(57)【要約】【課題】本発明の目的は、トナー層が成長する前に、規制ブレードの直上流部からトナー層を除去し、長期にわたり現像領域に搬送する現像剤の層厚を安定して維持可能な現像装置を提供することである。【解決手段】現像容器２２の現像剤を回転しながら循環搬送する搬送スクリュー２５，２６と、現像容器２２の現像剤を担持して回転しながら搬送する現像スリーブ２８と、現像スリーブ２８の現像剤量を規制する規制ブレード３０と、を備えた現像装置において、現像容器２２は、現像スリーブ２８に現像剤を供給する供給室２３と、現像スリーブ２８から現像剤を回収する回収室２４と、を備え、搬送スクリュー２５，２６の回転速度をＶｓｃ、現像スリーブ２８の回転速度をＶｓｌとした場合に、非画像形成時に（Ｖｓｃ／Ｖｓｌ）が画像形成時よりも小さくなるように、搬送スクリュー２５，２６の回転速度又は現像スリーブ２８の回転速度を変更する。【選択図】    図７
2011053451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容する現像容器と、
前記現像容器の現像剤を回転しながら循環搬送する搬送部材と、
前記現像容器の現像剤を担持して回転しながら搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の現像剤量を規制する層厚規制部材と、を備えた現像装置において、
前記現像容器は、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１室と、前記現像剤担持体から現像剤を回収する第２室と、を備え、
前記搬送部材の回転速度をＶｓｃ、前記現像剤担持体の回転速度をＶｓｌとした場合に、非画像形成時に（Ｖｓｃ／Ｖｓｌ）が画像形成時よりも小さくなるように、前記搬送部材の回転速度又は前記現像剤担持体の回転速度を変更するモードを実行可能なコントローラと、を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記コントローラは、前記モード時において、前記搬送部材の回転速度を画像形成時よりも遅く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】
前記コントローラは、前記モード時において、前記現像剤担持体の回転速度を画像形成時よりも速くすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記搬送部材は、前記第１室の現像剤を搬送する第１搬送部材と、前記第２室の現像剤を搬送する第２搬送部材と、を有し、前記コントローラは、前記モード時において、前記第１搬送部材よりも前記第２搬送部材の回転速度を遅く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５】
現像剤を収容する現像容器と、
前記現像容器の現像剤を回転しながら循環搬送する搬送部材と、
前記現像容器の現像剤を担持して回転しながら搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の現像剤量を規制する層厚規制部材と、を備えた現像装置において、
前記搬送部材の回転速度をＶｓｃ、前記現像剤担持体の回転速度をＶｓｌとした場合に、非画像形成時に（Ｖｓｃ／Ｖｓｌ）が画像形成時よりも小さくなるように、前記現像剤担持体の回転速度を画像形成時よりも速く駆動するように前記現像剤担持体の駆動を制御可能なコントローラと、を有することを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式、静電記録方式等によって像担持体上に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤で可視画像化する画像形成装置において、特に、画像形成装置に搭載される現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置では、像担持体としての感光体に形成された静電潜像を、現像装置を用いて現像剤中のトナーによってトナー像を顕像化する。
【０００３】
最も一般的な現像装置は、現像剤を収容する現像容器と、現像容器の現像剤を攪拌・混合しながら搬送する搬送部材と、現像剤を担持して感光体の対向部まで搬送する現像剤担持体と、現像剤担持体の現像剤量を規制する層厚規制部材と、からなる。
【０００４】
ここで、例えば非磁性トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を用いる現像装置について説明する。現像容器に収容された現像剤は、現像容器内で搬送部材である現像スクリューによって攪拌・混合される。現像剤はこの攪拌・混合の過程で摩擦帯電されて電荷が付与される。電荷の付与された現像剤は内部に磁界発生手段としてのマグネットを配置した現像剤担持体である現像スリーブに主に磁気的な力により担持される。この現像スリーブは感光体に対向する位置に回転可能に配置されており、現像剤は現像スリーブの回転に従って、感光体の対向部である現像領域まで搬送され現像に供される。現像領域では、現像スリーブに印加される現像バイアスにより現像剤中のトナーが感光体表面に形成された静電潜像に転移し、感光体表面に静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【０００５】
このような現像装置では、一般的に現像スリーブの外周面に対して所定のギャップを介して対向するようにして層厚規制部材である規制ブレードが配置されている。規制ブレードとしては、磁性板であったり、非磁性板であったり、その両者の組合せであったり、あるいは弾性体であったりと様々な提案がなされ、実施もされている。現像スリーブに担持された現像剤は、現像領域に搬送される際に、現像スリーブと規制ブレードの間のギャップを通過する過程で現像領域に搬送される現像剤量が規制され、安定した量が供給されるように調整されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−０３５０６７号公報
【特許文献２】特開２００５−０９２０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、規制ブレードによって現像スリーブ表面に担持している現像剤の層厚規制を行う現像装置においては、以下のような問題が生じることがある。
【０００８】
図１２は、従来から知られている２成分現像剤を用いた場合の規制ブレード位置の上流における２成分現像剤の状態を模式的に表した断面概略図である。現像スリーブ１２８表面に汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ１２８表面に担持され規制ブレード位置の現像剤搬送方向上流側近傍まで搬送される。規制ブレード１３０上流側近傍まで搬送された現像剤は一旦滞留し、規制ブレード１３０のエッジと現像スリーブ１２８表面との間のギャップ位置で層厚を規制されて一部が通過し現像領域に搬送される。一方、ギャップを通過できなかった残りの現像剤は規制ブレード１３０直上流部に滞留し現像剤不動層となる。したがって、規制ブレード１３０上流位置には現像スリーブ１２８の回転に追従して搬送される現像剤流動層と規制ブレード１３０でせき止められた現像剤不動層が形成される。
【０００９】
現像剤流動層と現像剤不動層が形成されると、その境界面において現像剤流動層が現像剤不動層と摺擦されることとなる。その結果、摺擦によって２成分現像剤の場合はトナーがキャリアから離脱し、さらに摺擦による摩擦熱によって境界面上で前記離脱トナー同士が固着気味となりトナー層を形成する。このようなトナー層は、耐久により成長し規制ブレード１３０と現像スリーブ１２８のギャップを阻害し、ギャップを通過する現像剤量が低下する。これにより、現像領域に搬送される現像剤量が変動し、濃度変動といった問題が発生する。
