(57)【要約】【課題】画像形成後の回転駆動時間の延長、およびそれに伴うトナーの消費を必要とせず、現像ローラー表面に付着したトナー成分を磁気ブラシにより十分に剥ぎ取り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。【解決手段】現像装置は、現像容器と、攪拌搬送部材と、現像ローラーと、トナー供給ローラーと、規制ブレードと、を備える。現像ローラーは、像担持体にトナーを供給する。トナー供給ローラーは、回転スリーブと、回転スリーブ内に回転不能に固定される固定マグネット体と、を有し、回転スリーブの表面に担持された現像剤により形成される磁気ブラシを用いて現像ローラーに現像剤トナーを供給する。非画像形成時にトナー供給ローラーの回転を停止した状態で現像ローラーを回転させることにより、磁気ブラシを用いて現像ローラーの表面の付着物を剥ぎ取る付着物剥ぎ取りモードを実行可能である。【選択図】図６
2020008776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性キャリアとトナーとを含む現像剤を収容する現像容器と、
前記現像容器内に回転可能に支持され、前記現像容器内の前記現像剤を攪拌、搬送する攪拌搬送部材と、
前記現像容器内に回転可能に支持され、静電潜像が形成される像担持体との対向領域において前記像担持体に前記トナーを供給する現像ローラーと、
前記現像容器に回転可能に支持される回転スリーブと、前記回転スリーブ内に回転不能に固定され、複数の磁極を有する固定マグネット体と、を有し、前記回転スリーブの表面に担持された前記現像剤により形成される磁気ブラシを用いて前記現像ローラーに前記現像剤中の前記トナーを供給するトナー供給ローラーと、
前記トナー供給ローラーに所定の間隔を隔てて対向配置される規制ブレードと、
を備えた現像装置において、
非画像形成時に前記トナー供給ローラーの回転を停止した状態で前記現像ローラーを回転させることにより、前記磁気ブラシを用いて前記現像ローラーの表面の付着物を剥ぎ取る付着物剥ぎ取りモードを実行可能であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像ローラーを画像形成時と逆方向に回転させて前記付着物剥ぎ取りモードを実行することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記トナー供給ローラーの回転軸には、画像形成時の回転方向である正方向に回転する場合のみ前記トナー供給ローラーに駆動力を入力可能なワンウェイギアから成る駆動入力ギアが付設されており、
前記現像ローラーの回転軸には、前記正方向、および前記正方向と反対方向である逆方向の駆動力を前記現像ローラーに入力可能な第１駆動伝達ギアが付設されており、
前記駆動入力ギアおよび前記第１駆動伝達ギアを前記逆方向に回転させて前記付着物剥ぎ取りモードを実行することを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像ローラーの回転軸には、画像形成時の回転方向である正方向、および前記正方向と反対方向である逆方向の駆動力を前記現像ローラーに入力可能な駆動入力ギアが付設されており、
前記トナー供給ローラーの回転軸には、前記正方向に回転する場合のみ前記トナー供給ローラーに駆動力を入力可能なワンウェイギアから成る第１駆動伝達ギアが付設されており、
前記駆動入力ギアおよび前記第１駆動伝達ギアを前記逆方向に回転させて前記付着物剥ぎ取りモードを実行することを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項５】
前記攪拌搬送部材の回転軸には、前記正方向に回転する場合のみ前記トナー供給ローラーに駆動力を入力可能なワンウェイギアから成る第２駆動伝達ギアが付設されており、
前記第２駆動伝達ギアを前記逆方向に回転させて前記付着物剥ぎ取りモードを実行することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の現像装置が搭載された画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる現像装置およびそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においては、感光体ドラム等の像担持体上に形成した潜像を、現像装置により現像しトナー像として可視化することを行っている。このような現像装置の一つとして、二成分現像剤を用いる二成分現像方式が採用されている。また、二成分現像剤を用いた現像方式として、磁気ローラー（トナー供給ローラー）と現像ローラーとを用いる以下のような二成分現像方式が提案されている。先ず、磁気ローラー上に二成分現像剤を磁気ブラシとして担持させ、磁性キャリアを残したまま現像ローラー上に非磁性トナーのみを転移させてトナー薄層を形成する。そして、現像ローラーと感光体（像担持体）との対向領域（現像領域）において、交流電界によって感光体上の静電潜像に現像ローラー上のトナーを飛翔させて付着させる。
