(57)【要約】【課題】より効率良く小粒径のトナーを排出することが可能な現像装置を提供すること。【解決手段】感光体ドラム３０にトナーを供給する現像ローラ１１と、表面に担持された二成分現像剤のうちトナー２４ｂを現像ローラ１１に供給する磁気ローラ１２と、現像ローラ１１の回転方向を基準にして、磁気ローラ１２からトナーが供給される現像ローラ１１の表面の領域１１ｂよりも下流側であって、現像ローラ１１から感光体ドラム３０へとトナーが供給される現像ローラ１１の表面の領域よりも上流側に当接可能に設けられた規制部材２０と、感光体ドラム３０上にトナーを強制排出する動作モードのいずれかのタイミングで、規制部材２０を現像ローラ１１の表面に当接させるソレノイド２２とを備えた、現像装置である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面に形成された静電潜像を現像するために、前記像担持体にトナーを供給する現像ローラと、
表面に担持された二成分現像剤のうち前記トナーを前記現像ローラに供給する磁気ローラと、
前記現像ローラの回転方向を基準にして、前記磁気ローラから前記トナーが供給される前記現像ローラの表面の領域よりも下流側であって、前記現像ローラから前記像担持体へと前記トナーが供給される前記現像ローラの表面の領域よりも上流側に当接可能に設けられた規制部材と、
前記像担持体上にトナーを強制排出する動作モードのいずれかのタイミングで、前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させる駆動ユニットとを備えた、現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置を備えた、画像形成装置。
【請求項３】
前記トナーを前記像担持体に移動させるための電圧を前記現像ローラに印加した後、前記駆動ユニットを動作させて前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させる制御ユニットを備えた、請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記駆動ユニットを動作させて前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させた後、前記現像ローラを所定数回転させることによって、前記規制部材と前記現像ローラとの間を通過するトナーを前記現像ローラの表面に貯めてから、前記トナーを前記像担持体に移動させるための電圧を前記現像ローラに印加する制御ユニットを備えた、請求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】
像担持体の表面に形成された静電潜像を現像するために、前記像担持体にトナーを供給する現像ローラと、表面に担持された二成分現像剤のうち前記トナーを前記現像ローラに供給する磁気ローラと、前記現像ローラの回転方向を基準にして、前記磁気ローラから前記トナーが供給される前記現像ローラの表面の領域よりも下流側であって、前記現像ローラから前記像担持体へと前記トナーが供給される前記現像ローラの表面の領域よりも上流側に当接可能に設けられた規制部材と、前記像担持体上にトナーを強制排出する動作モードのいずれかのタイミングで、前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させる駆動ユニットとを有する現像装置を備えた画像形成装置の制御方法であって、
前記駆動ユニットを動作して前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させる当接ステップと、
前記当接した前記規制部材と前記現像ローラとの間を通過したトナーを前記像担持体へと移動させる移動ステップとを備えた、画像形成装置の制御方法。
【請求項６】
前記当接ステップの前に、前記トナーを前記像担持体に移動させるための電圧を前記現像ローラに印加する印加ステップを更に備えた、請求項５記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項７】
前記当接ステップの後、前記現像ローラを所定数回転させて、前記規制部材と前記現像ローラとの間を通過する前記トナーを前記現像ローラの表面に貯める蓄積ステップと、
前記蓄積ステップの後、前記トナーを前記像担持体に移動させるための電圧を前記現像ローラに印加する印加ステップとを更に備えた、請求項５記載の画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びインターネットファクシミリ等の画像形成装置に用いる現像装置及び画像形成装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成装置では、感光体ドラムの周辺に帯電ユニット、露光ユニット、現像ユニット、転写ユニット、及びクリーニングユニット等が設けられている。この帯電ユニットによって感光体ドラムの表面が一様に帯電された後、露光ユニットによって露光が行われて感光体ドラムの表面に静電潜像が形成され、現像ユニットによって現像される。その後、現像されたトナー画像は転写ユニットによって転写材上に転写され、定着ユニットによって定着された後、装置外へと排出される。一方、転写の際に、感光体ドラムに残留したトナーは、クリーニングユニットによって除去される。
