JP6272139B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式、静電記録方式等によって像担持体上に形成された静電潜像を現像して可視画像を形成する現像装置を備えた画像形成装置に関する。

近年、オフィスでのカラーコピーの需要が高まるにつれ、高速で小型なフルカラー複写機が求められており、二本の現像スクリューを縦に配置した縦撹拌現像装置を用いる方法が提案されている。このような縦撹拌現像装置では、上下に配置された二本のスクリューの間で現像剤を循環させる。しかし、下スクリューから上スクリューへと現像剤を供給する能力がスクリューの駆動速度に大きく依存することから、特に複数の画像形成速度を持つものに対して現像スリーブと二本のスクリューがそれぞれ別の駆動源をもつものが多い（特許文献１）。

特開２０１０−１１２９７３号公報 特開２０１０−１０１９８０号公報 特開昭５９−１００４７１号公報

しかしながら、上記のように現像スリーブと二本のスクリュー（以下、単に「撹拌スクリュー」という）が別駆動構成のものは以下の問題がある。現像装置の駆動停止時において現像剤循環のバランスが崩れることが多く、場合によっては現像スリーブに現像剤を十分に供給することができず、現像スリーブ上の現像剤が不足することによって画像濃度ムラを発生することがあった。

このように、現像装置の駆動停止時に現像剤循環のバランスが崩れる要因としては、撹拌スクリューと現像スリーブの慣性モーメントの違いからくる駆動停止の仕方の違いが挙げられる。つまり、撹拌スクリューと現像スリーブの慣性モーメントが異なることで、角加速度が異なり、駆動停止するまでの回転数が撹拌スクリューと現像スリーブで定常状態と大きく異なるのである。一般に、現像スリーブに比べて撹拌スクリューは慣性モーメントが小さい。このため図６（ａ）〜（ｃ）の比較例１に示すように、駆動停止信号が発生する時刻ｔ１から撹拌スクリューが実際に停止する時刻ｔ３までの時間は、現像スリーブが停止する時刻ｔ４よりも短い。

これは駆動停止時に慣性モーメントが小さい撹拌スクリューよりも慣性モーメントが大きい現像スリーブの方が「定常状態に比べて」多く回転することを意味する。それに伴い現像ブレード部の現像剤だまり量は定常状態のときよりも駆動停止時の方が少なくなる。

このため駆動停止時において現像剤だまりが少なくなる（或いは、完全になくなってしまう）ことによる現像コーティング不良が発生する恐れがある。この対策として、特許文献２のように、意図的に撹拌スクリューの駆動停止信号を現像スリーブに比べて遅くする。これにより駆動停止時における現像スリーブへの現像剤供給を潤沢にし、現像剤コーティング不良を抑制する方法が考えられる（図７（ａ）〜（ｃ）に示す比較例２参照）。

しかしながら、この方法によると、現像スリーブが実際に停止するまで過剰に撹拌スクリューが回り続ける。特に複写機の間欠時において撹拌スクリューの駆動時間の増大が現像剤の劣化や撹拌スクリューの軸端部のシールの劣化を招き、現像装置の寿命低下につながる可能性が大きい。

また、特許文献３のようなトリクル現像方式に代表される、トナーとキャリアからなる現像剤の補給を行うことにより現像剤の帯電性能の低下を抑制する画像形成装置がある。この装置においては、補給によって過剰になった現像装置内の余剰現像剤を排出するための排出口が設けられている。このため駆動停止時における現像剤循環バランスを、より厳密に管理しなければならない。

尚、トリクル現像方式とは、トナーカートリッジ内のトナーにキャリアを一定の比率で混合させておき、トナーの供給と同時に新しいキャリアを現像器内へと供給して、劣化した古いキャリアを排出するように現像剤が入れ替わる。これにより劣化したキャリアが現像器内に残り続けることが少なく、現像剤の劣化を長期的に防止するものである。

ここで、現像剤の劣化とはトナーと現像スリーブ、或いは、トナー同士の衝突により、トナーの凸部の破損が発生したりトナー表面にある外添剤のトナー表面への埋没が発生する等のことを意味する。現像剤劣化が発生した場合、トナーの流動性向上のために添加されているシリカ等の外添剤がトナー表面に埋め込まれることによってトナーの付着力が増加し、流動性が低下する。

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、現像剤担持体と撹拌部材とが別駆動の現像装置において、現像剤循環のバランスの崩れを抑制する現像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現像装置の代表的な構成は、トナーと磁性粒子とを有する現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器の開口部に対向して回転可能に配置された現像剤担持体と、前記現像容器内の現像剤を撹拌し前記現像剤担持体へと供給する撹拌部材と、前記現像剤担持体を駆動する第一の駆動手段と、前記撹拌部材を駆動する第二の駆動手段と、を有する現像装置において、前記第一の駆動手段の停止信号と、前記第二の駆動手段の停止信号のうち、何れか早い方が出力されてから、前記現像剤担持体と前記撹拌部材の両方の回転速度が、それぞれ画像形成時の定常状態の回転速度の１／２以下になるまでの間において、前記現像剤担持体の回転速度と、前記撹拌部材の回転速度との比率α（Ｅ）が、画像形成時の定常状態における前記現像剤担持体の回転速度と、前記撹拌部材の回転速度との比率αに対して、０．７＜α（Ｅ）／α＜２．０を満たすことを特徴とする。

上記構成によれば、駆動停止時における現像剤担持体と撹拌部材との回転速度比率を画像形成時の回転速度比率に近づける。これにより現像剤循環のバランスの崩れを抑制することが出来る。

本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の構成を示す断面説明図である。 本発明に係る現像装置の構成を示す縦断面説明図である。 本発明に係る現像装置の構成を示す横断面説明図である。 排出口から排出される現像剤の排出特性を示す図である。 （ａ）は第１実施形態の駆動停止信号を示す図である。（ｂ）は第１実施形態の駆動停止時における現像剤担持体と撹拌部材の回転速度の変化を示す図である。（ｃ）は第１実施形態の駆動停止時における現像剤担持体と撹拌部材の回転速度比の変化を示す図である。 （ａ）は比較例１の駆動停止信号を示す図である。（ｂ）は比較例１の駆動停止時における現像剤担持体と撹拌部材の回転速度の変化を示す図である。（ｃ）は比較例１の駆動停止時における現像剤担持体と撹拌部材の回転速度比の変化を示す図である。 （ａ）は比較例２の駆動停止信号を示す図である。（ｂ）は比較例２の駆動停止時における現像剤担持体と撹拌部材の回転速度の変化を示す図である。（ｃ）は比較例２の駆動停止時における現像剤担持体と撹拌部材の回転速度比の変化を示す図である。 （ａ），（ｂ）は排出口近傍における現像剤の収容室内の現像剤の流量を説明する図である。 第１実施形態の駆動停止時における現像剤循環の崩れを示す図である。 比較例１の駆動停止時における現像剤循環の崩れを示す図である。 比較例２の駆動停止時における現像剤循環の崩れを示す図である。 （ａ）は第２実施形態の駆動停止信号を示す図である。（ｂ）は第２実施形態の駆動停止時における現像剤担持体と撹拌部材の回転速度の変化を示す図である。 撹拌部材の回転速度変化が理想線からずれても若干のずれであれば問題ないことを説明するための図である。 （ａ）は駆動停止信号を示す図である。（ｂ）は撹拌部材の回転速度変化を領域ＡＢＣＤＥＦを用いて説明するための図である。 比較例３〜５の駆動停止時における現像剤担持体と撹拌部材の回転速度の変化を示す図である。 （ａ）は比較例１の駆動停止信号を示す図である。（ｂ）は比較例１の駆動停止時における現像剤担持体と撹拌部材の回転速度の変化を示す図である。（ｃ）は比較例１の駆動停止時における現像剤担持体と撹拌部材の回転速度比の変化を示す図である。 （ａ）は比較例２の駆動停止信号を示す図である。（ｂ）は比較例２の駆動停止時における現像剤担持体と撹拌部材の回転速度の変化を示す図である。（ｃ）は比較例２の駆動停止時における現像剤担持体と撹拌部材の回転速度比の変化を示す図である。 本発明の他の構成を説明する図である。 第２実施形態の駆動停止時における現像剤担持体と撹拌部材の回転速度の変化を示す図である。 第２実施形態の駆動停止時における現像剤担持体と撹拌部材の回転速度の変化を示す図である。 第２実施形態の駆動停止時における現像剤担持体と撹拌部材の回転速度の変化を示す図である。特にα（Ｅ）／αの他に好ましくはβ（Ｅ）／βも画像形成中と揃えることを説明する図である。 第２実施形態の駆動停止時における現像剤循環の崩れを示す図である。