【０００３】
ところで、事務機器の省エネルギー化に伴いトナーの低融点化が進んでいる。上述したような現像方式における低融点トナーの使用においては、高温環境での高印字率画像の連続出力時にトナー成分であるトナー外添剤が現像ローラーの表面に付着する。その結果、トナー外添剤の付着に伴い画像濃度が低下する等の不具合が発生している。
【０００４】
この対策として、現像ローラー表面へのトナー成分の付着が発生するような出力条件（高温環境、高印字率、連続出力）においては画像出力の終了後に現像装置の回転駆動時間を延長し、現像ローラー表面に対する磁気ブラシの摺擦力により現像ローラーに付着したトナー外添剤を剥ぎ取り、画像濃度が低下する等の不具合の発生を防止している。
【０００５】
上記の対策における磁気ブラシの現像ローラー表面に対する摺擦力は、元来小さく、付着したトナー成分を充分剥ぎ取るためには、画像出力終了後の現像装置の回転駆動時間を大幅に延長しなければならなかった。また、現像装置内のトナーの入れ替え消費を伴わない現像装置の回転駆動時間の延長はトナーの劣化を大きく進行させるため、現像装置内のトナーを吐き出し、新しいトナーの補給を行う必要がある。このように上記の対策においては、画像出力終了後の長時間の回転駆動およびトナーの消費が必要となっていた。
【０００６】
そこで、特許文献１には、現像ローラー上に現像効率を加味したトナー量の薄層を形成するようにした現像方法が開示されている。具体的には、現像ローラー上のトナーを感光体上の静電潜像に飛翔させる現像電圧を、現像ローラー上のトナーが感光体上の静電潜像にどの程度使われたかを示す現像効率を大きくすると共に現像ローラーと感光体間に放電を起こさない電圧とする。そして、現像ローラー上にトナー薄層を形成するため磁気ローラーに印加するトナー薄層形成電圧を、感光体上の静電潜像現像に必要なトナー量に現像効率を乗じて算出されるトナー量の薄層が現像ローラー上に形成される電圧とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２７５７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の方法によれば、現像ローラー上の多くのトナーが現像に使用されることになり、選択現像が少なく、画像濃度の低下、現像ローラーへの微粉トナー付着、現像器内の微粉トナーの増加による画質低下が押さえられる。また、現像ローラー上の現像に用いられなかったトナーの剥ぎ取りと新しいトナー薄層の形成が容易になって、ゴーストの発生も防止でき、良好な画像を長期に渡って維持することができる。
【０００９】
しかしながら、特許文献１の方法であっても現像ローラー上に強固に付着したトナー外添剤を短時間で十分に除去することは困難であった。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑み、画像形成後の回転駆動時間の延長、およびそれに伴うトナーの消費を必要とせず、現像ローラー表面に付着したトナー成分を磁気ブラシにより十分に剥ぎ取り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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、現像容器と、攪拌搬送部材と、現像ローラーと、トナー供給ローラーと、規制ブレードと、を備えた現像装置である。現像容器は、磁性キャリアとトナーとを含む現像剤を収容する。攪拌搬送部材は、現像容器内に回転可能に支持され、現像容器内の現像剤を攪拌、搬送する。現像ローラーは、現像容器内に回転可能に支持され、静電潜像が形成される像担持体との対向領域において像担持体にトナーを供給する。トナー供給ローラーは、現像容器に回転可能に支持される回転スリーブと、回転スリーブ内に回転不能に固定され、複数の磁極を有する固定マグネット体と、を有し、回転スリーブの表面に担持された現像剤により形成される磁気ブラシを用いて現像ローラーに現像剤中のトナーを供給する。規制ブレードは、トナー供給ローラーに所定の間隔を隔てて対向配置される。非画像形成時にトナー供給ローラーの回転を停止した状態で現像ローラーを回転させることにより、磁気ブラシを用いて現像ローラーの表面の付着物を剥ぎ取る付着物剥ぎ取りモードを実行可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１の構成によれば、付着物剥ぎ取りモードの実行時に現像ローラーのみを回転させ、トナー供給ローラーは停止状態とすることで、現像ローラーの表面に対する磁気ブラシの摺擦力を高めることができる。その結果、現像ローラーの表面の付着物を効率よく剥ぎ取ることができ、付着物剥ぎ取りモードの実行時間も短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の現像装置３ａ〜３ｄが搭載されるカラープリンター１００の概略断面図
