(57)【要約】【課題】画像メモリの発生を抑制できると共に、トナーがローラに固着することを抑制できる現像装置及び画像形成装置を提供することである。【解決手段】マグローラ７８Ｋは、現像剤を磁界によって周面に保持する。現像ローラ８０Ｋは、マグローラ７８Ｋが保持している現像剤の内のトナーを、電界によって、マグローラ７８Ｋから引き付けて周面に保持すると共に、感光体ドラム４Ｋに対してトナーを付与する。磁気ブラシ形成部８４Ｋは、マグローラ７８Ｋから現像ローラ８０Ｋへとトナーが移動する領域よりも現像ローラ８０Ｋの回転方向の上流側であって、かつ、現像ローラ８０Ｋから感光体ドラム４Ｋへとトナーが移動する領域よりも現像ローラ８０Ｋの回転方向の下流側において、現像ローラ８０Ｋが保持しているトナーに接触するキャリアからなる磁気ブラシを形成する。【選択図】図２
2012018269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体に対してトナーを付与してトナー画像を現像する現像装置であって、
トナー及びキャリアからなる現像剤を収容する本体と、
前記現像剤を磁界によって周面に保持する第１のローラと、
前記第１のローラが保持している前記現像剤の内の前記トナーを、電界によって、該第１のローラから引き付けて周面に保持すると共に、前記感光体に対して該トナーを付与する第２のローラと、
前記第１のローラから前記第２のローラへと前記トナーが移動する領域よりも該第２のローラの回転方向の下流側であって、かつ、該第２のローラから前記感光体へと前記トナーが移動する領域よりも該第２のローラの回転方向の上流側において、該第２のローラが保持している前記トナーに接触するキャリアからなる磁気ブラシを形成する磁気ブラシ形成部と、
を備えていること、
を特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記磁気ブラシは、前記第２のローラの回転軸が延在している方向において、該第２のローラがトナーを保持している領域の両端からはみ出していること、
を特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記磁気ブラシ形成部は、磁石により構成されていること、
を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の現像装置。
【請求項４】
前記磁気ブラシ形成部は、前記第２のローラの回転方向に複数の極が並ぶように構成されていること、
を特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記磁気ブラシ形成部は、前記第２のローラの回転軸が延在している方向において複数の極が並ぶように構成されていること、
を特徴とする請求項３又は請求項４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記磁気ブラシ形成部は、前記第２のローラの周面と一定の間隔をあけて対向するように湾曲していること、
を特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の現像装置と、
前記第１のローラに電圧を印加する第１の電源と、
前記第２のローラに電圧を印加する第２の電源と、
所定のタイミングにおいて、前記第１のローラから前記第２のローラへと前記キャリアが移動するように、前記第１の電源及び前記第２の電源に前記第１のローラ及び前記第２のローラのそれぞれに対して電圧を印加させる制御部と、
を備えていること、
を特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の現像装置と、
前記第２のローラに電圧を印加する第２の電源と、
前記磁気ブラシ形成部に電圧を印加する第３の電源と、
前記磁気ブラシ形成部から前記第２のローラへと前記トナーが移動するように、前記第２の電源及び前記第３の電源に前記第２のローラ及び前記磁気ブラシ形成部のそれぞれに対して電圧を印加させる制御部と、
を更に備えていること、
を特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及び画像形成装置に関し、特に、感光体にトナー画像を現像する現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の現像装置としては、例えば、特許文献１に記載の現像装置が知られている。図１５は、特許文献１に記載の現像装置５００の構成図である。
【０００３】
現像装置５００は、静電潜像担持体５０２の周面にトナー画像を現像するための装置であり、図１５に示すように、現像剤担持体５０４、トナー担持体５０６及びトナー剥離手段５０８を備えている。現像剤担持体５０４は、キャリアとトナーとからなる二成分現像剤を表面に担持する。トナー担持体５０６は、現像剤担持体５０４が担持している二成分現像剤の内のトナーを担持し、静電潜像担持体５０２にトナーを付与する。これにより、静電潜像担持体５０２の表面には、トナー画像が現像される。
【０００４】
ところで、現像装置５００では、例えば、ベタ画像を静電潜像担持体５０２に形成した場合には、トナー担持体５０６においてベタ画像の形成に寄与した部分のトナーがなくなる。この後、現像剤担持体５０４からトナー担持体５０６に対してトナーが付与されると、トナー担持体５０６の表面においてトナーの濃淡が発生する。このようなトナー担持体５０６によって、再度、トナー画像の形成が行われると、トナー画像に濃淡が発生してしまう。すなわち、画像メモリが発生してしまう。
