現像装置及びそれを備えた画像形成装置
【課題】穂切りブレードの下流側面に堆積したトナーを効率良く回収することにより、現像ローラ上に常に安定したトナー層を形成できる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】非画像形成時に磁気ローラ２２内の磁気ローラ側磁極２２ｂを反時計回りに所定量だけ回転移動させることにより、現像ローラ側磁極２３ｂには同極性の搬送極３７が対向するため、磁気ローラ２２と現像ローラ２３との対向部分において反発する磁界が発生する。その結果、磁気ローラ２２と現像ローラ２３との対向部分における現像剤の移動が規制され、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３の対向部分と穂切りブレード２５との間に現像剤溜まり４５が形成される。
【解決手段】非画像形成時に磁気ローラ２２内の磁気ローラ側磁極２２ｂを反時計回りに所定量だけ回転移動させることにより、現像ローラ側磁極２３ｂには同極性の搬送極３７が対向するため、磁気ローラ２２と現像ローラ２３との対向部分において反発する磁界が発生する。その結果、磁気ローラ２２と現像ローラ２３との対向部分における現像剤の移動が規制され、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３の対向部分と穂切りブレード２５との間に現像剤溜まり４５が形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に搭載される現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、磁性キャリアとトナーとから成る二成分現像剤を使用し、トナー担持体に帯電したトナーのみを保持させて像担持体上の静電潜像を現像する現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置における乾式トナーを用いた現像方式としては、キャリアを用いない一成分現像方式と、磁性キャリア（以下、単にキャリアともいう）を用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、現像ローラ上に形成されたトナー及びキャリアから成る磁気ブラシにより感光体上の静電潜像を現像する二成分現像方式とが知られている。
【０００３】
一成分現像方式は、磁気ブラシによって像担持体上の静電潜像が乱されることがなく高画質化に適している反面、規制ブレードにトナーが付着し、層形成が不均一になって画像欠陥をきたすことがあった。
【０００４】
また、色重ねを行うカラー印刷の場合、カラートナーに透過性が要求されるため、非磁性トナーである必要がある。そこで、フルカラー画像形成装置においてはキャリアを用いてトナーを帯電及び搬送する二成分現像方式を採用する場合が多い。しかし、二成分現像方式は安定した帯電量を長期間維持することができトナーの長寿命化に適している反面、前述した磁気ブラシによる影響のため画質の面で不利であった。
【０００５】
これらの問題を解決する手段の一つとして、磁気ローラ（トナー供給部材）を用いて現像剤を感光体（像担持体）に対して非接触に設置した現像ローラ（トナー担持体）上に移行させる際に、磁気ローラ上に磁性キャリアを残したまま現像ローラ上に非磁性トナーのみを転移させてトナー薄層を形成し、交流電界によって感光体上の静電潜像にトナーを付着させる現像方式が提案されている。
【０００６】
上記の現像方式の場合、磁気ローラ上の現像剤層を規制する穂切りブレードを現像剤が通過する際に圧力が掛かるため、トナーの凝集物が生じることがあり、この凝集物がブレードと磁気ローラの隙間に詰まって画像に筋状の白抜けが発生するという問題があった。
【０００７】
また、磁気ローラと現像ローラの対向部分において磁気ローラから現像ローラへトナーが受け渡されるが、現像ローラ上のトナー層厚を一定以上に維持するために現像剤中のキャリアに対するトナーの割合を高くした場合、磁気ブラシから離れたトナーが飛散し易くなり、飛散したトナーが穂切りブレード上に堆積する。
【０００８】
特に、穂切りブレードが略水平に配置され、磁気ローラが現像ローラの下方に位置する構成の現像装置においては、ブレード上に堆積したトナーが磁気ローラ上に落下すると、キャリアと共に攪拌されていないトナーが現像ローラ側に移動するため現像ローラ上のトナー層に影響を及ぼすおそれがある。さらに、ブレード上へのトナーの堆積が顕著になると、堆積したトナーが現像ローラと接触して現像ローラ上のトナー層を乱すことになる。
【０００９】
特許文献１には、ドクターブレードと現像スリーブとの隙間に詰まったトナー凝集物を除去する方法として、現像スリーブを逆回転させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平３−１０３８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１の方法を磁気ローラと現像ローラを用いる上記の現像方式に適用した場合、穂切りブレード上に堆積するトナーについてもある程度は回収できる。しかし、トナーの回収効率が十分でないため、飛散トナーによる現像ローラ上のトナー層の乱れを完全に防止できなかった。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑み、穂切りブレード上に堆積したトナーを効率良く回収することにより、現像ローラ上に常に安定したトナー層を形成できる現像装置及びそれを備えた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】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明は、少なくともキャリア及びトナーを含む二成分現像剤が用いられ、像担持体に対向配置される現像ローラと、該現像ローラに対向配置される磁気ローラと、該磁気ローラの回転方向に対し前記現像ローラの上流側に対向配置される磁性体若しくは非磁性体の穂切りブレードと、前記磁気ローラの内部に配置され前記現像ローラに対向する主極及び前記穂切りブレードに対向する規制極を含む複数の磁極を有する磁気ローラ側磁極と、前記現像ローラの内部において前記磁気ローラに対向配置され前記主極と異極性である現像ローラ側磁極と、を備え、前記磁気ローラ上に形成される磁気ブラシを用いて前記現像ローラにトナーを供給して像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、非画像形成時に、前記現像ローラ及び前記磁気ローラの対向部分と前記穂切りブレードとの間に現像剤溜まりが発生するように前記磁気ローラ側磁極または前記現像ローラ側磁極のうち少なくとも一方を移動させることを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記現像ローラ側磁極に対し同極性の磁極が対向するように前記磁気ローラ側磁極を回転移動させることを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記磁気ローラ側磁極は、前記磁気ローラの回転方向に対し前記規制極の上流側に位置する規制極と異極性の汲上極と、前記主極の下流側に位置する主極と異極性の搬送極とを有し、前記現像ローラ側磁極に対し前記搬送極が対向するように前記磁気ローラ側磁極を回転移動させることを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記現像ローラ側磁極を前記穂切りブレード側に回転移動させることを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記現像ローラ側磁極を回転移動させると共に前記磁気ローラを逆回転させることを特徴としている。
【００１８】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記磁気ローラの逆回転速度は、画像形成時における前記磁気ローラの回転速度よりも遅いことを特徴としている。
【００１９】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記磁気ローラが、前記現像ローラの下方に配置されることを特徴としている。
【００２０】
また本発明は、上記構成の現像装置が搭載された画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の第１の構成によれば、磁気ローラ側磁極または現像ローラ側磁極の移動により現像ローラ及び磁気ローラの対向部分と穂切りブレードとの間に発生する現像剤溜まりを用いて穂切りブレード上に堆積するトナーを効率良く回収することにより、現像ローラ上に常に安定したトナー薄層を形成することができる。
【００２２】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の現像装置において、現像ローラ側磁極に対し同極性の磁極が対向するように磁気ローラ側磁極を回転移動させることにより、現像ローラと磁気ローラとの間に反発する磁界が発生して現像剤の通過が規制されるため、現像ローラ及び磁気ローラの対向部分と穂切りブレードとの間に現像剤溜まりを容易に形成することができる。
