(57)【要約】【課題】現像時におけるトナーの帯電量と非現像時におけるトナーの帯電量との差をなくす現像装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体に対峙した開口を有するハウジングと、キャリア及びトナーによる磁気ブラシを形成させる磁石を備えた磁気ローラ(50)と、開口にて磁気ローラの回転軸線に対して略平行に並設されており、磁気ブラシから移送されたトナーの薄層を形成させる磁石(66)を備えた現像ローラ(60)と、トナーの薄層を形成させる磁石の主極角度の位置を調整する磁力調整手段(92)とを具備し、磁力調整手段は、現像時には、トナーの薄層を形成させる磁石の主極角度の位置を、現像ローラの回転方向で見て上流側に向けて移動させる一方、非現像時には、上流側から下流側に向けて移動させる。【選択図】図４
2009086112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアを用いてトナーを帯電させ、該トナーを像担持体に供給してトナー画像を現像させる現像装置であって、
前記像担持体に対峙した開口を有するハウジングと、
該ハウジング内に配設されており、前記キャリア及び前記トナーによる磁気ブラシを形成させる磁石を備えた磁気ローラと、
前記開口にて前記磁気ローラの回転軸線に対して略平行に並設されており、前記磁気ブラシから移送されたトナーの薄層を形成させる磁石を備えた現像ローラと、
該トナーの薄層を形成させる磁石の主極角度の位置を調整する磁力調整手段とを具備し、
該磁力調整手段は、前記トナー画像を現像させる場合には、前記トナーの薄層を形成させる磁石の主極角度の位置を、前記現像ローラの回転方向で見て上流側に向けて移動させる一方、前記トナー画像を現像させない場合には、前記トナーの薄層を形成させる磁石の主極角度の位置を、前記上流側から下流側に向けて移動させることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置であって、
前記磁力調整手段は、前記トナー画像を現像させる場合には、前記トナーの薄層を形成させる磁石の主極角度の位置を、前記現像ローラの回転方向で見て上流側に約１０°以上移動した位置に設定することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の現像装置であって、
前記磁力調整手段は、前記トナー画像を現像させない場合には、前記トナーの薄層を形成させる磁石の主極角度の位置を、前記現像ローラの回転方向で見て上流側に約５°以下移動した位置に設定することを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の現像装置であって、
前記現像ローラは、前記トナー画像を現像させない場合には、所定の交流バイアスが印加されないことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の現像装置であって、
前記磁気ブラシを形成させる磁石の主極角度の位置は、前記磁気ローラの回転方向で見て下流側に約５°以上であって約１５°以下の範囲内に移動した位置に設定されていることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の現像装置であって、
前記トナーは、約０．９５以上であって約０．９８以下の球形度を有することを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の現像装置を搭載した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、キャリア及びトナーを有する２成分現像剤を用いた現像装置及びこれを搭載した画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の現像装置では、静電潜像が形成された感光体ドラムの表面にトナー画像を現像し、このトナー画像を用紙に転写及び定着させる。
ここで、この現像装置には、２成分現像方式と１成分現像方式とを組み合わせた方式がある。詳しくは、当該方式は、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させ、このトナーのみをドラムに供給し、その表面にトナー画像を現像している。
