JP5622783B2

JP5622783B2 - 画像形成装置

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Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に関し、特に、トナーと磁性キャリアを含む現像剤を用い、現像ローラー上にトナーのみを担持させて感光体上の静電潜像を現像する画像形成装置に関するものである。

従来から、像担持体である感光体上の静電潜像を現像する現像装置として、一成分現像方式及び二成分現像方式が知られている。二成分現像方式は、トナーと磁性キャリアとからなる現像剤を用いることで、帯電量が長期にわたって安定し長寿命化に適している。例えば、二成分現像方式の現像装置は、トナーと磁性キャリアを含む現像剤を収容し、現像剤を撹拌部材から現像ローラーに供給している。現像ローラーはその内部に磁石を備え、磁石によって現像ローラーの表面に現像剤を磁気ブラシとして担持する。現像ローラーの回転によって現像剤を感光体側に向けて搬送する。さらに、現像装置は、現像ローラーの回転によって感光体側に向けて搬送する現像剤量を一定にするために現像剤の層厚を規制する規制部材を有している。そして現像ローラーが感光体に対向したときに、現像ローラー上に担持している現像剤のトナーのみが感光体に供給され、感光体上の静電潜像がトナー像として顕像化される。

規制部材が、現像剤の層厚を規制して現像ローラーの表面に均一な現像剤の層を形成する際、現像剤中のトナーは、規制部材によって擦過にされ、規制部材の周囲に粉煙状に浮遊する。浮遊したトナーは、現像ローラーの回転方向に対して規制部材の下流側の面に付着し、徐々に堆積していく。このトナーの堆積物が規制部材から脱離して、現像ローラーによって運ばれて感光体に付着し、最終的には記録媒体に転写され、画像不良が発生していた。

そこで、特許文献１記載の画像形成装置は、規制部材に付着したトナーの堆積物を掻き落とすために、感光体と現像ローラーとの間の現像バイアス電源をオフにし感光体の回転を停止して、さらに現像ローラーを画像形成時に対して逆方向に回転させている。

特開２００９−２５８２７６号公報（段落［００４２］〜［００４４］、第５図）

二成分現像方式には、特許文献１記載の現像方式の他に種々の方式がある。例えば、内包する磁石によってトナーと磁性キャリアとを含む現像剤を磁気ブラシとして表面に担持し、担持した磁気ブラシを搬送する磁気ローラーと、感光体及び磁気ローラーのそれぞれに対向して配置され、磁気ローラーによって搬送された磁気ブラシ中のトナーを表面に担持し、担持したトナーを感光体に供給する現像ローラーと、磁気ローラーに対して所定の間隔を隔てて配置され、磁気ローラーの表面の現像剤の層厚を規制する規制部材と、を備える現像装置が知られている。

この現像装置において、感光体上の静電潜像を現像するために現像ローラーから感光体にトナーを供給する際、静電潜像の現像に用いられずに現像ローラーの表面に残存したトナーが磁気ローラーとの対向部において現像ローラーの表面から引き剥がされる際、現像ローラーの周りに浮遊することがある。浮遊したトナーは、磁気ローラーに対向配置された規制部材上に落下する。また、浮遊したトナーは、現像ローラーに対面する現像容器の内壁に付着する。そして画像形成を繰り返すと、規制部材上に落下したトナーは積み重なり、また現像容器の内壁に付着したトナーは増加してトナーの凝集体として現像容器の内壁から落下する。画像形成時、これらの蓄積したトナーやトナー凝集体が現像ローラーに移動し、磁気ローラーと規制部材との隙間に挟まると画像上に縦スジ等の画像の不具合が発生するという問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、現像ローラー上にトナーのみを担持させて像担持体上の静電潜像を現像する画像形成装置において、像担持体に供給されずに現像ローラーの周りに浮遊したトナーを回収する画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために第１の発明は、像担持体の表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する画像形成装置であって、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、該現像容器の開口部から外周面の一部が露出することで前記像担持体に対向配置され、前記像担持体との対向面が上方向に移動するように回転しながら前記像担持体にトナーを供給する現像ローラーと、該現像ローラーに対向配置され、前記現像ローラーとの対向部において前記現像ローラーと逆方向に移動するように回転するとともに、表面に担持した二成分現像剤からなる磁気ブラシを用いて前記現像ローラー上にトナー層を形成する磁気ローラーと、前記現像ローラーの下方にて前記磁気ローラーに対して所定の間隔を隔てて配置され、前記磁気ローラーの表面の現像剤の層厚を規制する規制部材と、を有する現像装置と、前記磁気ローラー及び前記現像ローラーの各回転駆動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、非画像形成時に、前記磁気ローラー及び前記現像ローラーを画像形成時と逆方向に間欠回転させた後、前記磁気ローラーを正方向に回転させ、次に前記磁気ローラーを逆方向に回転させるトナー回収モードを実行可能であることを特徴としている。

