(57)【要約】【課題】ハイブリッド現像方式を有する現像装置において、搬送ローラと現像ローラとの間のギャップ変動による画像メモリやリークの発生を抑制することができ、安定して現像を行うことができるようにする。【解決手段】トナーとキャリアを含む現像剤を搬送する搬送ローラ５４と、搬送ローラに対向するとともに感光体１２に対向する現像ローラ４８ａ、４８ｂと、搬送ローラ用電源１２０と現像ローラ用電源１３０、１４０とから構成され、搬送ローラに保持された現像剤中のトナーを現像ローラに移動させる電界形成手段と、現像ローラに保持されたトナーを感光体の静電潜像に移動させる電界形成手段とを備えた現像装置において、検出ブロック１２５によって検出される搬送ローラ用電源に流れる電流に基づいて、搬送ローラに保持された現像剤中のトナーを現像ローラに移動させる電界形成手段の作動を制御する。【選択図】図２
2011059163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動され、トナーとキャリアとを含む現像剤を外周面に保持しつつ搬送する現像剤搬送部材と、
回転駆動され、前記現像剤搬送部材に対向するとともに静電潜像担持体に対向し、前記トナーを搬送するトナー搬送部材と、
前記現像剤搬送部材に接続される現像剤搬送部材用電源と前記トナー搬送部材に接続されるトナー搬送部材用電源とから構成され、前記現像剤搬送部材と前記トナー搬送部材との間に所定の電界を形成し、前記現像剤搬送部材に保持された前記現像剤中のトナーを前記トナー搬送部材に移動させる電界形成手段と、
前記トナー搬送部材に接続される前記トナー搬送部材用電源から構成され、前記トナー搬送部材と前記静電潜像担持体との間に所定の電界を形成し、前記トナー搬送部材に保持された前記トナーを前記静電潜像担持体の静電潜像に移動させる電界形成手段と、を備え、前記現像剤を用いて前記静電潜像担持体上の静電潜像を現像し、現像後に前記トナー搬送部材上に残留する前記トナーを前記現像剤搬送部材に回収させるようにした現像装置であって、
前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流を検出する検出ブロックと、
前記検出ブロックによって検出された前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流に基づいて、前記現像剤搬送部材と前記トナー搬送部材との間に所定の電界を形成する電界形成手段の作動を制御する電界制御手段と、
を備えていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記検出ブロックによって検出された前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流に基づいて、前記現像剤搬送部材と前記トナー搬送部材との間に形成される領域における負荷容量を算出する負荷容量算出手段を備え、
前記電界制御手段は、前記負荷容量算出手段によって算出された前記現像剤搬送部材と前記トナー搬送部材との間に形成される領域における負荷容量に基づいて、前記現像剤搬送部材と前記トナー搬送部材との間に所定の電界を形成する電界形成手段の作動を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
回転駆動され、トナーとキャリアとを含む現像剤を外周面に保持しつつ搬送する現像剤搬送部材と、
回転駆動され、第１の領域を介して前記現像剤搬送部材に対向するとともに第２の領域を介して静電潜像担持体に対向し、前記トナーを搬送する第１のトナー搬送部材と、
回転駆動され、第３の領域を介して前記現像剤搬送部材に対向するとともに第４の領域を介して静電潜像担持体に対向し、前記トナーを搬送する第２のトナー搬送部材と、
前記現像剤搬送部材に接続される現像剤搬送部材用電源と前記第１のトナー搬送部材に接続される第１のトナー搬送部材用電源とから構成され、前記現像剤搬送部材と前記第１のトナー搬送部材との間に第１の電界を形成し、前記現像剤搬送部材に保持された前記現像剤中のトナーを前記第１のトナー搬送部材に移動させる第１の電界形成手段と、
前記第１のトナー搬送部材に接続される前記第１のトナー搬送部材用電源から構成され、前記第１のトナー搬送部材と前記静電潜像担持体との間に第２の電界を形成し、前記第１のトナー搬送部材に保持された前記トナーを前記静電潜像担持体の静電潜像に移動させる第２の電界形成手段と、
前記現像剤搬送部材に接続される前記現像剤搬送部材用電源と前記第２のトナー搬送部材に接続される第２のトナー搬送部材用電源とから構成され、前記現像剤搬送部材と前記第２のトナー搬送部材との間に第３の電界を形成し、前記現像剤搬送部材に保持された前記現像剤中のトナーを前記第２のトナー搬送部材に移動させる第３の電界形成手段と、
前記第２のトナー搬送部材に接続される前記第２のトナー搬送部材用電源から構成され、前記第２のトナー搬送部材と前記静電潜像担持体との間に第４の電界を形成し、前記第２のトナー搬送部材に保持された前記トナーを前記静電潜像担持体の静電潜像に移動させる第４の電界形成手段と、を備え、前記現像剤を用いて前記静電潜像担持体上の静電潜像を現像し、現像後に前記第１のトナー搬送部材及び前記第２のトナー搬送部材上にそれぞれ残留する前記トナーを前記現像剤搬送部材に回収させるようにした現像装置であって、
前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流を検出する検出ブロックと、
前記第１の電界形成手段及び前記第３の電界形成手段によって前記第１の領域及び前記第３の領域にそれぞれ所定の電界を形成した場合に前記検出ブロックによって検出される前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流と、前記第１の電界形成手段及び前記第３の電界形成手段によって前記第１の領域及び前記第３の領域にそれぞれ前記所定の電界とは異なる所定の電界を形成した場合に前記検出ブロックによって検出される前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流と、に基づいて、前記第１の電界形成手段及び前記第３の電界形成手段の作動をそれぞれ制御する電界制御手段と、
を備えていることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
前記第１の領域及び前記第３の領域にそれぞれ所定の電界を形成した場合に前記検出ブロックによって検出される前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流と、前記第１の領域及び前記第３の領域にそれぞれ前記所定の電界とは異なる所定の電界を形成した場合に前記検出ブロックによって検出される前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流と、に基づいて、前記第１の領域及び前記第３の領域におけるそれぞれの負荷容量を算出する負荷容量算出手段を備え、
前記電界制御手段は、前記負荷容量算出手段によって算出された前記第１の領域及び前記第３の領域におけるそれぞれの負荷容量に基づいて、前記第１の電界形成手段及び前記第３の電界形成手段の作動をそれぞれ制御する、
ことを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
回転駆動され、トナーとキャリアを含む現像剤を外周面に保持しつつ搬送する現像剤搬送部材と、回転駆動され、前記現像剤搬送部材に対向するとともに静電潜像担持体に対向し、前記トナーを搬送するトナー搬送部材と、前記現像剤搬送部材に接続される現像剤搬送部材用電源と前記トナー搬送部材に接続されるトナー搬送部材用電源とから構成され、前記現像剤搬送部材と前記トナー搬送部材との間に所定の電界を形成し、前記現像剤搬送部材に保持された前記現像剤中のトナーを前記トナー搬送部材に移動させる電界形成手段と、前記トナー搬送部材に接続される前記トナー搬送部材用電源から構成され、前記トナー搬送部材と前記静電潜像担持体との間に所定の電界を形成し、前記トナー搬送部材に保持された前記トナーを前記静電潜像担持体の静電潜像に移動させる電界形成手段と、を備え、前記現像剤を用いて前記静電潜像担持体上の静電潜像を現像し、現像後に前記トナー搬送部材上に残留する前記トナーを前記現像剤搬送部材に回収させるようにした現像装置の制御方法であって、
前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流を検出し、検出された前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流に基づいて、前記現像剤搬送部材と前記トナー搬送部材との間に所定の電界を形成する電界形成手段の作動を制御する、
ことを特徴とする現像装置の制御方法。
【請求項６】
検出された前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流に基づいて、前記現像剤搬送部材と前記トナー搬送部材との間に形成される領域における負荷容量を算出し、算出された前記現像剤搬送部材と前記トナー搬送部材との間に形成される領域における負荷容量に基づいて、前記現像剤搬送部材と前記トナー搬送部材との間に所定の電界を形成する電界形成手段の作動を制御する、
ことを特徴とする請求項５に記載の現像装置の制御方法。
【請求項７】
回転駆動され、トナーとキャリアを含む現像剤を外周面に保持しつつ搬送する現像剤搬送部材と、回転駆動され、第１の領域を介して前記現像剤搬送部材に対向するとともに第２の領域を介して静電潜像担持体に対向し、前記トナーを搬送する第１のトナー搬送部材と、回転駆動され、第３の領域を介して前記現像剤搬送部材に対向するとともに第４の領域を介して静電潜像担持体に対向し、前記トナーを搬送する第２のトナー搬送部材と、前記現像剤搬送部材に接続される現像剤搬送部材用電源と前記第１のトナー搬送部材に接続される第１のトナー搬送部材用電源とから構成され、前記現像剤搬送部材と前記第１のトナー搬送部材との間に第１の電界を形成し、前記現像剤搬送部材に保持された前記現像剤中のトナーを前記第１のトナー搬送部材に移動させる第１の電界形成手段と、前記第１のトナー搬送部材に接続される前記第１のトナー搬送部材用電源から構成され、前記第１のトナー搬送部材と前記静電潜像担持体との間に第２の電界を形成し、前記第１のトナー搬送部材に保持された前記トナーを前記静電潜像担持体の静電潜像に移動させる第２の電界形成手段と、前記現像剤搬送部材に接続される前記現像剤搬送部材用電源と前記第２のトナー搬送部材に接続される第２のトナー搬送部材用電源とから構成され、前記現像剤搬送部材と前記第２のトナー搬送部材との間に第３の電界を形成し、前記現像剤搬送部材に保持された前記現像剤中のトナーを前記第２のトナー搬送部材に移動させる第３の電界形成手段と、前記第２のトナー搬送部材に接続される第２のトナー搬送部材用電源から構成され、前記第２のトナー搬送部材と前記静電潜像担持体との間に第４の電界を形成し、前記第２のトナー搬送部材に保持された前記トナーを前記静電潜像担持体の静電潜像に移動させる第４の電界形成手段と、を備え、前記現像剤を用いて前記静電潜像担持体上の静電潜像を現像し、現像後に前記第１のトナー搬送部材及び前記第２のトナー搬送部材上にそれぞれ残留する前記トナーを前記現像剤搬送部材に回収させるようにした現像装置の制御方法であって、
前記第１の電界形成手段及び前記第３の電界形成手段によって前記第１の領域及び前記第３の領域にそれぞれ所定の電界を形成した場合に前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流と、前記第１の電界形成手段及び前記第３の電界形成手段によって前記第１の領域及び前記第３の領域にそれぞれ前記所定の電界とは異なる所定の電界を形成した場合に前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流と、を検出し、前記第１の領域及び前記第３の領域にそれぞれ所定の電界を形成した場合に検出される前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流と、前記第１の領域及び前記第３の領域にそれぞれ前記所定の電界とは異なる所定の電界を形成した場合に検出される前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流と、に基づいて、前記第１の電界形成手段及び前記第３の電界形成手段の作動をそれぞれ制御する、
