JP4102544B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の複写機等の画像形成装置において、感光体（像担持体）表面の静電潜像にトナーを付着させて顕像化する乾式現像方式では、用いる現像剤により、トナーのみを用いる１成分現像方式と、トナーとキャリアからなる現像剤を用いる２成分現像方式に大別される。
【０００３】
１成分現像方式は、現像ローラの周囲に均一薄層化されたトナーを、潜像担持体表面の静電潜像に付着させて顕像（トナー像）を生成するものであり、現像ローラの周囲の薄層は、トナー供給部材によりトナーを現像ローラに付着させた後、薄層化ブレードにより所定量に規制されることにより形成される。
【０００４】
この１成分現像方式は、現像ローラを感光体に対して接触させるか否かにより、接触１成分と非接触１成分に分けられ、特に、接触１成分現像方式では、静電潜像に対して忠実な現像が行えるので、高画質な画像が得られ、高解像度化に対しても有利である。しかし、いずれの１成分現像方式も、通常、現像装置内でトナーのみを攪拌しつづけるためにトナーの劣化が進みやすく、画像品質の経時安定化が困難である。また、現像ローラに対して、トナー供給部材や、薄層化ブレード等が摺接しているので、現像ローラの摩耗や、トナー固着が生じるために、装置自体の耐久性を長期間維持する事が難しい。
【０００５】
一方、２成分現像方式は、内部に磁石を内蔵する現像ローラの周囲に、トナーとキャリアからなる２成分現像剤をブラシ状に担持して磁気ブラシを形成し、感光体表面の静電潜像に、磁気ブラシ中のトナーを付着させて顕像を得る。２成分現像方式は、画像品質に関して、静電潜像に忠実な現像という点では、接触１成分現像方式に対して劣るが、耐久性、安定性の面では１成分現像方式よりも優れている。
【０００６】
これら１成分現像方式の画質に関する２成分現像に対しての有利さ（長所）、２成分現像方式の耐久性に関する１成分現像方式に対しての有利さ（長所）を組合わせる目的で、内蔵した磁石により２成分現像剤の磁気ブラシを形成する供給ローラにより、現像ローラ上にトナー供給と同時に適量のトナー薄層を形成し、現像ローラ上のトナー薄層により、感光体の潜像を顕像化するという方式が提案されている。
【０００７】
２成分現像剤の磁気ブラシにより現像ローラ上にトナー薄層を形成する方式では、薄層形成時の現像ローラ、トナーへのストレスが１成分方式に比べて少なく、現像ローラ、トナーの劣化が低減される。現像装置内での攪拌は、２成分方式と同じなので、２成分現像方式と同等レベルの耐久性が得られる。また、感光体上の潜像をトナーで現像する工程は１成分方式なので、１成分現像方式の高画質が得られる。
【０００８】
しかし、このような現像方式においても長時間使用した場合や連続的に使用した場合に、現像ローラに薄い皮膜で且つ強固なトナー固着（トナーフィルミング）が発生する場合があった。このようなトナーフィルミング除去ために、現像ローラに接触してトナーフィルミングを除去するローラ等のフィルミング除去部材を設けている。
【０００９】
また、特公平６−６７５４６号公報には、供給ローラと現像ローラとの間に形成される電界を、間欠的にトナーが現像ローラから供給ローラ側へ移行するように切り換える電界切換手段等を備えることにより、現像ローラのトナーを供給ローラへ戻すようにしている技術が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者のように、別途フィルミング除去部材を設ける技術では、構成が複雑になってしまうという課題がある。また、後者の技術では、現像ローラのトナーは電気的に供給ローラに引き寄せられているだけであるので、現像ローラに発生したトナーフィルミングを充分に除去できないという課題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、簡単な構成で現像ローラのトナーフィルミングを充分に除去できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、トナーにより像担持体の静電潜像を現像する現像手段と、現像手段の駆動を制御する制御手段とを備え、現像手段が、像担持体に対向して設けられ且つ像担持体にトナーを供給する現像ローラと、内蔵された磁石によりトナーとキャリアとを混合した２成分現像剤の磁気ブラシを形成する供給ローラとを備え、画像形成時に現像ローラと供給ローラの間で電位差を生じさせ且つ供給ローラの磁気ブラシが現像ローラと接触することにより、現像ローラにトナーを供給する画像形成装置において、制御手段は、画像形成時の現像終了後において、現像ローラを回転させる一方で、供給ローラの磁気ブラシを現像ローラに接触させつつ、供給ローラの回転速度を現像時よりも下げて磁気ブラシの穂の反りを現像時よりも少なくすることを特徴とする。
【００１３】
この請求項１に記載の発明では、画像形成時の現像終了後（非現像時）において、供給ローラの回転速度を現像時よりも遅く（単位時間あたりの回転数を少なく）して、磁気ブラシの反りを現像時よりも少なくするので、磁気ブラシ先端部が現像時よりも強く現像ローラに接触し、現像時の現像ローラへのトナー供給により生じたトナーフィルミングを磁気ブラシによって充分に除去することができる。
【００１４】
また、非現像時にトナーフィルミングを充分に除去することにより、現像ローラにトナーフィルミングが堆積するのを防止できるので、現像ローラの表面特性を経時的に安定化でき、現像特性が安定する。更に、磁気ブラシにより現像ローラのトナーフィルミング除去しており、現像ローラのトナーフィルミングを除去するための部材を別途設ける必要がないので、構成が簡単であり且つコストの低減が図れる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、トナーにより像担持体の静電潜像を現像する現像手段と、現像手段の駆動を制御する制御手段とを備え、現像手段が、像担持体に対向して設けられ且つ像担持体にトナーを供給する現像ローラと、内蔵された磁石によりトナーとキャリアとを混合した２成分現像剤の磁気ブラシを形成する供給ローラと、供給ローラの磁気ブラシの高さを規制する規制部材とを備え、画像形成時に現像ローラと供給ローラの間で電位差を生じさせ且つ供給ローラの磁気ブラシが現像ローラと接触することにより、現像ローラにトナーを供給する画像形成装置において、制御手段は、非現像時において、現像ローラを回転させる一方で、供給ローラの磁気ブラシを現像ローラに接触させつつ、規制部材及び供給ローラの間隔ＧＤと現像ローラ及び供給ローラの間隔ＧＳとの比ＧＤ／ＧＳを、現像時よりも大きくして、現像ローラ及び供給ローラとの間に形成される磁気ブラシの量又は高さを現像時よりも多くすることを特徴とする。
【００１６】
この請求項２に記載の発明では、非現像時において、規制部材及び供給ローラの平均間隔ＧＤを広げて磁気ブラシの高さを高くしたり（２成分現像剤の層厚を厚くしたり）、或いは現像ローラ及び供給ローラの平均間隔ＧＳを狭めたりすることにより、現像時よりも現像ローラと供給ローラとの間に送り込む単位断面積（隙間）あたりの磁気ブラシの量を多くする。
【００１７】
このように、非現像時における現像ローラ及び供給ローラとの間に送り込む磁気ブラシの量を現像時よりも多くすることにより、現像ローラのトナーフィルミングを磁気ブラシによって充分に除去することができる。
【００１８】