また、第２の発明は、上記の画像形成装置において、前記制御手段は、前記トナー回収モードでは前記磁気ローラー及び前記現像ローラーを画像形成時より大きい回転速度で逆方向に間欠回転させることを特徴としている。

また、第３の発明は、上記の画像形成装置において、前記制御手段は、前記トナー回収モードでは前記磁気ローラーを画像形成時より小さい回転速度で正方向に回転させ更に逆方向に回転させることを特徴としている。

また、第４の発明は、上記の画像形成装置において、前記制御手段は、前記トナー回収モードでは前記磁気ローラーを正方向に回転させ更に逆方向に回転させた後、前記磁気ローラーを画像形成時と同方向に回転させることを特徴としている。

また、第５の発明は、上記の画像形成装置において、前記制御手段は、前記トナー回収モードでは前記磁気ローラー及び前記現像ローラーを逆方向に間欠回転させる前に、前記磁気ローラーを画像形成時より小さい回転速度で逆方向に回転させることを特徴としている。

また、第６の発明は、上記の画像形成装置において、前記制御手段は、前記現像ローラーに印加する電圧を更に制御し、前記トナー回収モードでは前記像担持体の表面が帯電していない状態で、前記現像ローラーにトナーと同極性の電圧を印加するとともに、前記像担持体を画像形成時と同方向に回転させることを特徴としている。

第１の発明によれば、非画像形成時にトナー回収モードを実行するすると、磁気ローラー及び現像ローラーが画像形成時と逆方向に間欠回転し、該ローラーの間欠回転によって現像容器が振動する。この現像容器の振動によって、現像容器の内壁に付着した浮遊トナーが現像ローラー上に落下する。そして現像ローラーの逆回転によって、現像ローラー上に移動したトナーは、現像ローラーと磁気ローラーの対向部に向かって搬送され、現像ローラーから規制部材上或いはその近傍に落下する。次に、磁気ローラーを正方向に回転させることで、磁気ローラー上に磁気ブラシが形成され、さらに磁気ローラーを逆方向に回転させることで、磁気ブラシによって、規制部材上或いはその近傍の落下トナーを掻き取る。また、磁気ローラーの逆方向の回転によって、掻き取ったトナーは磁気ローラーの画像形成時の回転方向に対して規制部材の上流側に移動して回収される。このようして、現像容器の内壁に付着したトナー及び規制部材近傍に落下したトナーを回収することで、浮遊したトナーによる画像不良を抑えることができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置を概略的に示す図実施形態に係る画像形成装置に搭載される現像装置を概略的に示す断面図実施形態に係る制御手段によるトナー回収モード示すフローチャート実施形態に係るトナー回収モードの動作の有無における不良画像の発生頻度を示す図実施形態に係るトナー回収モードの動作の有無における規制部材上のトナー量を示す図

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の構成を概略的に示す図である。画像形成装置１はタンデム型のカラープリンターであり、回転可能である感光体１１ａ〜１１ｄは、感光層を形成する感光材料として、有機感光体（ＯＰＣ感光体）が用いられ、マゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックの各色に対応させて配設される。各感光体１１ａ〜１１ｄの周囲に、現像装置２ａ〜２ｄ、露光ユニット１２、帯電器１３ａ〜１３ｄ及びクリーニング装置１４ａ〜１４ｄが配設される。