【０００３】
上記現像ユニットにおける現像方式としては、キャリア及びトナーの２成分の現像剤を用いた２成分現像方式と、トナーのみの１成分の現像剤を用いた１成分現像方式が知られている。
【０００４】
ところが、２成分現像方式では、感光体ドラムに対向する現像ローラ上にキャリアも搬送されるため、キャリアが感光体ドラム上に付着して転写不良を生じる場合や、定着ユニットを傷つける場合がある。一方、１成分現像方式では、トナーの帯電が、層の厚さを規制する穂切り板との摩擦によって行われるが、十分な帯電量を得にくく、更にトナー同士の相互帯電が生じると逆極性に帯電する逆極性トナーが発生し、用紙上にかぶりが発生する場合がある。
【０００５】
これらの問題を解決するために、１成分現像方式の利点と２成分現像方式の利点を組み合わせたタッチダウン現像方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図６は、タッチダウン現像方式を用いた現像装置の構成図である。図６に示すように、感光体ドラム１００１に対向配置されている現像ローラ１００２と、現像ローラ１００２に対向配置されている磁気ローラ１００３が設けられている。
【０００７】
タッチダウン現像方式では、磁気ローラ１００３に供給された２成分現像剤１０２０が、規制部材１０１５によって所定の層の厚さに規制される。そして、磁気ローラ１００３上で磁気ブラシが形成され、トナー１０２１が現像ローラ１００２に移動し、トナー１０２１によって現像ローラ１００２上に均一に薄膜が形成される。このトナーが静電力によって感光体ドラム１００１に飛翔し、現像が行われる。
【０００８】
このようなタッチダウン現像方式では、２成分現像剤の撹拌によってトナーが帯電されるため、より均一にトナーの帯電を行うことが出来、現像ローラ１００２にはトナーのみが供給されるため、キャリア１０２２の感光体ドラム１００１への付着も防止することが出来る。
【０００９】
そのため、高精細で高品質な画像を得ることが出来るという利点がある。特に画像品質が重要であるカラーの画像形成装置において有効な現像方式である。
【００１０】
しかしながら、タッチダウン現像方式では、磁気ローラ１００３から現像ローラ１００２へのトナーの供給においては、２成分現像の方式が用いられており、その特性からトナーの粒径分布のうちの小さい粒径のトナーの方が、ファンデルワールス力等の付着力の影響を受けすく、電界により移動しにくいため、粒径の大きなトナーが優先的に現像ローラ１００２に移動してトナー層が形成される。そのため、感光体ドラム１００１上に現像されるトナー粒径も元のトナー分布のうち大径のものが多く含まれることになる。
【００１１】
その結果、トナーの粒径分布のうち小粒径のトナーが現像装置内に多く残り、蓄積されることになる。現像されずに現像装置内に蓄積されたトナーはストレスを受け続けて劣化トナーとなり、過帯電した場合にはキャリアに強固に付着してキャリアの帯電能力を低下させることなる。一方、トナーが弱帯電や逆帯電した場合には背景部のカブリや飛散発生の原因となる。
【００１２】
このような問題を解決するために、特許文献１では、小粒径のトナーを現像ローラ１００２上に集めて現像装置から排出することが考えられている。
【００１３】
この特許文献１では、トナーを磁気ローラ１００３から現像ローラ１００２に転移し、現像ローラ１００２にトナー層を形成した後、現像ローラ１００２と磁気ローラ１００３の両者にＤＣバイアスを印加して、転移しやすい大粒径のトナーを磁気ローラ１００３に返送し、現像ローラ１００２上に残った小粒径のトナーを感光体ドラム１００１に排出している。
【特許文献１】特開平６―２９５１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
一方、近年の高画質化の流れにおいては、以前よりも小粒径化されたトナーが用いられるようになってきている。
【００１５】
このようにトナーの平均粒径が小さくなると、帯電量の分布幅が小さくなり、特許文献１に示すようなＤＣバイアスを印加する方法では、大径側のトナーのみを分離して現像ローラ１００２に引き戻すことは容易ではないという課題があった。
【００１６】
本発明は、従来の現像装置の課題を考慮し、より効率良く小粒径のトナーを排出することが可能な現像装置、画像形成装置、及び画像形成装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、第１の本発明は、
像担持体の表面に形成された静電潜像を現像するために、前記像担持体にトナーを供給する現像ローラと、
表面に担持された二成分現像剤のうち前記トナーを前記現像ローラに供給する磁気ローラと、
