(57)【要約】【課題】  トナー劣化を抑制することで、高品位な画像を安定して形成することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】  現像ローラ４と供給ローラ５とは、各々の表面がニップ部Ｎの上端から下端に移動する方向に回転し、制御部２００は、非画像形成時であって供給ローラ５が回転している時に、供給ローラ５に印加される電圧の値から現像ローラ４に印加される電圧の値を引いた値が、現像剤の正規帯電極性と逆極性となるように、各電圧を制御する。【選択図】  図１０
2014106345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電像を担持する像担持体と、
現像剤を担持して前記静電像を前記現像剤で現像する現像剤担持体と、
表面に発泡層を備え、前記現像剤担持体との間にニップ部を形成するよう配置され、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記現像剤担持体に電圧を印加する第一電圧印加手段と、
前記現像剤供給部材に電圧を印加する第二電圧印加手段と、
前記第一電圧印加手段と前記第二電圧印加手段とを制御する制御手段と、
を有する画像形成装置であって、
前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材とは、各々の表面が前記ニップ部の上端から下端に移動する方向に回転し、
前記制御手段は、非画像形成時であって前記現像剤供給部材が回転している時に、前記現像剤供給部材に印加される電圧の値から前記現像剤担持体に印加される電圧の値を引いた値が前記現像剤の正規帯電極性と逆極性の値となるように、前記第一電圧印加手段と前記第二電圧印加手段とを制御するモードを実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記モードの実行中において、前記現像剤担持体の電位から前記像担持体の電位を引いた電位差の値が、前記現像剤の正規帯電極性と逆極性の値である請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記モードの実行中において、前記現像剤担持体が前記現像剤を前記像担持体上に吐き出さないことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記モードの実行中において、前記現像剤担持体が前記現像剤を前記像担持体上に吐き出すことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、画像形成後であって前記現像剤供給部材の回転が停止する前に前記モードを実行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、電子写真方式を用いて記録材上に画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置として、複数色の現像剤を用いた画像形成動作のそれぞれに対応する感光体を、トナー像が転写される被転写体の表面移動方向に沿って一列に配置した、所謂、タンデム方式の画像形成装置が知られている。タンデム方式のカラー画像形成装置には、複数の感光体が鉛直方向（重力方向）と交差する方向（例えば水平方向）に一列に配置されたものがある。タンデム方式は、画像形成速度の高速化やマルチファンクションプリンタへの展開などの要望に対応し易いなどの点で好ましい画像形成方式である。
【０００３】
又、複数の感光体を鉛直方向と交差する方向に一列に配置したタンデム方式の画像形成装置として、複数の感光体を、被転写体としての中間転写体、又は、被転写体としての記録材を搬送する記録材担持体の下方に配置したものがある。
【０００４】
感光体を中間転写体や記録材担持体の下方に配置する場合、画像形成装置本体内において中間転写体や記録材担持体を間に挟む態様で、例えば定着装置と現像装置（或いは、露光装置）とを離れた位置に配置することができる。そのため、現像装置（或いは、露光装置）が定着装置の熱の影響を受け難いなどの利点がある。
【０００５】
ここで、現像装置の一般的な課題として、トナーの劣化がある。現像装置では、感光体と現像剤担持体との間や、供給部材と現像剤担持体との間において、トナーが部材や他のトナーと摺擦され、帯電特性の劣化したトナー（以下、「劣化トナー」という）が少なからず生じる。通常の場合において、この劣化トナーは正規の帯電特性を保つトナー（以下、「正規帯電トナー」という）と比べて現像に使われ難いため、現像装置の使用が進むにつれて現像室内における劣化トナーの割合が増加する。そして、現像室内の劣化トナーの割合が増えると現像に支障をきたすようになり、画像劣化に繋がることとなる。
