JP5589455B2 - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に使用される現像装置及びこれを備えたプロセスカートリッジ並びに画像形成装置に関するものである。

従来、画像形成装置においては、ユーザには交換の困難な像担持体である感光体や、現像剤等の消耗部品の交換、廃トナー処理等のメンテナンスをする必要のない画像形成装置に着脱自在なプロセスカートリッジ方式を採用しているものが多い。画像形成装置の稼動に伴い、プロセスカートリッジの感光体や現像剤等が劣化して寿命に達した場合に、ユーザやサービスマン等の作業者によって、画像形成装置本体に設置された既設のプロセスカートリッジが取り出され、新品状態のプロセスカートリッジが新たに装置本体に設置される。

しかしながら、カラーの画像形成装置においては、交換用に互換性のない４種類（４色）のプロセスカートリッジを新品状態で在庫として常時確保しておく必要があり、その管理にかかわるコストや労力が無視できないものであった。そこで、従来、画像形成装置に装着する前の時点でのプロセスカートリッジの現像装置内には、キャリアのみ或いは空の状態であり、各色で共通のプロセスカートリッジとする方法が取られている。しかし、このようなプロセスカートリッジでは、画像形成装置の装着後のトナー供給では、通常のトナー濃度制御でのトナー補給量と比較してはるかに大量のトナーが供給される。そのため、供給されたトナーはキャリアと十分に混ざり合うことができず、帯電量も不十分のまま搬送されてしまう。
さらに、画像形成装置に装着後にキャリアとトナーを含有する二成分現像剤が供給される場合は、キャリアとトナーは十分混ざり合っているが、摩擦帯電が不十分な状態で搬送されることがある。このようにして、帯電が不十分な二成分現像剤が、現像装置の感光体と対向する開口にまで搬送される場合、弱帯電トナーや無帯電トナーは当該開口から飛散し、画像形成装置を汚染する問題を発生する。

このような問題を解消するために、現像装置の開口を開閉する可動シャッタを設け、プロセスカートリッジ交換時のトナーあるいは二成分現像剤の供給時に、当該可動シャッタで前記開口を遮蔽して、予め現像装置内で、二成分現像剤を攪拌してトナーを帯電させてから可動シャッタを移動させて前記開口を開放して画像形成動作を行なってトナー飛散を防止することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１記載の発明においては、可動シャッタは、プロセスカートリッジ交換時の、トナーあるいは現像剤の供給時に限って開口を遮蔽するように、現像装置を感光体から離反するように移動させて可動シャッタの開閉を行なうようになっている。
しかしながら、上記開口からのトナーの飛散は、プロセスカートリッジ交換時の、トナーあるいは現像剤供給時に限らず、画像形成装置が長期において作動されない状態で放置後に画像形成動作を作動させた場合にも、通常作像時のトナー帯電量が低下して発生する。このような状態においては、特許文献１記載のものでは、一々現像装置を移動させて可動シャッタを開閉しなければならず、迅速な対応ができないという問題がある。

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、画像形成装置が長期において作動されずに放置された後に画像形成動作を作動させた場合にも、可動シャッタの開閉を迅速かつ適切に行なうことが可能な現像装置及びこれを備えたプロセスカートリッジ並びに画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、トナーと磁性キャリアを含有する二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、当該現像剤収容部内の二成分現像剤を攪拌して、当該二成分現像剤中のトナーを帯電させる現像剤攪拌手段と、磁界発生手段を内包し、回転可能な非磁性の現像スリーブを有する現像剤担持体と、静電潜像を担持する像担持体との対向部に、前記二成分現像剤中のトナーを当該像担持体に供給する開口と、を備え、前記磁界発生手段によって前記現像剤収容部から前記二成分現像剤を汲み上げて前記現像剤担持体の表面に担持させて前記像担持体との対向部に搬送し、前記開口を通じて前記磁界発生手段によって形成される磁気ブラシによって前記像担持体の静電潜像に対して前記トナーを供給する現像装置において、前記開口を開閉する可動シャッタを備え、前記可動シャッタは、前記開口を遮蔽した際当該可動シャッタの表面と当該可動シャッタと対向する前記現像スリーブ表面の間隔（Ｌ）が前記磁気ブラシの長さ（Ｍ）に対してＬ（ｍｍ）＜Ｍ（ｍｍ）となるように配設されており、前記像担持体上に第１の所定時間静電潜像が形成されない状態が継続後、当該像担持体に前記静電潜像が形成される際に、前記可動シャッタによって前記開口を遮蔽して、前記現像剤攪拌手段と前記現像スリーブとを作動させて第２の所定時間前記トナーを帯電させた後に、前記可動シャッタを移動させて前記開口を開放して前記像担持体上の静電潜像に対してトナーを供給するように可動シャッタ移動手段を制御することを特徴とする。

また、請求項２の発明は、トナーと磁性キャリアを含有する二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、当該現像剤収容部内の二成分現像剤を攪拌して、当該二成分現像剤中のトナーを帯電させる現像剤攪拌手段と、磁界発生手段を内包し、回転可能な非磁性の現像スリーブを有する現像剤担持体と、静電潜像を担持する像担持体との対向部に、前記二成分現像剤中のトナーを当該像担持体に供給する開口と、を備え、前記磁界発生手段によって前記現像剤収容部から前記二成分現像剤を汲み上げて前記現像剤担持体の表面に担持させて前記像担持体との対向部に搬送し、前記開口を通じて前記磁界発生手段によって形成される磁気ブラシによって前記像担持体の静電潜像に対して前記トナーを供給する現像装置において、前記開口を開閉する可動シャッタを備え、前記現像スリーブに担持された前記二成分現像剤と接触する前記可動シャッタの表面に、当該表面の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）が前記現像剤収容部内のトナーの重量平均粒径（Ｄｖ）に対してＳｍ＜Ｄｖとなるように凹凸面を形成し、さらに、前記二成分現像剤中のトナーの個数微粉含有率は２０％以下に制御されており、前記像担持体上に第１の所定時間静電潜像が形成されない状態が継続後、当該像担持体に前記静電潜像が形成される際に前記可動シャッタによって前記開口を遮蔽して、前記現像剤攪拌手段と前記現像スリーブとを作動させて第２の所定時間前記トナーを帯電させた後に、前記可動シャッタを移動させて前記開口を開放して前記像担持体上の静電潜像に対してトナーを供給するように可動シャッタ移動手段を制御することを特徴とする。
また、請求項３の発明は、トナーと磁性キャリアを含有する二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、当該現像剤収容部内の二成分現像剤を攪拌して、当該二成分現像剤中のトナーを帯電させる現像剤攪拌手段と、磁界発生手段を内包し、回転可能な非磁性の現像スリーブを有する現像剤担持体と、静電潜像を担持する像担持体との対向部に、前記二成分現像剤中のトナーを当該像担持体に供給する開口と、を備え、前記磁界発生手段によって前記現像剤収容部から前記二成分現像剤を汲み上げて前記現像剤担持体の表面に担持させて前記像担持体との対向部に搬送し、前記開口を通じて前記磁界発生手段によって形成される磁気ブラシによって前記像担持体の静電潜像に対して前記トナーを供給する現像装置において、前記開口を開閉する可動シャッタを備え、前記現像スリーブに担持された前記二成分現像剤と接触する前記可動シャッタの表面を、当該二成分現像剤中のトナーの帯電極性と同極性にする帯電制御剤を含有する被膜で被覆し、前記像担持体上に第１の所定時間静電潜像が形成されない状態が継続後、当該像担持体に前記静電潜像が形成される際に前記可動シャッタによって前記開口を遮蔽して、前記現像剤攪拌手段と前記現像スリーブとを作動させて第２の所定時間前記トナーを帯電させた後に、前記可動シャッタを移動させて前記開口を開放して前記像担持体上の静電潜像に対してトナーを供給するように可動シャッタ移動手段を制御することを特徴とする。

