(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像バイアス電圧が印加され、現像剤を担持し回転して静電潜像担持体上へ搬送して潜像を現像する現像剤担持体と、供給バイアス電圧が印加され、回転して前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体によって担持される現像剤の厚さを規制して現像剤の層を現像剤担持体上に形成する層形成部材とを有する現像装置であって、現像剤担持体を静電潜像担持体に対して接触させて現像動作を行わせ現像剤担持体を静電潜像担持体から離間して現像動作を行わせない現像装置において、
供給バイアス電圧を切ってアースした後に前記現像剤供給部材に流れる電流値が反対極性に急激に増加した後であって、略一定の定常値になる前に、前記現像剤担持体を静電潜像担持体から離間させるようにしたことを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像装置に関し、特に、電子写真装置、レーザープリンター等の静電潜像を乾式トナーで顕像化する現像装置において現像ローラを感光体に接触させて現像を行い、離間させて現像動作を中止する現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式のカラー画像形成装置の現像装置としては、感光体に対して複数の現像器の現像ローラを交互に感光体に接触させ、一つの色の現像が終わったらその色が対応する現像器の現像ローラを感光体から離間させ、次の色の現像器の現像ローラを感光体に接触させてその色の現像を行うものが代表的なものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように現像器の現像ローラ（現像剤担持体）を感光体（静電潜像担持体）に対して接触させて現像し、その後感光体から離間するとき、感光体と現像ローラの間の接触ニップ部に溜まっているトナー（現像剤）が離間した隙間から落下し、その落下したトナーが機内を汚染する問題がある（図２）。
【０００４】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、現像ローラを感光体に離接させる現像装置において、現像ローラを感光体から離間するときに接触ニップ部に溜まっているトナーが機内に落下して汚染するのを防止することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の現像装置は、現像バイアス電圧が印加され、現像剤を担持し回転して静電潜像担持体上へ搬送して潜像を現像する現像剤担持体と、供給バイアス電圧が印加され、回転して前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体によって担持される現像剤の厚さを規制して現像剤の層を現像剤担持体上に形成する層形成部材とを有する現像装置であって、現像剤担持体を静電潜像担持体に対して接触させて現像動作を行わせ現像剤担持体を静電潜像担持体から離間して現像動作を行わせない現像装置において、供給バイアス電圧を切ってアースした後に前記現像剤供給部材に流れる電流値が反対極性に急激に増加した後であって、略一定の定常値になる前に、前記現像剤担持体を静電潜像担持体から離間させるようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
以下、上記本発明の現像装置の構成と作用を図面を参照にして説明する。
【０００８】
図１に本発明の現像装置１０の構成を示す。感光体（潜像担持体）２０の周りには、その回転方向に沿って、不図示の帯電手段、露光手段が設けられ、現像装置１０、不図示の、転写装置、及び、クリーニング手段が配置されている。
【０００９】
帯電手段は、感光体２０の外周面に当接して外周面を一様に帯電させる。一様に帯電した感光体２０の外周面には、露光手段によって所望の画像情報に応じた選択的な露光がなされ、この露光によって感光体２０上に静電潜像が形成される。
【００１０】