ことを特徴とする現像装置の制御方法。
【請求項８】
前記第１の領域及び前記第３の領域にそれぞれ所定の電界を形成した場合に検出される前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流と、前記第１の領域及び前記第３の領域にそれぞれ前記所定の電界とは異なる所定の電界を形成した場合に検出される前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流と、に基づいて、前記第１の領域及び前記第３の領域におけるそれぞれの負荷容量を算出し、算出された前記第１の領域及び前記第３の領域におけるそれぞれの負荷容量に基づいて、前記第１の電界形成手段及び前記第３の電界形成手段の作動をそれぞれ制御する、
ことを特徴とする請求項７に記載の現像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ又はこれらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置に使用される現像装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置に使用する現像装置において、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像方式として、現像剤の主成分としてトナーのみを用いる一成分現像方式と、現像剤の主成分としてトナーとキャリアを用いる二成分現像方式とが知られている。
【０００３】
一成分現像方式では、一般に、現像ローラと現像ローラに押圧して設けられた規制板との間の規制部にトナーを通過させることでトナーを摩擦帯電するとともに所望厚みのトナー薄層を現像ローラ外周面に保持させることができるため、現像装置の構成簡略化、小型化、低コスト化の面で有利である。しかしながら、一成分現像方式では、規制部で受ける強いストレスによってトナーの劣化が促進され、トナーの帯電量が耐久とともに低下しやすく、また、規制板表面や現像ローラ表面がトナーや他の外添剤によって汚染されることでトナーへの電荷付与性が低下し、かぶり等の問題を引き起こすため、現像装置の寿命が比較的短くなる。
【０００４】
また、一成分現像方式では、現像ローラと静電潜像担持体との間に形成される現像領域のギャップが経時的に変化して濃度ムラが発生する場合があるが、例えば特許文献１には、一成分現像方式において、現像領域のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段による測定値と現像領域を流れるリーク電流に基づいてリークを検知するリーク検知手段による検知結果とに基づいて現像バイアス電圧の直流電圧値や交流電圧値を制御することで濃度ムラを抑制することが開示されている。
【０００５】
一方、二成分現像方式は、トナーをキャリアとの混合・攪拌による摩擦接触により帯電させるため、トナーが受けるストレスが小さく、トナー劣化の面で有利である。また、トナーへの電荷付与部材であるキャリアも、その表面積がトナー粒子に比べて大きいため、トナーや他の外添剤による汚染に対しても相対的に強く、現像剤の長寿命化に有利である。しかしながら、二成分現像方式においても、長期間の使用により、キャリアがトナーや他の外添剤によって次第に汚染され、トナーの帯電量が低下し、かぶり等の問題を引き起こし得る。
【０００６】
前記一成分現像方式及び二成分現像方式におけるトナー帯電量の低下やかぶり等の問題を解消する現像方式として、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を摩擦接触によりトナー帯電した後、磁極体を内包した搬送ローラ上にこの現像剤を磁気ブラシ状態で保持させながらその回転によって現像ローラに対向する領域に搬送し、この領域に形成された電界の作用によって搬送ローラに保持されている現像剤からトナーだけを現像ローラに供給して現像ローラ上にトナー層を形成し、このトナー層を現像ローラの回転によって静電潜像担持体との対向する領域に搬送し、この領域に形成された電界の作用によって現像ローラに保持されたトナーを静電潜像担持体上に形成された静電潜像に飛翔させて現像する、所謂ハイブリッド現像方式が提案されている。
【０００７】
前記ハイブリッド現像方式によれば、二成分現像剤の摩擦接触によってトナーの帯電が行われるため、トナーの劣化が抑制され、十分なトナー帯電量を確保でき、また、搬送ローラから現像ローラへのトナーの供給が電界によって行われるため、現像ローラに逆極性に帯電したトナーが供給されることがないので、静電潜像担持体上の非画像部へのトナー付着がなく、かぶりの発生が防止される。また、現像ローラにはトナーしか供給されないので、キャリアの静電潜像担持体ヘの付着も防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−７８０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、前記ハイブリッド現像方式を有する現像装置において、搬送ローラと現像ローラとが対向する領域では、新しいトナーを搬送ローラから現像ローラに供給しつつ、現像後に現像ローラ上に残っているトナーを搬送ローラに回収するようにした場合、搬送ローラと現像ローラとの間に形成される対向領域のギャップに変動が生じると、画像メモリやリークが発生し得る。
【００１０】
前記ハイブリッド現像方式を有する現像装置において、搬送ローラと現像ローラとの間に形成される対向領域のギャップが所定値よりも大きくなると、現像後に現像ローラ上に残留するトナーの搬送ローラへの回収が不十分となって画像メモリを引き起こす畏れがある。一方、搬送ローラと現像ローラとの間に形成される対向領域のギャップが所定値よりも小さくなると、搬送ローラと現像ローラとの間にリークが発生する畏れがある。
【００１１】
そこで、この発明は、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を用いるハイブリッド現像方式を有する現像装置において、搬送ローラと現像ローラとの間におけるギャップに変動が生じた場合においても、搬送ローラと現像ローラとの間のギャップ変動による画像メモリやリークの発生を抑制することができ、安定して現像を行うことができるようにする、ことを基本的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的を達成するため、本発明に係る現像装置は、回転駆動され、トナーとキャリアとを含む現像剤を外周面に保持しつつ搬送する現像剤搬送部材と、回転駆動され、前記現像剤搬送部材に対向するとともに静電潜像担持体に対向し、前記トナーを搬送するトナー搬送部材と、前記現像剤搬送部材に接続される現像剤搬送部材用電源と前記トナー搬送部材に接続されるトナー搬送部材用電源とから構成され、前記現像剤搬送部材と前記トナー搬送部材との間に所定の電界を形成し、前記現像剤搬送部材に保持された前記現像剤中のトナーを前記トナー搬送部材に移動させる電界形成手段と、前記トナー搬送部材に接続される前記トナー搬送部材用電源から構成され、前記トナー搬送部材と前記静電潜像担持体との間に所定の電界を形成し、前記トナー搬送部材に保持された前記トナーを前記静電潜像担持体の静電潜像に移動させる電界形成手段と、を備え、前記現像剤を用いて前記静電潜像担持体上の静電潜像を現像し、現像後に前記トナー搬送部材上に残留する前記トナーを前記現像剤搬送部材に回収させるようにした現像装置であって、前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流を検出する検出ブロックと、前記検出ブロックによって検出された前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流に基づいて、前記現像剤搬送部材と前記トナー搬送部材との間に所定の電界を形成する電界形成手段の作動を制御する電界制御手段と、を備えている、ことを特徴としたものである。
【００１３】
また、本発明に係る別の現像装置は、回転駆動され、トナーとキャリアとを含む現像剤を外周面に保持しつつ搬送する現像剤搬送部材と、回転駆動され、第１の領域を介して前記現像剤搬送部材に対向するとともに第２の領域を介して静電潜像担持体に対向し、前記トナーを搬送する第１のトナー搬送部材と、回転駆動され、第３の領域を介して前記現像剤搬送部材に対向するとともに第４の領域を介して静電潜像担持体に対向し、前記トナーを搬送する第２のトナー搬送部材と、前記現像剤搬送部材に接続される現像剤搬送部材用電源と前記第１のトナー搬送部材に接続される第１のトナー搬送部材用電源とから構成され、前記現像剤搬送部材と前記第１のトナー搬送部材との間に第１の電界を形成し、前記現像剤搬送部材に保持された前記現像剤中のトナーを前記第１のトナー搬送部材に移動させる第１の電界形成手段と、前記第１のトナー搬送部材に接続される前記第１のトナー搬送部材用電源から構成され、前記第１のトナー搬送部材と前記静電潜像担持体との間に第２の電界を形成し、前記第１のトナー搬送部材に保持された前記トナーを前記静電潜像担持体の静電潜像に移動させる第２の電界形成手段と、前記現像剤搬送部材に接続される前記現像剤搬送部材用電源と前記第２のトナー搬送部材に接続される第２のトナー搬送部材用電源とから構成され、前記現像剤搬送部材と前記第２のトナー搬送部材との間に第３の電界を形成し、前記現像剤搬送部材に保持された前記現像剤中のトナーを前記第２のトナー搬送部材に移動させる第３の電界形成手段と、前記第２のトナー搬送部材に接続される前記第２のトナー搬送部材用電源から構成され、前記第２のトナー搬送部材と前記静電潜像担持体との間に第４の電界を形成し、前記第２のトナー搬送部材に保持された前記トナーを前記静電潜像担持体の静電潜像に移動させる第４の電界形成手段と、を備え、前記現像剤を用いて前記静電潜像担持体上の静電潜像を現像し、現像後に前記第１のトナー搬送部材及び前記第２のトナー搬送部材上にそれぞれ残留する前記トナーを前記現像剤搬送部材に回収させるようにした現像装置であって、前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流を検出する検出ブロックと、前記第１の電界形成手段及び前記第３の電界形成手段によって前記第１の領域及び前記第３の領域にそれぞれ所定の電界を形成した場合に前記検出ブロックによって検出される前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流と、前記第１の電界形成手段及び前記第３の電界形成手段によって前記第１の領域及び前記第３の領域にそれぞれ前記所定の電界とは異なる所定の電界を形成した場合に前記検出ブロックによって検出される前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流と、に基づいて、前記第１の電界形成手段及び前記第３の電界形成手段の作動をそれぞれ制御する電界制御手段と、を備えている、ことを特徴としたものである。
【００１４】
更に、本発明に係る現像装置の制御方法は、回転駆動され、トナーとキャリアを含む現像剤を外周面に保持しつつ搬送する現像剤搬送部材と、回転駆動され、前記現像剤搬送部材に対向するとともに静電潜像担持体に対向し、前記トナーを搬送するトナー搬送部材と、前記現像剤搬送部材に接続される現像剤搬送部材用電源と前記トナー搬送部材に接続されるトナー搬送部材用電源とから構成され、前記現像剤搬送部材と前記トナー搬送部材との間に所定の電界を形成し、前記現像剤搬送部材に保持された前記現像剤中のトナーを前記トナー搬送部材に移動させる電界形成手段と、前記トナー搬送部材に接続される前記トナー搬送部材用電源から構成され、前記トナー搬送部材と前記静電潜像担持体との間に所定の電界を形成し、前記トナー搬送部材に保持された前記トナーを前記静電潜像担持体の静電潜像に移動させる電界形成手段と、を備え、前記現像剤を用いて前記静電潜像担持体上の静電潜像を現像し、現像後に前記トナー搬送部材上に残留する前記トナーを前記現像剤搬送部材に回収させるようにした現像装置の制御方法であって、前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流を検出し、検出された前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流に基づいて、前記現像剤搬送部材と前記トナー搬送部材との間に所定の電界を形成する電界形成手段の作動を制御する、ことを特徴としたものである。