【図２】本発明の第１実施形態に係る現像装置３ａの側面断面図
【図３】第１実施形態の現像装置３ａにおける画像形成時の現像ローラー２０および磁気ローラー２１の対向領域付近の拡大図
【図４】第１実施形態の現像装置３ａにおける画像形成時の駆動伝達経路を模式的に示す図
【図５】現像ローラー２０の表面への異物付着の発生メカニズムを説明する図
【図６】第１実施形態の現像装置３ａにおける付着物剥ぎ取りモード実行時の側面断面図
【図７】第１実施形態の現像装置３ａにおける付着物剥ぎ取りモード実行時の現像ローラー２０および磁気ローラー２１の対向領域付近の拡大図
【図８】第１実施形態の現像装置３ａにおける付着物剥ぎ取りモード実行時の駆動伝達経路を模式的に示す図
【図９】本発明の第２実施形態に係る現像装置３ａにおける画像形成時の駆動伝達経路を模式的に示す図
【図１０】第２実施形態の現像装置３ａにおける付着物剥ぎ取りモード実行時の駆動伝達経路を模式的に示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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、本発明の現像装置３ａ〜３ｄが搭載された画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラープリンターについて示している。カラープリンター１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエローおよびブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの画像を順次形成する。
【００１５】
これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄがそれぞれ配設されている。さらに図１において時計回り方向に回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。
【００１６】
パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、トナーコンテナ４ａ〜４ｄによりシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤ともいう）が所定量充填されており、現像装置３ａ〜３ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に現像剤中のトナーが供給され、静電的に付着する。これにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００１７】
そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。一次転写後に感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナー等はクリーニング装置７ａ〜７ｄにより除去される。
【００１８】
トナー像が転写される転写紙Ｐは、画像形成装置１００内の下部に配置された用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して転写紙Ｐが所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラー９と中間転写ベルト８のニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送される。トナー像が二次転写された転写紙Ｐは定着部１３へと搬送される。
【００１９】
定着部１３に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラー対１３ａにより加熱および加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、そのまま（或いは分岐部１４によって反転搬送路１８に振り分けられ、両面に画像が形成された後）排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００２０】
図２は、カラープリンター１００に搭載される本発明の第１実施形態に係る現像装置３ａの構成を示す側面断面図である。なお、ここでは図１の画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａについて説明するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置される現像装置３ｂ〜３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。
