JP4773710B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体上に形成された潜像に現像剤を付着させて可視像化する現像装置を備えた、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機等の画像形成装置では、感光ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を、現像剤を付着させて可視像化する。このような現像に使用される現像装置のうち、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いるものの一例を図１１に示す。

本例にて、現像装置１は、現像剤Ｔとして、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が収容された現像容器２内に、第１の現像剤担持体としての第１現像スリーブ８を、図１１に示した矢印方向に回転可能に配置し、また、第１現像スリーブ８上に担持された現像剤の穂を規制する現像剤規制ブレード９が配置されている。

更に、第１現像スリーブ８の下部の第１現像スリーブ８と対向した領域に第２の現像剤担持体である第２現像スリーブ１１が、第１現像スリーブ８と同方向に回転可能に配置されている。

また、現像容器２は隔壁７により、上の現像室３と下の攪拌室４に上下に区画されており、それぞれに現像剤搬送スクリュー５、６がそれぞれ配置されている。現像剤Ｔは上記のスクリュー５及び６により現像室３及び攪拌室４内を循環している。

尚、この第１現像スリーブ８は非磁性材料で構成された筒体であり、その内部には第１の磁界発生手段であるマグネットローラ８ａが非回転状態で設置されており、このマグネットローラ８ａは、現像極Ｓ２と現像剤を搬送する磁極Ｓ１、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３を有している。このうち同極である第１磁極Ｎ３極と第２磁極Ｎ１極は隣り合い、その間には反発磁界が形成され、現像剤に対してバリアが形成されている。

また、第２現像スリーブ１１は非磁性材料で構成され、第１現像スリーブ８と同様、その内部には第２の磁界発生手段であるマグネットローラ１１ａが非回転状態で設置されており、このマグネットローラ１１ａは、磁極Ｓ３、Ｓ４、Ｎ４の３極を有している。このうち同極である第３磁極Ｓ３極と第４磁極Ｓ４極は隣り合い、その間には反発磁界が形成され、現像剤に対してバリアが形成されている。

マグネットローラ８ａ、１１ａのＳ２極、Ｎ４極は現像極であり、Ｓ２極、Ｎ４極によって穂立ちした現像剤が感光ドラム１０上に形成された潜像を、第１現像スリーブ８及び第２現像スリーブ１１にＤＣ電圧、ＡＣ電圧の重畳電圧である現像バイアスを印加することによって現像している。

以上において説明した２成分系現像法では、白地部現像時に感光ドラム１０上の電位と現像バイアスで形成された電界により現像ニップ部での現像剤中のトナーは第１現像スリーブ８、第２現像スリーブ１１方向に押し付けられる。

つまり、白地部現像後には第１現像スリーブ８、第２現像スリーブ１１にトナーを現像したことになり、第１現像スリーブ８、第２現像スリーブ１１にトナーが付着して、各スリーブ表面がトナーで汚染された状態となってしまう。

第１現像スリーブ８、第２現像スリーブ１１がトナーに汚染された状態で高濃度部の現像を行うと、第１現像スリーブ８、第２現像スリーブ１１を汚染したトナーが感光ドラム１０に現像されるため、感光ドラム１０上の同一レベルの静電潜像に対して汚染部のみ濃度が濃くなってしまうという不具合、つまり、第１現像スリーブ８、第２現像スリーブ１１の一回転前の画像を引きずる現象（所謂、ゴースト）が発生することがあった。

また、現像スリーブに長期間付着している現像剤は他の現像剤や部材と摺擦し、摩擦熱により現像スリーブに融着することが考えられる。

現像スリーブ表面にトナーが融着すると、現像スリーブの現像領域への現像剤の搬送量が低下し画像濃度が低下したり、現像スリーブ表面の融着物による高抵抗層ができてしまうため、現像時に第１現像スリーブ８と感光ドラム１０、及び、第２現像スリーブ１１と感光ドラム１０間の現像領域に現像バイアスを印加しても所望の電界が形成されず、結果として、現像バイアスによる十分な現像効果が得られず、濃度が低下したり、白抜けのような画像不良が生じることがあった。