前記現像ローラの回転方向を基準にして、前記磁気ローラから前記トナーが供給される前記現像ローラの表面の領域よりも下流側であって、前記現像ローラから前記像担持体へと前記トナーが供給される前記現像ローラの表面の領域よりも上流側に当接可能に設けられた規制部材と、
前記像担持体上にトナーを強制排出する動作モードのいずれかのタイミングで、前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させる駆動ユニットとを備えた、現像装置である。
【００１８】
又、第２の本発明は、
第１の本発明の現像装置を備えた、画像形成装置である。
【００１９】
又、第３の本発明は、
前記トナーを前記像担持体に移動させるための電圧を前記現像ローラに印加した後、前記駆動ユニットを動作させて前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させる制御ユニットを備えた、第２の本発明の画像形成装置である。
【００２０】
又、第４の本発明は、
前記駆動ユニットを動作させて前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させた後、前記現像ローラを所定数回転させることによって、前記規制部材と前記現像ローラとの間を通過するトナーを前記現像ローラの表面に貯めてから、前記トナーを前記像担持体に移動させるための電圧を前記現像ローラに印加する制御ユニットを備えた、第２の本発明の画像形成装置である。
【００２１】
又、第５の本発明は、
像担持体の表面に形成された静電潜像を現像するために、前記像担持体にトナーを供給する現像ローラと、表面に担持された二成分現像剤のうち前記トナーを前記現像ローラに供給する磁気ローラと、前記現像ローラの回転方向を基準にして、前記磁気ローラから前記トナーが供給される前記現像ローラの表面の領域よりも下流側であって、前記現像ローラから前記像担持体へと前記トナーが供給される前記現像ローラの表面の領域よりも上流側に当接可能に設けられた規制部材と、前記像担持体上にトナーを強制排出する動作モードのいずれかのタイミングで、前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させる駆動ユニットとを有する現像装置を備えた画像形成装置の制御方法であって、
前記駆動ユニットを動作して前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させる当接ステップと、
前記当接した前記規制部材と前記現像ローラとの間を通過したトナーを前記像担持体へと移動させる移動ステップとを備えた、画像形成装置の制御方法である。
【００２２】
又、第６の本発明は、
前記当接ステップの前に、前記トナーを前記像担持体に移動させるための電圧を前記現像ローラに印加する印加ステップを更に備えた、第５の本発明の画像形成装置の制御方法である。
【００２３】
又、第７の本発明は、
前記当接ステップの後、前記現像ローラを所定数回転させて、前記規制部材と前記現像ローラとの間を通過する前記トナーを前記現像ローラの表面に貯める蓄積ステップと、
前記蓄積ステップの後、前記トナーを前記像担持体に移動させるための電圧を前記現像ローラに印加する印加ステップとを更に備えた、第５の本発明の画像形成装置の制御方法である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、より効率良く小粒径のトナーを排出することが可能な現像装置、画像形成装置、及び画像形成装置の制御方法を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明にかかる画像形成装置の一例であるプリンタについて図面を参照しながら説明するとともに、本発明の現像装置についても同時に述べる。
【００２６】
（実施の形態１）
はじめに、本発明にかかる実施の形態１のプリンタの構成について説明する。
【００２７】
図１は、本実施の形態におけるプリンタ１の正面構成図である。図１に示すように、本実施の形態１のプリンタ１は、底部に画像形成される用紙を収納するための給紙カセット２を備えている。
【００２８】
本実施の形態のプリンタ１は、タンデム方式を用いたカラープリンタであり、水平方向に順に配置されたブラック画像形成ユニット３Ｋ、イエロー画像形成ユニット３Ｙ、シアン画像形成ユニット３Ｃ、及びマゼンダ画像形成ユニット３Ｍを備えている。
【００２９】
これら画像形成ユニットによって形成された画像を重ね合わせるための中間転写ベルト４が配置されている。又、中間転写ベルト４上で重ね合わされたトナー画像を用紙に転写する二次転写ユニット５と、転写されたトナー画像を用紙に定着させる定着ユニット６が設けられている。又、定着ユニット６を通過した後の用紙が排出される排出トレイ７がプリンタ１の上面に設けられている。尚、図１には、用紙の搬送方向が矢印Ａで示されている。
【００３０】
次に、画像形成ユニットについて説明する。
【００３１】