現像装置２ａ〜２ｄは、感光体１１ａ〜１１ｄの右方に夫々対向して配置され、感光体１１ａ〜１１ｄにトナーを供給する。帯電器１３ａ〜１３ｄは、感光体１１ａ〜１１ｄの回転方向に対し現像装置２ａ〜２ｄの上流側であって感光体１１ａ〜１１ｄの表面に対向して配置され、感光体１１ａ〜１１ｄ表面を一様に帯電させる。

露光ユニット１２は、パーソナルコンピューター等から画像入力部（図略）に入力された文字や絵柄などの画像データに基づいて、各感光体１１ａ〜１１ｄを走査露光するためのものであり、現像装置２ａ〜２ｄの下方に設けられる。露光ユニット１２には、レーザー光源、ポリゴンミラーが設けられ、各感光体１１ａ〜１１ｄに対応して反射ミラー及びレンズが設けられる。レーザー光源から出射されたレーザー光が、ポリゴンミラー、反射ミラー及びレンズを介して、帯電器１３ａ〜１３ｄの感光体回転方向下流側から、各感光体１１ａ〜１１ｄの表面に照射される。照射されたレーザー光により、各感光体１１ａ〜１１ｄ表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が各現像装置２ａ〜２ｄによりトナー像に現像される。

無端状の中間転写ベルト１７は、テンションローラー６、駆動ローラー２５及び従動ローラー２７に張架されている。駆動ローラー２５は図示しないモーターによって回転駆動され、中間転写ベルト１７は駆動ローラー２５の回転によって循環駆動させられる。

この中間転写ベルト１７に接触するように各感光体１１ａ〜１１ｄが中間転写ベルト１７の下方で搬送方向（図１の矢印方向）に沿って隣り合うように配列されている。各１次転写ローラー２６ａ〜２６ｄは、中間転写ベルト１７を挟んで各感光体１１ａ〜１１ｄと対向し、中間転写ベルト１７に圧接して１次転写部を形成する。この１次転写部において、中間転写ベルト１７の回転に対して所定のタイミングで各感光体１１ａ〜１１ｄのトナー像が中間転写ベルト１７に順次転写される。これにより、中間転写ベルト１７表面にはマゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックの４色のトナー像が重ね合わされたトナー像が形成される。

２次転写ローラー３４は、中間転写ベルト１７を挟んで駆動ローラー２５と対向し、中間転写ベルト１７に圧接して２次転写部を形成する。この２次転写部において、中間転写ベルト１７表面のトナー像が用紙Ｐに転写される。転写後に、ベルトクリーニング装置３１が中間転写ベルト１７に残存するトナーを清掃する。

画像形成装置１内の下方には、用紙Ｐを収納する給紙カセット３２が配設され、給紙カセット３２の右方には、手差しの用紙を供給するスタックトレイ３５が配設される。給紙カセット３２の左方には、給紙カセット３２から送り出された用紙Ｐを中間転写ベルト１７の２次転写部に搬送する第１用紙搬送路３３が配設される。また、スタックトレイ３５の左方には、スタックトレイ３５から送り出された用紙を２次転写部に搬送する第２用紙搬送路３６が配設される。更に、画像形成装置１の左上方には、トナー像が形成された用紙Ｐに対して定着処理を行う定着部１８と、定着処理の行われた用紙Ｐを用紙排出部３７に搬送する第３用紙搬送路３９とが配設される。

給紙カセット３２は、装置の外部（図１の紙面の表面側）に引き出すことにより用紙Ｐの補充を可能にしたもので、収納されている用紙Ｐがピックアップローラー３３ｂ及び捌きローラー３３ａにより１枚ずつ第１用紙搬送路３３側に送り出される。

第１用紙搬送路３３と第２用紙搬送路３６とはレジストローラー対３３ｃの手前で合流しており、レジストローラー対３３ｃにより、中間転写ベルト１７における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取って、用紙Ｐが２次転写部に搬送される。２次転写部に搬送された用紙Ｐは、転写バイアスが印加された２次転写ローラー３４によって、中間転写ベルト１７上のトナー像を２次転写され、定着部１８に搬送される。