また、請求項４の発明は、トナーと磁性キャリアを含有する二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、当該現像剤収容部内の二成分現像剤を攪拌して、当該二成分現像剤中のトナーを帯電させる現像剤攪拌手段と、磁界発生手段を内包し、回転可能な非磁性の現像スリーブを有する現像剤担持体と、静電潜像を担持する像担持体との対向部に、前記二成分現像剤中のトナーを当該像担持体に供給する開口と、を備え、前記磁界発生手段によって前記現像剤収容部から前記二成分現像剤を汲み上げて前記現像剤担持体の表面に担持させて前記像担持体との対向部に搬送し、前記開口を通じて前記磁界発生手段によって形成される磁気ブラシによって前記像担持体の静電潜像に対して前記トナーを供給する現像装置において、前記開口を開閉する可動シャッタを備え、前記現像スリーブに担持された前記二成分現像剤と接触する前記可動シャッタの表面に導電層を形成し、当該導電層に前記二成分現像剤中のトナーの帯電極性と同一極性の直流バイアスを印加するとともに、前記直流バイアスに交流バイアスを重畳して印加し、前記像担持体上に第１の所定時間静電潜像が形成されない状態が継続後、当該像担持体に前記静電潜像が形成される際に前記可動シャッタによって前記開口を遮蔽して、前記現像剤攪拌手段と前記現像スリーブとを作動させて第２の所定時間前記トナーを帯電させた後に、前記可動シャッタを移動させて前記開口を開放して前記像担持体上の静電潜像に対してトナーを供給するように可動シャッタ移動手段を制御することを特徴とする。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の現像装置において、前記可動シャッタの移動時に前記可動シャッタの前記現像剤担持体側の面に当接して当該面に付着したトナーを除去する清掃手段を設けた現像装置を特徴とする。
また、請求項６の発明は、請求項５記載の現像装置において、前記清掃手段は、軸心に支持されるローラ形状を有し、前記可動シャッタの移動時に連れ回って前記可動シャッタを清掃する現像装置を特徴とする。

また、請求項７の発明は、請求項５又は６記載の現像装置において、前記清掃手段の、少なくとも前記可動シャッタと接触する面がヤング率５０００Ｍｐａ以下の弾性材料で構成されている現像装置を特徴とする。
また、請求項８の発明は、請求項５又は６記載の現像装置において、前記清掃手段の、少なくとも前記可動シャッタと接触する面がメラミン樹脂発泡体で構成されている現像装置を特徴とする。
また、請求項９の発明は、請求項５乃至８のいずれか１項記載の現像装置において、前記清掃手段の近傍に、前記清掃手段に付着したトナーを吸引する吸引機構を備えた現像装置を特徴とする。
また、請求項１０の発明は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、当該像担持体に形成された静電潜像に対してトナーを供給して現像する現像装置とを、少なくとも一体に連結したプロセスカートリッジにおいて、前記現像装置は、請求項１乃至９のいずれか１項記載の現像装置であるプロセスカートリッジを特徴とする。
また、請求項１１の発明は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、当該像担持体に形成された静電潜像に対してトナーを供給して現像する現像装置とを備えた画像形成装置において、前記現像装置は、請求項１乃至９のいずれか１項記載の現像装置である画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、前記開口を開閉する可動シャッタを配設し、前記像担持体上に第１の所定時間静電潜像が形成されない状態が継続後、当該像担持体に前記静電潜像が形成される際に、前記可動シャッタによって前記開口を遮蔽して、前記現像剤攪拌手段と前記現像スリーブとを作動させて第２の所定時間前記トナーを帯電させた後に、前記可動シャッタを移動させて前記開口を開放して前記像担持体上の静電潜像に対してトナーを供給するように、前記可動シャッタを移動させる可動シャッタ移動手段を制御手段によって制御することによって、画像形成装置が長期において作動されずに放置された後に画像形成動作を作動させた場合にも、可動シャッタの開閉を迅速かつ適切に行なうことが可能な現像装置及びこれを備えたプロセスカートリッジ並びに画像形成装置を提供することができる。

本発明による一実施形態に係るプリンタの概略構成図である。 本発明による第１実施形態に係る現像装置の可動シャッタが下降して開口が開放された状態の概略構成を示す図である。 本発明による第１実施形態に係る現像装置の可動シャッタが上昇して開口が遮蔽された状態の概略構成を示す図である。 作像前処理動作を実施した場合のトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）の関係をグラフで示す図である。 ダストトラックにて、作像開始時からのトナー飛散量をモニタした結果をグラフで示す図である。 本発明による第２実施形態に係る現像装置におけるシャッタの配置位置を説明するための概略構成図である。 可動シャッタで開口を遮蔽した場合における磁気ブラシの長さと可動シャッタ位置との関係でトナー帯電量の変化状態を棒グラフで示す図である。 本発明による第３実施形態に係る現像装置の可動シャッタの表面の凹凸状態をグラフで示す図である。 トナーの個数微粉含有率と第２の所定時間、作像前処理動作を実施した可動シャッタ表面のトナー汚れとの関係をグラフで示す図である。 可動シャッタの表面に帯電制御剤を含む被膜で被覆した場合と当該被膜を形成しない場合における第２の所定時間、作像前処理動作を実施した可動シャッタ表面のトナー汚れとの関係をグラフで示す図である。 本発明による第５実施形態に係る現像装置の概略構成を示す図である。 可動シャッタに直流バイアス電圧を印加した場合と印加しない場合におけるトナー帯電量との関係をグラフで示す図である。 本発明による第６実施形態に係る現像装置の概略構成を示す図である。 可動シャッタに交流バイアス電圧を印加した場合、直流バイアス電圧を印加した場合及びバイアス電圧を印加しない場合におけるトナー帯電量との関係をグラフで示す図である。 可動シャッタを清掃する清掃部材を設けた現像装置の第１の例を示す図である。 可動シャッタを清掃する清掃部材を設けた現像装置の第１の例を示す図である。 清掃部材料のヤング率と可動シャッタ表面の清掃率の関係を示す図である。 清掃部の材料をエピクロルヒドリンゴムとした場合とメラミン樹脂発泡体とした場合の清掃率を比較して示す図である。 可動シャッタを清掃する清掃部材を設けた現像装置の第２の例を示す図である。 図１５、図１６に示した清掃部材の清掃部と、図１９に示す清掃部材の清掃部が破綻するまでの可動シャッタの移動動作回数を比較した図である。 可動シャッタを清掃する清掃部材を設けた現像装置の第３の例を示す図である。 清掃部材及び吸引機構を長手方向からみた図である。 吸引機構を設けない場合と設けた場合の、可動シャッタの移動回数と清掃率の関係を比較して示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
始めに、本発明を適用した画像形成装置の実施形態の一例として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）について説明する。まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。
図１は、本発明による一実施形態に係るプリンタの概略構成図である。図１において、このプリンタ１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つのプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを備えている。これらは、画像形成物質として互いに異なる色のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを例にすると、図２に示すように、ドラム状の感光体１Ｙの周囲に、ドラムクリーニング装置２Ｙ（図１参照）、除電装置（不図示）、帯電装置４Ｙ（図１参照）、現像装置５Ｙ等が感光体１Ｙと一体に組み付けられている。
このプロセスカートリッジ６Ｙは、プリンタ１００本体に脱着可能であり、プロセスカートリッジ６Ｙをプリンタ１００から抜き出して一度に消耗部品を交換できるようになっている。従って、部品交換時のサービスマンあるいはユーザの作業を軽減して、サービス性およびユーザビリティを向上できる。
なお、このプロセスカートリッジ６Ｙは、上記実施形態で示すように、ドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置（不図示）、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙの全てを感光体１Ｙと一体に構成する必要はなく、感光体１Ｙと現像装置５Ｙあるいは、感光体１Ｙと現像装置５Ｙと帯電装置４Ｙ等の他の装置と一体構成したものであっても良い。

