JP2010250219A - 現像装置およびその現像装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トルク負荷の増加を抑制しつつ、良好に現像液の凝集を解きほぐすことが可能な現像装置およびその現像装置を備えた画像形成装置の提供を目的とする。
【解決手段】クリーニングブレード５８Ａよりも前記現像ローラ５６の回転方向上流側かつ与電器５７よりも現像剤ローラの回転方向下流側の位置にて前記現像ローラ５６と圧接し、且つ現像ローラ５６の回転方向と同一方向に回転して前記現像ローラ５６に負荷を与え、現像ローラ５６表面に凝集した現像剤Ｔを解きほぐす解除ローラ５８Ｂと、解除ローラ５８Ｂが現像ローラ５６に与える負荷を軽減するためのクラッチ手段９０とを備える。クラッチ手段９０は解除ローラ５８Ｂに駆動力を与える第一状態と、駆動力を解除する第二状態とに切り替え可能であるので、第二状態においては解除ローラ５８Ｂが現像ローラ５６に対して連れ周り回転するので、現像ローラ５６に対する負荷が軽減される。
【選択図】図６

Description

本発明は、静電潜像を現像液により現像する現像装置およびその現像装置を備えた画像形成装置に関する。

一般に、キャリア液に現像剤を混合させてなる現像液を現像ローラに担持させ、この現像ローラから感光ドラムに形成された静電潜像に現像液中の現像剤を供給して感光ドラム上に現像剤像を形成させる現像装置が知られている。このような現像装置では、現像ローラから感光ドラムの静電潜像に現像液中の一部の現像剤を供給した後（現像後）、現像ローラ上に余った現像液の上から新たな現像液を塗布すると、現像ローラ上の現像液層厚にムラができ画質の悪化を招くため、現像後は現像ローラ上に残った現像液を掻き取る必要がある。

また、現像ローラから感光ドラムへの現像効率を向上させると同時に非潜像領域に現像剤が付着しないように、現像前の現像ローラ上の現像液層に電気的に凝集処理を施し現像剤を現像ローラ表面に凝集させる凝集処理を行うのが一般的である。しかしながらこの凝集処理により、現像ローラ上の現像液層が現像剤濃度の高い層とキャリア液の濃度が高い層とに分離され且つ現像剤が現像ローラ表面に凝集させられるので、現像後の現像液をクリーニングブレードで掻き取ろうとすると分離されたキャリア液がクリーニングブレード表面を流れてしまい、現像剤の濃度が高く流動性の悪い現像液が塊となってクリーニングブレード先端部あるいは表面に残留する。この残留現像液が動作に伴い増大し、現像液の回収・再利用が十分にできないという問題があった。

このような問題を解決する現像装置としては、従来、クリーニングブレードよりも現像ローラの回転方向上流側において現像ローラに対して所定の隙間を空けて配置される解除ローラが知られている（特許文献１参照）。この資料では、解除ローラに電圧を印加するとともに、解除ローラと現像ローラとを接触させながら解除ローラが逆方向に回転（解除ローラと現像ローラの互いの対向面が同一方向に移動するように回転）することで、現像剤の凝集を弱めている。

特開２００６−３０７１９号公報

上記のような構成においては、現像剤の凝集を弱めるために解除ローラと現像ローラとを逆方向へ回転させた場合であっても、現像ローラ表面上の現像剤の凝集を弱めるには不十分な場合があった。そこで、現像ローラ表面上の現像剤の凝集をより一層弱める為に、現像ローラと解除ローラを圧接させながら両ローラを同一方向に回転（解除ローラと現像ローラの互いの対向面が逆方向に移動するように回転）させて、現像液を解きほぐすようにすることが考えられる。

しかしながら、解除ローラを現像ローラと圧接させながら両ローラを同一方向に回転させると、解除ローラを現像ローラに対し非接触で逆方向に回転させた場合に対し、解除ローラの駆動トルクも解除ローラの負荷を受ける現像ローラの駆動トルクも増加する。特に、現像ローラと解除ローラの間に潤滑剤として機能する現像液が無い条件では、現像ローラを回転させるための要求トルクが大幅に増大してしまう。これに対応しようとするとトルク増大に耐え得るローラ保持部、及び駆動系の高剛性化と、駆動源の大容量化が必要となり、装置全体の大型化と重量と消費電力の増大を招き実施上の問題となっていた。

以上の問題点に鑑み、本発明はトルク負荷の増加を抑制しつつ、良好に現像液の凝集を解きほぐすことが可能な現像装置および画像形成装置の提供を目的とする。

上記の問題を解決するため、請求項１に記載の発明に係る現像装置は、キャリア液に現像剤を混合させてなる現像液を担持し、回転駆動する現像剤担持体と、前記現像剤担持体表面に対向するように設けられ、電荷を飛ばして現像液中の現像剤を前記現像剤担持体表面に凝集させる凝集処理を行う凝集手段と、前記現像剤担持体と摺接して、前記凝集処理された現像液を回収する回収部材と、前記回収部材よりも前記現像剤担持体の回転方向上流側かつ前記凝集手段よりも前記現像剤担持体の回転方向下流側の位置にて前記現像剤担持体と圧接し、且つ前記現像剤担持体の回転方向と同一方向に回転して前記現像剤担持体に負荷を与え、前記現像剤担持体表面に凝集した現像剤を解きほぐす回転部材と、前記回転部材が前記現像剤担持体に与える前記負荷を軽減する軽減手段とを備えたことを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の現像装置において、前記軽減手段は、前記回転部材が前記現像剤担持体に対し負荷を与える第一状態と、前記回転部材による前記現像剤担持体の前記負荷を軽減する第二状態とに前記回転部材を切替可能な切替手段と、前記切替手段による切替時期を制御する制御手段とを有することを特徴とする。

また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の現像装置において、前記制御手段は、少なくとも現像剤担持体上の現像液が、前記現像剤担持体と前記回転部材とが圧接する圧接位置に到達するまでは、前記切替手段が第二状態であるように制御することを特徴とする。

また、請求項４記載の発明は、請求項２または３いずれかに記載の現像装置において、前記制御手段は、前記凝集処理された現像液が、前記現像剤担持体と前記回転部材とが圧接する圧接位置を通過するまでに、前記切替手段を前記第二状態から前記第一状態に切替えることを特徴とする。

