(57)【要約】【課題】画像濃度低下による画質悪化を抑制できる。【解決手段】トナーエンド後に現像ローラを回転させるトナーエンド後回転動作を行う。トナーよりも硬い磁性キャリアの露出部分が付着トナーや固着トナーに当たり、付着トナーや固着トナーを現像ローラの表面から剥離させる力が、磁性キャリア上のトナーが付着トナーや固着トナーに当たった場合に比べて、付着トナーや固着トナーに対し強く作用し、付着トナーや固着トナーを現像ローラの表面から除去することができる。これにより、現像ローラに対する現像剤の追従性が悪化して現像剤搬送力が低下するのを抑制でき、現像時に現像領域へ搬送する現像剤量の低下も抑制できる。したがって、画像濃度低下による画質悪化を抑制できる。【選択図】図２
2017076103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界発生部を中空体内に配置して移動し、該磁界発生部の磁力により該中空体の外周面上に磁性キャリアとトナーとからなる二成分の現像剤を担持して搬送する現像剤担持体を備える現像装置において、
トナーエンド後に前記現像剤担持体を回転させるトナーエンド後回転動作を行う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、
前記現像剤担持体を回転させる駆動部と、画像形成動作時に、現像装置内のトナー濃度が所定のトナー濃度制御範囲内に収まるようトナー補給を制御するトナー濃度制御部と、トナーエンド時に、現像装置内のトナー濃度が前記トナー濃度制御範囲を下回るまで下げ、その現像装置内のトナー濃度が下がった状態で、前記トナーエンド後回転動作を実行させる制御部とを有する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、
トナーエンドとなった回数が所定数になる毎に、前記トナーエンド後回転動作を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、
前記トナーエンド後回転動作を行うか否かを選択する選択部を備え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、
前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給路と、該現像剤供給路と連通し、かつ現像剤を現像装置の外部に排出する排出搬送路と、該排出搬送路内の現像剤に搬送力を付与する排出搬送部材と、前記現像剤供給路内の現像剤の少なくとも一部を排出現像剤として前記排出搬送路へ搬送する現像剤搬送部とを備え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、
前記現像剤担持体の表面に、前記現像剤担持体の基材よりも摩擦係数が小さい低摩擦膜を有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、
前記磁界発生部は、前記現像剤規制部材により規制された前記現像剤担持体上の現像剤を像担持体上に形成された静電潜像に供給させるための現像用磁極を備え、該現像用磁極は、前記磁極よりも前記現像剤担持体による現像剤搬送方向下流側であって前記像担持体に対向する現像領域の対応するよう配置されており、
前記現像用磁極による法線方向磁束密度の減衰率を、前記現像剤担持体上で最大となる前記現像用磁極による法線方向磁束密度と前記現像剤担持体の外周面から法線方向に向かって１［ｍｍ］離れた箇所で最大となる前記現像用磁極による法線方向磁束密度との差を前記現像剤担持体上で最大となる前記現像用磁極による法線方向磁束密度で割った値と規定し、前記現像用磁極による法線方向磁束密度の減衰率が４０［％］以上であ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、
現像剤収容容器に冷却部材を設置することを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項８記載の現像装置において、
前記冷却部材は、前記現像剤収容容器と一体の放熱リブであることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項８記載の現像装置において、
前記冷却部材は、前記現像剤収容容器に隣接する液冷装置であることを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電部と、該像担持体の帯電された表面を露光して潜像を形成する露光部と、該像担持体上の潜像を現像する現像部と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング部とを有する画像形成装置の本体に対して着脱可能であり、少なくとも該像担持体と該現像部とが一体的に支持されたプロセスカートリッジにおいて、
該現像部が、請求項１〜１０のいずれかの現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電部と、該像担持体の帯電された表面を露光して潜像を形成する露光部と、該像担持体上の潜像を現像する現像部と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング部とを有する画像形成装置において、
該現像部が、請求項１〜１０のいずれかの現像装置であ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画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、中空体の現像剤担持体としての現像ローラに内蔵する磁界発生部としての磁石の磁力によって、現像ローラの表面と、トナーと磁性キャリアとからなる二成分の現像剤との間に摩擦力を生じさせて現像ローラに対する現像剤の追従性を持たせ、現像ローラ上に担持した現像剤を現像ローラの表面移動により感光体と対向する現像領域へ搬送する現像装置が知られている。
例えば、特許文献１には、現像領域よりも上記現像ローラによる現像剤搬送方向下流側の現像ローラの表面に対向させて配置した清掃ローラを有する現像装置が開示されている。この現像装置では、画像形成動作時、清掃ローラと現像ローラの表面との間に電位差を生じさせ、現像領域通過後に上記磁性キャリアから離れて現像ローラの表面上に非静電的に付着したトナーを清掃ローラに静電的に引き寄せて回収している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１の現像装置によれば、その現像装置を搭載する画像形成装置が高速機であると、電位による引き寄せよりも現像ローラ上の付着トナーの移動の方が上回るため現像ローラ上の付着トナーを清掃ローラに静電的に十分に引き寄せられず、付着トナーが現像ローラ上に残ってしまう。さらに、その付着トナーに磁性キャリアの周りに静電的に付着しているトナーが接触すると、そのトナーが付着トナーに非静電的に付着し、トナー付着が促進してしまう。そして、現像ローラの周囲において現像剤を押圧する箇所、例えばドクタブレードと対向する箇所で、ドクタブレードと現像ローラとの間のドクタギャップを現像ローラ上の付着トナーが通過するとき、その付着トナーは現像剤と圧接されて現像ローラ上に固着してしまう。固着トナーの表面と現像剤との間に生じる摩擦力は現像ローラの表面と現像剤との間に生じる摩擦力に比べて小さく、現像ローラに対する現像剤の追従性が悪化する。したがって、現像ローラの表面に付着したトナーが固着すると、現像領域に搬送する現像剤量が低下する。これによって、画像濃度低下による画質悪化をまねくという問題がある。
【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、磁界発生部を中空体内に配置して移動し、該磁界発生部の磁力により該中空体の外周面上に磁性キャリアとトナーとからなる二成分の現像剤を担持して搬送する現像剤担持体を備える現像装置において、トナーエンド後に前記現像剤担持体を回転させるトナーエンド後回転動作を行う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、画像濃度低下による画質悪化を抑制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】本実施形態に係るプリンタ１００の概略構成図。
【図２】プリンタ１００の制御系の説明図。
【図３】実施例１における図１中の画像形成ユニットが備える現像装置及び感光体を示す拡大構成図。
【図４】トナー補給機構を説明する模式図。
【図５】図３の現像ローラ１４ａの断面概略図。
【図６】静止摩擦係数測定装置１３０の概略構成図。
【図７】図３の現像装置１４の現像ローラに法線方向磁束密度の絶対値をプロットした模式図。
【図８】磁性キャリアの体積固有抵抗値測定装置の概略斜視図。
【図９】実施例１の現像装置の動作を説明するフローチャート。
【図１０】実施例２の現像装置の動作を説明するフローチャート。
【図１１】実施例２の現像装置の他の動作を説明するフローチャート。
【図１２】実施例２の現像装置の他の動作を説明するフローチャート。
【図１３】実施例２の現像装置の他の動作を説明するフローチャート。
【図１４】実施例２の現像装置の他の動作を説明するフローチャート。
【図１５】実施例３における図１中の画像形成ユニットが備える現像装置及び感光体を示す拡大構成図。
【図１６】実施例３の現像装置１４の手前側端部近傍の斜視説明図。
【図１７】変形例における液冷装置３００を備えた画像形成部１の概略構成図。
【図１８】変形例における図１中の画像形成ユニットが備える現像装置及び感光体を示す拡大構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）１００に適用した一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。なお、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の色用の部材であることを示すものである。
【０００８】