【００１０】
この問題の対策として、規制ブレードに供給される現像剤量を減らしてやり、できるだけ規制ブレード部での滞留を減らし現像剤不動層を少なくすることは、問題の改善に対して有効である。しかしながら、規制ブレードに供給される現像剤量を減らすと、ギャップを通過する現像剤の量が安定しないという新たな問題が発生しやすくなる。したがって、規制ブレード上流側にはある程度の量の現像剤が必要で、現像剤不動層の発生を完全に無くすことは難しい。
【００１１】
特許文献１においては、現像剤不動層の形成を防止するために規制ブレードの直上流に現像スリーブと常に一定な間隔を持って定常的に回転する円柱形状のトナー搬送部材を設けることを提案している。
【００１２】
しかしながら、特許文献１においては、現像剤不動層の発生を防止可能としているが、トナー搬送部材を支持する軸受けや駆動手段が必要となり、構成の複雑化、コスト高は避けられない。しかも、トナー搬送部材は、現像剤担持体と向き合う位置で反対方向に駆動するので、現像剤に強いストレスを与えることになり、現像剤の早期劣化が懸念される。また、高速回転させた場合には、熱の発生により現像剤の溶解や固着等も懸念される。
【００１３】
特許文献２においては、現像剤が滞留して現像剤不動層が形成しやすい位置に現像剤滞留規制部材を設けることにより、現像剤不動層の形成を微小領域に抑える構成を提案している。
【００１４】
しかしながら、特許文献２においては、微小領域であっても現像剤不動層が形成されると長期の耐久の間に現像剤流動層との間にトナー層が形成されて、現像剤の流れを阻害しはじめる場合がある。
【００１５】
本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、トナー層が成長する前に、規制ブレードの直上流部からトナー層を除去し、長期にわたり現像領域に搬送する現像剤の層厚を安定して維持可能な現像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明は、現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器の現像剤を回転しながら循環搬送する搬送部材と、前記現像容器の現像剤を担持して回転しながら搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の現像剤量を規制する層厚規制部材と、を備えた現像装置において、前記現像容器は、前記現像剤担持体に現像剤を供給する第１室と、前記現像剤担持体から現像剤を回収する第２室室と、を備え、前記搬送部材の回転速度をＶｓｃ、前記現像剤担持体の回転速度をＶｓｌとした場合に、非画像形成時に（Ｖｓｃ／Ｖｓｌ）が画像形成時よりも小さくなるように、前記搬送部材の回転速度又は前記現像剤担持体の回転速度を変更するモードを実行可能なコントローラと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、層厚規制部材の直上流部の現像剤流動層と現像剤不動層の境界面に形成されたトナー層を、現像剤担持体から遠ざかる方向に移動させる動作が定期的（非画像形成時）に行われる。これにより、トナー層が成長する前に、層厚規制部材の直上流部からトナー層を除去し、長期にわたり現像領域に搬送する現像剤の層厚を安定して維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形１の画像形成装置の概略構成説明図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は画像形成装置に用いられる現像装置の構成説明図である。
【図３】（ａ）は現像装置の規制ブレード直上流部の説明図、（ｂ）はせん断強さｓとせん断応力ｔを説明するための図、（ｃ）はせん断強さｓを模式的に示したグラフである。
【図４】現像装置の動作を説明するための図である。
【図５】（ａ）は現像スリーブから受ける推進力を説明するための図、（ｂ）はせん断応力ｔを模式的に示したグラフ、（ｃ）は現像剤流動層と現像剤不動層の境界面の決定を説明する図である。
【図６】（ａ）は現像剤流動層と現像剤不動層の境界面の決定を説明する図、（ｂ）は実施例１における境界面の移動を説明するための図である。
【図７】（ａ）は現像装置の制御に係るブロック図、（ｂ）は実施例１のタイミングチャートである。
【図８】実施例１の現像剤流動層と現像剤不動層の境界面を現像スリーブの周面から離れる方向に移動させる動作の流れを示すフローチャートである。
【図９】（ａ）（ｂ）は実施例１の現像装置の他の例を説明する図である。
【図１０】安息角の測定法を説明する図である。
【図１１】（ａ）（ｂ）は実施例２における境界面の移動を説明するための図である。
【図１２】従来の現像装置にて規制ブレードによって現像スリーブ表面の現像剤の層厚規制を行う様子を模式的に表した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施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、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本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。
【００２０】
［実施例１］
図１を用いて、現像装置を備えた画像形成装置の概略構成を説明する。図１は、画像形成装置の一形態である、電子写真方式を採用したフルカラー画像形成装置の概略構成を示す模式断面図である。
【００２１】
図１に示すように、画像形成装置は、画像形成手段としての４つの画像形成部Ｐ（Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ）を備えている。各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、像担持体としての矢印方向（反時計回り方向）に回転するドラム状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）を備えている。更に各感光体ドラムの周囲には、それぞれ、プロセス手段としての帯電器２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、現像装置４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）、クリーニング装置１９（１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ）が設けられている。更には、レーザービームスキャナ３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）、転写ローラ６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）、などが設けられ、これらによって画像形成手段を構成している。
【００２２】
