JP5080890B2 - 画像形成装置における現像装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置に用いられる現像装置に係り、特に、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤の磁気ブラシを磁気ローラ上に形成し、該磁気ブラシを用いて現像ローラ上にトナー薄層を形成した後、感光体上の静電潜像に飛翔させて現像して現像ローラ上に残ったトナーを回収する、回収ローラを備えた画像形成装置における現像装置に関するものである。

電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置における、乾式トナーを用いた現像方式としては、トナーのみを用いる一成分現像方式と、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いる二成分現像方式が知られている。

一成分現像方式はキャリアを用いないため、キャリアおよびトナーから形成される磁気ブラシによって静電潜像担持体（以下、感光体とも称する）上の静電潜像が乱されることがなく、高画質化に適している。しかし、一成分現像方式は、トナーの帯電量を安定して維持することが難しい。また、カラートナーの場合は透過性が求められるため、非磁性トナーである必要がある。そのため、フルカラー画像形成装置においては、トナーを帯電および搬送する媒体としてキャリアを用いる二成分現像方式を採用する場合が多い。

二成分現像方式は安定した帯電量が長期にわたって得られるため、長寿命化に適している。しかし二成分現像方式は、前記した磁気ブラシによる影響のため、画質の点では不利である。そのため、これら２つの現像方式におけるそれぞれの利点を活かすべく、長寿命化を考慮して帯電領域は二成分現像方式を採用し、現像領域は高画質化を狙って一成分現像方式を採用したタッチダウン現像方式、あるいはハイブリッド現像方式と呼ばれる現像方式が注目されている。特に、高画質化および長寿命化が重視されるフルカラー画像形成装置においては、この現像方式の特徴が充分に発揮される。

このタッチダウン現像方式は、トナーおよびキャリアを含有する二成分現像剤により現像剤担持体（以下、磁気ローラと称する）表面に磁気ブラシを形成させ、その磁気ブラシからトナーのみをトナー担持体（以下、現像ローラと称する）の表面に移送させてトナーの薄層を形成した後、静電潜像が形成された感光体の表面にトナーを飛翔させてトナー像として現像する方式である。

しかしながらタッチダウン現像方式では、現像ローラ上の現像に用いられなかった残トナーを磁気ローラの磁気ブラシで剥ぎ取り、同時に、磁気ブラシから現像ローラへトナーを供給する必要があるが、残トナーの剥ぎ取りが不充分であると、環境変化や画像形成枚数の増加に伴うチャージアップ等が原因となり、現像ローラ上にトナーが付着してしまうことがある。この付着が発生しないようにするため、磁気ローラと現像ローラ間に作用する磁界を強くする方法がある。

しかしながら磁気ローラと現像ローラ間に作用する磁界を強くする方法は、磁気ローラと現像ローラ間に存在する磁気ブラシが強い磁界によって保持され、現像剤が滞留してしまう現象が発生する恐れがあるため、磁界の設定範囲は４００Ｇから１２００Ｇ程度であり、また磁気ローラと現像ローラ間の最短距離も、０．２〜０．６ｍｍ程度で、あまり大きな効果は得られない。

そのため例えば特許文献１には、トナ−飛散と画像濃度変動がない現像器、及び高速高画質が確保可能な電子写真装置を提供するため、表面にトナ−層を形成した現像ロ−ル２により、感光体１の潜象の現像を行う現像器８を、現像ロ−ル２に近接させて第１の磁気ロ−ル３及び第２の磁気ロ−ル１０を配置し、第１の磁気ロ−ル３に形成された第１の磁気ブラシ１６と第２の磁気ロ−ル１０に形成された第２の磁気ブラシ１７とを介して、現像ロ−ル２へのトナ−の塗布と現像ロ−ル２からのトナ−の回収を行なうようにした電子写真装置が開示されている。

また特許文献２には、画像むらや画像かぶりのない現像特性の安定した現像装置をハイブリッド現像方式で実現するため、像担持体１に対向して表面にトナーを担持するトナー担持体２と、このトナー担持体２に所定の間隔をおいて対向する位置に配設され、トナー担持体２へトナーを供給する供給用現像剤担持体３、及びトナー担持体２からトナーを回収する回収用現像剤担持体４と、この二つの現像剤担持体３，４とトナー担持体２とに対向して配設され、二つの現像剤担持体３，４との間で二成分現像剤を受け渡す搬送部材５とを備えた画像形成装置が開示されている。

