(57)【要約】【課題】低融点・小粒径トナーを用いた場合や、トナーリサイクル機構を用いた場合であっても、副作用なく、経時においても現像剤担持体の表面にトナー固着が生じにくい、２成分現像方式の現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤担持体１３ａに対向する位置であって、像担持体１１との対向位置に対して現像剤担持体１３ａの走行方向下流側の位置に、現像剤担持体１３ａに担持された現像剤Ｇに摺接する導電部材１３ｄを設置する。そして、現像工程以外のタイミングで、現像剤担持体１３ａと導電部材１３ｄとの間に電位差を形成する。【選択図】図２
2010210718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアとトナーとを有する現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成された潜像を現像する現像工程をおこなう現像装置であって、
前記像担持体に対向するとともに、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向する位置であって、前記像担持体との対向位置に対して前記現像剤担持体の走行方向下流側の位置に配設されるとともに、前記現像剤担持体に担持された現像剤に摺接する導電部材と、
を備え、
現像工程以外のタイミングで、前記現像剤担持体と前記導電部材との間に電位差を形成することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
現像工程以外のタイミングで、前記導電部材を接地することで前記現像剤担持体と前記導電部材との間に電位差を形成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】
現像工程以外のタイミングで、前記トナーの極性と異なる極性の電圧を前記導電部材に印加することで前記現像剤担持体と前記導電部材との間に電位差を形成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４】
現像工程に供された後の未転写トナーがリサイクルトナーとして装置内に補給されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置とそこに設置される現像装置及びプロセスカートリッジとに関し、特に、２成分現像剤を用いた現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤（添加剤等を添加する場合も含むものとする。）を用いて現像工程をおこなう２成分現像方式の現像装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２等参照。）。
【０００３】
そして、このような２成分現像剤を用いた現像装置では、経時において現像ローラ（現像剤担持体）の表面にトナーが固着してしまい、出力画像上の画像濃度が低下したり、出力画像上に地肌汚れが生じたり、トナー飛散が生じたりする問題が生じてしまうことが知られている。特に、このような問題は、省エネルギー化を目的とした低温定着用のトナー（低融点トナー）を用いた場合には、無視できないものになることも知られている。
【０００４】
一方、特許文献１には、現像スリーブ（現像剤担持体）の表面へのトナー固着を防止することを目的として、現像スリーブに対向するドクターブレードに電圧を印加したり、ドクターブレードを接地したりすることで、現像スリーブに付着したトナーを現像スリーブ表面から電気的に離脱させる技術が開示されている。
また、特許文献２には、現像スリーブ（現像剤担持体）の表面へのトナー固着を防止することを目的として、所定のタイミングで、幅方向両端部が黒ベタの画像を形成する技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
２成分現像剤を用いた現像装置において、現像剤担持体にトナーが固着してしまう問題は、低温定着用の低融点トナーを用いた場合に加えて、小粒径のトナーを用いた場合にも無視できないものになっている。
詳しくは、省エネルギー化と高画質化とを目的とした、低融点・小粒径トナーは、通常のトナーに比べて、強い付着力を有している。そして、現像剤担持体に担持された現像剤中のトナーは、現像領域における像担持体と現像剤担持体との間の電位差により、画像の地肌部において、帯電したトナーが像担持体に向けて移行せずに、現像剤担持体側に引っ張られるようになる。このため、現像剤担持体側に向かう電界によりトナーが現像剤担持体に付着することになる。そして、低融点・小粒径トナーの強い付着力によって、現像剤担持体の表面に徐々にトナーが固着して、やがてトナーによる絶縁層が形成されて、出力画像上の画像濃度が低下する不具合が発生してしまっていた。また、現像剤担持体上にトナー固着が生じることで、現像剤担持体上における現像剤の搬送量が低下してしまい、スキャベンジ力の低下により、トナー飛散や地肌汚れ（カブリ画像）が発生してしまっていた。さらに、現像剤担持体上にトナー固着が生じることで、その固着したトナー層が摩擦によって帯電して、現像剤担持体に印加した現像バイアスよりも実効的に高い電圧値となってしまい、現像領域に形成される電位差が小さくなることからも、出力画像上に地肌汚れが発生してしまっていた。