【００２３】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の現像装置において、磁気ローラ側磁極は、磁気ローラの回転方向に対し規制極の上流側に位置する規制極と異極性の汲上極と、主極の下流側に位置する主極と異極性の搬送極とを有し、現像ローラ側磁極に対し搬送極が対向するように磁気ローラ側磁極を回転移動させることにより、規制極が本来の汲上極の位置に配置されるため磁気ローラ上への現像剤の汲み上げ力が低下しない。従って、現像ローラ及び磁気ローラの対向部分と穂切りブレードとの間に十分な現像剤溜まりを形成することができる。
【００２４】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１の構成の現像装置において、現像ローラ側磁極を穂切りブレード側に回転移動させることにより、穂切りブレード下流側近傍の磁力線の向きが変化するため、現像ローラ及び磁気ローラの対向部分と穂切りブレードとの間に現像剤溜まりを容易に形成することができる。
【００２５】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第４の構成の現像装置において、現像ローラ側磁極を移動させると共に磁気ローラを逆回転させることにより、磁気ローラと共に移動する現像剤溜まりが穂切りブレードの下流側面に押し付けられるため、穂切りブレード上のトナーをより効果的に回収することができる。
【００２６】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第５の構成の現像装置において、磁気ローラの逆回転速度を画像形成時における回転速度よりも遅くすることにより、磁気ローラの回転で発生する風圧によるトナー飛散を防止してトナーの回収効率を高めることができる。
【００２７】
また、本発明の第７の構成によれば、上記第１乃至第６のいずれかの構成の現像装置において、特にトナーが堆積し易い磁気ローラが現像ローラの下方に位置する構成であっても、堆積トナーを効率良く回収して磁気ローラ上への堆積トナーの落下を防止することができる。
【００２８】
また、本発明の第８の構成によれば、上記第１乃至第７のいずれかの構成の現像装置を搭載することにより、穂切りブレード上に堆積したトナーによる現像ローラ上のトナー薄層の乱れを発生させず、長期間に亘って良好な画像が得られる画像形成装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の現像装置が搭載された画像形成装置の全体構成を示す概略図
【図２】本発明の第１実施形態に係る現像装置の構成を示す側面断面図
【図３】現像ローラ及び磁気ローラに印加されるバイアス波形の一例を示す図
【図４】穂切りブレード上にトナーが堆積した状態を示す模式図
【図５】第１実施形態の現像装置において、磁気ローラ内の磁極を回転させて穂切りブレード上に堆積したトナーを除去する様子を示す模式図
【図６】第２実施形態の現像装置において、現像ローラ内の磁極を回転させて穂切りブレード上に堆積したトナーを除去する様子を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の現像装置が搭載された画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラー画像形成装置について示している。カラー画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
【００３１】
この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、さらに駆動手段（図示せず）により図１において時計回りに回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次転写された後、二次転写ローラ９において転写紙Ｐ上に一度に転写され、さらに、定着部７において転写紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。
【００３２】
トナー像が転写される転写紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ対１２ｂを介して二次転写ローラ９へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。また、二次転写ローラ９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナーを除去するためのブレード状のベルトクリーナ１９が配置されている。
【００３３】
次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光ユニット４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング部５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。
【００３４】
ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット４によって光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。このトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００３５】
そして、中間転写ベルト８に所定の転写電圧で電界が付与された後、一次転写ローラ６ａ〜６ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング部５ａ〜５ｄにより除去される。
【００３６】
中間転写ベルト８は、上流側の搬送ローラ１０と、下流側の駆動ローラ１１を含む複数の張架ローラに掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１１の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラ対１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラ９へ搬送され、フルカラー画像が転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは定着部７へと搬送される。
【００３７】
定着部７に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラ対１３により加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ対１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００３８】
一方、転写紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着部７を通過した転写紙Ｐの一部を一旦排出ローラ対１５から装置外部にまで突出させる。その後、転写紙Ｐは排出ローラ対１５を逆回転させることにより分岐部１４で用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態でレジストローラ対１２ｂに再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラ９により転写紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着部７に搬送されてトナー像が定着された後、排出ローラ対１５から排出トレイ１７に排出される。
【００３９】
図２は、本発明の第１実施形態に係る現像装置の構成を示す側面断面図である。なお、ここでは図１の画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａについて説明するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置される現像装置３ｂ〜３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。
【００４０】
図２に示すように、現像装置３ａは、二成分現像剤（以下、単に現像剤ともいう）が収納される現像容器２０を備えており、現像容器２０は仕切壁２０ａによって第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃに区画され、第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃには図示しないトナーコンテナから供給されるトナー（正帯電トナー）をキャリアと混合して撹拌し、帯電させるための第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂが回転可能に配設されている。
【００４１】
