JP2020024309A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、現像室内に滞留する現像剤の発生を抑制できる画像形成装置を提供する。【解決手段】現像装置２０の使用状況に関する情報を記憶するメモリ４０を有し、制御部８は、画像を形成しない非画像形成時には、メモリ４０に記憶された前記使用状況に関する情報に基づいて、現像室２０ａ２に配置され、マグネットローラ２２を内包した現像スリーブ２１を第１の回転方向とは逆方向である第２の回転方向に回転させる逆回転動作を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に関する。

従来より、複写機やプリンタ等の画像形成装置において、像担持体としての感光ドラムの表面上に形成された画像を可視化するための種々の現像装置が使用されている。現像装置は、磁性を示す現像剤を収容するための現像剤収容器と、現像剤収容器と開口を介して連通された現像容器と、を有している。現像容器を構成する枠体には、磁極発生部を内包した現像剤担持体が回転可能に支持されており、現像剤担持体により現像剤が感光ドラムの表面に形成された静電潜像に供給されてトナー像として現像される。

現像剤収容器と現像容器とは、開口を介して連通されており、現像剤収容器内に設けられた供給部材により現像剤収容器内の現像剤が開口を介して現像容器内に供給される。現像容器に供給された現像剤は、現像剤担持体に担持され、規制ブレードを通過し、感光ドラムが対向する現像部へと搬送される。規制ブレードは、現像剤担持体に対して当接しており、現像剤担持体上の現像剤を薄層均一化するとともに、現像剤との摺擦作用により現像剤を摩擦帯電させて電荷を与える。感光ドラムが対向する現像部では、感光ドラムの表面上に形成した静電潜像に対して、電荷を持った現像剤を電気的に吸着させる。これにより静電潜像をトナー像として現像して画像形成を行う。

現像装置の使用を重ねると、現像容器内で規制ブレードにより現像剤を繰り返し摺擦する等のストレスが増える。そのため現像装置を使用した際に、現像剤が劣化して画像不良を生じる場合がある。特許文献１では、画像形成動作後であって、次のプリント信号を待つスタンバイ状態となる前に、現像剤担持体を逆回転することで現像容器内のトナーを現像剤収容器内に戻すことができる。これにより現像容器内で規制ブレードにより現像剤を繰り返し摺擦する等のストレスを抑制することができる。

特開２０１４−２４０８９０号公報

近年では、現像装置の長寿命化が求められている。現像装置の使用を重ねると、現像容器内で規制ブレードにより現像剤を繰り返し摺擦する等のストレスが増える。そのため現像装置の寿命末期では、現像剤の帯電特性が著しく変化する場合があり、現像剤に所望の電荷を与えることができない場合がある。この場合は、画像濃度の低下や、非露光部に現像剤が現像される画像カブリ等が画像不良として生じる場合がある。

このような課題を解決するための一つの構成として、現像容器の下方に現像剤収容器を設ける汲上構成が使用される。この構成においては、現像容器内の現像剤が現像剤収容器に移動し易く、規制ブレードによる現像剤の繰り返し摺擦が抑制されるため現像装置の長寿命化が期待できる。

しかしながら、規制ブレードとの一度の摺擦では現像剤に対して安定した電荷を与えることが難しく、汲上構成においては、現像容器内で電荷を与えられた現像剤が現像剤収容器に移動し易いため現像容器内の現像剤の電荷を安定させ難い。そのため現像剤収容器内の電荷を持たない現像剤が現像剤担持体に直接供給されないように現像剤収容器と現像容器との間に壁を設ける場合がある。これにより現像容器内で電荷を与えられた現像剤が現像剤担持体に再び担持され易くなるため現像剤の電荷を安定させ易くなる。

現像装置の長寿命化のために汲上構成を用いる場合では、現像剤収容器と現像容器との間に壁を設ける必要がある。現像容器内の壁付近の領域において、現像剤担持体に搬送されず、現像剤収容器側にも移動しない領域（以下、「不動層」という)が生じる場合がある。通常、現像装置内の現像剤は、現像装置の使用に応じて状態が変化する。しかし、不動層に留まる現像剤は、現像装置の使用に応じた変化は起こらない。

ユーザが現像装置に強い衝撃を与えたり現像装置をひっくり返す等の想定されない動作が加わった場合は、不動層に留まっていた現像剤が現像剤担持体に供給されることがある。その場合は、現像剤と現像剤担持体の使用履歴の差から現像剤に所望の電荷が付与されないことがある。これにより一時的に画像カブリ等が生じる場合がある。特許文献１では、現像容器の上方に現像剤収容器が位置する構成で、規制ブレード付近の現像剤の循環不良の解決を目的としているため現像装置の長寿命化や前述した弊害を解決できるものではなかった。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、現像室内に滞留する現像剤の発生を抑制する画像形成装置を提供するものである。

前記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、開口を備える仕切部を用いて内部空間が現像室と収容室に仕切られる現像枠体と、前記現像室に配置され、磁気発生手段を内包した現像剤担持体と、前記収容室に配置され、前記開口を介して現像剤を前記現像室へ供給する供給部材と、を有する現像ユニットと、画像を形成する画像形成時に、前記現像剤担持体を第１の回転方向に回転させるように、前記現像ユニットを制御する制御部と、を有する画像形成装置であって、前記現像ユニットの使用状況に関する情報を記憶する記憶手段を更に有し、前記制御部は、画像を形成しない非画像形成時には、前記記憶手段に記憶された前記使用状況に関する情報に基づいて、前記現像剤担持体を前記第１の回転方向とは逆方向である第２の回転方向に回転させる逆回転動作を制御する、ことを特徴とする。

本発明によれば、現像室内に滞留する現像剤の発生を抑制することができる。

画像形成装置の構成を示す断面図である。 プロセスカートリッジの構成を示す断面図である。 撹拌部材の回転により現像剤収容器から磁性トナーが供給された初期の現像容器内のトナー循環の様子を示す断面図である。 定常状態における現像容器内のトナー循環の様子を示す断面図である。 （ａ），（ｂ）は、不動層を形成する現像剤の取り込み動作による現像容器内のトナー循環の様子を示す断面図である。 第１実施形態のプロセスカートリッジの使用履歴と、現像装置内の不動層以外の磁性トナーの劣化度と、不動層の磁性トナーの劣化度との関係と、不動層の磁性トナーの取り込み動作の頻度とタイミングを示す図である。 現像容器の底部で壁の付近に形成された不動層の磁性トナーを回収する現像剤の取り込み動作を示すフローチャートである。 比較例１のプロセスカートリッジの使用履歴と、現像装置内の不動層以外の磁性トナーの劣化度と、不動層の磁性トナーの劣化度との関係を示す図である。 第１実施形態と比較例１とで、プロセスカートリッジの使用履歴に応じて、トナーコンタミ現象による画像カブリの発生状況を比較した結果を示す図である。

図により本発明に係る画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。尚、以下に示す実施形態は一例であって、本発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔第１実施形態〕
先ず、図１〜図９を用いて本発明に係る画像形成装置１００の第１実施形態の構成について説明する。

＜画像形成装置＞
図１を用いて画像形成装置１００の構成について説明する。図１は、画像形成装置１００の構成を示す断面図である。図１に示す画像形成装置１００は、電子写真方式を用いたレーザビームプリンタの一例である。図１に示す画像形成装置１００に対して、パーソナルコンピュータや画像読取装置等の外部ホスト装置を接続する。これにより外部ホスト装置から画像情報を画像形成装置１００に送り、紙等の記録材１６に画像を形成することができる。

画像形成装置１００の装置本体１００ａに対して着脱可能に設けられたプロセスカートリッジ２が装着される。プロセスカートリッジ２は、像担持体としての感光ドラム１１と、帯電手段としての帯電ローラ１２と、現像ユニットとしての現像装置２０と、クリーニング手段としてのクリーニング装置１０とを一体的にユニット化して構成されている。