さらに、トナーリサイクル機構のある現像装置では、小粒径トナーを用いた場合に、リサイクルされるトナーの粒径の分布がさらに小粒径側にシフトしてしまい、熱の影響をさらに受けやすくなって、現像剤担持体へのトナー固着が助長されてしまっていた。
【０００６】
一方、上述した特許文献１の技術は、現像スリーブに対向するドクターブレードに電圧を印加したりすることで、現像スリーブに付着したトナーを現像スリーブ表面から電気的に離脱させているために、現像スリーブへのトナー固着を防止する効果が期待できる。しかし、この技術は、経時でドクターブレードにトナーが固着してしまい、現像剤担持体とドクターブレードとのギャップが狭小化してしまう不具合が発生する可能性があった。
また、上述した特許文献２の技術は、所定のタイミングで幅方向両端部が黒ベタの画像を形成しているために、現像スリーブへのトナー固着を防止する効果が期待できる。しかし、この技術は、現像スリーブの幅方向両端部のトナー固着を中心的に防止するものであって、現像スリーブの幅方向中央部にトナー固着が生じやすい条件で画像形成がされた場合等にそのトナー固着を充分に防止することができない可能性があった。さらに、トナーリサイクル機構のある現像装置の場合には、黒ベタ画像を形成することでリサイクルトナー量が増加してしまい、現像剤担持体へのトナー固着をかえって助長させてしまう可能性もあった。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、低融点・小粒径トナーを用いた場合や、トナーリサイクル機構を用いた場合であっても、副作用なく、経時においても現像剤担持体の表面にトナー固着が生じにくい、２成分現像方式の現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の請求項１記載の発明にかかる現像装置は、キャリアとトナーとを有する現像剤を収容するとともに、像担持体上に形成された潜像を現像する現像工程をおこなう現像装置であって、前記像担持体に対向するとともに、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向する位置であって、前記像担持体との対向位置に対して前記現像剤担持体の走行方向下流側の位置に配設されるとともに、前記現像剤担持体に担持された現像剤に摺接する導電部材と、を備え、現像工程以外のタイミングで、前記現像剤担持体と前記導電部材との間に電位差を形成するものである。
【０００９】
また、請求項２記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１に記載の発明において、現像工程以外のタイミングで、前記導電部材を接地することで前記現像剤担持体と前記導電部材との間に電位差を形成するものである。
【００１０】
また、請求項３記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１に記載の発明において、現像工程以外のタイミングで、前記トナーの極性と異なる極性の電圧を前記導電部材に印加することで前記現像剤担持体と前記導電部材との間に電位差を形成するものである。
【００１１】
また、請求項４記載の発明にかかる現像装置は、前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、現像工程に供された後の未転写トナーがリサイクルトナーとして装置内に補給されるものである。
【００１２】
また、この発明の請求項５記載の発明にかかるプロセスカートリッジは、画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたものである。
【００１３】
また、この発明の請求項６記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたものである。
【００１４】
なお、本願において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電部と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像部（現像装置）と、像担持体上をクリーニングするクリーニング部とのうち、少なくとも１つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱自在に設置されるユニットと定義する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、現像剤担持体に担持された現像剤に摺接する導電部材を現像領域の下流側の位置に設置して、現像工程以外のタイミングで現像剤担持体と導電部材との間に電位差を形成している。これにより、低融点・小粒径トナーを用いた場合や、トナーリサイクル機構を用いた場合であっても、副作用なく、経時においても現像剤担持体の表面にトナー固着が生じにくい、２成分現像方式の現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。
【図２】作像部を示す構成図である。
【図３】（Ａ）現像装置の上部を長手方向にみた概略断面図と、（Ｂ）現像装置の下部を長手方向にみた概略断面図と、である。
【図４】現像装置の循環経路を長手方向にみた概略断面図である。