各画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄは同様の構成であり、各画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄに配置された感光体ドラム等の構成部材は同じ構成である。従って、感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを「感光体ドラム１」と総称する。同様に、帯電器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを「帯電器２」と総称する。レーザービームスキャナ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを「レーザービームスキャナ３」と総称する。現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを「現像装置４」と総称する。転写ローラ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを「転写ローラ６」と総称する。クリーニング装置１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄを「クリーニング装置１９」と総称する。
【００２３】
次に、上記構成の画像形成装置全体の画像形成シーケンスについて説明する。
【００２４】
先ず、感光体ドラム１が、帯電器２によって一様に帯電される。感光体ドラム１は、矢示の時計方向に所定（例えば２７３ｍｍ／ｓｅｃ）のプロセススピード（周速度）で回転する。一様に帯電された感光体ドラム１は、次に、レーザービームスキャナ３により、画像信号により変調されたレーザー光により走査露光が行われる。レーザービームスキャナ３は、半導体レーザーを内蔵しており、この半導体レーザーは、ＣＣＤ等の光電変換素子を有する原稿読取装置が出力する原稿画像情報信号に対応して制御され、レーザー光を射出する。これによって、帯電器２によって帯電された感光体ドラム１の表面電位が画像部において変化して、感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４によって反転現像され、可視画像、即ち、トナー像とされる。
【００２５】
本例では、現像装置４は、現像剤としてトナーとキャリアを混合した現像剤を使用する２成分接触現像方式を用いるが、トナーのみを現像剤として用いる１成分現像方式や非接触現像方式でも本発明の効果は得られる。
【００２６】
又、上記工程を各画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ毎に行うことによって、感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上に、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナー像が形成される。
【００２７】
本例では、各画像形成部Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄの下方位置には、中間転写体としての中間転写ベルト５が配置される。中間転写ベルト５は、懸架部材としてのローラ６１，６２，６３に懸架され、矢印方向に移動自在とされる。
【００２８】
上記感光体ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）上のトナー像は、一次転写手段としての転写ローラ６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）によって一度中間転写ベルト５に転写される。これによって、中間転写ベルト５上にてイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされ、フルカラー画像が形成される。また、感光体ドラム１上に転写されずに残ったトナーはクリーニング装置１９に回収される。
【００２９】
この中間転写ベルト５上のフルカラー画像は、給送カセット１２から繰り出され、給送ローラ１３、給送ガイド１１を経由して進行した紙などの記録媒体Ｓに、二次転写手段としての二次転写ローラ１０の作用により転写される。転写されずに中間転写ベルト５表面に残ったトナーは中間転写ベルトクリーニング装置１８に回収される。
【００３０】
一方、トナー像が転写された記録媒体Ｓは、定着器（熱ローラ定着器）１６に送られ、画像の定着が行われ、排出トレイ１７に排出される。
【００３１】
尚、本例では、像担持体として、通常使用されるドラム状の有機感光体である感光体ドラム１を使用したが、勿論、アモルファスシリコン感光体等の無機感光体を使用することもできる。また、ベルト状の感光体を用いることも可能である。
【００３２】
帯電方式、現像方式、転写方式、クリーニング方式、定着方式に関しても、上記方式に限られるものではない。
【００３３】
次に、図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して、現像装置４の動作を説明する。図２（ａ）及び図２（ｂ）は本実施例に係る現像装置４の断面図である。
【００３４】
本実施例に係る現像装置４は、現像容器２２を備え、現像容器２２内に現像剤としてトナーとキャリアを含む２成分現像剤が収容されている。また、現像容器２２内に、現像剤担持体としての現像スリーブ２８と、現像スリーブ２８上に担持された現像剤の穂（現像剤の量）を規制する層厚規制部材としての規制ブレード３０を有している。
【００３５】
本例にて、現像容器２２の内部は、その略中央部が現像スリーブ２８の軸方向に延在する隔壁２７によって供給室２３と回収室２４に上下に区画されており、現像剤は供給室２３及び回収室２４に収容されている。供給室２３は現像スリーブ２８に現像剤を供給する現像室（第１室）であり、回収室２４は現像スリーブ２８から現像剤を回収する攪拌室（第２室）である。
【００３６】
供給室２３及び回収室２４には、現像剤攪拌・搬送部材として第１及び第２の搬送スクリュー２５，２６がそれぞれ配置されている。搬送スクリュー２５，２６は、現像容器２２内の現像剤を回転しながら循環搬送する搬送部材である。第１の搬送スクリュー２５は、供給室２３の底部に現像スリーブ２８の軸方向に沿ってほぼ平行に配置されている。第１搬送部材である第１の搬送スクリュー２５は、図示の矢印方向（反時計回り方向）に回転して供給室２３内の現像剤を軸線方向に沿って一方向に搬送する。反時計回りとした理由は、現像スリーブ２８への現像剤の供給という観点で有利だからである。また、第２の搬送スクリュー２６は、回収室２４内の底部に第１の搬送スクリュー２５とほぼ平行に配置されている。第２搬送部材である第２の搬送スクリュー２６は、第１の搬送スクリュー２５と反対方向（時計回り方向）に回転して回収室２４内の現像剤を第１の搬送スクリュー２５と反対方向に搬送する。このように、第１及び第２の搬送スクリュー２５，２６の回転による搬送によって、現像剤が隔壁２７の両端部の開口部（即ち、連通部）１１，１２を通じて供給室２３と回収室２４との間で循環される。
【００３７】
本例においては、現像容器２２の感光体ドラム１に対向した現像領域に相当する位置には開口部があり、この開口部に現像スリーブ２８が感光体ドラム１方向に一部露出するように回転可能に配設されている。
【００３８】
ここで、現像スリーブ２８の直径は２０ｍｍ、感光体ドラム１の直径は８０ｍｍ、又、この現像スリーブ２８と感光体ドラム１との最近接領域を約３００μｍの距離とする。これによって、現像部に搬送した現像剤を感光体ドラム１と接触させた状態で、現像が行えるように設定されている。なお、この現像スリーブ２８はアルミニウムやステンレスのような非磁性材料で構成され、その内部には磁界手段であるマグネットローラ２９が非回転状態で設置されている。このマグネットローラ２９は、現像部における感光体ドラム１に対向して配置された現像極Ｓ２と、更に、規制ブレード３０に対向して配置された磁極Ｓ１、前記磁極Ｓ１，Ｓ２の間に配置された磁極Ｎ１、供給室２３及び回収室２４にそれぞれ対向して配置された磁極Ｎ２及びＮ３を有している。
【００３９】