装置本体１００ａには、ヒンジ軸部１０２を中心に回動可能な開閉カバー１０１が設けられている。ヒンジ軸部１０２を中心に開閉カバー１０１を１点鎖線で示すように開いて装置本体１００ａ内を開放することができる。この開放部を介してプロセスカートリッジ２を装置本体１００ａ内に設けられたガイドに沿って画像形成位置に装着する。また、反対に開放部を介してプロセスカートリッジ２を装置本体１００ａから脱離することができる。プロセスカートリッジ２は、装置本体１００ａ内に装着されることで、装置本体１００ａと、機械的及び電気的に結合した状態になる。これにより画像形成装置１００は、プロセスカートリッジ２を用いて記録材１６に画像を形成することができる。

＜帯電工程＞
感光ドラム１１は、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体であり、印刷スタート信号に基づいて図１の矢印Ｒ１方向に所定の回転スピードで回転駆動される。感光ドラム１１の表面には、図示しない帯電電源から帯電バイアスが印加される帯電ローラ１２が接触している。図１の矢印Ｒ１方向に回転する感光ドラム１１の表面が帯電ローラ１２により所定の極性と電位に一様に帯電される。

＜露光工程＞
感光ドラム１１の表面の帯電面に対して、露光手段としてのレーザスキャナ１３から画像情報に応じたレーザ光１３ａが出射されてレーザ走査露光がなされる。レーザスキャナ１３は、外部ホスト装置から入力された画像情報の電気信号に対応して変調されたレーザ光１３ａを出力して、感光ドラム１１の帯電面を走査露光し、明部電位部と暗部電位部とからなる静電潜像が感光ドラム１１の表面に形成される。

＜現像工程＞
感光ドラム１１の表面に形成された静電潜像は、現像装置２０に設けられた現像剤担持体としての現像スリーブ２１により現像剤としての磁性トナーＴが供給されてトナー像として現像される。現像スリーブ２１は、感光ドラム１１に対向して配置されており、現像スリーブ２１の表面上には現像剤が担持される。感光ドラム１１の表面上の静電潜像は、現像スリーブ２１の表面上に担持された現像剤としての磁性トナーＴが供給されてトナー像として現像され、感光ドラム１１の表面には、現像剤像としてのトナー像が形成される。

＜転写工程＞
感光ドラム１１に対向して転写手段としての転写ローラ５０が設けられている。一方、装置本体１００ａの下部には、記録材１６を収容した給送カセット３が設けられている。給送カセット３内の記録材１６は、給送ローラ４により繰り出され、図示しない分離手段との協働により一枚ずつ分離して給送される。記録材１６の先端部が停止したレジストローラ５のニップ部に突き当てられて斜行が補正される。

その後、感光ドラム１１の表面上のトナー像の画先が感光ドラム１１と転写ローラ５０とにより形成される転写ニップ部１５に到達するタイミングを考慮する。そのタイミングに合わせて記録材１６の先端部が転写ニップ部１５に到達するようにレジストローラ５により記録材１６が搬送される。図示しない転写電源から転写ローラ５０に転写バイアスが印加されることにより転写ニップ部１５において、感光ドラム１１の表面上のトナー像が記録材１６に静電転写される。

＜定着工程＞
トナー像が担持された記録材１６は、定着手段としての定着装置６０に搬送され、定着装置６０に設けられた加熱ユニット６０ａと加圧ローラ６０ｂとにより挟持搬送される間に加熱及び加圧されてトナー像が記録材１６に定着される。トナー像が定着された記録材１６は、排出ローラ６により機外に設けられた排出トレイ７上に排出される。

＜クリーニング工程＞
転写後に感光ドラム１１の表面上に残留した残留物は、クリーニング手段としてのクリーニングブレード１４により掻き取られて除去される。上記の帯電、露光、現像、転写、定着、クリーニングの各工程からなる画像形成プロセスを繰り返すことにより記録材１６に画像が形成される。

＜使用状況に関する情報＞
プロセスカートリッジ２には、記憶手段としてのメモリ４０が備え付けられている。メモリ４０には、プロセスカートリッジ２の使用状況に関する情報が記憶されている。メモリ４０に記憶された現像ユニットとしての現像装置２０の使用状況に関する情報を考慮する。

この現像装置２０の使用状況に関する情報としては、現像剤担持体としての現像スリーブ２１の回転数情報がメモリ４０に記憶されている。更に、画像形成装置１００が設置された使用環境の温度情報がメモリ４０に記憶されている。更に、画像形成装置１００が設置された使用環境の湿度情報がメモリ４０に記憶されている。更に、現像装置２０内（現像ユニット内）の現像剤としての磁性トナーＴの残量情報ががメモリ４０に記憶されている。

現像スリーブ２１の回転数情報としては、現像スリーブ２１の積算走行距離（積算回転数×周長、或いは、回転速度×回転時間の積算値）等の履歴情報が適用できる。プロセスカートリッジ２の使用状況に関する情報としては、記録材１６の積算印刷枚数が適用できる。

図２は、プロセスカートリッジ２の構成を示す断面図である。図２に示すように、画像形成装置１００の装置本体１００ａ側に設けられる制御部８は、モータ１７を駆動制御して現像スリーブ２１を回転駆動する。現像スリーブ２１の回転数は、モータ１７の回転数に対応しており、これに基づいて、制御部８は、現像スリーブ２１の回転数、回転速度、回転時間を取得することができる。現像スリーブ２１の回転時間は、タイマ２７により測定することができる。制御部８は、これらの情報を随時、メモリ４０に伝達して履歴情報とすることができる。

また、制御部８には、画像形成装置１００が設置された温度及び湿度の環境条件を検知する環境センサ１８が接続されている。制御部８は、環境センサ１８の検知結果に基づいて、現像装置２０を使用した温度や湿度などの環境条件を取得することができる。制御部８は、これらの情報を随時、メモリ４０に伝達して履歴情報とすることができる。

また、制御部８には、現像装置２０の現像枠体内に収容されている現像剤としての磁性トナーＴの残量を検知する検知部としての残量センサ１９が接続されている。残量センサ１９は、現像容器２０ａの現像室２０ａ２内や現像剤収容器２０ｂの収容室２０ｂ１内の所定位置に適宜設けられる。制御部８は、残量センサ１９が検知した残量情報に基づいて、現像装置２０内に収容されている現像剤としての磁性トナーＴの残量を検知することができる。制御部８は、これらの残量情報を随時、メモリ４０に伝達して履歴情報とすることができる。

メモリ４０には、他に、感光ドラム１１の走行距離（回転数×周長、或いは、回転速度×回転時間）の情報が記憶されている。更に、帯電ローラ１２による感光ドラム１１の表面の帯電時間や帯電電圧情報、現像剤の使用量、現像スリーブ２１が感光ドラム１１の表面に当接している当接時間等の情報が記憶されている。

本実施形態では、現像スリーブ２１の走行距離（回転数×周長）の情報がメモリ４０に格納されている。プロセスカートリッジ２が装置本体１００ａの画像形成位置に装着された際に、メモリ４０は、装置本体１００ａ側に設けられた制御部８と導通状態になる。これにより制御部８は、メモリ４０内に格納されている使用状況に関する情報に基づいてプロセスカートリッジ２の使用状況を判断する。メモリ４０内に格納されているプロセスカートリッジ２の使用状況に関する情報は、プロセスカートリッジ２の使用状況に応じて制御部８を介して随時更新される。

尚、本実施形態では、プロセスカートリッジ２に装着されたメモリ４０にプロセスカートリッジ２の使用状況を判断するための使用状況に関する情報が格納されている構成について説明する。他に、現像装置２０の使用状況に関する情報を制御部８が正しく認識できれば他の構成でも良い。例えば、装置本体１００ａ側に記憶手段があって、プロセスカートリッジ２を新品に交換する際に、ユーザがリセットボタンを押すことにより記憶手段に記憶されていた古いプロセスカートリッジ２の使用状況に関する情報をリセットする構成でも良い。