また、非現像時にトナーフィルミングを充分に除去することにより、現像ローラにトナーフィルミングが堆積するのを防止できるので、現像ローラの表面特性を経時的に安定化でき、現像特性が安定する。更に、磁気ブラシにより現像ローラのトナーフィルミング除去しており、現像ローラのトナーフィルミングを除去するための部材を別途設ける必要がないので、構成が簡単であり且つコストの低減が図れる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、トナーにより像担持体の静電潜像を現像する現像手段と、現像手段の駆動を制御する制御手段とを備え、現像手段が、像担持体に対向して設けられ且つ像担持体にトナーを供給する現像ローラと、内蔵された磁石によりトナーとキャリアとを混合した２成分現像剤の磁気ブラシを形成する供給ローラとを備え、画像形成時に現像ローラと供給ローラの間で電位差を生じさせ且つ供給ローラの磁気ブラシが現像ローラと接触することにより、現像ローラにトナーを供給する画像形成装置において、制御手段は、非現像時において、現像ローラを回転させる一方で、供給ローラの磁気ブラシを現像ローラに接触させつつ、磁石の現像磁極（Ｐ１）の中央部を、現像時よりも、現像ローラと供給ローラとの中心線を結ぶ線の近傍に位置させて磁気ブラシの穂の反りを現像時よりも少なくすることを特徴とする。
【００２０】
この請求項３に記載の発明では、非現像時において、磁石を所定角度回動させることにより、磁石の現像磁極（Ｐ１）の中央部を、現像時よりも、現像ローラと供給ローラとの中心線を結ぶ線の近傍に位置させる。これによって、現像ローラ及び供給ローラ間の最近接部において、供給ローラの磁石の現像磁極の中央部が位置することにより、磁気ブラシの反りが小さくなり、磁気ブラシ先端部が現像ローラに強く接触するので、現像ローラのトナーフィルミングを磁気ブラシによって充分に除去できる。
【００２１】
また、非現像時にトナーフィルミングを充分に除去することにより、現像ローラにトナーフィルミングが堆積するのを防止できるので、現像ローラの表面特性を経時的に安定化でき、現像特性が安定する。更に、磁気ブラシにより現像ローラのトナーフィルミング除去しており、現像ローラのトナーフィルミングを除去するための部材を別途設ける必要がないので、構成が簡単であり且つコストの低減が図れる。
【００２７】
請求項４に記載の発明は、トナーにより像担持体の静電潜像を現像する現像手段と、現像手段の駆動を制御する制御手段とを備え、現像手段が、像担持体に対向して設けられ且つ像担持体にトナーを供給する現像ローラと、内蔵された磁石によりトナーとキャリアとを混合した２成分現像剤の磁気ブラシを形成する供給ローラとを備え、画像形成時に現像ローラと供給ローラの間で電位差を生じさせ且つ供給ローラの磁気ブラシが現像ローラと接触することにより、現像ローラにトナーを供給する画像形成装置において、制御手段は、非現像時において、現像ローラを回転させる一方で、供給ローラの磁気ブラシを現像ローラに接触させつつ、磁気ブラシの温度を、現像時よりも低くして、現像ローラに対するトナーの付着力が現像時よりも弱くすることを特徴とする。
【００２８】
この請求項４に記載の発明では、非現像時において、磁気ブラシ先端部の温度を現像時よりも低くすることで、熱によってトナーが軟化し難くなり、現像ローラに対するトナーの付着力が現像時よりも弱くなるので、現像ローラのトナーフィルミングを磁気ブラシによって充分に除去できる。
【００２９】
また、非現像時にトナーフィルミングを充分に除去することにより、現像ローラにトナーフィルミングが堆積するのを防止できるので、現像ローラの表面特性を経時的に安定化でき、現像特性が安定する。更に、磁気ブラシにより現像ローラのトナーフィルミング除去しており、現像ローラのトナーフィルミングを除去するための部材を別途設ける必要がないので、構成が簡単であり且つコストの低減が図れる。
【００３０】
請求項５に記載の発明は、非現像時において、制御手段は現像手段に請求項１乃至４のいずれかの動作を２つ以上行わせることを特徴とする。
【００３１】
この請求項５に記載の発明では、現像手段が請求項１乃至４のいずれかの動作を２つ以上行うことにより、磁気ブラシによる現像ローラのトナーフィルミングの除去をより効率的に行える。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。図２は、本発明を適用した複写機を概略的に示す構成図である。
【００３３】
図２に示すように、複写機１は、像担持体である感光体ドラム３を有しており、感光体ドラム３の周囲には、感光体ドラム３を一様に帯電する帯電ローラ５と、帯電した感光体ドラム３の表面を露光して静電潜像を形成する像露光部７と、感光体ドラム３に形成された静電潜像をトナーによりトナー像として現像する現像装置（現像手段）９と、感光体ドラム３のトナー像を用紙Ｐに転写する転写ローラ１１と、用紙Ｐのトナー像を熱と圧力とにより用紙Ｐに定着する定着装置１３と、転写後に感光体ドラム３に残留した残トナーを除去するクリーニング装置１５とを備えている。
【００３４】
尚、本実施の形態では、感光体ドラム３の線速ＶＰを２００（ｍｍ／ｓｅｃ）にしている。また、帯電ローラ５による感光体ドラム３の帯電電位（画像地肌部電位）Ｖ０は−４５０（Ｖ）〜−５００（Ｖ）であり、像露光部７による感光体ドラム３の露光部分電位（トナー顕像化部電位）ＶＬは−５０（Ｖ）〜−１００（Ｖ）であるが、これに限定されるものではない。
【００３５】
図１は、図２の現像装置を拡大して示す断面図である。図２に示すように、現像装置９は、制御部３０によりその駆動を制御されており、トナーとキャリアとを混合した２成分現像剤Ｔを用いて現像を行っている。現像ケーシング１７の内部に、内蔵された磁石２０により２成分現像剤の磁気ブラシ２２を形成する供給ローラ１９と、供給ローラ１９の磁気ブラシ２２の接触によりトナーのみを担持する現像ローラ２１と、供給ローラ１９の２成分現像剤Ｔの層厚を規制する（磁気ブラシ２２の高さを規制する）ドクタ（規制部材）２３と、現像ケーシング１７内の２成分現像剤を攪拌する攪拌部材２５とを有している。尚、図中符号２６は、現像ケーシング１７内にトナーを供給するトナー供給孔である。
【００３６】
尚、本実施の形態では、２成分現像剤Ｔとしては、トナー体積平均粒径が５（μｍ）〜１０（μｍ）で、キャリア体積平均粒径が４０（μｍ）〜７０（μｍ）であることが望ましく、２成分現像剤Ｔのトナー濃度ＴＣは、２〜１０重量％で、２成分現像剤Ｔのトナー帯電量Ｑ／Ｍは、−５〜−２０（μＣ／ｇ）の範囲内にしている。
【００３７】
現像ローラ２１は、図１に示すように、感光体ドラム３に対向して設けられており、図示しない駆動部の駆動を受けた芯金１８により矢印Ａ方向に回転する。本実施の形態では、現像ローラ２１は現像時において、電圧ＶＢを印加されることにより、担持するトナーを感光体ドラム３に供給するようになっている。
【００３８】
尚、本実施の形態では、感光体ドラム３に対する現像ローラ２１の食込量は０．１〜０．３ｍｍであり、現像ローラ２１に印加する印加電圧ＶＢは−２５０（Ｖ）であり、露光後における感光体ドラム３のトナー顕像化部電圧ＶＬとの現像ポテンシャル（ＶＬ−ＶＢ）が１５０〜２００（Ｖ）になるようにしており、現像ローラ２１の線速ＶＤは、２５０（ｍｍ／ｓｅｃ）に設定されているがこれに限定されるものではない。
【００３９】
現像ケーシング１７内において、供給ローラ１９、ドクタ２３及び攪拌部材２５のある領域には、２成分現像剤Ｔを収容しており、２成分現像剤はＴ、攪拌部材２５により混合・攪拌され、摩擦帯電によりトナーの電荷を立ち上げながら、供給ローラ１９に搬送されるようになっている。
【００４０】
供給ローラ１９は、芯金２７に固定された磁石２０を内蔵し、その周囲をアルミ等の非磁性金属の円筒状回転供給スリーブ２９を配置しており、供給スリーブ２９は矢印Ｂ方向に回転する。
【００４１】
供給ローラ１９の磁石２０は、図３に示すように、Ｐ１極（Ｎ極）、Ｐ２極（Ｓ極）、Ｐ３極（Ｓ極）、Ｐ４（Ｎ極）、Ｐ５（Ｓ極）をこの順に環状に並べて構成されており、Ｐ１極の法線方向のピーク磁束密度は６０ｍＴ以上である。２成分現像剤Ｔは磁石２０の磁力により供給ローラ１９の供給スリーブ２９に引き寄せられて搬送され、ドクタ２３によりその層厚を規制される。２成分現像剤Ｔは、ドクタ２３を通過後に所定の剤量からなる磁気ブラシ２２となって搬送される。供給スリーブ２９の磁気ブラシ２２は、供給ローラ１９に印加される電圧ＶＡにより現像ローラ２１に供給されるようになっている。