【０００５】
そこで、現像装置５００では、トナー剥離手段５０８は、静電潜像担持体５０２にトナーが付与された後に、トナー担持体５０６の表面に残存しているトナーを除去している。これにより、トナー担持体５０６の表面にトナーの濃淡が発生することを抑制している。
【０００６】
しかしながら、前記現像装置５００は、以下に説明するように、トナー担持体５０６にトナーが固着するという問題を有している。より詳細には、トナー剥離手段５０８は、トナー担持体５０６に接触している。そのため、トナー担持体５０６とトナー剥離手段５０８との間には、摩擦による熱が発生する。その結果、トナー担持体５０６の表面のトナーが、溶融してトナー担持体５０６に固着してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２９８３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、画像メモリの発生を抑制できると共に、トナーがローラに固着することを抑制できる現像装置及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一形態に係る現像装置は、感光体に対してトナーを付与してトナー画像を現像する現像装置であって、トナー及びキャリアからなる現像剤を収容する本体と、前記現像剤を磁界によって周面に保持する第１のローラと、前記第１のローラが保持している前記現像剤の内の前記トナーを、電界によって、該第１のローラから引き付けて周面に保持すると共に、前記感光体に対して該トナーを付与する第２のローラと、前記第１のローラから前記第２のローラへと前記トナーが移動する領域よりも該第２のローラの回転方向の下流側であって、かつ、該第２のローラから前記感光体へと前記トナーが移動する領域よりも該第２のローラの回転方向の上流側において、該第２のローラが保持している前記トナーに接触するキャリアからなる磁気ブラシを形成する磁気ブラシ形成部と、を備えていること、を特徴とする。
【００１０】
本発明の第１の形態に係る画像形成装置は、前記現像装置と、前記第１のローラに電圧を印加する第１の電源と、前記第２のローラに電圧を印加する第２の電源と、所定のタイミングにおいて、前記第１のローラから前記第２のローラへと前記キャリアが移動するように、前記第１の電源及び前記第２の電源に前記第１のローラ及び前記第２のローラのそれぞれに対して電圧を印加させる制御部と、を備えていること、を特徴とする。
【００１１】
本発明の第２の形態に係る画像形成装置は、前記現像装置と、前記第２のローラに電圧を印加する第２の電源と、前記磁気ブラシ形成部に電圧を印加する第３の電源と、前記磁気ブラシ形成部から前記第２のローラへと前記トナーが移動するように、前記第２の電源及び前記第３の電源に前記第２のローラ及び前記磁気ブラシ形成部のそれぞれに対して電圧を印加させる制御部と、を更に備えていること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画像メモリの発生を抑制できると共に、トナーがローラに固着することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図２】現像装置の構成図である。
【図３】磁気ブラシ形成部の拡大図である。
【図４】磁気ブラシ形成部及び現像ローラを平面視した図である。
【図５】図５（ａ）は、トナー供給モードにおけるマグローラ、現像ローラ及び磁気ブラシ形成部の電位Ｖｓ，Ｖｄ，Ｖｂを示した波形図である。図５（ｂ）は、トナー供給モードにおいて、電位Ｖｄから電位Ｖｓ，Ｖｂを見た波形図である。
【図６】図６（ａ）は、キャリア排出モードにおけるマグローラ、現像ローラ及び磁気ブラシ形成部の電位Ｖｓ，Ｖｄ，Ｖｂを示した波形図である。図６（ｂ）は、キャリア排出モードにおいて、電位Ｖｄから電位Ｖｓ，Ｖｂを見た波形図である。
【図７】図７（ａ）は、キャリア供給モードにおけるマグローラ、現像ローラ及び磁気ブラシ形成部の電位Ｖｓ，Ｖｄ，Ｖｂを示した波形図である。図７（ｂ）は、キャリア供給モードにおいて、電位Ｖｄから電位Ｖｓ，Ｖｂを見た波形図である。
【図８】制御部が行う動作を示したフローチャートである。
【図９】磁気ブラシ形成部の拡大図である。
【図１０】磁気ブラシ形成部及び現像ローラを平面視した図である。
【図１１】磁気ブラシ形成部の拡大図である。
【図１２】磁気ブラシ形成部及び現像ローラを平面視した図である。
【図１３】磁気ブラシ形成部及び現像ローラを平面視した図である。
【図１４】実験において印刷した画像を示した図である。
【図１５】特許文献１に記載の現像装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の一実施形態に係る現像装置及び画像形成装置について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（画像形成装置の構成）
以下に、本発明の実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置について図面を参照しながら説明する。図１は、画像形成装置１の全体構成を示した図である。
【００１６】
