(57)【要約】【課題】対向部材への逆帯電トナーと正規帯電トナーの付着や堆積も抑制することができる。【解決手段】トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を無端移動する表面上に担持して、潜像担持体１と対向する現像領域で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像ローラ５１等の現像剤担持体と、現像剤担持体に現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段と、潜像担持体と対向する部材にバイアスを印加するバイアス印加手段とを備える現像装置５において、バイアス印加手段は、潜像担持体と対向部材との間で現像電界と同じ向きの電界が形成されるバイアスを印加する第１モードと、潜像担持体と対向部材との間で現像電界とは逆向きの電界が形成されるバイアスを印加する第２モードとを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を無端移動する表面上に担持して、潜像担持体と対向する現像領域で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段と、前記潜像担持体と対向する部材にバイアスを印加するバイアス印加手段とを備える現像装置において、
前記バイアス印加手段は、前記潜像担持体と前記対向部材との間で現像電界と同じ向きの電界が形成されるバイアスを印加する第１モードと、前記潜像担持体と前記対向部材との間で現像電界とは逆向きの電界が形成されるバイアスを印加する第２モードとを有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、
前記第１モード及び前記第２モードは、画像形成タイミングの前後に行うことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の現像装置において、
前記第１モードと前記第２モードとを交互に行うことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置において、
前記第２モードに前記潜像担持体と対向する部材に印加するバイアスは、０［Ｖ］であることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置において、
前記第１モードでは、前記バイアス印加手段によって前記潜像担持体と対向する部材にバイアスを印加し、前記第２モードではそのバイアス印加を止めることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置において、
前記バイアス印加手段は、前記潜像担持体と対向する部材に対向する前記潜像担持体に画像形成用のトナー像があるときに、前記潜像担持体と対向する部材に前記現像バイアスを印加することを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像装置において、
前記第１モード及び前記第２モードを行う直前に、各モードの電界の向きと同じであってその電界よりも大きい電界が形成されるバイアスを前記潜像担持体と対向する部材に印加することを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の現像装置において、
前記対向部材は、前記現像領域より軸回転する前記現像剤担持体回転方向下流側で前記潜像担持体の表面と対向する部材であることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置における少なくとも該潜像担持体と該現像手段とを１つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して着脱可能にしたプロセスカートリッジにおいて、
前記現像手段として、請求項１〜８のいずれかの現像装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
少なくとも潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、
該現像手段として、請求項１〜８のいずれかの現像装置を用いる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】
本発明は、現像装置、プロセスカートリッジ及びこ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】
従来、画像形成装置に設けられたトナーと磁性キャリアとを含む二成分の現像剤を用いる現像装置として、潜像担持体の表面に対向する現像ケースなどの部材（以下、「対向部材」という）に、飛散した正規帯電トナーが付着するのを防止する現像装置が知られている。
例えば、特許文献１には、現像領域から潜像担持体回転方向下流側で転写位置の手前までに設けられている対向部材に、現像バイアスを印加する現像装置が開示されている。この現像装置では、現像バイアスが対向部材に印加されることで、潜像担持体と対向部材との間で現像電界と同じ向きの電界が形成され、飛散した正規帯電トナーが対向部材に近づき難くなる。これにより、正規帯電トナーが対向部材に付着しないとされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、トナーは正規帯電極性に均一に帯電されるわけでなく、中には正規帯電トナー以外に逆帯電トナーが含まれるところ、上記特許文献１に開示の現像装置のように、対向部材に現像バイアスを印加すると、正規帯電トナーであれば、対向部材への付着や堆積が抑制できるが、逆帯電トナーについてはむしろ対向部材分への付着や堆積が促進されてしまう。