＜現像装置＞
次に、図２を用いて現像装置２０の構成について説明する。図２に示すプロセスカートリッジ２には、現像装置２０が設けられている。現像装置２０は、現像スリーブ２１が回転可能に軸支される現像容器２０ａと、現像剤としての磁性トナーＴを収容すると共に、内部に供給部材としての撹拌部材２４が回転可能に設けられた現像剤収容器２０ｂとを有して構成される。

＜供給部材＞
供給部材としての撹拌部材２４は、現像剤収容器２０ｂの収容室２０ｂ１内（収容室内）に回転可能に軸支された回転軸２４ａと、回転軸２４ａに固定されたシート材２４ｂとを有して構成されている。回転軸２４ａの回転中心２４ａ１は、現像スリーブ２１の回転中心２１ａよりも重力方向（図２の上下方向）の下方に配置されている。

撹拌部材２４が回転軸２４ａの回転中心２４ａ１を中心に図２の矢印Ｒ４方向に回転することにより開口２９を介して現像スリーブ２１に磁性トナーＴを供給する。現像容器２０ａと現像剤収容器２０ｂとは仕切部２５により仕切られており、仕切部２５を貫通する開口２９を介して連通されている。現像剤収容器２０ｂ内には、現像剤として一成分磁性トナー（以下、「磁性トナー」という）Ｔが収容されている。尚、使用する現像剤は磁性トナーＴ以外でも適用できる。

現像剤収容器２０ｂ内に収容された磁性トナーＴは、回転軸２４ａを中心に図２の矢印Ｒ４方向に回転する撹拌部材２４により開口２９に向かって搬送される。撹拌部材２４により開口２９から現像容器２０ａ内に搬送された磁性トナーＴは、図２の矢印Ｒ２方向に回転する現像スリーブ２１の表面に担持される。現像スリーブ２１の内部には、磁気発生手段としてのマグネットローラ２２が内包されている。現像容器２０ａ内に収容された磁性トナーＴは、マグネットローラ２２の磁力により引き付けられて現像スリーブ２１の表面に担持される。

現像スリーブ２１の表面には、弾性部材からなる規制ブレード２３が当接されている。規制ブレード２３は、現像容器２０ａを構成する枠体に設けられた支持部材２８により支持されている。現像スリーブ２１の表面に担持された磁性トナーＴは、規制ブレード２３により層厚が均一に規制される。現像スリーブ２１の表面には、弾性部材からなる漏れ防止シート２６が当接している。漏れ防止シート２６の一端部は、現像容器２０ａを構成する枠体に支持されている。

本実施形態の現像装置２０は、現像剤収容器２０ｂ内に体積平均粒径が約８．０μｍの磁性トナーＴを４００ｇ収容している。磁性トナーＴは、トナー母体表面にシリカ微粉体が被覆されている。シリカ微粉体の添加量は、トナー粒子が１００質量部に対して０．６質量部である。公知の高速撹拌型の混合機であるヘンシェルミキサーを用いてトナー母体表面にシリカ微粉体を被覆している。

現像剤収容器２０ｂの内部には、撹拌部材２４が配置されている。撹拌部材２４は、現像剤収容器２０ｂを構成する枠体に回転可能に支持されている。撹拌部材２４は、図示しない駆動手段により回転軸２４ａの回転中心２４ａ１を中心に図２の矢印Ｒ４方向に回転する。撹拌部材２４は、図２の矢印Ｒ４方向に回転することにより現像剤収容器２０ｂ内の磁性トナーＴを撹拌し、開口２９を介して磁性トナーＴを現像容器２０ａ内へ搬送する。

ここで、撹拌部材２４の回転軸２４ａの回転中心２４ａ１は、プロセスカートリッジ２を装置本体１００ａの画像形成位置に装着した状態において、現像スリーブ２１の回転中心２１ａよりも鉛直方向（図２の上下方向）における下方に配置されている。これは、撹拌部材２４により現像容器２０ａ内に搬送された磁性トナーＴを、重力を利用して現像剤収容器２０ｂ内に積極的に移動させるためである。この構成を「汲み上げ構成」という。この汲み上げ構成により現像容器２０ａ内の磁性トナーＴの帯電特性の変化（以下、「トナー劣化」という）を抑制することができる。

現像容器２０ａを構成する枠体には、現像スリーブ２１が回転可能に支持されている。現像スリーブ２１は、非磁性のアルミニウム製のスリーブの表面を導電性粒子を含有する樹脂層でコートした表面粗さＲａが１．０のものを用いている。現像スリーブ２１の外径は、１４．０ｍｍである。現像スリーブ２１は、画像形成動作時には、図２の矢印Ｒ２方向に回転し、感光ドラム１１の表面に対向する現像部９に磁性トナーＴを搬送する。

現像剤規制部材としての規制ブレード２３は、現像スリーブ２１の鉛直方向における上方において、現像容器２０ａを構成する枠体に固定された支持部材２８により支持されている。規制ブレード２３は、支持部材２８から現像スリーブ２１の表面上に垂下しており、現像スリーブ２１の表面に対して所定の圧力で弾性的に当接している。規制ブレード２３は、画像形成動作時の現像スリーブ２１の図２の矢印Ｒ２方向の回転に対してカウンタ方向に当接する。これにより規制ブレード２３は、現像スリーブ２１の表面上に担持した磁性トナーＴの層厚を均一に規制して薄層に塗布する。

規制ブレード２３は、現像容器２０ａ内において無帯電であった磁性トナーＴを、図２の矢印Ｒ２方向に回転する現像スリーブ２１の表面と規制ブレード２３との当接部を磁性トナーＴが通過する際に、摺擦作用により磁性トナーＴをマイナス極性に摩擦帯電する。規制ブレード２３には、ゴム硬度がＪＩＳ−Ａ硬度で４０°のシリコーンゴムを用いている。規制ブレード２３が現像スリーブ２１の表面に当接したときの当接圧Ｐｒは約２５ｇｆ／ｃｍとした。尚、当接圧Ｐｒは、現像スリーブ２１の長手方向の単位長さ（１ｃｍ）あたりの当接加重（ｇｆ）で表される。

現像枠体により構成される現像容器２０ａと現像剤収容器２０ｂとは、内部空間が仕切部２５により現像室２０ａ２と収容室２０ｂ１とに仕切られている。現像室２０ａ２と収容室２０ｂ１とは、仕切部２５を貫通する開口２９を介して連通されている。現像スリーブ２１の表面に担持された磁性トナーＴは、規制ブレード２３により層厚が規制される。規制ブレード２３により規制された磁性トナーＴは、現像スリーブ２１の表面から離れて現像容器２０ａ内に移動する。その際、規制ブレード２３の付近の磁性トナーＴは、現像スリーブ２１の回転による搬送力と、マグネットローラ２２の磁力とにより現像スリーブ２１に連れ回る。

ここで、図２に示す汲み上げ構成においては、規制ブレード２３の付近で現像スリーブ２１に連れ回っている箇所に現像剤収容器２０ｂから磁性トナーＴを供給するのが好ましい。これは、現像スリーブ２１に現像剤収容器２０ｂ内の電荷を持たない磁性トナーＴを直接供給すると、規制ブレード２３による一度の摺擦で磁性トナーＴに十分な電荷をもたせることが難しいためである。そのため本実施形態では、開口２９の鉛直方向における下部に設けられる仕切部２５により現像剤収容器２０ｂから供給される磁性トナーＴが現像スリーブ２１に直接供給されることを防いでいる。

現像スリーブ２１は、中空形状をしており、内部には、多極構造の磁気発生手段を有し、回転しないように固定して設けられた非回転のマグネットローラ２２が内包されている。マグネットローラ２２の外径は、１２ｍｍで構成され、磁極Ｓ１，Ｎ１，Ｓ２，Ｎ２を有している。

現像スリーブ２１と感光ドラム１１との間には、図示しない間隔保持部材により３００μｍの間隙を設けている。現像スリーブ２１には、図示しない現像電源が接続され、現像電源から現像スリーブ２１に現像電圧を印加する。これにより感光ドラム１１と現像スリーブ２１との間に所定の電界を形成する。これにより現像スリーブ２１の表面上に担持された磁性トナーＴが感光ドラム１１の表面上に形成された静電潜像に対して供給されてトナー像として反転現像されて可視化される。