そして、第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂによって現像剤が攪拌されつつ軸方向に搬送され、仕切壁２０ａに形成された現像剤通過路（図示せず）を介して第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃ間を循環する。図示の例では、現像容器２０は左斜め上方に延在しており、現像容器２０内において第２攪拌スクリュー２１ｂの上方には磁気ローラ２２が配置され、磁気ローラ２２の左斜め上方には現像ローラ２３が対向配置されている。そして、現像ローラ２３は現像容器２０の開口側（図２の左側）において感光体ドラム１ａに対向しており、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３は図中時計回りに回転する。
【００４２】
なお、現像容器２０には、第１攪拌スクリュー２１ａと対面してトナー濃度センサ（図示せず）が配置されており、トナー濃度センサで検知されるトナー濃度に応じて補給装置（図示せず）からトナー補給口２０ｄを介して現像容器２０内にトナーが補給される。
【００４３】
磁気ローラ２２は、非磁性の回転スリーブ２２ａと、回転スリーブに内包される複数の磁極を有する磁気ローラ側磁極２２ｂで構成されている。本実施形態では、磁気ローラ側磁極２２ｂは、主極３５、規制極（穂切り用磁極）３６、搬送極３７、剥離極３８、及び汲上極３９の５極構成である。磁気ローラ側磁極２２ｂは、中心軸を支軸として各磁極３５〜３９の相対位置を保持した状態で回転可能に配置されている。
【００４４】
また、現像容器２０には穂切りブレード２５が磁気ローラ２２の長手方向（図２の紙面表裏方向）に沿って取り付けられており、穂切りブレード２５は、磁気ローラ２２の回転方向（図中時計回り）において、現像ローラ２３と磁気ローラ２２との対向位置よりも上流側に位置付けられている。そして、穂切りブレード２５の先端部と磁気ローラ２２表面との間には僅かな隙間（ギャップ）が形成されている。
【００４５】
現像ローラ２３は、円筒状の現像スリーブ２３ａと、現像スリーブ２３ａ内に固定された現像ローラ側磁極２３ｂで構成されており、磁気ローラ２２と現像ローラ２３とはその対面位置（対向位置）において所定のギャップをもって対向している。現像ローラ側磁極２３ｂは、磁気ローラ側磁極２２ｂの対向する磁極（主極）３５と異極性である。
【００４６】
現像ローラ２３には、直流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）という）を印加する第１バイアス回路３０が接続されており、磁気ローラ２２には、直流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＡＣ）という）を印加する第２バイアス回路３１が接続されている。また、第１バイアス回路３０及び第２バイアス回路３１は共通のグランドに接地されている。
【００４７】
第１バイアス回路３０及び第２バイアス回路３１には電圧可変装置３３が接続されており、現像ローラ２３に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）及び磁気ローラ２２に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）、Ｖｍａｇ（ＡＣ）を可変できるようになっている。
【００４８】
前述のように、第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂによって、現像剤が攪拌されつつ現像容器２０内を循環してトナーを帯電させ、第２攪拌スクリュー２１ｂによって現像剤が磁気ローラ２２に搬送される。穂切りブレード２５には磁気ローラ側磁極２２ｂの規制極３６が対向するため、穂切りブレード２５として非磁性体或いは規制極３６と異極性の磁性体を用いることにより、穂切りブレード２５の先端と回転スリーブ２２ａとの隙間に引き合う方向の磁界が発生する。
【００４９】
この磁界により、穂切りブレード２５と回転スリーブ２２ａとの間に磁気ブラシが形成される。そして、磁気ローラ２２上の磁気ブラシは穂切りブレード２５によって層厚規制された後、現像ローラ２３に対向する位置に移動すると、磁気ローラ側磁極２２ｂの主極３５及び現像ローラ側磁極２３ｂにより引き合う磁界が付与されるため、磁気ブラシは現像ローラ２３表面に接触する。そして、磁気ローラ２２に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）と現像ローラ２３に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）との電位差ΔＶ、及び磁界によって現像ローラ２３上にトナー薄層を形成する。
【００５０】
現像ローラ２３上のトナー層厚は現像剤の抵抗や磁気ローラ２２と現像ローラ２３との回転速度差等によっても変化するが、ΔＶによって制御することができる。ΔＶを大きくすると現像ローラ２３上のトナー層は厚くなり、ΔＶを小さくすると薄くなる。現像時におけるΔＶの範囲は一般的に１００Ｖ〜３５０Ｖ程度が適切である。
【００５１】
図３は、現像ローラ２３及び磁気ローラ２２に印加されるバイアス波形の一例を示す図である。図３（ａ）に示すように、現像ローラ２３には、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）にピークツーピーク値がＶｐｐ１である矩形波のＶｓｌｖ（ＡＣ）を重畳した合成波形Ｖｓｌｖ（実線）が第１バイアス回路３０から印加される。また、磁気ローラ２２には、Ｖｍａｇ（ＤＣ）にピークツーピーク値がＶｐｐ２であり、且つＶｓｌｖ（ＡＣ）と位相が異なる矩形波のＶｍａｇ（ＡＣ）を重畳した合成波形Ｖｍａｇ（破線）が第２バイアス回路３１から印加される。
【００５２】
従って、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３間（以下、ＭＳ間という）に印加される電圧は、図３（ｂ）に示すようなＶｐｐ（ｍａｘ）とＶｐｐ（ｍｉｎ）を有する合成波形Ｖｍａｇ−Ｖｓｌｖとなる。なお、Ｖｍａｇ（ＡＣ）はＶｓｌｖ（ＡＣ）よりもＤｕｔｙ比が大きくなるように設定される。実際には図３で示すような完全な矩形波ではなく、一部が歪んだ形状の交流電圧が印加される。
【００５３】
磁気ブラシによって現像ローラ２３上に形成されたトナー薄層は、現像ローラ２３の回転によって感光体ドラム１ａと現像ローラ２３との対向部分に搬送される。現像ローラ２３にはＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｓｌｖ（ＡＣ）が印加されているため、感光体ドラム１ａとの間の電位差によってトナーが飛翔し、感光体ドラム１ａ上の静電潜像が現像される。
【００５４】
さらに回転スリーブ２２ａが時計回りに回転すると、今度は主極３５に隣接する異極性の搬送極３７により発生する水平方向（ローラ周方向）の磁界により磁気ブラシは現像ローラ２３表面から引き離され、現像に用いられずに残ったトナーが現像ローラ２３から回転スリーブ２２ａ上に回収される。さらに回転スリーブ２２ａが回転すると、磁気ローラ側磁極２２ｂの剥離極３８及びこれと同極性の汲上極３９により反発する磁界が付与されるため、トナーは現像容器２０内で回転スリーブ２２ａから離脱する。そして、第２攪拌スクリュー２１ｂにより攪拌、搬送された後、再び適正なトナー濃度で均一に帯電された二成分現像剤として汲上極３９により再び回転スリーブ２２ａ上に磁気ブラシを形成し、穂切りブレード２５へ搬送される。
【００５５】
ところで、図２の現像装置３ａでは、穂切りブレード２５が略水平に配置されているため、穂切りブレード２５上に飛散トナーが堆積し易い。図４は、穂切りブレード上にトナーが堆積した状態を示す模式図である。なお、図４では説明の便宜上、磁気ローラ２２、現像ローラ２３、穂切りブレード２５のみを図示している。また、磁気ローラ２２内の各磁極３５〜３９（磁気ローラ側磁極２２ｂ）、及び現像ローラ側磁極２３ｂのハッチングは極性の異同を示している。即ち、斜線で示す主極３５、剥離極３８及び汲上極３９が同極性（例えばＮ極）であり、ドットで示す規制極３６、搬送極３７及び現像ローラ側磁極２３ｂが同極性（例えばＳ極）である（以下、図５、図６においても同じ）。
【００５６】
図４に示すように、現像装置３ａの駆動に伴い回転スリーブ２２ａ上に形成された磁気ブラシ４０が現像ローラ２３に接触することによって現像スリーブ２３ａ上にトナーが移動し、トナー薄層４１が形成される。一方、現像ローラ２３との対向部分で磁気ブラシ４０から離れたトナーの一部が飛散し、回転スリーブ２２ａの回転方向（時計回り）に対し穂切りブレード２５の下流側面２５ａに堆積してトナー溜まり４３が生じる。トナー溜まり４３が大きくなると、磁気ローラ２２上に落下したり、トナー薄層４１に接触したりして安定したトナー薄層４１の形成を妨げる。
【００５７】