【図５】現像ローラ上に形成される磁極の磁力分布を示す図である。
【図６】現像領域で形成される電界を示す模式図である。
【図７】作像タイミングを示すタイミングチャートである。
【図８】（Ａ）出力画像を示す図と、（Ｂ）本実施の形態における現像ローラの表面濃度を示すグラフと、（Ｃ）従来の現像ローラの表面濃度を示すグラフと、である。
【図９】別の現像装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態．
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００１８】
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の装置本体、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、７は転写紙等の記録媒体Ｐが収容される給紙部、９は記録媒体Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される像担持体としての感光体ドラム、１２は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上を帯電する帯電部、１３は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像装置、１４は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐ上に重ねて転写する転写バイアスローラ（１次転写バイアスローラ）、１５は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。
【００１９】
また、１６は中間転写ベルト１７を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上のカラートナー像を記録媒体Ｐ上に転写するための２次転写バイアスローラ、２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着装置、を示す。
なお、図示は省略するが、各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１ＢＫの上方には、各色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）のトナー（トナー粒子）を現像装置１３に供給する各色のトナー容器がそれぞれ設置されている。
【００２０】
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。なお、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上でおこなわれる作像プロセスについては、図２をも参照することができる。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。
【００２１】
詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
【００２２】
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光Ｌ（図２を参照できる。）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に向けて発せられる。
【００２３】
一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、帯電部１２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。
【００２４】
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
【００２５】
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１Ｃ表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫ表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
【００２６】
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、現像装置１３との対向位置に達する。そして、各現像装置１３から感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように転写バイアスローラ１４が設置されている。そして、転写バイアスローラ１４の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程である。）。
【００２７】
そして、転写工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。
【００２８】
他方、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された中間転写ベルト１７は、図中の時計方向に走行して、２次転写バイアスローラ１８との対向位置に達する。そして、２次転写バイアスローラ１８との対向位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７表面は、中間転写ベルトクリーニング部１６の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部１６に回収されて、中間転写ベルト１７における一連の転写プロセスが終了する。