また、請求項５記載の発明は、請求項２から４いずれかに記載の現像装置において、前記切替手段は、前記第一状態にて前記回転部材に駆動力を伝達し、前記第二状態にて前記駆動力の伝達を解除するように構成されたクラッチ機構であることを特徴とする。

また、請求項６記載の発明は、請求項２から４いずれかに記載の現像装置において、前記切替手段は、前記第一状態にて前記回転部材を前記現像剤担持体に圧接させ、前記第二状態にて前記回転部材を前記現像剤担持体から離間する方向に移動する接離機構であることを特徴とする。

また、請求項７記載の発明に係る画像形成装置は、請求項２から６に記載の現像装置と、現像剤像を担持する像担持体と、前記現像装置を駆動する駆動手段とを備え、当該像担持体上の静電潜像に現像剤を付着させて画像形成処理を行うことを特徴とする。

また、請求項８記載の発明に係る画像形成装置は、請求項７記載の発明において、前記現像装置は、画像形成装置本体に対して交換可能なカートリッジ方式の現像装置であって、前記現像装置が交換されたことを検知する検知手段をさらに備え、前記制御手段は、前記検知手段が前記現像装置の交換を検知したことに基づいて前記切替手段を前記第二状態に切り替えることを特徴とする。

また、請求項９記載の発明は、請求項７または８記載の画像形成装置において、前記制御手段は、前記画像形成処理の前の準備動作に至ってから、現像液が前記現像剤担持体と前記回転部材との圧接する圧接位置まで至るまでの時間が経過してから前記切替手段を前記第二状態から前記第一状態に切り替えることを特徴とする。

また、請求項１０記載の発明は、請求項７から９いずれかに記載の画像形成装置において、前記制御手段は、この画像形成装置の電源が投入されてから、現像液が前記現像剤担持体と前記回転部材との圧接する圧接位置まで至るまでの時間が経過してから前記切替手段を前記第二状態から前記第一状態に切り替えることを特徴とする。

また、請求項１１記載の発明は、請求項７から１０いずれかに記載の画像形成装置において、前記現像剤担持体の配置を、前記像担持体に接触して前記静電潜像に現像剤を付着可能な現像位置および当該現像剤担持体から離間する離間位置に移動させる移動手段を備え、前記制御手段は、前記現像剤担持体が前記離間位置にある状態のとき前記切替手段を前記第二状態に切り替えることを特徴とする。

また、請求項１２記載の発明は、請求項１１に記載の画像形成装置において、前記駆動手段は、前記現像剤担持体が前記離間位置に配置されても前記現像剤担持体に駆動力を伝達可能に構成され、前記切替手段は、前記現像剤担持体が前記離間位置に移動するのに連動して前記第二状態に切り替わることを特徴とする。

請求項１記載の発明に係る現像装置によれば、現像装置には、現像剤担持体に対して圧接させられ、かつ現像剤担持体の回転方向と同一方向に回転する回転部材が現像剤担持体に対して与える負荷を軽減する軽減手段が備えられている。軽減手段の作用によって現像剤担持体が受ける負荷が軽減されるので、従来のように現像剤担持体を回転させるために必要以上に高トルクを発生させる駆動系を採用する必要がない。したがって、トルク負荷の増加を抑制し、装置全体として消費電力を抑えつつ、良好に現像液の凝集を解きほぐすことが可能となる。

請求項２記載の発明によれば、軽減手段は、回転部材が現像剤担持体に負荷を与える第一状態と、その負荷を軽減する第二状態とに切り替え可能なので、第一状態であれば回転部材は現像剤担持体上の現像液を解きほぐすという本来の役割を果たすことができる。

しかも、切替手段は、第一状態および第二状態に切り替える切替時期を制御手段によって制御されているので、適切な時期に第二状態に切り替えられて現像剤担持体に対する回転部材の負荷を適宜軽減することができる。

請求項３記載の発明によれば、制御手段は、少なくとも現像剤担持体上の現像液が現像剤担持体と回転部材との圧接位置に到達するまでは、切替手段が第二状態であるように制御するので、現像剤担持体と回転部材との間に潤滑剤として機能する現像液が無い状態であっても現像剤担持体と回転部材とが圧接しながら同一方向へ回転することがない。したがって、現像剤担持体の回転駆動に対する負荷が軽減される。

請求項４記載の発明によれば、凝集処理された現像液が現像剤担持体と回転部材との圧接位置を通過するまでは第一状態を維持することで、凝集処理された現像液を解きほぐし、その時期以外では現像剤担持体に作用する負荷を適宜軽減することができる。

請求項５記載の発明によれば、クラッチ機構を用い、第二状態で駆動の伝達を解除する。これによって、第二状態では回転部材が現像剤担持体との摩擦力によって現像剤担持体に対して連れ周り回転する。これによって、第一状態にて現像剤担持体と同一方向に回転する回転部材による負荷が軽減される。

請求項６記載の発明によれば、第二状態において回転部材を現像剤担持体から離間する方向に移動させることによって、回転部材による負荷を軽減することが可能である。さらに、回転部材が離間する方向に移動することによって、回転部材の圧接に伴う現像剤担持体表面の歪みの発生を防止することができる。

請求項７記載の発明に係る画像形成装置によれば、回転部材が現像剤担持体に負荷を与える第一状態と、その負荷を軽減する第二状態とに切り替え可能なので、第一状態であれば回転部材は現像剤担持体上の現像液を解きほぐすという本来の役割を果たすことができる。また、第二状態であれば回転部材による負荷を軽減することができる。

しかも、切替手段は、第一状態および第二状態に切り替える切替時期を制御手段によって制御されているので、適切な時期に第二状態に切り替えられて現像剤担持体に対する回転部材の負荷を適宜軽減することができる。したがって、現像装置を駆動させる駆動手段への負荷が小さくなる。そして、装置全体として消費電力を抑えることが可能となる。

請求項８記載の発明によれば、カートリッジ式の現像装置が交換されたことを検出できる。交換された現像装置の現像剤担持体にはまだ現像液が循環されていないので、検知手段が現像装置の交換を検知したことに基づいて切替手段を第二状態に切り替えることで、現像剤担持体が回転してもその回転負荷が大きくならない。