そこで、本実施形態の現像装置３ａでは、図５に示すように、非画像形成時に磁気ローラ２２内の磁気ローラ側磁極２２ｂを反時計回りに所定量だけ回転移動させる。これにより、現像ローラ側磁極２３ｂには同極性の搬送極３７が対向するため、現像ローラ側磁極２３ｂと主極３５との間に磁力線Ｇ（図５に破線で示す）が発生する。その結果、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３の対向部分において反発する磁界が発生し、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３の対向部分における現像剤の移動が規制され、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３の対向部分と穂切りブレード２５との間に現像剤溜まり４５が形成される。
【００５８】
そして、現像剤溜まり４５が穂切りブレード２５上のトナー溜まり４３に接触しながら回転スリーブ２２ａと共に回転することで、トナー溜まり４３が現像剤中に取り込まれる。回転スリーブ２２ａの回転に伴い現像剤溜まり４５は徐々に増大していくため、回転スリーブ２２ａを所定時間回転させてトナー溜まり４３を十分に回収した後、磁気ローラ側磁極２２ｂを時計回りに回転移動させて元の位置に戻し、現像剤溜まり４５を解消した後に画像形成処理を開始する。
【００５９】
上記の手順により、穂切りブレード２５上のトナー溜まり４３を解消して常に安定したトナー薄層４１を形成することができる。なお、穂切りブレード２５上に堆積するトナー量は印字枚数、即ち現像装置の駆動時間に比例して多くなるため、累積印字枚数、或いは各現像装置３ａ〜３ｄの累積駆動時間に応じて磁気ローラ側磁極２２ｂを回転移動させるタイミングを決定すれば良い。
【００６０】
また、図５では磁気ローラ側磁極２２ｂを反時計回りに回転移動させて、現像ローラ側磁極２３ｂに同極性の搬送極３７が対向するようにしたが、磁気ローラ側磁極２２ｂを時計回りに回転移動させて、現像ローラ側磁極２３ｂに同極性の規制極３６が対向するようにしても良い。この場合においても図５と同様に、磁気ローラ２２上に形成される現像剤溜まり４５を用いて穂切りブレード２５上のトナー溜まり４３を効率良く回収することができる。
【００６１】
しかし、現像ローラ側磁極２３ｂと規制極３６とを対向させた場合は、図４の汲上極３９の位置に磁極が存在しなくなるため、回転スリーブ２２ａ上への現像剤の汲み上げ力が低下し、現像剤溜まり４５の形成に不利となる。一方、現像ローラ側磁極２３ｂと搬送極３７とを対向させた場合は、図５に示すように規制極３６が図４の汲上極３９の位置に配置されるため、回転スリーブ２２ａ上への現像剤の汲み上げ力が低下しない。従って、現像ローラ側磁極２３ｂと搬送極３７とが対向するように磁気ローラ側磁極２２ｂを回転させることが好ましい。
【００６２】
次に、本発明の第２実施形態の現像装置についで説明する。本実施形態では、磁気ローラ側磁極２２ｂは固定され、代わりに現像ローラ側磁極２３ｂが中心軸を支軸として回転可能に配置されている。他の部分の構成及び現像装置の動作については図２に示す第１実施形態と全く同様であるため説明を省略する。
【００６３】
本実施形態の現像装置３ａでは、図６に示すように、非画像形成時に現像ローラ２３内の現像ローラ側磁極２３ｂを穂切りブレード２５側（時計回り）に所定量だけ回転移動させる。これにより、現像ローラ側磁極２３ｂと主極３５との間の磁力線が大きく湾曲し、破線で示すような磁力線Ｇが発生する。その結果、図５と同様に、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３の対向部分と穂切りブレード２５との間に現像剤溜まり４５が形成される。
【００６４】
この状態で回転スリーブ２２ａを回転させることで、第１実施形態と同様に現像剤溜まり４５を用いて穂切りブレード２５上のトナー溜まり４３を効率良く回収することができる。
【００６５】
さらに、本実施形態では、現像剤溜まり４５を用いてトナー溜まり４３を回収している間は、回転スリーブ２２ａを逆回転（図６では反時計回り）させることが好ましい。この場合、剥離極３８により回転スリーブ２２ａ上に汲み上げられた現像剤は、搬送極３７、主極３５の磁力により回転スリーブ２２ａと共に移動して穂切りブレード２５の下流側（逆回転時の上流側）に供給される。
【００６６】
従って、回転スリーブ２２ａを正回転（図６では時計回り）させる場合に比べて現像剤溜まり４５の形成に有利となる。また、回転スリーブ２２ａの逆回転によって現像剤溜まり４５が穂切りブレード２５の下流側面２５ａに押し付けられるため、トナー溜まり４３をより効果的に回収することができる。さらに、穂切りブレードと磁気ローラとの隙間に詰まったトナー凝集物を除去する効果も期待できる。
【００６７】
このとき、回転スリーブ２２ａの逆回転速度が速すぎると、穂切りブレード２５上に堆積したトナーが回転スリーブ２２ａの回転により発生する風圧で飛散してしまい、トナー溜まり４３の回収効率が低下する。そこで、回転スリーブ２２ａの逆回転速度は画像形成時の回転速度よりも遅くすることが好ましい。
【００６８】
その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態では帯電方向が正（プラス側）である正帯電トナーを用いる現像装置を例に挙げて説明したが、帯電方向が負（マイナス側）である負帯電トナーを用いる現像装置にも全く同様に適用可能である。
【００６９】
また、上記各実施形態では、磁気ローラ側磁極２２ｂ或いは現像ローラ側磁極２３ｂのいずれかを回転移動させて現像剤溜まり４５を発生させたが、磁気ローラ側磁極２２ｂ及び現像ローラ側磁極２３ｂの両方を回転移動させても良い。さらに、磁極の移動方法も回転移動に限らず、例えば現像ローラ側磁極２３ｂを穂切りブレード２５側に平行移動させることもできる。
【００７０】
また、本発明は図１に示したタンデム式のカラープリンタに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、モノクロプリンタ及びロータリー現像式のカラープリンタ及びカラー複写機、ファクシミリ等、磁性キャリアとトナーとから成る二成分現像剤を使用し、現像ローラに帯電したトナーのみを保持させて像担持体上の静電潜像を現像する現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、磁気ローラを用いて現像ローラ上に帯電したトナーのみを保持させて像担持体上の静電潜像を現像する現像装置に利用可能であり、非画像形成時に現像ローラ及び磁気ローラの対向部分と穂切りブレードとの間に現像剤溜まりが発生するように磁気ローラ側磁極または現像ローラ側磁極のうち少なくとも一方を移動させるものである。
【００７２】
これにより、穂切りブレードの下流側近傍に現像剤溜まりを発生させて穂切りブレード上に堆積したトナーを効率良く回収可能な現像装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ 現像装置
２１ａ 第１攪拌スクリュー
２１ｂ 第２攪拌スクリュー
２２ 磁気ローラ
２２ａ 回転スリーブ
２２ｂ 磁気ローラ側磁極
２３ 現像ローラ
２３ａ 現像スリーブ
２３ｂ 現像ローラ側磁極
２５ 穂切りブレード
３５ 主極
３６ 規制極
３７ 搬送極
３８ 剥離極
３９ 汲上極
４０ 磁気ブラシ
４１ トナー薄層
４３ トナー溜まり
４５ 現像剤溜まり
１００ 画像形成装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に搭載される現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、磁性キャリアとトナーとから成る二成分現像剤を使用し、トナー担持体に帯電したトナーのみを保持させて像担持体上の静電潜像を現像する現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置における乾式トナーを用いた現像方式としては、キャリアを用いない一成分現像方式と、磁性キャリア（以下、単にキャリアともいう）を用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、現像ローラ上に形成されたトナー及びキャリアから成る磁気ブラシにより感光体上の静電潜像を現像する二成分現像方式とが知られている。
【０００３】
一成分現像方式は、磁気ブラシによって像担持体上の静電潜像が乱されることがなく高画質化に適している反面、規制ブレードにトナーが付着し、層形成が不均一になって画像欠陥をきたすことがあった。
【０００４】
また、色重ねを行うカラー印刷の場合、カラートナーに透過性が要求されるため、非磁性トナーである必要がある。そこで、フルカラー画像形成装置においてはキャリアを用いてトナーを帯電及び搬送する二成分現像方式を採用する場合が多い。しかし、二成分現像方式は安定した帯電量を長期間維持することができトナーの長寿命化に適している反面、前述した磁気ブラシによる影響のため画質の面で不利であった。
【０００５】
これらの問題を解決する手段の一つとして、磁気ローラ（トナー供給部材）を用いて現像剤を感光体（像担持体）に対して非接触に設置した現像ローラ（トナー担持体）上に移行させる際に、磁気ローラ上に磁性キャリアを残したまま現像ローラ上に非磁性トナーのみを転移させてトナー薄層を形成し、交流電界によって感光体上の静電潜像にトナーを付着させる現像方式が提案されている。
【０００６】