画像形成装置１は、電子写真方式によるカラープリンタであって、いわゆるタンデム式で４色（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラック）の画像を合成するように構成したものである。該画像形成装置１は、スキャナにより読み取った画像データに基づいて、用紙に画像を形成する機能を有し、図１に示すように、印刷部２、給紙部１５、タイミングローラ対１９、定着装置２０、排紙トレイ２１及び制御部３０を備えている。
【００１７】
制御部３０は、画像形成装置１全体を制御しており、例えば、ＣＰＵにより構成されている。
【００１８】
給紙部１５は、用紙を１枚ずつ供給する役割を果たし、用紙トレイ１６及び給紙ローラ１７を含む。用紙トレイ１６には、印刷前の状態の用紙が複数枚重ねて載置される。給紙ローラ１７は、用紙トレイ１６に載置された用紙を１枚ずつ取り出す。タイミングローラ対１９は、印刷部２においてトナー画像が用紙に２次転写されるように、タイミングを調整しながら用紙を搬送する。
【００１９】
印刷部２は、給紙部１５から供給されてくる用紙にトナー画像を形成し、光走査装置６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）、転写部８（８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋ）、中間転写ベルト１１、駆動ローラ１２、従動ローラ１３、２次転写ローラ１４、クリーニング装置１８及び作像ユニット２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）を含んでいる。また、作像ユニット（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）は、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）、帯電器５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ）、現像装置７（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）及びクリーナー９（９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ）を含んでいる。
【００２０】
感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）は、円筒形状をなしており、図１において時計回りに回転させられる。帯電器５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ）は、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）の周面を負に帯電させる。光走査装置６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ）は、制御部３０の制御により、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）の周面に対してビームＢ（ＢＹ，ＢＭ，ＢＣ，ＢＫ）を走査する。ビームＢが照射された位置の電位は、０Ｖになる。これにより、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）の周面には静電潜像が形成される。
【００２１】
現像装置７（７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ）は、感光体ドラム４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ）に静電潜像に基づくトナー画像を現像する。なお、現像装置７の詳細については後述する。
【００２２】
中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１２と従動ローラ１３との間に張り渡されている。転写部８は、中間転写ベルト１１の内周面に対向するように配置されており、感光体ドラム４に形成されたトナー画像を中間転写ベルト１１に１次転写する役割を果たす。クリーナー９は、１次転写後に感光体ドラム４の周面に残存しているトナーを回収する。駆動ローラ１２は、中間転写ベルト駆動部（図１には記載せず）により回転させられることにより、中間転写ベルト１１を矢印αの方向に駆動させる。これにより、中間転写ベルト１１は、トナー画像を２次転写ローラ１４まで搬送する。
【００２３】
２次転写ローラ１４は、中間転写ベルト１１と対向し、ドラム形状をなしている。そして、２次転写ローラ１４は、転写電圧が印加されることにより、中間転写ベルト１１との間を通過する用紙に対して、中間転写ベルト１１が担持しているトナー画像を２次転写する。クリーニング装置１８は、用紙へのトナー画像の２次転写後に、中間転写ベルト１１に残存しているトナーを除去する。
【００２４】
トナー画像が２次転写された用紙は、定着装置２０に搬送される。定着装置２０は、用紙に対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、トナー画像を用紙に定着させる。排紙トレイ２１には、印刷済みの用紙が載置される。
【００２５】
（現像装置の構成）