このプリンタ１００は、プロセスカートリッジとしての４色分の画像形成ユニット１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが並列に配置された画像形成部１を有している。各画像形成ユニット１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体１１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと、ドラムクリーニングユニット１２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと、帯電ユニット１３Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと、２成分現像方式の現像装置１４Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ等とを枠体に収めている。これら画像形成ユニット１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、プリンタ本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。
【０００９】
画像形成部１の上方には、潜像形成部としての露光ユニット１５が設けられている。また、プリンタ１００の上部には、コンタクトガラス上に載置された原稿を走査して読み取る読取装置２０が設けられている。画像形成部１の下方には、中間転写体としての中間転写ベルト３１を備えた転写ユニット３０が設けられている。中間転写ベルト３１は、複数の支持ローラに掛け渡されており、図１中の矢印Ａ方向に移動する。
【００１０】
転写ユニット３０の下方には２次転写装置４０が設けられている。２次転写装置４０は、２次転写ローラ４１を備えている。２次転写ローラ４１は、中間転写ベルト３１における転写対向ローラ４２に対する掛け回し箇所にベルトおもて面から当接して２次転写ニップを形成している。２次転写ローラ４１には電源によって２次転写バイアスが印加されている。また、転写対向ローラ４２は、電気的に接地されている。これにより、２次転写ニップ内に２次転写電界が形成されている。
【００１１】
２次転写装置４０の図１中の左方には、用紙上に転写されたトナー像を定着するために、内部に発熱体を備えた加熱ローラを有する定着ユニット５０が設けられている。また、２次転写装置４０と定着ユニット５０との間には、トナー像転写後の用紙を定着ユニット５０へと搬送する搬送ベルト６０が設けられている。
【００１２】
また、プリンタ１００の下方には、給紙収容部から１枚ずつ分離して給送された用紙を２次転写装置４０へ給紙する給紙ユニット７０が設けられている。更に、定着ユニット５０を通過した用紙を機外または両面ユニット８０へ搬送する排紙ユニット９０が設けられている。
【００１３】
このプリンタ１００でコピーをとるときは、読取装置２０によりコンタクトガラス上に載置された原稿を読み取る。この原稿読み取りに並行して、中間転写ベルト３１が図１中の矢印Ａ方向に移動する。これと同時に、画像形成部１では、各帯電ユニット１３Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋによって表面が帯電せしめられた各感光体１１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ上に、読み取った原稿内容に基づきイエロー、マゼンタ、シアン、黒の色別情報を用いて露光ユニット１５によりそれぞれ露光して潜像を形成する。
【００１４】
次いで、各感光体１１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ上の潜像を現像装置１４Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋにより現像し、単色のトナー像を形成する。そして、各感光体１１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト３１上に互いに重なり合うように順次転写して、中間転写ベルト３１上に合成トナー像を形成する。トナー像転写後の各感光体１１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、ドラムクリーニングユニット１２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋで、感光体１１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ上に残留する残留トナーを除去し、再度の画像形成に備える。
【００１５】
このようなトナー像形成動作に並行して、給紙収容部から１枚ずつ用紙を繰り出し、給紙ユニット７０のレジストローラ７１に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト３１上の合成トナー像の形成にタイミングを合わせてレジストローラ７１を回転させ、中間転写ベルト３１と２次転写装置４０との間に用紙を送り込み、２次転写装置４０で用紙上にトナー像を２次転写する。トナー像転写後の用紙は、搬送ベルト６０で搬送して定着ユニット５０へと送り込み、定着ユニット５０で熱と圧力とを加えてトナー像を定着した後、排紙ユニット９０へ送り込む。排紙ユニット９０では切換爪で切換えて、機外（プリンタ１００の図１中左側）の排紙トレイまたは下方の両面ユニット８０へ案内する。両面ユニット８０では、用紙を反転して再び２次転写位置（２次転写装置４０と中間転写ベルト３１との２次転写ニップ位置）へと導き、裏面にも画像を記録して後、排紙ユニット９０で排紙トレイ上に排出する。なお、画像転写後の中間転写ベルト３１は、中間転写ベルトクリーニングユニット１１０で、中間転写ベルト３１上に残留する残留トナーを除去し、再度の画像形成に備える。
【００１６】
ここで、プリンタ１００では機械サイズを小型化する観点から機械内部の高密度化と共に定着ユニット５０を転写ユニット３０の下側にもぐりこませるような配置としている。図１のプリンタ１００では、中間転写ベルト３１は、定着ユニット５０の上面および右側面を覆うよう屈曲している。この構成により装置の高さ方向と幅方向をコンパクトにしている。
【００１７】
しかし、中間転写ベルト３１に対して定着ユニット５０を近接させると、発熱体である定着ユニット５０によって中間転写ベルト３１が熱的影響を受け変形し、色ずれ等の画像不具合が発生する恐れがある。これは、装置が高速化するにつれて装置内部の発熱量が増大することにより、顕著になってきている。また、両面印刷時は、定着ユニット５０で加熱された用紙が両面ユニット８０を通過し、再び２次転写位置にて中間転写ベルト３１に接触するため、用紙からの熱伝達により、さらに中間転写ベルト３１の温度が上昇する。このように中間転写ベルト３１の温度が上昇するとベルト変形による画像不具合が発生しやすくなる。さらに、中間転写ベルト３１に接触している感光体１１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、さらには現像装置１４Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋにも熱が伝わり、トナーの固化等の不具合がより一層発生しやすくなる。そこで、発熱源である定着ユニット５０と、定着ユニット５０と近接して配置される中間転写ベルト３１との間に断熱装置１２０を設けている。断熱装置１２０は、ダクトによる気流から成る場合も多いが、ここではヒートパイプを使った断熱装置について説明する。
【００１８】
断熱装置１２０は、主として、受熱板１２１と、ヒートパイプ１２２と、放熱板１２３と、ダクト１２４及び排気ファンとで構成される。受熱部材としての受熱板１２１は、熱を吸収しやすい材料で形成され、発熱源である定着ユニット５０と、その熱の影響から保護したい保護対象部である転写ユニット３０との間に配置されている。伝熱部としてのヒートパイプ１２２は、受熱板１２１の図１中下面に装着され、その一端部（下端部）側は受熱部となっている。ヒートパイプ１２２の他端側は放熱部であり、受熱部よりも高い位置で放熱板１２３に装着されている。放熱部材である放熱板１２３は、熱を放出しやすい材料で形成され、必要に応じてヒートシンクを設けても良い。ダクト１２４は、本例ではプリンタ１００本体の前面から背面に延設され、そのダクト内部に放熱板２０３が位置するように設けられる。ダクト１２４の装置前面側端部には空気流入口が設けられ、背面側端部には排気口が設けられ、その排気口部には排気ファンが設けられている。このように構成された断熱装置１２０は、発熱源である定着ユニット５０からの熱を受熱板１２１で受け、その熱がヒートパイプ１２２によって放熱板１２３まで輸送される。そして、ダクト１２４内にある放熱板１２３から熱が放出され、放出された熱は排気ファンにより機外に排出される。なお、排気ファンを設けず、自然冷却とすることも可能である。
【００１９】
このように、定着熱の影響を遮断し、保護対象である転写ユニット３０を効果的に保護することにより、中間転写ベルト３１の変形による色ズレ等の不具合や、更には、保護対象である画像形成ユニット１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー固化等による不具合の発生を未然に防止する。
【００２０】
画像形成ユニット１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ中の現像装置１４Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋにおいては、現像装置１４内の現像剤収容容器に収容された現像剤を攪拌搬送する現像剤攪拌搬送部材を駆動したときに、現像剤攪拌搬送部材と現像剤との摺擦による摩擦熱や、現像剤同士の摺擦による摩擦熱により現像装置１４内を温度上昇させる。また、現像剤を現像領域に搬送する前に現像剤担持体上に担持されている現像剤の量を規制する現像剤規制部材と現像剤との摺擦による摩擦熱や、現像剤規制部材による規制の際の現像剤同士の摺擦による摩擦熱により現像装置１４内を温度上昇させる。
【００２１】
現像装置１４内が温度上昇すると、トナーの帯電量が低下して、トナーとキャリアとの静電的な結合が弱まり、現像ローラ（現像剤担持体）上のトナー固着量が増加し、所定の画像濃度が得られなくなる。また、温度上昇によりトナーが溶融して現像剤規制部材や現像剤担持体、感光体などに固着し、画像にスジ状の異常画像などが生じることがある。特に、近年、定着エネルギーを小さくするために溶融温度の低いトナーを用いた場合は、温度上昇によりトナーが溶融しトナーの固着による異常画像などが生じやすい。そのため、温度上昇する現像装置１４Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、高画像品質、高信頼達成のために冷却することが必要となる。特に、印刷スピードを高速化するためには冷却が重要となる。本実施形態のプリンタ１００においては、現像装置１４Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの現像剤収容部の冷却部材として図１中の左側面に多数の放熱リブを形成し気流によって冷却を行っている。