請求項９記載の発明によれば、画像形成処理の前の準備動作に至ってから、現像液が現像剤担持体と回転部材との圧接する圧接位置まで至るまでの時間が経過してから切替手段を第一状態に切り替えることによって、準備動作中の現像剤担持体に現像液が付着していなくても、現像剤担持体を回転させるための駆動手段の駆動負荷が大きくならない。

請求項１０記載の発明によれば、画像形成装置の電源が投入されてから、現像液が現像剤担持体と回転部材との圧接する圧接位置まで至るまでの時間が経過してから切替手段を第一状態に切り替えるので、仮に電源が投入されていない状態になっている間に現像剤担持体上の現像液が流れ落ちてしまったとしても現像液が圧接位置にいたるまでは現像剤担持体を回転させるための回転負荷が軽減されているので、駆動手段に対する負荷を適宜軽減することができる。

請求項１１記載の発明によれば、現像剤担持体を像担持体から離間した状態にすることで、現像剤担持体上の現像剤が像担持体に移らないので、カブリを防止できる。そして、駆動手段は、現像剤担持体が離間位置に配置されても現像剤担持体に駆動力を伝達可能に構成され、切替手段は、現像剤担持体が離間位置に移動するのに連動して第二状態に切り替わるので、１つの切替動作によって２つの部材の状態を切り替えることができる。

レーザプリンタ１の概略断面図である。 現像装置の動作概略を示す説明図であって、現像ローラ５６が感光体ドラムに当接した状態を示している。 現像装置の動作概略を示す説明図であって、現像ローラ５６が感光体ドラムから離間した状態を示している。 （ａ）〜（ｃ）は、クリーニング機構５８の作用を示す説明図である。 （ａ），（ｂ）はクラッチ機構５０の作用を示したレーザプリンタ１の要部平面図である。 現像装置５０内の各部の動作時期を示したタイミングチャートである。 （ａ）は接離機構１９０が第一状態に、（ｂ）は接離機構１９０が第二状態にある場合を示した現像装置５０の要部断面図である。

［実施例１］
（レーザプリンタの概略構成）
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１、２に示すように、レーザプリンタ１は、用紙Ｐ上に現像剤像を転写するプロセス部５を主に備えている。また、レーザプリンタ１の本体ケーシング２内には用紙Ｐをプロセス部５に給紙する給紙部１０や、感光体ドラム５１を露光するレーザビームスキャナである露光装置２０や、用紙Ｐ上に転写された現像剤像を熱定着させる定着装置３０などの機器が設けられている。

また、レーザプリンタ１内には制御部１００が備えられている。制御部１００は、マイクロコンピュータを中心に構成された周知の装置であり、この制御部１００によってレーザプリンタ１の各部が制御されるように構成されている。なお、制御部１００は、本発明の軽減手段の一部を構成する制御手段に相当する。

プロセス部５は、帯電器５２、現像液収容部５３、供給ローラ５４、中間ローラ５５、本発明の現像剤担持体の一例としての現像ローラ５６、本発明の凝集手段の一例としての与電器５７、クリーニング機構５８などを備えた現像装置５０と、本発明の像担持体の一例としての感光体ドラム５１および転写ローラ５９を主に備えている。現像装置５０は、現像カートリッジとして本発明の画像形成装置本体の一例としての本体ケーシング２に対して交換できるように着脱自在に設けられている。なお、現像装置５０は本体ケーシング２に対して備え付けの構造であってもよい。

また、現像装置５０は検知用突起７０を有しており、現像装置５０が本体ケーシング２内に装着されると、検知用突起７０が本体ケーシング２内に設けられた本発明の検知手段の一例としての検知センサ７５に接触する。検知センサ７５が検知用突起７０を検知すると検知センサ７５が検知信号を制御部１００に送出するので、レーザプリンタ１は現像装置５０が交換されたことを検知することができる。本実施例では接触式のセンサを用いたが、そのほかにも公知の技術で現像装置５０の交換を検知できるようにしてもよい。

さらに、現像装置５０は現像ローラ５６が感光体ドラム５１と接触し、感光ドラム５１上の静電潜像に現像剤を供給して現像することが可能な現像位置（図２参照）と、両者が所定の間隔を隔てるように離間する離間位置（図３参照）の２つの配置を取りうるように移動することが可能である。具体的には、図１に示すようにケーシング２内には現像装置５を感光体ドラム５１方向へ付勢する付勢部材８０が設けられている。

本発明の移動手段の一例としての付勢部材８０は、主に偏心カムなどから構成され、制御部１００にその動作を制御されている。制御部１００は、画像形成動作を行うときは現像装置５０が当接位置に配置されるように付勢部材８０を駆動させ、後述する準備動作時など所定の時期には離間位置に配置されるように駆動させる。本実施例では偏心カムを用いているが、離間動作を実現できるのであればリンク機構や電磁クラッチなどその他の構成を適用することが可能である。また、離間動作および当接位置への移動は、クラッチ機構９０の動作と連動するように構成されている。

そして、現像ローラ５６および駆動部２００は離間位置に移動しても駆動部２００から駆動力が伝達されるように構成されている。

なお、クリーニング機構５８については後で詳述することとし、その他の構造を先に簡単に説明する。

感光体ドラム５１は、表層がポリカーボネートなどからなるドラム形の有機感光体であり、その外周面は静電潜像が形成される像担持面となっている。この感光体ドラム５１は、図示しないモータからの動力を受けて図２の反時計回りに回転する。

帯電器５２は、感光体ドラム５１と接触しないように所定間隔を隔てて対向して配置され、感光体ドラム５１の表面（像担持面）を一様に帯電させるように構成されている。

現像液収容部５３は、現像液ＬＴを収容する容器である。この現像液ＬＴは、パラフィンオイルやシリコーンオイルなどの不揮発性のキャリア液Ｃに、エポキシやポリエステルなどの樹脂や顔料および荷電制御剤からなる現像剤Ｔを混合したものである。なお、ここでは現像剤Ｔは正帯電性トナーであり、キャリア液Ｃ中で正電荷に帯電している。そして、現像液収容部５３内の現像液ＬＴは、供給ローラ５４等によって現像ローラ５６に供給されるとともに、クリーニング機構５８によって現像ローラ５６上から回収され、濃度が再調整された後に現像液収容部５３内に戻るようになっている。

