JP6337824B2 - 現像装置、画像形成装置、現像装置制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置、画像形成装置および現像装置制御方法に関する。

一般に、電子写真方式の画像形成装置に搭載される現像装置において、現像剤担持体の表面に形成される現像剤の層厚が、層厚制限部によって制限される。前記層厚制限部は、ドクターブレードまたは規制ブレードなどと称される。

また、前記現像剤担持体が、前記トナーおよびキャリアを含む二成分現像剤を担持する場合がある。例えば、前記現像装置が、前記二成分現像剤を担持して回転する前記現像剤担持体と、前記現像剤担持体から供給される前記トナーを担持するトナー担持体とを備える場合がある。この場合、前記トナー担持体は、静電潜像が形成された像担持体に前記トナーを供給することにより、前記静電潜像を前記トナーによって現像する。この現像方式はタッチダウン現像またはインタラクティブタッチダウン現像などと称される。

前記現像装置において、前記現像剤担持体から離脱した多くの前記トナーまたは前記キャリアが前記層厚制限部の表面に堆積または付着する場合がある。前記層厚制限部に堆積した前記トナーは、前記層厚制限部から前記像担持体へ転移しやすく、画質に悪影響を及ぼすおそれがある。また、前記トナーを含む現像剤が前記層厚制限部の先端面に付着すると、前記現像剤担持体の外周面に形成される前記二成分現像剤の層が薄くなる。その結果、画質が悪化する。

また、前記層厚制限部に堆積した前記トナーを除去するために、前記二成分現像剤を担持する前記現像剤担持体を現像時の回転方向の逆方向へ回転させることが知られている（例えば特許文献１参照）。この場合、前記現像剤担持体の表面において前記二成分現像剤が形成する磁気ブラシが、前記層厚制限部に堆積した前記トナーを擦り落とす。

特開２００９−２５８２７６号公報

しかしながら、前記現像装置において、前記層厚制限部に堆積または付着した前記トナーなどの現像剤を除去する性能をより高めることが望まれている。

本発明の目的は、現像剤担持体の表面に形成される二成分現像剤の層厚を制限する層厚制限部から現像剤を除去する性能の高い現像装置、画像形成装置及び現像装置制御方法を提供することである。

本発明の一の局面に係る現像装置は、トナー担持体と、現像剤担持体と、層厚制限部と、回転制御部と、現像剤担持体差分電圧制御部とを備える。前記トナー担持体は、トナーを外周面に担持して回転することによって像担持体に形成された静電潜像を前記トナーによって現像する回転体である。前記現像剤担持体は、前記トナーおよびキャリアを含む二成分現像剤を外周面に担持して第１回転方向へ回転することによって前記トナー担持体に前記トナーを供給する回転体である。前記層厚制限部は、前記現像剤担持体が担持する前記二成分現像剤の層厚を制限する。前記層厚制限部は、前記現像剤担持体の外周における前記現像剤担持体に対向する位置よりも前記第１回転方向の上流側の位置において前記現像剤担持体に対して隙間を隔てて設けられる。前記回転制御部は、現像が行われないときに、前記現像剤担持体を前記第１回転方向へ回転させた後に、前記第１回転方向の反対の第２回転方向へ回転させる。前記現像剤担持体差分電圧制御部は、非現像正回転状態において、現像剤担持体差分電圧を前記現像が行われるときの現像剤担持体標準電圧よりも小さな電圧に設定する。前記非現像正回転状態は、前記現像が行われないときに前記現像剤担持体が前記第１回転方向へ回転する状態である。前記現像剤担持体差分電圧は、前記トナー担持体と前記現像剤担持体との間に印加されるバイアス電圧における前記トナー担持体の電位を基準にした前記現像剤担持体の電圧である。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、像担持体と、本発明の一の局面に係る前記現像装置と、転写部とを備える。前記像担持体は、表面に静電潜像が形成される部材である。前記転写部は、前記像担持体に形成された前記トナーの像をシート材に転写する。

本発明の他の局面に係る現像装置制御方法は、以下に示される各工程を含む。第１工程は、現像が行われないときに、前記現像剤担持体を前記第１回転方向へ回転させた後に、前記第１回転方向の反対の第２回転方向へ回転させる工程である。第２工程は、前記非現像正回転状態において、前記現像剤担持体差分電圧を前記現像が行われるときの電圧よりも小さな電圧に設定する工程である。

本発明によれば、現像剤担持体の表面に形成される二成分現像剤の層厚を制限する層厚制限部から現像剤を除去する性能の高い現像装置、画像形成装置及び現像装置制御方法を提供すること可能になる。

図１は、実施形態に係る現像装置を含む画像形成装置の構成図である。 図２は、実施形態に係る現像装置の主要部の構成図である。 図３は、実施形態に係る現像装置における制御関連部のブロック図である。 図４は、実施形態に係る現像装置における非現像時作動制御の手順の一例を示すフローチャートである。 図５は、実施形態に係る現像装置の非現像時における正回転動作状態を表す図である。 図６は、実施形態に係る現像装置の非現像時における逆回転動作状態を表す図である。 図７は、現像装置の回転スリーブが逆回転するときの現像ローラーの電位を基準にした回転スリーブの電圧と回転スリーブによる現像剤の搬送量との関係を表す実験結果のグラフである。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格を有さない。

［画像形成装置１０の構成］
まず、図１を参照しつつ、実施形態に係る現像装置４３を含む画像形成装置１０の構成について説明する。画像形成装置１０は、電子写真方式の画像形成装置である。

図１が示すように、画像形成装置１０は、筐体１００内にシート供給部２、シート搬送部３、トナー補給部４０、画像形成部４、光走査部５および定着部６などを備える。さらに、画像形成装置１０は、現像装置４３の一部でもある制御部８および操作表示部８０を備える。