【０００３】
そして、当該方式を用いた技術が開示されており（例えば、特許文献１参照）、ドラムに対峙する現像ローラと、このローラに対峙する磁気ブラシローラとを備え、このブラシローラには、キャリア及びトナーによる磁気ブラシを形成する磁石が設けられている。そして、現像ローラにはトナーのみの薄層が形成される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８０３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の技術に対し、現像ローラにも磁石を設ければ、磁気ブラシの密度を高めることができる。
しかしながら、現像ローラにも磁石を単に設けた場合には、画像乱れが生ずるとの問題がある。
詳しくは、仮に、この現像ローラ側の磁石が現像ローラ内で揺動可能に構成されていたとしても、当該磁石が、現像ローラと磁気ブラシローラとの隙間が最短距離をなす位置の近傍に配置されると、ブラシローラで搬送された現像剤のうち、この隙間を通過できない現像剤が隙間の手前側に滞留し、これが現像ローラ上のトナー層を乱したり、現像剤の漏れを生じさせる。一方、当該磁石が、上述の隙間から離間した位置に配置されると、当該トナー層がブラシに掻き取られ難くなって、次回の現像時に現像ゴーストが生じてしまうからである。
【０００６】
この画像乱れは、現像時におけるトナーの帯電量と非現像時におけるトナーの帯電量とに差が生ずることに起因する。つまり、これら各トナーの帯電量の差をなくすための何等かの措置が必要になるが、上記従来の技術ではこの点については格別な配慮がなされていない。
そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、現像時におけるトナーの帯電量と非現像時におけるトナーの帯電量との差をなくす現像装置及びこれを搭載した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】
【０００７】
上記目的を達成するための第１の発明は、キャリアを用いてトナーを帯電させ、トナーを像担持体に供給してトナー画像を現像させる現像装置であって、像担持体に対峙した開口を有するハウジングと、ハウジング内に配設されており、キャリア及びトナーによる磁気ブラシを形成させる磁石を備えた磁気ローラと、開口にて磁気ローラの回転軸線に対して略平行に並設されており、磁気ブラシから移送されたトナーの薄層を形成させる磁石を備えた現像ローラと、トナーの薄層を形成させる磁石の主極角度の位置を調整する磁力調整手段とを具備し、磁力調整手段は、トナー画像を現像させる場合には、トナーの薄層を形成させる磁石の主極角度の位置を、現像ローラの回転方向で見て上流側に向けて移動させる一方、トナー画像を現像させない場合には、トナーの薄層を形成させる磁石の主極角度の位置を、上流側から下流側に向けて移動させる。
【０００８】
第１の発明によれば、キャリア及びトナーからなる２成分現像剤が用いられており、磁気ローラでは、この現像剤による磁気ブラシが形成される。詳しくは、このブラシは磁気ローラ内の磁石によって形成され、現像ローラにトナーの薄層を形成させる。そして、このトナーが像担持体に供給されることにより、トナー画像が現像される。一方、このブラシは、現像後には現像ローラのトナー層を掻き取って回収する。
【０００９】
ここで、上述の如く現像ローラに磁石を単に設けた場合には、現像ローラにトナーの薄層が良好に形成され得るものの、現像時におけるトナーの帯電量と非現像時におけるトナーの帯電量とに差が生ずることになる。
しかしながら、磁力調整手段は、現像時には、当該磁石の主極角度の位置を、現像ローラの回転方向で見て上流側に向けて移動させるので、現像時におけるトナーの帯電量は従来に比して少なくなるものの、このトナーは現像ローラから漏れ難くなる。よって、トナー層が現像ローラに存在し易くなり、画像濃度の不良が抑えられる。
【００１０】
一方、磁力調整手段は、非現像時には、当該磁石の主極角度の位置を、上述の上流側から下流側に向けて移動させることから、非現像時におけるトナーの帯電量は従来に比して多くなる。よって、当該トナー層がブラシに掻き取られ易くなり、現像ゴーストの発生も抑えられる。
