(57)【要約】【課題】現像剤規制部材のエッジ部に付着したトナーを除去することが可能になる画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体１０と、磁性キャリアとトナーとを含む現像剤を表面に担持して回転駆動する現像ローラ１２ａと、現像ローラ１２ａに対向して配置され現像ローラ１２ａ上に担持された現像剤の層厚を規制するドクターブレード１２ｄと、現像ローラ１２ａと対向する位置で磁性キャリアとトナーの攪拌・搬送を行う第１搬送スクリュウ１２ｂおよび第２搬送スクリュウ１２ｃとを有し、感光体１０に形成された潜像に現像剤中のトナーを付着させて現像を行う画像形成装置において、印刷ジョブを実行していないときに、第１搬送スクリュウ１２ｂおよび第２搬送スクリュウ１２ｃを停止させた状態で現像ローラ１２ａを回転駆動し、感光体１０上にトナーを消費するための画像を形成する工程を実施するようにする。【選択図】図２
2016035552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
内部に配置された磁界発生手段が発生させる磁界の作用により磁性キャリアとトナーとを含む現像剤を表面に担持して回転駆動する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に対向して配置され前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、
前記現像剤担持体と対向する位置で磁性キャリアとトナーの攪拌・搬送を行う搬送部材とを有し、
前記像担持体に形成された潜像に現像剤中のトナーを付着させて現像を行う画像形成装置において、
印刷ジョブを実行していないときに、前記搬送部材を停止させた状態で前記現像剤担持体を回転駆動し、前記像担持体上にトナーを消費するための画像を形成する工程を実施するようにすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記工程の実施により、現像剤中における磁性キャリアのトナー被覆率が２０[％]以下になるようにすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
現像剤を表面に担持して回転駆動する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体を回転駆動させる駆動手段と、
前記現像剤担持体に対向して配置され前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材とを有する画像形成装置において、
前記現像剤規制部材に電圧を印加する電圧印加手段と、前記駆動手段および前記前記電圧印加手段を制御する制御部とを有し、印刷ジョブを実行していないときに、前記現像剤担持体を回転駆動するとともに前記現像剤規制部材から前記現像剤担持体へとトナーを移動させるための電圧を前記現像剤規制部材に印加するように、前記制御部が、前記駆動手段および前記電圧印加手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、
印刷ジョブを実行していないときに、前記現像剤担持体が回転駆動する期間と前記現像剤規制部材に前記現像剤担持体に対して負方向の電圧を印加する期間とが同期するように、前記制御部が、前記駆動手段および前記電圧印加手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像形成装置において、
印刷ジョブを実行していないときに、前記現像剤規制部材に印加される電圧の印加時間を５[ｓ]以上にするとともに、前記現像剤規制部材に印加する電圧と前記現像剤担持体上の電圧との差の絶対値が４００[Ｖ]以上になるように、前記制御部が、前記電圧印加手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
像担持体と、
内部に配置された磁界発生手段が発生させる磁界の作用により磁性キャリアとトナーとを含む現像剤を表面に担持して回転駆動する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に対向して配置され前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、
前記像担持体と対向する位置で磁性キャリアとトナーの攪拌・搬送を行う搬送部材とを有し、
該像担持体に形成された潜像に現像剤中のトナーを付着させて現像を行うプロセスカートリッジにおいて、
印刷ジョブを実行していないときに、前記搬送部材を停止させた状態で現像剤担持体を回転駆動し、前記像担持体上にトナーを消費するための画像を形成する工程を実施するようにすることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置、画像形成装置およびプロセスカートリッジ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においては、次のようなプロセスで画像を形成するのが一般的である。即ち、まず、帯電装置によって一様帯電せしめた潜像担持体である感光体に対して光走査などの光書込装置により書込処理を施して静電潜像を形成する。次いで、感光体と対向して配設された現像剤担持体としての現像ローラを有する現像装置によって、潜像担持体上に形成した静電潜像を現像し、潜像担持体上にトナー像を形成する。現像によって得られたトナー像は、転写ローラ等の転写手段によって潜像担持体上から記録紙や中間転写体等の転写体に転写される。転写を経た後の潜像担持体表面に残存したトナー（以下、「残留トナー」という）は、クリーニング装置により除去される。