供給ローラ５４は、図示しないモータからの動力を受けて図２の時計回りに回転し、その回転に伴って、現像液収容部５３に収容された現像液ＬＴを表面に担持して中間ローラ５５に供給するものである。

中間ローラ５５は、表面に形成された溝部に所定量の現像液ＬＴを担持可能に構成されたローラで、図示しないモータからの動力を受けて図２の反時計回りに回転する。この中間ローラ５５を介して現像ローラ５６に現像液ＬＴを供給することにより、現像ローラ５６への現像液ＬＴの供給量が均一に保たれる。なお、中間ローラ５５の表面には中間ローラブレード５５１が接触しており、中間ローラ５５の表面上の現像液ＬＴは中間ローラブレード５５１にすりきられる。中間ローラブレード５５１によって所定の量に規制された現像液ＬＴは現像ローラ５６へ供給される。

現像ローラ５６は、表面に現像液ＬＴを担持するローラであり、図示しないモータからの動力を受けて図２の時計回りに回転する。この現像ローラ５６は、感光体ドラム５１と接触しており、帯電された感光体ドラム５１との間に所定の電位差ができるように電圧が印加されている。これにより、現像ローラ５６上で担持した現像液ＬＴ中の現像剤が感光体ドラム５１上に形成された静電潜像に供給されて、感光体ドラム５１上に現像剤像が形成される。なお、この現像ローラ５６は、後述する解除ローラ５８Ｂよりも柔らかい材質（例えばウレタンゴム等）で形成されている。

また、本体ケーシング２内にはギア列やモータなどから構成される、本発明の駆動手段の一例としての駆動部２００を備えている。現像装置５０内の現像ローラ５６、供給ローラ５４、中間ローラ５５および解除ローラ５８Ｂは同一の駆動部２００から駆動力が伝達されている。

また、詳しくは後述するが現像ローラ５６は、現像ローラ５６表面の現像液を感光体ドラム５１に付着させるタイミング以外の所定の時期において、感光体ドラム５１から離間することができるように制御部１００に制御されている。

与電器５７は、現像ローラ５６の表面に対抗するように設けられ、制御部１００の制御によって電圧が印加される。与電器５７は、凝集処理として、現像ローラ５６上に担持された現像液ＬＴに対してコロナ放電により電荷を飛ばすことによってキャリア液Ｃ中の現像剤を現像ローラ５６の表面に押し付けている（凝集させている）。

転写ローラ５９は、制御部１００の制御によって所定の電圧が印加されている。転写ローラ５９は、給紙部から搬送された用紙Ｐを、感光体ドラム５１との間で挟み込むことにより、感光体ドラム５１上に形成された現像剤像を、用紙Ｐに転写する。

このように構成されたプロセス部５では、以下のように画像形成処理が行われる。まず、感光体ドラム５１の表面が帯電器５２により一様に帯電された後、露光装置２０から出射されるレーザ光ＬＢによって露光される。これにより、露光された部分の電位が下がって、感光体ドラム５１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、現像液収容部５３内の現像液ＬＴが、供給ローラ５４および中間ローラ５５を介して現像ローラ５６に供給される。

その後、現像ローラ５６上に担持された現像液ＬＴ中の現像剤が感光体ドラム５１上の静電潜像に供給され、感光体ドラム５１上の静電潜像が現像剤で現像される。そして、給紙部１０から搬送された用紙Ｐが感光体ドラム５１と転写ローラ５９との間で挟み込まれながら搬送される。感光体ドラム５１上に形成された現像剤像は、感光体ドラム５１と転写ローラ５９との間の電位差によって用紙Ｐに転写される。

次に、用紙Ｐは定着装置３０に搬送され、定着装置３０の加熱ローラ３１と押圧ローラ３２によって挟持搬送され、用紙上に熱定着される。そして、用紙は排紙ローラ４０によりレーザプリンタ１上部の排紙トレイ６０に排出され、画像形成動作が終了する。
（クリーニング機構の構造）
次に、クリーニング機構５８の構造について詳細に説明する。図２ないし図５に示すように、クリーニング機構５８は、本発明の回収部材の一例としてのクリーニングブレード５８Ａと、本発明の回転部材の一例としての解除ローラ５８Ｂとを備えて構成されている。

クリーニングブレード５８Ａは、例えばウレタンゴムなどからなり、現像ローラ５６と摺接して、現像ローラ５６上の現像液ＬＴを掻き取るものである。具体的に、このクリーニングブレード５８Ａは、現像ローラ５６から感光体ドラム５１に一部の現像剤を供給した後（現像後）に現像ローラ５６上に残留する現像液ＬＴを掻き落とすべく、現像ローラ５６と感光体ドラム５１との接点よりも現像ローラ５６の回転方向下流側に配置されている。

解除ローラ５８Ｂは、金属製のローラであり、クリーニングブレード５８Ａよりも現像ローラ５６の回転方向上流側かつ現像ローラ５６の現像位置より下流側の位置で、現像ローラ５６と圧接するように配設されている。また、解除ローラ５８Ｂは制御部１００と接続されており、電圧の印加に伴い解除ローラ５８Ｂと現像ローラ５６との間に所定の電位差が生じるように構成されている。さらに、図５に示すように、解除ローラ５８Ｂの回転軸方向端部には駆動部２００の駆動力を受けるためのカップリング受動ギア９３と、本発明の切替手段の一例としてのクラッチ機構９０が設けられている。

クラッチ機構９０は、カップリング受動ギア９３に対して幅方向へ進退自在に連結されるカップリング入力軸９５と、そのカップリング入力軸９５を解除ローラ５８Ｂの回転軸方向へ進退させるためのアーム９１と、アーム９１をスライド移動させるピニオンギア９２とを主に備えている。アーム９１は、解除ローラ５８Ｂの回転軸方向と直交する方向に延びるアーム部９８と、そのアーム部９８の後端部に設けられ、ピニオンギア９２と噛み合うラックギア部９９と、カップリング入力軸９５と摺接するスロープ部９４とを一体的に備えている。カップリング入力軸９５は付勢手段（図示せず）によりカップリング受動ギア９３から離間する方向に付勢されており、ピニオンギア９２の駆動によりスライド移動するアーム９１のスロープ部９４に摺接して、カップリング受動ギア９３側へ移動する。