上記の現像方式の場合、磁気ローラ上の現像剤層を規制する穂切りブレードを現像剤が通過する際に圧力が掛かるため、トナーの凝集物が生じることがあり、この凝集物がブレードと磁気ローラの隙間に詰まって画像に筋状の白抜けが発生するという問題があった。
【０００７】
また、磁気ローラと現像ローラの対向部分において磁気ローラから現像ローラへトナーが受け渡されるが、現像ローラ上のトナー層厚を一定以上に維持するために現像剤中のキャリアに対するトナーの割合を高くした場合、磁気ブラシから離れたトナーが飛散し易くなり、飛散したトナーが穂切りブレード上に堆積する。
【０００８】
特に、穂切りブレードが略水平に配置され、磁気ローラが現像ローラの下方に位置する構成の現像装置においては、ブレード上に堆積したトナーが磁気ローラ上に落下すると、キャリアと共に攪拌されていないトナーが現像ローラ側に移動するため現像ローラ上のトナー層に影響を及ぼすおそれがある。さらに、ブレード上へのトナーの堆積が顕著になると、堆積したトナーが現像ローラと接触して現像ローラ上のトナー層を乱すことになる。
【０００９】
特許文献１には、ドクターブレードと現像スリーブとの隙間に詰まったトナー凝集物を除去する方法として、現像スリーブを逆回転させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平３−１０３８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１の方法を磁気ローラと現像ローラを用いる上記の現像方式に適用した場合、穂切りブレード上に堆積するトナーについてもある程度は回収できる。しかし、トナーの回収効率が十分でないため、飛散トナーによる現像ローラ上のトナー層の乱れを完全に防止できなかった。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑み、穂切りブレード上に堆積したトナーを効率良く回収することにより、現像ローラ上に常に安定したトナー層を形成できる現像装置及びそれを備えた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】
【００１３】
上記目的を達成するために本発明は、少なくともキャリア及びトナーを含む二成分現像剤が用いられ、像担持体に対向配置される現像ローラと、該現像ローラに対向配置される磁気ローラと、該磁気ローラの回転方向に対し前記現像ローラの上流側に対向配置される磁性体若しくは非磁性体の穂切りブレードと、前記磁気ローラの内部に配置され前記現像ローラに対向する主極及び前記穂切りブレードに対向する規制極を含む複数の磁極を有する磁気ローラ側磁極と、前記現像ローラの内部において前記磁気ローラに対向配置され前記主極と異極性である現像ローラ側磁極と、を備え、前記磁気ローラ上に形成される磁気ブラシを用いて前記現像ローラにトナーを供給して像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、非画像形成時に、前記現像ローラ及び前記磁気ローラの対向部分と前記穂切りブレードとの間に現像剤溜まりが発生するように前記磁気ローラ側磁極または前記現像ローラ側磁極のうち少なくとも一方を移動させることを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記現像ローラ側磁極に対し同極性の磁極が対向するように前記磁気ローラ側磁極を回転移動させることを特徴としている。
【００１５】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記磁気ローラ側磁極は、前記磁気ローラの回転方向に対し前記規制極の上流側に位置する規制極と異極性の汲上極と、前記主極の下流側に位置する主極と異極性の搬送極とを有し、前記現像ローラ側磁極に対し前記搬送極が対向するように前記磁気ローラ側磁極を回転移動させることを特徴としている。
【００１６】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記現像ローラ側磁極を前記穂切りブレード側に回転移動させることを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記現像ローラ側磁極を回転移動させると共に前記磁気ローラを逆回転させることを特徴としている。
【００１８】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記磁気ローラの逆回転速度は、画像形成時における前記磁気ローラの回転速度よりも遅いことを特徴としている。
【００１９】
また本発明は、上記構成の現像装置において、前記磁気ローラが、前記現像ローラの下方に配置されることを特徴としている。
【００２０】
また本発明は、上記構成の現像装置が搭載された画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の第１の構成によれば、磁気ローラ側磁極または現像ローラ側磁極の移動により現像ローラ及び磁気ローラの対向部分と穂切りブレードとの間に発生する現像剤溜まりを用いて穂切りブレード上に堆積するトナーを効率良く回収することにより、現像ローラ上に常に安定したトナー薄層を形成することができる。
【００２２】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の現像装置において、現像ローラ側磁極に対し同極性の磁極が対向するように磁気ローラ側磁極を回転移動させることにより、現像ローラと磁気ローラとの間に反発する磁界が発生して現像剤の通過が規制されるため、現像ローラ及び磁気ローラの対向部分と穂切りブレードとの間に現像剤溜まりを容易に形成することができる。
【００２３】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の現像装置において、磁気ローラ側磁極は、磁気ローラの回転方向に対し規制極の上流側に位置する規制極と異極性の汲上極と、主極の下流側に位置する主極と異極性の搬送極とを有し、現像ローラ側磁極に対し搬送極が対向するように磁気ローラ側磁極を回転移動させることにより、規制極が本来の汲上極の位置に配置されるため磁気ローラ上への現像剤の汲み上げ力が低下しない。従って、現像ローラ及び磁気ローラの対向部分と穂切りブレードとの間に十分な現像剤溜まりを形成することができる。
【００２４】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１の構成の現像装置において、現像ローラ側磁極を穂切りブレード側に回転移動させることにより、穂切りブレード下流側近傍の磁力線の向きが変化するため、現像ローラ及び磁気ローラの対向部分と穂切りブレードとの間に現像剤溜まりを容易に形成することができる。
【００２５】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第４の構成の現像装置において、現像ローラ側磁極を移動させると共に磁気ローラを逆回転させることにより、磁気ローラと共に移動する現像剤溜まりが穂切りブレードの下流側面に押し付けられるため、穂切りブレード上のトナーをより効果的に回収することができる。
【００２６】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第５の構成の現像装置において、磁気ローラの逆回転速度を画像形成時における回転速度よりも遅くすることにより、磁気ローラの回転で発生する風圧によるトナー飛散を防止してトナーの回収効率を高めることができる。
【００２７】
また、本発明の第７の構成によれば、上記第１乃至第６のいずれかの構成の現像装置において、特にトナーが堆積し易い磁気ローラが現像ローラの下方に位置する構成であっても、堆積トナーを効率良く回収して磁気ローラ上への堆積トナーの落下を防止することができる。
【００２８】
また、本発明の第８の構成によれば、上記第１乃至第７のいずれかの構成の現像装置を搭載することにより、穂切りブレード上に堆積したトナーによる現像ローラ上のトナー薄層の乱れを発生させず、長期間に亘って良好な画像が得られる画像形成装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の現像装置が搭載された画像形成装置の全体構成を示す概略図
【図２】本発明の第１実施形態に係る現像装置の構成を示す側面断面図
【図３】現像ローラ及び磁気ローラに印加されるバイアス波形の一例を示す図
【図４】穂切りブレード上にトナーが堆積した状態を示す模式図
【図５】第１実施形態の現像装置において、磁気ローラ内の磁極を回転させて穂切りブレード上に堆積したトナーを除去する様子を示す模式図
【図６】第２実施形態の現像装置において、現像ローラ内の磁極を回転させて穂切りブレード上に堆積したトナーを除去する様子を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の現像装置が搭載された画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラー画像形成装置について示している。カラー画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
【００３１】