【０００３】
上記現像装置の現像方法として、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を用いて現像する二成分現像方式が知られている。二成分現像方式の現像装置では、現像用磁界発生手段であるマグネットローラを現像ローラの内部に配置しており、このマグネットローラーの発する磁力によって、搬送スクリュウなどの搬送手段によって搬送されてきた現像剤の一部を現像ローラの表面に汲み上げるようにしたものが一般的である。現像剤は、搬送スクリュウなどの搬送手段によって搬送される際に攪拌され、トナーと磁性キャリアとが接触することによって磁性キャリアにトナーが静電的に付着する。このマグネットローラが形成する磁界の作用により、トナーが静電的に付着した状態の磁性キャリアは、現像ローラ上においてブラシ状に穂立ちして磁気穂を形成する。現像ローラの表面と所定の間隔を保持するよう配設されたドクターブレードなどの現像剤規制部材によって、磁気穂の層厚を規制する。所定の層厚の磁気穂が形成された現像ローラが回転駆動することにより、感光体と現像ローラとが対向する現像領域において、磁気穂中のトナーのみを感光体上の潜像に付着させてトナー像を形成する。
【０００４】
特許文献１には、電子写真方式の画像形成装置であって、クリーニング装置によって感光体から除去された残留トナーを回収し現像装置に戻すトナーリサイクル装置を設け、回収した残留トナーを現像工程において再使用するようにしたものが記載されている。これにより、トナーの消費量を減らし、資源の有効利用を図ることができるとしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のように、残留トナーを現像工程に再利用するようにした画像形成装置では、転写後の感光体に付着した紙粉などの異物が残留トナーとともに回収され、現像装置に戻されることになる。二成分現像方式において、残留トナーを現像工程に再利用するようにした場合、トナーが磁性キャリアとともに攪拌されながら現像ローラの汲み上げ位置へと搬送される際に、異物を核としてトナーが凝集した微小な凝集体が形成されることがある。このトナーの凝集体は、クリーニング装置を備えていない、いわゆるクリーニングレスタイプの画像形成装置でも発生しうる。転写の際に感光体上に付着した紙粉や埃などの異物が、現像の際に現像剤担持体上の磁気穂に付着して現像装置内に混入することがあるが、そうすると、現像剤を現像ローラの汲み上げ位置へと搬送する際にやはりトナーの凝集体が形成されることがある。
【０００６】
上記トナーの凝集体は物理的付着力が強いため、現像剤規制部材のエッジ部に付着するとなかなか除去することができない。現像剤規制部材のエッジ部に凝集体が付着すると、現像剤規制部材と現像ローラの表面との間隔が所定の間隔よりも狭くなる。このため、磁気穂の層厚が所定の層厚よりも薄くなって現像剤の汲み上げ量が低下し、画像濃度の低下を招くおそれがあるという問題があった。
【０００７】
上記問題は、残留トナーを現像工程に再利用しない画像形成装置においても起こりうる。例えば、画像形成装置において用いるトナーの種類によっては、トナーが磁性キャリアとともに攪拌されながら現像ローラの汲み上げ位置へと搬送される際に、異物がなくても凝集体が形成される場合がある。この場合には、やはり現像剤規制部材のエッジ部にトナーが付着することによって画像濃度の低下を招くおそれがあった。
【０００８】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、現像剤規制部材のエッジ部に付着したトナーを除去することが可能になる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
像担持体と、内部に配置された磁界発生手段が発生させる磁界の作用により磁性キャリアとトナーとを含む現像剤を表面に担持して回転駆動する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対向して配置され前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、前記現像剤担持体と対向する位置で磁性キャリアとトナーの攪拌・搬送を行う搬送部材とを有し、前記像担持体に形成された潜像に現像剤中のトナーを付着させて現像を行う画像形成装置において、印刷ジョブを実行していないときに、前記搬送部材を停止させた状態で前記現像剤担持体を回転駆動し、前記像担持体上にトナーを消費するための画像を形成する工程を実施するようにすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
現像剤規制部材のエッジ部に付着したトナーを除去することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】同画像形成装置におけるプロセスカートリッジの概略構成図。
【図３】同画像形成装置のリサイクルの経路を説明するための図。