定着部１８は、ヒータ等により加熱される定着ベルトと、定着ベルトに内接する定着ローラーと、定着ベルトを挟んで定着ローラーに圧接して配設された加圧ローラー等とを備え、トナー像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧することにより定着処理を行う。用紙Ｐは、トナー像が定着部１８で定着された後、必要に応じて第４用紙搬送路４０で反転されて用紙の裏面にも２次転写ローラー３４でトナー像が２次転写され、定着部１８で定着される。トナー像が定着された用紙は第３用紙搬送路３９を通って、排出ローラー対１９ａにより用紙排出部３７に排出される。

図２は、上記の画像形成装置１に用いられる現像装置の構成を示す断面図である。なお、以下の説明では、図１に示す感光体１１ａに対応する現像装置２ａの構成及び動作について説明するが、現像装置２ｂ〜２ｄの構成及び動作については現像装置２ａと同様であり、説明を省略し、また各色の現像装置及び感光体を示すａ〜ｄの符号を省略し、必要な場合にはａ〜ｄの符号を付与して説明する。

現像装置２は、現像ローラー２０と、磁気ローラー２１と、撹拌部４２、規制部材２４、及び現像容器２２等により構成されている。

現像容器２２は、現像装置２の外郭を構成し、その下部で仕切り部材２２ｂによって第１搬送路２２ｄと第２搬送路２２ｃに仕切られている。第１搬送路２２ｄ及び第２搬送路２２ｃには、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤が収容される。また、現像容器２２は、撹拌部４２の第１撹拌部材４４及び第２撹拌部材４３と、磁気ローラー２１及び現像ローラー２０を回転可能に保持している。さらに現像容器２２には、現像ローラー２０を像担持体である感光体１１に向けて露出させる開口部２２ａが形成されている。

撹拌部４２は、現像容器２２の底部に設けられ、第１撹拌部材４４と第２撹拌部材４３との２本で構成される。第１撹拌部材４４が第１搬送路２２ｄ内に設けられ、第２撹拌部材４３が第１撹拌部材４４の右方に隣接して、第２搬送路２２ｃ内に設けられる。

第１及び第２撹拌部材４４、４３は現像剤を撹拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーは磁性キャリアに保持される。また、第１搬送路２２ｄと第２搬送路２２ｃを仕切る仕切り部材２２ｂの長手方向（図２の紙面の表裏方向）の両端部側には、連通部（図略）が設けられており、第２撹拌部材４３が回転すると、帯電した現像剤が仕切り部材２２ｂに設けた一方の連通部から第１搬送路２２ｄ内に搬送され、第１搬送路２２ｄ内と第２搬送路２２ｃ内とを循環する。そして、第１撹拌部材４４から磁気ローラー２１に現像剤が供給される。

磁気ローラー２１は、第１撹拌部材４４の上方に対向して配設され、第１撹拌部材４４から供給された現像剤を担持及び搬送し、トナーのみを現像ローラー２０に供給する。磁気ローラー２１の周面に対向して規制部材２４が配設される。

規制部材２４は、ステンレス鋼等の磁性材料で板状に形成され、磁気ローラー２１の左斜め下方で且つ現像ローラー２０の下方にて現像容器２２に固定保持されている。規制部材２４の先端部は、所定の間隔を有して磁気ローラー２１の表面に対向し、磁気ローラー２１の表面に担持される現像剤の層厚を規制する。

また、磁気ローラー２１は、非磁性材からなる回転スリーブ２１ｅと、磁極部材２１ｆ、及びローラー軸２１ｇとを備える。

磁極部材２１ｆは、外周部の極性の異なる複数の磁石からなり、規制部材２４に対向する位置にＮ極からなる規制極２１ｆ１を有し、さらに同極の磁極が周方向に隣接する回収極２１ｆ２を有する。回収極２１ｆ２は、磁極部材２１ｆの他の磁極に比べ磁力が弱くなっており磁気ローラー２１の表面に現像剤を担持することがなく、現像に供されなかった現像剤を撹拌部４２側に回収する。また、磁極部材２１ｆはローラー軸２１ｇに接着等で固着され、ローラー軸２１ｇは現像容器２２に回転不能に支持される。