なお、逆帯電トナーや正規帯電トナーは現像ローラや潜像担持体の回転によって生じる気流に乗って飛散し、その飛散付近の対向部材にも逆帯電トナーや正規帯電トナーが付着し易いため、現像領域から現像ローラ回転方向下流側で転写位置の手前までに設けられている対向部材以外の対向部材でも上記問題が起こり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を無端移動する表面上に担持して、潜像担持体と対向する現像領域で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段と、前記潜像担持体と対向する部材にバイアスを印加するバイアス印加手段とを備える現像装置において、前記バイアス印加手段は、前記潜像担持体と前記対向部材との間で現像電界と同じ向きの電界が形成されるバイアスを印加する第１モードと、前記潜像担持体と前記対向部材との間で現像電界とは逆向きの電界が形成されるバイアスを印加する第２モードとを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、対向部材への逆帯電トナーと正規帯電トナーの付着や堆積も抑制することができるという特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態に係る複写機１００の概略構成図。
【図２】画像形成ユニット６の概略構成図。
【図３】実施例１に係る現像装置５の概略構成の一部を説明する図。
【図４】実施例１における潜像担持体の現像領域通過時の電位、現像ローラへの現像バイアス印加及び現像ケース部分へのバイアス印加の一例を示すタイムチャート。
【図５】実施例２に係る現像装置５の概略構成の一部を説明する図。
【図６】実施例２における潜像担持体の現像領域通過時の電位、現像ローラへの現像バイアス印加及び現像ケース部分へのバイアス印加の一例を示すタイムチャート。
【図７】変形例に係る現像装置５の概略構成の一部を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、複数の潜像担持体が並行配設されたタンデム型のカラーレーザー複写機（以下、単に「複写機」という）１００の一実施形態（以下、単に「実施形態」という）について説明する。
【０００８】
図１は、実施形態に係る複写機１００の概略構成図である。図２は、画像形成ユニット６の概略構成図である。
この複写機１００は、プリンタ部２００及び給紙部３００を備えている。プリンタ部２００は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４つの画像形成ユニット６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを備えている。各符号の数字の後に付されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック用の部材であることを示している（以下同様）。
【０００９】
図１に示すように、複写機１００の上方にあるトナー容器収容部３１には、各色（イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。トナー容器収容部３１の下方には、中間転写ユニット１５が配設されている。その中間転写ユニット１５の中間転写ベルト８に対応するように、各色（イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック）に対応した画像形成ユニット６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。
【００１０】
図２において、画像形成ユニット６Ｙは、潜像担持体１Ｙと、潜像担持体１Ｙの周囲に配設された帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ、潜像担持体クリーニングユニット２Ｙ、除電装置等を備えている。潜像担持体１Ｙでは、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、潜像担持体クリーニング工程）が行われ、潜像担持体１Ｙ上にイエロー画像が形成される。なお、他の３つの画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ、６Ｋも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した画像形成ユニット６Ｙとほぼ同様な構成となっており、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の３つの画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの説明を適宜、省略して、イエローに対応した画像形成ユニット６Ｙのみの説明を行うことにする。
【００１１】