先に述べたトナー汚染は、第１現像スリーブ８より第２現像スリーブ１１の方がし易い。それは、第１現像スリーブ８上の現像剤は、現像剤規制ブレード９により通過する現像剤量が規制され、マグネットローラ８ａのＳ１極とＮ１極間に現像剤が溜り易い。そのため第１現像スリーブ８に付着したトナー汚染は現像剤溜りとの摺擦により、剥ぎ取られ易く、一方、現像剤規制ブレードが備わっていない第２現像スリーブ１１は現像剤溜りがないため、より顕著にトナー汚染し易くなる。

以上のような問題への対策としては、第２現像スリーブ１１上に付着したトナーを清掃して現像スリーブ表面を常時トナー汚染の無い状態に保つことが必要であるが、これに関してこれまでに以下のような提案がなされている。

現像スリーブ上に付着したトナーを剥ぎ取る部材としてマイラーテープ、弾性ブレード、ファーブラシを取り付け接触的に現像スリーブ上のトナーを剥ぎ取る構成や、現像スリーブに対して非接触に導電性ローラを設け、該導電性ローラと現像スリーブ間に電圧を印加して、現像スリーブ上に付着したトナーを導電性ローラ側へ飛翔させて現像スリーブ上のトナーを剥ぎ取る構成が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開平１０−３１２１１０号公報 特開２００３−１７３０８６号公報

しかしながら、上記の構成においては以下のような問題が発生する。

つまり、現像スリーブ上に付着したトナーを新たに剥ぎ取るための部材を設けるため、近年の電子写真方式を用いた画像形成装置の省スペース化、低コスト化の要望が満たせなくなり、剥ぎ取り部材を設けることは設計にとって好ましいものではなかった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、現像剤担持体上に付着したトナー汚染を清掃するための部材を特別に設けることなく、現像剤規制部材に近接していない側の現像剤担持体上に付着したトナーを清掃して現像剤担持体表面を常時トナー汚染のない状態に保つことによって、現像濃度を一定に保持した現像剤像を得ることを可能とした画像形成装置を提供することにある。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明によれば、
像担持体と、
前記像担持体と対向する第１現像領域にトナーと磁性キャリアを含む現像剤を担持搬送して前記像担持体上に形成された静電像を現像する第１の現像剤担持体と、
該第１の現像剤担持体から受け渡された現像剤を前記像担持体と対向する第２現像領域に担持搬送して前記像担持体上に形成された静電像を現像する第２の現像剤担持体と、
前記第１現像剤担持体に担持される現像剤量を規制する規制部材と、
を備え、前記第１の現像剤担持体及び前記第２の現像剤担持体の各々で前記像担持体上の静電像を現像可能な画像形成装置において、
非画像形成時に、前記第１の現像剤担持体から前記像担持体へのトナー転移動作は実質的に行わず、前記第２の現像剤担持体から前記像担持体へのトナー転移動作を行う、前記第２の現像剤担持体表面上のトナーを除去するモードを実行する実行手段を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。

本発明によれば、現像剤担持体表面上に付着したトナー汚染を清掃するための部材を特別に設けることなく、現像剤規制部材に近接していない側の現像剤担持体上に付着したトナーを清掃して、現像剤担持体表面を常時トナー汚染の無い状態に保つことによって、現像濃度を一定に保持したトナー画像を得ることができる。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して詳しく説明する。本実施例では、潜像が負極性であり、トナーも負極性に帯電していて潜像を反転現像する場合について述べる。

尚、本発明の特徴をなす現像装置は、以下に述べるような画像形成装置の中で使用されるが、必ずしもこの形態に限られるものではない。

実施例１
図１に、本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す。図２に、画像形成装置に使用される現像装置をより詳細に示す。本実施例にて、画像形成装置は、電子写真式のフルカラー画像形成装置とされる。

図１及び図２に示されるように、本実施例にて、フルカラー画像形成装置は、複数の、本実施例では４つの画像形成部（ステーション）Ｐ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）、即ち、イエロー（Ｙ）画像形成ステーションＰＹ、マゼンタ（Ｍ）画像形成ステーションＰＭ、シアン（Ｃ）画像形成ステーションＰＣ、ブラック（Ｋ）画像形成ステーションＰＫを有する。

各画像形成ステーションＰ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）は、同様の構成であり、フルカラー画像において、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像を形成する。