カップリング入力軸９５は、図５（ｂ）に示すように、現像装置５０のカップリング受動ギア９３に対し回転軸方向にて対向配置されている。このカップリング入力軸９５には、本体ケーシング２内に設けられるモータ（図示せず）からの回転駆動力が入力されている。

このように構成されたクラッチ機構９０において、図５（ａ）に示すようにカップリング入力軸９５とカップリング受動ギア９３とが接続された状態が本発明の第一状態に相当し、駆動部２００の駆動力を解除ローラ５８Ｂに伝達することができる。

そして、アーム９１は制御部１００の命令によってピニオンギア９２を介して駆動力を受けて解除ローラ５８Ｂの回転軸方向と直交する方向に移動する。すると、図５（ｂ）に示すように、カップリング入力軸９５は、カップリング受動ギア９３と接続された状態からカップリング入力軸９５の回転軸方向におけるケーシング２側へ退避する。この、解除ローラ５８Ｂに対して駆動力の伝達が解除された状態（図５（ｂ））が、本発明の第二状態に相当する。クラッチ機構９０が第二状態に切り替えられると、解除ローラ５８Ｂは現像ローラ５６との摩擦力によって現像ローラ５６に対して連れ周り回転するようになる。

また、図４（ａ）に示すように、解除ローラ５８Ｂは、クラッチ機構９０が第一状態に切り替えられた状態においては当該解除ローラ５８Ｂよりも柔らかい現像ローラ５６に食い込むように現像ローラ５６に押し付けられ、その状態においてクラッチ機構９０を介して図示しないモータからの動力を受けて現像ローラ５６と同一方向（図示時計回り）に回転するようになっている。これにより、現像ローラ５６と解除ローラ５８Ｂは互いの対向面Ｆ１，Ｆ２が逆方向に移動するようになっている。以降、解除ローラ５８Ｂが現像ローラ５６の回転方向に対して同一方向に回転することを、アゲインスト回転と呼称する。

第一状態においては、図４（ａ），（ｂ）に示すように、現像後に現像ローラ５６上に残っている現像液ＬＴは、まず、解除ローラ５８Ｂと衝突する。この際、解除ローラ５８Ｂと現像ローラ５６の互いの対向面Ｆ１，Ｆ２が逆方向に移動して強く擦れ合うことで、凝集処理により現像ローラ５６の表面上に貼り付いている現像剤Ｔが解除ローラ５８Ｂによって崩されたり、解きほぐされる。そして現像剤Ｔは、キャリア液Ｃとともに解除ローラ５８Ｂ表面に付着し一部はすり抜ける。

解除ローラ５８Ｂに付着した現像剤Ｔ２は、解除ローラ５８Ｂを一周したところで現像ローラ５６との圧接部に衝突し、今度は解除ローラ５８Ｂから掻き取られ、現像ローラ５６と解除ローラ５８Ｂの圧接部をすり抜けてきた現像剤Ｔ１と混ざり合う。これにより、各ローラ５６，５８Ｂに担持された各現像剤Ｔがさらに解きほぐされ、キャリア液Ｃ中に良好に分散される。

そして、このように現像剤Ｔが分散されることで、現像剤Ｔがクリーニングブレード５８Ａの端面Ａ１に溜まることが抑制される。

また、現像ローラ５６と解除ローラ５８Ｂの互いの対向面Ｆ１，Ｆ２を逆方向に摺接させるだけで現像剤Ｔが良好に分散するので、凝集処理および現像を行った後の現像ローラ５６上の現像剤Ｔの凝集を簡単な構成で解くことができ、かつ、現像液ＬＴを簡単に回収、再利用することができる。

加えて、解除ローラ５８Ｂを弾性材質の現像ローラ５６に食い込ませることで、現像ローラ５６と解除ローラ５８Ｂの圧接部にニップ幅と面圧を確保し、現像ローラ表面に凝集された現像剤を確実に現像ローラ表面から引き剥がすことが出来る。

さらに、解除ローラ５８Ｂを金属製とすることで摩擦係数を小さくし、現像ローラ５６と解除ローラ５８Ｂの互いの対向面Ｆ１，Ｆ２を逆方向に移動させて強く摺接させる際に、現像ローラ５６に与える影響を少なくでき、現像ローラ５６表面の損傷を抑えることができる。
（プロセス部の各部のタイミング制御）
次に、制御部１００によるクラッチ機構９０の切り替えタイミングおよびプロセス部５の各部の制御について図６を用いて説明する。ここでは、レーザプリンタ１の電源が投入された状態（ＯＮ状態）で一定時間放置されている状態から画像形成動作を開始する場合を例として説明する。

このとき、前回の画像形成動作から相当期間経過しているので、前回の画像形成動作で供給ローラ５４、中間ローラ５５、現像ローラ５６の表面に付着した現像液ＬＴは重力によって各ローラの表面から流れ落ちている。したがって、この時点では各ローラに付着する現像液ＬＴは潤滑剤としての役割を果たさない。そしてクラッチ機構９０は第一状態にあり、解除ローラ５８Ｂは現像ローラ５６に圧接している。制御部１００は、前回の画像形成動作終了から経過した時間を計測しており、その時間経過から各ローラの表面の現像液ＬＴが流れ落ちていることを判断し、クラッチ機構９０の切り替えタイミングの制御処理を行う。

なお、現像液が流れ落ちる時間は、現像液の物性（粘性やぬれ性）、ローラの表面特性、ローラ表面の液量などの条件によってことなるため、実施条件に対して実験的に求める。

図６に示すように、制御部１００は、外部から画像形成処理の命令を受けてレーザプリンタ１の各部の制御を開始する。制御部１００は、まずプロセス部５の準備動作を開始するための制御を行う。プロセス部５の準備動作とは、上記した画像形成処理を行う前の動作である。

この準備動作として、現像装置５０は、供給ローラ５４、中間ローラ５５、現像ローラ５６を回転させて現像液収容部５３内の現像液ＬＴを現像ローラ５６表面に担持させる。準備動作の過程で現像液ＬＴを現像ローラ５６に担持させるので、画像形成動作時において現像液ＬＴを現像ローラ５６まで供給する時間を節約できる。したがって迅速に画像形成動作を開始することが可能となる。

