(57)【要約】【課題】作像プロセス終了時に現像剤担持体から現像剤を引き離すことでスリーブ固着の要因である現像剤の滞留を軽減し、現像剤担持体にトナーが固着するスリーブ固着を低減する画像形成装置を提供する。【解決手段】回転する現像剤担持体１６と、磁性キャリアとトナーからなる２成分現像剤１８を前記現像剤担持体１６に供給する撹拌部材２０と、前記現像剤担持体１６に積層される２成分現像剤１８の層厚を規制する現像剤規制部材２１を備えた現像装置４を使用する画像形成装置において、作像動作終了後に前記現像剤担持体１６への前記２成分現像剤１８の供給を止め前記現像剤担持体１６のみを回転させ、前記２成分現像剤１８の穂切りを行い、かつ穂切り動作中に前記現像剤担持体１６と像担持体１間に電位差を設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する現像剤担持体と、磁性キャリアとトナーからなる２成分現像剤を前記現像剤担持体に供給する撹拌部材と、前記現像剤担持体に積層される２成分現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材を備えた現像装置を使用する画像形成装置において、作像動作終了後に前記現像剤担持体への前記２成分現像剤の供給を止め前記現像剤担持体のみを回転させ、前記２成分現像剤の穂切りを行い、かつ穂切り動作中に前記現像剤担持体と像担持体間に電位差を設けることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記動作を行う間隔を画像面積に応じて制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記動作終了時にさらに前記現像剤撹拌部材を回転させることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２成分現像剤を使用する現像装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
１成分トナーを用いた現像装置において、現像剤担持体上のトナーを像担持体へ移動させる手段を用いることは従来から知られている（例えば、特許文献１および２参照）。
【特許文献１】特開平９―２５８５５３号公報
【特許文献２】特開２００１―３１２１２６公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、この種の現像装置、例えば複写機やレーザプリンタでは現像剤担持体上の現像剤の汲み上げ量を確保するために、現像剤像担持体（現像スリーブ）に例えばサンドブラストのような表面処理を施したり、現像剤を均一化するために現像剤規制部材（ドクタブレード）を設けている。
ところが、作像動作を繰り返すと像担持体（感光体）と現像スリーブ間、現像スリーブとドクタブレード間で現像剤にストレスが掛かり、トナーが現像スリーブ上に摩擦熱等により溶融し固着するスリーブ固着という現象が起きる。現像スリーブ上にトナーの固着が発生すると、濃度低下、地汚れ等の異常画像を発生させてしまう。
また、この現象は現像スリーブ上の現像剤の滞留によって加速される。現像スリーブ上のトナーは負（−）に帯電しているが、非画像部に対応する像担持体は負（−）に帯電しているためトナーは現像スリーブへ引き寄せられる力を受ける。この状態が長く続くと現像剤の滞留が起こり、スリーブ固着が発生する。
【０００４】
例えば特許文献１では、１成分トナーを用いた現像装置において、現像スリーブ上のトナーを像担持体へ移動させる手段を用いている。しかし、画像形成中にこの動作を行うと、コピー生産性（コピースピード）等へ影響が生じてしまう。
また、特許文献１では２成分現像剤の穂切りを行うさいに、現像スリーブに近接する現像剤剥ぎ取りスリーブを設けて穂切りの効率を上げている。ところが、この構成では新たな部品が必要となりコストアップ、装置の大型化は避けられない。
上記に示した穂切りの目的は、多色現像装置における混色を防止することにある。この目的はスリーブ固着の要因である現像剤の滞留に伴うトナー固着防止であり、現像剤の穂切りを行うと現像剤の滞留はある程度防止できるが、トナーの固着までは防止できない。
また、通常このような未転写画像を連続でクリーニング装置へ侵入させた場合においては、クリーニング装置への負荷が大きく寿命の低下へつながる恐れがある。
例えば特許文献２では、画像入力領域を両端に限定している点や、枚数に基づいて画像入力時間を規定しているため、画像面積率の少ない原稿が多い等の状況に対しては効果が得られない恐れがある。