【００１５】
また更に、本発明に係る別の現像装置の制御方法は、回転駆動され、トナーとキャリアを含む現像剤を外周面に保持しつつ搬送する現像剤搬送部材と、回転駆動され、第１の領域を介して前記現像剤搬送部材に対向するとともに第２の領域を介して静電潜像担持体に対向し、前記トナーを搬送する第１のトナー搬送部材と、回転駆動され、第３の領域を介して前記現像剤搬送部材に対向するとともに第４の領域を介して静電潜像担持体に対向し、前記トナーを搬送する第２のトナー搬送部材と、前記現像剤搬送部材に接続される現像剤搬送部材用電源と前記第１のトナー搬送部材に接続される第１のトナー搬送部材用電源とから構成され、前記現像剤搬送部材と前記第１のトナー搬送部材との間に第１の電界を形成し、前記現像剤搬送部材に保持された前記現像剤中のトナーを前記第１のトナー搬送部材に移動させる第１の電界形成手段と、前記第１のトナー搬送部材に接続される前記第１のトナー搬送部材用電源から構成され、前記第１のトナー搬送部材と前記静電潜像担持体との間に第２の電界を形成し、前記第１のトナー搬送部材に保持された前記トナーを前記静電潜像担持体の静電潜像に移動させる第２の電界形成手段と、前記現像剤搬送部材に接続される前記現像剤搬送部材用電源と前記第２のトナー搬送部材に接続される第２のトナー搬送部材用電源とから構成され、前記現像剤搬送部材と前記第２のトナー搬送部材との間に第３の電界を形成し、前記現像剤搬送部材に保持された前記現像剤中のトナーを前記第２のトナー搬送部材に移動させる第３の電界形成手段と、前記第２のトナー搬送部材に接続される第２のトナー搬送部材用電源から構成され、前記第２のトナー搬送部材と前記静電潜像担持体との間に第４の電界を形成し、前記第２のトナー搬送部材に保持された前記トナーを前記静電潜像担持体の静電潜像に移動させる第４の電界形成手段と、を備え、前記現像剤を用いて前記静電潜像担持体上の静電潜像を現像し、現像後に前記第１のトナー搬送部材及び前記第２のトナー搬送部材上にそれぞれ残留する前記トナーを前記現像剤搬送部材に回収させるようにした現像装置の制御方法であって、前記第１の電界形成手段及び前記第３の電界形成手段によって前記第１の領域及び前記第３の領域にそれぞれ所定の電界を形成した場合に前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流と、前記第１の電界形成手段及び前記第３の電界形成手段によって前記第１の領域及び前記第３の領域にそれぞれ前記所定の電界とは異なる所定の電界を形成した場合に前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流と、を検出し、前記第１の領域及び前記第３の領域にそれぞれ所定の電界を形成した場合に検出される前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流と、前記第１の領域及び前記第３の領域にそれぞれ前記所定の電界とは異なる所定の電界を形成した場合に検出される前記現像剤搬送部材用電源に流れる電流と、に基づいて、前記第１の電界形成手段及び前記第３の電界形成手段の作動をそれぞれ制御する、ことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る現像装置によれば、検出された現像剤搬送部材用電源に流れる電流に基づいて、現像剤搬送部材とトナー搬送部材との間に所定の電界を形成する電界形成手段の作動を制御することにより、現像剤搬送部材用電源に流れる電流から現像剤搬送部材とトナー搬送部材との間に形成される領域におけるギャップの変動を検出し、該ギャップの変動を検出すると、ギャップ変動に基づいて現像剤搬送部材とトナー搬送部材との間に所定の電界を形成する電界形成手段の作動を制御することができるので、現像剤搬送部材とトナー搬送部材との間に形成される領域のギャップ変動による画像メモリやリークの発生を抑制することができ、安定して現像を行うことができる。
【００１７】
また、本発明に係る別の現像装置によれば、第１の領域及び第３の領域にそれぞれ所定の電界を形成した場合に検出される現像剤搬送部材用電源に流れる電流と、第１の領域及び第３の領域にそれぞれ前記所定の電界とは異なる所定の電界を形成した場合に検出される現像剤搬送部材用電源に流れる電流とに基づいて、第１の電界形成手段及び第３の電界形成手段の作動をそれぞれ制御することにより、現像剤搬送部材用電源に流れる電流から第１の領域及び第３の領域におけるそれぞれのギャップの変動を検出し、該ギャップの変動を検出すると、ギャップ変動に基づいて第１の電界形成手段及び第３の電界形成手段の作動をそれぞれ制御することができるので、第１の領域や第３の領域におけるギャップ変動による画像メモリやリークの発生を抑制することができ、安定して現像を行うことができる。
【００１８】
更に、本発明に係る現像装置の制御方法によれば、本発明に係る現像装置と同様の作用効果を得ることができる。
【００１９】
また更に、本発明に係る別の現像装置の制御方法によれば、本発明に係る別の現像装置と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】前記画像形成装置の電界形成装置を具体的に示す図である。
【図３】図２に示す電界形成装置から搬送ローラと現像ローラに供給されている電圧の関係を示す図である。
【図４】搬送ローラと現像ローラとで構成される回路の等価回路を示す図である。
【図５】検出ブロックによって第１の電源に流れる電流を検出する方法を説明するための説明図である。
【図６】検出ブロックのモニタ電圧の検出値を示すグラフである。
【図７】コンデンサの負荷容量とモニタ電圧の振幅との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下の説明では、「上」、「下」、「左」、「右」、およびそれらを含む他の用語、「時計回り方向」、「反時計回り方向」などの特定の方向を意味する用語を使用するが、それらの使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明は限定的に解釈されるべきものでない。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す図である。画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、およびそれらの機能を複合的に備えた複合機のいずれであってもよい。画像形成装置１は、静電潜像を担持する静電潜像担持体としての感光体１２を有する。感光体１２は円筒体で構成されているが、本発明はそのような形態に限定されるものでなく、代わりに無端ベルト式の感光体も使用可能である。感光体１２は、図示しないモータに駆動連結されており、モータの駆動に基づいて矢印１４方向に回転するようにしてある。感光体１２の周囲には、感光体１２の回転方向に沿って、帯電ステーション１６、露光ステーション１８、現像ステーション２０、転写ステーション２２、およびクリーニングステーション２４が配置されている。
【００２３】
帯電ステーション１６は、感光体１２の外周面である感光体層を所定の電位に帯電する帯電装置２６を備えている。帯電装置２６は円筒形状のローラとして表されているが、これに代えて回転型又は固定型のブラシ式帯電装置やワイヤ放電式帯電装置など他の形態の帯電装置も使用できる。露光ステーション１８は、感光体１２の近傍又は感光体１２から離れた場所に配置された露光装置２８から出射された画像光３０が、帯電された感光体１２の外周面に向けて進行するための通路３２を有する。露光ステーション１８を通過した感光体１２の外周面には、画像光が投射されて電位の減衰した部分とほぼ帯電電位を維持する部分からなる、静電潜像が形成される。本実施形態では、電位の減衰した部分が静電潜像画像部、ほぼ帯電電位を維持する部分が静電潜像非画像部である。現像ステーション２０は、粉体現像剤を用いて静電潜像を可視像化して現像する現像装置３４を有する。現像装置３４の詳細は後に説明する。転写ステーション２２は、感光体１２の外周面に形成された可視像を記録媒体としての用紙３８に転写する転写装置３６を有する。転写装置３６は円筒形状のローラとして表されているが、ワイヤ放電式転写装置など他の形態の転写装置も使用できる。クリーニングステーション２４は、転写ステーション２２で用紙３８に転写されることなく感光体１２の外周面に残留する未転写現像剤を感光体１２の外周面から回収するクリーニング装置４０を有する。クリーニング装置４０は板状のブレードとして示されているが、代わりに回転型又は固定型のブラシ式クリーニング装置など他の形態のクリーニング装置も使用できる。
【００２４】
このような構成を備えた画像形成装置１の画像形成時には、感光体１２は前記モータの駆動に基づいて時計回り方向に回転する。このとき、帯電ステーション１６を通過する感光体１２の外周部分は、帯電装置２６で所定の電位に帯電される。帯電された感光体１２の外周部分は、露光ステーション１８で画像光３０が露光されて静電潜像が形成される。静電潜像は、感光体１２の回転と共に現像ステーション２０に搬送され、そこで現像装置３４によって現像剤像として可視像化される。本実施形態では、現像ステーション２０は、第１の現像ステーション２０ａと第２の現像ステーション２０ｂとからなり、第１の現像ステーション２０ａと第２の現像ステーション２０ｂとによって現像剤像として可視像化される。可視像化された現像剤像は、感光体１２の回転と共に転写ステーション２２に搬送され、そこで転写装置３６により用紙３８に転写される。現像剤像が転写された用紙３８は図示しない定着ステーションに搬送され、そこで用紙３８に現像剤像が固定される。転写ステーション２２を通過した感光体１２の外周部分はクリーニングステーション２４に搬送され、そこで用紙３８に転写されることなく感光体１２の外周面に残存する現像剤が回収される。
【００２５】
現像装置３４は、第１の成分粒子である非磁性トナーと第２の成分粒子である磁性キャリアを含む２成分現像剤を収容したもので、以下に説明する種々の部材を収容するハウジング４２を備えている。図面を簡略化することで発明の理解を容易にするため、ハウジング４２の一部は削除してある。本実施形態で用いる現像剤は、相互の摩擦接触によりトナーが負極性、キャリアが正極性に帯電されるものとする。ただし、本発明に用いるトナー及びキャリアの帯電性は、そのような組み合わせに限定されるものでなく、相互の摩擦接触によりトナーが正極性、キャリアが負極性に帯電される組み合わせも考えられる。
【００２６】
現像装置３４のハウジング４２は感光体１２に向けて開放された開口部４４を備えており、この開口部４４の近傍に形成された空間４６にトナー搬送部材である現像ローラ４８ａ、４８ｂが設けてあり、感光体１２の回転方向において上流側に位置する第１の現像ローラ（第１のトナー搬送部材）４８ａと、感光体１２の回転方向において下流側に位置する第２の現像ローラ（第２のトナー搬送部材）４８ｂとが設けてある。第１の現像ローラ４８ａと第２の現像ローラ４８ｂはともに、円筒状の部材であり、第１の現像ローラ４８ａは、感光体１２と平行に且つ感光体１２の外周面と所定の第１の現像ギャップ５０ａを介して回転可能に配置され、第２の現像ローラ４８ｂもまた、感光体１２と平行に且つ感光体１２の外周面と所定の第２の現像ギャップ５０ｂを介して回転可能に配置されている。
【００２７】