【００４２】
尚、本実施の形態では、現像時に供給ローラ１９に印加される電圧ＶＡは、−３５０Ｖに設定されている。また、供給ローラ１９の硬度は１０〜７０ＨＳ（ＪＩＳ−Ａに相当）であり（特に、５０ＨＳ以下が好適）、供給ローラ１９の表面粗さＲＺが、５〜５０μｍ（キャリア平均粒径の１／５〜１／２が好適）であるがこれに限定されるものではない。
【００４３】
また、供給ローラ１９の供給スリーブ２９は制御部９により、単位時間あたりの回転数、即ち、その線速ＶＳを可変に制御されており、制御部９は、供給スリーブ２９の線速ＶＳを、現像時よりも非現像時のほうが遅くなるように（単位時間当たりの回転数を少なくなるように）供給スリーブ２９を回転させる。尚、本実施の形態では、現像時の供給スリーブ２９の線速ＶＳは６５０ｍｍ／ｓｅｃであり、非現像時の供給スリーブ２９の線速ＶＳは、３５０ｍｍ／ｓｅｃになるように制御されているがこれに限定されるものではない。
【００４４】
次に、上述した構成に基づき、本実施の形態の作用を説明する。画像形成時において、帯電ローラ５が感光体ドラム３を一様に帯電し、像露光部７が帯電した感光体ドラム３に原稿画像に対応する静電潜像を書き込む。現像装置９は、感光体ドラム３の静電潜像をトナーによりトナー像として現像する。
【００４５】
この現像時では、現像ケーシング１７内において、供給ローラ１９の供給スリーブ２９の回転により２成分現像剤Ｔを、現像ローラ２１に対向する領域（現像ローラ２１及び供給ローラ１９間の最近接部）Ｋに搬送し、供給ローラ１９と現像ローラ２１との間に所定の電位差ＶＢ−ＶＡ（本実施の形態では１００Ｖ）が生じるように、各ローラ１９、２１に電圧ＶＢ、ＶＡを印加する。そして、最近接部Ｋで磁気ブラシ２２が現像ローラ１９に接触することにより、トナーのみを現像ローラ２１に供給し、この現像ローラ２１により感光体ドラム３の静電潜像をトナー像として現像する。
【００４６】
ここで、供給ローラ１９から現像ローラ２１へのトナー供給特性は、現像ローラ２１に接触する磁気ブラシ２２の先端部にトナーが沢山供給される事が望ましい。そこで、本実施の形態では、トナー供給の際には供給ローラ１９の供給スリーブ２９の線速ＶＳを、非現像時に比べて速くするとともに、現像ローラ２１の供給ローラ１９に対する電位を磁気ブラシ２２中のトナーの帯電極性（平均）と反対極性にしている。この場合、長時間使用したり、連続的に使用すると、現像ローラ２１に薄膜状の強固なトナー固着物であるトナーフィルミングＦ（図５参照）が発生することがある。
【００４７】
このため、本実施の形態では、非現像時（現像終了後）において、供給ローラ１９の供給スリーブ２９の線速ＶＳを、現像時よりも遅くしている。一般に、図４（ａ）に示すように、供給スリーブ２９の静止時において磁気ブラシ２２は、供給ローラ１９の磁石２０が形成する磁界の磁力線Ｇに沿って形成されるが、供給スリーブ２９の回転により、図４の（ｂ）に示すように、供給スリーブ２９上の磁気ブラシ２２の先端部ほど磁力線Ｇからずれ、磁気ブラシ２２が反ってしまう。この磁気ブラシ２２の反りは、供給スリーブ２９の線速ＶＳが速いほど大きくなる。このように、磁気ブラシ２２が大きく反ってしまうと、現像ローラ２１の接線方向に作用する磁気ブラシの力（以後、単に「せん断力」という。）が弱くなる。
【００４８】
これに対し、本実施の形態のように、非現像時において、現像スリーブ１９の線速ＶＳを遅くすることによって、図５に示すように、磁気ブラシ２２の反りを小さくしている。従って、磁気ブラシ２２の先端部が現像時よりも強く現像ローラ２１に接触し、磁気ブラシ２２が現像ローラ２１に及ぼすせん断力（トナーフィルミングＦを掻き落とす力）が強くなるので、現像時の現像ローラ２１へのトナー供給により生じた軽度のトナーフィルミングＦを磁気ブラシ２２によって充分に除去することができる。
【００４９】
特に、本実施の形態では、現像ローラ２１の回転方向（矢印Ａ方向）と、供給ローラ１９の現像スリーブ２９の回転方向（矢印Ｂ方向）は、互いに対向するカウンター方向になっているので、磁気ブラシ２２によるトナーフィルミングＦの除去を効率的に行うことができる。
【００５０】
また、非現像時にトナーフィルミングＦを充分に除去することにより、現像ローラ２１にトナーフィルミングＦが堆積するのを防止できるので、現像ローラ２１の表面特性を経時的に安定化でき、現像特性が安定する。更に、磁気ブラシ２２により現像ローラ２１のトナーフィルミングＦを除去しており、現像ローラ２１のトナーフィルミングＦを除去するための部材を別途設ける必要がないので、構成が簡単であり且つコストの低減が図れる。
【００５１】
次に、他の実施の形態を説明するが、その説明にあたり、上述した部分と同様な部分には、同一の符号を付することにより、その説明を省略する。
【００５２】
第２実施の形態では、図６に示すように、ドクタ２３と供給ローラ１９との間隔ＧＤ及び供給ローラ１９と現像ローラ２１との間隔ＧＳを可変にするための駆動部３３を設けたことが第１実施の形態と異なる。駆動部３３は、ドクタ２３を支持するドクタ支持部材及び供給ローラ１９の軸受を移動させるソレノイドや偏芯カム（いずれも図示せず）を備えている。
【００５３】
第２実施の形態では、非現像時において、駆動部３３が制御部３０の制御により、ドクタ支持部材を動かすことでドクタ２３と供給ローラ１９との平均間隔ＧＤを広げたり、或いは、駆動部３３が供給ローラ１９の軸受を動かすことで供給ローラ１９と現像ローラ２１との平均間隔ＧＳを狭めたりすることにより、各間隔の比ＧＤ／ＧＳを現像時よりも大きくしている。
【００５４】
即ち、ドクタ２３と供給ローラ１９との平均間隔ＧＤを広げて磁気ブラシ２２の高さを高くしたり（２成分現像剤Ｔの量を多くしたり）、或いは現像ローラ２１及び供給ローラ１９の平均間隔ＧＳを狭めたりすることにより、現像時よりも現像ローラ２１及び供給ローラ１９間の最近接部Ｋに送り込む単位断面積（隙間）あたりの磁気ブラシ２２の量を多くしている。
【００５５】
このように、非現像時における現像ローラ２１及び供給ローラ１９との間に送り込む磁気ブラシ２２の量を現像時よりも多くしているので、現像ローラ２１の軽度のトナーフィルミングＦを磁気ブラシ２２によって充分に除去することができる。
【００５６】
尚、本実施の形態では、供給ローラ１９とドクタ２３との間隔ＧＤを、０．５〜０．６（ｍｍ）の範囲内に設定し、供給ローラ１９と現像ローラ２１との間隔ＧＳを、０．１〜０．３（ｍｍ）の範囲内に設定しており、供給ローラ１９の供給スリーブ２９上の２成分現像剤Ｔの量を０．０３から０．０５（ｍｇ／ｃｍ2）の範囲内に設定しているがこれらに限定されるものではない。
【００５７】
第３実施の形態では、図７に示すように、磁石２０を回動する回動部３５を設けたことが第１実施の形態と異なる。本実施の形態では、非現像時において、回動部３０が制御部３０の制御により、磁石２０を供給スリーブ２９の回転方向の上流側に向けて回動する（図１の矢印Ａと同方向）。これによって、磁石２０の極角度を変化させ、磁石２０の磁極Ｐ１の中心を通る線Ｄと、供給ローラ１９と現像ローラ２１との中心を通る線Ｃとのなす角度θＳを０〜５度の範囲内にする。一方、現像時においては、角度θＳを０〜１５度の範囲内のうち、非現像時よりも大きくする。
【００５８】
一般に、磁石２０の磁力線Ｇは、磁極Ｐ１（Ｎ極）から磁極Ｐ２（Ｓ極）及び磁極Ｐ３（Ｓ極）に向かっており（図３参照）、磁極Ｐ１の中心線Ｄ近傍においては、供給ローラ１９の法線方向の磁力が強くなり、接線方向の磁力が弱くなる。また、磁極の境目近傍においては、法線方向に向かう磁力が弱くなり、接線方向の磁力が強くなる。即ち、磁気ブラシ２２の穂の形状は磁極Ｐ１の中心線Ｄ近傍から磁極の境目に近づくほど反った形状となり、磁極Ｐ１の中心線Ｄ近傍においては、磁気ブラシ２１の反りが小さくなる。
【００５９】