【図４】磁性キャリアのトナー被覆率を振ったときの現像剤汲み上げ量について検証した結果を示す図。
【図５】ドクターブレードに付着したトナーの除去動作を行うタイミングの一例を示す図。
【図６】実施形態２に係る画像形成装置のドクターブレードの周辺部の概略構成図。
【図７】同画像形成装置において、規制部材バイアスによってドクターブレード１２ｄに付着したトナーを除去する動作を行うタイミングの一例を示した図。
【図８】同画像形成装置において、印刷ジョブ実行中に現像過程でドクターブレードに付着したトナーを除去する効果を実験により検証した結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［実施形態１］
以下に、本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略を示す図である。
画像形成装置たる複写機の装置本体１００の上部には、画像読取装置２００が取り付けられている。
【００１３】
装置本体１００の内部には、プロセスカートリッジ１が設けられている。
図２（ａ）は、プロセスカートリッジの斜視図であり、図２（ｂ）は、プロセスカートリッジの断面図である。
図２（ｂ）に示すように、プロセスカートリッジ１の内部には、像担持体たるドラム状の感光体１０を備え、さらに感光体１０の周囲には感光体１０の回転方向（図中反時計方向）に対して順に、帯電装置１１、現像装置１２、クリーニング装置１４などが配置されている。また、プロセスカートリッジ１は、感光体１０が現像装置１２とクリーニング装置１４との間の位置で転写ローラ１６と当接することができるように構成されている。プロセスカートリッジ１は、装置本体１００に着脱可能に装着されている。感光体１０、帯電装置１１、現像装置１２及びクリーニング装置１４がプロセスカートリッジ１としてユニット化されることにより、交換やメンテナンスの作業が容易になる。また、各部材間の位置精度を高精度の維持することができ、形成される画像品質の向上を図ることができる。
【００１４】
帯電手段たる帯電装置１１は、感光体１０表面に電荷を与えて感光体１０を一様帯電する帯電ローラ１１ａと、帯電ローラ１１ａの表面に付着したトナーなどの付着物を除去する除去ローラ１１ｂとを備えている。帯電ローラ１１ａは、感光体１０表面に接触または近接して配置され、図示しない電源によって帯電バイアスが印加されることによって感光体１０を所定の極性及び所定の電位に帯電する。
【００１５】
現像手段たる現像装置１２は、現像剤搬送手段としての第１搬送スクリュウ１２ｂが配設された第１剤収容室Ｖ１を有している。また、現像剤搬送手段としての第２搬送スクリュウ１２ｃ、現像剤担持体としての現像ローラ１２ａ、現像剤規制部材としてのドクターブレード１２ｄなどが配設された第２剤収容室Ｖ２も有している。
【００１６】
第１剤収容室Ｖ１、第２剤収容室Ｖ２内には、粒径が２０〜３００[μｍ]の磁性キャリアとマイナス帯電性で粒径が約１０[μｍ]のトナーとからなる二成分現像剤である現像剤が内包されている。トナーは、第１剤収容室Ｖ１の上部で感光体１０軸方向の一端側（図２（ｂ）中手前側）の位置に設けられたトナー補給口１２ｅから第１剤収容室Ｖ１に供給され、装置内を回転する第１搬送スクリュウ１２ｂ、第２搬送スクリュウ１２ｃなどによって現像剤中の磁性キャリアとともに攪拌・搬送される。
【００１７】
第１搬送スクリュウ１２ｂは、図示しない駆動手段によって回転駆動することで、第１剤収容室Ｖ１内の現像剤を図２（ｂ）中の奥側へ搬送する。そして、第１搬送スクリュウ１２ｂにより第１剤収容室Ｖ１の図２（ｂ）中奥側端部まで搬送された現像剤は、第２剤収容室Ｖ２に進入する。第２剤収容室Ｖ２内の第２搬送スクリュウ１２ｃは、図示しない駆動手段によって回転駆動することで、現像剤を図２（ｂ）中の手前側へ搬送する。現像剤を搬送する第２搬送スクリュウ１２ｃの上方には、現像ローラ１２ａが第２搬送スクリュウ１２ｃと平行な姿勢で配設されている。この現像ローラ１２ａは、回転駆動する非磁性スリーブからなる現像スリーブ内に固定配置された不図示のマグネットローラを内包した構成となっている。また、現像ローラ１２ａの表面と所定の間隙を保持するように、ドクターブレード１２ｄが配設されている。
【００１８】
第２搬送スクリュウ１２ｃによって搬送される現像剤の一部は、現像ローラ１２ａ内のマグネットローラの発する磁力によって現像ローラ１２ａの表面に汲み上げられる。磁力で吸着された多量の現像剤は、ドクターブレード１２ｄにより所望の層厚になるよう規制されるとともに摩擦帯電する。トナーが付着した状態の磁性キャリアは、マグネットローラの形成する磁界の作用によって現像ローラ１２ａ上において５〜２０個連なり、ブラシ状に穂立ちして磁気穂を形成する。磁気穂は、現像ローラ１２ａの回転により現像ローラ１２ａと感光体１０とが対向する現像領域まで搬送され、感光体１０に接触する。現像ローラ１２ａには、図示しない電源によってＡＣまたは／およびＤＣバイアスが印加されており、現像領域において、感光体１０上に形成された静電潜像に応じて磁気穂中のトナーを選択的に付着させて感光体１０上にトナー像を形成する。
【００１９】
現像によってトナーを消費した現像剤は、現像ローラ１２ａの表面移動に伴って第２搬送スクリュウ１２ｃ上に戻される。そして、第２搬送スクリュウ１２ｃにより第２剤収容室Ｖ２の端部まで搬送された現像剤は、第１剤収容室Ｖ１内に戻る。このようにして、現像剤は現像装置内を循環搬送される。