回転スリーブ２１ｅは磁極部材２１ｆと所定の間隔を有して配設されることで、回転スリーブ２１ｅの表面に現像剤を磁気ブラシとして担持する。また、回転スリーブ２１ｅは、現像容器２２に回転可能に支持され、現像モーター１３１と図示しない歯車からなる駆動機構により矢印Ｃ方向に回転させられることで磁気ブラシを搬送する。さらに、回転スリーブ２１ｅは、直流電源５５ａと交流電源５５ｂからなる第１電圧印加部５５によって直流バイアスに交流バイアスを重畳した第１バイアスが印加される。

現像ローラー２０は、磁気ローラー２１の左斜め上方にて一定の間隔Ｅを隔てて磁気ローラー２１に対向し、現像スリーブ２０ｅと、磁極部材２０ｆ、及び固定軸２０ｇ等を備えて構成されている。

現像スリーブ２０ｅは非磁性材料で円筒状に形成され現像容器２２に回転可能に支持される。磁極部材２０ｆは現像スリーブ２０ｅと所定の間隔を有して、磁気ローラー２１と対向する位置Ｅで固定軸２０ｇに接着等により固着される。固定軸２０ｇは現像容器２２に回転不能に支持される。また、現像スリーブ２０ｅは、感光体１１に対向し、一定の間隔を設けて感光体１１の右方に配設され、感光体１１に接近した対向位置において、感光体１１にトナーを供給する現像領域Ｄを形成している。また、現像スリーブ２０ｅは、現像モーター１３１と図示しない歯車からなる駆動機構により、磁気ローラー２１の回転スリーブ２１ｅと同じ方向である矢印Ｂ方向に回転させられる。従って、現像スリーブ２０ｅは、感光体１１との対向面が上方に移動するように回転し、また、回転スリーブ２１ｅとの対向部（位置Ｅ）において回転スリーブ２１ｅと逆方向に移動するように回転する。さらに、現像スリーブ２０ｅは、直流電源５６ａと交流電源５６ｂからなる第２電圧印加部５６によって直流バイアスに交流バイアスを重畳した第２バイアスが印加される。

従って、磁気ローラー２１の回転スリーブ２１ｅ表面において、帯電した現像剤は磁極部材２１ｆの磁力によって磁気ブラシを形成して担持され、回転スリーブ２１ｅが現像モーター１３１によって矢印Ｃ方向に回転させられることで、磁気ブラシは搬送される。この磁気ブラシは規制部材２４と規制極２１ｆ１とによって所定の層厚に調節される。そして、所定の層厚となった磁気ブラシは、回転スリーブ２１ｅにて対向位置Ｅに搬送される。対向位置Ｅにおいて、磁気ブラシは現像ローラー２０の磁極部材２０ｆにて立ち上げられ現像スリーブ２０ｅに接触する。ここで、第１電圧印加部５５の第１バイアスと第２電圧印加部５６の第２バイアスとの間で電位差を設けて、第１電圧印加部５５及び第２電圧印加部５６が印加されることで、磁気ブラシのトナーのみが、回転スリーブ２１ｅから現像スリーブ２０ｅに供給される。現像スリーブ２０ｅに供給されなかった磁気ブラシは、回転スリーブ２１ｅの矢印Ｃ方向の回転にともない、回収極２１ｆ２にて回転スリーブ２１ｅ上に担持されなくなり、第１撹拌部材４４側に戻される。

そして、現像スリーブ２０ｅが現像モーター１３１によって矢印Ｂ方向に回転させられることで、現像スリーブ２０ｅに担持されたトナーは現像領域Ｄに搬送される。ここで、第２電圧印加部５６の第２バイアスが感光体１１に印加されるバイアスより大きく設定されることで、第２バイアスの電位と感光体１１の露光部位の電位との電位差により、現像スリーブ２０ｅ上に担持されたトナーが感光体１１に飛翔する。感光体１１がドラムモーター１３０によって矢印Ａ方向に回転させられることで、飛翔したトナーは感光体１１上の露光部位に順次付着し、感光体１１上の静電潜像が現像される。

上記印刷モードでは、磁気ローラー２１（回転スリーブ２１ｅ）は矢印Ｃ方向に回転し、現像ローラー２０（現像スリーブ２０ｅ）は矢印Ｂ方向に回転し、また、第１電圧印加部５５と第２電圧印加部５６との間で電位差を設けて夫々印加されるとともに、第２電圧印加部５６に感光体１１より大きい電圧が印加される。本実施形態では上記印刷モードとともにトナー回収モードを備える。