現像ローラ４８ａ、４８ｂとしては、例えばアルミニウム等の金属からなる導電性ローラや導電性ローラの最表面層部である外周面にコーティングを施したものが用いられる。前記コーティングとしては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂コーティングや、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、イソプレンゴム等のゴムコーティングが用いられるが、これらに限定されない。また、前記コーティングの内部または表面に導電剤が添加されてもよい。前記導電剤としては、電子導電剤またはイオン導電剤が使用可能である。前記電子導電剤としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラック粒子や、金属粉、金属酸化物の微粒子等が例示されるが、これらに限定されない。また、前記イオン導電剤としては、四級アンモニウム塩等のカチオン性化合物、両性化合物、その他のイオン性高分子材料等が例示されるが、これらに限定されない。
【００２８】
現像ローラ４８ａ、４８ｂの背後には、別の空間５２が形成されている。空間５２には、現像剤搬送部材である搬送ローラ５４が、第１の現像ローラ４８ａと平行に且つ第１の現像ローラ４８ａの外周面と所定の第１の供給回収ギャップ５６ａを介して配置されるとともに、第２の現像ローラ４８ｂと平行に且つ第２の現像ローラ４８ｂの外周面と所定の第２の供給回収ギャップ５６ｂを介して配置されている。搬送ローラ５４は、回転不能に固定された磁石体５８と、磁石体５８の周囲を回転可能に支持された円筒スリーブ６０を有する。スリーブ６０の上方には、ハウジング４２に固定され、スリーブ６０の中心軸と平行に延びる規制板６２が、所定の規制ギャップ６４を介して対向配置されている。
【００２９】
磁石体５８は、スリーブ６０の内面に対向し、搬送ローラ５４の中心軸方向に延びる、複数の磁極を有する。本実施形態では、複数の磁極は、規制板６２の近傍にあるスリーブ６０の上部内周面部分に対向する磁極Ｓ１、第１の供給回収ギャップ５６ａの近傍にあるスリーブ６０の左上側内周面部分に対向する磁極Ｎ１、スリーブ６０の左側内周面部分に対向する磁極Ｓ２、第２の供給回収ギャップ５６ｂの近傍にあるスリーブ６０の左下側内周面部分に対向する磁極Ｎ２、スリーブ６０の下部内周面部分に対向する磁極Ｓ３、スリーブ６０の右側内周面部分に対向する、２つの隣接する同極性の磁極Ｎ３、Ｎ４を含む。
【００３０】
搬送ローラ５４の背後には、現像剤攪拌室６６が形成されている。攪拌室６６は、搬送ローラ５４の近傍に形成された前室６８と搬送ローラ５４から離れた後室７０を有する。前室６８には図面の表面から裏面に向かって現像剤２を攪拌しながら搬送する前攪拌搬送部材である前スクリュー７２が回転可能に配置され、後室７０には図面の裏面から表面に向かって現像剤２を攪拌しながら搬送する後攪拌搬送部材である後スクリュー７４が回転可能に配置されている。図示するように、前室６８と後室７０は、両者の間に設けた隔壁７６で分離してもよい。この場合、前室６８と後室７０の両端近傍にある隔壁部分は除かれて連絡通路が形成されており、前室６８の下流側端部に到達した現像剤が連絡通路を介して後室７０へ送り込まれ、また後室７０の下流側端部に到達した現像剤が連絡通路を介して前室６８に送り込まれるようにしてある。
【００３１】
後室７０の上方にはトナー補給部９８が設けられ、トナー補給部９８は、トナー６を収容するための容器１００を有する。容器１００の底部には開口部１０２が形成されており、この開口部１０２に補給ローラ１０４が配置されている。補給ローラ１０４は図示しないモータに駆動連結されており、ハウジング４２に収容されている現像剤２中のトナー６の比率（重量比）を測定する測定手段としての透磁率センサ（不図示）の出力に基づいてモータが駆動し、トナー６が後室７０に落下補給するようにしてある。
【００３２】
また、搬送ローラ５４及び現像ローラ４８ａ、４８ｂはそれぞれ電界形成装置１１０に電気的に接続されている。電界形成装置１１０は、搬送ローラ５４と第１の現像ローラ４８ａとが対向する領域である第１の供給回収領域８８ａのうち、主に搬送ローラ５４の回転方向において上流側の領域である第１の供給領域９０ａで、搬送ローラ５４に保持された現像剤２中のトナー６を第１の現像ローラ４８ａに移動させ、第１の供給回収領域８８ａのうち、主に搬送ローラ５４の回転方向において下流側の領域である第１の回収領域９２ａで、現像後に第１の現像ローラ４８ａ上に残留するトナー６を搬送ローラ５４に回収させるように、搬送ローラ５４と第１の現像ローラ４８ａとの間に所定の電界を形成するようになっている。
【００３３】
電界形成装置１１０はまた、搬送ローラ５４と第２の現像ローラ４８ｂとが対向する領域である第２の供給回収領域８８ｂのうち、主に搬送ローラ５４の回転方向において上流側の領域である第２の供給領域９０ｂで、搬送ローラ５４に保持された現像剤２中のトナー６を第２の現像ローラ４８ｂに移動させ、第２の供給回収領域８８ｂのうち、主に搬送ローラ５４の回転方向において下流側の領域である第２の回収領域９２ｂで、現像後に第２の現像ローラ４８ｂ上に残留するトナー６を搬送ローラ５４に回収させるように、搬送ローラ５４と第２の現像ローラ４８ｂとの間に所定の電界を形成するようになっている。
【００３４】
図２は、前記画像形成装置１の電界形成装置１１０を具体的に示す図であり、図３は、図２に示す電界形成装置１１０から搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂに供給されている電圧の関係を示す図である。図２に示す電界形成装置１１０は、搬送ローラ５４に接続された第１の電源（現像剤搬送部材用電源）１２０と、第１の現像ローラ４８ａに接続された第２の電源（第１のトナー搬送部材用電源）１３０と、第２の現像ローラ４８ｂに接続された第３の電源（第２のトナー搬送部材用電源）１４０とを有する。
【００３５】
第１の電源１２０は、搬送ローラ５４とグランド１１６との間に直列に接続された第１の直流電源１２１および第１の交流電源１２２を有しており、第１の直流電源１２１は、トナー６の帯電極性と同一極性の第１の直流電圧ＶＤＣ１（例えば、−２７０ボルト）を搬送ローラ５４に印加し、第１の交流電源１２２は、搬送ローラ５４とグランド１１６との間に第１の交流電圧ＶＡＣ１（例えば、周波数が３ｋＨｚ、振幅ＶＰ−Ｐが９００ボルト、プラスデューティ比が４０％、マイナスデューティ比が６０％）を印加する。
【００３６】
第２の電源１３０は、第１の現像ローラ４８ａとグランド１１６との間に直列に接続された第２の直流電源１３１および第２の交流電源１３２を有しており、第２の直流電源１３１は、トナー６の帯電極性と同一極性の第２の直流電圧ＶＤＣ２（例えば、−３００ボルト）を第１の現像ローラ４８ａに印加し、第２の交流電源１３２は、第１の現像ローラ４８ａとグランド１１６との間に第２の交流電圧ＶＡＣ２（例えば、周波数が３ｋＨｚ、振幅ＶＰ−Ｐが１，４００ボルト、プラスデューティ比が６０％、マイナスデューティ比が４０％）を印加する。
【００３７】
第３の電源１４０は、第２の現像ローラ４８ｂとグランド１１６との間に直列に接続された第３の直流電源１４１および第３の交流電源１４２を有しており、第３の直流電源１４１は、トナー６の帯電極性と同一極性の第３の直流電圧ＶＤＣ３（例えば、−３００ボルト）を第２の現像ローラ４８ｂに印加し、第３の交流電源１４２は、第２の現像ローラ４８ｂとグランド１１６との間に第３の交流電圧ＶＡＣ３（例えば、周波数が３ｋＨｚ、振幅ＶＰ−Ｐが１，４００ボルト、プラスデューティ比が６０％、マイナスデューティ比が４０％）を印加する。また、搬送ローラ５４への印加電圧と現像ローラ４８ａ、４８ｂへの印加電圧とは位相がずれるように設定されている。図３では、分かり易くするために搬送ローラ５４への印加電圧を現像ローラ４８ａ、４８ｂへの印加電圧から時間軸方向（横方向）に少しずらして描いてある。なお、第１の現像ローラ４８ａへの印加電圧と第２の現像ローラ４８ｂへの印加電圧とを異なるようにしてもよい。
【００３８】
第１の現像ローラ４８ａについて、図３に示すように、搬送ローラ５４に第１の直流電圧ＶＤＣ１：−２７０ボルトに第１の交流電圧ＶＡＣ１を重畳した矩形波状の振動電圧ＶＤＣ１＋ＶＡＣ１が印加され、第１の現像ローラ４８ａに第２の直流電圧ＶＤＣ２：−３００ボルトに第２の交流電圧ＶＡＣ２を重畳した矩形波状の振動電圧ＶＤＣ２＋ＶＡＣ２が印加される場合、搬送ローラ５４と第１の現像ローラ４８ａとの間には振動電界（第１の電界）が形成される。この振動電界の作用を受けて、供給領域９０ａでは、負極性に帯電しているトナー６が搬送ローラ５４から第１の現像ローラ４８ａに電気的に吸引される。このとき、正極性に帯電されているキャリアは、搬送ローラ５４の内部の固定磁石体５８の磁力によって搬送ローラ５４に保持され、第１の現像ローラ４８ａに供給されることはない。
【００３９】
また、現像領域９６ａでは、第１の現像ローラ４８ａに保持されている負極性トナーは、矩形波状の振動電圧ＶＤＣ２＋ＶＡＣ２が印加された第１の現像ローラ４８ａと静電潜像画像部ＶＬ（例えば、−８０ボルト）との間に形成される振動電界（第２の電界）の作用を受けて、静電潜像画像部に付着する。ここで、第１の電源１２０と第２の電源１３０とが、第１の電界形成手段を構成し、第２の電源１３０が、第２の電界形成手段を構成する。
【００４０】
第２の現像ローラ４８ｂについても、搬送ローラ５４に第１の直流電圧ＶＤＣ１：−２７０ボルトに第１の交流電圧ＶＡＣ１を重畳した矩形波状の振動電圧ＶＤＣ１＋ＶＡＣ１が印加され、第２の現像ローラ４８ｂに第３の直流電圧ＶＤＣ３：−３００ボルトに第３の交流電圧ＶＡＣ３を重畳した矩形波状の振動電圧ＶＤＣ３＋ＶＡＣ３が印加される場合、搬送ローラ５４と第２の現像ローラ４８ｂとの間には振動電界（第３の電界）が形成され、この振動電界の作用を受けて、供給領域９０ｂでは、負極性に帯電しているトナー６が搬送ローラ５４から第２の現像ローラ４８ｂに電気的に吸引される。このとき、正極性に帯電されているキャリアは、搬送ローラ５４の内部の固定磁石体５８の磁力によって搬送ローラ５４に保持され、第２の現像ローラ４８ｂに供給されることはない。
【００４１】
また、現像領域９６ｂでは、第２の現像ローラ４８ｂに保持されている負極性トナーは、矩形波状の振動電圧ＶＤＣ３＋ＶＡＣ３が印加された第２の現像ローラ４８ｂと静電潜像画像部ＶＬ（例えば、−８０ボルト）との間に形成される振動電界（第４の電界）の作用を受けて、静電潜像画像部に付着する。ここで、第１の電源１２０と第３の電源１４０とが、第３の電界形成手段を構成し、第３の電源１４０が、第４の電界形成手段を構成する。
【００４２】
また、現像装置３４には、搬送ローラ５４に接続された第１の電源１２０に流れる電流を検出する第１の検出ブロック１２５が設けられている。検出ブロック１２５は、後述するように、第１の電源１２０内において第１の直流電源１２１と第１の交流電源１２２との間に直列に接続された抵抗と、該抵抗と第１の交流電源１２２との間の所定位置における電圧を検出するモニタ電圧と、を備え、該モニタ電圧によって検出される電圧から第１の電源１２０に流れる電流を検出することができるようになっている。
【００４３】
検出ブロック１２５は、感光体１２、現像ローラ４８ａ、４８ｂ及び搬送ローラ５４などの回転駆動、帯電装置２６、露光装置２８、現像装置３４、転写装置３６及び電界形成装置１１０の作動などの画像形成装置１に関係する構成を総合的に制御する制御ユニット２１に接続されている。制御ユニット２１は、検出ブロック１２５によって検出される第１の電源１２０に流れる電流に基づいて、第１の電源１２０、第２の電源１３０及び第３の電源１４０の作動を制御する電界制御手段としての電界制御部２１ａを備えている。制御ユニット２１はまた、検出ブロック１２５によって検出される第１の電源１２０に流れる電流に基づいて、搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとの間に形成される領域における負荷容量を算出する負荷容量算出手段としての負荷容量算出部２１ｂを備えており、電界制御部２１ａは、具体的には、負荷容量算出部２１ｂによって算出された搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとの間に形成される領域における負荷容量に基づいて、第１の電源１２０、第２の電源１３０及び第３の電源１４０の作動を制御する。なお、制御ユニット２１は、例えばマイクロコンピュータを主要部として構成されている。
【００４４】
ここで、搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとの間に形成される領域における負荷容量について説明する。