【００２２】
図１中の左下側には制御部としての本体制御部４００があり、本体制御部４００は、プリンタ１００の本体内に備えた動作制御が必要な各部及び各部に有した装置等の動作の制御を行うものである。本体制御部４００について、図２を用いて説明する。
【００２３】
図２は、プリンタ１００の制御系の説明図である。図２に示すように、本体制御部４００は、中央演算処理部（ＣＰＵ）４０１と、ＲＯＭ４０２とＲＡＭ４０３からなるメモリと、入出力用のＩ／Ｏポート４０４、４０５などを備えている。また、Ｉ／Ｏポート４０４は操作部４０６と接続されている。Ｉ／Ｏポート４０５は、用紙位置検知部４０７、温湿度センサ４０８、感光体駆動モータ４０９、ベルト駆動モータ４１０、中間転写接離クラッチ４１１、１次転写高圧電源４１２、２次転写高圧電源４１３、帯電高圧電源４１４、現像高圧電源４１５、ＬＥＤアレイ４１６、画像位置検出器４１７、位置ずれ補正部４１８、トナーエンド検知部４１９、トナー濃度センサ４２０、駆動部としての現像ローラ駆動モータ４２１、トナー補給制御部４２２、トナー濃度制御部４２３、トナーボトル交換回数カウンタ４２４、トナー固着除去動作実行可否選択部４２５等と接続されている。
【００２４】
用紙位置検知部４０７は、レジストローラ対が回転し始めたタイミングから用紙の位置を計算している。また、温湿度センサ４０８は、プリンタ１００の装置本体内の環境情報を取得している。また、中間転写接離クラッチ４１１は、モノクロ画像形成時、図１に示す他の色の画像形成ユニット１０Ｙ、Ｍ、Ｃに有した感光体１１Ｙ、Ｍ、Ｃと中間転写ベルト３１が離間するように、中間転写ベルト３１の軌道を切替える。
【００２５】
位置ずれ補正部４１８は、画像形成ユニット１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、光走査装置及び中間転写ベルト３１を含む作像エンジン（ハードウエア及びプロセス）を制御するプロセスコントローラと、ハードウエアに対して制御信号および検出信号を入出力するインターフェースコントローラであり、いずれのコントローラもＣＰＵまたはＭＰＵを主体とする情報処理装置により構成される。
【００２６】
（実施例１）
次に、上記実施形態におけ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における図１中の画像形成ユニットが備える現像装置及び感光体を示す拡大構成図である。図３に示すように、感光体１１は、図３中の矢印Ａ方向に回転しながら、その表面を帯電装置により帯電される。帯電された感光体１１の表面には、露光ユニットより照射されたレーザ光により静電潜像を形成された潜像に現像装置１４からトナーが移動され、トナー像が形成される。現像装置１４は、図３中の矢印Ｂ方向に表面移動する現像剤担持体としての現像ローラ１４ａを有し、その現像ローラ１４ａは感光体１１の表面の潜像に現像剤収容容器に収容された現像剤を供給する。
【００２７】
また、供給搬送路１４ｆは、現像ローラ１４ａの横方向に併設され、図３中の矢印Ｃ方向に回転する供給搬送部材としての供給スクリュ１４ｂを備えている。その供給スクリュ１４ｂは、現像ローラ１４ａに現像剤を供給しながら現像ローラ１４ａの軸線方向に沿って、図３の手前方向に現像剤を搬送する。供給スクリュ１４ｂと対向する現像ローラ１４ａの対向部から現像剤搬送方向下流側には、現像ローラ１４ａに供給された現像剤を現像に適した厚さ（量）に規制する現像剤規制部材としてのドクタブレード１４ｃが設けられている。現像ローラ１４ａの感光体１１との対向部である現像領域で、現像ローラ１４ａ上の現像剤からトナーが感光体１１に転移する。現像ローラ１４ａが現像領域を通過した後に、現像剤は現像ローラ１４ａ上から回収搬送路１４ｄに回収される。
【００２８】
回収搬送路１４ｄは、現像ローラ１４ａの下方に並設され、図３中の矢印Ｄ方向に回転する回収搬送部材としてのらせん状の回収スクリュ１４ｅを備えている。その回収スクリュ１４ｅは、回収した回収現像剤を現像ローラ１４ａの軸線方向に沿って供給スクリュ１４ｂと同方向に搬送する軸線方向に平行に配置されている。
【００２９】
攪拌搬送路１４ｇは、供給搬送路１４ｆの下方で回収搬送路１４ｄに並列して設けられ、図３中の矢印Ｅ方向に回転するらせん状の撹拌スクリュ１４ｊを備えている。その攪拌スクリュ１４ｊは、軸線方向に平行に配置された撹拌軸部１４ｈにらせん状の撹拌羽部１４ｉを固定して構成している。攪拌スクリュ１４ｊは、現像ローラ１４ａの軸線方向に沿って現像剤を撹拌しながら供給スクリュ１４ｂとは逆方向である図３中の奥側に搬送している。供給搬送路１４ｆと撹拌搬送路１４ｇとは、仕切り壁としての第一仕切り壁１４ｋ−１によって仕切られ、供給搬送路１４ｆと回収搬送路１４ｄとは、仕切り壁１４ｋ−２によって仕切られている。第一仕切り壁１４ｋ−１の供給搬送路１４ｆと撹拌搬送路１４ｇとを仕切る箇所は、図３中の手前側と奥側との両端は開口部となっており、その開口部を介して供給搬送路１４ｆと撹拌搬送路１４ｇとは連通している。第二仕切り壁１４ｋ−２の供給搬送路１４ｆと回収搬送路１４ｄとを仕切る箇所には開口部を設けていない。
【００３０】
また、撹拌搬送路１４ｇと回収搬送路１４ｄとは、仕切り部材としての第三仕切り壁１４ｌによって仕切られている。第三仕切り壁１４ｌは、図３中の手前側が開口部となっており、その開口部を介して撹拌搬送路１４ｇと回収搬送路１４ｄとは連通している。以上の連通構造により、現像剤は、供給スクリュ１４ｂ、現像ローラ１４ａ、回収スクリュ１４ｅ、攪拌スクリュ１４ｊ、供給スクリュ１４ｂの順で循環移動し、かつ、供給スクリュ１４ｂ、攪拌スクリュ１４ｊ及び供給スクリュ１４ｂの順で循環移動する。現像剤搬送部材である供給スクリュ１４ｇ、回収スクリュ１４ｅ及び撹拌スクリュ１４ｊは樹脂もしくは金属のスクリュからなっており、各スクリュ径は全てφ２２［ｍｍ］でスクリュピッチは供給スクリュが５０［ｍｍ］の２条巻き、回収スクリュ１４ｅ及び撹拌スクリュ１４ｊが２５［ｍｍ］の１条巻き、回転数は全て約６００［ｒｐｍ］に設定している。また、本実施形態の現像装置１４では、撹拌搬送路１４ｇの全長は４１０［ｍｍ］であり、供給搬送路１４ｆの全長は３２０［ｍｍ］である。現像ローラ１４ａ上にステンレスからなるドクタブレード１４ｃによって薄層化された現像剤を感光体１１との対向部である現像領域まで搬送し現像を行う。
【００３１】
なお、本例では、ドクタブレード１４ｃは、ヒートシンク１４ｍにネジ止めされており、現像ローラ軸方向について中央部と両端部の３ヵ所で固定している。現像ローラ１４ａの表面は後述の表面加工がされておりφ２５［ｍｍ］のＡｌもしくはステンレス鋼（ＳＵＳ）素管からなり、ドクタブレード１４ｃ及び感光体１１とのギャップは０．４［ｍｍ］程度となっている。現像後の現像剤は回収搬送路１４ｄにて回収を行い、図３中の断面手前側に搬送され、非画像領域部に設けられた第二仕切り壁１４ｌの開口部で、撹拌搬送路１４ｇへ現像剤が移送される。ここで、非画像領域部とは現像ローラの軸線方向端部の現像剤を担持しない領域である。なお、トナーは、撹拌搬送路１４ｇにおける現像剤搬送方向上流側の第二仕切り壁１４ｌの開口部の付近であって、撹拌搬送路１４ｇの上側に設けられたトナー補給口から撹拌搬送路１４ｇに補給される。補給されるトナーはトナーボトルに充填されており、トナーボトルから、トナー搬送経路を経由して補給される。トナー補給は、現像装置内のトナー濃度に基づいて画像形成動作中にトナー補給制御を行う。トナー補給制御は、印刷された画像面積率に応じて画像形成動作中に随時補給する制御でもよい。
【００３２】
次に、画像形成動作中に現像器内のトナー濃度に基づいてトナー補給を制御するトナー補給制御について説明する。
図４は、トナー補給機構を説明する模式図である。図４に示す現像装置の現像剤供給部は、供給搬送路１４ｆと攪拌搬送路１４ｇとを垂直上下方向に配置した２軸タイプを例としたものである。
図４に示すように、供給搬送路１４ｆの現像剤搬送方向下流端には、攪拌搬送路１４ｇの現像剤搬送方向上流端とを連通する落下口１６が設けられている。供給搬送路１４ｆの現像剤搬送方向上流端には、攪拌搬送路１４ｇの現像剤搬送方向下流端とを連通する持ち上げ口１７が設けられている。このような構成により、現像剤は、供給搬送路１４ｆに対し下方に配置された循環搬送路１４ｇの持ち上げ口１７を通って供給搬送路１４ｆへ搬送され、供給搬送路１４ｆを現像剤搬送方向下流側へ搬送されて落下口１６から攪拌搬送路１４ｇの現像剤搬送方向下流端に搬送される。供給搬送路１４ｆと攪拌搬送路１４ｇとが互いに連通する循環経路が形成されている。
【００３３】
その循環経路を構成する壁部、例えば攪拌搬送路１４ｇの現像剤搬送方向上流端の壁部に、トナー補給口１８が設けられ、そのトナー補給口１８に向かってトナーボトル１９からトナーを搬送するトナー搬送経路が設けられている。そのトナー搬送経路上には、トナー補給口１８へトナーを送り出すスクリュが備えられている。このような構成を有するトナー補給機構では、トナー濃度センサ４２０によって現像器内のトナー濃度を検知する。その検知トナー濃度の値が適正な目標トナー濃度を含むトナー濃度制御範囲内に収まるよう、トナー濃度制御部４２３によってトナー補給制御部４２２を介してトナー搬送経路上のスクリュの回転速度や回転時間を制御することで、トナー補給口へのトナーの補給量を制御している。
【００３４】
なお、図３の現像装置１４の現像剤収容容器１４ｎは、撹拌搬送路１４ｇ、回収搬送路１４ｄ、供給搬送路１４ｆなどを形成する壁部材および冷却部材としての放熱リブ１４ｏで形成される。放熱効果を高めるため、現像剤収容容器１４ｎの一部を本例では熱伝導性の高いアルミで形成し、電荷の蓄積による本体等への放電を抑えるため、現像剤収容器を電気的に接地した。なお、現像剤収容容器の材質はアルミに限らず、熱伝導性の高い銅など他の材質とすることも可能である。また、現像ローラ１４ａからの現像剤の離脱（剤離れ）は、先に述べた現像スリーブ内部にある磁性体を、離脱させたい箇所のみ磁極がない状態に設定することにより、現像剤の分離・離脱を可能としている。また、離脱させたい箇所に反発磁界が形成されるような磁極配置の磁性体を用いてもよい。
【００３５】
図５は、図３の現像ローラ１４ａの断面概略図である。図５に示すように、現像ローラ１４ａは、回転可能な現像スリーブ１４ａ−１を備え、その内部に複数の磁極からなる磁石１４ａ−２（便宜上、図５では単一形状で図示している）が配置されている。磁石１４ａ−２の磁力によって現像ローラ１４ａの表面上に現像剤が保持される。現像スリーブ１４ａ−１の表面には、平面視で円形又は楕円形状とした小形の凹みが、互いに重ならないように間隔をあけて、規則的に多数設けられている。間隔は不規則的に多数設けられてよく、また互いに重なるような間隔であってもよい。