そして、現像時におけるトナーの帯電量と非現像時におけるトナーの帯電量との差がなくなる結果、画像乱れが回避可能になる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明の構成において、磁力調整手段は、トナー画像を現像させる場合には、トナーの薄層を形成させる磁石の主極角度の位置を、現像ローラの回転方向で見て上流側に約１０°以上移動した位置に設定することを特徴とする。
第２の発明によれば、第１の発明の作用に加えてさらに、磁力調整手段は、現像時には、当該磁石の主極角度の位置を、現像ローラの回転方向で見て上流側に約１０°以上移動した位置に設定しているので、当該トナー層が現像ローラに確実に存在し、画像濃度の不良が確実に抑えられる。
【００１２】
第３の発明は、第１や第２の発明の構成において、磁力調整手段は、トナー画像を現像させない場合には、トナーの薄層を形成させる磁石の主極角度の位置を、現像ローラの回転方向で見て上流側に約５°以下移動した位置に設定することを特徴とする。
第３の発明によれば、第１や第２の発明の作用に加えてさらに、磁力調整手段は、非現像時には、当該磁石の主極角度の位置を、現像ローラの回転方向で見て上流側に約５°以下移動した位置に設定していることから、当該トナー層がブラシに確実に掻き取られ、現像ゴーストの発生も確実に抑えられる。
【００１３】
第４の発明は、第３の発明の構成において、現像ローラは、トナー画像を現像させない場合には、所定の交流バイアスが印加されないことを特徴とする。
第４の発明によれば、第３の発明の作用に加えてさらに、現像バイアス、すなわち、所定の直流バイアスを重畳した交流バイアスが印加されると、現像ローラのトナー層が像担持体に向けて飛翔するが、非現像時には、この交流バイアスを印加させないので、この現像ローラのトナー層が像担持体に向けて飛翔し難くなる。よって、当該トナー層がブラシにより一層確実に掻き取られる。
【００１４】
第５の発明は、第１から第４の発明の構成において、磁気ブラシを形成させる磁石の主極角度の位置は、磁気ローラの回転方向で見て下流側に約５°以上であって約１５°以下の範囲内に移動した位置に設定されていることを特徴とする。
第５の発明によれば、第１から第４の発明の作用に加えてさらに、当該磁石の主極角度の位置を、磁気ローラの回転方向で見て下流側に約５°以上であって約１５°以下の範囲内に移動した位置に設定している。これは、約５°未満では、現像ローラには多くの電流が流れ、トナーが飛散し易くなるためである。
但し、約１５°を超えると、磁力が小さくなってこの現像ローラに形成されたトナー層を回収できなくなる。そこで、上述のように、約５°から約１５°の範囲内の値に設定すれば、高密度で掻き取り力の強い適切な磁気ブラシが形成される。
【００１５】
第６の発明は、第１から第５の発明の構成において、トナーは、約０．９５以上であって約０．９８以下の球形度を有することを特徴とする。
第６の発明によれば、第１から第５の発明の作用に加えてさらに、トナーが約０．９５以上であって約０．９８以下の球形度を有していることから、現像ローラとの接触面積が従来に比して小さくなり、トナー層はブラシにより一層掻き取られ易くなる。
【００１６】
第７の発明は、第１から第６の現像装置を搭載した画像形成装置であることを特徴とする。
第７の発明によれば、第１から第６の発明の作用に加えてさらに、画像乱れが回避され、良好な画像形成が行われるので、画像形成装置の信頼性向上に寄与する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、現像時におけるトナーの帯電量と非現像時におけるトナーの帯電量との差をなくし、画像乱れを防止する現像装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施例であるタンデム方式のカラープリンタの概略構成図であり、同図の右方向がプリンタ１の正面に対応し、左方向が背面に対応している。