図４は、搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとで構成される回路の等価回路を示す図であり、図４には、搬送ローラ５４に第１の直流電圧ＶＤＣ１に第１の交流電圧ＶＡＣ１が重畳された振動電圧ＶＤＣ１＋ＶＡＣ１が印加され、搬送ローラ５４と第１の供給回収ギャップ５６ａを介して設けられた第１の現像ローラ４８ａに第２の直流電圧ＶＤＣ２に第２の交流電圧ＶＡＣ２が重畳された振動電圧ＶＤＣ２＋ＶＡＣ２が印加され、搬送ローラ５４と第２の供給回収ギャップ５６ｂを介して設けられた第２の現像ローラ４８ｂに第３の直流電圧ＶＤＣ３に第３の交流電圧ＶＡＣ３が重畳された振動電圧ＶＤＣ３＋ＶＡＣ３が印加された場合が等価回路で表されている。
【００４５】
搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとで構成される回路の等価回路は、第１の電源１２０と、第１の供給回収ギャップ５６ａを介して対向する搬送ローラ５４と第１の現像ローラ４８ａとで構成される第１のコンデンサＣ１と、第２の電源１３０とが直列に接続されるとともに、第１の電源１２０と、第２の供給回収ギャップ５６ｂを介して対向する搬送ローラ５４と第２の現像ローラ４８ｂとで構成される第２のコンデンサＣ２と、第３の電源１４０とが直列に接続される回路として表される。
【００４６】
そして、第１のコンデンサＣ１及び第２のコンデンサＣ２における負荷容量Ｃはともに次式のように表すことができる。
Ｃ＝ε×Ｓ／ｄ
ここで、εは誘電率、Ｓは面積、本実施形態では第１のコンデンサＣ１については第１の供給回収領域８８ａにおける搬送ローラ５４と第１の現像ローラ４８ａとの間の対向面積、第２のコンデンサＣ２については第２の供給回収領域８８ｂにおける搬送ローラ５４と第２の現像ローラ４８ｂとの間の対向面積、ｄは厚み、本実施形態では第１のコンデンサＣ１については第１の供給回収領域８８ａにおける第１の供給回収ギャップ５６ａ、第２のコンデンサＣ２については第２の供給回収領域８８ｂにおける第２の供給回収ギャップ５６ｂである。
【００４７】
前式に示されるように、第１のコンデンサＣ１及び第２のコンデンサＣ２における負荷容量Ｃはそれぞれ、供給回収ギャップ５６ａ、５６ｂに応じて変化し、供給回収ギャップ５６、５６ｂが大きくなると小さくなり、供給回収ギャップ５６ａ、５６ｂが小さくなると大きくなるものである。
【００４８】
従って、前述した搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとの間に形成される領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量とは、搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとで構成されるコンデンサＣ１、Ｃ２の負荷容量をいうものであり、該負荷容量は、搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとの間に形成される領域８８ａ、８８ｂにおけるギャップ５６ａ、５６ｂが大きくなると小さくなり、搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとの間に形成される領域８８ａ、８８ｂにおけるギャップ５６ａ、５６ｂが小さくなると大きくなるものである。
【００４９】
次に、このようにして構成された現像装置３４の動作について説明する。画像形成時、前記モータの駆動に基づいて、現像ローラ４８ａ、４８ｂ及び搬送ローラ５４はそれぞれ反時計回り方向に回転する。前スクリュー７２は矢印８２方向に回転し、後スクリュー７４は矢印８４方向に回転する。これにより、現像剤攪拌室６６に収容されている現像剤２は、前室６８と後室７０を循環搬送されながら、攪拌される。その結果、現像剤２に含まれるトナー６とキャリアが摩擦接触し、互いに逆の極性に帯電される。本実施形態では、キャリアは正極性、トナーは負極性に帯電される。キャリア粒子は、トナー粒子に比べて大きく、正極性に帯電したキャリアの周囲に、負極性に帯電したトナーが、主として両者の電気的な吸引力に基づいて付着している。
【００５０】
帯電された現像剤２は、前スクリュー７２によって前室６８を搬送される過程で搬送ローラ５４に供給される。前スクリュー７２から搬送ローラ５４に供給された現像剤２は、磁極Ｎ４の近傍で、磁極Ｎ４の磁力によって、搬送ローラ５４、具体的にはスリーブ６０の外周面に保持される。スリーブ６０に保持された現像剤２は、磁石体５８によって形成された磁力線に沿って磁気ブラシを構成しており、スリーブ６０の回転に基づいて反時計回り方向に搬送される。規制板６２の対向領域である規制領域８６で磁極Ｓ１に保持されている現像剤２は、規制板６２により、規制ギャップ６４を通過する量が所定量に規制される。規制ギャップ６４を通過した現像剤２は、磁極Ｎ１が対向する、第１の現像ローラ４８ａと搬送ローラ５４が対向する領域８８ａに搬送される。
【００５１】
前述したように、供給回収領域８８ａのうち、主にスリーブ６０の回転方向に関して上流側の領域９０ａでは、現像ローラ４８ａと搬送ローラ５４との間に形成された電界の存在により、キャリアに付着しているトナー６が現像ローラ４８ａに電気的に供給され、搬送ローラ５４から現像ローラ４８ａに移動する。
【００５２】
供給領域９０ａで現像ローラ４８ａに保持されたトナー６は、現像ローラ４８ａの回転と共に反時計回り方向に搬送され、現像領域９６ａで、感光体１２の外周面に形成されている静電潜像画像部に付着する。画像形成装置１では、感光体１２の外周面は帯電装置２６で負極性の所定の電位ＶＨ（例えば、−６００ボルト）が付与され、露光装置２８で画像光３０が投射された静電潜像画像部が所定の電位ＶＬ（例えば、−８０ボルト）まで減衰し、露光装置２８で画像光３０が投射されていない静電潜像非画像部はほぼ帯電電位ＶＨを維持している。したがって、現像領域９６ａでは、感光体１２と第１の現像ローラ４８ａとの間に形成されている電界の作用を受けて、負極性に帯電したトナー６が静電潜像画像部に付着し、この静電潜像をトナー像として可視像化する。
【００５３】
一方、現像に供されることなく現像後に現像ローラ４８ａ上に残留するトナー６は、現像ローラ４８ａの回転に従って反時計回り方向に搬送され、供給回収領域８８ａのうち、主にスリーブ６０の回転方向に関して下流側の領域９２ａにおいて、磁極Ｎ１の磁力線に沿って形成されている磁気ブラシに掻き取られて搬送ローラ５４に回収される。この搬送ローラ５４に回収されたトナー６を含む現像剤２は、磁石体５８の磁力に保持され、搬送ローラ５４の回転と共に磁極Ｓ２の対向部を通過して、磁極Ｎ２が対向する、第２の現像ローラ４８ｂと搬送ローラ５４が対向する領域８８ｂに搬送される。
【００５４】
前述したように、供給回収領域８８ｂについても、供給回収領域８８ｂのうち、主にスリーブ６０の回転方向に関して上流側の領域９０ｂでは、現像ローラ４８ｂと搬送ローラ５４との間に形成された電界の存在により、キャリアに付着しているトナー６が現像ローラ４８ｂに電気的に供給され、搬送ローラ５４から現像ローラ４８ｂに移動する。
【００５５】
供給領域９０ｂで現像ローラ４８ｂに保持されたトナー６は、現像ローラ４８ｂの回転と共に反時計回り方向に搬送され、現像領域９６ｂで、感光体１２の外周面に形成されている静電潜像画像部に付着する。画像形成装置１では、前述したように、感光体１２の外周面は帯電装置２６で負極性の所定の電位ＶＨ（例えば、−６００ボルト）が付与され、露光装置２８で画像光３０が投射された静電潜像画像部が所定の電位ＶＬ（例えば、−８０ボルト）まで減衰し、露光装置２８で画像光３０が投射されていない静電潜像非画像部はほぼ帯電電位ＶＨを維持している。したがって、現像領域９６ｂにおいても、感光体１２と現像ローラ４８ｂとの間に形成されている電界の作用を受けて、負極性に帯電したトナー６が静電潜像画像部に付着し、この静電潜像をトナー像として可視像化する。
【００５６】
一方、現像に供されることなく現像後に現像ローラ４８ｂ上に残留するトナー６は、現像ローラ４８ｂの回転に従って反時計回り方向に搬送され、供給回収領域８８ｂのうち、主にスリーブ６０の回転方向に関して下流側の領域９２ｂにおいて、磁極Ｎ２の磁力線に沿って形成されている磁気ブラシに掻き取られて搬送ローラ５４に回収され、この搬送ローラ５４に回収されたトナー６を含む現像剤２は、磁石体５８の磁力に保持され、搬送ローラ５４の回転と共に磁極Ｓ３の対向部を通過して、磁極Ｎ３とＮ４の対向領域である放出領域９４に到達すると、磁極Ｎ３とＮ４によって形成される反発磁界によって搬送ローラ５４の外周面から前室６８に放出され、前室６８を搬送されている現像剤２に混合される。
【００５７】
ここで、現像剤２を構成するトナー、キャリアおよび現像剤２に含まれる他の粒子の具体的な材料を説明する。
【００５８】
トナーには、画像形成装置において従来から一般に使用されている公知のトナーを使用できる。トナー粒径は、例えば約３〜１５μｍである。バインダー樹脂中に着色剤を含有させたトナー、荷電制御剤や離型剤を含有するトナー、表面に添加剤を保持するトナーも使用できる。トナーは、例えば、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等の公知の方法で製造できる。  
【００５９】
キャリアは、従来から一般に使用されている公知のキャリアを使用できる。バインダー型キャリアやコート型キャリアのいずれを用いてもよい。キャリア粒径は、限定的ではないが、約１５〜１００μｍが好ましい。
【００６０】
バインダー型キャリアは、磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散させたものであり、表面に正極性または負極性に帯電する微粒子又はコーティング層を有するものが使用できる。バインダー型キャリアの極性等の帯電特性は、バインダー樹脂の材質、帯電性微粒子、表面コーティング層の種類によって制御できる。
【００６１】
バインダー型キャリアに用いられるバインダー樹脂としては、ポリスチレン系樹脂に代表されるビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が例示される。
【００６２】
バインダー型キャリアの磁性体微粒子としては、マグネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以外の金属（Ｍｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｃｕ等）を一種または二種以上含有するスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト、表面に酸化鉄を有する鉄や合金の粒子を用いることができる。キャリアの形状は、粒状、球状、針状のいずれであってもよい。特に高磁化を要する場合には、鉄系の強磁性微粒子を用いることが好ましい。化学的な安定性を考慮すると、マグネタイト、ガンマ酸化鉄を含むスピネルフェライトやバリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライトの強磁性微粒子を用いることが好ましい。強磁性微粒子の種類及び含有量を適宜選択することにより、所望の磁化を有する磁性樹脂キャリアを得ることができる。磁性体微粒子は磁性樹脂キャリア中に５０〜９０重量％の量で添加することが適当である。
【００６３】
バインダー型キャリアの表面コート材としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等が用いられる。これらの樹脂をキャリア表面にコートし硬化させてコート層を形成することにより、キャリアの電荷付与能力を向上できる。
【００６４】