本実施形態では、現像電源から現像スリーブ２１に印加する現像電圧として、−３５０Ｖの直流電圧と、１５００Ｈｚの周波数でピークトゥピークで１２００Ｖｐｐの矩形波からなる交流電圧とを重畳した現像電圧を現像スリーブ２１に印加している。このように、現像スリーブ２１に現像電圧を印加することにより現像スリーブ２１の表面上に担持された磁性トナーＴを感光ドラム１１の表面上に形成された静電潜像に対して飛翔させることができる。これにより現像スリーブ２１の表面上に担持された負極性（ネガ）に帯電した磁性トナーＴを感光ドラム１１の表面上に形成された静電潜像に対して電気的に吸着させることでトナー像として現像する。

＜現像装置内の現像剤循環動作＞
次に、図３及び図４を用いて、現像装置２０内の磁性トナーＴの循環動作について説明する。

＜磁性トナーが供給された初期の現像容器内の磁性トナーの循環動作＞
先ず、図３を用いて撹拌部材２４の回転により現像剤収容器２０ｂから磁性トナーＴが供給された初期の現像容器２０ａ内のトナー循環について説明する。図３は、新品のプロセスカートリッジ２が装置本体１００ａの画像形成位置に装着され、使用開始時における撹拌部材２４の回転により現像剤収容器２０ｂから磁性トナーＴが供給された初期の現像容器２０ａ内のトナー循環の様子を示す断面図である。図３に示すように、プロセスカートリッジ２の使用開始時において、撹拌部材２４の図２の矢印Ｒ４方向の回転により現像剤収容器２０ｂ内に収容された磁性トナーＴが開口２９に向けて図３の矢印Ｆ１方向に搬送される。

開口２９から現像容器２０ａ内に供給された磁性トナーＴは、現像スリーブ２１に内蔵されたマグネットローラ２２の磁力により現像スリーブ２１の表面に向かって図３の矢印Ｆ３方向に引き寄せられる。現像スリーブ２１の表面に向かって引き寄せられた磁性トナーＴは、図３の矢印Ｒ２方向に回転する現像スリーブ２１に連れ回ることにより図３の矢印Ｆ４方向に移動して規制ブレード２３に向かって搬送される。

規制ブレード２３に向かって図３の矢印Ｆ４方向に搬送された磁性トナーＴの一部は、規制ブレード２３と現像スリーブ２１の表面との間の隙間に侵入する。そして、規制ブレード２３により規制されないで、規制ブレード２３を通過した磁性トナーＴの一部は、現像スリーブ２１の図３の矢印Ｒ２方向の回転に伴って感光ドラム１１が対向する現像部９まで搬送される。

一方、規制ブレード２３と現像スリーブ２１の表面との間の隙間に侵入しなかったり、規制ブレード２３により規制された磁性トナーＴｂは、規制ブレード２３の外側を図３の矢印Ｆ５方向に通過して開口２９に向かって移動する。図３の矢印Ｆ５方向に移動して現像スリーブ２１から離れた磁性トナーＴの一部は、マグネットローラ２２の磁力が磁性トナーＴに作用する吸引力により図３の矢印Ｆ６方向に循環移動し、再び、現像スリーブ２１の表面に担持される。

一方、図３の矢印Ｆ５方向に移動して現像スリーブ２１から離れた磁性トナーＴの残りの一部は、マグネットローラ２２の磁力による吸引力が及ばず、開口２９から現像剤収容器２０ｂ内に向かって図３の矢印Ｆ７方向に移動する。ここで、図３の矢印Ｆ６方向に循環移動して再び現像スリーブ２１の表面上に担持される磁性トナーＴにより図４に示すトナー溜まりＡが形成される。前述した図３の矢印Ｆ１，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６，Ｆ７方向の磁性トナーＴの移動サイクルを繰り返すことにより図４に示すトナー溜まりＡが安定し、図４に示す定常状態となる。

＜定常状態における現像容器内のトナー循環＞
次に、図４を用いて定常状態における現像容器２０ａ内のトナー循環について説明する。図４は、定常状態における現像容器２０ａ内のトナー循環の様子を示す断面図である。図４に示す定常状態における現像容器２０ａ内には、現像スリーブ２１の表面と開口２９との間にトナー溜まりＡが安定的に形成される。トナー溜まりＡは、前述した図４の矢印Ｆ１，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６，Ｆ７方向の磁性トナーＴの移動サイクルを繰り返すことにより形成される。定常状態では、トナー溜まりＡを主として現像容器２０ａ内のトナー循環が行われている。

現像容器２０ａと現像剤収容器２０ｂとを仕切る仕切部２５が設けられている。仕切部２５には、仕切部２５を貫通する貫通穴からなる開口２９が設けられている。現像剤収容器２０ｂ内に収容されている磁性トナーＴは、撹拌部材２４の図２の矢印Ｒ４方向の回転により開口２９を介して現像容器２０ａ内に供給される。このとき、磁性トナーＴは、トナー溜まりＡに直接供給される。トナー溜まりＡに供給された磁性トナーＴは、マグネットローラ２２の磁力により図４の矢印Ｆ３方向に現像スリーブ２１の表面に向かって引き寄せられる。

マグネットローラ２２の磁力により現像スリーブ２１の表面に向かって引き寄せられた磁性トナーＴは、現像スリーブ２１が図４の矢印Ｒ２方向に回転することにより現像スリーブ２１に連れ回りして規制ブレード２３に向かって図４の矢印Ｆ４方向に搬送される。

規制ブレード２３に向かって搬送された磁性トナーＴは、規制ブレード２３により規制されて現像スリーブ２１から離れる磁性トナーＴと、規制ブレード２３により規制されないで現像部９に搬送される磁性トナーＴとに分けられる。後者の磁性トナーＴは、現像スリーブ２１の表面上に担持されたまま規制ブレード２３により規制されないで現像スリーブ２１の図４の矢印Ｒ２方向の回転に伴って規制ブレード２３を通過して感光ドラム１１が対向する現像部９に搬送される。

規制ブレード２３により規制された磁性トナーＴは、図４の矢印Ｆ５方向に移動し、現像スリーブ２１から離れる。現像スリーブ２１から離れた磁性トナーＴは、マグネットローラ２２の磁力により図４の矢印Ｆ６方向に移動する。そして、再び現像スリーブ２１の表面上に担持される磁性トナーＴと、マグネットローラ２２の磁力による吸引力が及ばず、開口２９を介して現像剤収容器２０ｂに向かって図４の矢印Ｆ７方向に移動する磁性トナーＴと、に分けられる。

現像スリーブ２１の矢印Ｒ２方向の回転に伴う遠心力等によりマグネットローラ２２の磁気による拘束力から離れた磁性トナーＴが現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に移動する場合がある。現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近は、マグネットローラ２２からの距離が大きいためマグネットローラ２２による磁力が十分に作用しない。更に、現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近には、規制ブレード２３による摺擦で電荷をもたせた磁性トナーＴが存在しない。このため現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に移動した磁性トナーＴは、現像スリーブ２１により回収されず、不動層Ｂを形成する。

現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に形成された磁性トナーＴの不動層Ｂは、プロセスカートリッジ２の使用を重ねても、磁性トナーＴの状態を変化させることはない。このためプロセスカートリッジ２が寿命に至るまで現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に存在し続ける。

＜不動層を形成する現像剤の取り込み動作による現像容器内のトナー循環＞
次に、図５を用いて不動層Ｂを形成する現像剤の取り込み動作による現像容器２０ａ内のトナー循環について説明する。図５（ａ），（ｂ）は、不動層Ｂを形成する現像剤の取り込み動作による現像容器２０ａ内のトナー循環の様子を示す断面図である。図５（ａ）は、現像スリーブ２１を図５（ａ）の矢印Ｒ３方向に逆回転させる。そして、マグネットローラ２２の磁力により現像スリーブ２１の表面上に担持されたトナー溜まりＡを移動する。

