(57)【要約】【課題】感光体ドラム３１Ｙに対する現像ローラ４６Ｙの回転方向が一定であっても、画像欠陥の少ない高画質なトナー像を形成する。【解決手段】現像装置は、トナーとトナーを担持する磁性キャリアを含む二成分現像剤ＤＬを感光体ドラム３１Ｙに接触させて、トナーを感光体ドラム３１Ｙ上へ移動させる現像ローラ４６Ｙを備える。感光体ドラム３１Ｙに対する現像ローラ４６Ｙの回転方向は一定である。現像ローラ４６Ｙは、二成分現像剤ＤＬを磁界によってその表面に担持しながら、現像領域ＧＲまで搬送する現像スリーブ５１と、現像領域ＧＲにおいて現像スリーブ５１の表面に磁界をそれぞれ形成し、且つ回転方向に並列された第１の磁石Ｎ１１及び第２の磁石Ｎ１２とを備える。現像装置は、第１の磁石Ｎ１１及び第２の磁石Ｎ１２が現像領域ＧＲにおいて形成する磁界の強弱を、１つの画像の現像中において交互に切替える。【選択図】図３
2011085640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーと当該トナーを担持する磁性キャリアを含む二成分現像剤を感光体ドラムに接触させて、前記トナーを前記感光体ドラム上へ移動させる現像剤担持体を備え、且つ前記感光体ドラムに対する前記現像剤担持体の回転方向は一定である現像装置であって、前記現像剤担持体は、
前記二成分現像剤を磁界によってその表面に担持しながら、前記トナーが前記感光体ドラム上へ移動する現像領域まで搬送する現像スリーブと、
前記現像領域において前記現像スリーブの表面に磁界をそれぞれ形成し、且つ前記回転方向に並列された第１の磁石及び第２の磁石と、を備え、
前記第１の磁石及び前記第２の磁石が前記現像領域において形成する前記磁界の強弱を、１つの画像の現像中において交互に切替えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記第１の磁石及び前記第２の磁石は、それぞれ電磁石であり、
前記第１の磁石及び前記第２の磁石に印加する電圧の強弱を交互に切替えることにより、前記磁界の強弱を切替え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】
現像する画像に応じて、前記磁界の強弱を交互に切替える周波数を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体ドラム上の静電潜像をトナーで現像する現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置は、例えば、次のような手順によって用紙上に画像を形成する。先ず、帯電された感光体ドラムの外周面を露光して静電潜像を形成し、感光体ドラム上にトナーを付加することにより静電潜像を可視化したトナー像を形成する。そして、このトナー像を中間転写体を介して用紙上に転写し定着させることにより用紙上に画像が形成される。
【０００３】
画像形成装置は、トナーと磁性キャリアを有する二成分現像剤を用いてトナー像を形成する現像装置を備える。現像装置は、感光体ドラムに近接して配置され且つ磁石を内蔵する現像ローラを備える。現像ローラは、当該磁石が形成する磁界によって現像ローラの外周面に磁性キャリアからなる磁気ブラシを形成する。この磁気ブラシの形成により、二成分現像剤は感光体ドラムに接触して、磁気ブラシが担持するトナーが静電的に静電潜像に移行する。このようにして、現像装置は、感光体ドラム上の静電潜像をトナーによって可視化する。
【０００４】
特許文献１には、現像領域の上流部に電極を設けることでトナークラウドを発生させて、「ガサツキ」や「荒れ」を防止する考案が開示されている。ここで、「現像領域」とは、トナーが現像ローラから感光体ドラムへ移動する領域を言う。
【０００５】
特許文献２では、現像剤の消費量と経過時間とを積算記録して単位時間あたりの現像剤の消費量を求め、この消費速度に応じて、現像ローラの磁気拘束力を調整して現像能力を制御する考案が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−０２０６５６号公報
【特許文献２】特開２００２−３５７９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
感光体ドラムに対する現像ローラの回転方向は常に一方向であるため、現像領域における現像剤の搬送方向も一方向に定まってしまう。これにより、搬送方向におけるトナー現像量の偏りが生じ、現像された画像が不均一となる画像欠陥が発生してしまう。例えば、現像領域において感光体ドラムと現像ローラの移動方向が同じ方向となる正転現像においては「吸い込み」が発生し、また、現像領域において感光体ドラムと現像ローラの移動方向が逆方向となる逆転現像においては「掃き寄せ」が発生してしまう。