４つの画像形成ユニット３Ｋ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍは、アモルファスシリコン感光体ドラム３０、帯電ユニット３１、現像ユニット３２、クリーニングユニット３３、及び除電ユニット（図示せず）等をそれぞれ有している。
【００３２】
又、帯電ユニット３１によって帯電された、それぞれの感光体ドラム３０の表面を光走査することによって静電潜像を形成するレーザースキャナーユニット８が画像形成ユニット３Ｋ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍの下方に設けられている。又、４つの感光体ドラムのそれぞれに中間転写ベルト４を挟んで対向するように一次転写ローラ９Ｋ、９Ｙ、９Ｃ、９Ｍが配置されている。
【００３３】
上記二次転写ユニット５は、電圧が印加される二次転写ローラ５１と、二次転写ローラ５１に対向して中間転写ベルト４の内側に設けられた従動ローラ４１とを有している。
【００３４】
又、中間転写ベルト４の搬送方向（矢印Ｂ）を基準にして、マゼンダ画像形成ユニット３Ｍの下流側近傍の中間転写ベルト４の内側には、駆動ローラ４２が設けられており、駆動ローラ４２の回転により中間転写ベルト４が回転する。駆動ローラ４２の下流側であって、従動ローラ４１の上流側の中間転写ベルト４の内側には、従動ローラ４３が設けられている。
【００３５】
次に、本発明の現像装置の一例である、本実施の形態の現像ユニット３２について説明する。尚、ブラック画像形成ユニット３Ｋ、イエロー画像形成ユニット３Ｙ、シアン画像形成ユニット３Ｃ、及びマゼンダ画像形成ユニット３Ｍの現像ユニット３２は、トナーが異なる以外は同一の構成であるため、ブラック画像形成ユニット３Ｋの現像装置について説明する。
【００３６】
図２は、現像ユニット３２の構成図である。図２に示すように、本実施の形態の現像ユニット３２は、タッチダウン方式の現像ユニットであり、感光体ドラム３０にトナーを供給するために対向配置された現像ローラ１１と、磁気ブラシを形成し２成分現像剤のうちトナーのみを現像ローラ１１に供給する磁気ローラ１２と、現像剤を撹拌する撹拌部材１３、１４とを備えている。これら現像ローラ１１、磁気ローラ１２、撹拌部材１３、１４を覆うようにハウジング１０が設けられている。尚、図示は省略しているが、ハウジング１０に連接して、現像剤が貯蔵されている現像剤コンテナが設けられている。
【００３７】
このタッチダウン方式の現像ユニットでは、現像剤としてキャリア及びトナーを有する２成分現像剤が用いられる。又、現像ローラ１１の表面は、例えばアルミニウム、ステンレス、若しくは導電性樹脂等で形成されている。尚、現像ローラ１１に交流バイアスと直流バイアスを重畳して印加するための直流バイアス電源と交流バイアス電源が設けられている（図示省略）。
【００３８】
又、磁気ローラ１２は、非磁性金属材料で円筒形状に形成されたスリーブと、その内部に磁気ブラシを形成するための複数の固定磁石とを有し、固定磁石の周囲をスリーブが回転可能になるように構成されている。尚、磁気ローラ１２に直流バイアスと交流バイアスを重畳して印加するための、直流バイアス電源及び交流バイアス電源が設けられている（図示省略）。
【００３９】
又、磁気ローラ１２から現像ローラ１１へとトナーが供給される現像ローラ１１の表面の領域を１１ｂとし、感光体ドラム３０へとトナーが供給される現像ローラ１１の表面の領域を１１ａとして図２中に示す。図２において感光体ドラム３０の回転方向は、反時計回り（矢印Ｃ）である。一方、現像ローラ１１は、時計回り（矢印Ｄ）に回転し、領域１１ａにおいて感光体ドラム３０と同じ方向に表面が移動するように回転制御されている。又、磁気ローラ１２は時計回り（矢印Ｅ）に回転しているため、現像ローラ１１は領域１１ｂにおいて磁気ローラ１２と反対方向に表面が移動する。
【００４０】
現像ローラ１１の表面の領域１１ｂに対向する磁気ローラ１２の表面の領域を１２ｂとすると、磁気ローラ１２の回転方向Ｅを基準にして、領域１２ｂの上流側近傍に、磁気ローラ１２の表面の２成分現像剤の層の厚さを規制するための穂切り板１５が、磁気ローラ１２の表面と所定の距離を空けて設けられている。
【００４１】
更に、現像ローラ１１の回転方向（矢印Ｄ）を基準にして、領域１１ｂよりも下流側であって、領域１１ａよりも上流側には、現像ローラ１１の表面に当接及び離間が可能な規制部材２０が設けられている。
【００４２】
規制部材２０は、ＳＵＳ等によって形成された厚さ数十μｍの板状の部材であり、ハウジング１０の側面に取り付け部材２１を介して接続されている。尚、取り付け部材２１は、図２において軸２１ａを中心にして回動可能な２つの部材から構成されており、一方の部材が規制部材２０に固定されており、他方の部材がハウジング１０の側面に固定されている。
【００４３】
また、この規制部材２０の先端部分は図２中、上方に凸となるように湾曲しており、その上方部分が、現像ローラ１１の表面に当接する当接部２０ａとなっている。すなわち、規制部材２０の先端２０ｂは、当接部２０ａよりも下方に位置することになる。
【００４４】