【００２０】
また、現像装置１２は、第１剤収容室Ｖ１におけるトナー補給口１２ｅに対向する箇所よりも現像剤循環方向下流側の現像剤のトナー濃度を検知する不図示のトナー濃度センサを有している。トナー濃度センサは、現像剤の透磁率から現像剤のトナー濃度を測定するもので、トナー濃度が低くなると磁性体のキャリアが密集してくるので透磁率は高くなる。このトナー濃度センサによって測定された値が、狙いの値（閾値）を超える場合は図１に示すトナーボトル２０からトナー補給され、トナー濃度を一定濃度に制御する。狙いの値は、感光体１０に形成されたトナーパターンのトナー付着量を不図示の光学センサで検知し、その検知結果に基づいて決められる。
【００２１】
このような動作によって、感光体上の基準パターン濃度を一定に保つように制御しているが、トナーボトル２０のトナーがなくなった場合は、濃度低下を抑制できなくなる。このような状況においては、所定期間、トナーボトル２０からトナーを補給する動作をしたにも係わらず、光学センサによるトナーパターンの検知結果が改善されなかったら、トナーがなくなった（トナーエンド）と、不図示の手段で判断（あるいは推定判断）する。
【００２２】
また、トナーエンドと判断した後、トナーボトル２０を交換し、交換したトナーボトル２０内のトナーを現像装置１２へ供給するトナーエンドのリカバリのときは、以下のような動作を行う。すなわち、補給されたトナーと現像剤を良好に混合させるために、現像ローラ１２ａや搬送スクリュウ１２ｂ，１２ｃを回転させる。また、このとき、現像ローラ１２ａ上の現像剤に不均一な摺動が生じるのを防ぐために、感光体１０も回転させるよう、駆動を付与する。
【００２３】
図１に示す転写手段たる転写装置１７は、転写ローラ１６を備えており、転写ローラ１６は、感光体１０と接離可能に構成され、動作時には感光体１０の周面に押圧されて当接されている。また、転写装置１７の上方には、定着手段たる熱定着装置２４が設けられている。熱定着装置２４は、加熱ローラ２５と加圧ローラ２６を有する。また、装置本体１００には、潜像形成手段たるレーザ書込装置２１が備えられている。レーザ書込装置２１には、レーザ光源、走査用の回転多面鏡、ポリゴンモータ、ｆθレンズなどを備えている。また、装置本体は、転写紙、ＯＨＰフィルムなどのシートＳを収納するシートカセット２２が多段に備えられている。
【００２４】
クリーニング手段たるクリーニング装置１４は、感光体１０表面に当接して、転写後に感光体１０に付着している残留トナーを掻き取るクリーニングブレード１４ａを備えている。また、クリーニングブレード１４ａにより掻き落とされた残留トナーを収容する回収部Ｗ、回収部Ｗに収容された残留トナーを搬送する廃トナー回収コイル１４ｂを有している。廃トナー回収コイル１４ｂにより搬送されたトナーは、後述するプロセスカートリッジ内のリサイクルトナー経路を経て、現像装置１２に戻され、再び現像に使用される。
【００２５】
以上のような構成の複写機装置を用いてコピーするときは、不図示のスタートスイッチを押すと、まず、画像読取装置２００にセットされた原稿内容を読み取る。また、このとき同時に、不図示の感光体駆動モータで感光体１０を回転し、帯電ローラ１１ａを用いた帯電装置１１で感光体１０の表面を一様に帯電する。次いで画像読取装置２００によって読み取った原稿内容に応じてレーザ光を照射してレーザ書込装置２１を用いて書き込み工程を実行する。そして、感光体１０の表面に静電潜像を形成した後、現像装置１２を用いてトナーを付着させて静電潜像を可視像化（現像）する。
【００２６】
また、スタートスイッチを押すと同時に、多段のシートカセット２２から選択されたシートＳを呼出ローラ２７により送り出す。次いで、供給ローラ２８と分離ローラ２９で１枚ずつ分離して供給路Ｒ１に送る。供給路Ｒ１に送られたシートＳは、シート搬送ローラ３０で搬送されて、レジストローラ２３に突き当てて止められる。そして、感光体１０の可視像化したトナー画像と回転タイミングを合わせて、転写ローラ１６が感光体１０と当接して形成された転写ニップへと送り込まれる。
【００２７】
転写ニップへと送り込まれたシートＳは、転写装置１７により感光体１０上のトナー画像を転写される。画像転写後の感光体１０上の残留トナーはクリーニング装置１４で除去・清掃され、残留トナーを除去された感光体１０上の残留電位は、不図示の除電装置で除去される。そして、帯電装置１１から始まる次の画像形成に備える。
【００２８】
一方、画像転写された後のシートＳは、熱定着装置２４に導かれ、加熱ローラ２５と加圧ローラ２６の間に通されて、これらローラに搬送されながら、熱と圧力を加えられてトナー画像を定着される。画像定着されたシートＳは、その後、排紙ローラ３１により排紙スタック部３２上に排出されてスタックされる。
【００２９】
リサイクルトナー経路について、図３に示す概念斜視図を用いて以下で説明する。なお、説明においては、図２（ｂ）についても適宜参照するものとする。
図３に示すように、クリーニングブレード１４ａで掻き取られた廃トナーは、廃トナー回収コイル１４ｂにより、図中手前側の感光体軸方向一端に搬送される。そして、図中手前側の感光体軸方向一端へ搬送された廃トナーは、リサイクルトナー搬送路３０を通って、現像装置１２において、図中左奥側の位置に設けられたトナー補給口１２ｅから落下し、第１剤収容室Ｖ１へ戻される。そして、第１剤収容室Ｖ１内で第１搬送スクリュウ１２ｂによりトナー補給装置からトナー補給口１２ｅを介して供給されるフレッシュトナーと混合され現像工程で使われる。