現像装置１０には、現像ローラ（現像剤担持体）１と、その現像ローラ１表面にトナーを供給する供給ローラ（供給部材）２と、現像ローラ１表面に担持されているトナーの厚さを規制してトナーの層を現像ローラ１に形成するブレード（層形成部材）３とが配置され、現像ローラ１と供給ローラ２は相互に接触して図示の方向に回転しており、現像ローラ１には現像電源４からの現像バイアス電圧が、供給ローラ２には供給電源５からの供給バイアス電圧がそれぞれ印加されており、供給ローラ２の回転により摩擦帯電されたトナーは供給ローラ２から現像ローラ１へ供給され、その表面に担持されているトナー層の厚さは現像ローラ１と当接しているブレード３で規制されると共に、現像ローラ１表面に担持されているトナーはさらなる摩擦帯電を受ける。
【００１１】
画像形成時（現像時）は、現像ローラ１と感光体２０は接触し、画像形成時以外は感光体２０から現像ローラ１が離間するように、現像装置１０を感光体２０に対して離接させる離接機構６が設けられている。
【００１２】
また、現像電源４からの現像バイアス電圧の印加ＯＮ及びＯＦＦ、供給電源５からの供給バイアス電圧の印加ＯＮ及びＯＦＦ、離接機構６による現像ローラ１の感光体２０への離接タイミングは、制御装置７により制御されるようになっている。なお、感光体２０、現像電源４、供給電源５はアース線で結ばれている。
【００１３】
図２は、現像ローラ１が感光体２０と接触して画像形成を行う際の現像装置１０内におけるトナーＴの流れを示す図であり、トナーＴは例えばマイナスに摩擦帯電する非磁性一成分現像剤である。供給ローラ２に印加されるマイナスの供給バイアス電圧の作用と供給ローラ２の矢印方向の回転の作用により、供給ローラ２から現像ローラ１へトナーＴが移動し、それに伴う供給ローラ２に流れ込む供給電流（図示の場合は、マイナスの電流）は一定量となる。この供給電流は、図５の（ａ）部の供給電流値である。このとき、現像ローラ１の感光体２０への接触部付近には、現像ローラ１と感光体２０の周速比の違い（通常、現像ローラ１の周速が感光体２０の周速より大きく設定される。その理由は、現像ローラ１表面に担持されているトナー層の厚さはブレード３で薄く規制されているので、十分な濃度を出すためには、現像ローラ１の周速を大きくして必要なトナーを現像部に供給するためである。）から、余剰トナーが溜まる、いわゆる現像剤溜まりＡが発生する。このまま現像ローラ１を感光体２０から離間すると、この現像剤溜まりＡから下方にトナーが落下する。
【００１４】
本発明の現像装置においては、画像形成後、現像ローラ１の離間前に、まず供給バイアス電圧をＯＦＦにしてアースすることにより供給ローラ２の電圧を０Ｖに保持する。そのときのトナーＴの流れは図３に示す通りであり、供給ローラ２と現像ローラ１の電位差と現像ローラ１の回転の作用によりトナーＴが供給ローラ２側へ移動し、トナーＴの移動に伴い通常時とは逆極性（図示の場合は、プラスの電流）の供給電流が流れる。このときの供給電流は、現像ローラ１上のトナーＴが供給ローラ２へ付着することにより流れるものがほとんどであり、比較的大きな電流が流れる。この供給電流は、図５の（ａ）部から（ｂ）部に移行するときの供給電流値である。供給ローラ２に対するトナーＴの付着がある程度進むと、図４に示すように、現像ローラ１から供給ローラ２へのトナーＴの移動がそれまでよりも少ないある一定量に落ち着くようになる。そのときの供給電流は、供給バイアス電圧をＯＦＦした瞬間に流れる電流よりは小さな値に落ち着く。このような現象は、供給ローラ２ヘのトナーＴの付着がある一定量以上になると、電位的に供給ローラ２の電位が現像ローラ１の電位に近づくと共に、供給ローラ２表面にトナーＴが付着したことによるトナーＴの現像ローラ１からの掻き取り力が低下するために発生する。このため、供給ローラ２ヘのトナーＴの移動量はある一定量で平衡し安定するようになる。この落ち着いた供給電流は、図５の（ｃ）部の供給電流値である。
【００１５】
図２〜図４及び上記の説明より明らかなように、現像ローラ１上のトナーＴの搬送量は、図３のときが極めて少なく、現像ローラ１と感光体２０のニップ部の現像剤溜まりＡも発生しない。この図３のときに、図５のタイミングチャートに示すように、制御装置７により離接機構６を動作させて現像ローラ１を感光体２０から離間させるようにすることにより、トナーＴの落下現象が起きず、機内汚染等の不具合が発生することはない。