又、取り付け部材２１が設けられている部分の下方には、ハウジング１０の側面に対して垂直な支持部１０ａが形成されている。この支持部１０ａの上面には、ソレノイド２２が配置されている。ソレノイド２２は、コイル部２２ａと鉄芯２２ｂから構成されており。コイル部２２ａに通電することによって鉄芯２２ｂが上方へと移動する（矢印Ｆ参照）。この鉄芯２２ｂによって規制部材２０は上方に押されて、規制部材２０の当接部２０ａが現像ローラ１１の表面に当接する。又、バネ部材２３が支持部１０ａと規制部材２０の間に設けられており、上記ソレノイド２２のコイル部２２ａへの通電を停止すると、重力とバネ部材２３の弾性力によって鉄芯２２ｂが下方に移動し、規制部材２０は取り付け部材２１の軸２１ａを中心に下方（矢印Ｇ）に回動する。
【００４５】
又、ソレノイド２２への通電の制御を行うとともに、他の構成の制御を行う制御ユニット５０が設けられている。
【００４６】
尚、本発明の像担持体の一例は、本実施の形態の感光体ドラム３０に相当する。
【００４７】
以上のような構成のプリンタ１の動作について以下に説明する。
【００４８】
はじめに、画像形成する動作モードについて説明する。尚、画像形成動作モードでは、コイル部２２ａへの通電が停止され、規制部材２０は現像ローラ１１の表面に当接されていない。
【００４９】
パーソナルコンピュータなどから画像データが送信されると、制御ユニット５０によって、図１に示す給紙カセット２から用紙が給紙されるとともに、各画像形成ユニット３Ｋ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍにおいて、帯電ユニット３１によって一様に帯電した感光体ドラム３０の表面が、送信されてきた画像データに基づいてレーザースキャナーユニット８によって除電され、静電潜像が形成される。
【００５０】
次に、各画像形成ユニット３Ｋ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍにおいて、現像ユニット３２から感光体ドラム３０上にトナー２４ｂが供給され、静電潜像の現像が行われる。現像時には、現像ローラ１１と磁気ローラ１２に、交流バイアスと直流バイアスを重畳した、それぞれに所定のバイアスが印加される。図３は、画像形成時の動作を説明するための現像ユニット３２の構成図である。
【００５１】
ここで、現像剤コンテナから供給される２成分現像剤２４は、撹拌部材１３、１４を経由して搬送され、磁気ローラ１２へと供給される。磁気ローラ１２へと供給された２成分現像剤２４は磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシは、磁気ローラ１２の回転とともに移動し、穂切り板１５によって高さが規制される。
【００５２】
そして、高さが規制された磁気ブラシは、領域１２ｂへと搬送され、磁気ローラ１２と現像ローラ１１との電位差（以下ΔＶという）によってトナー２４ｂのみが現像ローラ１１の表面に移動し、トナー薄層が形成される。現像ローラ１１上のトナー薄層は、現像剤の抵抗や現像ローラ１１と磁気ローラ１２の回転速度差等によっても変化するが、この電位差によっても制御することが可能である。ΔＶを大きくすると、現像ローラ１１上のトナー層が厚い層となり、ΔＶを小さくするとトナー層は薄い層となる。
【００５３】
現像ローラ１１上に形成されたトナー層は、現像ローラ１１の回転とともに領域１１ｂから領域１１ａに移動するが、現像ローラ１１には直流に交流の重畳されたバイアス電圧が印加されており、領域１１ａにおいてトナー２４ｂは感光体ドラム３０に供給される。そして、感光体ドラム３０上の静電潜像がトナー２４ｂによって現像される。
【００５４】
一方、現像されずに残ったトナー２４ｂは、領域１１ｂに搬送され、磁気ローラ１２上の磁気ブラシによって磁気ブラシ中に回収される。領域１２ｂを通過したトナー２４ｂを含んだ２成分現像剤２４は、磁気ローラ１２の同極部分で磁気ローラ１２から引き剥がされて回収される。そして、適正なトナー濃度で均一帯電されたトナー２４ｂを含む２成分現像剤が磁気ローラ１２に供給されて、穂切り板１５の設けられている位置へと搬送される。尚、図３は模式的な図であるため、磁気ブラシ等は省略されている。
【００５５】
各画像形成ユニット３Ｋ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍの感光体ドラム３０上に形成されたトナー画像は、図１に示す各一次転写ローラ９Ｋ、９Ｙ、９Ｃ、９Ｍによって中間転写ベルト４上に重ね合わされる。
【００５６】
そして、重ね合わされたトナー画像が二次転写ユニット５によって紙に転写され、定着ユニット６を通過することによって用紙に定着される。最後にトナー画像が定着された紙は排出トレイ７に排出される。
【００５７】
以上のように画像形成動作が行われるが、磁気ローラ１２から現像ローラ１１へとトナー２４ｂが移動する際に、大粒径のトナーが優先的に磁気ローラ１２へと移動してトナー層が形成され、小粒径のトナーが現像ユニット３２内に蓄積される傾向にある。