特開平１０−３４０００３号公報 特開２００５−００３８１２号公報

しかしながら、特許文献１における第２の磁気ロ−ル１０、特許文献２における回収用現像剤担持体４のように、現像ローラ上の残トナーを回収するためのローラ（以下このローラを回収ローラと称する）を用いた方式は、回収されるトナー量を調整することができないため、現像ローラ上のトナー層形成を阻害する場合がある。

すなわち、高濃度の画像を形成するときは、現像に使用するトナー量を増やすため、現像ローラ上のトナー層を厚くする必要があり、そのためには磁気ローラ上の磁気ブラシからトナーを供給すると共に、現像ローラ上に残ったトナーを用いる場合がある。つまり、現像ローラ上のトナー量が、通常磁気ローラ上の磁気ブラシから現像ローラに供給される分では不足して濃度不足を起こすため、感光体上の潜像現像のために現像ローラに現像バイアスを印加する以前に、現像ローラ上に磁気ローラからトナー薄層を形成するためのバイアス印加を行い、現像ローラ上に十分な量のトナー層を形成するのである。

しかしこのとき、回収ローラによって現像ローラ上のトナー層がクリーニングされてしまうと、現像ローラ上のトナー層厚が狙いの層厚まで厚くすることができず、高濃度の潜像を現像するのに必要なトナー量を確保できずに、濃度の薄い画像やムラ画像を出力してしまうことになる。すなわち、現像ローラ上の残トナーは、環境や多数枚の画像形成によって現像ローラに付着し、濃度不良等の画像品質劣化を引き起こす恐れがあるものの、高濃度印字時には感光体上への現像量を確保するため、現像ローラ上のトナー層厚を厚くするために必要になり、回収をするべき時とするべきではない時が存在するのである。

そのため本発明においては、回収ローラを用いて現像ローラ上の残トナーを回収するようにした画像形成装置における現像装置において、簡単な構成でこういった高濃度の画像形成が行われる場合には現像ローラ上のトナーを回収せず、安定した画像濃度を維持して画像品質の長期安定化を実現する画像形成装置における現像装置を提供することが課題である。

そのため本発明における画像形成装置における現像装置は、
内部に複数の磁極を有してトナーとキャリアとからなる２成分現像剤の磁気ブラシを坦持する磁気ローラと、前記磁気ブラシによりトナー薄層が形成されて感光体上に形成された静電潜像を現像する現像ローラと、前記磁気ローラと現像ローラとの間に設けられて回転スリーブ内部に磁極を有し、磁気穂が形成されて該磁気穂で前記静電潜像現像後に現像ローラ上に残ったトナーを回収する回収ローラと、を有する画像形成装置における現像装置において、
前記回収ローラにおける磁極は前記回収ローラ軸を中心に残トナー回収位置と非回収位置とに回動可能に構成され、前記現像装置は、前記静電潜像現像に使用する現像剤量を形成画像における印字率として算出する手段と、該算出した印字率が所定値以下の状態で前記回収ローラに設けられた磁極を残トナー回収位置に、所定値を上回った状態で非回収位置に回動させる、回収ローラ磁極回動手段が設けられていることを特徴とする。

このように回収ローラにおける磁極を、回収ローラ軸を中心に残トナー回収位置と非回収位置とに回動可能に構成する、という簡単な構成で磁極を回動し、形成画像における印字率が低い場合は現像ローラ上のトナーを回収し、印字率が高い場合は非回収位置に回動させることで、前記したような高濃度印字時における濃度の薄い画像やムラ画像を出力することが防止でき、安定した画像濃度を維持して画像品質の長期安定化を実現する、画像形成装置における現像装置を提供することができる。