図２に示すように、潜像担持体１Ｙは、駆動モータによって、図２中の矢印Ａ方向に回転駆動される。帯電装置４Ｙの位置では、潜像担持体１の表面が一様に帯電される。その後、潜像担持体１の表面は、露光装置から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達すると、その位置での露光走査によって画像が形成される（露光工程）。その後、潜像担持体１Ｙの表面は、現像装置５Ｙとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される（現像工程）。
【００１２】
その後、潜像担持体１Ｙの表面は、中間転写ベルト８及び第１転写バイアスローラ９Ｙとの対向位置に達して、この位置で潜像担持体１Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（１次転写工程）。このとき、潜像担持体１Ｙ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。その後、潜像担持体１Ｙの表面は、潜像担持体クリーニングユニット２Ｙとの対向位置に達して、この位置で潜像担持体１Ｙ上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード２ａによって機械的に回収される（クリーニング工程）。最後に、潜像担持体１Ｙの表面は、除電装置との対向位置に達して、この位置で潜像担持体１Ｙ上の残留電位が除去される。こうして、潜像担持体１Ｙ上で行われる一連の作像プロセスが終了する。
【００１３】
なお、上述した作像プロセスは、他の画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ、６Ｋでも、イエローの画像形成ユニット６Ｙと同様に行われる。すなわち、画像形成部の下方に配設された露光装置７から、画像情報に基いたレーザ光Ｌが、各画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの潜像担持体上に向けて照射される。詳しくは、露光装置７は、光源からレーザ光Ｌを発して、そのレーザ光Ｌを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して潜像担持体上に照射する。その後、現像工程を経て各潜像担持体上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。
【００１４】
ここで、図１に示すように、中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４、中間転写クリーニング部１０、等で構成される。中間転写ベルト８は、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４によって張架、支持されるとともに、２次転写バックアップローラ１２の回転駆動によって図１中の矢印Ａ方向に無端移動される。
【００１５】
４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を潜像担持体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト８は、図１中の矢印Ａ方向（図２中の矢印Ｃ方向）に走行して、各１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、潜像担持体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。
【００１６】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写ローラ１９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ１２が、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の被転写材Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト８には、被転写材Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。その後、中間転写ベルト８は、中間転写クリーニング部１０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト８上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト８上で行われる一連の転写プロセスが終了する。
【００１７】