同図に示されるように、この装置本体２の下部には用紙のカセット３が配置されており、カセット３には画像形成前の用紙Ｐが積層状態で収容され、この用紙Ｐはローラ２１を介して１枚ずつ分離され、カセット３から左方向に向けて送出される。
【００１９】
カセット３から送出された用紙Ｐは本体２の左側面に沿って上方に向けて搬送される。この本体２の内部には、用紙搬送方向でみて下流側にフィードローラ２２、レジストローラ２４、画像形成部４及び転写部７１が順番に配置されている。この画像形成部４の下方には露光ユニット２０が備えられており、このユニット２０からは画像形成部４の感光体ドラム（像担持体）５に向けてレーザ光が照射される。
【００２０】
また、用紙搬送方向でみて転写部７１の下流側には、定着部７２及び排出分岐部７４が順番に配置され、片面印刷の場合には、定着部７２から排出された用紙Ｐは排出分岐部７４を経て排紙トレイ７６に排出される。
一方、この排出分岐部７４とカセット３との間には両面印刷用ユニット７８が配置されており、このユニット７８では定着部７２から排出された用紙Ｐをレジストローラ２４に戻し、画像形成部４に向けて再び送出する。
【００２１】
ここで、本実施例の画像形成部４は、４つの画像形成ユニット４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄで構成されている。これら各ユニット４ａ〜４ｄは、プリンタ１の正面側から背面側に向けて順に配列され、異なる４色（イエロー、マゼンタ、シアン及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程を通じてイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの画像を順次形成している。
【００２２】
具体的には、各ユニット４ａ〜４ｄには、各対応色の可視像（トナー画像）を担持するドラム５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが設けられている。各ドラム５ａ〜５ｄは本体２に対して回転自在に設置され、図示しない駆動モータによって同図の反時計回りに駆動する。
また、各ドラム５ａ〜５ｄの周囲の適宜位置には、それぞれ対応する帯電器６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ、現像装置７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ、クリーニング部８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄや、中間転写ローラ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが設けられている。
【００２３】
この帯電器６ａ〜６ｄでは、対応するドラム５ａ〜５ｄの表面を一様に帯電させる。また、現像装置７ａ〜７ｄでは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色のトナーを用いてドラム５ａ〜５ｄの表面に静電的に付着させる。これにより、ドラム５ａ〜５ｄの表面には、露光ユニット２０による静電潜像に応じたトナー画像が現像される。そして、これらドラム５ａ〜５ｄ上に形成されたトナー画像は、中間転写ベルト１０上に順次転写され、１ページ分のトナー画像として合成される。
【００２４】
詳しくは、上記ベルト１０は、誘電体樹脂製のシート材の両端部分を重ね合わさせて接合したエンドレス形状のベルトや、継ぎ目を有しないシームレスのベルトが用いられており、駆動ローラ１２と搬送ローラ１１との間に掛け回され、図示しない駆動モータによって同図の時計回りに走行する。
このベルト１０は、ドラム５ａ〜５ｄと中間転写ローラ９ａ〜９ｄとの間を走行しており、これにより、ドラム５ａ〜５ｄ上に形成されたトナー画像はベルト１０上に１次転写される。なお、クリーニング部８ａ〜８ｄでは、ドラム５ａ〜５ｄ上に残留したトナーが除去される。
【００２５】
上述した転写部７１は駆動ローラ１２に隣接して設けられ、この転写部７１のローラとベルト１０との間を用紙Ｐが通過すると、ベルト１０上に転写されたトナー画像は用紙Ｐに２次転写され、この用紙Ｐは定着部７２に向けて搬送される。
