JP7255125B2 - 現像装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に用いる現像装置に関し、特に、現像ローラーと規制ブレードとの隙間への現像剤の詰まりを抑制する方法に関するものである。

従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置における現像方式としては、主として粉末の現像剤が使用され、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像を現像剤によって可視化し、その可視像（トナー像）を記録媒体上に転写した後、定着処理を行うプロセスが一般的である。

現像剤は、トナーおよび磁性キャリアから成る二成分現像剤と、非磁性或いは磁性を帯びたトナーのみから成る一成分現像剤とに大別される。磁性一成分現像剤を用いる現像方式としては、現像ローラー内部に複数の磁極を備えた固定マグネット体を配置し、磁気的担持力を利用して現像容器内のトナーを現像ローラー上に担持した後、規制ブレードを利用して層厚規制を行うことによりトナー薄層を形成し、現像位置において感光体ドラムへトナーを飛翔させる、いわゆるジャンピング一成分現像方式が知られている。

近年 省エネルギーや印字の高速化のために低融点トナーの使用が増加している。低融点トナーを用いて高温環境下で連続印字を行う場合、現像ローラーと規制ブレードとの対向部（規制部）に滞留したトナーが熱や機械的ストレスで軟化してブロッキングを起こし、規制部の隙間に穂詰まりすることがある。その結果、現像ローラー上のトナー層に乱れが生じ、出力画像に白筋やグレー筋等の縦筋が発生するという問題点があった。

そこで、例えば特許文献１、２に記載されているように、低温定着性、耐高温オフセット性および耐ブロッキング性に優れたトナーや現像システムが開発されている。また、特許文献３には、現像ローラーの両端部近傍に対向する規制ブレードの両端部の規制高さを他の部分よりも高くすることにより、現像ローラーの両端部における現像剤の圧縮化（高密度化）を軽減して現像剤の凝集化を防止する方法が開示されている。

さらに特許文献４には、現像剤担持体の内側に配置された複数の磁極を有する磁界発生手段の配置角度を、画像形成装置の使用環境や使用状況に応じて変化させることにより、画像濃度の低下や白地部かぶりによる画像品質の劣化を改良する方法が開示されている。

特開２００６－２６８０５６号公報 特開２００８－１６４９１６号公報 特開２００６－２８４８１４号公報 特開２００５－４９５７４号公報

しかしながら、特許文献１、２のようなトナーや現像システムを用いた場合や、特許文献３のような規制ブレードの両端部の規制高さを高くする構成を採用しても、規制部における現像剤の穂詰まりを十分に抑制することはできなかった。

また、特許文献４の技術は、印字中に感光体ドラムと対向する主極の位置関係を微小に変化させることにより、現像領域におけるトナーの磁気拘束力を変化させて感光体ドラム上に付着するトナー量を調整することを目的としており、規制部における低融点トナーの滞留およびブロッキングを抑制することは困難であった。

本発明は、上記問題点に鑑み、高温環境下で連続印字を行った場合でも規制部での現像剤の穂詰まりを抑制可能な現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、筐体と、現像剤担持体と、規制ブレードと、磁石部材と、を備え、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置である。筐体は、磁性を有する現像剤を収納する。現像剤担持体は、筐体に回転可能に支持され、外周面に現像剤を担持する。規制ブレードは磁性材料で形成されており、現像剤担持体に対し所定の間隔を隔てて配置され、現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する規制部を形成する。磁石部材は、現像剤担持体の内部に配置され、現像剤担持体と規制ブレードの近接部に配置される規制極を含む複数の磁極を有する。規制極は、規制部に対向する第１の位置と、画像形成時における現像剤担持体の回転方向に対し第１の位置から上流側に所定角度回転した第２の位置と、に移動可能である。現像装置は、非画像形成時に規制極を第１の位置から第２の位置に移動させた後、再び第１の位置に移動させて規制部に滞留した現像剤を除去する現像剤除去モードを実行可能である。