以下の説明において、例えば現像装置１とあれば、図１に示す各画像形成ステーションＰ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）における現像装置１Ｙ、現像装置１Ｍ、現像装置１Ｃ、現像装置１Ｋを共通して指すものとする。他の装置や部材に関しても同様である。

先ず、図１を参照して、画像形成装置全体の動作を説明する。

各画像形成ステーションＰ（ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）には像担持体である直径４０〜１５０ｍｍのドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）が回転自在に設けられており、その感光ドラム１０を一次帯電器２１（２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ）で一様に帯電し、例えばレーザーのような発光素子を備えた露光装置２２（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）によって情報信号に応じて変調された光で露光して静電潜像（静電像）を形成する。

感光ドラム１０上の静電潜像は、現像装置１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）により、後述のような過程で現像剤像（トナー像）として可視像化される。

次に、上記感光ドラム１０上のトナー像は、転写手段としての転写帯電器２３（２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ）によって、転写紙搬送シート２４によって搬送されてきた記録材である転写紙２７に転写し、更に、定着装置２５によって定着して永久画像を得る。

また、感光ドラム１０上の転写残トナーはクリーニング装置２６（２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋ）により除去する。

また、画像形成で消費されたトナーは、ここでは現像装置１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）の上部に設けられたトナー補給槽２０（２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ）から補給される。

また、本実施例では、感光ドラム１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）から転写紙搬送シート２４に搬送された記録材である転写紙２７に直接転写する方法をとったが、転写紙搬送シート２４の代わりに中間転写体を設け、各色の感光ドラム１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ）から中間転写体に各色のトナー像を一次転写した後、転写紙に各色の複合トナー像を一括して二次転写する構成の画像形成装置においても、本発明は適用できる。

次に、図２を参照して、現像装置１の動作を説明する。

本実施例の現像装置１は、現像剤Ｔとして、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が収容された現像容器２内に、第１の現像剤担持体として直径１５ｍｍ以上の第１現像スリーブ８と、第１現像スリーブ８上に担持された現像剤の穂を規制する現像剤規制部材としての現像剤規制ブレード９とを有している。更に、第１現像スリーブ８の下部の第１現像スリーブ８と対向した領域に第２の現像剤担持体である直径１５ｍｍ以上の第２現像スリーブ１１を配置した。

また、現像容器２は隔壁７により、上の現像室３と下の攪拌室４に上下に区画されており、それぞれに現像剤搬送スクリュー５、６がそれぞれ配置されている。第１の搬送スクリュー５は、現像室３の底部に第１の現像スリーブ８の軸方向に沿ってほぼ平行に配置されており、回転して現像室３内の現像剤を軸線方向に沿って一方向に搬送する。また、第２の搬送スクリュー６は、攪拌室４内の底部に第１の搬送スクリュー５とほぼ平行に配置され、攪拌室４内の現像剤を第１の搬送スクリュー５と反対方向に搬送する。このようにして、現像剤Ｔは、上記の搬送スクリュー５、６の回転による搬送によって、現像室３及び攪拌室４内を循環している。

更に、現像容器２の感光ドラム１０に対向した現像領域に相当する位置は開口されており、この開口部に前記第１、２現像スリーブ８、１１が、感光ドラム１０が画像形成装置内に設置された方向に一部露出するように回転可能に配置されている。現像スリーブ８、１１は感光ドラム１０との対向部である現像領域を鉛直方向上から下に通過する方向に回転している。よって、上の現像室３から現像剤が供給され、下の攪拌室４に現像後の現像剤を戻すような方向で現像スリーブ８、１１は回転している。

尚、第１現像スリーブ８は、非磁性材料で構成された筒体であり、その内部には第１の磁界発生手段であるマグネットローラ８ａが非回転状態で設置されている。このマグネットローラ８ａは、現像極Ｓ２と現像剤を搬送する磁極Ｓ１、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３を有している。このうち同極である第１磁極Ｎ３極と第２磁極Ｎ１極は隣り合い、その間には反発磁界が形成され、現像剤に対してバリアが形成されている。

現像剤規制ブレード９は、アルミニウム等の非磁性部材で構成され、感光ドラム１０よりも第１現像スリーブ８の回転方向上流側に配置されている。そして、この現像剤規制ブレード９の先端部と第１現像スリーブ８との間を現像剤の非磁性トナーと磁性キャリアの両方が通過して現像領域へと送られる。