図１に示される画像形成装置１０は、タンデム型画像形成装置であり、カラープリンターである。そのため、画像形成部４は、中間転写ベルト４８および二次転写装置４９をさらに備える。

また、画像形成部４は、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色に対応した複数の単色画像形成部４ｘを備える。さらに、画像形成装置１０は、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色のトナー９１を現像装置４３各々に供給する複数のトナー補給部４０を備える。

なお、画像形成装置１０は、例えば、プリンター、コピー機、ファクシミリーまたは複合機などである。前記複合機は、前記プリンターの機能および前記コピー機の機能などを併せ持つ。

シート供給部２は、シート受部２１およびシート送出部２２を備えている。シート受部２１は、複数のシート材９を重ねて載置可能に構成されている。シート材９は、紙、コート紙、ハガキ、封筒、およびＯＨＰシートなどのシート状の画像形成媒体である。

シート送出部２２は、シート材９に接して回転することによりシート材９をシート受部２１から搬送路３０へ向けて送り出す。

シート搬送部３は、レジストローラー３１、搬送ローラー３２および排出ローラー３３などを備える。レジストローラー３１および搬送ローラー３２が、シート供給部２から供給されるシート材９を画像形成部４の二次転写装置４９へ向けて搬送する。さらに、排出ローラー３３が画像形成後のシート材９を搬送路３０の排出口から排出トレイ１０１上へ排出する。

中間転写ベルト４８は、環状に形成された無端の帯状部材である。中間転写ベルト４８は、２つのローラーに架け渡された状態で回転する。画像形成部４において、単色画像形成部４ｘ各々は、回転する中間転写ベルト４８の表面に各色の画像を形成する。これにより、各色の画像が重ねられたカラー画像が中間転写ベルト４８に形成される。

二次転写装置４９は、中間転写ベルト４８に形成されたトナー像をシート材９に転写する。二次クリーニング装置４８０は、中間転写ベルト４８における二次転写装置４９を経た後の部分に残存するトナーを除去する。

単色画像形成部４ｘ各々は、前記トナー像を担持する感光ドラム４１、帯電装置４２、現像装置４３、一次転写装置４５および一次クリーニング装置４７などを備える。帯電装置４２、現像装置４３、一次転写装置４５および一次クリーニング装置４７は、それぞれ異なる方向から感光ドラム４１に対向する状態で配置されている。なお、感光ドラム４１は、回転しつつ前記トナー像を担持する像担持体の一例である。

感光ドラム４１各々は、中間転写ベルト４８の周速度（移動速度）に応じた周速度で回転する。例えば、感光ドラム４１が有機感光体であることが考えられる。また、感光ドラム４１がアモルファスシリコン感光体であることも考えられる。

単色画像形成部４ｘ各々において、感光ドラム４１が回転し、帯電装置４２が感光ドラム４１の表面を一様に帯電させる。さらに、光走査部５がレーザー光を走査することにより帯電した感光ドラム４１の表面に静電潜像を書き込む。現像装置４３は、感光ドラム４１にトナー９１を供給することにより、前記静電潜像を現像する。

現像装置４３は、トナー９１およびキャリア９２を含む二成分現像剤９０を撹拌することによってトナー９１を帯電させ、帯電したトナー９１を感光ドラム４１に供給する。これにより、感光ドラム４１の表面に形成された前記静電潜像が、前記トナー像として顕像化する。

キャリア９２は、磁性を有する粒状物である。例えば、キャリア９２が、粒状の磁性体およびその磁性体の表面にコーティングされたエポキシ樹脂などの合成樹脂被膜とを含む粒状体であることが考えられる。

一次転写装置４５は、感光ドラム４１表面における前記トナー像を、感光ドラム４１表面に沿って移動中の中間転写ベルト４８に転写する。さらに、一次クリーニング装置４７が、感光ドラム４１表面に残存するトナー９１を除去する。

二次転写装置４９は、中間転写ベルト４８の表面に転写された画像である前記トナー像を、搬送路３０を移動中のシート材９に対して転写する。なお、一次転写装置４５および二次転写装置４９は、感光ドラム４１に形成されたトナー９１の像をシート材９に転写する転写部の一例である。

定着部６は、シート材９上に前記トナー像を加熱によって定着させる装置である。定着部６は、加熱ローラー６１および加圧ローラー６２を備える。

加熱ローラー６１は、ヒーター６１１を内包し、加熱された状態で搬送路３０を移動中のシート材９に接して回転する。加熱ローラー６１および加圧ローラー６２は、それらの間に画像が形成されたシート材９を挟み込みつつ後工程へ送り出す。これにより、定着部６は、シート材９上の前記トナー像を加熱し、シート材９上に画像を定着させる。

操作表示部８０は、例えばタッチパネルおよび操作ボタンなどを含む操作入力部であるとともに、液晶表示パネルおよび通知ランプなどを含む表示部でもある。操作表示部８０は、画像形成装置１０における各種の操作メニューおよび動作状況などを表示するとともに、処理の開始操作および動作条件の設定操作を受け付ける。

制御部８は、画像形成装置１０が備える各種の機器を制御する。例えば、制御部８は、現像装置４３の作動および停止を制御する。本実施形態において、制御部８における少なくとも現像装置４３の駆動系およびその他の電気機器を制御する部分は、現像装置４３の一部を成している。

［現像装置４３の構成］
次に、図２，３を参照しつつ現像装置４３の構成にすいて説明する。図２が示すように、現像装置４３は、現像槽４３００、現像ローラー４３０、回転スリーブ４３１、磁石４３２、ブレード４３４および撹拌機構４３５などを備える。磁石４３２および磁石４３２を内包する回転スリーブ４３１は、磁気ローラー４３３を構成している。回転スリーブ４３１は非磁性体である。

また、図３が示すように、制御部８は、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）８１、記憶部８２、回転制御部８３、第１電圧印加制御部８４および第２電圧印加制御部８５などを備える。