本発明の第１の構成によれば、非画像形成時に規制極を第１の位置から第２の位置へ移動させた後、再び第１の位置に移動させる現像剤除去モードを実行することにより、規制部付近での磁力パターンが変化する。その結果、現像剤担持体や規制ブレードと現像剤との間に作用する磁力や現像剤粒子間に作用する磁力が変動し、規制部に滞留した現像剤が流動するため、現像剤のブロッキングによる凝集や規制部の穂詰まりを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る現像装置４を備えた画像形成装置１００の概略断面図 本発明の第１実施形態に係る現像装置４の平面図および正面図 第１実施形態の現像装置４の側面断面図 第１実施形態の現像装置４における現像ローラー２５周辺の拡大図 図４における現像ローラー２５を軸方向と垂直な方向から見た断面図 画像形成装置１００に用いられる制御経路の一例を示すブロック図 第１実施形態の現像装置４における現像剤除去モードの制御例を示すフローチャート 固定マグネット体２７のＳ２極２７ｃを第１の位置から第２の位置に移動させた状態を示す現像装置４の現像ローラー２５周辺の拡大図 図８における規制部３０付近の部分拡大図 本発明の第２実施形態に係る現像装置４における現像剤除去モードの制御例を示すフローチャート

以下、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。図１は、本発明の一実施形態に係る現像装置４を備えた画像形成装置１００の概略断面図である。画像形成装置（例えばモノクロプリンター）１００では、印字動作を行う場合、画像形成装置１００内の画像形成部９において、パーソナルコンピューター（以下、パソコンという）等の上位機器（図示せず）から送信された原稿画像データに基づく静電潜像が形成され、現像装置４により静電潜像にトナーが付着されてトナー像が形成される。現像装置４へのトナーの供給はトナーコンテナ５から行われる。画像形成装置１００では、感光体ドラム１を図１において時計回り方向に回転させながら、感光体ドラム１に対する画像形成プロセスが実行される。

画像形成部９には、感光体ドラム１の回転方向（時計回り方向）に沿って、帯電装置２、露光ユニット３、現像装置４、転写ローラー６、クリーニング装置７、および除電装置（図示せず）が配設されている。感光体ドラム１は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電装置２により表面を均一に帯電させる。そして、後述する露光ユニット３からのレーザビームを受けた表面に、帯電を減衰させた静電潜像を形成する。なお、上記の感光層は、特に限定するものではないが、例えば耐久性に優れるアモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）等が好ましい。

帯電装置２は、感光体ドラム１の表面を均一に帯電させる。帯電装置２は、例えば細いワイヤー等を電極として高電圧を印加することにより放電するコロナ放電装置が用いられる。なお、コロナ放電装置に代えて、帯電ローラーに代表される帯電部材を感光体ドラム１の表面に接触させた状態で電圧を印加する接触式の帯電装置を用いても良い。露光ユニット３は、画像データに基づいて光ビーム（例えばレーザービーム）を感光体ドラム１に照射し、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。

現像装置４は、感光体ドラム１の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。なお、本実施形態では磁性トナーから成る磁性一成分現像剤（以下、トナーという）が現像装置４に収容されている。また、現像装置４の詳細については後述する。クリーニング装置７は、感光体ドラム１の長手方向（図１の紙面と垂直な方向）に線接触するクリーニングローラーやクリーニングブレード等を備えており、トナー像が用紙に移行（転写）された後に、感光体ドラム１の表面に残留したトナーを除去する。

上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム１に向けて、用紙収容部１０から用紙が用紙搬送路１１およびレジストローラー対１３を経由して所定のタイミングで画像形成部９に搬送される。転写ローラー６は、感光体ドラム１表面に形成されたトナー像を乱さずに、用紙搬送路１１を搬送されてくる用紙に移行（転写）させる。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、クリーニング装置７により感光体ドラム１表面の残留トナーが除去され、除電装置により残留電荷が除去される。

トナー像が転写された用紙は感光体ドラム１から分離され、定着装置８に搬送されて加熱および加圧されることで用紙にトナー像が定着される。定着装置８を通過した用紙は、排出ローラー対１４を通過して用紙排出部１５に排出される。

図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る現像装置４の平面図および正面図であり、図３は、第１実施形態の現像装置４の側面断面図である。なお、図２（ａ）では便宜上、上面カバーを取り外して内部が見える状態を表現している。図２および図３に示すように、ハウジング２０内はハウジング２０と一体形成された仕切壁２０ａによって、第１貯留室２１と第２貯留室２２とに区画されている。第１貯留室２１には第１攪拌スクリュー２３が、第２貯留室２２には第２攪拌スクリュー２４が配設されている。