本プリンタ１００においては、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋと、トナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋとを、それぞれプリンタ１００本体に対して別々に着脱可能に構成することで、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋとトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋとを別個独立に交換可能としてトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋの交換を容易に行うことが可能となっている。
上記帯電装置４Ｙは、図１に示すように、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられる感光体１Ｙの表面を一様帯電させる。一様帯電された感光体１Ｙの表面に、露光装置７（図１参照）から放射されるレーザ光ＬＹによって露光走査されてＹ用の静電潜像が形成、担持される。このＹの静電潜像は、Ｙトナーを用いる現像装置５Ｙによって、後述するように、Ｙトナー像に現像される。そして、Ｙトナー像は、矢印Ａ方向に移送される無端状の中間転写ベルト８上に中間転写される。ドラムクリーニング装置２Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体１Ｙ表面に残留したトナーを除去する。また、除電装置は、クリーニング後の感光体１Ｙの残留電荷を除電する。この除電により、感光体１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他のプロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいても、同様にして感光体１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にＭ、Ｃ、Ｋトナー像が形成され、中間転写ベルト８上に中間転写される。

先に示した図１において、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの図中下方には、露光装置７が配設されている。潜像形成手段たる露光装置７は、画像情報に基づいて発したそれぞれの色画像に対応するレーザ光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおけるそれぞれの感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに照射してそれぞれの色画像に対応する静電潜像を形成する。なお、露光装置７は、光源から発したレーザ光ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＫを、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。
露光装置７の図中下側には、図１に示すように、紙収容カセット２６、これらに組み込まれた給紙ローラ２７、レジストローラ対２８などを有する給紙手段が配設されている。紙収容カセット２６は、記録媒体たる転写紙Ｐが複数枚重ねて収納しており、それぞれの一番上の転写紙Ｐには給紙ローラ２７が当接している。給紙ローラ２７が図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられると、一番上の転写紙Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給紙される。レジストローラ対２８は、転写紙Ｐを挟み込むべく両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、転写紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。かかる構成の給紙手段においては、給紙ローラ２７と、タイミングローラ対たるレジストローラ対２８との組合せによって搬送手段が構成されている。この搬送手段は、転写紙Ｐを収容手段たる紙収容カセット２６から後述の２次転写ニップまで搬送するものである。

プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの図中上方には、中間転写体たる無端状の中間転写ベルト８を張架しながら無端移動せしめる中間転写ユニット１５が配設されている。この中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８の他、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、クリーニング装置１０などを備えている。また、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４なども備えている。中間転写ベルト８は、これら３つのローラに張架されながら、少なくとも何れか１つのローラの回転駆動によって図中反時計回り（矢印Ａ方向）に無端移動せしめられる。１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト８を感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。
これらは中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する方式のものである。１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋを除くローラは、全て電気的に接地されている。中間転写ベルト８は、その無端移動に伴ってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像が重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト８上に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。

上記２次転写バックアップローラ１２は、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。中間転写ベルト８上に形成された４色トナー像は、この２次転写ニップで転写紙Ｐに転写される。２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８には、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、クリーニング装置１０によってクリーニングされる。
上記２次転写ニップにおいては、転写紙Ｐが互いに順方向に表面移動する中間転写ベルト８と２次転写ローラ１９との間に挟まれて、上記レジストローラ対２８側とは反対方向に搬送される。２次転写ニップから送り出された転写紙Ｐは、定着装置２０のローラ２０ａ及び２０ｂ間を通過する際に熱と圧力とにより、表面に転写された４色トナー像が定着される。その後、転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て機外へと排出される。プリンタ本体の上面には、スタック部３０が形成されており、上記排紙ローラ対２９によって機外に排出された転写紙Ｐは、このスタック部３０に順次スタックされる。

上記プロセスカートリッジ６Ｙ内の現像装置５Ｙの構成について図２に基づいて説明する。現像装置５Ｙは、内部に磁界発生手段を備え、磁性キャリア粒子とトナーを含む二成分系現像剤を表面に担持して回転する非磁性の現像スリーブ５１を有する現像剤担持体である現像ローラ４９と、現像スリーブ５１上に担持されて搬送される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材としてのドクター５２とを備えている。ドクター５２の現像剤搬送方向上流側には、感光体１Ｙと対向した現像領域に搬送されずにドクター５２で規制された現像剤を収容する現像剤収容部５３が形成されている。また、現像剤収容部５３に隣接し、トナーを収容するトナー収容部５４と、トナーを撹拌搬送するためのトナー搬送スクリュー５５Ａ、５５Ｂとを備えている。現像スリーブ５１と、トナー搬送スクリュー５５Ａ、５５Ｂとは、現像ハウジング５０内に回転可能に取り付けられており、この現像ハウジング５０内に、ドクター５２と、現像剤収容部５３と、トナー収容部５４とが形成されている。なお、図２中、符号５６は、トナー補給口である。

次に、この現像装置５Ｙの動作について説明する。上記現像装置５Ｙにおいては、前記現像ローラ４９の磁界発生手段によって現像スリーブ５１上に現像剤層を形成する。また、現像スリーブ５１の回転により搬送される現像剤層の動きにより現像剤収容部５３からトナーを現像剤内に取り込む。このトナーの取り込みは、現像剤が所定のトナー濃度範囲内になるようにトナー濃度検知手段４８Ｙによってトナー濃度の検知を行ないそれに基づいて制御しながら行う。現像剤中に取り込まれたトナーは、トナー搬送スクリュー５５Ａ、５５Ｂによる攪拌及び、現像スリーブ５１とドクター５２との間でのキャリアとの摩擦帯電により帯電する。帯電したトナーを含む現像剤は、現像ローラ４９の内部に磁界発生手段を有する現像スリーブ５１の表面に供給され、磁界発生手段の磁力により担持される。
現像スリーブ５１に担持された現像剤層は、現像スリーブ５１の回転に伴い矢印Ｂ方向に搬送される。途中、ドクター５２で現像剤層の層厚を規制されたのち、感光体１Ｙと対向する現像領域となる開口５０ａまで搬送される。現像領域では、感光体１Ｙ上に形成された静電潜像に対して、磁界発生手段によって形成された現像剤の現像ブラシからトナーを供給して静電潜像をトナー像化して現像が行われる。現像スリーブ５１上に残った現像剤層は現像スリーブ５１の回転に伴い現像剤収容部５３の現像剤搬送方向上流部分に搬送される。

この場合、現像剤が、長期間使用されていない場合や高温高湿環境に放置された場合に、トナーとキャリアの摩擦帯電がされない、或いは、摩擦帯電し難い状態となるので、トナーの帯電量が低下する。このように、トナーの帯電量が低下した状態で、画像形成動作を始めると、トナーとキャリアの静電気的な付着力が弱くなっているために、現像スリーブ５１の回転の遠心力により、トナーが開口５０ａから機内に飛散することで、機内汚れやトナー落ち等の異常画像、場合によっては飛散トナーが機内から出て粉塵となり人体に悪影響を与える等の問題がある。特に、画像形成動作のスタート時には、トナーの帯電が低下している場合が多く、トナー飛散が多く発生する。
そこで、本発明においては、長期間使用されていない場合や高温高湿環境に放置された場合等、第１の所定時間以上、感光体１Ｙ上に静電潜像が形成されない状態が継続後に、再び、感光体１Ｙの表面に静電潜像が形成される際に、現像装置５Ｙの開口５０ａを可動シャッタ５８で遮蔽し、現像剤を現像装置５Ｙ内に密閉し、トナーを現像装置５Ｙ外に飛散させないようにしている。そして、トナー搬送スクリュー５５Ａ、５５Ｂと、現像スリーブ５１を第２の所定時間回転駆動して、トナーとキャリアを摩擦させる、或いは、ドクター５２やトナー搬送スクリュー５５Ａ、５５Ｂ等で現像剤を摩擦することで、トナーの帯電を立ち上げ、トナーとキャリアの静電的付着力を確保するようにしている。