ここで、２次転写ニップの位置に搬送された被転写材Ｐは、複写機本体の下方に配設された給紙ユニット２６から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８等を経由して搬送されたものである。詳しくは、給紙ユニット２６には、転写紙等の被転写材Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の被転写材Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。レジストローラ対２８に搬送された被転写材Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対２８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されて、被転写材Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、被転写材Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００１８】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された被転写材Ｐは、定着部２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が被転写材Ｐ上に定着される。その後、被転写材Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対２９によって装置外に排出された被転写Ｐは、出力画像として、スタック部３０上に順次スタックされる。
以上により、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。
【００１９】
図２に示すように、現像装置５Ｙは、潜像担持体１Ｙと対向する現像剤担持体５１Ｙ、現像剤担持体５１Ｙと対向する層厚規制部材５２Ｙ、第１撹拌搬送路５３Ｙ、第２撹拌搬送路５４Ｙ内に配設された２つの撹拌搬送部材５５Ｙａ、５５Ｙｂ、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ５６Ｙ、等を備えている。それらは、ハウジング５７Ｙに設置される。現像剤担持体５１Ｙは、内部に固設された磁石や、磁石の周囲を表面移動する現像スリーブ等で構成される。撹拌搬送路５３Ｙ、５４Ｙ内には、トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤Ｇが収容されている。撹拌搬送路５４Ｙは、その上方に形成された開口を介してトナー受入口４３Ｙに連通している。
【００２０】
このように構成された現像装置５Ｙは、次のように動作する。
現像剤担持体５１Ｙの現像スリーブは、図２中の矢印Ｂ方向に表面移動している。そして、磁石により形成された磁界によって現像剤担持体５１Ｙ上に担持された現像剤Ｇは、現像スリーブの表面移動に伴い現像剤担持体５１Ｙ上を移動する。ここで、現像装置５Ｙ内の現像剤Ｇは、現像剤中のトナーの割合（トナー濃度）が所定の範囲内になるように調整される。詳しくは、現像装置５Ｙ内のトナー消費に応じて、トナー容器３２Ｙに収容されているトナーが、トナー補給装置によって第２撹拌搬送路５４Ｙ内に補給される。その後、第２撹拌搬送路５４Ｙ内に補給されたトナーは、第１撹拌搬送部材５５Ｙａ、第２撹拌搬送部材５５Ｙｂによって、現像剤Ｇとともに混合、撹拌されながら、第１撹拌搬送路５３Ｙ、第２撹拌搬送路５４Ｙを循環（図２中の紙面垂直方向の移動）する。そして、現像剤Ｇ中のトナーは、磁性キャリアとの摩擦帯電により磁性キャリアに吸着して、現像剤担持体５１Ｙ上に形成された磁力により磁性キャリアとともに現像剤担持体５１Ｙ上に担持される。
【００２１】
現像剤担持体５１Ｙ上に担持された現像剤Ｇは、図２中の矢印Ｂ方向に搬送されて、層厚規制部材５２Ｙの位置に達する。そして、現像剤担持体５１Ｙ上の現像剤Ｇは、この位置で現像剤量が適量化された後に、潜像担持体１Ｙとの対向位置である現像領域まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、潜像担持体１Ｙ上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像剤担持体５１Ｙ上に残った現像剤Ｇは現像スリーブの回転に伴い現像剤収容部５３Ｙの上方に達して、この位置で現像剤担持体５１Ｙから離脱される。
【００２２】
（実施例１）
次に、上記実施形態の特徴部である現像装置の一実施例（以下、本実施例を「実施例１」という。）について説明する。
図３は、実施例１に係る現像装置５の概略構成の一部を説明する図である。
図３に示すように、現像ローラ５１Ｙ上に搬送された現像剤Ｇからトナーが潜像担持体１Ｙ上に現像され、トナー像が形成される。トナー像を形成するときに、潜像担持体１Ｙには付着しないで磁性キャリアから離れたトナーが飛散する事象が生じることがある。その飛散トナーは潜像担持体１Ｙや現像ローラ５１Ｙの表面移動によって生じる気流に乗って飛散する。
【００２３】
ところで、トナーは、通常、現像ローラ１Ｙの現像バイアスの極性と同じに摩擦帯電されている。現像領域より現像ローラ５１Ｙの回転方向下流側における潜像担持体１Ｙと対向する現像ローラ５１Ｙの外表面から飛散したトナーは、図３の現像ローラ５１Ｙ上方の対向部材としての現像ケース部分５７Ｙａと潜像担持体１Ｙとの間に生じる電界が潜像担持体１Ｙから現像ケース部分５７Ｙａへ向いているので、その現像ケース部分５７Ｙａに付着し易い。その付着したトナーがある一定以上堆積すると、そのトナーの塊はいずれ現像ケース部分５７Ｙａから剥離して下方に落下する。例えば潜像担持体１Ｙ上に落下すると、紙まで転写されて大粒の黒点、いわゆる「トナー落ち画像」が形成されてしまう。
【００２４】