第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４は、それぞれ支軸（回転軸）の周囲に螺旋羽根を設けた構成になっており、互いに平行な状態でハウジング２０に回転可能に軸支されている。なお、図２（ａ）に示すように、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４の軸方向であるハウジング２０の長手方向の両端部においては仕切壁２０ａが存在せず、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４間でのトナーの受け渡しが可能となっている。これにより、第１攪拌スクリュー２３は、第１貯留室２１内のトナーを攪拌しながら矢印Ｐ方向へと搬送して第２貯留室２２に搬送し、第２攪拌スクリュー２４は、第２貯留室２２に搬送されてきたトナーを攪拌しながら矢印Ｑ方向へと搬送して現像ローラー２５に供給する。

現像ローラー２５は、感光体ドラム１（図１参照）の回転に応じて回転することで、感光体ドラム１の感光層にトナーを供給する。現像ローラー２５の内部には複数の磁極を有する永久磁石から成る固定マグネット体２７が固定されている。固定マグネット体２７の磁力により現像ローラー２５の表面にトナーを付着（担持）させて磁気ブラシを形成する。現像ローラー２５は、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４と平行な状態で、ハウジング２０に回転可能に軸支されている。

規制ブレード２９は、その長手方向（図２の左右方向）が最大現像幅よりも大きく形成されており、現像ローラー２５と所定の間隔を隔てて配置されることにより、感光体ドラム１に供給するトナー量（トナー層厚）を規制する規制部３０を形成する。規制ブレード２９の材質としては、磁性体のＳＵＳ（ステンレス）等が用いられる。

第２攪拌スクリュー２４に対向する第２貯留室２２の底面には、ハウジング２０内に貯留されるトナー量を検知するトナー量検知センサー（図示せず）が設けられている。このトナー量検知センサーの検知結果に応じて、トナーコンテナ５（図１参照）に貯留されたトナーがハウジング２０の上部に設けられた現像剤供給口２０ｂを介してハウジング２０内に供給される。

現像ローラー２５の回転軸にはＤＳコロ３１ａ、３１ｂが回転可能に外挿されている。ＤＳコロ３１ａ、３１ｂは、感光体ドラム１の外周面の軸方向両端部に当接することにより現像ローラー２５と感光体ドラム１との距離を厳密に規制している。ＤＳコロ３１ａ、３１ｂにはベアリングが内蔵されており、感光体ドラム１に従動して回転することでドラム表面の摩耗を防止できる。また、現像ローラー２５の軸方向両端部にはハウジング２０と現像ローラー２５との隙間からのトナーの漏出を防止するための磁気シール部材３３ａ、３３ｂが配設されている。

図４は、第１実施形態の現像装置４における現像ローラー２５周辺の拡大図である。図５は、図４における現像ローラー２５を軸方向と垂直な方向から見た断面図である。図４に示すように、固定マグネット体２７は、Ｓ１極２７ａ、Ｓ２極２７ｃと、Ｎ１極２７ｂ、Ｎ２極２７ｄから成る４つの磁極２７ａ～２７ｄが金属製のシャフト２７ｅに固定されている。

図５に示すように、現像ローラー２５の長手方向両端部にはフランジ部２５ａ、２５ｂが装着されており、フランジ部２５ａには駆動入力軸２５ｃが固定されている。固定マグネット体２７のシャフト２７ｅは、一端（図５の右端）がハウジング２０（図３参照）に固定されており、フランジ部２５ａ、２５ｂとシャフト２７ｅとの間にはベアリング軸受２６ａ、２６ｂが配置されている。現像駆動モーター４１（図６参照）から駆動入力ギア（図示せず）を介して駆動入力軸２５ｃに回転駆動力が入力されると、現像ローラー２５はフランジ部２５ａ、２５ｂと共に回転するが、固定マグネット体２７は回転しない。

また、シャフト２７ｅの一端には駆動入力ギア３７が固定されており、駆動入力ギア３７にはマグネット駆動モーター４３（図６参照）が接続されている。

図４に戻って、規制ブレード２９の先端近傍にはブレードマグネット３５が付設されている。図２に示したように、ブレードマグネット３５は磁気シール部材３３ａ、３３ｂの間において規制ブレード２９の長手方向（図２の左右方向）の略全域に亘って付設されている。ブレードマグネット３５はＳ極を下向きにして規制ブレード２９に接触しており、規制ブレード２９の先端にはＮ極が誘起される。これにより、固定マグネット体２７のＳ２極（規制極）２７ｃとの間で規制部３０に引き合う方向の磁界が発生する。なお、図４に示す画像形成時におけるＳ２極（規制極）２７ｃの位置を第１の位置とする。