【００５８】
そのため、例えば画像形成動作が所定時間や所定枚数行われたことを制御ユニット５０が判断すると、蓄積された小粒径のトナーを現像ユニット３２から強制排出する動作が非画像形成時（画像形成動作モード以外の時）に行われる。
【００５９】
次に、非画像形成時に行う小粒径のトナーを強制排出する動作モードについて説明するとともに、本発明の画像形成装置の制御方法の一例についても同時に述べる。
【００６０】
はじめに、制御ユニット５０によって、上記の画像形成時のバイアス条件が現像ローラ１１、及び磁気ローラ１２に印加されるように制御が行われる。
【００６１】
次に、制御ユニット５０はコイル部２２ａに通電し、鉄芯２２ｂが上方に移動し、規制部材２０が現像ローラ１１に当接する。この制御が、本発明の当接ステップの一例に相当する。
【００６２】
図４は、規制部材２０が現像ローラ１１に当接した状態のトナーを説明するための現像ユニット３２の部分拡大構成図である。尚、図４中、トナー２４ｂのうち大粒径のトナーをＢと示し、小粒径のトナーをＳと示している。
【００６３】
上記画像形成時と同様に、領域１１ｂにおいて現像ローラ１１上に供給されたトナー２４ｂによって、表面に薄層が形成される。供給されたトナー２４ｂは、領域１１ａに向けて移動するが、大粒径のトナーＢは規制部材２０の当接部２０ａによって搬送を妨げられる。一方、小粒径のトナーＳは当接部２０ａと現像ローラ１１の間に入り込むことが出来るため、領域１１ａへと運ばれる。
【００６４】
すなわち、大粒径のトナーは当接部２０ａを通過できずはじかれてしまうため、当接部２０ａを通過した後のトナーの平均粒径は、通過前のトナーの平均粒径と比べると小さくなる。
【００６５】
そして、通過した平均粒径が小さいトナーは領域１１ａにおいて感光体ドラム３０へと供給されて、現像ユニット３２内から排出される。この制御が、本発明の移動ステップの一例に相当する。
【００６６】
最後に、制御ユニット５０はコイル部２２ａへの通電を停止し、規制部材２０の先端２０ｂが下方に回動し、規制部材２０は現像ローラ１１の表面から離れる。
【００６７】
このように、規制部材２０を通過できるのは小粒径のトナーであるため、小粒径のトナーを選択的に現像ユニット３２から排出することが可能となる。
【００６８】
（実施例）
上記実施の形態で説明したキャリア２４ａとしては、体積固有抵抗が１０１０Ωｃｍ、飽和磁化が６５ｅｍｕ／ｇ、平均粒径が４５μｍのコーティングフェライトキャリアが用いられた。トナー２４ｂとしては、平均粒径が６．８μｍの正帯電性のものが用いられた。
【００６９】
感光体ドラムの周速度は２００ｍｍ／ｓｅｃであり、アルマイト表面処理がなされた現像ローラ１１は、感光体ドラム３０に対して周速度比１．３で回転制御される。磁気ローラ１２は、現像ローラ１１に対して周速度比１．５で回転制御される。
【００７０】
又、感光体ドラム３０と現像ローラ１１の間の距離は０．１５ｍｍに設定されており、現像ローラ１１と磁気ローラ１２間の距離は、０．３ｍｍに設定されている。
【００７１】
又、感光体ドラム３０の表面を帯電した際の表面電位をＶｏとし、露光後の表面電位をＶＬとすると、Ｖｏ＝＋３００Ｖ、ＶＬ＝＋２０Ｖとなるように設定されている。
【００７２】
又、現像ローラ１１と磁気ローラ１２の間の電位差（ΔＶ）は、１００Ｖから３５０Ｖが適切な値である。現像ローラ１１に印加するバイアスとしては、直流電圧値をＶｄｃ、交流波形の電圧の振幅をＶｐｐとし、振幅期間における磁気ローラ１２側から現像ローラ１１側への方向がプラスであり、そのプラスの時間比率をｄｕｔｙとすると、Ｖｄｃ＝＋１００Ｖ、Ｖｐｐ＝１５００Ｖ、周波数＝４．５ｋＨｚ、ｄｕｔｙ＝３５％と設定されている。又、磁気ローラ１２に印加されるバイアスとしては、Ｖｄｃ＝＋３００Ｖ、Ｖｐｐ＝１７００Ｖ、周波数＝４．５ｋＨｚと設定されており、現像ローラ１１のｄｕｔｙは、１００―（磁気ローラ１２のｄｕｔｙ）であり、６５％となる。
【００７３】
又、規制部材２０による現像ローラ１１表面への圧力は、２０Ｎ／ｍ（線圧）である。
【００７４】
このような条件の下、印刷速度４０枚／分でＡ４サイズの用紙５０枚に画像形成を行う毎に、一度上記小粒径のトナーを排出する動作を行った。各印字率を５％として、１００００枚の耐印刷評価を行ったところ、表１に示すように良好な結果が得られた。一方、比較例として小粒径のトナーを排出する動作を行わない場合には、背景にカブリが発生した。
【００７５】
（表１）
2009265273.tif 000003
【００７６】
以上のように、本実施の形態では、規制部材２０を現像ローラ１１に当接させることにより、小粒径のトナーを選択的に現像ユニット３２から排出することが出来るため、小粒径のトナー蓄積によるキャリアの帯電能力の低下や、背景部のカブリやトナー飛散の発生を抑制することが出来る。
【００７７】
尚、上記実施例では、圧力値は２０Ｎ／ｍであったが、５Ｎ／ｍ〜４０Ｎ／ｍの範囲であれば、本実例と同様の効果を得ることが出来る。
【００７８】