トナー回収モードでは、画像形成時に現像ローラー２０から感光体１１にトナーを供給する際、現像ローラー２０から供給されたトナーが静電潜像の現像に用いられずに、現像ローラー２０から規制部材２４上に落下したトナー、及び現像ローラー２０に対面する現像容器２２の内壁に付着したトナーを撹拌部４２側に回収する。このトナー回収モードは、非画像形成時に、例えば所定の印刷枚数毎に実行され、或いは画像形成装置１が保守点検される場合等に実行される。

印刷モードとトナー回収モードの切換及び各モードの実行は、制御部１６０及び駆動回路１３２を含む制御手段によって行われる。制御部１６０は、マイクロコンピュータ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等の記憶素子等で構成され、記憶素子に設定されたプログラム及びデータに従って、前記モードの切り換えとともに、ドラムモーター１３０及び現像モーター１３１を駆動させる駆動回路１３２を制御し、また第１電圧印加部５５及び第２電圧印加部５６の各バイアスを制御する。

駆動回路１３２は、例えばＤＣモーターからなるドラムモーター１３０及び現像モーター１３１に夫々パルス電圧を印加するブリッジ回路からなり、パルス電圧の印加によってドラムモーター１３０及び現像モーター１３１を夫々回転駆動させ、さらにブリッジ回路内のスイッチを切り替えることで現像モーター１３１の回転方向を切り替える。制御部１６０は駆動回路１３２に正方向信号または逆方向信号を送る。

駆動回路１３２は、正方向信号に基づいて、感光体１１が矢印Ａ方向に回転するようにドラムモーター１３０を回転駆動させ、また正方向信号に基づいて、現像ローラー２０が矢印Ｂ方向に回転し且つ磁気ローラー２１が矢印Ｃ方向に回転するように現像モーター１３１を回転駆動させる。一方、駆動回路１３２は、逆方向信号に基づいて、現像ローラー２０が矢印Ｂ方向の逆方向に回転し且つ磁気ローラー２１が矢印Ｃ方向の逆方向に回転するように現像モーター１３１を回転駆動させる。尚、ドラムモーター１３０及び現像モーター１３１はＤＣモーターに替えてステッピングモーターを用い、正逆の回転方向を切り替えてもよい。

制御部１６０は、図３に示すフローチャートに基づいてトナー回収モードを実行する。

ステップ１では、制御部１６０は、駆動回路１３２を介して現像モーター１３１に逆方向信号を送り、また、現像モーター１３１を印刷モード時より小さい回転速度で回転するように指示する。この信号に基づいて現像モーター１３１が回転駆動し、磁気ローラー２１及び現像ローラー２０は印刷モード時より小さい回転速度で逆方向に回転する。磁気ローラー２１が逆回転駆動することで、磁気ローラー２１上の磁気ブラシが、規制部材２４上或いはその近傍に落下したトナーを掻き取り、掻き取ったトナーが撹拌部４２側に回収される。磁気ローラー２１が印刷モード時より小さい回転速度で回転することで、規制部材２４近傍に落下したトナーを磁気ブラシが緩やかに掻き取り、落下したトナーが規制部材２４の周辺に浮遊することがない。

また、ステップ１では、第１電圧印加部５５の第１バイアス及び第２電圧印加部５６の第２バイアスを同じ電位に設定しておくのが好ましい。これによって、現像ローラー２０と磁気ローラー２１との間には電位差がなくなり、トナーが磁気ローラー２１から現像ローラー２０に移動しない。

ステップ２では、現像モーター１３１が所定の回転数だけ回転駆動すると現像モーター１３１の回転駆動を停止させる。

ステップ３では、駆動回路１３２を介して現像モーター１３１に逆方向信号と回転停止信号を交互に所定のタイミングで送り、また、現像モーター１３１を印刷モード時より大きい回転速度で回転するように指示する。この信号に基づいて現像モーター１３１が回転駆動し、現像ローラー２０及び磁気ローラー２１は印刷モード時より大きい回転速度で逆方向に間欠回転する。現像ローラー２０及び磁気ローラー２１が間欠回転駆動することで、現像容器２２を画像形成装置１に固定保持している部分を中心として現像容器２２が振動する。この振動によって、現像容器２２の開口部２２ａ近傍の内壁に付着していた浮遊トナーが、現像ローラー２０の表面に落下する。印刷モード時より大きい回転速度で間欠回転することで、振動が大きくなり、現像容器２２の内壁に付着したトナーが落下しやすくなる。間欠回転駆動は、２回以上行い、間欠回転駆動のピッチをできるだけ小さくするのが好ましい。