このような２つの動作を画像形成前におこなうことによって、画像形成時（特に、画像形成動作のスタート時）のトナー飛散による不具合を防止することが可能となる。この場合に、このような動作を迅速かつ確実に行なわせるために、本発明による第１実施形態に係る現像装置５Ｙにおいては、図２及び図３に示すように、現像装置５Ｙの開口５０ａを開閉する可動シャッタ５８を配設し、この可動シャッタ５８を開閉する可動シャッタ移動手段５９を取り付けたものである。この可動シャッタ移動手段５９は、可動シャッタ５８を矢印Ｃ１及びＣ２方向に移動させる可動シャッタ駆動手段６０を有している。そして、この可動シャッタ駆動手段６０を制御手段６１によって制御して、第１の所定時間（例えば７２時間）感光体１Ｙ上に静電潜像が形成されない状態が継続した後に、再び、感光体１Ｙの表面に静電潜像が形成される際に、現像装置５Ｙの開口５０ａを可動シャッタ５８で遮蔽する。続いて、可動シャッタ５８による開口５０ａの遮蔽後、第２の所定時間（例えば、５分）後に、制御手段６１によって可動シャッタ駆動手段６０を作動させて可動シャッタ５８を移動させて現像装置５Ｙの開口５０ａを開放するようにしてある。なお、上記第１の所定時間及び第２の所定時間の数値は一例であり、現像システムやトナーの帯電量を考慮して種々の数値を採用することができる。
即ち、図２に示すように、入力手段６２で、第１の所定時間、感光体１Ｙ上に静電潜像が形成されない状態が継続していることを検知し、再び、感光体１Ｙの表面に静電潜像が形成される動作が開始されることを検知した際に、制御手段６１に入力信号を供給して、可動シャッタ駆動手段６０を駆動する。その結果、可動シャッタ駆動手段６０の駆動によって、可動シャッタ移動手段５９が作動して、可動シャッタ５８をＣ１方向に上昇させ、現像装置５Ｙの開口５０ａを遮蔽する。この場合、可動シャッタ５８は、０．０５ｍｍ厚のプラスチック製又は金属製の板状体で作成されており、可動シャッタ駆動手段６０を作動させて可動シャッタ移動手段５９によって可動シャッタ５８をＣ１方向に上昇させて現像装置５Ｙの開口５０ａを可動シャッタ５８で遮蔽し、現像剤を現像装置５Ｙ内に密閉することが可能となっている。なお、上記可動シャッタの厚みは、一例であり、現像システムやトナーの帯電量を考慮して種々の厚みとすることができる。

可動シャッタ移動手段５９としては、例えば、カム機構のカム面を可動シャッタ５８の底面部５８ａに当接させ、カム機構を可動シャッタ駆動手段６０となる駆動モータを回転させることによって可動シャッタ５８を上下動可能とすることができる。その他、可動シャッタ５８の側面を保持するラックギヤと、このラックギヤと噛合してラックギヤを上下動させるピニオンギヤとを使用し、ピニオンギヤを回転させることによって、可動シャッタ５８を上下動させるようにしても良い。
なお、この実施形態においては、可動シャッタ５８による現像装置５Ｙの開口５０ａのシール性を向上させるために、トナー飛散を抑制するシール部５７がドクター５２に連結して形成されている。
このようにして、現像装置５Ｙの開口５０ａが可動シャッタ５８によって遮蔽された状態で、図３に示すように、第２の所定時間、トナー搬送スクリュー５５Ａ、５５Ｂと現像スリーブ５１を回転駆動して、トナーとキャリアを摩擦させる、或いは、ドクター５２やトナー搬送スクリュー５５Ａ、５５Ｂ等で現像剤をしごくことで、トナーの帯電の立ち上げを行なう。しかる後、前記第２の所定時間及びトナー搬送スクリュー５５Ａ、５５Ｂと現像スリーブ５１の回転停止を検知したときに、入力手段６２から可動シャッタ下降の信号が制御手段６１に送給され、可動シャッタ駆動手段６０を駆動させて可動シャッタ５８が矢印Ｃ２方向に下降され（図３参照）、現像装置５Ｙの開口５０ａが開放され、感光体１Ｙにトナー供給が可能となり、通常の画像形成（作像）動作が開始される。

このようなシャッタの開閉動作に伴うトナーの帯電処理（以下作像前処理という）を行なった場合と行なわない場合におけるトナーの帯電量（Ｑ／Ｍ）と飛散トナー量を測定した。その結果を図４及び図５に示す。
図４は、２７℃、８０％ＲＨ環境にて、現像剤を７２時間放置した後、上記の作像前処理動作を実施した場合（棒グラフ１）と、作像前処理動作を実施しなかった場合（棒グラフ２）のトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）の測定結果である。
図５は、ダストトラックにて、作像開始時からのトナー飛散量をモニタした結果である。
図４の結果から、作像前処理動作を実施した場合（棒グラフ１）の方が作像前処理動作を実施しなかった場合（棒グラフ２）に比べて２倍以上トナー帯電量が高いことが明らかである。
また、図５の結果から、前処理動作アリの方（曲線３）は、前処理動作ナシ（曲線４）と比較して、トナー飛散量が大幅に低減していることが分かる。

次に、本発明による第２実施形態に係る現像装置について、図６及び図７に基づいて説明する。
図６は、本発明による第２実施形態に係る現像装置におけるシャッタの配置位置を説明するための概略構成図である。
図７は、可動シャッタで開口を遮蔽した場合における磁気ブラシの長さと可動シャッタ位置との関係でトナー帯電量の変化状態を棒グラフで示す図である。
この第２実施形態においては、第１実施形態に係る現像装置５Ｙにおいて、可動シャッタ５８の配設位置を種々変更して、トナー帯電量の変化状態を検討し、可動シャッタ５８の最適配設位置を検討した。その結果、図６に示すように、可動シャッタ５８の配設位置を、可動シャッタ５８に表面５８ｂと現像スリーブ５１の間隔をＬ、現像スリーブ５１上に形成された磁気ブラシＪの長さＭに対してＬ（ｍｍ）＜Ｍ（ｍｍ）とすれば、可動シャッタ５８で開口５０ａを遮蔽してトナーを摩擦帯電させた際に、トナー帯電量が大きくなることを究明した。
即ち、可動シャッタ５８の表面５８ｂに現像スリーブ５１上に形成された磁気ブラシＪが接触している場合（接触）と、可動シャッタ５８の表面５８ｂに磁気ブラシＪが接触していない場合（非接触）で開口５０ａを遮蔽した場合に、第２の所定時間を同時間として、作像前処理動作を実施した後と作動前処理動作の実施前について、トナー帯電量の測定を行なった。