【００３６】
一般に、高速で回転する現像スリーブの表面で現像剤がスリップして停滞して現像スリーブに対する現像剤の追従性が悪化することにより画像濃度が低下する。本実施形態では、中空体の外周面には、平面視で円形又は楕円形状の凹みを規則的に又は不規則的に多数設けられている。これにより、現像剤が凹みに入り込んだり、現像スリーブによる現像剤搬送方向上流側の凹みの端面や凹みと現像スリーブ表面との境界部で現像剤を係止したりして、移動する現像スリーブに対する現像剤の追従性を向上させることができる。よって、現像スリーブの移動に伴う現像剤を現像スリーブ上に担持する経時変化による現像剤搬送量の低下の発生を長期にわたって防止することができる。現像スリーブの表面加工は上記方法に限らず、本発明の目的に反しない限り既知のサンドブラストやビーズブラスト加工やＶ溝形状などを用いることも可能である。
【００３７】
また、現像スリーブをステンレス鋼（ＳＵＳ）で構成し、その外表面に、ステンレス鋼製ワイヤを金属溶射手段によって溶射して、スリーブの表面に凹凸を形成したものを用いることも可能である。ステンレス鋼として、ＳＵＳ３０４からなる中空管（外径：３０［ｍｍ］、肉厚：１［ｍｍ］、長さ：４９０［ｍｍ］）を準備し、この中空管の外表面にブラスト処理を施して６［μｍ］（Ｒｚ）の表面粗さとする。その後に、ＳＵＳ３０４のワイヤをアーク溶射することによって、スリーブ表面に凹凸を形成した（Ｒｚ：２０〜８０［μｍ］）。このように現像スリーブの表面に、高硬度のステンレス材を溶射して凹凸を形成することにより、経年変化によってスリーブ表面の凹凸が摩耗することを防止できる。これにより、現像ローラは長期間に亘って安定的に現像剤をくみ上げることができる（経年変化によって、現像剤のくみ上げる量が減少することを防止できる。）。また、現像スリーブをステンレス材で構成することで、ステンレス溶射材と融合性が高く、溶射材が剥がれにくく、耐久性をさらに高めることができる。さらに、ステンレス溶射時において、アルミニウムに比べて熱膨張率が小さいので、スリーブの温度上昇による熱変形が少ない。また、アルミニウムに比べて機械的強度が強いので、ステンレス溶射時の衝撃力による変形が少ない。よって、アルミニウムの場合に比べて、現像スリーブの外径振れ精度の悪化を抑え、画像濃度の周期的な変動を抑えることができる。
【００３８】
現像ローラ１４ａでは、低摩擦膜１４ａ−３を現像スリーブ１４ａ−１の表面にコートしている。このような加工は、現像スリーブ１４ａ−１に付着するトナーを減らし、濃度ムラ画像の形成を防止している。現像スリーブ１４ａ−１の外表面の低摩擦化は以下の方法で行っている。低摩擦膜１４ａ−３は、例えば、テトラヘデラルアモルファスカーボン（ｔａ−Ｃ）や窒化チタン（ＴｉＮ）など、現像スリーブの基材より摩擦係数の低い材料で構成されたものを薄膜化する。現像スリーブ１４ａ−１の基材（アルミニウム合金）より摩擦係数の低い材料であれば、本発明の目的に反しない限り、例えば、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）、モリブデン酸など、ｔａ−ＣやＴｉＮ以外の材料を用いても良い。なお、各材料における摩擦係数は、アルミニウム合金：０．５（以上）、ＴｉＮ：０．３〜０．４、ｔａ−Ｃ：０．１（以下）程度である。
【００３９】
また、感光体の非画像部と対向する現像スリーブ１４ａ−１に付着したトナーが電荷を持っている。このため、付着トナーが固着すると印刷時には現像スリーブ１４ａ−１上のトナーの持つ電荷分だけ現像電位が嵩上げされ、トナー現像量が増加することで発生する濃度ムラ、いわゆるゴースト画像が形成される。本実施形態では、現像スリーブ１４ａ−１の表面に基材よりも摩擦係数の低い低摩擦膜１４ａ−３を形成することにより、現像スリーブ１４ａ−１に付着、更には固着するトナーを減らし、ゴースト画像が形成されることを抑制することができる。
【００４０】
ここで、現像ローラの表面摩擦係数測定方法について説明する。
図６は、静止摩擦係数測定装置１３０の概略構成図である。現像ローラの表面摩擦係数はオイラーベルト法により最大静止摩擦係数μを求める。図６に示すように、ベルトとして中厚の上質紙を紙すみが長手方向になるようにし、さらにその紙の両端に糸をつけて測定紙片１３１を作成する。この測定紙片１３１を現像ローラ１３２の円周１／４に張架し、ベルトの一方に例えば０．９８Ｎ（１００ｇ重）の重り１３３をつける。そして、ベルトの他方からデジタルプッシュプルゲージ１３４で測定紙片１３１を引っ張り、測定紙片１３１が動き出した時のゲージの値（荷重）を読む。この時の値をＦ（Ｎ）とすると、最大静止摩擦係数μは、μ＝［１ｎ（Ｆ／０．９８）］／（π／２）で求められる。
【００４１】
上記表面摩擦係数測定方法により、上記フッ素系樹脂で被覆したローラの最大静止摩擦係数μを測定したところ、最大静止摩擦係数μは０．４以下であった。本実施形態において、低摩擦膜は、広く実用化されているフィルター処理陰極真空アーク方式（ＦＣＶＡ：Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｃａｔｈｏｄｉｃ Ｖａｃｕｕｍ Ａｒｃ）方式により現像スリーブの外表面に成膜されたｔａ−Ｃ膜で構成されている。このＦＶＣＡ方式によるｔａ−Ｃ膜の成膜の概略を説明すると、ほぼ真空状態のチャンバ内にターゲットとして純度の高い炭素（黒鉛）を配置し、当該ターゲットに対しアーク放電を行う。そして、このアーク放電により発生したプラズマを電磁誘導により蒸着対象である現像スリーブの基材に導く。その誘導過程において、電磁気的空間フィルターにより蒸着に不要なマクロ粒子や中性原子・分子などを除去して、イオン化した炭素のみを抽出する。そして、基材に到達したイオン化した炭素は基材表面に凝集してｔａ−Ｃ膜を形成する。これにより、ｔａ−Ｃ膜からなる低摩擦膜が現像スリーブの外表面に形成される。このような、ｔａ−Ｃ膜からなる低摩擦膜は、メッキや塗布などで形成された膜に比べて均一な厚みに形成できるとともに比較的低温での成膜処理が可能であるので、現像スリーブの温度による歪みなどが発生しにくい。そのため、現像スリーブの形状精度を高めることができる。
【００４２】
低摩擦膜は、ＦＶＣＡ方式に代えて、広く実用化されている中空陰極方式（ＨＣＤ方式：Ｈｏｌｌｏｗ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）により現像スリーブの外表面に成膜されたＴｉＮ膜で構成しても良い。物理蒸着法（ＰＶＤ）の一つであるイオンプレーティング方式によれば、密着性に優れた膜が比較的容易に得られ、このイオンプレーティング方式の中でも、特にＨＣＤ方式を用いることで、均質で且つ膜厚が均一で母材の表面粗さに沿った被膜が得られる。
【００４３】
図７は、図３の現像装置１４の現像ローラに法線方向磁束密度の絶対値をプロットした模式図である。図７中の実線は各極の現像スリーブ表面（距離０［ｍｍ］）で、図７中の破線は各極の現像スリーブ表面から１［ｍｍ］離れた位置での、法線方向磁束密度の絶対値が最大となる地点をそれぞれプロットしたものを示す。図７に示すように、供給搬送路１４ｆの現像剤は汲み上げ極Ｐ３（Ｎ極）（以下、Ｐ３極という。）の磁力により現像ローラ上に汲み上げられ、現像ローラ１４ａの回転に伴って、図７中の矢印Ａ方向に搬送される。搬送された現像剤は規制極Ｐ４（Ｓ極）（以下、Ｐ４極という。）により穂立ちし、現像剤規制部材としてのドクタブレード１４ｃによって現像剤の量が規制される。次に、搬送極Ｐ５（Ｎ極）（以下、Ｐ５極という。）により搬送され、主極Ｐ１（Ｓ極）（以下、Ｐ１極という。）で感光体と対向してトナーを現像する。現像後は搬送極Ｐ２（Ｎ極）（以下、Ｐ２極という。）により搬送され、Ｐ２極とＰ３極との間の反発磁界により現像ローラから現像剤が分離、離脱し、回収搬送路１４ｄへと回収される。
【００４４】
また、各極において、図７の法線方向磁束密度のうち現像スリーブ表面と、現像スリーブ表面から１［ｍｍ］離れた位置での法線方向磁束密度の絶対値が最大となる値を以下の表１に示す。このうち、Ｐ１極について詳細に説明する。
【００４５】
【表１】
2017076103.tif 000003
【００４６】
Ｐ１極では、その磁力により現像剤は穂立ち（磁気ブラシ）し、磁気ブラシは感光体と所定の間隔（現像ギャップ）をもって接触する。感光体と現像ローラの線速差および現像バイアスによって磁気ブラシ中の帯電トナーは感光体の潜像に現像されるが、Ｐ１極の磁力の強さ、磁気ブラシが感光体と摺擦する部分で発生する接触部（現像ニップ幅）や線速差は、画像に影響する。特に、ベタ画像の周辺白抜けに影響しており、ベタ画像の先端側の白抜けに関しては、磁気ブラシがベタ部の現像に使用さるトナーが磁性キャリアから離れる際に生ずるカウンタチャージを持ったままベタ部からハーフトーン部に移動し、ベタ部とハーフトーン部の境界、つまりベタ画像の先端に位置するハーフトーン画像のトナーを感光体から静電吸着してしまうことでも発生している。このカウンタチャージによる影響を回避するために、現像ローラの対感光体線速比を小さくする（通常、現像回転数が早いが、ここでは感光体線速に近づけることを意味する）と、現像能力が低下し十分な画像濃度が得られなくなる不具合が生じてしまう。一方、現像ローラの小径化で現像ニップ幅を小さくすると、現像ローラの小径化は内包する磁石の小型化で十分な磁力が得られないことから磁気ブラシ先端（感光体側）の磁力が弱まり、感光体からの電気的な力で磁性キャリアが感光体に付着する、いわゆるキャリア付着が発生してしまう。
【００４７】
そこで、本実施形態では、現像ニップ幅を狭める方策として、Ｐ１極の法線方向磁束密度の減衰率を４０［％］以上とした。法線方向磁束密度の減衰率とはスリーブ表面上の法線方向磁束密度のピーク値とスリーブ表面から１［ｍｍ］離れたところでの法線方向磁束密度のピーク値の差をスリーブ表面上の法線方向磁束密度のピーク値（絶対値）で割った比率をいう。これにより、現像ローラの対感光体線速比、現像ローラ径を変えずに、磁気ブラシが短く、かつ密に形成され、感光体に摺接する現像剤の量が増加するため画像濃度を高められる。さらに、現像ニップ幅を狭められるので、感光体上に現像されたトナー像に後続の磁気ブラシの部分がかかることがなくなり、ベタ画像周辺の白抜け、特にベタ画像先端部の白抜けを改善している。本例の場合、Ｐ１極のスリーブ表面上における法線方向磁束密度のピーク値は−１２０［ｍＴ］で、スリーブ表面から１［ｍｍ］離れたところの法線方向磁束密度のピーク値は−６８［ｍＴ］であった。法線方向の磁束密度の低下量（差分）は５２［ｍＴ］であることから減衰率は４３［％］である。
【００４８】
次に、本実施形態に好適に用いられる二成分の現像剤について説明する。