また、ステップ３では、現像ローラー２０が印刷モード時の逆方向に回転することで、現像ローラー２０上に落下したトナーは、現像ローラー２０上で現像領域Ｄ（図２参照）を経由し、現像ローラー２０と磁気ローラー２１の対向部（間隔Ｅの部分、図２参照）に向かって搬送され、現像ローラー２０から規制部材２４上或いはその近傍に落下する。

また、ステップ３では、感光体１１の表面を帯電させていない状態で、現像ローラー２０にトナーと同極性の電圧を印加するとともに、感光体１１を印刷モード時と同方向に回転させる感光体側回収モードにしておくとよい。具体的には、帯電器１３（図１参照）に電圧を印加していない状態で、現像ローラー２０に第２電圧印加部５６（図２参照）から第２バイアスを印加して、感光体１１を回転させる。これによって、現像ローラー２０上に落下したトナーは、現像ローラー２０から規制部材２４近傍に落下するとともに、現像領域Ｄにおいて感光体１１上に移動し、そして感光体１１表面は帯電していない（表面電位が０である）ため、感光体１１上のトナーは感光体１１の回転にともなってクリーニング装置１４（図１参照）に回収される。この結果、現像容器２２の内壁に付着した浮遊トナーは一層確実に回収される。尚、感光体側回収モードはトナー回収モードの他のステップにおいて実行してもよい。

ステップ４では、現像モーター１３１が所定の回転数だけ間欠駆動すると現像モーター１３１の駆動を停止させる。

次に、ステップ５では、駆動回路１３２を介して現像モーター１３１に正方向信号を送り、また、現像モーター１３１を印刷モード時より小さい回転速度で回転するように指示する。この信号に基づいて現像モーター１３１が回転駆動し、磁気ローラー２１及び現像ローラー２０は印刷モード時より小さい回転速度で同じ方向に回転する。ステップ３において、現像モーター１３１の駆動によって、現像ローラー２０とともに磁気ローラー２１が印刷モード時に対して逆回転し、磁気ローラー２１上の磁気ブラシが回収極２１ｆ２（図２参照）によって撹拌部４２側に回収されている。そこで、磁気ローラー２１を印刷モード時と同じ方向に回転駆動させることで、磁気ローラー２１上に磁気ブラシを形成する。

ステップ６では、駆動回路１３２を介して現像モーター１３１に逆方向信号を送り、また、現像モーター１３１を印刷モード時より小さい回転速度で回転するように指示する。この信号に基づいて現像モーター１３１が回転駆動し、磁気ローラー２１及び現像ローラー２０は印刷モード時より小さい回転速度で逆方向に回転する。磁気ローラー２１が逆回転駆動することで、磁気ローラー２１上の磁気ブラシが、規制部材２４上或いはその近傍に落下したトナーを掻き取り、掻き取ったトナーが撹拌部４２側に回収される。印刷モード時より小さい回転速度で回転することで、規制部材２４近傍に落下したトナーを磁気ブラシが緩やかに掻き取り、落下したトナーが規制部材２４の周辺に浮遊することがない。

ステップ７では、駆動回路１３２を介して現像モーター１３１に正方向信号を送る。この信号に基づいて現像モーター１３１が回転駆動し、磁気ローラー２１は印刷モード時で同じ方向に回転する。磁気ローラー２１のこの回転によって、撹拌部４２側から供給される現像剤を磁気ローラー２１上に担持及び搬送し、磁気ローラー２１上に磁気ブラシを形成する。これにより、トナー回収モードから印刷モードに切り替わった場合、画像形成が迅速に行えるようになる。