また、レーザプリンタ１が停止している間に現像液収容部に貯留された現像液ＬＴがキャリア液Ｃと現像剤Ｔとに分離してしまっても準備動作時に供給ローラ５４を回転させているので、両者が攪拌されてキャリア液Ｃ中に正常に現像剤Ｔが分散された状態に戻すことが可能となる。

なお、現像装置５０の準備動作期間は、制御部１００にあらかじめ設定された期間だけ行われるように制御されている。また、クラッチ機構９０を動作させる時期、現像ローラ５６を感光体ドラム５１に対して接離させる時期等についても、同様に制御部１００が予め設定された時間の経過を検知したら各部に動作命令を出すように構成されている。

準備動作が開始した状態においては、図６に示すように、感光体ドラム５１と当接する当接位置にあった現像ローラ５６が離間位置に配置されている。現像ローラ５６が感光体ドラム５１から離間しているので、凝集処理されていない現像液ＬＴが感光ドラム５１の表面に付着することを防ぐので、いわゆるカブリを防止することができる。

現像ローラ５６が離間位置に配置されるように制御されるのに連動し、第一状態であったクラッチ機構９０が制御部１００によって第二状態に切り替えられるように構成される。現像ローラ５６とクラッチ機構９０とを連動させるので、１つの切替動作によって２つの部材の状態を切り替えることができる。

解除ローラ５８Ｂが第二状態に切り替えられた後、停止していた現像ローラ５６をはじめ供給ローラ５４、中間ローラ５５が回転を開始する。各ローラが回転を開始することによって、現像液収容部５３内の現像液ＬＴが供給ローラ５４および中間ローラ５５を介して現像ローラ５６に供給されるようになる。

このとき、解除ローラ５８Ｂは、駆動系から入力されていた駆動力が解除されているので、解除ローラ５８Ｂは現像ローラ５６に対し連れ周り回転するようになる。仮に、現像ローラ５６が回転を開始した段階で解除ローラ５８Ｂからの駆動力が伝達されていると、現像液ＬＴが解除ローラ５８Ｂと現像ローラ５６との間に介在していない状態で両ローラをアゲインスト回転させることになり、現像ローラ５６の回転に際して駆動部２００に大きな負担がかかる。

しかし、解除ローラ５８Ｂが連れ周り回転することによって、それまでアゲインスト回転によって現像ローラ５６に与えていた負荷が軽減される。したがって、駆動部２００がローラを回転させるために必要なトルクが少なくてすむ。

制御部１００は、現像ローラ５６の回転が開始されてから現像液ＬＴが現像ローラ５６の周面全てに供給されるだけの時間が経過したら、与電器５７をＯＮ状態に切り替えて凝集処理を開始させる。与電器５７がＯＮ状態になることで、現像ローラ５６に供給された現像液ＬＴに凝集処理が施される。凝集処理された現像剤Ｔは、現像ローラ５６表面に凝集する。凝集された現像剤Ｔは、現像ローラ５６の回転方向下流側にて現像ローラ５６と解除ローラ５８Ｂとが圧接する圧接位置、すなわち対抗面Ｆ１およびＦ２（図４参照）に向かって移動する。

その後、制御部１００はクラッチ機構９０を第一状態に切り替えるように制御し、解除ローラ５８Ｂは現像ローラ５６に対しアゲインスト回転を開始する。このとき、制御部１００は凝集処理された現像液ＬＴの先頭が圧接位置に達する直前に第二状態に維持されていたクラッチ機構９０を第二状態から第一状態に切り替えるように制御する。それによって凝集処理された現像液ＬＴが解きほぐされ、その時期以外では現像ローラ５６に対する負荷が軽減される。

クラッチ機構９０が第一状態に切り替えられたことに連動し、制御部１００はプロセス部５を準備動作から画像形成処理に移行するために現像ローラ５６を感光体ドラム５１に接触するように付勢部材８０を駆動し、現像装置５０を接触位置に配置させる。これによって凝集処理された現像液ＬＴが感光体ドラム５１上の静電潜像に付着し、現像剤像が形成される。

現像ローラ５６およびクラッチ機構９０は、画像形成動作が終了したらそれぞれ離間状態および第二状態に切り替えられる。

以上に記したように、クラッチ機構９０は解除ローラ５８Ｂが現像ローラ５６に負荷を与える第一状態と、その負荷を軽減する第二状態とに切り替えられるので、圧接位置に現像液がない状態ではクラッチ機構９０を第二状態に切り替えることによって、現像ローラ５６に対して圧接する解除ローラ５８Ｂのアゲインスト回転が開放される為、解除ローラ５８Ｂは現像ローラ５６との摩擦力によって連れまわり回転するので、現像ローラ５６に与える負荷を大きく軽減することができる。

駆動部２００は、一般的に全動作工程における最大負荷時を基準に容量を選定される。解除ローラ５８Ｂによる現像ローラ５６への負荷が最大となる最大負荷時にて、上記の負荷軽減処理にて現像ローラ５６に掛かる解除ローラ５８Ｂの負荷を軽減しているため、駆動部２００の選択基準となる最大負荷が軽減され、駆動部２００トルク容量と消費電力を小さく設定することが可能となる。

また、制御部１００は画像形成処理の前の準備動作に至ってから、現像液が現像ローラ５６と解除ローラ５８Ｂとの圧接する圧接位置まで至るまでの時間が経過してからクラッチ機構９０を第二状態から第一状態に切り替えるように制御するので、準備動作中の現像ローラ５６に現像液ＬＴが付着していなくても、現像剤ローラ５６を回転させるための駆動部２００の駆動負荷が大きくならない。

また、制御部１００はレーザプリンタ１の電源が投入されて（ＯＮ状態）から、現像液ＬＴが現像ローラ５６と解除ローラ５８Ｂとの圧接する圧接位置まで至るまでに必要な時間が経過してからクラッチ機構９０を第二状態から第一状態に切り替えるように制御する。これによって、仮に電源がＯＦＦ状態になっている間に現像ローラ５６上の現像液が流れ落ちてしまったとしても、現像液が圧接位置にいたるまでは解除ローラ５８Ｂが現像ローラ５６に対し連れ周りすることによって現像ローラ５６を回転させるための駆動部２００の駆動負荷が軽減される。また、起動時に現像装置５０にて発生する瞬間的なトルク負荷が駆動系に掛からない様にすることが可能であり、それによって許容最大負荷を抑えたより簡易な構成の駆動系を実現出来る。