現像槽４３００は、二成分現像剤９０を収容する容器である。現像ローラー４３０および回転スリーブ４３１は回転可能に支持されている。回転スリーブ４３１および撹拌機構４３５は、現像槽４３００内に設けられている。

撹拌機構４３５は、現像槽４３００内で回転することによって二成分現像剤９０を撹拌する機構である。トナー９１は撹拌されることによって帯電する。

回転スリーブ４３１は、撹拌された二成分現像剤９０を担持しつつ回転する回転体である。回転スリーブ４３１は、二成分現像剤９０の担持しつつ第１回転方向Ｒ１へ回転する。これにより、回転スリーブ４３１は、下方の第１位置Ｐ１で担持した二成分現像剤９０を、現像ローラー４３０に対向する第２位置Ｐ２を経て第３位置Ｐ３まで搬送する。

回転スリーブ４３１は、担持した二成分現像剤９０のうちのトナー９１を第２位置Ｐ２において現像ローラー４３０に供給する。即ち、回転スリーブ４３１は、トナー９１およびキャリア９２を含む二成分現像剤９０を外周面に担持して第１回転方向Ｒ１へ回転することによって第２位置Ｐ２で現像ローラーにトナー９１を供給する。回転スリーブ４３１は現像剤担持体の一例である。

現像ローラー４３０は、回転スリーブ４３１から供給されたトナー９１を外周面に担持して回転する。これにより、現像ローラー４３０は、感光ドラム４１の外周面における前記静電潜像の部分にトナー９１を供給する。これにより、前記静電潜像が前記トナー像として現像される。

即ち、現像ローラー４３０は、トナー９１を外周面に担持して回転することによって感光ドラム４１に形成された前記静電潜像を前記トナーによって現像するトナー担持体の一例である。なお、感光ドラム４１は、表面に前記静電潜像が形成される像担持体の一例である。

回転スリーブ４３１は、内包する複数の磁石４３２の磁気によってキャリア９２を第１位置Ｐ１から第３位置Ｐ３まで吸着保持する。例えば、回転スリーブ４３１は、下方の位置から第１回転方向Ｒ１に沿って順に並ぶ第１磁石４３２１、第２磁石４３２２、第３磁石４３２３および第４磁石４３２４を含む。第３磁石４３２３は、現像ローラー４３０に対向する位置に設けられている。

第１磁石４３２１および第３磁石４３２３が同極性の磁石であり、第２磁石４３２２および第４磁石４３２４が同極性の磁石である。これら複数の磁石４３２が形成する磁界が、キャリア９２をその周囲に付着したトナー９１とともに回転スリーブ４３１の外周面に付着させる。

回転スリーブ４３１に付着した複数のキャリア９２は、前記磁界の作用により、回転スリーブ４３１の外周面から起立した状態で連なる磁気ブラシ９０Ｂを形成する（図５参照）。磁気ブラシ９０Ｂは、第２位置Ｐ２において現像ローラー４３０の外周面に接触する。

現像装置４３は、現像ローラー４３０と回転スリーブ４３１との間にバイアス電圧を印加するバイアス印加部７２を備える。以下の説明において、前記バイアス電圧における現像ローラー４３０の電位を基準にした回転スリーブ４３１の電圧のことを第１差分電圧ΔＶ１と称する。なお、第１差分電圧ΔＶ１は、現像剤担持体差分電圧に相当する。

現像が行われる場合、バイアス印加部７２は、第１差分電圧ΔＶ１がトナー９１の帯電極性に対して同極性となる前記バイアス電圧を、現像ローラー４３０と回転スリーブ４３１との間に印加する。以下、前記現像が行われるときに設定される第１差分電圧ΔＶ１のことを第１標準電圧Ｖ１０と称する。なお、第１標準電圧Ｖ１０は、現像剤担持体標準電圧に相当する。

また、キャリア９２も、摩擦帯電によってトナー９１の帯電極性に対して逆極性に帯電する。接地電位を基準にした回転スリーブ４３１の電圧Ｖｍは、キャリア９２の帯電極性に対して逆極性の電圧である。

例えば、トナー９１の帯電極性がプラスである場合、第１差分電圧ΔＶ１がプラスとなる前記バイアス電圧が、現像ローラー４３０と回転スリーブ４３１との間に印加される。また、トナー９１の帯電極性がプラスである場合、キャリア９２の帯電極性がマイナスである。従って、前記接地電位を基準にした回転スリーブ４３１の電圧Ｖｍの極性はプラスである。

現像ローラー４３０との間の第１差分電圧ΔＶ１の作用により、回転スリーブ４３１表面に形成された磁気ブラシ９０Ｂにおける帯電したトナー９１のみが、現像ローラー４３０へ移行する。さらに、現像ローラー４３０表面のトナー９１は、現像ローラー４３０と感光ドラム４１上の前記静電潜像の部分との間の電位差によって現像ローラー４３０から感光ドラム４１の前記静電潜像へ飛翔する。

回転スリーブ４３１および現像ローラー４３０を備える現像装置４３は、いわゆるインタラクティブタッチダウン方式によって感光ドラム４１表面の前記静電潜像を現像する装置である。

ブレード４３４は、回転スリーブ４３１の外周における第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間の第４位置Ｐ４において、回転スリーブ４３１に対して隙間を隔てて設けられている。これにより、ブレード４３４は、回転スリーブ４３１が担持する二成分現像剤９０の層厚を制限する。ブレード４３４は、層厚制限部の一例である。なお、第４位置Ｐ４は、回転スリーブ４３１の外周における現像ローラー４３０に対向する第２位置Ｐ２よりも第１回転方向Ｒ１の上流側の位置である。