ここで、上述した現像装置７等は装置本体２内のコントローラ（メインＥＣＵ）９０に電気的に接続されている（図２）。
【００２６】
このコントローラ９０では、印刷の元になる画像データが得られたか否かを検出している。具体的には、本実施例の入力ポート８０は、図示しない外部コンピュータから画像データが受信可能に構成されており、この画像データがコントローラ９０に入力されている。
そして、コントローラ９０は画像データの受信を検出した場合には、露光ユニット２０、画像形成部４、転写部７１及び定着部７２を作動させる。
【００２７】
すなわち、コントローラ９０はレジストローラ２４を駆動させ、待機した用紙Ｐを画像転写タイミングに間に合うように転写部７１に向けて給紙させる。なお、このコントローラ９０は、カセット３内の用紙Ｐを待機させる場合には、ローラ２１，２２も駆動させる。
ここで、本実施例の各現像装置７には、２成分現像方式と１成分現像方式とを組み合わせた方式が採用されている。
【００２８】
すなわち、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させ、この帯電されたトナーのみを各ドラム５に向けて飛翔させており、非接触の現像方式によってトナー画像をドラム５に現像している。より具体的には、現像装置７は図３に示されたハウジング３０を有しており、本実施例のハウジング３０は、ドラム５に対峙する開口３２と、この開口３２から下方に向けて延設する周壁３４と、この周壁３４の下端部分に形成される底壁３６とを有している。
【００２９】
この底壁３６には上述のキャリア及びトナーが収納され、撹拌ミキサー４０及びパドルミキサー４４がそれぞれ配置されている。各ミキサー４０，４４の軸４２，４６はハウジング３０に対して回転自在に支持されており、これらミキサー４０，４４が図示しない駆動モータによって回転すると、キャリア及びトナーが撹拌されてトナーを帯電させる。そして、これらキャリア及びトナーはミキサー４４を介して磁気ブラシローラ（磁気ローラ）５０に搬送される。
【００３０】
磁気ブラシローラ５０は、ミキサー４４の上方に配設されており、ブラシローラ５０はハウジング３０に対して回転自在に支持されている。詳しくは、ブラシローラ５０は中心に軸５２を有し、この軸５２の両端部分には軸受を介してフランジが配設され、このフランジの外周には管状のブラシ側スリーブ５４が一体的に嵌合されている。そして、このフランジがギアを介して駆動モータによって回転すると、このスリーブ５４は図３の時計回りに回転する。
【００３１】
一方、ブラシ側スリーブ５４内において、軸５２の外周側にはブラシ側磁石（磁石）５６が所定の主極磁力や主極角度を有して固定されており、ミキサー４４からのキャリア及びトナーを吸引して磁気ブラシを形成させる。詳しくは、当該磁気ブラシは、スリーブ５４の外周面において、ブラシ側磁石５６を有する領域に形成される。
【００３２】
また、この磁気ブラシの厚さは穂切りブレード３８で規制されており、所定の直流（ＤＣ）バイアスが印加されると、磁気ブラシはトナーを現像ローラ６０に向けて搬送させる。一方、この磁気ブラシは現像後のトナー層を現像ローラ６０から掻き取っている。
このように、当該磁気ブラシでは、強固に付着したトナー層を現像ローラ６０から機械的な力で引き剥がす一方、現像に必要な新たなトナーを現像ローラ６０に供給している。
【００３３】
そして、上述した磁気ブラシによれば、現像後のトナーは掻き取りブレードなどの特別な装置を設けなくて済み、この磁気ブラシは、現像ローラ６０のトナー層に接触し、各ローラ５０，６０の回転速度差によるブラシ効果と、ミキサー４０，４４での攪拌による磁気ブラシの現像剤の入れ替えとによってトナーの回収と搬送とが容易にされている。
【００３４】
この現像ローラ６０は、ブラシローラ５０の上方にて開口３２の近傍に配設されている。
ローラ６０の軸６２は、ブラシローラ５０の回転軸線に対して略平行に並設されており、この現像ローラ６０はハウジング３０に回転自在に支持されている。詳しくは、現像ローラ６０も中心に軸６２を有し、この軸６２の両端部分には軸受を介してフランジが配設され、このフランジの外周には管状の現像側スリーブ６４が一体的に嵌合されている。そして、このフランジがギアを介して駆動モータによって回転すると、スリーブ６４は図３の時計回りに回転する。