そして、前記回収ローラ内部に設けられた磁極は、前記残トナー回収位置で前記磁気ローラに形成された磁気穂を受け入れる磁気穂形成磁極と、前記現像ローラに相対して前記現像ローラ上の残トナーを回収する回収磁極とが設けられ、前記磁気穂形成磁極と回収磁極とは一体に回動可能とすることで、回収ローラ上には磁気ローラから移動した磁気ブラシが形成され、それが回転スリーブの回転によって回収磁極位置で現像ローラ上の残トナーを回収するから、効率的な残トナー回収を行うことができる。

また、前記磁気穂形成磁極と回収磁極とを残トナー回収位置と非回収位置とに回動させる機構は、回収ローラ軸に駆動軸が結合されたステッピングモータとすることで、簡単な構成で回収ローラの磁極を回動させることができる。

以上記載のごとく本発明になる画像形成装置における現像装置は、回収ローラにおける磁極を回収ローラ軸を中心に残トナー回収位置と非回収位置とに回動可能に構成する、という簡単な構成で、高濃度の画像形成が行われる場合に現像ローラ上のトナーを回収しないようにしたから、安定した画像濃度を維持し、画像品質の長期安定化を実現することができる画像形成装置における現像装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

最初に本発明の概略を簡単に説明すると、本発明における現像装置は、内部に複数の磁極を有してトナーとキャリアとからなる２成分現像剤の磁気ブラシを坦持する磁気ローラと、磁気ローラ上の磁気ブラシでトナー薄層が形成される現像ローラと、磁気ローラと現像ローラとの間に設けられて回転スリーブ内部に磁極を有し、磁気穂が形成されて静電潜像現像後に現像ローラ上に残ったトナーを回収する回収ローラとからなる。

そして回収ローラの磁極は、回収ローラ軸を中心に残トナー回収位置と非回収位置とに回動可能に構成されていて、感光体上の静電潜像現像に使用する現像剤量を形成画像における印字率として算出し、その算出した印字率が所定値以下の状態、すなわち形成される画像の濃度があまり高くない場合は回収ローラに設けられた磁極を残トナー回収位置に、形成される画像の濃度が所定値を上回って高い場合は非回収位置に回動させるようにした。

このように回収ローラにおける磁極を、回収ローラ軸を中心に残トナー回収位置と非回収位置とに回動可能に構成する、という簡単な構成で磁極を回動できるようにしたことで、形成画像における印字率が低い場合は現像ローラ上のトナーを回収し、印字率が高い場合は非回収位置に回動させれば、前記したような高濃度印字時における濃度の薄い画像やムラ画像を出力することが防止できる。

また、回収ローラ内部に設けられた磁極は、残トナー回収位置で前記磁気ローラに形成された磁気穂を受け入れる磁気穂形成磁極と、現像ローラに相対して現像ローラ上の残トナーを回収する回収磁極とが設けられ、磁気穂形成磁極と回収磁極とは一体に回動可能とすることで、回収ローラ上には磁気ローラから移動した磁気ブラシが形成され、それが回転スリーブの回転によって回収磁極位置で現像ローラ上の残トナーを回収するから、効率的な残トナー回収を行うことができる。

さらに磁気穂形成磁極と回収磁極とを残トナー回収位置と非回収位置とに回動させる機構は、回収ローラ軸に駆動軸が結合されたステッピングモータとすれば、簡単な構成で回収ローラの磁極を回動させることができる。このようにすることで、高濃度の画像形成が行われる場合に現像ローラ上のトナーを回収しないようにできるから、安定した画像濃度を維持し、画像品質の長期安定化を実現することができる画像形成装置における現像装置を提供することができる。

図１（Ａ）は、本発明になる画像形成装置における現像装置の概略断面図、（Ｂ）は回収ローラ４の磁極を回転させた場合の断面図である。本発明の画像形成装置における現像装置は、前記したように感光体１に対面した現像ローラ２、その現像ローラ２に対面した磁気ローラ３、さらに現像ローラ２と磁気ローラ３の両方に対面した回収ローラ４を有している。このうち磁気ローラ３は、内部に複数の磁極を有し、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤の磁気ブラシ３０を坦持している。現像ローラ２は、磁気ローラ３に一方で、電子写真方式により静電潜像が形成される感光体１に他方で対面し、磁気ローラ３上の磁気ブラシ３０によりトナー薄層２０が形成されて、感光体１上に形成された静電潜像を現像する。