【０００６】
そこで、特許文献１においては、劣化トナーを強制的に消費する技術が提案されている。具体的には、強制的にトナーを現像室内から排出するモード（以下、「吐き出しモード」という）を設け、そのモードにおいて現像剤担持体に印加する電圧と供給部材に印加する電圧を調整する。具体的には、供給部材に印加する電圧の単位時間あたりの平均値から現像剤担持体に印加する電圧の単位時間あたりの平均値を差し引いた値の極性がトナーの正規帯電極性と逆極性となるように調整する。これにより、劣化したトナーを効率的に現像室内から排出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１５０６７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本出願にかかる発明は、上記従来技術を更に発展させたものであり、トナー劣化を抑制し高品位な画像を安定して形成することが可能な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】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、静電像を担持する像担持体と、現像剤を担持して前記静電像を前記現像剤で現像する現像剤担持体と、表面に発泡層を備え、前記現像剤担持体との間にニップ部を形成するよう配置され、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、
前記現像剤担持体に電圧を印加する第一電圧印加手段と、前記現像剤供給部材に電圧を印加する第二電圧印加手段と、前記第一電圧印加手段と前記第二電圧印加手段とを制御する制御手段と、を有する画像形成装置であって、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材とは、各々の表面が前記ニップ部の上端から下端に移動する方向に回転し、前記制御手段は、非画像形成時であって前記現像剤供給部材が回転している時に、前記現像剤供給部材に印加される電圧の値から前記現像剤担持体に印加される電圧の値を引いた値が、前記現像剤の正規帯電極性と逆極性の値となるように、前記第一電圧印加手段と前記第二電圧印加手段とを制御するモードを実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本出願に係る発明によれば、トナー劣化を抑制し高品位な画像を安定して形成することが可能な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】
【００１１】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の概略断面図である。
【図２】実施例１に係るプロセスカートリッジの概略断面図である。
【図３】実施例１における現像剤担持体と現像剤供給部材とのニップ部Ｎの拡大図である。
【図４】現像剤が滞留する領域Ｉを説明するための図である。
【図５】トナー強制吐き出しモードを説明するための図である。
【図６】比較例１、２における現像装置の概略断面図である。
【図７】参考例１、２における現像装置の概略断面図である。
【図８】参考例３、４における現像装置の概略断面図である。
【図９】比較例１及び参考例１〜４における、トナー劣化度の耐久推移を示したグラフである。
【図１０】トナー回収モードの制御を説明するための図である。
【図１１】実施例１における滞留トナー回収モードの効果を説明するための図である。
【図１２】実施例１と比較例２における、トナー劣化度の耐久推移を示すグラフである。
【図１３】比較例２において滞留トナー回収モードの効果が得られないことを説明するための模式図である。
【図１４】実施例１および２における、トナー劣化度の耐久推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１３】
（画像形成装置）