図により本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。

先ず、図１〜図11を用いて本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の第１実施形態の構成について説明する。図１は本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の一実施形態である、電子写真方式を採用したフルカラー画像形成装置の断面説明図である。尚、画像形成装置としては、複写機、プリンタ、記録画像表示装置、ファクシミリ装置等に適用出来る。

＜画像形成装置＞
図１において、本実施形態の画像形成装置36は、画像形成手段となるイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの四つの画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを備える。尚、説明の都合上、画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを代表して単に画像形成部Ｐを用いて説明する場合もある。他の画像形成プロセス手段についても同様である。各画像形成部Ｐは、静電潜像を担持する像担持体となる図１の矢印方向（反時計回り方向）に回転するドラム状の電子写真感光体からなる感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備える。

各感光ドラム１の周囲には、帯電手段となる帯電器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、感光ドラム１の図１の上方に配置された像露光手段となるレーザビームスキャナ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが設けられる。更に、各感光ドラム１の表面に担持された静電潜像に現像剤を供給してトナー画像を形成する現像手段となる現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが設けられる。更に、一次転写手段となる一次転写ローラ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ、クリーニング手段となるクリーニング装置19ａ，19ｂ，19ｃ，19ｄ等からなる画像形成手段を有する。

各画像形成部Ｐは同様の構成とされ、各画像形成部Ｐに配置された感光ドラム１は同じ構成とされる。従って、感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを代表させて単に感光ドラム１として説明する。同様に、各画像形成部Ｐに配置された帯電器２、レーザビームスキャナ３、現像装置４、一次転写ローラ６、クリーニング装置19もまた各画像形成部Ｐにおいて、それぞれ同じ構成のものである。よって、それぞれ帯電器２、レーザビームスキャナ３、現像装置４、一次転写ローラ６、クリーニング装置19を用いて説明する。

＜画像形成シーケンス＞
次に、画像形成装置36全体の画像形成シーケンスについて説明する。先ず、感光ドラム１の表面が、帯電器２によって一様に帯電される。表面が一様に帯電された感光ドラム１は、次に、レーザビームスキャナ３により画像信号により変調されたレーザ光37により走査露光が行われる。

レーザビームスキャナ３は、半導体レーザを内蔵している。この半導体レーザは、ＣＣＤ（Charge Coupled Device；電荷結合デバイス）等の光電変換素子を有する原稿読み取り装置が出力する原稿画像情報信号に対応して制御され、レーザ光37を射出する。

これによって、帯電器２によって帯電された感光ドラム１の表面電位が画像部において変化して、感光ドラム１の表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４によって反転現像され、可視画像、即ち、トナー像とされる。本実施形態では、現像装置４は、現像剤として，トナーとキャリアとを混合した二成分現像剤を使用する二成分接触現像方式を用いる。また、上記画像形成工程を各画像形成部Ｐ毎に行うことによって、各感光ドラム１の表面上に、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの四色のトナー像が形成される。

本実施形態では、各画像形成部Ｐの図１の下方位置には、中間転写体となる中間転写ベルト５が配置される。中間転写ベルト５は、ローラ61，62，63により懸架され、図１の矢印方向に移動可能とされる。

感光ドラム１の表面上のトナー像は、一次転写手段となる一次転写ローラ６によって中間転写体となる中間転写ベルト５の外周面上に一次転写される。これによって、中間転写ベルト５の外周面上にてイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの四色のトナー像が重ね合わされ、フルカラー画像が形成される。また、感光ドラム１の表面上に転写されずに残ったトナーはクリーニング装置19により掻き取って回収される。

中間転写ベルト５の外周面上に一次転写されたフルカラー画像は、給送カセット12から給送ローラ13により給送され、給送ガイド11を経由して搬送された紙等の記録材33に二次転写手段となる二次転写ローラ10の作用により二次転写される。転写されずに中間転写ベルト５の外周面に残ったトナーはクリーニング手段となるクリーニング装置18により掻き取って回収される。

一方、中間転写ベルト５の外周面上のトナー像が二次転写された記録材33は、定着手段となる熱ローラ定着装置からなる定着装置16に送られ、該定着装置16により加熱及び加圧されてトナー像が記録材33に定着される。その後、排出トレイ17上に排出される。

尚、本実施形態では、像担持体として、通常使用されるドラム状の有機感光体となる感光ドラム１を使用した。他に、アモルファスシリコン感光体等の無機感光体を使用することもできる。また、ベルト状の感光体を用いることも可能である。帯電方式、転写方式、クリーニング方式、定着方式に関しても本実施形態に限定される必要はない。

＜現像装置＞
次に、図２及び図３を用いて現像装置４の構成及び動作について説明する。図２及び図３は本実施形態に係る現像装置４の縦横断面説明図である。図２及び図３に示すように、本実施形態の現像装置４は、トナーと磁性粒子（キャリア）とを有する二成分現像剤を収容する現像容器22を備える。現像容器22内には現像剤として、トナーとキャリアを含む二成分現像剤が収容されている。加えて現像容器22内には、現像容器22の開口部43に対向して回転可能に配置された現像剤担持体となる現像スリーブ28を有する。更に、現像スリーブ28の表面上に担持された現像剤の穂を規制する穂切り部材となる規制ブレード29を有している。

図３に示すように、現像容器22の内部は、その略中央部が図３の紙面に垂直方向に延在する隔壁27が設けられる。隔壁27によって現像室23と撹拌室24とに図２及び図３の上下に区画されている。現像室23は、現像スリーブ28に現像剤を供給する第一の現像剤の収容室として構成される。撹拌室24は、現像剤を収容すると共に現像スリーブ28から現像剤を回収する第二の現像剤の収容室として構成される。現像剤は、現像室23及び撹拌室24内に収容されている。

現像室23及び撹拌室24には、現像容器22内（現像容器内）の現像剤を撹拌して現像スリーブ28へと供給する第一の攪拌部材が設けられている。更に、現像容器22内（現像容器内）の現像剤を撹拌して現像スリーブ28から回収する第二の撹拌部材となる第一、第二の撹拌スクリュー25，26がそれぞれ配置されている。

第一、第二の撹拌スクリュー25，26は、それぞれ現像室23内及び撹拌室24内（第一及び第二の現像剤の収容室内）に設けられ、該現像室23内及び撹拌室24内の現像剤を撹拌搬送すると共に、該現像室23及び撹拌室24の間で現像剤の循環を行なう。現像室23には、トナーと磁性粒子（キャリア）とを有する現像剤の補給に伴う余剰現像剤を現像剤面（現像剤の上面）の上昇によって排出する排出口40を備える。

現像室23内に設けられる第一の撹拌スクリュー25は、該現像室23の底部に現像スリーブ28の軸方向に沿って略平行に配置されている。そして、図２の矢印方向（時計回り方向）に回転して現像室23内の現像剤を現像スリーブ28へと供給すると共に現像剤を該第一の撹拌スクリュー25の軸線方向に沿って一方向に搬送する。