磁気ローラ３は、回転スリーブ内部に図示したように、例えば現像ローラ２と対面する位置にＮ極が、その回転方向上流側にＳ極が、さらにその上流にＮ極が続き、回収ローラ４と対面する位置にはＳ極が設けられて、回転スリーブの回転によって磁気ブラシ３０が移動してゆく。

回収ローラ４は、磁気ローラ３と現像ローラ２との間に設けられ、回転スリーブ内部に磁極を有して磁気穂４０が形成され、この磁気穂４０で感光体１上に形成された静電潜像の現像後に、現像ローラ２上に残ったトナー２１を回収する。また回収ローラ４は、回転スリーブ内部における磁気ローラ３と対面した位置に例えばフェライト磁石からなるＮ極が、現像ローラ２と対面した位置に同じくフェライト磁石からなるＳ極が配されて一体とされた、例えばプラスチック磁石を有している。

そしてこの回収ローラ４における一体とされた磁石は、図１（Ａ）に示した残トナー回収位置と、（Ｂ）に４１で示した回収ローラ４の中心軸を中心に各磁極の位置が１８０度回転した、残トナー非回収位置とに回動できるようになっている。この回動は、例えば回収ローラ４の中心軸をステッピングモータの駆動軸により回動できるようにしたり、画像形成装置の駆動源からの駆動力を接続したり切断すると共に、駆動力を接続、切断した際に１８０度づつ回動させるクラッチを用いた機構などで回動させる。なお、この回収ローラ４における回転スリーブは、磁気ローラ３や現像ローラ２と同様、例えばアルミまたはＳＵＳの円筒にニッケルメッキしたものなどを用いる。

この現像装置は、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤が現像装置内で攪拌されながら磁気ローラ３に搬送され、磁気ブラシ３０が形成されて、図示していないバイアス電圧により磁気ブラシ３０中のトナーが現像ローラ２上に移動し、トナー薄層２０が形成される。一方、図示していない帯電器で一様に帯電され感光体１は、露光装置で露光されて静電潜像が形成され、現像ローラ２と感光体１との間に印加された現像バイアスにより、現像ローラ２上のトナー薄層からトナーが飛翔して静電潜像が現像される。

回収ローラ４上には、磁気ローラ３と対面した位置に設けられたＮ極により磁気ブラシが形成され、それが回転スリーブの回転でＳ極の位置まで移動して、現像ローラ２上に残った現像残トナー２１がこの磁気ブラシ４０によって回収される。そして残トナーが回収された現像ローラ２は、磁気ローラ３と対面した位置で新しいトナー薄層２０が形成される。

図２は、本発明になる画像形成装置における現像装置の制御回路ブロック図である。この図２において１０は画像形成装置全体を制御する制御回路であり、１１は外部から送られてくるこれから形成する画像のデータの記憶装置、１２は画像データ記憶装置１１に記憶されているデータにより、露光装置における光源を変調して帯電した感光体ドラム１を露光する制御を行う露光装置制御回路、１３は画像形成指示によって現像装置（現像ユニット）における現像バイアスなどのＯＮ／ＯＦＦを制御する現像装置制御回路、１４は図１に示した回収ローラ４における一体となったＮ、Ｓの磁極を有する磁石を、図１（Ａ）に示した残トナー回収位置と、各磁極の位置を１８０度回転した、図１（Ｂ）に４１で示した残トナー非回収位置とに回動させる制御を行う回収ローラ磁極回動駆動制御装置、１５は演算回路、１６は回収ローラ４における一体となった磁石を、図１（Ａ）に示した残トナー回収位置から（Ｂ）に示した残トナー非回収位置に回動させる印字率を記憶している、回収ローラ磁極回動印字率記憶装置である。

この図２に示した制御回路の動作を簡単に説明すると、まず画像形成指示により画像データ記憶装置１１に、これから画像形成する画像のデータが送られてきて記憶される。すると制御回路１０は、この画像データ記憶装置１１に記憶されたこれから形成する画像のデータにおけるドット数を印字率に換算し、回収ローラ磁極回動印字率記憶装置１６に記憶されている印字率と比較し、これから高濃度の印字が行われるか否かを判定する。