本実施の形態では、非現像時において、上述の角度θＳを０〜５度にすることで、磁極Ｐ１の中心線Ｄの近傍を現像ローラ２１と供給ローラ１９との最近接部Ｋに向けるようにして、最近接部Ｋでの磁気ブラシ２２の反りを小さくしている。従って、現像ローラ２１と供給ローラ１９との最近接部Ｋにおいて、現像ローラ２１に対する磁気ブラシ２２の先端部のせん断力が強くなるので、現像ローラ２１の軽度のトナーフィルミングＦを充分に除去できる。
【００６０】
尚、本実施の形態では、非現像時において、角度θＳを０〜５度にし、現像時における角度θＳを１５度にしたがこれに限定されるものではない。
【００６６】
第４実施の形態では、図８に示すように、現像ローラ２１の芯金１８を中空にし、この中空に送風を行う送風部３７を設け、制御部３０は、非現像時において、送風部３７による送風を行わせていることが第１実施の形態と異なる。非現像時において、芯金１８の中空に送風を行って磁気ブラシ２２の平均温度を低くし（強制冷却し）、熱によりトナーが軟化し難くすることにより、現像ローラ２１に対するトナーの付着力が現像時よりも弱くなるので、現像ローラ２１の軽度のトナーフィルミングＦを磁気ブラシ２２によって充分に除去できる。
【００６７】
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形が可能である。例えば、第１実施の形態において、現像ローラ２１と供給ローラ１９の供給スリーブ２９の回転方向をカウンター方向にしたが、現像ローラ２１と現像スリーブ２９とをカウンター方向にしなくても良い。
【００６８】
第２実施の形態において、駆動部３３によりドクタ２３及び供給ローラ１９をともに移動することにより、ドクタ２３と供給ローラ１９との間隔ＧＤを広げつつ、現像ローラ２１と供給ローラ１９との間隔ＧＳを狭めるようにしても良く、非現像時における各間隔の比ＧＤ／ＧＳが、現像時よりも大きければ良い。
【００６９】
第４実施の形態において、送風部３７を設ける代りに、現像ローラ２１の芯金１８をヒートパイプで構成し、外気との熱交換率を高めることにより、磁気ブラシ２２のトナーの平均温度を下げるようにしても良い。また、現像ローラ２１を感光体ドラム３から離す接離機構を別途設け、非現像時において、現像ローラ２１を熱容量が大きく冷め難い感光体ドラム３から離すことで、放置冷却効率を高めることにより、磁気ブラシ２２のトナーを冷却してトナーの平均温度を下げるようにしても良い。
【００７０】
制御部３０は、例えば、非現像時において、供給ローラ１９の線速ＶＤを遅くする（第１実施の形態）とともに、ドクタ２３及び供給ローラ１９の間隔ＧＤを広げる（第２実施の形態）等、第１乃至第４実施の形態のいずれか２つ以上の動作を現像装置９に行わせても良く、この場合、トナーフィルミング除去を更に効率的に行うことができる。
【００７１】
本発明は、複写機１に適用したが、これに限定されるものではなく、例えば、プリンタ、ファクシミリ、或いはこれらの複合機等の画像形成装置に適用しても同様な作用効果を得る。
【００７２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、非現像時に回収ローラの単位時間あたりの回転数を少なくすることにより、磁気ブラシの反りが小さくなるので、磁気ブラシ先端部が強く現像ローラに接触し、現像時の現像ローラへのトナー供給により生じた軽度のトナーフィルミングを磁気ブラシによって充分に除去することができる。
【００７３】
また、非現像時にトナーフィルミングを充分に除去することにより、現像ローラにトナーフィルミングが堆積するのを防止できるので、現像ローラの表面特性を経時的に安定化でき、現像特性が安定する。更に、磁気ブラシにより現像ローラのトナーフィルミング除去しており、現像ローラのトナーフィルミングを除去するための部材を別途設ける必要がないので、構成が簡単であり且つコストの低減が図れる。
【００７４】
請求項２に記載の発明では、非現像時に規制部材及び供給ローラの間隔ＧＤと現像ローラ及び供給ローラの間隔ＧＳとの比ＧＤ／ＧＳを大きくすることにより、現像ローラ及び供給ローラとの間に送り込む磁気ブラシの量を多くしているので、請求項１に記載の発明と同様な効果を奏する。
【００７５】
請求項３に記載の発明では、非現像時に、供給ローラの現像磁極の中央部を、現像時よりも、現像ローラ及び供給ローラの中心線の近傍に位置させることにより、磁気ブラシの反りが小さくなって磁気ブラシ先端部が現像ローラに強く接触するので、請求項１に記載の発明と同様な効果を奏する。
【００７８】
請求項４に記載の発明では、非現像時に磁気ブラシの温度を低くすることにより、熱によってトナーが軟化し難くなり、現像ローラに対するトナーの付着力が弱くなるので、請求項１に記載の発明と同様な効果を奏する。
【００７９】
請求項５に記載の発明では、現像手段が請求項１乃至４のいずれかの動作を２つ以上行うことにより、磁気ブラシによる現像ローラのトナーフィルミングの除去を更に効率的に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２の複写機の現像装置を示す断面図である。
【図２】本発明を適用した複写機を概略的に示す構成図である。
【図３】現像ローラと供給ローラとを拡大して示す図である。
【図４】供給スリーブの表面近傍を拡大して示す図であり、（ａ）は供給スリーブが静止しているときの磁気ブラシの状態を説明する図であり、（ｂ）は供給スリーブが回転しているときの磁気ブラシの状態を説明する図である。
【図５】磁気ブラシが現像ローラのトナーフィルミングに接触している状態を示す図である。
【図６】第２実施の形態に係る現像ローラと供給ローラとを拡大して示す図である。
【図７】第３実施の形態に係る現像ローラと供給ローラとを拡大して示す図である。
【図８】第６実施の形態に係る感光体ドラム３と現像ローラとを示す図である。
【符号の説明】
１ 複写機（画像形成装置）
３ 感光体（像担持体）
９ 現像装置（現像手段）
１９ 供給ローラ
２０ 磁石
２１ 現像ローラ
２２ 磁気ブラシ
２３ ドクタ（規制部材）
３０ 制御部（制御手段）
Ｔ ２成分現像剤
【発明の属する技術分野】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の複写機等の画像形成装置において、感光体（像担持体）表面の静電潜像にトナーを付着させて顕像化する乾式現像方式では、用いる現像剤により、トナーのみを用いる１成分現像方式と、トナーとキャリアからなる現像剤を用いる２成分現像方式に大別される。
【０００３】
１成分現像方式は、現像ローラの周囲に均一薄層化されたトナーを、潜像担持体表面の静電潜像に付着させて顕像（トナー像）を生成するものであり、現像ローラの周囲の薄層は、トナー供給部材によりトナーを現像ローラに付着させた後、薄層化ブレードにより所定量に規制されることにより形成される。
【０００４】
この１成分現像方式は、現像ローラを感光体に対して接触させるか否かにより、接触１成分と非接触１成分に分けられ、特に、接触１成分現像方式では、静電潜像に対して忠実な現像が行えるので、高画質な画像が得られ、高解像度化に対しても有利である。しかし、いずれの１成分現像方式も、通常、現像装置内でトナーのみを攪拌しつづけるためにトナーの劣化が進みやすく、画像品質の経時安定化が困難である。また、現像ローラに対して、トナー供給部材や、薄層化ブレード等が摺接しているので、現像ローラの摩耗や、トナー固着が生じるために、装置自体の耐久性を長期間維持する事が難しい。
【０００５】
一方、２成分現像方式は、内部に磁石を内蔵する現像ローラの周囲に、トナーとキャリアからなる２成分現像剤をブラシ状に担持して磁気ブラシを形成し、感光体表面の静電潜像に、磁気ブラシ中のトナーを付着させて顕像を得る。２成分現像方式は、画像品質に関して、静電潜像に忠実な現像という点では、接触１成分現像方式に対して劣るが、耐久性、安定性の面では１成分現像方式よりも優れている。