【０００８】
特許文献１に開示された考案では、現像領域の下流側において、カウンターチャージを多く持つ現像剤の穂が感光体ドラム上のトナーを掻き取ってしまうことにより発生する「パッチ後端欠け」などの画像の不均一性を解消することができない。
【０００９】
また特許文献２に開示された考案は、現像剤の劣化状態によって現像能力を変更するものであって、画像の不均一性を抑制することはできない。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、感光体ドラムに対する現像剤担持体の回転方向が一定であっても、画像欠陥の少ない高画質なトナー像を形成する現像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の特徴は、トナーと当該トナーを担持する磁性キャリアを含む二成分現像剤を感光体ドラムに接触させて、トナーを感光体ドラム上へ移動させる現像剤担持体を備える現像装置である。感光体ドラムに対する現像剤担持体の回転方向は一定である。現像剤担持体は、二成分現像剤を磁界によってその表面に担持しながら、トナーが感光体ドラム上へ移動する現像領域まで搬送する現像スリーブと、現像領域において現像スリーブの表面に磁界をそれぞれ形成し、且つ回転方向に並列された第１の磁石及び第２の磁石とを備える。そして、現像装置は、第１の磁石及び第２の磁石が現像領域において形成する磁界の強弱を、１つの画像の現像中において交互に切替える。
【００１２】
本発明の特徴によれば、感光体ドラムに対する現像剤担持体の回転方向は一定であるため、現像領域における感光体ドラムに対する現像剤担持体の移動方向も一方向のみとなる。しかし、１つの画像の現像中において、第１の磁石及び第２の磁石が現像領域において形成する磁界の強弱を交互に切替える。これにより、磁界の強弱に応じて、現像領域における二成分現像剤（磁性キャリア）の穂立ちの高低が交互に変化し、磁性キャリアに担持されるトナーの量も穂立ちの高さに応じて変化する。これにより、現像領域において、現像剤を、現像剤担持体の移動方向へ振動させることができるので、感光体ドラムに対して一方向のみならずその逆方向にも移動させることができる。よって、感光体ドラムに対する現像剤担持体の回転方向が一定であっても、現像領域における現像剤の搬送方向は一方向に限定されないので、搬送方向におけるトナー現像量の偏りを抑制し、現像された画像の不均一性を減少させることができる。
【００１３】
本発明の特徴において、第１の磁石及び第２の磁石がそれぞれ電磁石であって、第１の磁石及び第２の磁石に印加する電圧の強弱を交互に切替えることにより、磁界の強弱を切替えてもよい。第１の磁石及び第２の磁石を電磁石とすれば、印加電圧を制御すれば磁界の強弱を制御可能となる。よって、簡易な方法で第１の磁石及び第２の磁石の磁界強度を制御することができる。
【００１４】
本発明の特徴において、現像する画像のカバレッジや印字率、画像面積率、或いはプロセス線速などに応じて、磁界の強弱を交互に切替える周波数を変更してもよい。画像のカバレッジや印字率、画像面積率（印字率）が高くなるほど、感光体ドラムの帯電量が低下するので、現像された画像の不均一性が悪化する。そこで、現像する画像に応じて、磁界の強弱を交互に切替える周波数を変更することにより、画像に応じて適切な速度で現像剤を移動させることができ、不均一性の発生をより抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明の現像装置によれば、感光体ドラムに対する現像剤担持体の回転方向が一定であっても、画像欠陥の少ない高画質なトナー像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態としての画像形成装置１２の構成例を示す概念図である。
【図２】Ｙ色用の現像部３３Ｙが備える現像ローラ４６Ｙ及びＹ色用の感光体ドラム３１Ｙの一部分を拡大して示す断面図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、図２の磁石Ｎ１１、Ｎ１２が現像領域ＧＲにおいて形成する磁界の強弱に応じて、二成分現像剤（磁性キャリア）ＤＬの穂立ちの高低が交互に変化する様子を示す模式図である。
【図４】複数の磁石Ｎ１１、Ｎ１２、Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２、Ｎ４、Ｓ３の配置角度（°）及び法線方向の磁束密度（ｍＴ）をまとめた表である。
【図５】第１の磁石Ｎ１１及び第２の磁石Ｎ１２の磁束密度の切替速度を変化させた場合の「掃き寄せ」の評価結果をまとめた表である。