そして、現像スリーブ２８は、現像時に図示矢印方向（時計回り方向）に回転し、前記規制ブレード３０による磁気ブラシの穂切りによって層厚を規制された２成分現像剤を担持して、これを感光体ドラム１と対向した現像領域に搬送する。これにより、現像スリーブ２８は、感光体ドラム１上に形成された静電潜像に現像剤を供給して潜像を現像する。この時、現像効率、つまり、潜像へのトナーの付与率を向上させるために、現像スリーブ２８には電源から直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアス電圧が印加される。ここでは、−５００Ｖの直流電圧と、ピーク・ツウ・ピーク電圧Ｖｐｐが８００Ｖ、周波数ｆが１２ｋＨｚの交流電圧とした。しかし、直流電圧値、交流電圧波形はこれに限られるものではない。また、一般に、２成分磁気ブラシ現像法においては、交流電圧を印加すると現像効率が増して画像は高品位になるが、逆にかぶりが発生し易くなる。このため、現像スリーブ２８に印加する直流電圧と感光体ドラム１の帯電電位（即ち白地部電位）との間に電位差を設けることにより、かぶりを防止している。
【００４０】
現像領域においては、現像装置４の現像スリーブ２８は、共に感光体ドラム１の移動方向と順方向で移動し、周速比は、対感光体ドラムの１．７５倍で移動している。この周速比に関しては、０〜３．０倍の間で設定され、好ましくは、０．５〜２．０倍の間に設定されればよい。移動速度比は、大きくなればなるほど現像効率はアップするが、あまり大きすぎると、トナー飛散、現像剤劣化等の問題点が発生するので、上記の範囲内で設定することが好ましい。
【００４１】
また、前記穂切り部材である規制ブレード３０は、現像スリーブ２８の長手方向軸線に沿って延在した板状のアルミニウムなどで形成された非磁性部材３０ａと、鉄材のような磁性部材３０ｂで構成されている。規制ブレード３０は、感光体ドラム１よりも現像スリーブ２８の回転方向上流側に配設されている。そして、この規制ブレード３０の先端部と現像スリーブ２８との間を現像剤のトナーとキャリアの両方が通過して現像領域へと送られる。尚、規制ブレード３０の現像スリーブ２８の表面との間隙（ギャップ）を調整することによって、現像スリーブ２８上に担持した現像剤磁気ブラシの穂切り量が規制されて現像領域へ搬送される現像剤量が調整される。本例においては、規制ブレード３０によって、現像スリーブ２８上の単位面積当りの現像剤コート量を３０ｍｇ／ｃｍ２に規制している。
【００４２】
なお、規制ブレード３０と現像スリーブ２８は、間隙を２００〜１０００μｍ、好ましくは３００〜７００μｍに設定される。本実施例では５００μｍに設定した。
【００４３】
ここで、規制ブレード位置上流の現像剤の動きについて更に詳しく説明する。図３（ａ）は、本実施例の規制ブレード位置の上流における２成分現像剤の状態を模式的に表した断面概略図である。
【００４４】
現像スリーブ２８の表面に汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ２８の表面に担持され、規制ブレード３０の位置の現像剤搬送方向上流側近傍まで搬送される。規制ブレード３０の上流側近傍まで搬送された現像剤は一旦滞留し、規制ブレード３０のエッジと現像スリーブ２８表面との間のギャップ位置で層厚を規制されて一部が通過し現像領域に搬送される。一方、規制ブレード３０と現像スリーブ２８のギャップを通過できなかった残りの現像剤は規制ブレード３０の上流側近傍に滞留し現像剤不動層となる。したがって、規制ブレード３０の上流位置には現像スリーブ２８の回転に追従して搬送される現像剤流動層と規制ブレード３０でせき止められた現像剤不動層が形成される。
【００４５】
前述の如く現像剤流動層と現像剤不動層が形成されると、その境界面において現像剤移動層が現像剤不動層と摺擦される。その結果、摺擦によってトナーがキャリアから離脱し、さらに摺擦による摩擦熱によって境界面で前記離脱トナーが固着気味となりトナー層を形成する。このようなトナー層は、耐久により成長し規制ブレード３０と現像スリーブ２８のギャップを阻害し、ギャップを通過する現像剤量が低下する。これにより、現像領域に搬送される現像剤量が変動し、濃度変動といった問題が発生する。
【００４６】
前述の問題の対策としては、現像剤不動層の発生そのものを抑えることができれば、現像剤流動層との境界面も存在しないため、トナー層の発生は当然起きない。しかしながら、現像スリーブ２８上の現像剤量をある程度安定させるためには、規制ブレード３０の裏（現像剤搬送方向上流側）にある程度まとまった量の現像剤が必要である。その場合、規制ブレード３０と現像スリーブ２８の間のギャップを通過できなかった現像剤が現像剤不動層となる。そのため、現像剤不動層そのものの発生を完全に無くすことは困難である。
【００４７】
そこで、本例においては、現像剤不動層そのものの発生を抑えるのではなく、現像剤流動層と現像剤不動層の間に発生するトナー層を定期的に除去することで、前述の問題の発生を抑えるようにしている。
【００４８】
通常、現像剤流動層と現像剤不動層の間にトナー層が発生すると同時に前述の問題が起きるのではなく、耐久の中でトナー層が徐々に成長してきて規制ブレード３０と現像スリーブ２８のギャップを阻害しはじめた時点で、はじめて前述の問題が起きる。そのため、トナー層が成長してきてギャップを阻害しはじめる前に、トナー層を規制ブレード３０の直上流より除去してやれば、課題を解決することが可能である。
【００４９】
本例においては、現像剤流動層と現像剤不動層の境界面を現像スリーブ２８から離れる方向に移動させる動作を行うことでトナー層を除去している。図４を用いて説明する。図４（ａ）に示すように現像スリーブ２８に規制ブレード３０を配置した場合に、前述したように規制ブレード３０の直上流には現像剤流動層Ｌ１と現像剤不動層Ｌ２が形成される。このような状態で耐久を進めると、図４（ｂ）に示すように現像剤流動層Ｌ１と現像剤不動層Ｌ２の境界面Ｌ４にはトナー層Ｌ３が形成され、更に耐久を進めると、トナー層Ｌ３が大きく成長し現像領域への現像剤の搬送を阻害しはじめる。そこで、ここでは、トナー層Ｌ３が成長して現像剤の阻害が起きる前に、現像剤流動層Ｌ１と現像剤不動層Ｌ２の境界面Ｌ４を現像スリーブ２８の周面から離れる方向に移動させる動作を行う。この動作により、現像剤流動層Ｌ１と現像剤不動層Ｌ２の境界面Ｌ４は図４（ｃ）に示す実線位置から点線位置に移動する。すると、これまでの境界面（実線位置）は現像剤流動層となり、図４（ｄ）に示すようにこれまでの境界面に形成されていたトナー層が周りの現像剤流動層とともに規制ブレードを通過するように移動する。これにより、トナー層を規制ブレード３０の直上流部から無くすことができる。
【００５０】
本例においては上記動作を定期的に行うことで、トナー層が成長して現像領域に搬送されて現像剤を阻害し始める前に、トナー層を規制ブレード３０の直上流部から無くすようにしている。
【００５１】
次に、現像剤流動層と現像剤不動層の境界面を現像スリーブの周面から離れる方向に移動させる方法について詳細に説明する。まず、境界面がどのように決定されるかについて説明する。
【００５２】
現像剤流動層と現像剤不動層の境界面を移動させるためには、境界面がどのように決定されるかが重要であるが、発明者の検討によれば、境界面の決定は土質工学における地すべりのモデルを適用するとよく説明できる。
【００５３】
地すべりのモデルによれば、流動層と不動層の間の境界面（すべり面）で地すべりが起きるか起きないかは、すべり面に抵抗しようとする力（抵抗力）Ｓとすべり面に沿って滑ろうとする力（滑動力）Ｔのバランスで決定される。抵抗力Ｓと滑動力Ｔの比Ｓ／Ｔが１より大きい場合、つまり抵抗力Ｓが滑動力Ｔより大きい場合は、地すべりは起きない。一方、Ｓ／Ｔが１より小さい場合、つまり抵抗力Ｓが滑動力Ｔより小さい場合は地すべりが起きる。このことから、逆に抵抗力Ｓと滑動力Ｔが釣り合う面がすべり面（つまり流動層と不動層の境界面）となるということができる。
【００５４】