次に、現像装置７の構成について図面を参照しながら説明する。以下では、現像装置７Ｋを例にとって説明する。現像装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃは、現像装置７Ｋと同じであるので説明を省略する。図２は、現像装置７Ｋの構成図である。図２には、現像装置７Ｋの他に、感光体ドラム４Ｋ、制御部３０及び電源９０Ｋ，９２Ｋ，９４Ｋが記載されている。
【００２６】
現像装置７Ｋは、トナーＴ及びキャリアＣからなる現像剤Ｄを用いてトナー画像を感光体ドラム４Ｋの周面に現像する２成分現像装置であり、本体７２Ｋ、攪拌ローラ７４Ｋ、供給ローラ７６Ｋ、マグローラ７８Ｋ、現像ローラ８０Ｋ、規制部材８２Ｋ及び磁気ブラシ形成部８４Ｋを備えている。本体７２Ｋは、現像剤Ｄを収容していると共に、攪拌ローラ７４Ｋ、供給ローラ７６Ｋ、マグローラ７８Ｋ、現像ローラ８０Ｋ、規制部材８２Ｋ及び磁気ブラシ形成部８４Ｋ格納している。
【００２７】
撹拌ローラ７４Ｋは、モータ等により回転させられることにより、本体７２Ｋ内の現像剤Ｄを攪拌して、トナーＴを負に帯電させ、キャリアＣを正に帯電させる。供給ローラ７６Ｋは、マグローラ７８Ｋと所定の隙間をあけた状態で対向しており、攪拌ローラ７４Ｋが攪拌した現像剤Ｄをマグローラ７８Ｋに対して供給する。
【００２８】
マグローラ７８Ｋは、磁石を内蔵しており、磁界によって周面に現像剤Ｄを保持する。より詳細には、マグローラ７８Ｋは、円筒形状をなす金属製のスリーブ内に磁石が内蔵されて構成されている。キャリアＣは、磁性材料からなる粉末であり、磁石が発生している磁界によりマグローラ７８Ｋのスリーブに吸着される。このとき、トナーＴは、キャリアＣの周囲に付着しているので、キャリアＣと共にマグローラ７８Ｋのスリーブに吸着される。これにより、マグローラ７８Ｋは、現像剤Ｄを保持している。
【００２９】
マグローラ７８Ｋのスリーブは、モータ等により、図２において反時計回りに回転させられる。これにより、現像剤Ｄは、現像ローラ８０Ｋへと搬送される。規制部材８２Ｋは、供給ローラ７６Ｋとマグローラ７８Ｋとが最も近接している最近接位置Ａ０よりも、マグローラ７８Ｋのスリーブの回転方向の下流側に、マグローラ７８Ｋの周面から所定の隙間を空けた状態で設けられている。これにより、マグローラ７８Ｋが担持している現像剤Ｄは、所定の膜厚を有する薄層に整形される。
【００３０】
現像ローラ８０Ｋは、マグローラ７８Ｋが保持している現像剤Ｄの内のトナーＴを、電界によってマグローラ７８Ｋから引き付けて周面に保持する。より詳細には、現像ローラ８０Ｋは、規制部材８２Ｋよりも、マグローラ７８Ｋのスリーブの回転方向の下流側において、該マグローラ７８Ｋの周面と対向するように設けられている。以下では、マグローラ７８Ｋと現像ローラ８０Ｋとが最も近接する位置を近接位置Ａ１と称す。現像ローラ８０Ｋの電位は、通常（トナー画像の形成時）では、マグローラ７８Ｋよりも高い電位に保たれている。これにより、近接位置Ａ１では、現像ローラ８０Ｋからマグローラ７８Ｋへと向かう方向に電界が発生している。トナーＴは、負に帯電しているので、近接位置Ａ１付近の領域では、電界によりマグローラ７８Ｋから現像ローラ８０Ｋへと移動する。その結果、現像ローラ８０Ｋは、トナーＴを電界によってマグローラ７８Ｋから引き付けて周面に保持する。
【００３１】
また、現像ローラ８０Ｋは、所定の隙間をあけて感光体ドラム４Ｋと対向している。以下では、現像ローラ８０Ｋと感光体ドラム４Ｋとが最も近接する位置を近接位置Ａ２と称す。感光体ドラム４Ｋの周面には静電潜像が形成されている。具体的には、感光体ドラム４Ｋの周面の電位は負となっている。ただし、感光体ドラム４Ｋの周面においてビームＢＫが照射された位置の電位は、０Ｖとなっている。よって、感光体ドラム４Ｋの周面においてビームＢＫが照射された位置の電位は、現像ローラ８０Ｋの電位よりも高くなる。すなわち、感光体ドラム４Ｋの周面においてビームＢＫが照射された位置の電位から現像ローラ８０Ｋへと向かう電界が発生している。トナーＴは、負に帯電しているので、近接位置Ａ２付近の領域では、電界により現像ローラ８０Ｋから感光体ドラム４ＫのビームＢＫが照射された位置へと移動する。その結果、感光体ドラム４Ｋでは、現像ローラ８０Ｋが保持しているトナーＴにより、静電潜像に従ったトナー画像が現像される。
【００３２】
次に、磁気ブラシ形成部８４Ｋの詳細について図面を参照しながら説明する。図３は、磁気ブラシ形成部８４Ｋの拡大図である。図４は、磁気ブラシ形成部８４Ｋ及び現像ローラ８０Ｋを平面視した図である。
【００３３】
磁気ブラシ形成部８４Ｋは、図２及び図３に示すように、マグローラ７８Ｋから現像ローラ８０ＫへとトナーＴが移動する領域（図２の最近接位置Ａ１近傍）よりも現像ローラ８０Ｋの回転方向の上流側であって、かつ、現像ローラ８０Ｋから感光体ドラム４ＫへとトナーＴが移動する領域（図２の最近接位置Ａ２近傍）よりも現像ローラ８０Ｋの回転方向の下流側において、キャリアＣからなる磁気ブラシＢを形成している。
【００３４】
磁気ブラシ形成部８４Ｋは、図３に示すように、磁石１００（１００ａ，１００ｂ）により構成されている。磁石１００ａ，１００ｂは、現像ローラ８０Ｋの回転軸が延在している方向に長手方向を有しており、現像ローラ８０Ｋの回転方向に並んでいる。磁石１００ａのＮ極が現像ローラ８０Ｋに対向し、磁石１００ｂのＳ極が現像ローラ８０Ｋに対向している。よって、図３に示すように、磁気ブラシ形成部８４Ｋは、現像ローラ８０Ｋの回転方向に複数の極が並ぶように構成されている。また、磁気ブラシ形成部８４Ｋは、電圧を引加できるように導電性材料により構成されている。