【００２９】
ここで、中間転写ベルト１７と２次転写バイアスローラ１８との間（２次転写ニップである。）に搬送される記録媒体Ｐは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された記録媒体Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達した記録媒体Ｐは、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。
【００３０】
そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、搬送ベルトによって定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着ベルトと加圧ローラとのニップにて、カラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラによって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００３１】
次に、図２〜図８にて、画像形成装置における作像部について詳述する。
図２は、作像部及びトナー容器２８を示す構成図である。図３（Ａ）は現像装置１３の上部（第１搬送スクリュ１３ｂ１の位置である。）を長手方向にみた概略断面図（水平方向の断面図）であって、図３（Ｂ）は現像装置１３の下部（第２搬送スクリュ１３ｂ２の位置である。）を長手方向にみた概略断面図である。図４は、現像装置１３の循環経路を長手方向にみた概略断面図（垂直方向の断面図）である。また、図５は、現像ローラ１３ａ上に形成される磁極Ｈ１〜Ｈ４の磁力分布を示す図である。
なお、各作像部はほぼ同一構造であって、各トナー容器もほぼ同一構造であるために、図２〜図５にて作像部及びトナー容器は符号のアルファベット（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）を除して図示する。
【００３２】
図２に示すように、作像部は、像担持体としての感光体ドラム１１、帯電部１２、現像装置１３（現像部）、クリーニング部１５、トナーリサイクル機構１９、等で構成される。
像担持体としての感光体ドラム１１は、外径が３０ｍｍ程度の負帯電の有機感光体であって、不図示の回転駆動機構によって反時計方向に回転駆動される。
【００３３】
帯電部１２は、芯金上に、ウレタン樹脂、導電性粒子としてのカーボンブラック、硫化剤、発泡剤等を処方した中抵抗の発泡ウレタン層をローラ状に形成した弾性を有する帯電ローラである。帯電部１２の中抵抗層の材質としては、ウレタン、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン（ＥＰＤＭ）、ブタジエンアクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴムや、イソプレンゴム等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものを用いることもできる。
【００３４】
クリーニング部１５は、感光体ドラム１１に摺接するクリーニングブレード１５ａが設置されていて、感光体ドラム１１上の未転写トナーを機械的に除去・回収する。クリーニング部１５の内部に回収された未転写トナーは、搬送スクリュ１５ｂによってトナーリサイクル機構１９の入口に向けて搬送される。そして、未転写トナーは、トナーリサイクル機構１９内に設置された搬送スクリュによって斜め上方に搬送されて、供給管２９を介して、トナー補給口１３ｅから現像装置１３内にリサイクルトナーとして供給される。すなわち、現像工程に供された後の未転写トナーが、トナーリサイクル機構１９によってリサイクルトナーとして現像装置１３内に補給されることになる。これにより、トナー容器２８からのトナー消費量を少なくすることができる。
【００３５】
現像装置１３は、現像剤担持体としての現像ローラ１３ａが感光体ドラム１１に近接するように配置されていて、双方の対向部分には感光体ドラム１１と磁気ブラシとが接触する現像領域（現像ニップ部）が形成される。現像装置１３内には、トナーＴとキャリアＣとからなる現像剤Ｇ（２成分現像剤）が収容されている。そして、現像装置１３は、感光体ドラム１１上に形成される静電潜像を現像する（トナー像を形成する。）。なお、現像装置１３の構成・動作については、後で詳しく説明する。
【００３６】
図２を参照して、トナー容器２８は、その内部に現像装置１３内に供給するためのトナーＴを収容している。具体的に、現像装置１３に設置された磁気センサ（不図示である。）によって検知されるトナー濃度（現像剤Ｇ中のトナーの割合である。）の情報に基いて、シャッタ駆動部によってシャッタ機構８０の開閉動作をおこなって、トナー容器２８から現像装置１３内に向けてトナーＴを適宜に供給する。