この磁界により、規制ブレード２９と現像ローラー２５との間にトナー粒子が連なった磁気ブラシが形成され、磁気ブラシが規制部３０を通過することにより所望の高さに層規制される。一方、磁気ブラシの形成に用いられなかったトナーは規制ブレード２９の上流側（右側）の側面に沿って滞留する。その後、現像ローラー２５が反時計回り方向に回転して磁気ブラシが感光体ドラム１に対向する領域（現像領域）に移動すると、Ｎ１極（主極）２７ｂにより磁界が付与されるため、磁気ブラシは感光体ドラム１の表面に接触して静電潜像を現像する。

さらに現像ローラー２５が反時計回り方向に回転すると、今度はＳ１極（搬送極）２７ａにより現像ローラー２５の外周面に沿う方向の磁界が付与されて、磁気ブラシと共にトナー像の形成に使われなかったトナーが現像ローラー２５上に回収される。さらに、Ｓ１極２７ａとＮ２極２７ｄの間の欠損部分において磁気ブラシが現像ローラー２５から離脱してハウジング２０内に落下する。そして、第２攪拌スクリュー２４により攪拌、搬送された後、Ｎ２極（汲上極）２７ｄの磁界により再び現像ローラー２５上に磁気ブラシが形成される。

現像ローラー２５の両端部を囲むハウジング２０には、それぞれ磁気シール部材３３ａ、３３ｂが配置されている。なお、図４では磁気シール部材３３ａのみを図示している。磁気シール部材３３ａ、３３ｂは、図４に示すように、現像ローラー２５と非接触の状態、即ち、現像ローラー２５の外周面と所定の間隔（ギャップ）を隔てた状態で現像ローラー２５の両端部に配設される。また、磁気シール部材３３ａ、３３ｂは、現像ローラー２５を挟んで感光体ドラム１の反対側に配設されている。

図６は、画像形成装置１００に用いられる制御経路の一例を示すブロック図である。なお、画像形成装置１００を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置１００全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。

現像駆動部４０は、現像駆動モーター４１、現像クラッチ４２、マグネット駆動モーター４３を備える。現像駆動モーター４１は、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４、および現像ローラー２５を回転駆動する。現像クラッチ４２は、現像駆動モーター４１から第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４、および現像ローラー２５へ入力される回転駆動力のＯＮ、ＯＦＦを行う。マグネット駆動モーター４３は、シャフト２７ｅを回転させることによりシャフト２７ｅに固定された固定マグネット体２７を所定角度回転させる。

電圧制御回路５１は、帯電電圧電源５２、現像電圧電源５３、転写電圧電源５４と接続され、制御部９０からの出力信号によりこれらの各電源を作動させる。これらの各電源は電圧制御回路５１からの制御信号によって、帯電電圧電源５２は帯電装置２内のワイヤーに、現像電圧電源５３は現像装置４内の現像ローラー２５に、転写電圧電源５４は転写ローラー６に、それぞれ所定の電圧を印加する。

画像入力部６０は、画像形成装置１００にパソコン等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部６０より入力された画像信号はデジタル信号に変換された後、一時記憶部９４に送出される。

機内温湿度センサー６１は、画像形成装置１００内部の温度および湿度、特に現像装置４周辺の温度および湿度を検知するものであり、画像形成部９の近傍に配置される。

操作部７０には、液晶表示部７１、各種の状態を示すＬＥＤ７２が設けられており、画像形成装置１００の状態を示したり、画像形成状況や印字部数を表示したりするようになっている。画像形成装置１００の各種設定はパソコンのプリンタードライバーから行われる。

制御部９０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、読み出し専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）９２、読み書き可能な記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）９３、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部９４、カウンター９５、画像形成装置１００内の各装置に制御信号を送信したり操作部７０からの入力信号を受信したりする複数（ここでは２つ）のＩ／Ｆ（インターフェイス）９６を少なくとも備えている。

ＲＯＭ９２には、画像形成装置１００の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置１００の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。ＲＡＭ９３には、画像形成装置１００の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置１００の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。また、ＲＡＭ９３（或いはＲＯＭ９２）には、機内温湿度センサー６１により検知された温湿度やカウンター９５によりカウントされた累積印字枚数と、後述する固定マグネット体２７の回転角度との関係が規定されたテーブルも記憶される。