尚、現像剤規制ブレード９と第１現像スリーブ８の表面との間隔を調整することによって、第１現像スリーブ８上に担持した現像剤磁気ブラシの量が規制されて現像領域へ搬送される現像剤量が調整される。

また、第２現像スリーブ１１は非磁性材料で構成され、第１現像スリーブ８と同様、その内部には第２の磁界発生手段であるマグネットローラ１１ａが非回転状態で設置されている。このマグネットローラ１１ａは、磁極Ｓ３、Ｓ４、Ｎ４の３極を有している。このうち同極である第３磁極Ｓ３極と第４磁極Ｓ４極は隣り合い、その間には反発磁界が形成され、現像剤に対してバリアが形成されている。この反発磁界を形成している磁極Ｓ３とＳ４のうち、現像スリーブ１１の回転方向で下流側の第３磁極Ｓ３は、第１の現像スリーブ８に内包されたマグネット８ａの第１磁極Ｎ３極に、両現像スリーブ８、１１が最も近接している位置の近傍で対向している。

第１の搬送スクリュー５は、現像室３内の底部に現像スリーブ８の軸方向（現像幅方向）に沿ってほぼ平行に配置されており、本実施例では、強磁性体で構成される回転軸周りに非磁性材料で構成された羽根部材をスパイラル状に設けたスクリュー構造とされ、回転して現像室３内の現像剤Ｔを現像室３の底部にて現像スリーブ８の軸線方向に沿って搬送する。

また、第２の搬送スクリュー６も第１の搬送スクリュー５と同様に回転軸の周りに羽根部材を第１の搬送スクリュー５とは逆向きにしてスパイラル状に設けたスクリュー構造とされ、攪拌室４内の底部に第１の搬送スクリュー５とほぼ平行に配置され、第１の搬送スクリュー５と同方向に回転して攪拌室４内の現像剤Ｔを第１の搬送スクリュー５と反対方向に搬送する。

このような第１及び第２の搬送スクリュー５、６の回転によって、現像剤Ｔが現像室３と攪拌室４との間で循環するが、本実施例の現像装置１では、現像室３と攪拌室４とが鉛直方向上下に配置されており、現像室３から攪拌室４への現像剤は上から下へ、攪拌室４から現像室３への現像剤は下から上へ動く。特に、攪拌室４から現像室３へは、端部に溜まった現像剤の圧力により下から上へと押し上げられるようにして現像剤が受け渡される。

現像剤Ｔの流れを第１現像スリーブ８と第２現像スリーブ１１付近の拡大図（図３）を用いて説明する。

現像剤Ｔは、第１現像スリーブ８のＳ１極部近傍に非接触で対向配置された現像剤規制ブレード９によって層厚を規制され、第１現像スリーブ８上に現像剤の薄層が形成される。そして第１現像スリーブ８上を搬送され現像領域を通過してきた現像剤Ｔは、マグネット８ａの第１磁極Ｎ３極の位置へ至り、下流の第２磁極Ｎ１極との反発磁界によって、両現像スリーブ８と１１の対向部である再近接位置をすり抜けて、矢印ｅのように通過することができず、即ち、第１現像スリーブ８に現像剤Ｔが連れ回ることができず、矢印ｄで示すように、第１現像スリーブ８側のＮ３極から第２現像スリーブ１１側のマグネット１１ａの第３磁極Ｓ３方向へ伸びる磁力線に従って第２現像スリーブ１１側へ移動して、第４磁極であるＳ４極で第３磁極Ｓ３極との反発磁界にブロックされ、攪拌室４内の搬送スクリュー６に取り込まれる。

本実施例では、第１、第２現像スリーブ８、１１に印加する電圧は高圧（ＨＶ）電源１４で、第１、２現像スリーブ８、１１の駆動は駆動源（モータ）１５で共用している。即ち、第１、２現像スリーブ８、１１は同一現像バイアス、同一駆動をしている。