【００３５】
ここで、キャリアＣは、磁性材料により構成されている。そのため、図３に示すように、キャリアＣからなる磁気ブラシＢが、磁石１００ａ，１００ｂに跨るように形成される。磁気ブラシＢは、現像ローラ８０Ｋが保持しているトナーＴに接触している。これにより、磁気ブラシＢは、トナーＴを撹乱している。
【００３６】
また、磁気ブラシＢは、図４に示すように、現像ローラ８０Ｋの回転軸が延在している方向において、現像ローラ８０Ｋがトナーを保持している領域Ａ３の両端からはみ出すように形成されている。これにより、磁気ブラシＢは、現像ローラ８０Ｋの周面のトナーＴ全体に接触している。
【００３７】
電源９０Ｋ，９２Ｋ，９４Ｋはそれぞれ、マグローラ７８Ｋ、現像ローラ８０Ｋ及び磁気ブラシ形成部８４Ｋに電圧を印加する。制御部３０は、電源９０Ｋ，９２Ｋ，９４Ｋの動作を制御する。
【００３８】
（現像装置の動作）
以下に、現像装置７の動作について図面を参照しながら説明する。なお、一例として、現像装置７Ｋの動作について説明する。
【００３９】
現像装置７Ｋがトナー画像を形成するときには、マグローラ７８Ｋから現像ローラ８０Ｋに対してトナーＴが供給されるように、マグローラ７８Ｋ、現像ローラ８０Ｋ及び磁気ブラシ形成部８４Ｋに対して電圧が印加される。以下では、トナー画像が形成されるときの現像装置７Ｋの動作をトナー供給モードと呼ぶ。
【００４０】
また、現像装置７Ｋが画像安定化動作を開始する際には、磁気ブラシ形成部８４Ｋには磁気ブラシＢが既に形成されている。そのため、キャリアＣが古くなって劣化しているおそれがあり、磁気ブラシＢのキャリアＣを入れ替える必要がある。そのため、磁気ブラシＢのキャリアＣが磁気ブラシ形成部８４Ｋから排出されるように、マグローラ７８Ｋ、現像ローラ８０Ｋ及び磁気ブラシ形成部８４Ｋに対して電圧が印加される。以下では、磁気ブラシ形成部８４Ｋからキャリアが排出されるときの現像装置７Ｋの動作をキャリア排出モードと呼ぶ。
【００４１】
また、キャリア排出モードの後に、キャリアＣが磁気ブラシ形成部８４Ｋに供給されるように、マグローラ７８Ｋ、現像ローラ８０Ｋ及び磁気ブラシ形成部８４Ｋに対して電圧が印加される。以下では、磁気ブラシ形成部８４Ｋにキャリアが供給されるときの現像装置７Ｋの動作をキャリア供給モードと呼ぶ。
【００４２】
図５（ａ）は、トナー供給モードにおけるマグローラ７８Ｋ、現像ローラ８０Ｋ及び磁気ブラシ形成部８４Ｋの電位Ｖｓ，Ｖｄ，Ｖｂを示した波形図である。図５（ｂ）は、トナー供給モードにおいて、電位Ｖｄから電位Ｖｓ，Ｖｂを見た波形図である。図６（ａ）は、キャリア排出モードにおけるマグローラ７８Ｋ、現像ローラ８０Ｋ及び磁気ブラシ形成部８４Ｋの電位Ｖｓ，Ｖｄ，Ｖｂを示した波形図である。図６（ｂ）は、キャリア排出モードにおいて、電位Ｖｄから電位Ｖｓ，Ｖｂを見た波形図である。図７（ａ）は、キャリア供給モードにおけるマグローラ７８Ｋ、現像ローラ８０Ｋ及び磁気ブラシ形成部８４Ｋの電位Ｖｓ，Ｖｄ，Ｖｂを示した波形図である。図７（ｂ）は、キャリア供給モードにおいて、電位Ｖｄから電位Ｖｓ，Ｖｂを見た波形図である。
【００４３】
制御部３０は、以下に説明するトナー供給モード、キャリア排出モード及びキャリア供給モードにおいて、マグローラ７８Ｋ、現像ローラ８０Ｋ及び磁気ブラシ形成部８４Ｋが以下に説明する電位Ｖｓ，Ｖｄ，Ｖｂに保たれるように、電源９０Ｋ，９２Ｋ，９４Ｋに、マグローラ７８Ｋ、現像ローラ８０Ｋ及び磁気ブラシ形成部８４Ｋに対して電圧を印加させる。ただし、以下では、説明を簡単にするために、電位の変動にのみ着目し、制御部３０及び電源９０Ｋ，９２Ｋ，９４Ｋの動作については説明を省略する。
【００４４】
まず、トナー供給モードについて説明する。トナー供給モードでは、電位Ｖｄは、図５（ａ）に示すように、電位Ｖｄｄｃ（＝−３００Ｖ）を中心として、電位Ｖｄｐｐ（＝１４００Ｖ）の幅で変動している。すなわち、電位Ｖｄは、４００Ｖと−１０００Ｖとの間を変動している。電位Ｖｄが４００Ｖとなっている期間の電位Ｖｄの１周期に対する比（以下、電位Ｖｄのデューティー比と称す）は、６０％である。
【００４５】
一方、電位Ｖｓは、図５（ａ）に示すように、電位Ｖｄの変動に同期しながら、電位Ｖｓｄｃ（＝−２００Ｖ）を中心として、電位Ｖｓｐｐ（＝６００Ｖ）の幅で変動している。ただし、電位Ｖｓの位相と電位Ｖｄの位相とは反転している。すなわち、電位Ｖｓは、電位Ｖｄが４００Ｖとなっているときには、−５００Ｖとなっており、電位Ｖｄが−１０００Ｖとなっているときには、１００Ｖとなっている。
【００４６】
ここで、図５（ｂ）に示すように、マグローラ７８Ｋの電位Ｖｓと現像ローラ８０Ｋの電位Ｖｄとの電位差Ｖｓ−Ｖｄは、１１００Ｖと−９００Ｖとの間を変動している。電位差Ｖｓ−Ｖｄが−９００Ｖの期間では、トナーＴは、負に帯電しているので、マグローラ７８Ｋから現像ローラ８０Ｋへと供給される。一方、電位差Ｖｓ−Ｖｄが１１００Ｖの期間では、トナーＴは、負に帯電しているので、現像ローラ８０Ｋからマグローラ７８Ｋへと回収される。そして、電位Ｖｄのデューティー比が６０％であるので、トナーの供給量の方がトナーの回収量よりも多くなる。その結果、トナー供給モードでは、トナーＴがマグローラ７８Ｋから現像ローラ８０Ｋへと供給される。そして、該トナーＴが用いられて、トナー画像の現像が行われる。
【００４７】