そこで、従来、図３の現像装置５Ｙの現像ケース部分５７Ｙａに、トナーの付着を防止する現像バイアスを印加して飛散トナーの付着を防止する技術が提案されている。詳しくは、潜像担持体１Ｙの表面は、図２の帯電装置４Ｙによって例えば−６５０［Ｖ］に帯電され、その帯電された潜像担持体１Ｙの表面に露光装置７から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に潜像部分（例えば−５０［Ｖ］）が形成される。一方、現像ローラ５１Ｙには、現像バイアス印加手段及びバイアス印加手段としての図３の電源５８から現像バイアス（例えば−５００［Ｖ］）が印加され、現像ローラ５１Ｙによって表面移動して搬送されるトナーも現像バイアスと同じ帯電極性及び帯電量で帯電される。そのため、潜像担持体１Ｙの表面は、現像装置５Ｙとの対向位置の現像領域に達して、この位置で潜像担持体１Ｙ上の潜像部分にトナーが付着することで静電潜像が現像されてトナー像が形成される。そして、現像装置５Ｙの現像ケース部分に現像バイアス（−５００［Ｖ］）を印加すると、潜像担持体１Ｙと現像ケース部分５７Ｙａとの間で現像電界と同じ向きの電界が形成され、飛散した正規帯電トナーが現像ケース部分５７Ｙａに近づき難くなる。これにより、その現像ケース部分５７Ｙａには飛散したトナーが付着し難い。
【００２５】
ところが、トナーの帯電は均一ではない。大部分のトナーは正規極性(例えばマイナス)に帯電しているが、帯電不足による弱帯電トナーや、正規極性と逆の帯電極性（プラス）に帯電している逆帯電トナーなどの正規帯電以外のトナーも、全体のトナーに対し数％程度存在する。そのため、飛散トナーにも同程度割合の正規帯電以外のトナーが存在するので、その飛散トナーは現像バイアスが印加されている現像装置５Ｙの現像ケース部分５７Ｙａに引き寄せられて付着する。逆帯電トナーは、弱帯電トナーを含むトナー全体に対し含まれる割合が少ないため、現像ケース部分５７Ｙａに現像バイアスを常に印加することによって現像ケース部分５７Ｙａに付着する量は少ないが、全く無くなることはならない。ところが、昨今の現像ユニットの長寿命化によって正規帯電以外のトナーが徐々に堆積して、上記のような事象が生じて、トナー落ち画像が形成されてしまう。以下、このような不具合を解消する本実施形態について、実施例及び変形例をもって説明する。
【００２６】
図４は、実施例１における潜像担持体の現像領域通過時の電位、現像ローラへの現像バイアス印加及び現像ケース部分へのバイアス印加の一例を示すタイムチャートである。図４に示すように、潜像担持体の表面は、帯電装置によって、例えば−６５０［Ｖ］に帯電される。その帯電された箇所が現像領域に来るタイミングに、図３の制御部５９によってスイッチ６０を閉じ、現像ローラ５１Ｙに現像バイアス（例えば−５００［Ｖ］）を印加する（時刻ｔ１１）。もしも、そのタイミングがずれると、意図せずにトナーが現像したり、磁性キャリアが潜像担持体に付着したりするためである。
【００２７】
その後、時刻ｔ１１から所定時間遅れて、制御部５９によってスイッチ６１を閉じ、現像ケース部分５７Ｙａに現像バイアス（−５００［Ｖ］）を印加する（時刻ｔ１２）。その現像ケース部分に印加するバイアスの電位は、画像形成タイミング（時刻ｔ１２〜時刻ｔ１６）もスイッチ６１を閉じ現像バイアスと同電位となっている。そして、画像形成タイミングから所定時間過ぎた時刻ｔ１５に、制御部５９によってスイッチ６１を開け現像ケース部分５７Ｙａへのバイアスの印加を止める。その後、時刻ｔ１６に、潜像担持体表面の帯電を止めるとともに制御部５９によってスイッチ６０を開けて現像ローラ５１Ｙへの現像バイアスの印加も止める。
【００２８】
なお、画像形成タイミングにおいて、現像ケース部分へのバイアス電位は、現像ローラに印加する現像バイアスと同電位としている。これは、潜像担持体に形成したトナー像が、現像ケース部分近傍を通るときに、現像バイアスと同電位とすれば潜像担持体上に形成された画像を乱すことはなく、飛散トナーの堆積も少なくできるためである。
【００２９】
また、現像ローラへの現像バイアスの印加を開始するタイミング（以下、現像バイアス印加オンタイミングという）は、画像形成タイミングに対し、かなり早い。そして、現像ケース部分へのバイアスの印加を開始するタイミング（以下、バイアス印加オンタイミングという）は、現像バイアス印加オンタイミングよりも遅くしている。現像ケース部分へのバイアスの印加を止めるタイミング（以下、バイアス印加オフタイミングという）は、現像ローラへの現像バイアスの印加を止めるタイミング（以下、現像バイアス印加オフタイミングという）よりも早くしている。具体的には、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの第１期間、及び時刻ｔ１６から時刻ｔ１７までの第２期間では、図３の制御部５９によってスイッチ６０が閉じられて現像バイアスが現像ローラ５１Ｙに印加され、スイッチ６０は開放され、かつ、潜像担持体１Ｙは帯電しているので、現像ケース部分５７Ｙａが０［Ｖ］の場合、潜像担持体１Ｙとの間で現像電界とは逆向きの電界が形成される（第２モード）。これにより、第１期間及び第２期間には、逆帯電トナーを潜像担持体１Ｙ側へ吐き出すことができる。
【００３０】
一方、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの第３期間では、制御部５９によってスイッチ６１も閉じられて現像ケース部分５７Ｙａにも現像バイアスが印加されているので、潜像担持体１Ｙとの間で現像電界と同じ向きの電界が形成される（第１モード）。これにより、第３期間には、正規帯電トナーを現像ケース部分５７Ｙａから潜像担持体へ吐き出す。そして、時刻ｔ１２から時刻ｔ１６までの期間、現像ケース部分５７Ｙａに現像バイアスが印加されているので、正規帯電トナーが現像ケース部分５７Ｙａへ付着するのを抑制することができる。