なお、トナーＴの供給は、トナー濃度の情報に限定されず、感光体ベルトや中間転写ベルト等に形成されたトナー像の反射率等から検知される画像濃度の情報に基づいて実施されてもよい。また、これらの異なる情報を組み合わせて、トナーＴの供給の実施を判断してもよい。また、本実施の形態において用いられるトナーＴは、低融点・小粒径トナーである。
供給管２９は、トナー容器２８から供給されるトナーＴを現像装置１３内に確実に導くためのものである。すなわち、トナー容器２８から排出されたトナーＴは、供給管２９を介して、トナー補給口１３ｅから現像装置１３内に供給される。
【００３７】
以下、画像形成装置における現像装置１３について詳述する。
図２〜図５を参照して、現像装置１３は、現像剤担持体としての現像ローラ１３ａ、搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２（オーガスクリュ）、ドクターブレード１３ｃ（現像剤規制部材）、導電部材としてのトナー剥離板１３ｄ、等で構成されている。
現像剤担持体としての現像ローラ１３ａは、外径が１４ｍｍ以下の小径の現像ローラであって、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂等の非磁性体を円筒形に形成してなるスリーブ１３ａ２が不図示の回転駆動機構によって時計方向に回転されるように構成されている。図３及び図５を参照して、現像ローラ１３ａのスリーブ１３ａ２内には、スリーブ１３ａ２の周面に複数の磁極Ｈ１〜Ｈ４を形成するマグネット１３ａ１が固設されている。現像ローラ１３ａ上に担持された現像剤Ｇは、現像ローラ１３ａの矢印方向の回転にともなって搬送されて、ドクターブレード１３ｃの位置に達する。そして、現像ローラ１３ａ上の現像剤Ｇは、この位置で適量に規制された後に、感光体ドラム１１との対向位置（現像領域である。）まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界（現像電界）によって、感光体ドラム１１上に形成された潜像にトナーが吸着される。
【００３８】
図５は、マグネット１３ａ１によって現像ローラ１３ａ（スリーブ１３ａ２）の周囲に形成される複数の磁極Ｈ１〜Ｈ４を示している。図５に示すように、複数の磁極は、感光体ドラム１１との対向位置に形成された主磁極Ｈ１、主磁極Ｈ１の下流側であって第２搬送経路の内壁面の一部にかかる位置に形成された搬送磁極Ｈ２、第２搬送経路の上方に形成された剤離れ磁極Ｈ３、第１搬送スクリュ１３ｂ１との対向位置からドクターブレード１３ｃとの対向位置の近傍にかけて形成された汲上げ磁極Ｈ４（ドクタ対向磁極）、等で構成される。
まず、汲上げ磁極Ｈ４が磁性体としてのキャリアに作用して、第１搬送経路に収容された現像剤Ｇが現像ローラ１３ａ上に汲上げられる。現像ローラ１３ａ上に担持された現像剤Ｇは、その一部がドクターブレード１３ｃの位置で掻き取られて、第１搬送経路に戻される。一方、汲上げ磁極Ｈ４による磁力が作用するドクターブレード１３ｃの位置で、ドクターブレード１３ｃと現像ローラ１３ａとのドクターギャップを通過して現像ローラ１３ａ上に担持された現像剤Ｇは、主磁極Ｈ１の位置で穂立ちして現像領域において磁気ブラシとなって感光体ドラム１１に摺接する。こうして、現像ローラ１３ａに担持された現像剤Ｇ中のトナーＴが感光体ドラム１１上の潜像に付着する。その後、主磁極Ｈ１の位置を通過した現像剤Ｇは、搬送磁極Ｈ２によって剤離れ磁極Ｈ３の位置まで搬送される。そして、剤離れ磁極Ｈ３の位置で、反発磁界がキャリアに作用して、現像ローラ１３ａ上に担持されていた現像工程後の現像剤Ｇが現像ローラ１３ａから脱離される。脱離後の現像剤Ｇは、第２搬送経路内に落下して第２搬送スクリュ１３ｂ２によって第２搬送経路の下流に向けて搬送される。
【００３９】
図６は、現像領域で形成される電界を示す模式図である。
図６に示すように、本実施の形態において用いられているトナーＴは、マイナス極性のトナー（低融点・小粒径トナー）である。帯電工程において感光体ドラム１１の表面電位（地肌部電位）は−９５０Ｖ程度に帯電される。そして、レーザ光Ｌが照射される感光体ドラム１１の表面電位（画像部電位）は−１００Ｖ程度に変化する。また、現像ローラ１３ａには−６００Ｖ程度の現像バイアスが印加される。
このため、現像ローラ１３ａと画像部との間に形成される電界は、−１００Ｖの画像部から−６００Ｖの現像ローラ１３ａへ向かうものであるため、マイナス極性のトナーＴは画像部に付着する。一方、現像ローラ１３ａと地肌部との間に形成される電界は、−６００Ｖの現像ローラ１３ａから−９５０Ｖの地肌部に向かうものであるため、マイナス極性のトナーＴは地肌部に付着しない。このように、現像ローラ１３ａと感光体ドラム１１との間の電位差により、帯電したトナーＴが感光体ドラム１１の地肌部には移行しないように構成されている。したがって、地肌部においてはトナーＴが現像ローラ１３ａの側に引っ張られるようになるため、強い付着力を有する低融点・小粒径トナーが現像ローラ１３ａに固着しやすくなる。
【００４０】
ここで、現像ローラ１３ａの表面に生じるトナー固着について簡単に説明する。