この回収ローラ磁極回動印字率記憶装置１６には、例えばマクベス社製反射濃度計でＩＤ（濃度）が１．４から１．５という、前記したように高濃度の画像形成が行われる場合の印字率が記憶されており、制御回路１０は、これから形成する画像のデータにおける印字率と、回収ローラ磁極回動印字率記憶装置１６に記憶されている印字率とを比較し、これから形成する画像のデータにおける印字率が、回収ローラ磁極回動印字率記憶装置１６に記憶されている印字率より低い場合、回収ローラ４の一体となった磁石を図１（Ａ）に示した残トナー回収位置に位置させるよう、回収ローラ磁極回動駆動制御装置１４に指示する。

一方、これから形成する画像のデータにおける印字率が、回収ローラ磁極回動印字率記憶装置１６に記憶されている印字率より高い場合、制御回路１０は、現像ローラ２上のトナー薄層２０（図１参照）を厚くするよう現像装置制御回路１３に指示し、現像装置制御回路１３は、現像ローラ２と感光体１との間に現像バイアスを印加する前に、現像ローラ２上にトナー薄層２０の形成を始める。また制御回路１０は、回収ローラ磁極回動駆動装置１４に指示し、これから濃度の高い画像形成が行われるから回収ローラ４の磁極を、図１（Ｂ）に示したように残トナー非回収位置に回動させるよう指示する。

こうしてこれから形成する画像のデータにおける印字率が高い場合、現像ローラ２上のトナー薄層２０が厚くされ、そうやって画像形成の準備がなされると制御回路１０は、露光装置制御回路１２に指示して露光装置における光源を変調して帯電した感光体ドラム１を露光させ、静電潜像を形成させる。また制御回路１０は、現像装置制御回路１３に現像ローラ２と感光体１の間に現像バイアスを印加させ、そのため感光体１上の高濃度の静電潜像は、現像ローラ２上の厚いトナー層によって現像されて所定の濃度の画像が形成される。

このようにして現像ローラ２上のトナー薄層２０は、高濃度の画像形成が行われる場合は現像ローラ２上のトナーを回収しないようにしたから、安定した画像濃度を維持し、画像品質の長期安定化を実現することができる画像形成装置における現像装置を提供することができる。

図３は、トナーのチャージアップによって画像濃度が低下しやすい、低温・低湿環境において、回収ローラを用いた場合と用いない場合の画像形成枚数による画像濃度推移を表したグラフである。また図４は、その場合のトナー帯電量推移を表したグラフであり、図５は、高濃度の画像形成時、回収ローラ磁極を残トナーの非回収位置に回動させた場合と回動させなかった場合の、Ａ４サイズの用紙上の各点における画像濃度の測定結果を示したグラフである。

まず図３の低温・低湿環境における、回収ローラを用いた場合と用いない場合の画像形成枚数による画像濃度推移を表したグラフであるが、このグラフにおいて横軸は単位を１０００枚とした画像形成枚数であり、縦軸がマクベス社製反射濃度計で測定した画像濃度を表している。また、▲をプロットした実線は回収ローラ４が有りの場合、■をプロットした破線は回収ローラ４が無い場合で、これら実線と破線は温度が１０℃で湿度が１５％の、トナーのチャージアップによって画像濃度が低下しやすい低温・低湿環境における測定結果である。そして、◆をプロットしてＮ／Ｎ環境と記した破線は、温度２３℃で湿度が５０％の通常環境において回収ローラ４が無い場合の測定結果である。

なお、この測定に用いた画像形成装置は、京セラミタ製のＬＳ−５０３０Ｃに図１に示したような回収ローラを設けたもので、回収ローラはフェライト磁石を含有したプラスチックマグネットを用い、直径８ｍｍのシャフト形状に成型を行い、回収磁極として４００Ｇのピーク磁力を１極有したものを使用した。現像ローラ２側の現像バイアスは、直流バイアスＶｄｃは１００Ｖ、交流バイアスはＶｐｐが１．６ｋＶでデューティ比が２７％、周波数２．７ｋＨｚである。また磁気ローラ３側のバイアスは、直流バイアスＶｄｃが３００Ｖ、交流バイアスはＶｐｐが４００Ｖでデューティ比が７３％、周波数２．７ｋＨｚである。なお、印字パターンとしては印字率５％相当のパターンのものを使用し、一定枚数毎にサンプル画像を印刷しマクベス社製の反射濃度計を用いて画像濃度を測定した。