【００１６】
なお、以上では、供給バイアス電圧をＯＦＦにしてアースした後に図３の状態が発生するとしたが、供給バイアス電圧をＯＦＦにしてフロートの状態にしても、略同様に現象が生じるので、その時点で現像ローラ１を感光体２０から離間させるようにしてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の現像装置を用いた画像形成装置の実施例と比較例について説明する。
【００１８】
（実施例１）
図６に本発明の１実施例の現像装置１０を用いた画像形成装置の要部の構成を示す。感光体２０の周りには、その回転方向に沿って、不図示の帯電手段、露光手段が設けられ、現像装置１０、不図示の、転写装置、及び、クリーニング手段が配置されている。
【００１９】
帯電手段は、感光体２０の外周面に当接して外周面を一様に帯電させる。一様に帯電した感光体２０の外周面には、露光手段によって所望の画像情報に応じた選択的な露光がなされ、この露光によって感光体２０上に静電潜像が形成される。
【００２０】
現像装置１０には、現像室８と、メインホッパ９と、トナーカートリッジ２１とからなり、現像室８には、現像ローラ（現像剤担持体）１と、その現像ローラ１表面にトナーを供給する供給ローラ（供給部材）２と、現像ローラ１表面に担持されているトナーの厚さを規制してトナーの層を現像ローラ１に形成するブレード（層形成部材）３とが配置され、現像ローラ１と供給ローラ２は相互に接触して図示の方向に回転しており、現像ローラ１には現像電源４（図１）からの現像バイアス電圧が、供給ローラ２には供給電源５（図１）からの供給バイアス電圧がそれぞれ印加されており、供給ローラ２の回転により摩擦帯電されたトナーは供給ローラ２から現像ローラ１へ供給され、その表面に担持されているトナー層の厚さは現像ローラ１と当接しているブレード３で規制されると共に、現像ローラ１表面に担持されているトナーはさらなる摩擦帯電を受ける。
【００２１】
メインホッパ９内には、トナーカートリッジ２１からトナー補給口１２を介して補給されたトナーを攪拌して流動性の高い状態に保ったまま現像室８へと搬送するアジテータ１１が配置されており、トナーを現像室８へと搬送している。
【００２２】
感光体２０上の静電潜像は、現像装置１０の現像ローラ１が感光体２０表面に接触して後記の一成分非磁性トナーが付与されて現像される。
【００２３】
現像装置１０中の現像ローラ１及び供給ローラ２には図１のような回路へ経てそれぞれ現像バイアス電圧、供給バイアス電圧が印加されるようになっており、また、現像ローラ１は、アルミニウムローラ表面に定形ガラスビーズにより凹凸を形成させて作製したものであり、供給ローラ２は、ウレタンスポンジをローラ状に形成してなるものであり、ブレード３は、ウレタンゴムを金属板に貼り付けて作製され現像ローラ１に当接するものである。感光体２０は、ＯＰＣからなるものである。
【００２４】
感光体２０の周速は１８０ｍｍ／ｓｅｃ、現像ローラ１の周速は３６０ｍｍ／ｓｅｃ、供給ローラ２の周速は１８０ｍｍ／ｓｅｃである。
【００２５】
トナーとしては、ポリエステル系樹脂に顔料を分散させ、粉砕して作製した一成分非磁性トナーを用いている。
【００２６】
現像室８中でこのトナーは供給ローラ２により攪拌・帯電後、その機械的圧力により現像ローラ１に擦り付けられて現像ローラ１上に搬送され、その後ブレード３により均一薄層に形成後、感光体２０上に接触し、現像ローラ１と感光体２０の間に電界による力によって露光された画像部にトナーが付着して画像形成する。現像ローラ１は、画像形成時以外のときは感光体２０から離間して配置されており、画像形成時のみ現像装置１０に設けられた離接機構６（図１）により当接される。
【００２７】
現像ローラ１に対しては、トナーを感光体２０へと移動させるための現像バイアス電圧が現像電源４から印加されており、供給ローラ２に対しては、トナーを現像ローラ１へ移動させるための供給バイアス電圧が供給電源５から印加されている。
【００２８】
本実施例においては、感光体２０の非画像部の表面電位を−７００Ｖ、画像部の表面電位を−５０Ｖ、現像バイアス電圧を−３００Ｖ、供給バイアス電圧を−５００Ｖとして用いている。
【００２９】