一時記憶部９４は、パソコン等から送信される画像データを受信する画像入力部６０より入力され、デジタル信号に変換された画像信号を一時的に記憶する。カウンター９５は、印字枚数を累積してカウントする。

また、制御部９０は、画像形成装置１００における各部分、装置に対し、ＣＰＵ９１からＩ／Ｆ９６を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号がＩ／Ｆ９６を通じてＣＰＵ９１に送信される。制御部９０が制御する各部分、装置としては、例えば、定着装置８、画像形成部９、現像駆動部４０、電圧制御回路５１、画像入力部６０、操作部７０等が挙げられる。

前述したように、磁性一成分現像剤として低融点トナーを用いて高温環境下で連続印字を行った場合、現像装置４の規制部３０に滞留したトナーが軟化してブロッキング（凝集）を起こし、穂詰まりが発生する。そこで、本実施形態では、非画像形成時に現像ローラー２５内の固定マグネット体２７を所定角度回転させて規制部３０に滞留したトナー（現像剤）を除去する現像剤除去モードを実行可能としている。

図７は、第１実施形態の現像装置４における現像剤除去モードの制御例を示すフローチャートである。必要に応じて図１～図６を参照しながら、図７のステップに沿って現像剤除去モードの実行手順について説明する。

パソコン等の上位機器から印字命令が入力され、印字が開始されると（ステップＳ１）、制御部９０（図６参照）は印字が継続しているか否かを判断する（ステップＳ２）。印字が継続している場合は、次に印字枚数が規定枚数に到達したか否かを判断する（ステップＳ３）。印字枚数が規定枚数に到達していない場合は（ステップＳ３でＮｏ）ステップＳ２に戻り印字を継続する。規定枚数に到達するまでに印字が終了した場合は（ステップＳ２でＮｏ）処理を終了する。

印字枚数が規定枚数に到達した場合は（ステップＳ３でＹｅｓ）、制御部９０からの制御信号により用紙収容部１０からの給紙を停止（ステップＳ４）する。また、現像電圧電源５２（図６参照）から現像ローラー２５への現像電圧の印加を停止する（ステップＳ５）とともに現像クラッチ４２（図６参照）をＯＦＦにして（ステップＳ６）現像ローラー２５の回転を停止する。

そして、制御部９０からマグネット駆動モーター４３（図６参照）に制御信号が送信され、固定マグネット体２７を画像形成時における現像ローラー２５の回転方向（正方向）と逆方向（図４の時計回り方向）に所定角度回転させて、Ｓ２極（規制極）２７ｃを第１の位置（図４参照）から所定角度だけ逆方向に回転させた位置（以下、第２の位置という）に移動させる（ステップＳ７）。

図８は、固定マグネット体２７のＳ２極２７ｃを第１の位置から第２の位置に移動させた状態を示す現像装置４の現像ローラー２５周辺の拡大図である。図９は、図８における規制部３０付近の部分拡大図である。画像形成時に現像ローラー２５の外周面に担持されたトナーは、図９の反時計回り方向に回転する現像ローラー２５と共に移動し、規制ブレード２９の上流側（図９の右側）から規制部３０に進入する。

そのため、図９に示すように、規制部３０付近でブロッキングを起こしたトナーＴは、画像形成時における現像ローラー２５の回転方向（図９の反時計回り方向）に対し規制ブレード２９の上流側に滞留する。そこで、固定マグネット体２７を現像ローラー２５の回転方向と逆方向（図９の時計回り方向）に回転させて規制極２７ｃをハウジング２０の内側方向に移動させることで、規制ブレード２９の上流側に滞留するトナーＴを規制極２７ｃの磁力によりハウジング２０の内側に移動させることができる。

次に、固定マグネット体２７を正方向（図８の反時計回り方向）に回転させてＳ２極２７ｃを第１の位置（図４参照）に戻す（ステップＳ８）。その後、制御部９０は印字が継続しているか否かを判断し（ステップＳ９）、印字が継続している場合は（ステップＳ９でＹｅｓ）ステップＳ１に戻って印字を再開する。印字が終了している場合は（ステップＳ９でＮｏ）処理を終了する。