バインダー型キャリアの表面への帯電性微粒子あるいは導電性微粒子の固着は、例えば、磁性樹脂キャリアと微粒子とを均一混合し、磁性樹脂キャリアの表面にこれら微粒子を付着させた後、機械的・熱的な衝撃力を与えることにより微粒子を磁性樹脂キャリア中に打ち込むことで行われる。この場合、微粒子は、磁性樹脂キャリア中に完全に埋設されるのではなく、その一部が磁性樹脂キャリア表面から突出するように固定される。帯電性微粒子には、有機、無機の絶縁性材料が用いられる。具体的に、有機系の絶縁性材料としては、ポリスチレン、スチレン系共重合物、アクリル樹脂、各種アクリル共重合物、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂およびこれらの架橋物などの有機絶縁性微粒子がある。電荷付与能力および帯電極性は、帯電性微粒子の素材、重合触媒、表面処理等に調整できる。無機系の絶縁性材料としては、シリカ、二酸化チタン等の負極性に帯電する無機微粒子や、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等の正極性に帯電する無機微粒子が用いられる。
【００６５】
コート型キャリアは、磁性体からなるキャリアコア粒子を樹脂で被覆したキャリアであり、バインダー型キャリア同様に、キャリア表面に正極性または負極性に帯電する帯電性微粒子を固着することができる。コート型キャリアの極性等の帯電特性は、表面コーティング層の種類や帯電性微粒子の選択により調整できる。コーティング樹脂は、バインダー型キャリアのバインダー樹脂と同様の樹脂が使用可能である。
【００６６】
トナーとキャリアの混合比は所望のトナー帯電量が得られるよう調整されれば良く、トナー比はトナーとキャリアとの合計量に対して３〜５０重量％、好ましくは６〜３０重量％が好ましい。
【００６７】
トナーに使用されるバインダー樹脂は、限定的ではないが、例えば、スチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、ポリエステル樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、またはそれらの樹脂を任意に混ぜ合わせたものである。バインダー樹脂は、軟化温度が約８０〜１６０℃の範囲、ガラス転移点が約５０〜７５℃の範囲であることが好ましい。
【００６８】
着色剤は、公知の材料、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等を用いることができる。着色剤の添加量は、一般に、バインダー樹脂１００重量部に対して、２〜２０重量部であることが好ましい。
【００６９】
荷電制御剤は、従来から荷電制御剤として知られている材料が使用できる。具体的に、正極性に帯電するトナーには、例えばニグロシン系染料、４級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂が荷電制御剤として使用できる。負極性に帯電するトナーには、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅ等の金属含有アゾ系染料、サリチル酸金属化合物、アルキルサリチル酸金属化合物、カーリックスアレン化合物が荷電制御剤として使用できる。荷電制御剤は、バインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の割合で用いることが好ましい。
【００７０】
離型剤は、従来から離型剤として使用されている公知のものを使用できる。離型剤の材料には、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス、又はそれらを適宜組み合わせた混合物が用いられる。離型剤は、バインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の割合で用いることが好ましい。  
【００７１】
その他、現像剤の流動化を促進する流動化剤を添加してもよい。流動化剤には、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機微粒子が使用できる。特にシランカップリング剤、チタンカップリング剤、およびシリコンオイル等で疎水化した材料を用いるのが好ましい。流動化剤は、トナー１００重量部に対して、０．１〜５重量部の割合で添加させることが好ましい。これら添加剤の個数平均一次粒径は９〜１００ｎｍであることが好ましい。
【００７２】
このようにして構成されるハイブリッド現像方式を有する現像装置３４においても、前述したように、搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとの間に形成される供給回収領域８８ａ、８８ｂの供給回収ギャップ５６ａ、５６ｂが変動した場合には供給回収領域８８ａ、８８ｂのギャップ変動による画像メモリやリークが生じ得るが、本実施形態に係る現像装置３４では、第１の電源１２０に流れる電流を検出し、検出された第１の電源１２０に流れる電流に基づいて、搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとの間に所定の電界を形成する第１の電源１２０、第２の電源１３０及び第３の電源１４０の作動を制御することで、具体的には、検出された第１の電源１２０に流れる電流に基づいて、搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとの間に形成される領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量を算出し、算出された搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとの間に形成される領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量に基づいて、第１の電源１２０、第２の電源１３０及び第３の電源１４０の作動を制御することで、かかる問題を回避する。
【００７３】
以下、本実施形態に係る現像装置３４において、第１の電源１２０に流れる電流の検出方法、搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとの間に形成される領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量の算出方法並びに第１の電源１２０、第２の電源１３０及び第３の源源１４０の作動制御について説明する。
【００７４】
画像形成装置１では、図２に示すように、感光体１２がグランド１１６に接続され、現像装置３４において、第１の直流電源１２１と第１の交流電源１２２とからなる第１の電源１２０を介して搬送ローラ５４がグランド１１６に接続され、第２の直流電源１３１と第２の交流電源１３２とからなる第２の電源１３０を介して第１の現像ローラ４８ａがグランド１１６に接続され、第３の直流電源１４１と第３の交流電源１４２とからなる第３の電源１４０を介して第２の現像ローラ４８ｂがグランド１１６に接続されている。
【００７５】
そして、この搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとで構成される回路の等価回路は、図４に示すように、第１の電源１２０と、第１の供給回収ギャップ５６ａを介して対向する搬送ローラ５４と第１の現像ローラ４８ａとで構成される第１のコンデンサＣ１と、第２の電源１３０とが直列に接続されるとともに、第１の電源１２０と、第２の供給回収ギャップ５６ｂを介して対向する搬送ローラ５４と第２の現像ローラ４８ｂとで構成される第２のコンデンサＣ２と、第３の電源１４０とが直列に接続される回路として表される。
【００７６】
先ず、第１の電源１２０に流れる電流の検出方法について説明する。
図５は、検出ブロックによって第１の電源に流れる電流を検出する方法を説明するための説明図であり、図５には、図４に示す第１の電源１２０、第１のコンデンサＣ１及び第２の電源１３０からなる回路が示されている。また、図６は、検出ブロックのモニタ電圧の検出値を示すグラフであり、図６には、第１の電源１２０に流れる電流を検出する検出ブロック１２５のモニタ電圧の検出値が示されている。
【００７７】
図５に示すように、検出ブロック１２５は、第１の電源１２０内において第１の直流電源１２１と第１の交流電源１２２との間に直列に接続された抵抗Ｒと、該抵抗Ｒと第１の交流電源１２２との間の所定位置の電圧を検出するモニタ電圧１２５ａとを備えており、該モニタ電圧１２５ａによって測定される電圧から第１の電源１２０に流れる電流を検出することができるようになっている。
【００７８】
具体的には、図５に示す回路において、モニタ電圧１２５ａによって検出される電圧、すなわち位置Ｐ１において検出される電圧は、図６に示すように、位置Ｐ２における電圧ＶＤＣ１を中心として振幅ＶＰ−Ｐを有する電圧波形として表され、モニタ電圧１２５ａは、図５において実線矢印で示す方向に電流Ｉ１が流れる場合には位置Ｐ２における電圧ＶＤＣ１よりも高い、［ＶＤＣ１＋（Ｒ×Ｉ１）］で表される電圧が検出され、図５において破線矢印で示す方向に電流Ｉ２が流れる場合には位置Ｐ２における電圧ＶＤＣ１よりも低い、［ＶＤＣ１−（Ｒ×Ｉ２）］で表される電圧が検出される。そして、第１の電源１２０に流れる電流は、モニタ電圧１２５ａによって検出される電圧と抵抗Ｒとから検出することができる。このようにして、検出ブロック１２５は、モニタ電圧１２５ａによって検出される電圧から第１の電源１２０に流れる電流を検出することができるようになっている。図５では、第１の電源１２０、第１のコンデンサＣ１及び第２の電源１３０からなる回路について説明しているが、図４に示す回路においても、検出ブロック１２５は、モニタ電圧１２５ａによって検出される電圧から第１の電源１２０に流れる電流を検出することができるようになっている。
【００７９】
次に、搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとの間に形成される領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量を算出する算出方法について説明する。
搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとの間に形成される領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量を算出するに際し、検出ブロック１２５によって検出される電流に基づいて、該電流と検出ブロック１２５の抵抗Ｒとから検出ブロック１２５の抵抗Ｒ前後における電圧を検出し、搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとの間に形成される領域である供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量と検出ブロック１２５の抵抗Ｒ前後における電圧の振幅との関係を調べた。
【００８０】
本実施形態では、検出ブロック１２５の抵抗Ｒ前後における電圧の振幅は、モニタ電圧１２５ａによって検出される電圧の振幅に等しいので、供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量と検出ブロック１２５のモニタ電圧１２５ａによって検出される電圧の振幅との関係を調べた。
【００８１】
具体的には、図５に示すように、第１の電源１２０と第２の電源１３０との間に所定の負荷容量を有する供給回収領域８８ａを模擬したコンデンサＣ１を接続し、コンデンサＣ１の両端に所定の電圧が形成されるように第１の電源１２０と第２の電源１３０にそれぞれ所定の電圧を印加して、コンデンサＣ１の負荷容量と検出ブロック１２５のモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐとの関係を調べた。なお、供給回収領域８８ｂを模擬したコンデンサＣ２の負荷容量と検出ブロック１２５のモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐとの関係もまた、コンデンサＣ１の負荷容量と検出ブロック１２５のモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐとの関係と同じである。
【００８２】
コンデンサＣ１として負荷容量が５０ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦであるものを用い、それらについてそれぞれコンデンサＣ１の両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐが１４００Ｖ、１７００Ｖ、２０００Ｖ又は２３００Ｖになるように第１の電源１２０と第２の電源１３０を作動させて調べた。