この図３のグラフから、例え低温・低湿環境であっても、回収ローラ４を設けた場合は画像形成枚数が増加しても大きな画像濃度低下がなく、温度２３℃で湿度が５０％の通常環境において回収ローラ４が無い場合とほぼ同じであるのに対し、回収ローラ４が無い場合は濃度低下が大きい。

次の図４は、横軸が図３と同様単位を１０００枚とした画像形成枚数であり、縦軸はＴＲＥＫ社製Ｑ／Ｍメータを用いて測定したトナーの帯電量である。▲をプロットした実線は回収ローラ４が有りの場合、■をプロットした破線は回収ローラ４が無い場合で、これら実線と破線は図３の場合と同様温度が１０℃で湿度が１５％の、トナーのチャージアップによって画像濃度が低下しやすい低温・低湿環境における測定結果である。そして、◆をプロットしてＮ／Ｎ環境と記した破線は、温度２３℃で湿度が５０％の通常環境において回収ローラ４が無い場合の測定結果である。画像形成装置は図３において説明したものと同じ画像形成装置である。

この図４のグラフからも、例え低温・低湿環境であっても、回収ローラ４を設けた場合はトナーの帯電量が増えておらず、温度２３℃で湿度が５０％の通常環境において回収ローラ４が無い場合とほぼ同じであるのに対し、回収ローラ４が無い場合は画像形成枚数が多くなるにつれ、トナーの帯電量が上昇しており、回収ローラ４を設けることでチャージアップを抑制する効果があることがわかる。

最後の図５は、高濃度の画像形成時、回収ローラ磁極を残トナー回収位置と非回収位置とに回動させた場合と回動させなかった場合の、Ａ４サイズの用紙上の各点における画像濃度の測定結果を示したグラフである。この実験は、前記と同様の画像形成枚数を用い、印字率１００％のシアン画像をＡ４用紙に印字して前記した反射濃度計で濃度を測定して行った。■をプロットした実線は回収ローラ４の磁極を残トナー非回収位置に回動させ、現像ローラ２上のトナー回収をおこなわなかった場合、▲をプロットした破線は回収ローラ４の磁極を回動させずに現像ローラ２上のトナーを回収した場合で、横軸はＡ４の用紙先端からの距離、縦軸はマクベス社製反射濃度計で測定した画像濃度を表している。

この図５のグラフから明らかなように、回収ローラ４の磁極を残トナー非回収位置に回動させて現像ローラ２上のトナー回収をおこなわなかった場合、Ａ４サイズの用紙の先端位置から一定の濃度が得られているのに対し、回収ローラ４の磁極を回動させずに現像ローラ２上のトナーを回収した場合は、先端から現像ローラ２の数周分に相当する間の濃度が落ち、濃度ムラが生じている。

以上の結果から明らかなように、回収ローラ４における磁極の回動機構を用いずに印字率１００％の画像（所謂ベタ画像）を出力した場合、現像ローラ２上に充分なトナー層厚を保持できないために用紙先端部において濃度が低下しており、均質な画像出力が阻害されている。また、回収ローラ４を全く用いない場合、画像形成枚数が増えるにつれてトナーがチャージアップすると共に画像濃度が低下している。

それに対し、回収ローラ４における磁極の回動機構を用いた場合、用紙の先端部分にあわせて回収ローラをトナーの非回収位置に回動させることで、現像ローラ２上に充分な層厚を保持した状態で用紙先端部への現像を行う事ができ、用紙上に安定した濃度のベタ画像を印字する事が可能となると共に、回収ローラ４を用いて現像ローラ２上の残トナーを回収することで、画像形成枚数が増えてもトナーのチャージアップが防止され、画像濃度を確保した画像形成を行うことができる。