図７の制御によれば、非画像形成時にＳ２極２７ｃを第１の位置から第２の位置へ移動させ、再び第１の位置に戻す現像剤除去モードを実行することにより、規制部３０付近での磁力パターン（磁界の強さおよび方向）が変化する。その結果、現像ローラー２５や規制ブレード２９とトナーとの間に作用する磁力やトナー粒子間に作用する磁力が変動し、規制部３０に滞留したトナーが流動するため、トナーブロッキングによるトナー凝集や規制部３０の穂詰まりを抑制することができる。

特に、ガラス転移点（Ｔｇ）が５５℃以下の低融点トナーを現像ローラー２５の線速（プロセス速度）５００ｍｍ／ｓｅｃ以上の現像システムで用いる場合であって、高温環境下で連続印字を繰り返した場合においても規制部３０にトナーが滞留せず、熱や機械的ストレスによるトナーのブロッキングが抑制される。従って、規制部３０でのトナーの穂詰まり、およびそれに起因する白筋或いはグレー縦筋などの画像不具合を効果的に防止することができる。

第１の位置から第２の位置までのＳ２極２７ｃの回転角度が小さ過ぎると規制部３０に滞留したトナーを流動させる効果が十分に得られない。一方、第１の位置から第２の位置までのＳ２極２７ｃの回転角度が大き過ぎると、固定マグネット体２７のＳ１極２７ａ、Ｎ１極２７ｂも大きく回転するため、現像ローラー２５のハウジング２０の外部に露出する部分に担持されていたトナーがＳ１極２７ａやＮ１極２７ｂの移動によって飛散する。飛散したトナーは規制ブレード２９の外側面（図９の左側面）や感光体ドラム１、或いは現像装置４の下方に配置された搬送ガイド等に付着し、画像形成装置１００の内部や用紙の汚染の原因となる。そのため、第１の位置から第２の位置までのＳ２極２７ｃの回転角度は一定角度範囲とすることが好ましく、後述する実施例からわかるように第１の位置から第２の位置までのＳ２極２７ｃの回転角度を１５°～７５°の範囲とすることが好ましく、４０°～７５°の範囲とすることがより好ましい。

また、図７の制御例では現像剤除去モードの実行中にＳ２極２７ｃを第１の位置から第２の位置へ移動させ、再び第１の位置へ戻す動作を１回のみ行っているが、第１の位置から第２の位置へ移動させ、再び第１の位置へ戻す動作を複数回行うことにより、規制部３０に滞留したトナーをより効果的に流動させることができる。

さらに、機内温湿度センサー６１の検知結果に応じて第１の位置から第２の位置までの回転角度、或いは現像剤除去モードの実行中におけるＳ２極２７ｃの移動回数、現像剤除去モードの実行頻度を変更することもできる。即ち、機内温度が高温になるほどトナーの流動性が低下し、ブロッキングや凝集が発生し易くなるため、第１の位置から第２の位置までのＳ２極２７ｃの回転角度を大きく、移動回数を多く、現像剤除去モードの実行頻度を多く（インターバルを短く）することで、トナーの凝集を抑制し、画像不具合を効果的に防止することができる。

なお、機内温湿度センサー６１に代えて、画像形成装置１００外部の温度（機外温度）を検知する機外温度センサーを設け、機外温度センサーにより検知された機外温度に応じて現像剤除去モードの実行中における第１の位置から第２の位置までのＳ２極２７ｃの回転角度、移動回数、或いは現像剤除去モードの実行頻度を変更してもよい。

図１０は、本発明の第２実施形態に係る現像装置４における現像剤除去モードの制御例を示すフローチャートである。現像装置４の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

本実施形態では、現像剤除去モードの実行時に現像ローラー２５を所定角度だけ逆回転させる（ステップＳ６）とともに、Ｓ２極２７ｃを第１の位置から第２の位置へ移動させ（ステップＳ７）、再び第１の位置へ戻す動作を行う（ステップＳ８）。それ以外の動作は図７に示した第１実施形態と同様である。

本実施形態においては、Ｓ２極２７ｃの第１の位置から第２の位置への移動による規制部３０付近での磁力パターンの変化に加えて、現像ローラー２５の逆回転による物理的な力が規制部３０付近に滞留するトナーに作用する。従って、第１実施形態に比べて規制部３０に滞留したトナーを流動させ易くなるため、規制部３０でのトナーの穂詰まりや白筋或いはグレー縦筋などの画像不具合をより一層効果的に防止することができる。即ち、Ｓ２極２７ｃの回転角度を小さく、移動回数を少なく、現像剤除去モードの実行頻度を低くすることができ、画像形成効率を向上させることができる。