第１現像スリーブ８及び第２現像スリーブ１１での現像効率（つまり、感光ドラム１０上に形成された潜像へのトナーの付与率）を向上させるために、現像スリーブ８、１１にはＨＶ電源１４から直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。このバイアスによって、白地部の画像形成時に現像剤中のトナーが現像スリーブ８、１１側へ押し付けられ、ゴースト等の画像弊害が伴うのは、先に述べた通りである。

感光ドラム１０の静電潜像は、現像装置１により現像された後、転写帯電器２３により転写され、感光ドラム上１０表面上に残留したトナーはクリーニング装置２６により清掃される。

また、先に述べたトナー汚染は、第１現像スリーブ８より第２現像スリーブ１１の方がし易い。それは、第１現像スリーブ８上の現像剤は、現像剤規制ブレード９により通過する現像剤量が規制され、マグネットローラ８ａのＳ１極とＮ１極間に現像剤が溜り易い。そのため、第１現像スリーブ８に付着したトナー汚染は現像剤溜りとの摺擦により、剥ぎ取られ易く、現像剤規制ブレードが備わっていない第２現像スリーブ１１は現像剤溜りがないため、より顕著にトナー汚染し易くなる。

更に、感光ドラム１０の部材にアモルファスシリコンや薄膜ＯＰＣ等の比誘電率が８以上の高誘電体を用いることにより、第２現像スリーブ１１のトナー汚染量が多くなることが知られている。これは、高静電容量体を用いることにより、感光ドラム１０及び現像スリーブ１１に多くの鏡像電荷が誘起され、感光ドラム１０及び現像スリーブ１１表面に多くのトナーが引き付けられるためである。

図４に、カブリ取り電位に対する感光ドラム１０上の静電画像非画像部におけるトナー汚染量（カブリ量）と現像スリーブ１１表面上のトナー汚染量の関係を示す。

ここで、カブリ取り電位とは、感光ドラム１０の暗部電位Ｖｄ（非画像部電位）と現像スリーブ１１に印加する直流電位Ｖｄｃの差の電位であり、感光ドラム１０上のトナーが現像スリーブ１１に戻される方向に力を与える電位のことである。前記カブリ量が多くなると、非画像部にトナーが存在することになり、紙の白地部が汚染された画像となる。また、前記トナー汚染量が多くなると、先に述べたようにゴースト等の画像弊害が生じる。

図４より、前記カブリ量と前記トナー汚染量の関係は対称関係にあり、カブリ量とトナー汚染量の値を最小にする最適なカブリ取り電位（Ｖｂａｃｋ）が存在するが、カブリ量とトナー汚染量は、前記に述べたように対称関係にあるため、カブリ、トナー汚染の発生を同時に完全に抑えることはできない。

また、図５に、本実施例１におけるコピー枚数に対する前記第２現像スリーブ１１表面上のトナー汚染量の関係を示す。

図５の縦軸であるトナー汚染量がＮより下の領域は、画像にトナー汚染の影響が表れない領域であり、コピー枚数によらず第２現像スリーブ表面１１上のトナー汚染量はＮを超えてはならない。図５中の線ａは、第２現像スリーブ１１表面上の前記トナー汚染を清掃しない場合のコピー枚数に対するトナー汚染量を表したグラフである。第２現像スリーブ１１表面上の前記トナー汚染を清掃しない場合、コピー枚数に応じて、トナー汚染量が増えていき、トナー汚染量の上限値であるＮを超えてしまう。

そこで、トナー汚染量の上限値Ｎを超えなくする本発明の第１実施例を図６のタイミングチャートに基づいて詳しく説明する。

図６は、時間に対する感光ドラム１０上の表面電位と、第１、２現像スリーブ８、１１の印加バイアスのオン・オフのタイミングと、第１、２現像スリーブ８、１１の駆動のオン・オフのタイミングを示している。

図６の感光ドラム１０上の表面電位の画像形成電位Ｖｌは−１００Ｖ、非画像形成電位Ｖｄは−４００Ｖに設定し、画像形成電位Ｖｌが前記現像領域を通過時に第１、２現像スリーブ８、１１に現像バイアス（ＡＣ＋ＤＣ）を印加することにより現像が行われる。