なお、トナー供給モードでは、電位Ｖｂは、電位Ｖｄと等しい電位に保たれている。そのため、磁気ブラシ形成部８４Ｋが形成している磁気ブラシＢに含まれているキャリアＣには、電界による力が作用しない。よって、該キャリアＣは、磁石１００ａ，１００ｂの磁界により、磁気ブラシ形成部８４Ｋに保持される。よって、最近接位置Ａ２近傍においてトナーＴが現像ローラ８０Ｋから感光体ドラム４Ｋへと移動することにより、現像ローラ８０Ｋの周面においてトナーＴの濃淡が発生したとしても、トナーＴが磁気ブラシ形成部８４Ｋにより撹乱されるようになる。その結果、現像ローラ８０Ｋの周面においてトナーＴの濃淡が発生することが低減される。
【００４８】
次に、キャリア排出モードについて説明する。キャリア排出モードでは、電位Ｖｄは、図６（ａ）に示すように、電位Ｖｄｄｃ（＝−５００Ｖ）を中心として、電位Ｖｄｐｐ（＝１４００Ｖ）の幅で変動している。すなわち、電位Ｖｄは、２００Ｖと−１２００Ｖとの間を変動している。電位Ｖｄのデューティー比は、６０％である。
【００４９】
また、電位Ｖｂは、図６（ａ）に示すように、電位Ｖｄの変動に同期しながら、電位Ｖｂｄｃ（＝１００Ｖ）を中心として、電位Ｖｂｐｐ（＝１４００Ｖ）の幅で変動している。電位Ｖｄの位相と電位Ｖｂの位相とは同じである。よって、電位Ｖｂは、電位Ｖｄに対して常に６００Ｖだけ高い状態を保っている。
【００５０】
一方、電位Ｖｓは、図６（ａ）に示すように、電位Ｖｄの変動に同期しながら、電位Ｖｓｄｃ（＝−２００Ｖ）を中心として、電位Ｖｓｐｐ（＝６００Ｖ）の幅で変動している。ただし、電位Ｖｓの位相と電位Ｖｄの位相とは反転している。すなわち、電位Ｖｓは、電位Ｖｄが２００Ｖとなっているときには、−５００Ｖとなっており、電位Ｖｄが−１２００Ｖとなっているときには、１００Ｖとなっている。
【００５１】
ここで、図６（ｂ）に示すように、マグローラ７８Ｋの電位Ｖｓと現像ローラ８０Ｋの電位Ｖｄとの電位差Ｖｓ−Ｖｄは、１３００Ｖと−７００Ｖとの間を変動している。キャリアＣが正に帯電しており、電位Ｖｂが電位Ｖｄに対して６００Ｖだけ高くなっている。そのため、キャリアＣは、電位差Ｖｓ−Ｖｄが−７００Ｖの期間では、磁気ブラシ形成部８４Ｋから現像ローラ８０Ｋへと回収される。更に、現像ローラ８０Ｋに回収されたキャリアＣは、正に帯電しているので、現像ローラ８０Ｋからマグローラ７８Ｋへと回収される。
【００５２】
一方、キャリアＣが正に帯電しており、電位Ｖｂが電位Ｖｄに対して６００Ｖだけ高くなっている。そのため、電位差Ｖｓ−Ｖｄが１３００Ｖの期間では、キャリアＣは、磁気ブラシ形成部８４Ｋから現像ローラ８０Ｋへと回収される。また、マグローラ７８Ｋの周面上のキャリアＣは、正に帯電しているので、マグローラ７８Ｋから現像ローラ８０Ｋへと供給される。
【００５３】
以上のように、キャリア排出モードでは、磁気ブラシ形成部８４ＫのキャリアＣは、常に、現像ローラ８０Ｋへと回収されている。更に、電位Ｖｄのデューティー比が６０％であるので、マグローラ７８Ｋと現像ローラ８０Ｋとの間では、キャリアＣの回収量の方がキャリアＣの供給量よりも多くなる。その結果、キャリア排出モードでは、キャリアＣが現像ローラ８０Ｋからマグローラ７８Ｋへと回収される。すなわち、磁気ブラシ形成部８４ＫのキャリアＣが、現像ローラ８０Ｋを介して、マグローラ７８Ｋへと回収される。
【００５４】
次に、キャリア供給モードについて説明する。キャリア供給モードでは、電位Ｖｄは、図７（ａ）に示すように、電位Ｖｄｄｃ（＝−５００Ｖ）を中心として、電位Ｖｄｐｐ（＝１４００Ｖ）の幅で変動している。すなわち、電位Ｖｄは、１００Ｖと−１２００Ｖとの間を変動している。電位Ｖｄのデューティー比は、４０％である。
【００５５】
一方、電位Ｖｓは、図７（ａ）に示すように、電位Ｖｄの変動に同期しながら、電位Ｖｓｄｃ（＝１００Ｖ）を中心として、電位Ｖｓｐｐ（＝６００Ｖ）の幅で変動している。ただし、電位Ｖｓの位相と電位Ｖｄの位相とは反転している。すなわち、電位Ｖｓは、電位Ｖｄが１００Ｖとなっているときには、−１００Ｖとなっており、電位Ｖｄが−１２００Ｖとなっているときには、４００Ｖとなっている。
【００５６】
ここで、図７（ｂ）に示すように、マグローラ７８Ｋの電位Ｖｓと現像ローラ８０Ｋの電位Ｖｄとの電位差Ｖｓ−Ｖｄは、１７００Ｖと−２００Ｖとの間を変動している。電位差Ｖｓ−Ｖｄが−２００Ｖの期間では、キャリアＣは、正に帯電しているので、現像ローラ８０Ｋからマグローラ７８Ｋへと回収される。一方、電位差Ｖｓ−Ｖｄが１７００Ｖの期間では、キャリアＣは、正に帯電しているので、マグローラ７８Ｋから現像ローラ８０Ｋへと供給される。そして、電位Ｖｄのデューティー比が４０％であるので、キャリアＣの供給量の方がキャリアＣの回収量よりも多くなる。その結果、キャリア供給モードでは、キャリアＣがマグローラ７８Ｋから現像ローラ８０Ｋへと供給される。更に、電位Ｖｂは、電位Ｖｄと等しい電位に保たれている。そのため、最近接位置Ａ２近傍において現像ローラ８０Ｋの周面上のキャリアＣには、電界による力が作用しない。よって、該キャリアＣは、磁石１００ａ，１００ｂの磁界により、磁気ブラシ形成部８４Ｋに吸着される。
【００５７】
（画像形成装置の動作について）
以下に、画像形成装置１の動作について説明する。以下に説明する動作は、トナー画像の形成を開始する際に画像形成装置１が行う動作である。図８は、制御部３０が行う動作を示したフローチャートである。
【００５８】