そこで、規制ブレードの直上流の現像剤層に関して抵抗力Ｓと滑動力Ｔを求めてやれば、境界面をある程度予測することが可能である。抵抗力Ｓと滑動力Ｔは、図３（ｂ）に示すようにすべり面（境界面Ｌ４）におけるせん断抵抗力の最大値（せん断強さ）ｓとせん断応力ｔを細かく分割した上で求め、全体を集計すれば求められる。すべり面の決定を議論する上では、むしろ細かく分割した部分毎にせん断強さｓとせん断応力ｔを比較することで、すべり面を予測することが可能である。
【００５５】
まず、せん断強さｓについて説明すると、せん断強さｓは一般にｓ＝ｃ＋μσで与えられる。ここでｃは粘着力で、接触する面積に比例して増える力である。ただし、この粘着力ｃは粘性土を扱う場合に重要なもので、現像剤は土質工学でいうところの粘性土というよりも砂質土に分類される性質を備えているので、ここでは無視することにする。また、μσは摩擦による力で、押し付ける力（垂直応力）σに比例して増える力である。ここで、垂直応力σは、すべり面の上にある現像剤の総重量Ｗ（＝ｍｇ）とすべり面上の現像剤がマグネットローラ２９から受ける磁気力ｆｍ（の法線成分）の和からなる。摩擦係数μは一般にｔａｎφと表記され、φを内部摩擦角と呼ぶ場合が多いが、その定義からも、現像剤に当てはめた場合は安息角と同義のもので、まさに現像剤のすべり出しはじめる角度を指す。さらに、規制ブレード３０の直上流の現像剤層は、規制ブレード３０からも抵抗力ｆｂを受けるので、結局、せん断強さｓは以下のように求まる。
【００５６】
ｓ＝（Ｗ＋ｆｍ）ｔａｎφ＋ｆｂ
【００５７】
上記式のうち、Ｗはすべり面にかかる現像剤の重量（ｋＮ／ｍ）である。また、前述した通り、ｆｍはすべり面の現像剤が受ける磁気力（の法線成分）（ｋＮ／ｍ）、φはすべり面の内部摩擦角（＝現像剤の安息角）（°）である。更に、ｆｂはすべり面の現像剤が受ける規制ブレードによる規制力（ｋＮ／ｍ）である。
【００５８】
なお、規制ブレードの直上流部に現像剤の溜まり量を調整するために現像剤返し部材を配置する場合もあるが、その場合は現像剤返し部材による力を前記規制力ｆｂに更に追加して考えればよい。
【００５９】
一方、せん断応力ｔは、規制ブレードの直上流部の現像剤層に適用した場合は、現像スリーブの回転による推進力ｆｓが主であり、以下のように求まる。
【００６０】
ｔ＝ｆｓ
【００６１】
上記式のうち、ｆｓはすべり面の現像剤が受ける現像スリーブの回転に伴う推進力（ｋＮ／ｍ）である。
【００６２】
なお、すべり面の現像剤が受ける磁気力には接線成分も存在する。この磁気力の接線成分は、場所により現像スリーブの回転方向を向く場合もあれば、それとは逆方向に向く場合もある。厳密には、これらの力をせん断応力ｔやせん断強さｓに加算すべきだが、その他の力に比較してその値が小さいことからここでは無視することとした。無視しても、本発明の本質は変わらない。
【００６３】
以上のように求めた現像剤のせん断強さｓとせん断応力ｔを比較した場合に、せん断強さｓが勝る位置は現像剤不動層となりやすく、せん断応力ｔが勝る位置は現像剤流動層となりやすい。よって、せん断強さｓとせん断応力ｔが釣り合う位置がすべり面（つまり流動層と不動層の境界）になると言える。
【００６４】
実際に、現像スリーブからの距離ｒをパラメーターとして、せん断強さｓとせん断応力ｔを比較してみる。すると、まず、せん断強さｓのうち、すべり面にかかる現像剤の重量Ｗは、すべり面が現像スリーブ２８から遠ざかるに連れて現像剤がいなくなるので、ほぼ直線的に減少する。磁気力ｆｍは現像スリーブ２８から遠ざかるにつれて、内包されたマグネットローラ２９からも遠ざかるので、概ね距離ｒの２乗に反比例するようにして減少する。すべり面の現像剤が受ける規制ブレード３０による規制力ｆｂは規制ブレード３０からの距離に主に依存しているので、現像スリーブからの距離ｒにはあまり依存しない。したがって、これらの力を模式的にグラフに表すと図３（ｃ）に示すようになる。図３（ｃ）にはこれらの力より計算できるせん断強さｓ＝（Ｗ＋ｆｍ）ｔａｎφ＋ｆｂも同時に表している。
【００６５】
一方、せん断応力ｔのうち、すべり面の現像剤が受ける現像スリーブ２８の回転に伴う推進力ｆｓは、現像スリーブ２８から遠ざかるに連れて小さくなる。これは以下のように考えれば理解できる。図５（ａ）に示すように現像スリーブ２８上の第１層目のキャリア層と第２層目のキャリア層を考えると、現像スリーブ２８より第１層目のキャリア層に与えられた推進力ｆｓ１が第２層目に伝わる際、現像剤層への垂直応力に起因する摩擦力が働くため、第２層目の推進力ｆｓ２は第１層目の推進力ｆｓ１より摩擦力分だけ小さくなる。第３層目の推進力ｆｓ３はｆｓ２からさらに摩擦力分だけ小さくなり、第４層目以降も同様である。したがって、すべり面に働く現像スリーブ２８からの推進力ｆｓは現像スリーブ２８からの距離ｒが遠くなるのに応じて減っていく。ただし、現像スリーブ２８から遠くなるほど垂直応力となる磁気力や現像剤層の重量が減ってくるため、摩擦力もその分小さくなる傾向にある。そのため、現像スリーブ２８からの距離ｒが遠くなるのに応じて現像スリーブ２８から受ける推進力ｆｓは減るが、その減少量は距離ｒが離れるほど小さくなる。従って、せん断応力ｔのうち、すべり面の現像剤が受ける現像スリーブ２８の回転に伴う推進力ｆｓ（つまりせん断応力ｔ）を模式的にグラフに表せば図５（ｂ）に示すようになる。
【００６６】
前述したように、現像剤のせん断強さｓとせん断応力ｔを比較した場合に、せん断強さｓが勝る位置は不動層、せん断応力ｔが勝る位置は流動層となりやすく、せん断強さｓとせん断応力ｔが釣り合う位置がすべり面（流動層と不動層の境界）になる。したがって、図５（ｃ）に示すようにせん断強さｓとせん断応力ｔを同時にグラフに表した場合に、両者の交点がすべり面（流動層と不動層の境界）になる。そして、せん断強さｓとせん断応力ｔを比較して、せん断強さｓが大きい位置は不動層、せん断応力ｔが大きい場所は流動層になる。
【００６７】
図５（ｃ）のグラフを用いれば、流動層と不動層の境界を予測することが可能である。実際の現象に当てはめて考えてみると、例えば、規制ブレード３０から近い場所ほど通常は規制ブレード３０による規制力ｆｂが大きい傾向にあるが、規制ブレード３０による規制力ｆｂが大きいと、せん断強さｓも大きくなる。図５（ｃ）のグラフで考えれば、せん断強さｓが上方にシフトすると、せん断強さｓとせん断応力ｔの交点が左にシフトし、流動層と不動層の境界面が現像スリーブ２８に近づく方向にシフトすることが予想される。これは実際に観察される現象とも一致している。発明者の検討によれば、例えば図３（ａ）に示したように、規制ブレード３０に近い部分ほど流動層と不動層の境界面が現像スリーブ２８に近づき、流動層の領域が狭まっている様子が観察できた。
【００６８】
その他の例をあげれば、本例は規制ブレード３０の対向にＳ１極が、さらに上流に異極のＮ１極がある構成としており、Ｓ１極−Ｎ１極間は大きく略一定の磁気力ｆｍが現像スリーブ２８方向に働いている。Ｓ１極−Ｎ１極間では磁気力ｆｍが大きく変わらないため、せん断強さｓとせん断応力ｔのバランスも大きく変わらない。そのため、図３（ａ）に示すように現像スリーブ２８からの距離が略一定の境界面が形成されることが予測されるが、これは発明者の検討結果と概ね一致する。さらに、図６（ａ）に示すように、規制ブレード３０の対向のＳ１極の上流に異極のＮ１極を設けない構成の場合は、Ｓ１極から現像スリーブ２８の回転方向上流側に移動するにつれて磁気力ｆｍが小さくなるので、せん断強さｓも小さくなる。そのため、Ｓ１極から上流方向に移動するにつれて、図６（ａ）に示すように、流動層の領域が増えると予想されるが、これも発明者の検討結果と一致する。なお、本発明は図６（ａ）に示すように規制ブレード上流に１極の場合（更に上流には同極がある）にも効果がある。
【００６９】