【００２１】
図２に示すように、現像装置３ａは、二成分現像剤が収納される現像容器２２を備えている。現像容器２２は、現像ローラー２０を感光体ドラムに向けて露出させる開口２２ａが形成されており、仕切り部２２ｂによって第１攪拌室２２ｃおよび第２攪拌室２２ｄに区画されている。第１攪拌室２２ｃおよび第２攪拌室２２ｄには、トナーコンテナ４ａ（図１参照）から供給されるトナー（正帯電トナー）をキャリアと混合して攪拌し、帯電させるための第１スパイラル４３および第２スパイラル４４から成る攪拌搬送部材４２が回転可能に配設されている。
【００２２】
そして、第１スパイラル４３および第２スパイラル４４によって現像剤が攪拌されつつ軸方向に搬送され、仕切り部２２ｂの両端に形成された連通部（図示せず）を介して第１攪拌室２２ｃおよび第２攪拌室２２ｄ間を循環する。図示の例では、現像容器２２は左斜め上方に延在しており、現像容器２２内において第２スパイラル４４の上方には磁気ローラー２１が配置され、磁気ローラー２１の左斜め上方には現像ローラー２０が対向配置されている。そして、現像ローラー２０は現像容器２２の開口２２ａ側（図２の左側）において感光体ドラム１ａに対向しており、磁気ローラー２１および現像ローラー２０は図２の時計回り方向に回転する。
【００２３】
磁気ローラー２１は、非磁性の回転スリーブ２１ａと、回転スリーブ２１ａに内包される複数の磁極を有する固定マグネット体２１ｂで構成されている。本実施形態では、固定マグネット体２１ｂの磁極は、主極３５、規制極（穂切り用磁極）３６、搬送極３７、剥離極３８、および汲上極３９の５極構成である。磁気ローラー２１と現像ローラー２０とはその対面位置（対向位置）において所定のギャップをもって対向している。
【００２４】
また、現像容器２２には穂切りブレード２５が磁気ローラー２１の長手方向（図２の紙面と垂直な方向）に沿って取り付けられている。穂切りブレード２５は、磁気ローラー２１の回転方向（図２の時計回り方向）に対して現像ローラー２０と磁気ローラー２１との対向位置よりも上流側に位置付けられている。穂切りブレード２５の先端部と磁気ローラー２１の表面との間には僅かな隙間（ギャップ）が形成されている。
【００２５】
現像ローラー２０は、非磁性の現像スリーブ２０ａと、現像スリーブ２０ａ内に固定された現像ローラー側磁極２０ｂで構成されている。現像ローラー側磁極２０ｂは、固定マグネット体２１ｂの対向する磁極（主極）３５と異極性である。
【００２６】
現像ローラー２０には、直流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＤＣ）という）および交流電圧（以下、Ｖｓｌｖ（ＡＣ）という）を印加する第１電源回路３０が接続されており、磁気ローラー２１には、直流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＤＣ）という）および交流電圧（以下、Ｖｍａｇ（ＡＣ）という）を印加する第２電源回路３１が接続されている。第１電源回路３０および第２電源回路３１は共通のグランドに接地されている。
【００２７】
第２攪拌室２２ｃの底面には、第２スパイラル４４と対向してトナー濃度センサー２７が配置されている。トナー濃度センサー２７は、現像容器２２内の現像剤のトナー濃度（現像剤中のキャリアに対するトナーの混合比率；Ｔ／Ｃ）を検知する。トナー濃度センサー２７としては、例えば、現像容器２０内におけるトナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤の透磁率を検出する透磁率センサーが用いられる。トナー濃度センサー２７で検知されるトナー濃度に応じてトナーコンテナ４ａ（図１参照）からトナー補給口２２ｇを介して現像容器２２内にトナーが補給される。
【００２８】
前述のように、第１スパイラル４３および第２スパイラル４４によって、現像剤が攪拌されつつ現像容器２２内を循環してトナーを帯電させ、第２スパイラル４４によって現像剤が磁気ローラー２１に搬送される。穂切りブレード２５には固定マグネット体２１ｂの規制極３６が対向するため、穂切りブレード２５として非磁性体或いは規制極３６と異なる極性の磁性体を用いることにより、穂切りブレード２５の先端と回転スリーブ２１ａとの隙間に引き合う方向の磁界が発生する。
【００２９】
この磁界により、穂切りブレード２５と回転スリーブ２１ａとの間に磁気ブラシが形成される。そして、磁気ローラー２１上の磁気ブラシは穂切りブレード２５によって層厚規制された後、現像ローラー２０に対向する位置に移動すると、固定マグネット体２１ｂの主極３５および現像ローラー側磁極２０ｂにより引き合う磁界が付与されるため、磁気ブラシは現像ローラー２０表面に接触する。そして、磁気ローラー２１に印加されるＶｍａｇ（ＤＣ）と現像ローラー２０に印加されるＶｓｌｖ（ＤＣ）との電位差ΔＶ、および磁界によって現像ローラー２０上にトナー薄層を形成する。