まず、制御部３０は、現像装置７Ｋを駆動させる（ステップＳ１）。現像装置７Ｋの駆動とは、例えば、現像ローラ８０Ｋ等を回転させるモータを駆動させる動作である。ステップＳ１では、例えば、ユーザが画像形成装置１のタッチパネルを操作して印刷指示を行うことにより開始される。この後、本処理はステップＳ２に進む。
【００５９】
次に、制御部３０は、初期駆動を実行するか否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２では、制御部３０は、初期駆動を行うか又は画像安定化動作を行うかを判定している。初期駆動とは、新しい現像装置７が取り付けられた場合に行われる動作である。初期駆動を行う場合には、本処理はステップＳ４に進む。一方、初期駆動を行わない場合には、本処理はステップＳ３に進む。
【００６０】
初期駆動を行わない場合には、制御部３０は、画像安定化動作を行うと判定する。そこで、制御部３０は、磁気ブラシ形成部８４Ｋにすでに磁気ブラシＢが形成されていると判断し、磁気ブラシＢを構成しているキャリアＣを回収すると決定する。すなわち、制御部３０は、キャリア回収モードを実行する（ステップＳ３）。キャリア回収モードの詳細についてはすでに説明を行ったので、これ以上の説明を省略する。この後、本処理はステップＳ４に進む。
【００６１】
前記ステップＳ４において、制御部３０は、キャリアＣの回収が完了すると、キャリアＣを磁気ブラシ形成部８４Ｋに供給する。すなわち、制御部３０は、キャリア供給モードを実行する（ステップＳ４）。キャリア供給モードの詳細についてはすでに説明を行ったので、これ以上の説明を省略する。この後、本処理はステップＳ５に進む。
【００６２】
次に、制御部３０は、トナー画像の形成を開始する。そこで、制御部３０は、トナー供給モードを実行する（ステップＳ５）。トナー供給モードの詳細についてはすでに説明を行ったので、これ以上の説明を省略する。この後、本処理は終了する。
【００６３】
（効果）
以上のように構成された現像装置７及び画像形成装置１によれば、画像メモリの発生が軽減される。より詳細には、磁気ブラシ形成部８４Ｋは、図２及び図３に示すように、マグローラ７８Ｋから現像ローラ８０ＫへとトナーＴが移動する領域よりも現像ローラ８０Ｋの回転方向の上流側であって、かつ、現像ローラ８０Ｋから感光体ドラム４ＫへとトナーＴが移動する領域よりも現像ローラ８０Ｋの回転方向の下流側において、キャリアＣからなる磁気ブラシＢを形成している。磁気ブラシＢは、現像ローラ８０Ｋの周面上のトナーＴに接触して、トナーＴを撹乱している。これにより、ベタパターンが形成されることにより現像ローラ８０Ｋの周面上のトナーＴに濃淡が発生したとしても、トナーＴが磁気ブラシＢにより撹乱されるので、トナーＴに発生する濃淡が軽減される。その結果、画像メモリの発生が軽減される。
【００６４】
更に、現像装置７及び画像形成装置１によれば、トナーＴが現像ローラ８０Ｋに固着することを抑制できる。より詳細には、磁気ブラシＢは、キャリアＣが磁石１００ａ，１００ｂにより吸着されることにより形成されている。そのため、キャリアＣは、特許文献１に記載の現像装置５００のトナー剥離手段５０８のように、硬質な部材とは異なる。そのため、現像ローラ８０Ｋに接触したとしても、摩擦によって熱が発生することがほとんどない。その結果、トナーＴが溶融して現像ローラ８０Ｋのに固着することが抑制される。
【００６５】
なお、磁気ブラシ形成部８４Ｋと現像ローラ８０Ｋとの最近接位置における間隔は、磁気ブラシ形成部８４Ｋが形成している磁気ブラシＢの自然長の１／６以上磁気ブラシＢの自然長以下であることが好ましい。該間隔が磁気ブラシＢの自然長よりも小さいと、磁気ブラシＢが現像ローラ８０Ｋの周面に届かないためである。また、該間隔が磁気ブラシＢの自然長の１／６より大きいと、トナーＴ及びキャリアＣが詰まってしまうおそれがあるからである。
【００６６】
（第１の変形例）
以下に、第１の変形例に係る磁気ブラシ形成部８４ａＫについて図面を参照しながら説明する。図９は、磁気ブラシ形成部８４ａＫの拡大図である。図１０は、磁気ブラシ形成部８４ａＫ及び現像ローラ８０Ｋを平面視した図である。
【００６７】
図９に示すように、磁気ブラシ形成部８４ａＫは、現像ローラ８０Ｋの回転方向に並ぶように設けられている複数（８個）の磁石１００（１００ａ〜１００ｈ）を備えていてもよい。これにより、図１０に示すように、現像ローラ８０Ｋの回転軸が延在する方向に延在する細長い磁気ブラシＢａ〜Ｂｇが形成されるようになる。磁気ブラシＢａ〜Ｂｇは、現像ローラ８０Ｋの回転方向に並んでいる。
【００６８】
（第２の変形例）
以下に、第２の変形例に係る磁気ブラシ形成部８４ｂＫについて図面を参照しながら説明する。図１１は、磁気ブラシ形成部８４ｂＫの拡大図である。
【００６９】
磁気ブラシ形成部８４ａＫは、図９に示すように平面状をなしているのに対して、磁気ブラシ形成部８４ｂＫは、図１１に示すように湾曲している。これにより、磁気ブラシ形成部８４ｂＫは、現像ローラ８０Ｋの周面と一定の間隔をあけて対向するようになる。その結果、磁気ブラシ形成部８４ｂＫにおいて、現像ローラ８０Ｋの上流端近傍及び下流端近傍においても、磁気ブラシＢがトナーＴに接触するようになる。
【００７０】
（第３の変形例）
以下に、第３の変形例に係る磁気ブラシ形成部８４ｃＫについて図面を参照しながら説明する。図１２は、磁気ブラシ形成部８４ｃＫ及び現像ローラ８０Ｋを平面視した図である。
【００７１】