【０００６】
これら１成分現像方式の画質に関する２成分現像に対しての有利さ（長所）、２成分現像方式の耐久性に関する１成分現像方式に対しての有利さ（長所）を組合わせる目的で、内蔵した磁石により２成分現像剤の磁気ブラシを形成する供給ローラにより、現像ローラ上にトナー供給と同時に適量のトナー薄層を形成し、現像ローラ上のトナー薄層により、感光体の潜像を顕像化するという方式が提案されている。
【０００７】
２成分現像剤の磁気ブラシにより現像ローラ上にトナー薄層を形成する方式では、薄層形成時の現像ローラ、トナーへのストレスが１成分方式に比べて少なく、現像ローラ、トナーの劣化が低減される。現像装置内での攪拌は、２成分方式と同じなので、２成分現像方式と同等レベルの耐久性が得られる。また、感光体上の潜像をトナーで現像する工程は１成分方式なので、１成分現像方式の高画質が得られる。
【０００８】
しかし、このような現像方式においても長時間使用した場合や連続的に使用した場合に、現像ローラに薄い皮膜で且つ強固なトナー固着（トナーフィルミング）が発生する場合があった。このようなトナーフィルミング除去ために、現像ローラに接触してトナーフィルミングを除去するローラ等のフィルミング除去部材を設けている。
【０００９】
また、特公平６−６７５４６号公報には、供給ローラと現像ローラとの間に形成される電界を、間欠的にトナーが現像ローラから供給ローラ側へ移行するように切り換える電界切換手段等を備えることにより、現像ローラのトナーを供給ローラへ戻すようにしている技術が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者のように、別途フィルミング除去部材を設ける技術では、構成が複雑になってしまうという課題がある。また、後者の技術では、現像ローラのトナーは電気的に供給ローラに引き寄せられているだけであるので、現像ローラに発生したトナーフィルミングを充分に除去できないという課題がある。
【００１１】
そこで、本発明は、簡単な構成で現像ローラのトナーフィルミングを充分に除去できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、トナーにより像担持体の静電潜像を現像する現像手段と、現像手段の駆動を制御する制御手段とを備え、現像手段が、像担持体に対向して設けられ且つ像担持体にトナーを供給する現像ローラと、内蔵された磁石によりトナーとキャリアとを混合した２成分現像剤の磁気ブラシを形成する供給ローラとを備え、画像形成時に現像ローラと供給ローラの間で電位差を生じさせ且つ供給ローラの磁気ブラシが現像ローラと接触することにより、現像ローラにトナーを供給する画像形成装置において、制御手段は、画像形成時の現像終了後において、現像ローラを回転させる一方で、供給ローラの磁気ブラシを現像ローラに接触させつつ、供給ローラの回転速度を現像時よりも下げて磁気ブラシの穂の反りを現像時よりも少なくすることを特徴とする。
【００１３】
この請求項１に記載の発明では、画像形成時の現像終了後（非現像時）において、供給ローラの回転速度を現像時よりも遅く（単位時間あたりの回転数を少なく）して、磁気ブラシの反りを現像時よりも少なくするので、磁気ブラシ先端部が現像時よりも強く現像ローラに接触し、現像時の現像ローラへのトナー供給により生じたトナーフィルミングを磁気ブラシによって充分に除去することができる。
【００１４】
また、非現像時にトナーフィルミングを充分に除去することにより、現像ローラにトナーフィルミングが堆積するのを防止できるので、現像ローラの表面特性を経時的に安定化でき、現像特性が安定する。更に、磁気ブラシにより現像ローラのトナーフィルミング除去しており、現像ローラのトナーフィルミングを除去するための部材を別途設ける必要がないので、構成が簡単であり且つコストの低減が図れる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、トナーにより像担持体の静電潜像を現像する現像手段と、現像手段の駆動を制御する制御手段とを備え、現像手段が、像担持体に対向して設けられ且つ像担持体にトナーを供給する現像ローラと、内蔵された磁石によりトナーとキャリアとを混合した２成分現像剤の磁気ブラシを形成する供給ローラと、供給ローラの磁気ブラシの高さを規制する規制部材とを備え、画像形成時に現像ローラと供給ローラの間で電位差を生じさせ且つ供給ローラの磁気ブラシが現像ローラと接触することにより、現像ローラにトナーを供給する画像形成装置において、制御手段は、非現像時において、現像ローラを回転させる一方で、供給ローラの磁気ブラシを現像ローラに接触させつつ、規制部材及び供給ローラの間隔ＧＤと現像ローラ及び供給ローラの間隔ＧＳとの比ＧＤ／ＧＳを、現像時よりも大きくして、現像ローラ及び供給ローラとの間に形成される磁気ブラシの量又は高さを現像時よりも多くすることを特徴とする。
【００１６】
この請求項２に記載の発明では、非現像時において、規制部材及び供給ローラの平均間隔ＧＤを広げて磁気ブラシの高さを高くしたり（２成分現像剤の層厚を厚くしたり）、或いは現像ローラ及び供給ローラの平均間隔ＧＳを狭めたりすることにより、現像時よりも現像ローラと供給ローラとの間に送り込む単位断面積（隙間）あたりの磁気ブラシの量を多くする。
【００１７】
このように、非現像時における現像ローラ及び供給ローラとの間に送り込む磁気ブラシの量を現像時よりも多くすることにより、現像ローラのトナーフィルミングを磁気ブラシによって充分に除去することができる。
【００１８】
また、非現像時にトナーフィルミングを充分に除去することにより、現像ローラにトナーフィルミングが堆積するのを防止できるので、現像ローラの表面特性を経時的に安定化でき、現像特性が安定する。更に、磁気ブラシにより現像ローラのトナーフィルミング除去しており、現像ローラのトナーフィルミングを除去するための部材を別途設ける必要がないので、構成が簡単であり且つコストの低減が図れる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、トナーにより像担持体の静電潜像を現像する現像手段と、現像手段の駆動を制御する制御手段とを備え、現像手段が、像担持体に対向して設けられ且つ像担持体にトナーを供給する現像ローラと、内蔵された磁石によりトナーとキャリアとを混合した２成分現像剤の磁気ブラシを形成する供給ローラとを備え、画像形成時に現像ローラと供給ローラの間で電位差を生じさせ且つ供給ローラの磁気ブラシが現像ローラと接触することにより、現像ローラにトナーを供給する画像形成装置において、制御手段は、非現像時において、現像ローラを回転させる一方で、供給ローラの磁気ブラシを現像ローラに接触させつつ、磁石の現像磁極（Ｐ１）の中央部を、現像時よりも、現像ローラと供給ローラとの中心線を結ぶ線の近傍に位置させて磁気ブラシの穂の反りを現像時よりも少なくすることを特徴とする。
【００２０】
この請求項３に記載の発明では、非現像時において、磁石を所定角度回動させることにより、磁石の現像磁極（Ｐ１）の中央部を、現像時よりも、現像ローラと供給ローラとの中心線を結ぶ線の近傍に位置させる。これによって、現像ローラ及び供給ローラ間の最近接部において、供給ローラの磁石の現像磁極の中央部が位置することにより、磁気ブラシの反りが小さくなり、磁気ブラシ先端部が現像ローラに強く接触するので、現像ローラのトナーフィルミングを磁気ブラシによって充分に除去できる。
【００２１】
また、非現像時にトナーフィルミングを充分に除去することにより、現像ローラにトナーフィルミングが堆積するのを防止できるので、現像ローラの表面特性を経時的に安定化でき、現像特性が安定する。更に、磁気ブラシにより現像ローラのトナーフィルミング除去しており、現像ローラのトナーフィルミングを除去するための部材を別途設ける必要がないので、構成が簡単であり且つコストの低減が図れる。
【００２７】