５Ｎ／ｍ未満の場合は、画像形成に適したトナーもすり抜けてしまい、４０Ｎ／ｍを超えると線圧が強すぎて小粒径トナーもすり抜けにくくなり、効率的に小粒径のトナーを選択的に現像ユニット３２から排出することが出来ない。
【００７９】
尚、本実施の形態では、現像ローラ１１、及び磁気ローラ１２に画像形成時のバイアスを印加した後のタイミングで、規制部材２０を現像ローラ１１に当接させているため、規制部材２０を通過した小粒径のトナーが領域１１ａに搬送されると、すぐに感光体ドラム３０側へと排出されるが、現像ローラ１１の表面に小粒径のトナーを貯めてから感光体ドラム３０へと移動させることによって排出してもよい。
【００８０】
この場合の小粒径のトナーの排出動作では、上記実施の形態とは異なり、現像ローラ１１にバイアスを印加する前のタイミングで、規制部材２０を現像ローラ１１に当接させて磁気ローラ１２にバイアスを印加する。そして、この状態で、磁気ローラ１２を所定数回転させるように制御ユニット５０によって制御が行われる。この制御によって、磁気ローラ１２の表面に小粒径のトナーが貯められ、小粒径のトナーが貯まった後に、現像ローラ１１にバイアスを印加することによって貯まった小粒径のトナーは感光体ドラム３０へと移動され、排出される。尚、この所定数回転させる制御が、本発明の蓄積ステップの一例に相当する。又、蓄積ステップの後、現像ローラにバイアスを印加することが、本発明の印加ステップの一例に相当する。又、現像ローラ１１を回転させる回数としては、印加するバイアスの値等の各条件に応じて適切な値を設定すればよい。
【００８１】
又、本発明の駆動ユニットの一例は、本実施の形態のソレノイド２２及びバネ部材２３に相当し、規制部材２０を下方に回動させるためのバネ部材２３が設けられているが、コイル部２２ａの通電を停止することによって規制部材２０及び鉄芯２２ｂの自重によって下がる場合には、バネ部材２３が設けられていなくても良い。また、ソレノイドを用いなくても良く、要するに、像担持体上にトナーを強制排出する動作モードのいずれかのタイミングで、規制部材を現像ローラの表面に当接させることが可能な駆動ユニットでありさえすればよい。
【００８２】
又、上記実施の形態では、非画像形成時に小粒径トナーを強制排出する動作モードにおいて、画像形成動作モードと同じ大きさのバイアスを現像ローラ１１及び磁気ローラ１２に印加していたが、磁気ローラ１２から現像ローラ１１にトナーを供給する際の両ローラ間のバイアス電圧の差をより大きくする方が小粒径のトナーが現像ローラ１１側に移動しやすいため好ましい。更に、現像ローラ１１のバイアス電圧も大きくした方が、小粒径のトナーをより確実に感光体ドラム３０側へと排出することができるため好ましい。
【００８３】
又、本発明の画像形成装置の一例は、本実施の形態のプリンタ１に相当するが、複写機、ファクシミリ、又はそれらの複合機であってもよい。
【００８４】
又、本実施の形態のプリンタ１は、複数の画像形成ユニット３Ｋ、３Ｙ、３Ｃ、３Ｍが設けられたタンデム方式のカラーの画像形成装置であるが、ブラックのトナーを用いる画像形成ユニットが１つ設けられているモノクロの画像形成装置に本発明の現像装置を適用しても良い。尚、プリンタ１では、一次転写ローラ９Ｋ、９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、中間転写ベルト４，駆動ローラ４２、従動ローラ４３、従動ローラ４１、及び二次転写ローラ５１等によって、感光体ドラム上のトナー画像を紙に転写するための転写ユニットが構成されているが、モノクロの画像形成装置の転写ユニットとしては、中間転写ベルトや二次転写ローラなどが設けられていない構成が用いられ、感光体ドラムから紙にトナー画像が直接転写される。
【００８５】
又、タンデム方式に限らず、１つの画像形成ユニットのみを有している１ドラム方式のカラー画像形成装置に対しても本発明を適用しても良い。図５は、１ドラム方式の画像形成装置の部分構成図である。図５に示す画像形成装置の画像形成ユニット１００は、１つの感光体ドラム１０２と、ブラック、イエロー、シアン、及びマゼンダの４種類のトナーを色毎に感光体ドラム１０２に供給する現像ユニット１０１を備えている。この現像ユニット１０１は、ブラック現像ユニット１０１Ｋ、イエロー現像ユニット１０１Ｙ、シアン現像ユニット１０１Ｃ、及びマゼンダ現像ユニット１０１Ｍを有しており、回転することによって各現像ユニットを感光体ドラム１０２に対向する現像位置に順に移動させて、対向した色のトナー画像が感光体ドラム１０２の表面に形成される。尚、図５中、画像形成ユニット１００では、帯電ユニット、クリーニングユニット、及び除電ユニットなどは省略されている。
【００８６】
又、色毎の現像剤画像を重ね合わせるための中間転写ベルト１０３と、中間転写ベルト１０３を挟んで感光体ドラム１０２を押圧する一次転写ローラ１０４が設けられている。又、重ね合わされた中間転写ベルト１０３上のトナー画像を紙に二次転写するための二次転写ローラ１０５が設けられている。図５に示す画像形成装置では、中間転写ベルト１０３、一次転写ローラ１０４、二次転写ローラ１０５、及び中間転写ベルト１０３の内部に設けられたローラ等から、感光体ドラム１０２上のトナー画像を紙に転写するための転写ユニットが構成される。又、紙の搬送方向が矢印Ｈで示されている。