現像剤の磁性キャリアは、例えば酸化鉄を主成分としたフェライト、マグネタイト、または鉄粉を芯材とし、樹脂でコーティングした磁性体樹脂キャリアを用いることができる。このような磁性キャリアの被覆材料（コーティング材料）としては、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
【００４９】
また、ポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂およびスチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、およびシリコーン樹脂等も挙げられる。
【００５０】
磁性キャリアの体積固有抵抗は、磁性キャリアの体積固有抵抗値測定装置の概略斜視図である図８に示すように、電極間距離２［ｍｍ］、表面積２×４［ｃｍ］の電極５０２ａ、電極５０２ｂを収容したフッ素樹脂製容器からなるセル５０１において、電極５０２ａと電極５０２ｂとの間に磁性キャリア５０３を充填し、三協パイオテク社製：タッピングマシンＰＴＭ−１型を用いて、タッピングスピード３０［回／ｍｉｎ］にて１分間タッピング操作を行う。両極間に１０００［Ｖ］の直流電圧を印加し、ハイレジスタンスメーター４３２９Ａ（４３２９Ａ＋ＬＪＫ５ＨＶＬＶＷＤＱＦＨ ０ＨＷＨＵ；横川ヒューレットパッカード株式会社製）により直流抵抗を測定して電気抵抗率Ｒ［Ω・ｃｍ］を求め、ＬｏｇＲを算出する。本例では１５［ＬｏｇΩ・ｃｍ］の磁性キャリアを使用した。本例の磁性キャリアはアミノ系樹脂のコーティングを施した。
【００５１】
現像剤のトナーについては二成分現像剤として使用されるトナーであれば制限されなく、さらに、バインダー樹脂、着色剤、離型剤、帯電調整剤、外添剤などを含むトナーも使用することができる。バインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレンおよびその置換体の重合体：スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体：ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、これらは単独で、あるいは２種以上併用して使用できる。
【００５２】
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフト−ルイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、オイルイエロー、ハンザイエロー、（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラゲンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイヤーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレットＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、クロームバーミリオン、ベンジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサジンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアンエメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトポン等が挙げられ、これらは１種単独で、または２種以上併用することができる。
【００５３】
外添剤としては無機微粒子や疎水化処理無機微粒子の公知のものすべてが使用可能であり、例えば、シリカ微粒子、疎水性シリカ、脂肪酸金属塩（ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムなど）、金属酸化物（チタニア、アルミナ、酸化錫、酸化アンチモンなど）、フルオロポリマー等を含有してもよく、特に、疎水化されたシリカ、チタニア、アルミナ微粒子を好ましく用いることができる。
【００５４】
外添剤の無機微粒子として、例えば、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。その中でも特にシリカ、二酸化チタンを好ましく用いることができる。
【００５５】
離型剤としては、例えば固形のパラフィンワックス、マイクロワックス、ライスワックス、脂肪酸アミド系ワックス、脂肪酸系ワックス、脂肪族モノケトン類、脂肪酸金属塩系ワックス、脂肪酸エステル系ワックス、部分ケン化脂肪酸エステル系ワックス、シリコーンワニス、高級アルコール、カルナウバワックスなどを挙げることができる。
なお、以上の条件は一例を示したものであり、本発明はこれらの条件に限定されない。また、本実施例では粉砕法によって製造されたトナーを使用しているが、製造方法についても重合法や粉砕法など公知の方法で製造することができ、本発明においても限定されるものではない。
【００５６】
感光体上の潜像をトナー像（顕像）とするために、現像ローラに現像バイアスを印加して感光体にトナーを現像する。本実施形態では現像バイアスとして、直流電圧（ＤＣ）に交流電圧（ＡＣ）を重畳した重畳電圧を印加している。変形可能な実施形態として、重畳電圧は周波数が０．９９［ｋＨｚ］、ピークトゥピーク電圧（Ｖｐｐ）が８００［Ｖ］、＋側Ｄｕｔｙが１０［％］の矩形波を使用している。重畳電圧や波形形状はこれに限定されるものではなく、例えば周波数が８［ｋＨｚ］などの高周波数を用いたり、ｓｉｎ波や三角波など他の波形形状としたりすることも可能である。
【００５７】
次に、本発明の特徴部分であるトナーエンド後回転動作について説明する。
現像ローラは、印刷画像の画像形成動作時、画像濃度や作像条件等を調整する調整動作時に回転する。本発明では、これらを合わせて画像形成動作時、それ以外の場合（トナーエンド時やトナーエンド後を含む）を非画像形成動作時と称することとする。本実施形態では、画像形成動作時では、現像剤のトナー濃度は４［ｗｔ％］〜９［ｗｔ％］の範囲内で制御されながら、画像形成動作のために現像ローラは回転している。この画像形成動作状態で経時、例えばＡ４サイズで数１０００ｋ枚まで、画像形成動作と非画像形成動作とを繰り返しての印刷を行うと、現像ローラに固着トナーが発生してしまう。そのトナーが固着するメカニズムは、次のようなものである。現像ローラに担持されている現像剤中の磁性キャリアの周りに静電的に付着しているトナーの一部は、磁性キャリアから離れて現像ローラ上に付着する。その付着トナーは、トナーの電荷量の減少により磁性キャリアに戻れず、現像ローラに残り続ける。そして、現像ローラの周囲において現像剤を押圧する箇所、例えばドクタブレードと対向する箇所で、ドクタブレードと現像ローラとの間のドクタギャップを現像ローラ上の付着トナーが通過するとき、その付着トナーは現像剤と圧接されて現像ローラ上に固着してしまう。
【００５８】
現像ローラのトナー固着の発生は１０００ｋ枚以上の画像形成動作と非画像形成動作とを繰り返す印刷で発生することが多く、数１００ｋ枚程度ではトナー固着が発生しない。さらに、数１００ｋ枚程度ごとに現像ローラの清掃を行うと、数１０００ｋ枚印刷しても現像ローラへのトナー固着が発生しない。つまり、数１００ｋ枚程度で定期的に現像ローラを清掃することで現像ローラへのトナー固着を防止できる。しかし、現像装置内の現像ローラは通常現像剤に覆われているため現像ローラ表面の付着トナーの清掃は容易ではない。本実施形態は、Ａ４サイズで８０ｋ枚印刷できるトナーボトルを使用しているおり、トナー固着の発生する数１０００ｋ枚まで印刷する間には、複数回のトナーエンド（ユーザからのプリント指示（画像形成動作指示）を装置が受け付けない状態、または受け付けてもプリント作動しない状態）が発生し、トナーボトル交換がユーザにより行われる。
【００５９】
このトナーエンドの発生したタイミングで、現像ローラを回転させるトナーエンド後回転動作を行い、現像剤中の磁性キャリアと現像ローラとの摺擦によって現像ローラに付着したトナー（付着トナー）と現像ローラに固着したトナー（固着トナー）を除去する除去動作を行う。なお、トナーエンド検知は、トナーボトルのトナー残量による検知、トナーボトル内のトナーを現像機内に補給する前に一時貯留するサブホッパでの検知、現像器内のトナー濃度での検知のいずれか、または複数で検知することが可能である。検知方法としては公知の方式で実施することができ、例えばトナー残量であれば、１回の補給量と補給回数から算出することができ、サブホッパや現像器内のトナー濃度であれば、既知のトナー濃度センサで検知することが可能である。本実施形態におけるトナーエンド後回転動作の制御は、図２の本体制御部４００によって行われる。具体的には、トナーエンド後に、あるいは現像剤のトナー濃度がトナーエンド時のトナー濃度よりも低い所定のトナー濃度制御範囲を下回った状態となってから、トナーエンド後回転動作を実行する。これにより、トナーの被覆が極めて少ない磁性キャリアを付着トナーもしくは固着トナーにあてて、付着トナーもしくは固着トナーに対して剥離力を作用させ、付着トナーもしくは固着トナーを現像ローラの表面から良好に除去することができる。
【００６０】
図９のフローチャートで実施例１の現像装置の動作について説明する。
先ず、トナーエンド検知部４１９（図２参照）によってトナーエンドを検知すると画像形成動作は停止する（ステップＳ１０１：ＹＥＳ、ステップＳ１０２）。次に、現像器内、供給搬送路内に設置されているトナー濃度センサ４２０（図２参照）によって現像剤のトナー濃度を検知し、その検知トナー濃度が所定のトナー濃度制御範囲の下限値以下である否かを判定する（ステップＳ１０３）。所定のトナー濃度制御範囲の下限値以下でなければ（ステップＳ１０３：ＮＯ）、トナー濃度を下げるための処理が実行される。このトナー濃度を下げる処理を実行するときは、少なくとも現像ローラ、攪拌スクリュ、感光体を回転させる（ステップＳ１０４）。具体的には、現像ローラ駆動モータ４２１や感光体駆動モータ４０９（図２参照）等の駆動モータを駆動させて感光体を回転させる。このときの回転方向は画像形成動作時と同じである。その後に通常の帯電バイアスや現像バイアスを印加し、所定の露光を行うことで（ステップＳ１０５）、感光体上に所定のトナーを現像し、外部に排出することで現像器内のトナー濃度を下げる（ステップＳ１０６）。なお、感光体上のトナー像は感光体クリーニングブレードで掻き取る。そして、再度トナー濃度センサ４２０でトナー濃度を確認し、トナー濃度制御範囲の下限値よりも大きければ、上記動作を繰り返す（ステップＳ１０３〜Ｓ１０６）。
【００６１】