【００３１】
このように、現像バイアス印加オンタイミングとバイアス印加オンタイミングとの間や、バイアス印加オフタイミングと現像バイアス印加オフタイミングとの間に、タイムラグをそれぞれ設けることにより、正極帯電トナーの付着を抑制しつつ、付着した逆帯電トナーは潜像担持体側へ吐き出すことができる。
【００３２】
なお、正規帯電トナーや逆帯電トナーを潜像担持体側へ吐き出すタイミングは、画像形成タイミングから離れているほうが良く、現像ケース部分から離脱したトナーが紙や転写部材等に付着しないタイミングにする必要がある。もし、転写部材に付着してしまうタイミングだったとしても、転写部材の汚れ除去モード等、例えばプラス／マイナスの電圧を交互に印加するモードなどがあれば問題ない。また、逆帯電トナーを潜像担持体側へ吐き出すモード（第２モード）と、正極帯電トナーを潜像担持体側へ吐き出すモード（第１モード）とを交互に実施する。これにより、逆帯電トナーや正規帯電トナーのいずれも、対向部材にある一定以上堆積しないようにすることができる。これにより、トナーの塊が潜像担持体や中間転写体等に落ちて転写紙に転写されて大粒の黒点となる、トナー落ち画像の発生を抑制することができる。
【００３３】
ところで、図４に示すように、上記実施例１では、現像ケース部分５７Ｙａに、０［Ｖ］か、あるいは現像ローラ５１Ｙへの現像バイアスと同じ−５００［Ｖ］を印加している。現像ケース部分５７Ｙａに印加している−５００［Ｖ］に関しては、現像ローラ５１Ｙに印加する現像バイアスと同じ電位のバイアスを印加しているという意味であり、現像バイアスが−３００［Ｖ］であれば、現像ケース部分５７Ｙａに印加するバイアスの電圧は−３００［Ｖ］とする。また、現像ケース部分５７Ｙａへのバイアスを０［Ｖ］にすることは、現像ケース部分５７Ｙａと潜像担持体１Ｙとの静電電界の逆向きにするためであり、０［Ｖ］ではなくプラスのバイアスであってもかまわない。
【００３４】
なお、現像ケース部分５７Ｙａを０［Ｖ］にすると、正規帯電トナーを引き寄せる力が発生し、そのトナーが現像ケース部分５７Ｙａに付着する。しかし、０［Ｖ］から現像バイアス（−５００［Ｖ］）に切り替わったときに、現像ケース部分５７Ｙａに付着したトナーを潜像担持体１Ｙ側へ吐き出されるため、ある一定以上の堆積まで至らない。また、現像ケース部分５７Ｙａに印加する電位の値を現像ローラ５１Ｙに印加する現像バイアスと同じにすることが重要ではなく、潜像担持体１Ｙとの間で現像電界とは逆向きの電界が形成されるような電位値のバイアスが現像ケース部分５７Ｙａに印加されることが重要である。
【００３５】
以上により、現像ケース部分への逆帯電トナーや正規帯電トナーの付着及び堆積を抑制することができる。なお、現像バイアスを印加する現像ケース部分は、現像領域より現像ローラの回転方向下流側であって、潜像担持体の表面と対向した現像ケースの部分である。また、現像領域より現像ローラの回転方向上流側では、飛散トナーが行かないように柔らかいシールを現像ユニットと潜像担持体との間に配置することが一般的であり、バイアス印加等は必要ないためである。
【００３６】
（実施例２）
次に、上記実施形態における現像装置の他の実施例（以下、本実施例を「実施例２」という。）について説明する。
図５は、実施例２における潜像担持体の現像領域通過時の電位、現像ローラへの現像バイアス印加及び現像ケース部分へのバイアス印加の一例を示すタイムチャートである。図６は、実施例２に係る現像装置５Ｙの概略構成の一部を説明する図である。実施例２の図５に示す例は、現像ローラ５１Ｙへの現像バイアスと同電位のバイアスを現像ケース部分５７Ｙａに印加する以外に、そのバイアスとは逆極性のバイアスを一時的に現像ケース部分５７Ｙａに印加する例である。実施例２の現像装置５Ｙでは、現像バイアス（−５００［Ｖ］）の電源５８Ｙと＋１［ｋＶ］の電源６２とのいずれか切り替えたり、いずれにも電気的に接続しない状態になったりするスイッチ６３とを設け、制御部５９によってスイッチ６０、６３の切替えを制御する。
【００３７】
現像ケース部分５７Ｙａに付着したトナーは、長い時間をかけて付着した状態になっており、移動する電界が小さい場合、現像ケース部分５７Ｙａにバイアスを印加しても付着しているトナーが現像ケース部分５７Ｙａから十分剥離することができない場合がある。その場合において、本実施例では、図５に示すように、時刻ｔ２２と時刻ｔ２３の間、及び時刻ｔ２７と時刻ｔ２８の間、図６の制御部５９によってスイッチ６３を電源６２側へ切り替えて、現像ケース部分５７Ｙａを０［Ｖ］にした状態から一時的にプラスの高い電位、例えば＋１［ｋｖ］を現像ケース部分５７Ｙａに印加する。これにより、逆帯電トナーを潜像担持体１Ｙに向かって強力に引き寄せ、現像ケース部分５７Ｙａに付着したトナーに衝撃を与えて剥離し易くできる。
【００３８】
なお、そのプラスの高い電位のバイアスを現像ケース部分５７Ｙａに印加する時間としては、１００［ｍｓｅｃ］以下の短い時間とする。このように短い時間にする理由としては、＋１［ｋＶ］のバイアスを長い時間印加すると、正規帯電トナーが強固に堆積する原因となってしまう場合がある。なお、一時的に印加する高い電位のバイアスの極性は、用いるトナーや磁性キャリアの極性等の特性によって変わってくる。