このとき、制御部８は、現像スリーブ２１の逆回転動作を実施する際に、第２の回転方向としての図５（ａ）の矢印Ｒ３方向に沿って現像スリーブ２１の外周面を所定の距離移動させる。そして、トナー溜まりＡを介してマグネットローラ２２の磁力により現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に形成された現像室２０ａ２内（現像室内）に滞留した不動層Ｂの磁性トナーＴを現像スリーブ２１に磁気的に保持する。これにより不動層Ｂの磁性トナーＴを回収する様子を示している。

現像スリーブ２１を図５（ａ）の矢印Ｒ３方向に逆回転することにより現像スリーブ２１と不動層Ｂとの間にトナー溜まりＡを配置させることができる。図５（ａ）に示す状態では、マグネットローラ２２の磁力は、トナー溜まりＡの磁性トナーＴを介して不動層Ｂの磁性トナーＴにも作用する。これにより不動層Ｂの磁性トナーＴは、図５（ａ）の矢印Ｆ８方向に引き寄せられて現像スリーブ２１に保持される。

即ち、現像剤取り込み動作は、撹拌部材２４によって供給され、現像スリーブ２１に磁気的に保持されたトナー溜まりＡの磁性トナーＴを、現像スリーブ２１の図５（ａ）の矢印Ｒ３方向の回転により現像スリーブ２１の周方向へ搬送する。これにより現像容器２０ａ内（現像容器内）の底部２０ａ１で開口２９が設けられた仕切部２５の壁面に接する領域に形成される不動層Ｂの磁性トナーＴをトナー溜まりＡの磁性トナーＴを介して現像スリーブ２１に磁気的に保持して取り込む動作である。

図５（ａ）に示す状態から、現像スリーブ２１を図５（ｂ）の矢印Ｒ２方向に正回転させる。このとき、現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に形成された不動層Ｂの磁性トナーＴは、トナー溜まりＡの磁性トナーＴを介して現像スリーブ２１に保持された状態である。その状態で、図５（ｂ）の矢印Ｒ２方向に正回転する現像スリーブ２１と一体的に移動して現像スリーブ２１と開口２９との間の位置まで搬送される。その後は、前述したように、図５（ｂ）の矢印Ｒ２方向に正回転する現像スリーブ２１と規制ブレード２３との作用により不動層Ｂの磁性トナーＴがトナー溜まりＡ内に加わるか、或いは、開口２９から現像剤収容器２０ｂ内に回収される。

現像スリーブ２１を図５（ａ）の矢印Ｒ３方向に逆回転して現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に形成された不動層Ｂの磁性トナーＴをトナー溜まりＡの磁性トナーＴを介して現像スリーブ２１に保持する。そして、現像スリーブ２１を図５（ｂ）の矢印Ｒ２方向に正回転して不動層Ｂの磁性トナーＴを回収する。この動作を「現像剤取り込み動作」という。現像スリーブ２１を図５（ａ）の矢印Ｒ３方向に逆回転することによりマグネットローラ２２の磁力により現像スリーブ２１に保持されたトナー溜まりＡが現像容器２０ａ内を図５（ａ）の矢印Ｒ３方向に移動する。

このとき、トナー溜まりＡが現像スリーブ２１の表面上に当接した漏れ防止シート２６の当接部２６ａを通過してしまう場合を考慮する。この場合は、トナー溜まりＡの磁性トナーＴが現像スリーブ２１の表面と漏れ防止シート２６との間の隙間から現像容器２０ａの外部へと漏れ出す。これにより装置本体１００ａの内部を磁性トナーＴにより汚してしまう。そのため現像スリーブ２１を図５（ａ）の矢印Ｒ３方向に逆回転する場合の回転角度は、トナー溜まりＡが漏れ防止シート２６の当接部２６ａを通過しない回転角度までが好ましい。

＜現像剤取り込み動作の頻度とタイミング＞
次に、図６を用いて、現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に形成された不動層Ｂの磁性トナーＴの取り込み動作の頻度とタイミングについて説明する。図６は、本実施形態のプロセスカートリッジ２の使用履歴と、現像装置２０内の不動層Ｂ以外の磁性トナーＴの劣化度と、不動層Ｂの磁性トナーＴの劣化度との関係と、不動層Ｂの磁性トナーＴの取り込み動作の頻度とタイミングを示す図である。図６のグラフａで示すように、現像ユニットとしての現像装置２０の使用状況は、現像装置２０内（現像ユニット内）の現像剤としての磁性トナーＴの劣化程度に相関関係を有する。

図６の横軸上の０％は、新品のプロセスカートリッジ２の使用初期を示し、１００％は、使用を重ねたプロセスカートリッジ２が寿命に到達した時期を示す。図６のグラフａに示すように、プロセスカートリッジ２の使用を重ねることにより現像装置２０内の磁性トナーＴが劣化し、帯電特性が変化する。

現像装置２０内の磁性トナーＴは、現像スリーブ２１と規制ブレード２３との摺擦等により予め磁性トナーＴのトナー母体表面に被覆させたシリカ微粉体の量等の被覆状態が変化する。そのため現像スリーブ２１と規制ブレード２３との摺擦により現像装置２０内の磁性トナーＴの帯電特性が変化する。

また、図６のグラフａに示すように、プロセスカートリッジ２の使用初期よりも寿命後半において磁性トナーＴの劣化度は急激に増大する。これは、プロセスカートリッジ２の寿命後半において現像装置２０内の磁性トナーＴが少なくなり現像スリーブ２１の表面上に担持された磁性トナーＴと規制ブレード２３との摺擦機会が増えるためである。

プロセスカートリッジ２の使用により磁性トナーＴが劣化する一方で、現像スリーブ２１の表面状態も変化し、電荷付与特性が変化する。現像スリーブ２１の表面は、規制ブレード２３との摺擦等により現像スリーブ２１の表面に予めコートした導電性粒子が脱落等して表面状態が変化する。そのため現像スリーブ２１が磁性トナーＴに与える電荷付与特性が変化する。

ここで、プロセスカートリッジ２を、ある程度使用した後、ユーザがプロセスカートリッジ２を装置本体１００ａから引き抜いてプロセスカートリッジ２がひっくり返される等の想定外の操作が行われた場合を考慮する。その場合、現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に形成された不動層Ｂの磁性トナーＴが現像スリーブ２１に直接供給される場合がある。すると、一時的に画像カブリ等の画像不良が生じる場合がある。これは、不動層Ｂの磁性トナーＴと現像スリーブ２１との間に使用履歴の差があり、不動層Ｂの磁性トナーＴに所望の電荷が付与されないためである。このような現象を「トナーコンタミ現象」という。

そのため現像スリーブ２１を図５（ａ）の矢印Ｒ３方向に逆回転して現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に形成された不動層Ｂの磁性トナーＴを回収する動作は、トナーコンタミ現象が生じ難い頻度で行う。また、現像スリーブ２１を図５（ａ）の矢印Ｒ３方向に逆回転して現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に形成された不動層Ｂの磁性トナーＴを回収する動作によるダウンタイムは、可能な限り減らすことが好ましい。

本実施形態では、図６のグラフａで示すプロセスカートリッジ２の使用履歴とトナー劣化の関係を考慮する。そして、プロセスカートリッジ２の寿命後半において、現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に形成された不動層Ｂの磁性トナーＴを回収する動作を実行する頻度を増やしている。

即ち、制御部８は、現像装置２０の使用状況に関する情報の一例として、図６の横軸上に示すプロセスカートリッジ２の使用履歴を考慮する。そして、プロセスカートリッジ２の使用履歴に基づいて、非画像形成時に現像スリーブ２１を画像形成時の第１の回転方向としての図５（ｂ）の矢印Ｒ２方向とは逆方向の第２の回転方向としての図５（ａ）の矢印Ｒ３方向に所定の距離分回転させる。このような現像剤取り込み動作を実施する。そのとき、現像装置２０の使用に対応するプロセスカートリッジ２の使用が進むにつれて図６のグラフｂで示すように現像剤取り込み動作を実施する頻度を多くする。