この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、さらに駆動手段（図示せず）により図１において時計回りに回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次転写された後、二次転写ローラ９において転写紙Ｐ上に一度に転写され、さらに、定着部７において転写紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。
【００３２】
トナー像が転写される転写紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ対１２ｂを介して二次転写ローラ９へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。また、二次転写ローラ９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナーを除去するためのブレード状のベルトクリーナ１９が配置されている。
【００３３】
次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光ユニット４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング部５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。
【００３４】
ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット４によって光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。このトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００３５】
そして、中間転写ベルト８に所定の転写電圧で電界が付与された後、一次転写ローラ６ａ〜６ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング部５ａ〜５ｄにより除去される。
【００３６】
中間転写ベルト８は、上流側の搬送ローラ１０と、下流側の駆動ローラ１１を含む複数の張架ローラに掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１１の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラ対１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラ９へ搬送され、フルカラー画像が転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは定着部７へと搬送される。
【００３７】
定着部７に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラ対１３により加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ対１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００３８】
一方、転写紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着部７を通過した転写紙Ｐの一部を一旦排出ローラ対１５から装置外部にまで突出させる。その後、転写紙Ｐは排出ローラ対１５を逆回転させることにより分岐部１４で用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態でレジストローラ対１２ｂに再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラ９により転写紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着部７に搬送されてトナー像が定着された後、排出ローラ対１５から排出トレイ１７に排出される。
【００３９】
図２は、本発明の第１実施形態に係る現像装置の構成を示す側面断面図である。なお、ここでは図１の画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａについて説明するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置される現像装置３ｂ〜３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。
【００４０】
図２に示すように、現像装置３ａは、二成分現像剤（以下、単に現像剤ともいう）が収納される現像容器２０を備えており、現像容器２０は仕切壁２０ａによって第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃに区画され、第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃには図示しないトナーコンテナから供給されるトナー（正帯電トナー）をキャリアと混合して撹拌し、帯電させるための第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂが回転可能に配設されている。
【００４１】
そして、第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂによって現像剤が攪拌されつつ軸方向に搬送され、仕切壁２０ａに形成された現像剤通過路（図示せず）を介して第１及び第２攪拌室２０ｂ、２０ｃ間を循環する。図示の例では、現像容器２０は左斜め上方に延在しており、現像容器２０内において第２攪拌スクリュー２１ｂの上方には磁気ローラ２２が配置され、磁気ローラ２２の左斜め上方には現像ローラ２３が対向配置されている。そして、現像ローラ２３は現像容器２０の開口側（図２の左側）において感光体ドラム１ａに対向しており、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３は図中時計回りに回転する。
【００４２】
なお、現像容器２０には、第１攪拌スクリュー２１ａと対面してトナー濃度センサ（図示せず）が配置されており、トナー濃度センサで検知されるトナー濃度に応じて補給装置（図示せず）からトナー補給口２０ｄを介して現像容器２０内にトナーが補給される。
【００４３】
磁気ローラ２２は、非磁性の回転スリーブ２２ａと、回転スリーブに内包される複数の磁極を有する磁気ローラ側磁極２２ｂで構成されている。本実施形態では、磁気ローラ側磁極２２ｂは、主極３５、規制極（穂切り用磁極）３６、搬送極３７、剥離極３８、及び汲上極３９の５極構成である。磁気ローラ側磁極２２ｂは、中心軸を支軸として各磁極３５〜３９の相対位置を保持した状態で回転可能に配置されている。
【００４４】
また、現像容器２０には穂切りブレード２５が磁気ローラ２２の長手方向（図２の紙面表裏方向）に沿って取り付けられており、穂切りブレード２５は、磁気ローラ２２の回転方向（図中時計回り）において、現像ローラ２３と磁気ローラ２２との対向位置よりも上流側に位置付けられている。そして、穂切りブレード２５の先端部と磁気ローラ２２表面との間には僅かな隙間（ギャップ）が形成されている。
【００４５】
現像ローラ２３は、円筒状の現像スリーブ２３ａと、現像スリーブ２３ａ内に固定された現像ローラ側磁極２３ｂで構成されており、磁気ローラ２２と現像ローラ２３とはその対面位置（対向位置）において所定のギャップをもって対向している。現像ローラ側磁極２３ｂは、磁気ローラ側磁極２２ｂの対向する磁極（主極）３５と異極性である。
【００４６】
現像ローラ２３には、直流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）という）を印加する第１バイアス回路３０が接続されており、磁気ローラ２２には、直流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＤＣ）という）及び交流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＡＣ）という）を印加する第２バイアス回路３１が接続されている。また、第１バイアス回路３０及び第２バイアス回路３１は共通のグランドに接地されている。
【００４７】
第１バイアス回路３０及び第２バイアス回路３１には電圧可変装置３３が接続されており、現像ローラ２３に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）及び磁気ローラ２２に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）、Ｖｍａｇ（ＡＣ）を可変できるようになっている。
【００４８】
前述のように、第１攪拌スクリュー２１ａ及び第２攪拌スクリュー２１ｂによって、現像剤が攪拌されつつ現像容器２０内を循環してトナーを帯電させ、第２攪拌スクリュー２１ｂによって現像剤が磁気ローラ２２に搬送される。穂切りブレード２５には磁気ローラ側磁極２２ｂの規制極３６が対向するため、穂切りブレード２５として非磁性体或いは規制極３６と異極性の磁性体を用いることにより、穂切りブレード２５の先端と回転スリーブ２２ａとの隙間に引き合う方向の磁界が発生する。