本実施形態におけるブレード４３４は、非磁性体である第１プレート４３４１と、磁性体である第２プレート４３４２とが重ね合わされた積層構造を有する。例えば、ブレード４３４が、２種の金属部材が圧延により接合されたクラッド材であることが考えられる。また、第１プレート４３４１が、第２プレート４３４２よりも大きな厚みで形成されていることが考えられる。ブレード４３４がこのような積層構造を有することにより、ブレード４３４の十分な強度を確保しつつ、薄い前記磁性体に集中した磁力線によって現像剤９０の層を均一化できるという効果が得られる。

例えば、第１プレート４３４１がアルマイトを主成分とする板状部材であることが考えられる。また、第２プレート４３４２がステンレスを主成分とする板状部材であることが考えられる。図５などが示す例では、第１プレート４３４１が、第２プレート４３４２よりも第１回転方向Ｒ１の下流側に位置する。

制御部８のＭＰＵ８１は、予め記憶部８２に記憶された制御プログラムを実行することによって画像形成装置１０の各機器を統括的に制御するプロセッサーである。記憶部８２は、前記制御プログラムおよびその他の情報を記憶する不揮発性の情報記憶媒体である。

なお、制御部８は、前記制御プログラムを一時記憶するＲＡＭなどの不図示の揮発性記憶部も備える。前記揮発性記憶部は、ＭＰＵ８１が実行中の前記制御プログラムを一時記憶する。

回転制御部８３は、現像装置４３が備える回転駆動機構７１の動作を制御する。回転駆動機構７１は、現像ローラー４３０、回転スリーブ４３１および撹拌機構４３５などを回転駆動するモーターおよびギア機構などを含む。

回転制御部８３は、前記現像が行われるときに、回転駆動機構７１を通じて回転スリーブ４３１を予め設定された速度で第１回転方向Ｒ１へ回転させる。その際、回転駆動機構７１は、現像ローラー４３０、回転スリーブ４３１および撹拌機構４３５を連動して回転させる。さらに、回転駆動機構７１は、それらに連動して感光ドラム４１も回転させる。

第１電圧印加制御部８４は、バイアス印加部７２を制御する。なお、本実施形態における現像装置４３は、制御スイッチ７３およびそれを制御する第２電圧印加制御部８５も備えるが、これらについては後述する。

ところで、電子写真方式の現像装置４３において、回転スリーブ４３１から離脱した多くのトナー９１またはキャリア９２がブレード４３４の表面に堆積または付着する場合がある。ブレード４３４に堆積したトナー９１は、ブレード４３４から感光ドラム４１へ転移しやすく、画質に悪影響を及ぼすおそれがある。また、トナー９１またはキャリア９２を含む現像剤がブレード４３４の先端面に付着すると、回転スリーブ４３１の外周面に形成される二成分現像剤９０の層が薄くなる。その結果、画質が悪化する。

実験によれば、第１プレート４３４１および第２プレート４３４２を含む積層構造のブレード４３４が採用される場合、トナー９１またはキャリア９２を含む前記現像剤がブレード４３４の先端面に付着しやすい。この場合、前記現像剤が、第１プレート４３４１と第２プレート４３４２との境界の位置から成長するようにしてブレード４３４の先端面に付着する。

例えば、アルマイトを主成分とする第１プレート４３４１と、ステンレスを主成分とする第２プレート４３４２とを有するブレード４３４の先端面において、前記現像剤が、２つのプレートの境界の位置から第２プレート４３４２側へ成長するように付着する。

また、ブレード４３４に堆積したトナー９１を除去するために、二成分現像剤９０を担持する回転スリーブ４３１を現像時の回転方向の逆方向へ回転させることが知られている。この場合、回転スリーブ４３１の表面において二成分現像剤９０が形成する磁気ブラシが、ブレード４３４に堆積したトナー９１を擦り落とす。

しかしながら、ブレード４３４に堆積または付着したトナー９１またはキャリア９２を含む前記現像剤を除去する性能をより高めることが望まれている。現像装置４３が採用されれば、ブレード４３４に堆積または付着したトナー９１またはキャリア９２を含む現像剤を効率的に除去することができる。以下、その詳細について説明する。

現像装置４３において、制御部８は、現像が行われないときに回転スリーブ４３１を回転させる非現像時作動制御を行う。前記非現像時作動制御は、ブレード４３４に堆積したトナー９１を除去するために行われる。

回転駆動機構７１および制御部８の回転制御部８３は、前記非現像時作動制御の実現のために、回転スリーブ４３１を第１回転方向Ｒ１へ回転させることができるとともに、回転スリーブ４３１を第１回転方向Ｒ１の反対の第２回転方向Ｒ２へ回転させることができる。

以下の説明において、回転スリーブ４３１が第１回転方向Ｒ１へ回転することを正回転と称し、回転スリーブ４３１が第２回転方向Ｒ２へ回転することを逆回転と称しする

例えば、回転駆動機構７１が備える前記モーターが、回転制御部８３からの制御信号に従って、正回転および逆回転が可能なサーボモーターであることが考えられる。また、回転駆動機構７１が、回転制御部８３からの制御信号に従って、前記モーターから現像ローラー４３０および感光ドラム４１へ回転力を伝達する連結状態と前記回転力の伝達を解除する非連結状態とに切り替わるクラッチを備えることも考えられる。

前記クラッチが前記非連結状態に切り替えられることにより、現像ローラー４３０および感光ドラム４１が停止した状態で、回転スリーブ４３１を回転させることが可能である。

図３が示すように、現像装置４３は、制御スイッチ７３を備える。さらに、現像装置４３の制御部８は、制御スイッチ７３を制御する第２電圧印加制御部８５を備える。

制御スイッチ７３および第２電圧印加制御部８５は、後述する非現像時作動制御のために設けられた構成要素である。

制御スイッチ７３は、ブレード４３４に対する電圧の印加状態を切り替え可能なスイッチである。より具体的には、制御スイッチ７３は、入力される選択信号Ｃｔｓに従って、ブレード４３４を接地部に対して電気的に接続する接地状態と、ブレード４３４を回転スリーブ４３１に対して電気的に接続する非接地状態とに切り替わる。