【００３０】
現像ローラー２０上のトナー層厚は現像剤の抵抗や磁気ローラー２１と現像ローラー２０との回転速度差等によっても変化するが、ΔＶによって制御することができる。ΔＶを大きくすると現像ローラー２０上のトナー層は厚くなり、ΔＶを小さくすると薄くなる。現像時におけるΔＶの範囲は一般的に１００Ｖ〜３５０Ｖ程度が適切である。
【００３１】
磁気ブラシによって現像ローラー２０上に形成されたトナー薄層は、現像ローラー２０の回転によって感光体ドラム１ａと現像ローラー２０との対向部分に搬送される。現像ローラー２０にはＶｓｌｖ（ＤＣ）およびＶｓｌｖ（ＡＣ）が印加されているため、感光体ドラム１ａとの間の電位差によってトナーが飛翔し、感光体ドラム１ａ上の静電潜像が現像される。
【００３２】
さらに回転スリーブ２０ａが時計回り方向に回転すると、今度は主極３５に隣接する異極性の剥離極３８により発生する水平方向（ローラー周方向）の磁界により磁気ブラシは現像ローラー２０表面から引き離され、現像に用いられずに残ったトナーが現像ローラー２０から回転スリーブ２１ａ上に回収される。さらに回転スリーブ２１ａが回転すると、固定マグネット体２１ｂの剥離極３８およびこれと同極性の汲上極３９により反発する磁界が付与されるため、トナーは現像容器２２内で回転スリーブ２１ａから離脱する。そして、第２スパイラル４４により攪拌、搬送された後、再び適正なトナー濃度で均一に帯電された二成分現像剤として汲上極３９により再び回転スリーブ２１ａ上に磁気ブラシを形成し、穂切りブレード２５へ搬送される。
【００３３】
図３は、本実施形態の現像装置３ａにおける画像形成時の現像ローラー２０および磁気ローラー２１の対向領域付近の拡大図である。図３に示すように、磁気ローラー２１の内部に配置された固定マグネット体２１ｂの主極３５（磁気ブラシ形成極）は、現像ローラー２０の回転軸２０ｃと磁気ローラー２１の回転軸２１ｃの中心を結ぶ直線Ｌに対して磁気ローラー２１の回転方向（正回転方向、図３の時計回り方向）の下流側に配置されている。
【００３４】
また、主極３５の位置に形成された磁気ブラシＭは、磁気ローラー２１（回転スリーブ２１ａ）の回転によって回転方向下流側への力を受けて磁気ブラシＭの穂が傾斜した状態となる。これは、磁気ローラー２１と現像ローラー２０との間隔が大きくなる方向であり、現像ローラー２０表面へのトナー薄層の形成時に磁気ブラシＭが現像ローラー２０の表面に過度に強く接触することを避け、磁気ブラシＭによる掃きムラのない均質なトナー薄層を形成することができる。
【００３５】
次に、現像装置３ａの駆動伝達機構について詳細に説明する。図４は、第１実施形態の現像装置３ａにおける画像形成時の駆動伝達経路を模式的に示す図である。本実施形態では、図４に示すように、磁気ローラー２１の回転軸２１ｃの一端部にはカップリング付きギアである駆動入力ギア５１が付設されている。駆動入力ギア５１にはカラープリンター１００本体側の駆動出力カップリング５０が嵌合し、駆動入力ギア５１を介して現像装置３ａに駆動力が入力される。駆動入力ギア５１にはアイドルギア（図示せず）を介して現像ローラー２０の回転軸２０ｃの一端部に付設された第１駆動伝達ギア５３が連結されている。
【００３６】
駆動入力ギア５１にはアイドルギア（図示せず）を介して第２スパイラル４４の回転軸４４ａの一端部に付設された第２駆動伝達ギア５５が連結されている。第２スパイラル４４の回転軸４４ａの他端部には第３駆動伝達ギア５７が付設されている。第３駆動伝達ギア５７にはアイドルギア（図示せず）を介して第１スパイラル４３の回転軸４３ａの他端部に付設された第４駆動伝達ギア５９が連結されている。
【００３７】
駆動入力ギア５１および第２駆動伝達ギア５５は、それぞれ一方向（正方向）に回転する場合のみ磁気ローラー２１および第２スパイラル４４に駆動力を入力可能なワンウェイギアである。
【００３８】
画像形成時に駆動出力カップリング５０を所定方向に回転させると、駆動入力ギア５１が正回転する。駆動入力ギア５１が正回転するときは磁気ローラー２１に駆動力が伝達されるため、磁気ローラー２１が正方向（図２の時計回り方向）に回転する。また、駆動入力ギア５１にアイドルギアを介して噛み合う第１駆動伝達ギア５３が正回転し、現像ローラー２０が正方向（図２の時計回り方向）に回転する。
【００３９】
また、駆動入力ギア５１およびアイドルギアを介して第２スパイラル４４の一端部に付設された第２駆動伝達ギア５５も正回転する。第２駆動伝達ギア５５が正回転するときは第２スパイラル４４に駆動力が伝達されるため、第２スパイラル４４が正方向（図２の時計回り方向）に回転し、第２スパイラル４４の他端部に付設された第３駆動伝達ギア５７も正回転する。そして、第３駆動伝達ギア５７にアイドルギアを介して連結された第４駆動伝達ギア５９も正回転するため、第１スパイラル４３が正方向（図２の時計回り方向）に回転する。