電子写真画像形成装置の一実施例の全体構成について説明する。図１は、本実施例の画像形成装置１００の断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、タンデム方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザービームプリンタである。画像形成装置１００は、画像情報に従って、記録材（例えば、記録用紙、プラスチックシート、布など）にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、画像形成装置本体に接続された画像読み取り装置、或いは画像形成装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器から、画像形成装置本体に入力される。画像形成装置１００は、複数の画像形成部としてのプロセスカートリッジ７が、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するためのＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。本実施例では、画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、鉛直方向と交差する方向に一列に配置されている。
【００１４】
プロセスカートリッジ７は、画像形成装置本体に設けられた装着ガイド、位置決め部材などの装着手段を介して、画像形成装置１００に着脱可能となっている。本実施例では、各色用のプロセスカートリッジ７は全て同一形状を有しており、各色用のプロセスカートリッジ７内には、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー（現像剤）が収容されている。本実施例では、プロセスカートリッジについて説明するが、現像装置３が単独で画像形成装置本体に着脱可能な構成としても良い。
【００１５】
静電像（静電潜像）を担持する像担持体としての感光体ドラム１は、図示しない駆動手段（駆動源）により回転駆動される。感光体ドラム１の周囲にはスキャナユニット（露光装置）３０が配置されている。スキャナユニット３０は、画像情報に基づきレーザーを照射して感光体ドラム１上に静電像（静電像）を形成する露光手段である。４個の感光体ドラム１に対向して、感光体ドラム１上のトナー像を記録材１２に転写するための中間転写体としての中間転写ベルト３１が配置されている。
【００１６】
中間転写体としての無端状のベルトで形成された中間転写ベルト３１は、全ての感光体ドラム１に当接し、図示矢印Ｂ方向（反時計方向）に循環移動（回転）する。
【００１７】
中間転写ベルト３１の内周面側には、各感光体ドラム１に対向するように、一次転写手段としての、４個の一次転写ローラ３２が並設されている。そして、一次転写ローラ３２に、図示しない一次転写バイアス印加手段としての一次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧が印加される。これによって、感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト３１上に転写（一次転写）される。
【００１８】
また、中間転写ベルト３１の外周面側において二次転写手段としての二次転写ローラ３３が配置されている。そして、二次転写ローラ３３に、図示しない二次転写バイアス印加手段としての二次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト３１上のトナー像が記録材１２に転写（二次転写）される。例えば、フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて順次に行われ、中間転写ベルト３１上に各色のトナー像が順次に重ね合わせて一次転写される。その後、中間転写ベルト３１の移動と同期が取られて記録材１２が二次転写部へと搬送される。そして、記録材１２を介して中間転写ベルト３１に当接している二次転写ローラ３３の作用によって、中間転写ベルト３１上の４色トナー像は、一括して記録材１２上に二次転写される。
【００１９】
トナー像が転写された記録材１２は、定着手段としての定着装置３４に搬送される。定着装置３４において記録材１２に熱および圧力を加えられることで、記録材１２にトナー像が定着される。
【００２０】
（プロセスカートリッジ）
本実施例の画像形成装置に装着されるプロセスカートリッジ７の全体構成について説明する。
図２は、感光体ドラム１の長手方向（回転軸線方向）に沿って見た本実施例のプロセスカートリッジ７の断面（主断面）図である。尚、本実施例では、収容している現像剤の種類（色）を除いて、各色用のプロセスカートリッジ７の構成および動作は実質的に同一である。本実施例における各動作はＣＰＵの制御部２００（制御手段）により制御される。