図６の時刻Ｔ１は、図７に示す状態を表している。図７は、図２に示す現像装置の一部を示しており、第１現像スリーブ８、第２現像スリーブ１１、感光ドラム１０を図示している。また、第１現像スリーブ８の磁極Ｓ２極を現像極として、その近傍を第１現像スリーブ８の現像領域とし、第２現像スリーブ１１の磁極Ｎ４極を現像極として、その近傍を第２現像スリーブ１１の現像領域とした。

図７では、感光ドラム１０表面上の画像形成電位Ｖｌは、第１現像スリーブ８の前記現像領域から第２現像スリーブ１１の前記現像領域までとして、それ以外の領域は非画像形成電位Ｖｄである。即ち、図７は、感光ドラム１０上の静電潜像電位の先端位置が、第２現像スリーブ１１の前記現像領域を通過している状態である。

図７の状態（図６のＴ１）において、第１、２現像スリーブ８、１１にＡＣ、ＤＣバイアスを印加し、第１、２現像スリーブ８、１１を駆動させることで、感光ドラム１０の画像形成電位Ｖｌを第１現像スリーブによるトナーで実質的に埋めることなく、第２現像スリーブ１１のトナーで埋めることになり、選択的に第２現像スリーブ１１表面上のトナー汚染を除去することが可能となる。

図６の時刻Ｔ２は、図８の状態を表している。図８は感光ドラム１０表面上の画像形成電位Ｖｌの後端位置が第２現像スリーブ１１の現像領域を通過した後であり、その他の領域は非画像形成電位Ｖｄである。即ち、図８の状態では、第２現像スリーブ１１表面上のトナーを感光ドラム１０側へ排出することはできなくなっている。図８の状態（図６のＴ２）において、第１、２現像スリーブ８、１１にＡＣ，ＤＣバイアスを印加せず、第１、２現像スリーブ８、１１を駆動させないため、現像スリーブ８、１１から感光ドラム１０側へトナーを転移せず、即ち、吐き出ださず、トナー消費量を抑えることができる。

つまり、図６の時刻Ｔ１からＴ２の間において、第２現像スリーブ１１表面上の汚染トナーを感光ドラム１０側へ吐き出す、即ち、転移して除去することにより第２現像スリーブ１１表面上の汚染トナーを除去している。ここで、時刻Ｔ１からＴ２間は、１（秒）以下の時間である。

また、図６の時刻Ｔ３、Ｔ５は、時刻Ｔ１と同様に図７の状態を示しており、図６の時刻Ｔ４、Ｔ６は、時刻Ｔ２と同様に図８の状態を示している。つまり、時刻Ｔ３からＴ４の間と時刻Ｔ５からＴ６の間で第２現像スリーブ１１表面上の汚染トナーを再びドラム側へ排出している。

つまり、第２現像スリーブ１１表面上のトナー汚染量が少なくなるまで汚染トナーを除去するトナー吐き出しモードを繰り返して行うことも可能である。

しかし、図７に示した第２現像スリーブ１１の周径Ｌ１が、図７に示した感光ドラム１０表面上の画像形成電位Ｖｌの長さＬ２より短ければ、１度のトナー吐き出しモードにより、第２現像剤担持体１１表面上のトナーを全て除去することができるため、上記に示したトナーを除去するモードを複数行う必要がないことは自明である。

図６のタイミングチャートのように、感光ドラム１０表面上の電位、第１、第２現像スリーブ８、１１の印加電圧制御、及び駆動により、第２現像スリーブ表面上のトナーを感光ドラム１０上に排出することができる。

上記構成の実施例を行うことにより、図５中の線ｂを達成させることが可能となる。この処理を行うことにより、コピー枚数によらず、前記トナー汚染量は上限値Ｎを超えることはなく、画像不良は発生しない。

上記に示した、トナー吐き出しモードは、コピー枚数が１００から５００枚ごとに１回行うとよい。第２現像スリーブ１１のトナー汚染量を更に抑えたければ、コピー枚数が５０枚ごとに行うと良いが、画像装置のダウンタイムが多くなるため、生産性の観点から好ましくない。

上記に示した実施例はあくまで１例であり、図６に示したタイミング図に縛られるものではない。例えば、感光ドラム１０上の表面電位が常に画像形成電位Ｖｌのままで、第１、２現像スリーブ８、１１のオン、オフすることでも、トナー汚染量を減少させることもできる。