【図６】第１の磁石Ｎ１１及び第２の磁石Ｎ１２の磁束密度の切替速度と用紙に対する画像面積率とを変化させた場合の「掃き寄せ」の評価結果をまとめた表である。
【図７】図７（ａ）は、ベタ部ＢＴとハーフトーン部ＨＴが副走査方向に隣接するトナー像の一例を示す模式図であり、図７（ｂ）は、現像領域ＧＲにおいて感光体ドラム３１Ｙと現像ローラ４６Ｙが同じ方向に移動しながら現像を行う現像方式（正転現像）を示す模式図である。
【図８】図８（ａ）は、単独のハーフトーン部ＨＴからなるトナー像の一例を示す模式図であり、図８（ｂ）は、現像領域ＧＲにおいて感光体ドラム３１Ｙと現像ローラ４６Ｙが逆方向に移動しながら現像を行う現像方式（逆転現像）を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００１８】
図１を参照して、本発明の実施の形態に関わる画像形成装置の全体構成を説明する。本発明の実施の形態に関わる画像形成装置１２は、複数の感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋを中間転写ベルト４１に対面させて縦方向に配列したフルカラーの画像を形成するタンデム型カラー画像形成装置と称されるものである。
【００１９】
画像形成装置１２は、その上部に自動原稿送り装置ＡＤＦを備えている。自動原稿送り装置ＡＤＦの原稿載置台１０３に載置された原稿Ｄは、一枚ずつに分離され原稿搬送路に送り出され、搬送ドラム１０２により搬送される。
【００２０】
原稿読取部１０１は、原稿画像読み取り位置ＲＰにおいて搬送中の原稿Ｄの画像を読み取る。第１搬送ガイドＧ１及び原稿排出ローラ１０５は、読み取りが終了した原稿Ｄを原稿排紙トレイ１０７に排出する。
【００２１】
画像形成装置１２は、上記した原稿読取部１０１、露光部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、画像形成部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、中間転写部１０４、定着部１１５、排紙反転部１０６、再給紙部１１７、給紙部１０８、制御部２７等から構成され、それらが一つの筐体内に収められている。
【００２２】
原稿読取部１０１は、原稿画像読み取り位置ＲＰにて原稿Ｄの画像をランプＬにて照射し、その反射光を第１ミラーユニット１１１、第２ミラーユニット１１２、レンズ１１３によって導き、撮像素子ＣＣＤの受光面に結像させる。撮像素子ＣＣＤは入射した光を光電変換して所定の画像信号を出力する。画像読取制御部１１４は、この画像信号に対して、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、圧縮等の処理を施し、制御部２７の記憶部に画像データとして格納する。記憶部に格納された画像データには、ユーザにより設定されている条件により適宜な画像処理が施されて、出力画像データが生成される。
【００２３】
露光部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、図示しない半導体レーザ光源、ポリゴンミラー、複数のレンズ等から構成され、レーザ光を生成する。露光部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、制御部２７から送られる出力画像データを基に出力される出力情報に対応して、主帯電部３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋにより帯電された感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの表面をレーザ光により走査露光する。
【００２４】
例えば、露光部２Ｙにおいて、レーザ光は、Ｙ色用のポリゴンミラーを回転して偏向走査される。いわゆるＹ色画像データの主走査方向への書込みである。主走査方向は、感光体ドラム３１Ｙの回転軸に平行な方向である。感光体ドラム３１Ｙは、副走査方向に回転する。副走査方向は、感光体ドラム３１Ｙの回転軸に対して直交する方向である。この感光体ドラム３１Ｙが副走査方向に回転し、かつ、レーザ光を主走査方向へ偏向走査することによって、感光体ドラム３１ＹにはＹ色用の静電潜像が形成される。Ｍ色、Ｃ色、及びＢＫ色についても同様にして、回転する感光体ドラム３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの回転軸に平行な方向（主走査方向）にレーザ光を走査することにより、感光体ドラム３１Ｍ、３１Ｃ、３１ＫにはＭ色、Ｃ色、及びＢＫ色用の静電潜像が形成される。
【００２５】