【００２１】
プロセスカートリッジ７は、感光体ドラム１等を備えた感光体ユニット１３と、現像ローラ４等を備えた現像ユニット３とを有する。
【００２２】
感光体ユニット１３には、図示しない軸受を介して感光体ドラム１が回転可能に取り付けられている。感光体ドラム１は、ドラム駆動手段としての駆動モータＰの駆動力を受けることによって、図示矢印Ａ方向に回転駆動される。
【００２３】
また、感光体ユニット１３には、感光体ドラム１の周面上に接触するように、帯電ローラ２、クリーニング部材６が配置されている。
【００２４】
一方、現像ユニット３は、現像室１８ａと現像剤収容室１８ｂから成り、現像剤収容室１８ｂは現像室１８ａの下方に配置されている。この現像剤収容室１８ｂの内部には、現像剤としてのトナー１０が収容されている。本実施例において、このトナー１０の正規帯電極性は負極性である。ここで、正規帯電極性とは、静電像を現像するための帯電極性である。本実施例では負極性の静電像を反転現像するので、トナーの正規帯電極性は負極性である。ただし、本発明は、負帯電性トナーに限定されるものではない。
【００２５】
また、現像剤収容室１８ｂには、このトナー１０を現像室１８ａに搬送するためのトナー搬送部材２２が設けられており、図中矢印Ｇの方向へ回転することによってトナーを現像室１８ａへと搬送している。
【００２６】
現像室１８ａには、感光体ドラム１と接触して図示矢印Ｄ方向に回転する現像剤担持体としての現像ローラ４が設けられている。本実施例では、現像ローラ４と感光体ドラム１とは、対向部（接触部）において互いの表面が同方向に移動するようにそれぞれ回転する。また、現像ローラ４には、第一電圧印加手段としての第一電源５１（高圧電源）から、感光体ドラム１上の静電像をトナー像として現像、可視化するのに十分な電圧が印加される。
【００２７】
また、現像室１８ａの内部には、トナー収容室１８ｂから搬送されたトナーを現像ローラ４に供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ（以下、単に「供給ローラ」という。）５と、供給ローラ５によって供給された現像ローラ４上のトナーのコート量規制及び電荷付与を行う現像剤量規制部材（以下、単に「規制部材」という。）８が配置されている。
【００２８】
供給ローラ５は、導電性芯金と、表面に発泡層とを有する弾性スポンジローラであり、現像ローラ４との間に所定のニップ部Ｎ（接触部）を形成して配設されており、図示矢印Ｅの方向に回転する。このように、現像ローラ４と供給ローラ５とは、各々の表面がニップ部Ｎの上端から下端に移動する方向に回転している。現像ローラ４は１００ｒｐｍ、供給ローラ５は２００ｒｐｍで駆動回転している。
【００２９】
また、供給ローラ５には、第二電圧印加手段としての第二電源５２（高圧電源）から電圧が印加される。画像形成時には、供給ローラ５に印加される電圧の値から現像ローラ４に印加される電圧の値を引いた値が、トナー１０の正規帯電極性と同極性の値になるように制御している。これによって、供給ローラ５から現像ローラ４へ十分な量のトナーが供給される。本実施例においては、画像形成時において、供給ローラ５に印加する電圧をー６００Ｖ、現像ローラ４に印加する電圧をー４００Ｖとなるように制御部２００が制御している。
【００３０】
供給ローラ５によって現像ローラ４に供給されたトナーは、現像ローラ４の矢印Ｄ方向への回転によって、規制部材８と現像ローラ４との当接部へ進入し、現像ローラ４と規制部材８との間での摺擦で摩擦帯電され、電荷を付与されると同時にその層厚が規制される。規制された現像ローラ４上のトナーは、現像ローラ４の回転により、感光体ドラム１との対向部に搬送され、感光体ドラム１上の静電像をトナー像として現像、可視化する。
【００３１】
この現像プロセスにおいて、現像ローラ４と供給ローラ５との間や規制部材との間での摺擦によってトナーの帯電特性が変化する。多くの場合においては、その帯電能力が落ちてしまい、トリボをほとんど持たないトナーや正規帯電特性とは逆極性を持つトナーになってしまう。このような変化をトナーの劣化と呼び、この変化をしたトナーを劣化トナーと呼ぶこととする。
【００３２】
（トナー循環）
ここで、本実施例の構成での現像室１８ａ内におけるトナー循環について説明する。このトナー循環が十分に行われることによって、規制部材８と現像ローラ４との間での摺擦や、供給ローラ５と現像ローラ４との間での摺擦などによりストレスを与えられるトナーが均一化され、一部のトナーが劣化することを防止することができる。
【００３３】