また、撹拌室24内に設けられる第二の撹拌スクリュー26は、該撹拌室24内の底部に第一の撹拌スクリュー25と略平行に配置される。そして、図２に示すように、該第一の撹拌スクリュー25と反対方向（反時計回り）に回転して現像に供された後の現像剤を回収すると共に、撹拌室24内の現像剤を第一の撹拌スクリュー25と反対方向に搬送する。このように、第一、第二の撹拌スクリュー25，26の回転による搬送によって、現像剤が隔壁27の両端部の開口部からなる連通部14，15を通じて現像室23と撹拌室24との間で循環される。

本実施形態は、現像室23と撹拌室24とは、図２及び図３の上下に配置される一例である。他に、現像スリーブ28へ現像剤を供給する部屋と現像スリーブ28から現像剤を回収する部屋が別々であれば、現像室23と撹拌室24とが水平方向に並設された現像装置４、或いは、その他の各種形態の現像装置４においても同様に適用出来る。

＜駆動制御系の構成＞
次に、図２を用いて現像装置４の駆動制御系の構成について説明する。現像スリーブ28は第一の駆動手段となるモータ７により回転駆動され、撹拌部材となる第一、第二の撹拌スクリュー25，26は第二の駆動手段となるモータ８により回転駆動される。本実施形態では、モータ７，８は、制御手段となる制御部20により駆動制御される。モータ７，８は、駆動停止時に加減速レートにより角加速度が設定できるステッピングモータを用いる。加減速レートとは、モータ７，８が停止状態から起動してある速度に達するまでの回転速度の傾き、或いは、回転状態から停止信号を受けて完全に停止するまでの回転速度の傾きである。

画像形成時における定常状態のモータ７，８の回転速度は、それぞれ、５６５ｒｐｍ（rotation per minute）、９００ｒｐｍとした。また、本実施形態においては、モータ７，８はそれぞれ現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25に直結され、更に、第一の撹拌スクリュー25と第二の撹拌スクリュー26とは図示しないギア列を介して回転駆動力が伝達される。このため現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25もそれぞれ５６５ｒｐｍ、９００ｒｐｍで回転駆動され、第二の撹拌スクリュー26は、図示しないギア列のギア比に基づいて９５０ｒｐｍで回転駆動する。

本実施形態においては、現像容器22の感光ドラム１に対向した現像領域に相当する位置には開口部43があり、この開口部43に現像スリーブ28が感光ドラム１の方向に一部露出するように回転可能に配設されている。現像スリーブ28の外径直径は２０ｍｍで、周速度は５６５ｒｐｍで回転駆動される。感光ドラム１の外径直径は３０ｍｍで、周速度は２１７ｒｐｍで回転駆動される。また、現像スリーブ28と、感光ドラム１との最近接領域は、約４００μｍの離間距離に設定される。これにより現像スリーブ28と、感光ドラム１とが対向する現像部に搬送した現像剤を感光ドラム１と接触させた状態で現像が行なえるように設定されている。

本実施形態の現像スリーブ28は、アルミニウムやステンレス等のような非磁性材料で構成され、その内部には磁界発生手段となるマグネットローラ28ｍが非回転状態で設置されている。現像スリーブ28は、現像時に図２の矢印方向（反時計回り方向）に回転する。そして、規制ブレード29による磁気ブラシの穂切りによって層厚を規制された二成分現像剤を担持する。これを感光ドラム１と対向した現像領域に搬送し、感光ドラム１の表面上に形成された静電潜像に現像剤を供給して静電潜像をトナー像として現像する。

規制ブレード29は、現像スリーブ28の長手方向軸線に沿って延在した板状のアルミニウム製等で形成された非磁性部材29ａと、鉄材等の磁性部材29ｂとを有して構成されている。また、規制ブレード29の現像スリーブ28の表面との間隙を調整することによって、現像領域へ搬送される現像剤量が調整される。本実施形態においては、規制ブレード29によって、現像スリーブ28の表面上の単位面積当りの現像剤コート量を３０ｍｇ／ｃｍ^２に規制している。尚、規制ブレード29と現像スリーブ28との間隙は、２００μｍ〜１０００μｍ、好ましくは３００μｍ〜７００μｍの範囲に適宜設定される。本実施形態では、規制ブレード29と現像スリーブ28との間隙を４００μｍに設定した。

＜二成分現像剤＞
次に本実施形態にて用いられる、トナーと磁性粒子（キャリア）とを含む二成分現像剤について説明する。トナーは、結着樹脂、着色剤、そして、必要に応じてその他の添加剤を含む着色樹脂粒子と、コロイダルシリカ微粉末のような外添剤が外添されている着色粒子とを有している。トナーは、負帯電性のポリエステル系樹脂であり、体積平均粒径は４μｍ以上、１０μｍ以下が好ましい。より好ましくは８μｍ以下であることが好ましい。

また、磁性粒子（キャリア）は、例えば、表面酸化、或いは、未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金属、及びそれらの合金、或いは、酸化物フェライト等が好適に使用可能であり、これらの磁性粒子の製造法は特に制限されない。磁性粒子（キャリア）の平均粒径は２０μｍ〜６０μｍ、好ましくは３０μｍ〜５０μｍであり、磁性粒子（キャリア）の抵抗率は１×１０^７Ωｃｍ以上、好ましくは、１×１０^８Ωｃｍ以上である。本実施形態では、抵抗率が１×１０^８Ωｃｍの磁性粒子（キャリア）を用いた。

＜現像剤の補給方法＞
次に、図２及び図３を用いて本実施形態における現像剤の補給方法について説明する。図２及び図３に示すように、現像装置４の上部には、トナーと磁性粒子（キャリア）とを混合した補給用の二成分現像剤を収容する補給容器となるホッパー31が配置される。トナー補給手段を構成するホッパー31は、下部に搬送部材となるスクリュー状の補給スクリュー32を備え、該補給スクリュー32の一端が現像装置４の図３の右側端部に設けられた補給口30の位置まで延びている。

画像形成によって消費された分のトナーは、補給スクリュー32の回転力と、現像剤の重力によって、ホッパー31から補給口30を通過して、現像容器22内に補給される。このようにしてホッパー31から現像装置４に補給現像剤が補給される。補給現像剤の補給量は、補給スクリュー32の回転数によっておおよそ定められる。補給スクリュー32の回転数は、該補給スクリュー32を回転駆動する駆動源となるモータ９を制御するトナー補給量制御手段を兼ねる制御部20によって定められる。

トナー補給量制御の方法としては、二成分現像剤のトナー濃度を光学的、或いは、磁気的に検知するものや、感光ドラム１の表面上の基準潜像を現像してそのトナー像の濃度を検知する方法等、種々の方法が適用可能である。

＜現像剤の排出方法＞
次に、図３を用いて本実施形態における現像剤の排出方法について説明する。現像室23内の図３の矢印方向で示す現像剤循環方向の下流側における現像スリーブ28の設置領域外には現像剤排出手段を構成する排出口40が設けられており、該排出口40から劣化した現像剤が排出される。現像剤の補給工程により現像装置４内の現像剤が増加すると、現像剤の増加量に応じて、現像剤は、該排出口40から溢れ出るように排出される。尚、排出口40の位置は、補給口30の位置よりも図３の矢印方向で示す現像剤搬送方向の上流側に形成されている。これは、補給口30から補給された新しい現像剤が排出口40からすぐに排出されないようにするためである。

＜現像剤の排出特性＞
図４は本実施形態の現像装置４における現像剤の排出特性を示す。現像剤の排出特性とは、現像剤の単位時間当たりの排出量を現像容器22内の現像剤量を関数として表わしたものである。単位時間当たりの現像剤の排出量と、単位時間当たりに現像容器22内に補給される現像剤の補給量と、現像に供されたトナー量との差分がバランスすることで現像容器22内の現像剤量が決まる。

つまり、現像容器22内の現像剤量は、単位時間当たりの最小補給量と、図４に示す排出特性曲線21との交点で示される最小の現像剤量ａを考慮する。更に、単位時間当たりの最大補給量と、排出特性曲線21との交点で示される現像剤量ｂを考慮する。そして、最小の現像剤量ａと現像剤量ｂとの間の現像剤量の値を概ね取り得る。これらの交点がそれぞれ最小補給時と最大補給時とで現像剤量がバランスする点である。このとき、現像に供されるトナー量は通常微々たるものであるため無視した。