そこで本発明の目的は、上記の問題点を解決するために、作像プロセス終了時に現像スリーブから現像剤を引き離すことでスリーブ固着の要因である現像剤の滞留を軽減し、現像スリーブにトナーが固着するスリーブ固着を低減する画像形成装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、回転する現像剤担持体と、磁性キャリアとトナーからなる２成分現像剤を前記現像剤担持体に供給する撹拌部材と、前記現像剤担持体に積層される２成分現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材を備えた現像装置を使用する画像形成装置において、作像動作終了後に前記現像剤担持体への前記２成分現像剤の供給を止め前記現像剤担持体のみを回転させ、前記２成分現像剤の穂切りを行い、かつ穂切り動作中に前記現像剤担持体と像担持体間に電位差を設ける画像形成装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明では、前記動作を行う間隔を画像面積に応じて制御する請求項１記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記動作終了時にさらに前記現像剤撹拌部材を回転させる請求項２記載の画像形成装置を主要な特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明を実施する現像装置および感光体ユニットを示す概略図である。像担持体（感光体）１は矢印方向Ａに回転される。像担持体１の周囲には帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、クリーニング装置６、除電装置７が配置されている。
感光体１は帯電装置２の帯電ローラ８により一様に帯電され、露光装置３のレーザにより静電潜像が形成され、現像装置４によりトナー像が形成される。その後、転写装置５の転写ベルト９上で図示しない転写紙に転写され、転写紙は分離爪１０により感光体１から引き剥がされ、図示しない定着器により転写紙上のトナーは転写紙に定着される。
また、感光体１上に残留しているトナーはクリーニング装置６内のクリーニングブレード１１によって除去され、トナー回収羽根１２によりトナー回収路１３へ移動し、この回収路１３内のトナー回収コイル１４により回収され、再び現像装置４内へ落下しリサイクルされる。
その後、感光体１は除電装置７内の除電ランプ１５により表面の電位が除電される。このような、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程および除電工程が繰り返して実行される。
現像装置４は現像剤担持体（現像スリーブ）１６、現像剤容器１７、この現像剤容器１７内の２成分現像剤１８、現像剤容器１７内下部に取り付けられたトナー濃度センサ１９、２成分現像剤１８を撹拌し現像スリーブ１６へ供給する搬送スクリュー２０を含んでいる。
更に現像装置４は、現像スリーブ１６の感光体１への２成分現像剤１８の供給量を規制する現像剤規制部材（ドクタブレード）２１を備えている。２成分現像剤１８は磁性キャリアと非磁性のトナーとを混合してなっている。
【０００７】
本発明では、上記作像プロセスの終了時点で、現像スリーブ１６と搬送スクリュー２０の停止タイミングをずらすことで現像スリーブ１６上の２成分現像剤１８を現像剤容器１７内へ落下させ画像形成終了時に２成分現像剤１８を保持していない状態になる。
現像スリーブ１６のみが回転しているさいにバイアスを印加することで、２成分現像剤１８の穂切りを行うだけでなく、その動作中に現像を行うことでトナーを現像スリーブ１６から引き離す。
上述のバイアスを印加する動作の間隔をコピーおよびプリンタ原稿の画像面積率に応じて変化させる。
現像スリーブ１６から落下した２成分現像剤１８を現像剤容器１７中に収容されている２成分現像剤と混合するために撹拌部材（搬送スクリュー）２０を回転させる。
現像装置４は、回転する現像スリーブ１６と、磁性キャリアとトナーから成る２成分現像剤１８を現像スリーブ１６に供給する搬送スクリュー２０と、現像スリーブ１６に積層される２成分現像剤１８の層厚を規制するドクタブレード２１と、を備えている。
画像形成装置は、この現像装置４を使用し、作像動作終了後に現像スリーブ１６への２成分現像剤１８の供給を止めて現像スリーブ１６のみを回転させ、２成分現像剤の穂切りを行い、かつ穂切り動作中に現像スリーブ１６と感光体１間に電位差を設けるようにしている。
【０００８】
図２は現状の作像プロセスにおける現像スリーブ（現像剤担持体）と現像剤攪拌部材の駆動停止を示すタイミング図である。現状の作像プロセスでは作像動作終了時に現像スリーブ１６と現像剤攪拌部材２０は同時に駆動を停止する。
つまり、現像スリーブ１６は２成分現像剤１８を保持したままで停止する。現像スリーブ１６から２成分現像剤１８を引き離す、いわゆる穂切りの手段としては、現像スリーブ１６を逆転させる等の技術が知られている。
本発明では、現像スリーブ１６から２成分現像剤１８を落下させていく穂切り過程で感光体１と現像スリーブ１６間に通常作像に使用される現像バイアスを印加する。これにより、作像終了時に保持していた２成分現像剤１８中のトナーは感光体１へ付着し現像スリーブ１６上のトナーを効率よく引き離すことができる。