【００８３】
コンデンサＣ１として負荷容量が５０ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦをそれぞれ用いたときに、コンデンサＣ１の両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐが１４００Ｖ、１７００Ｖ、２０００Ｖ、２３００Ｖである場合に検出ブロック１２５のモニタ電圧１２５ａによって検出された電圧の振幅ＶＰ−Ｐを以下の表１に示す。
【００８４】
【表１】
2011059163.tif 000003
【００８５】
表１に示すように、コンデンサＣ１の両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐが１４００Ｖであり、コンデンサＣ１の負荷容量が５０ｐＦである場合、モニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐは１５Ｖであった。コンデンサＣ１の両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐが１４００Ｖであり、コンデンサＣ１の負荷容量が１００ｐＦ、２００ｐＦである場合には、モニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐはそれぞれ３０Ｖ、６０Ｖであった。
【００８６】
また、コンデンサＣ１の両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐが１７００Ｖ、コンデンサＣ１の負荷容量が５０ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦである場合にはそれぞれ、モニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐは２０Ｖ、４０Ｖ、８０Ｖであり、コンデンサＣ１の両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐが２０００Ｖ、コンデンサＣ１の負荷容量が５０ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦである場合にはそれぞれ、モニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐは２５Ｖ、５０Ｖ、１００Ｖであり、コンデンサＣ１の両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐが２３００Ｖ、コンデンサＣ１の負荷容量が５０ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦである場合にはそれぞれ、モニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐは３０Ｖ、６０Ｖ、１２０Ｖであった。
【００８７】
図７は、コンデンサＣ１の負荷容量とモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐとの関係を示すグラフであり、コンデンサＣ１の両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐが１４００Ｖ、１７００Ｖ、２０００Ｖ、２３００Ｖである場合に、コンデンサＣ１の負荷容量とモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐとの関係を示している。図７では、コンデンサＣ１の負荷容量を横軸にとり、モニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐを縦軸にとって表している。なお、図７では、コンデンサＣ１の両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐが１４００Ｖ、１７００Ｖ、２０００Ｖ、２３００Ｖをそれぞれ◇印、□印、△印、○印として表している。
【００８８】
コンデンサＣ１の両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐが１４００Ｖである場合、コンデンサＣ１の負荷容量が５０ｐＦ、１００ｐＦ、２００ｐＦであるときにモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐはそれぞれ１５Ｖ、３０Ｖ、６０Ｖであり、コンデンサＣ１の負荷容量とモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐが比例関係を有しており、図７において実線で示すグラフのように、コンデンサＣ１の負荷容量が大きくなるにつれてモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐが大きくなり、コンデンサＣ１の負荷容量とモニタ電圧１２５ａによって検出された電圧の振幅ＶＰ−Ｐとの関係が、以下の関係式（１）：
（モニタ電圧の検出電圧の振幅）＝（コンデンサの負荷容量）×０．３…（１）
で表されることが分かる。
【００８９】
コンデンサＣ１の両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐが１７００Ｖ、２０００、２３００Ｖである場合においても、コンデンサＣ１の負荷容量とモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐが比例関係を有しており、図７において破線、一点鎖線、二点鎖線でそれぞれ示すグラフのように、コンデンサＣ１の負荷容量が大きくなるにつれてモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐが大きくなり、コンデンサＣ１の両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐが１７００Ｖである場合には、コンデンサＣ１の負荷容量とモニタ電圧１２５ａによって検出された電圧の振幅ＶＰ−Ｐとの関係が、以下の関係式（２）：
（モニタ電圧の検出電圧の振幅）＝（コンデンサの負荷容量）×０．４…（２）
で表され、コンデンサＣ１の両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐが２０００Ｖである場合には、以下の関係式（３）：
（モニタ電圧の検出電圧の振幅）＝（コンデンサの負荷容量）×０．５…（３）
で表され、コンデンサＣ１の両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐが２３００Ｖである場合には、以下の関係式（４）：
（モニタ電圧の検出電圧の振幅）＝（コンデンサの負荷容量）×０．６…（４）
で表されることが分かる。
【００９０】
これらの結果から、図４に示す等価回路で表される搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとで構成される回路について、コンデンサＣ１、Ｃ２における負荷容量とモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐとの関係が、モニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐに応じて前記関係式（１）−（４）で表されることが分かる。コンデンサＣ１、Ｃ２は、供給回収領域８８ａ、８８ｂを模擬したものであり、供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量とモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐとの関係は、供給回収領域８８ａ、８８ｂにかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐが１４００Ｖ、１７００Ｖ、２０００、２３００Ｖである場合にそれぞれ前記関係式（１）−（４）で表されることが分かる。
【００９１】
したがって、現像装置３４では、例えば非画像形成時に、供給回収領域８８ａ、８８ｂにそれぞれ該供給回収領域８８ａ、８８ｂにかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐがそれぞれ１４００Ｖ、１７００Ｖ、２０００Ｖ、２３００Ｖの何れかである所定の電界を形成するように搬送ローラ５４及び現像ローラ４８ａ、４８ｂにそれぞれ所定の電圧を印加して、検出ブロック１２５によって第１の電源１２０に流れる電流を検出し、また、供給回収領域８８ａ、８８ｂにそれぞれ該供給回収領域８８ａ、８８ｂにかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐがそれぞれ１４００Ｖ、１７００Ｖ、２０００Ｖ、２３００Ｖの何れかである前記所定の電界とは異なる所定の電界を形成するように搬送ローラ５４及び現像ローラ４８ａ、４８ｂにそれぞれ所定の電圧を印加して、検出ブロック１２５によって第１の電源１２０に流れる電流を検出し、検出ブロック１２５によって検出される第１の電源１２０に流れるそれぞれの電流に基づいて、検出ブロック１２５の抵抗Ｒ前後における電圧がそれぞれ検出され、供給回収領域８８ａ、８８ｂの両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐに応じた供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量と検出ブロック１２５の抵抗Ｒ前後における電圧の振幅との関係、本実施形態では供給回収領域８８ａ、８８ｂの両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐに応じた供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量とモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐとの関係に基づいて、供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量をそれぞれ算出することができる。
【００９２】
供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量の算出について具体的に説明する。
例えば非画像形成時に、供給回収領域８８ａの両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐが１４００Ｖ、供給回収領域８８ｂの両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐが２３００Ｖになるように第１の電源１２０、第２の電源１３０及び第３の電源１４０の作動を制御し、このときに検出ブロック１２５によってモニタ電圧の振幅を検出する。そして、検出されたモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐが６０Ｖである場合、前記関係式（１）及び（４）に基づいて、以下の関係式（５）：
６０＝（供給回収領域８８ａにおける負荷容量）×０．３＋（供給回収領域８８ｂにおける負荷容量）×０．６・・・（５）
が成り立つ。
【００９３】
次に、供給回収領域８８ａの両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐが１７００Ｖ、供給回収領域８８ｂの両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐが２０００Ｖになるように第１の電源１２０、第２の電源１３０及び第３の電源１４０の作動を制御し、このときに検出ブロック１２５によってモニタ電圧の電圧を検出する。そして、検出されたモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐが７０Ｖである場合、前記関係式（２）及び（３）に基づいて、以下の関係式（６）：
７０＝（供給回収領域８８ａにおける負荷容量）×０．４＋（供給回収領域８８ｂにおける負荷容量）×０．５・・・（６）
が成り立つ。
【００９４】