現像器内のトナー濃度がトナー濃度制御範囲を下回ったならば（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、トナー固着除去動作に入る。先ず、現像ローラ、攪拌スクリュ、感光体を所定時間回転させる（ステップＳ１０７）。次に、帯電バイアスと現像バイアスを印加する（ステップＳ１０８）。このとき、露光は行わないで、現像剤中のトナーは感光体に転移しない。所定時間回転した後に、帯電バイアスと現像バイアスをオフし（ステップＳ１０９）、現像ローラ、攪拌スクリュ、感光体を停止する（ステップＳ１１０）。なお、感光体を現像ローラと共に回転させることで、現像領域で現像剤による磁気ブラシが感光体の局所に摺接し劣化することを防止している。以上により、現像器内のトナー濃度がトナー濃度制御範囲を下回ると、磁性キャリアを覆っているトナーが画像形成動作時に比べて減り、磁性キャリアの表面が露出する部分が増えてくる。その磁性キャリアの露出部分が現像ローラに接触する機会が増える。そして、磁性キャリアが現像ローラ駆動モータ４２１（図２参照）によって回転する現像ローラの表面に対し相対的に摺接することで、トナーに比べて硬い磁性キャリアの露出部分が固着トナーに当たり、現像ローラの表面上に固着している固着トナーに対し剥離力を付与する。その結果、固着トナーを削り取ることができる。そのトナーエンド後回転動作終了後にトナーボトルを交換し補給する（ステップＳ１１１）。現像器内のトナー濃度を作像に用いる通常のトナー濃度制御範囲内におさまるようにトナー濃度制御を行う（ステップＳ１１２）。現像器内のトナー濃度が作像に用いる通常のトナー濃度制御範囲内となれば終了し（ステップＳ１１３：ＹＥＳ）、その範囲外であれば（ステップＳ１１３：ＮＯ）トナー濃度制御を作像に用いる通常のトナー濃度制御範囲内に収まるまで繰り返す。
以上の動作によって、長期にわたり現像ローラへのトナー固着を防止することができることから、汲み上げ量低下の発生を抑制でき、画像濃度低下等の異常画像を抑制することができる。さらには、新たな清掃部材を追加することもないため、装置の大型化やコストアップも回避することができる。
【００６２】
図９に示す実施例１ではトナーボトルを抜く前にトナーエンド後回転動作を実行しているが、図１０に示す例ではステップＳ２０３にてトナーボトルを抜いた後にトナーエンド後回転動作（ステップＳ２０８〜Ｓ２１１）を実行する。その動作が終了した後にステップＳ２１２にて新しいトナーボトルを挿入する。本例によれば、トナーエンド後回転動作を実行しているときにトナーボトルがないため、誤動作によってトナーが補給されることを防止でき、トナーエンド後回転動作において現像装置内のトナー濃度を通常のトナー濃度制御範囲の下限値よりも下げる処理を確実にかつ無駄なく実施することができる。また、トナーエンド後回転動作を実行していることや、トナーエンド後回転動作が終了したことを操作部等に表示させ、ユーザやサービスマンに、誤って新しいトナーボトルが挿入されることを防止したり、新しいトナーボトルの挿入が可能になったことを知らせたりすることができる。
【００６３】
（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。
実施例１のように、トナーエンド後にトナーボトルの交換タイミングである約８０ｋ枚ごとにトナーエンド後回転動作を実行すると、空攪拌による現像剤の劣化が促進されてしまう。そこで、実施例２では、トナーエンドになった回数が所定の複数回に達する毎に、あるいはトナーボトルを所定の複数回交換する毎に、トナーエンド後回転動作を実行することにより、実施例１に比べて現像剤の空攪拌時間を減らせ、空攪拌による現像剤の劣化を抑制することができる。よって、現像剤劣化による汲み上げ量の低下やトナー帯電量の低下を抑え、異常画像やトナー飛散などの不具合を抑制することができる。
【００６４】
図１１は、実施例２の現像装置の動作を説明するフローチャートである。本フローチャートにおいて実施例１と同じステップの動作説明は割愛する。
先ず、トナーエンドを検知すると、図２のトナーボトル交換回数カウンタ４２４のカウント値が＋１カウントアップし、画像形成動作を停止する（ステップＳ３０１、Ｓ３０２、Ｓ３０３）。トナーボトル交換回数カウンタ４２４のカウント値が所定の複数回、例えば３回に達したか否かを判断する（ステップＳ３０４）。トナーボトル交換回数が３回に達していなければ（ステップＳ３０４：ＮＯ）、トナーボトルを交換してトナー濃度制御を行って現像器内のトナー濃度を通常のトナー濃度制御範囲内におさまるようにした上で終了となる（ステップＳ３１４、Ｓ３１５、Ｓ３１６）。トナーボトルの交換回数が３回に達したならば（ステップＳ３０４：ＹＥＳ）、トナーエンド後回転動作を実行する。その後、トナーボトル交換回数カウンタのカウント値をリセットし（ステップＳ３１３）、トナーエンド後回転動作終了後にトナーボトルを交換し補給する（ステップＳ３１４）。現像器内のトナー濃度を作像に用いる通常のトナー濃度制御範囲内に戻すトナー濃度制御を行う（ステップＳ３１５）。現像器内のトナー濃度が作像に用いる通常のトナー濃度制御範囲内におさまるようになれば終了し（ステップＳ３１６：ＹＥＳ）、その範囲外であれば（ステップＳ３１６：ＮＯ）、現像器内のトナー濃度が作像に用いる通常のトナー濃度制御範囲内におさまるまでトナー濃度制御を繰り返す。本実施例ではトナーボトルを交換した回数をカウントしていたが、トナーエンドになった回数をカウントしてそのカウント値によってトナーエンド後回転動作を実行するか否かを判断してもよい。本実施例におけるトナーエンド後回転動作は実施例１と同様のため割愛する。
【００６５】
図１２は、実施例２の現像装置の他の動作を説明するフローチャートである。本フローチャートにおいて図１１と同じステップの動作説明は割愛する。
図１２に示すように、ステップＳ４０４にてトナーボトル交換回数が３回に達していない場合、図２のトナーエンド後回転動作実行可否選択部４２５によって、トナーエンド後回転動作を実行するか否かを選択させる表示（実行／不実行）を図２の操作部４０６にあらわす。そして、ユーザやサービスマンに、いずれかを選択させる（ステップＳ４０４：ＮＯ、ステップＳ４０５）。トナーエンド後回転動作の実行が選択された場合（ステップＳ４０５：ＹＥＳ）には、トナーエンド後に現像ローラを回転させ、トナーボトル交換回数カウンタのカウント値をリセットしてトナーボトルを交換してトナー濃度制御を行う（ステップＳ４１４、Ｓ４１５、Ｓ４１６、Ｓ４１７）。
【００６６】
図１２に示す実施例２によれば、ユーザやサービスマンによってトナーエンド後回転動作の実行可否を選択できるようにした。それにより、トナーボトル交換回数が所定回数に達していない場合であっても、ユーザやサービスマンが出力画像を見てその出力画像の濃度が薄いと判断した場合には、トナーエンド後回転動作を実行するよう選択して出力画像の濃度を良好にすることができる。さらに、経時、例えば数１０００ｋ枚出力後では、付着トナーや固着トナーがドクタギャップ通過するときに圧接される頻度が高まって付着トナーや固着トナーの量が増大しているおそれがある。この場合、数回のトナーボトル交換毎に実行するトナーエンド後回転動作では、付着トナーや固着トナーを良好に除去することが難しい。この場合には、例えばトナーボトルを交換するたびにトナーエンド後回転動作を実行するよう選択し、トナーボトルの交換回数が所定回数に達する毎のみに現像剤担持体を回転させる場合に比べて、トナーエンド後回転動作を実行する回数を増やすことで付着トナーや固着トナーを良好に除去できる。逆に、本プリンタの稼働初期時では、付着トナーや固着トナーの量が比較的少ないので、トナーボトル交換回数が所定回数に達したとしてもトナーエンド後回転動作を実施しないよう選択する。それにより、空攪拌の時間を減らし、その空攪拌による現像剤の劣化を抑制することができる。以上のように、トナーエンド後回転動作の実行の可否を選択可能にしたことで、出力画像の濃度や付着トナーと固着トナーとの量に応じて、トナーエンド後回転動作の実行回数を調整することができるようになる。
【００６７】
図１１及び図１２に示すトナーエンド後回転動作は、トナーボトルを入れたまま実行しているが、トナーボトルを抜いた後にトナーエンド後回転動作を実行することも可能である。その動作フローを図１３、図１４に示す。図１３のフローチャートにおいては、トナーボトルを抜いた後に、トナーボトルの交換回数を判断条件にしてトナーエンド後回転動作の実行可否の判断を行っている。図１４のフローチャートにおいては、トナーボトルを抜いた後に、トナーボトルの交換回数を判断条件にしてトナーエンド後回転動作の実行可否を判断しさらにユーザやサービスマンによってトナーエンド後回転動作の実行可否の選択を行っている。詳細な説明は割愛する。
【００６８】
（実施例３）
次に、上記実施形態における現像装置のさらに他の実施例（以下、本実施例を「実施例３」という。）について説明する。
図１５は、実施例３における図１中の画像形成ユニットが備える現像装置及び感光体を示す拡大構成図である。図１６は、実施例３の現像装置１４の手前側端部近傍の斜視説明図である。
図１５及び図１６に示すように、実施例３の現像装置１４は、現像剤排出部としての現像剤排出口１４ｑを備え、その現像剤排出口１４ｑは排出仕切り壁１４ｓに設けられ、供給搬送路１４ｆを通過した現像剤が現像装置１４の装置外に排出する。その現像剤排出口１４ｑを通過した現像剤は、排出現像剤として排出搬送路１４ｒに受け渡され、排出スクリュ１４ｐ（図１５参照）が回転することによって供給搬送路１４ｆの搬送方向（図１５中の手前側に向かう方向）とは逆方向（図１５中の奥側に向かう方向）に搬送される。排出搬送路１４ｒは、供給搬送路１４ｆの搬送方向下流側で排出仕切り壁１４ｓを挟んで供給搬送路１４ｆと隣り合うように配置されている。
【００６９】
実施例３の現像装置１４では、現像剤が、供給搬送路１４ｆの搬送方向下流端近傍に到達し、供給搬送路１４ｆと撹拌搬送路１４ｇとを連通させる循環開口部である現像剤排出口１４ｑに入らなかった現像剤を現像剤排出口１４ｑの近傍で滞留する。供給搬送路１４ｆの搬送方向下流端近傍に到達した現像剤で、現像剤排出口１４ｑに入ることができず、現像剤排出口１４ｑから溢れ出た現像剤が供給下流端壁部１４ｔによって堰き止められる。その現像剤の嵩が増加したときに、現像剤排出口１４ｑに到達した現像剤がその現像剤排出口１４ｑを通って排出搬送路１４ｒに排出される。
【００７０】
以上のような構成を有する実施例３によれば、上述したトナーエンド後回転動作を行ったときに発生したトナー固着物を余剰の現像剤とともに排出することで、現像剤の寿命を延ばすとともに現像剤の劣化を抑制することができる。この結果、ランニングコストアップを抑えるとともに、現像剤劣化による現像剤搬送量低下を抑制でき画像濃度低下による画質悪化を抑制できる。
【００７１】
（変形例）