第２電圧印加制御部８５は、制御スイッチ７３を前記接地状態および前記非接地状態の一方に切り替える選択信号Ｃｔｓを出力する。第２電圧印加制御部８５は、前記現像が行われるときには、選択信号Ｃｔｓの出力によって制御スイッチ７３を前記非接地状態にする。

従って、前記現像が行われるときにおける回転スリーブ４３１の電位を基準にしたブレード４３４の電圧が０Ｖとなる。以下の説明において、回転スリーブ４３１の電位を基準にしたブレード４３４の電圧のことを第２差分電圧ΔＶ２と称する。また、前記現像が行われるときに設定される第２差分電圧ΔＶ２のことを第２標準電圧Ｖ２０と称する。なお、第２差分電圧ΔＶ２は、層厚制限部差分電圧に相当する。また、第２標準電圧Ｖ２０は層厚制限部標準電圧に相当する。

［前記非現像時作動制御］
続いて、図４が示すフローチャートを参照しつつ、前記非現像時作動制御の手順の一例について説明する。以下の説明において、Ｓ１，Ｓ２，…は、制御部８が実行する各工程の識別符号を表す。

前記非現像時作動制御が開始するタイミングの一例は、画像形成装置１０が起動した場合における画像形成処理が開始する前の期間である。また、画像形成部４による前記画像形成処理が終了してから省電力モードへ移行するまでの期間に、前記非現像時作動制御が開始されることも考えられる。

前記非現像時作動制御において、まず、以下に示される工程Ｓ１〜Ｓ４の処理が実行される。図５は、工程Ｓ１〜Ｓ４の処理が実行されるときの現像装置４３の動作状態を表す。なお、工程Ｓ１〜Ｓ３の処理は、概ね同時に実行されればよく、それらの実行順序は問わない。

＜工程Ｓ１＞
前記非現像時作動制御において、第１電圧印加制御部８４が、第１差分電圧ΔＶ１を前記現像が行われるときの電圧である第１標準電圧Ｖ１０よりも小さな電圧Ｖ１１に設定する。例えば、第１標準電圧Ｖ１０が３００Ｖ〜４００Ｖ程度である場合に、電圧Ｖ１１が０Ｖ〜７０Ｖ程度であることが考えられる。

図５が示す例では、第１電圧印加制御部８４は、接地部７ｇの電位を基準にした現像ローラー４３０の電圧を標準現像電圧Ｖｄに設定し、接地部７ｇの電位を基準にした回転スリーブ４３１の電圧を電圧Ｖｍ１に設定する。なお、接地部７ｇの電位は前記接地電位である。

標準現像電圧Ｖｄは、前記現像が行われるときに現像ローラー４３０に印加される電圧である。一方、電圧Ｖｍ１は、前記現像が行われるときに回転スリーブ４３１に印加される標準スリーブ電圧Ｖｍ０よりも０Ｖに近い電圧である。

例えば、トナー９１の帯電極性がプラスである場合、標準現像電圧Ｖｄが６０Ｖ〜１２０Ｖ程度であり、標準スリーブ電圧Ｖｍ０が４２０Ｖから４８０Ｖ程度であることが考えられる。この場合、電圧Ｖｍ１が６０Ｖ〜１７０Ｖ程度に設定されることにより、電圧Ｖ１１が０Ｖ〜７０Ｖ程度に設定されることが考えられる。

＜工程Ｓ２＞
さらに、第２電圧印加制御部８５が、第２差分電圧ΔＶ２を前記現像が行われるときの電圧である第２標準電圧Ｖ２０に設定する。例えば、第２標準電圧Ｖ２０が０Ｖであることが考えられる。

本実施形態において、第２標準電圧Ｖ２０は０Ｖである。工程Ｓ２において、第２電圧印加制御部８５は、選択信号Ｃｔｓによって制御スイッチ７３を前記非接地状態にする。これにより、ブレード４３４が、キャリア９２の帯電極性に対して逆極性の電圧が印加された回転スリーブ４３１に対して電気的に接続され、第２標準電圧Ｖ２０が０Ｖになる。

＜工程Ｓ３＞
さらに、回転制御部８３が、回転スリーブ４３１を正回転させる。回転スリーブ４３１が正回転している間、第１差分電圧ΔＶ１が電圧Ｖ１１に設定されるとともに第２差分電圧ΔＶ２が第２標準電圧Ｖ２０に設定された状態が継続される。

工程Ｓ１〜Ｓ３の処理が行われることにより、前記現像が行われないときに回転スリーブ４３１が第１回転方向Ｒ１へ回転する状態となる。以下、この状態のことを非現像正回転状態と称する。図５は前記非現像正回転状態における現像装置４３を示す。

前記非現像正回転状態において、前記バイアス電圧における第１差分電圧ΔＶ１が、前記現像が行われるときの第１標準電圧Ｖ１０よりも小さな電圧Ｖ１１に設定される（Ｓ１）。この場合、回転スリーブ４３１が第１差分電圧ΔＶ１の引力によってキャリア９２を引きつける力が弱くなる。そのため、第２位置Ｐ２における磁気ブラシ９０Ｂが、前記現像が行われるときよりも現像ローラー４３０側へ寄った状態となる。

従って、多くの二成分現像剤９０が、回転スリーブ４３１と現像ローラー４３０との隙間への入口部分に滞留しやすくなる。

例えば、前記非現像正回転状態において、回転制御部８３が、回転スリーブ４３１を前記現像が行われるときの標準速度よりも速い速度で回転させることが考えられる。

＜工程Ｓ４＞
回転制御部８３は、回転スリーブ４３１が予め設定された周回数Ｎ１分だけ回転するまで前記非現像正回転状態を継続させる。周回数Ｎ１は１回より多い回数である。