【００３５】
このスリーブ６４内においても、軸６２の外周側には現像側磁石（磁石）６６が所定の主極磁力や主極角度を有して固定されている。これにより、各ローラ５０，６０に対峙した部分の磁気ブラシの密度が高められる。そして、これらブラシローラ５０と現像ローラ６０との電位差によって、ブラシローラ５０から移送されたトナーのみの薄層が形成される。
【００３６】
一方、本実施例の軸６２は揺動可能に構成されており、後述の如く、現像側磁石６６は上述した主極磁力や主極角度を適宜変更することができる。そして、現像バイアス、すなわち、所定のＤＣバイアスを重畳した交流（ＡＣ）バイアスが印加されると、現像ローラ６０のトナーがドラム５に向けて飛翔する。これにより、各ドラム５の表面にはトナー画像が現像されることになる。
【００３７】
ところで、上述したドラム５への現像時（用紙Ｐへの印字時）におけるトナーの帯電量と、ドラム５への非現像時（用紙Ｐへの非印字時）、換言すれば、現像ローラ６０のトナー層の掻き取り時におけるトナーの帯電量との間には差が生ずるとの懸念がある。
そこで、本実施例では、コントローラ９０が磁力調整部（磁力調整手段）９２を備えており（図２）、磁力調整部９２では、現像側磁石６６の主極角度の位置を調整している。
【００３８】
詳しくは、現像側磁石６６を保持する軸６２は、図示しない駆動モータによって駆動可能に構成されており、磁力調整部９２は、用紙Ｐへの印字時には、現像側磁石６６の主極角度の位置（磁力ピーク位置）を、現像ローラ６０の回転方向で見て上流側に向けて移動させる。一方、磁力調整部９２は、トナー層の掻き取り時には、現像側磁石６６の主極角度の位置（磁力ピーク位置）を、この上流側に移動させた位置から下流側に向けて再び移動させる。
【００３９】
より具体的には、磁力調整部９２は、まず、図４（Ａ）に示されるように、用紙Ｐへの印字時には、現像側磁石６６の主極角度の位置（磁力ピーク位置）を、各ローラ５０，６０の中心を結んだ基準線（図中に１点鎖線で示す）に対し、現像ローラ６０の回転方向で見て上流側に約１０°以上であって約１８°以下の範囲内に移動した位置に設定している。
【００４０】
なお、ブラシ側磁石５６の主極角度の位置（磁力ピーク位置）は、上記基準線に対し、ブラシローラ５０の回転方向で見て下流側に約５°以上であって約１５°以下の範囲内に移動した位置に設定されている。
一方、磁力調整部９２は、次に、図４（Ｂ）に示されるように、現像ローラ６０のトナー層の掻き取り時には、現像側磁石６６の主極角度の位置（磁力ピーク位置）を、上記基準線に対し、現像ローラ６０の回転方向で見て上流側に約０°以上であって約５°以下の範囲内に移動した位置に設定している。
【００４１】
しかも、このトナー層の掻き取り時には、上述した現像バイアスのうち、ＡＣバイアスを現像ローラ６０に印加させない。なお、この場合にも、ブラシ側磁石５６の主極角度の位置（磁力ピーク位置）は図４（Ａ）の状態と同じ状態に維持されている。
そして、この現像装置７を搭載したプリンタ１では、カセット３から用紙Ｐが１枚ずつ分離して送出され、この用紙Ｐはレジストローラ２４に到達する。このローラ２４は、用紙Ｐの斜め送りを矯正しつつ、画像形成部４で形成されるトナー画像とのタイミングを計りながら、用紙Ｐを転写部７１へと送出する。
【００４２】
また、コントローラ９０からの画像データに基づき、プリンタ１では露光ユニット２０によるレーザ光の照射が制御される。これにより、画像形成部４において各ドラム５ａ〜５ｄ上に原稿画像の静電潜像が作られ、続いてこの潜像から各ドラム５ａ〜５ｄ上にトナー画像が形成され、中間転写ベルト１０に転写合成される。続いて、このベルト１０に転写合成されたトナー画像は転写部７１にて用紙Ｐに転写される。
【００４３】
その後、用紙Ｐは未定着トナー画像を担持した状態で定着部７２に向けて送られる。次いで、定着部７２から排出された用紙Ｐは排出分岐部７４を通ってトレイ７６に排出される。
この片面印刷に対し、両面印刷を行う場合には、定着部７２から排出された用紙Ｐは排出分岐部７４にてユニット７８側に引き戻され、この用紙Ｐはレジストローラ２４を経て、再び転写部７１に向けて送られる。そして、この場合には、用紙Ｐの未だ印刷がされていない方の面にトナー画像が転写される。