次に、上記実施形態における現像装置の一変形例について説明する。本変形例は、実施例１及び実施例３の構成に対して、冷却部材を放熱リブから液冷装置に変更した例である。冷却装置以外の構成については、実施例１及び実施例３と同構成であるため説明は省略する。
【００７２】
図１７は、変形例における液冷装置３００を備えた画像形成部１の概略構成図である。図１８は、変形例における図１中の画像形成ユニットが備える現像装置及び感光体を示す拡大構成図である。
図１７に示すように、液冷装置３００は、温度上昇箇所である現像装置１４Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの壁面に圧接し、冷却液が現像装置１４Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋからの熱を受ける４つの受熱部３０１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと、冷却液を冷却する３つの冷却部３０２と、冷却液を内包する循環パイプ３０３と、冷却液を循環パイプ内で循環させるための搬送部たる冷却ポンプ３０４と、余剰の冷却液を貯留するリザーブタンク３０５等とを備えている。各冷却部３０２は、放熱部としてのラジエータ３０２ａ、冷却ファン３０２ｂなどを備えている。
【００７３】
受熱部３０１は、熱伝導性の高い部材で形成されたケース３０１ａの内部に流路３０１ｂが設けられている。通常、熱伝導率が４００［Ｗ／ｍＫ］程の銅、もしくは２００［Ｗ／ｍＫ］程のアルミニウムをベースにして受熱部３０１のケース３０１ａが構成されている。なお、伝導率の高い材質（例えば、銀や金）を用いても良い。
【００７４】
また、現像装置１４の側面などもアルミや銅などの熱伝導性の高い部材で構成しているため、現像装置１４の側面に受熱部３０１を密着させようとすると、少なからず空気層ができてしまう。この結果、空気層ができてしまうと、熱交換の効率が落ちてしまう。そのため、変形例においては、図１８に示すように、受熱部３０１の現像装置１４と対向する面（以下、圧接面という）に熱伝導シート３０６を貼り付けている。また、受熱部３０１を現像装置１４側に押し付けて保持するホルダー３０７は、ツメ３０８とツメ３０９とによって現像装置１４の左側面に取り付けられている。このホルダー３０７によって受熱部３０１は、現像装置１４の現像剤収容容器の外壁面に設けられ、かつ受熱部３０１を接触させる接触面３１０に接した状態で保持されている。
【００７５】
この熱伝導シート３０６は、高熱伝導性であると同時に、現像装置１４と受熱部３０１との面精度を潰してくれるような硬さ（変形しやすさ）が要求される。しかし、熱伝導シート３０６は、高熱伝導であると硬く、低熱伝導であると軟らかいという性質を持っている。このため、高熱伝導性を得るためには、熱伝導シート３０６は、ある程度硬くなってしまう。そのため、変形例では、受熱部３０１を現像装置１４の側面に圧接するように、受熱部３０１を大きな押圧力で押圧している。これにより、ある程度硬い熱伝導シートを用いても熱伝導シート３０６が変形して、現像装置１４と受熱部３０１との面精度を潰してくれる。よって、現像装置１４と受熱部３０１との間に空気層ができるのを抑制し、現像装置１４の熱を受熱部に良好に伝導させることができる。また、熱伝導シート３０６は、現像装置１４の側面に貼り付けてもよい。
【００７６】
図１７に示すように、各冷却部３０２では、循環パイプ３０３からの冷却媒体を内包する収容部（熱伝導率が高いアルミ等で構成）を介して冷却液を伝熱、放熱する放熱部であるラジエータ３０２ａを備え、放熱量に応じて冷却ファン３０２ｂによる強制空冷、または自然空冷がとられる。また、冷却部３０２は、１つでもよいし、４つ以上であっても構わない。さらに、冷却部毎に冷却ファンを設けているが、１つの冷却ファンで各冷却部のラジエータに外気を供給するよう構成してもよい。冷却部３０２を複数備えることで各冷却部の冷却効率が低くても、全ての現像装置１４Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの温度上昇を良好に抑制することができる。その結果、１つの冷却部で全ての現像装置１４Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの温度上昇を抑制するものに比べて、放熱面積が小さく冷却効率のあまり高くない小型のラジエータを用いることができ、冷却部を小型化することが可能となる。
【００７７】
冷却ポンプ３０４は冷却液を受熱部３０１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと冷却部３０２とで循環させる駆動源であり、冷却液は図１７中の矢印のように循環させる。また、リザーブタンク３０５は冷却液保管用のタンクである。冷却液は、受熱部３０１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋで受けた熱をラジエータ３０２ａまで輸送する熱輸送媒体である。さらに、冷却液は、水を主成分とし、凍結温度を下げるためにプロピレングリコールやエチレングリコールなどを添加したり、金属の構成部品の錆を防ぐために防錆剤（例えば、リン酸塩系物質：リン酸カリ塩、無機カリ塩等）を添加したりして使用する。冷却液が水の場合、定積熱容量が空気の３０００倍以上であり、少ない流量で大きな熱量を移送できるので、強制空冷に比べ効率のよい冷却が可能である。
【００７８】
［確認実験］
実施例１、実施例２、実施例３及び比較例として以下の確認実験を行った。なお、比較例は実施例１、実施例２及び実施例３のようにトナーエンド後回転動作を行わない例となる。
確認実験は、以下の条件で行った。
作像に用いる通常のトナー濃度制御範囲は、４［ｗｔ％］〜９［ｗｔ％］とした。評価機は、RICOH PRO 8100Sを用いた。その評価機において、画像面積率が５［％］でＡ４サイズ上に印刷したものを２０００Ｋ枚印刷した。トナーエンド後回転動作時のトナー濃度は３±０．５［ｗｔ％］とした。
評価項目は、画像濃度（全面ベタ画像のＩＤ・・・Ｘ−Ｒｉｔｅ９３９にて測定）、現像スリーブのトナー固着（ランク評価：５段階評価、１（固着悪い）〜５（固着無し））、トナー飛散（目視確認）である。
結果を以下の表２に示す。総合判定で、○は合格、×は不合格、をそれぞれ示す。実施例、変形例では、いずれの判定基準について合格となっている。一方、比較例では、画像濃度低下、現像ローラへのトナー固着発生、トナー飛散発生があり、全ての判定基準について不合格となっている。以上の確認実験により、本発明の効果を確認することができた。
【００７９】
【表２】
2017076103.tif 000004
【００８０】
以上、プロセスカートリッジを用いたプリンタを例にとって説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、プロセスカートリッジは感光体ドラム、現像装置等を別体とする構成をとることも可能である。また、画像形成装置の構成も任意であり、タンデム式における各色作像ユニットの並び順などは任意である。また、４色機に限らず、３色あるいは５色以上のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【００８１】
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
磁石１４ａ−２等の磁界発生部を中空体内に配置して移動し、該磁界発生部の磁力により該中空体の外周面上に磁性キャリアとトナーとからなる二成分の現像剤を担持して搬送する現像ローラ１４ａ等の現像剤担持体を備える現像装置１４において、トナーエンド後に前記現像剤担持体を回転させるトナーエンド後回転動作を行うことを特徴とするものである。
本態様によれば、トナーエンド後では、現像装置内のトナー濃度がトナー濃度制御範囲よりも下がり、磁性キャリアを覆っているトナーがトナーエンド前に比べて減り、磁性キャリアの表面が露出する部分が増える。この結果、磁性キャリアの露出部分が現像剤担持体に接触する機会が増える。現像剤は磁界発生部によって穂立ちしたり、あるいは分離、離脱したりする。トナーエンド後に現像剤担持体を回転させることで、その現像剤の動きによって、現像剤と現像剤担持体の表面との間で相対移動が生まれる。そのとき、磁性キャリアの露出部分が付着トナーや固着トナーに当たると、磁性キャリアはトナーに比べて硬いので、付着トナーや固着トナーを現像剤担持体の表面から剥離させる力が、磁性キャリア上のトナーが付着トナーや固着トナーに当たった場合に比べて、付着トナーや固着トナーに対し強く作用し、付着トナーや固着トナーを現像剤担持体の表面から除去することができる。これにより、現像剤担持体に対する現像剤の追従性が悪化して現像剤搬送力が低下するのを抑制でき、現像時に現像領域へ搬送する現像剤量の低下も抑制できる。したがって、画像濃度低下による画質悪化を抑制できる。
【００８２】
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、前記現像剤担持体を回転させる駆動部と、画像形成動作時に、現像装置内のトナー濃度が所定のトナー濃度制御範囲内に収まるようトナー補給を制御するトナー濃度制御部と、トナーエンド時に、現像装置内のトナー濃度が前記トナー濃度制御範囲を下回るまで下げ、その現像装置内のトナー濃度が下がった状態で、前記トナーエンド後回転動作を実行させる制御部とを有することを特徴とするものである。
トナーエンド時であっても現像装置内のトナー濃度がトナー濃度制御範囲内に収まっていると、トナー濃度がトナー濃度制御範囲を下回っている場合に比べて磁性キャリアの露出部分が少ない。その結果、付着トナーや固着トナーを現像剤担持体の表面から良好に除去することができない。本態様によれば、トナーエンド時に現像装置内のトナー濃度がトナー濃度制御範囲を下回るまで下げ、その状態でトナーエンド後に現像剤担持体を回転させるトナーエンド後回転動作を実行させる。それにより、磁性キャリアを覆っているトナーがトナーエンド前に比べて減って磁性キャリアの露出部分が多くなり、付着トナーや固着トナーを現像剤担持体の表面から良好に除去することができる。トナーエンド後では、画像形成動作を停止しトナー収容容器の交換が行われる。現像装置内のトナー濃度を下げるときには廃トナーが排出されるので、トナー収容容器の交換と同時に廃トナー収容容器を交換することは、ユーザにとって便利である。
【００８３】
（態様Ｃ）
（態様Ａ）又は（態様Ｂ）において、トナーエンドとなった回数が所定数になる毎に、前記トナーエンド後回転動作を行うことを特徴とするものである。