例えば、回転制御部８３が、予め設定された時間の経過をカウントすることによって回転スリーブ４３１の回転回数を特定することが考えられる。また、回転制御部８３が、前記サーボモーターに出力する駆動パルス信号の発振回数をカウントすることによって回転スリーブ４３１の回転回数を特定することも考えられる。

前記非現像正回転状態における周回数Ｎ１が多いほど、より多くの二成分現像剤９０を回転スリーブ４３１と現像ローラー４３０との隙間への入口部分に滞留させることができる。また、前記非現像正回転状態における回転スリーブ４３１の回転速度が速いほど、多くの二成分現像剤９０を短時間で回転スリーブ４３１と現像ローラー４３０との隙間への入口部分に滞留させることができる。

＜工程Ｓ５＞
回転制御部８３は、前記非現像正回転状態において回転スリーブ４３１が周回数Ｎ１分だけ回転したことを検知すると、回転スリーブ４３１を停止させる。

次に、工程Ｓ６〜Ｓ９の処理が実行される。図６は、工程Ｓ６〜Ｓ９の処理が実行されるときの現像装置４３の動作状態を表す。なお、工程Ｓ６〜Ｓ８の処理は、概ね同時に実行されればよく、それらの実行順序は問わない。

＜工程Ｓ６＞
前記非現像正回転状態の終了後、第１電圧印加制御部８４が、第１差分電圧ΔＶ１を第１標準電圧Ｖ１０に設定する。

＜工程Ｓ７＞
さらに、第２電圧印加制御部８５が、第２差分電圧ΔＶ２を、キャリア９２の帯電極性と同極性であり第２標準電圧Ｖ２０よりも大きな電圧Ｖ２１に設定する。例えば、第２標準電圧Ｖ２０が標準スリーブ電圧Ｖｍ０の正負を逆にした電圧であることが考えられる。なお、ここでいう電圧の大きさは、電圧の絶対値の大きさを意味する。

本実施形態において、第２電圧印加制御部８５は、選択信号Ｃｔｓによって制御スイッチ７３を前記接地状態にする。これにより、ブレード４３４が接地部７ｇに対して電気的に接続され、第２標準電圧Ｖ２０が標準スリーブ電圧Ｖｍ０と等しくなる。ここで、標準スリーブ電圧Ｖｍ０の極性は、キャリア９２の帯電極性と逆極性である。

前述したように、トナー９１の帯電極性がプラスである場合、即ち、キャリア９２の帯電極性がマイナスである場合に、標準スリーブ電圧Ｖｍ０が４２０Ｖから４８０Ｖ程度であることが考えられる。

＜工程Ｓ８＞
さらに、回転制御部８３が、回転スリーブ４３１を逆回転させる。回転スリーブ４３１が逆回転している間、第１差分電圧ΔＶ１が第１標準電圧Ｖ１０に設定されるとともに第２差分電圧ΔＶ２が電圧Ｖ２１に設定された状態が継続される。

工程Ｓ６〜Ｓ８の処理が行われることにより、前記現像が行われないときに回転スリーブ４３１が第２回転方向Ｒ２へ回転する状態となる。以下、この状態のことを非現像逆回転状態と称する。図６は前記非現像逆回転状態における現像装置４３を示す。

＜工程Ｓ９＞
回転制御部８３は、回転スリーブ４３１が予め設定された角度θ分だけ回転するまで前記非現像逆回転状態を継続させる。角度θは、少なくとも回転スリーブ４３１の外周における第２位置Ｐ２から第４位置Ｐ４までの角度よりも大きい。例えば、角度θが１８０°から３６０°程度であることが考えられる。

回転制御部８３は、予め設定された時間の経過をカウントすること、または、前記サーボモーターに出力する駆動パルス信号の発振回数をカウントすることなどによって回転スリーブ４３１の回転角度を特定する。工程Ｓ９の後、前記非現像時作動制御が終了する。

以上に示したように、回転制御部８３は、前記現像が行われないときに、回転スリーブ４３１を第１回転方向Ｒ１へ回転させた後に、第１回転方向Ｒ１の反対の第２回転方向Ｒ２へ回転させる（工程Ｓ３，Ｓ４，Ｓ８，Ｓ９）。

また、第１電圧印加制御部８４は、前記非現像正回転状態において、現像ローラー４３０と回転スリーブ４３１との間に印加される前記バイアス電圧における第１差分電圧ΔＶ１前記現像が行われるときの第１標準電圧Ｖ１０よりも小さな電圧Ｖ１１に設定する（工程Ｓ１）。なお、第１電圧印加制御部８４は、現像剤担持体差分電圧制御部の一例である。

また、第２電圧印加制御部８５は、前記非現像逆回転状態において、第２差分電圧ΔＶ２を、キャリア９２の帯電極性と同極性であり前記現像が行われるときの第２標準電圧Ｖ２０よりも大きな電圧Ｖ２１に設定する（Ｓ７）。なお、ここでいう電圧の大きさは、電圧の絶対値の大きさを意味する。なお、第２電圧印加制御部８５は、層厚制限部差分電圧制御部の一例である。

より具体的には、第２電圧印加制御部８５は、前記非現像逆回転状態において制御スイッチ７３を前記接地状態に制御することによって第２差分電圧ΔＶ２を第２標準電圧Ｖ２０よりも大きな電圧Ｖ２１に設定する。

なお、前述したように、第２電圧印加制御部８５は、前記現像が行われるときに制御スイッチ７３を前記非接地状態に制御することによって第２差分電圧ΔＶ２を第２標準電圧Ｖ２０に設定する。本実施形態における第２標準電圧Ｖ２０は０Ｖである。