なお、本実施形態では、準備動作中において、現像ローラ５６の接離動作およびクラッチ機構９０を第二状態に切り替えるタイミングが連動するように制御されているが、現像ローラ５６の接離動作とクラッチ機構９０の動作とを別々に制御するようにしてもよい。別々に制御する場合は、解除ローラ５８Ｂは少なくとも現像ローラ５６の回転が開始する前につれまわり回転できるようにしなければならないので、制御部１００は現像ローラ５６が回転開始する（準備動作が開始する）よりも早いタイミングでクラッチ機構９０を第二状態に切り替えるよう制御することが望ましい。

また、現像ローラ５６の接離動作とクラッチ機構９０の動作とを別々に制御する場合、現像ローラ５６を感光体ドラム５１に接触させるタイミングは、少なくとも凝集処理された現像液ＬＴの先頭が現像ローラ５６上において感光体ドラム５１と接触する位置を通過した後であることが望ましい。このように制御することによって、凝集処理されていない現像剤Ｔが感光体ドラムに移らない。そして、このタイミングであれば、解除ローラ５８Ｂがアゲインスト回転を再開する（クラッチ機構９０が第一状態に切り替えられる）前に現像ローラ５６を感光体ドラム５１に当接させても構わない。

また、与電器５７の動作の有無にかかわらず、クラッチ機構９０は供給ローラ５４および中間ローラ５５を介して現像ローラ５６に供給された現像液ＬＴの先頭が圧接位置に到達する直前まで第二状態を維持することが望ましい。これによって、現像ローラ５６と解除ローラ５８Ｂとの間に潤滑剤として機能する現像液ＬＴが無い状態で現像ローラ５６と解除ローラ５８Ｂとが圧接しながらアゲインスト回転することがない。そして、現像液ＬＴが解除ローラ５８Ｂと現像ローラ５６の間に存在する状態で解除ローラ５８Ｂをアゲインスト回転させるので、現像ローラ５６の回転駆動に対する負荷を軽減することができる。

また、現像ローラ５６の配置を検知可能なセンサを設けることが望ましい。画像形成動作中に電源が切られ（ＯＦＦ状態）、その後電源が投入されて（ＯＮ状態）動作を復帰させる場合には、電源投入とともにセンサによって現像ローラ５６の位置を検知する。現像ローラ５６と当接する状態にある場合には制御部１００は現像ローラ５６を回転させる前に現像ローラ５６を感光体ドラム５１から離間させ、それに連動してクラッチ機構９０が第二状態に切り替えられる。このようにすれば、電源がＯＦＦ状態である間に現像剤が現像ローラ５６から流れ落ちていても、その状態で補助ローラ５８Ｂが現像ローラ５６に圧接してアゲインスト回転することを、確実に防止できる。
［実施例２］
次に、本発明における切替手段に適用されるその他の実施形態について説明する。なお、実施例１と同一の部分については説明を割愛し、同じ符号を用いる。

図７に示すように、現像装置５０内の解除ローラ５８Ｂは、その回転軸方向端部に本発明の切替手段の一例としての接離機構１９０を備えている。接離機構１９０は、解除ローラ５８Ｂの回転軸と直交する方向に伸びるアーム部１９１と、アーム部１９１を揺動可能に構成されるカム部１９５とを主に有している。

アーム部１９１は、その延設方向一端側に解除ローラ５８Ｂの中心軸部を支持する支持部１９２と、その延設方向他端側にて現像装置５０に支持される軸部１９３とを有し、軸部１９３を中心に揺動可能に構成されている。また、アーム部１９１の延設方向中央部には、カム部１９５が挿通される長孔１９４が設けられている。

カム部１９５は、板部１９６と、板部１９６から解除ローラ５８Ｂの回転軸方向へ突出して長孔１９４に挿通される突出部１９７とからなる。カム機構１９５は図示しないバネによって解除ローラ５８Ｂが現像ローラ５６から離間する離間方向に付勢されている。

板部１９６は本体ケーシング２内に設けられるモータ（図示せず）から図７の時計回り方向に回転するように回転駆動力が入力されている。また、突出部１９７は板部１９６の回転中心からずれた位置に設けられているので、長孔１９４に突出部１９７を挿通されたアーム部１９１は板部１９６の回転に伴い突出部１９７から押圧力を受け、図７（ａ）および（ｂ）に示すように軸部１９３を中心に揺動することが可能である。

上記の構成によって、接離機構１９０は制御部１００の制御に伴い支持部１９２に支持された解除ローラ５８Ｂをバネの付勢力に抗して現像ローラ５６に圧接させる第一状態（図７（ａ）参照）および解除ローラ５８Ｂを現像ローラ５６から離間する方向に移動させた状態である第二状態（図７（ｂ）参照）に移動することが可能である。

そして、実施例１と同様のタイミングで接離機構１９０の第一状態と第二状態とを切り替える。すると、第一状態にて現像ローラ５６に圧接されていた解除ローラ５８Ｂの負荷が無くなる（図７（ｂ）参照）ので、準備動作時に作用するトルクを軽減することができる。さらに、解除ローラ５８Ｂが現像ローラ５６に圧接されたままの状態であると、ゴムで構成される現像ローラ５６の表面に歪みが生じてしまう危険性がある（図４参照）が、本実施例では解除ローラ５８Ｂの圧接による負荷がなくなるので、現像ローラ５６の表面のひずみ発生の危険を防止できる。

なお、必ずしも第二状態として解除ローラ５８Ｂが現像ローラ５６から完全に離間した状態にする必要はない。すなわち、第二状態として解除ローラ５８Ｂが現像ローラ５６に当接した部分を残すように接離機構１９０を移動させた状態にしてもよい。このようにしても、現像ローラ５６に対してアゲインスト回転する解除ローラ５８Ｂとの接触面積と接触圧が小さくなるので、第一状態に比べて解除ローラ５８Ｂが現像ローラ５６に与える負荷は軽減される。
［その他の実施形態］
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能である。