以上のように、せん断強さｓとせん断応力ｔを求め、そのバランスを考えることにより、現像剤の流動層と不動層の境界面を予測できることが分かった。
【００７０】
本例は、現像剤流動層と現像剤不動層の境界面を現像スリーブの周面から離れる方向に移動させる動作を、定期的に行うようにしている。そこで、境界面をスリーブ面から離れる方向に移動させる方法を、上述したせん断強さｓとせん断応力ｔのバランスにより境界面が決定されるモデルに基づいて以下に説明する。
【００７１】
前述したように、現像剤流動層と現像剤不動層の境界面を現像スリーブ２８面から離れる方向に移動させれば、トナー層ができたこれまでの境界面の位置が流動層となるため、トナー層を規制ブレード３０の直上流部から無くすことができる。ここで、せん断強さｓとせん断応力ｔのバランスにより境界面が決定されるというモデルに基づいて、現像剤流動層と現像剤不動層の境界面を現像スリーブ２８面から離れる方向に移動させる方法を考える。すると、せん断強さｓをせん断応力ｔより小さくしてやればよいことがわかる。
【００７２】
せん断強さｓを大きくするには、せん断強さｓを構成する、すべり面にかかる現像剤の重量Ｗ、すべり面の現像剤が受ける磁気力ｆｍ、すべり面の現像剤が受ける規制ブレード３０による規制力ｆｂのうちのどれかを大きくしてやればよい。しかし、磁気力ｆｍと規制力ｆｂは各々現像スリーブ２８中のマグネットローラ２９と規制ブレード３０の構成を変える必要があり、動作中に短時間で行うことは難しい。そのため、本例においては、すべり面にかかる現像剤の重量Ｗを変更することで、せん断強さｓの大きさを変える方法をとることとした。現像剤の重量Ｗを変更方法は、後で詳細に説明する。
【００７３】
現像剤の重量Ｗを変更するとは、より具体的に言えば、規制ブレード３０の直上流部の現像剤層の量を変えることである。規制ブレード３０の直上流部に溜まる現像剤層を少なくしてやることができれば、すべり面にかかる現像剤の重量Ｗが小さくなり、せん断強さｓも小さくなる。せん断強さｓが小さくなると、図６（ｂ）に示すように、現像剤不動層と現像剤流動層の交点が右に移動し、現像剤不動層と現像剤流動層の境界面を現像スリーブ２８の周面から離れる方向に移動させることができる。
【００７４】
規制ブレード３０の直上流部に溜まる現像剤層を少なくする方法としては、本例おいては、現像スリーブ２８の回転速度はそのままで搬送スクリュー２５，２６の回転速度を下げることで少なくしている。搬送スクリュー２５，２６の回転速度を遅くすると、搬送スクリュー２５，２６の回転により現像スリーブ２８に供給される現像剤量が減少するため、規制ブレード３０の直上流部の現像剤層の量も減少する。
【００７５】
ただし、上記構成だけでは現像剤量の大きな変化を得られない場合がある。そこで、本例では前述したように、現像容器２２を、現像スリーブ２８への現像剤の供給する供給室２３と現像スリーブ２８から現像剤を回収する回収室２４に分けた構成としている。このように現像容器２２を供給室２３と回収室２４に分けた構成とすることで、規制ブレード３０の直上流部の現像剤層の量の変化をより大きく、迅速にさせることができる。これは以下の理由による。
【００７６】
上記のように現像容器２２を供給室２３と回収室２４に分けた構成とすると、供給室２３より現像スリーブ２８に供給された現像剤は、回収室２４に回収される。この回収室２４に回収された現像剤は搬送スクリュー２５，２６の回転により再び供給室２３に搬送され、現像スリーブ２８に供給されることとなる。この時、現像スリーブ２８の回転速度を変えないで、搬送スクリュー２５，２６の回転速度を遅くすると、現像スリーブ２８の回転により回収室２４に搬送される現像剤量が変わらないのに、搬送スクリュー２５，２６の回転により供給室２３に戻される現像剤量が少なくなるので、結果的に供給室２３の現像剤量が減ることとなる。供給室２３の現像剤量が減ると、現像スリーブ２８に供給される現像剤量が減り、規制ブレード３０の直上流部に溜まる現像剤層の量を減らすことができる。
【００７７】
上記理論より、供給室２３の現像剤量を減らすには、搬送スクリュー２５，２６の回転速度をＶｓｃ、現像スリーブ２８の回転速度をＶｓｌとした場合に、Ｖｓｃ／Ｖｓｌが小さくなるように変化させればよいといえる。Ｖｓｃ／Ｖｓｌが小さくなれば、搬送スクリュー２５，２６による供給室２３への現像剤の搬送量が相対的に減少するため、供給室２３の現像剤量が減り、結果的に規制ブレード３０の直上流部に溜まる現像剤層の量を減らすことができる。
【００７８】
ここで、Ｖｓｃ／Ｖｓｌを小さくする方法としては、搬送スクリュー２５，２６の回転速度を下げても、現像スリーブの回転を早めても、どちらでも小さくすることができる。どちらでも効果が得られるが、搬送スクリュー２５，２６の回転速度を下げることでＶｓｃ／Ｖｓｌを小さくすると、現像剤量が減ることによって現像スリーブ２８への現像剤供給量が減る。それだけでなく、搬送スクリュー２５の回転によって現像スリーブ２８に供給される現像剤の量も減るため、より効果的に規制ブレード３０の直上流部の現像剤層の現像剤量を減らすことができる。そこで、本例においては、規制ブレード３０の直上流部の現像剤量を減らすために搬送スクリュー２５，２６の回転速度を下げてＶｓｃ／Ｖｓｌを小さくした。
【００７９】
なお、図１に示すように、画像形成装置は、装置内の各部を制御するコントローラとしてのＣＰＵ５０を有している。このＣＰＵ５０は、前記搬送スクリュー２５，２６の回転速度（又は現像スリーブ２８）の回転速度を変更するモードを実行可能である。本例では、ＣＰＵ５０は、前記搬送スクリュー２５，２６の回転速度を小さくするように、該搬送スクリュー２５，２６を駆動する搬送スクリュー駆動モータ５１（図７（ａ）参照）を制御している。すなわち、ＣＰＵ５０は、前記モード時において、前記搬送スクリュー２５，２６の回転速度を画像形成時よりも遅くするようにしている。また、ここでは、画像形成装置が有するコントローラを用いているが、これに限定されるものではなく、現像装置４がコントローラを有する構成であり、そのコントローラを用いても良い。
【００８０】
上記動作を達成するために、本例は現像スリーブ２８と搬送スクリュー２５，２６に独立の駆動モータ（不図示）を設けた。これにより、現像スリーブ２８と搬送スクリュー２５，２６を各々独立に制御することが可能となる。
【００８１】
なお、本例は第１の搬送スクリュー２５と第２の搬送スクリュー２６を同一の駆動モータで駆動しているために、搬送スクリュー２５，２６の速度を同時に下げている。しかしながら、両者がさらに独立で駆動可能な場合は、回転速度を両者で変化させることで、供給室２３と回収室２４の現像剤量のバランスを変えることが可能となり、供給室２３の現像剤量をより減らすことができる。一般に、搬送スクリューの速度が遅い部分では現像剤が淀みがちになるため現像剤量が多くなる傾向があり、逆に搬送スクリューの速度が速い部分は現像剤量が少なくなる傾向がある。したがって、供給室２３の現像剤量を減らし、回収室２４の現像剤量を増やすためには、第１の搬送スクリュー２５の速度が第２の搬送スクリュー２６の速度に比べて相対的に速くなる構成が好ましい。
【００８２】
そこで、上記動作で搬送スクリュー２５，２６の回転速度を下げてＶｓｃ／Ｖｓｌを小さくする際、第１の搬送スクリュー２５と第２の搬送スクリュー２６の各々の回転速度をＶｓｃ２５，Ｖｓｃ２６とした場合に、Ｖｓｃ２５／Ｖｓｃ２６が大きくなるように、第２の搬送スクリュー２６の回転速度がより小さくなるように変化させれば、供給室２３の現像剤量をより減らすことができるので効果的である。すなわち、前記ＣＰＵ５０は、前記モード時において、前記第１の搬送スクリュー２５よりも前記第２の搬送スクリュー２６の回転速度を遅くするようにしている。
【００８３】