現像容器22内の現像剤量が著しく少なくなると、現像スリーブ28の表面に担持させる現像剤のコーティング不良が発生し、現像容器22内の現像剤量が著しく多くなると、現像剤溢れを引き起こす可能性がある。このときの現像剤量をそれぞれ図４に示す現像剤量ｃ，ｄとする。

すると、現像剤の排出特性は、常に、図４に示すように、現像剤量ａ，ｂ，ｃ，ｄの関係は、｛ａ＞ｃ｝且つ｛ｂ＜ｄ｝でなければならない。これらの差分となる｛ａ−ｃ｝、｛ｄ−ｂ｝が、それぞれ現像スリーブ28の表面に担持させる現像剤のコーティング不良、現像剤溢れに対するロバスト性（Robustness in Control）を表す。ロバスト性とは、不確定な変動に対して特性が現状を維持できる能力のことである。

＜現像剤の排出特性測定＞
通常、現像剤の排出特性は次のようにして測定できる。先ず、現像スリーブ28及び第一、第二の撹拌スクリュー25，26を所望の周速度で回転駆動させた状態で、現像スリーブ28の表面上に現像剤が均一に担持（コーティング）されるまで現像容器22内に現像剤を入れる。そして、現像スリーブ28及び第一、第二の撹拌スクリュー25，26を所望の周速度で現像容器22内で現像剤の循環が定常状態になるまで回転駆動させる。通常は１分〜２分間程度回転駆動する。

現像スリーブ28の表面上に現像剤のコーティングが均一になったところから、現像剤を少しずつ補給口30を介して現像容器22内に入れていき、そのときの排出口40から排出される単位時間当たりの現像剤の排出量を測定する。

本実施形態では、現像容器22内に現像剤を１０ｇずつ入れていき、３０秒間で排出口40から排出される現像剤の排出量を測定した。これにより排出口40から排出される単位時間当たりの現像剤の排出量を測定した。

また、現像スリーブ28の表面に担持させる現像剤のコーティング不良が発生する限界点となる現像剤量ｃは次のようにして測定できる。先ず、現像スリーブ28及び第一、第二の撹拌スクリュー25，26を所望の周速度で回転駆動させる。その状態で、補給口30から現像剤を少しずつ現像容器22内に入れていき、現像スリーブ28の表面上に現像剤が均一にコーティングされる現像剤量ｃを求める。

通常、ホッパー31中にある現像剤と、現像容器22内にある現像剤とは、トナーとキャリアの比率が異なる。ホッパー31中の現像剤の方がトナー比率が著しく高い。そのため、排出特性測定において現像容器22の中に現像剤を入れるときはホッパー31を使用しない。ホッパー31から現像剤を補給してしまうと現像容器22中のトナー比率が著しく上がってしまう。通常、排出特性を測定するときは空回転機にて行い、現像容器22の補給口から現像容器22内のトナー比率と同じトナー比率の現像剤を手動で補給する。

以上は、現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25が共に所定の回転速度で駆動される場合の現像剤の排出特性である。現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25の回転速度が複数ある。その場合には、これらの複数の回転速度で前述した最小の現像剤量ａと、現像スリーブ28の表面上に担持させる現像剤のコーティング不良が発生する限界点となる現像剤量ｃとを極力揃えなければならない。そうでないと、現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25の回転速度を切り替えたときに該現像スリーブ28の表面上に担持させる現像剤のコーティング不良等の問題が発生してしまう可能性が高くなる。

＜駆動停止時の動作＞
次に、本発明の特徴である現像スリーブ28及び第一、第二の撹拌スクリュー25，26の駆動停止時の動作について説明する。尚、本実施形態において第一、第二の撹拌スクリュー25，26は連動するため第一の撹拌スクリュー25を代表的に用いて説明する。従って、以下において第一の撹拌スクリュー25の回転及び駆動停止といった場合には、第二の撹拌スクリュー26も連動して回転及び駆動停止するものである。

図５（ａ）に示すように、現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25への駆動停止信号が時刻ｔ１に発生する。図５（ｂ）は時刻ｔ１から、実際に現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25が完全に停止する時刻ｔ４までの現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25の回転速度の変化を示す。

現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25への駆動停止信号は制御部20により発生され、モータ７，８が停止制御される。本実施形態では、図２に示すモータ７，８としてステッピングモータを使用する。そして、該モータ７，８の駆動停止時において、制御部20により図５（ｃ）に示すように、現像スリーブ28の回転速度と、第一の撹拌スクリュー25の回転速度との比率αを所定範囲内（本実施形態では比率αを一定）に保つ。そして、該現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25とを減速停止させているところが特徴である。

本実施形態では、図５（ｃ）に示すように、時刻ｔ１において、制御部20により現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25の駆動停止信号をモータ７，８に出力する。時刻ｔ１から実際に現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25の回転が時刻ｔ４で停止する。そして、定常状態を含み、時刻ｔ１から時刻ｔ４までの該現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25との回転速度の比率αを一定としている。ここで、駆動停止時とは停止の意図をもってモータ７，８が減速を始めてから実際に停止するまでの間とし、駆動停止信号とは停止の意図をもってモータ７，８が減速を始めるための信号とする。

一方、図６に示す比較例１では、図６（ａ）に示すように、時刻ｔ１において、制御部20から出力される現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25の駆動停止信号をモータ７，８が受ける。そして、図６（ｂ）に示すように、時刻ｔ１から実際に現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25の回転がそれぞれ停止する時刻ｔ４，ｔ３までの現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25との回転速度の比率αは一定ではない（図６（ｃ）参照）。

これは、従来では、モータ７，８としてＤＣ（直流）モータを使用することが多く、駆動停止時に加減速レートを設定できないことが多い。ここで、加減速レートとは、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、モータ７，８が定常回転状態から停止信号を受けて完全に停止するまでの回転速度の傾きである。

また、慣性モーメントは、現像スリーブ28に比べて第一、第二の撹拌スクリュー25，26の方が小さい。このため図６に示す比較例１では、図６（ａ）に示すように、時刻ｔ１において、現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25の駆動停止信号が出力される。そして、時刻ｔ１から該現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25が実際に停止する時刻ｔ４，ｔ３までの時間は、図６（ｂ）に示すように、一般に、第一の撹拌スクリュー25が停止する時刻ｔ３よりも現像スリーブ28が停止する時刻ｔ４の方が遅い。

これは、現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時に、それぞれの慣性モーメントの違いにより第一の撹拌スクリュー25よりも現像スリーブ28の方が多く（長く）回転することを意味する。それに伴い、図２に示す現像スリーブ28に対向する規制ブレード29の裏側（現像スリーブ28の回転方向上流側）に存在する現像剤が第一の撹拌スクリュー25により供給されない状態で現像スリーブ28に奪われる。このため規制ブレード29の裏側（現像スリーブ28の回転方向上流側）に存在する現像剤量は定常回転状態のときよりも駆動停止時の方が少なくなる。

このため現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時において現像スリーブ28に対向する規制ブレード29の裏側に存在する現像剤量が少なくなる（或いは、完全になくなる）。そして、主に、現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25の駆動停止直後の駆動開始時において、一時的に現像スリーブ28の表面上に担持させる現像剤のコーティング不良が発生する可能性が増大する。

この対策としては、前述したように、図７に示す比較例２のような駆動停止方法が考えられる。図７に示す比較例２では、図７（ａ）に示すように、意図的に第一の撹拌スクリュー25の駆動停止信号を出力する時刻ｔ２を遅くする。現像スリーブ28は時刻ｔ４で停止し、第一の撹拌スクリュー25は時刻ｔ５（ｔ４＞ｔ５）で停止する。これにより現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時における現像スリーブ28への現像剤供給を潤沢にすることで現像スリーブ28の表面上に担持させる現像剤のコーティング不良を抑制するものである。