したがって、これら２つの関係式（５）及び（６）から、供給回収領域８８ａにおける負荷容量が１３３ｐＦであり、供給回収領域８８ｂにおける負荷容量が３３ｐＦであると算出される。ここで、前記関係式（５）及び（６）が成り立つのは、検出されるモニタ電圧はＣ１に流れた電流とＣ２に流れた電流との総和のモニタ電圧であるからである。
【００９５】
このようにして、供給回収領域８８ａ、８８ｂの両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐに応じた供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量とモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐとの関係を予め算出しておくことで、供給回収領域８８ａ及び８８ｂにそれぞれ所定の電界を形成した場合に検出ブロック１２５によって検出される第１の電源１２０に流れる電流と、供給回収領域８８ａ及び８８ｂにそれぞれ前記所定の電界とは異なる所定の電界を形成した場合に検出ブロック１２５によって検出される第１の電源１２０に流れる電流とに基づいて、
検出ブロック１２５の抵抗Ｒ前後における電圧が検出され、検出される検出ブロック１２５の抵抗Ｒ前後における電圧の振幅ＶＰ−Ｐに基づいて、本実施形態では検出されるモニタ電圧の振幅に基づいて、供給回収領域８８ａ、８８ｂの両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐに応じた供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量とモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐとの関係から、供給回収領域８８ａ及び８８ｂにおける負荷容量をそれぞれ算出することができる。
【００９６】
制御ユニット２１には、供給回収領域８８ａ、８８ｂの両端にかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐに応じた供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量とモニタ電圧の振幅ＶＰ−Ｐとの関係が予め記憶されており、制御ユニット２１は、例えば所定枚数毎などの非画像形成時に、電界制御部２１ａにおいて、供給回収領域８８ａ及び８８ｂにそれぞれ所定の電界を形成するように、そしてまた供給回収領域８８ａ及び８８ｂにそれぞれ前記所定の電界とは異なる所定の電界を形成するように第１の電源１２０、第２の電源１３０及び第３の電源１４０の作動を制御し、負荷容量算出部２１ｂにおいて、供給回収領域８８ａ及び８８ｂにそれぞれ所定の電界を形成した場合に検出ブロック１２５のモニタ電圧１２５ａによって検出された電圧の振幅ＶＰ−Ｐと、供給回収領域８８ａ及び８８ｂにそれぞれ前記所定の電界とは異なる所定の電界を形成した場合に検出ブロック１２５のモニタ電圧１２５ａによって検出された電圧の振幅ＶＰ−Ｐとに基づいて、供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量をそれぞれ算出することができるようになっている。
【００９７】
また、制御ユニット２１は、画像形成時に、供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量がそれぞれ所定値になるように、電界制御部２１ａにおいて第１の電源１２０、第２の電源１３０及び第３の電源１４０の作動を制御しているが、例えば非画像形成時に、検出ブロック１２５のモニタ電圧１２５ａによって検出された電圧の振幅ＶＰ−Ｐに基づいて供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量を算出し、電界制御部２１ａによって、供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量が所定値に対して予め設定された所定範囲内であるか否かを判定し、供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量が予め設定された所定範囲内にないと判定した場合には、第１の電源１２０、第２の電源１３０及び第３の電源１４０の作動をフィードバック制御することができるようになっている。
【００９８】
制御ユニット２１は、供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量が所定値に対して予め設定された所定範囲内にないと判定した場合に、供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量が所定値より大きいと判定すると、搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂの間に所定の電界を形成する供給回収領域８８ａ、８８ｂにかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐを小さくするように第１の電源１２０、第２の電源１３０及び第３の電源１４０の作動を制御する。これにより、現像装置３４では、供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量が予め設定された所定値に対して所定範囲より上側に大きく供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける供給回収ギャップ５６ａ、５６ｂが小さくなった場合に、搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂの間においてリークが発生することを抑制することができる。
【００９９】
一方、制御ユニット２１は、供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量が所定値に対して予め設定された所定範囲内にないと判定した場合に、供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量が所定値より小さいと判定すると、搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂの間に所定の電界を形成する供給回収領域８８ａ、８８ｂにかかる電圧の振幅ＶＰ−Ｐを大きくするように第１の電源１２０、第２の電源１３０及び第３の電源１４０の作動を制御する。これにより、現像装置３４では、供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量が予め設定された所定値に対して所定範囲より下側に大きく供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける供給回収ギャップ５６ａ、５６ｂが大きくなった場合に、搬送ローラ５４から現像ローラ４８ａ、４８ｂに移動させるトナーの回収性を向上させることができ、画像メモリの発生を抑制することができる。
【０１００】
このようにして、本実施形態に係る現像装置３４では、供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量が予め設定された所定値に対して所定範囲内にない場合に、第１の電源１２０、第２の電源１３０及び第３の電源１４０の作動をフィードバック制御することにより、搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとの間に形成される供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける供給回収ギャップ５６ａ、５６ｂに変動が生じた場合においても、搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとの間のギャップ変動による画像メモリやリークの発生を抑制することができ、安定して現像を行うことができる。
【０１０１】
以上のように、本実施形態においては、検出ブロック１２５によって検出された第１の電源１２０に流れる電流に基づいて、搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとの間に所定の電界を形成する第１の電源１２０、第２の電源１３０及び第３の電源１４０の作動を制御する。これにより、第１の電源１２０に流れる電流から搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとの間に形成される領域８８ａ、８８ｂにおけるギャップ５６ａ、５６ｂの変動を検出し、該ギャップ５６ａ、５６ｂの変動を検出すると、ギャップ変動に基づいて搬送ローラ５４と現像ローラ４８ａ、４８ｂとの間に所定の電界を形成する第１の電源１２０、第２の電源１３０及び第３の電源１４０の作動を制御することができるので、ギャップ変動による画像メモリやリークの発生を抑制することができ、安定して現像を行うことができる。
【０１０２】
具体的には、供給回収領域８８ａ及び８８ｂにそれぞれ所定の電界を形成した場合に検出される第１の電源１２０に流れる電流と、供給回収領域８８ａ及び８８ｂにそれぞれ前記所定の電界とは異なる所定の電界を形成した場合に検出される第１の電源１２０に流れる電流とに基づいて、第１の電源１２０、第２の電源１３０及び第３の電源１４０の作動を制御することにより、第１の電源１２０に流れる電流から供給回収領域８８ａ及び８８ｂにおけるそれぞれのギャップ５６ａ、５６ｂの変動を検出し、該ギャップ５６ａ、５６ｂの変動を検出すると、ギャップ変動に基づいて第１の電源１２０、第２の電源１３０及び第３の電源１４０の作動を制御することができるので、供給回収領域８８ａ及び８８ｂにおけるギャップ変動による画像メモリやリークの発生を抑制することができ、安定して現像を行うことができる。
【０１０３】
本実施形態では、電源１２０から搬送ローラ５４に直流電圧ＶＤＣ１に交流電圧ＶＡＣ１を重畳した振動電圧ＶＤＣ１＋ＶＡＣ１を印加し、電源１３０、１４０から現像ローラ４８ａ、４８ｂに直流電圧ＶＤＣ２、ＶＤＣ３に交流電圧ＶＡＣ２、ＶＡＣ３を重畳した振動電圧ＶＤＣ２＋ＶＡＣ２、ＶＤＣ３＋ＶＡＣ３を印加するものを例示しているが、これに限定されるものでなく、供給回収領域８８ａ、８８ｂにおいて搬送ローラ５４から現像ローラ４８ａ、４８ｂへトナー６を供給しつつ、現像後に現像ローラ４８ａ、４８ｂ上に残っているトナー６を搬送ローラ５４に回収することが可能であれば、電源１２０から搬送ローラ５４に直流電圧及び振動電圧の何れを印加し、電源１３０、１４０から現像ローラ４８ａ、４８ｂに振動電圧を印加するようにしてもよい。搬送ローラ５４に直流電圧及び振動電圧の何れを印加する場合においても、第１の電源１２０に流れる電流に基づいて、供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量を算出し、算出された供給回収領域８８ａ、８８ｂにおける負荷容量に基づいて電源１２０、１３０、１４０の作動を制御することで、供給回収領域８８ａ、８８ｂにおけるギャップ変動による画像メモリやリークの発生を抑制することができ、安定して現像を行うことができる。
【０１０４】
以上のように、本発明は、例示された実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１０５】
１  画像形成装置
２  現像剤
６  トナー
１２  感光体
２１  制御ユニット
２１ａ  電界制御部
２１ｂ  負荷容量算出部
３４  現像装置
４８ａ、４８ｂ  現像ローラ
５０ａ、５０ｂ  現像ギャップ
５４  搬送ローラ
５６ａ、５６ｂ  供給回収ギャップ
８８ａ、８８ｂ  供給回収領域
９６ａ、９６ｂ  現像領域
１１０  電界形成装置
１２０  第１の電源
１２５  検出ブロック
１３０  第２の電源
１４０  第３の電源
Ｃ１  第１のコンデンサ
Ｃ２  第２のコンデンサ
【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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【図７】
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