【００４４】
以上のように、本実施例によれば、キャリア及びトナーからなる２成分現像剤が用いられており、ブラシローラ５０では、この現像剤による磁気ブラシが形成される。詳しくは、このブラシはブラシ側５６磁石によって形成され、現像ローラ６０にトナーの薄層を形成させる。そして、このトナーがドラム５に供給されることにより、トナー画像が現像される。一方、このブラシは、現像後には現像ローラ６０のトナー層を掻き取って回収する。
【００４５】
ここで、現像ローラ６０に磁石６６を単に設けた場合には、現像ローラ６０にトナーの薄層が良好に形成され得るものの、用紙Ｐへの印字時におけるトナーの帯電量と掻き取り時におけるトナーの帯電量とに差が生ずることになる。
しかしながら、磁力調整部９２は、この印字時には、現像側磁石６６の主極角度の位置を、現像ローラ６０の回転方向で見て上流側に向けて移動させるので、印字時におけるトナーの帯電量は従来に比して少なくなるものの、このトナーは、現像ローラ６０が回転してもこのローラ６０から漏れ難くなる。よって、トナー層が現像ローラ６０に存在し易くなり、画像濃度の不良が抑えられる。
【００４６】
一方、磁力調整部９２は、掻き取り時には、現像側磁石６６の主極角度の位置を、上述の上流側から下流側に向けて移動させることから、掻き取り時におけるトナーの帯電量は従来に比して多くなる。よって、当該トナー層がブラシに掻き取られ易くなり、現像ゴーストの発生も抑えられる。そして、現像時におけるトナーの帯電量と非現像時におけるトナーの帯電量との差がなくなる結果、画像乱れが回避可能になる。
【００４７】
この点ついて詳述する。図５は、印字時において、現像側磁石６６の主極角度の位置を上述の上流側に向けて変更させた実験結果を示している。
この実験は、現像ローラ６０に存在するトナー層の多さを調べたものである。当該実験条件は、まず、ドラム５の線速は１８０ｍｍ／ｓｅｃ、ドラム５の表面電位は３３０Ｖ、現像剤中のトナーの帯電量は２０μＣ／ｇである。また、このトナーは、約０．９５以上であって約０．９８以下の球形度（ファカルティー）を有している。
【００４８】
さらに、このトナーの粒径（体積平均粒径）は７．５μｍ（１μｍ＝１×１０−６ｍ）である一方、キャリアの粒径（重量平均粒径）は４５μｍであり、トナーとの接点が増やされている。また、各ローラ５０，６０間の距離は３５０μｍである。そして、この現像ローラ６０に対する現像バイアスのＤＣ成分（Ｖｄｃ）は５０Ｖ、ＡＣ成分（Ｖｐｐ）は１．６ｋＶ、周波数ｆは２．７ｋＨｚであって、デューティ比は２７％である。一方、ブラシローラ５０に対する現像バイアスのＤＣ成分（Ｖｄｃ）は２００Ｖ、現像時におけるＡＣ成分（Ｖｐｐ）は３００Ｖ、周波数ｆは２．７ｋＨｚであって、デューティ比は２７％である。
【００４９】
そして、磁力調整部９２が、印字時において、現像側磁石６６の主極角度の位置を、現像ローラ６０の回転方向で見て上流側に向けて０°移動させた場合には、トナー層は、実験前には現像ローラ６０に１００％残存しているのに対し、現像ローラ６０の１周目で約６２％になり、２周目で約４４％、３周目で約３５％になっており（同図（Ｂ）に△で示す）、トナー層の掻き取り効果が大きいことが分かる。
【００５０】
次に、現像側磁石６６の主極角度の位置を、現像ローラ６０の回転方向で見て上流側に向けて５°移動させた場合にも、トナー層は、現像ローラ６０の１周目で約６０％、２周目で約４０％、３周目で約３０％になっており（同図（Ｂ）に▽で示す）、トナー層の掻き取り効果が大きいことが分かる。
これに対し、現像側磁石６６の主極角度の位置を、現像ローラ６０の回転方向で見て上流側に向けて１０°移動させた場合には、トナー層は、現像ローラ６０の１周目で約６３．６％になるものの、２周目では約４９．１％、３周目でも約４１％になっており（同図（Ｂ）に○で示す）、トナー層の掻き取り効果が少ないことが分かる。
【００５１】