【００３０】
本実施形態においては、リサイクルトナーが断続的に現像装置１２に還流されており、トナー濃度検出や補給制御が不安定化するおそれがある。そのため、印刷動作時の不図示のトナー濃度センサによるトナー濃度検出は、例えば、トナーリサイクル動作終了後所定時間経過した後、現像装置内のトナー濃度ムラが解消されたと期待されるタイミングで行う。また、トナー補給装置からのフレッシュトナーの補給についての実施要否判定も、同じ観点からトナーリサイクル動作終了後所定時間経過した後、リサイクルトナー回収による現像装置内のトナー濃度ムラが解消されたと期待されるタイミングで行うのが好ましい。
【００３１】
ここで、残留トナーをリサイクルした際にトナーがドクターブレード１２ｄのエッジ部に付着しやすくなる理由について説明する。転写工程において、シートが感光体１０に接触すると、シートの紙粉やシートに付着していた埃などの異物が感光体１０に転移する。転写工程後に、これらの異物は残留トナーとともにクリーニングブレード１４ａによって掻き取られて回収され、現像装置１２内に送り込まれる。第１剤収容室Ｖ１内や第２剤収容室Ｖ２内において、これらの異物は現像剤とともに攪拌・搬送される。攪拌・搬送される過程において、この異物を核としてトナーが付着していき凝集体を形成する。この凝集体は物理的付着力が強いので、凝集体が付着した磁気穂が現像ローラ１２ａに担持されドクターブレード１２ｄによって層厚が規制される際に、ドクターブレード１２ｄのエッジ部に付着する。
【００３２】
ドクターブレード１２ｄにトナーを含む凝集体が付着したままだと、磁気穂の層厚が所望の層厚よりも低くなり、現像剤の汲み上げ量が不足して画像濃度の低下を引き起こすおそれがあるので、何らかの方法により付着したトナーを掻き取る必要がある。本実施形態では、ドクターブレード１２ｄに付着したトナーを掻き取る方法として、磁気穂のスキャベンジング効果を利用している。スキャベンジング効果とは、現像時に感光体に付着したトナーの一部が、現像域内で磁性キャリアによって再びかき取られる現象をいうが、このように、磁気穂を形成する磁性キャリアにはトナーを掻き取る作用がある。この作用は、磁気穂を形成する磁性キャリアにおいて、トナー被覆率が低くなればなるほど高くなる。
【００３３】
本実施形態では、現像剤中における磁性キャリアのトナー被覆率を一時的に下げることにより磁気穂のトナーを掻き取る作用が高くして、ドクターブレード１２ｄに付着したトナーの凝集体が掻き取られるようにしている。ここで、現像剤中における磁性キャリアのトナー被覆率を下げる具体的な方法について以下で説明する。なお、説明においては、図２（ｂ）を適宜参照するものとする。
印刷ジョブと次の印刷ジョブとの合間や電源投入時などの印刷ジョブを行っていないときに、第１搬送スクリュウ１２ｂおよび第２搬送スクリュウ１２ｃを駆動せず現像ローラ１２ａのみを駆動する。感光体１０上に全ベタ画像を形成するようにすることで、現像ローラ１２ａ上に汲み上げられた現像剤中のトナーが消費される。ここで、全ベタ画像とは、画像面積率が所定率（例えば９０％）以上である画像のことである。
全ベタ画像を形成する際には、感光体１０に対し接離可能に構成された転写ローラ１６が感光体１０から離れた位置にあるようにする。感光体上に全ベタ画像を形成する方法は、帯電ローラ１１ａに帯電バイアスを印加して感光体１０の表面を帯電させてから露光をし、その後で現像するようにしてもよいし、感光体１０の表面を除電した後、帯電させずにそのまま現像するようにしてもよい。なお、感光体１０の表面を帯電させてから露光をし、その後で現像するようにした方が、除電工程が不要となり、より簡易であるため好ましい。また、感光体１０上に全ベタ画像を現像する際には、現像ローラ１２ａに現像バイアスを印加するようにしたほうが、トナーの消費が促進され、より早期に現像剤中における磁性キャリアのトナー被覆率を下げることができるので好ましい。
トナーを消費した現像剤は現像ローラ１２ａ上から離脱して第２剤収容室Ｖ２に回収される。第１搬送スクリュウ１２ｂおよび第２搬送スクリュウ１２ｃを駆動しないと回収された現像剤は攪拌されないので、回収された現像剤中に担持された磁性キャリアにはトナーが補給されることはない。回収された現像剤が第２剤収容室Ｖ２内で積み重なって現像ローラ１２ａの汲み上げ位置にくると、再び現像ローラ１２ａ上に汲み上げられる。そして、再び全ベタ画像を形成することで現像ローラ１２ａ上に汲み上げられた現像剤中のトナーがさらに消費される。以上の動作を繰り返すことで、現像ローラ４ａ上に担持された現像剤中における磁性キャリアのトナー被覆率を下げる。なお、本実施形態では、現像剤中における磁性キャリアのトナー被覆率を下げるのに要する時間を短縮するため、トナーを消費させる目的で形成する画像を全ベタ画像としているが、これに限るものではない。
【００３４】
現像ローラ１２ａの駆動中に、第１搬送スクリュウ１２ｂ、第２搬送スクリュウ１２ｃを停止させないでトナーの供給のみを停止させる方法でも、現像剤中における磁性キャリアのトナー被覆率を低下させることができる。しかし、この方法では、現像装置１２内の第１剤収容室Ｖ１および第２剤収容室Ｖ２にあるトナーの量が減少してしまうので、ドクターブレード１２ｄに付着したトナーの除去動作が完了した後、現像動作を開始する前に、現像装置１２内のトナー量を現像工程において必要とされるレベルにまで復旧させるための時間を要する。よって、ドクターブレード１２ｄに付着したトナーの除去動作において、現像剤中における磁性キャリアのトナー被覆率を低下させる方法としては、現像ローラ１２ａの駆動中に、第１搬送スクリュウ１２ｂおよび第２搬送スクリュウ１２ｃを停止させる方法のほうが好ましい。
