部材を画像形成動作時よりも遅い速度で回転させることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
異なる画像形成速度で画像形成動作を行う複数の画像形成モードと、
前記画像形成モードを設定する画像形成モード設定手段と、
を有し、
画像形成速度変更時に、前記検知手段による検知及び前記制御手段による画像形成動作開始前の前記現像剤供給部材の回転時間制御を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記現像剤供給部材が前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する領域よりも上方で、前記領域と連通した空間にある前記現像剤の増加量が大きい場合に、前記検知手段による検知及び前記制御手段による画像形成動作開始前の前記現像剤供給部材の回転時間制御を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
内部に前記現像剤を有する着脱可能な交換容器を有し、
前記交換容器が交換された場合に、前記検知手段による検知及び前記制御手段による画像形成動作開始前の前記現像剤供給部材の回転時間制御を行うことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１８５２６４（Ｐ２０１２−１８５２６４Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４７３７５（Ｐ２０１１−４７３７５）
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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