なお、第１実施形態と同様に、機内温湿度センサー６１の検知結果に応じて現像剤除去モードの実行中における第１の位置から第２の位置までのＳ２極の回転角度、或いは移動回数、現像剤除去モードの実行頻度を変更することもできる。

その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態においては、固定マグネット体２７は２つのＮ極と２つのＳ極を有する４極構成であるが、本発明は、５極構成、或いは３極構成の固定マグネット体２７にも同様に適用可能である。

また、上記各実施形態では、磁性一成分現像剤を用いる現像装置４について説明したが、磁性キャリアと非磁性トナーとを含む二成分現像剤を用いる現像装置についても同様に本発明を適用することができる。二成分現像剤を用いる場合は、現像ローラーや規制ブレードと現像剤中の磁性キャリアとの間に作用する磁力やキャリア粒子間に作用する磁力が変動し、規制部３０に滞留した二成分現像剤が流動するため、二成分現像剤のブロッキングによる凝集や規制部３０の穂詰まりを抑制することができる。以下、実施例により本発明の効果について更に具体的に説明する。

トナーの融点（Ｔｇ）、現像剤除去モードの実行頻度、規制極（Ｓ２極２７ｃ）の移動角度と画像不具合の発生との関係について調査した。試験方法は、試験機（ＦＳ－４３００改造機、京セラドキュメントソリューションズ社製）を用い、現像ローラー２５の線速を５７４ｍｍ／ｓｅｃとした。３３℃環境下で３０００枚（５００枚×６回）の連続印字中に印字を停止してＳ２極２７ｃを第１の位置から第２の位置へ移動させ、再び第１の位置へ戻す現像剤除去モードを１００枚毎（３０回）、５００枚毎（６回）、１０００枚毎（３回）実行したときの画像不具合の発生状況を目視により確認した。

第１の位置から第２の位置への規制極の移動角度は０°（動作なし）、５°、１５°、４０°、７５°、および９０°の６段階とした。また、トナー樹脂のＴｇが４５℃、５５℃、６０℃である３種類のトナーを用いた。

評価基準は、現像ローラー２５上のトナー層に異常がない場合を○、現像ローラー２５上のトナー層にムラ（トナー筋や汚れ）があるが画像不具合は未発生である場合を△、出力画像に異常が発生した場合を×とした。結果を表１に示す。

試験の結果、トナー樹脂のＴｇが４５℃のトナーを用いた場合、現像剤除去モードにおける規制極の動作角度０°（動作なし）および５°では白筋画像が発生した。動作角度を１５°にすると、現像ローラー２５上のトナー筋の発生はあるものの白筋画像は未発生となった。更に動作角度を４０°とし、且つ現像剤除去モードの実行頻度を１００枚毎にする、若しくは動作角度を７５°にすることで、現像ローラー２５上のトナー筋も解消することができた。以上より、現像剤除去モードにおける規制極の動作角度と現像剤除去モードの実行頻度を上げることで白筋画像および現像ローラー２５上のトナー筋の発生を抑制できることが確認された。

但し、規制極の動作角度を９０°にした場合、印字時の現像ローラー２５の回転方向とは逆方向に動く磁力に引き付けられたトナーが規制ブレード２９の表面などを汚染した。３０００枚の連続印字中に画像異常は認められなかったが、継続すると汚れが蓄積し、画像不具合に繋がることが懸念される。よって、規制極の動作角度は一定角度（１５°～７５°）範囲にする必要があると考えられ、４０°～７５°の範囲とすることが好ましい。

また、トナー樹脂のＴｇが５５℃および６０℃のトナーを用いた場合、白筋画像やトナー筋の発生は軽減する傾向にあるが、トナー樹脂のＴｇが５５℃や６０℃であるトナーに比べて、トナー樹脂のＴｇが４５℃のトナーを用いた場合の方が規制極の角度変更の効果が大きいことが確認できた。従って、省エネルギーに対応した熱特性が低いトナー（トナー樹脂のＴｇが５５℃以下のトナー）ほど、規制極を移動させる現像剤除去モードの実行によるトナーブロッキングの防止効果が高いと考えられる。