図７は、その結果を示し、棒グラフ５は、接触状態で作像前処理動作を実施した後のトナー帯電量を、棒グラフ６は、接触状態で、作像前処理動作の実施前のトナー帯電量を、棒グラフ７は、非接触状態で作像前処理動作を実施した後のトナー帯電量を、棒グラフ８は、非接触状態で、作像前処理動作の実施前のトナー帯電量を示している。この結果から明らかなように、作像前処理動作を実施する場合には、可動シャッタ５８の配置位置として、可動シャッタ５８に表面５８ｂと現像スリーブ５１の間隔をＬ、現像スリーブ５１上に形成された磁気ブラシＪの長さＭに対してＬ（ｍｍ）＜Ｍ（ｍｍ）とすれば、トナー帯電量が増加してトナーの帯電の立ち上がりが早いことが分かる。
このようなＬ＜Ｍの関係とするには、実施する画像形成装置のシステムに合わせて、感光体１Ｙと現像スリーブ５１の間隔（現像ギャップ）を狭めることでＬを小さくしても構わないし、ドクター５２と現像スリーブ５１との間隔（ドクターギャップ）を広げることで、現像剤の汲み上げ量を増加させ、磁気ブラシＪの長さＭを大きくしても構わない。このようなＬ＜Ｍとすることによって、作像前処理動作の際、磁気ブラシＪと可動シャッタ５８が接触して、磁気ブラシＪが可動シャッタ５８の表面に摺接して現像剤がしごかれることにより、トナーの帯電効率が上昇する。因みに、この第２実施形態においては、磁気ブラシＪの長さＭが約０．６ｍｍ、間隔Ｌが約０．３ｍｍとなるような位置に可動シャッタ５８を設定した。なお、この実施形態におけるＭ及びＬの上記数値は一例であり、これに限らず、現像システムやトナーの帯電量を考慮して種々の値を採用できることは言うまでもない。

次に、本発明による第３実施形態について説明する。
前述の第１実施形態においては、可動シャッタ５８の表面５８ｂにおいてトナー汚れが促進すると、可動シャッタ移動手段５９の可動シャッタ５８の導入口および内部にもトナー粒子が侵入、付着し、可動シャッタ移動手段５９の故障等の不具合が発生する。そのため、作像前処理動作の際、磁気ブラシＪと接触する可動シャッタ５８の表面５８ｂの凹凸の平均間隔（Ｓｍ）を使用するトナー粒子の重量平均粒径（Ｄｖ）より小さくすることによって、トナー粒子が可動シャッタ５８の表面５８ｂに付着し難くすることによって可動シャッタ移動手段５９内へのトナー粒子の侵入を防止するようにしている。このようなトナー粒子の重量平均粒径（Ｄｖ）は、通常、１μｍ〜５０μｍのものが使用されており、このトナー粒子の重量平均粒径（Ｄｖ）を考慮して、可動シャッタ５８の表面５８ｂの凹凸の平均間隔（Ｓｍ）を適宜Ｓｍ＜Ｄｖとなるように設定すれば良い。

以下に、凹凸平均間隔（Ｓｍ）の概説および重量平均粒径（Ｄｖ）の測定法を説明する。
［凹凸平均間隔（Ｓｍ）］
可動シャッタ５８の表面５８ｂの粗さを測定して図８に示すような粗さ曲線を求める。この粗さ曲線から、その平均線の方向に基準長さＤだけ抜き取り、１つの山（Ｓｍ１）及びそれに隣り合う１つの谷（Ｓｍ２）に対応する長さを測定し、これらの長さＳｍ１〜Ｓｍｎの平均長さＳｍ（ミリメートル）を次式（数１）より算出した。
（数１）

この場合、Ｓｍは機械の送り量に対応することが多く、Ｓｍが小さいと加工の目が細かいと判断される。

［重量平均粒径（Ｄｖ）］
トナー粒子の重量平均粒径（Ｄｖ）や個数平均粒径（Ｄｎ）は、コールターカウンター法により測定する。トナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）があげられる。
まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの重量、個数を測定して重量分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄｖ）、個数平均粒径（Ｄｎ）を求めることができる。チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。
磁気ブラシＪと可動シャッタ５８が接触する面５８ｂの凹凸平均間隔（Ｓｍ）を、使用するトナーの重量平均粒径（Ｄｖ）より小さくすることで、物理的にトナー粒子が可動シャッタ５８の表面５８ｂの凹凸部へ侵入し難くなり、可動シャッタ５８の表面５８ｂのトナー汚れを軽減できる。しかし、可動シャッタ５８の表面５８ｂの凹凸およびトナー粒径にはバラツキがあるために、この凹凸及びトナー粒径を規定するだけでは、完全に可動シャッタ５８のトナー汚れを無くすことが出来ない。特に、凹凸平均間隔（Ｓｍ）より小径を有するトナーの微粉成分は、可動シャッタ５８の表面５８ｂの凹凸部へ容易に入り込み、可動シャッタ表面を汚してしまう。そのために、本発明においては、現像剤中のトナー量を規定することを考えた。

図９は、トナーの個数微粉含有率と第２の所定時間、作像前処理動作を実施した可動シャッタ表面のトナー汚れとの関係を示すグラフ図である。なお、図９において、可動シャッタ表面のトナー汚れをテープに転写した際の濃度としてＸ−Ｒｉｔｅ製トナー濃度検出装置によりＩＤを測定した。このＩＤ値が高い程トナー汚れが多いことを示している。
この図９の結果から、トナーの個数微粉含有率が高くなるにつれ、ＩＤが大きくなり、トナー汚れが多くなるが、トナーの個数微粉含有率が２０％を越すと急激にＩＤがおおきくなることが明らかである。この結果から、トナーの個数微粉含有率を２０％以下と規定なるようなトナーを使用することによって、可動シャッタのトナー汚れは問題無いレベル迄大きく改善する。

次に、本発明による第４実施形態について、図１０に基づいて説明する。図１０は、可動シャッタの表面に帯電制御剤を含む被膜で被覆した場合と当該被膜を形成しない場合における第２の所定時間、作像前処理動作を実施した可動シャッタ表面のトナー汚れとの関係をグラフで示す図である。
前述第３実施形態においては、可動シャッタのトナー汚れの軽減を、トナーの個数微粉含有率を２０％以下と規定することによって達成した。しかしながら、この方法では、可動シャッタの製造工程やトナーの分級工程が複雑化することや製造コストが高くなるという問題がある。
そこで、本実施形態においては、可動シャッタ５８の表面５８ｂを、トナーの帯電と同極性の帯電制御剤を含む被膜で被覆して、可動シャッタ５８の表面５８ｂにトナーが被着することを抑制して可動シャッタ５８のトナー汚れを軽減するようにしている。可動シャッタ５８の表面５８ｂの極性をトナーの帯電と同極性とすると、トナーと可動シャッタ５８の表面５８ｂの間に反発力が働き、トナーが可動シャッタ５８に付着し難くなり、可動シャッタ５８のトナー汚れを低減することができる。

図１０に、可動シャッタ５８の表面５８ｂを、トナーの帯電と同極性の帯電制御剤を含む被膜で被覆した場合（コート有り）とコートなしの場合における可動シャッタ表面のトナー汚れをテープに転写した際の濃度としてＸ−Ｒｉｔｅにより測定したＩＤ値を示している。図１０中、棒グラフ１０は、コート有りの場合、棒グラフ１１は、コートなしの場合を示している。この結果から、コートを形成した場合には、コートを形成しない場合に比してトナー汚れが半分以下に軽減されることが明らかである。
帯電制御剤を含む被膜は、帯電制御剤を結着剤と共に溶剤に溶解した塗布液を可動シャッタ５８の表面５８ｂに塗布することによって容易に形成することができる。この場合、トナーが正帯電の場合には、可動シャッタ表面５８ｂには正帯電の帯電制御剤である下記構造式（１）を有するニグロシン系染料類や下記一般式１を有する第４級アンモニウム塩類等を使用することができる。なお、下記一般式（１）中、Ｒ１〜Ｒ４はアルキル基、Ｘは、ハロゲン等のアニオン成分を示す。
構造式（１）