本実施例の構成において、トナーが循環する要因は大きく２つ存在する。一つ目は、供給ローラ５の図２中の図示矢印Ｅ方向への回転によるものである。供給ローラ５の表面付近のトナーはこの回転によって、回転方向下流側へと搬送される。
【００３４】
二つ目は、ニップ部Ｎにおける供給ローラ５の回転方向下流側での供給ローラへの吸い込みと回転方向上流側での供給ローラからの噴出とによるものである。以下、図３を用いてこの循環について詳細に説明する。
【００３５】
供給ローラ５は現像ローラ４とニップ部Ｎを持って接触している。ニップ部Ｎにおける供給ローラ５の回転方向下流側では、供給ローラ５は現像ローラ４との当接から解放され元の形状へと復元する。このとき、吸い込み部Ｒから周囲のトナーを供給ローラ５内部へと吸い込み、供給ローラ５内部に保持する。また、ニップ部Ｎにおける供給ローラ５の回転上流側では、供給ローラが現像ローラ４との当接を開始し、供給ローラ５が圧縮変形する。この変形によって、噴出部Ｓから供給ローラ５内部に保持されていたトナーが噴出される。つまり、この効果によって、ニップ部Ｎの供給ローラ回転方向下流端付近に存在しているトナーは、吸込み部Ｒから供給ローラ５へ吸い込まれ、供給ローラの回転に伴ってニップ部Ｎにおける供給ローラ５の回転上流側へと搬送される。
【００３６】
以上のようなトナーの流れにより、トナーが現像室内１８ａ内を循環する。ただし、図４中の斜線で示した領域Ｉ（ニップ部Ｎの下端近傍であって、供給ローラの吸い込み力が届きにくい領域）にあるトナーは、このようなトナーの流れに加わりにくく、現像室内を循環しにくい。また、領域Ｉに滞留したトナーのうち、正規の帯電特性を持ったトナーは優先的に現像ローラ４にコートされ、規制部材８を通過していく。一方、帯電特性の劣化してしまったトナーはコートされ難いため、劣化トナーが領域Ｉに滞留しやすくなってしまう。そして、領域Ｉに劣化トナーの割合が増加していくと、現像ローラ４にコートされるトナーに劣化トナーが混合するようになってしまい、現像ローラに正常なトナーコートを形成できなくなり画像不良に繋がってしまう。
【００３７】
ここで、この構成に対して、特許文献１で提案された方法を用いることによって、画像不良を防止できるかを検証した。まず、トナー強制吐き出しモードについて説明する。
【００３８】
（トナー強制吐き出しモード）
トナー強制吐き出しモードとは、非画像形成時の任意のタイミングにおいて、任意の量の現像室１８ａ内のトナーを感光ドラム１上へ現像する動作のことである。そのために、非画像形成時の任意のタイミングにおいて、感光ドラム１、現像ローラ４、供給ローラ５を駆動させ、感光ドラム１と現像ローラ４を当接させる。そして、帯電ローラ２と現像ローラ４の電圧設定をベタ黒画像形成時と同様の状態に制御することによって、現像ローラ４上のトナーを感光ドラム１へと転移させる。そして、感光ドラム１上のトナーは、感光ドラム１の回転によってクリーニング部材６によってドラム上から剥ぎ取られる。この動作によって、現像室１８ａ内のトナーの一部を強制的に排出する。
【００３９】
今回、このトナー強制吐き出しモードにおいて、図５に示すように、供給ローラ５に印加する電圧の値から現像ローラ４に印加する電圧の値を減じた値の極性が、トナー１０の正規帯電極性と逆極性になるように制御部が制御した。実際に印加した電圧の値は、供給ローラ５に印加した電圧がー５０Ｖ、現像ローラ４に印加した電圧はー４００Ｖである。したがって、供給ローラ５に印加する電圧の値と現像ローラ４に印加する電圧の値との差分は＋３５０Ｖであり、トナー１０の正規帯電極性（−）とは逆極性である。
【００４０】
今回、このトナー強制吐き出しモードを、印字耐久枚数１０００枚毎に１回実行した。また、１回当たりにこのトナー強制吐き出しの実行時間を４．２秒とし、一回につき約０．２ｇのトナーを現像室１８ａ内から排出できるように設定した。
その効果を検証するために以下の検証実験を行った。
【００４１】
＜実験＞
低温低湿条件の環境下（温度１５℃、湿度１０％）にて２枚間欠印字耐久試験を行った。この印字耐久では、画像比率１％の横線を記録画像に印字している。
【００４２】
この印字耐久において、５０００枚、１００００枚、１５０００枚、２００００枚、２５０００枚時点で画像不良評価用画像の印刷と、現像室１８ａ内のトナーの劣化度の測定を行った。今回、画像不良評価用の画像には、ベタ黒画像とハーフトーン画像を使用した。また、劣化度の測定には、マイクロメリティックス社製の自動比表面積測定装置を用いて行った。そして、画像による評価と自動比表面積測定装置による劣化度の測定値の結果から、以下に示すようなランク付けを行い、本実施例の効果を実証した。