画像形成部３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙと、その周辺に配置されている、主帯電部３２Ｙ、現像部３３Ｙ、第１転写ローラ３４Ｙ、クリーニング部３５Ｙからなる。他の画像形成部３Ｍ，３Ｃ，３Ｋにおいても、画像形成部３Ｙと同様な構成であり、それぞれの感光体ドラム３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの周辺に、それぞれに対応して主帯電部３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋ、現像部３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋ、第１転写ローラ３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ、クリーニング部３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋが配置されている。現像部３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋの各々が、本発明に係わる「現像装置」の実施の形態に相当する。
【００２６】
現像部３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）のトナーで現像することによって感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ上の潜像を顕像化する。これにより、各感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ上には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）のトナー像が形成される。
【００２７】
中間転写部１０４の第１転写ローラ３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋは、感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト４１上の所定位置に重ね合わせて転写する。各色のトナー像が重ね合わされることにより中間転写ベルト４１上にカラー画像が形成される。クリーニング部３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋは、トナー像の転写を終えた感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの表面に残留するトナーを除去する。
【００２８】
一方、第２転写ローラ４２は、中間転写ベルト４１上に重ね合わされて転写されたカラー画像を、給紙部１０８のトレイＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３から搬送され、給紙ローラ８１によってタイミングが取られて送り出された用紙Ｐに転写する。ベルトクリーニング部４３は、カラー画像の用紙Ｐへの転写を終えた中間転写ベルト４１の表面を清掃し、清掃された中間転写ベルト４１は次の画像転写に供される。
【００２９】
トナー像を担持した用紙Ｐは定着部１１５に送られ、定着部１１５は用紙Ｐを加圧加熱することによって、トナー像を用紙Ｐへ定着させる。
【００３０】
排紙反転部１０６は、定着部１１５による定着処理を終えた用紙Ｐを搬送して排紙トレイ６１に排紙する。用紙Ｐを表裏反転して排紙する場合には、排紙ガイド６２が、一旦、用紙Ｐを下方に導き、排紙反転ローラ６３に用紙Ｐの後端を挟持させた後に反転搬送し、排紙ガイド６２が用紙Ｐを排紙ローラ６４へ導いて排紙する。
【００３１】
なお、用紙Ｐの裏面にも画像形成を行う場合、排紙ガイド６２は、表面のトナー像の定着処理を終えた用紙Ｐを下方にある再給紙部１１７に搬送し、再給紙反転ローラ７１により後端を挟持させた後、逆送することによって用紙Ｐを反転させて、再給紙搬送路７２に送り出し、裏面への画像形成に供する。
【００３２】
画像形成装置１２において、現像部３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋは、感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋに対向して配置された現像剤担持体の一例としての現像ローラ４６Ｙ、４６Ｍ、４６Ｃ、４６Ｋをそれぞれ備える。感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋは図１の矢印に示す方向（逆時計回り）に回転する。そして、現像ローラ４６Ｙ、４６Ｍ、４６Ｃ、４６Ｋは、逆時計回りに回転しながら、トナーを感光体ドラム３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ上の静電潜像へ供給する。