そして、現像側磁石６６の主極角度の位置を、現像ローラ６０の回転方向で見て上流側に向けて１５°移動させた場合には、トナー層は、現像ローラ６０の１周目で約７１％、２周目で約５３％、３周目で約４５％になっており（同図（Ｂ）に◇で示す）、トナー層の掻き取り効果が少なくなるし、さらに、現像ローラ６０の回転方向で見て上流側に向けて１８°移動させた場合にも、トナー層は、現像ローラ６０の１周目で約９４．１％、２周目で約７６．５％、３周目で約５８．８％になっており（同図（Ｂ）に□で示す）、トナー層の掻き取り効果が少ないことが分かる。
【００５２】
また、図５（Ａ）より、５°以下では、ブラシローラ５０から現像ローラ６０に向けて多くの電流が流れ、現像剤がブラシローラ５０と現像ローラ６０との間に溜り易くなり、このローラ６０の回転に伴ってトナーがローラ６０から周囲に漏れてしまう。
但し、１８°を超えると、磁力が小さくなってトナーを現像ローラ６０に溜め難くなる。そこで、本実施例のように、印字時には、１０°から１８°の範囲内の値に設定すれば、現像ローラのトナー層の乱れや、現像剤の漏れを生じさせず、適切なトナー層が形成されて画像濃度の不良が抑えられる。
【００５３】
これに対し、磁力調整部９２は、非印字時には、現像側磁石６６の主極角度の位置を、現像ローラ６０の回転方向で見て上流側に約０°以上であって約５°以下の範囲内に移動した位置に設定していることから、当該トナー層がブラシに確実に掻き取られ、次回の現像時における現像ゴーストの発生も確実に抑えられる。非印字時は、トナー層の掻き取りのために行うのであって、印字時のように長時間回転させるわけではないので、現像剤の漏れは起こらない。
【００５４】
また、現像バイアス、すなわち、ＤＣバイアスを重畳したＡＣバイアスが印加されると、現像ローラ６０のトナー層がドラム５に向けて飛翔するが、非現像時には、このＡＣバイアスを印加させないので、現像ローラ６０のトナー層がドラム５に向けて飛翔し難くなる。よって、当該トナー層が磁気ブラシにより一層確実に掻き取られる。
【００５５】
さらに、ブラシ側磁石５６の主極角度の位置を、ブラシローラ５０の回転方向で見て下流側に約５°以上であって約１５°以下の範囲内に移動した位置に設定している。これは、約５°未満では、現像ローラ６０に向けて多くの電流が流れ、現像ローラ６０の回転に伴ってトナーが飛散し易くなるためである。
但し、約１５°を超えると、磁力が小さくなって現像ローラ６０に形成されたトナー層を回収できなくなる。そこで、本実施例のように、約５°から約１５°の範囲内の値に設定すれば、高密度で掻き取り力の強い適切な磁気ブラシが形成される。
【００５６】
さらにまた、トナーが約０．９５以上であって約０．９８以下の球形度を有していることから、現像ローラ６０との接触面積が従来に比して小さくなり、トナー層はブラシにより一層掻き取られ易くなる。
また、画像乱れが回避され、良好な画像形成が行われるので、プリンタ１の信頼性向上に寄与する。
【００５７】
本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
例えば、本発明の画像担持体は４つの感光体ドラムに限定されるものではなく、また、上記実施例では画像形成装置としてプリンタに具現化した例を示しているが、本発明の画像形成装置は複合機、複写機やファクシミリ等にも当然に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施例の画像形成装置の概略構成図である。
【図２】図１の画像形成装置における制御ブロック図である。
【図３】図１の現像装置の断面図である。
【図４】図１の現像装置における主極角度の位置の説明図である。
【図５】図１の画像形成装置による実験結果を示した図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  プリンタ（画像形成装置）
５  感光体ドラム（像担持体）
７  現像装置
３０  ハウジング
３２  開口
５０  磁気ブラシローラ（磁気ローラ）
５６  ブラシ側磁石（磁石）
６０  現像ローラ
６６  現像側磁石（磁石）
９２  磁力調整部（磁力調整手段）
【図１】
2009086112.tif 000003
【図２】
2009086112.tif 000004
【図３】
2009086112.tif 000005
【図４】
2009086112.tif 000006
【図５】
2009086112.tif 000007