一般式（１）

トナーが負帯電の場合、可動シャッタ表面５８ｂには、負帯電の帯電制御剤である下記一般式（２）で示すアゾ系金属錯体類、下記一般式（３）のサリチル酸金属錯体類や下記構造式（２）のカリックスアレン類を使用することができる。もちろん、帯電制御剤で同様の効果が得られる物質であれば、上記に挙げた物質以外の物質も使用することができる。
［一般式（２）］

なお、上記一般式（２）中、Ｍは、Ｃｒ及びＦｅから選択される金属原子、Ｘはハロゲン原子、Ｙは、Ｈ等のカチオン成分である。
一般式（３）

上記一般式（３）中、Ｍは、Ｃｒ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｆｅ、ＺｒＯ、Ｂから選択される原子又は化合物である。
構造式（２）

次に、本発明による第５実施形態について、図１１及び図１２に基づいて説明する。
図１１は、本発明による第５実施形態に係る現像装置の概略構成を示す図である。図１２は、可動シャッタに直流バイアス電圧を印加した場合と印加しない場合におけるトナー帯電量との関係をグラフで示す図である。
この第５実施形態においては、図１１に示すように、可動シャッタ５８を、例えば金属等の導電性材料で構成して、可動シャッタ５８の表面５８ｂに導電層５８ｃを形成している。そして、この導電層５８ｃに、直流バイアス電源６３からトナーと同極性のバイアスを印加するように、スイッチ手段ＳＷ１で印加時期を制御手段６１で制御されている。このとき、現像ローラ４９は、接地されているために、可動シャッタ５８と現像スリーブ５１に電界が発生する。このようにして、トナーと同極性のバイアスを印加することで、作像前処理動作の際に、可動シャッタ５８と現像スリーブ５１間を通過したトナーへの電荷注入を利用することで、トナーの帯電効率を上昇させることができる。なお、この第５実施形態においては、可動シャッタ５８として、金属等の導電性材料で形成したが、基材として板状のプラスチックを使用し、その表面に金属メッキ等による導電層５８ｃを形成したものであっても良い。

図１２は、２７℃、８０％ＲＨ環境にて、現像剤を７２時間放置した後に、作像前処理動作を行なう際に、トナーと同極性の直流バイアスを印加した場合（棒グラフ１３）及び作像前処理動作を行なう前に、トナーと同極性の直流バイアスを印加した場合（棒グラフ１２）並びに作像前処理動作を行なう際に、トナーと同極性の直流バイアスを印加しない場合（棒グラフ１５）及び作像前処理動作を行なう前に、トナーと同極性の直流バイアスを印加しない場合（棒グラフ１４）のトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）の測定結果を示している。この場合、作像前処理動作の第２の所定時間は同じとしている。
この図１２の結果から、バイアス印加しトナーへの電荷注入を実施した方がバイアス印加をしない場合より大幅にトナー帯電量を上昇できることが明らかである。

次に、本発明による第６実施形態について、図１３及び図１４に基づいて説明する。
図１３は、本発明による第６実施形態に係る現像装置の概略構成を示す図である。図１４は、可動シャッタに交流バイアス電圧を印加した場合、直流バイアス電圧を印加した場合及びバイアス電圧を印加しない場合におけるトナー帯電量との関係を示すグラフ図である。
この第６実施形態においては、図１３に示すように、金属等の導電性材料で構成した可動シャッタ５８の導電層５８ｃに、直流バイアス電源６３及び交流電源６４を接続して交流に直流バイアスを重畳した交流バイアスを印加するように、スイッチ手段ＳＷ２で印加時期を制御手段６１で制御されている。
交流電圧を重畳すると、トナーへの電荷注入効果に加え、現像剤中の電荷を帯びた粒子（キャリアおよびトナー）が振動運動を繰り返すために、トナーとキャリアの摩擦帯電の効率が上昇する。

図１４は、２７℃、８０％ＲＨ環境にて、現像剤を７２時間放置した後に、作像前処理動作を行なう際に、交流バイアスを印加した場合（棒グラフ１７）及び作像前処理動作を行なう前に、交流バイアスを印加した場合（棒グラフ１６）、作像前処理動作を行なう際に、トナーと同極性の直流バイアスを印加した場合（棒グラフ１９）、作像前処理動作を行なう前に、トナーと同極性の直流バイアスを印加した場合（棒グラフ１８）並びに作像前処理動作を行なう際に、バイアスを印加しない場合（棒グラフ２１）及び作像前処理動作を行なう前に、バイアスを印加しない場合（棒グラフ２０）のトナー帯電量（Ｑ／Ｍ）の測定結果を示している。この場合、作像前処理動作の第２の所定時間は同じとしている。
この図１４の結果から、作像前処理動作を行なう際に、直流バイアスに交流バイアスを重畳した場合の方が、直流バイアス印加のみの場合、あるいは、バイアス印加無しの場合より大幅にトナー帯電量を上昇できることが分かる。

ところで、画像形成装置が、長期間使用（第１の所定時間）されていない場合や高温高湿環境に放置された場合であっても、上記の第１乃至第６の実施形態において説明した可動シャッタ５８の開閉動作を伴う作像前処理を毎回実行すると、ユーザの待ち時間や消費電力が増加したり、現像剤の劣化を必要以上に促進させてしまうという等の問題がある。そのような問題は、現像装置内トナーの帯電量が低下しており、作像スタート時にトナー飛散が発生する条件を満たしたときにのみ作像前処理動作を実行するようにして解消はできる。
しかしながら、二成分現像装置の構成の場合、作像前処理動作時（可動シャッタ移動時および撹拌時）に、可動シャッタ５８と磁気ブラシJが接触するので、トナーが可動シャッタ５８の現像スリーブ５１側の表面５８ｂに付着するという問題が残る。

一般的にもそうだが、本実施例の画像形成装置は、下記の（１）〜（３）のような条件のとき、現像装置周辺の温度は、高温に達する。例えば、本実施例の場合、（１）〜（３）の条件が全て重なったときの現像装置周辺の温度は、約５５℃となる。
（１）高温環境で使用されたとき
（２）連続通紙のとき
（３）両面通紙のとき
可動シャッタ５８の表面５８ｂの付着トナーは、５０℃超の高温環境にある程度以上の長時間放置されると、トナーのワックス成分の染み出し等の原因で、凝集化したり、表面５８ｂに固着したりする。可動シャッタ５８の移動に支障をきたし、動作不良を起こし、場合によっては故障することもある。
そこで、可動シャッタ５８の表面５８ｂを、可動シャッタの移動時に清掃部材により摺擦することで、付着トナーを除去し、表面５８ｂへのトナー固着およびそれに伴う不具合を防止する。

図１５、１６は、可動シャッタを清掃する清掃部材を設けた現像装置の第１の例を示す図である。
図１５は、可動シャッタの収納時を示す図であり、図１６は、可動シャッタの移動時を示す図である。なお、図１５、図１６において図２、図３と同じ構成には同じ符号を付しており説明は省略する。また、図２、３に示す可動シャッタ駆動手段６０、制御手段６１、入力手段６２は記載を省略している。
なお、図１５、１６に示す清掃部材は、図６、図１１、図１３の構成の現像装置にも適用可能であることは言うまでもない。
図１５、１６に示す、第１の清掃部材（以下、単に清掃部材という）７０は、清掃部（清掃手段）７０ａと、それを支持する清掃部基盤７０ｂからなる。
清掃部材７０は、清掃部７０ａが可動シャッタ５８の表面５８ｂに当接するように設けており、可動シャッタ５８の移動時に、常に清掃部７０ａが表面５８に当接、摺擦して付着したトナーを除去する。