請求項４に記載の発明は、トナーにより像担持体の静電潜像を現像する現像手段と、現像手段の駆動を制御する制御手段とを備え、現像手段が、像担持体に対向して設けられ且つ像担持体にトナーを供給する現像ローラと、内蔵された磁石によりトナーとキャリアとを混合した２成分現像剤の磁気ブラシを形成する供給ローラとを備え、画像形成時に現像ローラと供給ローラの間で電位差を生じさせ且つ供給ローラの磁気ブラシが現像ローラと接触することにより、現像ローラにトナーを供給する画像形成装置において、制御手段は、非現像時において、現像ローラを回転させる一方で、供給ローラの磁気ブラシを現像ローラに接触させつつ、磁気ブラシの温度を、現像時よりも低くして、現像ローラに対するトナーの付着力が現像時よりも弱くすることを特徴とする。
【００２８】
この請求項４に記載の発明では、非現像時において、磁気ブラシ先端部の温度を現像時よりも低くすることで、熱によってトナーが軟化し難くなり、現像ローラに対するトナーの付着力が現像時よりも弱くなるので、現像ローラのトナーフィルミングを磁気ブラシによって充分に除去できる。
【００２９】
また、非現像時にトナーフィルミングを充分に除去することにより、現像ローラにトナーフィルミングが堆積するのを防止できるので、現像ローラの表面特性を経時的に安定化でき、現像特性が安定する。更に、磁気ブラシにより現像ローラのトナーフィルミング除去しており、現像ローラのトナーフィルミングを除去するための部材を別途設ける必要がないので、構成が簡単であり且つコストの低減が図れる。
【００３０】
請求項５に記載の発明は、非現像時において、制御手段は現像手段に請求項１乃至４のいずれかの動作を２つ以上行わせることを特徴とする。
【００３１】
この請求項５に記載の発明では、現像手段が請求項１乃至４のいずれかの動作を２つ以上行うことにより、磁気ブラシによる現像ローラのトナーフィルミングの除去をより効率的に行える。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。図２は、本発明を適用した複写機を概略的に示す構成図である。
【００３３】
図２に示すように、複写機１は、像担持体である感光体ドラム３を有しており、感光体ドラム３の周囲には、感光体ドラム３を一様に帯電する帯電ローラ５と、帯電した感光体ドラム３の表面を露光して静電潜像を形成する像露光部７と、感光体ドラム３に形成された静電潜像をトナーによりトナー像として現像する現像装置（現像手段）９と、感光体ドラム３のトナー像を用紙Ｐに転写する転写ローラ１１と、用紙Ｐのトナー像を熱と圧力とにより用紙Ｐに定着する定着装置１３と、転写後に感光体ドラム３に残留した残トナーを除去するクリーニング装置１５とを備えている。
【００３４】
尚、本実施の形態では、感光体ドラム３の線速ＶＰを２００（ｍｍ／ｓｅｃ）にしている。また、帯電ローラ５による感光体ドラム３の帯電電位（画像地肌部電位）Ｖ０は−４５０（Ｖ）〜−５００（Ｖ）であり、像露光部７による感光体ドラム３の露光部分電位（トナー顕像化部電位）ＶＬは−５０（Ｖ）〜−１００（Ｖ）であるが、これに限定されるものではない。
【００３５】
図１は、図２の現像装置を拡大して示す断面図である。図２に示すように、現像装置９は、制御部３０によりその駆動を制御されており、トナーとキャリアとを混合した２成分現像剤Ｔを用いて現像を行っている。現像ケーシング１７の内部に、内蔵された磁石２０により２成分現像剤の磁気ブラシ２２を形成する供給ローラ１９と、供給ローラ１９の磁気ブラシ２２の接触によりトナーのみを担持する現像ローラ２１と、供給ローラ１９の２成分現像剤Ｔの層厚を規制する（磁気ブラシ２２の高さを規制する）ドクタ（規制部材）２３と、現像ケーシング１７内の２成分現像剤を攪拌する攪拌部材２５とを有している。尚、図中符号２６は、現像ケーシング１７内にトナーを供給するトナー供給孔である。
【００３６】
尚、本実施の形態では、２成分現像剤Ｔとしては、トナー体積平均粒径が５（μｍ）〜１０（μｍ）で、キャリア体積平均粒径が４０（μｍ）〜７０（μｍ）であることが望ましく、２成分現像剤Ｔのトナー濃度ＴＣは、２〜１０重量％で、２成分現像剤Ｔのトナー帯電量Ｑ／Ｍは、−５〜−２０（μＣ／ｇ）の範囲内にしている。
【００３７】
現像ローラ２１は、図１に示すように、感光体ドラム３に対向して設けられており、図示しない駆動部の駆動を受けた芯金１８により矢印Ａ方向に回転する。本実施の形態では、現像ローラ２１は現像時において、電圧ＶＢを印加されることにより、担持するトナーを感光体ドラム３に供給するようになっている。
【００３８】
尚、本実施の形態では、感光体ドラム３に対する現像ローラ２１の食込量は０．１〜０．３ｍｍであり、現像ローラ２１に印加する印加電圧ＶＢは−２５０（Ｖ）であり、露光後における感光体ドラム３のトナー顕像化部電圧ＶＬとの現像ポテンシャル（ＶＬ−ＶＢ）が１５０〜２００（Ｖ）になるようにしており、現像ローラ２１の線速ＶＤは、２５０（ｍｍ／ｓｅｃ）に設定されているがこれに限定されるものではない。
【００３９】
現像ケーシング１７内において、供給ローラ１９、ドクタ２３及び攪拌部材２５のある領域には、２成分現像剤Ｔを収容しており、２成分現像剤はＴ、攪拌部材２５により混合・攪拌され、摩擦帯電によりトナーの電荷を立ち上げながら、供給ローラ１９に搬送されるようになっている。
【００４０】
供給ローラ１９は、芯金２７に固定された磁石２０を内蔵し、その周囲をアルミ等の非磁性金属の円筒状回転供給スリーブ２９を配置しており、供給スリーブ２９は矢印Ｂ方向に回転する。
【００４１】
供給ローラ１９の磁石２０は、図３に示すように、Ｐ１極（Ｎ極）、Ｐ２極（Ｓ極）、Ｐ３極（Ｓ極）、Ｐ４（Ｎ極）、Ｐ５（Ｓ極）をこの順に環状に並べて構成されており、Ｐ１極の法線方向のピーク磁束密度は６０ｍＴ以上である。２成分現像剤Ｔは磁石２０の磁力により供給ローラ１９の供給スリーブ２９に引き寄せられて搬送され、ドクタ２３によりその層厚を規制される。２成分現像剤Ｔは、ドクタ２３を通過後に所定の剤量からなる磁気ブラシ２２となって搬送される。供給スリーブ２９の磁気ブラシ２２は、供給ローラ１９に印加される電圧ＶＡにより現像ローラ２１に供給されるようになっている。
【００４２】
尚、本実施の形態では、現像時に供給ローラ１９に印加される電圧ＶＡは、−３５０Ｖに設定されている。また、供給ローラ１９の硬度は１０〜７０ＨＳ（ＪＩＳ−Ａに相当）であり（特に、５０ＨＳ以下が好適）、供給ローラ１９の表面粗さＲＺが、５〜５０μｍ（キャリア平均粒径の１／５〜１／２が好適）であるがこれに限定されるものではない。
【００４３】
また、供給ローラ１９の供給スリーブ２９は制御部９により、単位時間あたりの回転数、即ち、その線速ＶＳを可変に制御されており、制御部９は、供給スリーブ２９の線速ＶＳを、現像時よりも非現像時のほうが遅くなるように（単位時間当たりの回転数を少なくなるように）供給スリーブ２９を回転させる。尚、本実施の形態では、現像時の供給スリーブ２９の線速ＶＳは６５０ｍｍ／ｓｅｃであり、非現像時の供給スリーブ２９の線速ＶＳは、３５０ｍｍ／ｓｅｃになるように制御されているがこれに限定されるものではない。
【００４４】
次に、上述した構成に基づき、本実施の形態の作用を説明する。画像形成時において、帯電ローラ５が感光体ドラム３を一様に帯電し、像露光部７が帯電した感光体ドラム３に原稿画像に対応する静電潜像を書き込む。現像装置９は、感光体ドラム３の静電潜像をトナーによりトナー像として現像する。
【００４５】
この現像時では、現像ケーシング１７内において、供給ローラ１９の供給スリーブ２９の回転により２成分現像剤Ｔを、現像ローラ２１に対向する領域（現像ローラ２１及び供給ローラ１９間の最近接部）Ｋに搬送し、供給ローラ１９と現像ローラ２１との間に所定の電位差ＶＢ−ＶＡ（本実施の形態では１００Ｖ）が生じるように、各ローラ１９、２１に電圧ＶＢ、ＶＡを印加する。そして、最近接部Ｋで磁気ブラシ２２が現像ローラ１９に接触することにより、トナーのみを現像ローラ２１に供給し、この現像ローラ２１により感光体ドラム３の静電潜像をトナー像として現像する。