即ち、制御部８は、図６の縦軸で示す現像装置２０内（現像ユニット内）の不動層Ｂの磁性トナーＴ以外の磁性トナーＴの劣化程度としての劣化度が５０％以上（所定値以上）の場合を考慮する。その場合は、５０％未満（所定値未満）の場合よりも、現像スリーブ２１の逆回転動作の実施頻度が高くなるように現像装置２０を制御する。

また、制御部８は、図６の縦軸で示す現像装置２０内（現像ユニット内）の不動層Ｂの磁性トナーＴ以外の磁性トナーＴの劣化程度としての劣化度が高くなるに連れて、現像スリーブ２１の逆回転動作の実施頻度を高くする。

また、制御部８は、図６の縦軸で示す現像装置２０内（現像ユニット内）の不動層Ｂの磁性トナーＴ以外の磁性トナーＴの劣化程度としての劣化度が５０％以上（所定値以上）の場合を考慮する。その場合は、５０％未満（所定値未満）の場合よりも、現像スリーブ２１の逆回転動作の実施回数が多くなるように現像装置２０を制御する。

また、制御部８は、図６の縦軸で示す現像装置２０内（現像ユニット内）の不動層Ｂの磁性トナーＴ以外の磁性トナーＴの劣化程度としての劣化度が高くなるに連れて、現像スリーブ２１の逆回転動作の実施回数を多くする。

また、制御部８は、図６の縦軸で示す現像装置２０内（現像ユニット内）の不動層Ｂの磁性トナーＴ以外の磁性トナーＴの劣化程度としての劣化度が５０％以上（所定値以上）の場合を考慮する。その場合は、５０％未満（所定値未満）の場合よりも、現像スリーブ２１の逆回転動作の実施時間が長くなるように現像装置２０を制御する。

また、制御部８は、図６の縦軸で示す現像装置２０内（現像ユニット内）の不動層Ｂの磁性トナーＴ以外の磁性トナーＴの劣化程度としての劣化度が高くなるに連れて、現像スリーブ２１の逆回転動作の実施時間を長くする。

制御部８には、図２に示すタイマ２７が接続されている。制御部８は、画像形成動作が終了したタイミングでタイマ２７を起動し、予め設定された所定時間が経過した後に、制御部８は、図５（ａ），（ｂ）に示す現像剤取り込み動作を開始する。また、制御部８は、現像剤取り込み動作が終了したタイミングでタイマ２７を再起動し、予め設定された所定時間が経過した後に、制御部８は、次の画像形成動作を行う。

具体的には、図６の横軸において、新品のプロセスカートリッジ２の使用履歴を０％、寿命に達したプロセスカートリッジ２の使用履歴を１００％と定義する。本実施形態では、プロセスカートリッジ２の使用履歴が５０％、７０％、８５％、９５％、１００％のそれぞれの閾値に達した場合、それぞれのタイミングで、図５（ａ），（ｂ）に示す現像剤取り込み動作を実行する。

＜現像剤取り込み動作＞
次に、図７を用いて現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に形成された不動層Ｂの磁性トナーＴを回収する現像剤取り込み動作について説明する。図７は、現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に形成された不動層Ｂの磁性トナーＴを回収する現像剤の取り込み動作を示すフローチャートである。

図７のステップＳ１において、制御部８は、プロセスカートリッジ２に備えられているメモリ４０内に記憶された使用状況に関する情報からプロセスカートリッジ２の使用履歴を確認する。その後、ステップＳ２において、制御部８は、プロセスカートリッジ２の使用履歴が、予め設定した現像剤取り込み動作を実行する所定の閾値を超えているか否かを判定する。本実施形態では、図６に示すプロセスカートリッジ２の使用履歴が５０％、７０％、８５％、９５％、１００％に達したときを各閾値として設定している。

ステップＳ２において、プロセスカートリッジ２の使用履歴が図６に示す予め設定した現像剤取り込み動作を実行する所定の閾値を超えている場合を考慮する。その場合には、ステップＳ３に進んで、制御部８は、図２に示す駆動源としてのモータ１７を駆動制御して、現像スリーブ２１を所定の回転角度だけ図５（ａ）の矢印Ｒ３方向に逆回転する。

その後、ステップＳ４において、制御部８は、モータ１７を停止して現像スリーブ２１の逆回転動作を停止する。このとき、図５（ａ）に示すように、現像スリーブ２１と、現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に形成された不動層Ｂの磁性トナーＴとの間にトナー溜まりＡの磁性トナーＴを配置させる。

その後、ステップＳ５において、制御部８は、モータ１７を駆動制御して、現像スリーブ２１を図５（ｂ）の矢印Ｒ２方向に正回転する。このとき、現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に形成された不動層Ｂの磁性トナーＴは、トナー溜まりＡの磁性トナーＴを介して現像スリーブ２１に保持された状態である。その状態で図５（ｂ）の矢印Ｒ２方向に正回転する現像スリーブ２１と一体的に移動して現像スリーブ２１と開口２９との間の位置まで搬送される。

そして、図５（ｂ）の矢印Ｒ２方向に正回転する現像スリーブ２１と規制ブレード２３との作用により不動層Ｂの磁性トナーＴがトナー溜まりＡ内に加わるか、或いは、開口２９から現像剤収容器２０ｂ内に回収される。その後、ステップＳ６に進んで、現像剤取り込み動作を終了する。ステップＳ２において、プロセスカートリッジ２の使用履歴が図６に示す予め設定した現像剤取り込み動作を実行する所定の閾値を超えていない場合には、ステップＳ５に進む。ステップＳ５において、制御部８は、モータ１７を駆動制御して、現像スリーブ２１を図５（ｂ）の矢印Ｒ２方向に正回転する通常の現像動作を行う。

このように、プロセスカートリッジ２の使用履歴に応じて、現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に形成された不動層Ｂの磁性トナーＴを回収する現像剤取り込み動作を実行することによりトナーコンタミ現象による画像不良を抑制することができる。本実施形態では、画像形成動作が終了したタイミングにおいて、現像剤取り込み動作を実行した。現像剤取り込み動作を実行するタイミングは、画像形成動作中でなければ良いため画像形成動作を行う前に現像剤取り込み動作を実行することでも良い。

尚、図７のステップＳ４で、現像スリーブ２１の逆回転動作を停止した状態で現像剤取り込み動作を終了する構成でも良い。これは、通常の現像動作で現像スリーブ２１を図５（ｂ）の矢印Ｒ２方向に正回転する。その際に、現像スリーブ２１と規制ブレード２３との作用により不動層Ｂの磁性トナーＴがトナー溜まりＡ内に加わる。或いは、開口２９から現像剤収容器２０ｂ内に回収されるからである。他に、現像スリーブ２１を逆回転させた後に現像スリーブ２１を正回転させ、その後、現像スリーブ２１を停止した状態で現像剤取り込み動作を終了する構成でも良い。

＜比較例１＞
次に、図８を用いて現像剤取り込み動作を実施しない比較例１について説明する。図８は、比較例１のプロセスカートリッジ２の使用履歴と、現像装置２０内の不動層Ｂ以外の磁性トナーＴの劣化度と、不動層Ｂの磁性トナーＴの劣化度との関係を示す図である。比較例１として、前述した現像剤取り込み動作を実施しない場合を考慮し、比較例１に対する本実施形態の優位な点について説明する。本実施形態では、プロセスカートリッジ２の使用履歴が図６に示す５０％、７０％、８５％、９５％、１００％に到達した際に前述した現像剤取り込み動作を実行する。