【００３３】
図２を参照して、Ｙ色用の現像部３３Ｙが備える現像ローラ４６Ｙの構成を説明する。なお、他の色用の現像部３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋが備える現像ローラ４６Ｍ、４６Ｃ、４６Ｋも図２と同じ構成であるため、それらの説明は省略する。現像ローラ４６Ｙは、トナー及び磁性キャリアを少なくとも有する二成分現像剤を磁界によってその表面に担持しながら、トナーが感光体ドラム３１Ｙ上へ移動する現像領域ＧＲまで搬送する現像スリーブ５１と、現像ローラ４６Ｙの回転方向に並列された複数の磁石Ｎ１１、Ｎ１２、Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２、Ｎ４、Ｓ３からなる磁界発生部５２とを備える。
【００３４】
現像スリーブ５１は、ステンレスから成る。磁界発生部５２のうち、現像領域ＧＲにおいて磁界を形成する現像極として使用される磁石Ｎ１１、Ｎ１２は電磁石から成り、現像領域ＧＲを除く領域において磁界を形成する搬送極、規制極、剥ぎ取り極などとして使用される磁石Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２、Ｎ４、Ｓ３はフェライト磁石からなる。また、トナー及び磁性キャリアの一例として、乳化重合トナー及び樹脂コーティングキャリアを用いる。樹脂コーティングキャリアは、粒径３３μｍ、表面抵抗１０１３Ω・ｃｍである高抵抗キャリアであり、乳化重合トナーの粒径は６．５μｍである。
【００３５】
感光体ドラム３１Ｙとして、有機半導体層としてフタロシアニン顔料をポリカーボネイトに分散させたものを塗布したものを示し、その直径は６０ｍｍである。電荷輸送層を含む感光体層の膜厚は２５μｍであって、感光体層における非画像部の電位を電位センサでモニターしてフィードバック制御を行う。
【００３６】
また、現像部３３Ｙは、図示は省略するが、感光体ドラム３１Ｙと現像スリーブ５１との間に所定の電圧（現像バイアス）を印加する高圧印加部を備える。高圧印加部は、−２００Ｖ〜−７００Ｖの直流電圧（ＤＣ）にピーク・トゥー・ピークが０．５ｋＶ〜２ｋＶであって、周波数が２ｋＨｚ〜７ｋＨｚの交流電圧（ＡＣ）を重ね合わせた電圧を現像バイアスとして感光体ドラム３１Ｙと現像スリーブ５１との間に印加する。
【００３７】
感光体ドラム３１Ｙ及び現像スリーブ５１はそれぞれ逆時計回りに回転し、磁界発生部５２は回転しない。磁石Ｎ１１、Ｎ１２、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４は、それぞれ現像スリーブ５１の回転中心から外周に向かってＮ極を向けて配置され、磁石Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、それぞれ現像スリーブ５１の回転中心から外周に向かってＳ極を向けて配置されている。各磁石Ｎ１１、Ｎ１２、Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２、Ｎ４、Ｓ３から発生する磁界は、現像スリーブ５１を貫通し、現像スリーブ５１の表面すなわち外周面に磁界をそれぞれ形成している。磁界発生部５２に属する複数の磁石のうち、第１の磁石Ｎ１１及び第２の磁石Ｎ１２は、現像領域ＧＲにおいて現像スリーブ５１の表面に同じ磁極（Ｎ極）の磁界をそれぞれ形成している。
【００３８】
先ず、現像部３３Ｙは、図示しない攪拌ローラによりトナーと磁性キャリアを攪拌することによりトナーとキャリアを互いに逆極性に摩擦帯電させる。磁界発生部５２が発生する磁界によって、現像スリーブ５１の表面上に磁性キャリアの磁気ブラシが発生して、磁気ブラシに担持されたトナーを含む二成分現像剤の層が現像スリーブ５１の表面上に形成される。そして、現像スリーブ５１は、逆時計回りに回転することにより、二成分現像剤を磁界によってその表面に担持しながら、感光体ドラム３１Ｙに最も接近する現像領域ＧＲまで搬送する。現像領域ＧＲにおいて、二成分現像剤の層は感光体ドラム３１Ｙの表面に接触する。そして、現像領域ＧＲにおいて、トナーは、現像スリーブ５１から感光体ドラム３１Ｙの表面に形成された静電潜像へ静電的に移行する。このようにして、現像部３３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙ上の静電潜像をＹ色のトナーによって顕像化する。
【００３９】
次に、図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照して、図２の磁石Ｎ１１、Ｎ１２が現像領域ＧＲにおいて形成する磁界の強弱に応じて、二成分現像剤ＤＬの穂立ちの高低が交互に変化する様子を説明する。図１の制御部２７は、第１の磁石Ｎ１１及び第２の磁石Ｎ１２が現像領域ＧＲにおいて形成する磁界の強弱を、１つの画像の現像中において交互に切替える磁界制御部としての機能を有する。