Ａ：自動比表面積測定装置による測定値が２．０以上であり、画像にスジや濃度ムラ等の画像不良が発生してない。
Ｂ：自動比表面積測定装置による測定値が１．８以上２．０未満であり、画像にスジや濃度ムラ等の画像不良が発生していない。
Ｃ：自動比表面積測定装置による測定値が１．８未満であり、画像にスジや濃度ムラ等の画像不良が発生している。
【００４３】
また、本実施例との比較として、以下の構成に対して、現像ローラ４にー４００Ｖ、供給ローラに−５０Ｖの電圧を印加しながら上述のトナー強制吐き出しモードを行い、その効果を同様の検証実験にて検証した。
【００４４】
［比較例１］
比較例１は、図６に示すように、本実施例で説明したのと同様に現像剤収容室１８ｂは現像室１８ａの下方に配置された構成において、供給ローラ５が図中矢印Ｆの方向に回転するように設定してある。ここで、現像ローラ４は１００ｒｐｍ、供給ローラ５は９０ｒｐｍで駆動回転するように設定してある。
【００４５】
［参考例１］
参考例１は、図７に示すように規制部材８が現像ローラ４の上部に配置され、規制部材８によって規制されたトナーが現像ローラ４上に残る構成である。また、参考例１では、供給ローラ５は図示矢印Ｆ′の方向に回転し、現像ローラ４とのニップ内において現像ローラ４表面の移動方向と供給ローラ５表面の移動方向が逆になるように設定してある。このとき、現像ローラ４は１００ｒｐｍ、供給ローラ５は９０ｒｐｍで駆動回転するように設定してある。
【００４６】
［参考例２］
参考例２は、参考例１と同様に規制部材８が現像ローラ４の上部に配置されてある構成において、供給ローラ５が図７中の矢印Ｅ′方向に回転し、現像ローラ４とのニップ内において現像ローラ４の表面と供給ローラ５の表面の移動方向が同じに設定してある。このとき、現像ローラ４は１００ｒｐｍ、供給ローラ５は２００ｒｐｍで駆動回転するように設定してある。
【００４７】
［参考例３］
参考例３は、図８に示すように、現像ローラ４及び供給ローラ５とトナー受け部材９との間にトナー撹拌部材１１を設け、滞留トナーの循環を強制的に行うようにした構成である。供給ローラ５は矢印Ｆ方向に回転し、現像ローラ４とのニップ部において供給ローラ５の表面と現像ローラ４の表面とは逆方向に移動する。
【００４８】
［参考例４］
参考例４は、図８に示すように、現像ローラ４及び供給ローラ５とトナー受け部材９との間にトナー撹拌部材１１を設け、滞留トナーの循環を強制的に行うようにした構成である。供給ローラ５は矢印Ｅ方向に回転し、現像ローラ４とのニップ部において供給ローラ５の表面と現像ローラ４の表面とは同方向に移動する。
【００４９】
以上のような比較例１及び参考例１〜４に対して検証実験を行った結果のうち、劣化度の推移を図９に示す。また、劣化度と画像不良の発生の有無を基にランク付けを行った結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
2014106345.tif 000003
【００５１】
比較例１の構成では、図９のグラフから印字耐久枚数が増えるにつれて、トナーの劣化が進んでいるのがわかる。その結果、表１で示してある通り、印字耐久枚数が多くなった時点において画像不良が発生してしまった。
【００５２】
参考例１や２のように規制部材８を現像ローラ４の上部に配置した構成では、そもそも前述のトナー滞留領域が存在しないため、特許文献１で提案された制御の効果によって、図９で示した通り現像室１８ａ内のトナー劣化を抑制できている。その結果、画像不良の発生を防止することができる。
【００５３】
また、規制部材８を現像ローラ４の下部に設けた構成においても、参考例３や４のように領域Ｉに滞留するトナーを強制的に循環させる部材を設けることで、現像室１８ａ内の劣化トナー増大に起因する画像不良の発生を防止することができた。ただし、この構成のように部材を設けることは、コストアップやデッドスペースの増大などに繋がってしまう。
【００５４】
このように、比較例１の構成では、特許文献１で提案されたトナー強制掃出しモードを用いても、現像室１８ａ内のトナー劣化を抑制できず、劣化トナーを起因とする画像不良を防止することが困難であった。これは、領域Ｉに滞留するトナーを循環させることができず、領域Ｉに滞留するトナーを現像室１８ａから排出することができないためである。
【００５５】
［実施例１］
（滞留トナー回収モード）