トナー固着は、感光体ドラム１１の振れや現像ローラ１３ａの振れによって現像ギャップが小さくなった場合や、現像ローラ１３ａ上に汲み上げられる現像剤量が多くなった場合に発生しやすい。このような場合には、現像ギャップの位置で、穂立ちした現像剤が現像ローラ１３ａ側に強く押し付けられてしまい、そのストレスにより、トナーが力学的に軟化したり、トナーが熱的に軟化・溶融したり、トナーに含有されたワックスが力学的に染み出てしまったりすることになる。さらに、このような状態において、現像ローラ１３ａの表面の現像剤搬送力が弱いと、現像ギャップを通過できない高密度の現像剤がローラ表面で滑ることによりローラ表面での摩擦熱でトナーが溶融、固着してしまうことになる。トナーが軟化・溶融すると、そのトナーに他のトナーやキャリアが凝集し始めて、この部分が核となってトナー固着が成長する。トナー固着は、１個所から始まり周方向に次第に広がる場合と、複数個所発生して成長する場合とがある。
【００４１】
図２を参照して、２つの搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２（搬送部材）は、現像装置１３内に収容された現像剤Ｇを長手方向（図２の紙面垂直方向である。）に循環しながら撹拌・混合する。
第１搬送スクリュ１３ｂ１（第１搬送部材）は、現像ローラ１３ａに対向する位置に配設されていて、現像剤Ｇを長手方向（回転軸方向）に水平に搬送する（図３（Ａ）の破線矢印に示す右方向の搬送である。）とともに、汲上げ磁極Ｈ４の位置で現像ローラ１３ａ上に現像剤Ｇを供給（図３（Ａ）の白矢印方向の供給である。）する。
【００４２】
第２搬送スクリュ１３ｂ２（第２搬送部材）は、第１搬送スクリュ１３ｂ１の下方であって現像ローラ１３ａに対向する位置に配設されている。そして、現像ローラ１３ａから離脱した現像剤Ｇ（現像工程後に剤離れ磁極Ｈ３によって現像ローラ１３ａ上から強制的に離脱された現像剤Ｇであって、図３（Ｂ）の白矢印方向に離脱するものある。）を長手方向に水平に搬送する（図３（Ｂ）の破線矢印に示す左方向の搬送である。）。なお、本実施の形態では、第２搬送スクリュ１３ｂ２の回転方向が、現像ローラ１３ａの回転方向と同方向（図２の時計方向である。）になるように設定されている。
そして、第２搬送スクリュ１３ｂ２は、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路の下流側から第１中継部１３ｆを介して循環される現像剤Ｇを第１搬送部材１３ｂ１による搬送経路の上流側に第２中継部１３ｇを介して搬送する（図３（Ｂ）の一点鎖線矢印に示す搬送である。）。
２つの搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２は、現像ローラ１３ａや感光体ドラム１１と同様に、回転軸がほぼ水平になるように配設されている。また、２つの搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２は、軸部に外径が１６ｍｍ以下のスクリュ部が螺旋状に巻装されたものである。
【００４３】
なお、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路（第１搬送経路）と、第２搬送スクリュ１３ｂ２による搬送経路（第２搬送経路）と、は壁部によって隔絶されている。
図３及び図４を参照して、第２搬送スクリュ１３ｂ２による搬送経路（第２搬送経路）の下流側と、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路（第１搬送経路）の上流側と、は第２中継部１３ｇを介して連通している。そして、第２搬送スクリュ１３ｂ２による搬送経路において第２中継部１３ｇの近傍に留まって盛り上がった現像剤Ｇが、第２中継部１３ｇを介して第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路の上流側に搬送（供給）されることになる。
また、図３及び図４を参照して、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路の下流側と、第２搬送スクリュ１３ｂ２による搬送経路の上流側と、は第１中継部１３ｆを介して連通している。そして、第１搬送スクリュ１３ｂ１による第１搬送経路にて現像ローラ１３ａ上に供給されなかった現像剤Ｇが、第１中継部１３ｆにて自重落下して、第２搬送経路の上流側に達することになる。
【００４４】
このような構成により、２つの搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２によって、現像装置１３において現像剤Ｇを長手方向に循環させる循環経路が形成されることになる。すなわち、現像装置１３が稼動されると、装置内に収容された現像剤Ｇは図３及び図４中の破線矢印の方向に流動する。そして、このように、現像ローラ１３ａに対する現像剤Ｇの供給経路（第１搬送スクリュ１３ａ１による第１搬送経路である。）と、現像ローラ１３ａから離脱する現像剤Ｇの回収経路（第２搬送スクリュ１３ａ２による第２搬送経路である。）と、を分離することで、感光体ドラム１１上に形成するトナー像の濃度偏差を小さくすることができる。
【００４５】
なお、図示は省略するが、第２搬送スクリュ１３ｂ２による搬送経路中には、装置内を循環する現像剤のトナー濃度を検知する磁気センサが設置されている。そして、磁気センサによって検知されるトナー濃度の情報に基いて、トナー容器２８からトナー補給口１３ｅ（第１中継部１３ｆの近傍に配設されている。）を介して現像装置１３内に向けて新品のトナーＴが供給される。