しかしながら、図７に示す比較例２のような駆動停止方法では、現像スリーブ28が実際に停止するまで過剰に第一、第二の撹拌スクリュー25，26が回り続け、図３に示す排出口40から本来排出されるべきでない現像剤まで過剰に排出される。これにより現像装置４内の現像剤量の低下を招く。或いは、第一、第二の撹拌スクリュー25，26の駆動時間の増大が現像剤の劣化や該第一、第二の撹拌スクリュー25，26の回転軸25ａ，26ａの端部のシールの劣化を招く。これにより現像装置４の寿命低下につながる可能性がある。

本実施形態の現像装置４では、図２に示すように、現像スリーブ28へ現像剤を供給する現像室23と、現像剤を回収する撹拌室24とが分かれている。現像剤を供給する現像室23内では現像剤の循環方向下流に行くに従って現像スリーブ28に現像剤を奪われる。このため単位時間当たりに第一の撹拌スクリュー25によって搬送される現像剤量、つまり現像剤の流量（質量流量）は徐々に減少していく。

逆に現像剤を回収する撹拌室24では現像剤の循環方向下流に行くに従って現像剤の流量が増加していく。また、図３に示す排出口40は、現像室23の現像剤の循環方向の最下流部に設けられている。この部分の現像剤面（現像剤の上面）が排出口40の高さに到達し、更に超えると現像剤が排出口40から溢れ出して現像容器22の外へと排出される。

本実施形態の現像装置４においては、排出口40近傍の現像室23内の現像剤面高さｈ２は現像装置４内の現像剤量による。更に、第一の撹拌スクリュー25の長手方向の搬送量と、撹拌室24内から現像スリーブ28へ奪われる現像剤量、つまり現像スリーブ28の現像剤搬送量による。

図８（ａ），（ｂ）は、図３に示す現像室23における現像剤の流量を示す模式図であり、図８（ａ），（ｂ）に示す矢印Ｊ１，Ｊ２，Ｊｓで示す各矢印の大きさは、現像剤の流量の大きさを表している。現像スリーブ28が対向しない場所における現像剤の流量は単純にその位置の長手方向単位距離当たりの現像剤量ρと、現像室23内における現像剤の循環速度Ｖとの積で求められる。

従って、現像スリーブ28が対向しない場所に設けられている排出口40近傍の現像剤の流量Ｊ２は以下の通りである。図８（ａ）に示す現像スリーブ28が対向する領域34よりも現像剤の循環方向上流における現像室23内の現像剤の流量をＪ１とする。現像スリーブ28全体による現像剤の流量をＪｓとする。現像スリーブ28が対向する領域34よりも現像剤の循環方向上流における現像室23内の長手方向単位距離当たりの現像剤量をρ１とする。第一の撹拌スクリュー25による現像剤の搬送速度をＶａとする。現像スリーブ28の長手方向全域における回転方向単位距離当たりの現像剤量をｍとする。現像スリーブ28の表面の移動速度をＶｓとすると、以下の数１式により求められる。

［数１］
Ｊ２＝ρ２×Ｖａ＝Ｊ１−Ｊｓ＝（ρ１×Ｖａ）−（ｍ×Ｖｓ）

現像室23の奥行きは一様であるため便宜的に「１」であるとすると、現像室23の長手方向単位距離当たりの現像剤量は、そのまま現像剤面高さと見なすことができる。このため現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時の排出口40近傍の現像室23内の現像剤面高さｈ２と、該排出口40近傍の現像室23内の長手方向単位距離当たりの現像剤量ρ２とは、概ね以下の数２式により求められる。

［数２］
ｈ２＝ρ２＝（ρ１×Ｖａ−ｍ×Ｖｓ）／Ｖａ＝ρ１−ｍ×Ｖｓ／Ｖａ

現像スリーブ28の表面の移動速度Ｖｓと、第一の撹拌スクリュー25による現像剤の搬送速度Ｖａとは、それぞれ現像スリーブ28の回転速度ω（ｓ）、第一の撹拌スクリュー25の回転速度ω（ａ）に比例する。このため現像スリーブ28の回転速度ω（ｓ）と、第一の撹拌スクリュー25の回転速度ω（ａ）との比率αである｛ω（ａ）／ω（ｓ）｝が一定であれば良い。これにより現像スリーブ28、第一の撹拌スクリュー25の回転速度が変わった場合でも現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時の排出口40近傍の現像室23内の現像剤面高さｈ２は変化しない。このことは排出口40近傍に限らず、現像室23内の任意の場所においても同様である。

よって、現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時に排出口40近傍の現像室23内の現像剤面高さｈ２を画像形成時の定常状態の排出口40近傍の現像室23内の現像剤面高さｈと同等の高さにする。図５（ｃ）に示すように、画像形成時の定常状態における現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の回転速度の比率αである｛ω（ａ）／ω（ｓ）｝を一定に保つ。そして、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25とを減速停止させれば良い。

即ち、現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時における現像スリーブ28の回転速度と、第一の撹拌スクリュー25の回転速度との比率α（Ｅ）を、画像形成時の定常状態における比率αに一致させながら減速停止させれば良い。

図５（ｂ）に示す本実施形態では、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25との駆動停止信号が時刻ｔ１に出力されてから該現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25とが時刻ｔ４において実際に停止する。時刻ｔ１から時刻ｔ４までの任意の時刻において、常に、現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時の排出口40近傍の現像室23内の現像剤面高さｈ２は以下の通りである。画像形成時の定常状態の排出口40近傍の現像室23内の現像剤面高さｈと同等となる。これにより現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25との駆動停止時における現像スリーブ28への現像剤供給不足や排出口40から排出される現像剤の過剰な排出を防止することができる。

一方、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の回転速度の比率αが駆動停止時において一定でない場合がある。その場合は、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25との駆動停止時の排出口40近傍の現像室23内の現像剤面高さｈ２も定常状態の時に比べて変動する。

このため図２に示す現像スリーブ28に対向する規制ブレード29の裏側に存在する現像剤量が少なくなり現像スリーブ28の表面上に担持させる現像剤のコーティング不良が発生する可能性が増大する。

例えば、図６（ｃ）に示す比較例１の場合は、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の回転速度の比率αは一定ではない。時刻ｔ１において現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止信号が出力される。それからは現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の回転速度の比率αは定常状態のときよりも常に小さくなっている。図６（ｂ），（ｃ）に示す破線は、図５（ｂ），（ｃ）に示す本実施形態のように、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の回転速度の比率αが定常状態のときと等しくなる場合の第一の撹拌スクリュー25の回転速度の変化を示す。

逆に、図７（ｂ）に示す比較例２の場合は、図７（ｂ）に示す点Ｕまでは、第一の撹拌スクリュー25の回転速度が図５に示す本実施形態の第一の撹拌スクリュー25の回転速度よりも大きく、該点Ｕ以降は小さくなる。図７（ｂ），（ｃ）の破線は、図５（ｂ），（ｃ）に示す本実施形態のように、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の回転速度の比率αが定常状態のときと等しくなる場合の第一の撹拌スクリュー25の回転速度を示す。

このため図７（ｃ）に示すように、時刻ｔ１において現像スリーブ28の駆動停止信号が出力されてから現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の回転速度の比率αは、定常状態のときよりも大きくなる。その後、時刻ｔ２において第一の撹拌スクリュー25の駆動停止信号が出力されてから現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の回転速度の比率αは小さくなっていく。これにより、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時において、図７（ｂ）に示す点Ｕまでは、排出口40近傍の現像室23内の現像剤面高さｈ２が上昇する。これにより排出口40から現像剤が余分に排出され、現像スリーブ28の表面上に担持させる現像剤のコーティング不良の可能性が高まる。