【００４６】
ここで、供給ローラ１９から現像ローラ２１へのトナー供給特性は、現像ローラ２１に接触する磁気ブラシ２２の先端部にトナーが沢山供給される事が望ましい。そこで、本実施の形態では、トナー供給の際には供給ローラ１９の供給スリーブ２９の線速ＶＳを、非現像時に比べて速くするとともに、現像ローラ２１の供給ローラ１９に対する電位を磁気ブラシ２２中のトナーの帯電極性（平均）と反対極性にしている。この場合、長時間使用したり、連続的に使用すると、現像ローラ２１に薄膜状の強固なトナー固着物であるトナーフィルミングＦ（図５参照）が発生することがある。
【００４７】
このため、本実施の形態では、非現像時（現像終了後）において、供給ローラ１９の供給スリーブ２９の線速ＶＳを、現像時よりも遅くしている。一般に、図４（ａ）に示すように、供給スリーブ２９の静止時において磁気ブラシ２２は、供給ローラ１９の磁石２０が形成する磁界の磁力線Ｇに沿って形成されるが、供給スリーブ２９の回転により、図４の（ｂ）に示すように、供給スリーブ２９上の磁気ブラシ２２の先端部ほど磁力線Ｇからずれ、磁気ブラシ２２が反ってしまう。この磁気ブラシ２２の反りは、供給スリーブ２９の線速ＶＳが速いほど大きくなる。このように、磁気ブラシ２２が大きく反ってしまうと、現像ローラ２１の接線方向に作用する磁気ブラシの力（以後、単に「せん断力」という。）が弱くなる。
【００４８】
これに対し、本実施の形態のように、非現像時において、現像スリーブ１９の線速ＶＳを遅くすることによって、図５に示すように、磁気ブラシ２２の反りを小さくしている。従って、磁気ブラシ２２の先端部が現像時よりも強く現像ローラ２１に接触し、磁気ブラシ２２が現像ローラ２１に及ぼすせん断力（トナーフィルミングＦを掻き落とす力）が強くなるので、現像時の現像ローラ２１へのトナー供給により生じた軽度のトナーフィルミングＦを磁気ブラシ２２によって充分に除去することができる。
【００４９】
特に、本実施の形態では、現像ローラ２１の回転方向（矢印Ａ方向）と、供給ローラ１９の現像スリーブ２９の回転方向（矢印Ｂ方向）は、互いに対向するカウンター方向になっているので、磁気ブラシ２２によるトナーフィルミングＦの除去を効率的に行うことができる。
【００５０】
また、非現像時にトナーフィルミングＦを充分に除去することにより、現像ローラ２１にトナーフィルミングＦが堆積するのを防止できるので、現像ローラ２１の表面特性を経時的に安定化でき、現像特性が安定する。更に、磁気ブラシ２２により現像ローラ２１のトナーフィルミングＦを除去しており、現像ローラ２１のトナーフィルミングＦを除去するための部材を別途設ける必要がないので、構成が簡単であり且つコストの低減が図れる。
【００５１】
次に、他の実施の形態を説明するが、その説明にあたり、上述した部分と同様な部分には、同一の符号を付することにより、その説明を省略する。
【００５２】
第２実施の形態では、図６に示すように、ドクタ２３と供給ローラ１９との間隔ＧＤ及び供給ローラ１９と現像ローラ２１との間隔ＧＳを可変にするための駆動部３３を設けたことが第１実施の形態と異なる。駆動部３３は、ドクタ２３を支持するドクタ支持部材及び供給ローラ１９の軸受を移動させるソレノイドや偏芯カム（いずれも図示せず）を備えている。
【００５３】
第２実施の形態では、非現像時において、駆動部３３が制御部３０の制御により、ドクタ支持部材を動かすことでドクタ２３と供給ローラ１９との平均間隔ＧＤを広げたり、或いは、駆動部３３が供給ローラ１９の軸受を動かすことで供給ローラ１９と現像ローラ２１との平均間隔ＧＳを狭めたりすることにより、各間隔の比ＧＤ／ＧＳを現像時よりも大きくしている。
【００５４】
即ち、ドクタ２３と供給ローラ１９との平均間隔ＧＤを広げて磁気ブラシ２２の高さを高くしたり（２成分現像剤Ｔの量を多くしたり）、或いは現像ローラ２１及び供給ローラ１９の平均間隔ＧＳを狭めたりすることにより、現像時よりも現像ローラ２１及び供給ローラ１９間の最近接部Ｋに送り込む単位断面積（隙間）あたりの磁気ブラシ２２の量を多くしている。
【００５５】
このように、非現像時における現像ローラ２１及び供給ローラ１９との間に送り込む磁気ブラシ２２の量を現像時よりも多くしているので、現像ローラ２１の軽度のトナーフィルミングＦを磁気ブラシ２２によって充分に除去することができる。
【００５６】
尚、本実施の形態では、供給ローラ１９とドクタ２３との間隔ＧＤを、０．５〜０．６（ｍｍ）の範囲内に設定し、供給ローラ１９と現像ローラ２１との間隔ＧＳを、０．１〜０．３（ｍｍ）の範囲内に設定しており、供給ローラ１９の供給スリーブ２９上の２成分現像剤Ｔの量を０．０３から０．０５（ｍｇ／ｃｍ2）の範囲内に設定しているがこれらに限定されるものではない。
【００５７】
第３実施の形態では、図７に示すように、磁石２０を回動する回動部３５を設けたことが第１実施の形態と異なる。本実施の形態では、非現像時において、回動部３０が制御部３０の制御により、磁石２０を供給スリーブ２９の回転方向の上流側に向けて回動する（図１の矢印Ａと同方向）。これによって、磁石２０の極角度を変化させ、磁石２０の磁極Ｐ１の中心を通る線Ｄと、供給ローラ１９と現像ローラ２１との中心を通る線Ｃとのなす角度θＳを０〜５度の範囲内にする。一方、現像時においては、角度θＳを０〜１５度の範囲内のうち、非現像時よりも大きくする。
【００５８】
一般に、磁石２０の磁力線Ｇは、磁極Ｐ１（Ｎ極）から磁極Ｐ２（Ｓ極）及び磁極Ｐ３（Ｓ極）に向かっており（図３参照）、磁極Ｐ１の中心線Ｄ近傍においては、供給ローラ１９の法線方向の磁力が強くなり、接線方向の磁力が弱くなる。また、磁極の境目近傍においては、法線方向に向かう磁力が弱くなり、接線方向の磁力が強くなる。即ち、磁気ブラシ２２の穂の形状は磁極Ｐ１の中心線Ｄ近傍から磁極の境目に近づくほど反った形状となり、磁極Ｐ１の中心線Ｄ近傍においては、磁気ブラシ２１の反りが小さくなる。
【００５９】
本実施の形態では、非現像時において、上述の角度θＳを０〜５度にすることで、磁極Ｐ１の中心線Ｄの近傍を現像ローラ２１と供給ローラ１９との最近接部Ｋに向けるようにして、最近接部Ｋでの磁気ブラシ２２の反りを小さくしている。従って、現像ローラ２１と供給ローラ１９との最近接部Ｋにおいて、現像ローラ２１に対する磁気ブラシ２２の先端部のせん断力が強くなるので、現像ローラ２１の軽度のトナーフィルミングＦを充分に除去できる。
【００６０】
尚、本実施の形態では、非現像時において、角度θＳを０〜５度にし、現像時における角度θＳを１５度にしたがこれに限定されるものではない。
【００６６】
第４実施の形態では、図８に示すように、現像ローラ２１の芯金１８を中空にし、この中空に送風を行う送風部３７を設け、制御部３０は、非現像時において、送風部３７による送風を行わせていることが第１実施の形態と異なる。非現像時において、芯金１８の中空に送風を行って磁気ブラシ２２の平均温度を低くし（強制冷却し）、熱によりトナーが軟化し難くすることにより、現像ローラ２１に対するトナーの付着力が現像時よりも弱くなるので、現像ローラ２１の軽度のトナーフィルミングＦを磁気ブラシ２２によって充分に除去できる。
【００６７】
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形が可能である。例えば、第１実施の形態において、現像ローラ２１と供給ローラ１９の供給スリーブ２９の回転方向をカウンター方向にしたが、現像ローラ２１と現像スリーブ２９とをカウンター方向にしなくても良い。
【００６８】
第２実施の形態において、駆動部３３によりドクタ２３及び供給ローラ１９をともに移動することにより、ドクタ２３と供給ローラ１９との間隔ＧＤを広げつつ、現像ローラ２１と供給ローラ１９との間隔ＧＳを狭めるようにしても良く、非現像時における各間隔の比ＧＤ／ＧＳが、現像時よりも大きければ良い。