トナーエンドとなるたびに、そのトナーエンド後に現像剤担持体を回転させると、現像装置内の現像剤を空攪拌する時間が増え、現像剤の劣化が促進する。本態様によれば、トナーエンドとなった回数が所定数になったときに、トナーエンド後回転動作を行う。それにより、トナーエンドとなるたびにトナーエンド後回転動作を行う場合に比べて、現像装置内の現像剤を空攪拌する時間が減り、空攪拌による現像剤の劣化を抑制することができる。
【００８４】
（態様Ｄ）
（態様Ａ）〜（態様Ｃ）において、前記トナーエンド後回転動作を行うか否かを選択する選択部を備えることを特徴とするものである。
通常、画像形成装置では、稼働初期時、現像剤担持体の表面に、付着するトナーあるいは固着するトナーの量は比較的少なく、出力画像濃度は十分に良好である。そのようなときにトナーエンド後に現像剤担持体を回転させるトナーエンド後回転動作を実行すると、空攪拌による現像剤の劣化を促進させてしまう。また、経時により現像剤担持体の表面上の付着トナーや固着トナーの量が比較的増え、数回に一度のトナーエンド後回転動作を実行しただけでは、付着トナーや固着トナーを良好に除去できない。
本態様によれば、トナーエンド後回転動作を実行するか否かを選択可能にしている。例えば、画像形成装置の稼働初期時においては、トナーエンドの回数が所定数になったとしても現像剤担持体を回転させないことを選択する。それにより、トナーエンドの回数が所定数になるたびに現像剤担持体を回転させる場合に比べて、トナー固着除去動作の実行回数を減らすことができる。よって、空攪拌による現像剤の劣化を抑制することができる。逆に、例えば、経時により現像剤担持体の表面に、固着するトナー、あるいは付着するトナーが比較的増加する場合には、例えばトナーエンドとなるたびに現像剤担持体を回転させてトナーエンド後回転動作を実行することを選択する。それにより、トナーエンドとなった回数が所定数になる毎のみにトナーエンド後回転動作を実行する場合に比べて、トナーエンド後回転動作の実行回数を増やすことができる。よって、付着トナーや固着トナーを良好に除去することができる。
【００８５】
（態様Ｅ）
（態様Ａ）〜（態様Ｄ）において、前記現像剤担持体に現像剤を供給する供給搬送路１４ｆ等の現像剤供給路と、該現像剤供給路と連通し、かつ現像剤を現像装置の外部に排出する排出搬送路１４ｒと、該排出搬送路内の現像剤に搬送力を付与する排出スクリュ１４ｐ等の排出搬送部材と、前記現像剤供給路内の現像剤の少なくとも一部を排出現像剤として前記排出搬送路へ搬送する供給下流端壁部１４ｔ等の現像剤搬送部とを備えることを特徴とするものである。
本態様では、現像剤担持体の表面から除去した付着トナーや固着トナーを外部に排出することができ、現像剤の長寿命化が可能となる。
【００８６】
（態様Ｆ）
（態様Ａ）〜（態様Ｅ）において、現像剤担持体の表面に、現像剤担持体の基材よりも摩擦係数が小さい低摩擦膜１４ａ−３とを有することを特徴とするものである。
本態様によれば、非画像部の現像剤担持体にトナーが付着し、現像剤担持体に付着したトナーが電荷を持っているために、印刷時には現像剤担持体上のトナーの持つ電荷分だけ現像電位が嵩上げされ、トナー現像量が増加することで発生する濃度ムラ、いわゆるゴースト画像が形成される。本態様では、現像剤担持体の表面に基材よりも摩擦係数の低い低摩擦膜を形成することにより、現像剤担持体に付着するトナーを減らし、ゴースト画像が形成されることを抑制することができる。
【００８７】
（態様Ｇ）
（態様Ａ）〜（態様Ｆ）において、前記磁界発生部は、現像剤規制部材により規制された現像剤担持体上の現像剤を像担持体上に形成された静電潜像に供給させるための主極Ｐ１等の現像用磁極を備え、該現像用磁極は、前記磁極よりも現像剤担持体による現像剤搬送方向下流側であって像担持体に対向する現像領域の対応するよう配置されており、現像用磁極による法線方向磁束密度の減衰率を、現像剤担持体上で最大となる現像用磁極による法線方向磁束密度と現像剤担持体の外周面から法線方向に向かって１［ｍｍ］離れた箇所で最大となる現像用磁極による法線方向磁束密度との差を現像剤担持体上で最大となる現像用磁極による法線方向磁束密度で割った値と規定し、現像用磁極による法線方向磁束密度の減衰率が４０［％］以上であることを特徴とするものである。
本態様によれば、現像剤担持体の対潜像担持体線速比を小さくすると、現像能力が低下し十分な画像濃度が得られなくなる不具合が生じ、現像剤担持体の小径化は内包する磁石の小型化で十分な磁力が得られないことから、穂の状態の現像剤の上層部の磁力が弱まり、感光体等の潜像担持体からの電気的な力で磁性キャリアが潜像担持体に付着する。本態様では、現像剤担持体の対潜像担持体線速比を必要以上に小さくせず、かつ現像剤担持体の径も必要以上に小さくせずに現像ニップ幅を狭める方策として、現像用磁極の法線方向磁束密度の減衰率を４０［％］以上とした。これにより、現像剤担持体の対潜像担持体線速比、及び現像剤担持体の径を変えずに、現像ニップ幅を狭められ、ベタ画像周辺の白抜け、特にベタ画像先端部の白抜けを改善できる。
【００８８】
（態様Ｈ）
（態様Ａ）〜（態様Ｇ）において、現像剤収容容器に放熱リブ１４ｏ等の冷却部材を設置することを特徴とするものである。
本態様によれば、現像剤収容容器内部の温度上昇を抑え、異常画像を防止できる。
【００８９】
（態様Ｉ）
（態様Ｈ）において、前記冷却部材は、前記現像剤収容容器と一体の放熱リブ１４ｏであることを特徴とするものである。
本態様によれば、現像剤収容容器内部の温度上昇を抑え、異常画像を防止できる。
【００９０】
（態様Ｊ）
（態様Ｈ）において、前記冷却部材は、前記現像剤収容容器に隣接する液冷装置３００であることを特徴とするものである。
本態様によれば、現像剤収容容器内部の温度上昇を抑え、異常画像を防止できる。
【００９１】
（態様Ｋ）
感光体１１等の像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電ユニット１３等の帯電部と、該像担持体の帯電された表面を露光して潜像を形成する露光ユニット１５等の露光部と、該像担持体上の潜像を現像する現像装置１４等の現像部と、該像担持体の表面をクリーニングするドラムクリーニングユニット１２等のクリーニング部とを有するプリンタ１００等の画像形成装置の本体に対して着脱可能であり、少なくとも該像担持体と該現像部とが一体的に支持された画像形成ユニット１０等のプロセスカートリッジにおいて、該現像部が、（態様Ａ）〜（態様Ｊ）の現像装置である。
本態様では、現像剤担持体の表面上に、付着している付着トナーや固着している固着トナーを効果的に削り取れる。これにより、現像剤搬送力の低下を抑制でき、現像領域に搬送する現像剤量の低下も抑制できる。よって、画像濃度低下による画質悪化を抑制できる。よって、画像濃度低下による画質悪化を抑制できる。これにより、異常画像の発生を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。
【００９２】
（態様Ｌ）
像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電部と、該像担持体の帯電された表面を露光して潜像を形成する露光部と、該像担持体上の潜像を現像する現像部と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング部とを有する画像形成装置において、該現像部が、（態様Ａ）〜（態様Ｊ）の現像装置である。本態様によれば、画像濃度低下による画質悪化を抑制できる。
【符号の説明】
【００９３】
１  画像形成部
１０  画像形成ユニット
１１  感光体
１２  ドラムクリーニングユニット
１３  帯電ユニット
１４  現像装置
１４ａ  現像ローラ
１４ａ−１  現像スリーブ
１４ａ−２  磁石
１４ａ−３  低摩擦膜
１４ｂ  供給スクリュ
１４ｃ  ドクタブレード
１４ｄ  回収搬送路
１４ｅ  回収スクリュ
１４ｆ  供給搬送路
１４ｇ  撹拌搬送路
１４ｈ  撹拌軸部
１４ｉ  撹拌羽部
１４ｊ  撹拌スクリュ
１４ｋ−１  第一仕切り壁
１４ｋ−２  第二仕切り壁
１４ｌ  第三仕切り壁
１４ｍ  ヒートシンク
１４ｎ  現像剤収容容器
１４ｏ  放熱リブ
１４ｐ  排出スクリュ
１４ｑ  現像剤排出口
１４ｒ  排出搬送路
１４ｓ  排出仕切り壁
１４ｔ  供給下流端壁部
１５  露光ユニット
１６  落下口
１７  持ち上げ口
１８  トナーボトル
２０  読取装置
３０  転写ユニット
３１  中間転写ベルト
４０  ２次転写装置
４１  ２次転写ローラ
４２  転写対向ローラ
５０  定着ユニット
６０  搬送ベルト
７０  給紙ユニット
８０  両面ユニット
９０  排紙ユニット
１００  プリンタ
１１０  中間転写ベルトクリーニングユニット
１２０  断熱装置
１３０  静止摩擦係数測定装置
１３１  測定紙片
１３２  現像ローラ
１３３  重り
１３４  デジタルプッシュプルゲージ
３００  液冷装置
３０１  受熱部
３０２  冷却部
３０２ａ  ラジエータ
３０２ｂ  冷却ファン
３０３  循環パイプ
３０４  冷却ポンプ
３０５  リザーブタンク
３０６  熱伝導シート
３０７  ホルダー
３０８  ツメ
３０９  ツメ
３１０  接触面
４００  本体制御部
４１９  トナーエンド検知部
４２０  トナー濃度センサ
４２１  現像ローラ駆動モータ
４２２  トナー補給制御部
４２３  トナー濃度制御部
４２４  トナーボトル交換回数カウンタ
４２５  トナーエンド後回転動作実行可否選択部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９４】
【特許文献１】特開２０１３−０５７８６９号公報
【図１】
2017076103.tif 000005
【図２】
2017076103.tif 000006
【図３】
2017076103.tif 000007
【図４】
2017076103.tif 000008
【図５】
2017076103.tif 000009
【図６】
2017076103.tif 000010
【図７】
2017076103.tif 000011
【図８】
2017076103.tif 000012
【図９】
2017076103.tif 000013
【図１０】
2017076103.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
2017076103.tif 000016
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2017076103.tif 000020
【図１７】
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【図１８】
2017076103.tif 000022