＜実験結果＞
次に、図９〜図11を用いて本実施形態と比較例１，２とを比較した効果を示す現像剤の排出特性の実験結果について説明する。図９は図５に示す本実施形態の現像剤の排出特性の実験結果を示し、図10は図６に示す比較例１の現像剤の排出特性の実験結果を示し、図11は図７に示す比較例２の現像剤の排出特性の実験結果を示す。図９〜図11は、それぞれ図４に示す現像スリーブ28の表面に担持させる現像剤のコーティング不良が発生する限界点となる現像剤量ｃと、現像剤量の下限点となる最小の現像剤量ａとの関係について示す。

図10に示す比較例１では、連続動作時における現像スリーブ28の表面に担持させる現像剤のコーティング不良が発生する限界点となる現像剤量ｃが２７５ｇである。これに対して、間欠動作時における現像スリーブ28の表面に担持させる現像剤のコーティング不良が発生する限界点となる現像剤量ｃは２９５ｇであった。従って、連続動作時に対して間欠動作時では、現像スリーブ28の表面に担持させる現像剤のコーティング不良が発生する限界点となる現像剤量ｃは約２０ｇ（＝２９５ｇ−２７５ｇ）程度増加する（ロバスト性の悪化）。

つまり、図10に示す比較例１では、現像スリーブ28の表面に担持させる現像剤のコーティング不良のロバスト性（Robustness in Control）は以下の通りである。連続動作と間欠動作の切り替え時まで考えると図10の矢印で示す約６０ｇの現像剤量変化分となる。ロバスト性とは、不確定な変動に対して特性が現状を維持できる能力のことである。

逆に、図11に示す比較例２では、連続動作時における現像剤量の下限点となる最小の現像剤量ａが３５５ｇである。これに対して、間欠動作時における現像剤量の下限点となる最小の現像剤量ａは３３０ｇであった。従って、連続動作時に対して間欠動作時では、現像剤量の下限点となる最小の現像剤量ａは約２５ｇ（＝３５５ｇ−３３０ｇ）程度減少する（ロバスト性の悪化）。

この場合も、現像スリーブ28の表面に担持させる現像剤のコーティング不良のロバスト性は、連続動作と間欠動作の切り替え時まで考えると、図11の矢印で示す約５５ｇの現像剤量変化分となる。

一方、図９に示す本実施形態では、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時の排出口40近傍の現像室23内の現像剤面高さｈ２を以下の通りとした。連続動作時における定常状態での排出口40近傍の現像室23内の現像剤面高さｈと等しくなるように構成した。

このため現像スリーブ28の表面に担持させる現像剤のコーティング不良が発生する限界点となる現像剤量ｃと、現像剤量の下限点となる最小の現像剤量ａとは、連続動作時と、間欠動作時とで略等しい２７５ｇと３５５ｇである。

これにより連続動作と間欠動作の切り替え時においても、現像スリーブ28の表面に担持させる現像剤のコーティング不良のロバスト性の悪化分はなく、図９の矢印で示す約８０ｇの現像剤量変化分となる。現像スリーブ28の表面に担持させる現像剤のコーティング不良が発生する限界点となる現像剤量ｃと、現像剤量の下限点となる最小の現像剤量ａとの差分が大きいほど、ロバスト性が良い。

本実施形態では、現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時における現像スリーブ28の回転速度と、第一の撹拌スクリュー25の回転速度との比率α（Ｅ）を、画像形成時の定常状態における比率αに一致させながら減速停止させれば良い。

これにより、現像装置４内での現像剤循環のバランスの崩れを抑制し、現像スリーブ28の表面に担持させる現像剤のコーティング不良のロバスト性を確保することができた。尚、本実施形態のように、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時における現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の回転速度の比率α（Ｅ）を画像形成時の比率αと完全に一致させなくても良い。

例えば、制御部20からモータ７の駆動停止信号（停止信号）と、モータ８の駆動停止信号（停止信号）のうち、何れか早い方が出力される。それから、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の両方の回転速度が、それぞれ画像形成時の定常状態の回転速度の１／２以下になる。

それまでの間において、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の両方の回転速度が、それぞれ画像形成時の定常状態の回転速度以下である。且つ、現像スリーブ28の回転速度と、第一の撹拌スクリュー25の回転速度との比率α（Ｅ）が以下の通りである。画像形成時の定常状態における現像スリーブ28の回転速度と、第一の撹拌スクリュー25の回転速度との比率αに対して、以下の数３式を満たすように設定すれば良い。

［数３］
０．７＜α（Ｅ）／α＜２．０

即ち、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時の該現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の回転速度の比率αが、画像形成時の比率αに対して０．７倍よりも大きく、２．０倍よりも小さければ、同様の効果が得られる。

本実施形態では、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25とが別駆動の現像装置４において、駆動停止時における現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25との駆動停止信号のうち何れか早い方が出力される。それから、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の両方の回転速度がそれぞれ画像形成時の定常状態の回転速度の１／２以下になる。

それまでの間において、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の両方の回転速度が、それぞれ画像形成時の定常状態の回転速度以下である。且つ、駆動停止時における現像スリーブ28の回転速度と、第一の撹拌スクリュー25の回転速度との比率α（Ｅ）が以下の通りである。画像形成時の定常状態における現像スリーブ28の回転速度と、第一の撹拌スクリュー25の回転速度との比率αに対して、前記数３式を満たす。

これにより駆動停止時における現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25との回転速度の比率α（Ｅ）を画像形成時の回転速度の比率αに近づける。これにより現像剤循環のバランスの崩れを抑制し、現像スリーブ28に担持させる現像剤のコーティング不良等の画像弊害を防止することが出来る。

さらに好ましくは、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時における回転数比β（Ｅ）と、画像形成時の定常状態における回転数比βとを用いることも出来る。例えば、制御部20からモータ７の駆動停止信号（停止信号）と、モータ８の駆動停止信号（停止信号）のうち、何れか早い方が出力される。それから、実際に現像スリーブ28と、第一の撹拌スクリュー25の両方が停止するまでの該現像スリーブ28の回転数と、第一の撹拌スクリュー25の回転数との比率β（Ｅ）が以下の通りである。画像形成時の定常状態における現像スリーブ28の回転数と、第一の撹拌スクリュー25の回転数との比率βに対して、以下の数４式を満たすように設定することでも良い。

［数４］
０．７＜β（Ｅ）／β＜１．５

即ち、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時の該現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の回転数の比率β（Ｅ）が、画像形成時の比率βに対して０．７倍よりも大きく、２．０倍よりも小さければ、同様の効果が得られる。尚、数３式、数４式に示す数値範囲については、以下の第２実施形態を用いて詳しく説明する。

本実施形態によれば、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25とが別駆動の現像装置４において、現像剤循環のバランスの崩れを抑制することが出来る。また、現像スリーブ28の表面に現像剤をコーティングする際のコーティング不良等の画像弊害を防止することが出来る。

次に、図12〜図22を用いて本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置の第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。

基本的な構成は、前記第１実施形態と同じであるため重複する説明は省略し、本実施形態の特有の構成のみについて詳細に説明する。前記第１実施形態では、図２に示すように、現像スリーブ28と、第一、第二の撹拌スクリュー25，26とをそれぞれ回転駆動する駆動源となるモータ７，８としてステッピングモータを用いた。

これにより図５（ｂ），（ｃ）に示すように、現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時における現像スリーブ28の回転速度と、第一の撹拌スクリュー25の回転速度との比率α（Ｅ）を以下の通りとする。画像形成時の定常状態における比率αに一致させながら減速停止させれば良い。これにより現像剤循環のバランスの崩れを抑制し、現像スリーブ28の表面に担持させる現像剤のコーティング不良のロバスト性を確保した。

＜駆動停止時の動作＞
しかしながら効率や駆動安定性、加えてコスト等の観点から、現像スリーブ28や第一、第二の撹拌スクリュー25，26の駆動源としては、ＤＣ（直流）モータを使用する方が好ましい。本実施形態では、現像スリーブ28や第一、第二の撹拌スクリュー25，26の駆動源としてブラシレスＤＣ（直流）モータを使用したものである。