また、図３、図４を参照して、トナー補給口１３ｅは、第２搬送スクリュ１３ｂ２による搬送経路の上流側の上方であって、現像領域から離れた位置（現像ローラ１３ａの長手方向の範囲の外側である。）に配設されている。このようにトナー補給口１３ｅを第１中継部１３ｆの近傍に設置することで、第２搬送経路において、現像ローラ１３ａから離脱した現像剤が比重の小さい補給トナーの上方から降りかかり、第２搬送経路の下流側に向けて比較的長い時間をかけて現像剤に対して補給トナーの分散・混合を充分におこなうことができる。
なお、本実施の形態では、トナー補給口１３ｅを第２搬送スクリュ１３ａ２による搬送経路中に配設したが、トナー補給口１３ｅの位置はこれに限定されることなく、例えば、第１搬送経路の上流側の上方に配置することもできる。
【００４６】
以下、本実施の形態の現像装置１３における、特徴的な構成・動作について説明する。
図２及び図５を参照して、本実施の形態における現像装置１３には、現像ローラ１３ａに対向する位置であって、感光体ドラム１１との対向位置（現像領域である。）に対して現像ローラ１３ａの回転方向（走行方向）の下流側の位置に、導電部材としてのトナー剥離板１３ｄが、現像ローラ１３ａに担持された現像剤に摺接するように設置されている。具体的に、トナー剥離板１３ｄ（導電部材）は、ステンレス鋼、鉄、銅、等の導電性の良い金属材料で形成された板金であって、現像ローラ１３ａに０．５〜１．０ｍｍ程度の隙間をあけて対向するように現像装置１３ａの下ケースに貼着されている。また、トナー剥離板１３ｄは、スイッチ回路１３ｋを介して接地（アース）されている。そして、スイッチ回路１３ｋのオン・オフ制御によって、トナー剥離板１３ｄが接地状態とフロート状態とに切り替えられることになる。
【００４７】
そして、現像工程以外のタイミング（現像工程がおこなわれていないタイミング）で、現像ローラ１３ａとトナー剥離板１３ｄとの間に電位差を形成する。
具体的に、図７を参照して、現像工程がおこなわれているとき（作像タイミング時）には、スイッチ回路１３ｋがオフされて、トナー剥離板１３ｄがフロート状態になる。これに対して、現像工程がおこなわれていないとき（作像タイミングの前後である。）には、スイッチ回路１３ｋがオンされて、トナー剥離板１３ｄが接地状態になり、現像バイアス（−６００Ｖである。）が印加された現像ローラ１３ａとトナー剥離板１３ｄとの間に積極的に電位差が形成される。そして、このとき（トナー剥離板１３ｄが接地状態のとき）、現像領域を通過して現像ローラ１３ａ上に強く付着したトナーＴが、現像ローラ１３ｄから離脱してトナー剥離板１３ｄに付着する（又は、現像ローラ１３ｄに対する付着力が弱められる。）。これにより、現像ローラ１３ａ上へのトナー固着の発生が軽減されて、出力画像の画像濃度が低下する不具合や、出力画像上に地肌汚れ（カブリ画像）が発生する不具合や、トナー飛散が発生する不具合、が低減される。
【００４８】
なお、トナー剥離板１３ｄを接地状態にすることにより、現像ローラ１３ｄから離脱してトナー剥離板１３ｄに付着したトナーＴは、その後に現像ローラ１３ａに担持された現像剤Ｇに摺接することによりトナー剥離板１３ｄから離脱して、第２搬送経路内に回収されることになる。
また、トナー剥離板１３ｄを接地状態にする制御を現像工程以外のタイミングでおこなうのは、現像工程時にトナー剥離板１３ｄを接地状態にすることにより現像ギャップにおける正常な電界の形成が妨げられて（トナー剥離板１３ｄにバイアスがかかって）感光体ドラム１１上に形成するトナー像に不具合が生じるのを抑止するためである。
【００４９】
本願発明者は、上述した効果を確認するために、２０００枚の通紙をおこなった後の、現像ローラ１３ａ上のトナー付着の程度を測定する実験をおこなった。
実験は、図８（Ａ）に示すように、白矢印方向に搬送される記録媒体Ｐ上に黒ベタ部Ｂを２箇所形成したものを、２０００枚出力した。そして、通紙後の現像ローラ１３ａ上の表面濃度を濃度測定器にて長手方向（回転軸方向）にわたって測定した。図８（Ｂ）は、本実施の形態１における現像装置１３（非現像工程時にトナー剥離板１３ｄを接地状態にする制御をおこなったものである。）を用いた場合の、現像ローラ１３ａの表面濃度を示す。また、図８（Ｃ）は、従来の現像装置１３（非現像工程時にトナー剥離板１３ｄを接地状態にする制御をおこなわないものである。）を用いた場合の、現像ローラ１３ａの表面濃度を示す。現像ローラ１３ａの表面濃度が高いほど、現像ローラ１３ａの表面にトナーが付着していて、トナー固着が発生しやすい状態であることになる。なお、図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）における「長手方向の位置」は、上方に示す図８（Ａ）の画像パターンの位置に対応する。
【００５０】
図８（Ｃ）の実験結果から、従来の現像装置は、黒ベタ部Ｂに対応する現像ローラ１３ａの位置では感光体ドラム１１上へのトナー供給が積極的におこなわれているため現像ローラ１３ａの表面濃度が小さくなっているのに対して、地肌部（黒ベタ部Ｂが形成されていない部分である。）に対応する現像ローラ１３ａの位置では感光体ドラム１１上へのトナー供給がおこなわれていないため現像ローラ１３ａの表面濃度が大きくなっているのがわかる。したがって、地肌部に対応する位置で、現像ローラ１３ａの表面へのトナー固着が発生しやすくなっている。