前記非現像正回転状態において第２位置Ｐ２に集まった多くの二成分現像剤９０が、前記非現像逆回転状態において、ブレード４３４に堆積したトナー９１に対してより広い範囲で接触する。これにより、ブレード４３４に堆積したトナー９１が広範囲に亘って効率的に除去される。

また、前記非現像逆回転状態において、前記バイアス電圧における第１差分電圧ΔＶ１が、前記現像が行われるときの第１標準電圧Ｖ１０に設定される（工程Ｓ６）。この場合、回転スリーブ４３１が第１差分電圧ΔＶ１の引力によってキャリア９２を引きつける力が強くなる。そのため、第４位置Ｐ４において、二成分現像剤９０がブレード４３４に堆積したトナー９１を擦り落とす力が強まる。従って、ブレード４３４に堆積したトナー９１の除去性能がより高まる。

図７は、前記非現像正回転状態における第１差分電圧ΔＶ１（横軸）と、前記非現像正回転状態から前記非現像逆回転状態への移行後における現像剤搬送量（縦軸）との関係を表す実験結果のグラフである。前記現像剤搬送量は、前記非現像正回転状態から前記非現像逆回転状態への移行後において、回転スリーブ４３１が第２位置Ｐ２から第４位置Ｐ４へ搬送する単位面積当たりの二成分現像剤９０の量である。

また、図７のグラフは、前記非現像正回転状態における回転スリーブ４３１の周回数が１回の場合と７回の場合との実験結果を示す。

図７の実験結果は、前記非現像正回転状態における回転スリーブ４３１の周回数が多い場合の方が、同周回数が少ない場合よりも前記現像剤搬送量の増量効果が高いことを示す。そのため、前記非現像時作動制御における前記非現像正回転状態において、回転スリーブ４３１を第１回転方向Ｒ１へ１周よりも多く回転させることが望ましい。例えば、前記非現像正回転状態における回転スリーブ４３１の周回数Ｎ１を２回から７回程度にすることが考えられる（図４の工程Ｓ４）。

また、前記非現像正回転状態において、回転スリーブ４３１を前記標準速度よりも速い速度で回転させることにより、多くの二成分現像剤９０を短時間で回転スリーブ４３１と現像ローラー４３０との隙間への入口部分に滞留させることができる。

さらに、図７の実験結果は、前記非現像正回転状態における第１差分電圧ΔＶ１が概ね３０Ｖ以下に設定されれば、前記現像剤搬送量の増量効果が得られることを示す。特に、前記非現像正回転状態における第１差分電圧ΔＶ１が０Ｖに設定されれば、非常に高い前記現像剤搬送量の増量効果が得られる。

例えば、前記非現像逆回転状態において、回転制御部８３が、回転スリーブ４３１を前記現像が行われるときの前記標準速度よりも遅い速度で第２回転方向Ｒ２へ回転させることが考えられる。これにより、第２位置Ｐ２において、二成分現像剤９０がブレード４３４に堆積したトナー９１をより確実に擦り落とす。例えば、前記非現像逆回転状態における回転スリーブ４３１の回転速度が、前記標準速度の２分の１の速度に設定されることなどが考えられる。

また、回転スリーブ４３１が単に逆回転しただけでは、回転スリーブ４３１の表面の二成分現像剤９０は、ブレード４３４の先端部分から受ける摩擦抵抗により、回転スリーブ４３１とブレード４３４との隙間への入口の部分で滞留してしまう。そのため、回転スリーブ４３１の表面の二成分現像剤９０が、ブレード４３４の先端面に付着した前記現像剤を擦り取る効果を期待できない。

一方、現像装置４３において、前記非現像逆回転状態における第２差分電圧ΔＶ２が、キャリア９２の帯電極性と同極性の大きな電圧Ｖ２１に設定される。この場合、第４位置Ｐ４において、回転スリーブ４３１がキャリア９２を引きつける力がより強くなる。その結果、回転スリーブ４３１の表面のキャリア９２が、摩擦抵抗に抗して回転スリーブ４３１とブレード４３４との隙間へ入り込み、ブレード４３４の先端面に付着したトナー９１を効果的に擦り取る。

また、前記非現像正回転状態において、第２電圧印加制御部８５は、第２差分電圧ΔＶ２を第２標準電圧Ｖ２０に設定する（工程Ｓ２）。本実施形態では、第２差分電圧ΔＶ２は０Ｖなどの小さな電圧である。小さな第２差分電圧ΔＶ２が設定されることにより、回転スリーブ４３１とブレード４３４との隙間を通過する現像剤９の層が電位差によって乱れる事態を回避できる。

また、現像装置４３は、第２差分電圧ΔＶ２の切り替えのための制御スイッチ７３を備え、制御スイッチ７３は、ブレード４３４を回転スリーブ４３１および接地部７ｇの一方に選択的に接続する状態に切り替わる。これにより、第２差分電圧ΔＶ２の切り替えのための新たな電源回路を設ける必要がない。

[応用例]
前記非現像時作動制御における工程Ｓ６において、第１差分電圧ΔＶ１を前記非現像正回転状態における第１差分電圧ΔＶ１である電圧Ｖ１１よりも第１標準電圧Ｖ１０に近い電圧に設定することも考えられる。即ち、前記非現像逆回転状態における第１差分電圧ΔＶ１を、前記非現像正回転状態に設定される電圧Ｖ１１よりも第１標準電圧Ｖ１０に近い電圧とすることが考えられる。この場合も、前記実施形態における効果と同様の効果が得られる。

また、前記非現像逆回転状態において、前記バイアス電圧を印加しないことも考えられる。

また、画像形成装置１０がモノクロ画像のみを形成可能な装置である場合、一次転写装置４５は、感光ドラム４１に形成されたトナー９１の像をシート材９へ直接転写する。この場合、一次転写装置４５が前記転写部の一例である。