なお、以上の説明では、回収ローラ４をトナーの非回収位置に回動させる場合を高濃度の印字が行われる場合と説明してきたが、例えば非画像形成時にも回収ローラ４をトナーの非回収位置に回動させてもよい。すなわち、回収ローラ４の磁気ブラシによって現像ローラ２上の残トナーの回収を行う場合、磁気ブラシに保持できるトナー量には限界があるため、磁気ブラシに保持されるトナーは飽和し、クリーニング性能が低下してしまう。

それを回避するため、回収ローラ４の磁極を回動させて磁気ローラ４で再度磁気ブラシを形成することで、回収ローラ４上の現像剤のクリーニングを行い、トナーを抱え込んだ磁気ブラシを更新するようにすることが好ましい。この磁気ブラシの更新は、印字動作中に行うと残トナーのクリーニングを行っている所と行っていない所の差が現れるから、紙間などの印字動作外に行うようにする。

また、回収ローラ４の形状は、以上の説明では回転スリーブ内部に磁極を有するローラ型としたが、シャフト自体に磁極を着磁させた磁性体のみを構成とする等、様々な方法によって磁力を伴ったローラ構成を形成することができる。

本発明によれば、高濃度の画像形成が行われる場合でも安定した画像濃度を維持し、画像品質の長期安定化を実現することができる画像形成装置における現像装置とすることができる。

（Ａ）は本発明になる画像形成装置における現像装置の概略断面図であり、（Ｂ）は回収ローラの磁極を回転させた場合の断面図である。 本発明になる画像形成装置における現像装置の制御回路ブロック図である。 低温・低湿環境において回収ローラを用いた場合と用いない場合の画像形成枚数による画像濃度推移を表したグラフである。 低温・低湿環境において回収ローラを用いた場合と用いない場合の画像形成枚数による、トナー帯電量推移を表したグラフである。 高濃度の画像形成において、回収ローラ磁極を残トナー回収位置と非回収位置とに回動させた場合と回動させなかった場合との用紙上の画像濃度の測定結果のグラフである。

符号の説明

１ 感光体
２ 現像ローラ
２０ トナー薄層
２１ 現像残トナー
３ 磁気ローラ
３０ 磁気ブラシ
４ 回収ローラ
４０ 磁気ブラシ
１０ 制御回路
１１ 画像データ記憶装置
１２ 露光装置制御回路
１３ 現像装置制御回路
１４ 回収ローラ磁極回動駆動制御装置
１５ 演算回路
１６ 回収ローラ磁極回動印字率記憶装置

Claims (3)

1. 内部に複数の磁極を有してトナーとキャリアとからなる２成分現像剤の磁気ブラシを坦持する磁気ローラと、前記磁気ブラシによりトナー薄層が形成されて感光体上に形成された静電潜像を現像する現像ローラと、前記磁気ローラと現像ローラとの間に設けられて回転スリーブ内部に磁極を有し、磁気穂が形成されて該磁気穂で前記静電潜像現像後に現像ローラ上に残ったトナーを回収する回収ローラと、を有する画像形成装置における現像装置において、
   前記回収ローラにおける磁極は前記回収ローラ軸を中心に残トナー回収位置と非回収位置とに回動可能に構成され、前記現像装置は、前記静電潜像現像に使用する現像剤量を形成画像における印字率として算出する手段と、該算出した印字率が所定値以下の状態で前記回収ローラに設けられた磁極を残トナー回収位置に、所定値を上回った状態で非回収位置に回動させる、回収ローラ磁極回動手段が設けられていることを特徴とする画像形成装置における現像装置。
2. 前記回収ローラ内部に設けられた磁極は、前記残トナー回収位置で前記磁気ローラに形成された磁気穂を受け入れる磁気穂形成磁極と、前記現像ローラに相対して前記現像ローラ上の残トナーを回収する回収磁極とが設けられ、前記磁気穂形成磁極と回収磁極とは一体に回動可能とされていることを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置における現像装置。
3. 前記磁気穂形成磁極と回収磁極とを残トナー回収位置と非回収位置とに回動させる機構は、回収ローラ軸に駆動軸が結合されたステッピングモータであることを特徴とする請求項１または２に記載した画像形成装置における現像装置。

Images