【００３９】
（変形例）
次に、上記実施形態の現像装置における現像バイアスを印加する現像ケース部分の一変形例について説明する。
図６は、上記実施形態の現像装置における現像バイアスを印加する現像ケース部分の変形例を示す概略構成図である。図６に示す変形例では、図６中の右側に現像ユニット、左側に潜像担持体が配置され、現像ローラの表面に担持されているトナーは図６中の矢印Ａ方向に搬送される。なお、上記実施例１や上記実施例２における電源、スイッチ及び制御部等は図示を省略している。この変形例において、現像領域を通過して飛散したトナーは、現像ローラ５１Ｙ下方の、対向部材としての現像ケース部分５７Ｙｂに付着し易い。そのため、現像ケース部分５７Ｙｂにトナーが堆積し続け、画像形成時で落下すると、潜像担持体、もしくは転写紙、中間転写ベルトに落下して、トナー落ち画像が形成されてしまう。本変形例では、現像ケース部分５７Ｙｂに、潜像担持体との間で現像電界と同じ向きの電界が形成されるバイアスを印加することで、トナーがその現像ケース部分５７Ｙｂに付着するのを防止することができる。なお、本変形例について、現像ケース部分５７Ｙｂへのバイアス印加タイミングなどは、上記実施例１や上記実施例２を適用可能である。
【００４０】
なお、逆帯電トナーや正規帯電トナーは、現像ローラや潜像担持体の回転によって生じる気流に乗って飛散し、その飛散付近の対向部材にも逆帯電トナーや正規帯電トナーが付着し易いため、上記対向部材以外の対向部材にも第１モードや第２モードに逆帯電トナーあるいは正規帯電トナーを吐き出すバイアスを印加することで上記実施例１や上記実施例２と同様な効果は得られる。
【００４１】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤を無端移動する表面上に担持して、潜像担持体１と対向する現像領域で潜像担持体の表面の潜像にトナーを供給して現像する現像ローラ５１等の現像剤担持体と、現像剤担持体に現像バイアスを印加する現像バイアス印加手段と、潜像担持体と対向する部材にバイアスを印加するバイアス印加手段とを備える現像装置５において、バイアス印加手段は、潜像担持体と対向部材との間で現像電界と同じ向きの電界が形成されるバイアスを印加する第１モードと、潜像担持体と対向部材との間で現像電界とは逆向きの電界が形成されるバイアスを印加する第２モードとを有する。
本態様によれば、第１モードにおいて対向部材に付着した逆帯電トナーが第２モードに潜像担持体側へ吐き出される。なお、第２モードには正規帯電トナーが対向部材に付着するおそれがあるが、これは第１モードに潜像担持体側へ吐き出されることになる。
本態様において、例えば、第２モードにおいて対向部材に付着する正規帯電トナーがある一定以上堆積する前に、第１モードに潜像担持体と対向部材との間で現像電界と同じ向きの電界が形成されるバイアスを印加することで、第２モードに対向部材に付着した正規帯電トナーは潜像担持体側へ吐き出されることになる。一方、第１モードにおいて対向部材に付着する逆帯電トナーがある一定以上堆積する前に、第２モードに潜像担持体と対向部材との間で現像電界とは逆向きの電界が形成されるバイアスを印加することで、第１モードに対向部材に付着した逆帯電トナーは潜像担持体側へ吐き出されることになる。この結果、従来例のように逆帯電トナーが対向部材に付着し続けると、いずれある一定以上の逆帯電トナーが堆積してしまう場合に比べ、本態様では逆帯電トナーや正規帯電トナーのいずれも対向部材にある一定以上堆積しない。よって、対向部材への逆帯電トナーと正規帯電トナーの付着や堆積も抑制することができる。
【００４２】
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、第１モード及び第２モードは、画像形成タイミングの前後に行う。これによれば、上記実施形態の実施例１について説明したように、第１モードでは正極帯電トナーの対向部材への付着が抑制され、第２モードでは逆帯電トナーが潜像担持体側へ吐き出される。第１モード及び第２モードを画像形成タイミングの前後に行うことで、逆帯電トナーの全体トナーに含まれる割合が非常に小さいので潜像担持体側へ吐き出されて付着してもさほど問題にならないが、全体トナーに含まれる割合が逆帯電トナーに比べて大きい正規帯電トナーが潜像担持体に付着したしてもその付着領域は非画像形成領域であれば、例えばクリーニングブレード等で排除される。この結果、画像形成動作に対しての影響を最小限に抑えることができる。
【００４３】
（態様Ｃ）
（態様Ａ）又は（態様Ｂ）において、第１モードと第２モードとを交互に行う。本態様によれば、逆帯電トナーや正規帯電トナーのいずれも対向部材にある一定以上堆積しないようにすることができる。これにより、トナーの塊が対向部材から潜像担持体や中間転写体等に落ちて転写紙に転写されて大粒の黒点となる、トナー落ち画像の発生を抑制することができる。
【００４４】
（態様Ｄ）
（態様Ａ）〜（態様Ｃ）において、第２モードに潜像担持体と対向する部材に印加するバイアスは、０［Ｖ］である。これによれば、上記実施形態の実施例１について説明したように、現像バイアスが現像ローラに印加され、かつ、潜像担持体は帯電しているので、対向部材に印加するバイアスが０［Ｖ］である場合、潜像担持体との間で現像電界とは逆向きの電界が形成される。これにより、付着した逆帯電トナーを潜像担持体側へ吐き出すことができる。