図６の実線で示すグラフａは、本実施形態におけるプロセスカートリッジ２の使用履歴と、現像装置２０内の不動層Ｂ以外の磁性トナーＴの劣化度との関係を示している。一方、図６の破線で示すグラフｂは、本実施形態におけるプロセスカートリッジ２の使用履歴と、現像容器２０ａ内の不動層Ｂの磁性トナーＴの劣化度との関係と、不動層Ｂの磁性トナーＴの取り込み動作の頻度とタイミングを示している。

本実施形態では、プロセスカートリッジ２の使用履歴が５０％、７０％、８５％、９５％、１００％に到達したそれぞれのタイミングにおいて、現像剤取り込み動作を実行する。このため図６のグラフｂで示す不動層Ｂの磁性トナーＴの劣化度は、図６のグラフａで示す現像容器２０ａ内の磁性トナーＴの劣化度とあまり変わらないことがわかる。

一方、比較例１では、本実施形態のような現像剤取り込み動作は実行していない。このため図８の破線で示すグラフｃのように、不動層Ｂの磁性トナーＴの劣化度は、プロセスカートリッジ２の使用初期から変化しないことがわかる。そのためプロセスカートリッジ２の使用履歴が１００％のときに、ユーザがプロセスカートリッジ２を装置本体１００ａから引き抜いてプロセスカートリッジ２がひっくり返される等の想定外の操作が行われた場合を考慮する。

その場合には、現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に形成された不動層Ｂの磁性トナーＴが現像スリーブ２１に直接供給される場合がある。このとき、トナーコンタミ現象が生じて画像カブリ等の画像不良が発生する。

図９は、本実施形態と比較例１とで、プロセスカートリッジ２の使用履歴に応じて、トナーコンタミ現象による画像カブリの発生状況を比較した結果を示す。尚、図９に示す画像カブリのＯＫ／ＮＧの判定は、画像形成装置１００により画像形成した記録材１６上の非画像部を、有限会社東京電色製の反射濃度計で測定した。そして、非画像部の濃度と、リファレンス濃度との差（以下、「カブリ濃度」という）が４％以上のときを画像カブリのＮＧと判定した。

図９に示すように、比較例１においては、ユーザがプロセスカートリッジ２を装置本体１００ａから引き抜いてプロセスカートリッジ２がひっくり返される等の想定外の操作が行われた場合を考慮する。その場合には、現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に形成された不動層Ｂの磁性トナーＴが現像スリーブ２１に直接供給される場合がある。このとき、トナーコンタミ現象が生じてカブリ濃度が５％を超える画像カブリが発生する場合がある。

本実施形態では、図６に示すように、プロセスカートリッジ２の使用履歴が５０％、７０％、８５％、９５％、１００％に到達した際に現像剤取り込み動作を実行する。このため現像容器２０ａ内の不動層Ｂの磁性トナーＴの劣化度は、現像装置２０内の不動層Ｂ以外の磁性トナーＴの劣化度と同じように変化する。そのためユーザがプロセスカートリッジ２を装置本体１００ａから引き抜いてプロセスカートリッジ２がひっくり返される等の想定外の操作が起きた場合であってもトナーコンタミ現象が生じることはない。即ちカブリ濃度が４％未満であった。そのため画像カブリが発生しなかった。

図９に示すように、比較例１では、プロセスカートリッジ２の使用履歴が０％〜５０％では、画像カブリが発生しなかった。しかし、プロセスカートリッジ２の使用履歴が５１％を超えると、ユーザがプロセスカートリッジ２を装置本体１００ａから引き抜いてプロセスカートリッジ２がひっくり返される等の想定外の操作が行われた場合に画像カブリが発生した。本実施形態では、使用初期から寿命までの間で画像カブリが発生することはなかった。これにより比較例１に対する本実施形態の優位性が確認できた。

本実施形態では、予めプロセスカートリッジ２の使用履歴に対して閾値を設定し、現像剤取り込み動作を実行するようにしている。しかしながら画像形成装置１００の動作環境に応じて、現像剤取り込み動作を実行する閾値を変更することがより好ましい。これは、現像装置２０が置かれる温度が高くなると磁性トナーＴの劣化度が大きくなるためである。そのため画像形成装置１００の動作環境を検知する検知部として図２に示す環境センサ１８を設け、環境センサ１８により検知された温度が高くなるほど現像剤取り込み動作を実行する頻度が多くなるように設定すればより好ましい。

また、本実施形態では、画像形成動作の終了後、所定時間が経過した後に現像剤取り込み動作を実行している。しかしながら、電荷の差が大きい磁性トナーＴが混ざった場合でもトナーコンタミ現象が生じる場合がある。そのため電荷が小さい現像容器２０ａ内の不動層Ｂの磁性トナーＴと、電荷が大きい現像容器２０ａ内の不動層Ｂ以外の磁性トナーＴとを混ぜるタイミングとしては、現像容器２０ａ内の磁性トナーＴの電荷が十分に下がったタイミングが好ましい。例えば、画像形成装置１００の電源をオンにしたタイミングや、直前の画像形成動作から所定の時間が経過したタイミングが好ましい。

本実施形態では、現像剤取り込み動作を実行する直前の画像形成終了時には、現像スリーブ２１は、通常の画像形成時の回転速度から停止するようにしている。現像剤取り込み動作を実行する際に、トナー溜まりＡを形成する磁性トナーＴのトナー量は多い方が好ましい。

トナー溜まりＡの磁性トナーＴのトナー量は、マグネットローラ２２による磁気的吸引力と、現像スリーブ２１の回転により発生する遠心力とにより決定される。このため現像スリーブ２１の回転速度が遅いほど遠心力が小さくなるためトナー溜まりＡの磁性トナーＴのトナー量が増える。そのため現像剤取り込み動作を実行する直前の画像形成終了時には、通常の画像形成終了時の現像スリーブ２１の回転速度よりも遅い回転速度から停止するように設定すればより好ましい。

本実施形態では、現像剤取り込み動作時に現像スリーブ２１が図５（ａ）の矢印Ｒ３方向に逆回転するときの回転角度は、プロセスカートリッジ２の使用履歴に関わらず一定である。プロセスカートリッジ２の使用履歴が増えると、現像剤収容器２０ｂ内の磁性トナーＴが減り、撹拌部材２４の回転により開口２９から現像容器２０ａ内に供給されるトナー量が減る。このため図４に示す現像スリーブ２１と開口２９との間に形成されるトナー溜まりＡの磁性トナーＴのトナー量が減る。

そのため図５（ａ）に示す現像スリーブ２１と、現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に形成された不動層Ｂとの間に配置されるトナー溜まりＡの磁性トナーＴとして供給するトナー量を増やすことが望ましい。そのために現像剤取り込み動作時の現像スリーブ２１の回転角度は、プロセスカートリッジ２の使用履歴が増えるほど大きく設定すればより好ましい。

本実施形態では、現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に形成された不動層Ｂの磁性トナーＴを回収する際に、マグネットローラ２２の磁力を利用する。このとき、マグネットローラ２２に不動層Ｂの磁性トナーＴをしっかりと吸着させた方が不動層Ｂの磁性トナーＴの回収量が増える。そのため現像スリーブ２１の逆回転動作後に、現像スリーブ２１が完全に停止状態を保ち、その後、現像スリーブ２１が再び正回転することがより好ましい。

本実施形態では、現像剤取り込み動作直後の画像形成時では、現像スリーブ２１の前多回転時間は、通常の画像形成時と変わらない。ここで、現像剤取り込み動作で回収した不動層Ｂの磁性トナーＴと、現像容器２０ａ内の不動層Ｂ以外の磁性トナーＴとをよく撹拌混合する方が、より画像不良が生じ難い。そのため現像剤取り込み動作後の画像形成時には、通常の画像形成時と比べて、現像スリーブ２１の前多回転時間を長くすることがより好ましい。

即ち、現像剤取り込み動作の実施後に行う次の画像形成動作の画像形成前の準備動作は、通常の画像形成前の準備動作に比べて現像スリーブ２１の回転数を増加させることがより好ましい。また、現像剤取り込み動作時、または現像剤取り込み動作の実施後に行う次の画像形成動作の画像形成前の準備動作時のうちの少なくとも１つのタイミングを考慮する。これらのタイミングにおいて、現像スリーブ２１の回転速度が画像形成時の現像スリーブ２１の回転速度に比べて遅くなるように設定すれば好ましい。