そして、図12（ｂ）に示すように、現像スリーブ28と第一、第二の撹拌スクリュー25，26の駆動停止時において、制御部20からモータ７，８の少なくとも一方の駆動停止信号（停止信号）が出力される。それから、現像スリーブ28及び第一、第二の撹拌スクリュー25，26の少なくとも一方の目標回転速度を段階的に変更する。

図12（ｂ）に示す本実施形態では、第一、第二の撹拌スクリュー25，26の目標回転速度を段階的に変更（減速）した一例である。図12（ｂ）に示すように、現像スリーブ28及び第一、第二の撹拌スクリュー25，26を段階的に減速停止する。これにより現像剤循環のバランスの崩れを軽減し、現像スリーブ28の表面に担持させる現像剤のコーティング不良のロバスト性を確保する点が本実施形態の特徴である。

図12（ａ）は、本実施形態における現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止信号を示す。図12（ｂ）は現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時の現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の回転速度の変化を示す。

図12（ｂ）に示すように、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時において、第一の撹拌スクリュー25の回転速度を段階的に減速させる。これにより現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時の現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の回転速度の比率αを連続動作時における定常状態の比率αと略同等とする。これにより現像剤循環のバランスの崩れを抑制している。

本実施形態では、図12（ｂ）に示すように、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25との駆動停止信号を発生した時刻ｔ１から６０ｍｓｅｃ毎に１０段階で第一の撹拌スクリュー25の回転速度を変更する。これにより第一の撹拌スクリュー25を段階的に減速停止している。第一の撹拌スクリュー25の一回の回転速度の変更幅は、最後の一段階のみ２７０ｒｐｍで、それ以外の各段階では７０ｒｐｍである。これは、ＤＣ（直流）モータが低速駆動の場合は、駆動安定性が低下する可能性があるからである。

本来、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時において、現像剤循環のバランスを定常状態における現像剤循環と同等にする。そのためには、前記第１実施形態のように、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止までの全ての時刻において以下の通りである。現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の回転速度の比率αを定常状態の比率αと等しくすれば良い。

しかし、実際には、図13の実線で示す理想線Ｌｉから少しずれても現像剤循環は崩れない。一方、ＤＣ（直流）モータを現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動源にした場合、ステッピングモータとは異なり、角加速度は設定できない。

このため現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時における現像剤循環の崩れを抑制するには以下の通りである。図12（ａ）に示す本実施形態のように、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25との駆動停止信号を時刻ｔ１で発生する。時刻ｔ１から現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25が実際に停止する時刻ｔ４までにパルス波からなる第一の撹拌スクリュー25の駆動速度変更信号35を複数出力する。これにより図12（ｂ）に示すように、第一の撹拌スクリュー25を段階的に減速停止させることが出来る。

このとき、図12（ｂ）に示す点Ａ，Ｄを通る破線で示す理想線Ｌｉ（図５（ｂ）に示す第１実施形態の理想線Ｌｉ）から外れる点が出てくる。本実施形態では、図12（ｂ）に示す点Ａ，Ｄを通る破線で示す理想線Ｌｉ上から外れる点を現像剤循環が崩れない範囲に抑える。これによりコストや駆動安定性に優れたＤＣ（直流）モータを使用しつつ、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時の現像剤循環の崩れを抑制した。

本実施形態では、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時の回転速度の比率をα（Ｅ）とする。現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の定常状態の回転速度の比率αと区別する。そして、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時における図12（ｂ）に示す理想線Ｌｉからのずれを｛α（Ｅ）／α｝を用いて表すものとする。前記第１実施形態では、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時において、｛α（Ｅ）／α｝は、常に「１．０」となる。

本発明者らの鋭意検討によると、現像剤循環が大きく崩れず、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時の排出口40近傍の現像室23内の現像剤面高さｈ２が変動しない条件は、以下の通りであった。モータ７，８の駆動停止信号のうち、何れか早い方が出力される。それから、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の両方の回転速度が、それぞれ画像形成時の定常状態の回転速度の１／２以下になる。それまでの間において、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の両方の回転速度が以下の通りである。画像形成時の定常状態のときのそれぞれの回転速度以下であって、且つ前記数３式で示す条件を満たしていれば良いことが判明した。

ここで、「現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の両方の回転速度が、それぞれ画像形成時の定常状態の回転速度の１／２以下になるまでの間」としたのは以下の通りである。現像剤循環が崩れて、図２に示す現像スリーブ28に対向する規制ブレード29の裏側に存在する現像剤量が減少したり、図３に示す排出口40から現像剤が漏れ出てしまう。このような現象は、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の回転速度が大きいときに顕著である。

現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の回転速度が小さい。このときは、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の定常状態の回転速度の比率αと、駆動停止時の回転速度の比率α（Ｅ）との比率｛α（Ｅ）／α｝が前記数３式の範囲から外れたとしても殆んど問題ない。

また、言うまでもなく最も理想的なのは前記第１実施形態のように現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時において｛α（Ｅ）／α＝１．０｝となる場合である。つまり、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の回転速度が常に画像形成時の定常状態の回転速度の比率αと同じ比率αで図５（ｂ），（ｃ）に示すように、線型的に減速していく場合である。

図14（ａ），（ｂ）を用いてより詳しく説明する。図14（ｂ）に示す点Ａ，Ｋを結んだ破線で示す理想線Ｌｉは以下の通りである。図14に示すように、現像スリーブ28が駆動停止していったときの｛α（Ｅ）／α＝１．０｝となる図５（ｂ），（ｃ）に示す前記第１実施形態の第一の撹拌スクリュー25の回転速度の変化を示す。

図14（ｂ）に示す点Ｂ，Ｋを結んだ破線で示す線Ｌ８は、｛α（Ｅ）／α＝０．７｝となる線である。図14（ｂ）に示す点Ｆ，Ｋを結んだ破線で示す線Ｌ９は、｛α（Ｅ）／α＝２．０｝となる線である。図14（ｂ）に示す破線ＧＨは、現像スリーブ28の画像形成時の定常状態の回転速度の１／２の回転速度を示す。破線ＩＪは第一の撹拌スクリュー25の画像形成時の定常状態の回転速度の１／２の回転速度を示す。

現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25のそれぞれを回転駆動するモータ７，８の駆動停止信号のうち、何れか早い方が出力される。それから、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の両方の回転速度が、それぞれ画像形成時の定常状態の回転速度の１／２以下になる。それまでの間において、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の両方の回転速度が、画像形成時の定常状態のときのそれぞれの回転速度以下である。且つ、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の定常状態の回転速度の比率αと、駆動停止時の回転速度の比率α（Ｅ）との比率｛α（Ｅ）／α｝が前記数３式に示す範囲内であれば良い。

即ち、第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時における回転速度は、図14（ｂ）に示す直線ＡＢ、直線ＢＣ、直線ＣＤ、直線ＤＥ、直線ＥＦ、直線ＦＡで囲まれた六角形ＡＢＣＤＥＦの領域38内から出ることなく、辺ＣＤＥを通過して減速停止すれば良い。

例えば、図15において第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時における回転速度の変化を示す線Ｌ１，Ｌ３は、辺ＣＤＥ以外から六角形ＡＢＣＤＥＦの領域38外へと出て減速停止される比較例３、４である。線Ｌ２は、一旦、辺ＣＤＥ以外から六角形ＡＢＣＤＥＦの領域38外へと出た後、再び、六角形ＡＢＣＤＥＦの領域38内に入り、辺ＣＤＥを通過して減速停止される比較例５である。図15に示す線Ｌ１〜Ｌ３は、何れも上記条件を満たしておらず、何れも第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時において大きく現像剤循環が崩れてしまう。

また、図６に示した比較例１と、図７に示した比較例２についても、図16（ｂ）及び図17（ｂ）にそれぞれ示すように、線Ｌ６は、辺ＣＤＥ以外から六角形ＡＢＣＤＥＦの領域38外へと出て減速停止される。線Ｌ７は、一旦、辺ＣＤＥ以外から六角形ＡＢＣＤＥＦの領域38外へと出た後、点Ｅを通過して減速停止される。このため上記条件を満たしていない。