実施例１で用いる滞留トナー回収モードとその効果について説明する。滞留トナー回収モードとは、トナーを現像室内で良好に循環させるために、図４の領域Ｉに滞留するトナーを供給ローラの発泡層内に回収するモードである。
【００５６】
実施例１では、前述した図２の構成において、非画像形成時であって供給ローラ５が回転している時に、滞留トナー回収モードとして以下の制御を行う。滞留トナー回収モードでは、図１０に示すように、供給ローラ５に印加する電圧の値から現像ローラ４に印加する電圧の値を引いた値の極性が、トナー１０の正規帯電極性と逆極性になるように、制御部２００によって第一電源５１と第二電源５２とが制御される。この制御を行うと、図１１に示すように、現像ローラ４と供給ローラ５の間に発生する電界によって、領域Ｉに存在するトナーの一部が供給ローラ５に引き寄せられるようになる。すると、供給ローラ５に引き寄せられたトナーは、供給ローラ５の吸い込み部Ｒから供給ローラ５の発泡層内部へと吸い込まれる。そして、供給ローラ５内部に保持され、供給ローラ５の噴出部Ｓから噴出する。このように、電界の作用と供給ローラによるトナーの吸い込みの作用が合わさることで、現像室内の良好なトナー循環を効率的に形成することが可能となる。
【００５７】
この滞留トナー回収モードは、非画像形成時であって供給ローラ５が回転駆動している時に実行すれば良い。例えば、画像形成を行う度に、画像形成後から現像駆動終了まで（画像形成後であって供給ローラの回転を停止する前）の間（以下、「後回転時」という）にこのモードを実行すれば、高頻度で実行できる。高頻度で領域Ｉの滞留トナーを循環させることによって、領域Ｉにおけるトナーの滞留を抑制する効果を一層高めることができる。滞留トナー回収モードの実行中は、現像剤ローラ４の電位から感光体ドラム１の電位（現像ローラ４と対向する部分の感光ドラムの電位）を引いた電位差の値が、トナーの正規帯電極性と逆極性の値となるように、制御部２００が第一、第二電源を制御している。滞留トナー回収モードでは、前述のトナー強制排出モードと比較すると、現像ローラ４から感光ドラム上（像担持体上）にトナーを吐き出さないので、高頻度で実行することができる。すなわち、トナーの強制的な消費を低減しつつ、トナー劣化を抑制することが可能となる。
【００５８】
ここで、実施例１の滞留トナー回収モードを実行した場合にも、上述した検証実験を行った。なお、本実験では、このモードを後回転時に実行した。この後回転の時間は１回につき０．５秒である。ただし、滞留トナー回収モードを実行するタイミングはこれに限ったものではなく、例えば、現像駆動開始から画像形成前までのタイミングに実行してもいい。また、複数のタイミングにおいて実行してもよい。
【００５９】
また、このモードにおいて供給ローラ５に印加する電圧をー５０Ｖ、現像ローラ４に印加する電圧をー４００Ｖとなるように制御した。したがって、供給ローラ５に印加する電圧の値から現像ローラ４に印加する値を差し引いた値は＋３５０Ｖであり、この値が、トナー１０の正規帯電極性である負極性とは逆の極性を有している。
【００６０】
［比較例２］
比較例１で示した図７の構成において、トナー強制吐き出しモードの代わりに滞留トナー回収モードを実行した。比較例２は、トナー強制吐き出しモードの代わりに滞留トナー回収モードを実行した点以外は、比較例１と同様である。
【００６１】
実施例１および比較例２について、実験結果を表２に示す。また、図１２にトナーの劣化度の推移を示す。
【００６２】
【表２】
2014106345.tif 000004
【００６３】
まず、比較例２の構成では、図１２に示した通り、トナーの劣化を抑制することができなかった。その結果、表２に示すように、劣化トナー起因の画像不良が発生してしまった。これは、図１３で示すように、ニップ部Ｎにおける供給ローラの回転方向上流側に供給ローラ５の噴出部Ｓが位置しているためである。つまり、滞留トナー回収モードを行い領域Ｉに滞留するトナーを供給ローラ５へ引き寄せたとしても、供給ローラの回転方向が比較例２のような方向だと、供給ローラ５の内部にトナーを回収できない。そのため、領域Ｉにおける劣化トナーの割合が増大することを抑制できず、画像不良が発生してしまう。
【００６４】
一方、実施例１の構成においては、図１２に示した通り、現像室１８ａ内の劣化トナーの増大を抑制することができた。これは、前述したように、現像ローラ４と供給ローラ５との間の電界の作用と供給ローラによるトナーの吸い込みの作用とが合わさることで、現像室内の良好なトナー循環を効率的に形成できているためと考えられる。その結果、劣化トナー起因の画像不良の発生しない安定した画像形成を行うことができた。