このように構成することで、可動シャッタ５８（表面５８ｂ）への付着トナーが、高温環境にて、長時間放置されることが無くなり、可動シャッタの表面５８ｂへのトナー固着による可動シャッタの動作不良、故障等の不具合を防止することが出来る。
なお、清掃部材７０の清掃部７０ａとしては、例えば、ヤング率５０００ＭＰａ以下の弾性材料とする。こうすることで、可動シャッタ５８移動時の可動シャッタ表面５８ｂと清掃部７０ａが摺擦する際の摩擦力を確保し、清掃能力を向上させることが出来る。
逆に、ヤング率５０００Ｍｐａ以上では、摺擦時の摩擦力がほとんど得られず、可動シャッタの清掃効果がほとんど得られない。

図１７は、清掃部材料のヤング率と可動シャッタ表面の清掃率の関係を示す図である。
なお、ここでの可動シャッタ表面５８ｂの清掃率とは、以下の式（数２）により表されるものとする。
（数２）
清掃率［％］＝（清掃部材無しの場合の遮蔽部材（可動シャッタ）濃度−清掃部材有り場合の遮蔽部材濃度）／清掃機構無しの場合の遮蔽部材濃度
ただし、遮蔽部材濃度とは、反射型光学濃度計にて可動シャッタの表面濃度を実測した値を用いている。
図１７に示すように、ヤング率が５０００ＭＰａ以上の材料を用いたときは、ほとんど清掃効果が得られていないことが分かる。これは、ヤング率５０００Ｍｐａ以上では、清掃部７０ａと可動シャッタ表面５８ｂの摺擦時の摩擦力がほとんど得られない為である。
したがって、清掃部７０ａの材料は、ヤング率５０００ＭＰａ以下の弾性材料とすることが望ましい。

ヤング率５０００ＭＰａ以下の弾性材料としては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、１，２−ポリブタジエン、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、アクリルニトリルブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、ネオプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多硫化ゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴムなどのゴム材料や、ポリエチレン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、１，２−ポリブタジエン系エラストマー、エチレン−酢酸ビニル系エラストマー、ポリ塩化ビニル系エラストマー、天然ゴム系エラストマー、フッ素ゴム系エラストマー、トランス−ポリイソプレン系エラストマー、塩化ポリエチレン系エラストマーなどの熱可塑性エラストマー材料、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタラート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリカーボネイト、ポリテトラフルオロチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、アクリロトリルブタジエンスチレン樹脂、メタクリル樹脂などの合成樹脂材料などが挙げられる。
また、清掃部７０ａの材料をメラミン樹脂発泡体とすることで、清掃部７０ａの清掃能力を更に向上させることが出来る。

図１８は、清掃部７０ａの材料を代表的な弾性ゴム材料であるエピクロルヒドリンゴムとした場合とメラミン樹脂発泡体とした場合の、可動シャッタ表面５８ｂ清掃率（式（数（２））を比較して示す図である。
図１８に示すように、清掃部７０ａをメラミン樹脂発泡体で構成した場合（棒グラフ８１）、エピクロルヒドリンゴムの場合（棒グラフ８０）と比べて、１．５倍以上清掃率を向上させることができる。
メラミン樹脂発泡体は、発泡体に微細な穴が多数空いている構造であり、その穴に付着トナーを効率良く蓄積できるからである。

図１９は、可動シャッタを清掃する清掃部材を設けた現像装置の第２の例を示す図である。
図１９に示す第２の清掃部材（以下単に清掃部材という）７１は、軸心７１ｂとそれを覆う清掃部７１ａとからなるローラ形状である。
清掃部材７１は、清掃部（清掃手段）７１ａが、可動シャッタ５８の表面５８ｂに当接するように設けており、可動シャッタ５８の移動時に、常に清掃部７１ａが表面５８に当接した状態で連れ回り、摺擦して付着したトナーを除去する。
このように構成することで、清掃時の清掃部材７１に掛かる応力を少なくし、清掃部材を高寿命化することが出来る。
なお、清掃部７１ａを構成する部材は、上記した第１の清掃部材７０の清掃部７０ａと同様の材質のものを使用出来る。

図２０は、図１５、図１６に示した第１の清掃部材７０の清掃部７０ａと、図１９に示す第２の清掃部材７１の清掃部７１ａが破綻するまでの可動シャッタ５８の移動動作回数を比較した図である。
なお、清掃部は、どちらも同じメラミン樹脂発泡体を使用している。
図２０に示すように、第１の清掃部材７０の清掃部は、２３回の移動動作で破綻する（棒グラフ８２）のに対し、第２の清掃部材７１の清掃部は、５３２回の移動動作迄破綻が起きなかった（棒グラフ８３）。このように、図１９の構成にすることで、清掃部の寿命を約２３倍延ばすことができる。
なお、ここでの清掃部の破綻とは、可動シャッタの表面５８ｂの清掃率が５０％以上減少することと定義する。
さらに、清掃部材７１の近傍に吸引機構を設け、清掃部に付着したトナーを定期的に吸引除去し、清掃部材７１の清掃能力の低下を防止することが出来る。

図２１は、可動シャッタを清掃する清掃部材を設けた現像装置の第３の例を示す図であり、第２の例で示したローラ状清掃部材７１の近傍に吸引機構を設けている。
図２１に示す吸引機構７２は矢印の方向に気流を発生させ、清掃部材７１の清掃部７１ａに付着したトナーを定期的に吸引除去し、清掃部材７１の清掃能力低下を防止できる。
図２２は、清掃部材７１及び吸引機構７２を長手方向からみた図である。
吸引機構７２は、清掃部材７１の長手方向を全てカバーする構成になっており、清掃部材７１が可動シャッタ５９に連れ回りする際に気流を発生させて、清掃部７１ａ全域のトナーを吸引除去できる。
図２３は、吸引機構７２を設けない場合と、設けた場合の、可動シャッタ５９の移動回数と可動シャッタ表面５８ｂの清掃率（式（数２）参照）の関係を比較して示す図である。
吸引機構無しの場合は、可動シャッタ５９の移動が回数を重ねるにつれて、清掃率が低下していく（曲線８５）が、吸引機構有りの場合は、低下がほとんど見られない（曲線８４）。

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光体、２Ｙ クリーニング装置、４Ｙ 帯電装置、５Ｙ、
５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ 現像装置、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ プロセスカートリッジ、７ 露
光装置、８ 中間転写ベルト、９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ 一次転写ローラ、１２ 二次転写バックアップローラ、１３ クリーニングバックアップローラ、１４ テンションローラ、１５ 二次転写ユニット、１９ 二次転写ローラ、２０ 定着装置、４９ 現像ローラ、５０ 現像ハウジング、５０ａ 開口、５１ 現像スリーブ、５２ ドクター、５３ 現像剤収容部、５４ トナー収容部、５５Ａ、５５Ｂ トナー搬送スクリュー、５６ トナー供給口、５７ シール部、５８ 可動シャッタ、５８ａ 底面部、５８ｂ 表面、５９ 可動シャッタ移動手段、６０ 可動シャッタ駆動手段、６１ 制御手段、６２ 入力手段、６３ 直流バイアス電源、６４ 交流電源

特開２００６−８４８９２公報

Claims (11)