【００４０】
図３（ａ）は、第１の磁石Ｎ１１による磁界が第２の磁石Ｎ１２による磁界よりも小さい場合の穂立ちの様子を示している。この場合、第２の磁石Ｎ１２近傍において二成分現像剤ＤＬの穂立ちが第１の磁石Ｎ１１近傍よりも高くなり、磁性キャリアに担持されるトナーの量も第２の磁石Ｎ１２近傍の方が多くなる。更に、二成分現像剤ＤＬの層は、第２の磁石Ｎ１２近傍において感光体ドラム３１Ｙに接しているが、第１の磁石Ｎ１１近傍においては接していない。
【００４１】
一方、図３（ｂ）は、第１の磁石Ｎ１１による磁界が第２の磁石Ｎ１２による磁界よりも大きい場合の穂立ちの様子を示している。この場合、第１の磁石Ｎ１１近傍において二成分現像剤ＤＬの穂立ちが第２の磁石Ｎ１２近傍よりも高くなり、磁性キャリアに担持されるトナーの量も第１の磁石Ｎ１１近傍の方が多くなる。更に、二成分現像剤ＤＬの層は、第１の磁石Ｎ１１近傍において感光体ドラム３１Ｙに接しているが、第２の磁石Ｎ１２近傍においては接していない。
【００４２】
感光体ドラム３１Ｙに対する現像スリーブ５１の回転方向は一定であるため、現像領域ＧＲにおける感光体ドラム３１Ｙに対する現像スリーブ５１の移動方向も一方向のみとなる。しかし、上記したように、図１の制御部２７が、第１の磁石Ｎ１１及び第２の磁石Ｎ１２が現像領域ＧＲにおいて形成する磁界の強弱を、１つの画像の現像中において交互に切替えることにより、現像領域ＧＲにおける現像剤（磁性キャリア）ＤＬの穂立ちの高低が交互に変化し、磁性キャリアに担持されるトナーの量も穂立ちの高さに応じて変化する。これにより、現像領域ＧＲにおいて、二成分現像剤を、現像スリーブ５１の移動方向へ振動させることができるので、感光体ドラム３１Ｙに対して一方向のみならずその逆方向にも移動させることができる。
【００４３】
よって、感光体ドラム３１Ｙに対する現像スリーブ５１の回転方向が一定であっても、現像領域ＧＲにおける二成分現像剤ＤＬの搬送方向は一方向に限定されないので、搬送方向におけるトナー現像量の偏りを抑制し、現像された画像が不均一となる画像欠陥を減少させることができる。
【００４４】
次に、感光体ドラム３１Ｙに対する現像スリーブ５１の回転方向が一定であることに起因して生じる画像欠陥について説明する。現像された画像（例えば、パッチ画像）が不均一になる画質欠陥の例として、ここでは、正転現像において発生する「リード部白抜け」や、逆転現像において発生する「掃き寄せ」について説明する。
【００４５】
ここで、「正転現像」とは、図７（ｂ）に示すように、現像領域ＧＲにおいて感光体ドラム３１Ｙと現像ローラ４６Ｙが同じ方向に移動しながら現像を行う現像方式をいい、「逆転現像」とは、図８（ｂ）に示すように、現像領域ＧＲにおいて感光体ドラム３１Ｙと現像ローラ５１が逆方向に移動しながら現像を行う現像方式をいう。
【００４６】
「リード部白抜け」という現象は、図７（ａ）に示すように、ベタ部ＢＴとハーフトーン部ＨＴが副走査方向に隣接するパッチ画像を正転現像により現像する場合において、ベタ部ＢＴとハーフトーン部ＨＴの境界においてハーフトーン部ＨＴの境界部分が白く抜ける現象をいう。正転現像においては、一般的に現像性を稼ぐ目的から感光体ドラム３１Ｙよりも現像ローラ４６Ｙの周速を速く設定している。よって、感光体ドラム３１Ｙ上の図７（ａ）に示す静電潜像を現像する際、ベタ部４６Ｙの静電潜像を現像し終えたあとの二成分現像剤ＤＬがハーフトーン部ＨＴの静電潜像に達することになる。このため、ハーフトーン部ＨＴとの境界部分ではベタ部ＢＴを現像したあとのトナー量の少ない、キャリアリッチな二成分現像剤ＤＬが接触するようになる。そして、境界部分ではキャリアリッチな二成分現像剤ＤＬによるトナーの掻き取りなどが発生して、図７（ａ）に示すように、ハーフトーン部ＨＴの境界部分が白く抜けるものと考えられる。
【００４７】
したがって、「リード部白抜け」は、二成分現像剤ＤＬがベタ部ＢＴからハーフトーン部ＨＴへの一方向だけに移動しながら現像する場合に生じ、ハーフトーン部ＨＴからベタ部ＢＴへ移動しながら現像する場合には生じない。また、逆転現像において「リード部白抜け」は発生しない。
【００４８】
次に、「掃き寄せ」という現象は、図８（ａ）に示すように、単独のハーフトーン部ＨＴからなるパッチ画像を逆転現像により現像する場合において、磁気ブラシの穂がトナーをパッチ画像の後端部に掃き寄せて、パッチ画像の後端部分のトナー濃度が濃くなる現象をいう。「掃き寄せ」は、感光体ドラム３１Ｙと現像ローラ５１が逆方向に移動しながら現像するため、トナーの感光体ドラム３１Ｙへの移動量がパッチ画像の後端部分に集中するために発生する現象であると考えられる。なお、「掃き寄せ」は、正転現像においてはほぼ発生しない。