次に、以上のような動作を行うタイミングについて説明する。Ｖｓｃ／Ｖｓｌを小さくする動作を行うのは、画像形成時に成長したトナー層を、現像剤不動層と現像剤流動層の境界面を移動させて無くすのが目的である。したがって、画像形成時は通常の動作を行い、非画像形成時（例えば画像形成の前回転時や後回転時）に画像形成時よりＶｓｃ／Ｖｓｌを小さくする動作を行えばよい。このようにすれば、画像形成時に形成された現像剤流動層と現像剤不動層の間に形成されたトナー層を定期的に無くすことができる。これにより、トナー層が成長し現像領域への現像剤の搬送を阻害する前にトナー層が無くなるため、長期にわたり現像領域に搬送する現像剤の層厚を安定して維持することが可能である。
【００８４】
本例では、画像形成の後回転時（非画像形成時）に画像形成時よりＶｓｃ／Ｖｓｌを小さくする動作を行っている。前回転で行っても後回転で行っても同様な効果が得られるが、前回転で行うと、コピースタートから一枚目を排出するまでの時間（いわゆるＦＣＯＴやＦＰＯＴ）が遅くなるという懸念があるので、後回転で行うこととした。ここで、画像形成の前回転とは、コピースタートから画像形成開始までに行われる制御等の動作（複数の動作が行われる場合はその全て）を指す。また画像形成の後回転とは、画像形成終了からコピー動作停止までに行われる動作を指す。この動作の図７（ｂ）に示すタイミングチャート及び図８に示すフローチャートを用いて説明する。図７（ｂ）及び図８に示すように、コントローラとしてのＣＰＵ５０は、画像形成終了後（Ｓ１１）、現像バイアスのＡＣ成分の印加を停止させる（Ｓ１２）。その後、搬送スクリュー２５，２６の回転速度を画像形成時の回転速度Ｖｓｃ１より遅い回転速度Ｖｓｃ２に変更する（Ｓ１３）。
【００８５】
なお、このコントローラとしてのＣＰＵ５０は、図７（ａ）に示すように、前記搬送スクリュー２５，２６の回転速度を小さくするように、該搬送スクリュー２５，２６を駆動する駆動源としての搬送スクリュー駆動モータ５１を制御している。またＣＰＵ５０は、現像スリーブ２８を駆動する駆動源としての現像スリーブ駆動モータ５２を制御して、現像スリーブ２８の回転速度を変更する。更にＣＰＵ５０は、現像バイアス（ＡＣ成分、ＤＣ成分）を印加する現像バイアス印加手段５３を制御している。
【００８６】
そして、上述の如く搬送スクリュー２５，２６の回転速度を変更する際、現像スリーブ２８はまだ回転したままなので、規制ブレード３０の直上流部の現像剤量は徐々に変化し減少する。それに伴い現像剤流動層と現像剤不動層の境界面がスリーブ面から離れる方向に移動し、これまでの境界面に形成されていたトナー層は流動層となって規制ブレードを通過するように移動する。境界面が十分移動するタイミングで、搬送スクリュー２５，２６と現像スリーブ２８の回転を止め（Ｓ１４）、最後に現像バイアスのＤＣ成分の印加を停止させ（Ｓ１５）、コピー動作を終了する（Ｓ１６）。
【００８７】
なお、非画像形成時は、前述した画像形成の前回転や後回転に限定されるものではない。例えば、現像剤不動層と現像剤流動層の境界面に形成されるトナー層の成長が早い場合には、画像形成動作の途中にダウン・シーケンスを設けて、Ｖｓｃ／Ｖｓｌを小さくする動作を割り込ませるようにしてもよい。
【００８８】
ここで、実際に搬送スクリュー２５，２６の回転速度Ｖｓｃと現像スリーブ２８の回転速度Ｖｓｌの比を変える動作を画像形成の後回転で行いながら耐久検討を行い、トナー層の形成による現像剤搬送量の低下発生の様子を観察した。画像形成時の搬送スクリュー２５，２６の回転速度Ｖｓｃを４００ｒｐｍ、現像スリーブ２８の回転速度Ｖｓｌを３００ｒｐｍとした。これに対し、非画像形成時（画像形成の後回転時）の搬送スクリュー２５，２６の回転速度Ｖｓｃを２００ｒｐｍ（例１）、０ｒｐｍ（停止）（例２）とした場合について観察を行った。さらに比較例として搬送スクリュー２５，２６の回転速度Ｖｓｃを変えなかった場合（比較例１）と、５００ｒｐｍ（比較例２）と早くした場合についても観察を行った。
【００８９】
検討は５００枚間欠で耐久を行うこととし、５００枚毎の後回転時にＶｓｃ／Ｖｓｌを変える動作を行い、１００００枚耐久を行った時点でのトナー層の形成による現像剤搬送量の低下発生の有無を観察した。また、Ｖｓｃ／Ｖｓｌを小さくする動作で境界面が十分移動するまでの時間も同時に確認した。
【００９０】
表１に前述の検討結果を示す。例１、例２のように非画像形成時（後回転時）のＶｓｃ／Ｖｓｌを画像形成時より小さくする動作を行った場合はトナー層の形成による現像剤搬送量の低下は発生しなかった。一方で比較例１のようにＶｓｃ／Ｖｓｌを変えなかった場合や、比較例２のようにＶｓｃ／Ｖｓｌを大きくする動作を行った場合は、トナー層の形成による現像剤搬送量の低下が発生した。このことより、Ｖｓｃ／Ｖｓｌを小さくする動作でトナー層の形成による現像剤搬送量の低下発生に関して効果が認められた。
【００９１】
【表１】
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【００９２】
前述の検討では、Ｖｓｃ／Ｖｓｌを小さくする動作で境界面が移動するまでの時間も同時に確認した。これは、具体的には搬送スクリュー２５，２６のＶｓｃ／Ｖｓｌを小さくする動作を行った瞬間からトナー層が規制ブレード３０を通過して現像スリーブ２８上を搬送されてくるまでの時間を測定した。その結果、Ｖｓｃ／Ｖｓｌを小さくすればするほど境界面に形成されたトナー層が移動して規制ブレード３０を通過してくるまでの時間が少ないことがわかった。
【００９３】
以上から、トナー層の成長による現像剤搬送量の低下発生に関しては、Ｖｓｃ／Ｖｓｌを小さくする動作を定期的に行えば十分効果が得られ、境界面が移動するまでの時間に関してはＶｓｃ／Ｖｓｌが小さいほど短い時間で移動が完了することがわかる。境界面が移動するまでの時間は短いほど非画像形成時の動作時間を短くできるという利点があるためより好ましい構成といえる。
【００９４】
ここで、現像装置の構成に関して、本例は、現像容器２２の供給室２３と回収室２４を上下に配置した構成を例示したが、これに限定されるものではない。。例えば、供給室２３と回収室２４が水平に配置された現像装置、或いは、その他の形態の現像装置においても、本発明は適用可能である。図９（ａ）に供給室２３と回収室２４が水平に配置された場合の現像装置を例示した。現像スリーブ２８への供給と現像スリーブ２８からの回収を供給室２３と回収室２４に分けて構成としている。現像スリーブ２８への供給と現像スリーブ２８からの回収を供給室２３と回収室２４に分けた構成の方がより好ましいが、現像スリーブ２８への供給と現像スリーブ２８からの回収を一方のみで行なっても効果は得られる。
【００９５】
また、本例は現像スリーブ２８が１本の場合について説明したが、図９（ｂ）に示すように現像スリーブ２８を２本以上備えた場合でも適用可能である。この場合も供給室２３と回収室２４を分けて設けていれば本発明の効果が得られる。
【００９６】
規制ブレードの構成に関して、これまで非磁性部材３０ａと磁性部材３０ｂを組み合わせた構成の規制ブレード３０を例示して説明したが、その他の構成においても同様の理論が可能であり、効果も得られる。したがって、例えば磁性部材（磁性板）のみからなる規制ブレードや非磁性部材（非磁性板）のみからなる規制ブレードや弾性体からなる規制ブレードであってもよい。
【００９７】
また、現像剤の安息角φは、現像剤同士の摩擦係数の観点から、実際、せん断強さｓを求める際にも内部摩擦角φという形で式に含まれていた。発明者の検討によれば、安息角φに関しては２０°〜７０°の範囲にあることが必要であり、好ましくは３０°〜６０°の範囲、より好ましくは３５°〜５０°の範囲に設定されていることが好ましい。
【００９８】