【００３５】
上述したように、現像剤の磁気キャリアにおけるトナー被覆率を下げることで、ドクターブレード１２ｄに付着したトナーが現像ローラ１２ａ上に形成された磁気穂によって掻き取られる効果を高め、現像剤汲み上げ量の低下を抑えることができる。現像剤の磁気キャリアにおけるトナー被覆率をどこまで下げれば現像剤汲み上げ量を改善することができるかを検証した結果について以下で説明する。
本検証では、ドクターブレード１２ｄにリサイクルトナーを付着させた状態から、現像剤の磁気キャリアにおけるトナー被覆率を振って現像ユニット単体を駆動させた。また、検証には磁性キャリア粒径が約５５[μｍ]、トナー粒径が約５．５[μｍ]、キャリア真比重が約５．０、トナー真比重が約１．２の現像剤を用いた。図４は、検証結果を示す図で、横軸はトナー被覆率、縦軸は現像剤の汲み上げ量低下率を示している。現像剤の汲み上げ量低下率は、ドクターブレード１２ｄにトナーが付着していないときの現像剤の汲み上げ量を基準（汲み上げ量低下率０[％]）として、この基準に対し現像剤の汲み上げ量がどれだけ低下しているかを百分率で示したものである。図４において、被覆率が２０[％]以下になったときに、汲み上げ量低下率が基準と同じレベルになることを確認した。つまり、被覆率を２０[％]以下にすれば、ドクターブレード１２ｄに付着したトナーが十分に除去され、画像濃度の低下が生じないようにすることができる。なお、図中では被覆率が２０[％]以下のときに汲み上げ量低下率が基準の０[％]を下回り、マイナスの値になっている。つまり、基準よりも現像剤の汲み上げ量が増えていることになるが、これは汲み上げの際のばらつきによるものである（汲み上げ量低下率において±２[％]程度は誤差の範囲）。
【００３６】
図５は、ドクターブレード１２ｄに付着したトナーの除去動作を行うタイミングの一例を示した図である。図５（ａ）は印刷ジョブ指令の有無について、図５（ｂ）は現像ローラ１２ａの動作について、図５（ｃ）は第１搬送スクリュー１２ｂおよび第２搬送スクリュウ１２ｃの動作について示している。印刷ジョブ実行中は現像ローラ１２ａ、第１搬送スクリュー１２ｂ、第２搬送スクリュウ１２ｃのいずれも駆動させている。ドクターブレード１２ｄに付着したトナーの除去動作は、印刷ジョブ終了時に実行開始する。ドクターブレード１２ｄに付着したトナーの除去動作の実行開始のタイミングはこれに限るものではなく、例えば、画像形成装置の電源投入時に行うようにしてもよい。このとき、現像ローラ１２ａは駆動させ、第１搬送スクリュー１２ｂおよび第２搬送スクリュウ１２ｃは駆動させない。ドクターブレード１２ｄに付着したトナーの除去が完了したところで現像ローラ１２ａの駆動を停止させる。上述したように、現像剤の磁気キャリアにおけるトナー被覆率が２０[％]以下になると汲み上げ量低下率が基準レベルに回復する。よって、現像剤の磁気キャリアにおけるトナー被覆率が２０[％]以下になったときにドクターブレード１２ｄに付着したトナーの除去が完了したと判断し、上記除去動作を停止するようにしてもよい。
【００３７】
［実施形態２］
次に、本発明の第二の実施形態について、図を参照して説明する。本実施形態に係る画像形成装置の全体構成の一例は、図１を用いて説明した実施形態１に係る画像形成装置の全体構成の一例と同じである。本実施形態におけるプロセスカートリッジの基本構成は、実施形態１において、図２を用いて説明したものと同じである。本実施形態では、ドクターブレード１２ｄにバイアスを印加するバイアス電源を設けた点が実施形態１と異なる。
【００３８】
図６は、本実施形態におけるドクターブレード１２ｄの周辺部の概略構成を示す図である。図６には、規制部材バイアスによってドクターブレード１２ｄに付着したトナーを除去する動作に関わる制御ブロック図も示している。
図６に示すように、ドクターブレード１２ｄには規制部材バイアスを印加する電圧印加手段としての規制部材バイアス電源１２ｅが設けられている。規制部材バイアスは、印刷ジョブを実行していないときに印加するようにする。
【００３９】
ドクターブレード１２ｄに規制部材バイアスを印加するタイミングは、制御部１２ｇによって制御される。また、ドクターブレード１２ｄに規制部材バイアスを印加するときに現像ローラ１２ａが回転駆動するように、制御部１２ｇが、現像ローラ１２ａを駆動する駆動手段としての駆動モータ１２ｈを制御する。ドクターブレード１２ｄに規制部材バイアスを印加するタイミングと現像ローラ１２ａを回転駆動するタイミングとは同期させるようにすることが好ましい。
【００４０】
現像バイアス電源１２ｆの出力電圧は制御部１２ｇによって制御されている。制御部１２ｇが、現像バイアス電源１２ｆの出力電圧の情報に基づいて、ドクターブレード１２ｄから現像ローラ１２ａへとトナーを移動させるための電圧をドクターブレード１２ｄに印加する。つまり、現像ローラ１２ａの表面電位に対しドクターブレード１２ｄの電位が負側になるように規制部材バイアス電源１２ｅの出力電圧を制御する。
【００４１】