【００４９】
このように、正転現像及び逆転現像においては、感光体ドラム３１Ｙに対する現像ローラ４６Ｙの回転方向は常に一方向であるため、現像領域ＧＲにおける二成分現像剤ＤＬの搬送方向も一方向に定まってしまう。これにより、搬送方向におけるトナー現像量の偏りが生じ、現像された画像が不均一となる「リード部白抜け」や「掃き寄せ」等の画像欠陥が発生してしまう。
【００５０】
本発明の実施の形態では、第１の磁石Ｎ１１及び第２の磁石Ｎ１２が現像領域ＧＲにおいて形成する磁界の強弱を、１つのパッチ画像の現像中において交互に切替える。これにより、感光体ドラム３１Ｙに対する現像スリーブ５１の回転方向が一定であっても、現像領域ＧＲにおける二成分現像剤ＤＬの搬送方向は一方向に限定されないので、搬送方向におけるトナー現像量の偏りを抑制し、「リード部白抜け」や「掃き寄せ」など、現像された画像が不均一となる画像欠陥を減少させることができる。「リード部白抜け」や「掃き寄せ」の他にも、「パッチ後端欠け」など、現像領域ＧＲの下流側において、カウンターチャージを多く持つ二成分現像剤ＤＬの穂が感光体ドラム３１Ｙ上のトナーを掻き取ってしまうことにより発生する画像の不均一性を解消することができる。
【００５１】
次に、発明者らにより行われたパッチ画像の均一性の評価実験結果について説明する。複数の磁石Ｎ１１、Ｎ１２、Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２、Ｎ４、Ｓ３の配置角度及び法線方向の磁束密度は、図４の表に示す通りである。配置角度は、第１の磁石Ｎ１１に対する角度（°）を示す。第１の磁石Ｎ１１及び第２の磁石Ｎ１２は、１４０ｍＴと１１０ｍＴの磁束密度を交互に切替えて発生させる。磁束密度の切替は、電磁石からなる第１の磁石Ｎ１１及び第２の磁石Ｎ１２に印加する電圧の強弱を交互に切替えることにより行う。切替速度は１０００Ｈｚである。現像方式は「逆転現像」であり、現像スリーブ５１は、直径２５ｍｍ、ＳＵＳ製スリーブを使用する。
【００５２】
感光体ドラム３１Ｙの周速（プロセス線速）は毎秒３００ｍｍであり、感光体ドラム３１Ｙと現像ローラ４６Ｙの線速比θは１．８であり、二成分現像剤の搬送量は２２０ｇ／ｍ２である。感光体ドラム３１Ｙと現像スリーブ５１との間に所定の電圧（現像バイアス）を印加する高圧印加部を備える。感光体ドラム３１Ｙと現像スリーブ５１との間に印加する現像バイアスは、３５０Ｖ〜７００Ｖの直流電圧（ＤＣ）にピーク・トゥー・ピークが８００Ｖであって、周波数が８ｋＨｚの交流電圧（ＡＣ）を重ね合わせた電圧である。
【００５３】
複数のトナー濃度のパッチ画像について評価したが、逆転現像において発生しやすい「掃き寄せ」も発生することなく、良好な均一性が得られた。また、現像ローラ４６Ｙの回転方向を反転させて、正転現像について評価したところ、「リード部白抜け」も発生しなかった。
【００５４】
次に、上記した評価実験において、第１の磁石Ｎ１１及び第２の磁石Ｎ１２の磁束密度の切替速度を変化させた場合の「掃き寄せ」の評価を行った。図５は、その評価結果をまとめた表である。現像方式としては「掃き寄せ」が発生しやすくなる逆転現像方式にて行った。図５において、掃き寄せランクの「○」はまったく掃き寄せが発生していないことを示し、「△」は目視で掃き寄せを認識できるが許容範囲内であることを示し、「×」は著しく掃き寄せが発生しており、太文字を出力したときに文字がグラデーションしているように見えているＮＧ状態を示す。図５に示すように、１０００Ｈｚ以上１５００Ｈｚ以下の切替周波数においてまったく掃き寄せが発生しなかった。また、プロセス線速を毎秒３００ｍｍから毎秒４００ｍｍまで上げてしまうと、掃き寄せが発生しない切替周波数の下限値（１０００Ｈｚ）は、プロセス線速の比率に応じて上昇してしまう。
【００５５】
更に、第１の磁石Ｎ１１及び第２の磁石Ｎ１２の磁束密度の切替速度、及び用紙に対する画像面積率の両方を変化させた場合の「掃き寄せ」の評価を行った。図６はその評価結果をまとめた表である。画像面積率が高くなるにつれて、トナーの帯電量が低下するため、同じ切替周波数における「掃き寄せ」の評価は悪化してしまう。よって、画像面積率が高い画像をプリントするときは、二成分現像剤ＤＬの搬送方向とは逆の方向へ働くトナーの移動力を誘発して「掃き寄せ」抑制の効果を高めるため、切替周波数を高くすることが望ましい。また、画像面積率が高い高カバレッジの画像をプリントする場合、トナー帯電量が低下する傾向にある。よって、画像面積率に応じてトナー帯電量の低下幅を予測し、予測した低下幅に応じて切替周波数を高く制御することが望ましい。これにより、「掃き寄せ」を抑制してトナー濃度が均一な画像を形成することができる。