画像形成直後に供給ローラ２への供給バイアス電圧印加をＯＦＦにすると共にアースして０Ｖに保持した後、現像ローラ１への現像バイアス電圧印加をそのままで、現像ローラ１を感光体２０から離間する。供給ローラ２に流れる電流は、供給電源５に設けられたモニターにより測定できる。供給ローラ２に流れる電流値は、画像形成時は−５μＡで略一定に推移し、非画像領域にて供給バイアス電圧印加をＯＦＦにした直後は画像形成時と逆極性で最大＋１５μＡ流れる。このときの現像ローラ１上のトナー搬送面を観察したところ、瞬間的に搬送面上にトナーがほとんどない状態になる。その後、略一定電流で＋６μＡが流れるようになるが、このとき、現像ローラ１上にトナーが再び搬送される。供給バイアス電圧印加ＯＦＦ後、現像ローラ１離間までの時間は、本実施例においては３５０ｍｓに設定されているが、現像ローラ１上にトナーがなくなるのは約７００ｍｓであることから３５０ｍｓに設定した。現像ローラ１上には、供給バイアス電圧印加ＯＦＦ後７００ｍｓを超えて定常電流が流れるときは、トナーが画像形成時よりは少なくなるものの、ある一定量のトナーが再び付着している。
【００３０】
このような構成の画像形成装置を用いたところ、現像ローラ１と感光体２０の接触部から落下するトナー量は、１万回当接・離間を行っても全くなかった。
【００３１】
また、供給ローラ２ヘ印加する供給バイアス電圧をＯＦＦ後、供給ローラ２を０Ｖに保持せずにフロート状態にして同様にして同様の動作を行わせても同様の効果が認められ、トナーの落下はほとんどなかった。
【００３２】
（比較例１）
実施例１の構成の画像形成装置を用いて、現像ローラ１を感光体２０から離間する際に、供給バイアス電圧印加をＯＦＦせずに行ったところ、現像ローラ１と感光体２０の接触部から、１万回当接・離間を行うと、３ｇのトナーが落下した。
【００３３】
（比較例２）
実施例１の構成の画像形成装置を用いて、現像ローラ１を感光体２０から離間する際に、供給バイアス電圧印加をＯＦＦにした後、１ｓ後に離間するように設定を変更したところ、現像ローラ１と感光体２０の接触部から、１万回当接・離間を行うと、１ｇのトナーが落下した。
【００３４】
以上、本発明の現像装置をその原理と実施例の説明に基づいて説明してきたが、本発明はこれらに限定されず種々の変形が可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の現像装置によると、供給バイアス電圧を切ってアースした後に現像剤供給部材に流れる電流値が反対極性に急激に増加した後であって、略一定の定常値になる前に、あるいは、供給バイアス電圧を切った後に現像剤供給部材上に担持される現像剤の量が低下した時点で、現像剤担持体を静電潜像担持体から離間させるようにしたので、現像ローラを感光体に離接させる現像装置の現像ローラと感光体の接触ニップ部からトナーが機内に落下して汚染するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による現像装置の構成を示す図である。
【図２】現像ローラが感光体と接触して画像形成を行う際の現像装置内におけるトナーの流れを示す図である。
【図３】画像形成後、現像ローラの離間前に供給バイアス電圧をＯＦＦにしてアースしたときのトナーの流れを示す図である。
【図４】図３の後、供給ローラに対するトナーの付着がある程度進んでトナーの移動が一定量に落ち着いたときのトナーの流れを示す図である。
【図５】図２〜図４の間の供給電流の変化と本発明に基づく制御のタイミングを示す図である。
【図６】本発明の１実施例の現像装置を用いた画像形成装置の要部の構成を示す図である。
【符号の説明】
１…現像ローラ（現像剤担持体）
２…供給ローラ（供給部材）
３…ブレード（層形成部材）
４…現像電源
５…供給電源
６…離接機構
７…制御装置
８…現像室
９…メインホッパ
１０…現像装置
１１…アジテータ
１２…トナー補給口
２０…感光体（潜像担持体）
２１…トナーカートリッジ
Ｔ…トナー
【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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