ドクターブレード１２ｄの電位と現像ローラ１２ａの表面電位との差の絶対値および規制部材バイアスの印加時間を決定するにあたり、ドクターブレード１２ｄとのギャップや使用するトナーの種類などの影響因子を考慮する必要がある。一般的な画像形成装置で一般的なトナーを使用するのであれば、ドクターブレード１２ｄの電位と現像ローラ１２ａの表面電位との差の絶対値は４００[Ｖ］以上、規制部材バイアスの印加時間は５[ｓ]以上とするのが好ましい。
【００４２】
図７は、規制部材バイアスによってドクターブレード１２ｄに付着したトナーを除去する動作を行うタイミングの一例を示した図である。
図７（ａ）は印刷ジョブ指令の有無について、図７（ｂ）は現像ローラ１２ａの動作について、図７（ｃ）はドクターブレード１２ｄへの規制部材バイアスの印加の有無について示している。印刷ジョブ実行中は現像ローラ１２ａは駆動させている。このときは、ドクターブレード１２ｄに規制部材バイアスを印加しない。印刷ジョブの終了後、現像ローラ１２ａはそのまま回転駆動させておき、ドクターブレード１２ｄへの規制部材バイアスの印加を開始する。なお、ドクターブレード１２ｄへの規制部材バイアスの印加を開始するタイミングはこれに限るものではなく、例えば、画像形成装置の電源投入時に行うようにしてもよい。ドクターブレード１２ｄに付着したトナーの除去が完了したところで、現像ローラ１２ａの駆動を停止させるとともに、ドクターブレード１２ｄへの規制部材バイアスの印加を止める。
【００４３】
上述した規制部材バイアスをドクターブレード１２ｄに印加するとともに、現像ローラ１２ａを回転駆動させることで、ドクターブレード１２ｄに付着していたトナーが離脱して現像ローラ１２ａの方へと飛翔し、現像ローラ１２ａの表面に付着するようにできる。これにより、印刷ジョブ実行中に現像過程でドクターブレード１２ｄに付着したトナーを除去することが可能になる。
【００４４】
印刷ジョブ実行中に現像過程でドクターブレード１２ｄに付着したトナーを除去する効果を実験により検証した結果について以下で説明する。
本検証では、ドクターブレード１２ｄにリサイクルトナーを付着させた状態から、現像ローラ１２ａを回転させながらドクターブレード１２ｄに規制部材バイアスを印可し、規制部材バイアスの印可前後における汲み上げ量回復率を測定した。ここで、現像剤の汲み上げ量回復率は、電圧印加前の現像剤の汲み上げ量に対する、電圧印加後の現像剤の汲み上げ量と電圧印加前の現像剤の汲み上げ量との差の割合を百分率で示したものである。検証には磁性キャリア粒径が約５５[μｍ]、トナー粒径が約５．５[μｍ]、キャリア真比重が約５．０、トナー真比重が約１．２の現像剤を用いた。現像ローラ１２ａが回転駆動するタイミングとドクターブレード１２ｄに規制部材バイアスを印加するタイミングとは同期させている。また、現像ローラ１２ａは接地させている。
【００４５】
図８は、検証結果を示す図である。
図８中の、横軸はドクターブレード１２ｄの電位と現像ローラ１２ａの表面電位との差の絶対値、縦軸は現像剤の汲み上げ量低下率を示している。図８において、電圧の印加時間が１[ｓ]，５[ｓ]，１０[ｓ]のいずれについても、上記表面電位との差の絶対値を４００[Ｖ]から７００[Ｖ]へと増加させるにつれて、現像剤の汲み上げ量回復率が徐々に上昇していくことを確認した。ただし、規制部材バイアスの印加時間を１[ｓ]にした場合、規制部材バイアスの印加時間を５[ｓ]，１０[ｓ]にした場合と比べて、上記表面電位との差の絶対値の増加に対する現像剤の汲み上げ量回復率の上昇が十分ではない。また、規制部材バイアスの印加時間を５[ｓ]，１０[ｓ]にした場合、上記表面電位との差の絶対値を７００[Ｖ]から９００[Ｖ]へと増加させても現像剤の汲み上げ量回復率がほとんど変化していない。これは、上記表面電位との差の絶対値が７００[Ｖ]になった時点で、ドクターブレード１２ｄに付着したトナーの大部分が除去されたためと考えられる。以上より、規制部材バイアスの印加時間が５[ｓ]以上、上記電位差が４００[Ｖ]以上になるようにすることで、ドクターブレード１２ｄに付着したトナーの大部分を除去することができることを確認した。
【００４６】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
像担持体と、内部に配置された磁界発生手段が発生させる磁界の作用により磁性キャリアとトナーとを含む現像剤を表面に担持して回転駆動する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対向して配置され前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、前記現像剤担持体と対向する位置で磁性キャリアとトナーの攪拌・搬送を行う搬送部材とを有し、前記像担持体に形成された潜像に現像剤中のトナーを付着させて現像を行う画像形成装置において、印刷ジョブを実行していないときに、前記搬送部材を停止させた状態で前記現像剤担持体を回転駆動し、前記像担持体上にトナーを消費するための画像を形成する工程を実施するようにする。