本実施形態では、現像剤取り込み動作後の現像スリーブ２１の回転速度は、プロセスカートリッジ２の使用履歴に関わらず一定である。プロセスカートリッジ２の使用履歴が増えるほど、現像剤取り込み動作の実施によりトナー溜まりＡの磁性トナーＴのトナー量が減る。このため現像スリーブ２１の逆回転動作時に現像スリーブ２１に引き寄せられて回収される不動層Ｂの磁性トナーＴは少なくなっていく。

そのため現像剤取り込み動作後に現像スリーブ２１が再び正回転する際に、プロセスカートリッジ２の使用履歴が増えるほど、現像スリーブ２１の回転速度が遅くなることがより好ましい。これにより現像スリーブ２１の逆回転動作時に現像スリーブ２１に引き寄せられて回収される不動層Ｂのトナー量が現像スリーブ２１の回転により生じる遠心力により減ることを抑制することができる。

このように、現像剤取り込み動作により現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に形成された現像室２０ａ２内に滞留する不動層Ｂの磁性トナーＴの発生を抑制することができる。そして、現像容器２０ａ内の不動層Ｂ以外の磁性トナーＴと、不動層Ｂの磁性トナーＴとの使用状態を近づけることができる。また、回収した不動層Ｂの磁性トナーＴを使用する。これにより現像装置２０の長寿命化を図り、現像容器２０ａ内の磁性トナーＴの電荷を安定させることができ、不動層Ｂの磁性トナーＴを使い切ることができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明に係る画像形成装置１００の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。本実施形態では、現像装置２０内の磁性トナーＴのトナー量が減ったときに、現像剤取り込み動作の頻度を上げる。現像剤取り込み動作の頻度を上げることを除いては、第１実施形態と同様であるため重複する説明は省略する。

現像装置２０内の磁性トナーＴを使い切るという観点では、現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に形成された不動層Ｂの磁性トナーＴを可能な限り回収して使用することが望ましい。そこで、本実施形態では、プロセスカートリッジ２の使用履歴が１００％に近づくタイミングで、現像剤取り込み動作の頻度を上げる。更に、プロセスカートリッジ２の使用履歴が１００％を超えた状態において、ユーザがプロセスカートリッジ２の使用を継続した場合においても現像剤取り込み動作を実行する。

本実施形態では、プロセスカートリッジ２の使用履歴が５０％、７０％、８５％、９５％、９８％、９９％、１００％のそれぞれの閾値に達した場合を考慮する。更に、プロセスカートリッジ２の使用履歴が１００％を超えた状態で、画像形成が行われた場合を考慮する。そして、それぞれのタイミングで現像剤取り込み動作を実行する。これにより現像装置２０内の磁性トナーＴを可能な限り減らすことができる。

＜比較例２＞
比較例２として、前述した現像剤取り込み動作を実施しない場合を考慮し、比較例２に対する本実施形態の優位な点について説明する。

＜比較例２に対する本実施形態の優位な点＞
比較例２において、ユーザが記録材１６に出力される画像の一部が欠けるまでプロセスカートリッジ２の使用を継続した場合、現像装置２０内のトナー残量は、約３０ｇである。その内訳としては、現像スリーブ２１の表面上に担持された磁性トナーＴが約１０ｇ、現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に形成された不動層Ｂの磁性トナーＴが約５ｇ、それ以外の現像装置２０内の磁性トナーＴが約１５ｇである。

一方で、本実施形態では、現像容器２０ａの底部２０ａ１で仕切部２５の付近に形成された不動層Ｂの磁性トナーＴを回収して使用することができる。このためユーザがプロセスカートリッジ２の使用履歴が１００％を超えた状態で更に使用を重ねた場合においては、現像装置２０内のトナー残量は、約２５ｇである。そのため本実施形態では、比較例２に対してプロセスカートリッジ２が寿命に至るまでに、より多くの画像を形成することができる。以上の評価により比較例２に対する本実施形態の優位性を確認できた。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。

８…制御部
２０…現像装置（現像ユニット）
２０ａ２…現像室
２１…現像スリーブ（現像剤担持体）
２２…マグネットローラ（磁気発生手段）
４０…メモリ（記憶手段）

Claims (16)

1. 開口を備える仕切部を用いて内部空間が現像室と収容室に仕切られる現像枠体と、
   前記現像室に配置され、磁気発生手段を内包した現像剤担持体と、
   前記収容室に配置され、前記開口を介して現像剤を前記現像室へ供給する供給部材と、
   を有する現像ユニットと、
   画像を形成する画像形成時に、前記現像剤担持体を第１の回転方向に回転させるように、前記現像ユニットを制御する制御部と、
   を有する画像形成装置であって、
   前記現像ユニットの使用状況に関する情報を記憶する記憶手段を更に有し、
   前記制御部は、
   画像を形成しない非画像形成時には、前記記憶手段に記憶された前記使用状況に関する情報に基づいて、前記現像剤担持体を前記第１の回転方向とは逆方向である第２の回転方向に回転させる逆回転動作を制御する、ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像ユニットの使用状況は、前記現像ユニット内の前記現像剤の劣化程度に相関関係を有し、
   前記制御部は、現像剤の劣化程度が所定値以上の場合は、所定値未満の場合よりも、前記逆回転動作の実施頻度が高くなるように、前記現像ユニットを制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記現像剤の劣化程度が高くなるに連れて、前記逆回転動作の実施頻度を高くする、ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像ユニットの使用状況は、前記現像ユニット内の前記現像剤の劣化程度に相関関係を有し、
   前記制御部は、前記現像剤の劣化程度が所定値以上の場合は、所定値未満の場合よりも、前記逆回転動作の実施回数が多くなるように、前記現像ユニットを制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記現像剤の劣化程度が高くなるに連れて、前記逆回転動作の実施回数を多くする、ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記現像ユニットの使用状況は、前記現像ユニット内の前記現像剤の劣化程度に相関関係を有し、
   前記制御部は、前記現像剤の劣化程度が所定値以上の場合は、所定値未満の場合よりも、前記逆回転動作の実施時間が長くなるように、前記現像ユニットを制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記現像剤の劣化程度が高くなるに連れて、前記逆回転動作の実施時間を長くする、ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記使用状況に関する情報は、前記現像剤担持体の回転数情報、使用環境の温度情報、使用環境の湿度情報、または、前記現像剤の残量情報のうち、少なくとも一つである、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、前記逆回転動作を実施する際に、前記第２の回転方向に沿って、前記現像剤担持体の外周面を所定の距離移動させる、ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記磁気発生手段の磁力により前記現像剤担持体に保持された現像剤を、前記第２の回転方向に沿って移動させることで、前記現像室内に滞留した現像剤を前記現像剤担持体に磁気的に保持することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記現像枠体内の現像剤の残量を検知する検知部を有し、
    前記残量情報は、前記検知部により検知された残量情報であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
12. 前記供給部材は、
    前記収容室内に回転可能に軸支された回転軸と、
    前記回転軸に固定されたシート材と、
    を有し、
    前記回転軸の回転中心は、前記現像剤担持体の回転中心よりも重力方向の下方に配置されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記逆回転動作は、画像形成動作の終了後、所定時間が経過した後に実施されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
14. 前記逆回転動作の実施後、所定時間が経過した後に、次の画像形成動作を行うことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
15. 前記次の画像形成動作の画像形成前の準備動作は、通常の画像形成前の準備動作に比べて、前記現像剤担持体の回転数を増加したことを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
16. 前記逆回転動作時、または前記次の画像形成動作の画像形成前の準備動作時のうちの少なくとも１つのタイミングにおいて、前記現像剤担持体の回転速度が、画像形成時の前記現像剤担持体の回転速度に比べて遅いことを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の画像形成装置。

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