【００８７】
このような構成の画像形成装置のブラック現像ユニット１０１Ｋ、イエロー現像ユニット１０１Ｙ、シアン現像ユニット１０１Ｃ、及びマゼンダ現像ユニット１０１Ｍのそれぞれに図２と同様の規制部材を設けて、本発明の現像装置を適用することで、上記実施の形態と同様の効果を発揮することが出来る。
【００８８】
又、本発明の転写材の一例は、本実施の形態の紙に相当するが、ＯＨＰシート等であってもよい。
【００８９】
尚、本発明の画像形成装置の制御方法の、前記駆動ユニットを動作して前記規制部材を前記現像ローラの表面に当接させる当接ステップと、前記当接した前記規制部材と前記現像ローラとの間を通過した前記トナーを前記像担持体へと移動させる移動ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムを用いても良い。
【００９０】
又、上記プログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体を用いても良い。
【００９１】
尚、上記プログラムは、上述した本発明の画像形成装置の制御方法の全部又は一部のステップの動作をコンピュータにより実行させるプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【００９２】
又、上記記録媒体は、上述した本発明の画像形成装置の制御方法の全部又は一部のステップの全部又は一部の動作をコンピュータにより実行させるプログラムを記録した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記動作を実行する記録媒体である。
【００９３】
尚、上記「一部のステップ」とは、それらの複数のステップの内の、一つ又は幾つかのステップを意味する。
【００９４】
又、上記「ステップの動作」とは、前記ステップの全部又は一部の動作を意味する。
【００９５】
又、上記プログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な、ＲＯＭ等の記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【００９６】
又、上記プログラムの一利用形態は、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等の伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【００９７】
又、上述したコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。
【００９８】
尚、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明の現像装置及び画像形成装置の制御方法によれば、より効率良く小粒径のトナーを排出することが可能な効果を有し、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びインターネットファクシミリ等の画像形成装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明にかかる実施の形態１におけるプリンタ１の正面構成図
【図２】本発明にかかる実施の形態１における現像ユニット３２の構成図
【図３】本発明にかかる実施の形態１における画像形成時の動作を説明するための現像ユニット３２の構成図
【図４】本発明にかかる実施の形態１における非画像形成時に行う小粒径のトナーを強制排出する動作モードを説明するための現像ユニット３２の拡大構成図
【図５】本発明にかかる実施の形態１の変形例を示す画像形成装置の部分構成図
【図６】従来の現像装置の構成図
【符号の説明】
【０１０１】
１  プリンタ
２  給紙カセット
３Ｋ  ブラック画像形成ユニット
３Ｙ  イエロー画像形成ユニット
３Ｃ  シアン画像形成ユニット
３Ｍ  マゼンダ画像形成ユニット
４  中間転写ベルト
５  二次転写ユニット
６  定着ユニット
７  排出トレイ
８  レーザースキャナーユニット
９Ｋ、９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ  一次転写ローラ
１０  ハウジング
１１  現像ローラ
１２  磁気ローラ
１３、１４  撹拌部材
１５  穂切り板
２０  規制部材
２１  取り付け部材
２２  ソレノイド
２３  バネ部材
【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図２】
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【図３】
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