これに対して、図８（Ｂ）の実験結果から、本実施の形態における現像装置は、地肌部に対応する現像ローラ１３ａの位置においても現像領域の下流側で現像ローラ１３ａに付着したトナーが接地状態にあるトナー剥離板１３ｄによって積極的に剥離されているために、現像ローラ１３ａの表面濃度が全体的に小さくなっているのがわかる。したがって、現像ローラ１３ａの表面へのトナー固着が発生しにくくなっている。
【００５１】
なお、本実施の形態では、現像工程以外のタイミングでトナー剥離板１３ｄを接地することで、トナー剥離板１３ｄと現像ローラ１３ａとの間に電位差を形成して、現像ローラ１３ａに付着したトナーをローラ表面から離脱させた。
これに対して、現像工程以外のタイミングでトナー剥離板１３ｄに電圧（トナーの極性と異なる極性の電圧である。）を印加することで、トナー剥離板１３ｄと現像ローラ１３ａとの間に電位差を形成して、現像ローラ１３ａに付着したトナーをローラ表面から離脱させることもできる。
具体的に、図９を参照して、トナー剥離板１３ｄは、スイッチ回路１３ｋを介して電源部１３ｈに接続されている。そして、スイッチ回路１３ｋのオン・オフ制御によって、トナー剥離板１３ｄが電圧印加状態とフロート状態とに切り替えられることになる。なお、本願発明者が、図９の現像装置１３を用いて、図７のタイミングと同様に作像タイミングの前後にトナー剥離板１３ｄに電圧（＋１００Ｖである。）を印加して、図８で説明した実験をおこなったところ、本実施の形態と同様の効果を得ることができることを確認した。
【００５２】
なお、本実施の形態では、作像タイミングの前後にトナー剥離板１３ｄを接地（又は電圧印加）する制御をおこなったが、画像形成装置１のウォーミングアップ時や連続通紙の紙間等のタイミングで、トナー剥離板１３ｄを接地（又は電圧印加）する制御をおこなうこともできる。そして、このような場合であっても、上述した本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
以上説明したように、本実施の形態では、現像ローラ１３ａ（現像剤担持体）に担持された現像剤Ｇに摺接するトナー剥離板１３ｄ（導電部材）を現像領域の下流側の位置に設置して、現像工程以外のタイミングで現像ローラ１３ａとトナー剥離板１３ｄとの間に電位差を形成している。これにより、低融点・小粒径トナーを用いた場合や、トナーリサイクル機構１９を用いた場合であっても、副作用なく、経時においても現像ローラ１３ａの表面にトナー固着が生じる不具合を確実に軽減することができる。
【００５４】
なお、本実施の形態では、現像剤を長手方向に搬送する搬送スクリュが設置された現像装置１３に対して本発明を適用したが、現像剤を短手方向に搬送する搬送パドル等が設置された現像装置（例えば、特許文献１、２等に記載された現像装置である。）に対しても、当然に本発明を適用することができる。そして、このような場合であっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
また、本実施の形態では、トナー容器２８から現像装置１３に向けてトナーＴを供給したが、トナー容器（現像剤容器）から現像剤Ｇ（トナーＴ及びキャリアＣ）を現像装置１３に向けて供給することもできる。その場合、現像装置１３から余剰の現像剤を適宜に排出する手段を設けることになる。このような場合であっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
また、本実施の形態においては、現像装置１３が単体で画像形成装置本体に着脱されるユニットして構成されている画像形成装置に対して、本発明を適用した。しかし、本発明の適用はこれに限定されることなく、作像部の一部又は全部がプロセスカートリッジ化されている画像形成装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。
【００５７】
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１  画像形成装置本体（装置本体）、
１１、１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１ＢＫ  感光体ドラム（像担持体）、
１３  現像装置（現像部）、
１３ａ  現像ローラ（現像剤担持体）、
１３ｃ  ドクターブレード（現像剤規制部材）、
１３ｄ  トナー剥離板（導電部材）、
１３ｅ  トナー補給口、
１３ｋ  スイッチ回路、
１９  トナーリサイクル機構、
Ｇ  現像剤（２成分現像剤）、  Ｔ  トナー、  Ｃ  キャリア。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５９】
【特許文献１】特開２００１−２２８７０６号公報
【特許文献２】特開２００１−３１２１２６号公報
【図１】
2010210718.tif 000003
【図２】
2010210718.tif 000004
【図３】
2010210718.tif 000005
【図４】
2010210718.tif 000006
【図５】
2010210718.tif 000007
【図６】
2010210718.tif 000008
【図７】
2010210718.tif 000009
【図８】
2010210718.tif 000010
【図９】
2010210718.tif 000011