上記トナー回収モードを実行した場合、図４、図５に示すように規制部材２４上へのトナー落下が少なく、また、良好な画像が得られた。図４は、トナー回収モードの動作の有無における不良画像の発生頻度を示すグラフであり、図５は、トナー回収モードの動作の有無における規制部材２４上のトナー量を示すグラフである。尚、図４は、高温多湿（３２．５℃、相対湿度８０％）の状態で印字率２０％の原稿を印刷し、印刷枚数５００枚毎に不良画像の印刷枚数をプロットしたものであり、トナー回収モードの有無で夫々２回行い、トナー回収モードを５００枚の印刷毎に１回実行した。また、図５は、上記条件で５０００枚の印刷後に規制部材２４上に残存するトナー量を測定したものである。

図４に示すように、トナー回収モードを実行することで、トナーの塊等による不良画像の発生する頻度は、印刷枚数が増えても極めて少なく良好な結果となった。また、図５に示すように、トナー回収モードを実行することで、該モードを実行しない場合に比べて、規制部材２４上に残存するトナー量が略１／３と少なくなり、良好な結果が得られた。

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に利用することができ、特に、トナーと磁性キャリアを含む現像剤を用い、現像ローラー上にトナーのみを担持させて感光体上の静電潜像を現像する画像形成装置に利用することができる。

１画像形成装置
２ａ〜２ｄ、２現像装置
１１ａ〜１１ｄ、１１感光体（像担持体）
２０ａ〜２０ｄ、２０現像ローラー
２０ｅ現像スリーブ
２０ｆ磁極部材
２１ａ〜２１ｄ、２１磁気ローラー
２１ｅ回転スリーブ
２１ｆ磁極部材
２１ｆ２回収極
２２現像容器
２４規制部材
４２撹拌部
５５第１電圧印加部
５５ａ直流電源
５５ｂ交流電源
５６第２電圧印加部
５６ａ直流電源
５６ｂ交流電源
１３０ドラムモーター
１３１現像モーター
１３２駆動回路（制御手段）
１６０制御部（制御手段）

Claims

像担持体の表面に形成された静電潜像をトナー像に現像する画像形成装置であって、
トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を収容する現像容器と、
該現像容器の開口部から外周面の一部が露出することで前記像担持体に対向配置され、前記像担持体との対向面が上方向に移動するように回転しながら前記像担持体にトナーを供給する現像ローラーと、
該現像ローラーに対向配置され、前記現像ローラーとの対向部において前記現像ローラーと逆方向に移動するように回転するとともに、表面に担持した二成分現像剤からなる磁気ブラシを用いて前記現像ローラー上にトナー層を形成する磁気ローラーと、
前記現像ローラーの下方にて前記磁気ローラーに対して所定の間隔を隔てて配置され、前記磁気ローラーの表面の現像剤の層厚を規制する規制部材と、を有する現像装置と、
前記磁気ローラー及び前記現像ローラーの各回転駆動を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、非画像形成時に、前記磁気ローラー及び前記現像ローラーを画像形成時と逆方向に間欠回転させる逆方向間欠回転を実行した後、前記磁気ローラーを画像形成時と同方向である正方向に回転させる正方向回転を実行し、次に前記磁気ローラーを逆方向に回転させる逆方向回転を実行するトナー回収モードを実行可能であることを特徴とする画像形成装置。
前記制御手段は、前記トナー回収モードでは前記磁気ローラー及び前記現像ローラーを画像形成時より大きい回転速度で回転させて前記逆方向間欠回転を実行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記トナー回収モードでは前記磁気ローラーを画像形成時より小さい回転速度で回転させて前記正方向回転を実行し、次に前記逆方向回転を実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記トナー回収モードでは前記正方向回転を実行し、次に前記逆方向回転を実行した後、前記磁気ローラーを画像形成時と同方向である正方向に回転させることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記トナー回収モードでは前記逆方向間欠回転を実行する前に、前記磁気ローラーを画像形成時より小さい回転速度で画像形成時と逆方向に回転させることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記現像ローラーに印加する電圧を更に制御し、前記トナー回収モードでは前記像担持体の表面が帯電していない状態で、前記現像ローラーにトナーと同極性の電圧を印加するとともに、前記像担持体を画像形成時と同方向に回転させることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。