安息角φの値が前述の範囲より低くなると、ｔａｎφが小さくなり、せん断強さｓ＝（Ｗ＋ｆｍ）ｔａｎφ＋ｆｂを構成する力は規制ブレード３０による規制力ｆｂがメインとなる。すると、現像剤重量Ｗを減らすことによる効果がでにくいという問題が起きる。一方、安息角φの値が前述の範囲より高くなると、現像剤の流動性があまりに低くなり、本発明の課題以前に現像剤能力が低くなったり、補給トナーの攪拌性が悪くなったりするという問題が発生する。
【００９９】
なお、現像剤の安息角とは、図１０に示すように、上部から現像剤Ｄをふるい落としたときに下部にできる山の角度、即ち、図中の角度φである。この角度φ以下では、現像剤Ｄは自重で滑り落ちることはない。
【０１００】
安息角の測定は、例えば以下のような方法で可能である。パウダーテスター（ホソカワミクロン社製：ＰＴ−Ｎ型）を用い、振動台に２４６μｍの篩をセットし、その中に試料を２５０ｃｃ入れ、１８０秒振動させ、安息角測定用テーブル上のトナーの安息角を角度測定アームにより測定する。
【０１０１】
［実施例２］
実施例２は、以下に説明する点で前述した実施例１と相違しているが、その他の点では前記実施例１と同様に構成されている。そのため、実施例２の説明において、前記実施例１の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【０１０２】
実施例１においては、せん断強さｓを小さくすることで、せん断強さｓとせん断応力ｔで決まる流動層と不動層の境界面を移動させたが、せん断強さｓだけでなくせん断応力ｔも変化させれば、境界面の移動をより効果的に行うことができる。流動層と不動層の境界面を現像スリーブ２８の周面から離れる方向に移動させるには、せん断強さｓは小さくすればよかったが、せん断応力ｔは逆に大きくすればよい。せん断応力ｔは基本的に現像スリーブ２８の回転に伴う推進力ｆｓからなるので、現像スリーブ２８からの推進力ｆｓを大きくしてやればよい。
【０１０３】
推進力ｆｓを大きくするには、現像スリーブ２８の回転速度を速くすることで、大きくしてやることができる。このような動作をすれば、現像剤流動層と現像剤不動層の境界を移動させることができる。
【０１０４】
なお、図１に示すように、画像形成装置は、装置内の各部を制御するコントローラとしてのＣＰＵ５０を有している。このＣＰＵ５０は、前記現像スリーブ２８の駆動を制御可能である。本例では、ＣＰＵ５０は、前記現像スリーブ２８の回転速度を画像形成時よりも速く駆動するように、該現像スリーブ２８を駆動する駆動源としての現像スリーブ駆動モータ５２（図７（ａ）参照）を制御している。すなわち、ＣＰＵ５０は、前記モード時において、前記現像スリーブ２８の回転速度を画像形成時よりも速くするようにしている。また、ここでは、画像形成装置が有するコントローラを用いているが、これに限定されるものではなく、現像装置４がコントローラを有する構成であり、そのコントローラを用いても良い。
【０１０５】
現像スリーブ２８の回転速度を速くする方法では、実施例１で説明したＶｓｃ／Ｖｓｌも同時に小さくなるので、供給室２３の現像剤量が少なくなり規制ブレード３０の直上流の現像剤層の現像剤重量も減る。そのため、せん断応力ｔを大きくする効果とともに、せん断強さｓを小さくする効果も同時に得られ、効率よく現像剤流動層と現像剤不動層の境界を移動させることができる。
【０１０６】
そこで、本例においては、非画像形成時に流動層と不動層の境界面を移動させる場合に、搬送スクリュー２５，２６の回転速度を下げると同時に、現像スリーブ２８の回転速度を上げる構成とした。すると、図１１（ａ）に示すように、せん断強さｓだけを移動させた場合に比べ、せん断応力ｔも移動させることで、境界面を大きく変化させることができる。
【０１０７】
本例においては、画像形成時は現像スリーブ２８の回転速度Ｖｓｌを３００ｒｐｍ、搬送スクリュー２５，２６の回転速度Ｖｓｃを４００ｒｐｍ（Ｖｓｃ／Ｖｓｌ＝１．３３）としている。これに対し、非画像形成時に流動層と不動層の境界面を移動させる場合に、搬送スクリュー２５，２６の回転速度Ｖｓｃを２００ｒｐｍとし、かつ現像スリーブ２８の回転速度Ｖｓｌを４５０ｒｐｍとした。この時、Ｖｓｃ／Ｖｓｌ＝０．４４である。発明者の検討では、上記構成で実施例１と同様の５００枚間欠耐久の検討を行った結果、トナー層の阻害による現像剤搬送量の低下は発生しなかった。また、境界面のトナー層が移動するまでの時間は２ｓｅｃと、実施例１の例１のように搬送スクリュー２５，２６の速度のみを変化させた場合よりも時間が短くなった。
【０１０８】
現像スリーブ２８の回転速度を上げる場合、高速にすればするほど効果は出るが、一方で負荷の観点や回転速度のアップによる飛散の観点などのために、実際にはあまり上げることができない。画像形成時の２倍までを限度として速くするのが好ましい。より好ましくは１．５倍までに抑えるのがよい。本例においては１．５倍とした。
【０１０９】
本例では、境界面をスリーブ面から離れる方向に移動させるのに、せん断強さｓと同時にせん断応力ｔを変化させる構成を例示しているが、これに限定されるものではなく、せん断強さｓを変化することなくせん断応力ｔのみを変化させても良い。ここで、境界面を移動させるのに、本例がせん断強さｓと同時にせん断応力ｔを変化させた理由を説明する。せん断応力ｔは現像スリーブ２８からの距離ｒに対して非線形に変化するため、図１１（ｂ）に示すように、場所によっては境界面移動の効果がうまく現れない場合がある。一方、せん断強さｓの構成要素である現像剤重量Ｗは現像スリーブ２８からの距離ｒに対して線形に変化するため、現像スリーブ２８からの距離などあまり場所によらず境界面移動の効果が得られる。そこで、本例においては、せん断強さｓを変化させたうえで、さらにせん断応力ｔを変化させて、より大きな境界面の変化を得る構成とした。
【０１１０】
上述したように、本例よっても、前述した実施例１と同様の効果が得られる。さらに本例によれば、前述した実施例１に比べて、境界面をスリーブ面から離れる方向に移動させる際に、より大きく、かつより早く移動させることができる。これによっても、トナー層が成長し現像領域への現像剤の搬送を阻害する前にトナー層が無くなるため、長期にわたり現像領域に搬送する現像剤の層厚を安定して維持することが可能である。
【０１１１】
なお、前述した実施例では、画像形成部を４つ使用しているが、この使用個数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。
【０１１２】
また前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であってもよい。また、中間転写体を使用し、該中間転写体に各色のトナー像を順次重ねて転写し、該中間転写体に担持されたトナー像を記録媒体に一括して転写する画像形成装置を例示したが、これに限定されるものではない。記録媒体担持体を使用し、該記録媒体担持体に担持された記録媒体に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に用いられる現像装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１１３】
Ｌ１  …現像剤流動層
Ｌ２  …現像剤不動層
Ｌ３  …トナー層
Ｌ４  …境界面
１    …感光体ドラム
４    …現像装置
２２  …現像容器
２３  …供給室
２４  …回収室
２５  …第１の搬送スクリュー
２６  …第２の搬送スクリュー
２７  …隔壁
２８  …現像スリーブ
３０  …規制ブレード
５０  …ＣＰＵ
５１  …搬送スクリュー駆動モータ
５２  …現像スリーブ駆動モータ
５３  …現像バイアス印加手段
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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