1. トナーと磁性キャリアを含有する二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、
   当該現像剤収容部内の二成分現像剤を攪拌して、当該二成分現像剤中のトナーを帯電させる現像剤攪拌手段と、
   磁界発生手段を内包し、回転可能な非磁性の現像スリーブを有する現像剤担持体と、
   静電潜像を担持する像担持体との対向部に、前記二成分現像剤中のトナーを当該像担持体に供給する開口と、を備え、
   前記磁界発生手段によって前記現像剤収容部から前記二成分現像剤を汲み上げて前記現像剤担持体の表面に担持させて前記像担持体との対向部に搬送し、前記開口を通じて前記磁界発生手段によって形成される磁気ブラシによって前記像担持体の静電潜像に対して前記トナーを供給する現像装置において、
   前記開口を開閉する可動シャッタを備え、
   前記可動シャッタは、前記開口を遮蔽した際当該可動シャッタの表面と当該可動シャッタと対向する前記現像スリーブ表面の間隔（Ｌ）が前記磁気ブラシの長さ（Ｍ）に対してＬ（ｍｍ）＜Ｍ（ｍｍ）となるように配設されており、
   前記像担持体上に第１の所定時間静電潜像が形成されない状態が継続後、当該像担持体に前記静電潜像が形成される際に前記可動シャッタによって前記開口を遮蔽して、前記現像剤攪拌手段と前記現像スリーブとを作動させて第２の所定時間前記トナーを帯電させた後に、前記可動シャッタを移動させて前記開口を開放して前記像担持体上の静電潜像に対してトナーを供給するように可動シャッタ移動手段を制御することを特徴とする現像装置。
2. トナーと磁性キャリアを含有する二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、
   当該現像剤収容部内の二成分現像剤を攪拌して、当該二成分現像剤中のトナーを帯電させる現像剤攪拌手段と、
   磁界発生手段を内包し、回転可能な非磁性の現像スリーブを有する現像剤担持体と、
   静電潜像を担持する像担持体との対向部に、前記二成分現像剤中のトナーを当該像担持体に供給する開口と、を備え、
   前記磁界発生手段によって前記現像剤収容部から前記二成分現像剤を汲み上げて前記現像剤担持体の表面に担持させて前記像担持体との対向部に搬送し、前記開口を通じて前記磁界発生手段によって形成される磁気ブラシによって前記像担持体の静電潜像に対して前記トナーを供給する現像装置において、
   前記開口を開閉する可動シャッタを備え、
   前記現像スリーブに担持された前記二成分現像剤と接触する前記可動シャッタの表面に、当該表面の凹凸の平均間隔（Ｓｍ）が前記現像剤収容部内のトナーの重量平均粒径（Ｄｖ）に対してＳｍ＜Ｄｖとなるように凹凸面を形成し、さらに、前記二成分現像剤中のトナーの個数微粉含有率は２０％以下に制御されており、
   前記像担持体上に第１の所定時間静電潜像が形成されない状態が継続後、当該像担持体に前記静電潜像が形成される際に前記可動シャッタによって前記開口を遮蔽して、前記現像剤攪拌手段と前記現像スリーブとを作動させて第２の所定時間前記トナーを帯電させた後に、前記可動シャッタを移動させて前記開口を開放して前記像担持体上の静電潜像に対してトナーを供給するように可動シャッタ移動手段を制御することを特徴とする現像装置。
3. トナーと磁性キャリアを含有する二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、
   当該現像剤収容部内の二成分現像剤を攪拌して、当該二成分現像剤中のトナーを帯電させる現像剤攪拌手段と、
   磁界発生手段を内包し、回転可能な非磁性の現像スリーブを有する現像剤担持体と、
   静電潜像を担持する像担持体との対向部に、前記二成分現像剤中のトナーを当該像担持体に供給する開口と、を備え、
   前記磁界発生手段によって前記現像剤収容部から前記二成分現像剤を汲み上げて前記現像剤担持体の表面に担持させて前記像担持体との対向部に搬送し、前記開口を通じて前記磁界発生手段によって形成される磁気ブラシによって前記像担持体の静電潜像に対して前記トナーを供給する現像装置において、
   前記開口を開閉する可動シャッタを備え、
   前記現像スリーブに担持された前記二成分現像剤と接触する前記可動シャッタの表面を、当該二成分現像剤中のトナーの帯電極性と同極性にする帯電制御剤を含有する被膜で被覆し、
   前記像担持体上に第１の所定時間静電潜像が形成されない状態が継続後、当該像担持体に前記静電潜像が形成される際に前記可動シャッタによって前記開口を遮蔽して、前記現像剤攪拌手段と前記現像スリーブとを作動させて第２の所定時間前記トナーを帯電させた後に、前記可動シャッタを移動させて前記開口を開放して前記像担持体上の静電潜像に対してトナーを供給するように可動シャッタ移動手段を制御することを特徴とする現像装置。
4. トナーと磁性キャリアを含有する二成分現像剤を収容する現像剤収容部と、
   当該現像剤収容部内の二成分現像剤を攪拌して、当該二成分現像剤中のトナーを帯電させる現像剤攪拌手段と、
   磁界発生手段を内包し、回転可能な非磁性の現像スリーブを有する現像剤担持体と、
   静電潜像を担持する像担持体との対向部に、前記二成分現像剤中のトナーを当該像担持体に供給する開口と、を備え、
   前記磁界発生手段によって前記現像剤収容部から前記二成分現像剤を汲み上げて前記現像剤担持体の表面に担持させて前記像担持体との対向部に搬送し、前記開口を通じて前記磁界発生手段によって形成される磁気ブラシによって前記像担持体の静電潜像に対して前記トナーを供給する現像装置において、
   前記開口を開閉する可動シャッタを備え、
   前記現像スリーブに担持された前記二成分現像剤と接触する前記可動シャッタの表面に導電層を形成し、当該導電層に前記二成分現像剤中のトナーの帯電極性と同一極性の直流バイアスを印加するとともに、前記直流バイアスに交流バイアスを重畳して印加し、
   前記像担持体上に第１の所定時間静電潜像が形成されない状態が継続後、当該像担持体に前記静電潜像が形成される際に前記可動シャッタによって前記開口を遮蔽して、前記現像剤攪拌手段と前記現像スリーブとを作動させて第２の所定時間前記トナーを帯電させた後に、前記可動シャッタを移動させて前記開口を開放して前記像担持体上の静電潜像に対してトナーを供給するように可動シャッタ移動手段を制御することを特徴とする現像装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項記載の現像装置において、
   前記可動シャッタの移動時に前記可動シャッタの前記現像剤担持体側の面に当接して当該面に付着したトナーを除去する清掃手段を設けたことを特徴とする現像装置。
6. 請求項５記載の現像装置において、前記清掃手段は、軸心に支持されるローラ形状を有し、前記可動シャッタの移動時に連れ回って前記可動シャッタを清掃することを特徴とする現像装置。
7. 請求項５又は６記載の現像装置において、前記清掃手段の、少なくとも前記可動シャッタと接触する面がヤング率５０００Ｍｐａ以下の弾性材料で構成されていることを特徴とする現像装置。
8. 請求項５又は６記載の現像装置において、前記清掃手段の、少なくとも前記可動シャッタと接触する面がメラミン樹脂発泡体で構成されていることを特徴とする現像装置。
9. 請求項５乃至８のいずれか１項記載の現像装置において、前記清掃手段の近傍に、前記清掃手段に付着したトナーを吸引する吸引機構を備えたことを特徴とする現像装置。
10. 表面に静電潜像が形成される像担持体と、当該像担持体に形成された静電潜像に対してトナーを供給して現像する現像装置とを、少なくとも一体に連結したプロセスカートリッジにおいて、
    前記現像装置は、請求項１乃至９のいずれか１項記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
11. 表面に静電潜像が形成される像担持体と、当該像担持体に形成された静電潜像に対してトナーを供給して現像する現像装置とを備えた画像形成装置において、
    前記現像装置は、請求項１乃至９のいずれか１項記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。

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