現像剤除去モードの実行中に現像ローラー２５を４５°逆回転させる以外は実施例１と同様の方法、評価基準により試験を行った。結果を表２に示す。

試験の結果、現像剤除去モードの実行中に現像ローラー２５を逆回転させた場合、トナー樹脂のＴｇが４５℃のトナーを用いた場合に、規制極の動作角度を５°とし、現像剤除去モードの実行頻度を５００枚毎以下にすることで白筋画像を解消することができた。また、動作角度を１５°とし、現像剤除去モードの実行頻度を５００枚毎以下にすることで現像ローラー２５上のトナー筋も解消することができた。

即ち、現像剤除去モード中に現像ローラー２５の逆回転動作を入れることで、現像ローラー２５の逆回転動作を入れない場合に比べて白筋画像や現像ローラー２５上のトナー筋に対してより良好な抑制効果が得られた。以上より、現像剤除去モードにおいて現像ローラー２５の逆回転と規制極の角度変更を併用することで、より効果的にトナーブロッキングが防止できることが確認された。

本発明は、磁性を有する現像剤を用いる現像装置に利用可能である。本発明の利用により、高温環境下で連続印字を行った場合でも規制部での現像剤の穂詰まりを抑制可能な現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することができる。

４ 現像装置
９ 画像形成部
２０ ハウジング（筐体）
２３ 第１攪拌スクリュー
２４ 第２攪拌スクリュー
２５ 現像ローラー（現像剤担持体）
２７ 固定マグネット体（磁石部材）
２７ａ Ｓ１極（搬送極）
２７ｂ Ｎ１極（主極）
２７ｃ Ｓ２極（規制極）
２７ｄ Ｎ２極（汲上極）
２７ｅ シャフト
２９ 規制ブレード
３０ 規制部
３５ ブレードマグネット
６１ 機内温湿度センサー（温度検知装置）
９０ 制御部
１００ 画像形成装置

Claims (9)

1. 磁性を有する現像剤を収納する筐体と、
   前記筐体に回転可能に支持され、外周面に前記現像剤を担持する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に対し所定の間隔を隔てて配置され、前記現像剤担持体上に担持された前記現像剤の層厚を規制する規制部を形成する磁性材料で形成された規制ブレードと、
   前記現像剤担持体の内部に配置され、前記現像剤担持体と前記規制ブレードの近接部に配置される規制極と、像担持体に対向配置される主極と、を含む複数の磁極を有する磁石部材と、
   を備え、前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置において、
   前記規制極は、前記規制部に対向する第１の位置と、画像形成時における前記現像剤担持体の回転方向に対し前記第１の位置から上流側に所定角度回転した第２の位置と、に移動可能であり、
   非画像形成時に前記規制極を前記第１の位置から前記第２の位置に移動させた後、再び前記第１の位置に移動させて前記規制部に滞留した前記現像剤を除去する現像剤除去モードを実行可能であることを特徴とする現像装置（但し、画像形成時における前記現像剤担持体の回転方向に対し前記規制ブレードの上流側に、前記規制ブレードから離間して磁性部材が配置される構成、および前記規制極の前記第１の位置から前記第２の位置への移動に伴い、前記主極が前記規制ブレードに対向する位置まで移動する構成を除く）。
2. 前記第１の位置から前記第２の位置までの前記規制極の回転角度が１５°～７５°の範囲であ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１の位置から前記第２の位置までの前記規制極の回転角度が４０°～７５°の範囲であることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記現像剤除去モードの実行中に、前記現像剤担持体を画像形成時と逆方向に所定角度回転させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の現像装置。
5. 前記現像剤中のトナーを構成するトナー樹脂のガラス転移点が５５℃以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の現像装置。
6. 画像形成時における前記現像剤担持体の回転速度が５００ｍｍ／ｓｅｃ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の現像装置。
7. 前記現像剤は、磁性トナーのみからなる磁性一成分現像剤であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の現像装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の現像装置を備えた画像形成装置。
9. 前記画像形成装置内部または外部の温度を検知する温度検知装置と、
   前記現像装置を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記温度検知装置の検知結果に基づいて前記現像剤除去モードにおける前記第１の位置から前記第２の位置までの前記規制極の回転角度、前記規制極の移動回数、前記現像剤除去モードの実行頻度の少なくとも１つを変更することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。

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