像担持体としての感光体１０上に全ベタ画像などの画像形成をするようにすることで、現像剤担持体としての現像ローラ１２ａ上に汲み上げられた現像剤中のトナーが消費される。現像後、現像ローラ１２ａ上に担持された現像剤は、現像領域から現像装置１２内に回収される。このとき、搬送部材としての第１搬送スクリュウ１２ｂおよび第２搬送スクリュウ１２ｃを駆動しないようにすることで、回収された現像剤が攪拌されないので、この現像剤中の磁性キャリアにトナーが新たに付着することはない。現像領域から現像装置１２内に回収された現像剤は、現像装置１２内で積み重なって現像ローラ１２ａの汲み上げ位置にまでくると、再び現像ローラ１２ａ上に汲み上げられる。以上の動作を繰り返し行った場合に、現像ローラ４ａ上に担持された現像剤中における磁性キャリアのトナー被覆率を下げることができる。磁性キャリアのトナー被覆率が低くなればなるほど、磁性キャリアが静電気力によってドクターブレード１２ｄに付着したトナーを掻き取る作用を高めることができるので、現像剤規制部材としてのドクターブレード１２ｄのエッジ部に付着したトナーを除去することが可能になる。
【００４７】
（態様Ｂ）
態様Ａにおいて、
前記工程の実施により、現像剤中における磁性キャリアのトナー被覆率が２０[％]以下になるようにする。
磁気穂を形成する磁性キャリアにおいて、トナー被覆率が低くなればなるほどトナーを掻き取る効果を高めることができるが、トナー被覆率が２０[％]以下になれば、現像剤規制部材としてのドクターブレード１２ｄのエッジ部に付着したトナーを十分に除去することが可能になる。
【００４８】
（態様Ｃ）
現像剤を表面に担持して回転駆動する現像ローラ１２ａなどの現像剤担持体と、前記現像剤担持体を回転駆動させる駆動モータ１２ｈなどの駆動手段と、前記現像剤担持体に対向して配置され前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制するドクターブレード１２ｄなどの現像剤規制部材とを有する画像形成装置において、前記現像剤規制部材に電圧を印加するバイアス電源１２ｅなどの電圧印加手段と、前記駆動手段および前記前記電圧印加手段を制御する制御部１２ｇなどの制御部とを有し、印刷ジョブを実行していないときに、前記現像剤担持体を回転駆動するとともに前記現像剤規制部材から前記現像剤担持体へとトナーを移動させるための電圧を前記現像剤規制部材に印加するように、前記制御部が、前記駆動手段および前記電圧印加手段を制御する。
現像ローラ１２ａを回転駆動するとともに、ドクターブレード１２ｄから現像ローラ１２ａへとトナーを移動させるための電圧をドクターブレード１２ｄに印加することで、ドクターブレード１２ｄに付着していたトナーが離脱して現像ローラ１２ａの方へと飛翔するようにできる。これにより、印刷ジョブ実行中に現像過程でドクターブレード１２ｄに付着したトナーを除去することが可能になる。
【００４９】
（態様Ｄ）
態様Ｃにおいて、印刷ジョブを実行していないときに、前記現像剤担持体が回転駆動する期間と前記現像剤規制部材に前記現像剤担持体に対して負方向の電圧を印加する期間とが同期するように、前記制御部が、前記駆動手段および前記電圧印加手段を制御する。
【００５０】
（態様Ｅ）
態様Ｄにおいて、印刷ジョブを実行していないときに、前記現像剤規制部材に印加される電圧の印加時間を５[ｓ]以上にするとともに、前記現像剤規制部材に印加する電圧と前記現像剤担持体上の電圧との差の絶対値が４００[Ｖ]以上になるように、前記制御部が、前記電圧印加手段を制御する。
一般的な画像形成装置において一般的なトナーを使用する場合、規制部材バイアスの印加時間が５[ｓ]以上、上記電位差が４００[Ｖ]以上になるようにすることで、ドクターブレード１２ｄに付着したトナーの大部分を除去することができることを実験により確認した。
【００５１】
（態様Ｆ）
像担持体と、内部に配置された磁界発生手段が発生させる磁界の作用により磁性キャリアとトナーとを含む現像剤を表面に担持して回転駆動する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対向して配置され前記現像剤担持体上に担持された現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、前記像担持体と対向する位置で磁性キャリアとトナーの攪拌・搬送を行う搬送部材とを有し、該像担持体に形成された潜像に現像剤中のトナーを付着させて現像を行うプロセスカートリッジにおいて、印刷ジョブを実行していないときに、前記搬送部材を停止させた状態で現像剤担持体を回転駆動し、前記像担持体上にトナーを消費するための画像を形成する工程を実施するようにする。
これによれば、現像剤規制部材としてのドクターブレード１２ｄのエッジ部に付着したトナーを除去することが可能になる。
【符号の説明】
【００５２】
１０  感光体（像担持体）
１２ａ  現像ローラ（現像剤担持体）
１２ｂ  第１搬送スクリュウ（搬送部材の一部）
１２ｃ  第２搬送スクリュウ（搬送部材の一部）
１２ｄ  ドクターブレード（現像剤規制部材）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５３】
【特許文献１】特開２００２−０７２８０８号公報
【図１】
2016035552.tif 000003
【図２】
2016035552.tif 000004
【図３】
2016035552.tif 000005
【図４】
2016035552.tif 000006
【図５】
2016035552.tif 000007
【図６】
2016035552.tif 000008
【図７】
2016035552.tif 000009
【図８】
2016035552.tif 000010