【００４５】
（態様Ｅ）
（態様Ａ）〜（態様Ｄ）において、第１モードでは、バイアス印加手段よって潜像担持体と対向する部材にバイアスを印加し、第２モードではそのバイアス印加を止める。これによれば、上記実施形態の実施例１について説明したように、バイアス印加手段によって対向部材にバイアスを印加するか否かを切り替える簡単な回路構成で、対向部材への逆帯電トナーの付着も正規帯電トナーの付着も抑制できる。
【００４６】
（態様Ｆ）
（態様Ａ）〜（態様Ｅ）において、バイアス印加手段は、潜像担持体と対向する部材に対向する潜像担持体に画像形成用のトナー像があるときに、潜像担持体と対向する部材に現像バイアスを印加する。これによれば、上記実施形態について説明したように、潜像担持体に形成したトナー像が、対向部材近傍を通るときに、現像バイアスと同電位とすれば潜像担持体上に形成された画像を乱すことはなくなり、飛散トナーの堆積も少なくできる。
【００４７】
（態様Ｇ）
（態様Ａ）〜（態様Ｆ）において、第１モード及び第２モードを行う直前に、各モードの電界の向きと同じであってその電界よりも大きい電界が形成されるバイアスを潜像担持体と対向する部材に印加する。これによれば、上記実施形態の実施例２について説明したように、逆帯電トナー又は正規帯電トナーを潜像担持体に向かって強力に引き寄せ、対向部材に付着したトナーに衝撃を与えて剥離し易くできる。これにより、第１モード及び第２モードにおける電界の大きさが比較的小さくても、付着したトナーを容易に剥離でき、確実に潜像担持体側へ吐き出すことができる。
【００４８】
（態様Ｈ）
（態様Ａ）〜（態様Ｇ）において、対向部材は、現像領域より軸回転する現像剤担持体回転方向下流側で潜像担持体の表面と対向する部材である。本態様によれば、飛散した逆帯電トナーや正規帯電トナーが現像領域より現像剤担持体回転方向下流側である対向部材に付着し易いので、バイアス印加手段によって第１モード及び第２モードにおいて当該対向部材にバイアスを印加することで、当該対向部材への逆帯電トナーの付着も正規帯電トナーの付着も抑制できる。よって、正規帯電トナーが当該対向部材に付着してある一定以上堆積するとその正規帯電トナーの塊がいずれ該対向部材から剥離して例えば潜像担持体上に落下し、潜像担持体から転写紙に転写されて大粒の黒点のトナー落ち画像が形成されてしまう従来の不具合を抑制することができる。
【００４９】
（態様Ｉ）
潜像を担持する潜像担持体と、潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える画像形成装置における少なくとも潜像担持体と現像手段とを１つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して着脱可能にしたプロセスカートリッジにおいて、現像手段として、（態様Ａ）〜（態様Ｈ）のいずれかの現像装置を用いる。これによれば、上記実施形態について説明したように、対向部材への逆帯電トナーの付着も正規帯電トナーの付着も抑制できる現像装置の画像形成装置本体に対する交換性を高めることができる。
【００５０】
（態様Ｊ）
少なくとも潜像担持体と、潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、現像手段として、（態様Ａ）〜（態様Ｈ）のいずれかの現像装置を用いる。これによれば、上記実施形態について説明したように、対向部材への逆帯電トナーの付着も正規帯電トナーの付着も抑制でき、この結果トナー落ち画像の形成を抑制でき、高い画像品質の画像を形成可能な画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１  潜像担持体
２  潜像担持体クリーニングユニット
４  帯電装置
５  現像装置
６  画像形成ユニット
７  露光装置
８  中間転写ベルト
９  第１転写バイアスローラ
１０  中間転写クリーニング部
１２  ２次転写バックアップローラ
１３  クリーニングバックアップローラ
１４  テンションローラ
１５  中間転写ユニット
１９  ２次転写ローラ
２０  定着部
２６  給紙ユニット
２７  給紙ローラ
２８  レジストローラ対
２９  排紙ローラ対
３０  スタック部
３１  トナー容器収容部
３２  トナー容器
４３  トナー受入口
５１  現像剤担持体
５２  層厚規制部材
５３  第１攪拌搬送路
５４  第２攪拌搬送路
５５  攪拌搬送部材
５６  濃度検知センサ
５７  ハウジング
５７ａ  現像ケース部分
５７ｂ  現像ケース部分
５８  電源
５９  制御部
６０  スイッチ
６１  スイッチ
６２  電源
６３  スイッチ
１００  複写機
２００  プリンタ部
３００  給紙部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５２】
【特許文献１】特開平１０−２２８１７０号公報
【図１】
2016166915.tif 000003
【図２】
2016166915.tif 000004
【図３】
2016166915.tif 000005
【図４】
2016166915.tif 000006
【図５】
2016166915.tif 000007
【図６】
2016166915.tif 000008
【図７】
2016166915.tif 000009