また、第１、２現像スリーブ８、１１の印加電圧をそれぞれ独立に制御することができる構成にして、第１現像スリーブ８に電圧を印加しなければ、第１現像スリーブでは現像を行わず、第２現像スリーブ１１のみで現像を行うことができるため、様々なタイミングチャートで第２現像スリーブ１１表面上のトナー汚染量を減少させることもできる。

また、第１、２現像スリーブ８、１１の印加電圧及び駆動をそれぞれ独立に制御することができる構成にすれば、様々なタイミングチャートにおいて、トナー汚染量を減少させることも容易に想像できる。

実施例２
本発明の第２の実施例を図９に基づいて説明する。

図９に示す本実施例の現像装置は、図２に示した現像装置１と構成及び配置は同じであるが、第１現像スリーブ８に印加する電圧をＨＶ電源１４で、第２現像スリーブ１１に印加する電圧をＨＶ電源１４ａでそれぞれ別に印加できるようにした。

そこで、非画像形成時に、感光ドラム１０の回転を停止させ、第１現像スリーブ８の印加電圧を−４００Ｖ、第２現像スリーブ１１の印加電圧を−５００Ｖに設定し、第２現像スリーブ１１から第１現像スリーブ８にトナーが飛翔（転移）しやすくなるような電界を形成させる。そして、第１、２現像スリーブの回転数を１０ｒｐｓに設定して回転させることにより、第２現像スリーブ１１の表面上に付着している汚染トナーを第１現像スリーブ側へ転移させることが可能となり、第２現像スリーブ表面上に付着しているトナー汚染を除去する。

上記の実施例により、図５中の線ｂを達成させることが可能となる。

この処理を行うことにより、コピー枚数によらず、前記トナー汚染量は上限値Ｎを超えることはなく、画像不良は発生しない。コピー枚数が１００から５００枚ごとに１回行うとよい。

尚、第１現像スリーブ８側へ転移されたトナーは、上述のように、現像剤規制ブレード近傍の現像剤溜まりに捕捉され、問題になることはない。

実施例３
本発明の第３の実施例を図１０に基づいて説明する。

図１０に示す本実施例の現像装置は、図９に示した現像装置１と構成及び配置、並びに、現像スリーブにそれぞれ別のＨＶ電源を接続している点は同じであるが、第１現像スリーブ８側にクラッチ１６を設けて、モータ１５に接続してある。そのことにより、ギア比をクラッチで制御することにより、第１、２現像スリーブ８、１１の回転数を制御している。

上記構成により、本実施例３では、非画像形成時に、感光ドラム１０の回転を停止させ、第１現像スリーブ８の印加電圧を−４００Ｖ、第２現像スリーブ１１の印加電圧を−５００Ｖに設定し、第２現像スリーブ１１から第１現像スリーブ８にトナーが転移しやすくなるような電界を形成させる。そして、第１現像スリーブ８の回転方向速度を第２現像スリーブ８の回転方向速度より遅くすることによって、つまり、第１現像スリーブの回転数を７ｒｐｓ、第２現像スリーブ１１の回転数を１０ｒｐｓに設定することで、第１現像スリーブ８から第２現像スリーブ１１への現像剤供給を、第１、第２現像スリーブが同回転数のときより少なくし、第２現像スリーブ１１の表面上に付着しているトナー汚染を第１現像スリーブ８側へ速く吐き出すことが可能となり、第２現像スリーブ１１表面上に付着しているトナー汚染を実施例２の場合より早く除去することができる。

上記本実施例３により、図５中の線ｂを達成させることが可能となる。

この処理を行うことにより、コピー枚数によらず、前記トナー汚染量は上限値Ｎを超えることはなく、画像不良は発生しない。上記の操作もコピー枚数が１００から５００枚ごとに１回行うとよい。

尚、第１現像スリーブ８側へ転移されたトナーは、前に記載したように、現像剤規制ブレード近傍の現像剤溜まりに捕捉され、問題になることはない。

尚、本実施例３において、クラッチ１６を設けることにより、モータ１５を第１、２現像スリーブで共用したが、第１、２現像スリーブ８、１１でそれぞれ別に駆動源を設けても良い。