ここで、現像装置４の下流に配置されている転写装置５は感光体１とは非接触状態にあり、感光体１上のトナーはさらに下流のクリーニング装置６により回収されリサイクルトナーとして再び作像へ使用されるため、トナーの浪費にもならない。
【０００９】
図３は本発明による作像プロセスにおける現像スリーブと現像剤攪拌部材の駆動停止を示すタイミング図である。図３に示すように、本発明では現像スリーブ１６の停止タイミングをずらす（現像剤攪拌部材を先に停止させる）ことで現像スリーブ１６は作像終了時には２成分現像剤を保持していない状態となる（穂切り動作）。
２成分現像剤の滞留を防ぎ、かつ穂切り動作中に電位差を設けることでトナーを現像スリーブ１６より引き離すことができる。
画像形成装置は上記の動作を行う間隔を画像面積に応じて制御する。上記の動作を作像毎に行う、つまりトナーを感光体１へ付着させクリーニング装置６へ未転写画像を繰り返し入力させるとクリーニング装置６への負荷が大きくなり、クリーニング不良などの異常画像の原因ともなりかねず、装置の寿命を低下させてしまう恐れがある。
本発明では、作像プロセス毎に画像面積率をカウントし、原稿の非画像面積比率を求める。さらに、その非画像面積比率より上述した動作を行うか行わないかの判断をする。
この制御を加えることにより、例えば、高画像面積の使用頻度が多いユーザへは不必要なトナー入力を軽減でき、クリーニング装置６への負荷を減らすことができるため、装置の寿命を短くすることもない。
画像形成装置は上記動作終了時にさらに現像剤撹拌部材２０を回転させる。前述した動作では現像スリーブ１６から現像剤容器１７に作像済み２成分現像剤１８を落下させている。
通常の作像プロセスでは現像スリーブ１６と現像剤攪拌部材２０は同時に回転しているため、トナー使用済み現像剤と現像剤容器１７に収容されている２成分現像剤１８は混合されて次の作像に備えている。
ところが、本発明ではトナー作像済み２成分現像剤１８を落下させるだけで混合が行われていないため、濃度の低いトナー（落下した現像剤）が次の作像に使用される恐れがある。
【００１０】
図４は本発明による作像プロセスにおける現像スリーブと現像剤攪拌部材の駆動停止を示す他のタイミング図である。図４に示すように、落下させた作像済み２成分現像剤１８と現像剤容器１７に収容されている２成分現像剤１８を混合する動作を行うことで安定した画像が提供できる。
図５はスリーブ固着ＩＤとプリント枚数の関係を示す特性図である。図５には本発明での１５００００枚ランニング結果をしめす。Ｎｏ．１は現状の条件、Ｎｏ．２は請求項１に示す穂切りのみを行った場合、Ｎｏ．３は穂切り動作を行うと同時に５０枚プリント毎にバイアスを印加させた場合、Ｎ０．４は穂切り動作を行うと同時に１枚毎にバイアスを印加させた場合である。
図５においてスリーブ固着ＩＤとは、現像スリーブ１６をマクベス濃度計にて測定した値であり、ＩＤ１．０を越えると濃度低下や、地汚れなどの異常画像を引き起こす。
図５の結果から、穂切り動作を行うことで、現状よりも寿命が延びていることが確認できた。また、バイアスを印加することでさらに寿命を伸ばすことができた。さらに、動作終了時にさらに現像剤撹拌部材を回転させることで、バイアスを印加させることにより懸念されていた次の作像への影響も発生しなかった。
ただ、１枚毎にバイアスを印加したＮｏ．４では２５Ｋ枚過ぎからクリーニング不良の画像が発生しランニングを中止した。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、作像プロセス終了時に現像スリーブから２成分現像剤を引き離すことで２成分現像剤の滞留を軽減し、現像スリーブにトナーが固着するスリーブ固着を低減することができる。
請求項２によれば、２成分現像剤を引き離すさいにバイアスを印加することで効率よくトナーを引き離すことができる。
請求項３によれば、画像面積率に応じて制御することでクリーニング装置への負荷を軽減しユニット寿命を短くすることなくスリーブ固着の発生を軽減でき、安定して高画質の画像を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する現像装置および感光体ユニットを示す概略図。
【図２】現状の作像プロセスにおける現像スリーブと現像剤攪拌部材の駆動停止を示すタイミング図。
【図３】本発明による作像プロセスにおける現像スリーブと現像剤攪拌部材の駆動停止を示すタイミング図。
【図４】本発明による作像プロセスにおける現像スリーブと現像剤攪拌部材の駆動停止を示す他のタイミング図。
【図５】スリーブ固着ＩＤとプリント枚数の関係を示す特性図。
【符号の説明】
１  感光体（像担持体）
４  現像装置
１６  現像スリーブ（現像剤担持体）
１８  ２成分現像剤
２０  現像剤攪拌部材（搬送スクリュー）
２１  現像剤規制部材（ドクタブレード）
【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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