【００４９】
この磁界により、穂切りブレード２５と回転スリーブ２２ａとの間に磁気ブラシが形成される。そして、磁気ローラ２２上の磁気ブラシは穂切りブレード２５によって層厚規制された後、現像ローラ２３に対向する位置に移動すると、磁気ローラ側磁極２２ｂの主極３５及び現像ローラ側磁極２３ｂにより引き合う磁界が付与されるため、磁気ブラシは現像ローラ２３表面に接触する。そして、磁気ローラ２２に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）と現像ローラ２３に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）との電位差ΔＶ、及び磁界によって現像ローラ２３上にトナー薄層を形成する。
【００５０】
現像ローラ２３上のトナー層厚は現像剤の抵抗や磁気ローラ２２と現像ローラ２３との回転速度差等によっても変化するが、ΔＶによって制御することができる。ΔＶを大きくすると現像ローラ２３上のトナー層は厚くなり、ΔＶを小さくすると薄くなる。現像時におけるΔＶの範囲は一般的に１００Ｖ〜３５０Ｖ程度が適切である。
【００５１】
図３は、現像ローラ２３及び磁気ローラ２２に印加されるバイアス波形の一例を示す図である。図３（ａ）に示すように、現像ローラ２３には、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）にピークツーピーク値がＶｐｐ１である矩形波のＶｓｌｖ（ＡＣ）を重畳した合成波形Ｖｓｌｖ（実線）が第１バイアス回路３０から印加される。また、磁気ローラ２２には、Ｖｍａｇ（ＤＣ）にピークツーピーク値がＶｐｐ２であり、且つＶｓｌｖ（ＡＣ）と位相が異なる矩形波のＶｍａｇ（ＡＣ）を重畳した合成波形Ｖｍａｇ（破線）が第２バイアス回路３１から印加される。
【００５２】
従って、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３間（以下、ＭＳ間という）に印加される電圧は、図３（ｂ）に示すようなＶｐｐ（ｍａｘ）とＶｐｐ（ｍｉｎ）を有する合成波形Ｖｍａｇ−Ｖｓｌｖとなる。なお、Ｖｍａｇ（ＡＣ）はＶｓｌｖ（ＡＣ）よりもＤｕｔｙ比が大きくなるように設定される。実際には図３で示すような完全な矩形波ではなく、一部が歪んだ形状の交流電圧が印加される。
【００５３】
磁気ブラシによって現像ローラ２３上に形成されたトナー薄層は、現像ローラ２３の回転によって感光体ドラム１ａと現像ローラ２３との対向部分に搬送される。現像ローラ２３にはＶｓｌｖ（ＤＣ）及びＶｓｌｖ（ＡＣ）が印加されているため、感光体ドラム１ａとの間の電位差によってトナーが飛翔し、感光体ドラム１ａ上の静電潜像が現像される。
【００５４】
さらに回転スリーブ２２ａが時計回りに回転すると、今度は主極３５に隣接する異極性の搬送極３７により発生する水平方向（ローラ周方向）の磁界により磁気ブラシは現像ローラ２３表面から引き離され、現像に用いられずに残ったトナーが現像ローラ２３から回転スリーブ２２ａ上に回収される。さらに回転スリーブ２２ａが回転すると、磁気ローラ側磁極２２ｂの剥離極３８及びこれと同極性の汲上極３９により反発する磁界が付与されるため、トナーは現像容器２０内で回転スリーブ２２ａから離脱する。そして、第２攪拌スクリュー２１ｂにより攪拌、搬送された後、再び適正なトナー濃度で均一に帯電された二成分現像剤として汲上極３９により再び回転スリーブ２２ａ上に磁気ブラシを形成し、穂切りブレード２５へ搬送される。
【００５５】
ところで、図２の現像装置３ａでは、穂切りブレード２５が略水平に配置されているため、穂切りブレード２５上に飛散トナーが堆積し易い。図４は、穂切りブレード上にトナーが堆積した状態を示す模式図である。なお、図４では説明の便宜上、磁気ローラ２２、現像ローラ２３、穂切りブレード２５のみを図示している。また、磁気ローラ２２内の各磁極３５〜３９（磁気ローラ側磁極２２ｂ）、及び現像ローラ側磁極２３ｂのハッチングは極性の異同を示している。即ち、斜線で示す主極３５、剥離極３８及び汲上極３９が同極性（例えばＮ極）であり、ドットで示す規制極３６、搬送極３７及び現像ローラ側磁極２３ｂが同極性（例えばＳ極）である（以下、図５、図６においても同じ）。
【００５６】
図４に示すように、現像装置３ａの駆動に伴い回転スリーブ２２ａ上に形成された磁気ブラシ４０が現像ローラ２３に接触することによって現像スリーブ２３ａ上にトナーが移動し、トナー薄層４１が形成される。一方、現像ローラ２３との対向部分で磁気ブラシ４０から離れたトナーの一部が飛散し、回転スリーブ２２ａの回転方向（時計回り）に対し穂切りブレード２５の下流側面２５ａに堆積してトナー溜まり４３が生じる。トナー溜まり４３が大きくなると、磁気ローラ２２上に落下したり、トナー薄層４１に接触したりして安定したトナー薄層４１の形成を妨げる。
【００５７】
そこで、本実施形態の現像装置３ａでは、図５に示すように、非画像形成時に磁気ローラ２２内の磁気ローラ側磁極２２ｂを反時計回りに所定量だけ回転移動させる。これにより、現像ローラ側磁極２３ｂには同極性の搬送極３７が対向するため、現像ローラ側磁極２３ｂと主極３５との間に磁力線Ｇ（図５に破線で示す）が発生する。その結果、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３の対向部分において反発する磁界が発生し、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３の対向部分における現像剤の移動が規制され、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３の対向部分と穂切りブレード２５との間に現像剤溜まり４５が形成される。
【００５８】
そして、現像剤溜まり４５が穂切りブレード２５上のトナー溜まり４３に接触しながら回転スリーブ２２ａと共に回転することで、トナー溜まり４３が現像剤中に取り込まれる。回転スリーブ２２ａの回転に伴い現像剤溜まり４５は徐々に増大していくため、回転スリーブ２２ａを所定時間回転させてトナー溜まり４３を十分に回収した後、磁気ローラ側磁極２２ｂを時計回りに回転移動させて元の位置に戻し、現像剤溜まり４５を解消した後に画像形成処理を開始する。
【００５９】
上記の手順により、穂切りブレード２５上のトナー溜まり４３を解消して常に安定したトナー薄層４１を形成することができる。なお、穂切りブレード２５上に堆積するトナー量は印字枚数、即ち現像装置の駆動時間に比例して多くなるため、累積印字枚数、或いは各現像装置３ａ〜３ｄの累積駆動時間に応じて磁気ローラ側磁極２２ｂを回転移動させるタイミングを決定すれば良い。
【００６０】
また、図５では磁気ローラ側磁極２２ｂを反時計回りに回転移動させて、現像ローラ側磁極２３ｂに同極性の搬送極３７が対向するようにしたが、磁気ローラ側磁極２２ｂを時計回りに回転移動させて、現像ローラ側磁極２３ｂに同極性の規制極３６が対向するようにしても良い。この場合においても図５と同様に、磁気ローラ２２上に形成される現像剤溜まり４５を用いて穂切りブレード２５上のトナー溜まり４３を効率良く回収することができる。
【００６１】
しかし、現像ローラ側磁極２３ｂと規制極３６とを対向させた場合は、図４の汲上極３９の位置に磁極が存在しなくなるため、回転スリーブ２２ａ上への現像剤の汲み上げ力が低下し、現像剤溜まり４５の形成に不利となる。一方、現像ローラ側磁極２３ｂと搬送極３７とを対向させた場合は、図５に示すように規制極３６が図４の汲上極３９の位置に配置されるため、回転スリーブ２２ａ上への現像剤の汲み上げ力が低下しない。従って、現像ローラ側磁極２３ｂと搬送極３７とが対向するように磁気ローラ側磁極２２ｂを回転させることが好ましい。
【００６２】
次に、本発明の第２実施形態の現像装置についで説明する。本実施形態では、磁気ローラ側磁極２２ｂは固定され、代わりに現像ローラ側磁極２３ｂが中心軸を支軸として回転可能に配置されている。他の部分の構成及び現像装置の動作については図２に示す第１実施形態と全く同様であるため説明を省略する。
【００６３】
本実施形態の現像装置３ａでは、図６に示すように、非画像形成時に現像ローラ２３内の現像ローラ側磁極２３ｂを穂切りブレード２５側（時計回り）に所定量だけ回転移動させる。これにより、現像ローラ側磁極２３ｂと主極３５との間の磁力線が大きく湾曲し、破線で示すような磁力線Ｇが発生する。その結果、図５と同様に、磁気ローラ２２及び現像ローラ２３の対向部分と穂切りブレード２５との間に現像剤溜まり４５が形成される。
【００６４】
この状態で回転スリーブ２２ａを回転させることで、第１実施形態と同様に現像剤溜まり４５を用いて穂切りブレード２５上のトナー溜まり４３を効率良く回収することができる。
【００６５】
さらに、本実施形態では、現像剤溜まり４５を用いてトナー溜まり４３を回収している間は、回転スリーブ２２ａを逆回転（図６では反時計回り）させることが好ましい。この場合、剥離極３８により回転スリーブ２２ａ上に汲み上げられた現像剤は、搬送極３７、主極３５の磁力により回転スリーブ２２ａと共に移動して穂切りブレード２５の下流側（逆回転時の上流側）に供給される。