【００４０】
図５は、現像ローラー２０への異物付着の発生メカニズムを説明する図である。感光体ドラム１ａ上の静電潜像を現像する際、図５（ａ）に示すように現像ローラー２０の表面にトナー薄層が均一に形成される。トナー６０は、結着樹脂および着色剤を含有するトナー母粒子６０ａにトナー外添剤６０ｂを付着させたものである。トナー母粒子６０ａは、粉砕分級法、溶融造粒法、スプレー造粒法、重合法等の公知の方法で製造される。トナー外添剤６０ｂとしては、シリカおよび樹脂微粒子等が用いられる。
【００４１】
感光体ドラム１ａと現像ローラー２０の間には所定の電位差（現像電界）が設けられている。この電位差によって、図５（ｂ）に示すように現像ローラー２０から感光体ドラム１ａにトナー６０が飛翔し、感光体ドラム１ａ表面に形成された静電潜像を現像する。また、現像に用いられなかったトナー６０は現像ローラー２０の回転により磁気ローラー２１との対向部分（図３参照）に移動し、磁気ローラー２１上の磁気ブラシによって回収される。
【００４２】
現像ローラー２０の表面の付着物（異物）は、トナー６０が感光体ドラム１ａに飛翔する際にトナー外添剤６０ｂの一部がトナー６０の表面から脱離し、現像ローラー２０の表面に残存して付着すると考えられる。このようなトナー外添剤６０ｂの付着は環境条件に対する依存性が大きく、高温になるほど付着が促進される。また、出力画像の印字率が高くなるほど付着が促進される。
【００４３】
現像ローラー２０にトナー外添剤６０ｂが付着すると、現像ローラー２０に均一なトナー薄層が形成されず、画像濃度が部分的に低下するおそれがある。そこで、本実施形態では現像ローラー２０の表面の付着物を剥ぎ取る付着物剥ぎ取りモードを実行可能としている。
【００４４】
図６は、第１実施形態の現像装置３ａにおける付着物剥ぎ取りモード実行時の側面断面図であり、図７は、図６における現像ローラー２０および磁気ローラー２１の対向領域付近の拡大図である。付着物剥ぎ取りモードは、磁気ローラー２１の回転を停止させた状態で現像ローラー２０を画像形成時と逆方向（図６の反時計回り方向）に回転させる。
【００４５】
図３に示したように、画像形成時と同方向に磁気ローラー２１を回転させると、主極３５の位置に形成された磁気ブラシＭは磁気ローラー２１の回転に伴い回転方向下流側（現像ローラー２０と磁気ローラー２１との間隔が大きくなる方向）への力を受け、現像ローラー２０の表面に対する磁気ブラシの接触力が弱くなる。このため、画像形成終了後に現像装置３ａの回転駆動を延長することにより現像ローラー２０の表面の付着物を剥ぎ取ろうとすると駆動時間を長時間延長する必要があった。
【００４６】
これに対し、本実施形態の付着物剥ぎ取りモードでは磁気ローラー２１の回転を停止しているため、図７に示すように磁気ブラシＭは回転方向下流側（図７の時計回り方向）への力を受けておらず、磁気ブラシＭの穂が立った状態となる。従って、画像形成時（正回転時）に比べて現像ローラー２０の表面に対する磁気ブラシＭの摺擦力が大きくなり、付着物の剥ぎ取りに必要な時間を短縮することができる。
【００４７】
図８は、第１実施形態の現像装置３ａにおける付着物剥ぎ取りモード実行時の駆動伝達経路を模式的に示す図である。駆動出力カップリング５０を画像形成時と逆方向に回転させると、駆動入力ギア５１が逆回転する。駆動入力ギア５１が逆回転するときは磁気ローラー２１に駆動力が伝達されないため、駆動入力ギア５１のみが空転し、磁気ローラー２１は回転せずに停止する。また、駆動入力ギア５１にアイドルギアを介して噛み合う第１駆動伝達ギア５３も逆回転し、現像ローラー２０が逆方向（図２の反時計回り方向）に回転する。
【００４８】
また、駆動入力ギア５１およびアイドルギアを介して第２スパイラル４４の一端部に付設された第２駆動伝達ギア５５も逆回転する。第２駆動伝達ギア５５が逆回転するときは第２スパイラル４４に駆動力が伝達されないため、第２駆動伝達ギア５５のみが空転し、第２スパイラル４４は回転せずに停止する。その結果、第２スパイラル４４の他端部に付設された第３駆動伝達ギア５７は回転せず、第３駆動伝達ギア５７にアイドルギアを介して連結された第４駆動伝達ギア５９も回転しないため、第１スパイラル４３は回転せずに停止する。
【００４９】
このように、付着物剥ぎ取りモードの実行時に現像ローラー２０のみを逆回転させ、磁気ローラー２１は停止状態とすることで、現像ローラー２０の表面に対する磁気ブラシの摺擦力を高めることができる。その結果、現像ローラー２０の表面に付着したトナー外添剤を効率よく剥ぎ取ることができ、付着物剥ぎ取りモードの実行時間も短縮できる。