【００５６】
また、第１の磁石Ｎ１１及び第２の磁石Ｎ１２がそれぞれ電磁石であって、第１の磁石Ｎ１１及び第２の磁石Ｎ１２に印加する電圧の強弱を交互に切替えることにより、磁界の強弱を切替える。これにより、簡易な方法で第１の磁石Ｎ１１及び第２の磁石Ｎ１２の磁界強度を制御することができる。
【００５７】
また、現像する画像のカバレッジや印字率、画像面積率などに応じて、磁界の強弱を交互に切替える周波数を変更する。画像のカバレッジや印字率、画像面積率（印字率）が高くなるほど、感光体ドラムの帯電量が低下するので、現像された画像の不均一性が悪化する。そこで、現像する画像に応じて、磁界の強弱を交互に切替える周波数を変更することにより、画像に応じて適切な速度で現像剤を移動させることができ、不均一性の発生をより抑制することができる。
【００５８】
上記のように、本発明は、１つの実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００５９】
第１の磁石Ｎ１１及び第２の磁石Ｎ１２が電磁石からなり、第１の磁石Ｎ１１及び第２の磁石Ｎ１２に印加する電圧の強弱を交互に切替えることにより磁束密度の切替を行う場合について説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第１の磁石Ｎ１１及び第２の磁石Ｎ１２が永久磁石からなり、第１の磁石Ｎ１１及び第２の磁石Ｎ１２を現像ローラ４６Ｙの半径方向に沿って振動させてもよい。第１の磁石Ｎ１１及び第２の磁石Ｎ１２を半径方向に振動させることにより、第１の磁石Ｎ１１及び第２の磁石Ｎ１２の現像スリーブ５１までの距離が変化し、現像スリーブ５１の表面における磁束密度の大きさも距離に応じて変化する。第１の磁石Ｎ１１及び第２の磁石Ｎ１２の振動の位相を１８０°だけずらすことによっても磁束密度の切替を行うことができる。
【００６０】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００６１】
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ    露光部
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ    画像形成部
９Ｙ    スキュー調整手段
１２    画像形成装置
２１    調整ギヤユニット
２２    調整用のモータ
２７    制御部
３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ  感光体ドラム
３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ  主帯電部
３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋ  現像部
３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋ  第１転写ローラ
３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃ、３５Ｋ  クリーニング部
４１    中間転写ベルト（中間転写体）
４２    第２転写ローラ
４３    ベルトクリーニング部
４４    ベルト駆動ローラ
４６Ｙ、４６Ｍ、４６Ｃ、４６Ｋ  現像ローラ（現像剤担持体）
５１    現像スリーブ
５２    磁界発生部
６１    排紙トレイ
６２    排紙ガイド
６３    排紙反転ローラ
６４    排紙ローラ
７１    再給紙反転ローラ
７２    再給紙搬送路
８１    給紙ローラ
１０１  原稿読取部
１０２  搬送ドラム
１０３  原稿載置台
１０４  中間転写部
１０５  原稿排出ローラ
１０６  排紙反転部
１０７  原稿排紙トレイ
１０８  給紙部
１１１  第１ミラーユニット
１１２  第２ミラーユニット
１１３  レンズ
１１４  画像読取制御部
１１５  定着部
１１７  再給紙部
ＢＴ    ベタ部
ＤＬ    二成分現像剤
ＧＲ    現像領域
ＨＴ    ハーフトーン部
Ｎ１１、Ｎ１２、Ｓ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｓ２、Ｎ４、Ｓ３  磁石
【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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【図８】
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