なお、本発明に係る現像装置、画像形成装置および現像装置制御方法は、各請求項に記載された発明の範囲において、以上に示された実施形態及び応用例を自由に組み合わせること、或いは実施形態及び応用例を適宜、変形する又は一部を省略することによって構成されることも可能である。

２ ：シート供給部
３ ：シート搬送部
４ ：画像形成部
４ｘ ：単色画像形成部
５ ：光走査部
６ ：定着部
７ｇ ：接地部
８ ：制御部
９ ：シート材
１０ ：画像形成装置
２１ ：シート受部
２２ ：シート送出部
３０ ：搬送路
３１ ：レジストローラー
３２ ：搬送ローラー
３３ ：排出ローラー
４０ ：トナー補給部
４１ ：感光ドラム
４２ ：帯電装置
４３ ：現像装置
４５ ：一次転写装置（転写部）
４７ ：一次クリーニング装置
４８ ：中間転写ベルト
４９ ：二次転写装置（転写部）
６１ ：加熱ローラー
６２ ：加圧ローラー
７１ ：回転駆動機構
７２ ：バイアス印加部
７３ ：制御スイッチ
８０ ：操作表示部
８１ ：ＭＰＵ
８２ ：記憶部
８３ ：回転制御部
８４ ：第１電圧印加制御部（現像剤担持体差分電圧制御部）
８５ ：第２電圧印加制御部（層厚制限部差分電圧制御部）
９０ ：二成分現像剤
９０Ｂ ：磁気ブラシ
９１ ：トナー
９２ ：キャリア
１００ ：筐体
１０１ ：排出トレイ
４３０ ：現像ローラー（トナー担持体）
４３１ ：回転スリーブ（現像剤担持体）
４３２ ：磁石
４３３ ：磁気ローラー
４３４ ：ブレード（層厚制限部）
４３５ ：撹拌機構
４８０ ：二次クリーニング装置
６１１ ：ヒーター
４３００ ：現像槽
４３２１ ：第１磁石
４３２２ ：第２磁石
４３２３ ：第３磁石
４３２４ ：第４磁石
４３４１ ：第１プレート（非磁性体）
４３４２ ：第２プレート（磁性体）
Ｃｔｓ ：選択信号
Ｐ１ ：第１位置
Ｐ２ ：第２位置
Ｐ３ ：第３位置
Ｐ４ ：第４位置
Ｒ１ ：第１回転方向
Ｒ２ ：第２回転方向
ΔＶ１ ：第１差分電圧（現像剤担持体差分電圧）
ΔＶ２ ：第２差分電圧（層厚制限部差分電圧）
Ｖ１０ ：第１標準電圧（現像剤担持体標準電圧）
Ｖ２０ ：第２標準電圧（層厚制限部標準電圧）

Claims (5)

1. トナーを外周面に担持して回転することによって像担持体に形成された静電潜像を前記トナーによって現像するトナー担持体と、
   前記トナーおよびキャリアを含む二成分現像剤を外周面に担持して第１回転方向へ回転することによって前記トナー担持体に前記トナーを供給する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体の外周における前記現像剤担持体に対向する位置よりも前記第１回転方向の上流側の位置において前記現像剤担持体に対して隙間を隔てて設けられ、前記現像剤担持体が担持する前記二成分現像剤の層厚を制限する層厚制限部と、
   現像が行われないときに、前記現像剤担持体を前記第１回転方向へ回転させた後に、前記第１回転方向の反対の第２回転方向へ回転させる回転制御部と、
   前記現像が行われないときに前記現像剤担持体が前記第１回転方向へ回転する非現像正回転状態において、前記トナー担持体と前記現像剤担持体との間に印加されるバイアス電圧における前記トナー担持体の電位を基準にした前記現像剤担持体の電圧である現像剤担持体差分電圧を前記現像が行われるときの現像剤担持体標準電圧よりも小さな電圧に設定する現像剤担持体差分電圧制御部と、を備える現像装置。
2. 前記回転制御部は、前記非現像正回転状態において前記現像剤担持体を前記第１回転方向へ１周よりも多く回転させる、請求項１に記載の現像装置。
3. 前記回転制御部は、前記非現像正回転状態において前記現像剤担持体を前記現像が行われるときの標準速度よりも速い速度で前記第１回転方向へ回転させる、請求項１または請求項２に記載の現像装置。
4. 前記現像剤担持体差分電圧制御部は、前記現像が行われないときに前記現像剤担持体が前記第２回転方向へ回転する非現像逆回転状態において、前記現像剤担持体差分電圧を前記現像剤担持体標準電圧または前記非現像正回転状態における前記現像剤担持体差分電圧よりも前記現像剤担持体標準電圧に近い電圧に設定する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. トナーを外周面に担持して回転することによって像担持体に形成された静電潜像を前記トナーによって現像するトナー担持体と、
   前記トナーおよびキャリアを含む二成分現像剤を外周面に担持して第１回転方向へ回転することによって前記トナー担持体に前記トナーを供給する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体の外周における前記現像剤担持体に対向する位置よりも前記第１回転方向の上流側の位置において前記現像剤担持体に対して隙間を隔てて設けられ、前記現像剤担持体が担持する前記二成分現像剤の層厚を制限する層厚制限部と、を備える現像装置を制御する現像装置制御方法であって、
   現像が行われないときに、前記現像剤担持体を前記第１回転方向へ回転させた後に、前記第１回転方向の反対の第２回転方向へ回転させる工程と、
   前記現像が行われないときに前記現像剤担持体が前記第１回転方向へ回転する非現像正回転状態において、前記トナー担持体の電位を基準にした前記現像剤担持体の電圧である現像剤担持体差分電圧を前記現像が行われるときの電圧よりも小さな電圧に設定する工程と、を含む現像装置制御方法。

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