【００６９】
第４実施の形態において、送風部３７を設ける代りに、現像ローラ２１の芯金１８をヒートパイプで構成し、外気との熱交換率を高めることにより、磁気ブラシ２２のトナーの平均温度を下げるようにしても良い。また、現像ローラ２１を感光体ドラム３から離す接離機構を別途設け、非現像時において、現像ローラ２１を熱容量が大きく冷め難い感光体ドラム３から離すことで、放置冷却効率を高めることにより、磁気ブラシ２２のトナーを冷却してトナーの平均温度を下げるようにしても良い。
【００７０】
制御部３０は、例えば、非現像時において、供給ローラ１９の線速ＶＤを遅くする（第１実施の形態）とともに、ドクタ２３及び供給ローラ１９の間隔ＧＤを広げる（第２実施の形態）等、第１乃至第４実施の形態のいずれか２つ以上の動作を現像装置９に行わせても良く、この場合、トナーフィルミング除去を更に効率的に行うことができる。
【００７１】
本発明は、複写機１に適用したが、これに限定されるものではなく、例えば、プリンタ、ファクシミリ、或いはこれらの複合機等の画像形成装置に適用しても同様な作用効果を得る。
【００７２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、非現像時に回収ローラの単位時間あたりの回転数を少なくすることにより、磁気ブラシの反りが小さくなるので、磁気ブラシ先端部が強く現像ローラに接触し、現像時の現像ローラへのトナー供給により生じた軽度のトナーフィルミングを磁気ブラシによって充分に除去することができる。
【００７３】
また、非現像時にトナーフィルミングを充分に除去することにより、現像ローラにトナーフィルミングが堆積するのを防止できるので、現像ローラの表面特性を経時的に安定化でき、現像特性が安定する。更に、磁気ブラシにより現像ローラのトナーフィルミング除去しており、現像ローラのトナーフィルミングを除去するための部材を別途設ける必要がないので、構成が簡単であり且つコストの低減が図れる。
【００７４】
請求項２に記載の発明では、非現像時に規制部材及び供給ローラの間隔ＧＤと現像ローラ及び供給ローラの間隔ＧＳとの比ＧＤ／ＧＳを大きくすることにより、現像ローラ及び供給ローラとの間に送り込む磁気ブラシの量を多くしているので、請求項１に記載の発明と同様な効果を奏する。
【００７５】
請求項３に記載の発明では、非現像時に、供給ローラの現像磁極の中央部を、現像時よりも、現像ローラ及び供給ローラの中心線の近傍に位置させることにより、磁気ブラシの反りが小さくなって磁気ブラシ先端部が現像ローラに強く接触するので、請求項１に記載の発明と同様な効果を奏する。
【００７８】
請求項４に記載の発明では、非現像時に磁気ブラシの温度を低くすることにより、熱によってトナーが軟化し難くなり、現像ローラに対するトナーの付着力が弱くなるので、請求項１に記載の発明と同様な効果を奏する。
【００７９】
請求項５に記載の発明では、現像手段が請求項１乃至４のいずれかの動作を２つ以上行うことにより、磁気ブラシによる現像ローラのトナーフィルミングの除去を更に効率的に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２の複写機の現像装置を示す断面図である。
【図２】本発明を適用した複写機を概略的に示す構成図である。
【図３】現像ローラと供給ローラとを拡大して示す図である。
【図４】供給スリーブの表面近傍を拡大して示す図であり、（ａ）は供給スリーブが静止しているときの磁気ブラシの状態を説明する図であり、（ｂ）は供給スリーブが回転しているときの磁気ブラシの状態を説明する図である。
【図５】磁気ブラシが現像ローラのトナーフィルミングに接触している状態を示す図である。
【図６】第２実施の形態に係る現像ローラと供給ローラとを拡大して示す図である。
【図７】第３実施の形態に係る現像ローラと供給ローラとを拡大して示す図である。
【図８】第６実施の形態に係る感光体ドラム３と現像ローラとを示す図である。
【符号の説明】
１ 複写機（画像形成装置）
３ 感光体（像担持体）
９ 現像装置（現像手段）
１９ 供給ローラ
２０ 磁石
２１ 現像ローラ
２２ 磁気ブラシ
２３ ドクタ（規制部材）
３０ 制御部（制御手段）
Ｔ ２成分現像剤
Claims (5)
- トナーにより像担持体の静電潜像を現像する現像手段と、現像手段の駆動を制御する制御手段とを備え、現像手段は、像担持体に対向して設けられ且つ像担持体にトナーを供給する現像ローラと、内蔵された磁石によりトナーとキャリアとを混合した２成分現像剤の磁気ブラシを形成する供給ローラとを備え、画像形成時に現像ローラと供給ローラの間で電位差を生じさせ且つ供給ローラの磁気ブラシが現像ローラと接触することにより、現像ローラにトナーを供給する画像形成装置において、制御手段は、画像形成時の現像終了後において、現像ローラを回転させる一方で、供給ローラの磁気ブラシを現像ローラに接触させつつ、供給ローラの回転速度を現像時よりも下げて磁気ブラシの穂の反りを現像時よりも少なくすることを特徴とする画像形成装置。
- トナーにより像担持体の静電潜像を現像する現像手段と、現像手段の駆動を制御する制御手段とを備え、現像手段は、像担持体に対向して設けられ且つ像担持体にトナーを供給する現像ローラと、内蔵された磁石によりトナーとキャリアとを混合した２成分現像剤の磁気ブラシを形成する供給ローラと、供給ローラの磁気ブラシの高さを規制する規制部材とを備え、画像形成時に現像ローラと供給ローラの間で電位差を生じさせ且つ供給ローラの磁気ブラシが現像ローラと接触することにより、現像ローラにトナーを供給する画像形成装置において、制御手段は、画像形成時の現像終了後において、現像ローラを回転させる一方で、供給ローラの磁気ブラシを現像ローラに接触させつつ、規制部材及び供給ローラの間隔ＧＤと現像ローラ及び供給ローラの間隔ＧＳとの比ＧＤ／ＧＳを、現像時よりも大きくして、現像ローラ及び供給ローラとの間に形成される磁気ブラシの量又は高さを現像時よりも多くすることを特徴とする画像形成装置。
- トナーにより像担持体の静電潜像を現像する現像手段と、現像手段の駆動を制御する制御手段とを備え、現像手段は、像担持体に対向して設けられ且つ像担持体にトナーを供給する現像ローラと、内蔵された磁石によりトナーとキャリアとを混合した２成分現像剤の磁気ブラシを形成する供給ローラとを備え、画像形成時に現像ローラと供給ローラの間で電位差を生じさせ且つ供給ローラの磁気ブラシが現像ローラと接触することにより、現像ローラにトナーを供給する画像形成装置において、制御手段は、画像形成時の現像終了後において、現像ローラを回転させる一方で、供給ローラの磁気ブラシを現像ローラに接触させつつ、磁石の現像磁極の中央部を、現像時よりも、現像ローラと供給ローラとの中心線を結ぶ線の近傍に位置させて、磁気ブラシの穂の反りを現像時よりも少なくすることを特徴とする画像形成装置。
- トナーにより像担持体の静電潜像を現像する現像手段と、現像手段の駆動を制御する制御手段とを備え、現像手段は、像担持体に対向して設けられ且つ像担持体にトナーを供給する現像ローラと、内蔵された磁石によりトナーとキャリアとを混合した２成分現像剤の磁気ブラシを形成する供給ローラとを備え、画像形成時に現像ローラと供給ローラの間で電位差を生じさせ且つ供給ローラの磁気ブラシが現像ローラと接触することにより、現像ローラにトナーを供給する画像形成装置において、制御手段は、画像形成時の現像終了後において、現像ローラを回転させる一方で、供給ローラの磁気ブラシを現像ローラに接触させつつ、磁気ブラシの温度を、現像時よりも低くして、現像ローラに対するトナーの付着力が現像時よりも弱くすることを特徴とする画像形成装置。
- 制御手段は、画像形成時の現像終了後において、請求項１乃至４のいずれかの動作を現像手段に２つ以上に行わせることを特徴とする画像形成装置。
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