磁気ブラシ形成部８４ｃＫでは、磁気ブラシＢが現像ローラの回転方向において３列に並んでいる。更に、各列において、磁気ブラシＢは、長さｄを有しており、ｄ／２の間隔をあけて配置されている。そして、各列において、磁気ブラシＢの配列の周期が１／３ずつずらされている。このような磁気ブラシＢを形成するためには、磁気ブラシ形成部８４ｃＫにおいて、現像ローラ８０Ｋの回転軸が延在している方向において複数の極が並ぶと共に、現像ローラ８０Ｋの回転方向において複数の極が並ぶように磁石１００が設けられていればよい。
【００７２】
（第４の変形例）
以下に、第４の変形例に係る磁気ブラシ形成部８４ｄＫについて図面を参照しながら説明する。図１３は、磁気ブラシ形成部８４ｄＫ及び現像ローラ８０Ｋを平面視した図である。
【００７３】
磁気ブラシ形成部８４ｄＫでは、複数の磁気ブラシＢは、現像ローラ８０Ｋの回転方向に対して傾いた状態で、現像ローラ８０Ｋの回転軸が延在する方向に並んでいる。
【００７４】
（実験結果）
以上のように構成された現像装置７及び画像形成装置１を用いて、本願発明者は以下に説明する実験を行った。本願発明者は、表１に示す実験例及び比較例を作成した。表１は、実験例及び比較例の構成及び実験結果を示した表である。
【００７５】
形状は、磁気ブラシ形成部８４の形状を示しており、図３に示すように平面であるのか、図１１に示すように曲面であるのかを示している。位置は、磁気ブラシ形成部８４の位置を示しており、最近接位置Ａ２よりも現像ローラ８０の回転方向の上流側であるのか下流側であるのかを示している。磁気ブラシパターンは、磁気ブラシＢの形状を示しており、図４に示す形状であるのか、図１０に示す形状であるのか、図１２に示す形状であるのでか、又は、図１３に示す形状であるのかを示している。電圧印加とは、キャリア排出モードのための電位を印加したかしなかったかを示している。電圧印加をしなかったとは、磁気ブラシ形成部８４が導電性材料ではない場合に、キャリア排出モードの電圧を印加しなかったことを意味する。キャリア排出・供給とは、キャリア排出モード及びキャリア供給モードを実行したか否かを示している。
【００７６】
【表１】
2012018269.tif 000003
【００７７】
以上のような実験例及び比較例を用いて、以下に説明する実験を行った。実験条件を以下に示す。図１４は、実験において印刷した画像を示した図である。
【００７８】
感光体ドラム４の直径：６０ｍｍ
マグローラ７８の直径：２０ｍｍ
現像ローラ８０の直径：２５ｍｍ
磁気ブラシ形成部８４の現像ローラ８０の回転軸が延在する方向の長さ：３３０ｍｍ
磁気ブラシ形成部８４の現像ローラ８０の回転方向の長さ：８ｍｍ
磁石１００の磁束密度：６０ｍＴ
【００７９】
以上の実験例及び比較例を用いて、図１４に示す画像を１００枚印刷する動作を１０回繰り返した。図１４に示す用紙Ｐには、ベタパターン３０２及びハーフトーン３０４が形成されている。そして、本願発明者は、画像メモリが発生したか否かを目視により判定した。また、本願発明者は、現像ローラ８０Ｋの回転軸が延在する方向において、濃度むらが発生したか否かを目視により判定した。
【００８０】
以上の実験によれば、磁気ブラシ形成部８４が設けられていない比較例１及び磁気ブラシ形成部８４が最近接位置Ａ２よりも上流側に設けられている比較例２では、画像メモリ及び濃度むらが発生した。
【００８１】
一方、実施例１ないし実施例６では、画像メモリ及び濃度むらは発生しなかった。特に、実施例３ないし実施例６では、画像メモリの発生をより効果的に抑制できていることがわかる。同様に、実施例４ないし実施例６では、濃度むらがより効果的に抑制できていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、現像装置及び画像形成装置に有用であり、特に、画像メモリの発生を抑制できると共に、トナーがローラに固着することを抑制できる点において優れている。
【符号の説明】
【００８３】
Ａ０，Ａ１，Ａ２  近接位置
Ｂ 磁気ブラシ
Ｃ キャリア
Ｄ  現像剤
Ｔ トナー
１ 画像形成装置
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ  感光体ドラム
７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ  現像装置
３０  制御部
７２Ｋ  本体
７４Ｋ  攪拌ローラ
７６Ｋ  供給ローラ
７８Ｋ  マグローラ
８０Ｋ  現像ローラ
８２Ｋ  規制部材
８４Ｋ，８４ａＫ〜８４ｄＫ  磁気ブラシ形成部
９０Ｋ，９２Ｋ，９４Ｋ  電源
１００ａ〜１００ｈ  磁石
【図１】
2012018269.tif 000004
【図２】
2012018269.tif 000005
【図３】
2012018269.tif 000006
【図４】
2012018269.tif 000007
【図５】
2012018269.tif 000008
【図６】
2012018269.tif 000009
【図７】
2012018269.tif 000010
【図８】
2012018269.tif 000011
【図９】
2012018269.tif 000012
【図１０】
2012018269.tif 000013
【図１１】
2012018269.tif 000014
【図１２】
2012018269.tif 000015
【図１３】
2012018269.tif 000016
【図１４】
2012018269.tif 000017
【図１５】
2012018269.tif 000018