【００５０】
また、付着物剥ぎ取りモードの実行中は現像ローラー２０以外の磁気ローラー２１、第１スパイラル４３、第２スパイラル４４は回転を停止しているため、磁気ローラー２１の回転によって現像剤（磁気ブラシ）が穂切りブレード２５を通過したり、第１スパイラル４３および第２スパイラル４４の回転によって現像剤が攪拌搬送されたりすることはない。従って、現像剤の機械的ストレスによる劣化が発生せず、現像容器２２内のトナーを入れ替えるためのトナーの消費（強制吐出）も不要となる。
【００５１】
図９は、本発明の第２実施形態に係る現像装置３ａにおける画像形成時の駆動伝達経路を模式的に示す図であり、図１０は、第２実施形態の現像装置３ａにおける付着物剥ぎ取りモード実行時の駆動伝達経路を模式的に示す図である。本実施形態では、図９に示すように、現像ローラー２０の回転軸２０ｃの一端部にカップリング付きギアである駆動入力ギア５１が付設されている。駆動入力ギア５１にはカラープリンター１００本体側の駆動出力カップリング５０が嵌合しており、駆動入力ギア５１を介して現像装置３ａに駆動力が入力される。駆動入力ギア５１にはアイドルギア（図示せず）を介して磁気ローラー２１の回転軸２１ｃの一端部に付設された第１駆動伝達ギア５３が連結されている。
【００５２】
第１駆動伝達ギア５３には、アイドルギア（図示せず）を介して第２スパイラル４４の回転軸４４ａの一端部に付設された第２駆動伝達ギア５５が連結されている。第２スパイラル４４の回転軸４４ａの他端部には第３駆動伝達ギア５７が付設されている。第３駆動伝達ギア５７にはアイドルギア（図示せず）を介して第１スパイラル４３の回転軸４３ａの他端部に付設された第４駆動伝達ギア５９が連結されている。
【００５３】
第１駆動伝達ギア５３および第２駆動伝達ギア５５は、それぞれ一方向（正方向）に回転する場合のみ磁気ローラー２１および第２スパイラル４４に駆動力を入力可能なワンウェイギアである。
【００５４】
画像形成時に駆動出力カップリング５０を所定方向に回転させると、駆動入力ギア５１が正回転して現像ローラー２０が正方向（図２の時計回り方向）に回転する。また、アイドルギアを介して駆動入力ギア５１に噛み合う第１駆動伝達ギア５３が正回転する。第１駆動伝達ギア５３が正回転するときは磁気ローラー２１に駆動力が伝達されるため、磁気ローラー２１が正方向（図２の時計回り方向）に回転する。
【００５５】
また、第１駆動伝達ギア５３およびアイドルギアを介して第２スパイラル４４の一端部に付設された第２駆動伝達ギア５５も正回転する。第２駆動伝達ギア５５が正回転するときは第２スパイラル４４に駆動力が伝達されるため、第２スパイラル４４が正方向（図２の時計回り方向）に回転し、第２スパイラル４４の他端部に付設された第３駆動伝達ギア５７も正回転する。そして、第３駆動伝達ギア５７にアイドルギアを介して連結された第４駆動伝達ギア５９も正回転するため、第１スパイラル４３が正方向（図２の時計回り方向）に回転する。
【００５６】
一方、付着物剥ぎ取りモードを実行する場合、図１０に示すように駆動出力カップリング５０を画像形成時と逆方向に回転させると、駆動入力ギア５１が逆回転して現像ローラー２０が逆方向（図６の反時計回り方向）に回転する。また、駆動入力ギア５１にアイドルギア（図示せず）を介して噛み合う第１駆動伝達ギア５３も逆回転する。第１駆動伝達ギア５３が逆回転するときは磁気ローラー２１に駆動力が伝達されないため、第１駆動伝達ギア５３のみが空転し、磁気ローラー２１は回転せずに停止する。
【００５７】
また、第１駆動伝達ギア５３およびアイドルギア（図示せず）を介して第２スパイラル４４の一端部に付設された第２駆動伝達ギア５５も逆回転する。第２駆動伝達ギア５５が逆回転するときは第２スパイラル４４に駆動力が伝達されないため、第２駆動伝達ギア５５のみが空転し、第２スパイラル４４は回転せずに停止する。その結果、第２スパイラル４４の他端部に付設された第３駆動伝達ギア５７は回転せず、第３駆動伝達ギア５７にアイドルギア（図示せず）を介して連結された第４駆動伝達ギア５９も回転しないため、第１スパイラル４３は回転せずに停止する。
【００５８】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に付着物剥ぎ取りモードの実行時に現像ローラー２０のみを逆回転させ、磁気ローラー２１は停止状態とすることで、現像ローラー２０の表面に対する磁気ブラシの摺擦力を高めることができる。その結果、現像ローラー２０の表面に付着したトナー外添剤を効率よく剥ぎ取ることができ、付着物剥ぎ取りモードの実行時間も短縮できる。
【００５９】
また、付着物剥ぎ取りモードの実行中は現像ローラー２０以外の磁気ローラー２１、第１スパイラル４３、第２スパイラル４４は回転を停止しているため、現像剤の機械的ストレスによる劣化を抑制することができ、現像容器２２内のトナーを入れ替えるためのトナーの消費（強制吐出）も不要となる。