例えば、現像装置５０が本体ケーシング２に対して交換可能な構成である場合には、現像装置が交換されたことに基づいて解除ローラ５８Ｂを第一状態から第二状態に切り替えるように制御してもよい。具体的には、図１に示した検知センサ７５が現像装置５０の検知用突起７０を検知し、制御部１００が検知信号を検知したタイミングで解除ローラ５８Ｂを第一状態から第二状態に切り替えるように制御する。これによって、現像ローラ５６に現像液が付着していない新品のカートリッジ（現像装置）がケーシング２に装着されたことを受けて準備動作として現像ローラ５６を回転させるとしても、現像ローラ５６に対する負荷が軽減される。

さらに、上記実施形態では解除ローラ５８Ｂは電圧が印加され、同じく電圧の印加されている現像ローラ５６との間に電位差を確保していたが、電位差が確保出来るのであれば解除ローラ５８Ｂはグラウンドでも良い。

また、本実施形態では軽減手段として解除ローラ５８Ｂを動作させる機構（クラッチ機構、接離機構）を適用したが、現像ローラ５６側を動作させるように構成してもよい。例えば、感光体ドラム５１と解除ローラ５８Ｂとを固定する一方で現像ローラ５６を感光ドラム５１および解除ローラ５８Ｂと接離可能に構成する。このようにして、現像ローラ５６が感光体ドラム５１に当接すると解除ローラ５８Ｂも現像ローラ５６に対して所定の位置に納まるようにすることで、現像ローラ５６に対し負荷を与える状態と、負荷を軽減させる状態とを切り替えることができる。

また、クラッチ機構９０は、上記実施形態のようにカップリング機構を用いたものではなく、遊星ギアを用いて駆動を接断可能に構成してもよい。また、現像剤担持体としては現像ローラでなく現像ベルトを適用してもよい。同様に、像担持体として感光体ベルトを適用してもよい。その他、解除ローラの表面にコーティングないしチューブ処理を施すなど、種々の改良が可能である。

１ レーザプリンタ
２ 本体ケーシング
５ プロセス部
５０ 現像装置
５１ 感光体ドラム
５３ 現像液収容部
５４ 供給ローラ
５５ 中間ローラ
５６ 現像ローラ
５８Ａ クリーニングブレード
５８Ｂ 解除ローラ
７０ 検知用突起
７５ 検知センサ
８０ 付勢部材
９０ クラッチ機構
１００ 制御部
１９０ 接離機構

Claims (11)

1. キャリア液に現像剤を混合させてなる現像液を担持し、回転駆動する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体表面に対向するように設けられ、電荷を飛ばして現像液中の現像剤を前記現像剤担持体表面に凝集させる凝集処理を行う凝集手段と、
   前記現像剤担持体と摺接して、前記凝集処理された現像液を回収する回収部材と、
   前記回収部材よりも前記現像剤担持体の回転方向上流側かつ前記凝集手段よりも前記現像剤担持体の回転方向下流側の位置にて前記現像剤担持体と圧接し、且つ前記現像剤担持体の回転方向と同一方向に回転して前記現像剤担持体に負荷を与え、前記現像剤担持体表面に凝集した現像剤を解きほぐす回転部材と、
   前記回転部材が前記現像剤担持体に与える前記負荷を軽減する軽減手段と
   を備えたことを特徴とする現像装置。
2. 前記軽減手段は、
   前記回転部材が前記現像剤担持体に対し前記負荷を与える第一状態と、前記回転部材による前記現像剤担持体の前記負荷を軽減する第二状態とに前記回転部材を切替可能な切替手段と、
   前記切替手段による切替時期を制御する制御手段と
   を有することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記制御手段は、
   少なくとも現像剤担持体上の現像液が、前記現像剤担持体と前記回転部材とが圧接する圧接位置に到達するまでは、前記切替手段が第二状態であるように制御することを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記制御手段は、前記凝集処理された現像液が、前記現像剤担持体と前記回転部材とが圧接する圧接位置を通過するまでに、前記切替手段を前記第二状態から前記第一状態に切替えることを特徴とする請求項２または３いずれかに記載の現像装置。
5. 前記切替手段は、前記第一状態にて前記回転部材に駆動力を伝達し、前記第二状態にて前記駆動力の伝達を解除するように構成されたクラッチ機構であることを特徴とする請求項２から４いずれかに記載の現像装置。
6. 前記切替手段は、前記第一状態にて前記回転部材を前記現像剤担持体に圧接させ、前記第二状態にて前記回転部材を前記現像剤担持体から離間する方向に移動する接離機構であることを特徴とする請求項２から４いずれかに記載の現像装置。
7. 請求項２から６に記載の現像装置と、現像剤像を担持する像担持体と、前記現像装置を駆動する駆動手段とを備え、当該像担持体上の静電潜像に現像剤を付着させて画像形成処理を行うことを特徴とする画像形成装置。
8. 前記現像装置は、画像形成装置本体に対して交換可能なカートリッジ方式の現像装置であって、
   前記現像装置が交換されたことを検知する検知手段をさらに備え、
   前記制御手段は、
   前記検知手段が前記現像装置の交換を検知したことに基づいて前記切替手段を前記第二状態に切り替えることを特徴とする、請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、
   前記画像形成処理の前の準備動作に至ってから、現像液が前記現像剤担持体と前記回転部材との圧接する圧接位置まで至るまでの所定時間が経過してから前記切替手段を前記第二状態から前記第一状態に切り替えることを特徴とする請求項７または８いずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記制御手段は、
    この画像形成装置の電源が投入されてから、現像液が前記現像剤担持体と前記回転部材との圧接する圧接位置まで至るまでの所定時間が経過してから前記切替手段を前記第二状態から前記第一状態に切り替えることを特徴とする請求項７から９いずれかに記載の画像形成装置。
11. 前記現像剤担持体の配置を、前記像担持体に接触して前記静電潜像に現像剤を付着可能な現像位置および当該現像剤担持体から離間する離間位置に移動可能であって、移動手段を備え、
    前記駆動手段は、前記現像剤担持体が前記離間位置に配置されても前記現像剤担持体に駆動力を伝達可能に構成され、
    前記切替手段は、前記現像剤担持体が前記離間位置に移動するのに連動して前記第二状態に切り替わることを特徴とする請求項７から１０いずれかに記載の画像形成装置。