ここで、図16（ｃ）及び図17（ｃ）に示す時刻ｔｓｃは、第一の撹拌スクリュー25が画像形成時の定常状態の回転速度の１／２の回転速度となる時刻である。また、時刻ｔｓｌは、現像スリーブ28が画像形成時の定常状態の回転速度の１／２の回転速度となる時刻である。

従って、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25のそれぞれを回転駆動するモータ７，８の駆動停止信号のうち、何れか早い方が出力される。それから、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の両方の回転速度が、それぞれ画像形成時の定常状態の回転速度の１／２の回転速度以下になるまでの間、とは以下の通りである。図16（ｃ）で示す比較例１では、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25との駆動停止信号を発生した時刻ｔ１から時刻ｔｓｌまでの間である。また、図17（ｃ）で示す比較例２では、現像スリーブ28の駆動停止信号を発生した時刻ｔ１から時刻ｔｓｃまでの間である。

従って、図16（ｃ）で示す比較例１において、時刻ｔ１から時刻ｔｓｌまでの間では、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の定常状態の回転速度の比率αと、駆動停止時の回転速度の比率α（Ｅ）との比率｛α（Ｅ）／α｝が以下の通りである。曲線ＯＱ間で０．７以下となっており、前記数３式に示す条件を満たしていない。

また、図17（ｃ）で示す比較例２において、時刻ｔ１から時刻ｔｓｃまでの間では、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の定常状態の回転速度の比率αと、駆動停止時の回転速度の比率α（Ｅ）との比率｛α（Ｅ）／α｝が以下の通りである。折れ曲線ＱＯＲ間で２．０以上となっており、前記数３式に示す条件を満たしていない。

一方、図18において第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時における回転速度の変化を示す線Ｌ４，Ｌ５は、何れも六角形ＡＢＣＤＥＦの領域38内から出ることなく、辺ＣＤＥを通過して減速停止する上記数３式に示す条件を満たしている。

本実施形態においても、図12（ｂ）に示すように、第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時における回転速度の変化を示す階段状の線Ｌ10も以下の通りである。六角形ＡＢＣＤＥＦの領域38内から出ることなく、辺ＣＤＥを通過して減速停止する前記数３式に示す条件を満たしている。

尚、現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25が定常状態の回転速度の１／２の回転速度以下になる領域では以下の通りである。図18に示す線Ｌ５のように基本的に上記数３式に示す条件を満たさなくても良い。それは、現像スリーブ28及び第一の撹拌スクリュー25の回転速度が小さい。このため現像剤循環に大きな影響を及ぼさない。しかし、図19に示す線Ｌ８のように著しく上記数３式に示す範囲から逸脱するときは少なからず現像剤循環に影響を及ぼす可能性がある。

従って、より好ましくは、現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止信号のうち、何れか早い方が出力される。それから、実際に現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の両方が停止するまでの現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の駆動停止時の回転数の比率β（Ｅ）が以下の通りである。定常状態における現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の回転数の比率βに対して前記数４式の範囲であれば良い。ここで、駆動停止時の現像スリーブ28の回転数と、第一の撹拌スクリュー25の回転数とは、それぞれ図20及び図21に示す斜線領域41，42の面積で示される。

また、本実施形態では、図12（ｂ）に示すように、第一の撹拌スクリュー25を段階的に減速停止させることで、駆動停止時の現像剤循環のバランスの崩れを抑制した。他に、現像スリーブ28を段階的に減速停止しても良い。現像スリーブ28と第一の撹拌スクリュー25の両方を段階的に減速停止させることにより駆動停止時の現像剤循環のバランスの崩れを抑制しても良い。

＜実験結果＞
次に、図22を用いて本実施形態における現像剤の排出特性の実験結果について説明する。図22は、本実施形態における現像剤の排出特性を示す図である。図22は図４に示す現像スリーブ28の表面に担持させる現像剤のコーティング不良が発生する限界点となる現像剤量ｃと、現像剤量の下限点となる最小の現像剤量ａとの関係について示す。

図22に示すように、本実施形態では、現像スリーブ28の表面に担持させる現像剤のコーティング不良が発生する限界点となる現像剤量ｃと、現像剤量の下限点となる最小の現像剤量ａは以下の通りである。図９のように連続動作時と間欠動作時とで等しいわけではなく、５ｇ分だけずれている。

図９の矢印で示す約８０ｇの現像剤量変化分となる程ではないものの、本実施形態では、連続動作時の最小の現像剤量ａが３５５ｇで、間欠動作時の最小の現像剤量ａが３５０ｇである。連続動作時と間欠動作時の現像スリーブ28の表面に担持させる現像剤のコーティング不良が発生する限界点となる現像剤量ｃが２７５ｇでどちらも略等しい。

従って、本実施形態においても連続動作と間欠動作の切り替え時においても現像スリーブ28の表面に担持させる現像剤のコーティング不良のロバスト性の悪化分は、わずか５ｇ（＝３５５ｇ−３５０ｇ）である。これにより図22の矢印で示す約７５ｇの現像剤量変化分となり、現像スリーブ28の表面に担持させる現像剤のコーティング不良のロバスト性を確保することが出来る。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。

７ …モータ（第一の駆動手段）
８ …モータ（第二の駆動手段）
25 …第一の撹拌スクリュー（第一の撹拌部材）
28 …現像スリーブ（現像剤担持体）

Claims (6)

1. トナーと磁性粒子とを有する現像剤を収容する現像容器と、
   前記現像容器の開口部に対向して回転可能に配置された現像剤担持体と、
   前記現像容器内の現像剤を撹拌し前記現像剤担持体へと供給する撹拌部材と、
   前記現像剤担持体を駆動する第一の駆動手段と、
   前記撹拌部材を駆動する第二の駆動手段と、
   を有する現像装置において、
   前記第一の駆動手段の停止信号と、前記第二の駆動手段の停止信号のうち、何れか早い方が出力されてから、前記現像剤担持体と前記撹拌部材の両方の回転速度が、それぞれ画像形成時の定常状態の回転速度の１／２以下になるまでの間において、前記現像剤担持体の回転速度と、前記撹拌部材の回転速度との比率α（Ｅ）が、画像形成時の定常状態における前記現像剤担持体の回転速度と、前記撹拌部材の回転速度との比率αに対して、
   ０．７＜α（Ｅ）／α＜２．０
   を満たすことを特徴とする現像装置。
2. 前記現像容器は、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第一の現像剤の収容室と、現像剤を収容すると共に前記現像剤担持体から現像剤を回収する第二の現像剤の収容室とからなり、
   前記撹拌部材は、前記第一及び第二の現像剤の収容室内にそれぞれ設けられ、現像剤を撹拌搬送すると共に、前記第一及び第二の現像剤の収容室の間で現像剤の循環を行う第一及び第二の撹拌部材からなることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記第一の現像剤の収容室には、トナーと磁性粒子とを有する現像剤の補給に伴う余剰現像剤を現像剤面の上昇によって排出する排出口を備えることを特徴とする請求項２の記載の現像装置。
4. 前記第一の駆動手段の停止信号と、前記第二の駆動手段の停止信号のうち、何れか早い方が出力されてから、実際に前記現像剤担持体と、前記撹拌部材の両方が停止するまでの前記現像剤担持体の回転数と、前記撹拌部材の回転数との比率β（Ｅ）が、画像形成時の定常状態における前記現像剤担持体の回転数と、前記撹拌部材の回転数との比率βに対して、
   ０．７＜β（Ｅ）／β＜１．５
   を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記第一の駆動手段及び前記第二の駆動手段の少なくとも一方の停止信号が出力されてから、段階的に前記現像剤担持体及び前記撹拌部材の少なくとも一方の目標回転速度を変更することにより、前記現像剤担持体及び前記撹拌部材を減速停止することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置と、
   静電潜像を担持する像担持体と、
   を有し、
   前記現像装置により前記像担持体に担持された静電潜像に現像剤を供給して画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

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