【００６５】
［実施例２］
（トナー強制吐き出しモードと滞留トナー回収モードの併用）
次に、実施例２について説明を行う。以下の説明において、上述した実施例１と同様の部分については、その説明を省略する。
【００６６】
実施例１では、図２の構成において、滞留トナー回収モードを実行した。実施例２では、図２の構成において、滞留トナー回収モードとトナー強制回収モードとを両方実行する。これにより、領域Ｉに滞留したトナーを循環させるとともに、部分的に存在する劣化トナーを現像室１８ａ内から強制的に排出することができるため、現像室１８ａ内のトナーのうち正規の帯電特性を持ったトナーの割合をより多く保つことができる。
【００６７】
実施例２において、滞留トナー回収モードの制御内容およびその効果は、実施例１と同様である。実施例２において、トナー強制吐き出しモードは１０００枚ごとに行った。以下では、実施例２の構成においてトナー強制回収モードを実行した際の現像ローラ上のトナーコート形成のメカニズムを、図２を用いて詳細に説明する。まず、ニップ部Ｎに堆積しているトナーのうち一部が、現像ローラ４と供給ローラ５の回転によってニップ部Ｎに突入する。ニップ部Ｎに突入したトナーは現像ローラ４と供給ローラ５との摺擦によって電荷が与えられる。電荷を持ったトナーはニップ部通過後、現像ローラ４と供給ローラ５との電位差に応じて、一部は供給ローラ５に回収され、残りの一部が現像ローラ４上に留まる。また、現像室内におけるニップ部Ｎの下方の領域に滞留しているトナーのうち一部が現像ローラ４と供給ローラ５との電位差に応じて、現像ローラ４上へと引き付けられる。このように、現像ローラ４上へ引き付けられたトナーの一部は、規制部材８によって規制され、現像ローラ４上にトナーコートが形成される。
【００６８】
このとき、供給ローラ５に印加する電圧を滞留トナー回収モード時と同様の設定に制御することによって、現像ローラ４上に留まるトナーのうち劣化トナーの割合を増加させられる。すなわち、正規の帯電特性を保っているトナーは、ローラ間の電位差によって供給ローラ５に回収され、帯電特性の劣化したトナーは現像ローラ４上に引き寄せられるため、現像ローラ４上の劣化トナーの割合が増加する。
【００６９】
そして、この劣化したトナーを強制吐き出しによって現像室１８ａ内から排出することによって、現像室１８ａ内のトナーのうち所望の帯電特性を有するトナーの割合を良好なレベルに維持することができる。
【００７０】
ここで、実施例２の構成においてもその効果を実証するために、前述の検証実験と同様の実験を行った。その実験結果を表３にまとめる。また、図１４に自動比表面積測定装置による劣化度の結果を示す。
【００７１】
【表３】
2014106345.tif 000005
【００７２】
図１４や表３に示したように、実施例２の制御を行った場合は、滞留トナー回収モードのみを行った場合（実施例１）と比較すると、トナーを強制的に消費しつつ、現像室１８ａ内のトナー劣化をより効果的に抑制している。これにより、所望の帯電特性を有するトナーの割合を良好なレベルに維持し、高品位な画像形成を安定して行うことが可能となった。
【符号の説明】
【００７３】
１  感光体ドラム
３  現像ユニット
４  現像ローラ
５  供給ローラ
７  プロセスカートリッジ
８  現像ブレード
９  トナー受け部材
１０  トナー
１１  トナー循環部材
１２  記録材
１３  感光体ユニット
１８ａ  トナー収納室
１８ｂ  現像室
２２  トナー搬送部材
１００  画像形成装置
【図１】
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【図２】
2014106345.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
2014106345.tif 000010
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2014106345.tif 000014
【図１０】
2014106345.tif 000015
【図１１】
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【図１２】
2014106345.tif 000017
【図１３】
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【図１４】
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