【００６６】
従って、回転スリーブ２２ａを正回転（図６では時計回り）させる場合に比べて現像剤溜まり４５の形成に有利となる。また、回転スリーブ２２ａの逆回転によって現像剤溜まり４５が穂切りブレード２５の下流側面２５ａに押し付けられるため、トナー溜まり４３をより効果的に回収することができる。さらに、穂切りブレードと磁気ローラとの隙間に詰まったトナー凝集物を除去する効果も期待できる。
【００６７】
このとき、回転スリーブ２２ａの逆回転速度が速すぎると、穂切りブレード２５上に堆積したトナーが回転スリーブ２２ａの回転により発生する風圧で飛散してしまい、トナー溜まり４３の回収効率が低下する。そこで、回転スリーブ２２ａの逆回転速度は画像形成時の回転速度よりも遅くすることが好ましい。
【００６８】
その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態では帯電方向が正（プラス側）である正帯電トナーを用いる現像装置を例に挙げて説明したが、帯電方向が負（マイナス側）である負帯電トナーを用いる現像装置にも全く同様に適用可能である。
【００６９】
また、上記各実施形態では、磁気ローラ側磁極２２ｂ或いは現像ローラ側磁極２３ｂのいずれかを回転移動させて現像剤溜まり４５を発生させたが、磁気ローラ側磁極２２ｂ及び現像ローラ側磁極２３ｂの両方を回転移動させても良い。さらに、磁極の移動方法も回転移動に限らず、例えば現像ローラ側磁極２３ｂを穂切りブレード２５側に平行移動させることもできる。
【００７０】
また、本発明は図１に示したタンデム式のカラープリンタに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、モノクロプリンタ及びロータリー現像式のカラープリンタ及びカラー複写機、ファクシミリ等、磁性キャリアとトナーとから成る二成分現像剤を使用し、現像ローラに帯電したトナーのみを保持させて像担持体上の静電潜像を現像する現像装置を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、磁気ローラを用いて現像ローラ上に帯電したトナーのみを保持させて像担持体上の静電潜像を現像する現像装置に利用可能であり、非画像形成時に現像ローラ及び磁気ローラの対向部分と穂切りブレードとの間に現像剤溜まりが発生するように磁気ローラ側磁極または現像ローラ側磁極のうち少なくとも一方を移動させるものである。
【００７２】
これにより、穂切りブレードの下流側近傍に現像剤溜まりを発生させて穂切りブレード上に堆積したトナーを効率良く回収可能な現像装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ 現像装置
２１ａ 第１攪拌スクリュー
２１ｂ 第２攪拌スクリュー
２２ 磁気ローラ
２２ａ 回転スリーブ
２２ｂ 磁気ローラ側磁極
２３ 現像ローラ
２３ａ 現像スリーブ
２３ｂ 現像ローラ側磁極
２５ 穂切りブレード
３５ 主極
３６ 規制極
３７ 搬送極
３８ 剥離極
３９ 汲上極
４０ 磁気ブラシ
４１ トナー薄層
４３ トナー溜まり
４５ 現像剤溜まり
１００ 画像形成装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともキャリア及びトナーを含む二成分現像剤が用いられ、像担持体に対向配置される現像ローラと、
該現像ローラに対向配置される磁気ローラと、
該磁気ローラの回転方向に対し前記現像ローラの上流側に対向配置される磁性体若しくは非磁性体の穂切りブレードと、
前記磁気ローラの内部に配置され前記現像ローラに対向する主極及び前記穂切りブレードに対向する規制極を含む複数の磁極を有する磁気ローラ側磁極と、
前記現像ローラの内部において前記磁気ローラに対向配置され前記主極と異極性である現像ローラ側磁極と、を備え、
前記磁気ローラ上に形成される磁気ブラシを用いて前記現像ローラにトナーを供給して像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、
非画像形成時に、前記現像ローラ及び前記磁気ローラの対向部分と前記穂切りブレードとの間に現像剤溜まりが発生するように前記磁気ローラ側磁極または前記現像ローラ側磁極のうち少なくとも一方を移動させることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像ローラ側磁極に対し同極性の磁極が対向するように前記磁気ローラ側磁極を回転移動させることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記磁気ローラ側磁極は、前記磁気ローラの回転方向に対し前記規制極の上流側に位置する規制極と異極性の汲上極と、前記主極の下流側に位置する主極と異極性の搬送極とを有し、前記現像ローラ側磁極に対し前記搬送極が対向するように前記磁気ローラ側磁極を回転移動させることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像ローラ側磁極を前記穂切りブレード側に回転移動させることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像ローラ側磁極を回転移動させると共に前記磁気ローラを逆回転させることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記磁気ローラの逆回転速度は、画像形成時における前記磁気ローラの回転速度よりも遅いことを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記磁気ローラが、前記現像ローラの下方に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の現像装置が搭載された画像形成装置。
【請求項１】
少なくともキャリア及びトナーを含む二成分現像剤が用いられ、像担持体に対向配置される現像ローラと、
該現像ローラに対向配置される磁気ローラと、
該磁気ローラの回転方向に対し前記現像ローラの上流側に対向配置される磁性体若しくは非磁性体の穂切りブレードと、
前記磁気ローラの内部に配置され前記現像ローラに対向する主極及び前記穂切りブレードに対向する規制極を含む複数の磁極を有する磁気ローラ側磁極と、
前記現像ローラの内部において前記磁気ローラに対向配置され前記主極と異極性である現像ローラ側磁極と、を備え、
前記磁気ローラ上に形成される磁気ブラシを用いて前記現像ローラにトナーを供給して像担持体上の静電潜像を現像する現像装置において、
非画像形成時に、前記現像ローラ及び前記磁気ローラの対向部分と前記穂切りブレードとの間に現像剤溜まりが発生するように前記磁気ローラ側磁極または前記現像ローラ側磁極のうち少なくとも一方を移動させることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像ローラ側磁極に対し同極性の磁極が対向するように前記磁気ローラ側磁極を回転移動させることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記磁気ローラ側磁極は、前記磁気ローラの回転方向に対し前記規制極の上流側に位置する規制極と異極性の汲上極と、前記主極の下流側に位置する主極と異極性の搬送極とを有し、前記現像ローラ側磁極に対し前記搬送極が対向するように前記磁気ローラ側磁極を回転移動させることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像ローラ側磁極を前記穂切りブレード側に回転移動させることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像ローラ側磁極を回転移動させると共に前記磁気ローラを逆回転させることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
前記磁気ローラの逆回転速度は、画像形成時における前記磁気ローラの回転速度よりも遅いことを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記磁気ローラが、前記現像ローラの下方に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の現像装置が搭載された画像形成装置。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１３２４８（Ｐ２０１１−１３２４８Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５４５８５（Ｐ２００９−１５４５８５）
【出願日】平成２１年６月３０日（２００９．６．３０）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月３０日（２００９．６．３０）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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