【００６０】
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、上記各実施形態ではカラープリンター１００本体側の駆動出力カップリング５０を現像ローラー２０の回転軸２０ｃまたは磁気ローラー２１の回転軸２１ｃに付設された駆動入力ギア５１に連結させているが、例えば第２スパイラル４４の回転軸４４ａに駆動入力ギア５１を付設し、駆動出力カップリング５０を駆動入力ギア５１に連結させて駆動出力カップリング５０から第２スパイラル４４に駆動力を入力するようにしてもよい。その場合も、駆動入力ギア５１および磁気ローラー２１の回転軸２１ｃに付設された第１駆動伝達ギア５３を、正回転する場合のみ駆動力を伝達可能なワンウェイギアとすればよい。
【００６１】
また、上記各実施形態では第２スパイラル４４の回転軸４４ａに付設された第２駆動伝達ギア５５をワンウェイギアとしたが、第２駆動伝達ギア５５を通常のギアとしてもよい。この場合、付着物剥ぎ取りモードの実行時に第１スパイラル４３および第２スパイラル４４が回転するため現像剤の劣化は促進されるが、現像ローラー２０の表面の付着物の剥ぎ取り効果には影響を及ぼさない。
【００６２】
また、現像ローラー２０と磁気ローラー２１とを別々の駆動原を用いて回転させる構成や、第１駆動入力ギア５１と第２駆動入力ギア５３との間に駆動力の伝達および遮断を切り換えるクラッチを設ける構成であってもよい。この場合、付着物剥ぎ取りモードにおける現像ローラー２０の回転方向は画像形成時と同方向であってもよい。
【００６３】
また、本発明は図１に示したタンデム式のカラープリンターに限らず、デジタル或いはアナログ方式のモノクロ複写機、モノクロプリンター、カラー複写機、ファクシミリ等、二成分現像方式を用いた種々の画像形成装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤を用いる現像装置であって、トナー供給ローラー上に二成分現像剤を担持させ、磁性キャリアを残したまま現像ローラー上にトナーのみを移行させてトナー薄層を形成する現像装置に利用可能である。本発明の利用により、画像形成後の回転駆動時間の延長、およびそれに伴うトナーの消費を必要とせず、現像ローラー表面に付着したトナー成分を磁気ブラシにより十分に剥ぎ取り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。
【符号の説明】
【００６５】
１ａ〜１ｄ            感光体ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ            現像装置
２０                  現像ローラー
２０ｃ                回転軸（現像ローラー）
２１                  磁気ローラー（トナー供給ローラー）
２１ａ                回転スリーブ
２１ｂ                固定マグネット体
２１ｃ                回転軸（磁気ローラー）
２２                  現像容器
２２ｂ                仕切り部
２２ｃ                第１搬送室
２２ｄ                第２搬送室
２５                  穂切りブレード（規制ブレード）
４２                  攪拌搬送部材
４３                  第１スパイラル
４３ａ                回転軸（第１スパイラル）
４４                  第２スパイラル
４４ａ                回転軸（第２スパイラル）
５０                  駆動出力カップリング
５１                  駆動入力ギア
５３                  第１駆動伝達ギア
５５                  第２駆動伝達ギア
５７                  第３駆動伝達ギア
５９                  第４駆動伝達ギア
１００                カラープリンター（画像形成装置）
Ｍ                    磁気ブラシ
【図１】
2020008776.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020008776.tif 000008
【図７】
2020008776.tif 000009
【図８】
2020008776.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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