以上、上記各実施例では負極性トナー、反転現像について述べたが、トナーは正・負極性トナーどちらでも良く、現像方式も正規・反転現像どちらでも良い。また、上記各実施例では現像剤規制ブレードに近接していない第２の現像スリーブ１１を１本用いた例で説明をしたが、現像剤規制ブレードに近接していない第２の現像スリーブ１１が複数あっても上記に記載の発明を適用することが可能である。

以上説明してきたように、本発明によれば、現像剤規制ブレードに近接していない側の現像剤担持体上に付着したトナーを清掃して現像剤担持体表面を常時トナー汚染のない状態に保ち、現像濃度を一定に保持したトナー画像を得ることを可能である。

特に、像担持体の部材にアモルファスシリコンや薄膜ＯＰＣ等の比誘電率が８以上の高誘電体材料を用いた場合に、より効果を発揮する。

本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す断面図である。 本発明の画像形成装置に使用する現像装置の一実施例を示す概略構成を示す断面図である。 図２の現像装置における第１現像剤担持体及び第２現像剤担持体の構成を示す拡大断面図である。 カブリ取り電位に対するカブリ量及びトナー汚染量の関係を説明するための図である。 トナーを除去するモードを行わない場合と行った場合のコピー枚数に対する第２現像剤担持体表面のトナー汚染量の関係を説明する図である。 画像形成装置の作動を説明する一実施例の動作タイミングチャートである。 図６の動作タイミングチャートの時刻Ｔ１の状態を画像形成装置において説明する図である。 図６の動作タイミングチャートの時刻Ｔ２の状態を画像形成装置において説明する図である。 本発明に使用する現像装置の他の実施例の概略構成を示す断面図である。 本発明に使用する現像装置の他の実施例の概略構成を示す断面図である。 従来の現像装置を説明する概略構成断面図である。

符号の説明

１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ） 現像装置
２ 現像容器
８ 第１現像スリーブ（第１の現像剤担持体）
８ａ マグネットローラ（磁界発生手段）
９ 現像剤規制ブレード（現像剤規制部材）
１０（１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ） 感光ドラム（像担持体）
１１ 第２現像スリーブ（第２の現像剤担持体）
１１ａ マグネットローラ（磁界発生手段）
１４、１４ａ 高圧電源
１５ モータ（駆動源）
１６ クラッチ

Claims (5)

1. 像担持体と、
   前記像担持体と対向する第１現像領域にトナーと磁性キャリアを含む現像剤を担持搬送して前記像担持体上に形成された静電像を現像する第１の現像剤担持体と、
   該第１の現像剤担持体から受け渡された現像剤を前記像担持体と対向する第２現像領域に担持搬送して前記像担持体上に形成された静電像を現像する第２の現像剤担持体と、
   前記第１現像剤担持体に担持される現像剤量を規制する規制部材と、
   を備え、前記第１の現像剤担持体及び前記第２の現像剤担持体の各々で前記像担持体上の静電像を現像可能な画像形成装置において、
   非画像形成時に、前記第１の現像剤担持体から前記像担持体へのトナー転移動作は実質的に行わず、前記第２の現像剤担持体から前記像担持体へのトナー転移動作を行う、前記第２の現像剤担持体表面上のトナーを除去するモードを実行する実行手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１の現像剤担持体が、前記第２の現像剤担持体より前記像担持体の移動方向に対し上流側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１の現像剤担持体と前記第２の現像剤担持体は、同一の高圧電源及び駆動源を使用して電圧印加及び駆動を行う構成であって、前記実行手段は、前記像担持体上に形成されたトナー転移用静電潜像の先端が、前記第２現像領域を通過後に前記第１の現像剤担持体と前記第２の現像剤担持体に現像バイアスを印加するように印加タイミングを制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１の現像剤担持体と前記第２の現像剤担持体は、同一の高圧電源及び駆動源を使用して電圧印加及び駆動を行う構成であって、前記実行手段は、前記像担持体上に形成されたトナー転移用静電潜像の先端が、前記第１現像領域を通過後に前記第１の現像剤担持体と前記第２の現像剤担持体に現像バイアスを印加するように印加タイミングを制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
5. 前記モードでは、前記第１の現像剤担持体に印加される電圧をオフし、前記第２の現像剤担持体のみ電圧が印加されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。

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